一种针对图像传感器光学成像系统的测量装置及其测量系统的制作方法

本实用新型涉及光学成像系统领域的测量设备，是一种针对图像传感器光学成像系统的测量装置。

背景技术：

基于CMOS或CCD的图像传感器的光学成像系统，如工业摄像机、网络摄像机、数码录像机、手机摄像头等，被广泛应用于各行各业。此类光学成像系统的核心参数，如曝光时间、视频延迟、帧率、拍照延迟、图像编解码延迟等，通常都会极大地影响此类成像系统的质量。已有的对此类成像系统参数的测量方法或装置，如中华人民共和国公安部发布的《GAT 1128-2013 安全防范视频监控高清晰度摄像机测量方法》，但是使用起来相当繁琐，需要大量的人工干预才能获得最终的测量结果，从而难以保证其测量的准确性和可重复性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种测量装置，能够快速自动化地测量基于图像传感器的光学成像系统的核心参数，从而保证测量结果的准确性、精确性和可重复性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种针对图像传感器光学成像系统的测量装置，包括箱体单元、按键单元、触发信号单元、通信单元、图像成形单元、光学探头单元、运动测量单元、控制单元和显示单元，按键单元、图像成形单元、显示单元设置在箱体单元表面，运动测量单元、光学探头单元与箱体单元连接，控制单元、触发信号单元和通信单元的电路位于箱体单元内。

进一步地，所述图像成形单元包括单色LED灯阵列和/或彩色LED灯阵列。利用所述按键单元或所述通信单元，可以改变所述LED灯阵列或所述彩色LED灯阵列的变换方式和触发方式。所述光学探头单元可以捕获光学传感器成像系统捕捉到的所述单色LED灯阵列或所述彩色LED灯阵列的图像，所述光学探头单元可以基于图像信息分析出测量结果。其测量结果可通过所述显示单元呈现给现场测试人员，同时其测量结果或捕获的图像信息可通过所述通信单元或所述探头单元传给PC工作站。采用所述测量装置，能够快速自动化地测量基于图像传感器的光学成像系统的核心参数，如曝光时间、视频延迟、帧率、拍照延迟等，从而保证测量结果的准确性、精确性和可重复性。

其中，所述按键单元包括一个触发按钮，一个返回按钮，一个选择旋钮和一个电源开关。

其中，所述触发信号单元包括触发输入接口电路和触发输出接口电路。

其中，所述通信单元包括一个网络接口，一个USB接口，一个触发信号接口，一个保持信号接口和一个通用信号接口。

其中，所述单色LED灯阵列的灯的个数为240个。

其中，所述单色LED灯阵列的灯的布局方式如下：左右各有120个单色LED灯；左上和右上的100个单色LED灯呈10x10方形阵列；左下和右下的20个单色LED灯呈2x10矩阵。

其中，所述彩色LED灯阵列可以变换颜色，且颜色变换的顺序和间隔时间可以调整。

其中，所述光电探头单元包括采集头、信号处理模块和通信接口。采集头采集原始图像信息，传递给光电信号处理模块进行数字化预处理，光电信号处理模块将预处理结果和过程数据通过通信接口发送给其中一个所述通用信号接口。

其中，所述运动测量单元包括测量头，信号处理模块和通信接口。

测量头获取原始的运动数据，传递给运动信号处理模块进行数字化预处理，运动信号处理模块将预处理结果和过程数据通过通信接口发送给其中任意一个所述通用信号接口。

其中，所述控制单元包括微处理器，LED灯阵列控制触发电路，LED灯亮度控制电路和通信接口电路。

其中，所述箱体单元的前面板上安装有所述单色LED灯阵列，所述彩色LED灯阵列，所述显示单元，所述按键单元中的一个触发按钮，和所述按键单元中的一个返回按钮。

其中，所述箱体单元的右侧面板上安装有所述通信单元，所述按键单元中的一个选择旋钮，所述按键单元中的一个电源开关。

其中，所述箱体单元的下面板上安装有适配三角支撑架的螺纹孔。

其中，所述箱体单元的右侧面板和所述探头单元通过电缆连接。

其中，所述箱体单元内部安装有所述控制单元。

本实用新型还包括一种测量系统，该系统包括测量装置和PC工作站，PC工作站安装有专用测量软件，所述专用软件可以通过USB口或者网口和所述通信单元连接，并可以控制所述图像成形单元，以及显示测量数据和结果。

本实用新型的优点和有益效果在于：减少了已有技术方案中的人工干预，极大地保证了测试结果的准确性、精确性和可重复性，以便可靠高效地评价和改善针对图像传感器光学成像系统的质量。

附图说明

图1 为测量装置示意图；

图2 为箱体示意图；

图3 为箱体正面板示意图；

图4 为箱体右侧面板示意图；

图5 为箱体下面板示意图；

图6 为光电探头单元示意图；

图7 为运动测量单元示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，依照本实用新型具体实施方案的针对图像传感器光学系统的测量装置具有箱体10、光学探头单元70和运动测量单元80，箱体通过电缆和光电探头单元以及运动测量单元连接。

如图2所示，箱体前面板上有单色LED灯阵列100，彩色LED灯阵列200、液晶显示器300、触发按键301、返回按键302；箱体的右侧面板上有通用传感器接口403、通用传感器接口404、触发接口405、电源接口406、电源开关303、旋钮开关304、USB接口401和网络接口402。如图4所示，箱体下面板上有适配三角支撑架的螺纹孔600。

