CN110687540A - 一种检测待测光学模组的测距精准度的方法 - Google Patents

一种检测待测光学模组的测距精准度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测待测光学模组的测距精准度的方法，所述方法包括以下步骤：选定预定复检距离；提供放置区，所述放置区被配置为用于放置待测光学模组；设置光学元件和标定板，其中，认定光线从所述放置区射至光学元件的光路距离与从所述光学元件反射至标定板的光路距离之和等于所述预定复检距离；使待测光学模组检测光线从放置区经所述光学元件射至所述标定板的距离，得到检测距离；比较所述预定复检距离与所述检测距离的差值是否小于或等于预定误差，若是，则判断所述待测光学模组符合性能要求。本发明在测量光学元件的测距精准度时，不会增加待测光学模组与标定板间的距离，减少了待测光学模组与标定板间的空间。

Description

一种检测待测光学模组的测距精准度的方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体地涉及一种检测待测光学模组的测距精准度的方法。
背景技术
传统的检测待测光学模组的测距精准度的方法是：将待测光学模组正向置于标定板的正前方，认定待测光学模组与标定板间的距离为预定复检距离，待测光学模组通过发射不同波段的光线至标定板，待测光学模组测量光线射至标定板的路程距离，通过比较路程距离与预定复检距离检测待测光学模组的测距精准度。如图1所示，首先固定待测光学模组101和标定板102，认定待测光学模组101与标定板102间的距离为预定复检距离，通过待测光学模组101发射的不同波段的光线，光线到达标定板102表面，测量光线射至标定板的路程距离d，其中预定复检距离采用欧式距离计算。
但是当预定复检距离过大，采用欧式距离测量时，就需要根据预定复检距离来安排待测光学模组和标定板的位置，这样就需要提供更大的空间使得待测光学模组和标定板间的直线距离与预定复检距离相同。
因此为了检测待测光学模组的测距精准度时，减少待测光学模组和标定板间占用的空间，本发明提供了一种新的检测待测光学模组的测距精准度的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种检测待测光学模组的测距精准度的方法。
根据本发明一方面，提供一种检测待测光学模组的测距精准度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
选定预定复检距离；
提供放置区，所述放置区被配置为用于放置待测光学模组；
设置光学元件和标定板，所述光学元件被配置为用于将位于所述放置区的待测光学模组发射的光线反射至所述标定板，认定光线从所述放置区射至光学元件的光路距离与从所述光学元件反射至标定板的光路距离之和等于所述预定复检距离；
使位于所述放置区的待测光学模组发射光线，使光线经所述光学元件反射至所述标定板，使待测光学模组检测光线从放置区经所述光学元件射至所述标定板的距离，得到检测距离；
比较所述预定复检距离与所述检测距离的差值是否小于或等于预定误差，若是，则判断所述待测光学模组符合性能要求。
可选地，光线从所述放置区射至光学元件的光路距离与从所述光学元件反射至标定板的光路距离之和为实际复检距离，所述预定复检距离与实际复检距离之间存在系统误差；
测量N个待测光学模组获得N个检测距离，对获得的N个检测距离进行计算得到所述系统误差，N为≥5的正整数；
对检测其它待测光学模组所获得的检测距离，消除系统误差。
可选地，待测光学模组检测的光线从放置区经所述光学元件射至所述标定板的距离为实际检测距离；
所述实际检测距离减去所述系统误差得到所述检测距离。
可选地，所述光学元件和所述标定板被配置为，能够将照射至标定板的光线反射至光学元件，进而反射回所述放置区，形成反射光路。
可选地，所述标定板被配置为与所述待测光学模组处于同一条直线上，所述光学元件与所述待测光学模组间的连线与所述直线呈预定角度。
可选地，所述预定角度的范围为10°～90°。
可选地，所述预定角度为45°。
可选地，所述光学元件的入射角和反射角的角度之和范围为60°～150°。
可选地，所述入射角和反射角之和为90°。
可选地，所述光学元件与所述直线间的垂直距离大于所述标定板的高度。
