CN209264248U - 一种多角度成像质量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多角度成像质量检测装置，包括有机械臂、固定架、平行光管，所述固定架的上部形状为球面二角形，所述固定架上部设置有复数个与平行光管相适配的限位孔，复数个限位孔均匀分布在球面二角形结构的固定架上部，且复数个限位孔的中心线的延长线指向球面二角形结构的固定架上部的球心位置，所述平行光管与机械臂固定连接，所述机械臂启动时可带动平行光管插入限位孔内。该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量，提供了快速和灵活的定位能力，从而可以实现对相机或透镜组的快速而全面的评估，而且，在测试过程中不需要移动相机或透镜组的位置，减小了由视场环境变化造成的成像控制不同而导致的误差。

Description

一种多角度成像质量检测装置

技术领域

本实用新型属于成像质量检测装置技术领域，特别涉及一种用于透镜组和相机的光学性能测量的成像质量检测装置。

背景技术

近年来，随着电子技术的发展，照相机、摄像机等电子产品也越来越成为人们工作生活必需设备。其中，透镜组是整个照相或摄像系统中重要的光学部件，透镜组的好坏直接决定了成像质量的高低。

在定焦或变焦摄像机制造领域，在产品出货之前需要对其透镜组进行对焦检测，以挑出对焦不合格的透镜组，从而保证出货产品的质量。现有摄像机透镜组对焦检测方法(或称为调焦工艺)通常都是将待检测的摄像机透镜组预先调好焦，再使用该摄像机对特定的高分辨率图进行拍照，最后将拍摄的照片传入电脑，再通过人工用肉眼检测该照片的细节部分，以确认该摄像机透镜组的分辨率即透镜组质量的好坏。

但是该方法存在以下问题：(1)该方法需要通过拍照、拍完照片上传到电脑上以及对比照片多点(通常为17个点)以确认透镜组分辨率等多个步骤完成对焦检测，故该方法比较费时费力，生产效率较低，不利于规模化大批量进行透镜组对焦检测；(2)该方法需要通过人工用肉眼检测该照片的细节部分，以确认该摄像机透镜组的分辨率，其对于透镜组分辨率判断的主观因素较大，取决于员工的工作经验及工作态度，在工作效率方面也依赖于员工的操作熟练程度，而员工的工作经验及工作态度均各不相同且差别较大，故该方法检测的摄像机透镜组质量的一致性及可靠性较低。

部分厂家采用CTF算法进行测试，CTF测试的存在以下缺陷：因测试标靶为具有高对比的物体，因支反映待测透镜组对此种对比下的解像力程度；使用光源与待测透镜组实际运用环境不相同，无法反映透镜组在实际使用环境下的解像力程度；若采用人为判断，判断结果受到检测人员经验、疲劳程度等因素的影响；若采用电子取像元件来判断结果，受到取像元件的影响，一般支能判断解像力大于0.3的影像；取样频率分散，无法有效表现透镜组的解像力特性。

目前模组解析度测试运用最好的方法是测试MTF参数，将摄像头拍摄某个固定频率的线条图像，来计算出相应的MTF值，并以MTF值的大小判断摄像头模组解析度的优劣，MTF数值反映的就是相机或透镜组在不同位置成像的分辨率和对比度。

现有技术中，相机或透镜组的测量系统主要有两种模式，一种是多个平行光管放置在固定位置，可同时对一个产品的几个预定的视场角进行测量，虽然测量速度快，但是灵活性差，无法提供全面的测量。

另一种是平行光管在一个平面内沿着圆心进行扫描，通过旋转透镜或者相机的方式开实现全面测量，虽然可以实现任意视场角的测量，但是测量速度慢，无法改变平行光管与相机或透镜组的相对位置。

在专利申请号为CN201820213820.2的实用新型申请中，公开了一种通过平行光管和MTF算法检测光学系统解像能力的设备，该设备包括有设备支撑体、平行光管安装支架、相机安装台、平行光管和控制装置所述设备支撑体设有检测面板，所述检测面板设有检测孔，所述平行光管安装支架设有多个，所述平行光管安装支架一端安装于检测面板，所述平行光管安装支架另一端互相连接在一起形成支架中心；所述平行光管设有多支，分别安装于平行光管安装支架上，所述平行光管发出的平行光穿过检测孔；所述平行光管内设有标靶，所述标靶上设有检测图像；所述相机安装台设置于平行光管前方；所述平行光管发出平行光相交于相机安装台上；所述平行光管与控制装置驱动连接。

