CN102368134B - 一种手机摄像模组自动调焦方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种手机摄像模组自动调焦方法、装置及系统，该方法包括以下步骤：a：初始化，设置观察框，并使摄像模组进入调焦工位，建立设备连接；b：计算观察框对应的调焦值；c：判断调焦电机正确的旋转方向；d：根据调焦电机正确的旋转方向，对摄像模组进行粗调焦及细调焦，以完成调焦。本发明可以对手机摄像模组进行自动调焦，且具有准确、可靠、效率高等优点。本发明采用图像信号处理技术，可以提高调焦效率，避免人工调焦时结果受到操作人员的主观意识影响，提高产品质量的稳定性，降低了操作人员的负担和企业的劳动力成本。
Description
技术领域
本发明涉及手机领域，尤其涉及一种手机摄像模组自动调焦方法、装置及系统。
背景技术
手机摄像模组是内置于手机的一套摄像组件，在安装至手机前需调节其中镜头的焦距，称为模组调焦，其过程是观察模组对一幅选定的标准图像的成像精度，调节模组的镜头焦距使其成像清晰。模组由镜头、镜座、晶元、柔性线路板、连接器组成，其中镜头外壁和镜座内壁制有螺纹，镜头旋入镜座后通过旋转可使其相对于镜座上下移动。调焦一般由机器或人工将镜头装配到镜座上，镜头前方放置标准测试图，通过一个简单夹具使微小的镜头可由手工旋转，操作者边旋转镜头边观察由模组形成的测试的数字图像，工人判断图像达到清晰时停止旋转镜头，完成调焦。
调查与测试结果表明，目前生产厂商都是依靠工人手动旋转镜头进行调焦。手动调焦时，如果人眼对图像的清晰度判断出现偏差，则直接导致摄像头模组成像质量降低，稍微严重一点就会影响消费者的使用。除此，由于通常产品数量大，操作人员长时间进行单一枯燥的观察，并需要长时间注意力高度集中，易产生视觉疲劳而出错；产品质量受到操作工人的主观意识影响，工人个人判断的差异导致尺度不统一，产品质量难以得到保证。实际测试显示，手工调焦一般有约5％的摄像模组未能调至合格成像状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手机摄像模组自动调焦方法，一实现对手机摄像模组进行自动调焦，且具有准确、可靠、效率高等优点。
本发明的另一目的在于提供一种手机摄像模组自动调焦装置及系统，以提高产品质量的稳定性，降低了操作人员的负担和企业的劳动力成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种手机摄像模组自动调焦方法，包括以下步骤：
a：初始化，设置观察框，并摄像头模组进入调焦工位，建立设备连接；
b：计算观察框对应的调焦值；
c：判断调焦电机正确的旋转方向；
d：根据调焦电机正确的旋转方向，对摄像模组进行粗调焦及细调焦，以完成调焦。
优选的，步骤a中，所述初始化包括：
a11：将标准测试图放置于镜头正上方；
a12：探针连接至摄像头测试板；
a13：摄像头测试板连接至控制电脑。
优选的，步骤a中，所述设置观察框，包括：
a21：设置中央观察框位置、大小、阈值cT；
a22：设置周边观察框个数；
a23：设置各周边观察框位置、大小、阈值sT。
其中，阈值cT与sT均由用户自己设置。
优选的，步骤b具体包括：
b1：获取观察框内的局部图像I，坐标(x，y)处的图像灰度值记为I(x，y)；
b2：计算梯度图像G，其中G(x，y)＝[I(x，y)-I(x+1，y)]2；
b3：找出图像G中最大的100个值，记为G(xk，yk)，其中k＝1，2，3，.，100；
b4：求FV，具体的计算公式为FV＝∑G(xk，yk)/∑I(xk，yk)，其中k＝1，2，3，..，100。
优选的于，步骤c具体包括：
c1：计算中央观察框的FV，记为FV0；
c2：控制电路控制调焦电机顺时针旋转某个较小角度，调焦电机通过皮带传动带动调焦头与镜头同步旋转，再次计算FV，记为FV1；
c3：如果FV1-FV0＞T1，则判断调焦电机正确的旋转方向是顺时针，否则为逆时针；
其中，阈值T1由用户自行设定。
优选的，步骤d中，所述粗调焦包括：
d11：调焦电机朝正确的旋转方向旋转20度；
d12：计算中央观察框的FV；
d13：如果FV＞cT，则完成粗调焦，否则返回步骤d11。
优选的，步骤d中，所述细调焦包括：
d21：将theta的初始值设置为5度；
d22：调焦电机朝正确的旋转方向旋转theta度；
d23：计算周边观察框的FV值，求FV的平均值记为FVA；
d24：判断是否所有周边观察框的FV值均大于sT，如果是则细调焦过程结束，否则继续步骤d25；
d25：根据abs(sT-FVA)的值确定theta，即如果abs(sT-FVA)＞＝20，则theta＝5；否则如果10＜＝abs(sT-FVA)＜20，则theta＝4；否则如果5＜＝abs(sT-FVA)＜10，则theta＝3；否则如果3＝＜abs(sT-FVA)＜5，则theta＝2；否则如果abs(sT-FVA)＜3，则theta＝1。
