CN103176349B - 镜头检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种镜头检测方法及镜头检测装置，该方法包含以下步骤：检测该待测镜头，并求得该待测镜头的一第一物距的一检测特征值；提供一校正数据；依据一第一物距的一检测特征值及该校正数据，计算出一第二物距的一模拟特征值。

Description

镜头检测装置及方法

技术领域

本发明是关于一种镜头检测装置及方法，尤其关于一种能够检测多种物距的镜头检测装置及方法。

背景技术

目前，镜头已大量地被应用于各种移动装置，例如手机、移动装置或数位相机等。于制造过程中会因工艺差异而改变镜头品质，因此，镜头于出厂前均需经过检测，以确定制造完成的镜头符合原设计的规范。镜头检测装置举例而言，至少包含以下种类，有限距离的逆投影光学镜头检测、无穷远距离逆投影光学镜头检测、无穷远距离正投影光学镜头检测、及有限距离的正投影光学镜头检测。

图1A显示现有用以检测镜头的镜头检测装置的示意图。镜头检测装置100a用以检测有限距离下的镜头品质，其检测方式为放置一感光元件(例如影像感测器)于待测光学镜头或成像系统需检测的视场或需检测的角度，并进行固定距离量测，以此可测量得到有限距离的镜头光学品质。请参见图1A，镜头检测装置100a包含至少一影像感测器110、一待测镜头120、一检测图形投影模块130。检测图形投影模块130包含一光源131及一测试图案132。光源131发出一光线穿透过测试图案132而形成图案化光型。此外为待测镜头120的不同特性，可以使用不同的测试图案132。进行检测时，来自光源131的光线照射至测试图案132后，产生图案化光型，所述图案化光型穿透过镜头120再照射至影像感测器110。影像感测器110撷取一影像并传送至主机150，再利用主机150对该被撷取到的影像进行分析，求得例如解析度、光电转换函数(OECF；Opto-electronicconversionfunction)、灰阶度、光学调制函数(modulationtransferfunction，MTF)、或光学空间频率反应(spatialfrequencyresponses)等等信息。

图1B显示现有用以检测镜头的镜头检测装置的示意图。镜头检测装置100a用以进行检测无穷距离下镜头品质，检测方式为加装一望远镜140于影像感测器110前，并将其放置于光学镜头或成像系统需检测的视场或需检测的角度，使检测影像模拟至无穷远成像达到一量测物距无穷远的目的。更具体而言，请参见图1B，镜头检测装置100b更包含至少一望远镜140。光源131发出一光线穿透过测试图案132而形成图案化光型。此外为待测镜头120的不同特性，可以使用不同的测试图案132。进行检测时，来自光源131的光线照射至测试图案132后，产生图案化光型，所述图案化光型被望远镜140模拟至具有无穷远成像的图案化光型后，再穿透过镜头120并照射至影像感测器110。影像感测器110撷取一影像并传送至主机150，再利用主机150对该被撷取到的影像进行分析。关于有限距离的正投影光学镜头检测、及无穷远距离正投影光学镜头检测等的技术，类似于有限距离的逆投影光学镜头检测、无穷远距离逆投影光学镜头检测，大致上的相异点为影像感测器110及检测图形投影模块130的位置相异，所述技术皆为业界所已知，以下将省略相关说明。

当以手机进行视讯或自拍时，手机的镜头与人物间的拍照距离通常不会超过手臂伸长的长度，其长度大约为400～600mm的距离，但当利用手机拍摄风景，此时镜头与景象的拍照距离超过2公尺或是更远，因此最佳的情况是同时以有限距离及无限距离来检测镜头，来决定一镜头的品质。

然而，如上所述目前检测镜头时，是利用镜头检测装置100a或100b，仅以有限距(finiteobjectdistance)或无穷远(infiniteobjectdistance)来进行光学检测，并未对多工作距离的需求作全方面考量。

