CN103702035A - 基于fov的摄像头模组快速调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FOV的摄像头模组快速调节方法，首先，根据摄像头模组的视场（FOV）随着镜头距离感光芯片的高度不同会产生类似线性的变化趋势的原理，通过手工调焦预先得到摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量，再得到摄像头模组清晰点对应的FOV值。然后，通过PC机控制图像采集设备对测试图卡进行图像采集，并根据采集到的测试图卡上两个标记点的距离，作为待测摄像头模组的待调FOV值。最后，根据待调FOV值、参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，计算出待调FOV值到预定FOV值需旋转的粗调角度，从而可以快速将镜头旋至清晰点附近高度，本发明能够大大缩短爬坡法前期的调整时间，有效防止因过旋或重复调焦导致的模组损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像头模组的调节方法，具体是涉及一种基于FOV的摄像头模组快速调节方法。
背景技术
摄像头模组（手机或笔记本摄像头模组）的结构通常包括FPC线路板、固定于FPC线路板表面的承座、固定在承座内的镜头组件（镜头）和位于承座内的图像传感器（感光芯片）。摄像头模组在组装到手机或笔记本上之前需要经过调焦测试，也就是调整镜头与感光芯片的高度位置从而获得清晰图像，通过解析力的分数来判断模组的成像清晰程度，判断的标准主要有三个，分别是MTF（Modulation Transfer Function）、SFR和聚焦值，选用MTF作为衡量标准时，传统的机器调焦方式是模拟手工调焦过程，即每转一个角度判断分数是否已达到规格，由于其过程曲线类似爬坡，故也称爬坡法。典型的爬坡法其调焦曲线如图5所示，其优点是：爬坡法由于是模拟人工调焦，其调焦过程及参数设置容易理解与交接；且其测试图案设计简单，只需要MTF测试图卡无需额外定位标记。其缺点是:由于不知道摄像头模组的镜头需要往下旋多少角度，也就是镜头要降多少高度，因此，摄像头模组在到达清晰点之前爬升过程需要花费较长的时间，这个时间跟模组镜头锁附高度直接相关；且下旋次数过多或重复调焦时存在将模组旋坏的风险。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于FOV的摄像头模组快速调节方法，能够大大缩短爬坡法前期的调整时间，有效防止因过旋或重复调焦导致的模组损坏。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于FOV的摄像头模组快速调节方法，包括如下步骤：
a、准备一待测摄像头模组、一图像采集设备和一装有测试程序的PC机，将所述待测摄像头模组与所述图像采集设备电连接，所述图像采集设备与所述PC机电连接；
b、准备一调焦设备，所述调焦设备包括调焦头和调焦电机组，所述PC机通过所述调焦电机控制所述调焦头升降、左右移动和左右旋转。
c、准备一测试图卡，所述测试图卡置于所述待测摄像头模组的上方；所述测试图卡上具有至少一组标记点，每组标记点具有相距设定距离的两个标记点；两个标记点之间的距离作为FOV的参考值；
d、通过手工调焦获得与所述待测摄像头模组同类的参考摄像头模组的调焦数据，所述调焦数据包括参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，所述调焦数据预先写入所述PC机的测试程序中；
e、准备一开短路测试装置，将所述待测摄像头模组置于所述调焦设备的调焦工位，并通过所述PC机控制所述开短路测试装置对所述摄像头模组进行开短路测试，检查摄像头模组与图像采集设备是否已接通；
f、准备一CCD视觉器件，所述PC机通过第一步进电机控制所述CCD视觉器件左右移动，所述CCD视觉器件对所述摄像头模组进行CCD视觉测试，计算出所述调焦头的中心与所述待测摄像头模组的中心位置在X、Y方向上的偏差与旋转角度，并写入所述PC机的测试程序中；
g、准备一镭射测距仪，所述PC机通过第二步进电机控制所述镭射测距仪左右移动，所述镭射测距仪量测所述调焦头与所述待测摄像头模组的镜头表面的距离Z，并写入所述PC机的测试程序中；
h、根据步骤f和步骤g提供的X、Y、Z的方向的数据，调整所述调焦头X、Y、Z方向的位置，使所述调焦头与所述待测摄像头模组的镜头对准固接。