优选的，步骤d后还包括分离设备，摄像头模组移出调焦工位并返回步骤b开始下一个调焦过程。
一种手机摄像模组自动调焦装置，包括：手机摄像模组、调焦头、调焦电机、气缸、皮带、探针、摄像头测试板、控制电路及控制电脑，所述手机摄像模组通过自身的连接器依次连接探针、摄像头测试板、控制电脑，所述控制电脑与控制电路连接，所述控制电路与调焦电机、气缸连接，所述调焦电机通过皮带带动调焦头，所述调焦头可通过下压卡住手机摄像模组的镜头并带动镜头转动。
一种手机摄像模组自动调焦系统，包括上述的手机摄像模组自动调焦装置。
本发明实施例与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明可以对手机摄像模组进行自动调焦，且具有准确、可靠、效率高等优点。
2、本发明采用图像信号处理技术，可以提高调焦效率，避免人工调焦时结果受到操作人员的主观意识影响，提高产品质量的稳定性，降低了操作人员的负担和企业的劳动力成本。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图。
图2是手机摄像模组结构示意图。
图3是本发明方法的总体流程示意图。
图4是图3所示方法在步骤301初始化的流程示意图。
图5是图3所示方法在步骤302设置观察框的流程示意图。
图6是图3所示方法在步骤303连接设备的流程示意图。
图7是图3所示方法在步骤304计算观察框对应的调焦值的流程示意图。
图8是图3所示方法在步骤305判断调焦电机正确旋转方向的流程示意图。
图9是图3所示方法在步骤306粗调焦的流程示意图。
图10是图3所示方法在步骤307细调焦的流程示意图。
图11是图3所示方法在步骤308分离设备的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1所示，本发明手机摄像模组自动调焦系统，包括：手机摄像模组1、调焦头2、调焦电机3、气缸4、皮带5、探针6、摄像头测试板7、控制电路8、控制电脑9和标准测试图10，所述手机摄像模组1通过自身的连接器11依次连接探针6、摄像头测试板7、控制电脑8，所述控制电脑8与控制电路9连接，所述控制电路8与调焦电机3、气缸4连接，所述调焦电机3通过皮带5带动调焦头2，所述调焦头2可通过下压卡住手机摄像模组1的镜头并带动镜头转动，所述标准测试图10放在手机摄像模组1的正上方。
图2所示手机摄像模组1包括：镜头12、镜座13、晶元14、柔性线路板15、连接器11，其中镜头外壁和镜座内壁均有螺纹，螺纹齿合后镜头12可沿着镜座13上下移动。
本手机摄像模组自动调焦方法，如图3所示，具体包括：
步骤301：初始化；
步骤302：设置观察框；
步骤303：摄像头模组进入调焦工位，连接设备；
步骤304：计算观察框对应的调焦值；
步骤305：判断调焦电机正确的旋转方向；
步骤306：粗调焦；
步骤307：细调焦；
步骤308：分离设备，摄像头模组移出调焦工位；然后返回步骤103开始下一个调焦过程。
如图4所示，所述步骤301中，初始化包括：
步骤401：将标准测试图放置于镜头正上方；
步骤402：探针连接至摄像头测试板；
步骤403：摄像头测试板连接至控制电脑。
所述步骤401中，标准测试图可以为ISO12233测试图，也可以为用户指定的其它测试图。
所述步骤402中，摄像头测试板可以为度信科技公司开发的测试板，也可以为其它测试板。
如图5所示，所述步骤302中，设置观察框包括：
步骤501：设置中央观察框位置、大小、阈值cT；
步骤502：设置周边观察框个数；
步骤503：设置各周边观察框位置、大小、阈值sT。
上述阈值cT与sT均由用户自己设置，阈值越高表示对摄像头模组清晰程度要求越高，一般来说中央成像较周边更清晰，因此cT大于sT。
如图6所示，所述步骤303中，连接设备包括：
步骤601：控制电脑与控制电路建立连接；
步骤602：控制电路控制气缸使得调焦头下压卡住镜头；
步骤603：探针下压连接至摄像头模组连接器的金手指。
如图7所示，所述步骤304中，计算观察框对应的调焦值包括：
步骤701：获取观察框内的局部图像I，坐标(x，y)处的图像灰度值记为I(x，y)；
步骤702：计算梯度图像G，其中G(x，y)＝[I(x，y)-I(x+1，y)]2；
步骤703：找出图像G中最大的100个值，记为G(xk，yk)，其中k＝1，2，3，..，100；
步骤704：求FV，具体的计算公式为FV＝∑G(xk，yk)/∑I(xk，yk)，其中k＝1，2，3，..，100。
所述步骤304中的调焦值，即FV(Focus Value)，FV反应了图像清晰程度，FV值越高代表图像越清晰。
如图8所示，所述步骤305中，判断调焦电机正确的旋转方向包括：
步骤801：计算中央观察框的FV，记为FV0；
步骤802：控制电路控制调焦电机顺时针旋转某个较小角度，调焦电机通过皮带传动带动调焦头与镜头同步旋转，再次计算FV，记为FV1；
