CN101452199A

CN101452199A - 调制传递函数值的测量方法

Info

Publication number: CN101452199A
Application number: CNA2007102027992A
Authority: CN
Inventors: 袁崐益
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: CN101452199B

Abstract

本发明涉及一种调制传递函数值的测量方法，其包括以下步骤：提供测试板和与测试板相对的图像传感器，该测试板具有多个明暗相间的测试图案，该图像传感器用于感测每个测试图案经由待测镜头成像后的图像的亮度值，将待测镜头置于测试板与图像传感器之间；调节图像传感器的成像亮度至所有测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度，驱动图像传感器沿待测镜头的成像光轴运动，至图像传感器对全部测试图案取得最佳成像效果；驱动图像传感器平行于测试图案的排布方向运动，连续记录图像传感器感测的测试图案经由待测镜头的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根据最大亮度值和最小亮度值计算待测镜头的调制传递函数值。

Description

调制传递函数值的测量方法

技术领域

本发明涉及镜头检测技术领域，尤其涉及镜头的调制传递函数值的测量方法。

背景技术

数码相机、摄像机及手机摄像头等成像物体的影像质量主要取决于镜头的成像质量，而镜头的成像质量监控在于镜头的测试过程。调制传递函数值(Modulation TransferFunction，MTF)是一种分析镜头的解像力跟反差再现能力、综合评价镜头的锐度、反差及分辨率的一个重要参数。参见文献：A simple method for determining the modulationtransfer function indigital radiography；Fujita，H.，Tsai，D-Y.，Itoh，T.，Department of Electronic & Computer Engineering，England，Gifu University；Medical imaging，IEEE transactions on；pages 34~39，Volume 11，Issue 1，March.1992。在光学产业里，调制传递函数值介于0％至100％之间，通常调制传递函数值愈高的镜头，代表愈能解析待测影像里更细微的变化。

请参见图1，现有调制传递函数值的测量装置10通常包括一个图像传感器11及一个测试板12。测试板12具有间隔排布的明暗条纹13。采用测量装置10测量待测镜头14的调制传递函数值时，通常先调节图像传感器11与待测镜头14的相互位置，使图像传感器11位于最佳取像位置处，然后将测试板12的间隔排布的明暗条纹13经待测镜头14成像在图像传感器11。最后，由图像传感器11感测的条纹亮度的亮度值计算出待测镜头14的调制传递函数值。待测镜头14的调制传递函数值可由下述公式算得：MTF＝(I_max-I_min)/(I_max+I_min)。其中，I_max为图像传感器11所感测的最亮条纹的亮度值，I_min为图像传感器11所感测的最暗条纹的亮度值。

图像传感器11形成的明暗条纹13经待测镜头14成像后的图像主要由像素构成。图像传感器11必须控制的一个重要参数是每个像素在明暗条纹13经待测镜头14成像后的曝光时间，以补偿光照条件的变化。当待测镜头的调制传递函数值特别大或曝光时间太长时，图像传感器11感测的经待测镜头14成像后的明暗条纹13的图像的亮度值会大于所述条纹的实际亮度，造成图像传感器11获取的条纹亮度过于饱和。当待测镜头的调制传递函数值特别小，或者待测镜头14的镜片镀有滤光薄膜层引起待测镜头14的镜片的调制传递函数值较小，或曝光时间太短会导致图像传感器11无法感应所述条纹的亮度值。上述情形均会导致测试所得的待测镜头14的调制传递函数值误差较大，造成错误的测量结果，进而将合格待测镜头判断为不合格品。

发明内容

因此，有必要提供一种调制传递函数值的测量方法以提高测量精度，进而提高镜头检测精度和确保镜头质量。

所述调制传递函数值的测量方法包括以下步骤：提供一个测试板和与测试板相对的图像传感器，该测试板具有多个明暗相间的测试图案，该图像传感器用于感测每个测试图案经由待测镜头成像后的图像的亮度值，将待测镜头置于测试板与图像传感器之间；调节图像传感器的成像亮度至所有测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值，驱动图像传感器沿待测镜头的成像光轴运动，至该图像传感器对全部测试图案取得最佳成像效果；驱动图像传感器平行于测试板的测试图案的排布方向运动，连续记录图像传感器感测的测试图案经由待测镜头的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根据所述最大亮度值和最小亮度值计算待测镜头的调制传递函数值。

