TWM543370U - 一種測試圖樣；以及檢測鏡頭用光箱 - Google Patents

Description

一種測試圖樣；以及檢測鏡頭用光箱

本創作係關於一種測試圖樣；以及檢測鏡頭用光箱，尤其關於一種測試圖樣以及檢測鏡頭用光箱，其能夠進行不同物距之光學檢測。

光學解晰調變轉換函數(modulation transfer function,MTF)已為現今市面上評估一個光學元件或光學系統之光學品質的一個常用指標，舉例來說，藉由檢視一鏡頭在某一區域所具有的光學解晰調變函數於各空間頻率的反應(即為光學空間頻率反應SFR)，便可得知該鏡頭在該區域對於各空間頻率(線密度)的解析度。

請參閱圖1，圖1為說明了運用測試圖樣100進行SFR量測的流程圖。如圖1所示，測試圖樣100具有一黑白邊緣，而SFR的量測包含有下列步驟：首先，將經由待測影像模組取得測試圖樣100之影像；接著系統會對影像加以分析，並找出影像中的亮度分佈(如圖1所示的edge spread function)，並且將其進行偏微分，即由邊緣分佈函數(Edge Spread Function)轉換為線分佈函數(line spread function)，最後再對線分佈函數進行快速傅利葉轉換(FFT)， 以產生前述的光學解析空間頻率反應(即為圖1中光學解晰調變轉換函數對於空間頻率的圖形)。空間頻率之單位為：線對/公釐(lp/mm)。

圖2A顯示習知用以檢測鏡頭之檢測鏡頭用光箱的示意圖。檢測鏡頭用光箱101用以進行檢測無窮距離下鏡頭品質，檢測方式為加裝一準直儀140於影像感測器110前，並將其放置於光學鏡頭或成像系統需檢測之視場或需檢測之角度，使檢測影像模擬至無窮遠成像達到一量測物距無窮遠之目的。更具體而言，請參見圖2A，光源130發出一光線穿透過測試圖樣132而形成圖案化光型，圖案化光型通過準直儀140，再被影像感測器110擷取。此外，為待測鏡頭120的不同特性，可以使用不同的測試圖樣132。

更具體而言，進行檢測時，來自光源130的光線照射至測試圖樣132後產生圖案化光型，再穿透過鏡頭120，該些圖案化光型被準直儀140模擬至具有無窮遠成像的圖案化光型後，照射至影像感測器110。影像感測器110擷取一影像並傳送至主機160，再利用主機160對該被擷取到的影像進行分析。關於有限距離之正投影光學鏡頭檢測、及無窮遠距離正投影光學鏡頭檢測等之技術，類似於有限距離之逆投影光學鏡頭檢測、無窮遠距離逆投影光學鏡頭檢測，大致上的相異點為影像感測器110及包含光源130及測試圖樣100的檢測圖形投影模組的位置相異，該些技術皆為業界所已知，以下將省略相關說明。

若要同時得知待測鏡頭120之有限距或無窮遠的光學特性時，需要分別 利用檢測鏡頭用光箱101進行二次以上的檢測程序。圖2B顯示習知另一用以檢測鏡頭之光箱的示意圖。更具體而言，對測試圖樣132進行完無窮遠距離的檢測後，需要再移開準直儀140，如圖2B所示形成檢測鏡頭用光箱102，藉以進行有限距的光學檢測。當要檢測不同物距的光學檢測時，再將測試圖樣132向前移動h的距離，而移動至測試圖樣133的位置，藉以進行不同的有限距的光學特性檢測。

如上所述，依據現行技術，要以有限距(finite object distance)或無窮遠(infinite object distance)檢測鏡頭時，是利用檢測鏡頭用光箱101或102進行二次以上的測試，並未對多工作距離之需求作全方面考量。

依據本創作一實施例，提供一種檢測鏡頭用光箱，用以不同的物距檢測一待測鏡頭。檢測鏡頭用光箱包含一光源、一影像感測裝置、一測試圖樣及一主機。光源用以形成一光線適於照射待測鏡頭。光源的光線穿透過測試圖樣及待測鏡頭，並照射至影像感測裝置，以擷取至少一感應器影像。主機接收至少一感應器影像，以分析至少一感應器影像。影像感測裝置之感測器的數量相異於測試圖樣之圖案的數量，並且將影像感測裝置之感測器及測試圖樣之圖案間設置成具有不同的間距。

於一實施例中，影像感測裝置包含一第一感測器。測試圖樣包含一第 一圖案及一第二圖案，而且第一圖案及第二圖案位於不相同的水平面上。

於一實施例中，第一圖案及第二圖案在光線的路徑上更位於不互相重疊的位置上。

於一實施例中，檢測鏡頭用光箱更包含一準直儀，光線更通過準直儀後，再照射至影像感測裝置的第一感測器。

於一實施例中，第一圖案位於光線更通過準直儀及待測鏡頭後，再照射至第一感測器時，能夠形成有限距離的焦距的位置。而且第二圖案位於光線更通過準直儀及待測鏡頭後，再照射至第一感測器時，能夠形成無窮距離的焦距的位置。較佳的情況是，對應第一圖案的光線於第一感測器上形成虛像。

