一种手机镜头正投影式测试机

技术领域

本发明涉及光学镜头测试领域，具体涉及一种手机镜头正投影式测试机。

背景技术

目前，对手机镜头进行性能测试的方法主要为光线逆投影的测试方法，其主要是在镜头的像侧布置光源17和分划板16，在镜头的物侧围绕光轴布置一圈CCD相机15（至少13个），光源发出的一束光通过分划板照射向镜头，各个CCD相机15采集的光的强弱信号等实现对镜头性能的判断，参见图8，图9。但这种逆投影测试方法存在如下问题：

1、要求镜头的最小视场角为16°。正常测试时，需要监控镜头在0.3视场、0.5视场、0.8视场的性能，若镜头视场角为20°，CCD相机无法监控对应0.3视场、0.5视场布局的角度6°及10°。

2、对于视场角小的镜头所对应的分划板的划分线更细，可能同一个CCD相机拍到两个视场，且需要更换分划板。

3、通用CCD相机的焦距f为50mm，但其对于长焦距的镜头无法满足测试需求。参见图10， CCD相机可上、下移动，从而测试离焦，MTF为CCD相机拍到的虚物和实物的比值，从图中看，分划板中部双线间距为d`,CCD相面上双线间距为d，镜头距分划板间距为f`，d`/d=f`/f ，由于d`、f`、d分别为定值，所以当f`很大时，f相对应也需加大，则对于长焦距的镜头需要更换与之匹配的CCD相机，然而全套更换CCD相机，价格高昂，大大增加生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种结构合理、使用可靠的手机镜头正投影式测试机，解决现有光线逆投影检测设备检测范围有限的问题，通用性好，检测效率和检测精度高。

本发明的技术方案是：

一种手机镜头正投影式测试机，包括组装在一起的上机架和下机架、设于上机架上的测试装置，所述测试装置包括设于上机架的底板上的XY向测试平台，其技术要点是：所述上机架对应XY向测试平台的顶部设有灯板升降机构，灯板升降机构上固定有与水平面平行的光源板、平板玻璃、夹于光源板、平板玻璃之间的chart卡，所述底板在XY向测试平台的侧方设置中继镜升降平台且中继镜升降平台上组装位于XY向测试平台上方的中继镜，所述底板下方固定与XY向测试平台对应的Z轴测试平台，所述Z轴测试平台上固定有测试芯片，所述XY向测试平台上设有用于承载待测试镜头的测试盘，测试盘上方为镜头物侧。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述底板在XY向测试平台的侧方另设置准直仪，用于核准测试芯片、测试盘和chart卡三者是否相对平行。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述XY向测试平台包括Y向直线模组、固定于Y向直线模组上方的X向直线模组，所述测试盘固定于X向直线模组的滑块上，测试盘的中部开设有定位槽，定位槽的底面中部设有矩形矩阵状镜头承载孔，测试盘底面设有遮挡矩形矩阵状镜头承载孔的玻片，所述底板和XY向测试平台对应测试盘中部的位置设有贯通孔，以避免阻碍测试盘上的镜头向测试芯片上的投影。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述测试盘两侧设有便于移动的把手，测试盘边缘设有定位缺口Ⅰ，所述X向直线模组的滑块上设有对应定位缺口Ⅰ的定位柱Ⅰ，测试盘边缘另设有多个调平螺钉孔，所述调平螺钉孔内设有调平螺钉且调平螺钉尖端顶于X向直线模组的滑块上表面。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述灯板升降机构包括固定于上机架两侧的左滚珠丝杠和右滚珠丝杠、设于左、右滚珠丝杠上的左丝母和右丝母、与左、右丝母固定的左支撑板和右支撑板、设于左、右支撑板上的左导向套和右导向套、设于上机架上的与左、右导向套配合的左导向杆和右导向杆、设于左、右滚珠丝杠上的左同步轮和右同步轮、连接于左、右同步轮之间的同步带、设于左滚珠丝杠或右滚珠丝杠顶部的马达，所述平板玻璃左、右两端支撑于左、右支撑板上，所述chart卡铺设于平板玻璃上表面，所述光源板置于chart卡上方，所述左导向套和右导向套上分别设有锁紧组件。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述左支撑板和右支撑板分别为Z形板，所述左导向套和右导向套固定于Z形板的第一水平面上，所述平板玻璃左、右两端支撑于Z形板的第二水平面上，Z形板的第二水平面上设有调平螺丝和顶升螺丝，所述平板玻璃上设有避让顶升螺丝的通孔，顶升螺丝的尖端穿过通孔顶于光源板下表面，调平螺丝的尖端顶于平板玻璃下表面。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述Z轴测试平台包括固定于底板下表面的Z向直线模组Ⅰ、与Z向直线模组Ⅰ的滑块连接的直角架、设于直角架上平面的水平旋转台、设于水平旋转台上方的XY向手动测角仪、设于XY向手动测角仪顶部的定位座、设于定位座上的立柱、设于立柱顶端的芯片安置方槽和校平槽，所述测试芯片固定于芯片安置方槽中，所述校平槽内设有校平玻璃片，所述立柱的侧方固定有与测试芯片连接的中转电路板，所述底板下表面另固定有与中转电路板连接的控制箱。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述立柱的上端设有法兰面，所述法兰面边缘设有一处定位缺口Ⅱ，法兰面上设有轴向调平螺钉孔和与轴向调平螺钉孔连接的径向定位孔，所述定位座上表面设有与定位缺口Ⅱ对应的定位柱Ⅱ，所述轴向调平螺钉孔内设有调平螺钉，径向定位孔中设有顶靠调平螺钉的锁紧螺钉。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述中继镜升降平台包括支立于所述底板上的Z向直线模组Ⅱ、设于Z向直线模组Ⅱ的滑块上的水平悬臂，所述水平悬臂上开孔并固定中继镜，所述中继镜的外周面上设有支撑裙边，所述支撑裙边上设有长圆形调节孔，以便于调节水平位置。

