CN204993615U - 涵盖景深的调焦系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涵盖景深的调焦系统，包括：一测试模块，包括一第一测试图及一第二测试图，该第一测试图及该第二测试图并列设置且具有一高度差；以及；一影像撷取模块，设置于该测试模块的前端，且该影像撷取模块与该第一测试图的距离小于该影像撷取模块与该第二测试图的距离，该影像撷取模块拍摄该测试模块，以产生可用以依据其成像模糊区域来判断该影像撷取模块是否合焦的一第一测试图影像及一第二测试图影像。本实用新型大幅缩短调焦时间，并减少人眼判读误差所导致不良的调焦。

Description

涵盖景深的调焦系统

技术领域

本实用新型有关于一种调焦系统，尤指一种利用一对称的第一测试图及第二测试图相对于影像撷取模块不同距离的涵盖景深的调焦系统。

背景技术

影像模块是内置于照相机、手机、平板计算机与笔记本计算机等装置内部的一套摄像组件，其包含镜头、影像传感器、电路板、连接器等主要构件。在安装至上述电子装置前，影像模块的焦点需要被调整(影像模块中镜头与影像传感器间的距离，会决定对焦的位置)，使影像模块对焦于一预定位置；举例来说，一用于手机的影像模块，其焦点位置被默认在距离影像模块60公分之处，因此在被安装到手机前，该影像模块的焦点，需要被调整到上述预定位置，这个过程称为模块调焦，而本实用新型将预定位置的焦点称为调焦点，将影像模块的焦点调整至调焦点则称的为合焦，就一般常见的影像模块来说，模块调焦的过程，就是旋转影像模块中的镜头，使影像模块中镜头与影像传感器的相对距离改变，在调整的过程中，在该预定位置(以上述手机的例子，就是距影像模块60公分处)物体的影像，会逐渐由模糊变清晰。

传统影像模块调焦，需以人眼判断TV-line(电线视)的值来判定影像模块是否调整至合焦，但此种方式在高频的时候，由于TV-line的线条很密，人为判读较为困难，导致调到所需的景深范围相当费时，且调焦的精度也受到影响，易产生误判。另一方面，若采用仪器进行判读，必须先将影像模块拍摄的图像传入计算机，再以程序进行扫描辨识，故以此方式进行测试的时间较长，整体而言较无效率。再者，以传统方式进行调焦时，若预定对焦的位置为距离影像模块两公尺处，则需要具有至少两公尺长度的空间，来摆放平面测试图及影像模块，故所占用的调焦空间较大。

因此，目前业界缺乏一种同时具备设备简单、所需空间小及调焦过程判读迅速等多重优点的影像模块调焦方式，实为此产业亟需解决的问题。

实用新型内容

在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

有鉴于现有技术的缺点，为使大幅缩短调焦时间，并减少人眼判读误差所导致不良的调焦，本实用新型提供一种涵盖景深的调焦系统，包括：一测试模块，包括一第一测试图及一第二测试图，该第一测试图及该第二测试图并列设置且具有一高度差；以及；一影像撷取模块，设置于该测试模块的前端，且该影像撷取模块与该第一测试图的距离小于该影像撷取模块与该第二测试图的距离，该影像撷取模块拍摄该测试模块，以产生可用以依据其成像模糊区域来判断该影像撷取模块是否合焦的一第一测试图影像及一第二测试图影像。

