CN1573400A - 对准排列相机镜头与传感器方法 - Google Patents

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Abstract

一种对准排列一相机的镜头与该相机的传感器的方法，该方法包含下列步骤：距离该相机的镜头一预定距离放置一测试物；用该相机拍摄该测试物以产生一影像数据；由该相机输出该影像数据至一校正装置；分割该影像数据为多个数据区域；由至少二个的数据区域计算一分辨率数据；依据该分辨率数据计算该镜头的位置参数；以及依据该位置参数对准校正该镜头相对于该传感器的位置。

Description

对准排列相机镜头与传感器方法
技术领域
本发明涉及一种排列相机镜头方法，特别是涉及一种通过分辨率数据来对准排列镜头以及相机的传感器的方法。
背景技术
在组装相机时，镜头的排列位置极为重要，以数字相机为例，镜头必须与相机的传感器(如电荷耦合组件)对齐排列。倘若镜头并没有与传感器对齐排列的话，相机产生的图形会无法对准而且部分区域甚至会失焦。
为了分析上述问题，现在已发展出许多对齐镜头与传感器的方法，如关国专利公告第6,117,193号的“Optical Sensor Array Mounting andAlignment”，Glenn已披露了相关的对准排列方式，请一并予以参考。
请参阅图1，图1是已知相机镜头对准时的透视图。一平面图片10是一测试影像以用来对准排列一镜头14与相机的传感器20。传感器20贴合于一电路板18，而一镜头支架16则用来将镜头14相对固定于传感器20之上。平面图片10上的图案12则用来协助镜头14的对准。将镜头14置于镜头支架16后，相机50对平面图片10所拍摄的相片则可用来将镜头14对准于传感器20。该照片中图案12上各个不同点的位置可与图案12的各点预定位置作比较，通过比较图案12的实际位置与预定位置，并分析对焦的相关数据后，就可以找出如何对准镜头14的x、y、z方向。
发明内容
本发明的目的是提供一对准相机的镜头与传感器的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种对准排列一相机的镜头与该相机的传感器的方法，该方法具有下列步骤：距离该相机的镜头一预定距离放置一测试物；用该相机拍摄该测试物以产生影像数据；由该相机输出所述影像数据至一校正装置；分割所述影像数据为多个数据区域；计算至少二个数据区域的分辨率数据；依据所述分辨率数据计算该镜头的位置参数；以及依据所述位置参数对准校正该镜头相对于该传感器的位置。
本发明的优点在于利用一分辨率数据来计算该镜头的位置参数，该分辨率数据提供精确的参考数据来调整镜头与相机的传感器的对准，而实现更佳的对准效果。
附图说明
图1是已知相机镜头对准时的透视图。
图2是本发明的较佳实施例的镜头对准系统的示意图。
图3是本发明的对准方法所用的分辨图形的显示图。
图4是本发明的第二实施例中，用来对准镜头与相机的传感器的立体物的侧视图。
图5是本发明用来对准镜头和传感器的立体物的透视图。
图6是本发明的第三实施例中，用来对准镜头与相机的传感器的第一分辨率图形以及第二分辨率图形的示意图。
附图符号说明
10平面图片                12图案
14、51镜头                16、52镜头支架
18、54电路板              20、56传感器
50相机                    58电线
60校正装置                62分辨率图片
70立体物                  62A-62F区域
80、82分析图形            71、72、73面
具体实施方式
请参阅图2以及图3，图2是本发明的较佳实施例的镜头对准系统的示意图。图3是本发明的对准方法所用的分辨率图形62的显示图。图2显示了一相机50的内部构造，相机50包含一电路板54，如一印刷电路板(printedcircuit board，PCB)，其用来放置相机50所需的电路。一传感器56设置于电路板54用来接收由镜头51产生的影像并转换该影像为影像数据，举例来说，如果相机50为一数字相机，传感器56可以是一电荷耦合组件(charge-coupled device，CCD)。一镜头支架52用来支撑固定镜头51以相对于传感器56将镜头51置于定位，镜头支架52可直接贴合于电路板54。为了能适当地对准镜头51于传感器56，镜头51的位置可以在镜头51置于镜头支架52时稍微作些调整。
在对准的过程中，一分辨率图片(resolution chart)62的照片会被拍摄，而分辨率图片62是置于距离相机50的镜头51有d1远的地方。当分辨率图片62的照片被拍摄时，传感器56会产生一影像数据并通过一连接于电路板54的电线(wire)58传送至一校正装置60。二维的分辨率图片62被分割为多个区域62A-62F，且每个对应于区域62A-62F的分辨率数据则可以从由相机50所拍摄的分辨率图片62的照片来产生。这些分辨率数据可以由调制转换函数(Modulation Transfer Function，MTF)计算得出或是以符合电视机分辨率(TV Resolution)格式的表示法计算得出，这两种方式都已为本领域的技术人员所熟知。
通过拍摄分辨率图片62的照片，校正装置60可以产生分辨率数据，用来分析镜头51的对齐排列位置。一但知道镜头51相对于传感器56的排列位置，镜头51的位置就可以由技术人员或校正装置60依据分辨率数据的计算结果不断地调整，直到镜头51相对于传感器56的对齐排列位置正确为止。
