CN110837202A

CN110837202A - 摄像头解析力测试的校准方法

Info

Publication number: CN110837202A
Application number: CN201810942051.4A
Authority: CN
Inventors: 赵伟涛
Original assignee: OFilm Image Technology Guangzhou Co Ltd
Current assignee: OFilm Image Technology Guangzhou Co Ltd
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2020-02-25
Anticipated expiration: 2038-08-17
Also published as: CN110837202B

Abstract

本发明涉及一种摄像头解析力测试的校准方法，用于校准摄像头的拍摄平面与测试图所在的测试平面之间的平行度。摄像头解析力测试的校准方法包括步骤：在拍摄平面及测试平面的其中一个上设置反射镜，另一个上设置透明板，并在透明板背向所述反射镜的一侧设置光源；点亮光源以使光源发出光线，光线穿过透明板并在透明板的表面形成第一光斑，光线经反射镜反射后在透明板的表面形成第二光斑；调节拍摄平面及所述测试平面中至少一个的角度，直至第一光斑与第二光斑重叠。第一光斑与第二光斑重叠为判断拍摄平面与测试平面的平行度的一个基准。因此，上述摄像头解析力测试的校准方法具有更好的校准效果。

Description

摄像头解析力测试的校准方法

技术领域

本发明涉及摄像头测试技术领域，特别是涉及一种摄像头解析力测试的校准方法。

背景技术

摄像头的解析力是摄像头最关键的性能指标之一，故解析力的测试计算已成为电子成像设备制造工艺中必需的一个工序。而摄像头解析力的测试计算方法中很关键的一个步骤是，用摄像头对反射稿形式的测试图进行拍摄。为了更为正确的计算解析力，要求摄像头所在的拍摄平面与测试图所在测试平面之间具有较高的平行度。

传统的摄像头与测试图之间平行度的调整方法，是将测试图固定在一个平面，确定好测试图与夹持摄像头的拍摄治具之间的间距，根据摄像头实时采集的画像显示情况，来调节拍摄治具以实现摄像头模组方位的调节，以尽可能降低测试图相对于摄像头模组的倾斜角。

但是，这种根据摄像头实时采集的画像显示情况来对摄像头的角度进行调节的方法，虽然可以大致调节拍摄治具相对于测试图的平行度，但是由于没有一个很好的基准来判断，这种方法难以保证测试图与摄像头具有较高的平行度。因此，传统的摄像头与测试图平行度的校准方法的校准效果不佳。

发明内容

基于此，有必要针对传统摄像头与测试图的平行度校准效果不佳的问题，提供一种校准效果好的摄像头解析力测试的校准方法。

一种摄像头解析力测试的校准方法，用于校准摄像头的拍摄平面与测试图所在的测试平面之间的平行度，所述方法包括步骤：

在所述拍摄平面及所述测试平面的其中一个上设置反射镜，另一个上设置透明板，并在所述透明板背向所述反射镜的一侧设置光源；

点亮所述光源以使所述光源发出光线，所述光线穿过所述透明板并在所述透明板的表面形成第一光斑，所述光线经所述反射镜反射后在所述透明板的表面形成第二光斑；

调节所述拍摄平面及所述测试平面中至少一个的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠。

上述摄像头解析力测试的校准方法，调节拍摄平面及测试平面中至少一个的角度，直至第一光斑与第二光斑重叠，即拍摄平面与测试平面平行。所以，第一光斑与第二光斑重叠为判断拍摄平面与测试平面的平行度的一个基准。而建立一个统一的基准，可有效地避免由于操作人员、工作环境等的不同而造成校准结果的差异，使得拍摄平面与测试平面之间平行度的校准结果更为准确。因此，摄像头解析力测试的校准方法具有更好的校准效果。

在其中一个实施例中，在所述点亮所述光源以使所述光源发出光线，所述光线穿过所述透明板并在所述透明板的表面形成第一光斑，所述光线经所述反射镜反射后在所述透明板的表面形成第二光斑的步骤之前还包括步骤：

