一种镜头装配装置及方法、电子设备、计算机可读介质与流程

本发明涉及镜头装配技术领域，特别涉及一种镜头装配装置及方法、电子设备、计算机可读介质。

背景技术：

现有技术中，镜头可以包括多片镜片和镜筒。镜头装配的过程，可以指将镜片安装到镜筒11的过程。请参考图1，在这里，多片镜片以镜片A、镜片B、镜片C和镜片D进行示意。镜头装配过程：镜片A-隔圈12-镜片B-隔圈12-镜片C-隔圈12-镜片D。

镜头装配的时候，可以以环带13为基准面，放置镜片，这种方式装配得到的镜片组的机械轴，与镜筒的机械轴14重合。在镜片组的机械轴与镜片组的光轴不重合的情况下，镜片组的光轴与镜筒的机械轴不重合。镜片组的光轴与镜筒的机械轴不重合的话，镜片组与镜筒组成的镜头，光轴与机械轴不重合，则会造成镜头的成像质量降低。

现有技术，因为每片镜片都存在不同程度的偏心，所以为了使得镜头这一光学系统的偏心最小，需要旋转每片镜片。通常需要检测每一片镜片的偏心量。在将镜片安装到镜筒之后，根据偏心量，旋转镜片，使得镜片光轴与镜筒机械轴尽量重合。

上述装配方法存在以下问题：

(1)镜片偏心量的检测，较为浪费时间；

(2)调整每片镜片的光轴与镜筒机械轴尽量重合的情况下，每片镜片的光轴与镜筒机械轴还是可能存在一定程度偏离。由于镜头由多个镜片组成，偏离可能进一步加大，导致多个镜片所组成的镜片组的光轴与镜筒机械轴出现较大偏离。由于镜头在使用过程中，是以机械轴为基准来定位的，镜头的光轴与机械轴的不重合程度决定了镜头的成像质量的好坏，由此导致镜头的光轴与机械轴不重合，镜头的成像质量差。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种镜头装配装置及方法、电子设备、计算机可读介质，通过检测波前信息来辅助镜头的装配，提高了检测效率，得到的镜头成像效果最佳。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种镜头装配装置，其包括：入射光发生系统以及出射光接收系统；

所述入射光发生系统包括：光源以及光信号编辑器件；其中，

所述光源发出的光到达所述光信号编辑器件，所述光信号编辑器件对光信号进行编辑，经所述光信号编辑器件出射的光到达待检测镜头处的波前信息为第一波前信息；

所述出射光接收系统包括：波前传感器以及处理器；其中，

所述波前传感器接收第二波前信息，所述第二波前信息是所述第一波前信息经所述待检测镜头后到达所述波前传感器处的波前信息；

所述处理器对所述波前传感器接收到的所述第二波前信息进行处理，判断所述第二波前信息是否为平面波前，以辅助所述待检测镜头的装配。

较佳地，所述处理器响应于检测出所述第二波前信息不是平面波前时，根据预先建立的调整模型，生成调整方式信息；

其中，所述调整模型用于表征所述第二波前信息与调整方式信息之间的对应关系，所述调整方式信息用于指示对所述待检测镜头的调整方式。

较佳地，镜头装配装置还包括：调整部件，所述调整部件用于根据所述处理器生成的调整方式信息，对所述待检测镜头进行调整。

较佳地，所述入射光系统还包括：偏振片，所述偏振片设置于所述光源以及所述光信号编辑器件之间。

较佳地，所述光信号编辑器件为空间光调制器或计算机生成全息图。

较佳地，当所述光信号编辑器件为空间光调制器时，所述入射光发生系统还包括：缩放镜头，所述缩放镜头设置于所述空间光调制器与所述待检测镜头之间；

所述缩放镜头用于扩大所述空间光调制器的出射光角度。

较佳地，所述第一波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第一波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第一波前信息；对应地，所述第二波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第二波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第二波前信息。由此，可以参考轴上和/或轴外的波前信息，辅助镜头的装配调整，提高镜头装配的精准度。

