一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置。裝置包括主框架、一維調(diào)焦電機(jī)、鏡頭托盤、電機(jī)控制器、傘狀架、圖像收集單元、LED光源及計(jì)算機(jī)，主框架用于支撐二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與狹縫靶標(biāo)，一維調(diào)焦電機(jī)帶動(dòng)狹縫靶標(biāo)在豎直方向上移動(dòng)，鏡頭托盤受二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)而在水平方向移動(dòng)，其上用于放置待測(cè)鏡頭，電機(jī)控制器控制一維調(diào)焦電機(jī)及二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，傘狀架間隔設(shè)置在鏡頭托盤的上方，圖像收集單元徑向設(shè)置在傘狀架上，計(jì)算機(jī)對(duì)探測(cè)器獲取的圖像進(jìn)行處理，得到待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)。本實(shí)用新型裝置可用來測(cè)量視場(chǎng)角大的鏡頭，解決了目前有限共軛光學(xué)系統(tǒng)、刃邊法測(cè)量光學(xué)鏡頭誤差大、穩(wěn)定性差等問題。
【專利說明】
一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)量裝置，尤其是涉及一種基于狹縫靶標(biāo)的無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)是光學(xué)鏡頭的一個(gè)準(zhǔn)確、客觀并且定量的像質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，被公認(rèn)為是當(dāng)前光學(xué)鏡頭最有效、最全面的成像質(zhì)量評(píng)價(jià)方式。如果把物體看作是由各種頻率的頻譜組成，MTF則反映了光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物體不同頻率成分的傳遞能力。一般來說，高頻部分反映物體的細(xì)節(jié)傳遞能力，中頻部分反映物體的層次傳遞情況，而低頻部分則反映物體的輪廓傳遞情況。目前光學(xué)鏡頭生產(chǎn)廠測(cè)量光學(xué)鏡頭MTF的主要方法是逆投影目視法。該方法的原理是:將刻有鑒別率圖案的分劃板放置于待測(cè)鏡頭的像方焦平面外并靠近像方焦平面的位置上，輔助照明光源均勻照射在分劃板上。分別調(diào)整分劃板和待測(cè)鏡頭的位置，即可將分劃板圖案的放大圖像成像在距離待測(cè)鏡頭物方焦平面數(shù)百毫米到數(shù)米遠(yuǎn)的屏幕(墻壁)上。操作人員通過目測(cè)成像在屏幕(墻壁)上的分劃板圖案上不同線對(duì)的線條數(shù)，進(jìn)而得到MTF曲線。該方法的優(yōu)點(diǎn):1、設(shè)備成本低;2、操作簡(jiǎn)單易學(xué)。該方法的缺點(diǎn):1、目測(cè)方式，依賴操作員的判定經(jīng)驗(yàn)，誤差比較大；2、無法記錄具體的MTF數(shù)值，無法給出全頻段的MTF;3、測(cè)試勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作員易疲勞;4、整體效率比較低。
[0003]專利CN104122077A采用的是對(duì)比度法測(cè)量特定頻率的MTF。把刻有多種不同線對(duì)密度的鑒別率板置于待測(cè)鏡頭的焦面位置，鑒別率板上的刻線經(jīng)過待測(cè)鏡頭成像到數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中，然后通過分析鑒別率板上不同線對(duì)密度的對(duì)比度，得出某些特定頻率的MTF值，該方案一次只能測(cè)試一個(gè)鏡頭。
[0004]專利CN101813558 A描述了一種采用刃邊法測(cè)量光學(xué)鏡頭的MTF的方法。刀口靶標(biāo)相對(duì)于圖像采集單元傾斜一定的角度，實(shí)現(xiàn)過采樣技術(shù)，提高采樣率。通過分析數(shù)值攝像機(jī)拍攝到的刀口傾斜圖像，得到全頻率的MTF值。
