CN115808296A - 光学镜头温漂检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学镜头温漂检测方法和装置，通过改变待测镜头与传感器间的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率，对温漂进行补偿；根据补偿前与补偿后的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率参数，计算温漂。本发明，通过补偿前(切换前)与补偿后(切换后)的平板玻璃厚度和/或折射率参数，可以反推镜头的高、低温的温漂数据，可搭配客户端相机直接进行温漂测试，准确检测光学镜头的温漂方向及温漂量，操作简单，便于实现，成本低廉，与客户要求实验方法一致性高，提高测量准确，解像力判定方式简单且常规，可通过拍摄标准chart对比补偿前与补偿后的极限分辨水平是否一致或非常接近，也可以通过图像处理软件进行对比识别。

Description

光学镜头温漂检测方法和装置

技术领域

本发明涉及光学镜头检测技术领域，具体涉及一种光学镜头温漂检测方法和装置。

背景技术

随着数字电子技术的发展，市场对于各种镜头的应用要求越来越严苛，尤其是在安防监控，智能交通，智能车载镜头等领域。

现有技术中，上述领域镜头的实际使用场景因地域分布、季节、日照等因素，需要保证恶劣的高低温条件下的解像清晰，即维持温漂稳定。业内目前的高低温测试方法是:使用高低温箱，在常温对焦清晰，拍摄分辨率Chart，然后在高温和低温的情况下，拍摄分辨率Chart，来确认解像变化情况。实际操作中，无法准确的捕捉高温和低温下的镜头温漂方向与温漂量，对产品温漂改善无法提供有效支持，同时，不同客户相机的芯片封装工艺，材料选用，也会对镜头有不同的温漂影响。因此，一些市面上确认镜头温漂量的装置，无法同步兼顾客户相机端的具体温漂影响，同时装置的成本很高。

发明内容

本发明提出一种光学镜头温漂检测方法和装置，能够反推镜头的高、低温的温漂数据，方法简单，检测成本低廉，共用性高。

本发明提供一种光学镜头温漂检测方法，包括：

通过改变待测镜头与传感器间的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率，对温漂进行补偿；

根据补偿前与补偿后的平板玻璃厚度和/或折射率参数，计算温漂。

在上述任一技术方案中，根据斯涅尔定律，所述温漂计算公式为：

ΔD＝T1*(1-1/nd1)-T2*(1-1/nd2)，

S+ΔD＝0，

其中，S为温漂，ΔD为后焦补偿量，T1为补偿前的平板玻璃厚度，nd1为补偿前的平板玻璃折射率，T2为补偿后的平板玻璃厚度，nd2为补偿后的平板玻璃折射率。

根据本发明的另一个方面，提出了一种光学镜头温漂检测装置，适用于如上述技术方案中所述的光学镜头温漂检测方法，包括：

待测镜头和用于成像的传感器；

平板玻璃组件，配置有多块平板玻璃，任意两块所述平板玻璃的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率不相同；