发明内容

本发明一实施例的目的在于提供一种具有检测多个物距的镜头检测装置及方法。

依据本发明一实施例，提供一种镜头检测方法，其适用一镜头检测装置用以检测一待测镜头。镜头检测方法包含以下步骤。检测该待测镜头，并求得该待测镜头的一第一物距的一检测特征值。提供一校正数据。依据该检测特征值及该校正数据，计算出一第二物距的一模拟特征值。较佳的情况是，该校正数据包含相异物距间的特征值的关系值。

于一实施例中，镜头检测方法更包含依据该检测特征值、该模拟特征值以及至少一等级条件，决定该待测镜头的等级。较佳的情况是，镜头检测方法更包含提供该至少一等级条件，并设定该至少一等级条件与该待测镜头的等级的一对应表。并且，该决定该待测镜头的等级的步骤更依据该至少一等级条件与该待测镜头的等级的该对应表，决定该待测镜头的等级。

于一实施例中，该提供一校正数据的步骤包含：利用该待测镜头的设计规格，以光学模拟方式来求得该校正数据。

于一实施例中，该提供一校正数据的步骤包含：以多个相异的物距，对一校正用镜头进行检测，再利用所述检测结果求得该校正数据。

于一实施例中，该第一物距为有限物距，该第二物距为无穷物距。于一实施例中，该第一物距为无穷物距，该第二物距为有限物距。

于一实施例中，该检测特征值为一检测MTF值或一检测BFL值，该模拟特征值为一模拟MTF值或一模拟BFL值。

依据本发明一实施例，提供一种镜头检测装置用以检测一待测镜头。镜头检测装置包含一主机及多个影像感测器。多个影像感测器耦接于该主机，并提供来自该待测镜头的一第一物距的一影像至该主机的该处理单元。主机包含一用以存储一校正数据的存储单元及一处理单元。且该处理单元执行以下步骤。依据该影像求得该待测镜头的该第一物距的一检测特征值。读取该校正数据。依据该检测特征值及该校正数据，计算出一第二物距的一模拟特征值。

于一实施例中，该校正数据包含相异物距间的特征值的关系值。

于一实施例中，该校正数据为利用该待测镜头的设计规格，以光学模拟方式来求得的数据。

于一实施例中，该校正数据为是以多个相异的物距，对一校正用镜头进行检测，再利用所述检测结果而求得的数据。

如上所述，依本发明一实施例，在无穷远与有限距两种架构整合的情况下，其无论使用何种测量系统，例如无穷远或是有限距离量测，都具有无穷远距离规格判定与有限距离规格判定或是多种不同物距规格判定。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A显示现有用以检测镜头的镜头检测装置的示意图。

图1B显示现有用以检测镜头的镜头检测装置的示意图。

图2显示依本发明一实施例镜头检测装置的功能方块图。

图3显示依本发明一实施例镜头检测方法的流程图。

图4显示在视场中心0F的MTF与BFL的曲线图。

附图标号：

100a镜头检测装置

100b镜头检测装置

110影像感测器

120镜头

130检测图形投影模块

131光源

132测试图案

140望远镜

150主机

200镜头检测装置

210多个影像感测器

250主机

251处理单元

252存储单元

253输入单元

具体实施方式

图2显示依本发明一实施例镜头检测装置的功能方块图。镜头检测装置200包含多个影像感测器210及一主机250。多个影像感测器210分别位于相异的视场，例如分别位于0F的视场(其为视场的中心)、0.7F的视场及1.0F的视场等。多个影像感测器210耦接于主机250，且用以取得相异视场的影像。主机250的处理单元251取得所述影像后利用所述影像分别求得各视场的光学特征值，例如MTF(光学调制函数值)值、BFL(后焦长度、BackFocusLength)值、解析度、光电转换函数、灰阶度、光学调制函数、或光学空间频率反应等。主机250包含一输入单元253、一存储单元252及一处理单元251。输入单元253用以输入至少一等级条件、校正数据或待测镜头120的光学规格等所需要的数据。存储单元252存储至少一等级条件、校正数据或待测镜头120的光学规格等数据。处理单元251用以求得待测镜头120的各种检测光学特征值、设计光学特征值及模拟光学特征值，例如检测MTF值、设计MTF值以及模拟MTF值等。

