CN109981869B - 基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备 - Google Patents

Abstract

一适用于测量一透镜致动器振荡周期的测量设备，包括一调试单元，其中该调试单元进一步包括一供能模块和一图像获取模块，其中该供能模块驱动该透镜致动器，其中该图像获取模块供获得一测试标板的一图像信息，其中该图像信息包含对应于该测试标板上的逐行或逐列获取的多个子图像信息；和一计算单元，其中该计算单元配置为根据该逐行或逐列获取的多个子图像信息计算分析该透镜致动器的振荡周期。

Description

基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备

技术领域

本发明涉及摄像模组领域，尤其涉及一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，以实现一次性对多数透镜致动器进行振荡周期测试。

背景技术

手机已然成为市场上销售量最大的消费级电子设备，并且摄像模组的整体需求也伴随着手机的改进而要不断发生变化。一方面，摄像模组的尺寸和成本可能是整体需求最重要的，但是另外一方面，由于摄像模组的发展由对高分辨率的需求慢慢转变为高性能的需求，其中高性能包括了高帧率拍摄、光学变焦、快门控制和图像稳定。

目前来说，自动对焦依赖于透镜驱动器快速地移动摄像模块的透镜以便实现图像聚焦的能力。典型的透镜致动器可以基于数字式步进电机、压电电机。微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，简称MEMS)致动器或者音圈马达(Voice Coil Moto，简称VCM)。透镜驱动的方式根据所使用的透镜驱动器不同而不同，例如透镜驱动器产生驱动数字式步进电机的电压，或者驱动音圈马达(VCM)的电流。市面上最常见的透镜驱动器就是VCM，约占了90％。在市场期待高性能摄像模组的前提下，摄像模组的透镜驱动器实现快速定位和自动对焦所需要的关键参数就是音圈马达(VCM)的振荡周期。

现有马达振荡周期的测量方式是通过测量马达的运动时间和马达的振幅后，按照时间和在对应时间上的振幅建立起马达振荡周期表。具体测量时，是通过给马达的引脚输入一阶跃电流信号，电流最优值小于二分之一的额定电流，利用位移测试设备测量马达的振荡幅度。建立的马达振荡周期表通常以X轴标识时间，Y轴标识振幅，其中Y轴上0度线为稳定后的幅值。

常用的位移测试设备如图1所示，由位移测试设备1向被置于工作台4的马达2发射激光3，通过反射的激光3来测量马达的振幅，并且记录时间。位移测试设备1向上位机，比如电脑输出有关数据后，上位机按照数据计算马达振荡周期。

但是，现有的测量方式和测量设备并不能满足和适应未来高性能摄像模组的发展趋势。

一方面，现有的测量方式和测量设备只能对单个马达进行测试，在设备上于马达是一对一的关系。

厂家不同批次或者同一批次的不同设备所制作而得的音圈马达的结构上可能存在差异，例如胶水等粘接剂、弹簧安装的位置、弹簧的弹性系数的不同而导致同一批次的每个马达的单体振荡周期都可能存在不同。但在上面的测试设备下，无法做到对每个马达的振荡周期进行测试。因为设备测试步骤上，激光投射器与设备只能实现单个马达的测试，多个马达的测试就需要多个激光投射器及测试设备。

而且，基于VCM的透镜致动器被线圈缠绕，该线圈紧邻一个永磁体或一组磁体放置。弹簧将透镜镜筒保持出于与无功耗相关联的停留位置。当电流被注入到音圈中时，由线圈中的电流与永磁体的相互作用力，比如洛仑磁力，使透镜镜筒移到由该洛仑磁力与弹簧回程力之间的力平衡确定的静止位置。

由于弹簧的存在，整个VCM系统可以等效为阻尼振荡器。也就是说在自动聚焦过程中的透镜定位的每个行程的期间，在透镜在目标位置处稳定下来之前，透镜位置发生了不断在稳定位置上下振荡的过程。这样在振荡到稳定的过程可能花费高达100-1000毫秒，来完成整个聚焦后稳定定位的过程。该稳定时间可能不适用于能够快速并且高帧率地实现自动聚集速率。

