本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種光學(xué)儀器視場角的檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

在光學(xué)儀器中，以光學(xué)儀器的鏡頭為頂點，被測目標(biāo)的物像可通過鏡頭的最大范圍的兩條邊緣所構(gòu)成的夾角，被稱為視場角(Field of View，簡稱FOV)。視場角是光學(xué)儀器的重要光學(xué)參數(shù)之一，能夠體現(xiàn)光學(xué)儀器的設(shè)計能力和水平；通過對比實際測量值和理論設(shè)計值，還可以間接反映出光學(xué)儀器的加工和裝配水準(zhǔn)。

目前，光學(xué)儀器視場角的測量，大多是人眼通過光學(xué)儀器觀察特定的靶標(biāo)，如直尺或者同心環(huán)，使將觀測的中心與直尺或同心環(huán)的圓心重疊，一般中心或圓心的示數(shù)為零，沿著直尺向兩側(cè)或同心環(huán)向外的示數(shù)依次增大。通過人眼判斷并讀取光學(xué)儀器能夠成像的最邊緣的示數(shù)確定其最大觀察范圍，計算得到其視場角。該方法的測量過程主要通過人為操作，測量結(jié)果誤差大，重復(fù)性差，測量時還需人工對準(zhǔn)，操作繁瑣；另外，測量一般由人眼判讀實現(xiàn)，所以檢測裝置的刻度值一般很大，檢測結(jié)果的精度不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種光學(xué)儀器視場角的檢測裝置及檢測方法，用以提高檢測精度，降低檢測誤差。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種光學(xué)儀器視場角的檢測裝置，包括：

顯示屏、圖像采集模塊以及上位機(jī)；

所述圖像采集模塊與所述上位機(jī)電連接；所述顯示屏與所述圖像采集模塊之間具有用于放置被測光學(xué)儀器的預(yù)留區(qū)域，在進(jìn)行光學(xué)儀器視場角的檢測時，所述顯示屏的顯示面與所述被測光學(xué)儀器的鏡頭相互平行并相距所述光學(xué)儀器的工作距離；

所述顯示屏，用于顯示靶圖像；

所述圖像采集裝置，用于采集通過所述光學(xué)儀器的所述靶圖像的成像；

所述上位機(jī)，用于根據(jù)接收到的所述圖像采集模塊采集的所述成像以及所述工作距離確定所述光學(xué)儀器的視場角。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，還包括：位于所述被測光學(xué)儀器和所述圖像采集模塊之間的透鏡組；

所述透鏡組，用于將通過所述被測光學(xué)儀器的所述靶圖像清晰成像在所述圖像采集模塊上。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，還包括：承載臺，所述顯示屏固定在使所述顯示屏進(jìn)行移動或轉(zhuǎn)動的所述承載平臺上。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種基于上述任一光學(xué)儀器視場角的檢測裝置的檢測方法，包括：

顯示屏顯示靶圖像；

被測光學(xué)儀器對所述靶圖像進(jìn)行成像；

圖像采集模塊采集所述被測光學(xué)儀器的成像；

上位機(jī)根據(jù)接收到的所述圖像采集模塊采集的所述成像以及所述顯示屏的顯示面與所述被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的工作距離，確定所述被測光學(xué)儀器的視場角。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，在所述圖像采集模塊采集所述被測光學(xué)儀器的成像之前，還包括：

調(diào)整透鏡組，使得通過所述被測光學(xué)儀器的所述靶圖像清晰成像在所述圖像采集模塊上。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述圖像采集模塊采集所述被測光學(xué)儀器的成像，包括：

所述圖像采集模塊多次采集所述被測光學(xué)儀器的成像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述上位機(jī)根據(jù)接收到的所述圖像采集模塊采集的所述成像以及所述顯示屏的顯示面與所述被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的工作距離，確定所述光學(xué)儀器的視場角，包括：

