CN212206548U

CN212206548U - 光学镜头mtf测试装置

Info

Publication number: CN212206548U
Application number: CN202020445342.5U
Authority: CN
Inventors: 董会
Original assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2030-03-31

Abstract

本实用新型提供一种光学镜头MTF测量装置，包括依次设置的白光光源、扩散板、分划板、固定平台、孔径光阑、测试相机，其中，所述扩散板，用于将所述白光光源进行均匀化；所述分划板，用于将均匀化的白光光源分划为具有亮暗条纹分布图样的光线；所述固定平台，用于固定待测光学镜头，并带动所述待测光学镜头在光轴方向上移动至距离所述分划板为所述待测光学镜头的焦距的位置；所述孔径光阑，用于过滤所述待测光学镜头所成的图像中的杂光；所述测试相机，用于对经过所述孔径光阑的所述待测光学镜头所成的图像进行拍摄。利用本实用新型，能够解决现有的光学镜头MTF测试装置测试效率低、装置结构复杂以及成本高等问题。

Description

光学镜头MTF测试装置

技术领域

本实用新型涉及光学测试技术领域，更为具体地，涉及一种光学镜头MTF测试装置。

背景技术

调制传递函数简称MTF，是用于评估光学系统分辨率和性能的主要测试方法，是对光学镜头图像解析力的重要客观评价。在实际镜头生产中，由于镜头本身固有的残余设计像差及组装公差，观察目标通过光学镜头后得到的图像会有一定程度的劣化，并且每个镜头会存在些微的差别。为了检测生产的镜头是否合格，满足成像质量规格要求，需要快速在线测试光学镜头MTF，评估镜头性能。

目前光学镜头MTF测试的主要仪器为Trioptics公司的ImageMaster-HR，此仪器测试结果全面、客观，但是测试时间较长，无法满足高效在线实时检测；Trioptics公司的ImageMaster-PRO系列虽然可以实现快速线上测试，但是仪器结构复杂，成本较高。

因此，为了克服上述现有光学镜头MTF测量技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种光学镜头MTF测试装置。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种光学镜头MTF测试装置，以解决现有的光学镜头MTF测试装置测试效率低、装置结构复杂以及成本高等问题。

本实用新型提供的光学镜头MTF测试装置，包括依次设置的白光光源、扩散板、分划板、固定平台、孔径光阑、测试相机，其中，

所述扩散板，用于将所述白光光源进行均匀化；

所述分划板，用于将均匀化的白光光源分划为具有亮暗条纹分布图样的光线；

所述固定平台，用于固定待测光学镜头，并带动所述待测光学镜头在光轴方向上移动至距离所述分划板为所述待测光学镜头的焦距的位置；

所述孔径光阑，用于过滤所述待测光学镜头所成的图像中的杂光；

所述测试相机，用于对经过所述孔径光阑的所述待测光学镜头所成的图像进行拍摄。

此外，优选的结构是，所述白光光源设置在暗盒中，在所述暗盒的一侧设置有窗口，其中，

所述扩散板设置在所述窗口上，所述白光光源透过所述窗口照射在所述扩散板上。

此外，优选的结构是，在所述白光光源上设置有控制器，在所述控制器上设置有手动旋钮，其中，

通过所述手动旋钮控制所述光源的亮度。

此外，优选的结构是，所述分划板采用厚度为2mm～4mm的玻璃，在所述玻璃的表面设置有水平条纹和垂直条纹。

此外，优选的结构是，所述固定平台通过电动的方式，带动所述待测光学镜头在所述光轴方向上移动。

此外，优选的结构是，在所述固定平台上设置有步进电机，所述固定平台在所述步进电机的作用下带动所述待测光学镜头在所述光轴方向上移动。

此外，优选的结构是，所述测试相机采用大视场成像相机。

此外，优选的结构是，还包括与所述测试相机相连接的计算机，其中，

所述计算机，用于通过MTF分析算法对所述测试相机拍摄的图像进行处理，获取所述待测光学镜头的MTF结果值。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的光学镜头MTF测试装置，光学镜头MTF测试装置，通过测试相机拍摄图像，并分析整个图像的解析度，得到不同视场的MTF值，计算时间短、操作简单，适合应用于镜头的实际生产，从而能够提高光学镜头MTF的测试效率高，降低测试成本。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。

在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置工作原理结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置的光源控制原理示意图；