因此音圈马达的传统测试方法以及测试设备在成本和时间上的限制，无法对一批量产品中的所有音圈马达进行振荡周期的测试。

另一方面，现有的测量方式仅基于Z轴方向上的马达振荡的幅值来判断马达是否最终稳定下来的依据并不准确，甚至无法适用于有些摄像模组。

现有的测量马达振荡周期的方式属于一种基于外部激光的测量，因为马达振幅稳定的幅值最终是体现在摄像模组上的拍摄图像的稳定。也就是说，马达振荡稳定后的幅值与拍摄图像的稳定并不存在对应关系。马达与镜头之间连接需要通过螺纹或胶水等连接剂的固定，也就是说马达与镜头之间的这些连接剂起到了连接马达与镜头X,Y和Z方向，只要马达在Z轴方向有移动，那么可能使得镜头与马达除了Z轴方向移动外还可能存在X,Y轴方向上的移动。同时也因为由于弹簧等阻尼元件的存在或在某些情况下，由于制造误差，环境干扰等因素，当马达在Z方向的行程稳定后，X,Y方向上可能还存在振荡影响成像。

而且，现有的测量马达振荡周期的方式是建立在被动测量马达的振幅上面的，激光光源需要测试大量的数据点来生成振动周期的图像。为了测量数据，光点需要打在镜头端面，现在镜头前端面越做越薄，这种情况激光点不准确，激光测试的方法对这些镜头就不适用。甚至有些模组镜头已经完全包在外壳之内，并且已经成形，只留通光孔在外面，镜头端面不可见，这种情况激光点也无法打到，也就是说激光测试无法进行。

此外，测试马达振动周期的设备需要测试激光光源，工作台，激光发射以及反射的时间，因此整个测试马达振荡周期的设备体积比较大，同时因为需要激光的反馈，不能做到测试多个马达，本身激光发射单元体积就比较大。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，能够实现一次性对大批量透镜致动器进行规模式的振荡周期的测试。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法利用摄像模组对测试标板进行拍摄，通过输出拍摄图像所得的信息输出参考值，从而输出对比信息，相比于传统的测量方式更精确。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法通过最终成像主动测量的方式，相比于传统的被动式测量方式，能够直接体现摄像模组最终成像的稳定，具有直接的优势。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法利用拍摄图像输出参考值，考虑到弹簧等影响，相比于传统的测量方式更加精确。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法以单行或者单列的像素作为基准，使得一帧图像中出现了大量可利用性的数据，降低了数据传输能力要求。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法以单行或者单列的像素作为基准，相比于一帧图像作为基准的测量方式，获得可利用数据的时间短，适用于快速且高帧率的实现自动对焦速率摄像模组。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法可以适用于镜头前端面越做越薄的摄像模组。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法可以适用于模组镜头已经完全包在外壳之内，镜头端面不可见的摄像模组。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，能够大批量测试，进而减少成本。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，相比于传统的测量方式，测试步骤减少，节省时间。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述设备利用透镜致动器本身或半成品模组本身输出振荡周期数据，无需外加的测量仪器，比如激光投射源，设备体积小。

本发明的另一个目的在于提供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，其中所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法从成本和时间上可以实现对每一个透镜致动器进行测试，从而保证每一个透镜致动器校正的效果，提高成品率。

相应的，为实现以上至少一个发明目的，本发明以供一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法，包括步骤：

