CN107063640B - 一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具及其测试方法，该冶具包括治具台和图卡，图卡和双镜头分别设置在冶具台上，且图卡位于双镜头的物方；图卡上设置具有旋转可变性的标记图形，标记图形包括一个中心点标记和四个端点标记；不相邻的两个端点标记之间的连线相互垂直等分，且中心点标记与垂直等分点相重合；双镜头的镜头面分别与相对应的图卡的图卡面平行，图卡的中心点标记和双镜头的中心之间的连线与双镜头的镜头面垂直；被测试的双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头和第二镜头；第一镜头和第二镜头分别设置在相机内，相机上设有与PC机进行通信连接的USB接口。本发明的技术方案能解决判断光轴一致性的问题，其测试结果精确度高。

Description

一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具及其测试方法

技术领域

本发明涉及光学镜头测试技术领域，具体涉及一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具及其测试方法。

背景技术

随着计算机处理能力的增强，越来越多的技术基于图像来处理来实现，例如机器视觉用于机器人技术，机器视觉用于工业自动化生产、3D打印、3维重建技术等，为了获取精确的图像信息，则需要镜头具有比较高的精度，而镜头光轴的倾斜角度、位移偏差及旋转误差就是非常重要的参数。

现有的光学镜头测试过程中，多需要采用不同的测试工具和测试手段分别测试镜头的上述不同参数，导致存在测试工具结构复杂、自动化程度低、测试过程繁琐、测试周期长、测试结果误差较大等问题。

发明内容

本发明提供了一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具及其测试方法，以解决现有的测试工具结构复杂、自动化程度低、测试过程繁琐、测试周期长、测试结果误差较大等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具，被测试的双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头和第二镜头；第一镜头和第二镜头分别设置在相机内，相机上设有与PC机进行通信连接的USB接口；

冶具包括治具台和图卡，图卡和双镜头分别设置在冶具台上，且图卡位于双镜头的物方；

图卡上设置具有旋转可变性的标记图形，标记图形包括一个中心点标记和四个端点标记；不相邻的两个端点标记之间的连线相互垂直等分，且中心点标记与垂直等分点相重合；

双镜头的镜头面分别与相对应的图卡的图卡面平行，图卡的中心点标记和双镜头的中心之间的连线与双镜头的镜头面垂直；

第一镜头、第二镜头的后面分别安装有正方形的第一光学接收器、第二光学接收器，第一光学接收器的中心点与第一镜头的中心点之间的连线与第一镜头的镜头面垂直，第二光学接收器的中心点与第二镜头的中心点之间的连线与第二镜头的镜头面垂直。

根据本发明的另一个方面，提供了一种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，被测试的双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头和第二镜头；采用如本发明的一个方面的背靠式双镜头光轴一致性测试治具，包括以下步骤：

在治具台上放置图卡和双镜头，且使图卡位于双镜头的物方，双镜头的镜头面分别与相对应的图卡的图卡面平行，图卡的中心点标记和双镜头的中心之间的连线与双镜头的镜头面垂直；

在第一镜头、第二镜头的后面分别安装正方形的光学接收器，光学接收器的中心点与第一镜头的中心点之间的连线与第一镜头的镜头面垂直，光学接收器的中心点与第二镜头的中心点之间的连线与第二镜头的镜头面垂直；

将相机通过USB接口与PC机进行数据通信连接，在PC机中预先安装软件，通过软件控制控制第一镜头和第二镜头的相机拍照，获取第一镜头拍摄的相对应的图卡的第一图像，以及第二镜头拍摄的相对应的图卡的第二图像；

根据获取的第一图像和第二图像，检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度；

若第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度符合设定检测标准，则得出被测试双镜头合格的测试结果，否则得出被测试双镜头不合格的测试结果，并结束测试。

本发明的有益效果是：本发明的一个方面的这种背靠式双镜头光轴一致性测试治具，首先，该测试治具通过采用相机对被测试镜头所成的像进行取像对比的原理，其一套冶具即能够实现对镜头光轴的倾斜角度、位移偏差及旋转误差的参数测试，而无需分别采用不同的测试工具和测试手段分别进行，从而解决测试工具结构复杂、测试过程繁琐、测试周期长等问题，这样，其测试工具巧妙合理，测试方法科学快速，降低测试成本，提高测试效果。