上述的手机镜头正投影式测试机，所述上机架的底板与下机架之间设有减震件组，每个减震件包括与底板连接的上螺栓连接杆、与上螺栓连接杆下端连接的减震柱、与减震柱下端连接的下螺纹连接杆，所述下螺纹连接杆与下机架连接并利用垫圈和螺母锁紧，所述下螺纹连接杆的下端面设有便于旋拧的一字槽。

本发明的有益效果是：

本发明采用光线正向入射（由镜头物侧）的方式进行性能测试，通用性强，具体是：

1、搭配中继镜将无穷远（焦距超过2米以上）的镜头变更为有限距测试方式，实现性能测试。

2、通过调整光源板、chart卡和平板玻璃的高度，调整距镜头的测试距离，实现调焦作用，保证性能测试效率和判定结果。

3、对于视场角小的镜头，方便更换与其匹配的chart卡实现正常测试，生产成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明上机架上各结构示意图；

图3是本发明上机架的底部视图；

图4是本发明上机架上各结构的剖面图；

图5是本发明XY向测试平台的结构示意图；

图6是本发明中继镜升降平台的结构示意图；

图7是本发明Z轴测试平台的结构示意图；

图8是现有技术中光线逆投影有限距离的镜头测试方法原理图；

图9是图8中采用的分划板的结构示意图；

图10是现有技术中CCD离焦测试原理图。

图中：1.上机架、101.底板；2.下机架；3.行走轮组；4.可升降支腿；5.Z轴测试平台、501.Z向直线模组Ⅰ、502.直角架、503.水平旋转台、504.XY向手动测角仪、505.定位座、506.立柱、507.定位柱Ⅱ、508.中转电路板、509.锁紧螺钉、510.调平螺钉、511.芯片安置方槽、512.校平槽；6.XY向测试平台、601.Y向直线模组、602.X向直线模组、603.测试盘、604.定位柱Ⅰ、605.把手、606.调平螺钉、607.定位槽、608.矩阵状镜头承载孔、609.定位缺口Ⅰ；7.中继镜升降平台、701.Z向直线模组Ⅱ、702.水平悬臂、703.中继镜、704.支撑裙边、705.长圆形调节孔；8.灯板升降机构、801.马达、802.左同步轮、803.左丝母、804.左滚珠丝杠、805.左支撑板、806.左导向套、807.左导向杆、808.同步带、809.右同步轮、810.右丝母、811.右导向套、812.右支撑板、813.右滚珠丝杠、814.右导向杆、815.顶升螺丝、816.调平螺丝、817.锁紧组件；9.准直仪；10.光源板；11.平板玻璃；12.减震件、1201.减震柱、1202.下螺纹连接杆、1203.上螺栓连接杆、1204.螺母；13.控制箱；14.chart卡；15.CCD相机；16.分划板；17.光源。