(a)驱动一透镜致动器，并使一成像系统拍摄一测试标板；

(b)获取所述测试标板的一图像信息，其中所述图像信息包含对应于所述测试标板上的逐行或逐列获取的多个子图像信息；以及

(c)根据所述图像信息，计算分析所述透镜致动器的一振荡周期。

根据本发明的一个实施例，所述步骤(a)进一步包括：

(a1)提供一图像获取单元，作为所述成像系统；

(a2)连接所述图像获取单元的一镜头与所述透镜致动器，并获取所述图像信息。

根据本发明的一个实施例，所述成像系统和所述透镜致动器组装为一半成品摄像模组。

根据本发明的一个实施例，所述步骤(c)进一步包括：

(c1)分析所述图像信息包括的所述测试标板的解像力信息、特征点的距离信息，特征点的相位信息或前后帧的图像之间的稳定值；

(c2)根据步骤(c1)中分析得出的信息为标准，计算一系列参考值；

(c3)根据一系列所述参考值，计算所述透镜致动器的振荡周期。

根据本发明的一个实施例，所述测试标板的图案逐行或逐列变化。

根据本发明的一个实施例，所述图像信息的获取方向和所述侧视标板的变化方向垂直或相同。

根据本发明的一个实施例，步骤(c)进一步包括：

(c4)利用数字图像数据处理，计算所述透镜致动器的所述振荡周期。

根据本发明的一个实施例，所述数字图像数据处理被实施为光流分析法。

根据本发明的一个实施例，所述测试标板具有黑白线对、方形、三角形、圆形、椭圆形、十字形、或星形中的一至多种的组合的。

根据本发明的一个实施例，所述的方法进一步包括步骤：

(e)烧录所述振荡周期数据于一线路板或一芯片。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一适用于测量一透镜致动器振荡周期的测量设备，包括：

一调试单元，其中所述调试单元进一步包括一供能模块和一图像获取模块，其中所述供能模块驱动该透镜致动器，其中所述图像获取模块供获得一测试标板的一图像信息，其中该图像信息包含对应于该测试标板上的逐行或逐列获取的多个子图像信息；和

一计算单元，其中所述计算单元配置为根据该逐行或逐列获取的多个子图像信息计算分析所述透镜致动器的振荡周期。

根据本发明的一个实施例，所述的测量设备进一步包括一记录单元，其中所述记录单元与所述调试单元和所述计算单元分别连接，以供记录数据。

根据本发明的一个实施例，所述的测量设备进一步包括一烧录单元，其中所述烧录单元电连接于所述计算单元，以供将数据烧录于一线路板或一芯片。

根据本发明的一个实施例，所述图像信息包括所述测试标板的解像力信息、特征点的距离信息、特征点的相位信息或前后帧的图像之间的稳定值。

进一步，根据本发明的另一个方面，本发明提供一适用于测量一透镜致动器振荡周期的测量设备，包括：

一调试单元，其中所述调试单元进一步包括一供能模块，其中所述供能模块驱动该透镜致动器，供该透镜致动器的一成像系统获得一测试标板的一图像信息，其中该图像信息包含对应于所述测试标板上的逐行或逐列获取的多个子图像信息；和