其次，本发明的这种测试冶具，其在图卡上设置具有旋转可变性的、具有中心点标记和端点标记的标记图形，同时被测试镜头的中心点、图卡的中心点标记、第一光学接收器的中心点、第二光学接收器中心点等被测试件和测试工具元件的中心点在同一条直线上，且该直线与被测试镜头的镜头面、图卡的图卡面、第一光学接收器的接收面、第二光学接收器的接收面等被测试件和测试工具元件的工作面相垂直，这样的结构使得本发明的测试冶具在0°视场内进行镜头光轴的参数测试，从而减小对图卡的要求，降低测试成本，提高测试精度和测试结果的准确性。

另外，本发明的这种测试冶具，通过USB接口将相机与PC机连接，PC机通过安装的软件对相机进行控制，使得相机拍照，获取镜头对图卡所成像的图像，且对相机拍摄获取的图像进行处理分析，将分析结果与软件中设定的检测标准进行对比，自动得出测试结果，而无需人工控制测试步骤，无需人工分析对比图像及得出测试结果，从而解决自动化程度低、测试结果误差较大的问题，这样，有效地降低了人为参与的干扰因素，提高了测试的自动化程度，大大减小测试结果误差。

本发明的另一个方面的这种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，首先，其通过采用本发明的一个方面的背靠式双镜头光轴一致性测试治具，能够解决现有的测试工具结构复杂、自动化程度低、测试过程繁琐、测试周期长、测试结果误差较大等问题，降低人为参与的干扰因素，提高了测试的自动化程度，减小测试结果误差，提高测试精度和效率；其次，本发明的这种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，其通过利用具有旋转可变性标记图形的图卡成像，并通过设计合理的测试步骤，且结合软件自动控制和分析处理，能够更为有效地提高测试精度和测试结果可靠性，缩小测试周期，有利于提高产品的成品率，保证产品的质量。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的相机与PC机之间的硬件连接示意框图；

图2是本发明一个实施例的图卡上标记图形的中心点标记和四个端点标记的示意图；

图3是本发明一个实施例的一种相机镜头和光学接收器的结构示意图；

图4是本发明一个实施例的双镜头固定在可180°旋转的镜头座上的结构示意图；

图5是本发明一个实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的主视图；

图6是本发明一个实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的俯视图；

图7是本发明一个实施例的图卡上标记图形的示意图；

图8是本发明另一个实施例的图卡上标记图形的示意图；

图9是本发明一个实施例的镜头光轴的倾斜角度测试的示意图；

图10是本发明一个实施例的镜头光轴的倾斜角度测试中的被测试镜头和光学接收器部分的示意图；

图11是本发明一个实施例的镜头光轴的旋转误差测试的示意图；

图12是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的一种结果示意图；

图13是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的另一种结果示意图；

图14是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的又一种结果示意图；

图15是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的再一种结果示意图；

图16是本发明一个实施例的镜头光轴的旋转误差测试的一种结果示意图。

具体实施方式

测试光学镜头光轴的倾斜角度、位移偏差及旋转误差等参数的一种现有技术是：采用不同的测试工具和测试手段分别测试镜头的上述不同参数，其导致存在测试工具结构复杂、自动化程度低、测试过程繁琐、测试周期长、测试结果误差较大等问题。

本发明的设计构思是：针对现有的镜头光轴参数测试工具及测试手段所存在的测试工具结构复杂、自动化程度低、测试过程繁琐、测试周期长、测试结果误差较大等问题，本发明直接使用一套测试冶具即能完成上述镜头光轴参数的测试，从而简化测试过程，提高测试效率，降低测试成本。另外，本发明的技术方案通过USB接口将相机与PC机连接，PC机通过安装的软件对相机进行控制，使得相机拍照，获取镜头对图卡所成像的图像，而无需人工控制测试步骤，同时通过PC机上安装的软件，对相机拍摄获取的图像进行处理分析，并将分析结果与软件中设定的检测标准进行对比，自动得出测试结果，而无需人工分析对比图像及得出测试结果，从而解决自动化程度低、测试结果误差较大的问题，从而有效地降低了人为参与的干扰因素，提高了测试的自动化程度，大大降低测试结果误差，提高了测试效率和测试结果精确度，又因为是零视角检测，所以对图卡的要求可以不很严格，同时也能保证测量误差尽可能小，降低检测成本，提高检测可靠性和准确度。

实施例一

图1是本发明一个实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的相机与PC机之间的硬件连接示意框图；图2是本发明一个实施例的图卡上标记图形的中心点标记和四个端点标记的示意图；图3是本发明一个实施例的一种相机镜头和光学接收器的结构示意图；