i、通过所述PC机控制所述图像采集设备对所述测试图卡进行图像采集，并根据采集到的所述测试图卡上两个标记点的距离，作为所述待测摄像头模组的待调FOV值，根据待调FOV值、步骤d中的参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，计算出待调FOV值到预定FOV值需旋转的粗调角度；
j、通过所述PC机控制所述调焦电机组，所述调焦电机组带动所述调焦头，所述调焦头进而带动所述待测摄像头模组的镜头旋转步骤i中的粗调角度；
k、对当前所述待测摄像头模组的镜头进行微调，直至所述待测摄像头模组采集的图像到达预设的清晰点标准。
作为本发明的进一步改进，所述调焦电机组包括控制所述调焦头升降的第一调焦电机、控制所述调焦头转动的第二调焦电机和控制所述调焦头左右移动的第三调焦电机，所述PC机通过电机驱动器控制所述第一调焦电机带动所述调焦头上下移动，并控制所述第二调焦电机带动所述调焦头左右旋转，并控制所述第三调焦电机带动所述调焦头左右移动。
作为本发明的进一步改进，所述开短路测试装置包括线性电机和开短路测试板，所述PC机通过电机驱动器控制所述线性电机上下移动，所述线性电机带动所述开短路测试板上下移动。
作为本发明的进一步改进，对至少五颗参考摄像头模组进行手工调焦，每颗参考摄像头模组通过每次固定旋转小于五度记录FOV值的方式，旋转一圈得到该参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量，再把五颗参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量平均；得到步骤d中的每旋转一圈的FOV变化量；根据FOV每旋转一圈的FOV变化量与分数的关系，得到步骤d中的清晰点对应的预定FOV值。
作为本发明的进一步改进，步骤K中，所述分数上升时，向上旋转小于五度进行微调；所述分数下降时，向下旋转小于五度进行微调。
本发明的有益效果是：本发明提供一种基于FOV的摄像头模组快速调节方法，该快速调节方法中首先根据摄像头模组的视场（Field Of View简称FOV）随着镜头距离感光芯片的高度不同会产生类似线性的变化趋势，即高度越高FOV值越大，反之越小的原理，通过手工调焦预先得到摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量，再利用FOV变化量与分数的关系，得到摄像头模组清晰点对应的FOV值。然后，通过PC机控制图像采集设备对测试图卡进行图像采集，并根据采集到的测试图卡上两个标记点的距离，作为待测摄像头模组的待调FOV值。最后，根据待调FOV值、参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，即可计算出待调FOV值到预定FOV值需旋转的粗调角度，从而可以快速将镜头旋至清晰点附近高度，综上，本发明通过预先知道摄像头模组清晰点的大概位置，从而直接一步将镜头旋至清晰点附近，然后再参考解析力的分数做微调，直至待测摄像头模组采集的图像到达预设的清晰点标准；因此本发明能够大大缩短爬坡法前期的调整时间，有效防止因过旋或重复调焦导致的模组损坏；特别是对于AF模组的调焦测试能保证镜头停留在清晰点的下方，便于对焦。上述均是以模组调到峰值点为目的，如果是过规格就结束，本发明基于FOV的快速调焦方法则更具优势。
附图说明
图1为本发明调焦流程示意图；
图2为本发明调焦方法对应的调焦系统结构示意图；
图3为本发明中测试图卡示意图；
图4为8M像素摄像头模组每5度下旋时的FOV变化图：
图5为典型的爬坡法调焦曲线示意图：
图6为FOV变化量与解析力的分数的关系示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种基于FOV的摄像头模组快速调节方法，包括如下步骤：
a、准备一待测摄像头模组、一图像采集设备和一装有测试程序的PC机，将所述待测摄像头模组与所述图像采集设备电连接，所述图像采集设备与所述PC机电连接；
b、准备一调焦设备，所述调焦设备包括调焦头和调焦电机组，所述PC机通过所述调焦电机控制所述调焦头升降、左右移动和左右旋转；
c、准备一测试图卡，所述测试图卡置于所述待测摄像头模组的上方；所述测试图卡上具有至少一组标记点，每组标记点具有相距设定距离的两个标记点；两个标记点之间的距离作为FOV的参考值，参见图3所示；
d、通过手工调焦获得与所述待测摄像头模组同类的参考摄像头模组的调焦数据，所述调焦数据包括参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，所述调焦数据预先写入所述PC机的测试程序中；
e、准备一开短路测试装置，将所述待测摄像头模组置于所述调焦设备的调焦工位，并通过所述PC机控制所述开短路测试装置对所述摄像头模组进行开短路测试，检查摄像头模组与图像采集设备是否已接通；
