CN103411753A

CN103411753A - 光学模组的影像检测系统

Info

Publication number: CN103411753A
Application number: CN2013103060298A
Authority: CN
Inventors: 吴志鸿; 陈文杰; 李俊仁; 刘兴华; 王士铭
Original assignee: Qisda Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Current assignee: Qisda Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明提供了一种光学模组的影像检测系统，包括：投影平板；发光源，朝该投影平板投射光束；图像产生单元，用以提供图像，该图像经由该光束照射后形成影像光；成像光学单元，用以投射该影像光至该投影平板；影像光检测单元，以磁力吸附于该投影平板上并置于该投影平板上的待测位置上，该影像光检测单元计算该影像光投影于该待测位置上的光学特性以得到对应的检测结果；以及输出单元，输出该检测结果。

Description

光学模组的影像检测系统

技术领域

本发明是有关于一种检测系统，且特别是有关于一种光学模组的影像检测系统。

背景技术

光学影像系统的解像品质，与光学元件的特性有关。传统上，影响投影机的解像品质有诸多因素要考虑，无法单就一个变化因素来解决问题。为了了解镜头或其他光学模组的解像能力，一般以目视影像的方式来判断。然而，单单依靠人眼判断好坏，无法具体量化光学模组的解像能力，造成品质控管上出现瑕疵而被退货。因此，必须辅以科学化的数据，来弥补人眼判断标准不一的问题。

近年来，随着短焦镜头的发展，投影机的投影距离不断的减少，使得非球面镜的使用应运而生。由于非球面镜的制造仍存有许多不确定的因素待克服，这也使得非球面镜的成像能力产生变化，也就是说，非球面镜的成像最差位置有可能在任何位置，无法预先调整，也是影响投影机的解像品质的一大关键。

由于传统的光学影像检测系统只检测几个具代表性的固定位置上的解像品质，故无法根据非球面镜的特殊性来检测不确定位置上的解像品质，实用性不高。此外，若任意位置上的所有影像都要检测，系统必须花费很多的时间来计算庞大的影像资料，不仅增加检测系统处理影像的难度，且不符合快速检测的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学模组的影像检测系统，用以快速检测光学模组的光学特性。

为达到上述目的，本发明提供了一种光学模组的影像检测系统，包括：

投影平板；

发光源，朝该投影平板投射光束；

图像产生单元，用以提供图像，该图像经由该光束照射后形成影像光；

成像光学单元，用以投射该影像光至该投影平板；

影像光检测单元，以磁力吸附于该投影平板上并置于该投影平板上的待测位置上，该影像光检测单元计算该影像光投影于该待测位置上的光学特性以得到对应的检测结果；以及

输出单元，输出该检测结果。

较佳的，该投影平板具有铁磁性材料，而该影像光检测单元设有与该铁磁性材料相吸的磁性材料。

较佳的，该影像光检测单元具有铁磁性材料，而该投影平板设有与该铁磁性材料相吸的磁性材料。

较佳的，该影像光检测单元与该投影平板之间设有至少一止滑片。

较佳的，该影像光检测单元包括：

影像撷取单元，用以撷取该影像光，并转成电讯号；

讯号分析单元，用以分析该电讯号，并计算该影像光投影于该待测位置上的光学特性；以及

处理单元，用以将该讯号分析单元计算的结果处理成资料。

较佳的，该影像撷取单元具有至少一线型感测器或一面阵列感测器，且该影像撷取单元选自于电荷耦合元件或互补式金氧半导体感测器或接触式影像感测器中的任意一个或其任意组合。

较佳的，更包括减光片，该减光片配置于该影像撷取单元上，以调整该影像光投影于该影像撷取单元上的光强度。

较佳的，该输出单元包括资料显示单元，该资料显示单元与该影像光检测单元的该处理单元彼此电连接，以显示该影像光投影于该待测位置上的光学特性。

较佳的，该输出单元更包括传输模组，该资料显示单元借由该传输模组以有线或无线的方式与该影像光检测单元彼此电连接。

较佳的，该光学模组为投影机或具有投影功能的电子装置。

与现有技术相对比，本发明所揭露的光学模组的影像检测系统，是利用可移动、非定点检测的方式来撷取影像光，以快速检测影像光投射于待测位置上的光学特性，具有携带方便及可移动至任意检测位置的功能，以提高实用性。