参见图1，该背靠式双镜头光轴一致性测试治具，被测试的双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头和第二镜头；第一镜头和第二镜头分别设置在相机内，相机上设有与PC机进行通信连接的USB接口；图1中，DUT为被测件，Fixture为固定装置，USB为通用串行总线，PC为个人计算机；

该冶具包括治具台和图卡，图卡和双镜头分别设置在冶具台上，且图卡位于双镜头的物方；

参见图2，图卡上设置具有旋转可变性的标记图形，标记图形包括一个中心点标记O和四个端点标记A、B、C和D；不相邻的两个端点标记之间的连线相互垂直等分，且中心点标记与垂直等分点相重合；如图2所示，端点标记A和B、C和D之间的连线相互垂直等分，且中心点标记O与垂直等分点相重合；

双镜头的镜头面分别与相对应的图卡的图卡面平行，图卡的中心点标记和双镜头的中心之间的连线与双镜头的镜头面垂直；此时，可以通过调整图卡和镜头面均分别垂直于冶具台的表面或底座桌面来矫正并保证上述要求；

参见图3，第一镜头11、第二镜头12的后面分别安装有正方形的第一光学接收器21、第二光学接收器22，第一光学接收器21的中心点与第一镜头11的中心点之间的连线与第一镜头11的镜头面垂直，第二光学接收器22的中心点与第二镜头12的中心点之间的连线与第二镜头12的镜头面垂直。

需要说明的是，光学接收器2采用CCD(图像传感器)。这样，本实施例中不需要对镜头光轴的倾斜角度、位移偏差及旋转误差等参数采用不同的测试工具和测试手段分别测试，从而解决测试工具结构复杂、自动化程度低、测试过程繁琐、测试周期长、测试结果误差较大等问题。本实施例直接使用一套测试冶具即能完成上述镜头光轴参数的测试，从而简化测试过程，提高测试效率，降低测试成本；本实施例使得PC机通过USB结构发命令给相机进行拍照，分别获取第一镜头和第二镜头对标记图形所成像的第一图像和第二图像，再通过PC机中的软件扫描图片，分别获取中心点标记O的坐标，以及端点标记A、B、C和D的坐标，再通过PC机上安装的软件，对相机拍摄获取的第一图像和第二图像进行处理分析，将分析结果与软件中设定的检测标准进行对比，自动得出测试结果，无需人工控制测试步骤，无需人工分析对比图像及得出测试结果，从而有效地降低了人为参与的干扰因素，提高了测试的自动化程度，大大降低测试结果误差，提高了测试效率和测试结果精确度。

实施例二

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试治具的一种具体实现方式所做的说明，其他内容参见本发明的其他实施例。图4是本发明一个实施例的双镜头固定在可180°旋转的镜头座上的结构示意图；该背靠式双镜头光轴一致性测试治具的一种具体实现方式如下：

参见图4，被测试的双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头11和第二镜头12；第一镜头11和第二镜头12分别设置在相机3内；

双镜头固定在可180°旋转的镜头座4上，镜头座4安装在冶具台上；图卡设置在冶具台的一端。

这样，在相机拍照获取第一镜头11对图卡所成像的图像后，能够通过旋转镜头座4来方便地继续使用相机拍照获取第二镜头12对图卡所成像的图像，从而高效地继续后续图像分析、处理和对比等工作，自动迅速地得出测试结果。

需要说明的是，本实施例的冶具结构只是示意性的举例，实际应用时可以根据实际情况的条件和需要进行结构调整，不限定于本实施例中所描述的具体结构，只要能够通过本发明的技术方案的思路原理，解决本发明的技术方案所要解决的技术问题，取得本发明的技术方案所取得的技术效果即可。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试治具，能够有效缩小测试冶具的体积，从而节省测试用空间，降低测试成本，提高测试效率。

实施例三

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试治具的另一种具体实现方式所做的说明，其他内容参见本发明的其他实施例。图5是本发明一个实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的主视图；图6是本发明一个实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的俯视图；该背靠式双镜头光轴一致性测试治具的一种具体实现方式如下：

参见图5和图6，被测试的双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头11和第二镜头12；第一镜头11和第二镜头12分别设置在相机3内；

图卡包括分别设置在冶具台5两端的第一图卡61和第二图卡62，双镜头设置在冶具台5的中部；且第一图卡61设置在第一镜头61的物方，第二图卡62设置在第二镜头12的物方；第一图卡61的中心点标记和第一镜头11的中心之间的连线与第一镜头11的镜头面垂直；第二图卡62的中心点标记和第二镜头12的中心之间的连线与第二镜头12的镜头面垂直。

