[发明专利]获取透镜最佳成像焦距的方法、系统和组装透镜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及MTF测试技术领域，特别涉及获取透镜最佳成像焦距的方法、系统和组装透镜的方法。

背景技术

在消费类电子产品中，可穿戴类产品的发展日新月异，成为拉动消费类电子产品增长的一个重要增长点。头戴类显示设备是可穿戴类电子产品的一个重要组成部分，发展也是尤其迅速的。头戴显示类设备使用的高分辨率的液晶LCD屏，通过光学透镜的放大，给用户带来无以伦比的视觉体验。

但是，光学透镜的生产工艺和精度，决定了每个光学透镜都有微小的差异，从而导致光学透镜的最佳成像焦距也都有微小的差异，因此，在光学透镜的组装过程中，需要通过调整垫片的厚度来补偿每个光学透镜的微小差异，使每个光学透镜都能达到最佳的成像效果。

调制传递参数(Modulation Transfer Function，简称MTF)是光学成像系统的重要指标。成像系统MTF的高低直接反映了成像质量的好坏。理论上，MTF值越高，图像质量越好。现有技术中的枚举法，在光学透镜的误差精度范围内，通过以垫片厚度的精度规格作为单步移动的距离，逐个位置测量MTF值，MTF值最大的位置，就是最佳成像焦距，从而计算出光学透镜组装过程中垫片的厚度。

现有技术，至少存在如下缺陷：

现有技术中的枚举法为了获取光学透镜的最佳成像焦距，通过以垫片厚度的精度规格作为单步移动的距离，逐个位置测量MTF值，在MTF值测量过程中，可能导入由于测试环境、相机成像不稳定性、测试工装的移动导致的微小误差，从而可能造成在最佳成像焦距位置上，测量的MTF值小于左右两侧位置的MTF值，导致双波峰的情况发生，进而影响最终的计算结果；

枚举法还需结合光学透镜的误差精度和垫片厚度的精度规格来计算，由于移动的步数过多，导致最佳焦距的测量时间过长，测试位置和数据冗余严重，造成测试资源的浪费，使得测试和生产效率低下。

发明内容

本发明提供的获取透镜最佳成像焦距的方法、系统和组装透镜的方法，以解决现有技术中由于测试位置和数据冗余严重造成测试资源浪费以及测试和生产效率低下的问题。

一方面，本发明实施例提供了获取透镜最佳成像焦距的方法，该方法包括：

利用工业相机透过待测量透镜拍摄靶图在N个不同位置处的N个图片数据，进而获得在该N个不同位置处的N个调制传递参数MTF值；其中N为大于或等于3的整数；

在横轴表示靶图的位置，纵轴表示透镜在该靶图位置处对应的MTF值的二维坐标系中，根据所述N个MTF值，利用最小二乘法拟合二次抛物线；

求解所述二次抛物线的对称轴，根据该对称轴的位置得到所述透镜的最佳成像焦距。

进一步地，所述利用工业相机透过透镜拍摄靶图在N个不同位置处的N个图片数据，进而获得在该N个不同位置处的N个调制传递参数MTF值，包括：

将待测量透镜放置并固定在工业相机和靶图之间，并将该靶图点亮；

将工业相机的中心、靶图的中心和待测量透镜的中心，调整并固定所述工业相机和所述待测量光学透镜之间的距离，该固定距离是通过所述工业相机镜头参数计算得到的理论值；调整到同一水平轴上，并调整驱动靶图移动的精度，达到误差允许的范围内。

驱动靶图按照设定的步长移动，将靶图移动到下一个位置，并利用工业相机对各个位置处的靶图进行拍摄，获得并保存靶图在各个位置处的图片数据，根据各个位置处的图片数据计算待测量透镜在各个位置处相应的MTF值。

优选的，所述N取6-8中的整数。

优选的，所述N个不同位置均匀分布在所述透镜的已知成像范围内。

另一方面，本发明实施例提供了获取透镜最佳成像焦距的系统，该系统包括测试工装和处理器，所述测试工装包括：工业相机和靶图；

所述工业相机，用于透过所述透镜拍摄靶图在N个不同位置处的N个图片数据；其中N为大于或等于3的整数；

所述处理器，用于根据所述工业相机拍摄的N个图片数据，获得在所述N个不同位置处的N个MTF值；用于在横轴表示靶图的位置，纵轴表示所述透镜在靶图位置处的MTF值的二维坐标系中，根据所述N个MTF值，利用最小二乘法拟合二次抛物线；以及用于求解所述二次抛物线的对称轴，根据该对称轴的位置得到所述透镜的最佳成像焦距。

进一步地，所述测试工装包括用于使靶图按照设定的步长移动的电机；所述处理器包括：驱动单元、存储单元、MTF获取单元和最佳成像焦距获取单元；

所述驱动单元，用于根据预设的策略控制电机，使电机驱动靶图按照设定的步长移动；