專利名稱：鏡頭長度量測系統(tǒng)及量測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種鏡頭長度量測系統(tǒng)及量測方法，特別是指一種用于伸縮式相機(jī)鏡頭的 鏡頭長度量測系統(tǒng)及量測方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品不斷地朝著輕薄短小及多功能的方向發(fā)展，而電子 產(chǎn)品中，如數(shù)字相機(jī)(Digital Still Camera)、計算機(jī)相機(jī)(PC Camera)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)( Network Camera)、行動電話(Mobile Tel印hone)等已具備取像裝置(相機(jī)鏡頭)夕卜，甚 至個人數(shù)字助理(PDA)等裝置也有加上相機(jī)鏡頭的需求。為了攜帶方便及符合人性化的需 求，相機(jī)鏡頭不僅需要具有良好的成像品質(zhì)，同時也需要有較小的體積，相機(jī)鏡頭輕薄短小 和高性能、高品質(zhì)的設(shè)計要求成為發(fā)展的趨勢。
在照相機(jī)領(lǐng)域中，由于伸縮式相機(jī)鏡頭相比潛望式相機(jī)鏡頭而言具有成像效果更好的優(yōu) 點，逐漸成為大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)都采用的鏡頭結(jié)構(gòu)。該伸縮式相機(jī)鏡頭在拍攝時，鏡頭伸出機(jī) 體外，調(diào)焦時可以看到明顯的鏡頭運動， 一感光元件位于鏡頭末端，與鏡頭成一直線。由于 該伸縮式相機(jī)鏡頭對焦時鏡頭伸出機(jī)體外，鏡頭全長(鏡頭第一個光學(xué)面到影像感測器表面 的距離)變長，且該伸縮式相機(jī)鏡頭在最近對焦距離拍攝時鏡頭最長，容易造成相機(jī)的厚度 較大。因此，通常還需要量測該伸縮式相機(jī)鏡頭在最近對焦距離拍攝時鏡頭的長度是否在一 定范圍內(nèi)。否則，不易滿足電子產(chǎn)品力求輕薄短小的需求，相對也限制了該相機(jī)鏡頭的應(yīng)用 性，無法應(yīng)用在具有體積限制的電子產(chǎn)品上。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種測量伸縮式相機(jī)鏡頭長度的鏡頭長度量測系統(tǒng)及量測方法。 一種鏡頭長度量測系統(tǒng)，用于量測一伸縮式鏡頭的長度，該鏡頭長度量測系統(tǒng)包括一 鏡座，用以收容該鏡頭于其內(nèi)部； 一測試線對圖板，其具有多個測試線對圖，所述鏡頭與所 述測試線對圖板相對； 一光源，用于發(fā)出光線以照射所述測試線對圖板； 一影像感測器，收 容于鏡座內(nèi)部，用于接收所述光源發(fā)出的光線穿透所述測試線對圖板所產(chǎn)生的光學(xué)影像信號 ，并將該光學(xué)影像信號轉(zhuǎn)換成電信號；與該影像感測器電性連接的一處理器及一顯示器，該 處理器用于接收所述影像感測器產(chǎn)生的電信號，并將該電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，根據(jù)所述數(shù) 字信號計算并輸出亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值，該顯示器用于顯示該亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值；該鏡頭長度量測系統(tǒng)還包括一測距儀，該測距儀分別測得 其相對于影像感測器的距離與其相對于鏡頭的距離，并將所測得的高度相減，從而求得該伸 縮式鏡頭的長度。
一種鏡頭長度量測方法，用來量測一伸縮式鏡頭的長度，其包括如下步驟調(diào)整鏡座的 位置，使所述影像感測器的中心軸與所述測試線對圖板的中心軸對齊；利用測距儀發(fā)射激光 信號至影像感測器的表面并接收該影像感測器反射回來的激光信號，測得該測距儀相對于影 像感測器的距離；調(diào)整鏡頭相對于鏡座做伸縮移動并對焦；利用測距儀發(fā)射激光信號至鏡頭 的頂面并接收該頂面反射回來的激光信號，測得該測距儀相對于鏡頭的頂面所在的距離；最 后計算所測得的測距儀與影像感測器之間的距離與該測距儀與鏡頭的頂面之間的距離差。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述鏡頭長度量測系統(tǒng)及方法可測得該伸縮式相機(jī)鏡頭的長度，通過 采用激光測距原理使用精度較高的測距儀可得到較精確測量值，方法簡單。