所述平板玻璃组件在所述待测镜头和所述传感器之间可移动以完成所述平板玻璃的切换。

在上述任一技术方案中，所述待测镜头配置有条形通槽，所述平板玻璃组件穿过所述条形通槽。

在上述任一技术方案中，还包括：

电机，通过作动齿条驱动所述平板玻璃组件移动，所述作动齿条包括齿条段和固定段，所述平板玻璃组件固定设置于所述作动齿条的固定段上。

在上述任一技术方案中，所述齿条段上配置有与所述平板玻璃相对应的温漂刻度。

在上述任一技术方案中，还包括：

基板，所述电机和所述传感器固定于所述基板上；

导向块，固定设置于所述基板上，穿过所述作动齿条的导向槽。

在上述任一技术方案中，还包括：

第一限位块，设置于所述作动齿条的一端，所述导向块通过锁付螺钉固定于第一限位块上，所述第一限位块下端设置有用于限制作动齿条竖直方向位置的凸起；

第二限位块，设置于所述作动齿条的另一端，所述第一限位块的凸起部分的上表面与所述第二限位块的上表面在同一平面上。

在上述任一技术方案中，所述平板玻璃组件包括多块所述平板玻璃和麦拉片，多块所述平板玻璃均匀间隔设置于所述麦拉片上。

本发明的一种光学镜头温漂检测方法和装置，平板玻璃设置待测镜头与传感器间，通过调节平板玻璃厚度或折射率实现对镜头后焦的调整，进而实现对高、低温下镜头温漂的反向补偿，通过补偿前与补偿后的平板玻璃厚度和/或折射率参数，能够反推镜头的高、低温的温漂数据，方法简单，检测成本低廉，共用性高，可搭配客户端相机直接进行温漂测试，准确检测光学镜头的温漂方向及温漂量，且解像力判定方式简单且常规，可通过拍摄标准chart对比补偿前与补偿后的极限分辨水平是否一致或非常接近，也可以通过图像处理软件进行对比识别。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头温漂检测装置的结构示意图；

图2示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头温漂检测装置的***图；

图3示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头温漂检测装置的作动齿条在条形通槽内移动示意图；

图4示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头在常温无温漂状态下的焦点位移与OTF模量关系的曲线图；

图5示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头在常温无温漂状态下的示意图；

图6示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头在温漂方向为负状态下的焦点位移与OTF模量关系的曲线图；

图7示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头在温漂方向为负状态下的示意图；

图8示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头在温漂方向为正状态下的焦点位移与OTF模量关系的曲线图；

图9示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头在温漂方向为正状态下的示意图；

图10示意性表示本发明的一种实施方式的作动齿条的电机驱动作动齿条移动示意图；

图11示意性表示本发明的一种实施方式的光学镜头温漂检测装置的作动齿条的刻度结构图。

其中，图1至图11中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、待测镜头；2、传感器；3、基板；4、电机；5、第一限位块；6、第二限位块；7、作动齿条；8、平板玻璃组件；9、导向块；10、锁付螺钉、81、麦拉片；82、平板玻璃。

具体实施方式

此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。

如图1至图11所示，一种光学镜头温漂检测方法，包括：

通过改变待测镜头1与传感器2间的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率，对温漂进行补偿；

根据补偿前与补偿后的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率参数，计算温漂。

在该实施例中，平板玻璃82设置在待测镜头1与传感器2之间，通过调节平板玻璃厚度或折射率实现对镜头后焦的调整，进而实现对高、低温下镜头温漂的反向补偿，通过补偿前与补偿后的平板玻璃厚度和/或折射率参数，可以反推镜头的高、低温的温漂数据，方法简单，检测成本低廉，共用性高，可搭配客户端相机直接进行温漂测试，准确检测光学镜头的温漂方向及温漂量。

具体地说，在镜头发生高、低温温漂时，通过改变待测镜头1与传感器2间的平板玻璃厚度和平板玻璃折射率，对待测镜头1的后焦进行改变，从而对温漂进行补偿，使镜头高低温下对焦清晰，当温漂补偿完成时，根据补偿前与补偿后的具体平板玻璃厚度、折射率参数，可推导切换玻璃对镜头后焦补偿量为ΔD，镜头高、低温下的温漂S，对焦位置补偿为0，即S+ΔD＝0，那么镜头的温漂量S＝-ΔD，温漂量与后焦补偿量大小相等，方向相反。

多块不同厚度或折射率的平板玻璃82只是一种实现方式，也可以是其他等效光学材料或方法实现，例如多块不同厚度或折射率的聚合物，或一块梯度厚度或梯度折射率的光学材料。

在本发明的一个实施例中，优选地，切换玻璃对镜头后焦补偿量ΔD可根据斯涅尔定律推算得到，温漂计算公式为：

ΔD＝T1*(1-1/nd1)-T2*(1-1/nd2)，

S+ΔD＝0，

其中，S为温漂，ΔD为后焦补偿量，T1为补偿前的平板玻璃厚度，nd1为补偿前的平板玻璃折射率，T2为补偿后的平板玻璃厚度，nd2为补偿后的平板玻璃折射率。

如图1和图2所示，根据本发明的另一方面，一种光学镜头温漂检测装置，适用于如上述实施例中的光学镜头温漂检测方法，光学镜头温漂检测装置包括：

待测镜头1和用于成像的传感器2；

平板玻璃组件8，配置有多块平板玻璃82，任意两块平板玻璃82的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率不相同；