图3显示依本发明一实施例镜头检测方法的流程图。如图3所示，依本发明一实施例的镜头检测方法包含以下步骤。

步骤S02：提供至少一等级条件。于一实施例中，还可以设定前述至少一等级条件与待测镜头120的等级的对应表(将于后述)。更具体而言，各检测规格的条件可以设成如下表一。

表一

上表中，一共包含有九个条件，其中“0FMTF＞0.7”是指视场为0F(亦即视场中心)的MTF值大于0.7。“0.7FMTF＞0.6”是指视场为0.7F的MTF值大于0.6。“1.0FMTF＞0.6”是指视场为1F的MTF值大于0.6。其他各栏的用语可依上述内容类推。应了解的是，条件的种类及数量不是本发明所限定者，可以依需求增加或减少条件的种类及数量。

步骤S04：检测一待测镜头120，并求得该待测镜头120之于一第一物距下的一检测特征值，例如检测MTF值或检测BFL值。

步骤S06：提供一校正数据，其中该校正数据包含相异物距间的光学特征值的关系值。于一实施例中，可以利用待测镜头120的原始设计规格，以光学模拟方式来求得该校正数据。于另一实施例中，亦可以从所制得的多个镜头中选择一镜头，作为校正用镜头，同时对该校正用镜头进行各种物距、各种视场等的检测，再将所述检测结果整理成校正数据，此时校正数据可以预先存储于中存储单元252。

步骤S08：依据检测特征值及校正数据，以内插或外插等方式，计算出第二物距下的一模拟特征值，例如模拟MTF值或模拟BFL值，且第一物距相异于第二物距。较佳的情况是，第一物距为有限物距而第二物距为无限物距；或者第一物距为无限物距而第二物距为有限物距。此外，当待测镜头120为手机、移动装置等的镜头时，由于使用者最常使用待测镜头120来拍摄近距离的影像，因此更佳的情况是第一物距为有限物距。此外，步骤S08是利用处理单元251来执行的，且可以使用一处理器并配合目前已知或者将来发展的光学软件，例如光学测试软件、光学模拟软件或统计归纳分析整理软件等，来实现处理单元251。

步骤S10：依据检测特征值、模拟特征值以及前述至少一等级条件，决定待测镜头120的等级。

于现有技术中，若要同时得知待测镜头120的有限距或无穷远的光学特性时，需要分别利用镜头检测装置100a或100b进行二次以上的检测程序。相对于此，依本发明一实施例，仅需以第一物距来实际地检测待测镜头120，再以模拟的方式来求得第二物距的待测镜头120的光学特征值，即可得知待测镜头120在有限物距及无限物距的光学特性。

以下以MTF值及BFL值为示例，更具体的说明本发明一实施例的镜头检测方法。图4显示在视场中心0F的MTF与BFL的曲线图。其中曲线Cin为无限物距(infinite)的校正用曲线，曲线C100有限物距100mm的校正用曲线。本发明不限定曲线Cin及曲线C100的取得方式，一实施例中，可以利用待测镜头120的原始光学规格及光学模拟软件来求得曲线Cin及曲线C100，如此可以节省检测校正用镜头时所需花费的时间。较佳的情况是更推导出多个相异视场及多个相异物距下的多个MTF与BFL的曲线。待测镜头120的光学规格是设计者依据产品的光学需求所设计而得，利用所述光学规格可以计算或模拟出理想状态下待测镜头120的光学特征值，例如MTF值与BFL值。于另一实施例中，亦可以分别利用镜头检测装置100a及100b对一校正用镜头进行检测，并利用检测结果来求得曲线Cin及曲线C100，如此能够考量到工艺的差异性，并取得较精准的实际检测值。

并利用曲线Cin及曲线C100求与两曲线的峰值间的相关性。于图4仅显示在视场0F时的物距无穷远及物距100mm的MTF及BFL的曲线。于本实施例中，如图4所示，是求得曲线Cin及曲线C100的峰值在横轴(BFL值)间的差值Db；以及在纵轴(MTF值)间的差值。在其他视场例如0.7F及1.0F及其他物距例如400mm的MTF及BFL的曲线，亦可以参照上述方式及图4，来求得各自对应的差值。最后，再将所述相关性存储于表二中，形成一包含相异物距间的光学特征值的差值的校正表，用以为作校正数据。

