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無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的方法及裝置。該方法包括以下步驟：①將多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)按照被測(cè)鏡頭的測(cè)量要求分布于被測(cè)鏡頭物方一側(cè)，并且使各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的光軸對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭的物方主點(diǎn)；②將分劃板、勻光板和背光板放置在被測(cè)鏡頭的像方一側(cè)并沿被測(cè)鏡頭的光軸方向由近及遠(yuǎn)依次布設(shè)；③調(diào)整分劃板使分劃板位于被測(cè)鏡頭的焦平面；④選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)位于其中心位置的一個(gè)鑒別率單元圖案的圖像，計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值；⑤生成被測(cè)鏡頭在不同視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。該方法和裝置可用于測(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)測(cè)量上述鏡頭誤差大的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù) 的方法及裝置，它可用于測(cè)量廣角鏡頭、魚眼鏡頭等視場(chǎng)角大（視場(chǎng)角可達(dá)到110°以上， 甚至達(dá)到180° )的鏡頭。

【背景技術(shù)】
[0002] 清晰度是光學(xué)鏡頭的最重要指標(biāo)，調(diào)制傳遞函數(shù)曲線則是描述光學(xué)鏡頭清晰度的 通用的科學(xué)的方法。目前鏡頭生產(chǎn)廠家獲得調(diào)制傳遞函數(shù)曲線的最常用的方法是逆投影 目測(cè)法。該方法的原理是：刻有鑒別率圖案的分劃板位于被測(cè)鏡頭的焦平面外接近于焦平 面的位置，輔助照明光源均勻照射在分劃板上。調(diào)整分劃板和被測(cè)鏡頭的位置，即可將分劃 板圖案的放大圖案成像于距離被測(cè)鏡頭的物方數(shù)百毫米到數(shù)米遠(yuǎn)的屏幕（墻壁）上。操作 人員通過(guò)目測(cè)鑒別率圖案上不同線對(duì)的線條的MTF值得到調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。此方法的優(yōu) 點(diǎn)：1、速度快（10秒一20秒），適合生產(chǎn)線使用，2、設(shè)備成本低；缺點(diǎn)：1、目測(cè)精度低，2、需 暗室，占用場(chǎng)地大，3、操作員的眼睛易疲勞，人為誤差大；4、依賴操作員的經(jīng)驗(yàn)。
[0003] 多數(shù)的攝像機(jī)生產(chǎn)廠家以鑒別率圖案為物，經(jīng)過(guò)被測(cè)鏡頭成像到傳感器，輸出圖 像經(jīng)顯示器后人工判斷，或者送到PC的圖像采集器經(jīng)軟件判斷，獲得被測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞 函數(shù)數(shù)據(jù)。這種光路也是屬于有限共軛光路，優(yōu)點(diǎn)是成本低，速度快；缺點(diǎn)：占用場(chǎng)地大。
[0004] 光學(xué)鏡頭廠家還使用一種設(shè)備，該設(shè)備采用分劃板在被測(cè)鏡頭的像方，經(jīng)被測(cè)鏡 頭逆投影成像與物方平面。在該平面上放置多條線陣CCD。通過(guò)分析CCD的內(nèi)容獲得被測(cè)鏡 頭的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。此方法的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量速度快，沒(méi)有操作員人為因素的誤差；缺點(diǎn)： 體積大，視角不同時(shí)線陣CCD的位置調(diào)整費(fèi)時(shí)。
[0005] 另有專利CN101957553A描述了一種有限共軛光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù) 的方法。該方法使用被測(cè)透鏡成像，測(cè)試板位于被測(cè)透鏡的物方，圖像傳感器位于被測(cè)透鏡 的像方。
[0006] 以上這幾種常用的方法，從光路分類上都屬于有限共軛系統(tǒng)。而安防行業(yè)常用的 廣角鏡頭和魚眼鏡頭，視場(chǎng)角達(dá)到110°以上，甚至達(dá)到180°。這種情況下，有限共軛系統(tǒng) 設(shè)定的物平面很難實(shí)現(xiàn)；即使實(shí)現(xiàn)，像場(chǎng)彎曲較大，用這樣的物平面測(cè)量得到的結(jié)果，比與 實(shí)際應(yīng)用時(shí)的效果差很多，不能正確評(píng)估該鏡頭的清晰度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服以上缺點(diǎn)，提供一種無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳 遞函數(shù)的方法及用于實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，該方法和裝置可用于測(cè)量視場(chǎng)角大的鏡頭（如廣 角鏡頭、魚眼鏡頭），解決了目前有限共軛光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量上述鏡頭誤差大的問(wèn)題，不僅測(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)的檢測(cè)要求，易于推廣應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009]( -）方案一：
