專利名稱：對(duì)準(zhǔn)排列相機(jī)鏡頭與傳感器方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排列相機(jī)鏡頭方法，特別是涉及一種通過分辨率數(shù)據(jù)來對(duì)準(zhǔn)排列鏡頭以及相機(jī)的傳感器的方法。
背景技術(shù)：
在組裝相機(jī)時(shí)，鏡頭的排列位置極為重要，以數(shù)字相機(jī)為例，鏡頭必須與相機(jī)的傳感器(如電荷耦合組件)對(duì)齊排列。倘若鏡頭并沒有與傳感器對(duì)齊排列的話，相機(jī)產(chǎn)生的圖形會(huì)無法對(duì)準(zhǔn)而且部分區(qū)域甚至?xí)Ы埂?br> 為了分析上述問題，現(xiàn)在已發(fā)展出許多對(duì)齊鏡頭與傳感器的方法，如關(guān)國(guó)專利公告第6,117,193號(hào)的“Optical Sensor Array Mounting andAlignment”，Glenn已披露了相關(guān)的對(duì)準(zhǔn)排列方式，請(qǐng)一并予以參考。
請(qǐng)參閱圖1，圖1是已知相機(jī)鏡頭對(duì)準(zhǔn)時(shí)的透視圖。一平面圖片10是一測(cè)試影像以用來對(duì)準(zhǔn)排列一鏡頭14與相機(jī)的傳感器20。傳感器20貼合于一電路板18，而一鏡頭支架16則用來將鏡頭14相對(duì)固定于傳感器20之上。平面圖片10上的圖案12則用來協(xié)助鏡頭14的對(duì)準(zhǔn)。將鏡頭14置于鏡頭支架16后，相機(jī)50對(duì)平面圖片10所拍攝的相片則可用來將鏡頭14對(duì)準(zhǔn)于傳感器20。該照片中圖案12上各個(gè)不同點(diǎn)的位置可與圖案12的各點(diǎn)預(yù)定位置作比較，通過比較圖案12的實(shí)際位置與預(yù)定位置，并分析對(duì)焦的相關(guān)數(shù)據(jù)后，就可以找出如何對(duì)準(zhǔn)鏡頭14的x、y、z方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一對(duì)準(zhǔn)相機(jī)的鏡頭與傳感器的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種對(duì)準(zhǔn)排列一相機(jī)的鏡頭與該相機(jī)的傳感器的方法，該方法具有下列步驟距離該相機(jī)的鏡頭一預(yù)定距離放置一測(cè)試物；用該相機(jī)拍攝該測(cè)試物以產(chǎn)生影像數(shù)據(jù)；由該相機(jī)輸出所述影像數(shù)據(jù)至一校正裝置；分割所述影像數(shù)據(jù)為多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域；計(jì)算至少二個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域的分辨率數(shù)據(jù)；依據(jù)所述分辨率數(shù)據(jù)計(jì)算該鏡頭的位置參數(shù)；以及依據(jù)所述位置參數(shù)對(duì)準(zhǔn)校正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用一分辨率數(shù)據(jù)來計(jì)算該鏡頭的位置參數(shù)，該分辨率數(shù)據(jù)提供精確的參考數(shù)據(jù)來調(diào)整鏡頭與相機(jī)的傳感器的對(duì)準(zhǔn)，而實(shí)現(xiàn)更佳的對(duì)準(zhǔn)效果。


圖1是已知相機(jī)鏡頭對(duì)準(zhǔn)時(shí)的透視圖。
圖2是本發(fā)明的較佳實(shí)施例的鏡頭對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖。
圖3是本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)方法所用的分辨圖形的顯示圖。
圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施例中，用來對(duì)準(zhǔn)鏡頭與相機(jī)的傳感器的立體物的側(cè)視圖。
圖5是本發(fā)明用來對(duì)準(zhǔn)鏡頭和傳感器的立體物的透視圖。
圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施例中，用來對(duì)準(zhǔn)鏡頭與相機(jī)的傳感器的第一分辨率圖形以及第二分辨率圖形的示意圖。
附圖符號(hào)說明10平面圖片12圖案14、51鏡頭16、52鏡頭支架18、54電路板 20、56傳感器50相機(jī)58電線60校正裝置62分辨率圖片70立體物 62A-62F區(qū)域80、82分析圖形71、72、73面具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2以及圖3，圖2是本發(fā)明的較佳實(shí)施例的鏡頭對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖。圖3是本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)方法所用的分辨率圖形62的顯示圖。圖2顯示了一相機(jī)50的內(nèi)部構(gòu)造，相機(jī)50包含一電路板54，如一印刷電路板(printedcircuit board，PCB)，其用來放置相機(jī)50所需的電路。一傳感器56設(shè)置于電路板54用來接收由鏡頭51產(chǎn)生的影像并轉(zhuǎn)換該影像為影像數(shù)據(jù)，舉例來說，如果相機(jī)50為一數(shù)字相機(jī)，傳感器56可以是一電荷耦合組件(charge-coupled device，CCD)。一鏡頭支架52用來支撐固定鏡頭51以相對(duì)于傳感器56將鏡頭51置于定位，鏡頭支架52可直接貼合于電路板54。為了能適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)鏡頭51于傳感器56，鏡頭51的位置可以在鏡頭51置于鏡頭支架52時(shí)稍微作些調(diào)整。
