一種檢測方法與流程

本發明涉及光學測距裝置的產品檢測領域，尤其是涉及一種檢測方法。

背景技術：

目前，在研發過程中，對光電產品的光學特性、電學特性及其工作具體性能參數的檢測是必不可少的程序。在對光電產品光學特性的檢測中，特別是對透鏡裝置的檢測，在現有的技術中，通常使用的檢測方式為根據標準鏡片的尺寸進行比較。但是，通過這種方式僅僅能檢測出透鏡的尺寸偏差，并不能檢測出透鏡在應用到整體部件中的性能，比如通過透鏡測出的性能參數是否在既定的光電裝置光學性能要求范圍內。

測量偏心的方法是通過讓樣品旋轉，通過平行光入射（透射或反射）樣品的焦平面（或曲率中心）上十字叉絲的跳動來判斷偏心大小。用以測量偏心的透鏡檢測裝置有透鏡定中心儀、焦距儀等，主要是通過非接觸式的方式以透射式或透反式兩種方式進行誤差的定量測量。

上述兩種方式用于測量和判定透鏡的各項參數誤差的操作均較為復雜，對于整體的透鏡的性能是否適用于測量裝置還需要進一步的加權計算，加大了測量結果的誤差。同理，對于測距裝置的電路板、光源、接收模塊往往采用專門的電路進行測量，然后經過不同的計算得出相應的參數誤差，采用的測量工具較多，采取的測量方式較多，增大了測量成本，加大了測量的誤差。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供一種能夠通過測出的性能參數判斷待測對象是否在既定的光電測距裝置對光學性能的要求范圍內的檢測裝置，采用如下技術方案實現：

一種檢測裝置，包括反射結構和光學測距裝置，所述光學測距裝置安放有至少一個可拆卸待測測試元件，所述反射結構和光學測距裝置的間距可調，所述光學測距裝置在每個設定的測試點位測量其與反射結構的間距并輸出測量距離或測量光強，通過在每一個測試點位的光學測距裝置與反射結構的真實距離和測量距離的比對或真實距離和測量光強的比對，以確定光學測距裝置上的待測測試元件是否合格。

作為本技術方案的優選方案之一，所述光學測距裝置包括光源、電路板、用于會聚發射光束的發射光學組件、用于會聚反射光束的接收光學組件和接收模塊，所述電路板驅動光源發出光束，所述光束入射到反射結構，所述接收模塊接收反射結構反射后的光束，所述光源、電路板、發射光學組件、接收光學組件和接收模塊中的至少一個或幾個可拆卸設置于光學測距裝置中。

作為本技術方案的優選方案之一，還包括驅動裝置和控制系統，所述控制系統通過驅動裝置驅動所述光學測距裝置或反射結構逐一經過測試點位。

作為本技術方案的優選方案之一，所述測試點位由控制系統根據驅動裝置的運行參數計算并確定；

或者，所述測試點位由真實距離標定裝置測量并標定后將相應的信號傳輸至控制系統。

作為本技術方案的優選方案之一，所述驅動裝置包括驅動器和步進電機，所述步進電機通過齒輪齒條結構或絲桿螺母結構與反射結構或光學測距裝置相連接；

或者，所述驅動裝置包括驅動器和直線電機，所述直線電機的輸出軸直接連接反射結構或光學測距裝置。

作為本技術方案的優選方案之一，所述絲桿螺母結構包括設置在所述反射結構或光學測距裝置下方的螺母座，以及螺接在所述螺母座內且與螺母座相適配的絲桿，所述絲桿的固定端與步進電機的傳動軸相連接，所述絲桿的另一端穿設在支撐座上。

作為本技術方案的優選方案之一，所述絲桿的固定端和支撐座分別對應設置有限位開關，所述限位開關在其與對應絲桿端部的實測距離小于等于設定安全距離值時，向控制系統發出信號，收到信號后所述控制系統指令驅動裝置停止移動。

作為本技術方案的優選方案之一，所述檢測裝置還包括與反射結構或光學測距裝置的設定測試路徑相平行的直線光軸導軌，與驅動裝置相連接的反射結構或光學測距裝置套設在直線光軸導軌上，且所述反射結構或光學測距裝置只可沿與直線光軸導軌相平行的設定測試路徑移動。