圖l為本發(fā)明的實施例提供的鏡頭長度量測系統(tǒng)用于測量一待測相機(jī)的鏡頭長度的第一 步驟的示意圖。
圖2為圖1所示鏡頭長度量測系統(tǒng)用于測量該待測相機(jī)的鏡頭長度的第二步驟的示意圖。
圖3為圖1所示鏡頭長度量測系統(tǒng)中測試線對圖板的俯視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖結(jié)合實施例作進(jìn)一步的描述
圖1及圖2所示為本發(fā)明鏡頭長度量測系統(tǒng)100的一實施例，該鏡頭長度量測系統(tǒng)100包括 一待測相機(jī)IO、 一測試線對圖板20、 一光源裝置21、 一測距儀30及一電腦40。
該待測相機(jī)10包括一鏡座12、 一影像感測器14及一鏡頭16。該鏡頭16包括一鏡筒160及 收容于該鏡筒160內(nèi)的一鏡片組162。該鏡座12的內(nèi)部形成圓柱形的收容空間120，鏡座12的 頂端的內(nèi)表面上形成有若干內(nèi)螺紋。該鏡筒160為中空的圓柱狀殼體，其頂端水平向內(nèi)延伸 形成一環(huán)形的頂壁161。鏡筒160的外表面形成若干可與鏡座12上的內(nèi)螺紋相互匹配的外螺紋 。該影像感測器14設(shè)于鏡座12的收容空間120的底部，鏡頭16通過鏡筒160上的外螺紋與鏡座 12上的內(nèi)螺紋相互螺合連接，鏡頭16收容于該收容空間120內(nèi)正對影像感測器14且位于該影 像感測器14的上方。該影像感測器14用于接收光線穿透所述測試線對圖板20所產(chǎn)生的光學(xué)影 像信號，并將該光學(xué)影像信號轉(zhuǎn)換成電信號，鏡頭16根據(jù)該電信號相對于鏡座12做伸縮移動
該測試線對圖板20設(shè)于待測相機(jī)10的上方并間隔一定距離。該測試線對圖板20與待測相機(jī)10之間間隔的距離與待測相機(jī)10的最近對焦距離大致相同。本實施例中，待測相機(jī)的最 近對焦距離大致為0.6米。如圖3所示，該測試線對圖板20具有一個矩形的框體221，該框體 22l位于整個測試線對圖板20的邊緣，且關(guān)于整個測試線對圖板20的中心對稱。該框體221呈 黑色，寬度L可以在0.5毫米至2厘米之間，以利于成像辨識。該框體221以內(nèi)的面板部分設(shè)置 有一個位于中央位置的第一區(qū)域A，四個位于邊角位置的第二區(qū)域B，以及四個夾設(shè)于兩兩相 鄰的第二區(qū)域B之間且關(guān)于第一區(qū)域A對稱的第三區(qū)域C。第一區(qū)域A內(nèi)對稱分布有四個次區(qū)域 a，且每個次區(qū)域a內(nèi)包含有四個第一空間頻率(單位線對/毫米)的測試線對圖222。每個 第二區(qū)域B內(nèi)對稱分布有四個次區(qū)域b，且每個次區(qū)域b包含有一個第二空間頻率的測試線對 圖223。每個第三區(qū)域C內(nèi)對稱分布有兩個次區(qū)域c，且每個次區(qū)域c內(nèi)包括有四個第三空間頻 率的測試線對圖224。各個測試線對圖的一個線對由黑色線條和白色線條排列組成。各個區(qū) 域內(nèi)的多個測試線對圖之間垂直水平交錯排列。
所述光源裝置21為一個LED裝置，用于發(fā)出光線以照射所述測試線對圖板20。 該測距儀30設(shè)于待測相機(jī)10與測試線對圖板20之間。測距儀30包括一個激光信號發(fā)射和 接收裝置32 。該測距儀30通過激光信號發(fā)射和接收裝置32向一 目標(biāo)面發(fā)射激光信號和接收目 標(biāo)面反射回來的激光信號來測量測距儀30與目標(biāo)面之間的距離。本實施例中，該測距儀30在 不同狀態(tài)下的目標(biāo)面分別為待測相機(jī)l0中影像感測器l4的表面，以及鏡頭16對焦伸出鏡座 12外時鏡筒160的頂面，即該鏡筒160的頂壁161的上表面。
該電腦40與所述影像感測器16電性連接。電腦40內(nèi)具有一個處理器42及一個顯示器44 。 該處理器42內(nèi)具有一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元以及一個影像亮度分布與光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)
(Modulation Transfer Function, MTF)計算軟件。該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元可將接收到的模 擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該影像亮度分布與MTF計算軟件則執(zhí)行影像亮度分布計算，并可以 根據(jù)以下公式進(jìn)行MTF值計算
