CN102662293A - 一种近景调焦装置，及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种近景调焦装置，及方法，其中装置，包括：光源、透射型介质承载的图片、具有光线汇聚功能的模拟镜头、摄像头、测试夹具、感光芯片以及调焦控制模块；所述光源用于提供亮度均匀的光线，所述光源的光线穿过所述图片将所述图片的图像映射到所述模拟镜头，所述模拟镜头将所述图像汇聚到所述摄像头，所述经所述摄像头的图像映射到所述感光芯片成像；所述测试夹具用于调整所述摄像头与所述感光芯片间的距离；所述调焦控制模块，用于依据预定的标准和所述感光芯片成像结果确定是否调焦完成。可以保证近景调焦时达到规定的清晰度范围。

Description

一种近景调焦装置,及方法

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，特别涉及一种近景调焦装置，及方法。

背景技术

EDof模组是指拓展景深（Enhance depth of field，EDof）摄像头模组，在模组调焦的时候，对近景和远景清晰度都有一定规格要求。

传统调焦方法一般是用单距离（远景）调焦，调焦距离大概为1.2米~2m之间，而镜头本身就有一个景深（depth of field，DOF）范围，常用Edof 3 Mega像素以上摄像头景深范围一般在60cm以上，所以对于1.2米以上调焦距离，无法保证近景20cm也同样在规定的清晰度范围内。

因此发明在实现本发明实施例的过程中发现：采用传统的单距离（远景调焦）调焦方式难以达到规定的清晰度范围内。

发明内容

本发明实施例提供了一种近景调焦装置，及方法，用于实现近景调焦保证近景调焦时达到规定的清晰度范围。

一种近景调焦装置，包括：

光源、透射型介质承载的图片、具有光线汇聚功能的模拟镜头、摄像头、测试夹具、感光芯片以及调焦控制模块；

所述图片、模拟镜头、摄像头以及感光芯片顺次位于光源产生的光线的光路上，所述测试夹具与所述摄像头连接，所述调焦控制模块与所述感光芯片连接；

所述光源用于提供亮度均匀的光线，所述光源的光线穿过所述图片将所述图片的图像映射到所述模拟镜头，所述模拟镜头将所述图像汇聚到所述摄像头，所述经所述摄像头的图像映射到所述感光芯片成像；所述测试夹具用于调整所述摄像头与所述感光芯片间的距离；

所述调焦控制模块，用于依据预定的标准和所述感光芯片成像结果确定是否调焦完成。

优选地，所述图片与所述模拟镜头间距离为25cm~30cm，所述图片位置固定，所述模拟镜头位置可垂直光轴移动；所述模拟镜头与所述摄像头的距离为1.5cm~2cm。

优选地，所述图片为：模数传递函数MTF图。

可选地，所述依据预定的标准和所述感光芯片成像结果确定是否调焦完成包括：

获取近景时MTF的上限值MTFh和下限值MTFl；上述MTFh和MTFl可以是当前计算得到的也可以是预置，对其来源本发明实施例不予限定。

计算得到成像结果的图像中至少一个设定区域的MTF平均值MTFtn；

在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFl≤MTFtn≤MTFh时，确定近景调焦完成。

可选地，所述调焦控制模块，还用于确定所述MTF图和摄像头的距离，并依据所述距离确定当前为远景确认模式或近景调焦模式；若为远景确认模式，则获取远景时MTF的下限值MTFf；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFtn≥MTFf时，确定远景确认完成。

一种近景调焦方法，包括：

接收测试区域设置参数，并依据测试区域设置参确定成像结果的图像需要测试的设定区域；所述成像结果由亮度均匀的光线穿过透射型介质承载的图片将所述图片的图像映射到具有光线汇聚功能的模拟镜头，所述模拟镜头将所述图像汇聚到所述摄像头，所述经所述摄像头的图像映射到感光芯片成像得到；并且测试夹具在调整所述摄像头与所述感光芯片间的距离时改变所述成像结果；

