一种光安全测试设备及方法技术

本发明专利技术提供一种光安全测试设备及方法，其设备包括：待测光学模组、相机、投影屏、小光阑、透镜和测试仪；所述相机用于采集待测光学模组投射在所述投影屏上的投影图案；所述投影屏的中心开孔形成光阑，以使所述待测光学模组投射的目标光束穿过所述光阑；所述小光阑设置在所述投影屏后方，以使所述目标光束刚好进入所述小光阑；所述透镜位于所述小光阑后方，用于聚集所述目标光束；所述测试仪用于测试所述待测光学模组的光学性能和/或激光安全性能。该设备和方法可快速检测待测光学模组的光学性能和激光安全问题，从而可以及时采取适当措施进行改进，避免用户体验效果不佳。

【技术实现步骤摘要】
一种光安全测试设备及方法
本专利技术涉及光学测试领域，尤其涉及一种光安全测试设备及方法。
技术介绍
光学模组广泛应用于手机、机器人以及各种智能视觉硬件市场等领域，其包括红外模组、RGB模组以及投影模组等。这些光学模组在投入市场前都必须经过一系列严格的性能测试，比如对红外结构光投影模组进行光功率、波长、散斑质量等测试，通过这些测试输出结果便可以筛选出合格的光学模组。另外，集成于消费级设备中的投影模组，往往需要通过发射光束照射到人体上进行三维扫描等，如果投影模组发出的光束出现单束强光或者零级衍射等问题，当人体处在这些具有强能量的光束照射范围内时，极有可能诱发激光安全问题。鉴于此，有必要发展一种既能检测光功率、波长、散斑质量等光学性能又能检测激光安全的设备，使光学模组在满足一系列光学性能的前提下，能保证光束对人眼等身体部位照射时不会对人体造成伤害。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中光学模组容易出现激光安全等问题，提供一种光安全测试设备，可测试光学模组的所有光学性能以及保证其激光安全性。本专利技术提供一种光安全测试设备，包括：待测光学模组、相机、投影屏、小光阑、透镜和测试仪；所述相机用于采集待测光学模组投射在所述投影屏上的投影图案；所述投影屏的中心开孔形成光阑，以使所述待测光学模组投射的目标光束穿过所述光阑；所述小光阑设置在所述投影屏后方，以使所述目标光束刚好进入所述小光阑；所述透镜位于所述小光阑后方，用于聚集所述目标光束；所述测试仪用于测试所述待测光学模组的光学性能和/或激光安全性能。本专利技术还提供一种光安全测试方法，包括：调整待测光学模组、相机、投影屏的位置，使所述待测光学模组投射投影图案至所述投影屏上，并采集所述投影图案；调整投影屏/小光阑、透镜的位置，使所述待测光学模组投射的目标光束依次穿过所述投影屏上的中心孔及后方的小光阑，并聚集于所述透镜上；调整测试仪的位置，利用所述测试仪测试所述待测光学模组的光学性能，和/或接收所述透镜发射出的所述目标光束并测试所述待测光学模组的激光安全性能。附图说明图1是根据本专利技术实施例的光安全测试设备的结构示意图。图2是根据本专利技术实施例的光安全测试设备的俯视图。图3是根据本专利技术实施例的光安全测试设备的方法流程图。具体实施方式下面结合附图通过具体实施例对本专利技术进行详细的介绍，以使更好的理解本专利技术，但下述实施例并不限制本专利技术范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构思，附图中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。需要说明的是，本专利技术实施例中所检测的待测光学模组不仅仅指结构光投影模组，还可以用于检测其他不同类型的任意光学模组，以下仅以投射散斑图案的结构光投影模组为例进行说明。图1和图2分别是根据本专利技术实施例的光安全测试设备的结构侧面示意图以及俯视图。如图所示，该光安全测试设备包括待测光学模组101、相机102、投影屏103、小光阑104、透镜105和测试仪，测试仪包括光束分析仪106、光功率计107、光谱仪108中的一种或几种。其中，待测光学模组101、投影屏103、小光阑104、透镜105和光束分析仪106/光功率计107设置在同一光轴上；相机102与待测光学模组101处在同一个平面上且处在同一条基线上，该基线与光轴垂直。待测光学模组101投射投影图案至投影屏103上，其投射的投影图案具有一定的发散角，比如70°*72°，位于DOE对角线上的发散角为90.5°。相机102用于采集待测光学模组投射出的投影图案，例如：500万像素的Basler相机，镜头采用3.5mm焦距的镜头。当待测光学模组101投射投影图案至投影屏103上时，相机101便可以捕获该图案进行分析处理，从而检测出该投影图案的质量。投影屏103一般为白屏，白屏的正面(以面向待测光学模组的一面为正面)至少能呈现80％的投影图案，便于相机能清晰捕获到投影图案。如果不需要投射投影图案，可以拆卸掉投影屏103。为使光束在投影屏103上形成投影图案的同时，还能使部分光束穿过投影屏103进行其他测试，下文中将这部分需要进行其他测试的部分光束简称为目标光束，本专利技术在投影屏103的中间开孔，从而形成带光阑的投影屏。该中心孔的直径可调，最大可为200mm，从而保证投影图案中的目标光束能够完全穿过该中心孔。小光阑103设置在投影屏102的后方(以面向待测光学模组的一侧为后方，背向待测光学模组的一侧为前方)，小光阑104的开孔直径可调，当目标光束穿过投影屏103后，可使其刚好进入小光阑104，其他非目标光束则不进入小光阑104，这样便于针对目标光束进行测试，避免其他光束造成干扰。透镜105设置于小光阑后方，一般紧贴于小光阑104并固定在一起，从而可以会聚进入小光阑104的光束，便于测试仪进行相应的测试。在一些实施例中，上述目标光束为一些携带强能量的光束，比如零级衍射光束，如果衍射光束中拥有最大能量的中央零级衍射光束直接进入人眼等身体部位，将会对人体产生较大危害，因此，需要检测零级衍射光束的各项光学性能是否满足激光安全性能的要求。为模拟人眼接受光束的情况，利用小光阑模拟人眼瞳孔，小光阑后的透镜模拟人眼中的晶状体。小光阑104开孔直径可调，一般设置为7mm大小，7mm为人眼瞳孔的平均大小，这样进入小光阑104的目标光束就类似于该目标光束照射到人眼的情况。另外，可以根据测试需要，选择不同焦距的透镜105，比如焦距为50mm、100mm、150mm、200mm等。透镜105的高度可通过二维调整平台进行上下左右调节等，也可以微调透镜105与小光阑104之间的距离，以使其更好的聚集光束能量，降低检测误差。测试仪包括但不限于：光束分析仪106、光功率计107和光谱仪108。光束分析仪106设置于透镜105的后方，底座带有四维调整平台，从而可调整光束分析仪207的任意位置状态，便于其准确地测量投影图案中诸如散斑等光斑尺寸、光束轮廓、2D和3D光束强度分布、光束指向稳定性、质心/峰值位置等。光功率计107的高度及位置均可调，例如：当光功率计移动至待测光学模组101的后方，可测量测试待测光学模组101所投射光束的总功率；当移动至透镜105的后方位置，可测量目标光束的功率。同样都是测量目标光束的功率，光功率计107在不同的位置收集到的能量密度不同，光功率计107相对于透镜105的距离可调节，例如：相对于透镜105可移动的距离为0-200mm，以便光功率计107能调节到透镜105的焦点位置，进而测量目标光束的功率。光束聚焦在透镜的后焦位置使得能量更加集中，理论上越靠近透镜焦点的位置，能量密度越大，收集效果越好，离焦点越远，能量也会等比例衰减。光功率计107还可以配合采集卡将测得的光功率录入计算机中进行数字处理等。光谱仪108设置于待测光学模组101和相机102的一侧，用于测试待测光学模组101所投射光束的波长，其可以固定在地板上，位置可调，还可以通过USB接口与电脑连接，便于记录光束波长情况。如上的光安全测试设备还可以包括积分球，积分球的高度及位置均可调，用于进一步收集光束并对光束进行反射，以便光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光安全测试设备，其特征在于，包括：待测光学模组、相机、投影屏、小光阑、透镜和测试仪；所述相机用于采集待测光学模组投射在所述投影屏上的投影图案；所述投影屏的中心开孔形成光阑，以使所述待测光学模组投射的目标光束穿过所述光阑；所述小光阑设置在所述投影屏后方，以使所述目标光束刚好进入所述小光阑；所述透镜位于所述小光阑后方，用于聚集所述目标光束；所述测试仪用于测试所述待测光学模组的光学性能和/或激光安全性能。