图3为根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置的分划板条纹结构示意图；

图4为根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置的步进电机控制原理示意图。

其中的附图标记包括：1、白光光源，2、扩散板，3、分划板，4、待测光学镜头，5、固定平台，6、孔径光阑，7、测试相机，8、计算机，9、控制器，10、手动旋钮，11、步进电机。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的现有的光学镜头MTF测试装置测试效率低、装置结构复杂以及成本高等问题，本实用新型提供了一种光学镜头MTF测试装置，从而提高测试效率，降低测试成本。

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

为了说明本实用新型提供的光学镜头MTF测试装置，图1至图4分别从不同角度对光学镜头MTF测试装置进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置工作原理结构；图2示出了根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置的光源控制原理；图3示出了根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置的分划板条纹结构；图4示出了根据本实用新型实施例的光学镜头MTF测试装置的步进电机控制原理。

如图1至图4共同所示，本实用新型提供的光学镜头MTF测试装置，包括依次设置的白光光源1、扩散板2、分划板3、固定平台5、孔径光阑6、测试相机7以及计算机8。

其中，扩散板2用于将白光光源进行均匀化；分划板3用于将均匀化的白光光源分划为具有亮暗条纹分布图样的光线；固定平台5用于固定待测光学镜头5，并带动待测光学镜头5在光轴方向上移动至距离分划板3为待测光学镜头5的焦距的位置；孔径光阑6用于过滤待测光学镜头5所成的图像中的杂光；测试相机7用于对经过孔径光阑6的待测光学镜头5所成的图像进行拍摄。

在图1所示的实施例中，白光光源1产生的白光通过扩散板2进行匀化后，照射在分划板3上，通过分划板3后的光变成了具有亮暗条纹分布的图样，分划板3后面放置待测光学镜头4和用于固定待测光学镜头4的固定平台5，固定平台5带动待测光学镜头4在光轴方向移动，以便找到最佳成像距离；孔径光阑6置于待测光学镜头4的后方，以便减少杂散光进入测试相机7，从而影响图像质量；测试相机7置于孔径光阑6的后方，接收通过待测光学镜头4产生的图像，测试相机7连接计算机8，通过计算机8中的MTF分析算法，得到待测光学镜头4的MTF结果值。

在本实用新型的实施例中，白光光源1产生的白光通过扩散板2进行匀化。白光光源1设置在暗盒中，在暗盒的一侧设置有窗口，其中，扩散板2设置在窗口上，白光光源1透过窗口照射在扩散板2上，扩散板2将白光光源1进行均匀化。

在本实用新型的实施例中，打开白光光源1，当白光光源1放入亮度太亮时，测试相机拍摄所得到的图像像素过饱和，从而会导致计算错误；当图像太暗时，在计算分析时可能会由于找不到图像中标识点而出现错误，为了得到适合亮度的图片，白光光源1的光亮程度通过控制器9进行控制的，在图2所示的实施例中，在白光光源1上设置有控制器9，在控制器9上设置有手动旋钮10，控制器9通过手动旋钮10控制光源1的亮度。即：通过控制器9控制白光光源的亮度，使得测试相机能够拍摄到适合亮度的图片。

在本实用新型的实施例中，分划板3采用极薄的玻璃(厚度为2mm～4mm)，在玻璃的表面刻有水平条纹和垂直条纹。这些水平条纹和竖直条纹也被称作水平竖直线对，分划板的这些线对的空间频率和视场分布区域与待测光学镜头规格相关，空间频率表征了光学镜头的解析力，视场分布区域表征了光学镜头的视场角，其中，不同的空间频率表征了光学镜头不同的解析力。在图3所示的实施例中，分划板上刻有水平垂直条纹，通过分划板3后的光变成了如图3所示的具有亮暗条纹分布的图样。

其中，分划板3后面放置待测光学镜头4，待测光学镜头4距离分划板3的距离为待测光学镜头的焦距，即：分划板3位于待测光学镜头4的成像面上。需要说明的是，该距离(待测光学镜头4距离分划板3的距离)为理论设计距离，在实际测试中，不同的镜头样品由于组装公差等差异，焦距有些微差别，因此待测光学镜头4需要安装在固定平台5上，该固定平台5可以通过手动或电动的方式，实现在光轴方向的移动，以便找到待测光学镜头到的最佳成像距离。

在图4所示的实施例中，固定平台5是通过电动方式带动待测光学镜头在光轴方向移动的；其中，在固定平台5上设置有步进电机11，由于待测光学镜头4固定在固定平台5上，待测光学镜头4在步进电机11的作用下随固定平台5在光轴方向上移动。

