镜头性能测试设备及其方法与流程

1.本发明涉及光学镜头技术领域，尤其是涉及镜头性能测试设备及其方法，用于分析镜头前端的不同介质影响因子，以实现对不同镜头的快速测试。


背景技术：

2.随着深度视觉技术的普及和应用，诸如tof(timeofflight，飞行时间)等不同的深度视觉方案得到高速地发展。众所周知，所有的深度视觉方案都需要用到镜头，而镜头接收到的光最好是接收到理论设计要求的特定光束，但也有很多非理论设计内的光束被镜头接收进来。一般情况下，在诸如rgb图像采集方案中的镜头接收到非理论设计内的光束并不会影响镜头的应用功能，但当深度视觉方案中的镜头接收到非理论设计的光束时，探测到的深度将会受到严重干扰，甚至会造成距离探测的失效。经研究发现：虽然非理论设计的光束是不可能完全避免的，但是该非理论设计的光束中只有部分光干扰了深度探测的准度；而由于非理论光束是未知的，无法进行模拟，因此我们只能先通过测试镜头的性能来找到特定的光束，然后再对其进行改善。
3.目前，市面上并没有找到针对用于分析镜头前端不同介质影响因子的通用测试方案和设备，一方面不同的镜头即使受到同一种介质干扰，但其影响的程度也是不一致的，另一方面镜头属于精度比较高的部件，对前端介质的属性和不同的相对位置都比较敏感。而单独搭建一个镜头的测试环境耗时长、精度不高，并且每个镜头都搭建一个特定的测试环境将耗费巨大的人力和物力，一旦镜头的种类多了，测试的精度也难以有效地保证。


技术实现要素：

4.本发明的一优势在于提供一镜头性能测试设备及其方法，其能够用于分析镜头前端的不同介质影响因子，以实现对不同镜头的快速测试。
5.本发明的另一优势在于提供一镜头性能测试设备及其方法，其中，在本发明的一实施例中，所述镜头性能测试设备能够实现高精度的测试对比和效率的提升。
6.本发明的另一优势在于提供一镜头性能测试设备及其方法，其中，在本发明的一实施例中，所述镜头性能测试设备能够提供用于分析不同镜头前端的不同介质影响因子的通用测试方案，以便满足不同的测试需求。
7.本发明的另一优势在于提供一镜头性能测试设备及其方法，其中，在本发明的一实施例中，所述镜头性能测试设备的结构简单合理、操作使用方便，能够通用于不同的介质和/或不同的镜头。
8.本发明的另一优势在于提供一镜头性能测试设备及其方法，其中为了达到上述优势，在本发明中不需要采用复杂的结构和庞大的计算量，对软硬件要求低。因此，本发明成功和有效地提供一解决方案，不只提供一镜头性能测试设备及其方法，同时还增加了所述镜头性能测试设备及其方法的实用性和可靠性。
9.为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，本发明提供了一镜头性能测试设
备，用于分析镜头前端的不同介质影响因子，其中所述镜头性能测试设备包括：
10.一镜头性能测试设备，用于分析镜头前端的不同介质影响因子，其特征在于，所述镜头性能测试设备包括：
11.一底座组件，用于固定待测镜头；
12.一多方向微调组件，其中所述多方向微调组件被设置于所述底座组件；以及
13.一介质限定组件，其中所述介质限定组件被可驱动地设置于所述多方向微调组件，用于在该待测镜头的前端限定出不同的待测介质，并且所述介质限定组件适于被所述多方向微调组件驱动以调整该待测介质的影响因子。
14.根据本技术的一实施例，所述介质限定组件包括一第一门板和一第二门板，其中所述第一门板和所述第二门板被间隔地设置，以在所述第一门板和所述第二门板之间形成一间隙。
15.根据本技术的一实施例，所述第一门板平行于所述第二门板。
16.根据本技术的一实施例，该待测介质为空气间隙或玻璃间隙。
17.根据本技术的一实施例，所述多方向微调组件包括一第一微调机构，其中所述第一微调机构可驱动地连接于所述第一门板，用于沿着z方向移动所述第一门板以远离或靠近所述第二门板。
18.根据本技术的一实施例，所述第一微调机构包括一第一微调结构板和一第一z向移动转接架，其中所述第一z向移动转接架的一端连接于所述第一微调结构板，并且所述第一z向移动转接架的另一端连接于所述第一门板，使得所述第一z向移动转接架在所述第一微调结构板的驱动下带动所述第一门板沿着z方向移动。