但是，上述公开的过平行光管和MTF算法检测光学系统解像能力的设备，灵活度不够，无法提供全面的测量。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种多角度成像质量检测装置，该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量，提供了快速和灵活的定位能力，从而可以实现对相机或透镜组的快速而全面的评估，而且，在测试过程中不需要移动相机或透镜组的位置，减小了由视场环境变化造成的成像控制不同而导致的误差。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种多角度成像质量检测装置，包括有机械臂、固定架、平行光管，所述固定架的上部形状为球面二角形，所述固定架上部设置有复数个与平行光管相适配的限位孔，复数个限位孔均匀分布在球面二角形结构的固定架上部，且复数个限位孔的中心线的延长线指向球面二角形结构的固定架上部的球心位置，所述平行光管与机械臂固定连接，所述机械臂启动时可带动平行光管插入限位孔内。在本实用新型中，可以将相机或者透镜组固定后，调整机械臂的参数，使得固定架上部球面的球面二角形的球心与相机或透镜组的入瞳位置重合，机械臂的设定的控制参数为现有技术，在机械臂的操作下，可以使平行光管插入任意一个限位孔内，由于球面二角形的固定架上的限位孔每个的角度都不同，使平行光管能够在不同角度的限位孔内，且末端指向球面二角形的固定架的球心，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量，机械臂与多个角度的限位孔的设置提供了快速和灵活的定位能力，从而可以实现对相机或透镜组的快速而全面的评估，而且，在测试过程中不需要移动相机或透镜组的位置，减小了由视场环境变化造成的成像控制不同而导致的误差。

进一步地，所述机械臂与平行光管均为1个，1个机械臂设置在固定架的侧边。在本实用新型中，1个机械臂固定好平行光管后，可以带动平行光管进行多角度方位空间位置移动，从而使平行光管能够在不同角度的限位孔内，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量。

进一步地，所述机械臂与平行光管均为2个，2个机械臂分别设置在固定架的两侧边，2个平行光管分别固定在2个机械臂上。在本实用新型中，也可以增加到4个机械臂，分别对应某一块FOV范围，2个机械臂分别固定好平行光管后，可以在固定架的两侧带动平行光管进行多角度方位空间位置移动，从而使平行光管能够在不同角度的限位孔内，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量。

进一步地，所述固定架包括有上部的球面架与下部的支撑架，所述球面架为球面二角形结构，所述支撑架包括有左侧板、右侧板与底板，所述左侧板与右侧板的底部分别固定在底板的两端，所述左侧板、右侧板与底板组合形成一个凹字形的支撑架，所述球面架的两端分别固定在左侧板与右侧板的顶端，所述球面架的球心位置位于底板上。在本实用新型中，底板可以固定在工作台面上，通过上述设置，能够使该装置的结构更稳定，测试效果更好。

进一步地，所述球面架的结构为钝球面二角形。在本实用新型中，钝球面二角形上可以设置更多角度的限位孔，更加方便实现测量的全面性。

进一步地，所述机械臂包括有基座、第一关节组件、第二关节组件、第三关节组件、夹具组件，第一关节组件的一端可旋转式连接在基座上且第一关节组件可在基座上水平转动，第一关节组件的另一端与第二关节组件的一端可旋转式连接，第二关节组件的另一端与第三关节组件的一端可旋转式连接，第三关节组件的另一端与夹具组件可旋转式连接，平行光管固定连接在夹具组件上，夹具组件为自身可以转动的结构。在本实用新型中，基座可以固定在工作台面上，通过上述设置，使第一关节组件可以在基座上水平转动，第二关节组件可以以与第一关节组件可旋转式连接的一端为轴心进行转动，第三关节组件可以以与第二关节组件可旋转式连接的一端为轴心进行转动，夹具组件自身的转动可以使平行光管随着摆动，从而可以实现多个自由度的转动，从而控制与夹具组件固定的平行光管的角度使其可以插入任意一个限位孔内，由于球面上的限位孔每个的角度都不同，使平行光管能够在不同角度的限位孔内，方便成像质量的检测。

