CN105093480A - 一种提高光学镜头对焦精确度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高光学镜头对焦精确度的方法，本发明方法利用图像中心MTF最大值来实现光学镜头最清楚对焦的方法。本发明方法先采用中心MTF基准值进行第一次判断，如果该镜头每个焦距下图像的中心MTF值均达不到中心MTF基准值，则直接淘汰该镜头；当焦距下对应图像的中心MTF值大于中心MTF基准值时，中心MTF基准值将被该中心MTF最大值取代，采用这样的方法直到连续3帧图像的中心MTF值都比前面已出现的MTF最大值小，则该中心MTF最大值是整个调焦过程中的最大值，采用本发明方法能够实现光学镜头的精确对焦，从而得到清晰的图片，还保证了光学镜头的良率，能够有效淘汰质量不好的光学镜头。

Description

一种提高光学镜头对焦精确度的方法

技术领域

本发明涉及一种利用图像中心MTF最大值来实现光学镜头最清楚对焦的方法。

背景技术

现有的光学镜头MTF手动调焦只要满足基准值，超过基准值系统就会判为OK状态，采用该方法调焦并不能保证图像中心MTF值能够达到最清楚的状态。不符合实际的使用状态，而且在实际使用时可能导致调试出来的光学系统不能满足使用要求而失败。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种利用图像中心MTF最大值来实现光学镜头最清楚对焦的方法，该方法大大提高了光学镜头对焦的准确性。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种提高光学镜头对焦精确度的方法，包括如下步骤：

步骤1，连续转动镜头对焦，采集不同焦距下对应图像的中心MTF值和边缘MTF值；

步骤2，对采集到的中心MTF值和边缘MTF值进行计算得到中心MTF基准值和边缘MTF基准值；

步骤3，根据已设定的中心MTF基准值和边缘MTF基准值，转动镜头对焦，将每个焦距下对应图像的中心MTF值与中心MTF基准值进行对比，若该镜头每个焦距下对应图像的中心MTF值均小于已设定的中心MTF基准值，则该光学镜头不合格，更换下一组光学镜头进行调焦；若该镜头对应焦距下的图像中心MTF值能达到中心MTF基准值，则该光学镜头合格，继续转动镜头对焦，当图像的中心MTF值大于已设定的中心MTF基准值，则该图像的中心MTF值替换中心MTF基准值成为中心MTF最大值，继续转动镜头对焦，继续对比新的焦距下对应图像的中心MTF值与中心MTF最大值的大小，只要出现图像的中心MTF值大于中心MTF最大值，则该图像的中心MTF值会替换中心MTF最大值成为新的MTF最大值，继续调焦，继续对比新的焦距下对应图像的中心MTF值与系统中已保存的中心MTF最大值的大小，直到连续3帧图像的中心MTF值都小于系统中已保存的中心MTF最大值，则将镜头的焦距调节至对应该中心MTF最大值的焦距处；

步骤4，确定中心MTF最大值后，将该焦距下对应图像的边缘MTF值与已设定的边缘MTF基准值进行对比，若该焦距下图像的边缘MTF值大于已设定的边缘MTF基准值，则该组光学镜头合格；若该焦距下图像的边缘MTF值小于已设定的边缘MTF基准值，则该组光学镜头不合格，继续对下一组光学镜头进行调试。

有益效果：现有的调焦方法中心MTF基准值和边缘MTF基准值固定不变，只要图像中心MTF值和边缘MTF值达到基准值就算调焦成功，相比于现有技术，本发明方法的中心MTF标准判断线会随着中心MTF值的不断增大而不断更新，本发明方法先采用中心MTF基准值进行第一次判断，如果该镜头每个焦距下图像的中心MTF值均达不到中心MTF基准值，则直接淘汰该镜头；当焦距下对应图像的中心MTF值大于中心MTF基准值时，中心MTF基准值将被该中心MTF最大值取代，采用这样的方法直到连续3帧图像的中心MTF值都比前面已出现的MTF最大值小，则该中心MTF最大值是整个调焦过程中的最大值，采用本发明方法能够实现光学镜头的精确对焦，从而得到清晰的图片，还保证了光学镜头的良率，能够有效淘汰质量不好的光学镜头。

