多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，特別是一種多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，屬于光學(xué)檢測儀器領(lǐng)域。一種多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，它包括支座以及分別安裝于支座兩端的被測鏡頭組件和數(shù)碼攝像機；所述支座上還設(shè)有與數(shù)碼攝像機連接以處理分析圖像信息的智能圖像處理裝置；所述數(shù)碼攝像機輸出給智能圖像處理裝置的圖像信息為無壓縮活動數(shù)字視頻圖像信息。本實用新型所述的多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器不僅能夠在一臺小型的設(shè)備上實現(xiàn)多種光學(xué)參數(shù)的快速檢測，而且測量精度能夠滿足目前安防行業(yè)的要求，因此既大大降低了檢測儀器的成本，又節(jié)省了多種檢測儀器所占用的空間資源。
【專利說明】多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，特別是一種多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢 測儀器，屬于光學(xué)檢測儀器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，對光學(xué)鏡頭的焦距、紅外離焦、通光效率、等效有效孔徑等光學(xué)參數(shù) 都是采用不同的設(shè)備進行檢測的。每個參數(shù)的檢測都需要配備一臺專門的設(shè)備，其中很多 設(shè)備的價格昂貴，是中小型光學(xué)鏡頭工廠和攝像機廠家無法承擔的。此外，這些設(shè)備大多局 限于實驗室或者抽樣檢測使用，沒有考慮在線式設(shè)備所需要的操作簡便和檢測快捷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提出一種多功能光學(xué)鏡頭參數(shù) 檢測儀器，本實用新型所述的多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器不僅能夠在一臺小型的設(shè)備上 實現(xiàn)多種光學(xué)參數(shù)的快速檢測，而且測量精度能夠滿足目前安防行業(yè)的要求，因此既大大 降低了檢測儀器的成本，又節(jié)省了多種檢測儀器所占用的空間資源，此外，本實用新型所述 的多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器及其檢測方法還具有對工作環(huán)境沒有嚴格要求、操作簡便 等優(yōu)點。
[0004] 本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)：
[0005] -種多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，它包括支座以及分別安裝于支座兩端的被測 鏡頭組件和數(shù)碼攝像機；所述支座上還設(shè)有與數(shù)碼攝像機連接以處理分析圖像信息的智能 圖像處理裝置；所述數(shù)碼攝像機輸出給智能圖像處理裝置的圖像信息為無壓縮活動數(shù)字視 頻圖像信息；
[0006] 所述被測鏡頭組件包括用來安裝被測鏡頭的被測鏡頭安裝套筒、活動套置于被測 鏡頭安裝套筒體內(nèi)的分劃板筒、用來帶動分劃板筒相對被測鏡頭安裝套筒軸向移動的分劃 板筒調(diào)整手輪以及分別固定安裝于分劃板筒體內(nèi)的背光源、勻化板和分劃板；
[0007] 所述背光源、勻化板、分劃板、被測鏡頭、數(shù)碼攝像機的光學(xué)鏡頭及圖像傳感器的 中心位于同一光軸上且各部件沿光軸延伸方向依次排列；所述分劃板上分布有多道依次平 行等間隔排列的線條。
[0008] 所述被測鏡頭組件還包括固設(shè)于分劃板筒外筒壁上的直線位移測量標簽、位于 分劃板筒旁側(cè)的用來檢測直線位移測量標簽的直線位移測量鏡頭、設(shè)于直線位移測量鏡頭 的直線位移測量標簽成像平面上的直線位移測量傳感器及其處理模塊，直線位移測量鏡頭 和直線位移測量傳感器及其處理模塊固定安裝于支座上。
