本發(fā)明涉及一種用于鏡片生產的MTF檢測裝置及檢測鏡片的方法，屬于鏡片檢測領域。

背景技術：

調制傳遞函數(shù)簡稱MTF,是用于評估光學系統(tǒng)的分辨率和性能的主要測試方法，是對光學系統(tǒng)的圖像形成能力的客觀評價的重要輔助。當通過光學系統(tǒng)觀察從準直器投影的目標時，由于不可避免的像差和衍射現(xiàn)象，所得到的圖像將有一定程度的劣化，可以通過分析和計算投影圖像的對比度來表示光學系統(tǒng)的圖像質量。

MTF是客觀和定量地表達光學系統(tǒng)的成像質量的手段，它還可以用來與設計的模擬MTF進行比較，從而利于預測和測試光學系統(tǒng)的性能。隨著對更高生產率的需求，MTF測量作為生產相機光學器件的標準，需要快速在線測試得出合格還是不合格，然而現(xiàn)有的MTF檢測裝置，一次只能檢查一個樣品，且測量角度固定，并不能全面反應光學系統(tǒng)的質量。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中鏡片檢測效率低、準確率低等缺陷，本發(fā)明提供一種用于鏡片生產的MTF檢測裝置及檢測鏡片的方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種用于鏡頭生產的MTF檢測裝置，包括相機準直器陣列組件、測角儀、底座和可移動式托盤組件；測角儀安裝在相機準直器陣列組件上；底座為框架結構，相機準直器陣列組件安裝在底座上、并可相對底座轉動；可移動式托盤組件包括托盤、目標板和移動組件，托盤上設有鏡頭安裝孔，目標板上設計有圖案、并位于托盤的正下方，托盤和目標板均安裝在移動組件上，托盤位于相機準直器陣列組件的正下方。

相機準直器陣列組件可相對底座轉動，也即相機準直器陣列組件的測量角度可任意調整；上述測角儀，可實時測量相機準直器陣列組件的測量角度；可移動式托盤組件指托盤組件在移動組件的帶動下可在水平、豎直方向上作調整，以便獲得最佳的聚焦平面，進而提高檢測的準確性，同時實現(xiàn)對不同目標組的測量。

本申請上、下等方位詞指裝置正常使用狀態(tài)時的相對位置，可移動式托盤組件位于相機準直器陣列組件的正下方，通過相機準直器陣列組件實現(xiàn)對可移動式托盤組件上光學系統(tǒng)鏡頭等的檢測。

本申請通過將制造的光學系統(tǒng)(如相機鏡頭)的圖像質量與設計預期進行比較，來得出產品合格與否；本申請適用于所有鏡片，包括車載鏡頭、相機鏡頭等的檢測，也可用于智能手機相機鏡頭的檢測。

本申請測量裝置，利用MTF對光學系統(tǒng)的圖像形成能力進行客觀評價，可快速精準地在線測試得出光學系統(tǒng)合格還是不合格，可以顯著的減少測量時間，滿足大批量生產光學系統(tǒng)的需要。

利用上述裝置在線檢測的方法包括順序相接的如下步驟：

A，將待檢測鏡片安裝在可移動式托盤組件上；

B，將相機準直器陣列組件傾斜到兩個以上測量角度中的初始預設角度，相機準直器陣列組件中的每個相機準直器對應一個待測鏡片；

C，從目標板投影的圖像通過待測鏡片并由相機準直器陣列組件捕獲；

D，可移動式托盤組件通過Z向移動，使相機準直器陣列組件在捕獲期間捕獲鏡片最佳聚焦圖像平面；捕獲時，步數(shù)和步長可預定義，用于更精細的掃描，相機準直器陣列組件捕獲的圖像保存在硬盤驅動器中；

E，完成D步驟后，可移動式托盤組件在Y方向上步進到另一組待測鏡片，并重復D步驟，直到所有待測鏡片在該測量角度下被檢查；

F，接下來，相機準直器陣列組件傾斜到另一測量角度，并重復步驟D和E，相機準直器陣列組件的旋轉角度由測角儀感應；

G，重復步驟F，直到所有的測量角度被檢查；

H，在裝載另一個樣品透鏡托盤時，使用MTF分析軟件分析存儲的圖像，并向操作者顯示最終的合格-不合格報告。

上述步驟B中具體選擇幾個測量角度根據(jù)所檢測光學系統(tǒng)的性質來衡量，為了進一步提高評價的準確性，可以選擇9個或更多的測量角度；步驟B中，相機準直器陣列組件中的每個相機準直器對應一個待測鏡片，也即一次測量中，相機準直器陣列組件包括幾個相機準直器就能同時實現(xiàn)對幾個鏡片的檢測。本申請分析軟件等均使用現(xiàn)有公知的軟件。