[0005]目測(cè)方法精度低、速度慢;對(duì)比度法無法提供全頻率的MTF值，只能提供某些特定頻率的MTF值，測(cè)試結(jié)果不全面;刀口法由于要對(duì)邊緣擴(kuò)散函數(shù)進(jìn)行微分計(jì)算得到線擴(kuò)散函數(shù)，故抗噪能力差，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，也不穩(wěn)定。而且，以上這幾種常用的方法，均無法滿足于大規(guī)模的光學(xué)鏡頭生產(chǎn)所需的在線連續(xù)檢測(cè)的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于狹縫靶標(biāo)的無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，本實(shí)用新型裝置可用于測(cè)量焦距范圍為l-12mm的光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳輸函數(shù)，解決了【背景技術(shù)】中光學(xué)鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試過程中誤差大、速度慢、穩(wěn)定性差等問題。該實(shí)用新型不僅具有強(qiáng)的抗干擾能力、能提供全頻段內(nèi)的MTF、測(cè)量準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量速度快，而且測(cè)量裝置體積小、占用空間少、不需暗室，可以滿足光學(xué)鏡頭大批量生產(chǎn)的在線檢測(cè)要求，易于推廣應(yīng)用。
[0007]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]—種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，包括:
[0009]主框架:用于支撐二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與狹縫靶標(biāo)；
[0010]—維調(diào)焦電機(jī):連接在狹縫靶標(biāo)的下方，帶動(dòng)狹縫靶標(biāo)在豎直方向上移動(dòng)；
[0011]鏡頭托盤:設(shè)置在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，受二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)而在水平方向移動(dòng)，其上用于放置待測(cè)鏡頭；
[0012]電機(jī)控制器:與一維調(diào)焦電機(jī)及二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接，控制一維調(diào)焦電機(jī)及二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；
[0013]傘狀架:間隔設(shè)置在鏡頭托盤的上方；
[0014]圖像收集單元:徑向設(shè)置在傘狀架上，由相連的探測(cè)器與望遠(yuǎn)鏡組成；
[0015]LED光源:發(fā)出的光源通過導(dǎo)光光纖傳遞到狹縫靶標(biāo)內(nèi)，具有狹縫信息的信號(hào)光平行入射至待測(cè)鏡頭，從待測(cè)鏡頭出射的帶有狹縫信息的平行光經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡焦成像在探測(cè)器探測(cè)面上，探測(cè)器將帶有狹縫信息的圖像傳遞給計(jì)算機(jī)；
[0016]計(jì)算機(jī):對(duì)探測(cè)器獲取的圖像進(jìn)行處理，得到待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)。
[0017]本實(shí)用新型中，所述的狹縫靶標(biāo)包括一支撐架，該支撐架的中間為透光的通孔，在通孔的上方設(shè)置有擴(kuò)散板，擴(kuò)散板上放置具有狹縫信息的狹縫本體，在支撐架的上端設(shè)置保護(hù)蓋，在支撐架的下側(cè)設(shè)置用于定位在主框架上的定位柱。
[0018]保護(hù)蓋用于保護(hù)狹縫本體不被其他異物所碰觸，狹縫本體采用帶有狹縫的玻璃，用于狹縫圖像，擴(kuò)散板用于對(duì)入射光進(jìn)行勻光處理，為狹縫提供均勻照明。支撐架用于支撐狹縫本體。
[0019]所述的定位柱設(shè)有三個(gè)，所述的主框架上設(shè)有與狹縫靶標(biāo)的定位柱相匹配的定位槽，所述的定位柱的端面為球面，所述的定位槽為V型槽，所述的定位柱與定位槽之間具有一定的磁吸力，通過定位柱與定位槽的共同作用來定位狹縫靶標(biāo)。所述的定位柱的高度可調(diào)，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)擴(kuò)散板或狹縫本體的水平度，從而可以調(diào)整狹縫靶標(biāo)與待測(cè)鏡頭的光軸垂直。
