CN106556960B - 离焦转换系数验证方法 - Google Patents

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Abstract

离焦转换系数验证方法，通过对比检测自动对焦(Contrast Detection Auto Focus,CDAF)和相位检测自动对焦(Phase Detection Auto Focus,PDAF)过程使图像变清晰,对比两者的马达位置差来判断当前的离焦转换系数(Defocus Conversion Co‑efficient,DCC)和PDAF性能，从而取代原本以自我验证方式所运行的校准流程，这样的方式不仅更加科学且具公信力，同时对于产线上的流程简化与增进效能也能带来良好助益，使得生产成本得以获得降低。

Description

离焦转换系数验证方法
技术领域
本发明涉及一种离焦转换系数的效验方法，更具体地说，是涉及一种产线上用来校准相位检测自动对焦(Phase Detection Auto Focus,PDAF)生成的离焦转换系数(Defocus Conversion Co-efficient,DCC)的验证方法，通过加入第三方对照来提高校验值的信度，取代原本近乎自我验证的验证方法。
背景技术
目前在一般产线上用来验证传相机芯片模组在相位检测自动对焦(PhaseDetection Auto Focus,PDAF)功能上是否能正确运作，都是通过离焦模糊系数(DefocusConversion Co-efficient,DCC)来进行验证。所谓离焦转换系数(DCC)验证方法即先将图像放置至欲测试装置所视为模糊的位置，接着利用图像中间区域来做相位检测自动对焦(PDAF)，在对焦完成后，检查中间区域当前的相位检测(Phase Detection,PD)值是否小于1，借此来判对烧录的离焦转换系数(DCC)的准确性。
这样的验证方式乍看下十分具有验证机制与效果，但其实当中包含了一个十分严重的问题。上述的方法中，相机模组必须先植入离焦转换系数(DCC)后才可进行相位检测自动对焦(PDAF)，那么就代表进行相位检测自动对焦后所取得的相位检测值是基于离焦转换系数算出来的，而做后我们则是利用基于离焦转换系数算得的相位检测值来验证离焦转换系数，等于是一种自我验证的方式，如此所得的结果，虽然可以具有很好的良率与成品来进行出货，但是若出货后在用户端发现了在对焦上的重要问题，代表同一时间所生产的所有产品都会有相同的问题，也意味着我们必须付出更巨额的成本进行产品回收与售后补偿。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一离焦转换系数验证方法，通过第三方生成校准相位检测自动对焦所需的离焦转换系数值，使其具备更加科学与更加具有公信力。
本发明的另一个目的在于提供一离焦转换系数验证方法，对比检测自动对焦与相位检测自动对焦在对焦完成后，用于驱动的马达位置差，得到能用来验证所有区域所烧录的离焦转换系数，可以有效简化验证步骤，提生产线效能。
本发明的另一个目的在于提供一离焦转换系数验证方法，通过对焦准确度高的对比检测自动对焦(Contrast Detection Auto Focus,CDAF)作为验证离焦转换系数的第三方数值，让原本脆弱的验证方式可以得到更有力的说服力。
本发明的另一个目的在于提供一离焦转换系数验证方法，针对相同模组只需个别对相位检测自动对焦(PDAF)与对比检测自动对焦(CDAF)进行一次对焦，便可适用于所有相同的模组，大幅缩短验证次数与时间，有效节约单位人力的支出。
本发明的另一个目的在于提供一离焦转换系数验证方法，在生成验证离焦转换系数所需的校验值时，可以同时测试相位检测自动对焦功能是否正常。
本发明的另一个目的在于提供一离焦转换系数验证方法，通过对比检测自动对焦所求得的离焦转换系数可以直接用于模组的直接使用，在校准功能的同时也对模组进行了一次出厂前的最终测试，使得最终出厂的产品良率与品质都能获得提升。
本发明的一个目的在于提供一离焦转换系数验证方法，进行计算离焦转换系数DCC的校验值过程中，可以针对对比检测自动对焦进行细节调整，有效缩整整体流程，提升产能效率。
为实现上述目的，本发明系提供一离焦转换系数验证方法，用于评价一摄像模组的相位检测自动对焦性能，其包括下述步骤：
(A)保证验证环境与计算离焦转换系数值的环境完全一致；
(B)在所述验证环境中设置一标版、包含待测的所述摄像模组，所述标版与所述待测模组间隔一距离D，而所述摄像模组的马达设置于一初始位置D1；