[0010] 一種無(wú)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，其特征在于：該方法包 括以下步驟：
[0011] ①將多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)按照被測(cè)鏡頭的測(cè)量要求分布于被測(cè)鏡頭物方一側(cè)，各個(gè)數(shù) 字?jǐn)z像機(jī)與被測(cè)鏡頭光軸的夾角小于或等于被測(cè)鏡頭最大視場(chǎng)角的一半，并且使各個(gè)數(shù)字 攝像機(jī)的光軸對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭的物方主點(diǎn)；
[0012] ②將分劃板、勻光板和背光板放置在被測(cè)鏡頭的像方一側(cè)并沿被測(cè)鏡頭的光軸方 向由近及遠(yuǎn)依次布設(shè)，所述分劃板上刻有多組由不同線對(duì)的子午向和弧矢向排列的黑白細(xì) 線組成的鑒別率單元圖案；
[0013] ③調(diào)整分劃板與被測(cè)鏡頭的相對(duì)位置，直至分劃板位于被測(cè)鏡頭的焦平面，以保 證通過(guò)被測(cè)鏡頭產(chǎn)生的平行光在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)上形成清晰的鑒別率單元圖案的圖像；
[0014] ④選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)位于其中心位置的一個(gè)鑒別率單元圖案的圖像，根據(jù)該圖 像計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值；
[0015] ⑤根據(jù)每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)所在視角位置以及計(jì)算出的不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值， 生成被測(cè)鏡頭在不同視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線；
[0016] 所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的鏡頭焦距大于被測(cè)鏡頭的焦距，且數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的鏡頭選用高清 晰度鏡頭。
[0017] 為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的鏡頭焦距是被測(cè)鏡頭焦距的2-10倍， 所述高清晰度鏡頭指調(diào)制傳遞函數(shù)曲線在0-50線對(duì)范圍的MTF值高于0. 8的鏡頭。
[0018] 為了進(jìn)一步提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，步驟⑤生成的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線用以下方法進(jìn)行 補(bǔ)償：
[0019] 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTF2 = f2(x);
[0020] 步驟⑤生成的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTFi = (x);
[0021] 則補(bǔ)償后的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTF/ = ;
[0022] 其中x為線對(duì)坐標(biāo)，匕為被測(cè)鏡頭的焦距，F(xiàn)2為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的鏡頭的焦距。
[0023] (二）方案二
[0024] -種用于實(shí)現(xiàn)無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)方法的裝置，該裝置包 括設(shè)于被測(cè)鏡頭像方一側(cè)的固定座、設(shè)于被測(cè)鏡頭物方一側(cè)的活動(dòng)支座以及用來(lái)調(diào)節(jié)活動(dòng) 支座相對(duì)固定座高度位置的升降調(diào)整裝置；固定座上設(shè)有用來(lái)安裝被測(cè)鏡頭的鏡頭安裝座 以及位于被測(cè)鏡頭和固定座之間且沿被測(cè)鏡頭的光軸方向由近及遠(yuǎn)依次排列的分劃板、勻 光板和背光板，固定座上還設(shè)有用來(lái)調(diào)節(jié)分劃板相對(duì)被測(cè)鏡頭安裝位置距離的分劃板調(diào)節(jié) 