这样，能够通过PC机的软件控制相机3，同时拍照获取第一镜头11对第一图卡11所成像的第一图像，以及第二镜头12对第二图卡62所成像的第二图像，从而高效、精确地继续后续图像分析、处理和对比等工作，自动迅速地得出测试结果。

需要说明的是，本实施例的冶具结构只是示意性的举例，实际应用时可以根据实际情况的条件和需要进行结构调整，不限定于本实施例中所描述的具体结构，只要能够通过本发明的技术方案的思路原理，解决本发明的技术方案所要解决的技术问题，取得本发明的技术方案所取得的技术效果即可。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试治具，能够减少测试步骤，减少人为参与程度，从而有效缩短测试周期，减小测试误差，提高测试效率和测试精确度。

实施例四

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试治具的图卡上的标记图形所做的说明，其他内容参见本发明的其他实施例。图7是本发明一个实施例的图卡上标记图形的示意图；该背靠式双镜头光轴一致性测试治具的图卡上标记图形的一种具体实现方式如下：

参见图7，标记图形为十字形图形。参考图2可知，该十字形图形能够实现包括一个中心点标记O和四个端点标记A、B、C和D；不相邻的两个端点标记之间的连线相互垂直等分，且中心点标记与垂直等分点相重合；如图2所示，端点标记A和B、C和D之间的连线相互垂直等分，且中心点标记O与垂直等分点相重合。

需要说明的是，本实施例的标记图形只是示意性的举例，实际应用时可以根据实际情况的条件和需要进行调整，不限定于本实施例中所描述的具体结构，只要是满足具有旋转可变性的条件的标记图形，能够通过本发明的技术方案的思路原理，解决本发明的技术方案所要解决的技术问题，取得本发明的技术方案所取得的技术效果即可。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的图卡上的标记图形，能够采用十字形的交叉的标记图形，通过PC机经USB接口发命令给相机4进行拍照，分别获取第一镜头11和第二镜头12对标记图形所成像的第一图像和第二图像，再通过PC机中的软件扫描图片，分别获取十字形的交叉的标记图形的交点，即中心点标记O的坐标，以及端点标记A、B、C和D的坐标，再通过PC机上安装的软件，对相机3拍摄获取的第一图像和第二图像进行处理分析，将分析结果与软件中设定的检测标准进行对比，自动得出测试结果，从而快速、精确地完成测试。

实施例五

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试治具的图卡上的标记图形所做的说明，其他内容参见本发明的其他实施例。图8是本发明另一个实施例的图卡上标记图形的示意图；该背靠式双镜头光轴一致性测试治具的图卡上标记图形的一种具体实现方式如下：

参见图8，标记图形为标记图形为矩形框图形，参考图2可知，该矩形框图形同样能够实现包括一个中心点标记O和四个端点标记A、B、C和D；不相邻的两个端点标记之间的连线相互垂直等分，且中心点标记与垂直等分点相重合；如图2和图8所示，端点标记A和B、C和D之间的连线相互垂直等分，且中心点标记O与垂直等分点相重合。

需要说明的是，本实施例的标记图形只是示意性的举例，实际应用时可以根据实际情况的条件和需要进行调整，不限定于本实施例中所描述的具体结构，只要是满足具有旋转可变性条件的标记图形，能够通过本发明的技术方案的思路原理，解决本发明的技术方案所要解决的技术问题，取得本发明的技术方案所取得的技术效果即可。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试治具的图卡上的标记图形，能够采用矩形框的标记图形，同样通过PC机经USB接口发命令给相机3进行拍照，分别获取第一镜头11和第二镜头12对标记图形所成像的第一图像和第二图像，再通过PC机中的软件扫描图片，分别获取十字形的交叉的标记图形的交点，即中心点标记O的坐标，以及端点标记A、B、C和D的坐标，再通过PC机上安装的软件，对相机3拍摄获取的第一图像和第二图像进行处理分析，将分析结果与软件中设定的检测标准进行对比，从而同样自动得出测试结果，从而快速、精确地完成测试。

实施例六

图9是本发明一个实施例的镜头光轴的倾斜角度测试的示意图；图10是本发明一个实施例的镜头光轴的倾斜角度测试中的被测试镜头和光学接收器部分的示意图；

参见图3、图9和图10，一种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，被测试的双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头和第二镜头；采用如实施例一至实施例五中任一项的背靠式双镜头光轴一致性测试治具，包括以下步骤：