对所述拍摄平面与所述测试平面之间的平行度进行粗调。

对拍摄平面及测试平面的平行度进行粗调以使拍摄平面与测试平面之间基本保持平行，大大减少了后续对拍摄平面及测试平面的角度的调节次数，有效地提高了拍摄平面与测试平面之间的平行度的校准效率。因此，摄像头解析力测试的校准方法的具有较高的校准效率。

在所述反射镜与所述透明镜之间设置透镜，并使所述光源位于所述透镜的物方焦点处。由于透镜具有汇聚光线的作用，可以对光源发出的光线进行汇聚，使得光线在透明板上形成的第二光斑的面积更小。由此，透镜的设置，使得摄像头解析力测试的校准方法的校准效果更好。

在其中一个实施例中，所述透镜为双凸透镜。由于双凸透镜的两侧表面均为球面，故透镜的聚光效果更好。由此，将透镜设置为双凸透镜，进一步减小了在透明板上形成的第二光斑的面积，进而使得拍摄平面与测试平面之间平行度的校准结果更为准确。

在其中一个实施例中，所述调节所述拍摄平面及所述测试平面中至少一个的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠的步骤包括：

获取所述第一光斑与所述第二光斑之间的距离S的值；

根据S的值获得所述测试平面与所述拍摄平面之间的夹角θ的值；

根据θ的值调节所述拍摄平面及所述测试平面中至少一个的角度，至所述第一光斑与所述第二光斑重叠。

找出与反射镜和/或透明板的初始位置之间的夹角为θ值的目标位置，直接将反射镜和/透明板调整至目标位置，以实现反射镜和/或透明板的角度的精确调节。因此，根据得到的拍摄平面与测试平面之间的夹角θ的值来校准拍摄平面与测试平面之间的平行度，大大减少了反射镜及透明板调节的次数，有效地缩短了校准时间，使得摄像头解析力测试的校准方法的校准效率更高。

在其中一个实施例中，所述拍摄平面固定于拍摄夹具上，所述调节所述拍摄平面及所述测试平面中至少一个的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠的步骤为：

调节所述拍摄夹具以调节所述拍摄平面的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠。

可以通过手动或者其他辅助结构来实现拍摄夹具的调节，使得拍摄平面的调节更为方便。

在其中一个实施例中，所述拍摄夹具具有三维旋钮，所述调节所述拍摄夹具以调节所述拍摄平面的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠的步骤具体为：

调节所述三维旋钮以调节所述拍摄平面的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠。

三维旋钮具有定位旋转的功能，故通过调节三维旋钮，可以在调节拍摄夹具的同时实现实时定位，使得拍摄平面的角度的调节更为准确，进而使得校准效果更好。

在其中一个实施例中，所述透明板为分划板。由于分划板为一种表面刻有分划密位线的超薄玻璃板，分划密位线可以作为其他元件在分划板上的位置参考。因此，将透明板设置为分划板，使得第一光斑及第二光斑在透明板上的位置信息的读取更为方便，进而使得测试平面与拍摄平面之间平行度的校准工作更为方便。

在其中一个实施例中，所述分划板为中心对称结构，且所述光源与所述分划板的中心对齐。由此，将光源设置于分划板的中心位置，大大降低了第二光斑的位置超出分划板的边缘的情况发生的概率。

在其中一个实施例中，所述光源为激光器。由于激光器发出的激光具有定向发光、亮度高、光束高度集中等特性，使得光源发出的光束也具有定向发光、亮度高、光束高度集中等优点，进而使得对拍摄平面与测试平面之间的平行度的校准更为方便准确。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中的摄像头解析力测试的校准方法的流程示意图；

图2为本发明较佳实施例中的摄像头解析力测试的校准方法中的场景模拟光路图；

图3为摄像头解析力测试的校准方法的场景模拟中拍摄平面与测试平面平行时的状态示意图；

图4为摄像头解析力测试的校准方法的场景模拟中拍摄平面与测试平面不平行时的状态示意图；

图5为图1所示的摄像头解析力测试的校准方法中的步骤S30的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种摄像头解析力测试的校准方法，用于校准摄像头的拍摄平面与测试图所在的测试平面的平行度。其中，拍摄平面为摄像头的镜头所在的平面，是摄像头上采集图像并形成图像光学信号的表面。测试平面为摄像头解析力测试计算过程中所涉及的测试图所在的平面。拍摄平面与测试平面之间的平行度越高，测试计算所得的摄像头的解析力越准确。