作為本技術方案的優選方案之一，所述接收模塊包括感光芯片和/或計時芯片；所述光源為led光源或者激光光源。

作為本技術方案的優選方案之一，光源為兩個或四個，兩個或四個所述光源分別對稱設置在接收模塊的兩側。

作為本技術方案的優選方案之一，所述檢測裝置還包括外殼底座，所述外殼底座上設置有用于安裝光源、發射光學組件、接收光學組件、電路板和接收模塊的安裝槽，所述外殼底座上方還設置有用于定位發射光學組件和接收光學組件的定位透鏡上蓋，以及用于定位電路板的定位電路板上蓋。

作為本技術方案的優選方案之一，還包括沿豎直方向上下移動并在設定高度定位的升降臺，所述光學測距裝置或者反射結構設置在所述升降臺上。

作為本技術方案的優選方案之一，還包括將所述反射結構和光學測距裝置封裝起來的殼體，所述殼體上開設有用于更換待測測試元件的側開門。

作為本技術方案的優選方案之一，所述殼體由透明材料制成。

作為本技術方案的優選方案之一，所述發射光學組件包括設置在發射光路上的發射透鏡，每條發射光路上對應設置有一個發射透鏡。

作為本技術方案的優選方案之一，所述接收光學組件包括沿接收光路自外而內依次設置的接收外透鏡和接收內透鏡。

本發明還提供了一種檢測方法，將待測測試元件對應安裝在光學測距裝置上，通過驅動結構驅動反射結構或光學測距裝置連續運動并逐一經過設定的測試點位，所述光學測距裝置在每個測試點位測量并輸出測量距離，對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構的測量距離和真實距離比對，判斷待測測試元件是否合格；

或者，對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構的測量光強和真實距離比對，判斷待測測試元件是否合格。

作為本技術方案的優選方案之一，采用比值法對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構的測量距離an和真實距離an或者測量光強in和真實距離an進行比對：

每個測試點位的光學測距裝置與反射結構的測量距離an和真實距離an的比值pn的數值范圍在（k1，k2）之間時，待測測試元件合格；

或者，每個測試點位的光學測距裝置與反射結構的測量光強in和真實距離an的比值qn的數值范圍在（k3，k4）之間時，待測測試元件合格；

其中，所述n為大于等于1的自然數，所述k1、k2、k3和k4為常數，且k2大于k1，k4大于k3。

作為本技術方案的優選方案之一，所述pn中n的取值為m，則從p1到pm這m個數值中最多有n-1個在（k1，k2）之外，則pn所對應的待測測試元件為合格；

或者，所述qn中n的取值為m，則從q1到qm這m個數值中最多有n-1個在（k3，k4）之外，則qn所對應的待測測試元件為合格；

m為大于1的自然數，n為大于等于1的自然數，且m大于n-1。

作為本技術方案的優選方案之一，所述pn中n的取值為80，則p1到p80這80個數值中最多有5個在設定的（k1，k2）之外，滿足前述條件的待測測試元件為合格；

或者，所述qn中n的取值為80，則q1到q80這80個數值中最多有5個在設定的（k3，k4）之外，滿足前述條件的待測測試元件為合格。

本發明針對待測對象產品在實際使用的環境，創造一個小型系統，針對某一個或者某幾個測試元件的組合進行綜合的數據測量，利用了光學測距裝置的光學測速快速高效的特性，比對快速準確，適用多種測試元件，一機多用，節省檢測設備的占用空間。在本發明中由實驗多次測量標定的檢測標準以及誤差作為判斷的標準，判斷透鏡是否合格，同時可檢測出透鏡的一致性，因而增強了對透鏡的甄別，并有效的建立了透鏡的數據庫，增強了透鏡測試的可追溯性。

附圖說明

圖1為本發明檢測裝置的光路圖。

圖2為本發明檢測裝置的整體裝配示意圖。

圖3為本發明檢測裝置的外殼底座的結構示意圖。

1-發射透鏡；2-反射結構；3-接收外透鏡；4-接收內透鏡；5-支承座；6-限位開關；7-外殼底座；8-螺母座；9-絲杠；10-直線光軸導軌；11-固定端；12-聯軸器；13-步進電機；14-控制系統；15-驅動器；16-殼體；17-升降臺；18-定位透鏡上蓋；19-定位電路板上蓋；20-電路板。

