CN102540636B - 镜头校准系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种镜头校准系统，其包含一校准平台，此校准平台包含一校准机构，一待校准镜头置放于此校准平台上，一图像测试模组通过待校准镜头拍摄一显示模组上的一标靶图案，以取得一成像图案，图像测试模组针对成像图案进行一对比参数计算，并将计算结果输出在一显示屏幕。

Description

镜头校准系统
技术领域
本发明涉及一种镜头校准系统，特别是有关于一种依据标靶图案的拍摄对比值比对结果，以辅助调整镜头焦距的镜头校准系统。
背景技术
理想的摄影镜头在成像时必须具备：
a.点必须成像为点。
b.正前方的面必须与光轴垂直成像成正的面。
c.被摄物与镜头所成的像必须相似。
d.影像的色彩必须真实的被呈现。
理论上只要忽略成像面上光轴以外的区域，即可产收标准成像，但是一般摄影时，为了有足够的光量而使用大光圈，以及对焦也不会只限于近光轴区域，而是画面的每一个角落，因此，拍摄时的物点因镜头球面的效应便不会结成理想的像点，而焦点的位置也因光波长短的不同而有差异，此种因光学限制所成的像与理想像之间的差异称为像差。
目前，厂商为确保出厂的镜头符合光学规范，在出货前会对镜头进行多种性能测试，业界较常用的镜头测试方式主要为正投影测试及逆投影测试两大类。
请参阅图1A，其中，正投影测试将一固定的测试图案100放于待测镜头110的物端，通过位于像端的摄影机120拍摄测试图案100的影像，并由拍摄出的影像进一步判断待测镜头110的性能。
且请续参阅图1B，其中，逆投影测试方式则是将测试图案制作为一遮罩(mask)140，利用平行光管(collimator)130照射遮罩图案，并经由待测镜头110的像端投射至投射区150，再行观察投射区150上所成像图案品质，以分析待测镜头的性能。现行镜头校准系统及其方法大略分为：
1、衍射式单点对焦机，其利用光的波动特性，依据衍射芯像的质量来判定镜片组装同轴度的设备，其缺点为对焦时，不能兼顾周边光学传递函数(Modular Transfer Function，MTF)品质，另外，针对部分光学无法对焦，因衍射芯像相对镜片移动不敏感。
2、采用CMOS模组及影像处理元件来分析图像，再由杆件传动机构来进行对，其缺点为为了处理影像和自动对焦(Auto Focus，AF)功能所采用的CMOS模组、电脑、杆件传动模组价格昂贵，且自动对焦的时间过长，且再者，经由电脑数据检测，以人工方式进行镜头调整，其缺点在于调整为人工操作，故员工需要看到电脑屏幕介面显示的数据，再依照数据调整镜头平台X/Y轴相应的移动距离，又具有需要庞大人工成本以及对焦耗时过长等问题。
经由上述可知，已知对焦方法或装置均有对焦工时过长、人力成本过高或降低成本过高的问题，故基于上述不足之处为考量，本发明的发明人思索并设计一种镜头校准系统，以期可针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
发明内容
由于现有技术存在上述的问题，本发明的目的就是在提供一种镜头校准系统，以解决传统镜头对焦机对焦工时过长、人力成本过高或生产成本过高的问题。
根据本发明的目的，提出一种镜头校准系统，其包含一显示模组，其显示一标靶图案；一校准平台，该校准平台用以置放一待校准镜头，其中该待校准镜头包含第一至第四等四群组的多个镜片，其中第一群组及第二群组的镜片邻近于该显示模组，而第三群组的镜片则至少包含一可调整的调芯镜片，该调芯镜片通过一校准机构驱控而可选择性做横向做动，再者，第四群组的镜片设于第三群组的后方；及一图像测试模组，其包含：一影像拍摄单元，其通过该待校准镜头拍摄该标靶图案，以取得一成像图案；一计算模组，针对该成像图案进行一对比值参数计算；及一显示屏幕，其显示该计算模组所进行的对比值参数计算的结果。
