CN102929074A - 应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法。此镜头校准系统包括一影像撷取模组、一处理模组以及一显示模组。影像撷取模组通过镜头撷取标靶图像，以取得即时影像。处理模组分析即时影像，以计算对比度、光轴偏移量、偏移方向或偏移距离。显示模组显示即时影像、对比度、光轴偏移量、偏移方向或偏移距离。本发明的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法，可通过影像撷取模组取得即时影像，并即时校正、即时确认其校准结果，不须额外校准元件，藉此可降低生产成本。同时，优选地，本发明可以自动化模式进行，藉此可避免人工校准造成误差过大或减低校准所需的工时及人事成本的浪费。

Description

应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法

技术领域

本发明涉及一种应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法，具体地说，是涉及一种利用电荷耦合元件或互补式金氧半导体元件的感光元件应用在变焦镜头制程的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法。

背景技术

一般镜头的组装是将多个群组镜片依序组装在镜筒内，当所有镜片组装完成后再检验镜片光轴偏移量，检测其光轴偏移量是否在所述光轴的公差值内。但镜头组装的敏感度极高，对于目前光学产品多以轻薄短小为特征的情况，对于镜头组装的困难度相对提高。检验时若发现光轴偏移量大于公差值则必须拆解整组镜片再重新组装，然而拆解过程中镜片又会发生有括伤或毁损以及耗费成本、时间和工序的疑虑。然而，目前大部分仍采用人工对原材料、成品及半成品的表面进行检测。而人工检测及判断主观因素影响甚大，使得检测结果可信度降低，品质亦有不稳定的疑虑。

市面上有许多设备可针对镜片或镜头进行半成品检测，例如：画像调芯机、衍射式单点调芯机以及电荷耦合元件接着调整设备等。其中，画像调芯机是利用对比值来判断调芯品质，人员调芯时需兼顾重心及周边的对比值，难以进行。同时，手动对焦功能需人员操作、人员判断，主观因素影响甚大，且品质不稳定。

衍射式单点调芯机是利用光波动特性，依据衍射芯像来判定镜头组装同轴度的设备。但是，调芯时无法同时确认周边调制转换函数(Modulation TransferFunction，MTF)特性图及其品质，亦须以人员视觉判断，检测可信度较低。电荷耦合元件接着调整设备是将电荷耦合元件镜头由安装在待检测物正前方作检测。然而，习知的电荷耦合元件接着调整设备检测水平度须依准直仪测量来判断，接着间隙、旋转及偏移则由设备的影像撷取系统撷取，亦须人员分析判断，耗费许多工序及时间。

经由上述可知，习知技术均有费时、人力成本高且工序繁杂的问题。因此，以需求来说，设计一个应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法，已成市场应用上的一个刻不容缓的议题。

发明内容

有鉴于上述习知技术的问题，本发明的目的在于提供一种应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法，以解决先前技术费时、人力成本高且工序繁杂的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提出了一种应用影像技术的镜头校准系统，其包括一屏幕、一影像撷取模组、一处理模组以及一显示模组，其中，显示一标靶图像；影像撷取模组包括由电荷耦合元件或互补式金氧半导体元件构成的一感光元件，影像撷取模组通过镜头撷取标靶图像，以取得一即时影像；处理模组电性连接影像撷取模组，且处理模组分析即时影像，以计算一对比度、一光轴偏移量、一偏移方向或一偏移距离；显示模组电性连接处理模组，且显示模组显示即时影像、对比度、光轴偏移量、偏移方向或偏移距离。

其中，镜头校准系统还包括一驱动模组，驱动模组电性连接处理模组，且驱动模组控制马达移动多轴平台。

其中，镜头设置于多轴平台上。

其中，处理模组分析即时影像的对比度，以取得镜头的光轴偏移量、偏移方向或偏移距离，并且驱动模组驱动多轴平台移动调整方向或调整距离。

其中，处理模组还分析即时影像，以一计算倾斜角度、一平行度或一接着间隙。

其中，显示模组显示倾斜角度、平行度或接着间隙。

其中，处理模组分析即时影像，以取得镜头的倾斜角度、平行度或接着间隙，并且驱动模组驱动多轴平台移动调整角度、调整平行度或调整间隙。

本发明还提出了一种应用影像技术的校准方法，适用在一应用影像技术的镜头校准系统中，其包括下列步骤：利用一屏幕显示一标靶图像；由一影像撷取模组通过一镜头撷取标靶图像，以取得一即时影像；利用处理模组分析即时影像，以计算一对比度、一光轴偏移量、一偏移方向或一偏移距离；通过一驱动模组控制一马达移动一多轴平台；以及通过显示模组显示即时影像、对比度、光轴偏移量、偏移方向或偏移距离。