所述上位機(jī)根據(jù)接收到的多次成像以及所述工作距離，確定多個所述被測光學(xué)儀器視場角的測量值；

根據(jù)確定出的多個所述視場角的測量值，計算所述視場角的不確定度；

在所述不確定度小于預(yù)設(shè)值時，將多個所述視場角的平均值作為所述被測光學(xué)儀器的視場角的最終檢測值。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，還包括：

根據(jù)確定出所述被測光學(xué)儀器的視場角與所述被測光學(xué)儀器的標(biāo)稱視場角計算所述被測光學(xué)儀器的誤差。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述顯示屏顯示靶圖像，包括：

所述顯示屏顯示的靶圖像至少覆蓋所述被測光學(xué)儀器的標(biāo)稱視場；

所述靶圖像為明暗相間的條紋圖像，且所述條紋圖像中條紋的延伸方向與檢測的所述被測光學(xué)儀器的視場角所在平面相互垂直。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述上位機(jī)根據(jù)接收到的所述圖像采集模塊采集的所述成像以及所述顯示屏的顯示面與所述光學(xué)儀器的鏡頭之間的工作距離，確定所述光學(xué)儀器的視場角，包括：

所述上位機(jī)根據(jù)接收到的所述成像中條紋的數(shù)量、相鄰兩個所述條紋中心之間的距離以及所述工作距離，確定所述光學(xué)儀器的視場角。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，在所述條紋圖像中條紋中心之間的距離均相等時，采用以下公式確定與所述條紋延伸方向相垂直方向上的所述被測光學(xué)儀器的視場角：

其中，θ為所述被測光學(xué)儀器的視場角，s為相鄰兩個所述條紋中心之間的距離，N為所述被測光學(xué)儀器的成像中條紋的數(shù)量，H為所述工作距離。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明實施例提供的光學(xué)儀器視場角的檢測裝置及檢測方法，通過顯示屏顯示靶圖像；被測光學(xué)儀器對靶圖像進(jìn)行成像；圖像采集模塊采集被測光學(xué)儀器的成像；上位機(jī)根據(jù)接收到的圖像采集模塊采集的成像以及顯示屏的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的工作距離，確定被測光學(xué)儀器的視場角。由于本發(fā)明實施例提供的檢測裝置及檢測方法通過圖像采集模塊采集被測光學(xué)儀器對靶圖像的成像，并由上位機(jī)根據(jù)圖像確定出被測光學(xué)儀器的視場角，不需要人眼進(jìn)行觀測和對準(zhǔn)，可進(jìn)行多次檢測，重復(fù)性高，相比于人眼觀測的方法，具有較高的精度，減小了檢測誤差。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的光學(xué)儀器視場角的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的光學(xué)儀器視場角的檢測方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的顯示屏所顯示的圖像；

圖4a為本發(fā)明實施例提供的靶圖像之一；

圖4b為本發(fā)明實施例提供的靶圖像之二；

圖5為本發(fā)明實施例提供的圖像采集模塊采集的圖像；

圖6a為本發(fā)明實施例提供的灰度峰值圖之一；

圖6b為本發(fā)明實施例提供的灰度峰值圖之二；

圖7為本發(fā)明實施例提供的圖像采集模塊與顯示屏在豎直方向的夾角示意圖。

具體實施方式

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在問題，本發(fā)明實施例提供一種光學(xué)儀器視場角的檢測裝置及檢測方法，用以提高檢測精度，降低檢測誤差。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明具體實施例提供的光學(xué)儀器視場角的檢測裝置及檢測方法。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的光學(xué)儀器視場角的檢測裝置，包括：

顯示屏11、圖像采集模塊12以及上位機(jī)13；其中，

圖像采集模塊12與上位機(jī)13電連接；顯示屏11與圖像采集模塊12之間具有用于放置被測光學(xué)儀器的預(yù)留區(qū)域，在進(jìn)行光學(xué)儀器視場角的檢測時，顯示屏11的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭相互平行并相距光學(xué)儀器的工作距離；

