專利名稱：光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)檢測(cè)裝置，特別涉及一種光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)鏡頭主要應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電子設(shè)備中，用于攝取外界物體發(fā)出的光線，進(jìn)行光學(xué)成像。
光學(xué)鏡頭通常包括若干片光學(xué)透鏡，進(jìn)行各種像差的平衡。對(duì)于定焦鏡頭和變焦鏡頭，常常需要確定一個(gè)相對(duì)影像感測(cè)器的最佳位置范圍，以使不同距離的物體通過光學(xué)鏡頭均可以成較佳清晰度的像。 一般使用檢測(cè)裝置來檢測(cè)成像畫面隨光學(xué)鏡頭在其光軸方向上移動(dòng)之對(duì)焦特性關(guān)系來確定該最佳位置范圍。
傳統(tǒng)的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置，通過光學(xué)鏡頭對(duì)具有特定樣式的測(cè)試圖樣成像，并由計(jì)算機(jī)獲取多個(gè)成像數(shù)據(jù)，再通過軟件生成多組光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)(Modulation TransferFunction, MTF)對(duì)焦特性曲線，然后根據(jù)多組調(diào)制傳遞函數(shù)對(duì)焦特性曲線來判定光學(xué)鏡頭是否滿足規(guī)格要求。
然而，欲獲得兩個(gè)不同距離下的調(diào)制傳遞函數(shù)對(duì)焦特性曲線，傳統(tǒng)的方式需要分別移動(dòng)測(cè)試圖樣到兩個(gè)位置作檢測(cè)，并分別在該兩個(gè)位置調(diào)節(jié)光學(xué)鏡頭獲取兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的調(diào)制傳遞函數(shù)對(duì)焦特性曲線，因此，操作過程比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可簡(jiǎn)化操作的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置。還有必要提供一種可簡(jiǎn)化操作的光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法。
一種光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置，其包括測(cè)試圖樣，用于承載光學(xué)鏡頭的承載裝置，影像感測(cè)器和與影像感測(cè)器電性連接的計(jì)算機(jī)。固定于第一物距的測(cè)試圖樣傳播而來的光線經(jīng)所述光學(xué)鏡頭會(huì)聚后入射到影像感測(cè)器上，影像感測(cè)器接收會(huì)聚光線，并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到圖像數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)生成第一對(duì)焦特性曲線。計(jì)算機(jī)偏移第一對(duì)焦特性曲線得到與第二物距相對(duì)應(yīng)的第二對(duì)焦特性曲線，并根據(jù)第一對(duì)焦特性曲線和第二對(duì)焦特性曲線確定光學(xué)鏡頭滿足規(guī)格的相對(duì)影像感測(cè)器的最佳位置范圍。
一種光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，其包括如下步驟
設(shè)置測(cè)試圖樣于第一物距；
4調(diào)節(jié)光學(xué)鏡頭得到與第一物距相對(duì)應(yīng)的第一對(duì)焦特性曲線；
確定光學(xué)鏡頭在第一物距下滿足第一最小規(guī)格值的第一相對(duì)位置范圍；
偏移第一對(duì)焦特性曲線得到與第二物距相對(duì)應(yīng)的第二對(duì)焦特性曲線；
確定光學(xué)鏡頭在第二物距下滿足第二最小規(guī)格值的第二相對(duì)位置范圍；
根據(jù)滿足第一最小規(guī)格值確定的第一相對(duì)位置范圍和滿足第二最小規(guī)格值確定的第二相
對(duì)位置范圍確定光學(xué)鏡頭相對(duì)影像感測(cè)器的最佳位置范圍。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，上述光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置和光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，可以固定測(cè)試圖樣于第
一物距，檢測(cè)光學(xué)鏡頭在不同物距下的對(duì)焦特性，而不需要直接移動(dòng)測(cè)試圖樣，通過偏移對(duì)
焦特性曲線檢測(cè)光學(xué)鏡頭在第二物距下的對(duì)焦特性，以確定光學(xué)鏡頭滿足規(guī)格的相對(duì)影像感
測(cè)器的最佳位置范圍，如此有助于簡(jiǎn)化操作。