[0020]本實(shí)用新型中，所述的鏡頭托盤上設(shè)置有多個(gè)測(cè)量孔，每個(gè)測(cè)量孔內(nèi)用于放置單獨(dú)的待測(cè)鏡頭，所述的測(cè)量孔與鏡頭托盤的下表面相貫通;所述的鏡頭托盤下表面設(shè)置有用于定位在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的定位柱，在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上也設(shè)有與鏡頭托盤的定位柱相匹配的定位槽，鏡頭托盤的定位柱端面為球面，二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的定位槽為V型槽。鏡頭托盤的定位柱的高度可調(diào)，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)鏡頭托盤的水平度。鏡頭托盤的定位柱與二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的定位槽之間具有一定的磁吸力。
[0021]所述的二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)用于帶動(dòng)鏡頭托盤在水平面上沿兩個(gè)垂直方向移動(dòng)，移動(dòng)的目的有兩個(gè)，一是用于切換鏡頭托盤上的待測(cè)鏡頭，另一個(gè)目的是用于待測(cè)鏡頭在測(cè)試過程中的對(duì)中操作，對(duì)中是指待測(cè)鏡頭光軸與望遠(yuǎn)鏡、狹縫靶標(biāo)、探測(cè)器中心一致。
[0022]本實(shí)用新型中，所述的圖像收集單元設(shè)置多個(gè)，均沿傘狀架的徑向設(shè)置，所述的圖像收集單元可在傘狀架的徑向方向滑動(dòng)。
[0023]所述的望遠(yuǎn)鏡為圖像收集單元的前置光學(xué)聚集部分。從待測(cè)鏡頭出射的帶有狹縫信息的平行光經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡聚焦成像在探測(cè)器探測(cè)面上，便于探測(cè)器獲取相關(guān)信息。測(cè)量不同焦距的待測(cè)鏡頭，該望遠(yuǎn)鏡的焦距可能不同。
[0024]所述的探測(cè)器為圖像收集單元中的光電轉(zhuǎn)換部件，采用CCD或CMOS感光片。包含狹縫靶標(biāo)信息的光信號(hào)，通過待測(cè)鏡頭和望遠(yuǎn)鏡，入射到探測(cè)器上，就可以采集到包含狹縫像亮度分布或灰度分布的狹縫圖像。
[0025]所述的傘狀架，是以中間位置上鏡頭托盤上待測(cè)鏡頭主點(diǎn)為中心的圓形機(jī)械件，用于安裝探測(cè)器和望遠(yuǎn)鏡和的組合體。圖像采集單元可以在傘狀架徑向方向上進(jìn)行滑動(dòng)，以測(cè)試待測(cè)鏡頭的不同視場(chǎng)的MTF。不同的狹縫靶標(biāo)、不同的待測(cè)鏡頭、不同的測(cè)量視場(chǎng)，都可以通過調(diào)整圖像采集單元在傘狀架上的位置，使狹縫清晰成像在探測(cè)器上。
[0026]為了實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)檢測(cè)的功能，本實(shí)用新型中使用電機(jī)控制器精確控制一維調(diào)焦電機(jī)和二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；并將探測(cè)器獲取的狹縫圖像通過數(shù)據(jù)采集卡傳輸至計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖像的去噪以及MTF的計(jì)算;最終通過特定的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)基于狹縫的無限共軛光路光學(xué)鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀的整體程序化控制。
[0027]本實(shí)用新型的工作原理為:LED光源點(diǎn)亮后，經(jīng)過導(dǎo)光光纖，導(dǎo)入到帶有擴(kuò)散板的狹縫靶標(biāo)中。光經(jīng)過擴(kuò)散板擴(kuò)散勻光處理后，均勻照亮狹縫。具有狹縫信息的信號(hào)光平行入射至待測(cè)鏡頭，之后入射到視場(chǎng)角比較小的望遠(yuǎn)鏡頭中(水平方向視場(chǎng)角小于15°)。平行光經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡的會(huì)聚，成像在探測(cè)器上。這樣，探測(cè)器上就有經(jīng)過待測(cè)鏡頭和望遠(yuǎn)鏡的狹縫像。計(jì)算機(jī)對(duì)該狹縫像進(jìn)行濾波除燥處理，得到線擴(kuò)散函數(shù)，對(duì)該線擴(kuò)散函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換，從而得到該副圖像中的狹縫像的MTF值，即為待測(cè)鏡頭的MTF數(shù)值，并可生成待測(cè)鏡頭在不同視角位置上的子午向和弧矢向的MTF曲線。