顯示屏11，用于顯示靶圖像；

圖像采集模塊12，用于采集通過光學(xué)儀器的靶圖像的成像；

上位機(jī)13，用于根據(jù)接收到的圖像采集模塊采集的成像以及工作距離確定光學(xué)儀器的視場角。

在實際應(yīng)用中，顯示屏11可采用液晶顯示屏(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)或有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode，簡稱OLED)顯示屏等，采用顯示屏來顯示靶圖像，可根據(jù)需要靈活更換所需要靶圖像，能夠重復(fù)使用，降低了加工成本。根據(jù)實際需要可調(diào)整顯示的靶圖像的精度以適應(yīng)測量所需的精度，使檢測裝置具有較高的靈活性；圖像采集模塊12可采用電荷耦合元件圖像傳感器(Charge-coupled Device，簡稱CCD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡稱CMOS)等對被測光學(xué)儀器的成像進(jìn)行圖像采集；上位機(jī)13可替換為具備圖像處理功能的處理器，在此不做限定。在實際操作時，可將視場角的算法集成于處理器或上位機(jī)中，經(jīng)過圖像采集和圖像處理后，即可得到被測光學(xué)儀器的視場角，測量速度更快。由于本發(fā)明實施例提供的檢測裝置通過圖像采集模塊采集被測光學(xué)儀器對靶圖像的成像，并由上位機(jī)根據(jù)圖像確定出被測光學(xué)儀器的視場角，利用機(jī)械視覺代替人眼進(jìn)行判斷，可進(jìn)行多次檢測，重復(fù)性高，多次測量，可進(jìn)一步保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，因此，本發(fā)明實施例提供的上述檢測裝置具有較高的精度，減小了檢測誤差。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述檢測裝置中，如圖1所示，還包括：位于被測光學(xué)儀器和圖像采集模塊12之間的透鏡組14；

透鏡組14，用于將通過被測光學(xué)儀器的靶圖像清晰成像在圖像采集模塊12上。

由于在實際應(yīng)用中，當(dāng)被測光學(xué)儀器不具備調(diào)焦功能時，從而在被測光學(xué)儀器對靶圖像進(jìn)行成像時，圖像采集模塊12采集到的成像可能在圖像采集模塊12的視場內(nèi)不夠清楚，然而后續(xù)對被測光學(xué)儀器視場角的計算基于采集到的圖像，若采集的圖像不夠清晰，則會直接影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此，在被測光學(xué)儀器和圖像采集模塊12之間設(shè)置透鏡組14，在采用透鏡組14進(jìn)行調(diào)焦后，可使被測光學(xué)儀器的成像在整個視場范圍內(nèi)都清晰顯示在圖像采集模塊12上，從而有利于對采集圖像的識別和后續(xù)計算，提高了檢測精度。此外，由于在一些可能出現(xiàn)的情況中，被測光學(xué)儀器的成像較小，不利于圖像采集模塊12的直接采集，或圖像采集模塊12的分辨率限制，無法對尺寸過小的成像清晰顯示，此時，透鏡組14還可對過小的成像進(jìn)行圖像放大，利于圖像采集模塊12的采集。而在一種可能出現(xiàn)的情況中，被測光學(xué)儀器可能不具備直接成像功能，如帶有目鏡的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)等光學(xué)儀器，顯示屏所顯示的靶圖像經(jīng)過這種光學(xué)儀器后并不能直接成像，因此，在上述的被測光學(xué)儀器與圖像采集模塊12之間設(shè)置透鏡組14可以對經(jīng)過被測光學(xué)儀器的靶圖像進(jìn)行成像，從而能夠被圖像采集模塊12采集成像。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述檢測裝置中，如圖1所示，還包括：承載平臺15，顯示屏11固定在使顯示屏11進(jìn)行移動或轉(zhuǎn)動的承載平臺15上。

