随着照相手机感应器sensor像素越来越多、尺寸越做越小，手机镜头的品质也须相对提升，品管代表供应商出厂前所做的检验，也是买家收货的验证。铭泰光电基于多年光学镜片研制与检测基础，积极思考如何将镜头检测技术推广至产学界：

1. 研发检测机台：基于仪器研发本质，在去年推出多部检测机台，如“手机镜头 MTF 量测仪/检测仪”等中价位检测仪器，为产学界服务。
2. 提供检测服务：对于无检测设备的学术界或业界，提供符合 ISO 9001 及 ISO 17025 的高品质检测服务。 

下面是关于相机镜头检测的一些技术要点：

一般相机镜头检测的项目包括有效焦长、MTF/through focus、畸变 (distortion)、色差、场曲 (field curvature) 及穿透率等 6 个项目，而一颗小小的手机镜头还需再检测后焦距、F 数 (F number)、主光线角 (chief ray angle) 及相对照度等 4 个项目。以下针对这 4 个检测项目的检测方式做简要介绍，供养各位。

镜头后焦距

镜头后焦距在光学上的定义为光学镜头最后一个光学面到焦点的距离 (如图一所示)，以手机镜头而言，镜头后焦距根据不同镜头可由 0.5 公分到 3.5 公分不等，镜头后焦距误差会造成影像全部模糊，影响整个成像品质。当然可以靠组装时调整镜头模组与感测器模组的间距以取得好的影像，然而这将极大影响生产效率，对于每个 月产量达百万颗手机镜头的厂商而言，组装调整所耗费的人力必须达到最小，避免提高成本，因此提高镜头后焦距规格的良率才是提高产量的有效途径。

图一、镜头后焦距定义。 

在实验室中手机镜头后焦距的量测设备需准直仪、待测镜头载台、共焦显微镜以及具光学尺的移动平台。量测方式是先将手机镜头放置在待测镜头载台上，以准 直仪提供平行光束，光束经过手机镜头之后，在共焦显微镜上取得一清晰影像，记录此影像在光学尺上的座标。接着关闭准直仪光源，改用共焦显微镜投光，将光源投射到手机镜头的最后一个光学面上，记录此时共焦显微镜在光学尺上的座标，将两个座标相减，即可得出手机镜头后焦距。

图二、镜头 F 数定义。

镜头 F 数

镜头 F参数在光学上的定义为光学镜头有效焦长与入瞳的比例 (如图二所示)，以手机镜头而言，镜头 F参数约在 2 到 2.8 之间， 镜头 F 参数与景深、影像锐利度、相对照度息息相关。在实验室中手机镜头 F  参数的量测设备需具有准直仪、待测镜头载台、共焦显微镜以及具光学尺的移动平台。量测方式上须先量测手机镜头的有效焦长以及入瞳大小，再将二者相除，即可得 出镜头 F 数。

镜头主光线角

要定义镜头主光线角，首先须定义主光线。主光线在光学上的定义为一个通过入瞳中心的离轴光线，而主光线与感测器法线方向的夹角即为镜头主光线角 (如图三所示)。以手机镜头而言，镜头主光线角在 25 度左右。早期的镜头使用底片作为感测器，光束直接打在感光颗粒上无任何遮档，现在手机所使用的 CMOS 感测器除了感光区域外，还包含电路，因此在亮度不足或偏暗的情况下，其影像感测效果就会不佳，解决的方式是在每一光电二极体前装置微透镜，以提高光学效 能，因此手机镜头的主光线角必须与感测器的主光线角匹配，否则会有白平衡色差问题。

图三、主光线角定义。

在实验室中手机镜头主光线角的量测设备需具有准直仪、旋转平台、待测镜头载台、显微镜以及具光学尺的移动平台。量测方式是准直仪提供平行光束，利用旋转平台对手机镜头投以离轴入射的光，经过手机镜头之后，显微镜上取得一清晰影像，移动显微物镜以确认及量测主光线角数值。

镜头相对照度

镜头相对照度在光学上的定义为在成像平面上视场角中心点与全视场角的照度比值。对于一个无渐晕 (vignetting) 的镜头，离轴像点的照度通常比轴上像点的照度低，而且对应此离轴像点的主光线角成余弦角四次方关系。若为有渐晕镜头，离轴像点的照度会更进一步降低。以手 机镜头而言，镜头相对照度会要求在 0.7 视场角需高于 70%，否则边缘会有明显暗角产生 (如图四所示)。