裝置；所述活動(dòng)支座上設(shè)有多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)以及用來(lái)將各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)按照被測(cè)鏡頭的測(cè) 量要求分布于被測(cè)鏡頭物方一側(cè)的最大視場(chǎng)角范圍內(nèi)的不同視角位置的攝像機(jī)安裝部件； 該裝置還包括測(cè)量控制中心單元以及連接于各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)與測(cè)量控制中心單元之間的 智能處理器，所述智能處理器具有能選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)位于其中心位置的一個(gè)鑒別率單 元圖案的圖像，根據(jù)該圖像計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值的功能；所述測(cè)量控制中心 單元具有能根據(jù)每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)所在視角位置以及計(jì)算出的MTF值，生成被測(cè)鏡頭在不同 視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。
[0025] 為了進(jìn)一步提高測(cè)量速度，方便用戶操作，所述攝像機(jī)安裝部件包括設(shè)置于活動(dòng) 支座上的兩組以上以被測(cè)鏡頭光軸為中心對(duì)稱分布的安裝通道，每組安裝通道上設(shè)有多組 呈扇形分布的用來(lái)插置數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的徑向安裝插槽，各組安裝通道的各安裝插槽能使插置 于其內(nèi)的各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的光軸都分別對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭光軸上的同一個(gè)點(diǎn)；各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī) 上設(shè)有與安裝插槽配合實(shí)現(xiàn)插接定位的定位凸緣。
[0026] 進(jìn)一步地，每組安裝通道由位于安裝在活動(dòng)支座上方的兩塊相互平行的扇形板之 間的通道構(gòu)成，每塊扇形板的圓心夾角為90度，扇形板的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有多道分布在不同徑向 角度上的凸棱，所述安裝插槽由位于兩塊扇形板的對(duì)應(yīng)凸棱之間的槽道構(gòu)成。
[0027] 為了更方便地測(cè)量被測(cè)鏡頭中心點(diǎn)的清晰度，所述安裝部件還包括安裝于活動(dòng)支 座上且位于兩組以上安裝通道交匯處上方的中心支架，所述中心支架上能架設(shè)一個(gè)數(shù)字?jǐn)z 像機(jī)并使該數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的光軸與被測(cè)鏡頭光軸重合。
[0028] 為了更好地帶動(dòng)活動(dòng)支座上升或下降，所述升降調(diào)整裝置包括垂直設(shè)置于固定座 上的螺桿和導(dǎo)桿，所述螺桿中部與設(shè)于活動(dòng)支座體內(nèi)的螺紋孔螺紋連接，所述導(dǎo)桿底部與 固定座固定連接，導(dǎo)桿中部與活動(dòng)支座滑動(dòng)套接。
[0029] 為了更好地固定背光板和勻光板，所述固定座上設(shè)有用于安裝背光板和勻光板的 固定套筒；為了更方便地調(diào)節(jié)分劃板相對(duì)被測(cè)鏡頭安裝位置的距離，所述分劃板調(diào)節(jié)裝置 為用來(lái)安裝分劃板的分劃板筒，所述分劃板筒與固定套筒同軸且螺紋連接。
[0030] 為了方便調(diào)制傳遞函數(shù)曲線的顯示和讀取，所述測(cè)量控制中心單元帶有顯示屏 唇。
[0031] 較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0032] (1)本發(fā)明提供的檢測(cè)方法可用于測(cè)量廣角鏡頭、魚眼鏡頭等視場(chǎng)角大的鏡頭，解 決了目前有限共軛光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量上述鏡頭誤差大的問(wèn)題；
[0033] (2)本發(fā)明提供的檢測(cè)方法不僅測(cè)量準(zhǔn)確，而且操作簡(jiǎn)便、測(cè)量速度快，可以滿足 光學(xué)鏡頭大批量生產(chǎn)的檢測(cè)要求；
[0034] (3)本發(fā)明提供的檢測(cè)方法利用調(diào)制傳遞函數(shù)曲線對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步 提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；
[0035] (4)本發(fā)明提供的檢測(cè)裝置不僅可以簡(jiǎn)單、快速地測(cè)量出被測(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；