平板玻璃组件8在待测镜头1和传感器2之间可移动以完成平板玻璃82的切换。

在该实施例中，平板玻璃组件8配置有多块平板玻璃82，平板玻璃组件8在待测镜头1和传感器2之间可移动以完成平板玻璃82的切换，整个待测镜头1、传感器2和检测装置可直接放置于高低温箱中，进行高低温测试，通过补偿前(切换前)与补偿后(切换后)的平板玻璃厚度和/或折射率参数，可以反推镜头的高、低温的温漂数据，可搭配客户端相机直接进行温漂测试，准确检测光学镜头的温漂方向及温漂量，操作简单，便于实现，成本低廉，与客户要求实验方法一致性高，提高测量准确度。

具体地说，在镜头发生高、低温温漂时，通过改变待测镜头1与传感器2间的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率，对待测镜头1的后焦进行改变，从而对温漂进行补偿，使镜头高低温下对焦清晰，当温漂补偿完成时，根据补偿前与补偿后的具体平板玻璃厚度、折射率参数，可推导切换玻璃对镜头后焦补偿量为ΔD，镜头高、低温下的温漂S，对焦位置补偿为0，即S+ΔD＝0，那么镜头的温漂量S＝-ΔD，温漂量与后焦补偿量大小相等，方向相反。切换玻璃对镜头后焦补偿量ΔD可根据斯涅尔定律推算得到，温漂计算公式为：ΔD＝T1*(1-1/nd1)-T2*(1-1/nd2)，S+ΔD＝0，S为温漂，ΔD为后焦补偿量，T1为补偿前的平板玻璃厚度，nd1为补偿前的平板玻璃折射率，T2为补偿后的平板玻璃厚度，nd2为补偿后的平板玻璃折射率。

在实际使用中，可根据平板玻璃82替换的平板玻璃厚度和平板玻璃折射率的梯度，使得温漂量程和精度可调，可满足大部分镜头的温漂检测需求，共用性高。

在本发明的一个实施例中，优选地，待测镜头1配置有条形通槽，平板玻璃组件8穿过条形通槽。

在该实施例中，监控镜头通常设置有条形通槽，条形通槽位于待测镜头1与传感器2之间，将平板玻璃组件8穿过条形通槽并在条形通槽内移动，条形通槽对平板玻璃组件8具有导向作用。

其中，根据待测镜头1的尺寸，条形通槽具有不同的尺寸，同理，配置有多种尺寸的平板玻璃82，即通过设置多种尺寸的作动齿条7和平板玻璃组件8与条形通槽适配。

值得特别指出的是，对于监控镜头而言，通常配置有ICR槽，可以将ICR槽直接作为条形通槽使用。未设置ICR槽的镜头可以设置有其他形式的带有条形通槽的用于固定镜头的组件。

如图10所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：

电机4，通过作动齿条7驱动平板玻璃组件8移动，作动齿条7包括齿条段和固定段，平板玻璃组件8固定设置于作动齿条7的固定段上。

在该实施例中，电机4的输出端配置有出力齿或齿轮，出力齿或齿轮与作动齿条7的齿条段啮合。

使用过程中，高低温导致镜头发生温漂时，解像下降，可即时驱动电机4，切换不同的平板玻璃82，确认哪一档玻璃可使镜头解像恢复，再根据玻璃的差异，直接换算并得到高低温下镜头的温漂方向及温漂量。

如图11所示，在本发明的一个实施例中，齿条段上配置有与平板玻璃82相对应的温漂刻度。

在该实施例中，齿条段上配置有与平板玻璃82相对应的温漂刻度，电机4在驱动作动齿条7移动的过程中，带动平板玻璃组件8移动，平板玻璃组件8上的平板玻璃82与温漂刻度相互对应，可通过温漂刻度直接读取对应的温漂量，有利于在检测过程中更直观的得到温漂方向及温漂量。