在本实用新型一个具体的实施例中，获取待测光学镜头的最佳测量的方式如下：将待测光学镜头4放置到固定平台5上，步进电机11复位0位，测试相机7开始拍摄第一张图像，步进电机11的位移路程为1mm，单步进距离为0.1mm，每步进一个位置，测试相机7拍摄一张图片，在走完位移路程1mm，共拍摄11张图片；针对每一张拍摄的图片，通过MTF算法计算图像中不同视场的水平垂直条纹的解析度(分划板条纹图如图3所示)，得到11个待测光学镜头的MTF结果，通过找到结果中MTF的最大值，确定待测光学镜头的最佳测量位置(即：最佳成像距离)。

在本是实用新型的实施例中，在具体测试过程中，步进电机11的位移路程以及单步进距离并不局限上述的示例数值，根据待测光学镜头的具体规格以及具体要求确定步进电机的位移以及单步进距离，只要满足测试需求即可。

在本实用新型的实施例中，测试相机7采用大视场成像相机，置于孔径光阑6的后方，拍摄通过待测光学镜头4所成的图像；测试相机7与计算机8相连接，计算机8用于通过MTF分析算法对所述测试相机拍摄的图像进行处理，获取所述待测光学镜头的MTF结果值；其中，计算机通过MTF算法，分析水平垂直条纹解析度，最终得到MTF数值结果；计算机8保存并输出最佳位置处的MTF结果，判定该镜头是否合格，至此完成光学镜头MTF的测量；其中，判定待测光学镜头是否合格的方式为：当MTF结果值满足阈值时，该待测光学镜头为合格镜头，可以进入到下一工艺；不满足阈值时，该待测光学镜头认定为不合格镜头。

上述为光学镜头MTF测试装置的具体结构，其具体工作原理如下：

第一步：通过控制器调节好白光光源的亮度，合适亮度的白光通过扩散板将白光均匀化；

第二步：均匀化后的白光照射在分划板上，通过分划板后的光变成了具有亮暗条纹分布的图样；

第三步：将待测光学镜头放置于分划板后面，其中，待测光学镜头距离分划板的距离为待测光学镜头的焦距；

第四步：固定平台带动待测光学镜头在光轴方向上移动，在每移动一步，测试相机拍摄一张通过待测光学镜头所成的像，直至待测光学镜头移动到预设的位移范围；

第五步：测试相机将拍摄的到每一张图像发送到计算机中，计算机对每一张图像的中视场的水平垂直条纹的解析度进行分析计算，得到多个MTF结果，其中，MTF的最大值为待测光学镜头的最佳测量位置；

第六步：计算机保存并输出最佳位置处的MTF结果；当MTF结果满足阈值时，该待测光学镜头为合格镜头；不满足阈值时，该待测光学镜头认定为不合格镜头。

通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的光学镜头MTF测试装置，通过测试相机拍摄图像，并分析整个图像的解析度，得到不同视场的MTF值，计算时间短、操作简单，适合应用于镜头的实际生产，从而能够提高光学镜头MTF的测试效率高，降低测试成本。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的光学镜头MTF测试装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的光学镜头MTF测试装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种光学镜头MTF测试装置，其特征在于，包括依次设置的白光光源、扩散板、分划板、固定平台、孔径光阑、测试相机，其中，

所述扩散板，用于将所述白光光源进行均匀化；

2.如权利要求1所述的光学镜头MTF测试装置，其特征在于，

所述白光光源设置在暗盒中，在所述暗盒的一侧设置有窗口，其中，

3.如权利要求1所述的光学镜头MTF测试装置，其特征在于，

在所述白光光源上设置有控制器，在所述控制器上设置有手动旋钮，其中，通过所述手动旋钮控制所述白光光源的亮度。

4.如权利要求1所述的光学镜头MTF测试装置，其特征在于，

所述分划板采用厚度为2mm～4mm的玻璃，在所述玻璃的表面设置有水平条纹和垂直条纹。

5.如权利要求1所述的光学镜头MTF测试装置，其特征在于，

所述固定平台通过电动的方式带动所述待测光学镜头在所述光轴方向上移动。

6.如权利要求5所述的光学镜头MTF测试装置，其特征在于，

在所述固定平台上设置有步进电机，所述固定平台在所述步进电机的作用下带动所述待测光学镜头在所述光轴方向上移动。

7.如权利要求1所述的光学镜头MTF测试装置，其特征在于，

所述测试相机采用大视场成像相机。