具體實施方式

實施例1

本發明提供了一種檢測裝置，如圖2所示，包括：包括反射結構2和光學測距裝置，所述光學測距裝置安放有至少一個可拆卸待測測試元件，所述反射結構2和光學測距裝置的間距可調，所述光學測距裝置在每個設定的測試點位測量其與反射結構2的間距并輸出測量距離或測量光強，通過在每一個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的真實距離和測量距離的比對或真實距離和測量光強的比對，以確定光學測距裝置上的待測測試元件是否合格。

通過安放有至少一個可拆卸待測測試元件的所述光學測距裝置和作為光學測距裝置的測量目標的反射結構2的結構設置，創造一個完整的測試系統，針對某一個或者某幾個測試元件的組合進行綜合的數據測量，利用了光學測距裝置的光學測速快速高效的特性，比對快速準確，適用多種待測測試元件的檢測，一機多用，節省檢測設備的占用空間。具體應用中，所述光學測距裝置可以是采用tof時間法的脈沖光學測距裝置或者相位法光學測距裝置，還可以是采用三角法的光學測距裝置。

優選的，如圖1所示，所述光學測距裝置包括光源、電路板20、用于會聚發射光束的發射光學組件、用于會聚反射光束的接收光學組件和接收模塊，所述接收模塊包括感光芯片和/或計時芯片。所述電路板20驅動光源發出光束，所述光束入射到反射結構2并反射，所述接收模塊接收反射結構2反射后的光束，所述光源、電路板20、發射光學組件、接收光學組件和接收模塊中的至少一個或幾個可拆卸設置于光學測距裝置中。

為了進一步實現自動化控制和運行，所述檢測裝置還包括驅動裝置和控制系統14，所述控制系統14通過驅動裝置驅動所述反射結構2逐一經過測試點位，所述驅動裝置的運行參數由所述控制系統14設定并根據具體的測試要求進行修改。所述測試點位由測試人員根據測試需要具體設定，在測試的過程中測試點位的確定由控制系統14根據驅動裝置的運行參數計算并確定。

所述驅動裝置有多種選擇，例如，所述驅動裝置包括驅動器15和直線電機，所述直線電機的輸出軸直接連接反射結構2。或者，所述驅動裝置包括驅動器15和步進電機13。

作為優選項的，所述驅動裝置包括驅動器15和步進電機13，所述反射結構2可以直接在步進電機13直接驅動下沿設定測試路徑運行，所述反射結構2的真實距離可以通過記錄步進電機13的轉速和轉動圈數得出。所述步進電機13通過齒輪齒條結構或絲桿螺母結構與反射結構2相連接；所述絲桿螺母結構或齒輪齒條結構均用于推動反射結構2相對于光學測距裝置移動。

為了保證反射結構2移動呈直線且保持連貫，所述絲桿螺母結構包括設置在所述反射結構2下方的螺母座8，以及螺接在所述螺母座8內且與螺母座8相適配的絲桿9，所述絲桿9的固定端11與步進電機13的傳動軸相連接，所述絲桿9的另一端穿設在支撐座5上。優選的，所述絲桿9的固定端11通過聯軸器12與步進電機13的傳動軸相連接。所述控制系統14通過步進電機13和驅動器15控制絲桿9轉動以帶動反射結構2運行，每一個測試點位對應一個絲桿9轉動的圈數數值，當絲桿9帶動反射結構2轉至設定的圈數數值時，控制系統14記錄測試點位真實距離an。螺母座8和絲桿9相配合的結構，提高了反射結構2沿測試路徑運行的穩定性，同時，通過記錄絲桿9的轉動圈數來記錄反射結構2的真實距離其更為準確，干擾更小。

為了防止反射結構2和光學測距裝置的間距超過設定測量最大范圍或者絲桿9脫出螺母座8，所述絲桿9的固定端11和支撐座5分別對應設置有限位開關6，所述限位開關6在其與對應絲桿9端部的實測距離小于等于設定安全距離值時，向控制系統14發出信號，收到信號后所述控制系統14指令驅動裝置停止移動。