MIP= (Imax一Imin) / (Imax+工min)
其中，Imax是影像感測器14所接收到的對所述測試線對圖板20含有測試線對圖的某一被 測區(qū)域的最大影像亮度值，即測試線對圖中白色線條所呈現(xiàn)的影像亮度值；I-in是所述影像 感測器14所接收到的對所述測試線對圖板20含有測試線對圖的某一區(qū)域的最小影像亮度值，
即測試線對圖中黑色線條所呈現(xiàn)的影像亮度值。
該顯示器44用于顯示影像感測器14所接收到的光學(xué)影像信號，使得測試線對圖板20上框 體221的圖像完全在顯示器44上顯示并關(guān)于顯示器44對稱，并實時顯示該影像亮度分布與 MTF計算軟件計算出的MTF值。所述鏡頭長度量測系統(tǒng)100測量待測相機(jī)10的鏡頭16長度的方法如下所述 首先將待測相機(jī)10固定在測試線對圖板20的下方，如圖1所示，此時，鏡座12內(nèi)未裝設(shè) 鏡頭16，影像感測器14收容于鏡座12的底部，通過鏡座12與測試線對圖板20相對，并使所述 影像感測器l4的中心軸與所述測試線對圖板20的中心軸對齊。由于影像感測器l4及測試線對 圖板20均為面板形狀，因此可以使用幾何方式確定出影像感測器14及測試線對圖板20的中心 軸。
測距儀30通過激光信號發(fā)射和接收裝置32發(fā)射激光信號到影像感測器14的表面上，并接 受該影像感測器14反射回來的激光信號，從而測得該測距儀30與影像感測器14之間的距離H
然后，將鏡頭16裝入鏡座12內(nèi)，如圖2所示，使得鏡頭16的光軸與所述影像感測器14的 中心軸對齊。當(dāng)測試線對圖板20的框體221的圖像完全在顯示器44上顯示，并關(guān)于顯示器44 的中心對稱時，即可以判斷該待測相機(jī)l0的鏡頭16的光軸已與影像感測器l4的中心軸對齊。 調(diào)整鏡頭16相對于鏡座12伸縮的高度，使得顯示器44中所顯示的MTF值達(dá)到最高值，此時， 待測相機(jī)10成像達(dá)到最清晰，鏡頭16位于對焦位置。
測距儀30再次通過激光信號發(fā)射和接收裝置32發(fā)射激光信號到鏡筒160的頂壁161的上表 面上，并接受該頂壁161反射回來的激光信號，從而測得該測距儀30與鏡筒的頂壁161之間的 距離h。
最后，將所測得的測距儀30與與影像感測器14之間的距離H減去該測距儀30與該鏡筒的 頂壁161之間的距離h，得到該待測相機(jī)10的鏡頭16的最大鏡頭全長。
本實施例中，該鏡頭長度量測系統(tǒng)100測量鏡頭16長度時，是將該測試線對圖板20置于 該待測相機(jī)10的最近對焦距離處，測量該待測相機(jī)10對測試線對圖板20成像對焦后鏡頭16的 長度。該待測相機(jī)10可以選取整個測試線對圖板20的所有測試線對圖作為獲得MTF值的量測 區(qū)域，即同時量測包含多種空間頻率的測試線對圖，通過對不同相位差的取樣信號進(jìn)行分析 ，可輸出較正確的MTF值，即獲得較準(zhǔn)確的對焦位置。該測量方法簡單，且利用激光測距原 理使用精度較高的測距儀30可得到較精確測量值。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其它各種 相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鏡頭長度量測系統(tǒng)，用于量測一伸縮式鏡頭的長度，其包括一鏡座，用以收容該鏡頭于其內(nèi)部；一測試線對圖板，其具有多個測試線對圖，所述鏡頭與所述測試線對圖板相對；一光源，用于發(fā)出光線以照射所述測試線對圖板；一影像感測器，收容于鏡座內(nèi)部，用于接收所述光源發(fā)出的光線穿透所述測試線對圖板所產(chǎn)生的光學(xué)影像信號，并將該光學(xué)影像信號轉(zhuǎn)換成電信號；與該影像感測器電性連接的一處理器及一顯示器，該處理器用于接收所述影像感測器產(chǎn)生的電信號，并將該電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，根據(jù)所述數(shù)字信號計算并輸出亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值，該顯示器用于顯示該亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值；其特征在于該鏡頭長度量測系統(tǒng)還包括一測距儀，該測距儀分別測得其相對于影像感測器的距離與其相對于鏡頭的距離，并將所測得的距離相減，從而求得該伸縮式鏡頭的長度。