依据预定的标准和所述感光芯片成像结果的图像需要测试的设定区域确定是否调焦完成。

优选地，接收测试区域设置参数，包括：

显示测试参数设置对话框；所述测试参数设置对话框包含五个设定区域以及各区域对应的大小参数设置框，所述五个设定区域分别为：图片中心0视场处以及四个角0.9视场处。

优选地，所述图片为：模数传递函数MTF图。

可选地，所述依据预定的标准和所述感光芯片成像结果确定是否调焦完成包括：

获取近景时MTF的上限值MTFh和下限值MTFl；

计算得到成像结果的图像中至少一个设定区域的MTF平均值MTFtn；

在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFl≤MTFtn≤MTFh时，确定近景调焦完成。

可选地，所述方法，还包括：

确定所述MTF图和摄像头的距离，并依据所述距离确定当前为远景确认模式或近景调焦模式；若为远景确认模式，则获取远景时MTF的下限值MTFf；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFtn≥MTFf时，确定远景确认完成。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：通过在图片与镜头之间加装模拟镜头，通过模拟镜头的光线汇聚作用使摄像头与上述图片的等效图片的距离远于实际距离，通过调节摄像头与感光器件的距离，并依据预定的标准和感光芯片成像结果确定是否调焦完成，从而实现了近景调焦，保证近景调焦时达到规定的清晰度范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的装置结构示意图；

图2为本发明实施例装置成像结构示意图；

图3为本发明实施例MTF图举例示意图

图4为本发明实施例提供的方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一方法流程示意图；

图6为本发明实施例提供的MTF与像距的关系曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种近景调焦装置，如图1所示，包括：

光源、透射型介质承载的图片101、具有光线汇聚功能的模拟镜头102、摄像头103、测试夹具104、感光芯片105以及调焦控制模块106；

上述图片101、模拟镜头102、摄像头103以及感光芯片105顺次位于光源产生的光线的光路上，上述测试夹具104与上述摄像头103连接，上述调焦控制模块106与上述感光芯片105连接；

上述光源用于提供亮度均匀的光线，图1中实线的箭头方向为光源提供的光线传播方向，上述光源的光线穿过上述图片101将上述图片101的图像映射到上述模拟镜头102，上述模拟镜头102将上述图像汇聚到上述摄像头103，上述经上述摄像头103的图像映射到上述感光芯片105成像；上述测试夹具104用于调整上述摄像头103与上述感光芯片105间的距离；

上述调焦控制模块106，用于依据预定的标准和上述感光芯片105成像结果确定是否调焦完成。

如图2所示，本发明实施例通过在图片101与镜头之间加装模拟镜头102，通过模拟镜头102的光线汇聚作用使摄像头103与上述图片101的等效图片201的距离远于实际距离，通过调节摄像头103与感光器件的距离，并依据预定的标准和感光芯片105成像结果确定是否调焦完成，从而实现了近景调焦，保证近景调焦时达到规定的清晰度范围。

需要说明的是，提供亮度均匀的光线的光源有很多种，本发明实施例可以采用透射型灯箱作为光源，当然采用其它能够提供亮度均匀的光线的光源也是可以的，并不影响本发明实施例的实现，本发明实施例对此不予限定。

优选地，上述图片101与上述模拟镜头102间距离为25cm~30cm，上述图片101位置固定，上述模拟镜头102位置可垂直光轴移动，在图1中为水平移动，以实现远景和近景的切换；上述模拟镜头102与上述摄像头103的距离为1.5cm~2cm。需要说明的是，以上距离是本发明实施例的优选实现方式，距离的设定还可以依据实际需要进行设定，本发明实施例对此不予限定。