所述限位開關6為行程開關或霍爾接近開關。優選的，所述限位開關6為npn常開型的霍爾接近開關，其檢測距離為1cm。在霍爾接近開關的探頭探測到距其1cm內有磁鐵時，所述霍爾接近開關向與其相連接的控制系統14發出信號，所述控制系統14指令驅動結構停止移動；進一步的，所述檢測裝置還包括警示燈，所述警示燈連接霍爾接近開關或控制板，在霍爾接近開關的探頭探測到距其1cm內有磁鐵時，所述警示燈亮，以提醒測試者進行下一個測試步驟或下一次測試，優選的，所述警示燈為led警示燈。

所述檢測裝置還包括與反射結構2或光學測距裝置的設定測試路徑相平行的直線光軸導軌10，與驅動裝置相連接的反射結構2套設在直線光軸導軌10上，且所述反射結構2或光學測距裝置只可沿與直線光軸導軌10相平行的設定測試路徑移動。所述反射結構2可以通過與直線光軸導軌10相適配的套環與直線光軸導軌10相套接，以保證測試路徑始終與直線光軸導軌10相平行。

所述光源為led光源或者激光光源，所述光源的數量不限，可以是一個，兩個或多個。優選的，所述光源為兩個或四個，兩個或四個所述光源分別對稱設置在接收模塊的兩側。

所述發射光學組件和/或所述接收光學組件為透鏡或透鏡組件。所述透鏡組件包括多個透鏡的排列組合，或者單個、多個透鏡與功能膜片的組合。所述發射光學組件包括設置在發射光路上的發射透鏡1，每條發射光路上對應設置有一個發射透鏡1。所述接收光學組件包括沿接收光路自外而內依次設置的接收外透鏡3和接收內透鏡4。

至少對應每個測試點位處，兩個對稱設置在接收光學組件兩側的led燈在電路板20驅動下發出光束，如圖1所示，所述光束通過對應的發射透鏡1后射向反射結構2，經反射結構2反射后依次經過接收外透鏡3和接收內透鏡4進入接收模塊。

優選的，所述驅動器15為兩相步進電機驅動器，型號為：vicsr2，所述步進電機13型號為stp-42d2138-02，所述絲桿9為滾珠絲桿。所述控制系統14線連接兩相步進電機驅動器進行供電，直線光軸導軌10線連接驅動器15的控制端，直線光軸導軌10的另外一個端口連接光學測距裝置。兩相步進電機驅動器的四個端口與步進電機13相連，步進電機13通過聯軸器12帶動滾珠絲桿，當步進電機13驅動滾珠絲桿運動時，滾珠絲杠帶動著反射結構2在水平方向上移動，所述光學測距裝置可以一直測試，由控制系統14提取每一個測試點位對應的真實距離和測試距離或測試光強；或者也可以由控制系統14在每一個測試點位指令光學測距裝置測距，在測試點位之間指令光學測距裝置停止測距。

具體實施時，所述控制系統14也可以通過驅動裝置驅動所述光學測距裝置逐一經過測試點位，整體技術方案與上述技術內容相類同，不再贅述。

實施例2

與實施例1不同的是，如圖3所示，所述檢測裝置還包括外殼底座7，所述外殼底座7上設置有用于安裝光源、發射光學組件、接收光學組件、電路板20和接收模塊的安裝槽，所述外殼底座7上方還設置有用于定位發射光學組件和接收光學組件的定位透鏡上蓋18，以及用于定位電路板20的定位電路板上蓋19。所述具有安裝槽的外殼底座7的結構設置實現了檢測裝置的集成化，使得更換測試元件更為快速方便。

為了便于調整光學測距裝置和反射結構2的相對高度，所述檢測裝置還包括可沿豎直方向上下移動并在設定高度定位的升降臺17，所述光學測距裝置或者反射結構2設置在所述升降臺17上。

為了進一步降低外部環境的干擾，所述檢測裝置還包括將所述反射結構2和光學測距裝置封裝起來的殼體16，所述殼體16上開設有用于更換待測測試元件的側開門。所述殼體16的設置，減少了實驗時外部的碰觸和干擾。

