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专利名称：车载镜头一体化测量设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学镜头的测量设备，具体的说是指一种车载镜头一体化测
量设备。
背景技术：
目前对于光学镜头的测量方法一般采用传统的投影方式和现代的光学传递函数 MTF测量，传统的投影方式是将测试线对标板的特定线对准图面，经由待测镜头投影放大至 屏幕，测试者用人眼去观察屏幕的线对图面，并判断何种最高频率线对是可以分辨的，即可 得出该镜头成像位置的解析能力为多少线对。然而，人眼对线对的鉴别能力有限，且因人有 个体差异，用人眼判断往往存在较大的人为误差。 而现代的光学传递函数MTF测量方式已被公认为目前评价光学系统成像质量比 较客观、有效的最好方法之一，能广泛应用于光学系统设计的过程控制和光学成像系统的 像质评价与监测中。该测量光学传递函数MTF的方法有很多种，且皆有不同，例如扫描法、 干涉法、对比法等，但目前行业中光学传递函数MTF测量设备一般只能测量视场角小于 90°的车载镜头，而对于大视场、大畸变的车载镜头，由于边上的畸变大，所成像后的图像 严重变形，只有一些实验室设备能够测量，但也不能测量视场超过180°的车载镜头，同时， 一般的光学传递函数MTF测量设备都不能同时测量焦距、视场角和光学畸变等参数，更无 法集成到同一个测量设备中，而有些勉强集成了这些功能的光学传递函数MTF测量设备又 存在测量效率低的缺陷，难以适合于车间现场大规模的高效测量。

发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种不仅适合 小视场角的车载镜头测量，也适合大视场角、大畸变车载镜头测量，且能同时测量光学传 递函数MTF参数、焦距参数、视场角参数和畸变参数，测量效率高的车载镜头一体化测量设 备。 本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现 —种车载镜头一体化测量设备，包括均匀光源装置、测试标板、CMOS图像传感器、 测试装置、计算机系统，其特征在于 a、所述的均匀光源装置包括背面板、顶面板和两个侧面板所围成的箱体结构，其 中顶面板和两个侧面板为均匀光源板； b、所述的测试标板设置在顶面板内表面上或同时设置在顶面板和两个侧面板内 表面上； c、所述的测试装置包括底座，该底座上设有CMOS图像传感器安装平台、调焦平台 和PCB线路板；所述的CMOS图像传感器安装平台上安装有位置可调的CMOS图像传感器，该 CMOS图像传感器与PCB线路板电连接；所述的调焦平台上设有镜头通用治具和调节该镜头 通用治具升降的调焦柄。[0010] 所述的测试装置的镜头通用治具与CMOS图像传感器为分离结构。所述的CMOS图像传感器与CMOS图像传感器安装平台之间设有调节CMOS图像传
感器安装位置的调节螺钉。 所述的均匀光源装置的箱体底面设有底面板。 与现有技术相比，本实用新型是对构成车载镜头测量设备的均匀光源装置、测试 标板和测试装置均进行了改进，改进后的均匀光源装置不仅适合小于180°的小视场角的 车载镜头测量，也适合大于180°的大视场角、大畸变车载镜头测量，且特制的测试标板能 适用于同时测量光学传递函数MTF参数、焦距参数、视场角参数和畸变参数，而测试装置上 采用的调焦柄手动调节旋转运动转化为镜头通用治具的升降运动和CMOS图像传感器的可 调安装，能为整个测量设备测量的稳定性提供有效保证，并提高测量效率，实现车载镜头测 量设备的一体化。

图1为本实用新型的结构示意图。 图2为测试车载镜头水平视场角小于150°的顶面板上的测试标板。 图3为测试车载镜头水平视场角大于150。的顶面板上的测试标板。 图4为测试车载镜头水平视场角大于150°的两个侧面板上的测试标板。 图5为均匀光源与测试标板安装示意图。 图6为测试装置的剖视图。 图7为测试装置的立体图。 图8为CMOS图像芯片高速数据采样原理图。