本技术方案的调制传递函数值的测量方法通过于测试待测镜头的调制传递函数值前调节图像传感器的曝光时间从而调节图像传感器的成像亮度，从而避免了现有测试方法测试调制传递函数值特别大或特别小的待测镜头或镀有滤光薄膜层的镜片时，图像传感器读取的经由待测镜头成像后的明暗条纹的亮度值太大或亮度值太小导致测试所得的调制传递函数值误差较大的缺陷。因此，本技术方案的调制传递函数值的测量方法能有效提高镜头检测准确度，进而确保了镜头质量。

附图说明

图1是现有镜头调制传递函数值的测量方法示意图。

图2是本技术方案的实施例提供的调制传递函数值的测量方法涉及的一种调节图像传感器的成像亮度方法的示意图。

图3是本技术方案的实施例提供的调制传递函数值的测量方法涉及的另一种调节图像传感器的成像亮度方法的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本技术方案的调制传递函数值的测量方法进行具体说明。

请参阅图2，本技术方案第一实施例提供的调制传递函数值的测量方法所使用的测量装置100包括测试板22和图像传感器21。

测试板22具有多个明暗相间的测试图案23。测试图案23可为本领域常见的图案，如为一个包括多个间隔排布的明暗条纹的条纹阵列，或为包括第一条纹阵列和第二条纹阵列的图案。当测试图案23为后者时，第一条纹阵列和第二条纹阵列均包括多个间隔排布的明暗条纹，且第二条纹阵列的多个间隔排布的明暗条纹排布方向与第一条纹阵列的多个间隔排布的明暗条纹排布方向相交。本实施例中，所述测试图案23是一个第一条纹阵列。该第一条纹阵列包括多个间隔排布的暗条纹231及明条纹232。

图像传感器21用于感测测试板22的测试图案23经由待测镜头后在该图像传感器21上的成像亮度。图像传感器21可为电荷耦合图像传感器或互补金属氧化物半导体图像传感器。图像传感器21可在其驱动装置(图未示)的驱动下沿待测镜头成像光轴方向移动或平行于测试板22的测试图案23中的暗条纹231及明条纹232的排布方向运动。

本实施例提供的调制传递函数值的测量方法包括以下步骤：

第一步，将待测镜头置于图像传感器和测试板之间。

所述将待测镜头置于图像传感器和测试板之间是指图像传感器位于待测镜头的成像光轴线上，且图像传感器和测试板分别位于待测镜头的两侧。

第二步，调节图像传感器的成像亮度至所有测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值，驱动图像传感器沿待测镜头的成像光轴线运动，至图像传感器对全部测试图案取得最佳成像效果。

所述调节图像传感器的成像亮度至所有测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值可通过先记录图像传感器所感测的测试图案经由待测镜头的平均亮度值，然后根据所述平均亮度值调节图像传感器的曝光时间，从而使图像传感器的成像亮度等于测试板的全部测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值来实现。

所述记录图像传感器的感测的测试图案经由待测镜头的平均亮度值可按以下两种方式进行：

第一种，如图2所示，首先，驱动图像传感器21沿待测镜头24的光轴线运动，至图像传感器21不能识别测试图案23的暗条纹231与明条纹232的分界线。本实施例中，当图像传感器21位于平面M处时，图像传感器21完全无法辨别测试板22的暗条纹231与明条纹232的分界线。此时，图像传感器21感测到的经由待测镜头24成像后的测试图案23的亮度是测试板22所有测试图案23的平均亮度值。而图像传感器21对所有测试图案23经由待测镜头24成像后的图案成像而形成的图像的亮度表示该图像的曝光程度。由于图像传感器21感测的图像亮度为亮度平均值，因此，此时图像传感器21形成的图像的曝光程度对应为最佳曝光程度，对应地，图像传感器21的曝光时间为最佳值。其次，根据所述平均亮度值调节图像传感器21的曝光时间，使图像传感器21的成像亮度为所述平均亮度值。最后，驱动图像传感器21沿待测镜头24的成像光轴线运动，至图像传感器21对全部测试图案23取得最佳成像效果，即图像传感器21’位于平面N处时，即可开始测量待测镜头24的调制传递函数值。

第二种，如图3所示，首先，驱动图像传感器31沿待测镜头34的成像光轴线运动，至图像传感器31对测试图案33取得最佳成像效果；其次，提供一扩散片35，所述扩散片35利用光扩散作用而混合测试板32的所有测试图案33的亮度，并将扩散片35置于测试板32与待测镜头34之间，以通过扩散片35对测试板32的全部测试图案33的光扩散作用，使得图像传感器31感测全部测试图案33经扩散片35扩散后并经待测镜头34成像后的亮度平均值；最后，根据所述平均亮度值调节图像传感器31的曝光时间，使图像传感器31的成像亮度为所述平均亮度值。