19.根据本技术的一实施例，所述第一微调机构的所述第一z向移动转接架从所述第一微调结构板横向地延伸，并与纵向设置的所述第一门板的端部连接，以在所述第一门板和所述第一微调机构之间形成一第一避让空间，用于避让该待测镜头。
20.根据本技术的一实施例，所述多方向微调组件包括一第二微调机构，其中所述第二微调机构包括一第二微调结构板和一第二z向移动转接架，其中所述第二z向移动转接架的一端连接于所述第二微调结构板，并且所述第二z向移动转接架的另一端连接于所述第二门板，使得所述第二z向移动转接架在所述第二微调结构板的驱动下带动所述第二门板沿着z方向移动以远离或靠近所述第一门板。
21.根据本技术的一实施例，所述多方向微调组件包括一第三微调机构，其中所述第三微调机构被对应地设置于所述底座组件，并且所述第三微调机构可驱动地连接所述第一和第二微调机构，用于沿着x方向移动所述第一和第二微调机构，以带动所述第一门板和所述第二门板沿着所述x方向同步地移动，使得所述第一门板和所述第二门板之间的所述间隙远离或靠近该待测镜头。
22.根据本技术的一实施例，所述第三微调机构包括一双向微调结构板和一双向移动转接架，其中所述双向微调结构板被固设于所述底座组件，其中所述双向移动转接架被安装于所述双向微调结构板，并且所述第一微调结构板和所述第二微调结构板分别被对应地设置于所述双向移动转接架的左右两侧。
23.根据本技术的一实施例，所述底座组件包括一底座和一固定工装，其中所述固定工装被安装于所述底座，并且所述固定工装用于可拆卸地安装配置有该待测镜头的摄像模
组。
24.根据本技术的一实施例，所述底座组件的所述底座包括一基座和一支架，其中所述支架被垂直地安装于所述基座的前端，并且所述固定工装被固设于所述支架，其中所述多方向微调组件被安装于所述基座的后端，用于通过所述多方向微调组件将所述第一门板和所述第二门板悬置于该待测镜头的前端。
25.根据本技术的另一方面，本技术进一步提供了一镜头性能测试设备的测试方法，包括步骤：
26.通过一介质限定组件在待测镜头的前端限定出不同的待测介质；
27.通过一多方向微调组件驱动该介质限定组件，调整该待测介质的影响因子；以及
28.获取该待测镜头在对应的该待测介质下的成像数据，以分析该待测镜头前端的不同介质影响因子。
29.根据本技术的一实施例，所述通过一介质限定组件在待测镜头的前端限定出不同的待测介质的步骤，包括步骤：
30.间隔地设置所述介质限定组件的一第一门板和一第二门板，以在所述第一门板和所述第二门板之间形成一间隙，从而限定出一空气间隙作为该待测介质。
31.根据本技术的一实施例，所述通过一介质限定组件在待测镜头的前端限定出不同的待测介质的步骤，进一步包括步骤：
32.对应地安装一玻璃介质至所述介质限定组件的所述第一门板和所述第二门板，以对应于所述间隙，从而限定出一玻璃间隙作为该待测介质。
33.通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
34.本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
35.图1是根据本发明的一实施例的镜头性能测试设备的立体示意图。
36.图2示出了根据本发明的上述实施例的所述镜头性能测试设备的爆炸示意图。
37.图3示出了根据本发明的上述实施例的所述镜头性能测试设备沿z方向微调的状态示意图。
38.图4示出了根据本发明的上述实施例的所述镜头性能测试设备沿x方向微调的状态示意图。
39.图5是根据本发明的一实施例的镜头性能测试设备的测试方法的流程示意图。
40.图6上述根据本发明的上述实施例的镜头性能测试设备的测试方法中步骤之一的流程示意图。
具体实施方式
41.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
42.在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
45.针对用于分析镜头前端不同介质影响因子的通用测试方案，目前市面上并没有找到相对应的方案和设备，特别是不同的镜头受同一种介质干扰影响的程度也是不一致的。此外，镜头属于精度比较高的部件，对前端介质的影响因子(如介质的属性和不同的相对位置等)都比较敏感，单独搭建一个镜头的测试环境耗时长、精度不高，并且每个镜头都搭建一个特定的测试环境将耗费巨大时间、人力和物力，而种类多了，精度也很难有效的保证。因此如何找到其中的共性，设计出一款通用的测试方案变得极为迫切。
