定芯偏移量模型的构建方法、光学镜组定芯方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种定芯偏移量模型的构建方法、光学镜组定芯方法及装置，通过图像获取装置获取不同真实偏移量的相位图和成像图；将所述相位图作为真值对相位重建网络进行训练；将所述成像图输入到训练好的相位重建网络中，得到重建相位图；将所述重建相位图输入到偏移量网络中，输出定芯偏移量；利用所述真实偏移量对偏移量网络进行训练，使得所述定芯偏移量趋近于所述真实偏移量。可根据镜组成像预测镜组之间的定芯偏移量并进行快速定芯。组之间的定芯偏移量并进行快速定芯。

Construction method of centering offset model, optical lens group centering method and device

【技术实现步骤摘要】
定芯偏移量模型的构建方法、光学镜组定芯方法及装置


[0001]本申请涉及光学检测技术、深度学习
，尤其涉及一种定芯偏移量模型的构建方法、光学镜组定芯方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，伴随着摄像头行业的快速发展，镜头群组之间的快速装配已越来越受到各镜头生产厂商的关注。镜头作为视频记录的光学系统，能将周围环境的光信号通过传感器转化为电信号储存下来。镜头生产厂商批量生产镜头的能力不仅仅取决于生产频次，更取决于装配和调试镜头的能力与速度。特别是手机摄像头等精密仪器领域，光学镜头系统的装配过程要求更专业、更严格，对镜头的成像质量也提出了更高的标准。
[0003]光学镜头的组装敏感度高，一般来说镜片间、镜片与镜筒间以及多个镜组间细微的装配误差都会产生倾斜和偏心，造成解像力下降，影响镜头的成像质量。光学镜头通常又由几个镜组构成，因此如何尽可能快速地减小镜组之间的装配误差、提升解像力已经成为光学镜头快速批量生产过程中必须要解决的问题。而几年来深度学习技术的快速发展和空间光调制器的运用可以很好地解决镜组之间的偏芯问题，完成光学定芯。
[0004]现行的调芯方法通常是镜头通过旋转镜组群之间的角度和调整位置进行群组之间偏芯的调整。通常的做法是借助一个调芯结构进行这个过程，在调整过程中通过传感器成像查看MTF等信息来进行调芯。由于镜组之间的定芯公差包括空气间隔、倾斜和偏心，而倾斜和偏心又分别有两个垂直于光轴方向的分量，故镜组之间的定芯公差包括5种。这5种镜组定芯公差一般都会同时存在而大小不同，这将会造成仅通过MTF这种单一的评价指标将无法明确区分镜群之间的定芯公差的种类和数值，这种公差成像串扰将使得群组之间的调芯过程没有明确的指示，而整个调芯的过程往往通过经验丰富的光学人员进行手动调芯和判断，过程较为缓慢。特别是对于批量光学系统制造，镜群之间的装配调整亟需一种快速可靠的定芯方法。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的是提供一种定芯偏移量模型的构建方法、光学镜组定芯方法及装置，以弥补传统人工调芯时间长，指示性差的缺陷，采用空间光调制器加载相位图，通过深度学习对成像图案进行训练获取成像图案和镜群之间的装配公差关系，从而在自动定芯过程中通过成像得到的成像图案推算和预测镜群的5种定芯公差的较为接近的合理数值，控制六自由度位移台对镜组进行调芯，实现镜组快速定芯。这种装置和方法可以有效解决传统的手动调芯时间长，指示性差的缺陷，能够快速进行镜组之间的定芯，尤其适合光学镜头的快速批量制造和装调，以解决传统技术中存在的人工调芯时间长，仅成像图像判断定芯偏移量时调芯指示性差的技术问题。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种图像获取装置，包括：
[0007]光源、滤光片、十字叉丝、偏振准直镜、缩放透镜、六自由度位移台、传感器、分束棱
镜、空间光调制器，其中第一光束从光源出射后经过滤光片滤波，透射十字叉丝之后经过偏振准直镜准直后变为准直光束，准直后的第一光束与分束棱镜入射面垂直，并在偏振准直镜上反射进入空间光调制器中，输出相位图，空间光调制器将第一光束转化为携带相位信息的第二光束，第二光束透射过分束棱镜后经过缩放透镜将光束汇聚到传感器上进行成像，得到成像图；
[0008]其中待定芯的第一镜组和第二镜组放置在所述缩放透镜和传感器之间，第一镜组和第二镜组分别安装在各自的六自由度位移台上。
[0009]根据本申请实施例的第二方面，提供一种定芯偏移量模型的构建方法，包括：
[0010]通过第一方面所述的图像获取装置获取不同真实偏移量的相位图和成像图；
[0011]将所述相位图作为真值对相位重建网络进行训练；
[0012]将所述成像图输入到训练好的相位重建网络中，得到重建相位图；
[0013]将所述重建相位图输入到偏移量网络中，输出定芯偏移量；
[0014]利用所述真实偏移量对偏移量网络进行训练，使得所述定芯偏移量趋近于所述真实偏移量。
[0015]进一步地，所述相位重建网络包括：
[0016]成像图特征编码层，包括N层带有下采样的残差卷积层，输入成像图，输出成像图的编码特征，用于对成像图进行特征编码，N取3～5；