[0036] (5)本發(fā)明提供的檢測(cè)裝置設(shè)有攝像機(jī)安裝部件，可以快速地定位攝像機(jī)的角度， 升降調(diào)整裝置可以使數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的光軸快速地對(duì)準(zhǔn)被測(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。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037] 下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0038] 圖1是本發(fā)明無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)方法的光路圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明的其中一種鑒別率單元分布圖；
[0040] 圖3是圖2中每個(gè)鑒別率單元圖案的放大圖；
[0041] 圖4是本發(fā)明無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)方法的裝置的三維結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0042] 圖5是圖4中扇形板、安裝通道及安裝插槽的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖中符號(hào)說(shuō)明：1、背光板，2、勻光板，3、分劃板，4、被測(cè)鏡頭，5、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，6、固 定座，7、活動(dòng)支座，8、升降調(diào)整裝置，8-1、螺桿，8-2、導(dǎo)桿，9、鏡頭安裝座，10、分劃板調(diào)節(jié) 裝置，11、攝像機(jī)安裝部件，11-1、安裝通道，11-2、安裝插槽，11-3、扇形板，11-3-1、凸棱， 11-4、中心支架，12、測(cè)量控制中心單元，13、固定套筒。

【具體實(shí)施方式】
[0044] 下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
[0045] 如圖1所示，為本發(fā)明提供的無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)方法的 光路圖，該方法包括以下步驟：
[0046] ①將多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5按照被測(cè)鏡頭4的測(cè)量要求分布于被測(cè)鏡頭4物方一側(cè)， 各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5與被測(cè)鏡頭4光軸的夾角小于或等于被測(cè)鏡頭4最大視場(chǎng)角的一半，并 且使各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的光軸對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭4的物方主點(diǎn)，各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5優(yōu)選設(shè)置在 被測(cè)鏡頭4的光軸上和/或圍繞被測(cè)鏡頭4的光軸均勻圓周分布，既可分布于一個(gè)圓周，也 可分布于多個(gè)圓周；
[0047] ②將分劃板3、勻光板2和背光板1放置在被測(cè)鏡頭4的像方一側(cè)并沿被測(cè)鏡頭 4的光軸方向由近及遠(yuǎn)依次布設(shè)，所述分劃板3上刻有多組由不同線對(duì)的子午向和弧矢向 排列的黑白細(xì)線組成的鑒別率單元圖案，如圖2所示為本發(fā)明的其中一種鑒別率單元分布 圖，圖3所示為圖2中每個(gè)鑒別率單元的圖案；
[0048] ③調(diào)整分劃板3與被測(cè)鏡頭4的相對(duì)位置，直至分劃板3位于被測(cè)鏡頭4的焦平 面，以保證通過(guò)被測(cè)鏡頭4產(chǎn)生的平行光在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5上形成清晰的鑒別率單元圖案的 圖像；
[0049] ④選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5位于其中心位置的一個(gè)鑒別率單元圖案的圖像，根據(jù)該 圖像計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值；
[0050] ⑤根據(jù)每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5所在視角位置以及計(jì)算出的不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF 值，測(cè)量控制單元12生成被測(cè)鏡頭4在不同視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制傳遞函 數(shù)曲線，將該調(diào)制傳遞函數(shù)曲線與客戶預(yù)先設(shè)定的清晰度合格條件進(jìn)行比較，據(jù)此判斷被 測(cè)鏡頭是否合格，該比較過(guò)程可以通過(guò)測(cè)量控制單元12自動(dòng)進(jìn)行，也可以通過(guò)人工進(jìn)行判 斷；
[0051] 所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的鏡頭焦距大于被測(cè)鏡頭4的焦距，且數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的鏡頭選 用高清晰度鏡頭。