本发明的有益效果：本发明提供了一种检测待测光学模组的测距精准度的方法，相比于现有技术中待测光学模组和标定板间的距离设定为预定复检距离，本发明通过设置光学元件，认定光线从所述放置区射至光学元件的光路距离与从所述光学元件反射至标定板的光路距离之和等于预定复检距离，本发明在检测待测光学模组的测距精准度时，不会增大待测光学模组与标定板间的距离，因此不会占用更大的空间，减少了成本。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是现有技术中检测待测光学模组的测距精准度的原理示意图。
图2是本发明的曼哈顿距离原理示意图。
图3是本发明一个实施例的检测待测光学模组的测距精准度的原理示意图。
图4是本发明一个实施例的检测待测光学模组的测距精准度的原理示意图。
图5是本发明一个实施例的检测待测光学模组的测距精准度的原理示意图。
图6是本发明一个实施例的检测待测光学模组的测距精准度的原理示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本发明的一个实施例，提供一种检测待测光学模组的测距精准度的方法，如图3所示，所述方法包括以下步骤：
选定预定复检距离；
提供放置区，所述放置区被配置为用于放置待测光学模组101；
设置光学元件103和标定板102，所述光学元件103被配置为用于将位于所述放置区的待测光学模组101发射的光线反射至所述标定板102，认定光线从所述放置区射至光学元件103的光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的光路距离之和等于所述预定复检距离；
使位于所述放置区的待测光学模组101发射光线，使光线经所述光学元件103反射至所述标定板102，使待测光学模组101检测光线从放置区经所述光学元件103射至所述标定板102的距离，得到检测距离；
比较所述预定复检距离与所述检测距离的差值是否小于或等于预定误差，若是，则判断所述待测光学模组符合性能要求，若否，则判断所述待测光学模组不符合性能要求。
本发明提供了一种检测光学模组的测距精准度的方法，具体地，通过设置光学元件，使得选定的预定复检距离为光线从所述放置区射至光学元件103的光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的光路距离之和，而并不是现有技术中认定的预定复检距离为待测光学模组与标定板间的直线距离；这样的设置方法使得本发明的待测光学模组与标定板间的距离小于预定复检距离，不会增加待测光学模组与标定板的站位空间。
其中本发明认定光线从所述放置区射至光学元件103的光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的光路距离之和等于所述预定复检距离，并不考虑放置区射至光学元件103的光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的光路距离之和是否的确等于选定的预定复检距离。
因为放置区射至光学元件的光路距离，与放置区放置的待测光学元件的固定角度和光学元件的固定角度和光学元件位置等因素有关；光学元件103反射至标定板102的光路距离，与光学元件的固定角度和光学元件位置和标定板的固定角度和位置等因素有关。因此实际测量的放置区射至光学元件103的光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的光路距离之和与预定复检距离之间存在系统误差。本例子不考虑所述系统误差。
本例子中，其中所述预定误差为±0.01，即所述预定复检距离与检测距离的差值的绝对值小于或等于0.01时，待测光学模组101符合性能要求。
本例子中，可选地，所述放置区还可以设置安装架，所述安装架被配置为用于固定所述待测光学模组。如图3所示，待测光学模组101倾斜固定。所述标定板102与所述待测光学模组101处于同一条直线d上，所述光学元件103与待测光学模组101间的连线与所述直线d间呈预定角度A。
本例子中，选定预定复检距离，如图3所示，待测光学模组101发射光线，所述光线线路经y1->x1反射到标定板102表面；其中认定光线从所述放置区射至光学元件的光路距离与从所述光学元件反射至标定板的光路距离之和等于所述预定复检距离。具体地，y1+x1认定为预定复检距离。其中所述预定复检距离y1+x1为提前选定的常值。
本例子中，对于测量得到检测距离，待测光学模组检测光线从放置区经所述光学元件射至所述标定板的距离，得到检测距离；如图3所示，所述光线线路经y2->x2反射到标定板102表面，待测光学模组101检测光线从放置区经所述光学元件射至所述标定板的距离，得到检测距离，所述检测距离为y2+x2。
