光学检测系统

技术领域

本发明关于一种光学检测系统，尤其关于一种能够对镜头进行多种功能光学检测及调整的光学检测系统。

背景技术

现在，镜头已大量地被应用于各种移动装置，例如手机、移动装置或数字相机等。在制造过程中会因工艺差异而改变镜头品质，因此，镜头在出厂前皆需经过检测，以确定制造完成的镜头符合原设计的规范。镜头检测装置举例而言，至少包含以下种类，有限距离的逆投影光学镜头检测、无穷远距离逆投影光学镜头检测、无穷远距离正投影光学镜头检测、及有限距离的正投影光学镜头检测。

现有的镜头检测装置，主要是以料盘载入多个待测镜头，并利用XY平移台移动料盘各穴或各待测镜头，再对该多个待测镜头作MTF等相关测试。然而，依据已知技术，仅能进行光学调制传递函数(modulation transfer function，MTF)测试，部分光学特性并无法在此架构完成且此架构主要以镜头成品测试为主。然而，有鉴于目前对镜头的品质要求越来越高，需要对镜头进行MTF检测之外的各种检测，因此传统的制式组装方式已无法满足生产良率。

发明内容

依据本发明一实施例，提出一种能够对镜头进行多种功能光学检测及/或调整的光学检测系统。一实施例中，该光学检测系统能够同时在不同测试工作模块，作不同测试，以及对镜头的镜片或镜群的MTF偏心进行调整及/或测试。

依据本发明一实施例，提出一种光学检测系统用以检测多个待测光学装置。该光学检测系统包含一第一载台及一第二载台、一位移机构、一第一工作模块及一第二工作模块。第一载台及第二载台用以载负该多个待测光学装置的一第一光学装置及第二光学装置。位移机构连接于该第一载台及该第二载台，用以使该第一载台及该第二载台产生位移。第一工作模块用以对该第一光学装置进行一第一检测功能。第二工作模块用以对该第二光学装置进行一第二检测功能，且该第二检测功能及该第一检测功能的检测项目相异。而且，该位移机构使该第一载台及该第二载台产生位移后的一工作状态下，该第一载台的位置对应于该第一工作模块的位置，且该第二载台的位置对应于该第二工作模块的位置。

一实施例中，该第一工作模块包含一入射视角设置结构、一光源、一标靶及至少一望远影像获取模块。光源用以产生一光线。标靶具有一测试图样，且设置成使该光线通过该标靶，并形成一光型。望远影像获取模块用以接收该光型，并依据该光型形成一测试影像，而且，该至少一望远影像获取模块设置于该入射视角设置结构，并以一入射角接收该光型。

一实施例中，该位移机构包含一旋转盘，且该旋转盘用以进行旋转，使该第一载台和该第二载台产生位移而旋转至不同旋转角度，并进入该工作状态。而且，该至少一望远影像获取模块的个数为多个，且该多个望远影像获取模块分别设于该入射视角设置结构的不同位置，并且能够在不同的入射角接收该光型。并且，该第一工作模块还包含一计算机，且该计算机依据该测试影像利用一软件演算进行计算，而求得该第一光学装置或该第二光学装置的光学性质。

一实施例中，该入射视角设置结构包含至少一弧形轨道。该至少一望远影像获取模块设于该至少一弧形轨道，借以能够沿着该至少一弧形轨道移动，而被置于该至少一弧形轨道的不同位置，借以获取不同视角的该测试影像。

一实施例中，该第一光学装置为一第一镜头，该第二光学装置为一第二镜头。而且，该第一工作模块还包含一夹爪、一移动平台、一点胶模块及一紫外线光源。夹爪用以夹持该第一镜头。移动平台连接于该夹爪，用以移动该夹爪。点胶模块适于对该第一镜头点胶，而将一胶体涂布于该第一镜头。紫外线光源适于产生一紫外光，用以使该胶体固化。

一实施例中，该光学检测系统适于执行以下步骤：利用该计算机，求得该第一光学装置的该光学性质，该光学性质包含一MTF信息；参考该MTF信息，并利用该移动平台移动该夹爪，借以调整该第一镜头的镜片或镜群，而优化该镜头的该镜片或该镜群的对心；当完成该第一镜头的该镜片或该镜群的对心动作，且确认该第一镜头的该MTF信息符合一预设规格时，利用该点胶模块对该第一镜头点胶；而且，当该点胶模块对该第一镜头点胶后，利用紫外线光源使该胶体固化。

一实施例中，该第二工作模块还包含一视觉相机，该视觉相机用于该第二镜头的孔径。其中，该计算机再利用已预先储存的从该第一工作模块取得的该第二镜头的焦距，计算该第二镜头的光圈，而且该光圈＝该焦距/该孔径。一实施例中，该视觉相机还构成为针对该第二镜头中的一镜片表面，进行对焦扫描并分析该镜片表面的脏污。一实施例中，该第二工作模块还包含一影像感应模块，该影像感应模块感应该第二镜头成像范围内的亮度分布并计算其相对照度，借以对该第二镜头周边光量进行检测。