[0052] 為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的鏡頭焦距優(yōu)選為被測(cè)鏡頭4焦距的 2-10倍，所述高清晰度鏡頭優(yōu)選采用調(diào)制傳遞函數(shù)曲線在0-50線對(duì)范圍的MTF高于0. 8的 鏡頭。
[0053] 為了進(jìn)一步提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，步驟⑤生成的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線用以下方法進(jìn)行 補(bǔ)償：
[0054] 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTF2 = f2(x);
[0055] 步驟⑤生成的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTFi = f\(x);
[0056] 則補(bǔ)償后的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTF/ = ;
[0057] 其中x為線對(duì)坐標(biāo)，匕為被測(cè)鏡頭4的焦距，F(xiàn)2為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的鏡頭的焦距。
[0058] 例如：數(shù)字?jǐn)z像機(jī)鏡頭的MTF在10線對(duì)時(shí)的MTF為0. 95,數(shù)字?jǐn)z像機(jī)鏡頭焦距是 被測(cè)鏡頭的10倍，則被測(cè)鏡頭的100線對(duì)測(cè)得值需除以〇. 95得到補(bǔ)償后的值。
[0059] 如圖4-5所示，為本發(fā)明提供的一種用于實(shí)現(xiàn)無(wú)限共軛光路測(cè)量光學(xué)鏡頭的調(diào)制 傳遞函數(shù)方法的裝置，如圖4所示，該裝置包括固定座6、設(shè)于固定座6上方的活動(dòng)支座7以 及用來(lái)調(diào)節(jié)活動(dòng)支座7相對(duì)固定座6高度位置的升降調(diào)整裝置8 ;固定座6上設(shè)有用來(lái)放置 被測(cè)鏡頭4的鏡頭安裝座9以及位于被測(cè)鏡頭4安裝位置下方且沿被測(cè)鏡頭4的光軸方向 自上而下依次排列的分劃板3、勻光板2和背光板1，固定座6上還設(shè)有用來(lái)調(diào)節(jié)分劃板3相 對(duì)被測(cè)鏡頭4安裝位置距離的分劃板調(diào)節(jié)裝置10 ;所述活動(dòng)支座7上設(shè)有多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī) 5以及用來(lái)將各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5按照被測(cè)鏡頭4的測(cè)量要求分布于被測(cè)鏡頭4上方的最大 視場(chǎng)角范圍內(nèi)的不同視角位置的攝像機(jī)安裝部件11 ;該裝置還包括測(cè)量控制中心單元12 以及連接于各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5與測(cè)量控制中心單元12之間的智能處理器，所述智能處理器 具有能選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5位于其中心位置的一個(gè)鑒別率單元圖案的圖像，根據(jù)該圖像 計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值的功能；所述測(cè)量控制中心單元12具有能根據(jù)每個(gè)數(shù)字 攝像機(jī)5所在視角位置以及計(jì)算出的不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值，生成被測(cè)鏡頭4在不同 視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線的功能。根據(jù)該調(diào)制傳遞函數(shù)曲線，可 獲得被測(cè)鏡頭4各個(gè)測(cè)量位置清晰度的測(cè)量結(jié)果。所述智能處理器可設(shè)于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5內(nèi) 部，也可設(shè)于測(cè)量控制中心單元12內(nèi)，也可設(shè)在其它地方。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5、智能處理器和測(cè) 量控制中心單元12三者之間的連接可通過(guò)無(wú)線傳輸，也可通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。測(cè)量控制中心 單元12也可以設(shè)置分析比較模塊，對(duì)生成的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線與客戶預(yù)先設(shè)定的清晰度 合格條件進(jìn)行比較，據(jù)此判斷被測(cè)鏡頭是否合格，當(dāng)然也可人工進(jìn)行分析比較。