在一个例子中，光线从所述放置区射至光学元件103的光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的光路距离之和为实际复检距离，所述预定复检距离与实际复检距离之间存在系统误差；
测量N个待测光学模组获得N个检测距离，对获得的N个检测距离进行计算得到所述系统误差，N为≥5的正整数；
对检测其它待测光学模组所获得的检测距离，消除系统误差。
例如光线从所述放置区射至光学元件103的实际光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的实际光路距离之和为实际复检距离。
具体地，因为预定复检距离y1+x1为认定的常值，但是由于待测光学模组101，标定板102和光学元件103在固定过程中可能会存在各种角度偏差等情况，使得放置区射至光学元件103的实际光路距离与从所述光学元件103反射至标定板102的实际光路距离之和不等于所述预定复检距离，实际复检距离与预定复检距离之间存在系统误差。
为了使得待测光学模组的测距精准度更加准确，提高测量的精准度，本例子中测量N个待测光学模组获得N个检测距离，对获得的N个检测距离进行计算得到所述系统误差，N为≥5的正整数；
可选地，N个检测距离通过求平均值得到所述系统误差。
例如，生产线生产一批(100个)待测光学模组，从这100个待测光学模组中随机挑选3个待测光学模组，将这3个待测光学模组依次放置在放置区，获得3个检测距离，将获得的3个检测距离通过计算确定系统误差。其中，这3个待测光学模组在放置时，固定位置相同，朝向相同，同时在整个测量过程中，标定板和光学元件的固定位置不变。
可选地，认定预定复检距离y1+x1为5m，3个检测距离y2+x2分别为5.1m，4.9m，5.1m，因此可以确定系统误差为0.1。
其中，在确定系统误差方面，现有技术中公开了各种算法用于确定系统误差，在此，本发明不再论述。
在一个例子中，待测光学模组101检测的光线从放置区经所述光学元件103射至所述标定板102的距离为实际检测距离；
所述实际检测距离减去所述系统误差得到所述检测距离。
具体地，因为存在系统误差，需要将实际测得的实际检测距离减去系统误差，最终结果为检测距离；例如，通过首先测量3个待测光学模组，确定系统误差为0.1，在后续的测量过程中，若一个待测光学模组测量的实际检测距离为5.1m，那么检测距离为5m，检测距离与预定复检距离相同，则判断该待测光学模组符合性能要求。
在一个例子中，所述光学元件和所述标定板被配置为，能够将照射至标定板的光线反射至光学元件，进而反射回所述放置区，形成反射光路。
本例子的测试方法适用于“待测光学模组是通过接收到反射光线，进而测得检测距离”的情况。
具体地，如图4所示，标定板102接收的光线经x2->y2反射至待测光学模组101；其中x2->y2为光线的反射光线，具体地，所述反射光路为：所述标定板102接收的光线反射至所述光学元件103，所述光学元件103反射所述光线至所述待测光学模组101。
本例子中，如图4所示，待测光学模组可以测量光线经放置区射至光学元件103的光路距离，从所述光学元件103反射至标定板102的光路距离，和光线从标定板102射出至光学元件103的光路距离，和从所述光学元件103反射至放置区的光路距离这4段光路距离之和，即x1+y1+x2+y2为待测光学模组101需要测量的距离。则x1+y1+x2+y2距离除以2得到本例子的检测距离。但是本例子的测试方式也更容易产生系统误差。
在一个例子中，所述预定复检距离采用曼哈顿距离计算。
如图2所示，在直角坐标系XOY中，a点坐标为(x，y)，b点坐标为(x1，y1)，B点坐标为(x2，y2)。
例如，有一批待测光学模组，在生产这些待测光学模组之前，需要实现待测光学模组测距为10m，现在需要检测待测光学模组的实际测距是多少。
现有技术测量待测光学模组测距精准度的方法是：可以在a点固定待测光学模组，在b点固定标定板，其中预定复检距离为a,b两点之间的距离；在实际测量中，ab间的距离设定为预定复检距离10m，即待测光学模组与标定板间的距离设定为10m，需要提供一个至少具有10m长的空间供测量待测光学模组。
