电动变焦镜头对焦曲线的检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种电动变焦镜头对焦曲线的检测装置及检测方法，其中装置包括：驱动及控制模块、图像获取模块及检测模块；所述驱动及控制模块包括：MCU、驱动电路、步进电机、电源和镜头支架；所述驱动电路用于驱动电动变焦镜头的变焦用步进电机和聚焦用步进电机；所述镜头支架用于固定电动变焦镜头；所述图像获取模块用于获取电动变焦镜头的成像；所述检测模块设置在上位机内，所述上位机与驱动及控制模块构成串口通信；所述检测模块包括基于MATLAB的检测控制单元和基于MATLAB的图像处理单元。对于测试电动变焦镜头的对焦曲线有着重要作用，在量产时期不需要额外的人力即可自动检测镜头的对焦曲线是否出现偏差，可以以此来判定镜片组装工艺和镀膜的情况。

【技术实现步骤摘要】
电动变焦镜头对焦曲线的检测装置及检测方法
本专利技术属于光学器件检测领域，尤其涉及一种电动变焦镜头对焦曲线的检测装置及检测方法。
技术介绍
随着科技日新月异，消费链末端的大众安全消费水平提高，也带动了各领域对安全方面的需求，在一些特殊的需求场合，如安防领域，使用者对安防设备所呈现出来的效果要求更为精确。所以这就要求作为镜头厂家不单单是简单的生产镜头，还要对镜头的各方面做足够的测试才能够推向市场。电动变焦镜头为了在使用中保证全程的清晰，都有一条相对应的变焦（Zoom）和聚焦（Focus）的对焦曲线，但是每个镜头由于生产个体的差异对焦曲线都有些许差别，目前，还没有一种能够普遍适用于工业生产和检测的对电动变焦镜头对焦曲线的检测装置或检测方法。因此，专利技术一种实用、高效的电动变焦镜头对焦曲线的检测装置及检测方法成为当下市场迫切的需要。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术采用以下技术方案：一种电动变焦镜头对焦曲线的检测装置，其特征在于，包括：驱动及控制模块、图像获取模块及检测模块；所述驱动及控制模块包括：MCU、驱动电路、步进电机、电源和镜头支架；所述驱动电路用于驱动电动变焦镜头的变焦用步进电机和聚焦用步进电机；所述镜头支架用于固定电动变焦镜头；所述图像获取模块用于获取电动变焦镜头的成像；所述检测模块设置在上位机内，所述上位机与驱动及控制模块构成串口通信；所述检测模块包括基于MATLAB的检测控制单元和基于MATLAB的图像处理单元；所述检测控制单元可向驱动及控制模块发出控制电动变焦镜头进行一步或多步变焦动作或聚焦动作的指令，并记录动作的步数；所述检测控制单元可在每一次向驱动及控制模块发出进行一步聚焦动作的指令之前和/或之后向图像获取模块发出采集图像的指令，并从图像获取模块获得每一步对应的图像；所述图像处理单元利用基于灰度图像的Sobel算子边缘算法计算检测控制单元获得图像的总体清晰度值，并构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵。优选地，所述MCU为STC15F204EA单片机；所述驱动电路包括两个L293D驱动芯片，分别用于驱动电动变焦镜头的变焦用步进电机和聚焦用步进电机；所述电源的供电电压为5V；所述图像获取模块为CMOS图像传感器。优选地，所述STC15F204EA单片机的P3.0-RX接口、P3.1-TX接口和所述驱动及控制模块的接地口通过PL2003连接至上位机的USB口，以实现串口通信。优选地，所述检测模块还包括预览显示单元；用于实时获取并显示所述图像获取模块采集的图像。优选地，所述基于灰度图像的Sobel算子边缘算法包括：步骤A：对图像进行灰度化处理，得到图像灰度矩阵；步骤B：对所述图像灰度矩阵利用imfilter函数调用sobel算子对图像灰度矩阵进行滤波，获得清晰度评价矩阵；步骤C：将所述清晰度评价矩阵的全部元素进行求和，得到总体清晰度值；步骤D：根据所述检测控制单元记录的步数及对应图片总体清晰度值构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵。