CN101458441A - 测试线对图板、镜头光学解析量测系统及其量测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测试线对图板，其具有一个关于整个测试线对图板中心对称的加粗框形图案，以及多个位于该加粗框形图案内的测试线对图。本发明还提供一种镜头光学解析量测系统，其包括：一所述测试线对图板，待测镜头与该测试线对图板相对；一光源，用于发出光线以照射该测试线对图板；一个影像感测器，用于接收所述光线经测试线对图板反射后穿透待测镜头的光学信号，并将该光学信号转换成电信号；一处理装置，用于接收影像感测器的电信号，并将该电信号转换成数字信号后，计算并输出亮度分布资料及光学解析调制转换函数值；以及一显示器，用于接收并显示所述亮度分布资料及光学解析调制转换函数值。本发明还提供一种镜头光学解析量测方法。

Description

测试线对图板、镜头光学解析量测系统及其量测方法
技术领域
本发明涉及镜头光学解析能力量测用的测试线对图板，以及涉及一种镜头光学解析量测系统及其量测方法。
背景技术
相机模组，通常包括至少一镜头以及一与镜头相对设置的影像感测器，在各种用途的摄像装置中得到广泛的应用，相机模组内置于各种便携式电子装置，例如手机、摄录机、电脑中，更是得到众多消费者的青睐。
镜头的光学解析能力的量测通常采用一镜头光学解析量测系统完成。该镜头光学解析量测系统的工作原理是利用数字影像处理方式将物理上的光学解析调制转换函数(ModulationTransfer Function，简称MTF)直接计算，从而表征镜头的光学解析能力。如图5及图6所示，一种典型的镜头光学解析量测系统包括一个光源装置11、一个测试线对图板12、一个影像感测器13、一个处理装置14以及一个显示器15。该测试线对图板12具有多个测试线对图122。光源装置11发出的光线照亮测试线对图板12，待测镜头10在合适位置可以捕捉到整个测试线对图板12上的测试线对图。影像感测器13接收并转换穿过待测镜头10的光学影像信号成为电子影像信号。处理装置14将电子影像信号转换成数字影像信号后，计算并输出取像区域的影像亮度分布资料及MTF值。显示器15用于显示该影像亮度分布资料及MTF值。镜头光学解析能力的量测过程中，通常要求与实际使用的方式一样，待测镜头10的光轴与影像感测器13的中心轴对齐，从而使量测值足够精确。
然而，由于镜头的光轴往往难以精确地确定，特别是随着镜头的尺寸越来越小，使得镜头的光轴确定更加困难。现有的镜头光学解析量测系统及其量测方法往往没有辨识或难以辨识待测镜头的光轴是否与影像感测器的中心轴重合。
发明内容
有鉴于此，提供一种可方便辨识待测镜头的光轴是否与影像感测器的中心轴重合的镜头光学解析量测系统及其量测方法实为必要。
一种镜头光学解析量测系统，用于量测待测镜头的光学解析能力，其包括：一测试线对图板，其具有一个关于整个测试线对图板中心对称的加粗框形图案，以及多个位于该加粗框形图案内的测试线对图，所述待测镜头与该测试线对图板相对；一光源，用于发出光线以照射所述测试线对图板；一个影像感测器，用于接收所述光源发出的光线经所述测试线对图板反射后穿透所述待测镜头的光学信号，并将该光学信号转换成电信号；一处理装置，该处理装置与影像感测器电性连接，用于接收所述影像感测器的电信号，并将该电信号转换成数字信号后，计算并输出亮度分布资料及光学解析调制转换函数值；以及一显示器，该显示器与处理装置电性连接，用于接收并显示所述亮度分布资料及光学解析调制转换函数值。
一种使用上述的镜头光学解析量测系统的镜头光学解析量测方法，用于量测待测镜头对所述测试线对图板的光学解析能力，其包括如下步骤：
使所述影像感测器的中心轴与所述测试线对图板的中心轴对齐；
判断所述测试线对图板的加粗框形图案是否透过待测镜头完全成像在所述影像感测器上，并是否关于所述影像感测器中心对称，若不完全成像在所述影像感测器上或不关于所述影像感测器中心对称，则移动所述待测镜头，直至所述测试线对图板的加粗框形图案完全成像在所述影像感测器上并关于所述影像感测器中心对称；若所述测试线对图板的加粗框形图案完全成像在所述影像感测器上并关于所述影像感测器中心对称，则进行待测镜头对所述测试线对图板上的测试线对图的光学解析能力量测。
一种测试线对图板，其具有多个测试线对图，用于供待测镜头进行光学解析能力量测，其中，所述测试线对图板还具有一个关于整个测试线对图板中心对称的加粗框形图案，所述多个测试线对图均位于该加粗框形图案内。
与现有技术相比，所述测试线对图板由于具有加粗框形图案，该加粗框形图案可以明显地透过待测镜头成像在所述影像感测器上，从而可以预先利用该加粗框形图案来辨识待测镜头是否移动至其光轴与所述影像感测器的中心轴重合的位置，即是否完全做好待测的准备，如此使后续的光学解析能力量测值更加精确。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的镜头光学解析量测系统示意图。
图2是图1所示的镜头光学解析量测系统中测试线对图板俯视示意图。
图3及图4是图1所示的镜头光学解析量测系统中，影像感测器读到的当待测镜头的光轴与影像感测器的中心轴不对齐时的光学影像信号。