较佳地，所述光信号编辑器件包括一个或多个；

当所述光信号编辑器件包括一个时，所述光信号编辑器件可移动到不同的位置，以分别对准所述待检测镜头的轴上或轴外；

当所述光信号编辑器件包括多个时，一部分所述光信号编辑器件对准所述待检测镜头的轴上；另一部分所述光信号编辑器件对准所述待检测镜头的轴外。

较佳地，所述波前传感器包括一个或多个；

当所述波前传感器包括一个时，所述波前传感器可移动到不同的位置，以分别对准所述待检测镜头的轴上或轴外；

当所述波前传感器包括多个时，一部分所述波前传感器对准所述待检测镜头的轴上；另一部分所述波前传感器对准所述待检测镜头的轴外。

较佳地，所述待检测镜头的镜筒的角度可调节或可水平移动，用于改变所述镜筒与所述光信号编辑器件的相对位置，以实现所述待检测镜头的轴上视场检测或所述待检测镜头的轴外视场检测。

本发明还提供一种镜头装配方法，其包括以下：

S11：获取第一波前信息经待检测镜头之后、到达波前传感器的第二波前信息，其中，所述第一波前信息为光源发出的光经光信号编辑器件后、到达待检测镜头处形成的波前信息；

S12：对所述第二波前信息进行处理，判断所述第二波前信息是否为平面波前，以辅助所述待检测镜头的装配。

较佳地，所述S12之后还包括：

S13：当所述S12中判断出的所述第二波前信息不是平面波前时，根据预先建立的调整模型，生成调整方式信息。

较佳地，所述S13之后还包括：

S14：根据所述S13中生成的调整方式信息对所述待检测镜头进行调整。

较佳地，当所述待检测镜头包括多个镜片时；

多个所述镜片装载完再检测，即：待多个所述镜片全部装载完时，再进行所述S11～S12进行检测，然后对一个或多个镜片进行调整；或者，

多个所述镜片边装载边检测，即部分所述镜片装完时，进行所述S11～S12进行检测，然后对装完的所述镜片进行调整；接着再装载部分镜片，再检测，重复上述，直至所有的镜片都装载完。

较佳地，所述S11中的第一波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第一波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第一波前信息；对应地，

所述S11中的所述第二波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第二波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第二波前信息。

较佳地，所述S11中的第一波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第一波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第一波前信息的实现方法为：设置一个或多个光信号编辑器件；

当设置一个光信号编辑器件时，所述光信号编辑器件可移动到不同的位置，以分别对准所述待检测镜头的轴上或轴外；

当设置多个光信号编辑器件时，一部分所述光信号编辑器件对准所述待检测镜头的轴上；另一部分所述光信号编辑器件对准所述待检测镜头的轴外。

较佳地，所述S11中的第二波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第二波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第二波前信息的实现方法为：设置一个或多个波前传感器；

当设置一个波前传感器时，所述波前传感器可移动到不同的位置，以分别对准所述待检测镜头的轴上或轴外；

当设置多个波前传感器时，一部分所述波前传感器对准所述待检测镜头的轴上；另一部分所述波前传感器对准所述待检测镜头的轴外。

较佳地，S11中的第一波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第一波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第一波前信息；对应地，S11中的所述第二波前信息包括：对准所述待检测镜头的轴上视场的轴上第二波前信息，和/或，对准所述待检测镜头的轴外视场的轴外第二波前信息的实现方法为：转动或移动待检测镜头的镜筒，改变所述镜筒与所述光信号编辑器件的相对位置，以实现所述待检测镜头的轴上视场检测或所述待检测镜头的轴外视场检测。

