光学检测系统的制作方法

1.本发明关于一种光学检测系统，尤其关于一种光学检测系统，其用以检测一光学装置的杂散光与光学畸变的光学性质。


背景技术：

2.镜头与图像模组于强光环境中使用时，易有杂散光发生，造成图像辨识系统误判的风险。如行车辅助系统等，受杂散光影响致生误判时可能产生行车安全的危害。因此需有杂散光检测系统，用于控管镜头或图像模组的杂散光品质，以避免相关危害。而光学畸变则会造成空间定位上的误判，为消除前述问题，通常依照光学畸变量测结果进行图像后处里，来消除畸变影响，因此需有光学畸变量测系统。
3.于iso9358之中，有定义杂散光扩散函数(gsf)与相关量测系统与方法，可量测镜头在单一方位角的不同视场的杂散光强度分布。如中国台湾专利第i712778 号为iso9358的一应用实施方式，其中具有多个轴件与光源，用以达成视场入射角变换。并且具有旋转件，可达成方位角的变换。然而，单次量测中需要连续变换视场位置或入射角，且维持固定方位角。不同方位角的杂散光分布情形必须分多次进行量测。
4.图1显示已知用以检测镜头的光学畸变量测系统的一部分的示意图。如图1所示，已知的光学畸变量测系统100包含一待测图像模组110及一标靶120。已知光学畸变量测系统100，利用待测图像模组110对阵列点状图形或棋盘格图形的标靶120进行拍摄后，取得一图像及其图像变形量，通过该图像变形量计算待测图像模组110的光学畸变。然而，如图1所示，针对视场角fv超过150度的大视场镜头或鱼眼镜头等待测物，于光学畸变量测系统100中将难以架设足够大的标靶涵盖视场范围，使得待测图像模组110的大角度区域的光学畸变难以量测。
5.目前，存在有已知的专利为改善上述大角度视场量测的问题，例如有中国专利公告号cn106404352b，其改变畸变测试标靶的倾斜角度，或如中国专利公告号 cn102706536b，其改变待测物载台旋转角度达成大角度视场的畸变量测，然而如同前述杂散光量测系统的问题，必须连续变换视场角度多次量测，不利于大批量检测系统的量测效率。


技术实现要素：

6.依据本发明的一实施例的目的在于提供一种光学检测系统。
7.依据本发明一实施例提供一种光学检测系统，用以检测至少一待测光学装置，包含一料盘、一位移机构、一入射视角设置结构、至少一准直光源模组及一图像传输及控制模组。料盘用以载置该至少一待测光学装置。位移机构连接于该料盘，使该料盘产生位移以移动该至少一待测光学装置。至少一准直光源模组设于该入射视角设置结构，以发射一光线照射该至少一待测光学装置。一图像传输及控制模组，用以传输来自该些准直光源模组的光线通过该至少一待测光学装置后所形成一测试图像。
8.一实施例中，光学检测系统更包含一计算机。该计算机用以接收该测试图像，并依据该测试图像决定该至少一待测光学装置的杂散光与光学畸变的光学性质。该料盘用以载置多数的该至少一待测光学装置。该至少一准直光源模组的个数为多个，而该些准直光源模组设于该入射视角设置结构的不同位置，并且分别以不同的入射角发射一光线，以照射该待测光学装置。
9.一实施例中，该至少一待测光学装置包含一镜头。该图像传输及控制模组设于该料盘的下方，该图像传输及控制模组包含一图像感测器及一可动调整轴，该图像感测器连接于该可动调整轴，该可动调整轴用以将该图像感测器调整至适当位置，而且该图像感测器用以依据来自该些准直光源模组的光线，而取得该测试图像，再将该测试图像传输至该计算机。
10.一实施例中，该可动调整轴为一z轴调整座，用以调整该镜头的成像位置。一实施例中，该至少一待测光学装置包含一图像模组，该图像模组依据来自该些准直光源模组的光线，而取得该测试图像，而且该图像传输及控制模组包含一图像控制器，该图像控制器接收该测试图像再将该测试图像传输至该计算机。一实施例中，该图像控制器连接该料盘上的该图像模组，用以启动或控制该图像模组。