在治具台上放置图卡和双镜头，且使图卡位于双镜头的物方，双镜头的镜头面分别与相对应的图卡的图卡面平行，图卡的中心点标记和双镜头的中心之间的连线与双镜头的镜头面垂直；

如图3所示，在第一镜头11、第二镜头12的后面分别安装正方形的第一光学接收器21、第二光学接收器22，第一光学接收器21的中心点与第一镜头11的中心点之间的连线与第一镜头11的镜头面垂直，第二光学接收器22的中心点与第二镜头12的中心点之间的连线与第二镜头12的镜头面垂直；

将相机通过USB接口与PC机进行数据通信连接，在PC机中预先安装软件，通过软件控制控制第一镜头和第二镜头的相机拍照，获取第一镜头拍摄的相对应的图卡的第一图像，以及第二镜头拍摄的相对应的图卡的第二图像；

如图9和图10所示，根据获取的第一图像和第二图像，检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度；图9中，标记图形63设置在图卡6上；图10中，7为光学接收器的平面的垂直线，8为被测试镜头的光轴，即第一光轴或第二光轴。

若第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度符合设定检测标准，则得出被测试双镜头合格的测试结果，否则得出被测试双镜头不合格的测试结果，并结束测试。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，直接使用一套测试冶具，即能完成对镜头光轴参数的测试，简化测试过程，提高测试效率，降低测试成本；本实施例使得PC机通过USB结构发命令给相机进行拍照，分别获取第一镜头和第二镜头对标记图形所成像的第一图像和第二图像，再通过PC机中的软件扫描图片，参考图2，分别获取中心点标记O的坐标，以及端点标记A、B、C和D的坐标，再通过PC机上安装的软件，对相机拍摄获取的第一图像和第二图像进行处理分析，将分析结果与软件中设定的检测标准进行对比，自动得出测试结果，无需人工控制测试步骤，无需人工分析对比图像及得出测试结果，从而有效地降低了人为参与的干扰因素，提高了测试的自动化程度，大大降低测试结果误差，提高了测试效率和测试结果精确度。

实施例七

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试方法的步骤做的进一步的具体说明，其他内容参见本发明的其他实施例。本实施例的背靠式双镜头光轴一致性测试方法，参见图2，图3和图9、图10，根据获取的第一图像和第二图像，检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度，包括：

获取第一图像的中心点标记坐标和四个端点标记坐标分别为O1(x11，y11)，A1(x12，y12)，B1(x13，y13)，C1(x14，y14)和D1(x15，y15)；获取第二图像的中心点标记坐标和四个端点标记坐标分别为O2(x21，y21)，A2(x22，y22)，B2(x23，y23)，C2(x24，y24)和D2(x25，y25)；

根据如下关系式计算第一光轴在垂直方向的倾斜角度K11和第一光轴在水平方向的倾斜角度K12：

K11＝(O1A1-O1B1)；

K12＝(O1C1-O1D1)；

如果K11＞0，则第一光轴具有向下倾斜的角度，如果K11＜0，则第一光轴具有向上倾斜的角度；

根据如下关系式计算第二光轴在垂直方向的倾斜角度K21和第二光轴在水平方向的倾斜角度K22：

K21＝(O2A2-O2B2)；

K22＝(O2C2-O2D2)；

如果K21＞0，则第二光轴具有向下倾斜的角度，如果K21＜0，则第二光轴具有向上倾斜的角度；

将测得的K11、K12、K21和K22的数值与预先设定的光轴的倾斜上限值Pixel MAX相比较：

如果K11>Pixel MAX或K12>Pixel MAX或K21>Pixel MAX或K22>Pixel MAX，则得出被测试双镜头不合格的测试结果；

如果K11＜Pixel MAX且K12＜Pixel MAX且K21＜Pixel MAX且K22＜Pixel MAX，则得出被测试双镜头合格的测试结果。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，能够通过PC机中的软件，对相机拍摄获取的第一图像和第二图像进行处理分析，将分析结果与软件中设定的检测标准进行对比，自动得出测试结果，无需人工分析对比图像及得出测试结果，使得测试自动化，提高测试效率和测试结果准确度。

实施例八

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试方法在测试镜头光轴的倾斜角度之后，继续测试镜头光轴的其他参数的进一步说明，其他内容参见本发明的其他实施例。本实施例的背靠式双镜头光轴一致性测试方法，在根据检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度得出被测试双镜头合格的测试结果之后，还包括下述步骤：