本发明还提供一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的镜头装配方法。

本发明还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现上述的镜头装配方法。

本发明上述镜头装配装置及方法中，检测的是镜片组所形成的波前，利用检测到的波前信息来辅助镜头的装配，与传统的通过测量偏心量来辅助镜头装配的方案截然不同。

相较于现有技术，本发明实施例至少具有以下一种有益效果：

(1)本发明的镜头装配装置及方法、电子设备、计算机可读介质，改变了检测对象，通过检测波前信息来辅助镜头装配，不用检测单片镜片的偏心量，提高了装配效率。

(2)本发明的镜头装配装置及方法、电子设备、计算机可读介质，通过检测波前信息来辅助镜头装配，以最终的波前信息为参考，调整镜片，可以绕过检测光轴机械轴是否重合的步骤，以镜片组的最终目标(成像效果)为调整目标。换句话说，当波前传感器接收到的波前信息为平面波前的时候，说明镜片组的处于成像最佳状态；以波前传感器接收到的平面波前为调整目标，对镜片组进行调整，可以得到成像效果最佳的镜片组。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为现有的镜头装配装置的结构示意图；

图2为本发明的一实施例的镜头装配装置的结构示意图；

图3为本发明的一较佳实施例的镜头装配装置的结构示意图；

图4为本发明的另一较佳实施例的镜头装配装置的结构示意图；

图5为本发明的一实施例的镜头装配方法的流程图；

图6为本发明的一较佳实施例的镜头装配方法的流程图；

图7为本发明的另一较佳实施例的镜头装配方法的流程图。

标号说明：11-镜筒，12-隔圈，13-环带，14-镜筒的机械轴；

21-光源，22-光信号编辑器件，23-待检测镜头，24-波前传感器，25-偏振片；

221-空间光调制器，222-缩放镜头。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图2所示，为本发明一实施例的镜头装配装置的结构示意图。

请参考图2，本实施例的镜头装配装置包括：入射光发生系统以及出射光接收系统。入射光发生系统包括：光源21以及光信号编辑器件22；其中，光源21发出的光到达光信号编辑器件22，光信号编辑器件22用于对光信号进行编辑，经光信号编辑器件22出射的光到达待检测镜头23处的波前信息为第一波前信息；出射光接收系统包括：波前传感器24以及处理器(图中未示出)；其中，波前传感器24用于接收第二波前信息，第二波前信息是第一波前信息经待检测镜头23后到达波前传感器24处的波前信息；处理器用于对波前传感器接收到的第二波前信息进行处理，判断第二波前信息是否为平面波前，以辅助待检测镜头的装配。

上述实施例中，当判断出的第二波前信息为平面波前时，是最理想的状况。当判断出的第二波前信息不是平面波时，可以对镜片进行调整(如旋转)，使得实时收到的第二波前为最接近平面波的波前，也就是最佳波前。

上述实施例中，波前传感器可以是各种型号的波前传感器，可以为一个或多个。处理器可以采用各种智能终端，比如计算机等，处理器中可以安装用于处理波前信息的应用程序。波前传感器与处理器之间通过有线或无线的方式连接进行通信。波前传感器与处理器位置不受限制。

本实施例中，待检测镜头23的镜片以四片镜片组成的镜片组为例，不同实施例中，镜片数量也可以为其他数量，此处不再赘述。

较佳实施例中，为了方便对待检测镜头进行调整，当判断出的第二波前信息不是平面波前时，处理器还可以根据预先建立的调整模型，生成调整方式信息。其中，调整模型用于表征第二波前信息与调整方式信息之间的对应关系，调整方式信息用于指示对待检测镜头的调整方式。如果判断出的第二波前信息不是平面波前，根据与平面波前的差异，生成待检测镜头的调整方式(如：左旋、右旋等)。