请一并参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的摄像头解析力测试的校准方法包括步骤S10至S30：

步骤S10，在拍摄平面100及测试平面200的其中一个上设置反射镜300，另一个上设置透明板400，并在透明板400背向反射镜300的一侧设置光源(图未示)。

其中，透明板400主要起使光源发出的光线穿过并在其表面形成光斑的作用。一般情况下，透明板400可以由玻璃、透明塑料等透明材料制成。具体在本实施例中，透明板400为玻璃板。

而在拍摄平面100及测试平面200的其中一个上设置反射镜300，另一个上设置透明板400，一般直接贴设在表面，所以能保持平行，无需调试。因此，只要使反射镜300及透明板400之间平行，就可以使拍摄平面100与测试平面200平行。

具体的，光源设置于透明板400背向反射镜300的一侧，且测试平面200与光源相对的位置设置有避位部，故测试平面200对光源形成避位。因此，测试平面200上避位部的设置，可以使透明板400与测试平面200保持平行。

可以理解，在其他实施例中，透明板400还可以为由其他非透明材料制成的遮挡板，遮挡板的表面开设有贯穿遮挡板的通光孔，光源与通光孔的位置相对，以使光源发出的光线穿过遮挡板。

步骤S20，点亮光源以使光源发出光线，光线穿过透明板400并在透明板400的表面形成第一光斑500，光线经反射镜300反射后在透明板400的表面形成第二光斑600。

具体的，反射镜300为具有全反射面的平面反射镜，是一种光学元件，可以将照射到全反射面上的光线全部反射回去。当光源发出的光线照射到反射镜300上后，光线经全反射面反射后直接照射到透明板400上，并在透明板400上形成第二光斑600。

光源是一种可以自身发光并且正在发光的物体。光源一般为点光源，光源可以为激光器、发光二极管等。光源发出的光线首先穿过透明板400，从而在透明板400的表面形成第一光斑500。进一步的，光线继续传输至反射镜300，并经反射镜300反射后再次照射透明板400，从而在透明板400的表面形成第二光斑600。

进一步的，在本实施例中，光源为激光器。激光器是一种能发射激光的装置。而激光具有定向发光、亮度高、光束高度集中等特性，使得光源发出的光束也具有定向发光、亮度高、光束高度集中等优点，进而使得对拍摄平面100与测试平面200之间的平行度的校准更为方便准确。

进一步的，在本实施例中，透明板400为分划板。分划板为一种表面刻有分划密位线的超薄玻璃板，分划密位线可以作为其他元件在分划板上的位置参考。在比较第一光斑500与第二光斑600的位置的时候，可以直接通过分划密位线的刻度来读取第一光斑500与第二光斑600之间的距离。

更进一步的，在本实施例中，分划板为中心对称结构。光源与分划板的中心对齐。若拍摄平面100与测试平面200之间的平行度很低，则第二光斑600的位置就有可能超出分划板的边缘。因此，将光源设置于分划板的中心位置，大大降低了第二光斑600的位置超出分划板的边缘的情况发生的概率。具体的，光源可直接设置于分划板由分划密位线标出的中心位置，使得第一光斑500位于分划板的中心位置，进而使得读取第二光斑600与第一光斑500之间的距离的数值更为方便。

进一步的，在本实施例中，在步骤S20之前还包括步骤，对拍摄平面100与测试平面200的平行度进行粗调。

具体的，当反射镜300、透明板400及光源安装完成后，先是手动对拍摄平面100及测试平面200中至少一个的角度进行粗调，再通过肉眼观察拍摄平面100与测试平面200之间的平行度，使得拍摄平面100与测试平面200之间基本保持平行即可。对拍摄平面100及测试平面200的平行度进行粗调，大大减少了后续对拍摄平面100及测试平面200的角度的调节次数，有效地提高了拍摄平面100与测试平面200之间的平行度的校准效率。因此，摄像头解析力测试的校准方法的具有较高的校准效率。