进一步地，所述第一关节组件包括有第一关节和第一力臂，第二关节组件包括有第二关节和第二力臂，第三关节组件包括有第三关节和第三力臂，夹具组件包括有第四关节和夹子，所述第一力臂的一端通过第一关节与基座可旋转式连接，第一力臂的另一端通过第二关节与第二力臂的一端可旋转式连接，第二力臂的另一端通过第三关节与第三力臂的一端可旋转式连接，第三力臂的另一端通过第四关节与夹子连接，第四关节为自身可以转动的结构，平行光管固定在夹子上。在本实用新型中，通过第一关节的设置，使第一力臂能够在基座上水平转动，通过第二关节的设置，使第二力臂能够以第二关节为轴心进行转动，通过第三关节的设置，使第三力臂能够以第三关节为轴心进行转动，通过第四关节的设置，使夹子能够通过第四关节的自身转动实现带动平行光管转动，从而可以实现多个自由度的转动，从而控制与夹具组件固定的平行光管的角度使其可以插入任意一个限位孔内，由于球面上的限位孔每个的角度都不同，使平行光管能够在不同角度的限位孔内，方便成像质量的检测。

进一步地，第一关节、第二关节、第三关节、第四关节为DD马达。在本实用新型中，DD马达体积小，灵活度高，第一关节、第二关节、第三关节、第四关节也可以是其他可以实现上述功能的现有技术中的电机，能够使该装置的使用更方便。

进一步地，所述球面架的外表面与球面架的球心之间的距离为250mm，球面架的球面角的角度为100°。在本实用新型中，这样的设置能够使该装置更加方便成像质量的检测。

进一步地，平行光管可以为固定焦距的平行光管，横截面的直径为30.5mm，长度为245mm。平行光管也可以为变焦的平行光管，横截面的直径为30.5mm，长度为152mm。在本实用新型中，这样的设置能够使该装置适应不同的测量需求。

本实用新型的有益效果在于：相比于现有技术，在本实用新型中，在机械臂的操作下，可以使平行光管插入任意一个限位孔内，由于球面二角形的固定架上的限位孔每个的角度都不同，使平行光管能够在不同角度的限位孔内，且末端指向球面二角形的固定架的球心，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量，机械臂与多个角度的限位孔的设置提供了快速和灵活的定位能力，从而可以实现对相机或透镜组的快速而全面的评估，而且，在测试过程中不需要移动相机或透镜组的位置，减小了由视场环境变化造成的成像控制不同而导致的误差。

附图说明

图1是本实用新型一种多角度成像质量检测装置的单机械臂的实施例示意图。

图2是本实用新型一种多角度成像质量检测装置的单机械臂的俯视图。

图3是本实用新型一种多角度成像质量检测装置的双机械臂的实施例示意图。

图4是本实用新型一种多角度成像质量检测装置的双机械臂的俯视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-4所示，本实用新型提供一种多角度成像质量检测装置，包括有机械臂1、固定架2、平行光管3，固定架2的上部形状为球面二角形，固定架2上部设置有复数个与平行光管3相适配的限位孔4，复数个限位孔4均匀分布在球面二角形结构的固定架2上部，且复数个限位孔4的中心线的延长线指向球面二角形结构的固定架2上部的球心位置，平行光管3与机械臂1固定连接，机械臂1启动时可带动平行光管3插入限位孔4内。在本实用新型中，可以将相机或者透镜组固定后，调整机械臂1的参数，使得固定架2上部球面的球面二角形的球心与相机或透镜组的入瞳位置重合，机械臂1的设定的控制参数为现有技术，在机械臂1的操作下，可以使平行光管3插入任意一个限位孔4内，由于球面二角形的固定架2上的限位孔4每个的角度都不同，使平行光管3能够在不同角度的限位孔4内，且末端指向球面二角形的固定架2的球心，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量，机械臂1与多个角度的限位孔4的设置提供了快速和灵活的定位能力，从而可以实现对相机或透镜组的快速而全面的评估，而且，在测试过程中不需要移动相机或透镜组的位置，减小了由视场环境变化造成的成像控制不同而导致的误差。