46.参考说明书附图之图1至图4所示，根据本发明的一实施例的一种镜头性能测试设备被阐明，用于分析镜头前端的不同介质影响因子，以实现对不同镜头的快速测试。具体地，如图1至图4所示，所述镜头性能测试设备1可以包括一底座组件10、一多方向微调组件20以及一介质限定组件30。所述底座组件10用于固定待测镜头400。所述多方向微调组件20被设置于所述底座组件10。所述介质限定组件30被可驱动地设置于所述多方向微调组件20，用于在该待测镜头400的前端限定出不同的待测介质500，并且所述介质限定组件30适于被所述多方向微调组件20驱动以调整该待测介质500的影响因子。
47.值得注意的是，由于所述介质限定组件30能够在该待测镜头400的前端限定出不同的待测介质500，因此本技术的所述镜头性能测试设备1不仅能够根据不同类型的该待测镜头400的性能测试需求来限定出所需的待测介质500，而且还能够对同一类型的该待测镜头400进行不同介质的快速测试。此外，由于所述介质限定组件30适于被所述多方向微调组件20驱动以调整该待测介质500的影响因子(如介质的属性和相对位置等)，因此本技术的所述镜头性能测试设备1在对该待测镜头400的性能测试时，能够调整同一介质的影响因子，以便对同一介质的影响因子进行分析，有助于实现高精度的测试对比和效率的提升。
48.更具体地，在本技术的一示例中，如图1和图2所示，所述镜头性能测试设备1的所述介质限定组件30可以但不限于包括一第一门板31和一第二门板32，其中所述第一门板31
和所述第二门板32被间隔地设置，以在所述第一门板31和所述第二门板32之间形成一间隙300，使得所述间隙300处的空气介质(简称空气间隙)被限定为该待测介质500，从而使得所述镜头性能测试设备1能够用于对该待测镜头400前端的空气介质的影响因子进行测试。可以理解的是，当该待测介质500为所述空气间隙时，该待测介质500的影响因子包括所述空气间隙的边界方位和尺寸，即所述间隙300相对于该待测镜头400的距离、位置以及尺寸大小(如所述第一门板31和所述第二门板32之间的距离)。
49.优选地，如图1所示，所述介质限定组件30的所述第一门板31和所述第二门板32相互平行，以定义形成高度一致的空气间隙，便于精确地模拟诸如扫地机器人等设备装载的tof摄像模组所处的真实应用场景。
50.值得注意的是，在本技术的其他示例中，所述介质限定组件30还可以进一步包括一玻璃介质(图中未示出)，其中所述玻璃介质适于被安装至所述第一门板31和所述第二门板32，以对应于所述间隙300，使得所述间隙300对应的玻璃介质(简称玻璃间隙)被限定为该待测介质500，从而使得所述镜头性能测试设备1能够用于对该待测镜头400前端的玻璃介质的影响因子进行测试。可以理解的是，当该待测介质500为所述玻璃间隙时，该待测介质500的影响因子包括所述玻璃间隙的材质、边界方位和尺寸，即所述玻璃介质的材质、所述间隙300相对于该待测镜头400的距离、位置以及尺寸大小(如所述第一门板31和所述第二门板32之间的距离)。
51.根据本技术的上述实施例，如图1和图3所示，本技术的所述镜头性能测试设备1的所述多方向微调组件20可以包括一第一微调机构21，其中所述第一微调机构21被可驱动地连接于所述第一门板31，用于沿着z方向移动所述第一门板31以远离或靠近所述第二门板32，使得所述第一门板31和所述第二门板32之间的所述间隙300对应地变大或缩小，从而实现所述待测介质500的影响因子的变化。可以理解的是，本技术所提及的所述z方向可以对应于附图2中的上下方向，并且以向上的方向作为所述z方向的正方向(即z 方向)，以向下的方向作为所述z方向的负方向(即z-方向)。
52.更具体地，如图1和图3所示，所述多方向微调组件20的所述第一微调机构21可以包括一第一微调结构板211和一第一z向移动转接架212，其中所述第一z向移动转接架212的一端连接于所述第一微调结构板211，并且所述第一z向移动转接架212的另一端连接于所述第一门板31，使得所述第一z向移动转接架212在所述第一微调结构板211的驱动下带动所述第一门板31沿着z方向移动以远离或靠近所述第二门板32。