借助計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)狹縫靶標(biāo)位置的精確調(diào)整以及鏡頭托盤的有序切換，利用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MTF測(cè)試程序化，完成多個(gè)待測(cè)鏡頭的MTF曲線的連續(xù)在線測(cè)試。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0029]1、本實(shí)用新型提供的檢測(cè)裝置可用于測(cè)量廣角鏡頭、魚眼鏡頭、電視系統(tǒng)、光導(dǎo)纖維等視場(chǎng)角大的光學(xué)系統(tǒng)的MTF，解決了目前有限共軛光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量上述光學(xué)系統(tǒng)MTF誤差大、穩(wěn)定性差的問題；
[0030]2、本實(shí)用新型提供的基于狹縫的無限共軛光路MTF檢測(cè)裝置不僅測(cè)量準(zhǔn)確，而且操作簡(jiǎn)便、測(cè)量速度快，每次可以連續(xù)測(cè)試多個(gè)待測(cè)鏡頭，可以滿足光學(xué)鏡頭大批量生產(chǎn)的在線檢測(cè)要求；
[0031]3、本實(shí)用新型提供的檢測(cè)裝置不僅可以簡(jiǎn)單、快速地測(cè)量出待測(cè)鏡頭的清晰度，而且體積小、占用空間少、不需暗室、性能可靠、制造成本低、易于推廣應(yīng)用；
[0032]4、本實(shí)用新型提供的檢測(cè)裝置設(shè)有傘狀架安裝部件，可以快速地定位望遠(yuǎn)鏡和探測(cè)器聯(lián)合組件的角度，通過一位調(diào)焦電機(jī)可以進(jìn)行升降調(diào)整，可以使探測(cè)器的光軸快速地對(duì)準(zhǔn)待測(cè)鏡頭的前主點(diǎn)，進(jìn)一步提高了測(cè)量速度，方便用戶操作。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為狹縫靶標(biāo)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為狹縫靶標(biāo)上定位柱與定位槽之間裝配示意圖；
[0036]圖4為鏡頭托盤的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0037]圖5為鏡頭托盤的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6為鏡頭托盤與待測(cè)鏡頭裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖7為實(shí)施例1中使用的狹縫本體上狹縫結(jié)構(gòu)與狹縫像。
[0040]圖中標(biāo)號(hào):I為L(zhǎng)ED光源，2為狹縫靶標(biāo)，21為保護(hù)蓋，22為狹縫本體，23為擴(kuò)散板，24為支撐架，25為定位柱，3為一維調(diào)焦電機(jī)，4為鏡頭托盤，41為測(cè)量孔，42為定位柱，5為二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，6為數(shù)據(jù)采集卡，7為望遠(yuǎn)鏡，8為探測(cè)器，9為傘狀架，10為待測(cè)鏡頭，11為電機(jī)控制器，12為計(jì)算機(jī)，13為主框架，131為定位槽，14為導(dǎo)光光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0042]實(shí)施例1
[0043]—種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，如圖1所示，包括主框架13、一維調(diào)焦電機(jī)3、鏡頭托盤4、電機(jī)控制器11、傘狀架9、LED光源I及計(jì)算機(jī)12，主框架13用于支撐二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5與狹縫靶標(biāo)2;—維調(diào)焦電機(jī)3連接在狹縫靶標(biāo)2的下方，帶動(dòng)狹縫靶標(biāo)2在豎直方向上移動(dòng);鏡頭托盤4設(shè)置在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上，受二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5帶動(dòng)而在水平方向移動(dòng)，其上用于放置待測(cè)鏡頭10;電機(jī)控制器11與一維調(diào)焦電機(jī)3及二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5連接，控制一維調(diào)焦電機(jī)3及二