较佳实施例中，镜头装配装置还包括：调整部件(如：机械手臂等)，调整部件用于根据处理器生成的调整方式信息，对待检测镜头进行调整。

实施例2：

如图3所示，为本发明一较佳实施例的镜头装配装置的结构示意图。

请参考图3，本实施例是在实施例1的基础上增加偏振片25，偏振片25设置于光源21以及光信号编辑器件22之间。偏光片可以使按特定方向振动的光线通过，而不能使其它振动方向的光线通过(或通过率极小)。由此，可以控制进入光信号编辑器件的光的方向，提高对光的编辑的准确度，进而可以提高到达待检测镜头的第一波前信息与预期波前信息(可以由光学设计软件预先得出)的相似度。由此，可以减少第一波前信息的误差，在此基础上，可以减少第二波前信息的误差，以提高检测的准确度。

较佳实施例中，光信号编辑器件为空间光调制器或计算机生成全息图(CGH)。CGH每次模拟一种与待检测镜头配合的配合镜片组，CGH需要根据此次模拟的配合镜片组，由计算机生成对应的波前全息图，刻蚀到玻璃片上。空间光调制器由于是直接调制光，不用改变器件。因此，空间光调制器相对于CGH，精度较低；CGH相对于空间光调制器，耗费较大；不同实施例中，可以根据不同需要进行选择。

实施例3：

如图4所示，为本发明一较佳实施例的镜头装配装置的结构示意图。

请参考图4，本实施例中，光信号编辑器件以空间光调制器221为例，本实施例中还设置了缩放镜头222，其设置于空间光调制器221与待检测镜头23之间。空间光调制器只用到+1级和-1级，出射角很小，如果待检测镜片组的需要较大角度的入射光，则为了扩大空间光调制器的出射光的角度，设置缩放镜头。

本实施例是在实施例2的基础上做出的改进，也可为在实施例1的基础上做出的改进，此处不再赘述。

不同实施例中，也可不设置缩放镜头。根据待检测镜片组的性质，确定要不要设置缩放镜头。

较佳实施例中，可以对待检测镜片组的轴上视场和/或轴外视场进行检测。由此，可以参考轴上和/或轴外的波前信息，辅助镜头的装配调整，提高镜头装配的精准度。具体地，第一波前信息包括：对准待检测镜头的轴上视场的轴上第一波前信息，和/或，对准待检测镜头的轴外视场的轴外第一波前信息；对应地，第二波前信息包括：对准待检测镜头的轴上视场的轴上第二波前信息，和/或，对准待检测镜头的轴外视场的轴外第二波前信息。

进一步地，上述实施例可以通过如下结构实现：光信号编辑器件包括一个或多个。当光信号编辑器件包括一个时，光信号编辑器件可移动到不同的位置，以分别对准待检测镜头的轴上或轴外；当光信号编辑器件包括多个时，一部分光信号编辑器件对准待检测镜头的轴上；另一部分光信号编辑器件对准待检测镜头的轴外。

进一步地，上述实施例可以通过如下结构实现：波前传感器包括一个或多个。当波前传感器包括一个时，波前传感器可移动到不同的位置，以分别对准待检测镜头的轴上或轴外；当波前传感器包括多个时，一部分波前传感器对准待检测镜头的轴上；另一部分波前传感器对准待检测镜头的轴外。

进一步地，上述实施例也可通过如下结构实现：待检测镜头的镜筒的角度可调节或可水平移动，用于改变镜筒与光信号编辑器件的相对位置，以实现待检测镜头的轴上视场检测或待检测镜头的轴外视场检测。

实施例4

如图5所示，为本发明的一实施例的镜头装配方法的流程图。

请参考图5，本实施例提供一种镜头装配方法，其流程包括：

S11：获取第一波前信息经待检测镜头之后、到达波前传感器的第二波前信息，其中，第一波前信息为光源发出的光经光信号编辑器件后、到达待检测镜头处形成的波前信息；

S12：对第二波前信息进行处理，判断第二波前信息是否为平面波前，以辅助待检测镜头的装配。

在具体实施中，可以用现有光学设计软件，确定入射到已装载镜片的镜头(简称待检测镜头)的第一波前信息。光学设计软件可以模拟到达待检测镜头的第一波前信息，由此，确定光信号编辑器件编辑光信号的方式，使得经光信号编辑器件出射的光信号达到待检测镜头时，为第一波前信息。光信号编辑器件和待检测镜头组成的光学系统，出射为平面波，平面波用于检测待检测镜头，第一波前信息作为中间量。