现有技术中，入瞳，和出瞳相对应，把孔径光阑在物空间的共轭像称为"入瞳"，入瞳的位置和直径代表了入射光束的位置和口径。

参见图1-2所示，机械臂1与平行光管3均为1个，1个机械臂1设置在固定架2的侧边。在本实用新型中，1个机械臂1固定好平行光管3后，可以带动平行光管3进行多角度方位空间位置移动，从而使平行光管3能够在不同角度的限位孔内，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量。

参见图3-4所示，机械臂1与平行光管3均为2个，2个机械臂1分别设置在固定架2的两侧边，2个平行光管3分别固定在2个机械臂1上。在本实用新型中，也可以增加到4个机械臂1，分别对应某一块FOV范围，2个机械臂1分别固定好平行光管3后，可以在固定架2的两侧带动平行光管3进行多角度方位空间位置移动，从而使平行光管3能够在不同角度的限位孔内，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量。

参见图1-4所示，固定架2包括有上部的球面架21与下部的支撑架22，球面架21为球面二角形结构，支撑架22包括有左侧板221、右侧板222与底板223，左侧板221与右侧板222的底部分别固定在底板223的两端，左侧板221、右侧板222与底板223组合形成一个凹字形的支撑架22，球面架21的两端分别固定在左侧板221与右侧板222的顶端，球面架21的球心位置位于底板223上。在本实用新型中，底板223可以固定在工作台面5上，通过上述设置，能够使该装置的结构更稳定，测试效果更好。

在本实施例中，球面架21的结构为钝球面二角形。在本实用新型中，钝球面二角形上可以设置更多角度的限位孔4，更加方便实现测量的全面性。

在本实施例中，机械臂1包括有基座11、第一关节组件12、第二关节组件13、第三关节组件14、夹具组件15，第一关节组件12的一端可旋转式连接在基座11上且第一关节组件12可在基座11上水平转动，第一关节组件12的另一端与第二关节组件13的一端可旋转式连接，第二关节组件13的另一端与第三关节组件14的一端可旋转式连接，第三关节组件14的另一端与夹具组件15可旋转式连接，平行光管3固定连接在夹具组件15上，夹具组件15为自身可以转动的结构。在本实用新型中，基座11可以固定在工作台面5上，通过上述设置，使第一关节组件12可以在基座11上水平转动，第二关节组件13可以以与第一关节组件12可旋转式连接的一端为轴心进行转动，第三关节组件14可以以与第二关节组件13可旋转式连接的一端为轴心进行转动，夹具组件15自身的转动可以使平行光管3随着摆动，从而可以实现多个自由度的转动，从而控制与夹具组件15固定的平行光管3的角度使其可以插入任意一个限位孔4内，由于球面上的限位孔4每个的角度都不同，使平行光管3能够在不同角度的限位孔4内，方便成像质量的检测。

在本实施例中，第一关节组件12包括有第一关节121和第一力臂122，第二关节组件13包括有第二关节131和第二力臂132，第三关节组件14包括有第三关节141和第三力臂142，夹具组件15包括有第四关节151和夹子152，第一力臂122的一端通过第一关节121与基座11可旋转式连接，第一力臂122的另一端通过第二关节131与第二力臂132的一端可旋转式连接，第二力臂132的另一端通过第三关节141与第三力臂142的一端可旋转式连接，第三力臂142的另一端通过第四关节151与夹子152连接，第四关节151为自身可以转动的结构，平行光管3固定在夹子上。在本实用新型中，通过第一关节121的设置，使第一力臂122能够在基座11上水平转动，通过第二关节131的设置，使第二力臂132能够以第二关节131为轴心进行转动，通过第三关节141的设置，使第三力臂142能够以第三关节141为轴心进行转动，通过第四关节151的设置，使夹子152能够通过第四关节151的自身转动实现带动平行光管3转动，从而可以实现多个自由度的转动，从而控制与夹具组件15固定的平行光管3的角度使其可以插入任意一个限位孔4内，由于球面上的限位孔4每个的角度都不同，使平行光管3能够在不同角度的限位孔4内，方便成像质量的检测。