附图说明

图1是本发明调试方法的流程图；

图2是连续转动镜头对焦时采集的不同焦距下对应图像的中心MTF值和边缘MTF值变化的曲线；

图2中的a线假设是中心MTF标准线，系列1曲线是中心MTF值曲线；图2中的b线是边缘MTF标准线，从系列2到系列11都是边缘区域的MTF数值曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明光学镜头对焦精确度的调试方法，包括如下步骤：

步骤1，连续转动镜头对焦，采集不同焦距下对应图像的中心MTF值和边缘MTF值；

步骤2，对采集到的中心MTF值和边缘MTF值进行计算并与真实的图片进行对比得到中心MTF基准值和边缘MTF基准值；

步骤3，根据已设定的中心MTF基准值和边缘MTF基准值，转动镜头对焦，将每个焦距下对应图像的中心MTF值与中心MTF基准值进行对比，若该镜头每个焦距下对应图像的中心MTF值均小于已设定的中心MTF基准值，则该光学镜头不合格，更换下一组光学镜头进行调焦；若该镜头对应焦距下的图像中心MTF值能达到中心MTF基准值，则该光学镜头合格，当图像的中心MTF值大于已设定的中心MTF基准值，则该图像的中心MTF值替换中心MTF基准值成为中心MTF最大值，继续转动镜头对焦，继续对比新的焦距下对应图像的中心MTF值与中心MTF最大值的大小，只要出现图像的中心MTF值大于中心MTF最大值，则该图像的中心MTF值会替换中心MTF最大值成为新的MTF最大值，继续调焦，继续对比新的焦距下对应图像的中心MTF值与系统中已保存的中心MTF最大值的大小，直到连续3帧图像的中心MTF值都小于系统中已保存的中心MTF最大值，则将镜头的焦距调节至对应该中心MTF最大值的焦距处；

步骤4，确定中心MTF最大值后，将该焦距下对应图像的边缘MTF值与已设定的边缘MTF基准值进行对比，若该焦距下图像的边缘MTF值大于已设定的边缘MTF基准值，则该组光学镜头合格；若该焦距下图像的边缘MTF值小于已设定的边缘MTF基准值，则该组光学镜头不合格，继续对下一组光学镜头进行调试。

图2描述的是随着调焦时镜头的移动，软件采集的不同焦距下对应图像中心MTF值和边缘MTF值变化的曲线，红色的直线假设是中心标准线，系列1曲线是中心MTF值曲线；黄色的直线是边缘部分的标准线，从系列2到系列11都是边缘区域的MTF数值曲线。现有技术在镜头对焦时：只要图像中心MTF值超过红色线以上的区域同时边缘MTF值在黄色线以上的区域都符合要求。在实际操作中我们也不好判断具体位置该停在什么位置。只要落在此区域就可以了。

本发明是在现有的采用MTF值调焦的基础上，通过新的算法改进，在友好系统界面的配合下，利用中心MTF最大值实现镜头对焦，找到中心MTF最大值满足的情况下，边缘MTF值同样符合要求。具体实施方式如下：连续转动镜头焦距，采集图像MTF值进入计算；通过真实图片与MTF值对比，确定中心MTF基准值和边缘MTF基准值；转动镜头，让MTF值的数值指示条中数值增大，其数值变动的曲线如图2所示；若镜头的质量太差，达不到中心MTF基准值和边缘MTF基准值要求，表明这个镜头产品不合格，到不到使用要求，更换下一个产品；如果中心MTF值和边缘MTF值能满足最基本的中心MTF基准值和边缘MTF基准值要求，下一步找中心MTF最大值；继续转动镜头对焦，系统对每个焦距对应图像的中心MTF值连续采集，得到一个值比中心MTF基准值大，这个值会替换中心MTF基准值成为中心MTF最大值，随着中心MTF值的不断增大，中心最大值会不断地更新；中心MTF标准值表示的标准线也会随着移动；在调焦过程中出现连续3帧的中心MTF值都小于系统中已保存的中心MTF最大值。此时将镜头回调使图像中心MTF值回到最大值；由于中心MTF最大值是一个数据点，在实际操作过程中很难控制到这个点，因此一般设一个公差带让实际值落在这个公差带内也算对焦合格，假设中心MTF最大值为66，设定2个值的公差，则中心MTF标准判断线就划在（最大值-偏移值）64的位置，只要图像中心MTF值在64、65和66的焦距处都可以满足要求，此时镜头的焦距精度保证在(2/66)*100%=3%之内；此时边缘的MTF值也加入判断，如果边缘MTF也大于基准值。那么整个镜头的MTF值符合要求，系统数值指示条和按钮都变成绿色（系统界面能够清楚地显示数据的大小和镜头是否对焦成功，数据大小采用数值指示条，能够很直观的显示数据，是否对焦成功采用红色和绿色按钮显示，成功为绿色按钮，不成功为红色按钮，易于判断，当光学镜头对焦合格时，数值指示条和按钮都变成绿色）；结束调焦，更换下一个产品。

