專利名稱：調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鏡頭檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)及手機(jī)攝像頭等成像物體的影像質(zhì)量主要取決于鏡頭的成像質(zhì)量，而 鏡頭的成像質(zhì)量監(jiān)控在于鏡頭的測(cè)試過程。調(diào)制傳遞函數(shù)值(Modulation Transfer Function, MTF)是一種分析鏡頭的解像力跟反差再現(xiàn)能力、綜合評(píng)價(jià)鏡頭的銳度、反差及分 辨率的一個(gè)重要參數(shù)。參見文獻(xiàn)A simple method for determining the modulation transfer function indigital radiography; Fujita， H. ， Tsai， D-Y. ， Itoh， T.， Department of Electronic & Computer Engineering, England, Gifu University; Medical imaging, IEEE transactions on; pages 34 39， Volume 11， Issue 1， March. 1992。在光學(xué)產(chǎn)業(yè)里，調(diào)制傳遞函數(shù)值介于0%至100%之間，通常調(diào)制傳遞函數(shù)值愈高 的鏡頭，代表愈能解析待測(cè)影像里更細(xì)微的變化。
請(qǐng)參見圖l，現(xiàn)有調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量裝置10通常包括一個(gè)圖像傳感器11及一個(gè)測(cè)試 板12。測(cè)試板12具有間隔排布的明暗條紋13。采用測(cè)量裝置10測(cè)量待測(cè)鏡頭14的調(diào)制傳遞函 數(shù)值時(shí)，通常先調(diào)節(jié)圖像傳感器11與待測(cè)鏡頭14的相互位置，使圖像傳感器ll位于最佳取像 位置處，然后將測(cè)試板12的間隔排布的明暗條紋13經(jīng)待測(cè)鏡頭14成像在圖像傳感器11。最后 ，由圖像傳感器11感測(cè)的條紋亮度的亮度值計(jì)算出待測(cè)鏡頭14的調(diào)制傳遞函數(shù)值。待測(cè)鏡頭 14的調(diào)制傳遞函數(shù)值可由下述公式算得MTF=(Iraax-Irain)/(Iraax+Irain)。其中，Imax為圖像傳 感器ll所感測(cè)的最亮條紋的亮度值，Imin為圖像傳感器ll所感測(cè)的最暗條紋的亮度值。
圖像傳感器11形成的明暗條紋13經(jīng)待測(cè)鏡頭14成像后的圖像主要由像素構(gòu)成。圖像傳感 器11必須控制的一個(gè)重要參數(shù)是每個(gè)像素在明暗條紋13經(jīng)待測(cè)鏡頭14成像后的曝光時(shí)間，以 補(bǔ)償光照條件的變化。當(dāng)待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值特別大或曝光時(shí)間太長時(shí)，圖像傳感器 11感測(cè)的經(jīng)待測(cè)鏡頭14成像后的明暗條紋13的圖像的亮度值會(huì)大于所述條紋的實(shí)際亮度，造 成圖像傳感器ll獲取的條紋亮度過于飽和。當(dāng)待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值特別小，或者待測(cè) 鏡頭14的鏡片鍍有濾光薄膜層引起待測(cè)鏡頭14的鏡片的調(diào)制傳遞函數(shù)值較小，或曝光時(shí)間太 短會(huì)導(dǎo)致圖像傳感器ll無法感應(yīng)所述條紋的亮度值。上述情形均會(huì)導(dǎo)致測(cè)試所得的待測(cè)鏡頭 14的調(diào)制傳遞函數(shù)值誤差較大，造成錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果，進(jìn)而將合格待測(cè)鏡頭判斷為不合格品

發(fā)明內(nèi)容
因此，有必要提供一種調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法以提高測(cè)量精度，進(jìn)而提高鏡頭檢測(cè) 精度和確保鏡頭質(zhì)量。
所述調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法包括以下步驟提供一個(gè)測(cè)試板和與測(cè)試板相對(duì)的圖像 傳感器，該測(cè)試板具有多個(gè)明暗相間的測(cè)試圖案，該圖像傳感器用于感測(cè)每個(gè)測(cè)試圖案經(jīng)由 待測(cè)鏡頭成像后的圖像的亮度值，將待測(cè)鏡頭置于測(cè)試板與圖像傳感器之間；調(diào)節(jié)圖像傳感
器的成像亮度至所有測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器沿待測(cè)鏡
頭的成像光軸運(yùn)動(dòng)，至該圖像傳感器對(duì)全部測(cè)試圖案取得最佳成像效果；驅(qū)動(dòng)圖像傳感器平 行于測(cè)試板的測(cè)試圖案的排布方向運(yùn)動(dòng)，連續(xù)記錄圖像傳感器感測(cè)的測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭 的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根據(jù)所述最大亮度值和最小亮度值計(jì)算待測(cè)鏡頭 的調(diào)制傳遞函數(shù)值。