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5的運(yùn)動(dòng);傘狀架9間隔設(shè)置在鏡頭托盤4的上方；圖像收集單元徑向設(shè)置在傘狀架9上，由相連的探測(cè)器8與望遠(yuǎn)鏡7組成;LED光源I發(fā)出的光源通過導(dǎo)光光纖14傳遞到狹縫靶標(biāo)2內(nèi)，具有狹縫信息的信號(hào)光平行入射至待測(cè)鏡頭10，從待測(cè)鏡頭10出射的帶有狹縫信息的平行光經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡7焦成像在探測(cè)器8探測(cè)面上，探測(cè)器8將帶有狹縫信息的圖像傳遞給計(jì)算機(jī)12;計(jì)算機(jī)12對(duì)探測(cè)器8獲取的圖像進(jìn)行處理，得到待測(cè)鏡頭1的調(diào)制傳遞函數(shù)。
[0044]如圖2、圖3所示，狹縫靶標(biāo)2包括一支撐架24，該支撐架24的中間為透光的通孔，在通孔的上方設(shè)置有擴(kuò)散板23，擴(kuò)散板23上放置具有狹縫信息的狹縫本體22，在支撐架24的上端設(shè)置保護(hù)蓋21，在支撐架24的下側(cè)設(shè)置用于定位在主框架13上的定位柱25。保護(hù)蓋21用于保護(hù)狹縫本體22不被其他異物所碰觸，狹縫本體22采用帶有狹縫的玻璃，用于狹縫圖像，擴(kuò)散板23用于對(duì)入射光進(jìn)行勻光處理，為狹縫提供均勻照明。支撐架24用于支撐狹縫本體22。定位柱25設(shè)有三個(gè)，主框架13上設(shè)有與狹縫靶標(biāo)2的定位柱25相匹配的定位槽131，定位柱25的端面為球面，定位槽131為V型槽，定位柱25與定位槽131之間具有一定的磁吸力，通過定位柱25與定位槽131的共同作用來定位狹縫革El標(biāo)2。定位柱25的高度可調(diào)，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)擴(kuò)散板23或狹縫本體22的水平度，從而可以調(diào)整狹縫靶標(biāo)2與待測(cè)鏡頭10的光軸垂直。
[0045]如圖4、5、6所示，鏡頭托盤4上設(shè)置有多個(gè)測(cè)量孔41，每個(gè)測(cè)量孔41內(nèi)用于放置單獨(dú)的待測(cè)鏡頭10，測(cè)量孔41與鏡頭托盤4的下表面相貫通;鏡頭托盤4下表面設(shè)置有用于定位在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上的定位柱42，在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上也設(shè)有與鏡頭托盤4的定位柱42相匹配的定位槽，鏡頭托盤4的定位柱42端面為球面，二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上的定位槽為V型槽。鏡頭托盤4的定位柱42的高度可調(diào)，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)鏡頭托盤4的水平度。鏡頭托盤4的定位柱42與二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上的定位槽之間具有一定的磁吸力。
[0046]二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5用于帶動(dòng)鏡頭托盤4在水平面上沿兩個(gè)垂直方向移動(dòng)，移動(dòng)的目的有兩個(gè)，一是用于切換鏡頭托盤4上的待測(cè)鏡頭10，另一個(gè)目的是用于待測(cè)鏡頭10在測(cè)試過程中的對(duì)中操作，對(duì)中是指待測(cè)鏡頭10光軸與望遠(yuǎn)鏡7、狹縫靶標(biāo)2、探測(cè)器8中心一致。
[0047]圖像收集單元設(shè)置多個(gè)，均沿傘狀架9的徑向設(shè)置，圖像收集單元可在傘狀架9的徑向方向滑動(dòng)。
[0048]望遠(yuǎn)鏡7為圖像收集單元的前置光學(xué)聚集部分。從待測(cè)鏡頭10出射的帶有狹縫信息的平行光經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡7聚焦成像在探測(cè)器8探測(cè)面上，便于探測(cè)器8獲取相關(guān)信息。測(cè)量不同焦距的待測(cè)鏡頭10，該望遠(yuǎn)鏡7的焦距可能不同。
[0049]探測(cè)器8為圖像收集單元中的光電轉(zhuǎn)換部件，采用CCD或CMOS感光片。包含狹縫靶標(biāo)2信息的光信號(hào)，通過待測(cè)鏡頭10和望遠(yuǎn)鏡7，入射到探測(cè)器8上，就可以采集到包含狹縫像亮度分布或灰度分布的狹縫圖像。