在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：

基板3，电机4和传感器2固定于基板3上；

导向块9，固定设置于基板3上，穿过作动齿条7的导向槽。

在该实施例中，通过配置导向块9，能够限位作动齿条7保持水平移动，保证作动齿条7移动方向的可控性和读取温漂的准确性，将电机4、传感器2等部件固定于基板3，使得检测精准度提高，有利于满足客户实际使用需求。

在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：

第一限位块5，设置于作动齿条7的一端，导向块9通过锁付螺钉10固定于第一限位块5上，第一限位块5下端设置有用于限制作动齿条7竖直方向位置的凸起；

第二限位块6，设置于作动齿条7的另一端，第一限位块5的凸起部分的上表面与第二限位块6的上表面在同一平面上。

在该实施例中，导向块9通过锁付螺钉10固定于第一限位块5，锁付螺钉10指向的刻度与平板玻璃组件8上的平板玻璃82相对应，导向块9固定在第一限位块5，限位作动齿条7，避免作动齿条7脱落，保证装置稳定性，第一限位块5和第二限位块6固定于基板3上，第一限位块5的凸起部分的上表面与第二限位块6的上表面在同一平面。

在本发明的一个实施例中，优选地，平板玻璃组件8包括多块平板玻璃82和麦拉片81，多块平板玻璃82均匀间隔设置于麦拉片81上；

多块平板玻璃82，按照厚度或折射率的递增或递减的方式排列。

在该实施例中，麦拉片81用于安装平板玻璃82，将安装有平板玻璃82的麦拉片81固定在作动齿条7凹槽内，有利于固定平板玻璃82，便于安装；而多块平板玻璃82，按照厚度或折射率的递增或递减的方式排列，能够准确判断温漂方向。

本发明的光学镜头温漂检测装置的具体使用过程如下：

步骤1、按照图1方式组装完成后，将整个装置放入高低温箱中，电机4驱动作动齿条7移动至0刻度位置，即将平板玻璃82调至中间玻璃位置，参考图3，此时锁付螺钉10刚好指向0刻度。

步骤2、在常温下，将待测镜头1对焦清晰。

步骤3、将高低温箱升(降)温至高(低)温状态，待测镜头1由于温漂，解像模糊。

步骤4、此时电机4移动作动齿条7，换为更厚(更薄)或者折射率更大(小)的平板玻璃82，平板玻璃82会影响镜头的后焦偏移，直至镜头再次解像清晰，其中，电机的控制方式为手动控制或控制***自动控制。

步骤5、此时锁付螺钉10指向作动齿条7的某刻度位置，刻度位置显示的值即为当前高(低)温状态的镜头温漂方向及温漂量。

步骤6、例如在高温状态，镜头出现温漂，驱动作动齿条7使解像清晰时，锁付螺钉10指向了-0.0053位置。那么此镜头高温的温漂方向为负，温漂量为-0.0053。

实施例1

在该实施例中，采用9片厚度相同、折射率递增的平板玻璃82进行检测，具体参数如下表1。

表1

当无温漂时，镜头对焦状态如图4和图5所示，温漂S＝0。高(低)温时，如果测得ΔD>0，那么镜头的温漂方向为负，如图6和图7所示，温漂量S＝-ΔD；如果测得ΔD<0，那么镜头的温漂方向为正，如图8和图9所示，温漂量S＝-ΔD。

结合斯涅尔定律，计算玻璃厚度及折射率对镜头后焦偏差的影响公式如下：ΔD＝T1*(1-1/nd1)-T2*(1-1/nd2)，列举一种可行的玻璃厚度及折射率搭配方案。如表1所示：序号5的玻璃为0刻度对应的平板玻璃82，材质为H-K9L，T1＝0.7，nd1＝1.5168。其他序号对应不同的玻璃材质，例如，序号2平板玻璃材质为H-QK3L，T2＝0.7，nd2＝1.48749.

