随着照相手机及数码相机的普及，利用影像进行沟通已为现代人生活方式，2009 年全球照相手机出货量已达 8.6 亿支，占整体手机市场超过 7 成，照相手机画素由早期的 30 万，升级到目前高阶 1000 万画素照相手机，2009 年 6 月 Samsung 就已经推出 1200 百万画素照相手机，而 OmniVision 将像素尺寸缩小到 0.9 微米。照相手机传感器sensor规格越来越好，相对的对镜头品质要求也越来越高，早期照相手机镜头因成像品质超过传感器要求，基本上只要装上模组，即可出货；但是随着像素尺寸日趋变小，已渐渐超越一般手机镜头解析力极限，使得手机镜头品质也需配合提升，出厂前必须先检测，买家才愿意收货，手机镜头品质检验已成为取得国际大厂订单必经之路。
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：
- 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。
- 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。