表二

于一实施例中亦可以利用数学演算法，将表二中的数据转换成校正函数，用以作为校正数据。校正表或校正函数可以预先存储于存储单元252。

再请参照图4，于步骤S04中，利用镜头检测装置100b，测得待测镜头120的视场0F及物距无穷远时的曲线Lin，求得待测镜头120的视场0F及物距无穷远时的MTF值及BFL值。于步骤S08中，再依据表二的校正表及待测镜头120的视场0F及物距无穷远时的MTF值及BFL值，以内插或外插等方式，计算出视场0F及物距100的模拟MTF值及模拟BFL值，亦即曲线L100的峰值。如此，即可仅实际地检测一种物距的光学特征值，同时得到多种物距的光学特征值，减少检测所需的时间。

于步骤S10中，还可以依据产品的不同，设定前述至少一等级条件与待测镜头120的等级的对应表。特别是以多个物距的MTF值来决定待测镜头120的等级的情况下，可以使用表一中条件1～9中的二个以上的条件，以及所述条件的联集或交集，当作判定待测镜头120的等级的标准。例如当检测MTF值及模拟MTF值皆符合条件1～9时，将待测镜头120的等级设为A。当检测MTF值及模拟MTF值皆符合条件1～9中的6个时，将待测镜头120的等级设为B。以此类推，即可制得等级条件与待测镜头120的等级的对应表。

于一实施例，还可以用来决定待测镜头120的应用产品，例如若检测MTF值及模拟MTF值皆符合条件1～3时，代表该待测镜头120适合用于照摄远距离的相片。若检测MTF值及模拟MTF值皆符合条件7～9时，代表该待测镜头120适合用于照摄近距离的相片，例如可以适用于手机或移动装置等产品。

综上所述，依据本发明一实施例的镜头检测装置，无论量测结构为正投影或者逆投影，可以在有限距测量机台10a测量完有限距结果后，利用本发明一实施例的检测方法，根据实际检测的光学特征值(检测特征值)或模拟出的理想的光学特征值，以内插或外插法，计算出不同物距的模拟的光学特征值(模拟特征值)。再依据检测特征值、模拟特征值以及前述至少一等级条件，对待测镜头120进行分类。

依据本发明一实施例，能够整合有限距离检测及无限距离检测的两种架构，形成具有复数功能的测量架构。于一实施例中，更附加一判定模式的功能(步骤S10)。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以的权利要求所界定的为准。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (11)

1.一种镜头检测方法，适用一镜头检测装置用以检测一待测镜头，其特征在于，所述的镜头检测方法包含：

利用所述镜头检测装置的多个影像感测器取得所述待测镜头的一第一物距的一影像，并依据所述影像求得所述待测镜头的所述第一物距的一检测特征值；

提供一包含相异物距间的特征值的关系值的校正数据，其包含：

取得所述第一物距的特征值的在一横轴及一纵轴下的校正用曲线；

取得一第二物距的特征值的在所述横轴及所述纵轴下的校正用曲线；

求得所述第一物距的特征值的校正用曲线及所述第二物距的特征值的校正用曲线间的关系值，以形成所述校正数据，且所述形成所述校正数据的步骤包含：

求得所述第一物距的特征值的校正用曲线及所述第二物距的特征值的校正用曲线的峰值在所述横轴间的差值；以及

求得所述第一物距的特征值的校正用曲线及所述第二物距的特征值的校正用曲线的峰值在所述纵轴间的差值；

利用所述镜头检测装置的一处理单元并依据所述第一物距的所述检测特征值及所述校正数据，计算出所述第二物距的一模拟特征值；

提供至少一等级条件，并设定所述至少一等级条件与所述待测镜头的等级的一对应表；以及

依据所述检测特征值、所述模拟特征值以及至少一等级条件，决定所述待测镜头的等级，其中所述决定所述待测镜头的等级的步骤更依据所述至少一等级条件与所述待测镜头的等级的所述对应表，决定所述待测镜头的等级，