[0009] 所述支座包括底座、堅置于底座上的升降導(dǎo)向桿、位于底座上方并且活動套置于 升降導(dǎo)向桿上的活動支座以及用來調(diào)整活動支座相對升降導(dǎo)向桿高度位置的升降調(diào)整旋 鈕，所述被測鏡頭組件安裝于底座上，所述數(shù)碼攝像機安裝于活動支座上；
[0010] 所述支座上還設(shè)有顯示屏，所述智能圖像處理裝置與顯示屏連接輸出信息。 toon] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：
[0012] 1)在一個小型設(shè)備上實現(xiàn)目前由多個設(shè)備才能實現(xiàn)的光學(xué)鏡頭多種參數(shù)檢測功 能，大大減少了用戶的采購費用；
[0013] 2)真正實現(xiàn)在線式設(shè)備的檢測速度，適應(yīng)生產(chǎn)線的節(jié)拍，容易做到每個產(chǎn)品的全 檢，并且對環(huán)境的要求不高；
[0014] 3)使用智能化的圖像計算技術(shù)，相比使用人工讀數(shù)的設(shè)備，如投影儀測分辨率、現(xiàn) 有儀器測非圓形的有效孔徑等，精度和穩(wěn)定性大為提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型所述的多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0016] 圖2為本實用新型所述的多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器的結(jié)構(gòu)前視圖；
[0017] 圖中附圖標記表示為：
[0018] 1-1:底座，1-2:升降導(dǎo)向桿，1-3:活動支座，1-4:升降調(diào)整旋鈕，1-5:側(cè)座，2-1 : 被測鏡頭，2-2 :被測鏡頭安裝套筒，2-3 :分劃板筒，2-4 :分劃板筒調(diào)整手輪，2-5 :背光源， 2-6 :勻化板，2-7 :分劃板，2-8 :直線位移測量標簽，2-9 :直線位移測量鏡頭，2-10 :直線位 移測量傳感器及其處理模塊，3-1 :數(shù)碼攝像機，4-1 :智能圖像處理裝置，4-2 :顯示屏。

【具體實施方式】
[0019] 為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施 方式并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明：
[0020] 一、【具體實施方式】一
[0021] 一種多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，它包括支座以及分別安裝于支座兩端的被測 鏡頭組件和數(shù)碼攝像機3-1 ;所述支座上還設(shè)有與數(shù)碼攝像機3-1連接以處理分析圖像信 息的智能圖像處理裝置4-1 ;所述數(shù)碼攝像機3-1輸出給智能圖像處理裝置4-1的圖像信 息為無壓縮活動數(shù)字視頻圖像信息；
[0022] 所述被測鏡頭組件包括用來安裝被測鏡頭2-1的被測鏡頭安裝套筒2-2、活動套 置于被測鏡頭安裝套筒2-2體內(nèi)的分劃板筒2-3、用來帶動分劃板筒2-3相對被測鏡頭安裝 套筒2-2軸向移動的分劃板筒調(diào)整手輪2-4以及分別固定安裝于分劃板筒2-3體內(nèi)的背光 源2-5、勻化板2-6和分劃板2-7 ;
[0023] 所述背光源2-5、勻化板2-6、分劃板2-7、被測鏡頭2-1、數(shù)碼攝像機3-1的光學(xué) 鏡頭及圖像傳感器的中心位于同一光軸上且各部件沿光軸延伸方向依次排列；所述分劃板 2-7上分布有多道依次平行等間隔排列的線條。
[0024] 所述被測鏡頭組件還包括固設(shè)于分劃板筒2-3外筒壁上的直線位移測量標簽 2-8、位于分劃板筒2-3旁側(cè)的用來檢測直線位移測量標簽2-8的直線位移測量鏡頭2-9、設(shè) 于直線位移測量鏡頭2-9的直線位移測量標簽2-8成像平面上的直線位移測量傳感器及其 處理模塊2-10,直線位移測量鏡頭2-9和直線位移測量傳感器及其處理模塊2-10固定安裝 于支座上。