在實際應(yīng)用中，承載平臺15可包括使顯示屏11進(jìn)行直接移動的直線移動導(dǎo)軌和使顯示屏11進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動平臺，顯示屏11安裝在直線移動導(dǎo)軌上，使顯示屏11沿著直線移動導(dǎo)軌的方向進(jìn)行移動，使顯示屏11與被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的距離調(diào)整為光學(xué)儀器的工作距離；直線移動導(dǎo)軌固定于轉(zhuǎn)動平臺上，顯示屏11可通過轉(zhuǎn)動平臺來保證顯示屏的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭保持平行。

在經(jīng)過上述的位置調(diào)整和焦距調(diào)整，可使圖像采集模塊12采集到被測光學(xué)儀器對靶圖像的清晰成像，上位機(jī)13根據(jù)采集到的成像和被測光學(xué)儀器與顯示屏11之間的工作距離即可確定出被測光學(xué)儀器的視場角。

基于上述的檢測裝置，本發(fā)明實施例還提供一種光學(xué)儀器視場角的檢測方法，下面對采用上述檢測裝置進(jìn)行光學(xué)儀器視場角檢測的原理進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的光學(xué)儀器視場角的檢測方法，包括如下步驟：

S201、顯示屏顯示靶圖像；

S202、被測光學(xué)儀器對靶圖像進(jìn)行成像；

S203、圖像采集模塊采集被測光學(xué)儀器的成像；

S204、上位機(jī)根據(jù)接收到的圖像采集模塊采集的成像以及顯示屏的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的工作距離，確定被測光學(xué)儀器的視場角。

在具體實施時，可采用高PPI的液晶顯示屏來顯示靶圖像，液晶顯示屏的PPI越高，液晶顯示屏所顯示的靶圖像的精細(xì)程度越高，從而根據(jù)圖像采集模塊所采集的被測光學(xué)儀器對靶圖像的成像所確定的被測光學(xué)儀器的視場角的精度也越高。在進(jìn)行圖像采集之前，需要調(diào)整顯示屏以及被測光學(xué)儀器使得被測光學(xué)儀器入瞳中心與物方視場中心的連線與顯示屏的顯示面相互垂直，并且在確定了顯示屏與被測光學(xué)儀器之間的距離之后，顯示屏所顯示的靶圖像應(yīng)該至少覆蓋被測光學(xué)儀器的的標(biāo)稱視場，這是因為光學(xué)儀器的視場角為光學(xué)儀器的鏡頭為頂點與靶圖像可通過鏡頭最大范圍的兩條邊緣所構(gòu)成的夾角，如果靶圖像不能覆蓋光學(xué)儀器的標(biāo)稱視場，則會造成因為測得的最大范圍小于實際視場所包含的范圍而使最終的檢測所得視場角減小，檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。而在實際應(yīng)用中，由于光學(xué)儀器都有其最佳工作距離，可將顯示屏的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭之間距離保持被測光學(xué)儀器的工作距離。

進(jìn)一步地，在上述的步驟S203之前，本發(fā)明實施例提供的相這檢測方法，還可包括如下步驟：

調(diào)整透鏡組，使得被測光學(xué)儀器的靶圖像清晰成像在圖像采集模塊上。

由于靶圖像一般為精細(xì)度較高的圖像，應(yīng)保證靶圖像經(jīng)過被測光學(xué)儀器成像后的圖像被圖像采集模塊完整且清晰地采集。在顯示屏上顯示一如圖3所示的圖片，通過調(diào)整透鏡組(如透鏡組與被測光學(xué)儀器和圖像采集模塊的距離)的焦距，使通過被測光學(xué)儀器的靶圖像能夠被圖像采集模塊清晰完整地采集。在進(jìn)行調(diào)整時，既要保證中心視場成像清晰，也要使邊緣視場的成像也同樣清晰，從而可以避免在進(jìn)行視場角的檢測時由于部分圖像不清晰而無法提取有效信息進(jìn)行計算，降低檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在具體實施時，在上述的步驟S203中，圖像采集模塊采集被測光學(xué)儀器的成像，具體可以包括：