f、准备一CCD视觉器件，所述PC机通过第一步进电机控制所述CCD视觉器件左右移动，所述CCD视觉器件对所述摄像头模组进行CCD视觉测试，计算出所述调焦头的中心与所述待测摄像头模组的中心位置在X、Y方向上的偏差与旋转角度，并写入所述PC机的测试程序中；
g、准备一镭射测距仪，所述PC机通过第二步进电机控制所述镭射测距仪左右移动，所述镭射测距仪量测所述调焦头与所述待测摄像头模组的镜头表面的距离Z，并写入所述PC机的测试程序中；
h、根据步骤f和步骤g提供的X、Y、Z的方向的数据，调整所述调焦头X、Y、Z方向的位置，使所述调焦头与所述待测摄像头模组的镜头对准固接。
i、通过所述PC机控制所述图像采集设备对所述测试图卡进行图像采集，并根据采集到的所述测试图卡上两个标记点的距离，作为所述待测摄像头模组的待调FOV值，根据待调FOV值、步骤d中的参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，计算出待调FOV值到预定FOV值需旋转的粗调角度；
j、通过所述PC机控制所述调焦电机组，所述调焦电机组带动所述调焦头，所述调焦头进而带动所述待测摄像头模组的镜头旋转步骤i中的粗调角度；
k、对当前所述待测摄像头模组的镜头进行微调，直至所述待测摄像头模组采集的图像到达预设的清晰点标准。
优选的，所述调焦电机组包括控制所述调焦头升降的第一调焦电机、控制所述调焦头转动的第二调焦电机和控制所述调焦头左右移动的第三调焦电机，所述PC机通过电机驱动器控制所述第一调焦电机带动所述调焦头上下移动，并控制所述第二调焦电机带动所述调焦头左右旋转，并控制所述第三调焦电机带动所述调焦头左右移动。
优选的，所述开短路测试装置包括线性电机和开短路测试板，所述PC机通过电机驱动器控制所述线性电机上下移动，所述线性电机带动所述开短路测试板上下移动。
优选的，对至少五颗参考摄像头模组进行手工调焦，每颗参考摄像头模组通过每次固定旋转小于五度记录FOV值的方式，旋转一圈得到该参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量，再把五颗参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量平均；得到步骤d中的每旋转一圈的FOV变化量；根据FOV每旋转一圈的FOV变化量与分数的关系，得到步骤d中的清晰点对应的预定FOV值。
优选的，步骤K中，所述分数上升时，向上旋转小于五度进行微调；所述分数下降时，向下旋转小于五度进行微调。
本发明基于FOV的摄像头模组快速调节方法的工作原理如下：
参见图4所示，摄像头模组的视场（Field Of View简称FOV）随着镜头距离感光芯片的高度不同会产生类似线性的变化趋势，高度越高FOV越大，反之越小。摄像头模组的FOV的变化量，可以通过在测试图卡上设置标记点，将两个标记点之间的距离作为FOV的参考值，参见图3所示。因此，通过手工调焦预先得到摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量，再利用FOV变化量与分数的关系，得到摄像头模组清晰点对应的FOV值，再通过PC机控制图像采集设备对测试图卡进行图像采集，并根据采集到的测试图卡上两个标记点的距离，作为待测摄像头模组的待调FOV值。最后，根据待调FOV值、参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，即可计算出待调FOV值到预定FOV值需旋转的粗调角度，从而可以快速将镜头旋至清晰点附近高度。由于当然每颗摄像头模组清晰点的预定FOV值会有一定偏差，因此，在粗调后要进行微调，直至所述待测摄像头模组采集的图像到达预设的清晰点标准。且由于当然每颗摄像头模组清晰点的预定FOV值会有一定偏差，为了获得一个比较准确的预定FOV值，需要对至少五颗参考摄像头模组进行手工调焦，每颗参考摄像头模组通过每次固定旋转小于五度记录FOV值的方式，旋转一圈得到该参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量，再把五颗参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量平均；得到每旋转一圈的FOV变化量；参见图6所示，根据FOV每旋转一圈的FOV变化量与分数的关系，即可得到清晰点对应的预定FOV值。假如我们要求待测摄像头模组的清晰度要达到70分，那么通过图6我们可以计算出模组在60分时对应的FOV值作为预定FOV值，便可以调焦。如由于镜头不同的摄像头模组，且FOV值不一样，因此要根据待测摄像头模组的镜头类型，选择对应的参考摄像头模组的调焦数据。