通过公式ΔD＝T1*(1-1/nd1)-T2*(1-1/nd2)计算可知，2号玻璃对比5号玻璃的后焦影响量为：ΔD＝0.0091，对应的温漂量为S＝-ΔD＝-0.0091。

根据表1的方案，实际使用中，将对应温漂值标识在作动齿条7上，即可直接抓取到温漂方向及温漂量，如图10和图11所示。

本发明的光学镜头温漂检测方法和装置，平板玻璃组件在待测镜头和传感器之间可移动以完成平板玻璃的切换，整个待测镜头、传感器和检测装置可直接放置于高低温箱中，进行高低温测试，通过补偿前(切换前)与补偿后(切换后)的平板玻璃厚度和/或折射率参数，可以反推镜头的高、低温的温漂数据，可搭配客户端相机直接进行温漂测试，准确检测光学镜头的温漂方向及温漂量，操作简单，便于实现，成本低廉，与客户要求实验方法一致性高，提高测量准确度，解像力判定方式简单且常规，可通过拍摄标准chart对比补偿前与补偿后的极限分辨水平是否一致或非常接近，也可以通过图像处理软件进行对比识别。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学镜头温漂检测方法，其特征在于，包括：

通过改变待测镜头与传感器间的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率，对温漂进行补偿；

根据补偿前与补偿后的平板玻璃厚度和/或折射率参数，计算温漂。

2.根据权利要求1所述的光学镜头温漂检测方法，其特征在于，温漂计算公式为：

ΔD＝T1*(1-1/nd1)-T2*(1-1/nd2)，

S+ΔD＝0，

其中，S为温漂，ΔD为后焦补偿量，T1为补偿前的平板玻璃厚度，nd1为补偿前的平板玻璃折射率，T2为补偿后的平板玻璃厚度，nd2为补偿后的平板玻璃折射率。

3.一种光学镜头温漂检测装置，适用于如权利要求1或2所述的光学镜头温漂检测方法，其特征在于，包括：

待测镜头(1)和用于成像的传感器(2)；

平板玻璃组件(8)，配置有多块平板玻璃(82)，任意两块所述平板玻璃(82)的平板玻璃厚度和/或平板玻璃折射率不相同；

所述平板玻璃组件(8)在所述待测镜头(1)和所述传感器(2)之间可移动以完成所述平板玻璃(82)的切换。

4.根据权利要求3所述的光学镜头温漂检测装置，其特征在于，所述待测镜头(1)配置有条形通槽，所述平板玻璃组件(8)穿过所述条形通槽。

5.根据权利要求3所述的光学镜头温漂检测装置，其特征在于，所述平板玻璃组件(8)包括多块所述平板玻璃(82)和麦拉片(81)，多块所述平板玻璃(82)均匀间隔设置于所述麦拉片(81)上。

6.根据权利要求3所述的光学镜头温漂检测装置，其特征在于，还包括：

电机(4)，通过作动齿条(7)驱动所述平板玻璃组件(8)移动，所述作动齿条(7)包括齿条段和固定段，所述平板玻璃组件(8)固定设置于所述作动齿条(7)的固定段上。

7.根据权利要求6所述的光学镜头温漂检测装置，其特征在于，所述齿条段上配置有与所述平板玻璃(82)相对应的温漂刻度。

8.根据权利要求6所述的光学镜头温漂检测装置，其特征在于，还包括：

基板(3)，所述电机(4)和所述传感器(2)固定于所述基板(3)上；

导向块(9)，固定设置于所述基板(3)上，穿过所述作动齿条(7)的导向槽。

9.根据权利要求8所述的光学镜头温漂检测装置，其特征在于，所述传感器(2)通过AA点胶或锁付螺钉(10)固定于所述基板(3)上。

10.根据权利要求8所述的光学镜头温漂检测装置，其特征在于，还包括：

第一限位块(5)，设置于所述作动齿条(7)的一端，所述导向块(9)通过锁付螺钉固定于第一限位块(5)上，所述第一限位块(5)下端设置有用于限制作动齿条(7)竖直方向位置的凸起；

第二限位块(6)，设置于所述作动齿条(7)的另一端，所述第一限位块(5)的凸起部分的上表面与所述第二限位块(6)的上表面在同一平面上。

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