变焦曲线矫正方法、装置、存储介质以及系统与流程

本发明涉及变焦镜头
技术领域：
，特别涉及对焦曲线矫正方法、装置、存储介质以及系统。
背景技术：
：变焦镜头是焦距在一定范围内连续改变而保持像面不动的光学系统。它可以在拍摄点不变的情况下获得不同比例的像，因此它在新闻采访、影片摄制、电视转播以及安防监控等领域有着极为重要的地位。变焦镜头包括提供倍率的变倍透镜组和补偿像面的补偿透镜组。从镜头的广角端到望远端，变倍透镜组的位置与所处位置对应的焦距构成了变焦曲线，补偿透镜组的位置与所处位置的焦距构成了对焦曲线。当变倍透镜组和补偿透镜组分别按变焦曲线和对焦曲线移动时，理论上，变焦镜头能够在各焦距处均获得清晰的成像。但是，在镜头的实际加工及组装过程中会存在各种各样的加工、组装误差以及pi(photo-interrupt)的定位误差等，导致变倍透镜组和补偿透镜组分别按变焦曲线和对焦曲线移动时变焦镜头并不能在像平面获得清晰成像。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种变焦曲线矫正方法，旨在解决变焦镜头因实际加工及组装过程中存在的各种误差导致变倍透镜组和补偿透镜组分别按变焦曲线和对焦曲线移动时变焦镜头并不能在像平面获得清晰成像的问题。为实现上述目的，本发明提出一种变焦曲线矫正方法，包括如下步骤：获取变焦镜头的待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线；获取所述待矫正变倍透镜组在调整焦距处对应的矫正值；所述调整焦距为根据测试变焦曲线计算每一焦距对应的所述变焦镜头的后焦长，对应的所述后焦长与理论后焦长的绝对差值最大所对应的焦距；所述矫正值为所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距处，通过调整所述待矫正变倍透镜组在轴向上移动过程中，成像清晰时对应的轴向位移；将所述待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加所述矫正值，以获得矫正后的变焦曲线。可选地，所述将所述待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加所述矫正值，以获得矫正后的变焦曲线的步骤之后还包括：存储所述待矫正变倍透镜组矫正后的变焦曲线。可选地，所述获取所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距处对应的矫正值的步骤包括：获取待矫正变倍透镜组的调整焦距；获取补偿透镜组的理论对焦曲线；控制电驱动装置驱动所述补偿透镜组移动至所述调整焦距对应的理论对焦位置，以及驱动所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距对应理论变焦位置附近移动，并接受图像采集器收集的成像图像，其中，所述电驱动装置分别与变倍透镜组和补偿透镜组驱动连接，所述图像采集器位于所述变焦镜头的像平面；当所述成像图像清晰时，获取所述待矫正变倍透镜组的实际对焦位置相对理论变焦位置的位移量为矫正值。可选地，所述获取待矫正变倍透镜组的调整焦距的步骤包括：将所述理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加预判位移量，以获得测试变焦曲线；根据所述测试变焦曲线和理论对焦曲线，计算每一焦距对应的所述变焦镜头的后焦长；选取所述后焦长与理论后焦长的绝对差值最大所对应的焦距为调整焦距。可选地，所述变焦镜头包括至少两个变倍透镜组，至少两个所述变倍透镜组包含待矫正变倍透镜组和其它变倍透镜组；所述根据所述测试变焦曲线和理论对焦曲线，计算每一焦距对应的所述变焦镜头的后焦长的步骤包括：根据所述待矫正变倍透镜组的测试变焦曲线，其它所述变倍透镜组的理论变焦曲线，以及理论对焦曲线，计算每一焦距对应的后焦长。