[0060] 為了進(jìn)一步提高測(cè)量速度，方便用戶操作，如圖4所示，本實(shí)施例的攝像機(jī)安裝部 件11包括設(shè)置于活動(dòng)支座7上的四組以被測(cè)鏡頭4光軸為中心對(duì)稱分布并且彼此相互垂 直的安裝通道11-1 (也可根據(jù)需要設(shè)置兩組、三組或更多安裝通道11-1)，每組安裝通道 11-1上設(shè)有多組呈扇形分布的用來(lái)插置數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的徑向安裝插槽11-2,各組安裝通道 11-1的各安裝插槽11-2能使插置于其內(nèi)的各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的光軸分別對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭4 光軸上的同一個(gè)點(diǎn)；各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5上設(shè)有與安裝插槽11-2配合實(shí)現(xiàn)插接定位的定位凸 緣。
[0061] 進(jìn)一步地，如圖5所示，每組安裝通道11-1由位于安裝在活動(dòng)支座7上方的兩塊 相互平行的扇形板11-3之間的通道構(gòu)成，每塊扇形板11-3的圓心夾角為90度，扇形板 11-3的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有多道分布在不同徑向角度上的凸棱11-3-1，所述安裝插槽11-2由位于 兩塊扇形板11-3的對(duì)應(yīng)凸棱11-3-1之間的槽道構(gòu)成。當(dāng)然也可采用其它方式，例如，采用 一個(gè)半球，在半球上加工出四組相互垂直的安裝通道11-1，并在安裝通道11-1上加工出安 裝插槽11-2,只要能快速定位數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的角度，并能使各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的光軸分別對(duì) 準(zhǔn)被測(cè)鏡頭4光軸上的同一個(gè)點(diǎn)的方式均可。
[0062] 為了更方便地測(cè)量被測(cè)鏡頭4中心點(diǎn)的清晰度，如圖4所示，所述安裝部件11還 包括安裝于活動(dòng)支座7上且位于四組安裝通道11-1交匯處上方的中心支架11-4,所述中心 支架11-4上能架設(shè)一個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5并使該數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的光軸與被測(cè)鏡頭4光軸重合。
[0063] 為了更好地帶動(dòng)活動(dòng)支座7上升或下降，如圖4所示，所述升降調(diào)整裝置8包括堅(jiān) 設(shè)于固定座6上方的螺桿8-1和導(dǎo)桿8-2,所述螺桿8-1中部（所述螺桿中部是指螺桿頂部 和底部之間的部分）與設(shè)于活動(dòng)支座7體內(nèi)的堅(jiān)向螺紋孔螺紋連接，螺桿8-1底部活動(dòng)壓 置于固定座6頂面，所述導(dǎo)桿8-2底部與固定座6固定連接，導(dǎo)桿8-2中部與活動(dòng)支座7滑 動(dòng)套接。當(dāng)然所述升降調(diào)整裝置8也可以用其它方式，如齒輪齒條、導(dǎo)軌、氣缸、油缸等等。
[0064] 為了更好地固定背光板1和勻光板2,所述固定座6上設(shè)有用于安裝背光板1和勻 光板2的固定套筒13 ;為了更方便地調(diào)節(jié)分劃板3相對(duì)被測(cè)鏡頭4安裝位置的距離，所述 分劃板調(diào)節(jié)裝置10為用來(lái)安裝分劃板3的分劃板筒，所述分劃板筒與固定套筒13同軸且 螺紋連接。
[0065] 為了方便調(diào)制傳遞函數(shù)曲線的顯示和讀取，所述測(cè)量控制中心單元12帶有顯示 屏幕。
[0066] 該發(fā)明的工作原理為：根據(jù)被測(cè)鏡頭4需要測(cè)量的點(diǎn)數(shù)和位置，將多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像 機(jī)5放置于攝像機(jī)安裝部件11上的安裝插槽11-2內(nèi)，調(diào)整螺桿8-1，使活動(dòng)支座7上升或 下降，直至使數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5的光軸對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭4的前主點(diǎn)，接著調(diào)整分劃板筒，使分劃板3 位于被測(cè)鏡頭4的焦平面（當(dāng)調(diào)整到分劃板3位于被測(cè)鏡頭4的焦平面時(shí)，被測(cè)鏡頭4產(chǎn) 生的平行光在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5上形成清晰的鑒率單元圖案的圖像）。位于不同方向的數(shù)字?jǐn)z 像機(jī)5可看到不同位置的鑒別率單元圖案的圖像。選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)位于其中心位置的 一個(gè)鑒別率單元圖案的圖像，智能處理器可計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值，生成一組 結(jié)果數(shù)據(jù)送到測(cè)量控制中心單元12。測(cè)量控制中心單元12綜合每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)5所在位 置和報(bào)告的結(jié)果數(shù)據(jù)，生成被測(cè)鏡頭4在不同視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制傳遞函 數(shù)曲線。