为了对本发明上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。

附图说明

图1绘示为本发明一实施例的一种光学模组的影像检测系统的示意图。

图2A为图1中的影像光检测单元的侧面示意图。

图2B为图1中的影像光检测单元的后视图。

图3A绘示图1中的影像光检测单元的正视示意图。

图3B为图3A所示的影像光检测单元的撷取影像后的正视示意图。

图4绘示为本发明光学模组的影像检测系统输出单元的示意图。

具体实施方式

本发明提出的光学模组的影像检测系统，是利用可移动、非定点检测的方式来撷取影像光，以快速检测影像光投射于待测位置上的光学特性，不需针对任意位置上的所有影像逐一进行检测，以加快影像处理的时间，且具有携带方便及可移动至任意检测位置的功能，以因应非球面镜的特殊性来检测相对应位置上的解像品质，进而提高实用性。

以下提出实施例进行详细说明，需要说明的是，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。

请参照图1，其绘示为本发明一实施例一种光学模组的影像检测系统10的示意图。光学模组20例如是投影机或具有投影功能的电子装置，其内部包括有镜头以及光机模组，用以调整投影光束的光学特性，例如解像力、反差及焦深距离等等。解像力（resolving power），又称为分辨率，表示镜头清晰地再现被投影的影像的能力。镜头的分辨率越高，所投影的影像越清晰、细腻。反差（contrast），又称作锐利度，是指镜头鲜明地再现被投影的影像的亮部、中灰、暗部层次、阴影细节、亮度对比的能力。反差高的镜头，成像轮廓鲜明，且边缘锐利。焦深是指在保持影像原有的景深不变的情况下，镜头的焦点沿着光轴所允许移动的距离。镜头焦距与焦深成正比，镜头焦距长，焦深大，镜头焦距短，焦深小。

为了了解光学模组20的解像品质，本实施例以具有黑白线对（line pair）的图像做为检测图样，检测光学模组20对图像的解像力和反差等参数，以得知光学模组20于检测位置上的解像品质和焦深距离。请参照图1及图3A所示，影像检测系统10包括投影平板100、发光源110、图像产生单元120、成像光学单元130、影像光检测单元140以及输出单元150。

投影平板100是以垂直平面做为投影面，以使影像投影在垂直平面上。较佳地，影像光检测单元140以磁力吸附于投影平板100上，并可移动至任意待测位置上。投影平板100例如由铁板制成或以具有铁磁性材料的金属板制成，金属板例如是不锈钢，其内含有铁合金，可与永久磁铁等磁性材料吸附。此外，如图2A所示，影像光检测单元140的背板设有磁性材料141，该磁性材料141可吸附在具有铁磁性材料的投影平板100上，以磁力固定影像光检测单元140的位置。

在未绘示的实施例中，与图2A不同的是，影像光检测单元140的背板例如由铁板制成或以具有铁磁性材料的金属板制成，金属板例如是不锈钢，其内含有铁合金，可与永久磁铁等磁性材料吸附。此外，投影平板100的表面或里面例如设有磁性材料，例如永久磁铁，可使具有铁磁性材料的影像光检测单元140吸附在设有磁性材料的投影平板100上，以磁力固定影像光检测单元140的位置。

在图1中，影像光检测单元140与投影平板100之间例如设有至少一止滑片，以提供摩擦力。请参照图2B，其绘示影像光检测单元140的后视图，图中止滑片142设置在影像光检测单元140的背面上。借由止滑片142提供的摩擦力可协助影像光检测单元140以磁力吸附在投影平板100上，更不易掉落或移动。