為了進一步提高相機準直器陣列組件角度測量的準確性，優(yōu)選，測角儀為激光測角儀，包括激光棒和角度測量裝置，激光棒安裝在相機準直器陣列組件上，角度測量裝置安裝在底座上。

使用時，激光棒隨著相機準直器陣列組件的轉動而轉動，角度測量裝置通過感應激光棒所發(fā)激光束的角度變化，從而得出相機準直器陣列組件的角度變化。

為了進一步提高檢測的準確性和效率，相機準直器陣列組件包括兩片以上的平行四邊形組件和側桿組件；所有平行四邊形組件的結構相同、大小相等；每個平行四邊形組件包括兩根主桿、上橫桿、下橫桿和兩個以上的相機準直器，上橫桿和下橫桿設在兩根主桿之間、并與兩根主桿形成平行四邊形結構，兩根主桿轉動連接在底座上，所有的相機準直器鏡頭向下豎直安裝在上橫桿和下橫桿上；側桿組件將所有的平行四邊形組件連為一體結構；激光棒豎直向下安裝在其中一個平行四邊形組件的上橫桿和下橫桿上。

激光棒豎直向下安裝指當激光棒發(fā)出的激光是豎直向下的。優(yōu)選，平行四邊形組件由四個，每個平行四邊形組件上有4個相機準直器，且等間距設置，所有的相機準直器形成了方塊陣列。

當平行四邊形組件旋轉時，激光棒和所有相機準直器均相對于其樞軸平行地旋轉，從激光棒發(fā)射的激光束照射到角度測量裝置并聚焦到角度測量裝置內部的檢測器上，當平行四邊形組件旋轉時，角度計測量裝置可檢測到激光斑在其檢測器上的空間偏移，從而得到平行四邊形組件的旋轉角度。平行四邊形組件旋轉從而帶動相機準直器旋轉，從而實現(xiàn)對待測鏡片各種角度的檢測。

為了進一步提高檢測的靈活性和準確性，主桿外圍套結有底部連接器，主桿可在底部連接器內轉動，主桿的底部設有鎢鋼柱體，底部連接器安裝在底座上。

主桿可在底部連接內作前后左右的轉動；主桿的底部指裝置正常使用時，主桿的最低位置；上述鎢鋼柱體用于平衡相機準直器陣列組件，使用前，在鎢鋼柱體上粘接插銷并擰入主桿(主桿上設有插銷孔)，一旦相機準直器陣列組件平衡，鎢棒將由平頭螺釘固定，測量期間，鎢鋼柱體與主桿之間不做相對運動。

為了進一步提高檢測裝置的結構穩(wěn)定性，優(yōu)選，側桿組件有兩根；上橫桿的兩端均不超出兩根主桿，下橫桿的兩端均超出兩根主桿，所有的平行四邊形組件平行等間距排列形成相機準直器陣列，兩根側干組件分別將相機準直器陣列兩邊超出主桿的下橫桿連為一體結構；上橫桿和下橫桿與兩根主桿之間均為轉動連接。

下橫桿的兩端均超出兩根主桿的長度相等。

為了進一步提高自動化程度，相機準直器陣列組件還包括X向驅動器和Y向驅動器，X向驅動器和Y向驅動器都帶有驅動軸，X向驅動器和Y向驅動器的驅動軸均與最外側平行四邊形組件的其中一個底部連接器連接，且X向驅動器和Y向驅動器的驅動軸相互垂直，X向驅動器和Y向驅動器的底座均安裝在底座上。

X向驅動器和Y向驅動器可實現(xiàn)對機準直器陣列組件在X向和Y向上旋轉的自動驅動；X向驅動器和Y向驅動器均設有驅動軸和底座。

為了簡化結構，同時確保檢測的準確性，底座包括一個支撐框架和兩個底部連接器安裝框架，兩個底部連接器安裝框架設在支撐框架上表面的兩端，平行四邊形組件兩個主桿上的底部連接器分別安裝在兩個底部連接器安裝框架內；相機準直器通過安裝桿安裝在上橫桿和下橫桿上，相機準直器包括相機連接器、相機、鏡頭支架和鏡頭，鏡頭通過鏡頭支架連接在相機上，相機通過相機連接器連接在安裝桿上。