於一實施例中，第一圖案位於光線更通過準直儀及待測鏡頭後，再照射至第一感測器時，能夠形成第一有限距離的焦距的位置。而且，第二圖案位於光線更通過準直儀及待測鏡頭後，再照射至第一感測器時，能夠形成第二有限距離的焦距的位置。較佳的情況是，對應第一圖案及第二圖案的光線於第一感測器上形成虛像。

於一實施例中，影像感測裝置包含一第一感測器及一第二感測器。測試圖樣包含一第一圖案，而且第一感測器及第二感測器位於不相同的水平 面上。

於一實施例中，第一感測器及第二感測器在光線的路徑上更位於不互相重疊的位置上。

於一實施例中，檢測鏡頭用光箱，更包含一準直儀，光線更通過準直儀後，再照射至影像感測裝置。

第一感測器，位於光線更通過第一圖案及準直儀後，再照射至第一感測器時，能夠形成有限距離的焦距的位置。第二感測器，位於光線更通過第一圖案及準直儀後，再照射至第二感測器時，能夠形成無窮距離的焦距的位置。

於一實施例中，第一感測器，位於光線更通過第一圖案、待測鏡頭及準直儀後，再照射至第一感測器時，能夠形成第一有限距離的焦距的位置。第二感測器，位於光線更通過第一圖案、待測鏡頭及準直儀後，再照射至第二感測器時，能夠形成第二有限距離的焦距的位置。

於一實施例中，更提供一種測試圖樣，適合被使用於一檢測鏡頭用光箱，用以檢測一待測鏡頭。測試圖樣包含一第一圖案及一第二圖案。第一圖案及第二圖案位於不相同的水平面上，藉以使檢測鏡頭用光箱的一光源的一光線穿透過測試圖樣及待測鏡頭，以進行不同物距的檢測。

於一實施例中，第一圖案及第二圖案在光線的路徑上更位於不互相重疊的位置上。

依據本創作一實施例，第一圖案及一第二圖案位於不相同的水平面上，因此僅需進行一次光學檢測，即可得知待測鏡頭在不同物距下的光學特性。最佳的情況是，第二圖案置於形成無窮距離的焦距的位置，而第一圖案置於第二圖案的前方，且位於第一有限距的焦距的位置，藉以同時以有限距離及無限距離來檢測鏡頭。依本創作另一實施例，第一感測器及第二感測器位於不相同的水平面上，因此僅需進行一次光學檢測，即可得知待測鏡頭在不同物距下的光學特性。

101‧‧‧檢測鏡頭用光箱

102‧‧‧檢測鏡頭用光箱

100‧‧‧測試圖樣

110‧‧‧影像感測器

120‧‧‧鏡頭

130‧‧‧光源

132‧‧‧測試圖樣

133‧‧‧測試圖樣

140‧‧‧準直儀

160‧‧‧主機

201‧‧‧檢測鏡頭用光箱

202‧‧‧檢測鏡頭用光箱

210‧‧‧影像感測裝置

211‧‧‧第一感測器

212‧‧‧第二感測器

220‧‧‧鏡頭

230‧‧‧光源

240‧‧‧準直儀

250‧‧‧測試圖樣

251‧‧‧第一圖案

252‧‧‧第二圖案

260‧‧‧主機

圖1為說明了運用測試圖樣進行SFR量測的流程圖。

圖2A顯示習知用以檢測鏡頭之光箱的示意圖。

圖2B顯示習知另一用以檢測鏡頭之光箱的示意圖。

圖3顯示本創作一實施例之檢測鏡頭用光箱的示意圖。

圖4A顯示本創作一實施例之測試圖樣的俯視圖。

圖4B顯示本創作一實施例測試圖樣之第一圖案的俯視圖。

圖4C顯示本創作一實施例測試圖樣之第二圖案的俯視圖。

圖5顯示本創作另一實施例之檢測鏡頭用光箱的示意圖。

圖6顯示本創作另一實施例之檢測鏡頭用光箱的示意圖。

依據本創作一實施例，提供一種檢測鏡頭用光箱，能夠整合有限距離檢測及無限距離檢測的兩種架構；以及各種不同有限距離檢測，形成具有複數功能的測量架構。以下，將更具體地說明本創作。