[0050]傘狀架9，是以中間位置上鏡頭托盤4上待測(cè)鏡頭10主點(diǎn)為中心的圓形機(jī)械件，用于安裝探測(cè)器8和望遠(yuǎn)鏡7和的組合體。圖像采集單元可以在傘狀架9徑向方向上進(jìn)行滑動(dòng)，以測(cè)試待測(cè)鏡頭10的不同視場(chǎng)的MTF。不同的狹縫靶標(biāo)2、不同的待測(cè)鏡頭10、不同的測(cè)量視場(chǎng)，都可以通過調(diào)整圖像采集單元在傘狀架9上的位置，使狹縫清晰成像在探測(cè)器8上。
[0051]為了實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)檢測(cè)的功能，本實(shí)用新型中使用電機(jī)控制器11精確控制一維調(diào)焦電機(jī)3和二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5;并將探測(cè)器8獲取的狹縫圖像通過數(shù)據(jù)采集卡6傳輸至計(jì)算機(jī)12，在計(jì)算機(jī)12內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖像的去噪以及MTF的計(jì)算;最終通過特定的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)基于狹縫的無限共軛光路光學(xué)鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀的整體程序化控制。
[0052]基于上述裝置進(jìn)行無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的方法，包括以下步驟:
[0053]a、安裝狹縫靶標(biāo)2:將狹縫靶標(biāo)2放置于主框架13的中部；
[0054]b、放置二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5與鏡頭托盤4:將二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5設(shè)置在主框架13上，把放置有待測(cè)鏡頭10的鏡頭托盤4放置在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上；
[0055]c、將LED光源I通過導(dǎo)光光纖14與狹縫靶標(biāo)2連接，點(diǎn)亮LED光源I，為裝置提供照明；
[0056]d、尋找最佳焦面:調(diào)節(jié)一維調(diào)焦電機(jī)3，直至中心視場(chǎng)的狹縫像清晰，該位置就是待測(cè)鏡頭10的最佳焦面附近的位置;并在這個(gè)位置的基礎(chǔ)上，設(shè)定一維調(diào)焦電機(jī)3移動(dòng)范圍，以便通過一維調(diào)焦電機(jī)3對(duì)每顆待測(cè)鏡頭10進(jìn)行調(diào)焦；
[0057]e、圖像采集單元位置調(diào)節(jié):調(diào)整傘狀架9上的邊緣視場(chǎng)的圖像采集單元的位置，使邊緣視場(chǎng)的狹縫像位于探測(cè)器8中心;旋轉(zhuǎn)探測(cè)器8，使狹縫像端正的位于圖像中呈水平豎直狀態(tài)；
[0058]f、拍攝狹縫圖像:啟動(dòng)探測(cè)器8獲取相應(yīng)視場(chǎng)內(nèi)的狹縫圖像;并利用數(shù)據(jù)采集卡6傳輸至計(jì)算機(jī)12;
[0059]g、MTF計(jì)算:計(jì)算機(jī)12根據(jù)每個(gè)探測(cè)器8所獲取的狹縫圖像，去噪處理之后計(jì)算出相應(yīng)線擴(kuò)散函數(shù)，再對(duì)該線擴(kuò)散函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換，從而得到該副圖像中的狹縫像的MTF值，即為待測(cè)鏡頭10的MTF值，并生成待測(cè)鏡頭10在不同視角位置上的子午向和弧矢向的MTF曲線；
[0060]h、連續(xù)在線測(cè)試待測(cè)鏡頭10的MTF:借助電機(jī)控制器11精確控制一維調(diào)焦電機(jī)3和二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5;利用計(jì)算機(jī)12整機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MTF測(cè)試程序化，完成多個(gè)待測(cè)鏡頭10的MTF曲線的連續(xù)在線測(cè)試。
[0061]其中，采用狹縫標(biāo)靶2作為測(cè)試系統(tǒng)的物方景物，獲取穩(wěn)定的像方圖像信息。
[0062]其中，一維調(diào)焦電機(jī)3帶動(dòng)狹縫革E標(biāo)2在待測(cè)鏡頭10的像面附近進(jìn)行移動(dòng)，在此過程中，采集狹縫圖像的探測(cè)器8每隔固定的時(shí)間拍攝一張圖片，然后計(jì)算機(jī)12分析這些在不同像面位置采集到的狹縫像，進(jìn)而獲得該待測(cè)鏡頭1的Throughfocus值，并能找到該待測(cè)鏡頭10的最佳像面位置。