11.一实施例中，该些准直光源模组所发射的该光线的光源强度为相异，用以同时检测该至少一待测光学装置的多个不同入射视角与方位的杂散光强度或杂散光分布情形。一实施例中，该些准直光源模组的其中一个准直光源模组的光轴与该至少一待测光学装置的光轴共轴，而该些准直光源模组的其他至少一个准直光源模组，依照杂散光与光学畸变检测需求的入射角安装于指定方位与视场角度。
12.一实施例中，该些准直光源模组的至少其一包含一壳体、一光源及一准直镜片组。光源设于该壳体，用以产生该光线。准直镜片组设于该壳体，使该光线通过该准直镜片组后形成准平行的光线。一实施例中，该些准直光源模组的至少其一包含一壳体、一光源、一标靶及一准直镜片。光源设于该壳体，用以产生该光线。标靶设于该壳体，设有一检测图面，用以使该光线穿过该标靶后依据该检测图面形成一图案化的光型。准直镜片组设于该壳体，使该光线通过该准直镜片组后形成准平行的光线。
13.一实施例中，该些准直光源模组的至少其一更包含一光圈设于该光源及该准直镜片组之间。一实施例中，该光圈包含可调整的光圈孔径(aperture)，用于改变该些准直光源模组的该至少其一的发光视角。
14.如上，依据本发明一实施例的光学检测系统，料盘载置至少一待测光学装置。位移机构连接于料盘，使料盘产生位移以移动该至少一待测光学装置，借此而可以达成有效率地对料盘上的至少一待测光学装置进行杂散光或/及光学畸变批量检测的有利效果。依据本发明的一实施例，光学检测系统能够达到同时检测待测光学装置的多个轴向以及多个入射角的杂散光的结果，可以缩短量测的时间。此外，由于光学检测系统的准直光源模组可以设置于入射视角设置结构的大角度位置，因此也可达成大角度视场的光学畸变的量测。
附图说明
15.图1显示已知用以检测镜头的光学畸变量测系统的示意图。
16.图2显示本发明一实施例用以检测镜头的光学检测系统的示意图。
17.图3显示本发明一实施例用以检测图像模组的光学检测系统的示意图。
18.图4a为本发明一实施例的准直光源模组的示意图。
19.图4b为本发明另一实施例的准直光源模组的示意图。
20.图5a为本发明一实施例的准直光源模组一部分的立体图。
21.图5b为图5a实施例的准直光源模组的入射视角设置结构的顶面的示意图。
22.图6a为本发明一实施例的准直光源模组一部分的立体图。
23.图6b为图6a实施例的准直光源模组的入射视角设置结构的侧面的示意图。
24.图6c为本发明一实施例的准直光源模组一部分的立体图。
25.附图标记
26.100：光学畸变量测系统
27.110：待测图像模组
28.120：标靶
29.200a：光学检测系统
30.200b：光学检测系统
31.210：料盘
32.220：位移机构
33.230：图像传输模组
34.231：图像感测器
35.232：可动调整轴
36.233：图像传输及控制器
37.240：准直光源模组
38.240a：准直光源模组
39.240b：准直光源模组
40.241：光源
41.242：标靶
42.243：准直镜片组
43.245：光圈
44.249：壳体
45.250：入射视角设置结构
46.251：弧面轨道
47.260：计算机
48.290：待测光学装置
49.291：镜头
50.292：图像模组
具体实施方式
51.本发明一实施例，提供一种光学检测系统其适合对一待测光学装置290进行检测。待测光学装置290可以为例如一镜头291或一图像模组292。
52.图2显示本发明一实施例用以检测镜头的光学检测系统的示意图。如图2所示，光
学检测系统200a包含一料盘210、一位移机构220、一图像传输模组230、至少一准直光源模组240、一入射视角设置结构250及一计算机260。本实施例中包含多个准直光源模组240，该些准直光源模组240设于入射视角设置结构250的不同位置，并且能够以不同的入射角发射一光线，以照射待测光学装置290。图像传输模组230 用以将来自该些准直光源模组240的光线，通过待测光学装置290后所形成一测试图像im，传输至计算机260。计算机260依据该测试图像决定待测光学装置290的杂散光与光学畸变的光学性质。