校正装置60可以由对应到每个区域62A-62F的分辨率数据来计算包含在x、y以及z方向的线性位置，以及旋转量Фx、Фy以及Фz。举例来说，若区域62A、62D的对应分辨率数据的分辨率高于区域62C、62F的分辨率时，镜头51可以以Фy方向稍微转动。校正装置60会检测该转动并修正之。
请参阅图4以及图5，图4是本发明的第二实施例中，用来对准镜头51与相机50的传感器56的立体物70的侧视图。图5是立体物70的透视图。立体物70用来取代图2中的分辨率图形62，以用来对准镜头51和传感器56。立体物70有三个分别距离镜头51不同长度的面71、72、73，用来提供不同的分辨率数据。如图4所示，面72距相机50的镜头51有d2长度，面71距面72有da长度，面73距面72有db长度。所以面71、72、73会产生不同的分辨率数据。
请参阅图6，图6是本发明的第三实施例中，用来对准镜头51与相机50的传感器56的第一分辨率图形80以及第二分辨率图形82的示意图。第一分辨率图形80以及第二分辨率图形82如同图1以及图2所示的分辨率图片62。第一分辨率图形80距相机50的镜头51有d3长度，而第二分辨率图形82距相机50的镜头51有d4长度。第二分辨率图形82与第一分辨率图形80的图形内容一样，但是图形大小是与距离镜头51的长度呈对应比例的放大。举例来说，若d4为d3的两倍大时，第二分辨率图形82的图形大小就会为第一分辨率图形80的两倍大。
从本发明的第三实施例可见，相机50在拍摄第一分辨率图形80的相片后，会先移除第一分辨率图形80，之后再拍摄第二分辨率图形82。而后，两照片的影像数据会送至校正装置60，并由校正装置60依据该影像数据算出分辨率数据，而本实施例如同该较佳实施例，第一分辨率图形80和第二分辨率图形82也可以分别分为多个区域。相较于只使用单一平面分辨率图形的方法来看，多个分辨率图形能得出更多的分辨率数据，连带使得对准排列的校正更为精准。
相较于已知技术，本发明对准排列镜头以及相机的传感器的方法是通过分析得出的分辨率数据来计算镜头的位置校正参数，这样的分辨率数据能提供更精确的参考数据来调整镜头相对于传感器的位置，也就使校正的准确度更好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种对准排列一相机的镜头与该相机的传感器的方法，该方法包含下列步骤：
距离该相机的镜头一预定距离放置一测试物；
用该相机拍摄该测试物以产生影像数据；
由该相机输出该影像数据至一校正装置；
分割该影像数据为多个数据区域；
计算至少二个的数据区域的分辨率数据；
依据该分辨率数据计算该镜头的位置参数；以及
依据该位置参数对准校正该镜头相对于该传感器的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中该位置参数包含平移参数以及转动参数。
3.如权利要求2所述的方法，其中该平移参数是指朝x、y以及z方向的线性平移量，该转动参数是指Φx、Φy以及Φz的转动量。
4.如权利要求1所述的方法，其中在对准校正该镜头相对于该传感器的位置时，包含使用该校正装置依据该位置参数去改正该镜头相对于该传感器的位置。
5.如权利要求1所述的方法，其中该测试物是一分辨率图形。
6.如权利要求1所述的方法，其中该测试物是一二维物体。
7.如权利要求6所述的方法，其中该测试物包含至少两个分别距离该相机的镜头不同长度远的面。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述面当中的每一个面还包含一分辨率图形，用来提供额外的分辨率数据。
9.如权利要求1所述的方法，其中该相机是一数字相机。
10.如权利要求1所述的方法，其中该分辨率数据是以调制转移函数计算求得。
11.如权利要求1所述的方法，其中该分辨率数据是以符合电视机分辨率的格式的表示法计算求得。
12.一种对准排列一相机的镜头与该相机的传感器的方法，该方法包含下列步骤：
距离该相机的镜头一第一预定距离放置一第一测试物；
用该相机拍摄该第一测试物以产生第一影像数据；
距离该相机的镜头一第二预定距离放置一第二测试物；
用该相机拍摄该第二测试物以产生第二影像数据；
由该相机输出该第一影像数据以及该第二影像数据至一校正装置；
分割该第一影像数据为多个数据区域，并且分割该第二影像数据为多个数据区域；
计算该第一影像数据中至少二个的数据区域的分辨率数据，并且计算该第二影像数据中至少二个的数据区域的分辨率数据；
依据该分辨率数据计算该镜头的位置参数；以及
依据该位置参数对准校正该镜头相对于该传感器的位置。
13.如权利要求12所述的方法，其中该第一测试物是与该第二测试物呈一特定比例放大，该特定比例是依据该第一测试物距离该相机的镜头的距离以及该第二测试物距离该相机的镜头的距离决定的。
14.如权利要求12所述的方法，其中该位置参数包含平移参数以及转动参数。
15.如权利要求14所述的方法，其中该平移参数是指朝x、y以及z方向的线性平移量，该转动参数是指Φx、Φy以及Φz的转动量。
16.如权利要求12所述的方法，其中在对准校正该镜头相对于该传感器的位置时，包含使用该校正装置依据该位置参数去改正该镜头相对于该传感器的位置。
17.如权利要求12所述的方法，其中该测试物是一分辨率图形。
18.如权利要求12所述的方法，其中该相机是一数字相机。
19.如权利要求12所述的方法，其中该分辨率数据系以调制转移函数计算求得。
20.如权利要求12所述的方法，其中该分辨率数据是以符合电视机分辨率的格式的表示法求得。
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