[0025] 所述支座包括底座1-1、堅置于底座1-1上的升降導(dǎo)向桿1-2、位于底座1-1上方 并且活動套置于升降導(dǎo)向桿1-2上的活動支座1-3以及用來調(diào)整活動支座1-3相對升降導(dǎo) 向桿1-2高度位置的升降調(diào)整旋鈕1-4,所述被測鏡頭組件安裝于底座1-1上，所述數(shù)碼攝 像機3-1安裝于活動支座1-3上；
[0026] 所述支座上還設(shè)有顯示屏4-2,所述智能圖像處理裝置4-1與顯示屏4-2連接輸出 信息。
[0027] 二、【具體實施方式】二
[0028] -種用【具體實施方式】一所述的光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器檢測光學(xué)鏡頭焦距的方法，
[0029] 所述的方法包括以下步驟：
[0030] 1)轉(zhuǎn)動數(shù)碼攝像機3-1的對焦環(huán)至無窮遠標志的位置，此時物距為無窮遠，將被 測鏡頭2-1放置于被測鏡頭安裝套筒2-2的檢測位置，控制背光源2-5發(fā)光，使光線通過勻 化板2-6均勻照射到分劃板2-7上，使分劃板2-7的圖案通過被測鏡頭2-1和數(shù)碼攝像機 3-1形成分劃板圖像，并傳輸給智能圖像處理裝置4-1 ;
[0031] 2)通過分劃板筒調(diào)整手輪2-4帶動分劃板筒2-3相對被測鏡頭安裝套筒2-2軸向 移動，從而調(diào)整分劃板筒2-3內(nèi)的分劃板2-7相對被測鏡頭2-1的位置；同時通過智能圖像 處理裝置4-1判斷分劃板圖像的清晰度，找出最清晰的分劃板圖像，并根據(jù)該最清晰的分 劃板圖像計算分劃板圖像上相鄰兩線條的間距dl ;
[0032] 3)根據(jù)以下公式計算被測鏡頭2-1的焦距f2 :f2 = fl*d2/dl，其中d2為分劃板 2-7上相鄰兩線條的間距，Π 為數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭焦距。
[0033] 三、【具體實施方式】三
[0034] 一種用【具體實施方式】一所述的光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器檢測光學(xué)鏡頭的紅外離焦 值和紅外清晰度下降值的方法，
[0035] 所述的方法包括以下步驟：
[0036] 1)轉(zhuǎn)動數(shù)碼攝像機3-1的對焦環(huán)至無窮遠標志的位置，此時物距為無窮遠，將被 測鏡頭2-1放置于被測鏡頭安裝套筒2-2的檢測位置，控制背光源2-5發(fā)出可見光，使光線 通過勻化板2-6均勻照射到分劃板2-7上，使分劃板2-7的圖案通過被測鏡頭2-1、數(shù)碼攝 像機3-1形成分劃板圖像，并傳輸給智能圖像處理裝置4-1 ;
[0037] 2)在分劃板筒2_3外筒壁上設(shè)置直線位移測量標簽2_8,在分劃板筒2_3芳側(cè)的 支座上設(shè)置用來檢測直線位移測量標簽2-8的直線位移測量鏡頭2-9及設(shè)于直線位移測量 鏡頭2-9焦平面上的直線位移測量傳感器及其處理模塊2-10 ;
[0038] 3)通過分劃板筒調(diào)整手輪2-4帶動分劃板筒2-3相對被測鏡頭安裝套筒2-2軸向 移動，從而調(diào)整分劃板筒2-3內(nèi)的分劃板2-7相對被測鏡頭2-1的位置；同時通過智能圖像 處理裝置4-1判斷分劃板圖像的清晰度，找出最清晰的分劃板圖像，記錄下此時的清晰度 值K1，并通過直線位移測量鏡頭2-9和直線位移測量傳感器及其處理模塊2-10檢測此時的 直線位移測量標簽2-8所在位置P1 ;
[0039] 4)控制背光源2-5發(fā)出紅外光，通過智能圖像處理裝置4-1記錄此時的清晰度值 K2 ;之后微調(diào)分劃板筒調(diào)整手輪2-4,直至智能圖像處理裝置4-1找出最清晰的分劃板圖 像，通過直線位移測量鏡頭2-9和直線位移測量傳感器及其處理模塊2-10檢測此時的直線 位移測量標簽2-8所在位置P2 ;
[0040] 5)通過以下公式計算被測鏡頭2-1的紅外離焦值和紅外清晰度下降值：
[0041] 紅外離焦值=P2-P1 ;
[0042] 紅外清晰度下降值=K1-K2。
[0043] 四、【具體實施方式】四
[0044] 一種用【具體實施方式】一所述的光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器檢測光學(xué)鏡頭的通光效率 的方法，
[0045] 所述的方法包括以下步驟：