53.于图2实施例中，待测光学装置290为一镜头291，光学检测系统200a其适合对一镜头291进行检测。图像传输模组230包含一图像感测器231及一可动调整轴 232，图像感测器231连接于可动调整轴232，可动调整轴232用以将图像感测器231 调整至适当位置，图像感测器231依据来自该些准直光源模组240的光线，而取得测试图像im，再将测试图像im传输至计算机260。最后，再利用计算机260及软件演算(未图示)测得镜头291的杂散光与光学畸变的光学性质。
54.一实施例中，在待测光学装置290为镜头291的情况，料盘210下方设有图像传输模组230，而图像传输模组230的可动调整轴232为一z轴调整座，能感测杂散光与调整镜头成像位置，同时图像感测器231作为光学畸变的图像接收装置。
55.料盘210可乘载一个以上的镜头291。位移机构220连接于料盘210，可用于移动料盘210借以移动镜头291，使该些镜头291可先后被移动至检测杂散光与光学畸变所需求的位置，达成一个批次依序地对料盘210上的多个镜头291进行杂散光批量检测的有利效果。
56.于本实施例中，可在符合iso9358的规范下，用以检测待测镜头291的杂散光扩散函数(gsf)。一实施例中，具有多个准直光源模组240时，可以各别调控该些准直光源模组240的光源强度，用以同时检测待测镜头291的多个不同入射视角与方位的杂散光强度或杂散光分布情形。与此同时，采用包含标靶242的准直光源模组240b 时，标靶242包含可以同时作为光学畸变测试标靶的图形，依照预定的安装视场角度即可计算光学畸变量。
57.图3显示本发明一实施例用以检测图像模组的光学检测系统的示意图。图3的实施例类似于图2的实施例，因此相同的元件使用相同符号，且省略其相关说明。于图 3实施例中，待测光学装置290为一图像模组292，光学检测系统200b其适合对图像模组292进行检测。图像传输模组230包含一图像传输及控制器233。图像模组292 依据来自该些准直光源模组240的光线，而取得测试图像im，再将测试图像im传输至计算机260。最后，再利用计算机260及软件演算(未图示)测得图像模组292的杂散光与光学畸变的光学性质。
58.一实施例中，在待测光学装置290为图像模组292的情况，料盘210下方设有图像传输模组230，其图像传输及控制器233，能连接图像模组292，并分别启动和控制料盘210上的图像模组292。
59.于本实施例中，可在符合iso9358的规范下，用以检测待测图像模组292的杂散光扩散函数(gsf)。一实施例中，具有多个准直光源模组240时，可以各别控制该些准直光源模组240光源强度，用以同时检测待测图像模组292的多个不同视角与方位的杂散光强度或杂散光分布情形。与此同时，采用包含标靶242的准直光源模组 240b时，标靶242包含可以同时作为光学畸变测试标靶的图形，依照预定的安装视场角度可计算光学畸变量，使光学检测系统得以兼具杂散光与光学畸变检测的功能。
60.图4a为本发明一实施例的准直光源模组的示意图。如图4a所示，准直光源模组
240a包含一壳体249；以及设于壳体249内的一光源241及一准直镜片组243。光源241用以产生一光线。来自光源241的光线被准直镜片组243准直后形成准平行的光线，而后可被图像感测器231或图像模组292获取。较佳地，还可以包含设于壳体 249内的一光圈245。一实施例中，光圈245设于光源241及准直镜片组243之间，而且光圈245置于准直镜片组243的焦点处，光圈245包含可调整的光圈孔径 (aperture)用于改变准直光源模组240a的发光视角，便于调整视角，以搭配待测镜头或图像模组的多种杂散光检测需求条件。同时可以便于搭配不同待测镜头或图像模组的光学畸变检测需求。