為了更進一步提高檢測的準確性，可移動式托盤組件包括托盤、目標板、背光面板、托盤框架、Z向驅動器、線性滑軌、千分尺裝配、千分尺夾具、底部組件連接器和底板；托盤、目標板和背光面板從上到下依次相接、均安裝在托盤框架上形成托盤組件；托盤框架安裝在線性滑軌上；底部組件連接器有兩個，分別設在底板的兩端的上表面；千分尺裝配穿過千分尺夾具安裝在底板上，千分尺裝配頂部與托盤組件相接；線性滑軌安裝在兩個底部組件連接器之間的底板上；Z向驅動器安裝在底板上，Z向驅動器的驅動軸與托盤組件相接。

為了進一步提高檢測準確性和方便性，目標板上的圖案由黑白相間的方塊組成；托盤組件上設有兩個安全伸縮把手。

為了進一步提高裝置的平衡性，相機準直器陣列組件上設有配重。

Z向驅動器和千分尺裝配用于上下移動托盤組件以掃描焦平面并獲取最佳聚焦平面，根據(jù)待測樣品透鏡，一般在十到幾百微米的范圍調整。

本申請MTF檢測裝置適于不同類型的樣品透鏡，特別是廣角透鏡，相機準直器陣列組件可以在所有方向上達到X方向+/-55度，Y方向+/-45度的旋轉角度，可實現(xiàn)對樣品透鏡的全面檢測。

本申請MTF檢測裝置一次可同時檢測多個待測鏡片，且可對鏡片進行各種角度的檢測，顯著提高了檢測效率和檢測的準確性。

利用上述用于鏡片生產的MTF檢測裝置檢測鏡片的方法，包括順序相接的如下步驟：

A，將待檢測鏡片安裝在可移動式托盤組件上；

B，將相機準直器陣列組件傾斜到兩個以上測量角度中的初始預設角度，相機準直器陣列組件中的每個相機準直器對應一個待測鏡片；

C，從目標板投影的圖像通過待測鏡片并由相機準直器陣列組件捕獲；

D，可移動式托盤組件通過Z向移動，使相機準直器陣列組件在捕獲期間捕獲鏡片最佳聚焦圖像平面；

E，完成D步驟后，可移動式托盤組件在Y方向上步進到另一組待測鏡片，并重復D步驟，直到所有待測鏡片在該測量角度下被檢查；

F，接下來，相機準直器陣列組件傾斜到另一測量角度，并重復步驟D和E，相機準直器陣列組件的旋轉角度由測角儀測量；

G，重復步驟F，直到所有的測量角度被檢查；

H，將相機準直器陣列組件捕獲的圖像與預期圖像進行比較，得到產品合格與否。

預期圖像指預先設置的標準圖像，差于標準圖像的為不合格。

本發(fā)明未提及的技術均參照現(xiàn)有技術。

本發(fā)明用于鏡頭生產的MTF檢測裝置，適于不同類型的樣品透鏡，特別是廣角透鏡，相機準直器陣列組件可以在所有方向上達到X方向+/-55度，Y方向+/-45度的旋轉角度，可實現(xiàn)對樣品透鏡的全面檢測；一次可同時檢測多個待測鏡片，且可對鏡片進行各種角度的檢測，顯著提高了檢測效率和檢測的準確性；本申請檢測方法簡單易操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于鏡頭生產的MTF檢測裝置的結構示意圖(圖中省去了可移動式托盤組件)；

圖2為本發(fā)明用于鏡頭生產的MTF檢測裝置的分解示意圖；

圖3為本發(fā)明不與X向驅動器和Y向驅動器連接的主桿的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明圖4的分解示意圖；

圖5為本發(fā)明不與X向驅動器和Y向驅動器連接的平行四邊形組件的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明圖5的分解示意圖；