其中，该对比值参数计算对成像图案上多个对比点进行对比值的均匀度差异判定，而后于该显示屏幕上显示该调芯镜片应调校之方向；其中该校准机构包含：一第一轴向移动单元，驱动该待校准镜头内的调芯镜片进行水平向偏移；以及一第二轴向移动单元，驱动该待校准镜头内的调芯镜片进行纵向偏移；其中，该成像图案上多个对比点为相互对称。
其中，该第四群组的镜片通过自动对焦装置做驱控，而可执行自动对焦纵向位置的调校；其中，该第一群组及第二群组的镜片为固定式；其中，计算模组更可进一步于计算各比对点的对比值参数后，以自动调校的技术手段直接计算出水平轴向与垂直轴向上应调整的距离，并显示于该显示屏幕上。
而为了让上述目的、技术特征以及实际实施后的增益性更为明显易懂，于下文中将以较佳的实施例辅佐对应相关的图来进行更详细的说明。
附图说明
图11为已知对焦装置的第一对焦方式示意图。
图1B为已知对焦装置的第二对焦方式示意图。
图2为本发明的镜头校准系统的实施例框图。
图3为本发明的镜头校准系统的实施例示意图。
图4为本发明的镜头校准系统的实施例示意图。
图中：
100，测试图案；
110，待测镜头；
120，摄影机；
130，平行光管；
140，遮罩；
150，投射区；
200，镜头校准系统；
210，显示模组；
211，标靶图案；
220，校准平台；
221，待校准镜头；
221A，第一群组；
221B，第二群组；
221C，第三群组；
221D，第四群组；
2211，调芯镜片；
222，校准机构；
2221，第一轴向移动单元；
2222，第二轴向移动单元；
230，图像测试模组；
231，影像拍摄单元；
232，计算模组；
233，显示屏幕；
80，成像图案；
90，比对点
具体实施方式
为利于贵审查员了解本发明的发明特征、内容与优点及其所能达成的功效，现将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图的比例与配置关系局限本发明于实际实施上的专利范围，事先叙明。
请一并参阅图2至图3，其中图2为本发明的镜头校准系统的实施例框图。图3为本发明的镜头校准系统的实施例示意图。图2中，镜头校准系统200包含一显示模组210、一校准平台220及一图像测试模组230。
显示模组210显示一标靶图案211。校准平台220上则用以置一待校准镜头221，其中该待校准镜头221进一步区分为第一群组221A、第二群组221B、第三群组221C及第四群组221D等四群组的多个镜片2211，其中第一群组及第二群组的镜片邻近于该显示模组210，为固定式，而第三群组的镜片则至少包含一可调整(Shift)的调芯镜片2211，该调芯镜片2211通过一校准机构222驱控而可选择性做横向做动，再者，第四群组的镜片则通过自动对焦(AF)装置做驱控，而可执行自动对焦纵向的调校。
图像测试模组230则包含一影像拍摄单元231、一计算模组232及一显示屏幕233。考虑到光学因素，校准平台220与显示模组210平行设置，以保证标靶图案211不偏移的射入待校准镜头221，进而提高校准的精确性。
请续参阅图4，影像拍摄单元231通过待校准镜头221拍摄标靶图案211，以模拟相机而取得一成像图案80。计算模组232则依此成像图案80进行一对比(Contrast)值参数计算，通过成像上中心及周围处的多个相互对称的比对点90的对比值计算后显示于该显示屏幕233，其所显示出为各比对点的均匀度差异，故可令检测的人员清楚地了解应将调芯镜片2211朝哪个方向做调校。
此外，该计算模组232更可进一步于计算各比对点的对比值参数后，以自动调校的技术手段直接计算出X轴向与Y轴向上应调整的距离并显示于该显示屏幕233上，通过此模式，检测人员可更进一步得知应将调芯镜片2211做调校的距离。
而其中该校准机构222包含一第一轴向移动单元2221、一第二轴向移动单元2222，以供使用者驱控校准机构222而达到调校调芯镜片2211的目的。第一轴校移动单元2221驱动待校准镜头221内的调芯镜片2211进行水平向(X轴)偏移，第二轴向移动单元2222驱动待校准镜头内221的调芯镜片2211进行垂直(Y轴)向偏移。