发光源110例如是高亮度的灯泡、LED光源或激光光源，用以朝投影平板100投射光束L。图像产生单元120例如是以光学格栅式图像或液晶显示式图像来提供图像（参见图3B），其位于光束L的行进路线上。如图1所示，此图像可经由光束L照射后形成影像光M。此外，成像光学单元130配置于图像产生单元120与投影平板100之间，用以投射影像光M至投影平板100上。影像光M经由成像光学单元130聚焦并放大之后，形成例如具有黑白线对的图像于投影平板100上，而成像光学单元130例如是投影机的镜头或光机模组。光机模组可以包括滤镜、分光镜、折射镜、数位反射镜阵列以及相位反射式光放大器中所列出的至少一光学元件，影像光M先经由光机模组处理之后，再经由镜头聚焦而投影在投影平板100上。

在图1中，影像光检测单元140放置在待测位置（例如位置A）上，并计算影像光M投影于此待测位置上的光学特性，以得到检测结果。此外，若要检测影像光M投射于另一待测位置（例如位置B）上的光学特性，可将影像光检测单元140由位置A移动至位置B。由于影像光检测单元140是以磁力吸附在投影平板100上，可任意移动，因此可放置至任意检测位置上。

举例来说，当以目视影像的方式来判断在位置A上的成像品质最差时，直接将影像光检测单元140放置在位置A上，以具体的检测数据来量化光学模组于位置A上的解像品质。当更换成另一个光学模组，有可能成像品质最差的地方已不在位置A，并经由目视影像的方式来判断在位置B上的成像品质最差时，可将影像光检测单元140放置在位置B上，以具体的检测数据来量化光学模组于位置B上的解像品质。

若有多个位置需要同时进行检测，可将多个影像光检测单元140放置在不同的位置（例如位置A和B）上。因此，本发明不限定以单一的影像光检测单元140实施，可依照实际的情况加以调整，例如可同时使用2个或2个以上的影像光检测单元140。

为了量化光学模组20于待测位置上的解像品质，本实施例中将具有黑白线对的图像直接投射在影像光检测单元140上，利用这样的图像可以量测到在一空间频率下的调制转换函数（Modulation transfer function，MTF），通常以空间频率为横轴、以还原程度为纵轴的MTF曲线来表示，MTF的数值从0到1，代表投影的影像达到图像实际状况的程度（百分比）。数值越高，表示解像能力越佳。从MTF曲线所得到的数值，可以重现出光学模组20的解像力（分辨率）、反差（锐利度）、球差、彗差及场曲等参数以及计算镜头的焦深距离。此外，不同焦距、光圈或物距下所测得的MTF曲线也会有所不同，若任意位置的所有影像都要进行检测的话，系统必须花费很多的时间来计算庞大的影像资料。因此，本实施例先以目视影像的方式找出可能需要检测的位置，再以影像光检测单元140撷取相对应位置上的影像光M，以计算影像光M于相对应位置上的光学特性。

影像光检测单元140包括至少一影像撷取单元、至少一讯号分析单元以及至少一处理单元。请参照图3A及3B，其分别绘示依照一实施例的影像光检测单元140的正视示意图。影像光检测单元140例如包括二个垂直相交的影像撷取单元143、两讯号分析单元144以及两处理单元145。各影像撷取单元143用以撷取影像光，并转成电讯号。各影像撷取单元143例如具有至少一线型感测器146或面阵列感测器，且该线型感测器或面阵列感测器可选自电荷耦合元件（CCD）、互补式金氧半导体（CMOS）感测器或接触式影像感测器（CIS）等元件。如图3B所示，各影像撷取单元143的位置例如与不同线对形成的图像的位置相对应，以分别撷取垂直方向排列的图像P1与水平方向排列的图像P2。

在图3A中，各影像撷取单元143上例如配置减光片147(Neutral DensityFilter，NDF)，以调整影像光M投影于影像撷取单元143上的光强度。减光片147可减缓并衰减入射光的强度，以使各波段的入射光具有相同的衰减强度，以得到柔和的影像光。