53.优选地，如图1和图3所示，所述第一z向移动转接架212从所述第一微调结构板211横向地延伸，并与纵向设置的所述第一门板31的端部连接，以在所述第一门板31和所述第一微调机构21之间形成一第一避让空间210，用于避让该待测镜头400，防止所述第一微调机构21遮挡该待测镜头400的视场。
54.同理地，如图1和图3所示，本技术的所述镜头性能测试设备1的所述多方向微调组件20可以进一步包括一第二微调机构22，其中所述第二微调结构22可驱动地连接所述第二门板32，用于沿着所述z方向移动所述第二门板32以远离或靠近所述第一门板31，也能够使得所述第一门板31和所述第二门板32之间的所述间隙300对应地变大或缩小，从而实现所述待测介质500的影响因子的变化。
55.更详细地，如图1和图3所示，所述多方向微调组件20的所述第二微调机构22可以
包括一第二微调结构板221和一第二z向移动转接架222，其中所述第二z向移动转接架222的一端连接于所述第二微调结构板221，并且所述第二z向移动转接架222的另一端连接于所述第二门板32，使得所述第二z向移动转接架222在所述第二微调结构板221的驱动下带动所述第二门板32沿着z方向移动以远离或靠近所述第一门板31。
56.优选地，如图1和图3所示，所述第二z向移动转接架222从所述第二微调机构22横向地延伸，并与纵向设置的所述第二门板32的一端连接，以在所述第二门板32和所述第二微调机构22之间形成一第二避让空间220，用于避让该待测镜头400，防止所述第二微调机构22遮挡该待测镜头400的视场。
57.值得注意的是，由于本技术的所述第一门板31和所述第二门板32分别在所述第一微调机构21和所述第二微调机构22的驱动下沿着所述z方向移动，因此通过所述第一门板31和所述第二门板32限定出的所述间隙300的尺寸和中心位置能够被调整以改变。例如，如图3所示，当所述第一门板31被所述第一微调机构21驱动以沿着z 方向移动(如向上移动)，并且所述第二门板32被所述第二微调机构21驱动以沿着z-方向移动(如向下移动)时，所述第一门板31和所述第二门板32之间的所述间隙300的尺寸变大；当所述第一门板31被所述第一微调机构21驱动以沿着z 方向移动(如向上移动)，并且所述第二门板32被所述第二微调机构21驱动以沿着z 方向移动(如向上移动)时，所述第一门板31和所述第二门板32之间的所述间隙300的尺寸可以不变，但所述间隙300的中心位置将向上移动；当所述第一门板31被所述第一微调机构21驱动以沿着z-方向移动(如向下移动)，并且所述第二门板32被所述第二微调机构21驱动以沿着z-方向移动(如向下移动)时，所述第一门板31和所述第二门板32之间的所述间隙300的尺寸可以不变，但所述间隙300的中心位置将向下移动。
58.最优选地，在本技术的一示例中，所述第一门板31和所述第二门板32可以但不限于分别被对应地螺接于所述第一z向移动转接架212和所述第二z向移动转接架222，使得所述第一门板31和所述第二门板32可以被拆卸，以便根据该待测镜头400的测试需要来更换不同的门板，进而限定出所需的不同待测介质。
59.根据本技术的上述实施例，如图1和图4所示，所述镜头性能测试设备1的所述多方向微调组件20还可以包括一第三微调机构23，其中所述第三微调机构23被对应地设置于所述底座组件10，并且所述第三微调机构23可驱动地连接所述第一和第二微调机构21、22，用于沿着x方向移动所述第一和第二微调机构21、22，以带动所述第一门板31和所述第二门板32沿着所述x方向同步地移动，使得所述第一门板31和所述第二门板32之间的所述间隙300远离或靠近该待测镜头400，从而实现所述间隙300相对于该待测镜头400的距离的改变。可以理解的是，本技术所提及的所述x方向可以对应于附图2中的前后方向，并且以向前的方向作为所述x方向的正方向(即x 方向)，以向后的方向作为所述x方向的负方向(即x-方向)。