一实施例中，该第二工作模块还包含一穿透率光源及一光谱仪。穿透率光源适于发出一穿透率检测用光线。光谱仪用以接收该穿透率检测用光线，并且求得该第二镜头的穿透率及穿透光谱分布，借以能够进行该第二镜头的穿透率检测。一实施例中，该第二工作模块还包含一条码扫描器，该条码扫描器扫描该第二镜头的一条码，而可以将该第一工作模块及第二工作模块的测试结果及条码，进行报告的整合输出。

依据本发明一实施例，提出一种光学检测系统，用以检测一光学装置，该光学装置为一镜头。光学检测系统包含一载台及一工作模块。工作模块包含一入射视角设置结构、一光源、一标靶、至少一望远影像获取模块、一计算机、一夹爪及一移动平台。载台用以载负该光学装置。工作模块用以对该光学装置进行一检测功能。光源用以产生一光线。标靶具有一测试图样，且设置成使该光线通过该标靶，并形成一光型。至少一望远影像获取模块用以接收该光型，并依据该光型形成一测试影像，而且，该至少一望远影像获取模块设置于该入射视角设置结构，并以一入射角接收该光型。该计算机依据该测试影像利用一软件演算进行计算，而求得该光学装置的包含一MTF信息的光学性质。夹爪用以夹持该镜头。移动平台连接于该夹爪，用以移动该夹爪。光学检测系统适于执行以下步骤：利用该计算机，求得该光学装置的该光学性质，该光学性质包含一MTF信息；参考该MTF信息，并利用该移动平台移动该夹爪，借以调整该镜头的镜片或镜群，而优化该镜头的该镜片或该镜群的对心。

一实施例中，该工作模块还包含一点胶模块及一紫外线光源。点胶模块适于对该镜头点胶，而将一胶体涂布于该镜头。紫外线光源适于产生一紫外光，用以使该胶体固化。而且，该光学检测系统还执行以下步骤：当完成该镜头的该镜片或该镜群的对心动作，且确认该镜头的该MTF信息符合一预设规格时，利用该点胶模块对该镜头点胶；而且当该点胶模块对该镜头点胶后，利用紫外线光源使该胶体固化。

依据本发明一实施例的光学检测系统，位移机构连接于至少一载台，用以使该至少一载台产生位移，借以使载台对应于工作模块。借此设计，使光学检测系统能够在时间上重叠的同时对不同的镜头进行不同功能的检测或调整。在位移机构使镜头产生位移的架构下，可以同时并行多个功能的检测，借以节省检测及/或调整时间。一实施例中，光学检测系统可以在测量到镜头的MTF信息不符合预期时，同时进行镜头的镜片或镜群的对心，借以达到预定的MTF规格。

附图说明

图1显示本发明一实施例的光学检测系统的主要架构的立体图。

图2显示本发明一实施例的光学检测系统的一部分的放大立体图。

图3显示本发明一实施例的光学检测系统的一工作模块的示意图。

图4显示本发明一实施例的光学检测系统的一部分的放大立体图。

图5显示本发明一实施例的光学检测系统的一部分的放大立体图。

附图标号：

200：光学检测系统

210：载台

220：位移机构

221：旋转盘

230：标靶模块

231：光源

232：标靶

240：望远影像获取模块

250：入射视角设置结构

251：弧形轨道

260：计算机

271：夹爪

272：XY精密移动平台

275：点胶模块

276：紫外线光源

281：视觉相机

282：影像感应模块

283：光纤光源

284：光谱仪

285：条码扫描器

941：镜头

具体实施方式

依据本发明一实施例，提出一种能够对镜头进行多种功能光学检测及/或调整的光学检测系统，其整合了MTF检测的工作模块及其他测试项目的工作模块，而可以适应镜头应用的多元化，对镜头进行MTF检测以外的各种的其他测试项目，或调整镜片组装。以下，将针对光学检测系统进行更详细地说明。

图1显示本发明一实施例的光学检测系统的主要架构的立体图。图2显示本发明一实施例的光学检测系统的一部分的放大立体图。如图1及图2所示，光学检测系统200适于检测一待测光学装置。一实施例中，待测光学装置可以为一镜头941，而光学检测系统200，用以检测镜头941多种参数及调整镜头941中镜片或镜群的MTF对心等。本实施例中，光学检测系统200包含至少一载台210、一位移机构220、一标靶模块230、至少一望远影像获取模块240及一入射视角设置结构250。较佳地，该至少一载台210包含多个载台210，且载台210用以载负待调整或待测试的镜头941。位移机构220连接于该多个载台210，用以使该多个载台210产生位移，使一载台210对应于一工作模块(或称为工作站)。借此设计，使光学检测系统200能够在时间上重叠地同时对不同的镜头941进行不同功能的检测或调整。该多个工作模块可以为例如进行MTF偏心调整与测试、光圈(F number)检测、穿透率检测、脏污测试、镜头条码扫描等功能的工作模块，上述多项功能在位移机构220使镜头941产生位移的架构下，可以同时并行借以节省检测或调整时间。