61.图4b为本发明另一实施例的准直光源模组的示意图。请参考图4b，准直光源模组240b包含一壳体249；以及设于壳体249内的一光源241、一标靶242及一准直镜片组243。本实施例中，准直镜片组243可以置于光源241及标靶242之间。光源241 用以产生一光线。标靶242设有一检测图面(未图示)。来自光源241的光线被准直镜片组243准直后形成准平行的光线，此平行的光线穿过标靶242，并依据检测图面形成平行的图案化的光型i3后可被图像感测器231或图像模组292获取。较佳地，还可以包含设于壳体249内的一光圈245。光圈245设于光源241及准直镜片组243 之间。一实施例中，标靶242也可以置于光源241及准直镜片组243之间。
62.一实施例中，准直光源模组240a或准直光源模组240b可以为一望远镜准直光源模组。一实施例中，准直镜片组243为可更换式的镜组，用于改变准直光源模组240a 或准直光源模组240b的发光视角，便于调整搭配待测镜头291或图像模组292的多种杂散光检测需求条件。同时可以便于搭配不同待测镜头291或图像模组292的光学畸变检测需求。一实施例中，光学检测系统可以同时包含至少一准直光源模组240a 及至少一准直光源模组240b，借以达到不同测试的需求。
63.一实施例中，准直镜片组243为可调控式的镜组，用于改变望远镜准直光源模组的发光视角或光程，便于调整搭配待测镜头291或图像模组292的多种杂散光检测需求条件。同时可以便于搭配不同待测镜头291或图像模组292的光学畸变检测需求。
64.一实施例中，能够达到同时检测待测光学装置290的多个轴向以及多个入射角的杂散光的结果，针对同一个待测光学装置290的量测不需转动视场角或待测物载台，缩短量测的时间。此外，由于准直光源模组240可以设置于入射视角设置结构250 的大角度位置，例如为100至180度的角度，较佳地例如100至150度的角度，因此也可达成大角度视场的光学畸变的量测。
65.图5a为本发明一实施例的准直光源模组一部分的立体图。图5b为图5a实施例的准直光源模组的入射视角设置结构的顶面的示意图。入射视角设置结构250可以包含至少一弧面轨道251，弧面轨道251形成有贯穿上下表面的圆弧沟槽。该些准直光源模组240设于该些弧面轨道251，且能够沿着该些弧面轨道251的圆弧沟槽移动，而被置于该些弧面轨道250的不同位置，借以获取不同视角的测试图像im。于一实施例中，位移机构220为一xy平移台位移机构，能够在x方向及y方向的平面上进行位移。料盘210可承载一颗(含)以上的待测光学装置290，料盘210放置于xy 平移台位移机构，可进行同一类型的待测光学装置290的批量检测。
66.一实施例中，弧面轨道251的圆弧沟槽为一连续的沟槽，便于调整准直光源模组 240在连续的圆弧沟槽的位置，以搭配待测光学装置290的多种杂散光检测需求入射视角。
此外，一实施例中，光学检测系统采用准直光源模组240b，并且使其标靶242 具有作为光学畸变测试标靶的图形，便于调整搭配于大角度视场的光学畸变检测需求。此外，于图5b实施例中，由于贯穿弧面轨道251的上下表面，准直光源模组240 的光轴是与连续可调的圆弧沟槽垂直正交，也即该光轴平行于圆弧沟槽的面的法线。
67.图6a为本发明一实施例的准直光源模组一部分的立体图。图6b为图6a实施例的准直光源模组的入射视角设置结构的侧面的示意图。图6a的实施例类似于图5a 的实施例，因此相同的元件使用相同符号，且省略其相关说明。入射视角设置结构 250可以包含至少一弧面轨道251，弧面轨道251形成有贯穿左右侧表面的圆弧沟槽。该些准直光源模组240设于该些弧面轨道251，且能够沿着该些弧面轨道251的圆弧沟槽移动。此外，于图6b实施例中，由于贯穿弧面轨道251的左右侧表面，准直光源模组240的光轴是垂直于连续可调的圆弧沟槽，也即该光轴垂直于圆弧沟槽的面的法线。
68.图6c为本发明一实施例的准直光源模组一部分的立体图。图6c的实施例类似于图6a的实施例，因此相同的元件使用相同符号，且省略其相关说明。于一实施例中，位移机构220为一旋转盘位移机构，能够在顺时针方向或逆时针方向进行旋转。料盘210可承载一颗(含)以上的待测光学装置290，料盘210放置于旋转盘位移机构，可进行同一类型的待测光学装置290的批量检测。
