图像投影检测设备及图像投影检测方法与流程

本发明涉及图像投影检测
技术领域：
，尤其是涉及一种图像投影检测设备及图像投影检测方法。
背景技术：
：投影设备图像生成单元(pgu)在生产制造中需要检测多项关键光学参数，传统的人工检测对测试人员的测量技术和操作经验要求极高，并且需要通过人眼判断影像清晰度，测试结果带有诸多主观因素。同时无法避免人为误差和感性认知，造成准确性不足和效率低下的问题，带来了人工和时间的双重成本压力。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种图像投影检测设备及图像投影检测方法，以缓解图像投影检测中因人为感知而产生误差的技术问题。第一方面，本发明提供的图像投影检测设备，包括：光机装载组件、投影屏、第一检测模块和第二检测模块；所述光机装载组件用于装夹投影光机，并驱动所述投影光机和所述投影屏同步移动，以使所述投影屏具有第一待测工位和第二待测工位；所述投影屏用于设置在所述投影光机的光路中，以使影像投放于所述投影屏；当所述投影屏位于所述第一待测工位时，所述第一检测模块用于检测所述影像的清晰度；当所述投影屏位于所述第二待测工位时，所述第二检测模块用于检测所述影像的尺寸、畸变值和中心偏移。结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述图像投影检测设备还包括第三检测模块，所述投影屏还具有第三待测工位；当所述投影屏位于所述第三待测工位时，所述第三检测模块用于检测所述影像的亮度和颜色信息。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第三检测模块包括亮度计和第一移动组件，所述亮度计安装于所述第一移动组件，所述第一移动组件用于驱动所述亮度计沿平行于x轴的方向移动。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第三检测模块还包括第二移动组件，所述第二移动组件连接在所述第一移动组件上，且所述第一移动组件用于驱动所述亮度计绕平行于z轴的轴线旋转。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第三检测模块还包括连接在所述第一移动组件上的第三移动组件，所述第三移动组件用于驱动所述亮度计绕平行于y轴的轴线旋转。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第一移动组件包括：第一驱动件和第一承载件，所述第一承载件连接于所述第一驱动件的活动端，所述第一检测模块、所述第二检测模块和所述亮度计分别连接在所述第一承载件上。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一承载件上还设置有照度计，所述照度计用于检测投影光机的照度信息；所述投影屏连接于活动底座,以使所述投影屏具有第一位置和第二位置；当所述投影屏位于所述第一位置时，所述影像投放于所述投影屏；当所述投影屏位于所述第二位置时，所述投影屏避让所述投影光机的光路。第二方面，本发明提供的图像投影检测方法，包括：以标准投影光机作为被测对象，并将标准影像投放于投影屏，分别标定第一检测模块、第二检测模块和第三检测模块的预设检测位置；以被测投影光机作为被测对象，并将待测影像投放于投影屏；所述第一检测模块检测所述待测影像的清晰度；所述第二检测模块检测所述待测影像的中间像尺寸、畸变值和中心偏移；所述第三检测模块检测所述待测影像的亮度和颜色信息。结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第三检测模块检测所述待测影像的亮度和颜色信息的步骤包括：分别移动亮度计至多个预设检测位置，以检测所述待测影像上对应的测量点的光学参数。结合第二方面，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述图像投影检测方法还包括：移动投影屏以避让所述被测投影光机的光路；将照度计置于所述被测投影光机的光路中，并改变所述照度计与所述被测投影光机的相对位置以测量多个照度值；评价所述被测投影光机的照度均匀性，并根据中间像尺寸计算光通量。本发明实施例带来了以下有益效果：采用光机装载组件用于装夹投影光机，并驱动投影光机和投影屏同步移动，以使投影屏具有第一待测工位和第二待测工位，投影屏用于设置在投影光机的光路中，以使影像投放于投影屏，当投影屏位于第一待测工位时，第一检测模块用于检测影像的清晰度，当投影屏位于第二待测工位时，第二检测模块用于检测影像的尺寸和畸变值的方式，通过光机装载组件实现对投影光机的装夹，并同步移动投影光机和投影屏，通过第一检测模块检测影像清晰度，通过第二检测模块检测影像的尺寸和畸变值，从而可以减小因人工检测和人为感知所产生的误差。