2.如權(quán)利要求l所述的鏡頭長度量測系統(tǒng)，其特征在于該測試線 對圖板與鏡頭之間的距離與鏡頭的最近對焦距離大致相等，對焦時，鏡頭相對于鏡座做伸縮 運動而凸伸出鏡座外。
3.如權(quán)利要求2所述的鏡頭長度量測系統(tǒng)，其特征在于該側(cè)距儀 包括一個激光信號發(fā)射和接收裝置，該激光信號發(fā)射和接收裝置發(fā)射激光信號至影像感測器 的表面上并接收該影像感測器反射回來的激光信號，從而測得測距儀相對于影響感測器的距 離，該激光信號發(fā)射和接收裝置再次發(fā)射激光信號至鏡頭的頂面上并接收該頂面反射回來的 激光信號，從而測得測距儀相對于該鏡頭的距離。
4.如權(quán)利要求l所述的鏡頭長度量測系統(tǒng)，其特征在于該影像感 測器的中心軸與所述測試線對圖板的中心軸對齊。
5 如權(quán)利要求l所述的鏡頭長度量測系統(tǒng)，其特征在于該測試線 對圖板具有一個關(guān)于整個測試線對圖板中心對稱的框體，該框體內(nèi)設(shè)有多個測試線對圖。
6 如權(quán)利要求5所述的鏡頭長度量測系統(tǒng)，其特征在于該多個測 試線對圖包含兩種以上的空間頻率，且各個測試線對圖之間垂直水平交錯排列。
7 一種使用上述權(quán)利要求l所述的鏡頭長度量測系統(tǒng)的鏡頭長度量 測方法，用來量測一伸縮式鏡頭的長度，其包括如下步驟調(diào)整鏡座的位置，使所述影像感測器的中心軸與所述測試線對圖板的中心軸對齊； 利用測距儀發(fā)射激光信號至影像感測器的表面并接收該影像感測器反射回來的激光信 號，測得該測距儀相對于影像感測器的距離； 調(diào)整鏡頭相對于鏡座做伸縮移動并對焦；利用測距儀發(fā)射激光信號至鏡頭的頂面并接收該頂面反射回來的激光信號，測得該測 距儀相對于鏡頭的頂面的距離；最后計算所測得的測距儀與影像感測器之間的距離與該測距儀與鏡頭的頂面之間的距離差。
8 如權(quán)利要求7所述的鏡頭長度量測方法，其特征在于首先不裝 入鏡頭于鏡座內(nèi)，測量該測距儀相對于影像感測器的距離后，再將鏡頭裝入鏡座內(nèi)。
9 如權(quán)利要求8所述的鏡頭長度量測方法，其特征在于該測試線 對圖板具有一個關(guān)于整個測試線對圖板中心對稱的框體，該鏡頭裝入鏡座后，鏡頭的光軸與 影像感測器的中心軸對齊，即該測試線對圖板的框體的圖像完全在顯示器上顯示并關(guān)于顯示 器的中心軸對稱。
10 如權(quán)利要求7所述的鏡頭長度量測方法，其特征在于該測試 線對圖板與鏡頭之間的距離與鏡頭的最近對焦距離大致相等，對焦時，該顯示器中所顯示的 亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值最大，鏡頭相對于鏡座做伸縮運動而凸伸出鏡座外
11 如權(quán)利要求10所述的鏡頭長度量測方法，其特征在于該測試 線對圖板上設(shè)有多個具有不同空間頻率的測試線對圖，該處理器選取整個測試線對圖板上所 有的測試線對圖作為獲得亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值的量測區(qū)域，對不同相位 差的取樣信號進(jìn)行分析后，輸出對應(yīng)的亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值。
全文摘要
一種鏡頭長度量測系統(tǒng)，用于量測一伸縮式鏡頭的長度，包括一收容該鏡頭的鏡座；一與所述鏡頭相對的測試線對圖板；一照射所述測試線對圖板的光源；一影像感測器，收容于鏡座內(nèi)部，用于接收光源發(fā)出的光線穿透所述測試線對圖板的光學(xué)影像信號，并轉(zhuǎn)換成電信號；與該影像感測器電性連接的一處理器及一顯示器，該處理器用于接收所述影像感測器的電信號，并將該電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，計算并輸出亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值，該顯示器用于顯示該亮度分布資料及光學(xué)解析調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)值；還包括一測距儀，該測距儀分別測得其相對于影像感測器的距離與該鏡頭的距離，并將所測得的高度相減，從而求得該伸縮式鏡頭的長度。
文檔編號G01B11/02GK101576707SQ20081030143
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者蔡坤榮 申請人: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