[0046] 1)設(shè)定數(shù)碼攝像機3-1的固定曝光時間，轉(zhuǎn)動數(shù)碼攝像機3-1的對焦環(huán)至無窮遠 標志的位置；
[0047] 2)在尚未將被測鏡頭2-1放置于被測鏡頭安裝套筒2-2時，控制背光源2-5發(fā)光， 通過智能圖像處理裝置4-1計算數(shù)碼攝像機3-1輸出信號的最大亮度值B1 ;
[0048] 3)先將被測鏡頭2-1放置于被測鏡頭安裝套筒2-2的檢測位置，使背光源2-5保 持發(fā)光，使光線通過勻化板2-6均勻照射到分劃板2-7上，使分劃板2-7的圖案通過被測鏡 頭2-1和數(shù)碼攝像機3-1形成分劃板圖像，并傳輸給智能圖像處理裝置4-1 ;
[0049] 接著通過分劃板筒調(diào)整手輪2-4帶動分劃板筒2-3相對被測鏡頭安裝套筒2-2軸 向移動，從而調(diào)整分劃板筒2-3內(nèi)的分劃板2-7相對被測鏡頭2-1的位置；同時通過智能圖 像處理裝置4-1判斷分劃板圖像的清晰度，找出最清晰的分劃板圖像，根據(jù)該最清晰的分 劃板圖像計算分劃板圖像上相鄰兩線條的間距dl ;
[0050] 之后根據(jù)以下公式計算被測鏡頭2-1的焦距f2 :f2 = fl*d2/dl，其中d2為分劃 板2-7上相鄰兩線條的間距，Π 為數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭焦距；
[0051] 4)在步驟3的調(diào)整過程中，當數(shù)碼攝像機3-1上的成像處于最清晰的分劃板圖像 時，通過智能圖像處理裝置4-1計算此時數(shù)碼攝像機3-1輸出信號的最大亮度值Β2 ;
[0052] 5)根據(jù)以下公式計算被測鏡頭2-1的通光系數(shù)T :T = B2/Bl*(N/f2)2, Ν為設(shè)定 的一個長度單位；
[0053] 6)根據(jù)多個被測鏡頭2-1的通光系數(shù)判斷它們的通光效率，通光系數(shù)T越大，對應(yīng) 的被測鏡頭2-1的通光效率越高。
[0054] 五、【具體實施方式】五
[0055] -種用【具體實施方式】一所述的光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器檢測光學(xué)鏡頭的等效有效 孔徑的方法，所述數(shù)碼攝像機3-1通過一個活動支座1-3安裝在堅置于底座1-1上方的升 降導(dǎo)向桿1-2上，活動支座1-3和升降導(dǎo)向桿1-2之間設(shè)有用來調(diào)整活動支座1-3相對升 降導(dǎo)向桿1-2高度位置的升降調(diào)整旋鈕1-4 ;所述智能圖像處理裝置4-1與顯示屏4-2連 接；
[0056] 所述的方法包括以下步驟：
[0057] 1)轉(zhuǎn)動數(shù)碼攝像機3-1的對焦環(huán)至最近端標志的位置；
[0058] 2)將被測鏡頭2-1放置于被測鏡頭安裝套筒2-2的檢測位置，控制背光源2-5發(fā) 光；
[0059] 3)通過升降調(diào)整旋鈕1-4調(diào)整數(shù)碼攝像機3-1和被測鏡頭2-1的相對位置，使顯 示屏4-2顯示的被測鏡頭2-1入瞳圖像從模糊到清晰再到模糊，在上述調(diào)整過程中通過智 能圖像處理裝置4-1判斷被測鏡頭2-1入瞳圖像的清晰度值，找出最清晰的被測鏡頭2-1 入瞳圖像，并根據(jù)該最清晰的被測鏡頭2-1入瞳圖像計算像素點數(shù)量，得出入瞳的圖像像 素點數(shù)量值N1 ;
[0060] 4)根據(jù)以下公式計算被測鏡頭2-1的等效有效孔徑D1 :
[0061] D1 = 2*Pl*fl/Ll*sqrt (N1/ π );
[0062] 其中，Π為數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭焦距，L1為數(shù)碼攝像機3-1的對焦機構(gòu)行程。 L1也是當數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭對焦于最近處時，數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭焦平面和圖像傳 感器平面的距離。由于被測鏡頭2-1的有效光闌的形狀可能是圓形或不規(guī)則類似多邊形， 而入瞳是被測鏡頭2-1的有效光闌在物方的成像，所以入瞳的形狀也是圓形或不規(guī)則類似 多邊形。當直徑為D的圓形的面積等同于所測的入瞳的面積時，我們可以說D就是該入瞳 的等效有效孔徑。