本技術(shù)方案的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法通過于測(cè)試待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值前調(diào)節(jié) 圖像傳感器的曝光時(shí)間從而調(diào)節(jié)圖像傳感器的成像亮度，從而避免了現(xiàn)有測(cè)試方法測(cè)試調(diào)制 傳遞函數(shù)值特別大或特別小的待測(cè)鏡頭或鍍有濾光薄膜層的鏡片時(shí)，圖像傳感器讀取的經(jīng)由 待測(cè)鏡頭成像后的明暗條紋的亮度值太大或亮度值太小導(dǎo)致測(cè)試所得的調(diào)制傳遞函數(shù)值誤差 較大的缺陷。因此，本技術(shù)方案的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法能有效提高鏡頭檢測(cè)準(zhǔn)確度， 進(jìn)而確保了鏡頭質(zhì)量。


圖l是現(xiàn)有鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法示意圖。
圖2是本技術(shù)方案的實(shí)施例提供的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法涉及的一種調(diào)節(jié)圖像傳感 器的成像亮度方法的示意圖。
圖3是本技術(shù)方案的實(shí)施例提供的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法涉及的另一種調(diào)節(jié)圖像傳 感器的成像亮度方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)方案的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法進(jìn)行具體說明。 請(qǐng)參閱圖2，本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法所使用的測(cè)量裝
置100包括測(cè)試板22和圖像傳感器21 。
測(cè)試板22具有多個(gè)明暗相間的測(cè)試圖案23。測(cè)試圖案23可為本領(lǐng)域常見的圖案，如為一
個(gè)包括多個(gè)間隔排布的明暗條紋的條紋陣列，或?yàn)榘ǖ谝粭l紋陣列和第二條紋陣列的圖案。當(dāng)測(cè)試圖案23為后者時(shí)，第一條紋陣列和第二條紋陣列均包括多個(gè)間隔排布的明暗條紋， 且第二條紋陣列的多個(gè)間隔排布的明暗條紋排布方向與第一條紋陣列的多個(gè)間隔排布的明暗 條紋排布方向相交。本實(shí)施例中，所述測(cè)試圖案23是一個(gè)第一條紋陣列。該第一條紋陣列包 括多個(gè)間隔排布的暗條紋231及明條紋232。
圖像傳感器21用于感測(cè)測(cè)試板22的測(cè)試圖案23經(jīng)由待測(cè)鏡頭后在該圖像傳感器21上的成 像亮度。圖像傳感器21可為電荷耦合圖像傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器。圖像 傳感器21可在其驅(qū)動(dòng)裝置(圖未示)的驅(qū)動(dòng)下沿待測(cè)鏡頭成像光軸方向移動(dòng)或平行于測(cè)試板 22的測(cè)試圖案23中的暗條紋231及明條紋232的排布方向運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)施例提供的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法包括以下步驟
第一步，將待測(cè)鏡頭置于圖像傳感器和測(cè)試板之間。
所述將待測(cè)鏡頭置于圖像傳感器和測(cè)試板之間是指圖像傳感器位于待測(cè)鏡頭的成像光軸 線上，且圖像傳感器和測(cè)試板分別位于待測(cè)鏡頭的兩側(cè)。
第二步，調(diào)節(jié)圖像傳感器的成像亮度至所有測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值 ，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器沿待測(cè)鏡頭的成像光軸線運(yùn)動(dòng)，至圖像傳感器對(duì)全部測(cè)試圖案取得最佳成 像效果。
所述調(diào)節(jié)圖像傳感器的成像亮度至所有測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值可通 過先記錄圖像傳感器所感測(cè)的測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭的平均亮度值，然后根據(jù)所述平均亮度 值調(diào)節(jié)圖像傳感器的曝光時(shí)間，從而使圖像傳感器的成像亮度等于測(cè)試板的全部測(cè)試圖案經(jīng) 由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值來實(shí)現(xiàn)。
所述記錄圖像傳感器的感測(cè)的測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭的平均亮度值可按以下兩種方式進(jìn)
行