本实施例中，位移机构220为转盘式架构，且包含有旋转盘221，旋转盘221可以进行旋转，使该多个载台210在不同旋转角度，并且分别对应不同的工作模块，而使该多个工作模块可以同时并行，借以节省检测或调整该多个镜头941的时间。

图3显示本发明一实施例的光学检测系统的一工作模块的示意图。如图3所示，光学检测系统200可以还包含一计算机260。入射视角设置结构250可以为一弧形架构。入射视角设置结构250可以包含至少一弧形轨道251，弧形轨道251形成有其贯穿上下表面的圆弧沟槽。该至少一望远影像获取模块240设于该至少一弧形轨道251，且能够沿着该至少一弧形轨道251的圆弧沟槽移动，而被置于该至少一弧形轨道251的不同位置，借以获取不同视角的测试影像Im。一实施例中，弧形轨道251的圆弧沟槽为一连续的沟槽，便于调整望远影像获取模块240在连续的圆弧沟槽的位置，以使望远影像获取模块240适应镜头941的多种检测需求的入射视角。

载台210承载并固定例如为镜头941的待测光学装置。本发明不限定待测光学装置的种类，待测光学装置可以为一镜头、一相机或摄影机等光学装置。本实施例中包含多个望远影像获取模块240，该多个望远影像获取模块240设于入射视角设置结构250的不同位置，并且能够在不同的入射角接收一光线或光型。一实施例中，标靶模块230可以包含有一标靶232及一光源231。光源231用以产生一光线。标靶232设有一测试图样(未图示)。来自光源231的光线穿过标靶232，并根据测试图样形成图案化的光型I后，通过镜头941，再照射至望远影像获取模块240，而可被望远影像获取模块240获取。一实施例中，光学检测系统200为一无限-有限距或有限-有限距共轭系统，。望远影像获取模块240的望远镜头(未图示)提供一无穷远物距，望远影像获取模块240的影像感测器(未图示)取得包含标靶232的测试图样的测试影像Im，并且传输至计算机260。计算机260依据该测试影像Im利用一软件演算进行计算，而求得镜头941的光学性质。光源231的光线穿透刻有分析图样的标靶232，经由待测镜头941投影至望远影像获取模块240的望远镜头及影像感测器，其中望远镜头提供一无穷距或有限物距，影像感测器将它所获取的具有标靶图样的测试影像Im，传输至计算机260，再由软件演算得知该影像MTF等品质。

在一实施例中，位移机构220包含一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。该多个载台210可分别承载一镜头941，该多个载台210连接于位移机构220的XY平移台位移机构，可进行同一类型的镜头941的批量检测。

图4显示本发明一实施例的光学检测系统的一部分的放大立体图。如图4所示，光学检测系统200还包含一夹爪271、一XY精密移动平台272、一点胶模块275及一紫外线光源(UV光源)276。图4显示了进行镜头941的镜片或镜群的MTF调心操作，并且利用点胶模块275对镜头941点胶，再利用紫外线光源276来固化密封胶的工作模块的部分。XY精密移动平台272连接于夹爪271并且用以移动夹爪271。

在图4架构下，XY精密移动平台272及夹爪271构成为如下，当要进行镜头941的镜片或镜群的调心时，夹爪271会自动地或被控制地移至标靶232与镜头941之间，并下压夹持镜头941的镜片或镜群，利用XY精密移动平台272移动夹爪271并参考即时的MTF信息，进行镜头941的镜片或镜群的MTF对心的优化，当完成上述对心动作后若符合预定的MTF规格，则利用点胶模块275的胶针对镜头941进行点胶，再利用紫外线光源276进行UV固化等动作，以固定镜头941中镜片间的相对关系。依据前述习知技术，无法调整镜头941的镜片或镜群偏心，仅能够进行镜头成品测试，相对于此，本实施例的光学检测系统200的有利点在于，除了进行对镜头941进行MTF检测之外，还能够进行镜头941的镜片或镜群的对心动作。在此，所谓的对心或调心，是指利用夹爪夹持镜头941的镜片或镜群，借以移动镜头941的镜片或镜群，使镜头941的光学性质达到一预定标准，而所谓的MTF对心或MTF调心是指使镜头941的MTF达到一预定的MTF规格。