可选地，所述其它变倍透镜组均为未矫正变倍透镜组；所述控制电驱动装置驱动所述补偿透镜组移动至所述调整焦距对应的理论对焦位置，以及驱动所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距对应理论变焦位置附近移动，并接受所述图像采集器收集的成像图像的步骤包括：控制电驱动装置驱动所述未矫正变倍透镜组和所述补偿透镜组分别移动至所述调整焦距对应的理论变焦位置和理论对焦位置，以及驱动所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距对应理论变焦位置附近移动，并接受所述图像采集器收集的成像图像。可选地，所述其它变倍透镜组包含未矫正变倍透镜组和已矫正变倍透镜组；所述控制电驱动装置驱动所述补偿透镜组移动至所述调整焦距对应的理论对焦位置，以及驱动所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距对应理论变焦位置附近移动，并接受所述图像采集器收集的成像图像的步骤包括：获取所述已矫正变倍透镜组的矫正后的变焦曲线；控制所述电驱动装置驱动所述未矫正透镜组和所述补偿透镜组分别移动至所述调整焦距对应的理论变焦位置和理论对焦位置，所述已矫正变倍透镜组移动至所述调整焦距对应的矫正后的变焦位置，以及控制所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距对应理论变焦位置附近移动，并接受所述图像采集器收集的成像图像。本发明还提出一种变焦曲线矫正装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的变焦曲线矫正程序，所述变焦曲线矫正程序配置为实现如上所述的变焦曲线矫正方法的步骤。本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有所述变焦曲线矫正程序，所述变焦曲线矫正程序被处理器执行时实现如上所述的变焦曲线矫正方法的步骤。本发明还提出一种变焦曲线矫正系统，包括：变焦镜头，包括同轴设置的变倍透镜组和补偿透镜组，所述变倍透镜组和所述补偿透镜组均可沿其轴向移动；测试光源，用以向所述变焦镜头的拍摄端发射平行光束；图像采集器，位于所述变焦镜头的像平面，用以采集所述变焦镜头的成像图像；电驱动装置，与所述变倍透镜组和所述补偿透镜组驱动连接，用以驱动多个所述变倍透镜组和所述补偿透镜组移动；控制器，与所述图像采集器和所述电驱动装置装置电性连接，所述控制器包括如上所述的变焦曲线矫正装置。本发明的技术方案提供一种变焦曲线矫正方法，当变倍透镜组按矫正后的变焦曲线移动，补偿透镜组按理论对焦曲线移动时，变焦镜头能够在像平面获得清晰成像。变焦镜头在实际加工和组装过程中存在各种各样的误差，导致了各透镜组的焦距，以及相邻透镜组之间的间隔与理论不一致，进而导致各透镜组在某一焦距处按照理论位置排布时，变焦镜头的焦距与理论值不一致，因此在理论像平面上成像不清晰。光学分析可知，各镜头组的后焦距和相邻透镜组之间的间隔存在误差对变焦镜头的焦距的影响是可以通过改变镜头组的位置进行补偿的；并且各透镜组的位置的改变对变焦镜头的焦距的影响是不同的。经理论分析和实验验证，当变倍透镜组按理论变焦曲线移动的情况下，为使变焦镜头从广角端到望远端成像均清晰，补偿透镜组在每一焦距处对焦位置的矫正值差异较大，因此，需要从广角端到望远端测量较多点，才能给出较为准确的对焦位置。但是，当补偿透镜组按照理论对焦曲线移动的情况下，为使变焦镜头从广角端到望远端成像均清晰，变倍透镜组在每一焦距处变焦位置的矫正值差异小，因此矫正变焦曲线更方便矫正变焦镜头的焦距，且矫正效果更好。