进一步的，在本实施例中，在对拍摄平面100与测试平面200之间的平行度进行粗调与步骤S20之间还包括步骤，在反射镜300与透明板400之间设置透镜700，并使光源位于透镜700的物方焦点处。

透镜700一般为凸透镜，对光线起汇聚作用。光源发出的光线通常都是发散的，故光线与光源的光轴之间存在一定的夹角。因此，光线传递的距离越长，光线所形成的光斑的面积越大。为了减小光斑的面积，对光源发出的光线通过透镜700进行汇聚，可以减小光线所形成的光斑的面积。而经反射镜300反射后的光线经透镜700再次进行汇聚，进一步减小了光线所形成的光斑的面积，使得光线在透明板400上形成的第二光斑600的面积更小，进而使得校准结果更为准确。因此，摄像头解析力测试的校准方法的校准效果更好。

具体的，透镜700是用透明材料制成的一部分表面为球面的光学元件，为一种具有聚光作用的凸透镜，具有聚光准直的特性，故透镜700可以使透明板400上形成的光斑230的面积较小，进而使得校准结果更为准确。透镜700可以为平凸透镜、双凸透镜等。

光源位于透镜700的物方焦点处。透镜700的物方焦点是指使透镜700的成像在无穷远的物的位置。因此，当光源位于透镜700的物方焦点的位置时，光源的光轴与透镜700的光轴共线，使得光源发出的发散的光线通过透镜700的聚光准直作用后形成平行的光线，进而使得拍摄平面100与测试平面200之间平行度的校准结果更为准确。

更进一步的，本实施例中，透镜700为双凸透镜。而双凸透镜的两侧表面均为球面，故双凸透镜具有更好的聚光效果。因此，透镜700的聚光效果也更好，大大减小了在透明板400上形成的第二光斑600的面积，使得拍摄平面100与测试平面200之间平行度的校准结果更为准确。

步骤S30，调节拍摄平面100及测试平面200中至少一个的角度，直至第一光斑500与第二光斑600重叠。

根据光学的反射定律，当透明板400与反射镜300之间平行，则光源发出的光线垂直照射于反射镜300上，经反射镜300反射后的光线与反射之前的光线在同一直线上，故反射后的光线在透明板400上形成的第二光斑600与第一光斑500重叠。

如图3及图4所示，当反射镜300与透明板400平行时，经反射镜300反射后在透明板400上形成的第一光斑500与第二光斑600重合；当反射镜300与透明板400之间具有夹角时，经反射镜300反射后在透明板400上形成的第二光斑600与第一光斑500不能重合。因此，拍摄平面100与测试平面200之间平行度的判断依据为，在透明板400上形成的第二光斑600与第一光斑500的重合程度。

在摄像头解析力测试的校准方法中，第一光斑500与第二光斑600重叠为校准拍摄平面100与测试平面200之间平行度的一个基准，而建立一个统一的基准，可有效地避免由于操作人员、工作环境等的不同而造成校准结果的差异，使得测试平面100与拍摄平面200之间平行度的校准结果更为准确。因此，摄像头解析力测试的校准效果更好。

请一并参阅图2及图5，在本实施例中，步骤S30包括步骤S31至S33：

步骤S31，获取第一光斑500与第二光斑600之间的距离S的值。具体的，当透明板400上没有刻度时，第一光斑500与第二光斑600之间的距离S的值可以通过测量的方式得到；当透明板400上设置有刻度值时，第一光斑500与第二光斑600之间的距离S的值可以通过直接读取刻度值的方式得到。