圖3顯示本創作一實施例之檢測鏡頭用光箱的示意圖。如圖3所示，檢測鏡頭用光箱201包含一準直儀240、一影像感測裝置210、一光源230及一主機260。本實施例中，影像感測裝置210包含一第一感測器211。檢測鏡頭用光箱201用以進行檢測無窮距離下鏡頭品質，檢測方式為裝設一準直儀240於影像感測裝置210前，本實施例中使待測鏡頭220位於準直儀240及影像感測裝置210之間，並將準直儀240放置於光學鏡頭或成像系統需檢測之視場或需檢測之角度，同時置於適當位置使檢測影像模擬至無窮遠成像，以達到一量測無窮遠物距之目的。更具體而言，光源230發出一光線穿透過測試圖樣250及準直儀240而形成平行的至少一圖案化光型。此外，為了檢測待測鏡頭220的不同特性，可以使用不同的測試圖樣250。

影像感測裝置210耦接於主機260，且用以取得相異視場的圖案化光型所產生的影像。主機260取得該些影像後利用該些影像分別求得各視場的光學特徵值，例如MTF(光學調制函數值)值、BFL(後焦長度、Back Focus Length) 值、解析度、光電轉換函數、灰階度、光學調制函數、或光學空間頻率反應等。

再請參照圖3，本創作一實施例之測試圖樣250包含一第一圖案251及一第二圖案252，而且第一圖案251及一第二圖案252位於不相同的水平面上，因此第一圖案251及一第二圖案252；與第一感測器211間的間距不相同。此外，較佳的情況是，第一圖案251及一第二圖案252更位於不互相重疊的位置上。如圖3所示，第一圖案251及一第二圖案252兩個水平面的間距，差距h的距離。

圖4A顯示本創作一實施例之測試圖樣的俯視圖。圖4B顯示本創作一實施例測試圖樣之第一圖案的俯視圖。圖4C顯示本創作一實施例測試圖樣之第二圖案的俯視圖。如圖4A所示，測試圖樣250的俯視圖，為第一圖案251及第二圖案252的兩個俯視圖組合，其為完整的圖案並形成如習知技術中測試圖樣132或133的圖案。然而，第一圖案251及第二圖案252的俯視圖，僅具有測試圖樣132或133的圖案的一部分。如圖4A-4C所示，第一圖案251及一第二圖案252更位於不互相重疊的位置上。

主機260取得第一圖案251及第二圖案252的影像後，利用該些影像分別求得不同物距的光學特徵值，不需要移動測試圖樣250，也不需要進行第二次的檢測，因此僅需進行一次光學檢測，即可得知待測鏡頭220在不同物距下的光學特性。因此，本創作一實施例的檢測鏡頭用光箱201，能夠同時進 行不同物距的光學檢測，以求得不同物距的的光學特徵值。在本實施例中，通過準直儀240且對應第一圖案251及第二圖案252的光線於影像感測裝置210的第一感測器211上形成虛像。

較佳的情況是，當第二圖案252置於形成無窮距離的焦距的位置，而第一圖案251置於第二圖案252的前方且位於第一有限距的焦距的位置。更具體而言，第一圖案251置於第二圖案252的前方h的距離，而改變後焦距(BFL)，使通過準直儀240且對應第一圖案251的光線於影像感測裝置210的第一感測器211上形成虛像，而能夠同時以有限距離及無限距離來檢測鏡頭。在一實施例中，還能夠改變第一圖案251的位置，亦即改變第一圖案251及固定的第二圖案252間的距離h，藉以改變虛像的位置，而進行不同有限距的光學檢測。

圖5顯示本創作另一實施例之檢測鏡頭用光箱的示意圖。圖5實施例近似於圖3實施例，因此相同的元件使用相同的符號，並且省略其說明。以下僅說明兩實施例的相異處。如圖5所示，相較於圖3實施例之檢測鏡頭用光箱201，本實施例之檢測鏡頭用光箱202不包含準直儀240。依據一實施例，可以於影像感測裝置210的第一感測器211上形成實像。此外，依據本案實施例，亦可以針對不同有限物距的距離，來對鏡頭220進行不同有限物距的光學檢測。

圖6顯示本創作另一實施例之檢測鏡頭用光箱的示意圖。圖6實施例近似於圖3實施例，因此相同的元件使用相同的符號，並且省略其說明。以下 僅說明兩實施例的相異處。如圖6所示，依據本實施例之檢測鏡頭用光箱203，測試圖樣250僅包含一第一圖案251而不包含一第二圖案252，影像感測裝置210包含一第一感測器211及一第二感測器212，而且第一感測器211及第二感測器212位於不相同的水平面上，因此第一圖案251；與第一感測器211及第二感測器212間的間距不相同。此外較佳地，第一感測器211及第二感測器212更位於不互相重疊的位置上。如圖6所示，第一感測器211及第二感測器212兩個水平面的間距，差距h的距離。此外，依據本案實施例，亦可以針對不同有限物距的距離，來對鏡頭220進行不同有限物距的光學檢測。