可选地，上述图片101为：模数传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）图。MTF  是在一定空间频率黑白线对中，MTF=(Ymax-Ymin)/(Ymax+Ymin).其中Ymax是指一对黑白线中亮度最大值，Ymin是指一对黑白线中亮度最小值。从上面公式中可以看得出MTF的范围是0≤MTF≤100%。透射型介质承载的模数传递函数图（MTF Chart），则是由感光芯片105一个像素大小和测试距离（Focus Length）等因素确定一定的空间频率，然后根据这个空间频率，设置如图3所示的平行横线和竖线得到的图。需要说明的是用于成像的图片101可以灵活选用，基于MTF图的特性本发明实施例将其作为本发明实施例的优选实现方式不应理解为对本发明实施例的唯一限定。

优选地，上述依据预定的标准和上述感光芯片105成像结果确定是否调焦完成包括：获取近景时MTF的上限值MTFh和下限值MTFl；计算得到成像结果的图像中至少一个设定区域的MTF平均值MTFtn；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFl≤MTFtn≤MTFh时，确定近景调焦完成。

进一步地，本发明实施例还提供了远景确认模式和近景调焦兼容的实现方式，具体为：上述调焦控制模块106，还用于确定上述MTF图和摄像头103的距离，并依据上述距离确定当前为远景确认模式或近景调焦模式；若为远景确认模式，则获取远景时MTF的下限值MTFf；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFtn≥MTFf时，确定远景确认完成。

基于以上实施例，上述方案中成像以及调焦说明如下：

透射型灯箱提供光源，保证光线从灯箱里面透射出来后的亮度均匀，光线到达透射型模数传递函数图（MTF Chart）；MTF Chart是根据摄像的头感光芯片105一个像素大小和测试距离（Focus Length）等因素确定一定的空间频率，然后根据这个空间频率，设置平行横线和竖线，可参考图3：光线穿过MTF Chart后进入模拟镜头102，模拟镜头102的光线汇聚功能实现了切换MTF Chart和摄像头103之间的距离，可以参考图2：测试夹具104，测试夹具104可以包括测试板和调焦环等，测试板是指可以点亮测试模组的评估板，调焦环则用来扭转镜头调整镜头和感光芯片105的距离实现调节对焦功能；调焦控制模块106可以由调焦软件实现，用于根据预定设定标准确认调焦是否已经完成。

本发明实施例还提供了一种近景调焦方法，如图4所示，包括：

401：接收测试区域设置参数，并依据测试区域设置参确定成像结果的图像需要测试的设定区域；上述成像结果由亮度均匀的光线穿过透射型介质承载的图片将上述图片的图像映射到具有光线汇聚功能的模拟镜头，上述模拟镜头将上述图像汇聚到上述摄像头，上述经上述摄像头的图像映射到感光芯片成像得到；并且测试夹具在调整上述摄像头与上述感光芯片间的距离时改变上述成像结果；

接收测试区域设置参数，包括：显示测试参数设置对话框；上述测试参数设置对话框包含五个设定区域以及各区域对应的大小参数设置框，上述五个设定区域分别为：图片中心0视场处以及四个角0.9视场处。

402：依据预定的标准和上述感光芯片成像结果的图像需要测试的设定区域确定是否调焦完成。

如图2所示，本发明实施例通过在图片与镜头之间加装模拟镜头，通过模拟镜头的光线汇聚作用使摄像头与上述图片的等效图片的距离远于实际距离，通过调节摄像头与感光器件的距离，并依据预定的标准和感光芯片成像结果确定是否调焦完成，从而实现了近景调焦，保证近景调焦时达到规定的清晰度范围。

优选地，上述图片为：模数传递函数MTF图。需要说明的是用于成像的图片可以灵活选用，基于MTF图的特性本发明实施例将其作为本发明实施例的优选实现方式不应理解为对本发明实施例的唯一限定。