根据检测所得的第一光轴和第二光轴的倾斜角度，对第一图像和第二图像进行校正，以消除第一光轴和第二光轴倾斜带来的影响；

继续检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的位移偏差、旋转误差中的一项或两项。参见图11，是本发明一个实施例的镜头光轴的旋转误差测试的示意图。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，能够全面有效地对镜头光轴的各项参数进行测试，从而提高测试结果的全面性和可靠性。

实施例九

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试方法在测试镜头光轴的倾斜角度之后，继续测试镜头光轴的位移偏差时的步骤所做的进一步的具体说明，其他内容参见本发明的其他实施例。本实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的位移偏差，包括：

将获取的第一图像和第二图像上的中心点标记都移动到一个矩形对比框的中心位置，分别根据如下关系式计算第一图像和第二图像上的中心点标记在X方向上的偏差值ΔX及在Y方向上的偏差值ΔY：

ΔX＝X11-X21；

ΔY＝Y11-Y21；

将测得的ΔX和ΔY的数值分别与预先设定的光轴的偏差上限值X_Max和Y_Max相比较：

如果Δx>X_Max或者Δy>Y_Max，则得出被测试双镜头不合格的测试结果，并结束测试；

如果Δx<X_Max且Δy<Y_Max，则得出被测试双镜头合格的测试结果，或继续检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的旋转误差。

需要说明的是，ΔX和ΔY即分别为第一光轴与第二光轴之间的X方向和Y方向上的位移偏差，检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的位移偏差时，如实施例八，先将第一图像和第二图像进行校正，以消除光轴倾斜带来的影响，然后再将第一图像和第二图像上中心点标记的像分别移动到光学接收器的矩形的中心，再计算上述偏差值ΔX和ΔY，利用该偏差值来判断第一光轴与第二光轴的偏移情况。

图12是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的一种结果示意图；如图12所示，虚线为拍摄第一镜头对标记图形成像所得的第一图像，实线为拍摄第二镜头对标记图形成像所得的第二图像，可见，如果Δx>X_Max,Δy>Y_Max，则得出被测试双镜头不合格的测试结果，结束测试。

图13是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的另一种结果示意图；如图13所示，虚线为拍摄第一镜头对标记图形成像所得的第一图像，实线为拍摄第二镜头对标记图形成像所得的第二图像，可见，如果Δx>X_Max,Δy<Y_Max，则得出被测试双镜头不合格的测试结果，结束测试。

图14是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的又一种结果示意图；如图14所示，虚线为拍摄第一镜头对标记图形成像所得的第一图像，实线为拍摄第二镜头对标记图形成像所得的第二图像，可见，如果Δx<X_Max,Δy>Y_Max，则得出被测试双镜头不合格的测试结果，结束测试。

图15是本发明一个实施例的镜头光轴的位移偏差测试的再一种结果示意图；如图15所示，虚线为拍摄第一镜头对标记图形成像所得的第一图像，实线为拍摄第二镜头对标记图形成像所得的第二图像，可见，如果Δx<X_Max,Δy<Y_Max，则得出被测试双镜头合格的测试结果，或继续检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的旋转误差。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，能够方便高效、准确可靠地检测镜头光轴的位移偏差，有利于提高产品质量，提高成品率。且其分析和结果均通过电脑软件实现，使得测试自动化，提高测试效率和测试结果准确度。

实施例十

本实施例中是重点对背靠式双镜头光轴一致性测试方法在测试镜头光轴的倾斜角度或位移偏差之后，继续测试镜头光轴的旋转误差时的步骤所做的进一步的具体说明，其他内容参见本发明的其他实施例。参见图11，本实施例的一种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的旋转误差，包括：

将正方形的第一光学接收器、第二光学接收器的相互垂直的边分别与所述标记图形上不相邻的两个所述端点标记之间的连线相平行；即正方形的第一光学接收器、第二光学接收器的相互垂直的边分别与端点标记A和B、C和D之间的连线相平行；

在获取的第一图像和第二图像上分别选取不相邻的两个端点标记之间所成的同方向的第一直线和第二直线，在光学接收器上选取一条与第一直线和第二直线同方向的边线，将第一直线和第二直线与边线相比较，分别测量出第一直线、第二直线与边线成的旋转角度Angle1、Angle2，根据如下关系式计算旋转误差ΔAngle：