第一種，如圖2所示，首先，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器21沿待測(cè)鏡頭24的光軸線運(yùn)動(dòng)，至圖像傳 感器21不能識(shí)別測(cè)試圖案23的暗條紋231與明條紋232的分界線。本實(shí)施例中，當(dāng)圖像傳感器 21位于平面M處時(shí)，圖像傳感器21完全無法辨別測(cè)試板22的暗條紋231與明條紋232的分界線 。此時(shí)，圖像傳感器21感測(cè)到的經(jīng)由待測(cè)鏡頭24成像后的測(cè)試圖案23的亮度是測(cè)試板22所有 測(cè)試圖案23的平均亮度值。而圖像傳感器21對(duì)所有測(cè)試圖案23經(jīng)由待測(cè)鏡頭24成像后的圖案 成像而形成的圖像的亮度表示該圖像的曝光程度。由于圖像傳感器21感測(cè)的圖像亮度為亮度 平均值，因此，此時(shí)圖像傳感器21形成的圖像的曝光程度對(duì)應(yīng)為最佳曝光程度，對(duì)應(yīng)地，圖 像傳感器21的曝光時(shí)間為最佳值。其次，根據(jù)所述平均亮度值調(diào)節(jié)圖像傳感器21的曝光時(shí)間 ，使圖像傳感器21的成像亮度為所述平均亮度值。最后，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器21沿待測(cè)鏡頭24的
6成像光軸線運(yùn)動(dòng)，至圖像傳感器21對(duì)全部測(cè)試圖案23取得最佳成像效果，即圖像傳感器21' 位于平面N處時(shí)，即可開始測(cè)量待測(cè)鏡頭24的調(diào)制傳遞函數(shù)值。
第二種，如圖3所示，首先，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器31沿待測(cè)鏡頭34的成像光軸線運(yùn)動(dòng)，至圖 像傳感器31對(duì)測(cè)試圖案33取得最佳成像效果；其次，提供一擴(kuò)散片35，所述擴(kuò)散片35利用光 擴(kuò)散作用而混合測(cè)試板32的所有測(cè)試圖案33的亮度，并將擴(kuò)散片35置于測(cè)試板32與待測(cè)鏡頭 34之間，以通過擴(kuò)散片35對(duì)測(cè)試板32的全部測(cè)試圖案33的光擴(kuò)散作用，使得圖像傳感器31感 測(cè)全部測(cè)試圖案33經(jīng)擴(kuò)散片35擴(kuò)散后并經(jīng)待測(cè)鏡頭34成像后的亮度平均值；最后，根據(jù)所述 平均亮度值調(diào)節(jié)圖像傳感器31的曝光時(shí)間，使圖像傳感器31的成像亮度為所述平均亮度值。
第三步，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器平行于測(cè)試板上的測(cè)試圖案排布方向運(yùn)動(dòng)，連續(xù)記錄圖像傳感 器感測(cè)的所有測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根據(jù)所述最 大亮度值和最小亮度值計(jì)算待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值。
所述最大亮度值和最小亮度值依下述方式確定出比較圖像傳感器連續(xù)記錄的每三個(gè)測(cè) 試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭的亮度值，若中間位置的測(cè)試圖案的亮度值大于其前后位置的測(cè)試圖案 的亮度值，則該中間位置的測(cè)試圖案的亮度值為所選定像素所感測(cè)的最大亮度值；若中間位 置的測(cè)試圖案亮度值小于其前后位置的測(cè)試圖案的亮度值，則該中間位置的測(cè)試圖案的亮度 值為所選定像素所感測(cè)的最小亮度值。
設(shè)此時(shí)圖像傳感器所感測(cè)的測(cè)試圖案的最大亮度值為I-ax，最小亮度值為I-in，則待測(cè)
鏡頭的MTF值二 (Imax-Imin) / (Imax+Imin)。
本實(shí)施例的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)試方法通過先調(diào)節(jié)圖像傳感器的成像亮度為測(cè)試板的全 部測(cè)試圖案的平均亮度值，從而避免了現(xiàn)有測(cè)試方法測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)值特別大或特別小的 待測(cè)鏡頭或鍍有濾光薄膜層的鏡片時(shí)，圖像傳感器讀取的經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的明暗條紋的 亮度值太大或太小導(dǎo)致測(cè)試所得的調(diào)制傳遞函數(shù)值誤差較大的缺陷。因此，本技術(shù)方案的調(diào) 制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法能提高鏡頭檢測(cè)準(zhǔn)確度，進(jìn)而確保了鏡頭質(zhì)量。
以上實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但不能理解為對(duì)本技術(shù)方案的限制。對(duì)于 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本技術(shù)方案的構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形， 