一种广角镜头模组调整装置及调整方法与流程

本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种广角镜头模组调整装置及调整方法。

背景技术：

现有的镜头模组调整装置是通过调整CCD/CMOS图像传感器的位置同时检查中心和周边的MTF(调制传递函数),通过MTF(调制传递函数)数值来判定CCD/CMOS图像传感器是否调整到最佳状态，然后在CCD/CMOS图像传感器位置最佳状态下对其进行固定。

图1和图2展示了一种现有技术中常见的镜头模组调整装置。如图1所示，在待检镜头前侧180度视野范围内放置五个平行光管1，五个平行光管1通过光源支架分布在同一球面上或平面上。五个平行光管1发射的光线成像待检测镜头模组上，待检测镜头模组通过调整机构4带动前后移动，获得平行光管1中心和边缘视场离焦MTF(调制传递函数),并计算出待检测镜头模组的最佳对焦位置和倾斜量，计算完成后将信息反馈给调整机构4，调整机构4对待检测镜头模组进行调整，直到周边和中心MTF(调制传递函数)都达到要求。

由以上可知，现有调整装置只能进行Xθ，Yθ，Z三个方向的调整，仅仅进行CCD/CMOS图像传感器的对焦位置和倾斜量调整以达到MTF(调制传递函数)的要求，无法对画面的其他重要参数如：中心调整，模组视角检查，画面的回转角度进行调整。与此同时，现有的调整装置可以调整的镜头模组的视场角都小于等于180度，由于全景镜头视场角大于180度，而且双镜头的成像要进行软件自动拼接，所以对图像的要求不仅仅是MTF(调制传递函数)，还需要调整图像的回转角度、图像中心位置、视场角等以保证模组的一致性，现有的装置无法满足这样的要求。

技术实现要素：

本申请提供一种广角镜头模组调整装置及调整方法，解决现有技术镜头模组调整装置视场小、只能检测MTF(调制传递函数)，无法检测调整图像的回转角度，图像中心位置，视场角等内容；且图像调整一致性差，不适用与广角镜头模组，不利于图像自动拼接等缺点。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种广角镜头模组调整装置，包括待检测镜头模组、镜头模组微调装置、图像处理系统和超半球形标靶；

所述待检测镜头模组包括镜头和CCD/CMOS图像传感器，CCD/CMOS图像传感器设置在镜头模组微调装置上，所述CCD/CMOS图像传感器与图像处理系统连接，镜头模组微调装置与图像处理系统连接；在待检测镜头模组的视场前方设置所述超半球形标靶，待检测镜头模组设置在超半球形标靶的球心处，所述超半球形标靶上设置有中心对焦区域、画面中心识别区域、画面回转角度测试区域、解像力测试区域、周边对焦区域和视场角测试区域。

进一步的，所述中心对焦区域设置在超半球形标靶靶面的中心位置；画面中心识别区域为圆环状，紧邻设置在中心对焦区域的外围。

进一步的，画面回转角度测试区域包括两个画面回转角度测试区域单元，两个画面回转角度测试区域单元分别设置在画面中心识别区域的左侧和右侧。

进一步的，画周边对焦区域包括四个周边对焦区域单元，多个周边对焦区域单元环状阵列设置在画面回转角度测试区域的外围；视场角测试区域为圆环状，设置在超半球形标靶靶面的最外围；解像力测试区域包括多个解像力测试区域单元，其中两个解像力测试区域单元分别紧邻设置在画面中心识别区域的上方和下方，其余解像力测试区域单元环状阵列设置在画面回转角度测试区域与视场角测试区域之间。

进一步的，镜头模组微调装置包括可调节镜头模组支架和支架控制系统，CCD/CMOS图像传感器通过传感器固定架设置在可调节镜头模组支架上，可调节镜头模组支架与支架控制系统连接，支架控制系统与图像处理系统连接，所述镜头固定设置在镜头支架上。

广角镜头模组调整装置的调整方法，待检测镜头模组在镜头模组微调装置的驱动下，移动的检测半球形标靶靶面上的六种测量区域，对镜头模组的对焦最佳性能位置及倾斜量最佳性能位置、画面中心最佳性能位置、画面回转角最佳性能位置、画面解像力最佳性能位置、画面视场角最佳性能位置进行记录并定位。

进一步的，所述画面回转角最佳性能位置调整方法如下:

识别两个画面回转角测试区域单元的中心点在CCD/CMOS图像传感器的成像坐标，计算两个回转角测试区域单元中心点所连成的直线与传感器的成像连线的夹角，通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器回转，直到CCD/CMOS图像传感器回转角达到要求，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器进行定位。

进一步的，所述画面解像力最佳性能位置调整方法如下:

识别多个解像力测试区域单元在CCD/CMOS图像传感器的成像，根据成像的扫描线判定镜头模组的解像力，通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器移动，直到CCD/CMOS图像传感器画面解像力达到要求，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器进行定位。