综上，本发明通过预先知道摄像头模组清晰点的大概位置，从而直接一步将镜头旋至清晰点附近，然后再参考解析力的分数做微调，直至待测摄像头模组采集的图像到达预设的清晰点标准；因此本发明能够大大缩短爬坡法前期的调整时间，有效防止因过旋或重复调焦导致的模组损坏；特别是对于AF模组的调焦测试能保证镜头停留在清晰点的下方，便于对焦。上述均是以模组调到峰值点为目的，如果是过规格就结束，本发明基于FOV的快速调焦方法则更具优势。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于FOV的摄像头模组快速调节方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、准备一待测摄像头模组、一图像采集设备和一装有测试程序的PC机，将所述待测摄像头模组与所述图像采集设备电连接，所述图像采集设备与所述PC机电连接；
b、准备一调焦设备，所述调焦设备包括调焦头和调焦电机组，所述PC机通过所述调焦电机控制所述调焦头升降、左右移动和左右旋转。
c、准备一测试图卡，所述测试图卡置于所述待测摄像头模组的上方；所述测试图卡上具有至少一组标记点，每组标记点具有相距设定距离的两个标记点；两个标记点之间的距离作为FOV的参考值；
d、通过手工调焦获得与所述待测摄像头模组同类的参考摄像头模组的调焦数据，所述调焦数据包括参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，所述调焦数据预先写入所述PC机的测试程序中；
e、准备一开短路测试装置，将所述待测摄像头模组置于所述调焦设备的调焦工位，并通过所述PC机控制所述开短路测试装置对所述摄像头模组进行开短路测试，检查摄像头模组与图像采集设备是否已接通；
f、准备一CCD视觉器件，所述PC机通过第一步进电机控制所述CCD视觉器件左右移动，所述CCD视觉器件对所述摄像头模组进行CCD视觉测试，计算出所述调焦头的中心与所述待测摄像头模组的中心位置在X、Y方向上的偏差与旋转角度，并写入所述PC机的测试程序中；
g、准备一镭射测距仪，所述PC机通过第二步进电机控制所述镭射测距仪左右移动，所述镭射测距仪量测所述调焦头与所述待测摄像头模组的镜头表面的距离Z，并写入所述PC机的测试程序中；
h、根据步骤f和步骤g提供的X、Y、Z的方向的数据，调整所述调焦头X、Y、Z方向的位置，使所述调焦头与所述待测摄像头模组的镜头对准固接。
i、通过所述PC机控制所述图像采集设备对所述测试图卡进行图像采集，并根据采集到的所述测试图卡上两个标记点的距离，作为所述待测摄像头模组的待调FOV值，根据待调FOV值、步骤d中的参考摄像头模组每旋转一圈的FOV变化量和清晰点对应的预定FOV值，计算出待调FOV值到预定FOV值需旋转的粗调角度；
j、通过所述PC机控制所述调焦电机组，所述调焦电机组带动所述调焦头，所述调焦头进而带动所述待测摄像头模组的镜头旋转步骤i中的粗调角度；
k、对当前所述待测摄像头模组的镜头进行微调，直至所述待测摄像头模组采集的图像到达预设的清晰点标准。
2.根据权利要求1所述的基于FOV的摄像头模组快速调节方法，其特征在于：所述调焦电机组包括控制所述调焦头升降的第一调焦电机、控制所述调焦头转动的第二调焦电机和控制所述调焦头左右移动的第三调焦电机，所述PC机通过电机驱动器控制所述第一调焦电机带动所述调焦头上下移动，并控制所述第二调焦电机带动所述调焦头左右旋转，并控制所述第三调焦电机带动所述调焦头左右移动。
3.根据权利要求1所述的的基于FOV的摄像头模组快速调节方法，其特征在于：所述开短路测试装置包括线性电机和开短路测试板，所述PC机通过电机驱动器控制所述线性电机上下移动，所述线性电机带动所述开短路测试板上下移动。
4.根据权利要求1所述的的基于FOV的摄像头模组快速调节方法，其特征在于：对至少五颗参考摄像头模组进行手工调焦，每颗参考摄像头模组通过每次固定旋转小于五度记录FOV值的方式，旋转一圈得到该参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量，再把五颗参考摄像头模组的每旋转一圈的FOV变化量平均；得到步骤d中的每旋转一圈的FOV变化量；根据FOV每旋转一圈的FOV变化量与分数的关系，得到步骤d中的清晰点对应的预定FOV值。
5.根据权利要求1所述的的基于FOV的摄像头模组快速调节方法，其特征在于：步骤K中，所述分数上升时，向上旋转小于五度进行微调；所述分数下降时，向下旋转小于五度进行微调。
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