綜上所述，依本創作一實施例，第一圖案251及一第二圖案252位於不相同的水平面上，因此僅需進行一次光學檢測，即可得知待測鏡頭220在不同物距下的光學特性。最佳的情況是，第二圖案252置於形成無窮距離的焦距的位置，而第一圖案251置於第二圖案252的前方且位於第一有限距的焦距的位置，藉以同時以有限距離及無限距離來檢測鏡頭。依本創作另一實施例，第一感測器211及第二感測器212位於不相同的水平面上，因此僅需進行一次光學檢測，即可得知待測鏡頭220在不同物距下的光學特性。

201‧‧‧檢測鏡頭用光箱

210‧‧‧影像感測裝置

220‧‧‧鏡頭

230‧‧‧光源

240‧‧‧準直儀

250‧‧‧測試圖樣

251‧‧‧第一圖案

252‧‧‧第二圖案

260‧‧‧主機

Claims (15)

1. 一種檢測鏡頭用光箱，適於以不同的物距檢測一待測鏡頭，包含：一光源，用以形成一光線適於照射該待測鏡頭；一影像感測裝置；一測試圖樣，其中該光源的該光線穿透過該測試圖樣及該待測鏡頭，並照射至該影像感測裝置，以擷取至少一感應器影像；以及一主機，接收該至少感應器影像，以分析該至少感應器影像，其中，該影像感測裝置之感測器的數量相異於該測試圖樣之圖案的數量，並且將該影像感測裝置之感測器及該測試圖樣之圖案間設置成具有不同的間距。
2. 如請求項1所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該影像感測裝置包含一第一感測器，且該測試圖樣包含一第一圖案及一第二圖案，而且該第一圖案及該第二圖案位於不相同的水平面上。
3. 如請求項2所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該第一圖案及該第二圖案在該光線的路徑上更位於不互相重疊的位置上。
4. 如請求項2-3中任一項所述的檢測鏡頭用光箱，更包含一準直儀，該光線更通過該準直儀後，再照射至該影像感測裝置的該第一感測器。
5. 如請求項4所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該第一圖案，位於該光線更通過該準直儀及該待測鏡頭後，再照射至該第一感測器時，能夠形成有限距離的焦距的位置；及該第二圖案，位於該光線更通過該準直儀及該待測鏡頭後，再照射至 該第一感測器時，能夠形成無窮距離的焦距的位置。
6. 如請求項5所述的檢測鏡頭用光箱，其中，對應該第一圖案的該光線於該第一感測器上形成虛像。
7. 如請求項4所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該第一圖案，位於該光線更通過該準直儀及該待測鏡頭後，再照射至該第一感測器時，能夠形成第一有限距離的焦距的位置；及該第二圖案，位於該光線更通過該準直儀及該待測鏡頭後，再照射至該第一感測器時，能夠形成第二有限距離的焦距的位置。
8. 如請求項6所述的檢測鏡頭用光箱，其中，對應該第一圖案及該第二圖案的該光線於該第一感測器上形成虛像。
9. 如請求項1所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該影像感測裝置包含一第一感測器及一第二感測器，且該測試圖樣包含一第一圖案，而且該第一感測器及該第二感測器位於不相同的水平面上。
10. 如請求項9所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該第一感測器及該第二感測器在該光線的路徑上更位於不互相重疊的位置上。
11. 如請求項9-10中任一項所述的檢測鏡頭用光箱，更包含一準直儀，該光線更通過該準直儀後，再照射至該影像感測裝置。
12. 如請求項11所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該第一感測器，位於該光線更通過該第一圖案及該準直儀後，再照射至該第一感測器時，能夠形成有限距離的焦距的位置；及該第二感測器，位於該光線更通過該第一圖案及該準直儀後，再照射 至該第二感測器時，能夠形成無窮距離的焦距的位置。
13. 如請求項11所述的檢測鏡頭用光箱，其中，該第一感測器，位於該光線更通過該第一圖案、該待測鏡頭及該準直儀後，再照射至該第一感測器時，能夠形成第一有限距離的焦距的位置；及該第二感測器，位於該光線更通過該第一圖案、該待測鏡頭及該準直儀後，再照射至該第二感測器時，能夠形成第二有限距離的焦距的位置。
14. 一種測試圖樣，適合被使用於一檢測鏡頭用光箱，用以檢測一待測鏡頭，包含：一第一圖案；及一第二圖案，其中該第一圖案及該第二圖案位於不相同的水平面上，藉以使該檢測鏡頭用光箱的一光源的一光線穿透過該測試圖樣及該待測鏡頭，以進行不同物距的檢測。
15. 如請求項14所述的測試圖樣，其中，該第一圖案及該第二圖案在該光線的路徑上更位於不互相重疊的位置上。