圖7為本發(fā)明與X向驅動器和Y向驅動器連接的主桿的結構示意圖；

圖8為本發(fā)明圖6的分解示意圖；

圖9為本發(fā)明與X向驅動器和Y向驅動器連接的平行四邊形組件的結構示意圖；

圖10為本發(fā)明圖8的分解示意圖；

圖11為本發(fā)明側桿組件的結構示意圖；

圖12為本發(fā)明圖10的分解示意圖；

圖13為本發(fā)明底座的結構示意圖；

圖14為本發(fā)明圖12的分解示意圖；

圖15為本發(fā)明相機準直器結構示意圖；

圖16為本發(fā)明圖14的分解示意圖；

圖17為本發(fā)明可移動式托盤組件的結構示意圖；

圖18為本發(fā)明目標板的結構示意圖；

圖19為待測透鏡所獲取的圖像；

圖中，1為相機準直器陣列組件，11為平行四邊形組件，12為側桿組件，13為X向驅動器，14為電機軸連機器，15為馬達支架，16為配重，17為配重帽，18為相機準直器，19為角度測量裝置，110為Y向驅動器，111為主桿，112為底部連接器，113為鎢鋼柱體，114為插銷，115為連接驅動器的底部連接器，116為上橫桿，117為下橫桿，118為激光棒連接器，119為側欄，120側桿插頭，121為相機連接器，122為相機，123為鏡頭支架，124為鏡頭，2為底座，21為底部連接器安裝框架，22為第一支架，23為第二支架，24為第三支架，25為第四支架，3為可移動式托盤組件，31為托盤，32為目標板，33為背光面板，33為托盤框架，34為總支架，35為Z向驅動器，36為線性滑軌，37為千分尺裝配，38為雙千分尺夾具，39為單千分尺夾具，310為底部組件連接器，311為底板，312為安全伸縮把手，313皮帶張力桿，314為彈簧，315為皮帶張力延伸器，316為集線器，4為緊固螺釘，5為帶軸承的肩釘，6為軸承,7為半止動六角,8為六角套筒，9為六角形插座，10為墊圈，101為鎖緊螺母，102為不銹鋼彈簧柱塞，103齒輪，104為肩螺釘，105為六角螺絲。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1

如圖所示的用于鏡頭生產的MTF檢測裝置，包括相機準直器陣列組件、測角儀、底座和可移動式托盤組件；測角儀為激光測角儀，包括激光棒和角度測量裝置，激光棒安裝在相機準直器陣列組件上，角度測量裝置安裝在底座上；底座為框架結構，相機準直器陣列組件安裝在底座上、并可相對底座轉動；可移動式托盤組件包括托盤、目標板和移動組件，托盤上設有鏡頭安裝孔，目標板上設計有圖案、并位于托盤的正下方，托盤和目標板均安裝在移動組件上，托盤位于相機準直器陣列組件的正下方。

實施例2

與實施例1基本相同，所不同的是：相機準直器陣列組件包括四片平行四邊形組件和側桿組件；所有平行四邊形組件的結構相同、大小相等；每個平行四邊形組件包括兩根主桿、上橫桿、下橫桿和四個相機準直器，上橫桿和下橫桿設在兩根主桿之間、并與兩根主桿形成平行四邊形結構，兩根主桿轉動連接在底座上，所有的相機準直器鏡頭向下豎直安裝在上橫桿和下橫桿上；側桿組件將所有的平行四邊形組件連為一體結構；激光棒豎直向下安裝在最外層平行四邊形組件的上橫桿和下橫桿上。

當平行四邊形組件旋轉時，激光棒和所有相機準直器均相對于其樞軸平行地旋轉，從激光棒發(fā)射的激光束照射到角度測量裝置并聚焦到角度測量裝置內部的檢測器上，當平行四邊形組件旋轉時，角度計測量裝置可檢測到激光斑在其檢測器上的空間偏移，從而得到平行四邊形組件的旋轉角度。平行四邊形組件旋轉從而帶動相機準直器旋轉，從而實現(xiàn)對待測鏡片各種角度的檢測。

實施例3

與實施例2基本相同，所不同的是：主桿外圍套結有底部連接器，主桿可在底部連接器內轉動，主桿的底部設有鎢鋼柱體，底部連接器安裝在底座上。

主桿可在底部連接內作前后左右的轉動；主桿的底部指裝置正常使用時，主桿的最低位置；上述鎢鋼柱體用于平衡相機準直器陣列組件，使用前，在鎢鋼柱體上粘接插銷并擰入主桿(主桿上設有插銷孔)，一旦相機準直器陣列組件平衡，鎢棒將由平頭螺釘固定，測量期間，鎢鋼柱體與主桿之間不做相對運動。