为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的图像投影检测设备的示意图；图2为本发明实施例提供的图像投影检测设备的第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块和照度计的示意图；图3为本发明实施例提供的图像投影检测设备的第三检测模块的剖视图一；图4为本发明实施例提供的图像投影检测设备的第三检测模块的剖视图二；图5为本发明实施例提供的图像投影检测设备的光机装载组件和投影屏的示意图；图6为本发明实施例提供的图像投影检测方法的流程图；图7为中间像与畸变尺寸示意图。图标：1-光机装载组件；11-升降气缸；12-装载台；13-夹具体；2-投影屏；21-活动底座；3-第一检测模块；31-相机；4-第二检测模块；5-第三检测模块；51-亮度计；52-第一移动组件；521-第一驱动件；522-第一承载件；53-第二移动组件；531-第二驱动件；532-蜗杆；533-蜗轮；54-第三移动组件；541-第三驱动件；542-轴件；543-承载座；6-照度计。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。实施例一如图1所示，本发明实施例提供的图像投影检测设备，包括：光机装载组件1、投影屏2、第一检测模块3和第二检测模块4；光机装载组件1用于装夹投影光机，并驱动投影光机和投影屏2同步移动，以使投影屏2具有第一待测工位和第二待测工位；投影屏2用于设置在投影光机的光路中，以使影像投放于投影屏2；当投影屏2位于第一待测工位时，第一检测模块3用于检测影像的清晰度；当投影屏2位于第二待测工位时，第二检测模块4用于检测影像的尺寸、畸变值和中心偏移。具体地，光机装载组件1的顶部安装夹具，夹具通过卡接或者螺纹连接装夹投影光机，且光机装载组件1可驱动投影光机和投影屏2在第一待测位置和第二待测位置之间移动。第一检测模块3可采用130万像素的工业相机，利用经过校准的相机镜头和ccd测试影像的mtf值，单像素条纹成像后经过第一检测模块3，以使第一检测模块3获得灰度信息，并根据公式其中：imax为线条灰度最大值，imin为线条灰度最小值。第二检测模块4包括用于视觉检测和定位的单个工业面阵相机，且工业面阵相机的像素为1200万。第二检测模块4获取清洁度和杂散光情况，可由控制器对比标准清洁度和标准杂散光，从而评价清洁度和杂散光是否达到标准。如图7所示，根据第二检测模块4的坐标位置与实际物理坐标系的空间转换关系，计算实测图像，同时根据中间像的长宽比率计算畸变值，计算公式如下：其中，distortion为系统畸变值，δv1和δv2为竖直方向的畸变值(像素值)，v1和v2分别为竖直方向图像的尺寸(像素值)，δh1和δh2为水平方向的畸变值(像素值)，h1和h2分别为水平方向的图像尺寸(像素值)。中间像计算公式如下：其中h为中间像的长度尺寸(mm)，v为中间像的宽度尺寸(mm)，h0为标准光机图像的长度尺寸(mm)，v0为标准光机图像的宽度尺寸(mm)，x0为标定时检测长度方向对应的像素数，y0为标定时检测宽度方向对应的像素数。如图1所示，在本发明实施例中，图像投影检测设备还包括第三检测模块5，投影屏2还具有第三待测工位；当投影屏2位于第三待测工位时，第三检测模块5用于检测影像的亮度和颜色信息。其中，光机装载组件1可驱动投影光机和投影屏2同步移动至第三待测工位，第三检测模块5包括点式亮度计，可用于检测亮度和颜色信息，通过多点检测进行比较从而可以实现对影像均匀性的检测。如图2所示，第三检测模块5包括亮度计51和第一移动组件52，亮度计51安装于第一移动组件52，第一移动组件52用于驱动亮度计51沿平行于x轴的方向移动。其中，第一移动组件52可采用型号为g1610-400的直线导轨滑台，亮度计51可采用型号为src-200m的点式光谱亮度计。第一移动组件52可驱动亮度计51沿水平方向移动，从而改变亮度计51与投影屏2的相对位置，进而可使亮度计51测量沿水平方向获取多个检测点，以便比对多个检测点的亮度和颜色信息。进一步的，第一移动组件52包括：第一驱动件521和第一承载件522，第一承载件522连接于第一驱动件521的活动端，第一检测模块3、第二检测模块4和亮度计51分别连接在第一承载件522上。其中，第一驱动件521包括电动伸缩缸，或者，第一驱动件521包括电机和丝杠，电机驱动丝杠，且丝杠与第一承载件522配合，从而通过旋转的丝杠可驱动第一承载件522沿水平方向移动。