而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本申請(qǐng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，用于測(cè)量待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值，其包括以下步驟提供一個(gè)測(cè)試板和與測(cè)試板相對(duì)的圖像傳感器，該測(cè)試板具有多個(gè)明暗相間的測(cè)試圖案，該圖像傳感器用于感測(cè)每個(gè)測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的圖像的亮度值，將待測(cè)鏡頭置于測(cè)試板與圖像傳感器之間；調(diào)節(jié)圖像傳感器的成像亮度至所有測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器沿待測(cè)鏡頭的成像光軸運(yùn)動(dòng)，至該圖像傳感器對(duì)全部測(cè)試圖案取得最佳成像效果；驅(qū)動(dòng)圖像傳感器平行于測(cè)試板的測(cè)試圖案的排布方向運(yùn)動(dòng)，連續(xù)記錄圖像傳感器感測(cè)的測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根據(jù)所述最大亮度值和最小亮度值計(jì)算待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值。
2.如權(quán)利要求l所述的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，其特征是，所述 調(diào)節(jié)圖像傳感器的成像亮度至所有測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值包括以下步驟 :記錄該圖像傳感器感測(cè)的全部測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值；根據(jù)所述平均 亮度值調(diào)整圖像傳感器的曝光時(shí)間，使圖像傳感器的成像亮度為所述平均亮度值。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，其特征是，所述記錄該圖像傳感器感測(cè)的全部測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值包括驅(qū)動(dòng)圖像傳感 器沿待測(cè)鏡頭成像光軸運(yùn)動(dòng)，至該圖像傳感器不能識(shí)別所述明暗相間的測(cè)試圖案之間的分界 線的步驟。
4.如權(quán)利要求2所述的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，其特征是，所述 記錄該圖像傳感器感測(cè)的測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度值包括提供一擴(kuò)散片，并 將該擴(kuò)散片置于測(cè)試板與待測(cè)鏡頭之間以獲取全部測(cè)試圖案的亮度經(jīng)擴(kuò)散片擴(kuò)散后且經(jīng)由待 測(cè)鏡頭后的平均亮度的步驟。
5.如權(quán)利要求3或4所述的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，其特征是，所述最大亮度值和最小亮度值依下述方式得出比較圖像傳感器連續(xù)記錄的每三個(gè)測(cè)試圖案 經(jīng)由待測(cè)鏡頭后的亮度值，若中間位置測(cè)試圖案的亮度值大于其前后位置的測(cè)試圖案的亮度 值，則該中間位置的測(cè)試圖案的亮度值為所選定像素所感測(cè)的最大亮度值；若中間位置的測(cè)試圖案的亮度值小于其前后位置的測(cè)試圖案的亮度值，則該中間位置的測(cè)試圖案的亮度值為 所選定像素所感測(cè)的最小亮度值。
6.如權(quán)利要求l所述的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，其特征是，所述 測(cè)試圖案包括第一條紋陣列，該第一條紋陣列包括多個(gè)間隔排布的明暗條紋。
7.如權(quán)利要求6所述的調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，其特征是，所述 測(cè)試圖案還包括第二條紋陣列，該第二條紋陣列包括多個(gè)間隔排布的明暗條紋，該第二條紋 陣列的多個(gè)間隔排布的明暗條紋排布方向與所述第一條紋陣列的多個(gè)間隔排布的明暗條紋排 布方向相交。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)制傳遞函數(shù)值的測(cè)量方法，其包括以下步驟提供測(cè)試板和與測(cè)試板相對(duì)的圖像傳感器，該測(cè)試板具有多個(gè)明暗相間的測(cè)試圖案，該圖像傳感器用于感測(cè)每個(gè)測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的圖像的亮度值，將待測(cè)鏡頭置于測(cè)試板與圖像傳感器之間；調(diào)節(jié)圖像傳感器的成像亮度至所有測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭成像后的平均亮度，驅(qū)動(dòng)圖像傳感器沿待測(cè)鏡頭的成像光軸運(yùn)動(dòng)，至圖像傳感器對(duì)全部測(cè)試圖案取得最佳成像效果；驅(qū)動(dòng)圖像傳感器平行于測(cè)試圖案的排布方向運(yùn)動(dòng)，連續(xù)記錄圖像傳感器感測(cè)的測(cè)試圖案經(jīng)由待測(cè)鏡頭的亮度值，得出最大亮度值和最小亮度值，根據(jù)最大亮度值和最小亮度值計(jì)算待測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)值。
文檔編號(hào)G03B43/00GK101452199SQ200710202799
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30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