[0063] 經(jīng)事先標定，已知：
[0064] 數(shù)碼攝像機3-1圖像傳感器像素間距=P1
[0065] 數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭焦距=Π
[0066] 當數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭對焦于最近處時，數(shù)碼攝像機3-1的鏡頭焦平面和圖像 傳感器平面的距離=L1
[0067] 經(jīng)步驟3)測量得到：
[0068] 入瞳的圖像像素點數(shù)量值N1
[0069] 可計算出：
[0070] 入瞳在數(shù)碼攝像機3-1上的成像面積SI = N1*P12
[0071] 實際入瞳的面積 S2 = Sl*(fl/Ll)2 = Nl*(Pl*fl/Ll)2
[0072] 等效有效孔徑 D1 = 2*sqrt (S2/ π ) = 2*P1* (f 1/L1) *sqrt (N1/ π )。
[0073] 上述【具體實施方式】只是對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細解釋，本實用新型并不 只僅僅局限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，凡是依據(jù)上述原理及精神在本實用 新型基礎(chǔ)上的改進、替代，都應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，其特征在于： 它包括支座以及分別安裝于支座兩端的被測鏡頭組件和數(shù)碼攝像機（3-1);所述支座 上還設(shè)有與數(shù)碼攝像機（3-1)連接以處理分析圖像信息的智能圖像處理裝置（4-1);所述 數(shù)碼攝像機（3-1)輸出給智能圖像處理裝置（4-1)的圖像信息為無壓縮活動數(shù)字視頻圖像 信息； 所述被測鏡頭組件包括用來安裝被測鏡頭（2-1)的被測鏡頭安裝套筒（2-2)、活動套 置于被測鏡頭安裝套筒（2-2)體內(nèi)的分劃板筒（2-3)、用來帶動分劃板筒（2-3)相對被測 鏡頭安裝套筒（2-2)軸向移動的分劃板筒調(diào)整手輪（2-4)以及分別固定安裝于分劃板筒 (2-3)體內(nèi)的背光源（2-5)、勻化板（2-6)和分劃板（2-7); 所述背光源（2-5)、勻化板（2-6)、分劃板（2-7)、被測鏡頭（2-1)、數(shù)碼攝像機（3-1)的 光學(xué)鏡頭及圖像傳感器的中心位于同一光軸上且各部件沿光軸延伸方向依次排列；所述分 劃板（2-7)上分布有多道依次平行等間隔排列的線條。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，其特征在于：所述被測鏡 頭組件還包括固設(shè)于分劃板筒（2-3)外筒壁上的直線位移測量標簽（2-8)、位于分劃板筒 (2-3)旁側(cè)的用來檢測直線位移測量標簽（2-8)的直線位移測量鏡頭（2-9)、設(shè)于直線位移 測量鏡頭（2-9)的直線位移測量標簽（2-8)成像平面上的直線位移測量傳感器及其處理模 塊（2-10)，直線位移測量鏡頭（2-9)和直線位移測量傳感器及其處理模塊（2-10)固定安裝 于支座上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能光學(xué)鏡頭參數(shù)檢測儀器，其特征在于：所述支座 包括底座（1-1)、堅置于底座（1-1)上的升降導(dǎo)向桿（1-2)、位于底座（1-1)上方并且活動 套置于升降導(dǎo)向桿（1-2)上的活動支座（1-3)以及用來調(diào)整活動支座（1-3)相對升降導(dǎo)向 桿（1-2)高度位置的升降調(diào)整旋鈕（1-4)，所述被測鏡頭組件安裝于底座（1-1)上，所述數(shù) 碼攝像機（3-1)安裝于活動支座（1-3)上； 所述支座上還設(shè)有顯示屏（4-2)，所述智能圖像處理裝置（4-1)與顯示屏（4-2)連接輸 出信息。
【文檔編號】G01M11/02GK203849003SQ201320892233
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】孫宏, 王昆, 黃志亮, 高艷, 林大欽 申請人:福州銳景達光電科技有限公司