较佳地，该影像撷取模块的光轴对准该测试模块的中心位置处。

较佳地，该第一测试图及该第二测试图为两对称的半圆。

较佳地，该第一测试图及该第二测试图上具有多个线条，其自该测试模块的中心位置处向外发散、线条宽度线性递增而呈放射状排列。

较佳地，该测试模块包括一合焦区域，该合焦区域设置于该测试模块的中心位置处。

较佳地，该合焦区域为一圆形区域。

较佳地，当该影像撷取模块调整至合焦时，该第一测试图影像及该第二测试图影像的模糊区域在该合焦区域内，且该第一测试图影像及该第二测试图影像的模糊区域大小相同。

较佳地，当该影像撷取模块调整至近焦或远焦时，该第一测试图影像及该第二测试图影像的模糊区域在该合焦区域外。

较佳地，当该影像撷取模块调整至近焦时，该第二测试图影像的模糊区域大于该第一测试图影像的模糊区域。

较佳地，当该影像撷取模块调整至远焦时，该第一测试图影像的模糊区域大于该第二测试图影像的模糊区域。

较佳地，该影像撷取模块具有一合焦时调焦距离对应模糊区域的调焦特性曲线，该影像撷取模块于一最佳调焦距离时将产生一最小模糊区域，该合焦区域的范围约为该最小模糊区域的1.1倍。

较佳地，该调焦特性曲线对应该最小模糊区域1.1倍的两调焦距离差值，即对应该第一测试图及该第二测试图的该高度差。

本实用新型涵盖景深的调焦系统，还包括一校正透镜模块，其设置于该测试模块及该影像撷取模块之间，该影像撷取模块通过该校正透镜模块撷取该测试模块的影像。

较佳地，该校正透镜模块为一凸透镜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型大幅缩短调焦时间，并减少人眼判读误差所导致不良的调焦。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型涵盖景深的调焦系统的示意图。

图2为本实用新型涵盖景深的调焦系统的测试模块的示意图。

图3为本实用新型涵盖景深的调焦系统的侧视图。

图4A为本实用新型涵盖景深的调焦系统在近焦时的第一测试图影像及第二测试图影像。

图4B为本实用新型涵盖景深的调焦系统在合焦时的第一测试图影像及第二测试图影像。

图4C为本实用新型涵盖景深的调焦系统在远焦时的第一测试图影像及第二测试图影像。

图5为本实用新型涵盖景深的调焦系统在合焦时对焦距离对应模糊区域的特性曲线。

图中：

100---涵盖景深的调焦系统

10---测试模块

10A---第一测试图

10A’---第一测试图影像

10B---第二测试图

10B’---第二测试图影像

101---合焦区域

11A---第一影像

11B---第二影像

20---影像撷取模块

30---校正透镜模块

H---高度差

A---最佳调焦点

B1、B2---调焦点。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，为本实用新型涵盖景深的调焦系统的示意图。本实用新型涵盖景深的调焦系统100包括测试模块10及影像撷取模块20。其中，测试模块10包括第一测试图10A及第二测试图10B，该第一测试图10A及第二测试图10B并列设置且具有一高度差H。影像撷取模块20设置于测试模块10的前端，且影像撷取模块20与第一测试图10A的距离小于影像撷取模块20与第二测试图10B的距离，意即，第一测试图10A较靠近影像撷取模块20。在本实施例中，该影像撷取模块20拍摄测试模块10，以产生可用以依据其成像模糊区域来判断该影像撷取模块20是否合焦的第一测试图影像10A’及第二测试图影像10B’(如图4A至图4C所示)。

请继续参考图1并参考图2，图2为本实用新型涵盖景深的调焦系统的测试模块的示意图。在本实施例中，第一测试图10A及第二测试图10B为两对称的半圆，且该两对称的半圆上具有多个线条，其自测试模块10的中心位置处(即两对称半圆的圆心)向外发散、线条宽度线性递增而呈放射状排列，故因其外型又被称作星状图(Star-chart)或太阳图。并且，测试模块10还包括一合焦区域101，设置于该测试模块10的中心位置处，用于辅助判定该第一测视图影像10A’及第二测试图影10B’的模糊区域大小，以进一步判断该影像撷取模块20是否合焦，在本实施例中，合焦区域101为以测试模块10的中心位置为圆心的圆形区域。并且，该影像撷取模块20的光轴对准该测试模块10的中心位置处，以对该测试模块10的第一测视图10A及第二测试图10B进行影像撷取作业。