[0063]LED光源I的開啟與關(guān)閉以及照度調(diào)節(jié)由計(jì)算機(jī)12通過程序控制完成。
[0064]如圖7所示，左邊的為狹縫結(jié)構(gòu)，右邊的為狹縫經(jīng)過待測(cè)鏡頭1后所成的像。
[0065]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，不脫離本實(shí)用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，其特征在于，包括: 主框架(13):用于支撐二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)與狹縫靶標(biāo)(2); 一維調(diào)焦電機(jī)(3):連接在狹縫靶標(biāo)(2)的下方，帶動(dòng)狹縫靶標(biāo)(2)在豎直方向上移動(dòng)； 鏡頭托盤(4):設(shè)置在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)上，受二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)帶動(dòng)而在水平方向移動(dòng)，其上用于放置待測(cè)鏡頭(10); 電機(jī)控制器(11):與一維調(diào)焦電機(jī)(3)及二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)連接，控制一維調(diào)焦電機(jī)(3)及二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)的運(yùn)動(dòng)； 傘狀架(9):間隔設(shè)置在鏡頭托盤(4)的上方； 圖像收集單元:徑向設(shè)置在傘狀架(9)上，由相連的探測(cè)器(8)與望遠(yuǎn)鏡(7)組成； LED光源(I):發(fā)出的光源通過導(dǎo)光光纖(14)傳遞到狹縫靶標(biāo)(2)內(nèi)，具有狹縫信息的信號(hào)光平行入射至待測(cè)鏡頭(10)，從待測(cè)鏡頭(10)出射的帶有狹縫信息的平行光經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡(7)焦成像在探測(cè)器(8)探測(cè)面上，探測(cè)器(8)將帶有狹縫信息的圖像傳遞給計(jì)算機(jī)(12); 計(jì)算機(jī)(12):對(duì)探測(cè)器(8)獲取的圖像進(jìn)行處理，得到待測(cè)鏡頭(10)的調(diào)制傳遞函數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，其特征在于，所述的狹縫靶標(biāo)(2)包括一支撐架(24)，該支撐架(24)的中間為透光的通孔，在通孔的上方設(shè)置有擴(kuò)散板(23)，擴(kuò)散板(23)上放置具有狹縫信息的狹縫本體(22)，在支撐架(24)的上端設(shè)置保護(hù)蓋(21)，在支撐架(24)的下側(cè)設(shè)置用于定位在主框架(13)上的定位柱(25)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，其特征在于，所述的鏡頭托盤(4)上設(shè)置有多個(gè)測(cè)量孔(41)，每個(gè)測(cè)量孔(41)內(nèi)用于放置單獨(dú)的待測(cè)鏡頭(10)，所述的測(cè)量孔(41)與鏡頭托盤(4)的下表面相貫通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，其特征在于，所述的二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)用于帶動(dòng)鏡頭托盤(4)在水平面上沿兩個(gè)垂直方向移動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，其特征在于，所述的圖像收集單元設(shè)置多個(gè)，均沿傘狀架(9)的徑向設(shè)置，所述的圖像收集單元可在傘狀架(9)的徑向方向滑動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置，其特征在于，所述的探測(cè)器(8)為圖像收集單元中的光電轉(zhuǎn)換部件，采用CCD或CMOS感光片。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK205538161SQ201620111957
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日
【發(fā)明人】白學(xué)坤, 莊懷港, 譚羽
【申請(qǐng)人】上海儀萬光電科技有限公司