步骤803：如果FV1-FV0＞T1，则判断调焦电机正确的旋转方向是顺时针，否则为逆时针。
所述步骤305中的阈值T1用户可以自行设定，一般可以设置为T1＝5。
如图9所示，所述步骤306中，粗调焦包括：
步骤901：调焦电机朝正确的旋转方向旋转20度；
步骤902：计算中央观察框的FV；
步骤903：如果FV＞cT，则完成粗调焦，否则返回步骤901。
如图10所示，所述步骤307中，细调焦包括：
步骤1001：theta的初始值设置为5度；
步骤1002：调焦电机朝正确的旋转方向旋转theta度；
步骤1003：计算周边观察框的FV值，求FV的平均值记为FVA；
步骤1004：判断是否所有周边观察框的FV值均大于sT，如果是则细调焦过程结束，否则继续步骤1005；
步骤1005：根据abs(sT-FVA)的值确定theta，即如果abs(sT-FVA)＞＝20，则theta＝5；否则如果10＜＝abs(sT-FVA)＜20，则theta＝4；否则如果5＜＝abs(sT-FVA)＜10，则theta＝3；否则如果3＝＜abs(sT-FVA)＜5，则theta＝2；否则如果abs(sT-FVA)＜3，则theta＝1；并返回继续步骤1002。
如图11所示，所述步骤308中，分离设备包括：
步骤1101：控制电路控制气缸使得调焦头上移，离开镜头；
步骤1102：探针上移，不再连接至摄像头模组连接器的金手指。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，包括以下步骤：
a：初始化，设置观察框，并使摄像模组进入调焦工位，建立设备连接；
b：计算观察框对应的调焦值；
c：判断调焦电机正确的旋转方向；
d：根据调焦电机正确的旋转方向，对摄像模组进行粗调焦及细调焦，以完成调焦；
步骤b具体包括：
b1：获取观察框内的局部图像I，坐标(x,y)处的图像灰度值记为I(x,y)；
b2：计算梯度图像G，其中G(x,y)=[I(x,y)-I(x+1,y)]2；
b3：找出图像G中最大的100个值，记为G(xk,yk)，其中k=1,2,3,..,100；
b4：求FV，具体的计算公式为FV=ΣG(xk,yk)/ΣI(xk,yk)，其中k=1,2,3,..,100。。
2.如权利要求1所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤a中，所述初始化包括：
a11：将标准测试图放置于镜头正上方；
a12：探针连接至摄像头测试板；
a13：摄像头测试板连接至控制电脑。
3.如权利要求1所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤a中，所述设置观察框，包括：
a21：设置中央观察框位置、大小、阈值cT；
a22：设置周边观察框个数；
a23：设置各周边观察框位置、大小、阈值sT。
其中，阈值cT与sT均由用户自己设置。
4.如权利要求1所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤c具体包括：
c1：计算中央观察框的FV，记为FV0；
c2：控制电路控制调焦电机顺时针旋转某个较小角度，调焦电机通过皮带传动带动调焦头与镜头同步旋转，再次计算FV，记为FV1；
c3：如果FV1-FV0>T1，则判断调焦电机正确的旋转方向是顺时针，否则为逆时针；
其中，阈值T1由用户自行设定。
5.如权利要求4所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤d中，所述粗调焦包括：
d11：调焦电机朝正确的旋转方向旋转20度；
d12：计算中央观察框的FV；
d13：如果FV>cT，则完成粗调焦，否则返回步骤d11。
6.如权利要求5所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤d中，所述细调焦包括：
d21：将theta的初始值设置为5度；
d22：调焦电机朝正确的旋转方向旋转theta度；
d23：计算周边观察框的FV值，求FV的平均值记为FVA；
d24：判断是否所有周边观察框的FV值均大于sT，如果是则细调焦过程结束，否则继续步骤d25；
d25：根据abs(sT-FVA)的值确定theta，即如果abs(sT-FVA)>=20，则theta=5；否则如果10<=abs(sT-FVA)<20，则theta=4；否则如果5<=abs(sT-FVA)<10，则theta=3；否则如果3=<abs(sT-FVA)<5，则theta=2；否则如果abs(sT-FVA)<3，则theta=1。
7.如权利要求1-6任一项所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤d后还包括分离设备，摄像头模组移出调焦工位并返回步骤b开始下一个调焦过程。
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