请参阅图3并配合图1，其中图3为本实用新型涵盖景深的调焦系统的侧视图。在一些实施例中，本实用新型涵盖景深的调焦系统100还包括一校正透镜模块30，设置于测试模块10及影像撷取模块20之间。需要特别说明的是，在实际测试环境中，碍于影像撷取模块20的规格，可能需要较大尺寸的测试图及较长距离的测试空间，因此，在本实施例中，在测试模块10及影像撷取模块20之间设置一校正透镜模块30，且该校正透镜模块30为一凸透镜，该第一测试图10A及第二测试图10B经由校正透镜模块30而产生距离该影像撷取模块20较远且尺寸较大的虚像(即第一影像11A及第二影像11B)，如此一来，影像撷取模块20即可通过校正透镜模块30感测该虚像，来模拟实际涵盖景深的调焦距离，以缩短测试设备的空间，提升空间利用率。

请参考图4A至图4C，分别显示本实用新型涵盖景深的调焦系统于近焦时的第一测试图影像及第二测试图影像、涵盖景深的调焦系统于合焦时的第一测试图影像及第二测试图影像、以及涵盖景深的调焦系统于远焦时的第一测试图影像及第二测试图影像。当影像撷取模块20调整至合焦时，第一测试图影像10A’及第二测试图影像10B’的模糊区域在合焦区域101范围内；而当影像撷取模块20调整至近焦或远焦时，第一测试图影像10A’及第二测试图影像10B’的模糊区域(虚线范围)在合焦区域101范围外，故可依据模糊区域大小判断该影像撷取模块20是否合焦。更进一步地来说，本实用新型涵盖景深的调焦系统100于开始调焦时，首先由影像撷取模块20通过该校正透镜模块30拍摄第一测试图10A及第二测试图10B的影像，若未合焦，且调到近焦，则由图4A可看出，该第二测试图影像10B’的模糊区域(虚线范围)会大于第一测试图影像10A’的模糊区域(虚线范围)；之后再调整该影像撷取模块20，若刚好合焦，则由图4B可看出，该第一测试图影像10A’及第二测试图影像10B’的模糊区域(虚线范围)会局限在合焦区域101内，且两模糊区域大小相同；而若再调整影像撷取模块20，会调到远焦，则由图4C可看出，该第一测试图影像10A’的模糊区域(虚线范围)会大于第二测试图影像10B’的模糊区域。

根据本实用新型的构想，通过将第一测试图及第二测试图分别设计为两对称半圆的型态，可以人眼讯速地判断第一测试图影像及第二测试图影像的模糊区域是否在合焦区域范围内，据以判定影像撷取模块是否合焦，因此，相较于传统以TV-line判读的方式，简易快速许多，可大幅提升调焦效率，并减少人眼判读所导致的精度误差。

请参阅图5并配合图4A至图4C，其中图5显示本实用新型涵盖景深的调焦系统于合焦时调焦距离对应模糊区域的调焦特性曲线，用以表示影像撷取模块20调整至合焦时的特性。如图5所示，纵轴部份为测试图影像的模糊区域范围，横轴部份则为影像撷取模块20距离测试图的距离(调焦距离)，当调整至A点时，测试图影像的模糊区域有最小值(最小模糊区域)，此时影像撷取模块20有最清晰的拍摄焦距(最佳调焦距离)。然而，将影像撷取模块20调整至最佳调焦点A，需耗费较长的调焦时间，因此，本实用新型涵盖景深的调焦系统100，用于对一特定景深范围进行调焦。以本实施例为例，大约取最小模糊区域的1.1倍为合焦区域101，但不以此为限，该合焦区域101范围对应至调焦特性曲线上B1和B2的位置，且B1及B2分别对应于该第一测试图10A及第二测试图10B与影像撷取模块20的距离，即所设定的调焦景深范围(最佳调焦范围)，而第一测试图10A及第二测试图10B的高度差H即对应B1与B2的差值。调焦时，仅需将影像撷取模块20的测试图影像的模糊区域调整至合焦区域101的范围内，即完成调焦动作。由此，可在特定的景深范围对影像撷取模块20调焦，相较于现有针对单一最佳调焦点A的调焦方式，大幅减少了作业时间。