其中，所述方法还包括提供镜头设置于多轴平台上。

其中，所述方法还包括利用处理模组分析即时影像的对比度；使用处理模组取得镜头的光轴偏移量、偏移方向或偏移距离；以及提供驱动模组驱动多轴平台移动调整方向或调整距离。

其中，所述方法还包括提供处理模组分析即时影像；利用处理模组取得镜头的倾斜角度、平行度或接着间隙；通过驱动模组驱动多轴平台移动调整角度、调整平行度或调整间隙；以及提供显示模组显示倾斜角度、平行度或接着间隙。

综上所述，本发明的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法，可通过影像撷取模组取得即时影像，并即时校正、即时确认其校准结果，不须额外校准元件，藉此可降低生产成本。同时，优选地，本发明可以自动化模式进行，藉此可避免人工校准造成误差过大或减低校准所需的工时及人事成本的浪费。

附图说明

图1是本发明的应用影像技术的镜头校准系统方块图；

图2是本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第一实施例的方块图；

图3是本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第一实施例的示意图；

图4是本发明的应用影像技术的校准方法的第一实施例的流程图；

图5是本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第二实施例的方块图；

图6是本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第二实施例的第一示意图；

图7是本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第二实施例的第二示意图；

图8是本发明的应用影像技术的校准方法的第二实施例的流程图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明本发明的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法的实施例，为便于理解，下述实施例中的相同元件以相同的符号标识来说明。

请参照图1，其为本发明的应用影像技术的镜头校准系统方块图。如图1所示，应用影像技术的镜头校准系统1可包括一屏幕10、一影像撷取模组11、一处理模组12、一显示模组13及一驱动模组14。影像撷取模组11可包括一感光元件，如：互补式金氧半导体元件(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)或电荷耦合元件(Charge-Coupled-Device，CCD)。影像撷取模组11可通过镜头撷取一标靶图像，以取得一即时影像111。其中，镜头为一待校准的镜头，其可包括一自动聚焦镜片群。处理模组12电性连接影像撷取模组11、显示模组13及驱动模组14，其可为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或微处理器(Micro-Processing Unit)。处理模组12可分析即时影像111，以计算一对比度，再根据对比度计算镜头的一光轴偏移量、一偏移方向或一偏移距离。而且，处理模组12亦可分析即时影像111，以取得镜头的一倾斜角度、一平行度或一接着间隙。在实施上，优选地，处理模组12可自动计算或自动分析即时影像111，当然，处理模组12亦可手动设定，以分析或计算即时影像111，并不以此为限。

承上所述，显示模组13可为液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或触控式液晶荧幕，并可显示即时影像111、对比度、光轴偏移量、偏移方向或偏移距离。屏幕10可用以显示标靶图像。驱动模组14可控制一马达移动一多轴平台15，且镜头可设置于多轴平台15上，以利校准。当处理模组12分析即时影像111的对比度，以取得镜头的光轴偏移量、偏移方向或偏移距离时，驱动模组14可驱动多轴平台15，并移动一相对于偏移方向或偏移距离的调整方向或调整距离。因此，本发明的应用影像技术的镜头校准系统1具有可针对镜头中的自动聚焦镜片群进行半成品的调芯功能，并可应用在制造变焦镜头的制程中。

另外，当处理模组12分析即时影像111取得镜头的倾斜角度、平行度或接着间隙时，驱动模组14可驱动多轴平台15移动调整角度、调整平行度或调整间隙。所以，本发明的应用影像技术的镜头校准系统1可调整镜头以正确的角度放置在印刷电路板上，具有校准的功能。

请参照图2，其为本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第一实施例的方块图。如图2所示，应用影像技术的镜头校准系统2可包括一屏幕10、一影像撷取模组11、一处理模组12、一显示模组13、一驱动模组14及多轴平台15。屏幕10可用以显示标靶图像101。影像撷取模组11可包括感光元件，如：互补式金氧半导体元件或电荷耦合元件。影像撷取模组11可通过镜头撷取标靶图像101，以取得即时影像111。其中，镜头为一待校准的镜头，其可包括一自动聚焦镜片群。处理模组12电性连接影像撷取模组11、显示模组13及驱动模组14，其可为中央处理器或微处理器。处理模组12可分析即时影像111，以计算对比度1201，再根据对比度1201计算镜头的光轴偏移量1202、偏移方向1203或偏移距离1204。在实施上，优选地，处理模组12可自动计算或自动分析即时影像111，当然，处理模组12亦可手动设定，以分析或计算即时影像111，并不以此为限。