图5是现有技术中镜头光学解析量测系统用于量测待测镜头光学解析能力示意图。
图6是图5所示的镜头光学解析量测系统中测试线对图板俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的测试线对图板、镜头光学解析量测系统及其量测方法作进一步详细说明。
请一并参阅图1及图2，本发明的实施例提供的镜头光学解析量测系统200，包括一个光源装置21、一个测试线对图板22、一个影像感测器23、一个处理装置24、一个显示器25、一个中空的承载盘26以及一个用于驱动承载盘26的驱动装置28。
所述光源装置21可以为一个LED装置，用于发出光线以照射所述测试线对图板22。
所述测试线对图板22具有一个加粗框形图案221，该加粗框形图案221位于整个测试线对图板22边缘，呈矩形形状，且关于整个测试线对图板22中心对称。该加粗框形图案221宽度L可以在0.5毫米至2厘米之间。该加粗框形图案221最好呈黑色，以利于成像辨识。该加粗框形图案221以内的面板部分设置有一个位于中间位置的第一区域A，四个位于边角位置的第二区域B，以及四个夹设于两两第二区域B之间的且关于第一区域A对称的第三区域C。第一区域A内对称分布有四个次区域a，且每个次区域a内包含有四个第一空间频率(单位：线对/毫米)的测试线对图222。每个第二区域B内对称分布有四个次区域b，且每个次区域b包含有一个第二空间频率的测试线对图223。每个第三区域C内对称分布有两个次区域c，且每个次区域c内包含有四个第三空间频率的测试线对图224。各个测试线对图的一个线对由黑色线条和白色线条排列组成。各个区域内的多个测试线对图之间垂直水平交错排列。
所述影像感测器23可以为电荷耦合器件(Charge Coupled Device，简称CCD)或互补金属氧化物半导体晶体管(Complementary Metal Oxide Semiconductor Transistor，简称CMOS)。所述影像感测器23可将接收到的光学影像信号转换成电子影像信号。
所述处理装置24与所述影像感测器23电性连接。所述处理装置24内具有一个模拟/数字转换单元以及一个影像亮度分布与MTF计算软件。模拟/数字转换单元可将接收到的模拟信号转换成为数字信号。影像亮度分布与MTF计算软件则执行影像亮度分布计算，并可以根据以下的公式进行MTF值计算：
MTF＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
其中，Imax是所述影像感测器23所接收到的对所述测试线对图板22含有测试线对图的某一被测区域的最大影像亮度值；Imin是所述影像感测器23所接收到的对所述测试线对图板22含有测试线对图的某一被测区域的最小影像亮度值。各个测试线对图中的黑色线条呈现较小影像亮度值，白色线条呈现较大影像亮度值。
所述承载盘26等间距开设有多个贯通其中的收容孔262，用于收容各个待测镜头。所述驱动装置28包括一个Z轴驱动臂282，一个X轴驱动臂284及一个Y轴驱动臂286，各个驱动臂均由一控制器(图未示)控制，用于分别驱动所述承载盘26沿图示的Z轴方向、X轴方向及Y轴方向移动。
所述镜头光学解析量测系统200对每一个待测镜头的光学解析能力的量测可以依照如下步骤进行：
先使所述影像感测器23的中心轴与所述测试线对图板22的中心轴对齐。在这一步骤中，由于影像感测器23及测试线对图板22均为面板形状，因此可以使用几何方式确定出影像感测器23及测试线对图板22的中心轴。
当各个待测镜头20容置在所述承载盘26的各个收容孔262中时，首先利用所述驱动装置28驱动所述承载盘26，使第一个待测镜头20移动到与所述测试线对图板22相对，并且透过该待测镜头20可以观测到整个测试线对图板22的位置。然后判断所述测试线对图板22的加粗框形图案221是否透过该待测镜头20完全成像在所述影像感测器23上，并是否关于所述影像感测器23的中心对称，藉此辨识该待测镜头20是否移动至其光轴与所述影像感测器23的中心轴重合的位置。影像感测器23所接收到的影像信号可以通过显示器25来显示，即看加粗框形图案221的图像是否完全在显示器25上显示或是否关于显示器25的中心对称。
如图3所示，所述测试线对图板22的加粗框形图案221没有完全成像在所述影像感测器23上，即所述测试线对图板22的加粗框形图案221一部分成像在所述影像感测器23的外部区域，此时可以说明待测镜头20的光轴201偏离所述影像感测器23的中心轴231较多。此时，可以利用驱动装置28的X轴驱动臂284驱动承载盘26沿X轴正向方向，即向右移动一些，从而使待测镜头20的光轴201向所述影像感测器23的中心轴231靠近。
另外，即使所述测试线对图板22的加粗框形图案221完全成像在所述影像感测器23上，也需要进一步判断所述测试线对图板22的加粗框形图案221是否关于所述影像感测器23中心对称。如图4所示，所述测试线对图板22的加粗框形图案221在所述影像感测器23上的影像并不关于所述影像感测器23中心对称，说明待测镜头20的光轴201与所述影像感测器23的中心轴231仍然不重合。此时，仍然需要利用驱动装置28调整承载盘26的位置，直至使待测镜头20的光轴201与所述影像感测器23的中心轴231重合。