ΔAngle＝fabs(Angle1-Angle2)；

将测得的ΔAngle与预先设定的光轴的旋转误差上限值Angle Max相比较：

如果ΔAngle>Angle Max，则得出被测试双镜头不合格的测试结果，并结束测试；

如果ΔAngle<Angle Max，则得出被测试双镜头合格的测试结果，或继续检测第一镜头的第一光轴与第二镜头的第二光轴之间的位移偏差。

图16是本发明一个实施例的镜头光轴的旋转误差测试的一种结果示意图，如图16所示，虚线为拍摄第一镜头对标记图形成像所得的第一图像，实线为拍摄第二镜头对标记图形成像所得的第二图像，可见，第一光轴和第二光轴之间存在旋转误差。需要说明的是，在检测镜头光轴的倾斜角度之后，可以继续检测镜头光轴的位移偏差，也可以继续检测镜头光轴的旋转误差，后面两者参数之间的检测没有先后顺序的要求，只是在继续检测后面两者参数之前，需要对第一图像和第二图像进行校正，以消除第一光轴和第二光轴倾斜带来的影响。而如果在检测镜头光轴的倾斜角度后，经过对图像进行校正后，然后进行了镜头光轴的位移偏差或旋转误差之后，再对剩余一项参数进行检测时，则直接检测即可，无需再次进行图像的校正。

以上可知，通过本实施例的这种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，能够方便高效、准确可靠地检测镜头光轴的旋转误差，有利于提高产品质量，提高成品率。且其分析和结果均通过电脑软件实现，使得测试自动化，提高测试效率和测试结果准确度。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种背靠式双镜头光轴一致性测试治具，被测试的所述双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头和第二镜头；所述第一镜头和所述第二镜头分别设置在相机内，所述相机上设有与PC机进行通信连接的USB接口，其特征在于，所述冶具包括治具台和图卡，所述图卡和所述双镜头分别设置在所述冶具台上，且所述图卡位于所述双镜头的物方；

所述图卡上设置具有旋转可变性的标记图形，所述标记图形包括一个中心点标记和四个端点标记；不相邻的两个端点标记之间的连线相互垂直等分，且所述中心点标记与垂直等分点相重合；

所述双镜头的镜头面分别与相对应的图卡的图卡面平行，所述图卡的中心点标记和所述双镜头的中心之间的连线与所述双镜头的镜头面垂直；

所述第一镜头、所述第二镜头的后面分别安装有正方形的第一光学接收器、第二光学接收器，所述第一光学接收器的中心点与所述第一镜头的中心点之间的连线与所述第一镜头的镜头面垂直，所述第二光学接收器的中心点与所述第二镜头的中心点之间的连线与所述第二镜头的镜头面垂直。

2.如权利要求1所述的背靠式双镜头光轴一致性测试治具，其特征在于，所述双镜头固定在可180°旋转的镜头座上，所述镜头座安装在所述冶具台上；所述图卡设置在所述冶具台的一端。

3.如权利要求1所述的背靠式双镜头光轴一致性测试治具，其特征在于，所述图卡包括分别设置在所述冶具台两端的第一图卡和第二图卡，所述双镜头设置在所述冶具台的中部；且所述第一图卡设置在所述第一镜头的物方，所述第二图卡设置在所述第二镜头的物方；所述第一图卡的中心点标记和所述第一镜头的中心之间的连线与所述第一镜头的镜头面垂直；所述第二图卡的中心点标记和所述第二镜头的中心之间的连线与所述第二镜头的镜头面垂直。

4.如权利要求1-3中任一项所述的背靠式双镜头光轴一致性测试治具，其特征在于，所述标记图形为十字形图形或矩形框图形。

5.一种背靠式双镜头光轴一致性测试方法，被测试的所述双镜头包括以背靠背结构设置的第一镜头和第二镜头；其特征在于，采用如权利要求1至4中任一项所述的背靠式双镜头光轴一致性测试治具，包括以下步骤：

在所述治具台上放置图卡和所述双镜头，且使所述图卡位于所述双镜头的物方，所述双镜头的镜头面分别与相对应的图卡的图卡面平行，所述图卡的中心点标记和所述双镜头的中心之间的连线与所述双镜头的镜头面垂直；

在所述第一镜头、所述第二镜头的后面分别安装正方形的第一光学接收器、第二光学接收器，所述第一光学接收器的中心点与所述第一镜头的中心点之间的连线与所述第一镜头的镜头面垂直，所述第二光学接收器的中心点与所述第二镜头的中心点之间的连线与所述第二镜头的镜头面垂直；

将所述相机通过USB接口与所述PC机进行数据通信连接，在所述PC机中预先安装软件，通过所述软件控制控制所述第一镜头和所述第二镜头的所述相机拍照，获取所述第一镜头拍摄的相对应的所述图卡的第一图像，以及所述第二镜头拍摄的相对应的所述图卡的第二图像；