(C)获取一模糊图像，并将所述模糊图像根据离焦转换系数的校准模式划分为阵列为a的区块，计算所述阵列中每一区块的PD值，并记为PD1；
(D)驱动所述马达，利用所述模糊图块中心区域进行一次相位检测自动对焦PDAF，直至获得一清晰图像，记下所述马达停止位置为D2；
(E)获取步骤(D)中每一个区块的PD值，记为PD2﹔
(F)再次通过驱动所述马达，针对所述清晰图像进行一次对比检测自动对焦，并记下所述马达停止位置，记作D3，其中D3基于所述对比检测自动对焦得到的清晰图像时获取的图像数据进行匹配查找或计算得到；
(G)取步骤(C)的PD1与步骤(E)的PD2，求出在所述a区块上每一块PD值的变化量，记作PDc；
(H)重新将所述标版划分为阵列为b的区块，计算其中每一块区域的平均PD值与DCC值，得到根据对应所述a区块校准时的所述马达的位移量L；以及
(I)根据所述b区块上的每一个区域的所述马达的位移量L以及初始位置D1，得到用来验证离焦转换系数的一验证值DCCi，所述验证值是每一个区域相位检测自动对焦和对比检测自动对焦后的所述马达的位置差值。
根据本发明的一个实施例，所述标版系指黑白相间条纹标版。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(B)中的所述距离D为15-30厘米。例如在一个优选示例中是20厘米。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(B)中的所述马达初始位置D1为80infi。当然，本领域技术人员可以理解的是，上述具体初始位置只作为举例而并不限制本发明。
根据本发明的一个实施例，步骤(A)中所指的环境，包含所述标版尺寸、所述标版图样、所述标版图样尺寸、所述标版与所述摄像模组间的距离以及所述马达的使用方式。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(c)所划分的所述a区块，系根据所述离焦转换系数的校准模式所进行划分，相应地，阵列a为16*12或8*6。
根据本发明的一个实施例，在步骤(F)中，若对比检测自动对焦需要进行功能细调，根据D2值的前后40code来进行。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(H)进行计算所述马达位移量L时的所述b区块，系所述标版的图像划分为4*4区域。当然，本领域技术人员可以理解的是，上述4*4区域的划分只作为举例而并不限制本发明。在实际应用中，还可以有其他阵列划分选择。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(G)中的所述PDc值为所述PD2减去所述PD1值。
根据本发明的一个实施例，所述DCCi的校验值为30code以内。
根据本发明的一个实施例，所述摄像模组是IMX230模组。本领域技术人员可以理解的是，上述IMX230模组只作为举例而并不限制本发明。在实际应用中，还可以有其他类型的模组。
根据本发明的一个实施例，所述图像充满整个检测分析画面。所述图像尺寸是全像素。
根据本发明的一个实施例，所述方法基于整个图像的中心区域进行验证。
根据本发明的另外一方面，本发明提供一离焦转换系数验证方法，用于评价一摄像模组的相位检测自动对焦性能，其包括步骤：分别通过相位检测自动对焦步骤和对比检测自动对焦步骤来将图像从模糊图像变成清晰图像；以及对比上述两个步骤中图像清晰时所述摄像模组的马达的位置差来判断经所述相位检测自动对焦步骤校准生成的离焦转换系数的准确性。
根据本发明的一个实施例，先执行所述相位检测自动对焦步骤使所述模糊图像变成所述清晰图像，并且在所述相位检测自动对焦步骤之后，在当前位置进行所述对比检测自动对焦步骤。
根据本发明的一个实施例，在执行所述相位检测自动对焦步骤中，分别获取所述模糊图像对应的一组相位检测值和和所述清晰图像对应的另一组相位检测值，并且计算两组所述相位检测值的差值得到相位检测值变化量，并且基于所述相位检测值变化量得到所述马达在所述相位检测自动对焦步骤中的位移量。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括步骤：将所述图像的整个区域分成多个区域，并且基于各个所述区域的所述相位检测值的平均值来得到所述马达在所述相位检测自动对焦步骤中的位移量。
根据本发明的一个实施例，所述马达的位置差在30code内时，判定经所述相位检测自动对焦步骤校准生成的所述离焦转换系数是合格的。
根据本发明的一个实施例，基于所述图像的中心区域分别进行所述相位检测自动对焦步骤和所述对比检测自动对焦步骤。
附图说明