本发明方法的原理为：对已得到的MTF值进行计算分析，先定出中心MTF和边缘MTF标准值，这是满足图像质量的最基本要求，然后把判断中心是否合格的标准值变成动态的，合格值是在镜头对焦过程中出现的。找到这个镜头最大值，就得到这个镜头判定合格的标准值。边缘的标准值不变，只要过标准的值都符合要求。中心MTF值超过最低标准时，软件不判断为OK，新出现一个最高值，前一个中心MTF最高值将被取代，直到连续3帧图像的中心MTF值都比前面出现的中心MTF最大值小，这个中心MTF值是整个调焦过程中的最大值，将镜头回旋，回到这个镜头最大值的位置。边缘MTF值大于或等于既定的标准，中心MTF值也是中心最大值（因为实际操作的需要可能会是（最大值-偏移值），这个时候，软件将判断为OK，这样我们就能有效控制中心最大值对焦，系统显示界面数据大小采用数值指示条，能够很直观的显示数据；OK或NG分别采用绿色和红色按钮显示，易于判断。

本发明调试方法基于一个特定的标板+待调摄像头（即镜头+感光芯片）+数据采集板+控制软件组成了一个MTF采集系统，在对每一个摄像头进行调试时通过这个MTF数据采集系统得到一组MTF值（包括中心MTF值和边缘中心MTF值），MTF值遵从MTF值高，清晰度好，MTF值低清晰度差；搜集一定数量的MTF值样本，如50个摄像头，将每组MTF值对应的摄像头编号，使MTF值和摄像头一一对应；用编好号的摄像头分别去拍摄分辨率标板（特定的标版），例如ISO12233，得到对应摄像头编号的分辨率图片，根据清晰度的要求，找到极限样品图片；找到该极限图片对应的摄像头，再找到它拍摄该图片时焦距对应的MTF值，这个MTF值即MTF基准值。

文中MTF是指调制传递函数，是一种用于测定光频率的方法。

Claims (1)

1.一种提高光学镜头对焦精确度的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，连续转动镜头对焦，采集不同焦距下对应图像的中心MTF值和边缘MTF值；

步骤2，对采集到的中心MTF值和边缘MTF值进行计算得到中心MTF基准值和边缘MTF基准值；

步骤3，根据已设定的中心MTF基准值和边缘MTF基准值，转动镜头对焦，将每个焦距下对应图像的中心MTF值与中心MTF基准值进行对比，若该镜头每个焦距下对应图像的中心MTF值均小于已设定的中心MTF基准值，则该光学镜头不合格，更换下一组光学镜头进行调焦；若该镜头对应焦距下的图像中心MTF值能达到中心MTF基准值，则该光学镜头合格，当图像的中心MTF值大于已设定的中心MTF基准值，则该图像的中心MTF值替换中心MTF基准值成为中心MTF最大值，继续转动镜头对焦，继续对比新的焦距下对应图像的中心MTF值与中心MTF最大值的大小，只要出现图像的中心MTF值大于中心MTF最大值，则该图像的中心MTF值会替换中心MTF最大值成为新的MTF最大值，继续调焦，继续对比新的焦距下对应图像的中心MTF值与系统中已保存的中心MTF最大值的大小，直到连续3帧图像的中心MTF值都小于系统中已保存的中心MTF最大值，则将镜头的焦距调节至对应该中心MTF最大值的焦距处；

步骤4，确定中心MTF最大值后，将该焦距下对应图像的边缘MTF值与已设定的边缘MTF基准值进行对比，若该焦距下图像的边缘MTF值大于已设定的边缘MTF基准值，则该组光学镜头合格；若该焦距下图像的边缘MTF值小于已设定的边缘MTF基准值，则该组光学镜头不合格，继续对下一组光学镜头进行调试。