参照图6所示，为一较佳实施例中的方法流程图，上述S12之后还包括：

S13：当S12中判断出的第二波前信息不是平面波前时，根据预先建立的调整模型，生成调整方式信息。如果判断出的第二波前信息不是平面波前，根据与平面波前的差异，生成待检测镜头的调整方式(如：左旋、右旋等)。

参照图7所示，为另一较佳实施例中的方法流程图，上述S13之后还包括：

S14：根据S13中生成的调整方式信息对待检测镜头进行调整。

较佳实施例中，当待检测镜头包括多个镜片时，可以等多个镜片全部装载完再检测，即：待多个镜片全部装载完时，再进行S11～S12进行检测，然后对一个或多个镜片进行调整,作为示例，以四片镜片为例，对于包括镜片A、镜片B、镜片C和镜片D的镜头，可以将镜片A、镜片B、镜片C和镜片D全部安装到镜筒中之后，进行上述检测过程。然后调整镜片A、镜片B、镜片C和镜片D中的一片或者多片镜片。或者，待检测镜头包括多个镜片时，也可以边装载边检测，即部分镜片装完时，进行S11～S12进行检测，然后对装完的镜片进行调整，接着再装载部分镜片，再检测，重复上述，直至所有的镜片都装载完。作为示例，以四片镜片为例，可以装载了镜片A、镜片B之后，进行检测，调整镜片A和/或镜片B；再装载镜片C，进行检测，调整镜片C；再装载镜片D，进行检测，调整镜片D。当然，不同实施例中，也可以有其他的装载检测方式。

较佳实施例中，为了提高镜头的装配精度，可以对待检测镜片组的轴上视场和/或轴外视场进行检测。具体地，S11中的第一波前信息包括：对准待检测镜头的轴上视场的轴上第一波前信息，和/或，对准待检测镜头的轴外视场的轴外第一波前信息；对应地，S11中的第二波前信息包括：对准待检测镜头的轴上视场的轴上第二波前信息，和/或，对准待检测镜头的轴外视场的轴外第二波前信息。

进一步地，上述实施例可以通过如下方法实现：设置一个或多个光信号编辑器件。当设置一个光信号编辑器件时，光信号编辑器件可移动到不同的位置，以分别对准待检测镜头的轴上或轴外；当设置多个光信号编辑器件时，一部分光信号编辑器件对准待检测镜头的轴上；另一部分光信号编辑器件对准待检测镜头的轴外。

进一步地，上述实施例可以通过如下方法实现：设置一个或多个波前传感器。当设置一个波前传感器时，波前传感器可移动到不同的位置，以分别对准待检测镜头的轴上或轴外；当设置多个波前传感器时，一部分波前传感器对准待检测镜头的轴上；另一部分波前传感器对准待检测镜头的轴外。

进一步地，上述实施例可以通过如下方法实现：转动或移动待检测镜头的镜筒，改变镜筒与光信号编辑器件的相对位置，以实现待检测镜头的轴上视场检测或待检测镜头的轴外视场检测。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；还包括：存储装置，其上存储有一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现上述实施例中的镜头装配方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，处理器实现上述实施例中的镜头装配方法。

需要说明的是，本发明提供的所述方法中的流程，可以利用所述装置中对应的模块、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照所述装置的技术方案实现所述方法的流程，即，所述装置中的实施例可理解为实现所述方法的优选例，在此不予赘述。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。