[0067] 上述【具體實(shí)施方式】只是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)解釋，本發(fā)明并不只僅僅局 限于上述實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明原理的任何改進(jìn)或替換，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)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，其特征在于：該方法包括 以下步驟： ① 將多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)按照被測(cè)鏡頭（4)的測(cè)量要求分布于被測(cè)鏡頭（4)物方一 偵牝各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)與被測(cè)鏡頭（4)光軸的夾角小于或等于被測(cè)鏡頭（4)最大視場(chǎng)角 的一半，并且使各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的光軸對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭（4)的物方主點(diǎn)； ② 將分劃板（3)、勻光板（2)和背光板（1)放置在被測(cè)鏡頭（4)的像方一側(cè)并沿被測(cè)鏡 頭（4)的光軸方向由近及遠(yuǎn)依次布設(shè)，所述分劃板（3)上刻有多組由不同線對(duì)的子午向和 弧矢向排列的黑白細(xì)線組成的鑒別率單元圖案； ③ 調(diào)整分劃板（3)與被測(cè)鏡頭（4)的相對(duì)位置，直至分劃板（3)位于被測(cè)鏡頭（4)的 焦平面，以保證通過(guò)被測(cè)鏡頭（4)產(chǎn)生的平行光在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)上形成清晰的鑒別率單 兀圖案的圖像； ④ 選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)位于其中心位置的一個(gè)鑒別率單元圖案的圖像，根據(jù)該圖 像計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì)應(yīng)的MTF值； ⑤ 根據(jù)每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)所在視角位置以及計(jì)算出的MTF值，生成被測(cè)鏡頭（4)在 不同視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線； 所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的鏡頭焦距大于被測(cè)鏡頭（4)的焦距，且數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的鏡頭 選用高清晰度鏡頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)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，其特征 在于：所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的鏡頭焦距是被測(cè)鏡頭（4)焦距的2-10倍，所述高清晰度鏡頭 指調(diào)制傳遞函數(shù)曲線在0-50線對(duì)范圍的MTF值高于0. 8的鏡頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)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，其特征 在于：步驟⑤生成的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線用以下方法進(jìn)行補(bǔ)償： 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTF2 = f2(x); 步驟⑤生成的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTFi = fjx); 則補(bǔ)償后的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線：MTF/ = ; 其中x為線對(duì)坐標(biāo)，匕為被測(cè)鏡頭（4)的焦距，F(xiàn)2為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的鏡頭的焦距。