60.具体地，如图1和图4所示，所述多方向微调组件20的所述第三微调机构23可以包括一双向微调结构板231和一双向移动转接架232，其中所述双向微调结构板231被固设于所述底座组件10，其中所述双向移动转接架232被安装于所述双向微调结构板231，并且所述第一微调结构板211和所述第二微调结构板221分别被对应地设置于所述双向移动转接架232的左右两侧，使得所述双向移动转接架232在所述双向微调结构板231的驱动下带动所述第一微调结构板211和所述第二微调结构板221沿着x方向(包括x 方向和x-方向)同步
地移动，进而使得所述第一门板31和所述第二门板32同步地远离或靠近所述待测镜头400。
61.根据本技术的上述实施例，如图1和图2所示，所述镜头性能测试设备1的所述底座组件10可以包括一底座11和一固定工装12，其中所述固定工装12被安装于所述底座11，并且所述固定工装12用于可拆卸地安装配置有该待测镜头400的摄像模组，以便分析不同镜头前端的不同介质的影响因子，从而实现对不同镜头的快速测试。可以理解的是，配置有该待测镜头400的摄像模组可以但不限于被实施为诸如tof摄像模组或结构光摄像模组等能够获取深度信息的模组或设备。
62.优选地，如图2所示，所述底座11可以包括一基座111和一支架112，其中所述支架112被垂直地安装于所述基座111的前端，并且所述固定工装12被固设于所述支架112，以通过所述固定工装12将配置有该待测镜头400的摄像模组可拆卸地安装至所述支架112，使得该待测镜头400的视场朝向远离所述基座111的方向，以防所述底座11干扰所述待测镜头400的视场。
63.更优选地，如图1和图3所示，所述多方向微调组件20的所述第三微调机构23被安装于所述底座11的所述基座111的后端，并且所述第一微调机构21的所述第一z向移动转接架212和所述第二微调机构22的所述第二z向移动转接架222分别从所述基座111的后端延伸至所述基座111的前端，并从所述支架112的左右两侧绕过以悬空地连接至所述第一门板31和所述第二门板32，使得所述第一门板31和所述第二门板32悬置于该待测镜头400的前端，进而通过所述第一门板31和所述第二门板32在该待测镜头400的前端限定出该待测介质。
64.值得注意的是，由于所述多方向微调组件20的所述第三微调机构23、所述第一微调机构21的所述第一微调结构板311以及所述第二微调机构22的所述第二微调结构板321均位于所述基座111的后端，并且所述第一微调机构21的所述第一z向移动转接架212和所述第二微调机构22的所述第二z向移动转接架222分别所述支架112的左右两侧绕过，因此位于所述基座111的前端的该待测镜头400的视场不会受到所述多方向微调组件20的干扰或影响，有助于为该待测镜头400提供良好的测试环境，以获得高精度的测试结果。
65.根据本发明的另一方面，本技术的一实施例进一步提供了一种镜头性能测试设备的测试方法。具体地，如图5所示，所述镜头性能测试设备的测试方法可以包括以下步骤：
66.s100：通过一介质限定组件在待测镜头的前端限定出不同的待测介质；
67.s200：通过一多方向微调组件驱动该介质限定组件，调整该待测介质的影响因子；以及
68.s300：获取该待测镜头在对应的该待测介质下的成像数据，以分析该待测镜头前端的不同介质影响因子。
69.值得注意的是，在本技术的一示例中，如图6所示，所述镜头性能测试设备的测试方法的所述步骤s100，可以包括步骤：
70.s110：间隔地设置所述介质限定组件的一第一门板和一第二门板，以在所述第一门板和所述第二门板之间形成一间隙，从而限定出一空气间隙作为该待测介质。
71.当然，在本技术的上述示例中，如图6所示，所述镜头性能测试设备的测试方法的所述步骤s100，还可以进一步包括步骤：
72.s120：对应地安装一玻璃介质至所述介质限定组件的所述第一门板和所述第二门
板，以对应于所述间隙，从而限定出一玻璃间隙作为该待测介质。
73.还需要指出的是，在本发明的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。
74.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
75.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。