一计算单元，其中所述计算单元配置为根据该逐行或逐列获取的多个子图像信息计算分析所述透镜致动器的振荡周期。

根据本发明的一个实施例，该透镜致动器和该成像系统被组装为一半成品摄像模组。

附图说明

图1是现有技术的一位移测试设备的结构示意图。

图2是根据本发明的一测试设备的结构示意图。

图3是根据本发明的一测试设备的结构示意图。

图4是根据本发明的测试设备第一实施例的结构示意图。

图5是根据本发明的上述第一实施例的基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法的流程图。

图6是根据本发明的测试设备另一实施例的示意图。

图7是根据本发明的上述另一实施的基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法的流程图。

图8示出了本发明利用解像力信息测量透镜致动器振荡周期的方法的流程图。

图9示出了本发明利用相位信息测量透镜致动器振荡周期的方法的流程图。

图10示出了上述利用相位信息测量透镜致动器振荡周期的方法的结构示意图。

图11示出了上述利用相位变化与时间的关系图。

图12示出了利用前后帧图像之间的稳定值测量透镜致动器振荡周期的方法的结构示意图。

图13示出了利用果冻效应测量透镜致动器振荡周期的方法的结构示意图。

图14示出了上述利用果冻效应测量方法中，当图像获取方向和侧视标板的变化方向垂直时的图像信息形成过程。

图15示出了上述利用果冻效应测量方法中，图像获取曝光频率不同时，图像信息的不同。

图16A示出了上述利用果冻效应测量方法中，图像获取的像素阵列示意图。

图16B示出了上述利用果冻效应测量方法中的测试标板示意图。

图16C示出了上述利用果冻效应测量方法中，当图像获取方向和侧视标板的变化方向相同时，形成的图像信息示意图。

图17示出了当图像获取方向和侧视标板的变化方向相同，待测透镜致动器振荡时，获得的图像信息。

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。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图2至图17所示是根据本发明提供的一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法及测试设备，将需要被测量的一透镜致动器51与一图像获取模块23电连接后，利用所述图像获取模块23对一测试标板10进行拍摄等步骤，获取一图像信息25。通过输出根据所述图像信息25分析计算所得的一系列参考值26，从而输出对比信息。按照时间和所述参考值26之间的对应关系建立坐标系，从而输出透镜致动器的振荡周期。相比于传统的被动测量方式，本发明中的方法和设备基于图像进行主动测量，能够直接体现摄像模组的最终成像的稳定，具有直接的优势。

值得一提的是，一待测对象50有可能是一半成品模组，即由所述透镜致动器51和一摄像模块52组装而成。也就是说，所述待测对象50具有成像系统实现摄像功能，测试时，所述图像获取模块23被实施为所述待测对象50自带的所述摄像模块52，进行对所述测试标板10的拍摄步骤，生成所述图像信息25。由所述图像获取模块23接收所述图像信息25，或者直接通过一输出模块24向一计算单元30输出。所述摄像模块52在满足高帧率拍摄例如240FPS、480FPS或者960FPS的前提下，可以实现对数据的准确测量，当所述摄像模块52不满足该情况时，可以在可控制范围内尽可能缩短所述摄像模块52的拍摄间隔，以丰富数据的采样点。通过程序指令录入等方式在可控制范围内缩短拍摄间隔的方式是可行的。

根据所述透镜致动器51的振动周期，可以为透镜致动器分配快速稳定参数。同一批次中的不同透镜致动器的振荡周期都可能不一样，而本发明中的方法和设备基于图像信息，能够快速、精确地测量每一个透镜致动器振荡周期。

如图2和图3所示是根据本发明的一测量设备。所述测量设备包括一调试单元20和所述计算单元30。所述调试单元20与所述待测对象50连接，向所述透镜致动器51输入一阶跃电源信号，从而驱动所述透镜致动器51，获得所述测试标板10的所述图像信息25。所述计算单元30根据所述图像信息25计算分析出所述参考值26，并且输出振荡周期，同时还能根据振荡周期输出快速稳定参数。

所述调试模块20为测试创造必要条件，比如为单个的所述透镜致动器51配置摄像功能模块，为所述透镜致动器51提供电源信号等等。具体地，所述调试模块包括一控制模块21，一供能模块22，所述图像获取模块23和所述输出模块24。所述控制模块21控制所述透镜致动器51的开始振荡的时间。所述供能模块22驱动所述透镜致动器51，比如所述阶跃电信号。所述图像获取模块23获取所述图像信息25，为完整的成像系统创造条件，比如为单个的所述透镜致动器51提供镜头、感光芯片、线路板等成像系统必要的设备，为包括镜头的透镜致动器组件提供感光芯片、线路板等。

也就是说，和传统的外部激光的测量不同，本发明不需要使用激光，对于镜头前端面越做越薄的摄像模组或模组镜头已经完全包在外壳之内，镜头端面不可见的摄像模组都可以适用。

如图4所示实施例是待测物为单个的所述透镜致动器51或透镜致动器组件时的结构示意图。在摄像模组领域中，透镜致动器组件指的是单个的所述透镜致动器51与镜头组装在一起。单个的所述透镜致动器51指的是任意一种透镜致动器，比如MEMS致动器、压电、音圈透镜致动器等，相应地，透镜致动器组件可以是任一透镜致动器与镜头的组装。所以，在本实施例中，所述透镜致动器51或透镜致动器组件的成像系统并不完善，需要与所述图像获取模块23组装后进行测试，由所述图像获取模块23为其提供成像系统必要的设备比如感光芯片、线路板。优选地，所述图像获取模块23可以是高帧率的摄像模块，比如480FPS(frame per second，帧/秒)以上。