承上所述，显示模组13可为液晶显示器或触控式液晶荧幕，并可显示即时影像111、对比度1201、光轴偏移量1202、偏移方向1203或偏移距离1204。驱动模组14可控制马达移动多轴平台15，且镜头可设置于多轴平台15上，以利校准。当处理模组12分析即时影像111的对比度1201，以取得镜头的光轴偏移量1202、偏移方向1203或偏移距离1204时，驱动模组14可驱动多轴平台15，并移动一相对于偏移方向1203或偏移距离1204的调整方向或调整距离。

换句话说，本发明的应用影像技术的镜头校准系统2具有可针对镜头中的自动聚焦镜片群进行半成品的调芯功能，并可应用在制造变焦镜头的制程中。

图3为本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第一实施例示意图。请一并参照图2，屏幕10可为电脑荧幕、发光二极管显示器、背投影荧幕或图形变换装置，且屏幕10可显示标靶图像101。镜头20包括多群镜片，其中包括自动聚焦镜片群21，且镜头20可设置于多轴平台15上，以方便移动进行校准。影像撷取模组11通过镜头20撷取标靶图像101，并取得即时影像111。通过处理模组12可分析即时影像111，以计算对比度1201、光轴偏移量1202、偏移方向1203或偏移距离1204。

另外，处理模组12的计算均有其对应的计算方式，举例来说，在进行对比度1201测试时，将预先得知的标靶图像101的最亮灰阶值及最暗灰阶值相减再除以两者相加，即可得出影像对比度值。换言之，影像撷取模组11可通过镜头20取得即时影像111，再代入对应的计算方式即可得出即时影像111的对比度1201。此对比度可再与处理模组12内建的预设值进行比较，即可得出光轴偏移量1202、偏移方向1203或偏移距离1204。

因此，当处理模组12计算出镜头20的光轴偏移量1202、偏移方向1203或偏移距离1204时，驱动模组14可根据偏移方向1203或偏移距离1204控制马达，来驱动多轴平台15移动调整方向或调整距离。在实施上，优选地，处理模组12可自动计算或自动分析即时影像111，当然，处理模组12亦可手动设定，以分析或计算即时影像111，并不局限于自动方式或手动方式。显示模组13可为液晶显示器或触控式液晶荧幕，并可显示即时影像111、对比度1201、光轴偏移量1202、偏移方向1203或偏移距离1204。

此外，本发明的应用影像技术的镜头校准系统2可包括一电性连接驱动模组14及影像撷取模组11的电源(未示出)，藉以提供校准镜头20所需的电力。

综上所述，最佳地，本发明的应用影像技术的镜头校准系统2可采用自动化判定及通过影像撷取模组11进行撷取即时影像111来进行镜头20校准的动作，可解决传统镜头20对焦机对焦工时过长、人力成本过高或生产成本过高的问题，确切达到精确、缩短工时及减少人力成本的功效。

尽管前述在说明本发明的应用影像技术的镜头校准系统2的过程中，已同时说明了本发明的应用影像技术的校准方法的概念，但为清楚起见，以下仍另示出流程图来详细说明。

请参照图4，其为本发明的应用影像技术的校准方法的第一实施例的流程图，如图所示，本发明的应用影像技术的校准方法，其适用在一应用影像技术的镜头校准系统2，所述应用影像技术的镜头校准系统包括一屏幕、一影像撷取模组、一处理模组、一显示模组及一驱动模组、一多轴平台。应用影像技术的镜头校准系统2的校准方法包括下列步骤：

