一种分体式镜头的自动组装方法、组装机台及组装系统技术方案

本发明专利技术涉及镜头组装技术领域，具体涉及到一种分体式镜头的自动组装方法、组装机台及组装系统。本发明专利技术的分体式镜头的自动组装方法将分体式镜头的第一镜组中心与逆投影的MTF检测装置光轴进行校准；通过校准图像调整第二镜组中心使得其与第一镜组中心处于同一光轴上；调整第二镜组和第一镜组的相对高度位置使得它们之间的间隙达到准确状态。本发明专利技术的组装方法可以根据初始位置图片进行自动组装算法计算，基于质心法和图像识别分类法设计自动组装算法，并且由计算结果实时对镜头进行调整，相较于人为手动控制调整，组装更为方便和省时，本发明专利技术不仅可以大幅降低分体式镜头的组装难度；同时还节省了大量的时间成本，极大提高了镜头的组装效率。的组装效率。的组装效率。

【技术实现步骤摘要】
一种分体式镜头的自动组装方法、组装机台及组装系统


[0001]本专利技术涉及镜头组装
，具体涉及到一种分体式镜头的自动组装方法、组装机台及组装系统。

技术介绍

[0002]在组装机台对分体式镜头组装的过程中，首先需要将分体式镜头的第一镜组与分体式镜头的第二镜组在机台上料，此时机台会将其移动至预设的MTF（调制传递函数，Modulation Transfer Function）检测装置处。但由于机台的精度要求、料盘的误差、环境偏移等各方面因素，会导致其两个镜组实际光轴不在MTF检测装置的正中心，使得图像采集单元实际获得的图片偏移十分大，且图像模糊，与实际需求的镜头状态有极大的不同，此时就需要对其进行手动调整，由肉眼识别其应该所处的位置。这种方式耗时长、误差大，且不利于自动化的进行，所以需求一种对镜头状态调整的算法来增加效率，提高自动化程度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种分体式镜头的自动组装方法、组装机台及组装系统。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种分体式镜头的自动组装方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1，组装机台将分体式镜头的第一镜组和第二镜组上料至基于逆投影的MTF检测装置的光轴附近，并得到刻线图；
[0006]步骤2，基于质心法和图像识别分类法设计自动组装算法；
[0007]步骤3，根据自动组装算法计算刻线图得到第一镜组所处的位置，通过调整第一镜组的位置状态，使得第一镜组处于MTF检测装置的光轴上；
[0008]步骤4，根据自动组装算法计算第二镜组与第一镜组的相对位置，通过调整第二镜组的位置状态，使得第二镜组与第一镜组处于同一光轴上；
[0009]步骤5，根据刻线图计算调制传递函数，通过调整第一镜组的位置状态，以改变第二镜组与第一镜组的相对高度，使得相对高度满足成像质量最佳的要求。
[0010]进一步的，在步骤1中，所述MTF检测装置包括图像采集单元和刻线光罩，由MTF检测装置上的图像采集单元拍摄刻线光罩经分体式镜头所形成的图像，得到刻线光罩的刻线图。
[0011]进一步的，在步骤3中，通过质心法计算图像偏移位置，以得到第一镜组所处的位置，通过组装机台的上群夹持装置移动第一镜组，使图像靠近图片中心，使得第一镜组处于MTF检测装置的光轴上。
[0012]进一步的，所述质心法具体包括：
[0013]图片的质心是灰度图的亮度分配中心，而一张图片的任意像素都具有“行”、“列”两个坐标，通过质心法的计算控制所述两个坐标的质心趋于图片中心；
[0014]以Gray表示灰度值，则针对每个坐标都要求得其行、列坐标与灰度值大小，并且计算整张图片的灰度值累加和为：
[0015]，
[0016]其中，Sum为整张图片的灰度值累加，Row、Col分别为图片像素点的行、列号，
[0017]Gray
（Row,Col）
即为某行列位置的像素灰度值；
[0018]再计算行与列的分布总值之和分别为：
[0019]，，
[0020]其中，ColSum、RowSum分别为每一列的权重总和与每一行的权重总和，计算方法是将每一个像素点的灰度值乘以它的列/行数；
[0021]则质心所在行列即为：
[0022]，，
[0023]其中，ColCenter与RowCenter分别为质心所在的列、行号，计算方法是用每一列/行对应灰度值的权重总和除以灰度累加值，计算得到处于权重重心的位置即为质心所在列/行；
[0024]将质心的行列与图片中心进行比较，移动上群夹持装置即可完成对第一镜组的光轴对心调整，使质心移动至图片中心位置，使得第一镜组处于MTF检测装置的光轴上。
[0025]进一步的，在步骤4中，通过图像识别分类法计算第二镜组与第一镜组的径向的相对位置，通过组装机台的下群夹持装置调整第二镜组的位置状态，使得第二镜组与第一镜组处于同一光轴上。
[0026]进一步的，所述图像识别分类法具体包括：
[0027]对刻线图进行识别，刻线图标识线部分的线扩散函数的峰值所处的位置相接近，将刻线图的明亮部分视为亮线，刻线图的模糊部分视为模糊区域，计算亮线的中心和模糊区域的中心，让亮线的中心与模糊区域的中心重合，使得第二镜组与第一镜组处于同一光轴上。
[0028]进一步的，所述图像识别分类法具体包括：
[0029]将图片进行分割以刻画出中心区域，然后定位到识别的上下两个分类点；