而本发明测量待测光学模组测距精准度的方法是：可以在a点固定待测光学模组，在B点固定标定板，在D点固定光学元件，其中预定复检距离为aD距离与DB距离之和；即aD距离与DB距离之和等于ab间的距离；在实际测量中，设定aD距离与DB距离之和为10m，根据三角形原理，两直角边之和大于第三条斜边，aB作为三角形的斜边，其aB间距离小于10m，即待测光学模组与标定板间的距离小于10m，因此本发明在测量待测光学模组测距精准度时，不需要提供具有10m长的空间供测量待测光学模组，只需要提供小于10m长的空间供测量待测光学模组即可，因此本发明提供的方法相对于现有技术中的方法，本发明不需要增大待测光学模组和标定板间的距离，因此不需要提供更大的空间。
其中由于aB距离的曼哈顿距离为aD距离与DB距离之和，而本发明预定复检距离为aD距离与DB距离之和，因此本发明的预定复检距离是采用曼哈顿距离计算。而与相对于现有技术中预定复检距离通过欧式距离计算相比，本发明的计算过程更加简便。
在一个例子中，如图3所示，待测光学模组101倾斜固定。所述标定板102与所述待测光学模组101处于同一条直线d上，所述光学元件103与待测光学模组101间的连线与所述直线d间呈预定角度A。也即为待测光学模组101相对直线d倾斜的角度为A。其中，预定角度A可以根据需求变化，尽量使光线反射到标定板102上；
具体地，所述预定角度A的范围为不超过90°。因为根据光的反射原理，当光学元件103与待测光学模组101间的连线与所述直线d呈90°时，待测光学模组101发射的光线经过光学元件103的反射会沿原路返回至待测光学模组，并不会反射到标定板102，不能够实现待测光学模组测距精准度的测量；当光学元件103与待测光学模组101间的连线与所述直线d呈的预定角度A大于90°时，根据光的反射原理，待测光学模组101发射的光线经过光学元件103的反射，其中光线向偏离所述标定板102固定的位置反射，反射光线并不会达到标定板102的表面。因此为了保证光线尽可能通过光学元件103反射到标定板102上，预定角度A的范围为不超过90°。可选地，所述预定角度的范围为10°～90°。特别地，预定角度A为45°，因为在该预定角度时，光学元件103的固定位置不会影响待测光学模组测距精准度，同时也方便实现对待测光学模组101和光学元件103的固定。
在一个例子中，光学元件103接收待测光学模组101发出的光线，其中光学元件103的入射角为角B，反射角为角C，根据光的反射原理，入射角B与反射角C相等。其中入射角B和反射角C的角度之和范围为60°～150°。本发明人发现，入射角B的角度越小对于光学元件103占用的垂直空间也会越大，但是入射角B越大光学元件103可能会在标定板102和待测光学模组101之间产生阻挡，在该角度范围内，待测光学模组101，标定板102和光学元件103的占用空间合理，同时光学元件103的固定位置也不会影响待测光学模组测距精准度测量，因为在待测光学模组测距精准度时，在待测光学模组101和标定板102之间不允许有任何障碍物，避免障碍物影响光线的传播，从而影响测量结果的精确度。
特别地，入射角B和反射角C之和为90°。在该角度时，采用曼哈顿距离计算预定复检距离y1+x1时，方便了使用者计算。
其中，在平时的实际应用中，可以根据空间条件自主选择入射角度。
在一个例子中，本发明采用曼哈顿距离计算预定复检距离，如图5所示，在待测光学模组101和标定板102的上方设置光学元件。例如当设置的光学元件为光学元件1031时，采用曼哈顿距离计算的预定复检距离为X1+Y1；当设置的光学元件为光学元件1032时，采用曼哈顿距离计算的预定复检距离为X2+Y2；当设置的光学元件为光学元件1033时，采用曼哈顿距离计算的预定复检距离为X3+Y3。
同时本发明人发现：X1+Y1长度＞X2+Y2长度＞X3+Y3长度，因此当光学元件在垂直方向站位空间越大时，即光学元件与待测光学模组101的连线与直线d间的角度越大，光学元件1031的入射角越小，使得光学元件在垂直方向站位空间越大时，对应的预定复检距离X1+Y1长度越长；当光学元件在垂直方向站位空间越小时，即光学元件与待测光学模组101的连线与直线d间的角度越小，光学元件1031的入射角越大，使得光学元件在垂直方向站位空间越小时，对应的复检距离X3+Y3长度越短。因此可以根据预定复检距离的长度要求，对应的固定设置光学元件的位置。
但是入射角的角度越小对于光学元件占用的垂直空间也会越大，入射角越大光学元件可能会在标定板和待测光学模组之间产生阻挡，因此为了方便计算，优选地，选择入射角＝反射角＝45°。