圖像采集模塊多次采集被測光學(xué)儀器的成像。

進(jìn)一步地，在上述的步驟S204中，上位機(jī)根據(jù)接收到的圖像采集模塊采集的成像以及顯示屏的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的工作距離，確定被測光學(xué)儀器的視場角，具體可以包括：

上位機(jī)根據(jù)接收到的多次成像以及工作距離，確定多個被測光學(xué)儀器視場角的測量值；

根據(jù)確定出的多個視場角的測量值，計算視場角的不確定度；

在不確定度小于預(yù)設(shè)值時，將多個視場角的平均值作為被測光學(xué)儀器的視場角的最終檢測值。

在實際應(yīng)用時，為保證光學(xué)儀器視場角的檢測精度，本發(fā)明實施例提供的上述檢測方法采用了多次檢測，在確定視場角的不確定度滿足要求時，取平均值的方式來提高檢測精度。具體地，可采用A類評定方式來計算不確定度S(θ)，不確定度S(θ)，滿足下式：

其中，θ_i為每次檢測的被測光學(xué)儀器的視場角；為多測檢測的視場角的平均值；n為檢測次數(shù)。

在由上述計算得到的不確定度S(θ)小于預(yù)設(shè)的閾值時，可將多次檢測計算所得的視場角的平均值作為最終檢測結(jié)果。而上述的預(yù)設(shè)的閾值是綜合顯示屏的參數(shù)(如：PPI)和顯示屏所顯示的靶圖像而設(shè)定一個閾值，不確定度小于該閾值，則證明不確定度滿足要求。而在不確定定不滿足要求時，說明多次測量結(jié)果重復(fù)性差，檢測結(jié)果的使用價值不高，由此，可查找原因，重新調(diào)整焦距或靶圖像重復(fù)上述的檢測步驟，使得采用本發(fā)明實施例提供的上述檢測方法所得到的光學(xué)儀器的視場角準(zhǔn)確性高，數(shù)據(jù)更具可靠性。

此外，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，還可包括如下步驟：

根據(jù)確定出被測光學(xué)儀器的視場角與被測光學(xué)儀器的標(biāo)稱視場角計算被測光學(xué)儀器的誤差e。其中，誤差e的計算公式為：

其中，為多測檢測的視場角的平均值；θ^*為被測光學(xué)儀器視場角的標(biāo)稱值。

由于本發(fā)明實施例提供的上述檢測方法具有較高的檢測精度，因此，上述的誤差值e體現(xiàn)了被測光學(xué)儀器的加工或裝配時所造成的誤差。該誤差值可作為被測光學(xué)儀器品質(zhì)考量的參考因素之一，根據(jù)該誤差可將被測光學(xué)儀器用在誤差范圍可接收的光學(xué)成像的場景中，以適應(yīng)實際使用需求。