具体实施方式

如图1-图7所示，该手机镜头正投影式测试机，包括组装在一起的上机架1和下机架2、设于上机架1上的测试装置。

所述测试装置包括设于上机架1的底板101上的XY向测试平台6，所述上机架1对应XY向测试平台6的顶部设有灯板升降机构8，灯板升降机构8上固定有与水平面平行的光源板10、平板玻璃11、夹于光源板10、平板玻璃11之间的chart卡14。所述底板101在XY向测试平台6的侧方设置中继镜升降平台7且中继镜升降平台7上组装位于XY向测试平台6上方的中继镜703。所述底板101下方固定与XY向测试平台6对应的Z轴测试平台5，所述Z轴测试平台5上固定有测试芯片（图中省略）。所述XY向测试平台6上设有用于承载待测试镜头的测试盘603，测试盘603上方为镜头物侧。所述底板101在XY向测试平台6的侧方另设置准直仪9，用于核准测试芯片、测试盘603和chart卡14三者是否相对平行。

本实施例中，所述XY向测试平台6包括Y向直线模组601、固定于Y向直线模组601上方的X向直线模组602。所述测试盘603固定于X向直线模组602的滑块上，测试盘603的中部开设有定位槽607，定位槽607具有四个定位直角，定位槽607的底面中部设有矩形矩阵状镜头承载孔608，定位槽607的两对边分别为弧形边，以方便人工向定位槽中转移和取出镜头。测试盘603底面设有遮挡矩形矩阵状镜头承载孔的玻片，实现镜头投影的仿真。所述底板101和XY向测试平台6对应测试盘603中部的位置设有贯通孔，以避免阻碍测试盘上的镜头向测试芯片上的投影。所述测试盘603两侧设有便于移动的把手605，测试盘603边缘设有定位缺口Ⅰ609，所述X向直线模组602的滑块上设有对应定位缺口Ⅰ609的定位柱Ⅰ604，测试盘603边缘另设有多个调平螺钉孔，所述调平螺钉孔内设有调平螺钉606且调平螺钉606尖端顶于X向直线模组602的滑块上表面。通过X向直线模组602和Y向直线模组601进行位移控制，实现对测试盘603中各个镜头承载孔内镜头产品的测试。

所述灯板升降机构8包括固定于上机架1两侧的左滚珠丝杠804和右滚珠丝杠813、设于左、右滚珠丝杠上的左丝母803和右丝母810、与左、右丝母固定的左支撑板805和右支撑板812、设于左、右支撑板上的左导向套806和右导向套811、设于上机架1上的与左、右导向套配合的左导向杆807和右导向杆814、设于左、右滚珠丝杠上的左同步轮802和右同步轮809、连接于左、右同步轮之间的同步带808、设于左滚珠丝杠或右滚珠丝杠顶部的马达801。所述平板玻璃11左、右两端支撑于左、右支撑板上，所述chart卡14铺设于平板玻璃11上表面，所述光源板10置于chart卡14上方，所述左导向套806和右导向套811上分别设有锁紧组件817。马达801通过左同步轮802、右同步轮809和同步带808带动左滚珠丝杠804和右滚珠丝杠813同步转动，从而使左丝母803和右丝母810带动左支撑板805和右支撑板812同步升降，从而调整光源板10、chart卡14和平板玻璃11高度。所述左支撑板805和右支撑板812分别为Z形板，所述左导向套806和右导向套811固定于Z形板的第一水平面上，所述平板玻璃11左、右两端支撑于Z形板的第二水平面上。Z形板的第二水平面上设有调平螺丝816和顶升螺丝815，所述平板玻璃11上设有避让顶升螺丝815的通孔，顶升螺丝815的尖端穿过通孔顶于光源板10下表面，调平螺丝816的尖端顶于平板玻璃11下表面，为保护平板玻璃11，调平螺丝816尖端对应的位置采用金属包边。通过调平螺丝816对平板玻璃11进行调平动作，保证chart卡14相对于测试盘603平行。平板玻璃11上部的光源板10为平行白色光源，可通过顶升螺丝815升降光源板10，方便更换不同规格的chart卡14。