图1示意根据本发明的离焦转换系数验证方法的测试标版。
图2示意根据本发明的离焦转换系数验证方法的流程图。
图3示意根据本发明的离焦转换系数验证方法的一个具体应用的流程图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本发明系提供一相位检测自动对焦的离焦转换系数验证方法，首先，本技术领域的人员都应当明白，现存之离焦转换系数(Defocus Conversion Co-efficient,DCC)是通过预先求得的DCC值进行一次相位检测自动对焦(Phase Detection Auto Focus,PDAF)，求出一PD值后，以该PD值来验证DCC值是否正确。但这样的做法无疑是通过预设数值所求得之值验证预设值，等于是一种自我验证机制。再这样的验证方式下，不免让人对产品品质心存疑虑。
因此为了让整个行业能有一个更加科学且确实的验证方法，促使产品能朝更高品质发展，本发明提供了一相位检测自动对焦的离焦转换系数验证方法，因此在一摄像模组在组装完成后，在未经调焦的状态下，根据组成零组件所产生的焦距进行对焦动作，可以得到将该摄像模组原始的的一离焦转换系数值DCC，以此作为初始比较值，进行一连串的测试与计算后，可以得到据科学验证的验证述值。
值得一提的是，DCC值是一个斜率参数，其是将PD值转换为马达步长的转换系数。PD值与马达位置呈线性关系，DCC值相当于一次函数的斜率值。比如在个具体的应用中，当前模糊马达位置500code，求得PD值为PD1，则移动到清晰位置的马达换算关系式Clear_code＝500-PD1*DCC。
本发明系以型号IMX230传感器为主的该摄像模组进行验证方法的发展，该摄像模组是第一次将相位检测自动对焦(Phase Detection Auto Focus,PDAF)应用于手机摄像模的先驱产品，也代表本发明所发展得验证方法，适用于以此相似结构所发展出来的所有后续产品。特别需要注意的是，在进行验证之前，必须先确保验证环境与计算DCC值时的环境，所有的因素要件皆为一致，包含用来进行对焦的一标版10，该标版10之图像尺寸为全像素的4.6毫米黑白相间条纹标版，亮度Gain为0dB，且要特别注意白条纹必须没有水波纹，亮度在800到1000之间，图1所示的便是该标版。而欲测试的该摄像模组会设置在60％infi(infinity,inf+(macro-inf)/5)位置处，与该标版相距一距离D即物距为D，该距离D在这个实施例中可以设置为20厘米，接着再将提供对焦时所需移动的一马达部件设置于D1位置，针对IMX230所进行的测试，D1为80infi位置处。。在完成该马达部件的设置后，此时从摄像模组看向该标版，会发现得到的图像会是一个模糊图像，针对该模糊图像，将其划分为能进行该离焦转换系数值DCC校准所必须的区域，本技术领域人员都明白，一般进行DCC校准可以将图像划分为16*12与8*6两种模式，无论采用何种模式，再将该模糊图像进行区域划分后，针对该模糊图像上的每一个区块进行PD值的计算，并将其记为PD1。
接着利用该标版的中心区域，驱动该马达部件使该摄像模组进行一次相位检测自动对焦(Phase Detection Auto Focus,PDAF)，当该模糊图像转为一清晰图像时，该马达部件则停止移动，此时先记录下该马达部件所停的位置，将其记作D2，同时计算该清晰图像上划分的每一块的PD值，将其记作PD2。
此时为了让验证过程有能进行比较的数值，在维持所有环境条件相同，而在该马达仍维持在位置D2的情况下，进行一次对比检测自动对焦(Contrast Detection AutoFocus,CDAF)，特别需要注意的是，如果有需要针对对比检测自动对焦(ContrastDetection Auto Focus,CDAF)做任何的细部调整，同时可以在这边以该位置D2前后的40code值来进行细调。
在进行完对比检测自动对焦(Contrast Detection Auto Focus,CDAF)后，记下该马达部件位置D3后，代表我们可以开始进行验证的计算，首先根据PD1和PD2算得划分区块上每一块的平均值，并将其记为PD3。紧接着重新将该模版10划分为4*4区域，然后根据PD3值和DCC值求出每一区块所对应出该马达的一位移量L。求得每一块的该位移量L后，将其加上该马达部件的初始位置D1，便可以进行相位检测自动对焦(PDAF)后该马达部件的位置D2与进行对比检测自动对焦(CDAF)后该马达部件的位置D3的位置比较，两者相互对照可以获得一位置差值DCCi，根据产线上针对IMX230所进行的实际测试，得出该位置差值DCCi必在30code之内，也就是说，根据该摄像模组进行一次相位检测自动对焦(PDAF)接着再继续进行一次对比检测自动对焦(CDAF)后，两者在该马达部件所停留的该位置差值，来判断进行测试的该摄像模组的离焦转换系数(DCC)值是否准确。