其中所述检测特征值包含一检测BFL值，所述模拟特征值包含一模拟BFL值，而且所述横轴为BFL值，而所述纵轴为MTF值。

2.如权利要求1所述的镜头检测方法，其特征在于，所述取得所述第一物距的特征值的校正用曲线的步骤包含：利用所述待测镜头的设计规格，以光学模拟方式来求得所述第一物距的特征值的校正用曲线，且

所述取得一第二物距的特征值的校正用曲线的步骤包含：利用所述待测镜头的设计规格，以光学模拟方式来求得所述第二物距的特征值的校正用曲线。

3.如权利要求1所述的镜头检测方法，其特征在于，所述取得所述第一物距的特征值的校正用曲线的步骤包含：利用所述镜头检测装置的所述影像感测器取得一校正用镜头的所述第一物距的一影像，并依据所述校正用镜头的所述第一物距的所述影像求得所述校正用镜头的所述第一物距的特征值的校正用曲线，且

所述取得一第二物距的特征值的校正用曲线的步骤包含：利用所述镜头检测装置的所述影像感测器取得所述校正用镜头的所述第二物距的一影像，并依据所述校正用镜头的所述第二物距的所述影像求得所述校正用镜头的所述第二物距的特征值的校正用曲线。

4.如权利要求1所述的镜头检测方法，其特征在于，所述第一物距为有限物距，所述第二物距为无穷物距。

5.如权利要求1所述的镜头检测方法，其特征在于，所述第一物距为无穷物距，所述第二物距为有限物距。

6.如权利要求1所述的镜头检测方法，其特征在于，所述检测特征值更包含一检测MTF值，所述模拟特征值更包含一模拟MTF值。

7.一种镜头检测装置，用以检测一待测镜头，其特征在于，所述的镜头检测装置包含：

一主机包含：

一存储单元，用以存储一包含相异物距间的特征值的关系值的校正数据、至少一等级条件、及所述至少一等级条件与所述待测镜头的等级的一对应表，其中所述校正数据包含：

第一物距的特征值的在一横轴及一纵轴下的校正用曲线及第二物距的特征值的在所述横轴及所述纵轴下的校正用曲线的峰值在所述横轴间的差值；以及

第一物距的特征值的校正用曲线及第二物距的特征值的校正用曲线的峰值在所述纵轴间的差值；及

一处理单元；以及

多个影像感测器，耦接于所述主机，并提供来自所述待测镜头的所述第一物距的一影像至所述主机的所述处理单元，

其中所述处理单元执行以下步骤：

依据所述影像求得所述待测镜头的所述第一物距的一检测特征值；

读取所述校正数据；

依据所述检测特征值及所述校正数据，计算出所述第二物距的一模拟特征值；

依据所述检测特征值、所述模拟特征值以及所述至少一等级条件，决定所述待测镜头的等级，其中所述决定所述待测镜头的等级的步骤更依据所述至少一等级条件与所述待测镜头的等级的所述对应表，决定所述待测镜头的等级；

而且所述检测特征值包含一检测BFL值，所述模拟特征值包含一模拟BFL值，而且所述横轴为BFL值，而所述纵轴为MTF值。

8.如权利要求7所述的镜头检测装置，其特征在于，所述第一物距的特征值的校正用曲线以及所述第二物距的特征值的校正用曲线皆为利用所述待测镜头的设计规格，以光学模拟方式来求得的数据。

9.如权利要求7所述的镜头检测装置，其特征在于，所述第一物距的特征值的校正用曲线是利用所述镜头检测装置的所述影像感测器取得一校正用镜头的所述第一物距的一影像，并依据所述校正用镜头的所述第一物距的所述影像加以求得，而且

所述第二物距的特征值的校正用曲线是利用所述镜头检测装置的所述影像感测器取得一校正用镜头的所述第二物距的一影像，并依据所述校正用镜头的所述第二物距的所述影像加以求得。

10.如权利要求7所述的镜头检测装置，其特征在于，所述检测特征值更包含一检测MTF值，所述模拟特征值更包含一模拟MTF值。

11.如权利要求7所述的镜头检测装置，其特征在于，所述第一物距为有限物距，所述第二物距为无穷物距。