以下對檢測光學(xué)儀器視場角的具體步驟進(jìn)行具體說明。

具體地，在上述的步驟S201中，顯示屏顯示的靶圖像可為如圖4a和圖4b所示的至少覆蓋被測光學(xué)儀器視場的條紋圖像。靶圖像優(yōu)選為明暗相間的條紋圖像，且條紋圖像中的條紋的延伸方向與檢測的被測光學(xué)儀器的視場角所在平面相互垂直。由于靶圖像與被測光學(xué)儀器鏡頭之間的距離的變化會使被測光學(xué)儀器的視場的范圍也隨之發(fā)生改變，在具體應(yīng)用時，可先確定顯示屏所顯示的靶圖像(即顯示屏的顯示面)與被測光學(xué)儀器鏡頭之間的距離之后，再調(diào)整顯示屏所顯示的靶圖像。例如，設(shè)置顯示屏的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的距離為被測光學(xué)儀器的工作距離，調(diào)整顯示屏所顯示的條紋圖像，使其至少覆蓋被測光學(xué)儀器的標(biāo)稱視場。且由上述的說明可知，條紋圖像中相鄰兩個亮條紋或暗條紋的間距越小，則條紋圖像中的條紋越密集，即將其作為靶圖像時的精細(xì)程度越高，由此，由該圖像的成像所確定的視場角的精度越高。因此，在進(jìn)行視場角的檢測時，應(yīng)盡量選擇在滿足圖像采集模塊的分辨能力情況下條紋密度最大的靶圖像，并保證條紋圖像可覆蓋被測光學(xué)儀器的整個視場。相比于現(xiàn)有技術(shù)中的測量視場角的方法，要求直尺必須要經(jīng)過圓形視場的圓心，或者，要求視場的中心需要與同心環(huán)的圓心重合，只有在經(jīng)過上述的對準(zhǔn)過程后才能進(jìn)行后續(xù)視場角的測量。而采用上述的條紋圖像作為靶圖像時，只要被測光學(xué)儀器的視場不超出條紋圖像的顯示范圍，被測光學(xué)儀器的視場和條紋圖像在豎直和水平方向上的位置并無嚴(yán)格對準(zhǔn)要求，因此可以省力對準(zhǔn)的步驟，降低檢測的復(fù)雜程度。

在被測光學(xué)儀器對上述的條紋圖像進(jìn)行成像，由圖像采集模塊進(jìn)行采集之后，上述的步驟S204，具體可以包括：

上位機(jī)根據(jù)接收到的成像中條紋的數(shù)量、相鄰兩個條紋中心之間的距離以及工作距離，確定光學(xué)儀器的視場角。

進(jìn)一步地，在條紋圖像中條紋中心之間的距離均相等時，采用以下公式確定與條紋延伸方向相垂直方向上的被測光學(xué)儀器的視場角：

其中，θ為被測光學(xué)儀器的視場角，s為相鄰兩個條紋中心之間的距離，N為被測光學(xué)儀器的成像中條紋的數(shù)量，H為工作距離。

舉例來說，采用液晶顯示屏來顯示靶圖像，采集CCD作為圖像采集模塊來采集被測光學(xué)儀器對靶圖像的成像，被測光學(xué)儀器的視場圓形視場。以圖4a和圖4b所示的靶圖像為例，液晶顯示屏所顯示的靶圖像為沿豎直方向延伸的條紋圖像，其中，每條亮條紋的寬度為一個像素的寬度，相鄰兩條亮條紋之間間隔i列像素的寬度，其中圖4a中的相鄰兩個亮條紋之間的間距為圖4b中相鄰兩個亮條紋之間的間距的2倍。由此，如圖4a所示的靶圖像經(jīng)過被測光學(xué)儀器成像，由CCD采集到的圖像如圖5所示，為視場為圓形的條紋圖像。相應(yīng)地，圖6a為上位機(jī)在接收到CCD所采集的圖像后得到的與圖4a相對應(yīng)的灰階峰值圖像，其中，橫軸表示采集圖像的像素數(shù)，縱軸表示灰階值。圖6a中的每一個灰度波峰都對應(yīng)著一個亮條紋，即每一個灰度波峰的位置對應(yīng)亮條紋區(qū)域的像素，則兩個相鄰的波峰對應(yīng)著一個亮條紋的寬度(即相鄰兩個亮條紋的中心距離)，因此，通過確定圖6a中有效波峰的個數(shù)N，即可計算出被測光學(xué)儀器的視場寬度D，計算公式如下：

D＝d(i+1)×(N-1)