鉴于上述理论分析和实验验证，本发明的变焦曲线矫正方法，获取待矫正变倍透镜组在调整焦距处对应的矫正值，将待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加矫正值，即可获得矫正后的变焦曲线。本发明的变焦曲线矫正方法，能更准确的矫正变焦镜头的焦距，且操作步骤少，操作简单。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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明提供的变焦曲线矫正系统的一实施例的结构示意图；图2为本发明提供的变焦曲线矫正方法一实施方式的流程图。附图标号说明：标号名称标号名称1测试光源3驱动装置2图像采集器4控制器本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。变焦镜头在实际加工和组装过程中存在各种各样的误差，导致了各透镜组的焦距，以及相邻透镜组之间的间隔与理论不一致，进而导致各透镜组在某一焦距处按照理论位置排布时，变焦镜头的后焦距与理论值不一致，因此在理论像平面上成像不清晰。鉴于此，本发明提供了一种变焦曲线矫正方法、装置以及系统，旨在通过矫正变焦曲线，使得当变倍透镜组按矫正后的变焦曲线移动，补偿透镜组按理论对焦曲线移动时，变焦镜头能够在像平面获得清晰成像。图1为本发明的变焦曲线矫正系统的一实施例的结构示意图，参见图1，变焦曲线矫正系统包括变焦镜头、测试光源1、图像采集器2、电驱动装置3以及控制器4。其中，变焦镜头包括同轴设置的变倍透镜组，以及补偿透镜组，变倍透镜组和补偿透镜组均可沿其轴向移动；测试光源1用于向变焦镜头的拍摄端发射平行光束；图像采集器2位于变焦镜头的像平面，用以采集变焦镜头的成像图像；电驱动装置3与变倍透镜组和补偿透镜组驱动连接，用以驱动所述变倍透镜组和所述补偿透镜组移动；控制器4与图像采集器2和电驱动装置3电性连接，控制器4包括变焦曲线矫正装置。其中，电驱动装置3包括多个驱动马达，每一变倍透镜组和补偿透镜组均与一驱动马达驱动连接。变焦曲线矫正装置包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的变焦曲线矫正程序，变焦曲线矫正程序配置为实现本发明的变焦曲线矫正方法。本发明还提供一种存储介质，存储介质上存储有变焦曲线矫正程序，变焦曲线矫正程序被处理器执行时实现本发明的变焦曲线矫正方法的步骤。光学分析可知，各镜头组的焦距和相邻透镜组之间的间隔存在误差对变焦镜头的后焦距的影响是可以通过改变镜头组的位置进行补偿的；并且各透镜组的位置的改变对变焦镜头的后焦距的影响是不同的。经理论分析和实验验证，当变倍透镜组按理论变焦曲线移动的情况下，为使变焦镜头从广角端到望远端成像均清晰，补偿透镜组在每一焦距处对焦位置的矫正值差异较大，因此，需要从广角端到望远端测量较多点，才能给出较为准确的对焦位置。但是，当补偿透镜组按照理论对焦曲线移动的情况下，为使变焦镜头从广角端到望远端成像均清晰，变倍透镜组在每一焦距处变焦位置的矫正值差异小，因此矫正变焦曲线更方便矫正变焦镜头的后焦距，且矫正效果更好。鉴于上述理论分析和实验验证，本发明提出了一种变焦曲线矫正方法，包括如下步骤：s10、获取变焦镜头的待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线；s20、获取所述待矫正变倍透镜组在调整焦距处对应的矫正值；所述调整焦距为根据测试变焦曲线计算每一焦距对应的所述变焦镜头的后焦长，对应的所述后焦长与理论后焦长的绝对差值最大所对应的焦距；所述矫正值为所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距处，通过调整所述待矫正变倍透镜组在轴向上移动过程中，成像清晰时对应的轴向位移；s30、将所述待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加所述矫正值，以获得矫正后的变焦曲线。