根据获取的所述第一图像和所述第二图像，检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度；

若所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度符合设定检测标准，则得出被测试双镜头合格的测试结果，否则得出被测试双镜头不合格的测试结果，并结束测试。

6.如权利要求5所述的背靠式双镜头光轴一致性测试方法，其特征在于，所述根据获取的所述第一图像和所述第二图像，检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度，包括：

获取所述第一图像的中心点标记坐标和四个端点标记坐标分别为O1(x11，y11)，A1(x12，y12)，B1(x13，y13)，C1(x14，y14)和D1(x15，y15)；获取所述第二图像的中心点标记坐标和四个端点标记坐标分别为O2(x21，y21)，A2(x22，y22)，B2(x23，y23)，C2(x24，y24)和D2(x25，y25)；

根据如下关系式计算所述第一光轴在垂直方向的倾斜角度K11和所述第一光轴在水平方向的倾斜角度K12：

K11＝(O1A1-O1B1)；

K12＝(O1C1-O1D1)；

如果K11＞0，则所述第一光轴具有向下倾斜的角度，如果K11＜0，则所述第一光轴具有向上倾斜的角度；

根据如下关系式计算所述第二光轴在垂直方向的倾斜角度K21和所述第二光轴在水平方向的倾斜角度K22：

K21＝(O2A2-O2B2)；

K22＝(O2C2-O2D2)；

如果K21＞0，则所述第二光轴具有向下倾斜的角度，如果K21＜0，则所述第二光轴具有向上倾斜的角度；

将测得的K11、K12、K21和K22的数值与预先设定的光轴的倾斜上限值Pixel MAX相比较：

如果K11>Pixel MAX或K12>Pixel MAX或K21>Pixel MAX或K22>PixelMAX，则得出被测试双镜头不合格的测试结果；

如果K11＜Pixel MAX且K12＜Pixel MAX且K21＜Pixel MAX且K22＜Pixel MAX，则得出被测试双镜头合格的测试结果。

7.如权利要求5或6所述的背靠式双镜头光轴一致性测试方法，其特征在于，在根据检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的倾斜角度得出被测试双镜头合格的测试结果之后，还包括下述步骤：

根据检测所得的所述第一光轴和所述第二光轴的倾斜角度，对所述第一图像和所述第二图像进行校正，以消除所述第一光轴和所述第二光轴倾斜带来的影响；

继续检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的位移偏差、旋转误差中的一项或两项。

8.如权利要求7所述的背靠式双镜头光轴一致性测试方法，其特征在于，所述检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的位移偏差，包括：

将获取的所述第一图像和所述第二图像上的所述中心点标记都移动到一个矩形对比框的中心位置，分别根据如下关系式计算所述第一图像和所述第二图像上的所述中心点标记在X方向上的偏差值ΔX及在Y方向上的偏差值ΔY：

ΔX＝X11-X21；

ΔY＝Y11-Y21；

将测得的ΔX和ΔY的数值分别与预先设定的光轴的偏差上限值X_Max和Y_Max相比较：

如果Δx>X_Max或者Δy>Y_Max，则得出被测试双镜头不合格的测试结果，并结束测试；

如果Δx<X_Max且Δy<Y_Max，则得出被测试双镜头合格的测试结果，或继续检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的旋转误差。

9.如权利要求8所述的背靠式双镜头光轴一致性测试方法，其特征在于，所述检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的旋转误差，包括：

将正方形的所述第一光学接收器、所述第二光学接收器的相互垂直的边分别与所述标记图形上不相邻的两个所述端点标记之间的连线相平行；

在获取的所述第一图像和所述第二图像上分别选取不相邻的两个端点标记之间所成的同方向的第一直线和第二直线，在所述光学接收器上选取一条与所述第一直线和所述第二直线同方向的边线，将所述第一直线和所述第二直线与所述边线相比较，分别测量出所述第一直线、所述第二直线与所述边线成的旋转角度Angle1、Angle2，根据如下关系式计算旋转误差ΔAngle：

ΔAngle＝fabs(Angle1-Angle2)；

将测得的ΔAngle与预先设定的光轴的旋转误差上限值Angle Max相比较：

如果ΔAngle>Angle Max，则得出被测试双镜头不合格的测试结果，并结束测试；

如果ΔAngle<Angle Max，则得出被测试双镜头合格的测试结果，或继续检测所述第一镜头的第一光轴与所述第二镜头的第二光轴之间的位移偏差。