在對(duì)準(zhǔn)的過程中，一分辨率圖片(resolution chart)62的照片會(huì)被拍攝，而分辨率圖片62是置于距離相機(jī)50的鏡頭51有d1遠(yuǎn)的地方。當(dāng)分辨率圖片62的照片被拍攝時(shí)，傳感器56會(huì)產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)并通過一連接于電路板54的電線(wire)58傳送至一校正裝置60。二維的分辨率圖片62被分割為多個(gè)區(qū)域62A-62F，且每個(gè)對(duì)應(yīng)于區(qū)域62A-62F的分辨率數(shù)據(jù)則可以從由相機(jī)50所拍攝的分辨率圖片62的照片來產(chǎn)生。這些分辨率數(shù)據(jù)可以由調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)(Modulation Transfer Function，MTF)計(jì)算得出或是以符合電視機(jī)分辨率(TV Resolution)格式的表示法計(jì)算得出，這兩種方式都已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
通過拍攝分辨率圖片62的照片，校正裝置60可以產(chǎn)生分辨率數(shù)據(jù)，用來分析鏡頭51的對(duì)齊排列位置。一但知道鏡頭51相對(duì)于傳感器56的排列位置，鏡頭51的位置就可以由技術(shù)人員或校正裝置60依據(jù)分辨率數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果不斷地調(diào)整，直到鏡頭51相對(duì)于傳感器56的對(duì)齊排列位置正確為止。
校正裝置60可以由對(duì)應(yīng)到每個(gè)區(qū)域62A-62F的分辨率數(shù)據(jù)來計(jì)算包含在x、y以及z方向的線性位置，以及旋轉(zhuǎn)量Фx、Фy以及Фz。舉例來說，若區(qū)域62A、62D的對(duì)應(yīng)分辨率數(shù)據(jù)的分辨率高于區(qū)域62C、62F的分辨率時(shí)，鏡頭51可以以Фy方向稍微轉(zhuǎn)動(dòng)。校正裝置60會(huì)檢測(cè)該轉(zhuǎn)動(dòng)并修正之。
請(qǐng)參閱圖4以及圖5，圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施例中，用來對(duì)準(zhǔn)鏡頭51與相機(jī)50的傳感器56的立體物70的側(cè)視圖。圖5是立體物70的透視圖。立體物70用來取代圖2中的分辨率圖形62，以用來對(duì)準(zhǔn)鏡頭51和傳感器56。立體物70有三個(gè)分別距離鏡頭51不同長(zhǎng)度的面71、72、73，用來提供不同的分辨率數(shù)據(jù)。如圖4所示，面72距相機(jī)50的鏡頭51有d2長(zhǎng)度，面71距面72有da長(zhǎng)度，面73距面72有db長(zhǎng)度。所以面71、72、73會(huì)產(chǎn)生不同的分辨率數(shù)據(jù)。
請(qǐng)參閱圖6，圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施例中，用來對(duì)準(zhǔn)鏡頭51與相機(jī)50的傳感器56的第一分辨率圖形80以及第二分辨率圖形82的示意圖。第一分辨率圖形80以及第二分辨率圖形82如同圖1以及圖2所示的分辨率圖片62。第一分辨率圖形80距相機(jī)50的鏡頭51有d3長(zhǎng)度，而第二分辨率圖形82距相機(jī)50的鏡頭51有d4長(zhǎng)度。第二分辨率圖形82與第一分辨率圖形80的圖形內(nèi)容一樣，但是圖形大小是與距離鏡頭51的長(zhǎng)度呈對(duì)應(yīng)比例的放大。舉例來說，若d4為d3的兩倍大時(shí)，第二分辨率圖形82的圖形大小就會(huì)為第一分辨率圖形80的兩倍大。
從本發(fā)明的第三實(shí)施例可見，相機(jī)50在拍攝第一分辨率圖形80的相片后，會(huì)先移除第一分辨率圖形80，之后再拍攝第二分辨率圖形82。而后，兩照片的影像數(shù)據(jù)會(huì)送至校正裝置60，并由校正裝置60依據(jù)該影像數(shù)據(jù)算出分辨率數(shù)據(jù)，而本實(shí)施例如同該較佳實(shí)施例，第一分辨率圖形80和第二分辨率圖形82也可以分別分為多個(gè)區(qū)域。相較于只使用單一平面分辨率圖形的方法來看，多個(gè)分辨率圖形能得出更多的分辨率數(shù)據(jù)，連帶使得對(duì)準(zhǔn)排列的校正更為精準(zhǔn)。
相較于已知技術(shù)，本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)排列鏡頭以及相機(jī)的傳感器的方法是通過分析得出的分辨率數(shù)據(jù)來計(jì)算鏡頭的位置校正參數(shù)，這樣的分辨率數(shù)據(jù)能提供更精確的參考數(shù)據(jù)來調(diào)整鏡頭相對(duì)于傳感器的位置，也就使校正的準(zhǔn)確度更好。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)準(zhǔn)排列一相機(jī)的鏡頭與該相機(jī)的傳感器的方法，該方法包含下列步驟距離該相機(jī)的鏡頭一預(yù)定距離放置一測(cè)試物；用該相機(jī)拍攝該測(cè)試物以產(chǎn)生影像數(shù)據(jù)；由該相機(jī)輸出該影像數(shù)據(jù)至一校正裝置；分割該影像數(shù)據(jù)為多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域；計(jì)算至少二個(gè)的數(shù)據(jù)區(qū)域的分辨率數(shù)據(jù)；依據(jù)該分辨率數(shù)據(jù)計(jì)算該鏡頭的位置參數(shù)；以及依據(jù)該位置參數(shù)對(duì)準(zhǔn)校正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該位置參數(shù)包含平移參數(shù)以及轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該平移參數(shù)是指朝x、y以及z方向的線性平移量，該轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)是指Φx、Φy以及Φz(mì)的轉(zhuǎn)動(dòng)量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在對(duì)準(zhǔn)校正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置時(shí)，包含使用該校正裝置依據(jù)該位置參數(shù)去改正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該測(cè)試物是一分辨率圖形。