在本实施例中，第一关节121、第二关节131、第三关节141、第四关节151为DD马达。在本实用新型中，DD马达体积小，灵活度高，第一关节121、第二关节131、第三关节141、第四关节151也可以是其他可以实现上述功能的现有技术中的电机，能够使该装置的使用更方便。

在本实施例中，球面架21的外表面与球面架21的球心之间的距离为250mm，球面架21的球面角的角度为100°。在本实用新型中，这样的设置能够使该装置更加方便成像质量的检测。

在本实施例中，平行光管可以为固定焦距的平行光管，横截面的直径为30.5mm，长度为245mm。平行光管也可以为变焦的平行光管，横截面的直径为30.5mm，长度为152mm。在本实用新型中，这样的设置能够使该装置适应不同的测量需求。

本实用新型的有益效果在于：相比于现有技术，在本实用新型中，在机械臂的操作下，可以使平行光管插入任意一个限位孔内，由于球面二角形的固定架上的限位孔每个的角度都不同，使平行光管能够在不同角度的限位孔内，且末端指向球面二角形的固定架的球心，实现该装置可以对相机或透镜组的任意视场角进行测量，机械臂与多个角度的限位孔的设置提供了快速和灵活的定位能力，从而可以实现对相机或透镜组的快速而全面的评估，而且，在测试过程中不需要移动相机或透镜组的位置，减小了由视场环境变化造成的成像控制不同而导致的误差。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多角度成像质量检测装置，其特征在于包括有机械臂、固定架、平行光管，所述固定架的上部形状为球面二角形，所述固定架上部设置有复数个与平行光管相适配的限位孔，复数个限位孔均匀分布在球面二角形结构的固定架上部，且复数个限位孔的中心线的延长线指向球面二角形结构的固定架上部的球心位置，所述平行光管与机械臂固定连接，所述机械臂启动时可带动平行光管插入限位孔内。

2.根据权利要求1所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于所述机械臂与平行光管均为1个，1个机械臂设置在固定架的侧边。

3.根据权利要求1所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于所述机械臂与平行光管均为2个，2个机械臂分别设置在固定架的两侧边，2个平行光管分别固定在2个机械臂上。

4.根据权利要求1所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于所述固定架包括有上部的球面架与下部的支撑架，所述球面架为球面二角形结构，所述支撑架包括有左侧板、右侧板与底板，所述左侧板与右侧板的底部分别固定在底板的两端，所述左侧板、右侧板与底板组合形成一个凹字形的支撑架，所述球面架的两端分别固定在左侧板与右侧板的顶端，所述球面架的球心位置位于底板上。

5.根据权利要求4所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于所述球面架的结构为钝球面二角形。

6.根据权利要求1所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于所述机械臂包括有基座、第一关节组件、第二关节组件、第三关节组件、夹具组件，第一关节组件的一端可旋转式连接在基座上且第一关节组件可在基座上水平转动，第一关节组件的另一端与第二关节组件的一端可旋转式连接，第二关节组件的另一端与第三关节组件的一端可旋转式连接，第三关节组件的另一端与夹具组件可旋转式连接，平行光管固定连接在夹具组件上，夹具组件为自身可以转动的结构。

7.根据权利要求6所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于所述第一关节组件包括有第一关节和第一力臂，第二关节组件包括有第二关节和第二力臂，第三关节组件包括有第三关节和第三力臂，夹具组件包括有第四关节和夹子，所述第一力臂的一端通过第一关节与基座可旋转式连接，第一力臂的另一端通过第二关节与第二力臂的一端可旋转式连接，第二力臂的另一端通过第三关节与第三力臂的一端可旋转式连接，第三力臂的另一端通过第四关节与夹子连接，第四关节为自身可以转动的结构，平行光管固定在夹子上。

8.根据权利要求7所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于第一关节、第二关节、第三关节、第四关节为DD马达；所述球面架的外表面与球面架的球心之间的距离为250mm，球面架的球面角的角度为100°。

9.根据权利要求1所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于平行光管为固定焦距的平行光管，横截面的直径为30.5mm，长度为245mm。

10.根据权利要求1所述的多角度成像质量检测装置，其特征在于平行光管为变焦的平行光管，横截面的直径为30.5mm，长度为152mm。