圖1為 一較佳實(shí)施方式的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置模塊示意圖。
圖2為圖1所示的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置檢測(cè)光學(xué)鏡頭的對(duì)焦特性曲線示意圖。
圖3為一較佳實(shí)施方式的光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行描述。
如圖1所示，光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置10主要用于檢測(cè)光學(xué)鏡頭14的對(duì)焦?fàn)顩r，以確定光學(xué)鏡頭的最佳相對(duì)位置范圍。光學(xué)鏡頭14可以為包括一片或者多片光學(xué)透鏡的鏡頭。光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置10包括測(cè)試圖樣(Chart) 12，承載裝置24，影像感測(cè)器16以及計(jì)算機(jī)18。光學(xué)鏡頭14安置于承載裝置24上，并可沿光軸102方向來回移動(dòng)。測(cè)試圖樣12，承載裝置24以及影像感測(cè)器16從物方一側(cè)到像方一側(cè)依次排列，影像感測(cè)器16并和計(jì)算機(jī)18連接。
測(cè)試圖樣12在與光軸102垂直的平面上設(shè)有疏密排列的線對(duì)(line pairs/mm)，例如，一種100/mm (每毫米100線對(duì))的測(cè)試圖樣12。從測(cè)試圖樣12傳播而來的光線經(jīng)光學(xué)鏡頭14會(huì)聚到影像感測(cè)器16的感測(cè)平面上。影像感測(cè)器16接收從光學(xué)鏡頭14入射而來的光線，經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換及內(nèi)部電路處理后得到圖像數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)1財(cái)妾收影像感測(cè)器16傳送的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)處理，由軟件生成光學(xué)鏡頭14的調(diào)制傳遞函數(shù)(Modulation TransferFunction, MTF)。已知，MTF值的計(jì)算公式為:
MTF=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)公式(1)
其中，imax為測(cè)試圖樣12線對(duì)的強(qiáng)度最大值，ihn測(cè)試圖樣12線對(duì)的強(qiáng)度最小值。由公式(1)易知，MTF的值介于0和1之間，MTF值越接近1代表圖像越清晰，MTF值越接近0代表圖像越模糊。
理想情況下，光學(xué)鏡頭14的后焦平面與影像感測(cè)器16的感測(cè)平面重合時(shí)，影像感測(cè)器16可以獲得最清晰的成像畫面。由于光學(xué)透鏡14本身存在衍射極限(由光的波動(dòng)本性決定)，測(cè)試圖樣12即使在最佳對(duì)焦?fàn)顩r下，其MTF值一般也小于1，例如0.7。當(dāng)光學(xué)鏡頭14沿光軸102在對(duì)焦位置處向前或者向后移動(dòng)時(shí)，光學(xué)鏡頭14的后焦平面與影像感測(cè)器16的感測(cè)平面不重合，MTF值均小于O. 7。
如圖2所示，S1和S2分別為光學(xué)鏡頭14在第一物距和第二物距下由計(jì)算機(jī)18生成的第一對(duì)焦特性曲線和第二對(duì)焦特性曲線，例如，第一物距為30cm，第二物距為無窮遠(yuǎn)(可用準(zhǔn)直儀將光束準(zhǔn)直成平行光束來模擬)。其中，橫軸X表示光學(xué)鏡頭14的系統(tǒng)中心點(diǎn)(單個(gè)透鏡為其光心，多個(gè)透鏡為其像方主點(diǎn))與影像感測(cè)器16之間的距離，縱軸Y表示計(jì)算機(jī)18得到的測(cè)試圖樣12的MTF值。在第一對(duì)焦特性曲線S1中，Xl表示光學(xué)鏡頭14與第一物距相對(duì)應(yīng)的第一最佳對(duì)焦位置，其對(duì)應(yīng)的MTF值為Y1， Y2表示光學(xué)鏡頭14在第一物距下必須滿足的第一最小MTF規(guī)格值，其對(duì)應(yīng)的位置范圍為X3 X5。在第二對(duì)焦特性曲線S2中，X2表示光學(xué)鏡頭14與第二物距相對(duì)應(yīng)的第二最佳對(duì)焦位置，其對(duì)應(yīng)的MTF值為Y1， Y3表示光學(xué)鏡頭14在第二物距下必須滿足的第二最小MTF規(guī)格值，其對(duì)應(yīng)的位置范圍為X4 X6。易知，該光學(xué)鏡頭14同時(shí)滿足第一和第二最小MTF規(guī)格值Y2和Y3的位置范圍為X4 X5 。
由多次獲得之光學(xué)鏡頭14之對(duì)焦特性曲線得出如下規(guī)律第一對(duì)焦特性曲線S1和第二對(duì)焦特性曲線S2對(duì)鏡頭移動(dòng)距離的特性基本相同。所以，本實(shí)施方式中，在獲得將第一對(duì)焦特性曲線S1后，直接將第一對(duì)焦特性曲線偏移預(yù)定距離AX，以得到第二對(duì)焦特性曲線S2。然后，按照不同物距下需滿足的最小MTF規(guī)格值，例如，Y2和Y3，確定X4 X5為光學(xué)鏡頭14相對(duì)影像感測(cè)器16的最佳位置范圍。