【技术特征摘要】
1.一种光安全测试设备，其特征在于，包括：待测光学模组、相机、投影屏、小光阑、透镜和测试仪；所述相机用于采集待测光学模组投射在所述投影屏上的投影图案；所述投影屏的中心开孔形成光阑，以使所述待测光学模组投射的目标光束穿过所述光阑；所述小光阑设置在所述投影屏后方，以使所述目标光束刚好进入所述小光阑；所述透镜位于所述小光阑后方，用于聚集所述目标光束；所述测试仪用于测试所述待测光学模组的光学性能和/或激光安全性能。2.如权利要求1所述的光安全测试设备，其特征在于，所述目标光束为零级衍射光束。3.如权利要求1所述的光安全测试设备，其特征在于，所述测试仪包括光功率计；所述光功率计用于检测所述待测光学模组发射的光束总功率P0以及所述目标光束的光功率P，通过P与P0评估所述待测光学模组的激光安全性能。4.如权利要求1所述的光安全测试设备，其特征在于，所述测试仪包括光束分析仪；利用所述光束分析仪检测投影图案尺寸d，并读取所述投影图案尺寸最小时所述光束分析仪与所述透镜的距离r，计算对向角α＝d/r，确定所述目标光束的AEL或PME，通过所述AEL或PME评估所述待测光学模组的激光安全性能。5.如权利要求3或4所述的光安全测试设备，其特征在于，所述测试仪还包括光谱仪，用于检测所述待测光学模组所投射光束的波长。6.如权利要求1所述的光安全测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振兴，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44