一种检测光学系统像质的方法和系统及一种测试标板技术方案

本发明专利技术公开了一种检测光学系统像质的方法和系统及一种测试标板，该系统包括标准物、图像采集单元和图像分析单元；标准物位于被测试光学系统的物方焦距处；标准物为带有驱动电路的显示屏，驱动电路驱动显示屏显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；或者，标准物包括测试标板和面光源，测试标板位于面光源与被检测的光学系统之间，在面光源的照射下，测试标板显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；图像采集单元位于光学系统的像方，通过一次拍摄采集光学系统所成的标准物的像；图像分析单元获取并分析图像采集单元采集到的图像，获取反映光学系统像质的参数。相比于人眼的主观评价，本方案客观有效，重复率好，适用于批量化的检测。

Method and system for detecting image quality of optical system and test label

The invention discloses a detection optical system image quality method and system and a test target, the system includes standard, image acquisition unit and image analysis unit; the standard in the test side of the focal length of the optical system; the standard for a display screen driving circuit, driving circuit for driving display for a variety of optical parameters of optical system for measuring graphics; or, the standard includes the test target and surface light source, optical system test target is located in the surface of the detected light source, the surface light source irradiation test target display for a variety of optical parameters of optical system for measuring graphics; image acquisition unit in optical system like, through the standard shot acquisition optical system of image; image analysis unit analysis image acquisition unit to acquire and won, Parameters of image quality of optical system. Compared with the subjective evaluation of the human eye, the scheme is objective and effective, and the repetition rate is good.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学
，具体涉及一种检测光学系统像质的方法和系统及一种测试标板。
技术介绍
市场上虚拟现实产品种类越来越多，终端用户的使用体验也参差不齐。在众多影响用户体验的因素中，近眼光学系统的成像质量将是最为重要的。良好的成像质量会给用户带来较强的现实感和沉浸感，提升体验质量。现有的对于光学系统像质的评价方案中，多是基于仿真软件，对所设计的光学系统就MTF、点扩散函数等进行评价，此方式仅基于理论评价，无法就实际生产中的产品进行准确测量。
技术实现思路
本专利技术提供了一种检测光学系统像质的方法和系统及一种测试标板，以解决现有的对于光学系统像质的评价方案仅基于理论评价，无法就实际生产中的产品进行准确测量的问题。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种检测光学系统像质的系统，包括：标准物、图像采集单元、图像分析单元；所述标准物位于所述光学系统的物方焦距处；所述标准物为带有驱动电路的显示屏，所述驱动电路驱动所述显示屏显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；或者，所述标准物包括测试标板和面光源，所述测试标板位于所述面光源与被检测的光学系统之间，在所述面光源的照射下，所述测试标板显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；所述图像采集单元位于所述光学系统的像方，用于通过一次拍摄采集所述光学系统所成的所述标准物的像；所述图像分析单元，用于获取并分析所述图像采集单元采集到的图像，获取反映所述光学系统像质的参数。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种测试标板，在光源照射下，所述测试标板显示用于检测光学系统的多种光学参数的图形；所述图形是以纯黑色为背景色的矩形，并以矩形的水平中心线和垂直中心线对称；矩形中心和四角分别设置有棋盘格区，在各棋盘格区的水平和垂直方向上设置有黑白条纹带，所述黑白色条纹带包含不同频率的黑白线对，各频率的黑白线对所占面积相等；在矩形中心的棋盘格区和黑白条纹带隔离成的4个象限中，分别设置有2*3的方块矩阵，所述方块的颜色与24色标准色板对应；在矩形四角的黑白条纹带与矩形中心的黑白条纹带之间设置有若干同心的白色矩形网格。根据本专利技术的又一个方面，本专利技术提供了一种检测光学系统像质的方法，包括：搭建用于检测光学系统像质的无光环境；在所述光学系统的物方焦距处放置标准物；所述标准物为带有驱动电路的显示屏，所述驱动电路驱动所述显示屏显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；或者，所述标准物包括测试标板和面光源，所述测试标板位于所述面光源与被检测的光学系统之间，在所述面光源的照射下，所述测试标板显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；在所述光学系统的像方放置相机，在无光环境下，利用所述相机通过一次拍摄采集所述光学系统所成的所述标准物的像；获取并分析所述相机采集到的图像，获取反映所述光学系统像质的参数。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例将测试标板或可以显示测试图形的显示屏作为标准物置于被检测光学系统的物方焦距处，该图形包含了测量不同光学参数的多个图像特征，在像方使用CCD相机等通过一次拍摄采集标准物的像，最后利用计算机内置的图像处理分析软件分析该图像，获取反映被检测的光学系统像质的一组参数，相比于人眼的主观评价，本方案客观有效，重复率好；相对比精密测量仪器，本方案速度快，效率高，适用于批量化的检测。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的一种检测光学系统像质的系统的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的一种测试标板的示意图；图3是本专利技术一个实施例提供的一种检测光学系统像质的方法的流程图。具体实施方式本专利技术的设计构思是：现有的对于光学系统像质的评价方案多是基于仿真软件，对光学系统就MTF、点扩散函数等进行评价，此方式仅基于理论评价，无法就实际生产中的产品进行准确测量。针对这种情况，本专利技术将测试标板或可以显示测试图形的显示屏作为标准物置于被检测光学系统的物方焦距处，该图形包含了测量不同光学参数的多个图像特征，在像方使用CCD相机通过一次拍摄采集标准物的像，最后利用计算机内置的图像处理分析软件分析该图像，获取反映被检测的光学系统像质的一组参数，相比于人眼的主观评价，本方案客观有效，重复率好；相对比精密测量仪器，本方案速度快，效率高，适用于批量化的检测。实施例一图1是本专利技术一个实施例提供的一种检测光学系统像质的系统的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的检测光学系统像质的系统包括：标准物110、图像采集单元120、图像分析单元130。标准物110放置于光学系统的物方焦距处，标准物110可以包括测试标板和面光源，测试标板位于面光源与被检测的光学系统之间，在面光源的照射下，测试标板显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；标准物110也可以是带有驱动电路的显示屏，驱动电路驱动显示屏显示用于测量光学系统多种光学参数的图形，例如显示与分辨率板等大相同的测试图案作为物。图像采集单元120位于光学系统的像方，用于通过一次拍摄采集光学系统所成的标准物110的像。图像采集单元120可以是CCD相机或CMOS相机，模拟人眼，一般情况下CCD相机的成像质量好于CMOS相机，因此使用CCD相机效果更佳，标准物110位于物方焦距处，包含物体信息的光线通过被检测光学系统传递后变为平行光，被CCD相机获取成像于传感器处，所需相机最小视场要求可通过被检测光学系统及配合使用的显示屏或测试标板尺寸计算得出。CCD相机的分辨率需要远大于标准物110的显示屏或测试标板的分辨率，若标准物110为显示屏，则CCD相机的传感器的分辨率应当远大于显示屏的分辨率，即保证显示屏的每个像素点经光学系统后至少被传感器的其中一个像素点所识别。CCD相机的视场范围应足够大，可对测试标板或显示屏通过光学系统的像完全获取，相机镜头的入瞳在镜头的前段，镜头畸变小，低于1％，与被检测光学系统相比可忽略，色彩还原性及分辨率高，CCD相机的MTF曲线已知，通过光学系统串联级联效果，被检测光学系统的MTF为总系统的MTF与CCD相机的比值。图像分析单元130，用于获取并分析图像采集单元120采集到的图像，获取反映光学系统像质的参数。在优选实施例中，图像分析单元130包括图像采集卡131和计算机132。图像采集卡131获取图像采集单元120采集的图像，计算机132将图像采集卡131采集的图像显示在显示器上，之后计算机132通过内置的图像处理分析软件，利用软件算计对图像进行分析处理，根据采集的图像得到代表被检测光学系统像质的有一组参数，例如可以包括MTF(ModulationTransferFunction，调制传递函数)、对比度、分辨率、亮度均匀性、畸变、色彩还原度及饱和度等。CCD相机通过一次性拍摄得到光学系统所成的像，经过软件算法处理即可获得反映被检测光学系统像质的参数所需时间较短，可达到快速检测和评价的效果，可广泛应用于商业生产的过程中。相比于人眼的主观评价，本方法客观有效，重复率好；相对比精密测量仪器，该方法速度快，效率高，适用于批量化的检测。优选实施例中还包括用于提供无光环境的遮光单元140。标准物110、图像采集单元120以及被检测的光学系统置于遮光单元140提供的无光环境中，使整个图像采集的过程在无光环境下进行，防止外界光线对检测结果产生影响。进一步优选地，在使用本实施例的检测光学系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测光学系统像质的系统，其特征在于，所述系统包括：标准物、图像采集单元、图像分析单元；所述标准物位于所述光学系统的物方焦距处；所述标准物为带有驱动电路的显示屏，所述驱动电路驱动所述显示屏显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；或者，所述标准物包括测试标板和面光源，所述测试标板位于所述面光源与被检测的光学系统之间，在所述面光源的照射下，所述测试标板显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；所述图像采集单元位于所述光学系统的像方，用于通过一次拍摄采集所述光学系统所成的所述标准物的像；所述图像分析单元，用于获取并分析所述图像采集单元采集到的图像，获取反映所述光学系统像质的参数。