本實(shí)施方式只需要通過調(diào)節(jié)光學(xué)鏡頭14獲得一個(gè)對(duì)焦特性曲線，而通過偏移該對(duì)焦特性曲線即可得到另一個(gè)對(duì)焦特性曲線，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，需要移動(dòng)測(cè)試圖樣12到兩個(gè)物距位置，并分別調(diào)節(jié)光學(xué)鏡頭獲得兩個(gè)對(duì)焦特性曲線，可以簡(jiǎn)化操作，方便使用該光學(xué)檢測(cè)裝置10作大批量的光學(xué)鏡頭14檢測(cè)。
可以理解，在本實(shí)施方式中，預(yù)定距離AX由多次實(shí)驗(yàn)而得之對(duì)焦特性曲線來確定。在其他實(shí)施方式中，預(yù)定距離AX也可以通過理論公式計(jì)算而得，由于第一對(duì)焦特性曲線S1和S2在X1和X2處具有基本相等的MTF值Y1，由該MTF值Y1和第二物距結(jié)合鏡頭成像公式也可以計(jì)算得到與第二對(duì)焦特性曲線S2相對(duì)應(yīng)的第二最佳對(duì)焦位置X2，因此預(yù)定距離A X可以表達(dá)為AX=X2—XI。如圖3所示， 一種光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法800，其可以使用如上所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置10來 檢測(cè)光學(xué)鏡頭14。該光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法800包括如下步驟
步驟802，設(shè)置測(cè)試圖樣(Chart) 12在第一物距，例如，將測(cè)試圖樣12設(shè)置于第一物距 為30cm處。
步驟804，調(diào)節(jié)光學(xué)鏡頭14，獲取光學(xué)鏡頭14在第一物距下的第一對(duì)焦特性曲線，該對(duì) 焦特性曲線為MTF值與光學(xué)鏡頭14和影像感測(cè)器16之間的距離的關(guān)系曲線。
步驟806，確定光學(xué)鏡頭14在第一物距下滿足第一最小MTF規(guī)格值Y2的第一相對(duì)位置范圍 ，例如，該第一相對(duì)位置范圍可以為X3 X5。
步驟808，將第一對(duì)焦特性曲線光學(xué)偏移預(yù)定距離AX，得到第二對(duì)焦特性曲線，該第二 對(duì)焦特性曲線對(duì)應(yīng)第二物距，例如，第二物距為無窮遠(yuǎn)處。
步驟810，確定光學(xué)鏡頭14在第二物距下滿足第二最小MTF規(guī)格值Y3的第二相對(duì)位置范圍 ，例如，該第二相對(duì)位置范圍可以為X4 X6。
步驟812，根據(jù)步驟806得到的第一位置范圍和步驟812得到的第二位置范圍，確定該光 學(xué)鏡頭14相對(duì)影像感測(cè)器16的最佳位置范圍，例如，通過檢測(cè)第一相對(duì)位置范圍X3 X5和第 二相對(duì)位置范圍X4 X6相重合的部分，確定該最佳位置范圍為X4 X5。
如上所述，該光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法800，可以在測(cè)試圖樣12固定不動(dòng)的情況下，檢測(cè)光學(xué) 鏡頭14在第一物距下的第一對(duì)焦特性曲線，由于不需要直接移動(dòng)測(cè)試圖樣12，而通過偏移第 一對(duì)焦特性曲線，得到第二對(duì)焦特性曲線，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，無需在第二物距下，調(diào)節(jié)光學(xué) 鏡頭獲取其第二對(duì)焦特性曲線，如此可以簡(jiǎn)化操作，便于作大批量的光學(xué)鏡頭14檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置，其包括測(cè)試圖樣，用于承載光學(xué)鏡頭的承載裝置，影像感測(cè)器和與影像感測(cè)器連接的計(jì)算機(jī)，所述測(cè)試圖樣被設(shè)置于第一物距，所述影像感測(cè)器接收所述光學(xué)鏡頭傳播而來的光線，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到圖像數(shù)據(jù)，所述計(jì)算機(jī)接收并根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)生成第一對(duì)焦特性曲線，其特征在于所述第一對(duì)焦特性曲線被所述計(jì)算機(jī)偏移預(yù)定距離，得到與第二物距相對(duì)應(yīng)的第二對(duì)焦特性曲線，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)所述第一對(duì)焦特性曲線和第二對(duì)焦特性曲線分別滿足的第一最小規(guī)格值和第二最小規(guī)格值確定所述光學(xué)鏡頭相對(duì)所述影像感測(cè)器的最佳位置范圍。