进一步的，所述画面视场角最佳性能位置调整方法如下:

识别视场角测试区域在CCD/CMOS图像传感器的成像，通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器3移动，直到视场角测试区域的标线达到角度要求，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器进行定位。

进一步的，所述对镜头模组的对焦最佳性能位置及倾斜量最佳性能位置调整方法如下:

通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器前后移动调整，记录在中心最佳对焦点和多个周边最佳对焦点时CCD/CMOS图像传感器所在的位置，根据各位置坐标计算出CCD/CMOS图像传感器的对焦位置和对焦倾斜量，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器进行调整定位；

所述画面中心最佳性能位置调整方法如下:

识别画面中心识别区域的中心点在CCD/CMOS图像传感器成像的坐标，以成像中心点为基准点，通过镜头模组微调装置移动CCD/CMOS图像传感器,使画面识别区域的中心点和成像中心点重合，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器进行定位。

本发明的有益效果：

1.本发明使用了超半球形标靶(chart)，在超半球形标靶(chart)上布置不同的功能区域，在完成传统调整装置中心对焦调整和周边对焦调整的基础之上，通过可调节镜头模组支架对镜头模组的位置调整，完成镜头模组的画面中心调整、画面回转角调整、视场角调整、解像力调整功能，可以使镜头模组的画面位置一致性大幅提高。

2.由于在图像拼接时需要软件自动识别两幅图像上特定区域的图形，以特定图形所在的位置为基准进行拼接；本发明的调整功能提高了两幅图像位置的一致性，也就保证了特定图形位置的一致性，有利于图像拼接，尤其在处理两张180度以上的画面拼接时，图像的一致性好，图像接缝处不容易产生黑线或错位。

3.本发明超半球形标靶靶面上设置的六种功能区域结合镜头模组的调整装置，使得五种检测调整功能同时在一台装置上实现，提高了生产效率，降低了装置的成本。

附图说明

图1为现有技术中的一种镜头模组调整装置的结构示意图；

图2为本发明装置的结构示意图；

图3为本发明超半球形标靶的结构示意图；

图中，1-平行光管，2-镜头，3-CCD/CMOS图像传感器，4-调整机构，5-图像处理系统，6-超半球形标靶，7-中心对焦区域，8-画面中心识别区域，9-画面回转角度测试区域，10-解像力测试区域，11-周边对焦区域，12-视场角测试区域，13-可调节镜头模组支架，14-支架控制系统，15-传感器固定架，16-镜头支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明装置及方法的原理是镜头模组感光器件(CMOS/CCD)在镜头模组微调装置的驱动下，根据半球形标靶靶面上设置的六种测量区域对镜头模组的五个最佳性能位置进行定位并记录，从而满足镜头模组的图像处理需求。

本发明的装置和方法可以对直进式单镜头模组，曲折式单镜头模组，曲折式双镜头模组进行调整测试。

以下实施例是以曲折式双镜头模组作为说明。

实施例：

请参见图2，一种广角镜头模组调整装置，包括待检测镜头模组、镜头模组微调装置、图像处理系统5和超半球形标靶6；待检测镜头模组包括镜头2和CCD/CMOS图像传感器3，CCD/CMOS图像传感器3设置在镜头模组微调装置上，CCD/CMOS图像传感器3与图像处理系统5连接，镜头模组微调装置与图像处理系统5连接；在待检测镜头模组的视场前方设置超半球形标靶6，该超半球形标靶6靶面的视角可达230度以上；待检测镜头模组设置在超半球形标靶6的球心处，超半球形标靶6上设置有中心对焦区域7、画面中心识别区域8、画面回转角度测试区域9、解像力测试区域10、周边对焦区域11和视场角测试区域12。

请参见图3，本实施例公开一种具体的超半球形标靶6结构，中心对焦区域7设置在超半球形标靶6靶面的中心位置，作为中心最佳对焦点；画面中心识别区域8为圆环状，紧邻设置在中心对焦区域7的外围，作为画面中心识别最佳性能位置；画面回转角度测试区域9包括两个画面回转角度测试区域单元，两个画面回转角度测试区域单元分别设置在画面中心识别区域8的左侧和右侧，作为画面回转角识别最佳性能位置；周边对焦区域11包括四个周边对焦区域单元，四个周边对焦区域单元环状阵列设置在画面回转角度测试区域9的外围，作为画面倾斜量识别最佳性能位置；视场角测试区域12为圆环状，作为画面视场角识别最佳性能位置，视场角测试区域12设置在超半球形标靶6靶面的最外围；解像力测试区域10包括六个解像力测试区域单元，作为画面解像力识别最佳性能位置，其中两个解像力测试区域单元分别紧邻设置在画面中心识别区域8的上方和下方，另外四个解像力测试区域单元环状阵列设置在画面回转角度测试区域9与视场角测试区域12之间。