步骤S32，根据S的值获得测试平面100与拍摄平面200之间的夹角θ的值。具体的，夹角θ的值可以通过公式计算、软件运行等方式得到。

请再次参阅图2，进一步的，在本实施例中，步骤S32为，根据S的值计算测试平面200与拍摄平面100之间的夹角θ的值，具体为

其中，L为反射镜300与透明板400之间的距离。

步骤S33，根据θ的值调节拍摄平面100及测试平面200中至少一个的角度，至第一光斑500与第二光斑600重叠。

具体的，先是通过量角器等工具找出反射镜300与其初始位置之间的夹角为θ值的目标位置，然后直接将反射镜300调整至目标位置，以实现反射镜300的角度的精确调节。

或者，先是通过量角器等工具找出透明板400与其初始位置之间的夹角为θ值的目标位置，然后直接将透明板400调整至目标位置，以实现透明板400的角度的精确调节。

再或者，通过量角器等工具分别找出与透明板400及反射镜300的初始位置之间的夹角为θ1及θ2的目标位置，其中θ1与θ2的和为θ；然后直接将透明板400及反射镜300分别调节至其目标位置，以实现透明板400及反射镜300的角度的精准调节。

因此，根据得到的拍摄平面100与测试平面200之间的夹角θ的值来校准拍摄平面100与测试平面200之间的平行度，大大减少了反射镜300及透明板400调节的次数，有效地缩短了校准时间，使得摄像头解析力测试的校准方法的校准效率更高。

在本实施例中，拍摄平面100固定于拍摄夹具上。在步骤S30中，通过调节拍摄夹具以调节拍摄平面100的角度，直至第一光斑500与第二光斑600重叠。具体的，拍摄夹具可以通过手动的方式实现其调节，也可以通过其他辅助结构来实现其调节。

进一步的，在本实施例中，拍摄夹具具有旋钮。调节拍摄夹具以调节拍摄平面100的角度，直至第一光斑500与第二光斑600重叠的步骤具体为：调节三维旋钮以调节拍摄平面100的角度，直至第一光斑500与第二光斑600重叠。

其中，三维旋钮是一种用手控转的手动元件，可以连续多次旋转，也可以定位旋转。因此，通过调节三维旋钮，可以在调节拍摄夹具的同时实现实时定位，使得拍摄平面100的角度的调节更为准确，进而使得校准效果更好。

上述摄像头解析力测试的校准方法，调节拍摄平面100及测试平面200中至少一个的角度，直至第一光斑500与第二光斑600重叠，即拍摄平面100与测试平面200平行。所以，第一光斑500与第二光斑600重叠为判断拍摄平面100与测试平面200的平行度的一个基准。而建立一个统一的基准，可有效地避免由于操作人员、工作环境等的不同而造成校准结果的差异，使得测拍摄平面100与测试平面200之间平行度的校准结果更为准确。因此，摄像头解析力测试的校准方法的校准效果更好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种摄像头解析力测试的校准方法，用于校准摄像头的拍摄平面与测试图所在的测试平面之间的平行度，其特征在于，所述方法包括步骤：

2.根据权利要求1所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，在所述点亮所述光源以使所述光源发出光线，所述光线穿过所述透明板并在所述透明板的表面形成第一光斑，所述光线经所述反射镜反射后在所述透明板的表面形成第二光斑的步骤之前还包括步骤：

对所述拍摄平面与所述测试平面之间的平行度进行粗调。

3.根据权利要求1所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，在所述点亮所述光源以使所述光源发出光线，所述光线穿过所述透明板并在所述透明板的表面形成第一光斑，所述光线经所述反射镜反射后在所述透明板的表面形成第二光斑的步骤之前还包括步骤：

在所述反射镜与所述透明镜之间设置透镜，并使所述光源位于所述透镜的物方焦点处。

4.根据权利要求3所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，所述透镜为双凸透镜。

5.根据权利要求1所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，所述调节所述拍摄平面及所述测试平面中至少一个的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠的步骤包括：

获取所述第一光斑与所述第二光斑之间的距离S的值；

6.根据权利要求1所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，所述拍摄平面固定于拍摄夹具上，所述调节所述拍摄平面及所述测试平面中至少一个的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠的步骤为：

7.根据权利要求6所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，所述拍摄夹具具有三维旋钮，所述调节所述拍摄夹具以调节所述拍摄平面的角度，直至所述第一光斑与所述第二光斑重叠的步骤具体为：

8.根据权利要求1所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，所述透明板为分划板。

9.根据权利要求8所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，所述分划板为中心对称结构，且所述光源与所述分划板的中心对齐。

10.根据权利要求1所述的摄像头解析力测试的校准方法，其特征在于，所述光源为激光器。