然而，这样的验证方法同时还为产线在管理上带来了其他优点，首先，采用本发明来进行相机模组的模糊转换系数验证，由于是通过相位检测自动对焦与对比检测自动对焦先后进行对焦动作后再来比较，以验证模糊转换系数的值是否正确，这样的做法便是将模组进行一次实际的使用，等同于在生产完成前最后需要实际测试产品是否能正常运行的程序相同，因此可以有效精简生产流程，提生产线效能。再者，这样的验证方法，由于采用了准确性高的对比检测自动对焦来作为第三方对比，因此所得到的结果相较于过去的方法也具备了较高的准确度以及可性度，因此更可以取信于客户。同时也因为运行了更加具有科学校验标准的验证方法，又同时具备实用性，对于产品的制作带来了更精确的检视标准，也有助于提升整体产业对于产品质量的要求，促进产品进步与发展。
由于本发明系以新一代的手机镜头摄像模组发展出新的验证办法，而具备相位检测自动对焦系统(PDAF)功能的都被使用于高阶产品线，但依现今技术发展的快速程度，很快的会出现具备相同功能但其成效较弱的二三线产品用于其它产品线。毕竟相较于传统的对比检测自动对焦系统，相位检测自动对焦(PDAF)相较有更高的对焦速度，可以快速完成对焦进行拍摄，这样的差距来自于对比检测自动对焦(CDAF)的运作原理系通过从头到尾不断的进行扫描来完成对焦，因此对焦速度相对较慢，但其对焦成效较佳，可以获得比较清晰地对焦结果。然而相位检测自动对焦系统(PDAF)，则是通过成对的掩蔽像素(MaskedPixels)彼此间的相对变化，来决定镜头是否要继续前进完成对焦，或者是对焦至此便完成对焦。在一般的环境下，相位检测自动对焦大多只需要对一、两帧图像进行比对后即可判断出是否已完成对焦。但即使相机模组可以通过相位检测自动对焦迅速的完成对焦动作，其所获得的对焦成果也不见得是良好准确的。因此为了提身产品质量，必须突破原先通过自我验证方式来进行的模糊转换系数校验方式。
这里以IMX230传感器作为使用相位检测自动对焦(PDAF)的示例，可理解的是，本发明所提供的验证方法，可以基于相同的作用原理来进行其他类型的摄像模组验证值DCCi的计算，只需要对其中的环境因素进行调整，最后所得出的该验证值DCCi也是能作为准确验证的。
因此，根据本发明的一个具体实施例，在具体验证步骤开始之前，基于CDAF方法得到马达位置和图像清晰度的匹配数据库，以备用。在一个具体示例中，该方法步骤包含如下：
(i)保证当前验证环境与计算离焦转换系数时的环境全部相同；
(ii)摄像模组从初始马达位置运行一次CDAF过程，并且得到清晰图像进通过查找上述匹配数据库或通过计算得到图像清晰位置时的马达位置；
(iii)摄像模组从初始马达位置运行一次PDAF过程，根据PD值的变化量和烧录的DCC值得到马达位置的变化量，并且基于上述PD值，DCC值和马达位置之间的换算关系式以及参考所述初始马达位置得到通过PDAF步骤使图像变清晰时的马达位置；以及
(iv)比较分别通过CDAF和PDAF使图像从模糊变清晰时马达位置的差值从而判断DCC值的准确性。具体地，在本发明中，这个差值不超过30code时，判断产品合格。
在这个方法中，PDAF和CDAF可以独立进行，也就是说，两个步骤之间可以没有先后顺序，在运行时其马达所在的初始位置可以一样，也可以是不一样，只要能得到使图像从模糊变清晰时CDAF和PDAF步骤中各自马达所在的位置即可。
更优选地，本发明提供了如下的具体操作方法，其包括步骤：
(A)保证当前验证环境与计算离焦转换系数时的环境全部相同，包括：
(A.1)准备图像尺寸为全像素的一标版；
(A.2)待测模组与该标版距离保持在D位置；
(A.3)设置一马达于D1位置，以获取一模糊图像；
(B)针对该模糊图像做DCC校准，获取每一块上的PD值，并将其记为PD1；
(C)通过移动该马达，针对该标版中心区域进行实际一次相位检测自动对焦(PDAF)让该模糊图像转为一清晰图像；
(D)对该清晰图像同样进行DCC校准，获取每一块上的PD值，并将其计做PD2，同时记录下该马达位置，记作D2；
(E)让该马达保持在D2位置，继续进行一次对比检测自动对焦(CDAF)，并将该马达之位置记作D3，D3通过查找马达位置和图像清晰度的匹配数据库或计算得到；如果对比检测自动对焦(CDAF)有需要，可以根据步骤(D)中所记录下该位置D1的前后40code进行细部调整；
(F)将该标版划分为4*4区域，并根据步骤(B)和步骤(D)中的PD1与PD2计算出所对应的4*4区快上的平均值PDavg；