第三步，驱动图像传感器平行于测试板上的测试图案排布方向运动，连续记录图像传感器感测的所有测试图案经由待测镜头的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根据所述最大亮度值和最小亮度值计算待测镜头的调制传递函数值。

所述最大亮度值和最小亮度值依下述方式确定出：比较图像传感器连续记录的每三个测试图案经由待测镜头的亮度值，若中间位置的测试图案的亮度值大于其前后位置的测试图案的亮度值，则该中间位置的测试图案的亮度值为所选定像素所感测的最大亮度值；若中间位置的测试图案亮度值小于其前后位置的测试图案的亮度值，则该中间位置的测试图案的亮度值为所选定像素所感测的最小亮度值。

设此时图像传感器所感测的测试图案的最大亮度值为I_max，最小亮度值为I_min，则待测镜头的MTF值＝(I_max-I_min)/(I_max+I_min)。

本实施例的调制传递函数值的测试方法通过先调节图像传感器的成像亮度为测试板的全部测试图案的平均亮度值，从而避免了现有测试方法测试调制传递函数值特别大或特别小的待测镜头或镀有滤光薄膜层的镜片时，图像传感器读取的经由待测镜头成像后的明暗条纹的亮度值太大或太小导致测试所得的调制传递函数值误差较大的缺陷。因此，本技术方案的调制传递函数值的测量方法能提高镜头检测准确度，进而确保了镜头质量。

以上实施例对本技术方案进行了详细的描述，但不能理解为对本技术方案的限制。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案的构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本申请权利要求的保护范围。

Claims

【权利要求1】一种调制传递函数值的测量方法，用于测量待测镜头的调制传递函数值，其包括以下步骤：

提供一个测试板和与测试板相对的图像传感器，该测试板具有多个明暗相间的测试图案，该图像传感器用于感测每个测试图案经由待测镜头成像后的图像的亮度值，将待测镜头置于测试板与图像传感器之间；

调节图像传感器的成像亮度至所有测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值，驱动图像传感器沿待测镜头的成像光轴运动，至该图像传感器对全部测试图案取得最佳成像效果；

驱动图像传感器平行于测试板的测试图案的排布方向运动，连续记录图像传感器感测的测试图案经由待测镜头的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根据所述最大亮度值和最小亮度值计算待测镜头的调制传递函数值。
【权利要求2】如权利要求1所述的调制传递函数值的测量方法，其特征是，所述调节图像传感器的成像亮度至所有测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值包括以下步骤：记录该图像传感器感测的全部测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值；根据所述平均亮度值调整图像传感器的曝光时间，使图像传感器的成像亮度为所述平均亮度值。
【权利要求3】如权利要求2所述的调制传递函数值的测量方法，其特征是，所述记录该图像传感器感测的全部测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值包括驱动图像传感器沿待测镜头成像光轴运动，至该图像传感器不能识别所述明暗相间的测试图案之间的分界线的步骤。
【权利要求4】如权利要求2所述的调制传递函数值的测量方法，其特征是，所述记录该图像传感器感测的测试图案经由待测镜头成像后的平均亮度值包括提供一扩散片，并将该扩散片置于测试板与待测镜头之间以获取全部测试图案的亮度经扩散片扩散后且经由待测镜头后的平均亮度的步骤。
【权利要求5】如权利要求3或4所述的调制传递函数值的测量方法，其特征是，所述最大亮度值和最小亮度值依下述方式得出：比较图像传感器连续记录的每三个测试图案经由待测镜头后的亮度值，若中间位置测试图案的亮度值大于其前后位置的测试图案的亮度值，则该中间位置的测试图案的亮度值为所选定像素所感测的最大亮度值；若中间位置的测试图案的亮度值小于其前后位置的测试图案的亮度值，则该中间位置的测试图案的亮度值为所选定像素所感测的最小亮度值。
【权利要求6】如权利要求1所述的调制传递函数值的测量方法，其特征是，所述测试图案包括第一条纹阵列，该第一条纹阵列包括多个间隔排布的明暗条纹。
【权利要求7】如权利要求6所述的调制传递函数值的测量方法，其特征是，所述测试图案还包括第二条纹阵列，该第二条纹阵列包括多个间隔排布的明暗条纹，该第二条纹阵列的多个间隔排布的明暗条纹排布方向与所述第一条纹阵列的多个间隔排布的明暗条纹排布方向相交。