当判断所述测试线对图板22的加粗框形图案221完全成像在所述影像感测器23上，并关于所述影像感测器23中心对称时，则可进行下一步骤的待测镜头20对所述测试线对图板22的光学解析能力量测。
所述待测镜头20可以选取整个测试线对图板22的所有测试线对图作为光学解析能力量测区域，即同时量测包含多种空间频率的测试线对图。所述处理装置24在处理影像亮度值时，可以去除所述加粗框形图案221的影像，即只对测试线对图进行量测计算。
所述测试线对图板22由于具有加粗框形图案221，该加粗框形图案221可以明显地透过待测镜头20成像在所述影像感测器23上，从而可以预先利用该加粗框形图案221来辨识待测镜头20是否移动至其光轴与所述影像感测器23的中心轴重合的位置，即是否完全做好待测的准备，如此使后续的光学解析能力量测值更加精确。所述驱动装置28的各个驱动臂可以有助于自动移动待测镜头20至其光轴与影像感测器23的中心轴重合的位置。
可以理解的是，所述测试线对图板22的加粗框形图案221并不一定位于整个测试线对图板22的边缘，其可以位于边缘以内，各个测试线对图位于该加粗框形图案221以内即可。所述测试线对图板22的加粗框形图案221还可以为其它规则形状，例如正方形、圆形。
对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其它各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种镜头光学解析量测系统，用于量测待测镜头的光学解析能力，其包括：
    一测试线对图板，其具有多个测试线对图，所述待测镜头与所述测试线对图板相对；
    一光源，用于发出光线以照射所述测试线对图板；
    一个影像感测器，用于接收所述光源发出的光线经所述测试线对图板反射后穿透所述待测镜头的光学信号，并将该光学信号转换成电信号；
    一处理装置，所述处理装置与影像感测器电性连接，用于接收所述影像感测器的电信号，并将该电信号转换成数字信号后，计算并输出亮度分布资料及光学解析调制转换函数值；以及
    一显示器，所述显示器与处理装置电性连接，用于接收并显示所述亮度分布资料及光学解析调制转换函数值；
    其特征在于，所述测试线对图板具有一个关于整个测试线对图板中心对称的加粗框形图案，所述多个测试线对图均位于该加粗框形图案内。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的镜头光学解析量测系统，其特征在于，所述多个测试线对图包含两种以上的空间频率，且各个测试线对图之间垂直水平交错排列。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的镜头光学解析量测系统，其特征在于，所述测试线对图板的加粗框形图案为规则的几何形状。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的镜头光学解析量测系统，其特征在于，所述测试线对图板的加粗框形图案位于整个测试线对图板的边缘。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的镜头光学解析量测系统，其特征在于，进一步包括一承载盘及一用于驱动该承载盘移动的驱动装置，该承载盘等间距开设有多个贯通其中的收容孔，各个待测镜头容置在该各个收容孔中。
  6. 【权利要求6】一种使用如权利要求1所述的镜头光学解析量测系统的镜头光学解析量测方法，用于量测待测镜头对所述测试线对图板的光学解析能力，其包括如下步骤：
    使所述影像感测器的中心轴与所述测试线对图板的中心轴对齐；
    判断所述测试线对图板的加粗框形图案是否透过待测镜头完全成像在所述影像感测器上，并是否关于所述影像感测器中心对称，若不完全成像在所述影像感测器上或不关于所述影像感测器中心对称，则移动所述待测镜头，直至所述测试线对图板的加粗框形图案完全成像在所述影像感测器上并关于所述影像感测器中心对称；
    若所述测试线对图板的加粗框形图案完全成像在所述影像感测器上并关于所述影像感测器中心对称，则进行待测镜头对所述测试线对图板上的测试线对图的光学解析能力量测。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的镜头光学解析量测方法，其特征在于，所述待测镜头容置在一中空的承载盘中，该承载盘由一驱动装置控制进行移动。
  8. 【权利要求8】一种测试线对图板，其具有多个测试线对图，用于供待测镜头进行光学解析能力量测，其特征在于，所述测试线对图板具有一个关于整个测试线对图板的中心对称的加粗框形图案，所述多个测试线对图均位于该加粗框形图案内。
  9. 【权利要求9】如权利要求8所述的测试线对图板，其特征在于，所述测试线对图板的加粗框形图案为规则的几何形状。
  10. 【权利要求10】如权利要求8所述的测试线对图板，其特征在于，所述测试线对图板的加粗框形图案位于整个测试线对图板的边缘。
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