如图2和图3所示，第三检测模块5还包括第二移动组件53，第二移动组件53连接在第一移动组件52上，且第一移动组件52用于驱动亮度计51绕平行于z轴的轴线旋转。其中，第二移动组件53可采用型号为y200ra200的电动旋转台，通过第二移动组件53驱动第一移动组件52绕平行于z轴的轴线旋转，从而可以改变亮度计51的朝向，进而使亮度计51获取多个检测点。进一步的，第二移动组件53包括：第二驱动件531、蜗杆532和蜗轮533，第二驱动件531可配置为电动机以驱动蜗杆532旋转，蜗杆532与蜗轮533配合，从而通过旋转的蜗杆532可以驱动蜗轮533旋转，蜗轮533的轴线平行于z轴，且蜗轮533连接于第一驱动件521的活动端，亮度计51连接在蜗轮533的顶部，当蜗轮533旋转时，亮度计51的朝向改变，在亮度计51朝向改变的过程中可获得多个检测点，通过比对多个检测点的亮度和颜色信息可评价影像均匀性。如图2、图3和图4所示，第三检测模块5还包括连接在第一移动组件52上的第三移动组件54，第三移动组件54用于驱动亮度计51绕平行于y轴的轴线旋转。其中，第三移动组件54可选用型号为y200ga15的电动角位台，第三移动组件54的固定端连接在蜗轮533的顶部，亮度计51连接于第三移动组件54的活动端，第三移动组件54驱动亮度计51绕平行于y轴的轴线旋转，从而可调节亮度计51的仰角，进而在亮度计51仰角变化过程中检测多个检测点的亮度和颜色信息。通过第一移动组件52、第二移动组件53和第三移动组件54分别驱动亮度计51，通过标定第一移动组件52、第二移动组件53和第三移动组件54的位置从而可标定亮度计51的九个检测点，由此平均亮度可由如下公式计算得出：其中i表示检测点编号，lv表示亮度平均值，lvi表示第i个点的亮度值。颜色均匀性计算公式为：δu`v`＝[(ui`-uj`)2+(vi`-vj`)2]1/2，其中，ui`、uj`、vi`和vj`分别为各个检测点对应的色坐标值。色温5500k，要求混色后mac小于0，其中mac＝p00+p10·x+p01·y+p20·x2+p11·x·y+p02·y2，其中，x和y为通过亮度计51获得的色坐标值，p00、p10、p20、p11、p01和p02的取值表如下：p00p10p010.000023630698-0.0001566965420.000014080033p20p11p020.000419655701-0.0003586047650.000154132382进一步的，第三移动组件54包括：第三驱动件541、轴件542和承载座543，承载座543的截面为圆弧形或半圆形，第三驱动件541配置为电动机以驱动轴件542旋转，轴件542与承载座543通过蜗轮蜗杆配合或者螺纹配合，从而轴件542旋转可驱动承载座543绕平行于y轴的轴线旋转。亮度计51连接在承载座543的顶部，当承载座543旋转时可改变亮度计51的仰角。如图1、图2和图5所示，第一承载件522上还设置有照度计6；照度计6用于检测投影光机的照度信息；投影屏2连接于活动底座21，活动底座21使得投影屏2具有第一位置和第二位置；当投影屏2位于第一位置时，影像投放于投影屏2；当投影屏2位于第二位置时，投影屏2避让投影光机的光路。当投影屏2位于第二位置时，投影光机照射照度计6，从而通过照度计6检测照度信息。过程中通过光机装载组件1驱动投影光机分别移动至五个照度检测位置，从而照度计6可检测五个照度检测位置对应检测点的照度信息。照度均匀性计算公式为：其中，lmax为照度最大值，lmin为照度最小值，lave为照度平均值。此外，还可根据中间像尺寸获得光通量，光通量计算公式为：其中，h为中间像的长度尺寸(mm)，v为中间像的宽度尺寸(mm)。进一步的，第一检测模块3、第二检测模块4和照度计6均连接在第一承载件522上，第一移动组件52可驱动第一检测模块3、第二检测模块4和照度计6同步移动；并且，第二检测模块4的光轴位置高于第一检测模块3的光轴位置，亮度计51的光轴位置高于第二检测模块4的光轴位置，通过光机装载组件1驱动投影光机和投影屏2同步升降，从而可使第一检测模块3、第二检测模块4和亮度计51分别检测投影屏2上的影像信息。此外，第一承载件522的底部配合滑轨，且滑轨连接在机架上，从而通过滑轨支撑第一承载件522，且第一驱动件521可驱动第一承载件522沿滑轨移动，进而第一移动组件52驱动第一检测模块3、第二检测模块4、亮度计51和照度计6同步移动，从而将第一检测模块3、第二检测模块4和亮度计51移动至投影光机的光轴旁侧，并使照度计6正对投影光机，从而通过照度计6检测投影光机的照度信息。进一步的，在照度计6检测投影光机的照度信息时，应使投影屏2避让投影光机的光路。