所述Z轴测试平台5包括固定于底板101下表面的Z向直线模组Ⅰ501、与Z向直线模组Ⅰ501的滑块连接的直角架502、设于直角架502上平面的水平旋转台503、设于水平旋转台503上方的XY向手动测角仪504、设于XY向手动测角仪504顶部的定位座505、设于定位座505上的立柱506、设于立柱506顶端的芯片安置方槽511和校平槽512。所述测试芯片固定于芯片安置方槽511中，芯片安置方槽511和校平槽512的底面平行。所述校平槽512内设有校平玻璃片，所述立柱506的侧方固定有与测试芯片连接的中转电路板508，所述底板101下表面另固定有与中转电路板508连接的控制箱13。所述立柱506的上端设有法兰面，所述法兰面边缘设有一处定位缺口Ⅱ，法兰面上设有轴向调平螺钉孔和与轴向调平螺钉孔连接的径向定位孔，所述定位座505上表面设有与定位缺口Ⅱ对应的定位柱Ⅱ507，所述轴向调平螺钉孔内设有调平螺钉510，径向定位孔中设有顶靠调平螺钉510的锁紧螺钉509。Z轴测试平台5主要用高精度的Z向直线模组Ⅰ501带动测试芯片升降，通过XY向手动测角仪504对测试芯片的倾斜度进行调整，保证测试芯片的水平状态，通过水平旋转台503调整测试芯片绕Z轴的转动角度，从而使测试芯片与拍摄的chart卡14边缘（方形边缘）进行对正，保证测试芯片与chart卡方向的准确性。

所述中继镜升降平台7包括支立于所述底板101上的Z向直线模组Ⅱ701、设于Z向直线模组Ⅱ701的滑块上的水平悬臂702，所述水平悬臂702上开孔并固定中继镜703，所述中继镜703的外周面上设有支撑裙边704，所述支撑裙边704上设有长圆形调节孔705，以便于调节水平位置。在测试无穷远的产品时本发明需要搭配中继镜703使用，将无穷远间接转换为有限距的测量方式。水平悬臂702在测试盘603放置后降到中继镜的测试位置，测试完成后上升至安全距离，可将测试盘安全取出。当测试普遍镜头时，无需中继镜，则将中继镜由水平悬臂上拆下。

为避免外界振动对本机测试效果产生影响，所述上机架1的底板与下机架2之间设有减震件组，每个减震件12包括与底板101连接的上螺栓连接杆1203、与上螺栓连接杆1203下端连接的减震柱1201、与减震柱1201下端连接的下螺纹连接杆1202，所述下螺纹连接杆1202与下机架2连接并利用垫圈和螺母1204锁紧，所述下螺纹连接杆1202的下端面设有便于旋拧的一字槽。通过旋拧，可调平底板101水平度。下机架2底部设有行走轮组3和可升降支腿4，方便移动和定位。

使用前，通过准直仪9校准测试芯片、测试盘603、chart卡14三者是否平行，保证测试基准的准确性。根据测试盘603中镜头型号调整光源板10高度，中继镜703高度，测试芯片的高度。测试时，通过X向直线模组602和Y向直线模组601进行位移控制，实现对测试盘603中全部镜头产品的测试,检测过程中，光源板10发出的光经过chart卡14、平板玻璃11、中继镜703和待测试镜头后到达测试芯片，测试芯片进行图像采集，并经中转电路板508传送至控制箱13进行分析判断，最终采集图像和分析结果呈现于与控制箱13相连接的计算机上。

本发明以物侧入射检测镜头，该设备的开发主要基于模拟还原镜头的真实成像的原理，更能匹配下游的模组和终端的手机测试，同时该设备的开发兼顾了前摄镜头的有限物距和后摄镜头的无穷远物距，满足所有不同物距的各种规格的镜头检测的要求。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。