也就是说，在本实施例中，当单个的所述透镜致动器51时，将所述图像获取模块23的镜头连接于所述单个的所述透镜致动器51，将其他的比如感光芯片、线路板等元件组装形成完整的成像系统为获取所述图像信息25创造条件。或当透镜致动器组件被测量时，虽然无需将镜头连接，但仍需将其他的比如感光芯片、线路板等元件组装形成完整的成像系统为获取所述图像信息25创造条件。

所述透镜致动器51一般需要动力比如电力，才能使得透镜致动器51发生行程、状态上的变化。也就是说，无论哪一种透镜致动器在施加电源后，都会发生在预设的稳定值上的振荡。相应地，所述供能模块22为所述透镜致动器51或透镜致动器组件施加电流，提供电源信号，使其发生振荡。

进一步，所述测试标板10被设置于所述图像获取模块23的感光路径上。当所述透镜致动器51或透镜致动器组件被所述供能模块22激发后，由所述控制模块21控制开始振荡的时间，不断振荡的过程中，由所述图像获取模块23对所述测试标板10进行拍摄，获得所述图像信息25。之后，所述图像信息25由所述输出模块24传输至所述计算模块30，当然，所述输出模块24可以记录数据之后再传输或者不传输。

所述计算模块30根据所述图像信息25中包含的解像力信息、距离信息、相位信息、图像和测试标板10之间的对比度、前后帧的图像之间的稳定值或者行、列图像模糊程度的大小等作为标准，计算分析得出所述参考值26。在所述透镜致动器51或透镜致动器组件不断振荡的过程中，所述参考值26的量是不断变化的，但是最终的稳定值是在一个范围内。以此为依据，将所述参考值26和相应的时间匹配，最终得出振荡周期和图像的稳定时间，进而计算和收集快速稳定参数。

在本实施例中，当得到所述透镜致动器51或透镜致动器组件的振荡周期后，将所述透镜致动器51或透镜致动器组件与摄像模块测试设备进行分离。值得注意的是，由于是基于对图像技术的测量，因此设备上就少了传统的镭射发射仪器等，整体体积减小，也以实现多个成批量和成规模的测试。

进一步地，所述设备还包括一记录单元40，以保存和记录数据。也就是说，所述计算单元30和所述调试单元20可以分别连接于所述记录单元40，进而将所得到的所述图像信息25、参考值26、分析得出振荡周期和图像的稳定时间等等数据传输至所述记录单元40保存。所述记录单元40可以是数据库、云存储系统等等。

如图6所示实施例是待测物为由所述透镜致动器51和所述摄像模块52组装成的所述待测对象50时的示意图，例如半成品摄像模组。与上述实施例不同的是，在本实施例中，由所述摄像模块52完成所述图像信息25的生成功能，所述图像获取模块23被实施为所述待测对象50自带的所述摄像模块52，即所述摄像模块52作为所述透镜致动器51的成像系统，所述摄像模块52包括镜头、感光芯片、线路板等成像系统必要的元件，无需所述基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的测量设备为其提供。

所以，在本实施中，所述待测对象50与所述供能模块22电连接，以使所述供能模块22为所述透镜致动器51提供电源信号和为所述摄像模块52提供动力。所述控制模块21控制所述透镜致动器51开始振荡的时间。当所述摄像模块52对同样的所述测试标板10拍摄，生成所述图像信息25后，由所述输出模块24传输至所述计算单元30完成相应的计算分析。

在实际操作和制作中，所述待测对象50和所述调试单元20的连接可以直接由引脚或者连接器完成。而所述图像信息25的传输可以通过所述待测对象50自带的信号输出端如连接器、引脚等完成。当所述待测对象50实现对测试标板10的拍摄后，通过自带的信号输出端输出图像数据后，进行参考值的输出，同样也可以得到关于振荡周期的数据。这样的测试步骤更加简化，节约时间。