具体实施方式下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。 如图1 图8所示，11.底面板、12.测试装置、13.背面板、14.顶面板、15.侧面板、 16.计算机系统、21.22. 23.31.32.41.黑块、24.对角视场角、25.垂直视场角、33.垂直视场 角和畸变、42.水平视场角和畸变、51.发光面、52.胶带、53.测试标板、61.底座、62. CMOS 图像传感器安装平台、63.调焦平台、64.PCB电路板、65.CM0S图像传感器、66.车载镜头、 67.镜头通用治具、68.调焦柄、69.调节螺钉、70.连接线。 —种车载镜头一体化测量设备，主要由均匀光源装置、测试标板53、 CMOS图像传 感器65、测试装置12、计算机系统和显示器构成。 所述的均匀光源装置是由背面板13、顶面板14和两个侧面板15这四个面构成的 箱体结构，该箱体底面也可根据实际情况设有底面板11，其中顶面板14和两个侧面板15为 均匀光源板。该均匀光源装置不仅适合于测量视场角小于180。的车载镜头，也同样适合于 测量视场角超过180°的车载镜头，并能充分满足车间现场大规模的高效测量。 所述的测试标板53是一种能同时测量光学传递函数MTF参数、焦距参数、视场角 参数和畸变参数的特制标板，并可根据车载镜头不同视场的测量要求进行选择安装，例如 对于水平视场角小于150°的镜头，只需在顶面均匀光源板内表面的发光面51上经胶带52 粘贴上测试标板53即可进行测量；而对于水平视场角大于150°的车载镜头，需在顶面和两个侧面均匀光源板内表面的发光面51上经胶带52都粘贴上测试标板53，这些测试标板 主要是提供测量车载镜头光学特性所需求的测试图样。 所述的CMOS图像传感器65是接收均匀光源照射测试标板53通过待测车载镜头 的光学信号，并转换成电信号传输给计算机系统。所述的计算机系统接收CMOS图像传感器 65的电信号，计算出车载镜头所要求测量的各种光学特性数据，同时与输入的测试标准进 行比较，从而快速判断出镜头的光学性能。所述的显示器用于显示计算机系统分析出的镜 头测试数据与曲线分布。 所述的测试装置12如图6、图7所示，通过位置装校调整后用胶水固定在测量设备 的底面板11上，并通过USB信号线与计算机系统16联接。该测试装置包括底座61，底座上 螺钉连接固定CMOS图像传感器安装平台62和调焦平台63，还设有PCB电路板64，所述的 CMOS图像传感器安装平台上设有经调节螺钉69连接的CMOS图像传感器65，能够调节CMOS 图像传感器的平行度和偏心度，CMOS图像传感器65经连接线70电连接PCB电路板64 ;所 述的调焦平台63上设有镜头通用治具67及调节镜头通用治具升降的调焦柄68，待测车载 镜头放置在镜头通用治具67上，经镜头通用治具即可进行不同形状车载镜头的更换，而旋 转调焦柄实现车载镜头上、下调焦。该镜头通用治具67与CMOS图像传感器65采用分离设 计，有利于进行测量设备的装校调整和快速更换通用治具，提高设备通用性。 所述的车载镜头中光学传递函数MTF参数的测试是通过捕捉相应位置黑块来计 算的，如图2所示是用于测试车载镜头水平视场角小于150。的测试标板，其中黑块21是中 心光学解像率和焦距，主要用于测试车载镜头中心视场MTF值；黑块22是0. 5视场解像率， 主要用于测试车载镜头0. 5视场MTF值；黑块23是0. 8视场解像率，主要用于测试车载镜 头0.8视场MTF值。而图3、图4所示是用于测试水平视场角大于150。车载镜头的顶面板 上的测试标板和两个侧面板上的测试标板，其中黑块31是中心光学解像率和焦距，主要用 于测试车载镜头中心MTF值；黑块32是垂直位置光学解像率，主要用于测试车载镜头0. 