图四、因相对照度造成的照片暗角。

在实验室中镜头相对照度的量测设备需具有积分球、待测镜头载台、显微镜以及具光学尺的移动平台。量测方式是由积分球提供光源，经过手机镜头之后，利用移动之显微镜撷取其成像照度分布图，与中心最亮点做比较，即可得出相对照度。

专业的光学检测仪器，如镜头MTF检测仪虽然可以比较准确地反映照相机镜头的质量，但对于大多数普通摄影爱好者来说，除了从资料上查看这些方法测出的镜头数据外，没有太多的实际价值。在很多时候，我们还得用一些简便易行的低成本的方法，来鉴定检验镜头的质量。

A 拍摄法

一般的摄影爱好者虽然不大可能使用专门的仪器，如镜头MTF检测仪进行镜头测试，但也可以效仿光学镜头实验室方法制作一些道具来鉴别镜头。

拍摄法检验镜头质量步骤1：大家可按照上图右侧的图案自制一块解像率板：找一张白纸，画一个72cm×48cm的方框，分别沿对角线和纵横中心线，画一组黑白均匀相间的格栅状图案，黑白间隔可画成每厘米内2对或3对黑白线。

拍摄法检验镜头质量步骤2：把自制解像率板贴在明亮处的墙上，将照相机架在三脚架上，使自制解像率板的图案充满整个取景范围，调好焦距后拍摄。如果使用传统照相机，最好用反转片。

拍摄法检验镜头质量步骤3：拍摄完成后，用放大镜观察底片，如能看清1厘米内3对黑白线，说明镜头的解像力大致在30线对/mm左右；若只能看清1厘米内的2对黑白线，则镜头只有20线对/m m左右的解像率；

如果方框线在底片上呈现桶状或枕状变形，说明镜头有畸变；若冲洗、曝光都正确无误，而白纸的影像带有一定色调，则很可能是镜头的色彩还原不良引起的。

拍摄法检验镜头质量总结：这些办法虽不能精确地反映镜头的成像质量，但完全可以大致地判定出镜头的优劣，而且简单易行，可操作性强。

B. 目测法

目测法检验镜头质量-畸变：对于单镜头反光照相机而言，从取景器内观察景物，当对好焦点后，景物的边缘线十分清晰(如上图)，那么说明镜头的分辨率高；如果看上去模模糊糊，甚至出现红或蓝色的轮廓线，那么，说明该镜头的色散严重，解像率差。

镜头的畸变越小越好。把照相机对着商店方正的橱窗观看，如横平竖直的线条经过成像后发生了弯曲，说明镜头有畸变。线条两头向内弯曲是桶形畸变(如上图)，线条两头向外弯曲是枕形畸变。一般情况下，广角镜都有一点桶形畸变，长焦镜头都有一点枕形畸变，标准镜头不应有较明显的畸变。

目测法检验镜头质量-清晰度：单反相机如果在取景器里观察到的景物总有些灰蒙蒙的感觉，而天气是晴朗的，既没烟也没雾，说明镜头杂光较大，质量不好(如上图)。如在取景器内看到的景物色彩鲜艳、透明度很好，即使在逆光的情况下，影像也很清晰，则说明镜头质量好(如下图)。

目测法检验镜头质量-色彩还原：镜头的色彩还原能力对拍摄影像逼真的照片十分重要。要检查色彩还原，先要把镜头从机身上卸下，去掉镜头盖，把光圈开到最大，拿一张白纸放到镜头后面，对着商店的日光灯，看看通过镜头后投射到白纸上的日光灯灯光是否还像原来那样洁白?是否有偏色?这个差别往往很小，要仔细观察才能发现。若差别较大，说明色彩还原差、质量次。

目测法检验镜头质量-镀膜：多层镀膜的镜头表面应有多种颜色(红、黄、蓝等)，若只有蓝莹莹的单色反光，那么镜头就不可能是多层镀膜的。对于不可拆卸的平视取景类照相机镜头，传统相机的话把快门速度放在“B”门上，把快门打开，光圈开到最大，仿效上面的方法即可看出镜头质量的优劣，数码相机之后通过实拍对比了。