以及，一种电动变焦镜头对焦曲线的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：固定电动变焦镜头，并在镜头前方设置成像用道具；步骤二：对电动变焦镜头进行一次完整的按步进行的聚焦动作，对每一步进行图像采集及对每一图像执行基于灰度图像的Sobel算子边缘算法，获得每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵；所述基于灰度图像的Sobel算子边缘算法包括：步骤A：对图像进行灰度化处理，得到图像灰度矩阵；步骤B：对所述图像灰度矩阵使用sobel算子对图像灰度矩阵进行滤波，获得清晰度评价矩阵；步骤C：将所述清晰度评价矩阵的全部元素进行求和，得到总体清晰度值；步骤D：根据所述检测控制单元记录的步数及对应图片总体清晰度值构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵；步骤三：根据总体清晰度矩阵生成电动变焦镜头的聚焦对焦曲线。以及，一种电动变焦镜头对焦曲线的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤四：固定电动变焦镜头，并在镜头前方设置成像用道具；步骤五：将电动变焦镜头一次完整的变焦动作按步分为n个变焦动作部分；步骤六：顺序执行n个变焦动作部分，并在执行变焦动作之前、两个变焦动作之间及执行完n个变焦动作之后的节点分别对电动变焦镜头进行一次完整的按步进行的聚焦动作，对每一步进行图像采集及对每一图像执行基于灰度图像的Sobel算子边缘算法，获得每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵；步骤七：根据每一个总体清晰度矩阵生成电动变焦镜头在可调范围内不同焦距下的聚焦对焦曲线。优选地，所述基于灰度图像的Sobel算子边缘算法包括：步骤A：对图像进行灰度化处理，得到图像灰度矩阵；步骤B：对所述图像灰度矩阵使用sobel算子对图像灰度矩阵进行滤波，获得清晰度评价矩阵；步骤C：将所述清晰度评价矩阵的全部元素进行求和，得到总体清晰度值；步骤D：根据所述检测控制单元记录的步数及对应图片总体清晰度值构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵。优选地，步骤一中，所述电动变焦镜头固定在镜头支架上；所述变焦动作和聚焦动作由两个步进电机分别控制；所述两个步进电机由两个L293D驱动芯片分别驱动；所述两个L293D驱动芯片设置在一驱动电路上；所述驱动电路与一MCU连接，所述MCU为STC15F204EA单片机；所述MCU通过串口通信与一上位机连接；所述图像采集通过一CMOS图像传感器实现；所述上位机内设置有一检测模块；所述检测模块包括基于MATLAB的检测控制单元和基于MATLAB的图像处理单元；所述检测控制单元可向驱动及控制模块发出控制电动变焦镜头进行一步或多步变焦动作或聚焦动作的指令，并记录动作的步数；所述检测控制单元可在每一次向驱动及控制模块发出进行一步聚焦动作的指令之前和/或之后向CMOS图像传感器发出采集图像的指令，并从CMOS图像传感器获得每一步对应的图像；所述图像处理单元利用基于灰度图像的Sobel算子边缘算法计算检测控制单元获得图像的总体清晰度值，并构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵。本专利技术在工业生产流程中能够便捷、高效地测试每一个镜头的对焦曲线，验证模具和镜片组装生产的工艺，以确认每批产品的差异性。本专利技术对于测试电动变焦镜头的对焦曲线有着重要作用，在量产时期不需要额外的人力即可自动检测镜头的对焦曲线是否出现偏差，可以以此来判定镜片组装工艺和镀膜的情况，能更能方便快捷的判定的对焦曲线的偏差，可以根据大数据的积累寻找批次产品的不良和模具件公差的范围浮动，也可以为特殊需求的用户提供具体、精确的对焦曲线参数。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：图1为本专利技术实施例中聚焦对焦曲线检测方法的流程图；图2为本专利技术实施例中可调范围内不同焦距下的聚焦对焦曲线检测方法的流程图；图3为本专利技术实施例中基于灰度图像的Sobel算子边缘算法的流程图。