2 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一 第一最小規(guī)格值在第一對(duì)焦特性曲線上對(duì)應(yīng)第一相對(duì)位置范圍，所述第二最小規(guī)格值在第二 對(duì)焦特性曲線上對(duì)應(yīng)第二相對(duì)位置范圍，所述最佳位置范圍由所述第一相對(duì)位置范圍和第二 相對(duì)位置范圍的重合部分確定。
3 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置，其特征在于所述對(duì)焦 特性曲線為描述所述光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值與所述光學(xué)鏡頭和所述影像感測(cè)器之間距離 的關(guān)系曲線。
4 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一 對(duì)焦特性曲線具有第一最佳對(duì)焦位置以及相應(yīng)的調(diào)制傳遞函數(shù)值，所述預(yù)定距離由所述第一 最佳對(duì)焦位置與由所述第二物距和調(diào)制傳遞函數(shù)值計(jì)算而得的第二最佳對(duì)焦位置的差值決定
5一種光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，用于檢測(cè)光學(xué)鏡頭相對(duì)影像感測(cè)器的最 佳位置范圍，其包括如下步驟 設(shè)置測(cè)試圖樣于第一物距；調(diào)節(jié)所述光學(xué)鏡頭，得到與所述第一物距相對(duì)應(yīng)的第一對(duì)焦特性曲線； 確定所述光學(xué)鏡頭在第一物距下滿足第一最小規(guī)格值的第一相對(duì)位置范圍； 偏移所述第一對(duì)焦特性曲線預(yù)定距離，得到與第二物距相對(duì)應(yīng)的第二對(duì)焦特性曲線；2確定所述光學(xué)鏡頭在第二物距下滿足第二最小規(guī)格值的第二相對(duì)位置范圍； 根據(jù)滿足所述第一最小規(guī)格值確定的第一相對(duì)位置范圍和滿足所述第二最小規(guī)格值確定的第二相對(duì)位置范圍確定所述光學(xué)鏡頭相對(duì)所述影像感測(cè)器的最佳位置范圍。
6 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，其特征在于所述光學(xué)鏡頭相對(duì)所述影像感測(cè)器的最佳位置范圍由所述第一相對(duì)位置范圍和第二相對(duì)位置范圍的重合部分確定。
7 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，其特征在于所述對(duì)焦 特性曲線為描述所述光學(xué)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值與所述光學(xué)鏡頭和所述影像感測(cè)器之間距離 的關(guān)系曲線。
8 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，其特征在于還包括如下步驟確定與所述第一物距相對(duì)應(yīng)的第一最佳對(duì)焦位置及其調(diào)制傳遞函數(shù)值。
9 如權(quán)利要求8所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)第二物距和所述與第一最佳對(duì)焦位置對(duì)應(yīng)的調(diào)制傳遞函數(shù)值計(jì)算與所述第二物距 相對(duì)應(yīng)的第二最佳對(duì)焦位置。
10 如權(quán)利要求9所述的光學(xué)鏡頭檢測(cè)方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)所述第一最佳對(duì)焦位置和所述第二最佳對(duì)焦位置的差值偏移所述第一對(duì)焦特性曲 線，得到所述第二對(duì)焦特性曲線。
全文摘要
一種光學(xué)鏡頭檢測(cè)裝置，其包括測(cè)試圖樣，用于承載光學(xué)鏡頭的承載裝置，影像感測(cè)器和與影像感測(cè)器電性連接的計(jì)算機(jī)。固定于第一物距的測(cè)試圖樣傳播而來的光線經(jīng)光學(xué)鏡頭會(huì)聚后入射到影像感測(cè)器上，影像感測(cè)器接收會(huì)聚光線，并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到圖像數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)生成第一對(duì)焦特性曲線。計(jì)算機(jī)偏移第一對(duì)焦特性曲線得到與第二物距相對(duì)應(yīng)的第二對(duì)焦特性曲線，并根據(jù)第一對(duì)焦特性曲線和第二對(duì)焦特性曲線確定光學(xué)鏡頭滿足規(guī)格的相對(duì)影像感測(cè)器的位置范圍。
文檔編號(hào)G03B43/00GK101493646SQ20081030017
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者袁崐益 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司