步骤S11：利用屏幕显示标靶图像；

步骤S12：提供镜头设置于多轴平台上；

步骤S13：由影像撷取模组通过镜头撷取标靶图像，以取得即时影像；

步骤S14：利用处理模组分析即时影像的对比度；

步骤S15：使用处理模组取得镜头的光轴偏移量、偏移方向或偏移距离；

步骤S16：提供驱动模组控制马达移动多轴平台，以移动调整方向或调整距离；以及

步骤S17：通过显示模组显示即时影像、对比度、光轴偏移量、偏移方向或偏移距离。

本发明的应用影像技术的镜头校准系统2的校准方法的详细说明以及实施方式已于前面叙述本发明的应用影像技术的镜头校准系统2时描述过，在此为了简略说明，便不再叙述。

依据第一实施例，本发明还提出第二实施例作更进一步的举例说明。

请参照图5，其为本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第二实施例的方块图。如图5所示，应用影像技术的镜头校准系统3可包括一屏幕10、一影像撷取模组11、一处理模组12、一显示模组13、一驱动模组14及一多轴平台15。屏幕10可用以显示标靶图像101。影像撷取模组11可包括感光元件，如：互补式金氧半导体元件或电荷耦合元件。影像撷取模组11可通过镜头撷取标靶图像101，以取得即时影像111。其中，镜头为一待校准的镜头，其可包括一自动聚焦镜片群。处理模组12电性连接影像撷取模组11、显示模组13及驱动模组14，其可为中央处理器或微处理器。处理模组12可分析即时影像111，以取得镜头的倾斜角度1211、平行度1212或接着间隙1213。在实施上，优选地，处理模组12可自动计算或自动分析即时影像111，当然，处理模组12亦可手动设定，以分析或计算即时影像111，并不以此为限。

承上所述，显示模组13可为液晶显示器或触控式液晶荧幕，并可显示即时影像111、倾斜角度1211、平行度1212或接着间隙1213。驱动模组14可控制马达移动多轴平台15，且镜头可设置于多轴平台15上，以利校准。当处理模组12分析即时影像111，取得镜头的倾斜角度1211、平行度1212或接着间隙1213时，驱动模组14可驱动多轴平台15移动调整角度、调整平行度或调整间隙。所以，本发明的应用影像技术的镜头校准系统3可调整镜头，以正确的角度放置在印刷电路板上，具有校准的功能。

请参照图6，其为本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第二实施例的第一示意图。请一并参照图1，如图所示，屏幕10可为电脑荧幕、发光二极管显示器、背投影荧幕或图形变换装置，且屏幕10可显示标靶图像101。镜头20包括多群镜片，其中，包括自动聚焦镜片群21。影像撷取模组11通过镜头20撷取标靶图像101，并取得即时影像111。通过处理模组12可分析即时影像111，以取得镜头的倾斜角度1211、平行度1212或接着间隙1213。当处理模组12计算出镜头20与印刷电路板30的倾斜角度1211、平行度1212或接着间隙1213时，驱动模组14可驱动多轴平台15移动调整角度、调整平行度或调整间隙。在实施上，优选地，处理模组12可自动计算或自动分析即时影像111，当然，处理模组12亦可手动设定，以分析或计算即时影像111，并不局限于自动方式或手动方式。

显示模组13可为液晶显示器或触控式液晶荧幕，且显示模组13可显示镜头20的倾斜角度1211、平行度1212或接着间隙1213。同时，当多轴平台15移动，以校准镜头20时，显示模组13可显示多轴平台15移动的调整角度、调整平行度或调整间隙。

此外，本发明的应用影像技术的镜头校准系统3可包括一电性连接驱动模组14及影像撷取模组11的电源(未示出)，以提供校准镜头20所需的电力。因此，本发明的应用影像技术的镜头校准系统3可调整镜头20，以正确的角度放置在印刷电路板30上，可应用在制造变焦镜头的制程中。

顺带提到的是，在本发明所属领域中，具有通常知识者应当明了，在前面叙述方式的镜头20、屏幕10或影像撷取模组11设置位置的实施样式仅为举例，而非限制；另外，熟悉此项技术的人可任意结合上述的功能模组为一整合式模组，或分拆成各个功能细部单元，这要视设计上的方便而定。

图7为本发明的应用影像技术的镜头校准系统的第二实施例的第二示意图。请一并参照图5及图6，影像撷取模组11通过镜头撷取标靶图像101，以取得即时影像111。如图所示，处理模组12可分析即时影像111中的「+」字，通过「+」字的位置，分析镜头20水平旋转的角度或水平偏移的距离。同时，处理模组12可分析图中中心的长方形网格，以计算镜头20的接着间隙1213，并分析图中四个角落的四个长方形网格，以计算镜头20倾斜角度1211。

因此，处理模组12可分析即时影像111，以取得镜头20的倾斜角度1211、平行度1212或接着间隙1213，并且驱动模组14可驱动多轴平台15移动调整角度、调整平行度或调整间隙，来校准镜头20，使其与光轴垂直。

尽管前述在说明本发明的应用影像技术的镜头校准系统3的过程中，已同时说明了本发明的应用影像技术的校准方法的概念，但为求清楚起见，以下仍另示出流程图来详细说明。

请参照图8，其为本发明的应用影像技术的校准方法的第二实施例的流程图，如图所示，本发明的应用影像技术的校准方法，其适用在一应用影像技术的镜头校准系统3，所述应用影像技术的镜头校准系统包括一屏幕、一影像撷取模组、一处理模组、一显示模组及一驱动模组、一多轴平台。应用影像技术的镜头校准系统3的校准方法包括下列步骤：