其中，d為相鄰兩個像素的中心距離。因此，被測光學(xué)儀器在水平方向上的視場角/2的正切值為：

因此，被測光學(xué)儀器的視場角為：

在實際應(yīng)用時，若條紋圖像的間距較大，則CCD所采集的視場內(nèi)的有效條紋數(shù)量也會較少，因此對于邊緣視場處的條紋對檢測結(jié)果的影響會很大，如果沒有對此處的條紋進(jìn)行有效計數(shù)，則會使最終的檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度降低。因此，在具體實施時，可盡量采用條紋密度較大的條紋圖像作為靶圖像，如相比于圖4a，更優(yōu)選使用如圖4b所示的條紋圖像作為靶圖像，相應(yīng)地，圖6b為與圖4b相對應(yīng)的灰度峰值圖，其中，橫軸表示采集圖像的像素數(shù)，縱軸表示灰階值。此外，在保證CCD不過度曝光的情況下，應(yīng)盡可能地提高靶圖像的亮度，或者盡量提高圖像采集的曝光時間，使采集的圖像最亮，提高信噪比。

在一種可能出現(xiàn)的情況中，CCD的豎直方向與液晶顯示屏的豎直方向并不平行，而存在一定的夾角α，如圖7所示，此時若采集CCD水平方向的像素所采集的圖像得到的檢測值相對于實際值偏小，針對此種情況，可采用以下公式計算被測光學(xué)儀器的視場角：

此外，上述只是以檢測水平方向的視場角為例對本發(fā)明實施例提供的上述檢測方法進(jìn)行說明，在對其它方向的視場角進(jìn)行檢測時，顯示屏所顯示的條紋圖像的條紋的延伸方向應(yīng)與檢測方向相互垂直，重復(fù)上述的檢測步驟即可確定被測光學(xué)儀器在任意方向上的視場角，其檢測原理類似，此處不再贅述。

本發(fā)明實施例提供的上述光學(xué)儀器視場角的檢測方法，可采用液晶顯示屏顯示圖片作為靶圖像，而目前液晶顯示屏都具有較高的分辨率，液晶顯示屏的PPI一般都能達(dá)到幾百甚至上千，LCD像素之間的間距很小，一般在幾十個微米量級，利用這一特性，可以使檢測裝置達(dá)到很高的檢測精度。而且液晶顯示屏所顯示圖片的制作可通過軟件完成，制作方便快捷。

在一種實際的應(yīng)用場景，如VR成像系統(tǒng)中，關(guān)鍵的兩點指標(biāo)為沉浸感和反畸變。沉浸感就是指的是視場角，沉浸感越強(qiáng)，其對應(yīng)的視場角越大，通過本發(fā)明實施例提供的檢測方法可以準(zhǔn)確快速的測量VR系統(tǒng)的視場角。另一方面，VR系統(tǒng)在進(jìn)行反畸變算法的推導(dǎo)過程中需要確定VR透鏡的畸變和視場角之間的關(guān)系。畸變是和視場角有關(guān)的物理量，如果能夠測量出視場角和對應(yīng)的畸變，就能夠根據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行反畸變校正。因此，可將本發(fā)明實施例提供的上述檢測方法快速有效地應(yīng)于VR成像系統(tǒng)中。

本發(fā)明實施例提供的光學(xué)儀器視場角的檢測裝置及檢測方法，通過顯示屏顯示靶圖像；被測光學(xué)儀器對靶圖像進(jìn)行成像；圖像采集模塊采集被測光學(xué)儀器的成像；上位機(jī)根據(jù)接收到的圖像采集模塊采集的成像以及顯示屏的顯示面與被測光學(xué)儀器的鏡頭之間的工作距離，確定被測光學(xué)儀器的視場角。由于本發(fā)明實施例提供的檢測裝置及檢測方法通過圖像采集模塊采集被測光學(xué)儀器對靶圖像的成像，并由上位機(jī)根據(jù)圖像確定出被測光學(xué)儀器的視場角，不需要人眼進(jìn)行觀測和對準(zhǔn)，可進(jìn)行多次檢測，重復(fù)性高，相比于人眼觀測的方法，具有較高的精度，減小了檢測誤差。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。