基于MTF图，优选地，上述依据预定的标准和上述感光芯片成像结果确定是否调焦完成包括：获取近景时MTF的上限值MTFh和下限值MTFl；计算得到成像结果的图像中至少一个设定区域的MTF平均值MTFtn；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFl≤MTFtn≤MTFh时，确定近景调焦完成。

进一步地，本发明实施例还提供了远景确认模式和近景调焦兼容的实现方式，上述方法还包括：确定上述MTF图和摄像头的距离，并依据上述距离确定当前为远景确认模式或近景调焦模式；若为远景确认模式，则获取远景时MTF的下限值MTFf；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFtn≥MTFf时，确定远景确认完成。

基于以上实施例的实现，本发明实施例提供了更详细的说明，如图5所示，包括：

501：通过软件提供的对话框输入测试区域设置参数，对话框可以设置5个测试区域分别为：中心0视场处，和四个角0.9视场处；对话框还可以设置取测试区域的像素大小可以是160*120。这样设置，可以保证中心区域和边角区域的清晰度都能较好的管控。

502：设置近景时的MTF值范围，包括MTF上限MTFh和下限MTFl，远景时候MTF下限MTFf，需要根据产品特性，结合客户的标准，选择合适的MTF范围值。

依据MTF和像距的关系曲线，如果近景标准MTF值定义过高，会导致远景MTF达不到要求，如果近景标准MTF定义过低，近景会比较模糊。所以远景和近景标准需要依据MTF和像距的关系曲线定义。目前发明人有用这方法实现了一款3Mega Edof模组和另一款5Mega Edof模组，具体取值可以参考如下：

3Mega Edof模组标准：

中心：近景：45～51，远景：55；

四周：近景：41～55，远景：52

5Mega Edof模组标准：

中心：近景：56～63，远景：58；

四周：近景：42～63，远景：49。

503：依据预定的标准和上述感光芯片成像结果的图像需要测试的设定区域确定是否调焦完成。

本步骤具体可以为：

根据MTF的计算方法，有MTF=(Ymax-Ymin)/(Ymax+Ymin)，计算当前摄像头在感光芯片成像的图片的5个测试框MTF的平均值为MTFtn（n为1~5分别对应前述5个测试区域）；

近景时：当所有测试框都满足MTFl≤MTFtn≤MTFh时，表示近景调焦通过（可记为MTF Pass）,当任何一个测试框无法满足上面条件时，表示近景调焦失败（可记为MTF Fail）;

远景时：当所有测试框都满足MTFtn≥MTFf，表示远景确认通过（可记为MTF Pass）,否则，（可记为MTF Fail）。

504：模组调焦；本步骤是在403确定调焦失败或者没有调焦通过时需要执行的步骤。

本步骤执行过程中由测试员或者通过机械手将调焦环扣在镜头上，并扭动调焦环，调节摄像头的镜头与感光芯片之间的距离，直到软件从感光芯片获取的当前图片（即成像图片）的MTF在设置标准以内。下面是模组调焦的具体步骤：

移开模拟镜头，使MTF图和摄像头的实际距离在25cm左右，这时，软件可以自动提示为近景调焦，即进入近景调焦模式。

测试员或通过机械手调节镜头与感光芯片之间的距离，并观察软件从感光芯片获取的当前图片的MTF值变化，如果当5个测试点的MTF值都满足近景MTF标准（满足近景MTF标准，有两处对焦点，不过只有一处对焦点是正确的，如下面MTF与像距的关系曲线图可以得知，图6），在对焦成功时软件可以提示“近景MTF OK”，这时，可以停止调节像距（否则，在对焦未成功时软件会提示“近景MTF NG”，这时员工需要继续调节），表明近景MTF调焦完成，接下来需要进行远景MTF确认。

如图6所示，横轴为像距（镜头与感光芯片的距离），纵轴为MTF的值，两条曲线分别是在摄像头与MTF图距离为远景和近景时，MTF值与像距的关系曲线图。图6中还标识了远调焦点距离、近调焦点距离、正确的调焦点以及错误的调焦点。