步骤S21：利用屏幕显示标靶图像；

步骤S22：提供镜头设置于多轴平台上；

步骤S23：由影像撷取模组通过镜头撷取标靶图像，以取得即时影像；

步骤S24：提供处理模组分析即时影像；

步骤S25：利用处理模组取得镜头的倾斜角度、平行度或接着间隙；

步骤S26：通过驱动模组驱动多轴平台移动调整角度、调整平行度或调整间隙；以及

步骤S27：提供显示模组显示即时影像、倾斜角度、平行度或接着间隙。

本发明的应用影像技术的镜头校准系统3的校准方法的详细说明以及实施方式已于前面叙述本发明的应用影像技术的镜头校准系统3时描述过，在此为了简略说明，便不再叙述。

综上所述，依本发明的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法，其可具有一个或多个下述优点：

(1)本发明的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法可通过影像撷取模组取得即时影像，并即时校正、即时确认其校准结果，不须额外校准元件，藉此可降低生产成本。

(2)优选地，本发明的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法可以自动化模式进行，藉此可减低校准所需的工时及避免人工校准造成的误差过大。

(3)优选地，本发明的应用影像技术的镜头校准系统及其校准方法可以自动化模式进行，藉此可减低人事成本的浪费。

以上所述是本发明的优选实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用影像技术的镜头校准系统，其特征在于，它包括：

一屏幕，显示一标靶图像；

一影像撷取模组，包括由电荷耦合元件或互补式金氧半导体元件构成的一感光元件，所述影像撷取模组通过一镜头撷取所述标靶图像，以取得一即时影像；

一处理模组，电性连接所述影像撷取模组，所述处理模组分析所述即时影像，以计算一对比度、一光轴偏移量、一偏移方向或一偏移距离；

一显示模组，电性连接所述处理模组，所述显示模组显示所述即时影像、所述对比度、所述光轴偏移量、所述偏移方向或所述偏移距离。

2.如权利要求1所述的应用影像技术的镜头校准系统，其特征在于，还包括一驱动模组，电性连接所述处理模组，所述驱动模组控制一马达移动一多轴平台。

3.如权利要求2所述的应用影像技术的镜头校准系统，其特征在于，所述镜头设置于所述多轴平台上。

4.如权利要求2所述的应用影像技术的镜头校准系统，其特征在于，所述处理模组分析所述即时影像的所述对比度，以取得所述镜头的所述光轴偏移量、所述偏移方向或所述偏移距离，并且所述驱动模组驱动所述多轴平台移动调整方向或调整距离。

5.如权利要求2所述的应用影像技术的镜头校准系统，其特征在于，所述处理模组还分析所述即时影像，以取得所述镜头的一倾斜角度、一平行度或一接着间隙，并由所述显示模组显示所述倾斜角度、所述平行度或所述接着间隙。

6.如权利要求5所述的应用影像技术的镜头校准系统，其特征在于，所述处理模组分析所述即时影像，以取得所述镜头的所述倾斜角度、所述平行度或所述接着间隙，并且所述驱动模组驱动所述多轴平台移动一调整角度、一调整平行度或一调整间隙。

7.一种应用影像技术的校准方法，适用于一镜头校准系统，其特征在于，所述校准方法包括下列步骤：

利用一屏幕显示一标靶图像；

由一影像撷取模组通过一镜头撷取所述标靶图像，以取得一即时影像；

利用一处理模组分析所述即时影像，以计算一对比度、一光轴偏移量、一偏移方向或一偏移距离；

通过一驱动模组控制一马达移动一多轴平台；以及

通过一显示模组显示所述即时影像、所述对比度、所述光轴偏移量、所述偏移方向或所述偏移距离。

8.如权利要求7所述的应用影像技术的校准方法，其特征在于，还包括下列步骤：

提供所述镜头设置于所述多轴平台上。

9.如权利要求7所述的应用影像技术的校准方法，其特征在于，还包括下列步骤：

利用所述处理模组分析所述即时影像的所述对比度；

使用所述处理模组取得所述镜头的所述光轴偏移量、所述偏移方向或所述偏移距离；以及

提供所述驱动模组驱动所述多轴平台移动调整方向或调整距离。

10.如权利要求7所述的应用影像技术的校准方法，其特征在于，还包括下列步骤：

提供所述处理模组分析所述即时影像；

利用所述处理模组取得所述镜头的一倾斜角度、一平行度或一接着间隙；

通过所述驱动模组驱动所述多轴平台移动一调整角度、一调整平行度或一调整间隙；以及

提供所述显示模组显示所述倾斜角度、所述平行度或所述接着间隙。

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