【技术特征摘要】
1.一种检测光学系统像质的系统，其特征在于，所述系统包括：标准物、图像采集单元、图像分析单元；所述标准物位于所述光学系统的物方焦距处；所述标准物为带有驱动电路的显示屏，所述驱动电路驱动所述显示屏显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；或者，所述标准物包括测试标板和面光源，所述测试标板位于所述面光源与被检测的光学系统之间，在所述面光源的照射下，所述测试标板显示用于测量光学系统多种光学参数的图形；所述图像采集单元位于所述光学系统的像方，用于通过一次拍摄采集所述光学系统所成的所述标准物的像；所述图像分析单元，用于获取并分析所述图像采集单元采集到的图像，获取反映所述光学系统像质的参数。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于提供无光环境的遮光单元；所述标准物、所述图像采集单元以及被检测的光学系统置于所述遮光单元提供的无光环境中。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像采集单元为CCD相机或CMOS相机；所述CCD相机或所述CMOS相机的分辨率远大于所述显示屏或所述测试标板的分辨率。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像分析单元包括图像采集卡和计算机；所述图像采集卡，用于获取所述图像采集单元采集的图像；所述计算机，用于将所述图像采集卡采集的图像显示在显示器上，并根据所述图像获取所述光学系统像质的参数；所述参数包括MTF、对比度、分辨率、亮度均匀性、畸变、色彩还原度及饱和度中的多种。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述计算机还用于根据对样本光学系统的检测结果以及所样本光学系统的实际物理参数，对所述检测光学系统像质的系统进行标定。6.一种测试标板，其特征在于，在光源照射下，所述测试标板显示用于检测光学系统的多种光学参数的图形；所述图形是以纯黑色为背景色的矩形，并以矩形的水平中心线和垂直中心线对称；矩形中心和四角分别设置有棋盘格区，在各棋盘格区的水平和垂直方向上设置有黑白条纹带，所述黑白色条...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琦，
申请(专利权)人：歌尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37