(G)根据该PDavg值算出相对于4*4区域所对应的校准对应快的该马达位移量P；
(H)将4*4区快上每一块的该马达位移量P加上该马达的初始位置D1，得到一验证值DCCi；
(I)以该验证值DCCi来判断相位检测自动对焦(PDAF)与对比检测自动对焦(CDAF)的差值是否小于该验证值DCCi。其中(I.1)两者差值小于该DCCi值，完成验证；(I.2)两者差值大于该DCCi值，回报为不良品。
在这个具体示例的方法中，PDAF结束后，再在PDAF得到清晰图像的位置让马达前后40code内移动，进行CDAF找到CDAF步骤中得到清晰图像时马达的位置，这样可以更节省时间，提高验证效率。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (13)

1.一离焦转换系数验证方法，用于评价一摄像模组的相位检测自动对焦性能，其特征在于，包含下述步骤：
保证验证环境与计算离焦转换系数值的环境完全一致；
在所述验证环境中设置一标版、包含待测的所述摄像模组，所述标版与所述待测模组间隔一距离D，而所述摄像模组的马达设置于一初始位置D1；
获取一模糊图像，并将所述模糊图像根据离焦转换系数的校准模式划分为阵列为a的区块，计算所述阵列中每一区块的PD值，并记为PD1；
驱动所述马达，利用所述模糊图像中心区域进行一次相位检测自动对焦PDAF，直至获得一清晰图像，记下所述马达停止位置为D2；
获取步骤（D）中每一个区块的PD值，记为PD2﹔
再次通过驱动所述马达，针对所述清晰图像进行一次对比检测自动对焦，并记下所述马达停止位置，记作D3，其中D3基于所述对比检测自动对焦得到的清晰图像时获取的图像数据进行匹配查找或计算得到；
取步骤(C)的PD1与步骤(E)的PD2，求出在所述a区块上每一块PD值的变化量，记作PDc；
重新将所述标版的图像划分为阵列为b的区域，计算其中每一块区域的平均PD值与DCC值，得到根据对应所述a区块校准时的所述马达的位移量L；以及
根据所述b区块上的每一个区域的所述马达的位移量L以及初始位置D1，得到用来验证离焦转换系数的一验证值DCCi，所述验证值是每一个区域相位检测自动对焦和对比检测自动对焦后的所述马达的位置差值。
2.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中所述标版系指黑白相间条纹标版。
3.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中所述步骤(B)中的所述距离D为15-30厘米。
4.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中所述步骤(B)中的所述马达初始位置D1为80infi。
5.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中步骤(A)中所指的环境，包含所述标版尺寸、所述标版图样、所述标版图样尺寸、所述标版与所述摄像模组间的距离以及所述马达的使用方式。
6.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中所述步骤（C）所划分的所述a区块，系根据所述离焦转换系数的校准模式所进行划分，相应地，阵列a为16*12或8*6。
7.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中在步骤(F)中，若对比检测自动对焦需要进行功能细调，根据D2值的前后40code来进行。
8.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中所述步骤(H)进行计算所述马达位移量L时的所述b区块，系所述标版的图像划分为4*4区域。
9.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中所述步骤(G)中的所述PDc值为所述PD2减去所述PD1值。
10.根据权利要求1所述的离焦转换系数验证方法，其中所述DCCi的校验值为30code以内。
11.根据权利要求1至10中任一所述的离焦转换系数验证方法，其中所述摄像模组是IMX230模组。
12.根据权利要求1至10中任一所述的离焦转换系数验证方法，其中所述图像充满整个检测分析画面。
13.根据权利要求1至10中任一所述的离焦转换系数验证方法，其中所述方法基于整个图像的中心区域进行验证。
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