讯号分析单元144用以分析对应于影像光M的电讯号，并计算影像光M投影于待测位置上的光学特性。例如：解像力（分辨率）、反差（锐利度）、球差、彗差及场曲等光学特性及镜头的焦深距离。在本实施例中，若是计算影像光M于水平方向上的光学特性，则可以得到光学模组20于水平方向上的解像品质，若是计算影像光M于垂直方向上的光学特性，则可以得到光学模组20于垂直方向上的解像品质。但本发明不限定计算水平及垂直方向上的光学特性，亦可计算径向及切向上的光学特性，本发明对此不加以限制。

处理单元145用以将讯号分析单元144计算的结果处理成资料，处理单元145例如是可独立运作的嵌入式处理器或数位讯号处理器（DSP）。在本实施例中，处理单元145例如将资料以MTF曲线来表示或以其他数据来表示，以具体量化光学模组20于待测位置上的解像品质。

输出单元150用以输出检测结果，以即时告知关于影像光M投影于待测位置上的光学特性。在本实施例中，输出单元150与影像光检测单元140设置于同一机体上，输出单元150包括资料显示单元151，较佳为显示器，资料显示单元151与影像光检测单元140的处理单元145彼此电连接，以即时显示检测结果。因此，本实施例可克服习知的影像检测系统必须等到所有检测点的影像处理完成之后才能得知检测结果，以加快影像处理的时间，因而合乎快速检测的要求。

此外，在另一实施例中，资料显示单元151不限定与影像光检测单元140设置在同一机体上，亦可采用分离设置的方式。请参照图4，其绘示依照一实施例的输出单元150的示意图。输出单元150包括资料显示单元151以及传输模组152，资料显示单元151例如是一台独立的显示器，传输模组152例如以无线传输（WiFi等）或有线传输的方式连接于资料显示单元151与影像光检测单元140之间，以使资料显示单元151与影像光检测单元140彼此电连接。采用独立的显示器可减轻影像光检测单元140的机体的重量，且使用者可近距离观看显示器上呈现的资料或进行资料处理，例如列印或储存等工作。

本发明上述实施例所揭露的光学模组的影像检测系统，是利用可移动、非定点检测的方式来撷取影像光，以快速检测影像光投射于待测位置上的光学特性，具有携带方便及可移动至任意检测位置的功能，以提高实用性。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims

1.一种光学模组的影像检测系统，其特征在于，包括：

投影平板；

发光源，朝该投影平板投射光束；

成像光学单元，用以投射该影像光至该投影平板；

输出单元，输出该检测结果。

2.如权利要求1所述的影像检测系统，其特征在于，该投影平板具有铁磁性材料，而该影像光检测单元设有与该铁磁性材料相吸的磁性材料。

3.如权利要求1所述的影像检测系统，其特征在于，该影像光检测单元具有铁磁性材料，而该投影平板设有与该铁磁性材料相吸的磁性材料。

4.如权利要求1所述的影像检测系统，其特征在于，该影像光检测单元与该投影平板之间设有至少一止滑片。

5.如权利要求1所述的影像检测系统，其特征在于，该影像光检测单元包括：

影像撷取单元，用以撷取该影像光，并转成电讯号；

处理单元，用以将该讯号分析单元计算的结果处理成资料。

6.如权利要求5所述的影像检测系统，其特征在于，该影像撷取单元具有至少一线型感测器或面阵列感测器，且该线型感测器或面阵列感测器选自于电荷耦合元件或互补式金氧半导体感测器或接触式影像感测器中的任意一个或其任意组合。

7.如权利要求5所述的影像检测系统，其特征在于，更包括减光片，该减光片配置于该影像撷取单元上，以调整该影像光投影于该影像撷取单元上的光强度。

8.如权利要求5所述的影像检测系统，其特征在于，该输出单元包括资料显示单元，该资料显示单元与该影像光检测单元的该处理单元彼此电连接，以显示该影像光投影于该待测位置上的光学特性。

9.如权利要求8所述的影像检测系统，其特征在于，该输出单元更包括传输模组，该资料显示单元借由该传输模组以有线或无线的方式与该影像光检测单元彼此电连接。

10.如权利要求1所述的影像检测系统，其特征在于，该光学模组为投影机或具有投影功能的电子装置。