具体实施方式为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：本实施例的检测装置包括：驱动及控制模块、图像获取模块及检测模块；驱动及控制模块包括：MCU（微控制单元）、驱动电路、步进电机、电源和镜头支架；驱动电路用于驱动电动变焦镜头的变焦用步进电机和聚焦用步进电机；镜头支架用于固定电动变焦镜头；图像获取模块用于获取电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动变焦镜头对焦曲线的检测装置，其特征在于，包括：驱动及控制模块、图像获取模块及检测模块；所述驱动及控制模块包括：MCU、驱动电路、步进电机、电源和镜头支架；所述驱动电路用于驱动电动变焦镜头的变焦用步进电机和聚焦用步进电机；所述镜头支架用于固定电动变焦镜头；所述图像获取模块用于获取电动变焦镜头的成像；所述检测模块设置在上位机内，所述上位机与驱动及控制模块构成串口通信；所述检测模块包括基于MATLAB的检测控制单元和基于MATLAB的图像处理单元；所述检测控制单元可向驱动及控制模块发出控制电动变焦镜头进行一步或多步变焦动作或聚焦动作的指令，并记录动作的步数；所述检测控制单元可在每一次向驱动及控制模块发出进行一步聚焦动作的指令之前和/或之后向图像获取模块发出采集图像的指令，并从图像获取模块获得每一步对应的图像；所述图像处理单元利用基于灰度图像的Sobel算子边缘算法计算检测控制单元获得图像的总体清晰度值，并构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种电动变焦镜头对焦曲线的检测装置，其特征在于，包括：驱动及控制模块、图像获取模块及检测模块；所述驱动及控制模块包括：MCU、驱动电路、步进电机、电源和镜头支架；所述驱动电路用于驱动电动变焦镜头的变焦用步进电机和聚焦用步进电机；所述镜头支架用于固定电动变焦镜头；所述图像获取模块用于获取电动变焦镜头的成像；所述检测模块设置在上位机内，所述上位机与驱动及控制模块构成串口通信；所述检测模块包括基于MATLAB的检测控制单元和基于MATLAB的图像处理单元；所述检测控制单元可向驱动及控制模块发出控制电动变焦镜头进行一步或多步变焦动作或聚焦动作的指令，并记录动作的步数；所述检测控制单元可在每一次向驱动及控制模块发出进行一步聚焦动作的指令之前和/或之后向图像获取模块发出采集图像的指令，并从图像获取模块获得每一步对应的图像；所述图像处理单元利用基于灰度图像的Sobel算子边缘算法计算检测控制单元获得图像的总体清晰度值，并构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵。2.根据权利要求1所述的电动变焦镜头对焦曲线的检测装置，其特征在于：所述MCU为STC15F204EA单片机；所述驱动电路包括两个L293D驱动芯片，分别用于驱动电动变焦镜头的变焦用步进电机和聚焦用步进电机；所述电源的供电电压为5V；所述图像获取模块为CMOS图像传感器。3.根据权利要求2所述的电动变焦镜头对焦曲线的检测装置，其特征在于：所述STC15F204EA单片机的P3.0-RX接口、P3.1-TX接口和所述驱动及控制模块的接地口通过PL2003连接至上位机的USB口，以实现串口通信。4.根据权利要求1所述的电动变焦镜头对焦曲线的检测装置，其特征在于：所述检测模块还包括预览显示单元；用于实时获取并显示所述图像获取模块采集的图像。5.根据权利要求1所述的电动变焦镜头对焦曲线的检测装置，其特征在于：所述基于灰度图像的Sobel算子边缘算法包括：步骤A：对图像进行灰度化处理，得到图像灰度矩阵；步骤B：对所述图像灰度矩阵利用imfilter函数调用sobel算子对图像灰度矩阵进行滤波，获得清晰度评价矩阵；步骤C：将所述清晰度评价矩阵的全部元素进行求和，得到总体清晰度值；步骤D：根据所述检测控制单元记录的步数及对应图片总体清晰度值构建所述每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵。6.一种电动变焦镜头对焦曲线的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：固定电动变焦镜头，并在镜头前方设置成像用道具；步骤二：对电动变焦镜头进行一次完整的按步进行的聚焦动作，对每一步进行图像采集及对每一图像执行基于灰度图像的Sobel算子边缘算法，获得每一步对应的图像对应的总体清晰度矩阵；所述基于灰度图像的Sobel算子...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雨晖，施文凯，洪秋亮，
申请(专利权)人：福建福光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35