[0030]计算分割线的中心区域，以分类点出发，上方分类点以上的中心区域称为上侧，下方分类点以下的中心区域称为下侧，两个分类点以左共同的中心区域称为左侧，两个分类点以右共同的中心区域称为右侧，由此对中心区域进行计算分划，以上、下区域计算图片中横线的偏差位置，以左、右区域计算图片中竖线的偏差位置；
[0031]计算模糊区域在分类点所处清晰线的位置，对最大的灰度值进行取阈值，可算得阈值，其中FACTOR是组装机台的组装系统参数，maxValue是图片的最大灰度值；
[0032]由此将所有灰度值低于roughEdge并高于背景色的像素点总和识别为模糊区域，高于roughEdge并处于分割线切割出来的中心区域内的像素点总和识别为亮线，对比亮线
与模糊区域的质心坐标，即可得到亮线与模糊区域的相对位置，其中背景色为图片中无图像处的背景像素值。
[0033]进一步的，在步骤5中，具体包括：
[0034]固定第二镜组，让第一镜组先上升后向下扫描，并根据刻线图计算调制传递函数得到MTF分值，在向下扫描的同时记录MTF分值，当MTF分值最高时停止向下扫描，使得相对高度满足成像质量最佳的要求。
[0035]进一步的，在步骤5后，通过遍历的方式对第二镜组的位置进行微调；
[0036]以中心视场的MTF分值为导向，设定移动的距离，并分别在上下左右四个方向移动第二镜组，找到四个方向中MTF分值更高的位置，以该位置作为中心，继续在上下左右四个方向移动寻找MTF分值更高的位置，直至找到MTF分值最高的位置。
[0037]本专利技术还提供了一种分体式镜头的组装机台，包括：
[0038]至少一个处理器；
[0039]与所述至少一个处理器连接的存储器；
[0040]其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的镜头组装方法的步骤。
[0041]本专利技术还提供了一种分体式镜头的组装系统，包括：
[0042]上群夹持装置，其上用于夹持镜头的第一镜组；
[0043]下群夹持装置，其上用于夹持镜头的第二镜组；
[0044]刻线光罩，位于所述镜头的像侧上；
[0045]图像采集单元，位于所述镜头的物侧上，可采集待成像物通过所述镜头所成的像；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分体式镜头的自动组装方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，组装机台将分体式镜头的第一镜组（1）和第二镜组（2）上料至基于逆投影的MTF检测装置的光轴附近，并得到刻线图；步骤2，基于质心法和图像识别分类法设计自动组装算法；步骤3，根据自动组装算法计算刻线图得到第一镜组（1）所处的位置，通过调整第一镜组（1）的位置状态，使得第一镜组（1）处于MTF检测装置的光轴上；步骤4，根据自动组装算法计算第二镜组（2）与第一镜组（1）的相对位置，通过调整第二镜组（2）的位置状态，使得第二镜组（2）与第一镜组（1）处于同一光轴上；步骤5，根据刻线图计算调制传递函数，通过调整第一镜组（1）的位置状态，以改变第二镜组（2）与第一镜组（1）的相对高度，使得相对高度满足成像质量最佳的要求。2.根据权利要求1所述的一种分体式镜头的自动组装方法，其特征在于，在步骤1中，所述MTF检测装置包括图像采集单元（3）和刻线光罩（4），由MTF检测装置上的图像采集单元（3）拍摄刻线光罩（4）经分体式镜头所形成的图像，得到刻线光罩（4）的刻线图。3.根据权利要求1所述的一种分体式镜头的自动组装方法，其特征在于，在步骤3中，通过质心法计算图像偏移位置，以得到第一镜组（1）所处的位置，通过组装机台的上群夹持装置（5）移动第一镜组（1），使图像靠近图片中心，使得第一镜组（1）处于MTF检测装置的光轴上。4.根据权利要求3所述的一种分体式镜头的自动组装方法，其特征在于，所述质心法具体包括：图片的质心是灰度图的亮度分配中心，而一张图片的任意像素都具有“行”、“列”两个坐标，通过质心法的计算控制所述两个坐标的质心趋于图片中心；以Gray表示灰度值，则针对每个坐标都要求得其行、列坐标与灰度值大小，并且计算整张图片的灰度值累加和为：，其中，Sum为整张图片的灰度值累加，Row、Col分别为图片像素点的行、列号，Gray
（Row,Col）
即为某行列位置的像素灰度值；再计算行与列的分布总值之和分别为：，，其中，ColSum、RowSum分别为每一列的权重总和与每一行的权重总和，计算方法是将每一个像素点的灰度值乘以它的列/行数；则质心所在行列即为：，，其中，ColCenter与RowCenter分别为质心所在的列、行号，计算方法是用每一列/行对应灰度值的权重总和除以灰度累加值，计算得到处于权重重心的位置即为质心所在列/行；将质心的行列与图片中心进行比较，移动上群夹持装置（5）即可完成对第一镜组（1）的
光轴对心调整，使质心移动至图片中心位置，使得第一镜组（1）处于MTF检测装置的光轴上。5.根据权利要求1所述的一种分体式镜头的自动组装方法，其特征在于，在步骤4中，通过图像识别分类法计算第二镜组（2）与第一镜组（1）的径向的相对位置，通过组装机台的下群夹持装置（6）调整第二镜组（2）的位置状态，使得第二镜组（2）与第一镜组（1）处于同一光轴上。6.根据权利要求5所述的一种分体式镜头的自动组装方法，其特征在于，所述图像识别分类法具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅建，黄冠，李长明，郭崇波，李亮，
申请(专利权)人：江西联益光学有限公司，
类型：发明
国别省市：