一实施例中，镜片或镜群MTF调心的模块与MTF测试模块，可单独存在，且不需搭配其他测试站别。一实施例中，镜片或镜群MTF调心的模块，可以只需有MTF检测功能，不一定要具有调心功能，并且只作成品测试应用即可。一实施例中，不限于图1实施例中镜头941的前端朝下，若镜头941的前端朝上时，则可以于光学检测系统200中增加镜子元件，而使图1实施例相关测试架构作为镜像反置设计。

由于光学光路为可逆，因此本发明亦不限于图1实施例中MTF测试采逆投影(标靶在像面端、感应器在物面端)，一实施例中，也为正投影架构(标靶在物面端、感应器在像面端)。除此之外，一实施例中，在光学检测系统200中，物面端也可以采用面型光源搭配标靶。一实施例中，光学检测系统200中也可以再增加或搭配增距镜，用以增加物距等。

图5显示本发明一实施例的光学检测系统的一部分的放大立体图。如图5所示，一实施例中，光学检测系统200(或其另一工作模块)可以还包含一视觉相机281。利用视觉相机281取得待测镜头941的孔径，再利用MTF测试站已取得的焦距即可计算待测镜头941的光圈。

光圈＝焦距/孔径

一实施例中，视觉相机281能够进行脏污检测，而视觉相机281所处的位置，可以作为进行脏污检测的工作模块的位置。视觉相机281能够进行可连续变化物距对焦，并且视觉相机281与光圈测试可共用，针对待测镜头941中每一镜片表面，进行对焦扫描并分析每一镜片表面的脏污。

如图5所示，一实施例中，光学检测系统200(或其另一工作模块)可以还包含一影像感应模块282，影像感应模块282包含一影像感应器及一均匀光源。影像感应模块282的均匀光源用以发出光线，而影像感应模块282的影像感应器感应该待测镜头941成像范围内的亮度分布并计算其相对照度。此时，影像感应模块282能够对镜头941周边光量进行检测，而影像感应模块282所处位置为镜头周边光量检测的工作模块的位置。

如图5所示，一实施例中，光学检测系统200(或其另一工作模块)可以还包含一光纤光源283及一光谱仪284。光学检测系统200利用光纤光源283及光谱仪284取得待测镜头941的穿透率及穿透光谱分布。光纤光源283及光谱仪284能够进行镜头穿透率检测，故光纤光源283及光谱仪284所处位置为镜头穿透率检测的工作模块的位置。

如图5所示，一实施例中，光学检测系统200(或其另一工作模块)可以还包含条码扫描器285。光学检测系统200利用条码扫描器285扫描该待测镜头941的条码，而可以将所有工作模块的测试结果与条码，进行报告的整合输出，以供查存追踪。条码扫描器285用以进行镜头条码扫描，故条码扫描器285所处位置为镜头条码扫描的工作模块的位置。

依据本发明一实施例，将入射视角设置结构250设于载台210的下侧面(第一侧)，而视觉相机281、标靶模块230、影像感应模块282、条码扫描器285分别设于载台210的上侧面(相对于该第一侧的载台210的第二侧)。一实施例中，光纤光源283及光谱仪284分别设于载台210的两相对侧，较佳地，光谱仪284设于载台210的下侧面(第一侧)，而光纤光源283设于载台210的上侧面(第二侧)。依据前述多个相对位置的设置，能够使各工作模块更平顺地操作。入射视角设置结构250的多个弧形轨道251的配置，包围出一个半球体，该半球体朝下突出，亦即上侧的剖面的圆面积大于下侧的剖面的圆面积。依据此设计，能够让其他工作模块的元件，设置在该半球体的顶面上，如此设计使镜头941更容易载置不需要倒置，也不需要特别地因应镜头941的倒置而设置其他夹持机构，在进行检测时较为方便。

本发明不限于前述功能的测试，除了MTF检测、光圈检测、脏污检测、周边光量检测、穿透率检测、条码扫描等之外，光学检测系统200亦可以增设能够进行目前现有或未来发展的其他功能的工作模块。

如上述，依据本发明一实施例的光学检测系统200，位移机构220连接于该多个载台210，用以使该多个载台210产生位移，借以使一载台210对应于一工作模块(或称为工作站)。借此设计，使光学检测系统200能够在时间上重叠地同时对不同的镜头941进行不同功能的检测或调整。该多个工作模块举例而言可以为例如进行MTF偏心调整与测试、光圈(Fnumber)检测、穿透率检测、脏污测试、镜头条码扫描等功能的工作模块，上述多项功能在位移机构220使镜头941产生位移的架构下，可以同时并行借以节省检测或调整时间。一实施例中，光学检测系统200可以在测量到镜头941的MTF信息不符合预期时，同时进行镜头941的镜片或镜群的对心，借以达到预定的MTF规格。