5 视场MTF值；黑块41是水平位置光学解像率，主要用于测试车载镜头0. 8视场MTF值。而 0. 5或0. 8视场测试位置可根据实际测量需要进行调整。同时考虑到大视场的车载镜头畸 变比较大，在制作黑块时具体的形状与大小是根据实际的成像效果来确定的，这样有效避 免了畸变对捕捉算法的影响。 所述的车载镜头中焦距参数的测量是分别通过图2和图3测试标板中的中心黑块 21和黑块31，经过光学成像和软件计算来实现的。而在测量车载镜头视场角参数和畸变参 数时，对于水平视场角小于150。的车载镜头，通过图2测试标板中的对角视场角24和垂直 视场角25，经过光学成像和软件捕捉计算来实现，对于水平视场角大于150°的车载镜头， 通过图3顶面板上的测试标板中的垂直视场角和畸变33、图4两个侧面板上的测试标板中 的水平视场角和畸变42，经过光学成像和软件捕捉计算来实现。 本实用新型采用高速CMOS图像采集芯片把光信号转换为电信号，经CY7C68013A 芯片打包，通过高速USB传到计算机，并由计算机软件处理，如图8所示，图像传输和处理速 度保证在10FRAME/S以上，为检测车载镜头数据提供高速稳定的数据源，保证4秒/颗的测 试速度。该测量设备还具备CMOS自适应白平衡锁定功能，当均匀光源随使用时间而老化 后，亮度会有所减弱，会造成对图像的影响，但在设备每次启动后即会自动根据光线的整体 强弱来微调整曝光时间，使图像亮度达到设计值，以增加设备耗材的使用寿命，并提高设备对各种光线环境的适应能力,
权利要求一种车载镜头一体化测量设备，包括均匀光源装置、测试标板(53)、CMOS图像传感器(65)、测试装置(12)、计算机系统(16)，其特征在于a、所述的均匀光源装置包括背面板(13)、顶面板(14)和两个侧面板(15)所围成的箱体结构，其中顶面板和两个侧面板为均匀光源板；b、所述的测试标板(53)设置在顶面板(14)内表面上或同时设置在顶面板和两个侧面板(15)内表面上；c、所述的测试装置包括底座(61)，该底座上设有CMOS图像传感器安装平台(62)、调焦平台(63)和PCB线路板(64)；所述的CMOS图像传感器安装平台上安装有位置可调的CMOS图像传感器(65)，该CMOS图像传感器与PCB线路板电连接；所述的调焦平台(63)上设有镜头通用治具(67)和调节该镜头通用治具升降的调焦柄(68)。
2. 根据权利要求l所述的车载镜头一体化测量设备，其特征在于所述的测试装置(12) 的镜头通用治具(67)与CM0S图像传感器(65)为分离结构。
3. 根据权利要求1所述的车载镜头一体化测量设备，其特征在于所述的CMOS图像传感 器(65)与CMOS图像传感器安装平台(62)之间设有调节CMOS图像传感器安装位置的调节 螺钉(69)。
4. 根据权利要求1 3任一项所述的车载镜头一体化测量设备，其特征在于所述的均 匀光源装置的箱体底面设有底面板(11)。
专利摘要本实用新型公开的是一种车载镜头一体化测量设备，属于一种光学镜头的测量设备，该测试装备由均匀光源装置、测试标板、CMOS图像传感器、测试装置、计算机系统和显示器等构成，主要是对均匀光源装置、测试标板和测试装置进行了改进，改进后的均匀光源装置不仅适合小于180°的小视场角的车载镜头测量，也适合大于180°的大视场角、大畸变车载镜头测量，且特制的测试标板能适用于同时测量光学传递函数MTF参数、焦距参数、视场角参数和畸变参数，而测试装置上采用的调焦柄手动调节镜头通用治具升降和CMOS图像传感器的可调安装，能为整个测量设备测量的稳定性提供有效保证，并提高测量效率，实现车载镜头测量设备的一体化。
文档编号G01M11/02GK201438143SQ20092012458
公开日2010年4月14日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者杨世进, 裘文伟, 马力范 申请人:宁波舜宇车载光学技术有限公司