69.一实施例中，弧面轨道251的圆弧沟槽为一连续的沟槽，使得准直光源模组240 具有连续可调整的安装位置，可调整准直光源模组240与待测光学装置290的距离，借以使准直光源模组240的出光光束能充分涵盖待测光学装置290的通光孔径(clearaperture)，以满足多种不同杂散光检测需求条件。
70.一实施例中，位移机构220可用于移载第一待测光学装置290及第二待测光学装置290，使第一待测光学装置290可移载至杂散光与光学畸变检测需求位置，与此同时，可选择性地将第二待测光学装置290移动至其他检测区域(例如不同波长的杂散光与光学畸变检测、或杂散光与光学畸变以外的其他测项区域)，达成一次多种杂散光测试的批量检测需求。
71.准直光源模组240b的光线穿透标靶242，标靶242上刻有所需分析的图案，随后光线再经由待测光学装置290投影至图像感测器231或图像模组292。图像感测器 231或图像模组292则取得包含标靶242的图案的图像，并利用电脑及软件演算(未图示)得知该图像品质。一实施例中，准直光源模组240b可安装有多组，以便同时测得不同视角(field of view，fov)的图像品质，且准直光源模组240b视需求也可以沿弧面轨道251的弧面移动即可测得另一不同视角的图像品质，此架构的优点为对广角镜头而言限制较少。
72.一实施例中，准直光源模组240b的标靶242具有圆点状的图形(chart)，使之产生点扩散函数(psf)，可用于计算待测光学装置290的空间频率响应函数(sfr)，达成同时兼具杂散光、光学畸变检测与空间频率检测的批量复合检测需求。一实施例中，准直光源模组240b的标靶242具有线形或十字形的图形(chart)，使之产生线扩散函数(lsf)，可用于计算待测光学装置290的空间频率响应函数(sfr)，达成同时兼具杂散光、光学畸变检测与空间频率检测的批量复合检测需求。一实施例中，准直光源模组240b的标靶242具有明暗边缘图形(chart)，使之产生边缘扩散函数(esf)，可用于计算待测光学装置290的空间频率响应函数(sfr)，达成同时兼具杂散光、光学畸变检测与空间频率检测的批量复合检测需求。
73.一实施例中，光学检测系统200a或200b具有多个准直光源模组240，其中一个准直光源模组240的光轴与待测光学装置290的光轴共轴(如图2所示，分别位于中间的准直光源模组240与镜头291为光轴共轴的状态)，其他至少一个准直光源模组 240可依照杂散光与光学畸变检测需求的入射角安装于指定方位与视场角度，使多个准直光源模组240同时点亮或开启，可用于计算待测光学装置290的光学畸变，达成同时兼具杂散光检测与光学畸变检测的批量复合检测需求。
74.一实施例中，光学检测系统200a或200b具有多个准直光源模组240b，使其能够同时检测一待测光学装置290(可以为一镜头291或一图像模组292)的多个轴向多个入射角的杂散光，与此同时，准直光源模组240b的标靶242也同时包含作为光学畸变测试标靶的图形，依照预设的安装视场角度，即可计算光学畸变，使光学检测系统200a或200b得以兼具杂散光与光学畸变检测的功能。并且，能搭配料盘210进行同类型一待测光学装置290的批量检测。
75.一实施例中，光学检测系统200a或200b还可以具有一协同控制设备(包括但不限于pc/plc及其他可编程逻辑控制器等等)，可并行处理及控制多组准直光源模组240的亮度及图像感测器231或图像模组292的曝光时间，产生符合一次量测多个入射视角的杂散光与光学畸变检测需求下的亮度变化组合。
76.依据已知技术因量测过程中，轴件与旋转件各别切换皆须重复作动，耗费量测时间，难以满足现行市场上快速量测的需求。且待测光学装置290单次架设时仅能装载单个待测光学装置290，不易快速切换，难以满足现行市场上量产时大批量检测的需求。然而，依据本发明一实施例，光学检测系统200a或200b可以达成一个批次依序地对料盘210上的多个镜头291进行杂散光或/及光学畸变批量检测的有利效果。