另外，本实用新型涵盖景深的调焦系统100的调焦流程步骤，包含：提供一测试模块10，该测试模块包括第一测试图10A及第二测试图10B，且该第一测试图10A及第二测试图10B具有一高度差H；提供一影像撷取模块20，设置于测试模块10的前端，且该影像撷取模块20与该第一测试图10A的距离小于该影像撷取模块20与该第二测试图10B的距离；及提供一校正透镜模块30，置于该测试模块10与该影像撷取模块20之间，该影像撷取模块20通过该校正透镜模块30拍摄该第一测试图10A及第二测试图10B，并分别判断该第一测试图影像10A’及第二测试图影像10B’是否清晰或模糊，以调整该影像撷取模块20至最佳的调焦范围。

由上可知，本实用新型涵盖景深的调焦系统，利用第一测试图及第二测试图相对于影像撷取模块不同距离的特性，使得在调焦时，仅简单判断该第一测试图影像及第二测试图影像的模糊区域是否在合焦区域范围，即可知是否完成调焦，不仅能快速调到所要的景深范围，且大幅缩短调焦时间，并减少人眼判读误差所导致不良的调焦。此外，本实用新型涵盖景深的调焦系统更通过校正透镜模块设置，缩短测试设备的空间，提升空间利用效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方实用新型，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方实用新型进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方实用新型的本质脱离本实用新型各实施例技术方实用新型的精神和范围。

Claims (14)

1.一种涵盖景深的调焦系统，其特征在于，包括：

一测试模块，包括一第一测试图及一第二测试图，该第一测试图及该第二测试图并列设置且具有一高度差；以及

一影像撷取模块，设置于该测试模块的前端，且该影像撷取模块与该第一测试图的距离小于该影像撷取模块与该第二测试图的距离，该影像撷取模块拍摄该测试模块，以产生用以依据其成像模糊区域来判断该影像撷取模块是否合焦的一第一测试图影像及一第二测试图影像。

2.如权利要求1所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该影像撷取模块的光轴对准该测试模块的中心位置处。

3.如权利要求1所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该第一测试图及该第二测试图为两对称的半圆。

4.如权利要求1所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该第一测试图及该第二测试图上具有多个线条，其自该测试模块的中心位置处向外发散、线条宽度线性递增而呈放射状排列。

5.如权利要求1所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该测试模块包括一合焦区域，该合焦区域设置于该测试模块的中心位置处。

6.如权利要求5所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该合焦区域为一圆形区域。

7.如权利要求5所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，当该影像撷取模块调整至合焦时，该第一测试图影像及该第二测试图影像的模糊区域在该合焦区域内，且该第一测试图影像及该第二测试图影像的模糊区域大小相同。

8.如权利要求5所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，当该影像撷取模块调整至近焦或远焦时，该第一测试图影像及该第二测试图影像的模糊区域在该合焦区域外。

9.如权利要求8所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，当该影像撷取模块调整至近焦时，该第二测试图影像的模糊区域大于该第一测试图影像的模糊区域。

10.如权利要求8所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，当该影像撷取模块调整至远焦时，该第一测试图影像的模糊区域大于该第二测试图影像的模糊区域。

11.如权利要求5所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该影像撷取模块具有一合焦时调焦距离对应模糊区域的调焦特性曲线，该影像撷取模块于一最佳调焦距离时将产生一最小模糊区域，该合焦区域的范围为该最小模糊区域的1.1倍。

12.如权利要求11所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该调焦特性曲线对应该最小模糊区域1.1倍的两调焦距离差值，即对应该第一测试图及该第二测试图的该高度差。

13.如权利要求1所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，还包括一校正透镜模块，其设置于该测试模块及该影像撷取模块之间，该影像撷取模块通过该校正透镜模块撷取该测试模块的影像。

14.如权利要求13所述的涵盖景深的调焦系统，其特征在于，该校正透镜模块为一凸透镜。