拍照手机镜头MTF的测量方法[1]

文章编号:100525630(2006)022*******

拍照手机镜头M T F 的测量方法

Ξ

朱建新,吴国诚

(信统光电科技(深圳)有限公司,广东深圳518031) 摘要:镜头调制传递函数(M T F )的测量有正投影和逆投影两种方法。拍照手机镜头由

于体积小、后焦短、所配感光器的像素越来越高,正投影法测量用的C M O S CCD 受其保护

玻璃厚度和自身像素的制约而有局限性;逆投影法颠倒镜头成像系统物和像的位置,克服

了手机镜头后焦、像素等的限制。实验结果证明逆投影法能快速测量拍照手机镜头的M T F ,

方便评定镜头的品质,有较大的实用价值。

关键词:M T F ;拍照手机镜头;逆投影法;后焦;线性CCD

中图分类号:TH 811 文献标识码:A

M ea sur i ng m ethod of m ob ile phone len sM TF

ZH U J ian 2x in ,W U Guo 2cheng

(Sysn ix Op to 2electron ic Science and T echno logy (Shenzhen )Co .,L td .,Shenzhen 518031,Ch ina )

Abstract :T here are obverse and adverse p ro jecti on tw o m ethods fo r m easu re m odu lati on tran sfer functi on (M T F )of len s .T he vo lum e of m ob ile p hone len s is very s m all ,the back focu s length of len s is very sho rt and reso lu ti on pow er of sen so r is m o re and m o re h igh .T he obverse p ro jecti on m ethod is li m ited becau se of p ro tective glass and p ixel of C M O S CCD .T he adverse p ro jecti on m easu ring m ethod reverse the po siti on of ob ject and i m age in the i m aging system of len s ,it overcom e back focu s length and reso lu ti on pow er li m itati on .T he exp eri m en tal resu lt indicates that adverse p ro jecti on m easu ring m ethod

can sp eedy m easu reM T F of m ob ile p hone len s

.It is conven ience to evaluate the quality of m ob ile p hone len s and has a good u tility value .

Key words :M T F ;m ob ile p hone len s ;adverse p ro jecti on ;back focal length (B FL );linear CCD 1　引　言

自第一台拍照手机在日本诞生至今在不到4年的时间里,照相手机发展迅速,尤其是2004年,多家日本、韩国公司推出200、300万像素的照相手机,国内的一线手机厂商也纷纷推出照相手机新品。技术创新推动了拍照手机的扩张,2004年全球拍照手机的销量占全部手机销量的44%,预计2006年百万像素以上的拍照手机将成为市场主流[1]。

照相手机的摄像头有光学镜头(len s )、C M O S CCD 感光元件(sen so r )、

软排线FPC 等部分组成。由于光学镜头起到调整焦距将图象清晰地在焦平面上成像的作用,因此镜头的影像品质直接影响拍摄的质

第28卷　第2期

2006年4月 光　学　仪　器O PT I CAL I N STRUM EN T S V o l .28,N o.2

A p ril,2006

Ξ收稿日期:2005207211

作者简介:朱建新(19622),男,浙江绍兴人,硕士,主要从事光学光电检测设备方面的研究。

量。一般来说,像素越高,图片的分辨力越高,照片的质量越好,对镜头的要求也越高。通常用镜头的调制传递函数M T F (m odu lati on tran sfer functi on )或亮暗比(con trast )综合客观地评价镜头的品质。拍照手机镜头和普通数码相机镜头相比有其特别之处:镜头体积受手机空间的制约,体积小,后焦短;解像力要求也越来越高。目前M T F 测量系统可选的1 2英寸C M O S 最高像素是320万,其玻璃保护层厚约1mm ,130万像素1 4英寸C M O S 其保护层厚约0.55mm ,相应CCD 的玻璃保护层更厚。因为测量系统用的感光元件的像素必须高于与被测镜头相配的感光元件的像素且每个像素的尺寸必须小于搭配镜头的感光元件的像素的尺寸,所以V GA 镜头的后焦如果小于0.55mm 、百万像素镜头的后焦小于1mm ,用正投影法来测镜头的M T F ,C M O S 接受感光信号是困难的;用正投影法测量M T

F 时,随着镜头解像力的要求进一步提高,找到合适的测量用C M O S 是不易的。逆投影法可以有效解决这些问题。

2　测量原理

测量镜头M T F 的逆投影法是相对于正投影而言,图1是正投影法的测量示意图、

图2是逆投影法的测量示意图

:

图1　正投影测量法 图2　逆投影测量法

镜头的M T F 可以用如下公式计算:

M =(A -B )

(A +B ) 其中A =I p -I d ,B =I v -I d 式中I p 是输出信号电流峰值的平均值,I v 是输出信号电流谷值的平均值,I d 是暗电流,参见图3

。

图3　CCD 输出信号波形图

M T F 可以叙述为:通过镜头使标准标板(chart )成像时,表示一定空间频率反差传递比率的大小。空间频率是在像面上每毫米内黑白相间的线对数,以每毫米若干线对表示(lp mm )。

通常,M T F 值随空间频・81・　光　学　仪　器第28卷