優選的，所述殼體16由透明材料制成。可以清楚直觀的觀察檢測裝置的結構及測試過程。

實施例3

與實施例1-2不同的是，所述檢測裝置還包括真實距離標定裝置，所述真實距離標定裝置用于校準所述驅動裝置所標出的真實距離的誤差。所述真實距離標定裝置可以是直尺、光電門等測距裝置。

或者，所述真實距離標定裝置實時測量出所述反射結構2與所述光學測距裝置的間距并至少將每一個測試點位的真實測距信息傳輸至控制系統14，由控制系統14控制光學測距裝置至少在測試點位進行其與反射結構2的間距的測量。

優選的，所述真實距離標定裝置是光電門，所述光電門連接控制系統14。當然，所述真實距離標定裝置包含但不限于直尺和光電門，可擴展到測量領域的任何測量工具。

實施例4

本發明還提供了一種檢測方法，將待測測試元件對應安裝在光學測距裝置上，通過驅動結構驅動反射結構2或光學測距裝置連續運動并逐一經過設定的測試點位，所述光學測距裝置在每個測試點位測量并輸出測量距離an，對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量距離an和真實距離an比對，判斷待測測試元件是否合格。對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量距離an和真實距離an比對有多種比對方法，可以是函數法，比值法，差值法等。

優選的，采用比值法對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量距離an和真實距離an進行比對：每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量距離an和真實距離an的比值pn的數值范圍在（k1，k2）之間時，待測測試元件合格。其中，所述n為大于等于1的自然數，所述k1和k2為常數，且k2大于k1。

優選的，為了盡可能的排除偶然因素的影響，采用aql抽樣方式，提高了檢測的科學性和合理性，所述pn中n的取值為m，則從p1到pm這m個數值中最多有n-1個在（k1，k2）之外，則pn所對應的待測測試元件為合格；

m為大于1的自然數，n為大于等于1的自然數，且m大于n-1。當p1到pm這m個數值中至少有n個在設定的（k1，k2）之外，則滿足前述條件的pn所對應的待測元件為不合格。不合格的待測元件需要返回供應商處進行相應的修改或調換。

具體實施時，以所述pn中n的取值為80為例，則p1到p80這80個數值中最多有5個在設定的（k1，k2）之外，滿足前述條件的待測測試元件為合格；則p1到p80這80個數值中至少有6個在設定的（k1，k2）之外，滿足前述條件的待測測試元件為不合格。

實施例5

與實施例4不同的是，所述光學測距裝置具有感光芯片，所述光學測距裝置在每個測試點位測量并輸出測量光強in，對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量光強in和真實距離an比對，判斷待測測試元件是否合格。對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量光強in和真實距離an比對有多重比對方法，可以是函數法，比值法，差值法等。

優選的，采用比值法對每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量光強in和真實距離an進行比對：

每個測試點位的光學測距裝置與反射結構2的測量光強in和真實距離an判的比值qn的數值范圍在（k3，k4）之間時，待測測試元件合格。其中，所述n為大于等于1的自然數，所述k3和k4為常數，k4大于k3。

優選的，為了盡可能的排除偶然因素的影響，采用aql抽樣方式，提高了檢測的科學性和合理性，所述qn中n的取值為m，則從q1到qm這m個數值中最多有n-1個在設定的（k3，k4）之外，則qn所對應的待測測試元件為合格；m為大于1的自然數，n為大于等于1的自然數，且m大于n-1。

具體實施時，所述qn中n的取值為80，則q1到q80這80個數值中最多有5個在設定的（k3，k4）之外，滿足前述條件的待測測試元件為合格。

本發明利用控制變量法、比較法，根據實際需要設定標準值與誤差，測試待測對象在實際環境中的效果，透鏡本身所作用的探頭是在相對移動的環境下進行測量，本發明創造設計出這樣一個完整的系統，其中包括機械結構部分以及電子程序部分。目前，透鏡檢測技術均為對于透鏡自身的檢測，本發明的靈敏度很高，可檢測出透鏡在整個過程中的異常問題，包括透鏡的裝反、污漬、劃痕。本發明作為一個可以獨立運作的產品，檢測裝置還可以開發拓展出其他的功能，比如對整個光學測距裝置或是對光學電路板的檢測。

以上所述的僅是本發明的優選的實施方式。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的情況下，還可以作出若干改進和變型，這也視為本發明的保護范圍。