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該測(cè)試物是一二維物體。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該測(cè)試物包含至少兩個(gè)分別距離該相機(jī)的鏡頭不同長(zhǎng)度遠(yuǎn)的面。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述面當(dāng)中的每一個(gè)面還包含一分辨率圖形，用來提供額外的分辨率數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該相機(jī)是一數(shù)字相機(jī)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該分辨率數(shù)據(jù)是以調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)計(jì)算求得。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該分辨率數(shù)據(jù)是以符合電視機(jī)分辨率的格式的表示法計(jì)算求得。
12.一種對(duì)準(zhǔn)排列一相機(jī)的鏡頭與該相機(jī)的傳感器的方法，該方法包含下列步驟距離該相機(jī)的鏡頭一第一預(yù)定距離放置一第一測(cè)試物；用該相機(jī)拍攝該第一測(cè)試物以產(chǎn)生第一影像數(shù)據(jù)；距離該相機(jī)的鏡頭一第二預(yù)定距離放置一第二測(cè)試物；用該相機(jī)拍攝該第二測(cè)試物以產(chǎn)生第二影像數(shù)據(jù)；由該相機(jī)輸出該第一影像數(shù)據(jù)以及該第二影像數(shù)據(jù)至一校正裝置；分割該第一影像數(shù)據(jù)為多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域，并且分割該第二影像數(shù)據(jù)為多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域；計(jì)算該第一影像數(shù)據(jù)中至少二個(gè)的數(shù)據(jù)區(qū)域的分辨率數(shù)據(jù)，并且計(jì)算該第二影像數(shù)據(jù)中至少二個(gè)的數(shù)據(jù)區(qū)域的分辨率數(shù)據(jù)；依據(jù)該分辨率數(shù)據(jù)計(jì)算該鏡頭的位置參數(shù)；以及依據(jù)該位置參數(shù)對(duì)準(zhǔn)校正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該第一測(cè)試物是與該第二測(cè)試物呈一特定比例放大，該特定比例是依據(jù)該第一測(cè)試物距離該相機(jī)的鏡頭的距離以及該第二測(cè)試物距離該相機(jī)的鏡頭的距離決定的。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該位置參數(shù)包含平移參數(shù)以及轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該平移參數(shù)是指朝x、y以及z方向的線性平移量，該轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)是指Φx、Φy以及Φz(mì)的轉(zhuǎn)動(dòng)量。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在對(duì)準(zhǔn)校正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置時(shí)，包含使用該校正裝置依據(jù)該位置參數(shù)去改正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該測(cè)試物是一分辨率圖形。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該相機(jī)是一數(shù)字相機(jī)。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該分辨率數(shù)據(jù)系以調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)計(jì)算求得。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該分辨率數(shù)據(jù)是以符合電視機(jī)分辨率的格式的表示法求得。
全文摘要
一種對(duì)準(zhǔn)排列一相機(jī)的鏡頭與該相機(jī)的傳感器的方法，該方法包含下列步驟距離該相機(jī)的鏡頭一預(yù)定距離放置一測(cè)試物；用該相機(jī)拍攝該測(cè)試物以產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)；由該相機(jī)輸出該影像數(shù)據(jù)至一校正裝置；分割該影像數(shù)據(jù)為多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域；由至少二個(gè)的數(shù)據(jù)區(qū)域計(jì)算一分辨率數(shù)據(jù)；依據(jù)該分辨率數(shù)據(jù)計(jì)算該鏡頭的位置參數(shù)；以及依據(jù)該位置參數(shù)對(duì)準(zhǔn)校正該鏡頭相對(duì)于該傳感器的位置。
文檔編號(hào)H04N1/00GK1573400SQ20041002871
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者盧志勇, 楊智博, 陳志清 申請(qǐng)人:明基電通股份有限公司