[0017]混合注意力层，包含空间注意力分支和通道注意力分支，输入成像图编码特征，输出成像图的增强特征，用于对成像图特征进行特征增强；
[0018]相位图重建解码层，包括N层带有反卷积的残差卷积层，输入成像图的增强特征，输出重建相位图，用于对成像图的增强特征进行解码，重建成相位图，N取3～5。
[0019]进一步地，所述偏移量网络包括：
[0020]相位图特征提取层，输入重建相位图，输出相位图特征，用于对相位图进行特征提取；
[0021]全局池化层，输入相位图特征，输出相位图特征向量，用于将相位图特征转化为特征向量形式，压缩特征尺寸；
[0022]全连接层，输入相位图特征向量，输出定芯偏移量，用于实现相位图特征向量到定芯偏移量的映射。
[0023]根据本申请实施例的第三方面，提供一种光学镜组定芯方法，包括：
[0024]获取成像图；
[0025]将所述成像图输入第二方面所构建的定芯偏移量模型中，输出偏移量；
[0026]若所述偏移量在误差允许范围内，则认为镜组完成定芯；
[0027]否则继续根据所述偏移量调节六自由度位移台，重新获取成像图，将重新获取的成像图输入到定芯偏移量模型中，输出偏移量，直到检测偏移量在误差允许范围内，结束循环，完成第一镜组和第二镜组的定芯。
[0028]进一步地，所述成像图通过图像采集装置获得，所述图像采集装置包括光源、滤光片、十字叉丝、偏振准直镜、缩放透镜、六自由度位移台、传感器，其中第一光束从光源出射后经过滤光片滤波，透射十字叉丝之后经过偏振准直镜准直后变为准直光束，准直光束经过缩放透镜将光束汇聚到传感器上进行成像，得到成像图；
[0029]其中待定芯的第一镜组和第二镜组放置在所述缩放透镜和传感器之间，第一镜组和第二镜组分别安装在各自的六自由度位移台上。
[0030]根据本申请实施例的第四方面，提供一种定芯偏移量模型的构建装置，包括：
[0031]第一获取模块，用于通过第一方面所述的图像获取装置获取不同真实偏移量的相位图和成像图；
[0032]第一训练模块，用于将所述相位图作为真值对相位重建网络进行训练；
[0033]第一输入模块，用于将所述成像图输入到训练好的相位重建网络中，得到重建相位图；
[0034]第二输入模块，用于将所述重建相位图输入到偏移量网络中，输出定芯偏移量；
[0035]第二训练模块，用于利用所述真实偏移量对偏移量网络进行训练，使得所述定芯偏移量趋近于所述真实偏移量。
[0036]根据本申请实施例的第五方面，提供一种光学镜组定芯装置，包括：
[0037]第二获取模块，用于获取成像图；
[0038]第三输入模块，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像获取装置，其特征在于，包括：光源、滤光片、十字叉丝、偏振准直镜、缩放透镜、六自由度位移台、传感器、分束棱镜、空间光调制器，其中第一光束从光源出射后经过滤光片滤波，透射十字叉丝之后经过偏振准直镜准直后变为准直光束，准直后的第一光束与分束棱镜入射面垂直，并在偏振准直镜上反射进入空间光调制器中，输出相位图，空间光调制器将第一光束转化为携带相位信息的第二光束，第二光束透射过分束棱镜后经过缩放透镜将光束汇聚到传感器上进行成像，得到成像图；其中待定芯的第一镜组和第二镜组放置在所述缩放透镜和传感器之间，第一镜组和第二镜组分别安装在各自的六自由度位移台上。2.一种定芯偏移量模型的构建方法，其特征在于，包括：通过权利要求1所述的图像获取装置获取不同真实偏移量的相位图和成像图；将所述相位图作为真值对相位重建网络进行训练；将所述成像图输入到训练好的相位重建网络中，得到重建相位图；将所述重建相位图输入到偏移量网络中，输出定芯偏移量；利用所述真实偏移量对偏移量网络进行训练，使得所述定芯偏移量趋近于所述真实偏移量。3.根据权利要求2所述的一种定芯偏移量模型的构建方法，其特征在于，所述相位重建网络包括：成像图特征编码层，包括N层带有下采样的残差卷积层，输入成像图，输出成像图的编码特征，用于对成像图进行特征编码，N取3～5；混合注意力层，包含空间注意力分支和通道注意力分支，输入成像图编码特征，输出成像图的增强特征，用于对成像图特征进行特征增强；相位图重建解码层，包括N层带有反卷积的残差卷积层，输入成像图的增强特征，输出重建相位图，用于对成像图的增强特征进行解码，重建成相位图，N取3～5。4.根据权利要求2所述的一种定芯偏移量模型的构建方法，其特征在于，所述偏移量网络包括：相位图特征提取层，输入重建相位图，输出相位图特征，用于对相位图进行特征提取；全局池化层，输入相位图特征，输出相位图特征向量，用于将相位图特征转化为特征向量形式，压缩特征尺寸；全连接层，输入相位图特征向量，输出定芯偏移量，用于实现相位图特征向量到定芯偏移量的映射。5.一种光学镜组定芯方法，其特征在于，包括：获取成像图；将所述成像图输入权利要求2所构建的定芯偏移量模型中，输出偏移量；若所述偏移量在误差允许范围内，则认为镜组完成定芯；...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪凯巍，高少华，蒋奇，张雨凡，陈家安，马育国，李荣华，田鑫睿，江勇，
申请(专利权)人：东莞市宇瞳光学科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：