其中，后焦长为包含多个镜片的光学系统中最后一个光学表面顶点至后方焦点的距离。本发明的变焦曲线矫正方法，获取待矫正变倍透镜组在调整焦距处对应的矫正值，将待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加矫正值，即可获得矫正后的变焦曲线。本发明的变焦曲线矫正方法，能更准确的变焦镜头的焦距，且操作步骤少，操作简单。进一步地，s30步骤之后还包括：s40、存储所述待矫正变倍透镜组矫正后的变焦曲线。便于使用时提取矫正后的变焦曲线进一步地，s20、获取所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距处对应的矫正值的步骤包括：s201、获取待矫正变倍透镜组的调整焦距；s202、获取补偿透镜组的理论对焦曲线；s203、控制电驱动装置驱动所述补偿透镜组移动至所述调整焦距对应的理论对焦位置，以及驱动所述待矫正变倍透镜组在所述调整焦距对应理论变焦位置附近移动，并接受图像采集器收集的成像图像，其中，所述电驱动装置分别与变倍透镜组和补偿透镜组驱动连接，所述图像采集器位于所述变焦镜头的像平面；s204、当所述成像图像清晰时，获取所述待矫正变倍透镜组的实际对焦位置相对理论变焦位置的位移量为矫正值。其中，获取待矫正变倍透镜组的调整焦距的步骤包括：s2011、将所述理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加预判位移量，以获得测试变焦曲线；s2012、根据所述测试变焦曲线和理论对焦曲线，计算每一焦距对应的所述变焦镜头的后焦长；s2013、选取后焦长与理论后焦长的绝对差值最大所对应的焦距为调整焦距。通过理论分析和实验验证可知，改变变倍透镜组的位置对每一焦距处变焦镜头的后焦长的影响是不同的，也即每一焦距对应的后焦长对变倍透镜组的位置改变的敏感度不同，选取后焦长对变倍透镜组的位置最敏感的焦距处进行矫正，能够获得最好的矫正效果。鉴于此，本发明的变焦曲线矫正方法中，首先，在待矫正变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应的变焦位置均沿轴向叠加预判位移量，以获得测试变焦曲线，测试变焦曲线能够放大变倍透镜组的位置改变对变焦镜头的后焦长的影响，以更好的确定调整焦距的位置。其次，选取后焦长与理论后焦长的绝对差值最大所对应的焦距为调整焦距，那么在调整焦距处，变倍透镜组的位置改变对后焦长的影响最大。根据待矫正变倍透镜组的测试变焦曲线，补偿透镜组的理论对角曲线，计算每一焦距对应的变焦镜头的后焦长的方法为本领域的常规方法，对此本申请不再赘述。一般地，当变焦镜头包括一个变倍透镜组和一个补偿透镜组时，加工和组装造成的误差造成变焦曲线的偏差是从广角端到望远端逐渐增大，因此，一般选择焦距最大的望远端获取矫正值。当变焦镜头包括多个变倍透镜组时，从广角端到望远端，不同变倍透镜组位置的微小改变对后焦长的影响是不同的。通过理论分析和实验验证可知，不同焦距处，不同变倍透镜组位置的微小改变对后焦长的影响情况不同。例如，某变焦镜头有三个变倍透镜组和一个补偿透镜组，从广角端到望远端，对第一变倍透镜组在理论变焦位置的基础上都改变相同的位移，在望远端后焦长变化最大，对第二变倍透镜组在理论变焦位置的基础上都改变相同的位移，在中倍率端后焦长变化最大，对第三变倍透镜组在理论变焦位置的基础上都改变相同的位移，在广角端后焦长变化最大。鉴于此，对多个变倍透镜组，需分别选取调整焦距。因此，所述根据所述测试变焦曲线和理论对焦曲线，计算每一焦距对应的所述变焦镜头的后焦长的步骤包括：s2012’、根据所述待矫正变倍透镜组的测试变焦曲线，其它所述变倍透镜组的理论变焦曲线，以及理论对焦曲线，计算每一焦距对应的后焦距长。