實施例4

與實施例3基本相同，所不同的是：側桿組件有兩根；上橫桿的兩端均不超出兩根主桿，下橫桿的兩端均超出兩根主桿，所有的平行四邊形組件平行等間距排列形成相機準直器陣列，兩根側干組件分別將相機準直器陣列兩邊超出主桿的下橫桿連為一體結構；上橫桿和下橫桿與兩根主桿之間均為轉動連接。下橫桿的兩端均超出兩根主桿的長度相等。

實施例5

與實施例4基本相同，所不同的是：相機準直器陣列組件還包括X向驅動器和Y向驅動器，X向驅動器和Y向驅動器都帶有驅動軸，X向驅動器和Y向驅動器的驅動軸均與最外側平行四邊形組件的其中一個底部連接器連接，且X向驅動器和Y向驅動器的驅動軸相互垂直，X向驅動器和Y向驅動器的底座均安裝在底座上。

X向驅動器和Y向驅動器可實現(xiàn)對機準直器陣列組件在X向和Y向上旋轉的自動驅動；X向驅動器和Y向驅動器均設有驅動軸和底座。

實施例6

與實施例5基本相同，所不同的是：底座包括一個支撐框架和兩個底部連接器安裝框架，兩個底部連接器安裝框架設在支撐框架上表面的兩端，平行四邊形組件兩個主桿上的底部連接器分別安裝在兩個底部連接器安裝框架內；相機準直器通過安裝桿安裝在上橫桿和下橫桿上，相機準直器包括相機連接器、相機、鏡頭支架和鏡頭，鏡頭通過鏡頭支架連接在相機上，相機通過相機連接器連接在安裝桿上。

實施例7

與實施例6基本相同，所不同的是：可移動式托盤組件包括托盤、目標板、背光面板、托盤框架、Z向驅動器、線性滑軌、千分尺裝配、千分尺夾具、底部組件連接器和底板；托盤、目標板和背光面板從上到下依次相接、均安裝在托盤框架上形成托盤組件；托盤框架安裝在線性滑軌上；底部組件連接器有兩個，分別設在底板的兩端的上表面；千分尺裝配穿過千分尺夾具安裝在底板上，千分尺裝配頂部與托盤組件相接；線性滑軌安裝在兩個底部組件連接器之間的底板上；Z向驅動器安裝在底板上，Z向驅動器的驅動軸與托盤組件相接。目標板上的圖案由黑白相間的方塊組成；托盤組件上設有兩個安全伸縮把手；相機準直器陣列組件上設有配重。

利用上述各例中用于鏡片生產的MTF檢測裝置檢測鏡片的方法，包括順序相接的如下步驟：

A，將待檢測鏡片安裝在可移動式托盤組件上；

B，將相機準直器陣列組件傾斜到九個測量角度中的初始預設角度，相機準直器陣列組件中的每個相機準直器對應一個待測鏡片，一次可檢測16個待測鏡片；

C，從目標板投影的圖像通過待測鏡片并由相機準直器陣列組件捕獲；

D，可移動式托盤組件通過Z向移動，使相機準直器陣列組件在捕獲期間捕獲鏡片最佳聚焦圖像平面；捕獲時，步數(shù)和步長可預定義，用于更精細的掃描，相機準直器陣列組件捕獲的圖像保存在硬盤驅動器中；

E，完成D步驟后，可移動式托盤組件在Y方向上步進到另一組待測鏡片，并重復D步驟，直到所有待測鏡片在該測量角度下被檢查；

F，接下來，相機準直器陣列組件傾斜到另一測量角度，并重復步驟D和E，相機準直器陣列組件的旋轉角度由測角儀感應；

G，重復步驟F，直到所有的測量角度被檢查；

H，在裝載另一個樣品透鏡托盤時，使用MTF分析軟件分析存儲的圖像，并向操作者顯示最終的合格-不合格報告。

上述用于鏡頭生產的MTF檢測裝置，適于不同類型的樣品透鏡，特別是廣角透鏡，相機準直器陣列組件可以在所有方向上達到X方向+/-55度，Y方向+/-45度的旋轉角度，可對樣品透鏡做到全方位無死角的檢測；一次可同時檢測16個待測鏡片，當然也可根據(jù)實際情況增設平行四邊形組件，從而檢測更多的待測鏡片,檢測效率和檢測的準確性均有顯著的提升，且簡單易操作。