需要指出的是，在超半球形标靶6靶面上，根据不同功能的需求，各功能区的位置、数目和形状不限于图3所示。

为了使CCD/CMOS图像传感器3到达调整位置，镜头模组微调装置包括可调节镜头模组支架13和支架控制系统14，CCD/CMOS图像传感器3通过传感器固定架15设置在可调节镜头模组支架13上，可调节镜头模组支架13与支架控制系统14连接，支架控制系统14与图像处理系统5连接，镜头2固定设置在镜头支架16上。

本发明实施例中的镜头模组微调装置具有自动调整功能，支架控制系统14与图像处理系统5中载入支架移动控制程序和图像处理程序，CCD/CMOS图像传感器3在识别超半球形标靶6上各个识别区域后，将成像结果输入图像处理系统5中，图像处理系统5根据五种不同调整功能计算CCD/CMOS图像传感器3的移动量，并将移动量信息传输至支架控制系统14，支架控制系统14驱动可调节镜头模组支架13进而带动CCD/CMOS图像传感器3做出调整，当调整位置符合镜头模组各功能调整要求时，支架控制系统14定位可调节镜头模组支架13。

上述镜头模组微调装置的目的是为了配合超半球形标靶6各识别功能的识别和镜头模组位置的调整，因此，采用其他原理识别本发明超半球形标靶6进而调整定位镜头模组的调整机构，都落入本发明保护的范围。

周边对焦区域11、中心对焦区域7和解像力测试区域10均为反射式对焦区域。

本发明同时提供上述广角镜头模组调整装置的调整方法，待检测镜头模组在镜头模组微调装置的驱动下，移动的检测半球形标靶靶面6上的六种测量区域，对镜头模组的对焦最佳性能位置及倾斜量最佳性能位置、画面中心最佳性能位置、画面回转角最佳性能位置、画面解像力最佳性能位置、画面视场角最佳性能位置进行记录并定位。

具体的：

对镜头模组的对焦最佳性能位置及倾斜量最佳性能位置(Z、Xθ、Yθ)调整方法如下:

通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器前后移动调整，记录在中心最佳对焦点和四个周边最佳对焦点时CCD/CMOS图像传感器3所在的位置，分别记为AF0、AF1、AF2、AF3和AF4；根据AF0-AF4计算出CCD/CMOS图像传感器3的对焦位置和对焦倾斜量，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器3进行调整定位。

对画面中心最佳性能位置(X、Y)调整方法如下:

识别画面中心识别区域的中心点在CCD/CMOS图像传感器3成像的坐标，以成像中心点为基准点，通过镜头模组微调装置移动CCD/CMOS图像传感器3,使画面识别区域的中心点和成像中心点重合，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器3进行定位。

对画面回转角最佳性能位置(Zθ)调整方法如下:

识别两个画面回转角测试区域单元的中心点在CCD/CMOS图像传感器3的成像坐标，计算两个回转角测试区域单元中心点所连成的直线与传感器的成像连线的夹角，通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器3回转，直到CCD/CMOS图像传感器3回转角达到要求，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器3进行定位。

对画面解像力最佳性能位置调整方法如下:

识别六个解像力测试区域单元在CCD/CMOS图像传感器3的成像，根据成像的扫描线判定镜头模组的解像力，通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器3移动，直到CCD/CMOS图像传感器3画面解像力达到要求，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器3进行定位。

对画面视场角最佳性能位置调整方法如下:

识别视场角测试区域在CCD/CMOS图像传感器3的成像，通过镜头模组微调装置使CCD/CMOS图像传感器3移动，直到视场角测试区域的标线达到角度要求，镜头模组微调装置对CCD/CMOS图像传感器3进行定位。

这样以上五种功能可以在一台装置上实现，有利于保证模组图像的一致性，同时也降低了镜头模组的检测调整成本。

图像拼接就是将数张有重叠部分的图像(可能是不同时间,不同视角或者不同传感器获得的)拼成一幅大型的无缝高分辨率图像的技术，一般包括以下几个步骤：1.拍摄图像；2.接基准位置判断(拼接基位置判断)；3.图像处理(画面展开，并去掉多余的图像)；4.图像配准对接；5.拼接数据写入。图像拼接技术的关键是图像配准，即调整相邻场景的两幅图像特征位置的一致性，若两幅图像上特定的图形的位置差异较大，软件识别误差增大，拼接就有可能失败或者拼接缝的位置有黑线或错位。

通过本发明的调整装置调整过的镜头模组在处理两张以上的画面拼接时，保证了图像特定图形位置的一致性，两张图像的一致性好，图像接缝处不容易产生黑线或错位，尤其处理两张180度以上的画面时，拼接结果优秀。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。