移动模拟镜头到摄像头和MTF图之间（可以根据模拟镜头的距离对应表（模拟镜头的距离对应表由模拟镜头厂家给出），调节模拟镜头与摄像头距离），这时MTF图和摄像头距离会达到2m左右，同时软件切换到远景MTF测试模式，调焦软件会进行远景MTF确认，在当前图片MTF值在远景MTF标准内，软件提示“远景MTF OK”，表明远景MTF确认OK，这样就完成了整个模组的调焦，否则，软件提示“远景MTF NG”表明模组无法调焦到正确位置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种近景调焦装置，其特征在于，包括：

光源、透射型介质承载的图片、具有光线汇聚功能的模拟镜头、摄像头、测试夹具、感光芯片以及调焦控制模块；

所述图片、模拟镜头、摄像头以及感光芯片顺次位于光源产生的光线的光路上，所述测试夹具与所述摄像头连接，所述调焦控制模块与所述感光芯片连接；

所述光源用于提供亮度均匀的光线，所述光源的光线穿过所述图片将所述图片的图像映射到所述模拟镜头，所述模拟镜头将所述图像汇聚到所述摄像头，所述经所述摄像头的图像映射到所述感光芯片成像；所述测试夹具用于调整所述摄像头与所述感光芯片间的距离；

所述调焦控制模块，用于依据预定的标准和所述感光芯片成像结果确定是否调焦完成。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述图片与所述模拟镜头间距离为25cm~30cm，所述图片位置固定，所述模拟镜头位置可垂直光轴移动；所述模拟镜头与所述摄像头的距离为1.5cm~2cm。

3.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于，所述图片为：模数传递函数MTF图。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述依据预定的标准和所述感光芯片成像结果确定是否调焦完成包括：

获取近景时MTF的上限值MTFh和下限值MTFl；

计算得到成像结果的图像中至少一个设定区域的MTF平均值MTFtn；

在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFl≤MTFtn≤MTFh时，确定近景调焦完成。

5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，

所述调焦控制模块，还用于确定所述MTF图和摄像头的距离，并依据所述距离确定当前为远景确认模式或近景调焦模式；若为远景确认模式，则获取远景时MTF的下限值MTFf；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFtn≥MTFf时，确定远景确认完成。

6.一种近景调焦方法，其特征在于，包括：

接收测试区域设置参数，并依据测试区域设置参确定成像结果的图像需要测试的设定区域；所述成像结果由亮度均匀的光线穿过透射型介质承载的图片将所述图片的图像映射到具有光线汇聚功能的模拟镜头，所述模拟镜头将所述图像汇聚到所述摄像头，所述经所述摄像头的图像映射到感光芯片成像得到；并且测试夹具在调整所述摄像头与所述感光芯片间的距离时改变所述成像结果；

依据预定的标准和所述感光芯片成像结果的图像需要测试的设定区域确定是否调焦完成。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，接收测试区域设置参数，包括：

显示测试参数设置对话框；所述测试参数设置对话框包含五个设定区域以及各区域对应的大小参数设置框，所述五个设定区域分别为：图片中心0视场处以及四个角0.9视场处。

8.根据权利要求6或7所述方法，其特征在于，所述图片为：模数传递函数MTF图。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述依据预定的标准和所述感光芯片成像结果确定是否调焦完成包括：

获取近景时MTF的上限值MTFh和下限值MTFl；

计算得到成像结果的图像中至少一个设定区域的MTF平均值MTFtn；

在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFl≤MTFtn≤MTFh时，确定近景调焦完成。

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，还包括：

确定所述MTF图和摄像头的距离，并依据所述距离确定当前为远景确认模式或近景调焦模式；若为远景确认模式，则获取远景时MTF的下限值MTFf；在各设定区域对应的MTFtn均满足MTFtn≥MTFf时，确定远景确认完成。

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