需要说明的是，当其它变倍透镜组均为未矫正变倍透镜组时，均使用未矫正变倍透镜组的理论变焦曲线参与计算。当其它变倍透镜组包含未矫正变倍透镜组和已矫正变倍透镜组，已矫正变倍透镜组既可以使用理论变焦曲线参与计算，也可以使用矫正后的变焦曲线参与计算。对于包括多个变倍透镜组的变焦镜头，第一个矫正或处于中间矫正，或最后一个矫正，获取矫正值略有不同，具体如下，当其它变倍透镜组均为未矫正变倍透镜组，控制电驱动装置驱动未矫正透镜组和补偿透镜组分别移动至调整焦距对应的理论变焦位置和理论对焦位置，并驱动待矫正变倍透镜组在所述调整焦距对应理论变焦位置附近移动，并接受图像采集器收集的成像图像；当成像图像清晰时，获取待矫正变倍透镜组相对理论变焦位置的位移量为矫正值。当其它变倍透镜组包含未矫正变倍透镜组和已矫正变倍透镜组；首先，获取已矫正变倍透镜组的矫正后的变焦曲线；其次，控制电驱动装置驱动未矫正透镜组和补偿透镜组分别移动至调整焦距对应的理论变焦位置和理论对焦位置，已矫正变倍透镜组移动至调整焦距对应的矫正后的变焦位置，并驱动待矫正变倍透镜组在调整焦距对应理论对焦位置附近移动，并接受图像采集器收集的成像图像；当成像图像清晰时，获取待矫正变倍透镜组相对理论变焦位置的位移量为矫正值。当其它变倍透镜组均为已矫正变倍透镜组时，首先，获取所述已矫正变倍透镜组的矫正后的变焦曲线；其次，控制电驱动装置驱动补偿透镜组移动至调整焦距对应的理论对焦位置已矫正变倍透镜组移动至调整焦距对应的矫正后的变焦位置，并驱动待矫正变倍透镜组在调整焦距对应理论对焦位置附近移动，并接受图像采集器收集的成像图像；当成像图像清晰时，获取待矫正变倍透镜组相对理论变焦位置的位移量为矫正值。具体地，以包含3个变倍透镜组的变焦镜头为例，其中，经计算，第一变倍透镜组的调整焦距为第一调整焦距，第二变倍透镜组的调整焦距为第二调整焦距，第三变倍透镜组的调整焦距为第三调整焦距。具体获取第一矫正值、第二矫正值和第三矫正值得步骤如下:第一步：控制第二变倍透镜组、第三变倍透镜组和补偿透镜组分别移动至第一调整焦距对应的理论变焦位置和理论对焦位置，调整第一变倍透镜组在其第一调整焦距对应的理论变焦位置附近沿其轴线移动，当图像采集器采集的成像图像清晰时，获取该调节量作为第一矫正值，将第一变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应变焦位置均沿轴向叠加所述第一矫正值，以获得第一变倍透镜组的矫正后的变焦曲线，并存储；第二步：控制第三变倍透镜组和补偿透镜组分别移动至第二调整焦距对应的理论变焦位置和理论对焦位置，第一变倍透镜组移动至第二调整焦距对应的矫正后的变焦位置，调整所述第二变倍透镜组在其第二调整焦距对应得理论变焦位置附近沿其轴线移动，当图像采集器采集的成像图像清晰时，获取该调节量作为第二矫正值，将第一变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应变焦位置均沿轴向叠加所述第二矫正值，以获得第二变倍透镜组的矫正后的变焦曲线，并存储；第三步：控制第一变倍透镜组、第二变倍透镜组移动至第三调整焦距对应的矫正后的变焦位置，补偿透镜组移动至第三调整焦距对应的理论对焦位置，调整第三变倍透镜组在第三调整焦距对应的理论变焦位置附近沿其轴线移动，当图像采集器采集的成像图像清晰时，获取该调节量作为第三矫正值，将第三变倍透镜组的理论变焦曲线上任意焦距对应变焦位置均沿轴向叠加所述第三矫正值，以获得第三变倍透镜组的矫正后的变焦曲线，并存储。通过以上步骤，得到各个变倍透镜组矫正后的变焦曲线，当变焦镜头按照矫正后的变焦曲线驱动变倍透镜组，按理论对焦曲线驱动补偿透镜组时，可在任意焦距处获得清晰成像。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12