如图5所示，光学探头单元70有采集头703，信号处理模块702和传感器接口701；传感器接口701可以和箱体上传感器接口1(403)或传感器接口2(404)连接。

如图6所示，运动测量单元80有测量头803，信号处理模块802和传感器接口801；传感器接口801可以和箱体上传感器接口1或传感器接口2连接。

测量光学成像系统的视频延迟时，首先将测量装置的箱体固定到三角支架上，并将其放置在待测的基于图像传感器的光学成像系统的镜头前方，确保测量装置的前面板都可以被此光学成像系统拍摄到；其次将光学探头单元的采集头703放置在光学成像系统的终端显示器前方，确保采集头对准终端显示器所显示出画面中彩色LED阵列200；然后将测量装置的网络接口或USB接口连接到PC工作站；然后通过PC上的控制软件或者通过右侧面板上的旋钮选择相应的视频延时模式，按照操作指引，校正颜色，并校正自延时参数；然后通过PC上的控制软件或者按下触发按钮，控制图像成形单元，开始测量；测量结果会显示到前面板的液晶显示器300上，或者传到PC工作站上。

测量光学成像系统的视频帧率时，首先将测量装置的箱体固定到三角支架上，并将其放置在待测的基于图像传感器的光学成像系统的镜头前方，确保测量装置的前面板都可以被此光学成像系统拍摄到；然后将箱体右侧面板上的网络接口或USB接口通过通信线缆连接到PC工作站；然后通过PC上的控制软件或者通过右侧面板上的旋钮选择相应的视频帧率模式，并设置相关参数，如帧率等；然后通过PC上的控制软件或者按下触发按钮即可开始测量；单色LED阵列100将按照所设置的参数开始按逐一亮起和熄灭。测量结果会显示到前面板的液晶显示器300上，同时测量结果可以保存在PC工作站上。

测量数字式光学成像系统的解码播放帧率时，首先将测量装置的箱体固定到三角支架上，并将其放置在待测的基于图像传感器的光学成像系统的镜头前方，确保测量装置的前面板都可以被此光学成像系统拍摄到；其次将光学探头单元的采集头703放置在光学成像系统的终端显示器前方，确保采集头对准终端显示器所显示出画面中彩色LED阵列200；然后将箱体右侧面板上的网络接口或USB接口以及光学探头单元上的通信线缆连接到PC工作站；然后通过PC上的控制软件或者通过右侧面板上的旋钮选择相应的解码播放帧率模式，按照操作指引，依次校正颜色，校正自延时参数，并选择颜色序列和设定预期的播放帧率；然后通过PC上的控制软件或者按下触发按钮即可开始测量；此时彩色LED阵列200会按所设定的颜色序列和播放帧率变换，测量结果会显示到前面板的液晶显示器300上，同时测量结果或者光学探头单元所捕获的图像信息可以保存在PC工作站上。

测量使用全局快门传感器的光学成像系统的曝光时间时，首先将测量装置的箱体固定到三角支架上，并将其放置在待测的基于图像传感器的光学成像系统的镜头前方，确保测量装置的前面板都可以被此光学成像系统拍摄到；然后将箱体右侧面板上的网络接口或USB接口通过的通信线缆连接到PC工作站；然后通过PC上的控制软件或者通过右侧面板上的旋钮选择相应的计时模式，并设置相关参数，如计时因子；然后通过PC上的控制软件或者按下触发按钮即可开始测量；所述单色LED阵列100将按照所设置的参数开始按逐一亮起和熄灭。从光学成像系统抓拍一张图片，通过对亮起的LED灯计数，可以得到精确的测量结果。

测量使用卷帘快门传感器的光学成像系统的曝光时间时，首先将测量装置的箱体固定到三角支架上，并将其放置在待测的基于图像传感器的光学成像系统的镜头前方，确保测量装置的前面板都可以被此光学成像系统拍摄到；然后将箱体右侧面板上的网络接口或USB接口通过通信线缆连接到PC工作站；然后通过PC上的控制软件或者通过右侧面板上的旋钮选择相应的滚动曝光模式，并设置相关参数，如延时时间、LED灯的动态显示方向等；然后通过PC上的控制软件或者按下触发按钮即可开始测量；所述单色LED阵列100将按照所设置的参数开始按逐行或列亮起和熄灭。从光学成像系统抓拍一张图片，通过对图片的分析，以及对亮起的LED灯计数，可以得到精确的测量结果。

测量使用云台的光学成像系统的云台参数时，首先将测量装置的箱体固定到三角支架上；其次将运动测量单元的采集头803固定在云台上；然后将箱体右侧面板上的网络接口或USB接口以及运动测量单元上的通信线缆连接到PC工作站；然后通过PC上的控制软件或者通过右侧面板上的旋钮选择相应的云台转动模式；然后通过PC上的控制软件或者按下触发按钮即可开始测量，并通过光学成像系统的软件控制云台运动，测量得到云台运动参数，如速度、角度、加速度等。测量结果会显示到前面板的液晶显示器300上，同时测量结果或者运动测量单元所捕获的运动数据信息可以保存在PC工作站上。

本实施例的优点在于，能够快速自动化地测量基于图像传感器的光学成像系统的核心参数，从而保证测量结果的准确性、精确性和可重复性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。