在本实施例中，显示模组210可为一电脑屏幕、一LED显示器、一背投影屏幕或一图形变换装置。影像拍摄单元231可为CCD或CMOS的感光元件，此感光元件可为一线型或一面型规格。
显示模组210可置放于校准平台220前方。进一步说明，显示模组210于该校准平台220前方显示标靶图案，经过校准平台220上的待校准镜头210，再由校准平台220后端的图像测试模组230接收以产生成像图案80，再对成像图案80上的多个比对点90进行对比度参数计算，以令检测者可根据计算结果驱动校准机构222，进而校准待校准镜头221的调芯镜片2211做调校动作。
综上所述，本发明的镜头校准系统采用自动化计算对比度来辅助判定，并通过自动对焦模组进行镜头调整的动作，可解决传统镜头对焦机对焦工时过长、人力成本过高或生产成本过高的问题，确切达到精确、缩短工时及减少人力成本的功效，为现有技术所不能及者，故可见其增益性所在。
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (8)

1.一种镜头校准系统，其特征在于：包含：
一显示模组，其显示一标靶图案；
一校准平台，该校准平台用以置放一待校准镜头，其中该待校准镜头包含第一至第四等四群组的多个镜片，其中第一群组及第二群组的镜片邻近于所述显示模组，而第三群组的镜片则至少包含一可调整的调芯镜片，该调芯镜片通过一校准机构驱控而可选择性做横向做动，再者，第四群组的镜片设于第三群组的后方；及
一图像测试模组，其包含：
一影像拍摄单元，其通过所述待校准镜头拍摄所述标靶图案，以取得一成像图案；
一计算模组，针对所述成像图案进行一对比值参数计算；及
一显示屏幕，其显示所述计算模组所进行的对比值参数计算的结果；
其中，所述对比值参数计算对成像图案上中心及周围处的多个相互对称的比对点进行对比值的均匀度差异判定，而后于所述显示屏幕上显示所述调芯镜片应调校的方向；
其中，进一步于计算各所述比对点的对比值参数后，以自动调校的技术手段直接计算出水平向与垂直向上应调整的距离，并显示于所述显示屏幕上。
2.根据权利要求1所述的镜头校准系统，其特征在于：所述校准机构包含：
一第一横向移动单元，驱动所述待校准镜头内的所述调芯镜片进行水平向偏移；以及
一第二横向移动单元，驱动所述待校准镜头内的所述调芯镜片进行垂直向偏移。
3.根据权利要求2所述的镜头校准系统，其特征在于：其中所述第四群组的镜片通过自动对焦装置做驱控，而可执行自动对焦纵向位置的调校。
4.根据权利要求1所述的镜头校准系统，其特征在于：所述第四群组的镜片通过自动对焦装置做驱控，而可执行自动对焦纵向位置的调校。
5.根据权利要求2所述的镜头校准系统，其特征在于：所述第一群组及所述第二群组的镜片为固定式。
6.根据权利要求1所述的镜头校准系统，其特征在于：所述第一群组及所述第二群组的镜片为固定式。
7.根据权利要求2所述的镜头校准系统，其特征在于：所述显示模组为一电脑屏幕、一LED显示器、一背投影屏幕或一图形变换装置，且该影像拍摄单元为CCD或CMOS的感光元件。
8.根据权利要求1所述的镜头校准系统，其特征在于：所述显示模组为一电脑屏幕、一LED显示器、一背投影屏幕或一图形变换装置，且该影像拍摄单元为CCD或CMOS的感光元件。
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李铭.高清镜头的测试方法.《现代电影技术》.2006,(第11期),
高清摄像机镜头测试的探讨;何伟成等;《现代电视技术》;20071231(第8期);139-142 *
高清镜头的测试方法;李铭;《现代电影技术》;20061231(第11期);29-32,44 *

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