在一个例子中，在图6所示的例子中，光学元件的入射角和反射角的和为90°，但是，当待测光学模组101进行偏转时，光学元件的固定角度也会随待测光学模组101的偏转而偏转。例如，当光学元件为光学元件1031时，光学元件1031与待测光学模组101的连线与直线d的角度小于45°，对应的预定复检距离为X1+Y1；当光学元件为光学元件1032时，光学元件1032与待测光学模组101的连线与直线d的角度等于45°，对应的预定复检距离为X2+Y2；当光学元件为光学元件1033时，光学元件1033与待测光学模组101的连线与直线d的角度大于45°，对应的预定复检距离为X3+Y3；
但是经计算得当光学元件1032与待测光学模组101的连线与直线d的角度等于45°时，X2＝Y2时，测得的距离为最长距离，此时角度A＝B＝C＝45°(从图3中可以看出)，光学元件的垂直距离为标定板与待测光学模组间距离的一半，便于光学元件位置固定。
在一个例子，所述光学元件采用平面镜、凸透镜或凹凸镜中的至少一种。所述光学元件能够实现对光线光路的方向改变即可，优选地，选用平面镜。
在一个例子中，所述光学元件与所述直线间的垂直距离大于所述标定板的高度。当固定所述光学元件时，光学元件与所述直线间的距离大于所述标定板，提高了光学元件测距精准度的准确度。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种检测光学模组的测距精准度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
选定预定复检距离；
提供放置区，所述放置区被配置为用于放置待测光学模组；
设置光学元件和标定板，所述光学元件被配置为用于将位于所述放置区的待测光学模组发射的光线反射至所述标定板，认定光线从所述放置区射至光学元件的光路距离与从所述光学元件反射至标定板的光路距离之和等于所述预定复检距离；
使位于所述放置区的待测光学模组发射光线，使光线经所述光学元件反射至所述标定板，使待测光学模组检测光线从放置区经所述光学元件射至所述标定板的距离，得到检测距离；
比较所述预定复检距离与所述检测距离的差值是否小于或等于预定误差，若是，则判断所述待测光学模组符合性能要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光线从所述放置区射至光学元件的光路距离与从所述光学元件反射至标定板的光路距离之和为实际复检距离，所述预定复检距离与实际复检距离之间存在系统误差；
测量N个待测光学模组获得N个检测距离，对获得的N个检测距离进行计算得到所述系统误差，N为≥5的正整数；
对检测其它待测光学模组所获得的检测距离，消除系统误差。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，待测光学模组检测的光线从放置区经所述光学元件射至所述标定板的距离为实际检测距离；
所述实际检测距离减去所述系统误差得到所述检测距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学元件和所述标定板被配置为，能够将照射至标定板的光线反射至光学元件，进而反射回所述放置区，形成反射光路。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定板被配置为与所述待测光学模组处于同一条直线上，所述光学元件与所述待测光学模组间的连线与所述直线呈预定角度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定角度的范围为10°～90°。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定角度为45°。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测光学模组发射光线，使光线经所述光学元件反射至所述标定板，所述光线在所述光学元件形成反射角和入射角，所述入射角和反射角的角度之和范围为60°～150°。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述入射角和反射角之和为90°。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学元件与所述直线间的垂直距离大于所述标定板的高度。
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