4. 一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述方法的裝置，其特征在于：該裝置包括設(shè) 于被測(cè)鏡頭（4)像方一側(cè)的固定座（6)、設(shè)于被測(cè)鏡頭（4)物方一側(cè)的活動(dòng)支座（7)以及用 來(lái)調(diào)節(jié)活動(dòng)支座（7)相對(duì)固定座￠)高度位置的升降調(diào)整裝置（8);固定座（6)上設(shè)有用 來(lái)安裝被測(cè)鏡頭（4)的鏡頭安裝座（9)以及位于被測(cè)鏡頭（4)和固定座（6)之間且沿被測(cè) 鏡頭（4)的光軸方向由近及遠(yuǎn)依次排列的分劃板（3)、勻光板（2)和背光板（1)，固定座（6) 上還設(shè)有用來(lái)調(diào)節(jié)分劃板（3)相對(duì)被測(cè)鏡頭（4)安裝位置距離的分劃板調(diào)節(jié)裝置（10);所 述活動(dòng)支座（7)上設(shè)有多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)以及用來(lái)將各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)按照被測(cè)鏡頭 (4)的測(cè)量要求分布于被測(cè)鏡頭（4)物方一側(cè)的最大視場(chǎng)角范圍內(nèi)的不同視角位置的攝像 機(jī)安裝部件（11);該裝置還包括測(cè)量控制中心單元（12)以及連接于各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5) 與測(cè)量控制中心單元（12)之間的智能處理器，所述智能處理器具有能選取每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像 機(jī)（5)位于其中心位置的一個(gè)鑒別率單元圖案的圖像，根據(jù)該圖像計(jì)算出不同線對(duì)密度對(duì) 應(yīng)的MTF值的功能；所述測(cè)量控制中心單元（12)具有能根據(jù)每個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)所在視角 位置以及計(jì)算出的MTF值，生成被測(cè)鏡頭（4)在不同視角位置上的子午向和弧矢向的調(diào)制 傳遞函數(shù)曲線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于：所述攝像機(jī)安裝部件（11)包括設(shè)置于活 動(dòng)支座（7)上的兩組以上以被測(cè)鏡頭（4)光軸為中心對(duì)稱分布的安裝通道（11-1)，每組安 裝通道（11-1)上設(shè)有多組呈扇形分布的用來(lái)插置數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的徑向安裝插槽（11-2)， 各組安裝通道（11-1)的各安裝插槽（11-2)能使插置于其內(nèi)的各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的光 軸都分別對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鏡頭（4)光軸上的同一個(gè)點(diǎn)；各個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)上設(shè)有與安裝插槽 (11-2)配合實(shí)現(xiàn)插接定位的定位凸緣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于：每組安裝通道（11-1)由位于安裝在活動(dòng) 支座（7)上的兩塊相互平行的扇形板（11-3)之間的通道構(gòu)成，每塊扇形板（11-3)的圓心 夾角為90度，扇形板（11-3)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有多道分布在不同徑向角度上的凸棱（11-3-1)，所 述安裝插槽（1卜2)由位于兩塊扇形板（11-3)的對(duì)應(yīng)凸棱（11-3-1)之間的槽道構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于：所述安裝部件（11)還包括安裝于活動(dòng) 支座（7)上且位于兩組以上安裝通道（11-1)交匯處的中心支架（11-4)，所述中心支架 (11-4)上能架設(shè)一個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)并使該數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（5)的光軸與被測(cè)鏡頭（4)光軸重 合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于：所述升降調(diào)整裝置（8)包括垂直設(shè)置于 固定座（6)上的螺桿（8-1)和導(dǎo)桿（8-2)，所述螺桿（8-1)中部與設(shè)于活動(dòng)支座（7)體內(nèi)的 螺紋孔螺紋連接，所述導(dǎo)桿（8-2)底部與固定座￠)固定連接，導(dǎo)桿（8-2)中部與活動(dòng)支座 (7)滑動(dòng)套接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于：所述固定座（6)上設(shè)有用于安裝背光板 (1)和勻光板（2)的固定套筒（13)，所述分劃板調(diào)節(jié)裝置（10)為用來(lái)安裝分劃板（3)的分 劃板筒，所述分劃板筒與固定套筒（13)同軸且螺紋連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于：所述測(cè)量控制中心單元（12)帶有顯示 屏幕。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK104122077SQ201410372868
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】孫宏, 王昆, 黃志亮, 高艷, 林大欽 申請(qǐng)人:福州銳景達(dá)光電科技有限公司