其中，活动底座21可采用气缸或直线导轨滑台，通过活动底座21的活动端连接投影屏2，从而驱动投影屏2在第一位置和第二位置之间移动，当投影屏2移动至第一位置时，影像投射在投影屏2上；当投影屏2移动至第二位置，且照度计6移动正对投影光机时，照度计6可检测投影光机的照度信息。进一步的，光机装载组件1包括：升降气缸11、装载台12和夹具体13，夹具体13用于夹持投影光机，装载台12连接在升降气缸11的活动端，夹具体13安装在装载台12上，且投影屏2连接于装载台12，通过升降气缸11可驱动夹具体13和投影屏2同步升降。进一步的，第一检测模块3包括五个相机31，且五个相机31间隔设置，并一一对应地位于四边形的四角和四边形对角线的中心位置。此外，在镜头前加入滤光镜可匹配由于投射角度带来的光亮度变化。由于pgu成像镜头本身的特点，在画面的不同位置主光线角度的不一致造成在同一个方向观看屏幕时，画面的亮度差异非常大，会出现严重的下部亮，上部暗的情况。采用五台相机31分别采取中心和四角的图像，并在镜头前使用不同的滤镜来调节入射光强，解决了不同角度区域存在差异的问题。实施例二如图1、图2、图5和图6所示，在实施例一的基础上，本发明实施例提供的图像投影检测方法，包括：以标准投影光机作为被测对象，并将标准影像投放于投影屏2，分别标定第一检测模块3、第二检测模块4和第三检测模块5的预设检测位置；以被测投影光机作为被测对象，并将待测影像投放于投影屏2；第一检测模块3检测待测影像的清晰度；第二检测模块4检测待测影像的中间像尺寸、畸变值和中心偏移，并通过测量值计算得到亮度计51和照度计6对应的预设位置补偿值；第三检测模块5检测待测影像的亮度和颜色信息。具体步骤包括：将标准光机安装在光机装载组件1上，通过第二检测模块4预览影像，并控制升降气缸11和第一移动组件52调整到检测位置，计算标准光机中心位置和尺寸缩放因子，即世界坐标与测试系统坐标转换关系，然后完成中心和尺寸标定。分别控制升降气缸11、第一移动组件52、第二移动组件53和第三移动组件54，根据标准影像找到对应的检测位置，记录各预设检测位置对应的升降气缸11、第一移动组件52、第二移动组件53和第三移动组件54的状态，从而完成位置标定。拆卸标准投影光机，并将待测投影光机安装在光机装载组件1上，第一检测模块3的五个相机31实时检测清晰度，直至清晰度数值符合预设要求停止调焦。分别控制升降气缸11、第一移动组件52、第二移动组件53和第三移动组件54使第一检测模块3、第二检测模块4和第三检测模块5依次移动至预设检测位置，从而实现对待测投影光机的检测。检测中心偏移与各点检测位置补偿信息，补偿信息用于补偿九个检测位置由中心偏移带来的偏差。中心偏移测试主要是根据定标时检测到的中心位置，即像素坐标与实际测试时识别到的中心之间的偏差，并作为后面所有的不同位置检测的相对偏差位置补偿校准。使用第二检测模块4获得清洁度和杂散光情况并通过数据分析获得对应指标，评价清洁度与杂散光是否达到标准，对比标准清洁度和标准杂散光进行对比，根据识别图像的斑点数量和灰度信息超出标准范围则判断失败。使用第二检测模块4测量中间像尺寸与畸变值，评价中间像尺寸与畸变值是否达到要求。在本发明实施例中，第三检测模块5检测待测影像的亮度和颜色信息的步骤包括：分别移动亮度计51至多个预设检测位置，以检测待测影像上对应的测量点的光学参数。具体的，亮度的测试需要保证亮度计51的光轴与被测投影光机发出的主光线重合，预设检测位置由标定的预设值结合第二检测模块4的检测结果补偿确定，通过第一移动组件52水平移动亮度计51，通过第二移动组件53驱动亮度计51绕竖直轴线摆动，并通过第三移动组件54驱动亮度计51的仰角改变，从而使亮度计51依次移动至九个检测点，通过亮度计51逐个检测各点平均亮度、色坐标、颜色均匀性和照度均匀性等图像信息，从而评价待测投影光机的影像效果。进一步的，图像投影检测方法还包括：移动投影屏2以避让被测投影光机的光路；将照度计6置于被测投影光机的光路中，并改变照度计6与被测投影光机的相对位置以测量多个照度值；照度值的检测位置由标定的预设值结合第二检测模块4的检测结果补偿确定，评价被测投影光机的照度均匀性，并根据中间像尺寸计算光通量。通过第一移动组件52控制照度计6精准移动至预设检测位置，并根据定标时检测到的中心位置，即像素坐标与实际测试时识别到的中心之间的偏差，并作为检测位置的相对偏差位置补偿校准，保障了亮度计51和照度计6检测时坐标的精确度和实时效率。并最终实现了单台测试时间小于3分钟，相较于人工检测需要2小时，利用图像投影检测设备的图像投影检测方法节约了大量的时间成本和人力成本，同时保证了客观准确性。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12