值得一提的是，这里可以直接对所述待测对象50进行烧录，也就是直接将所述振荡周期的数据、快速稳定参数等录入线路板的芯片上。相应地，所述设备进一步包括一烧录单元50，和所述计算单元30电连接，将数据烧录。

具体地，对所述图像信息25和所述参考值26之间的转化可以由多种方式进行。比如，以所述透镜致动器51在稳定行程后拍摄所得的图像数据作为基准线，通过TV line(Television Line电视线)，OTF(Optical Transfer Function，光学传递函数)，MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)，SFR(Special Frequency Response，空间频率响应)，或者CTF(Contrast Transfer Function，对比度调换函数)等进行解像力测试，计算和对比所述参考值26，如图8所示。可以知道的是，本领域技术人员可以采用其他的相关测试方式，此处只是举例并未限制。

或者，如图9所示，根据所述测试标板10上的区别图案特征在感光芯片拍摄图像的数据，实现所述测试标板10的距离测试，主要以所述测试标板10的特征点作为参考物输出距离信息。也就是用测试距离信息的方式进行测量。具体地，所述测试标板10的特征点可以是有明显的图案颜色区别，例如黑白线对，或者是有明显的图案形状差异，例如方形、三角形、圆形、椭圆形、十字形、星形中的一至多种的组合。

在这个方案中，根据所得的图像信息25中包含所述测试标板10的明显特征点的距离信息作为参考值。换一句话说，也就是按照所述图像信息25在距离方向上的具有这些特征点的所述测试标板10建立起与深度距离等有关的参考值。所述透镜致动器51在稳定行程后所得的图像信息25中所得的距离信息作为标准，参考值26是以该标准数据比较后输出。

或者，所示采用测试相位的方式，在该方法中，用所述测试标板10上的区别图案特征在感光芯片拍摄图像的数据中实现对于所述测试标板10的相位测试，大体以所述测试标板10的特征点作为参考物输出相位信息。具体包括比如，测试图案有明显的相位敏感图案，例如黑白线对，之后利用一图像采集器可以直接输出相位信息或相位差信息，可以直接判定过焦或合焦。

在该方案中，所得的图像信息25以具有这些明显特征点的所述测试标板10的相位信息作为参考值。换一句话说，也就是按照图像信息25在距离方向L上的具有这些特征点的所述测试标板10建立起与相位信息等有关的参考值。所述透镜致动器51在稳定行程后拍摄所得的图像信息25中所得的相位信息作为标准，参考值26是以该标准数据比较后输出。

根据本发明的一个实施例，采用测试相位的方式，利用如图10所示的测试标板10，将其设置于一待测的高帧率摄像模组50的距离方向L上，以供拍摄。所述高帧率摄像模组50利用其图像采集器部分获取图像信息25，此时所述图像采集器作为所述图像获取模块23工作，通过一计算机作为计算单元计算输出相位信息或相位差信息。所述高帧率摄像模组50根据信息直接判定过焦或合焦。

如图11所示表示相位变化与时间的关系，当所述透镜致动器51到达相位距离基准位置以外，如位置200时，所述高帧率摄像模组50就会输出第一个极高的PD值(PhaseDetection，相位检测)；当所述透镜致动器51到达相位距离基准位置以内，如位置100，所述高帧率摄像模组50就会输出第一个极低的PD值；当所述透镜致动器51到达相位距离基准位置以外，如位置300，所述高帧率摄像模组50就会输出第二个极高的PD值。相应地，通过所述高帧率摄像模组50的不间断采样，描绘出一条细腻的振荡曲线，通过这条振荡曲线准确地计算出一个马达的振荡周期，从而确认最终马达的稳定时间、马达振荡多少次可以稳定等重要信息。

这个方案通过在某些感光芯片中的相位侦测像素检测偏移量，根据信号波峰的正负即数据的正负判断偏移的方向，根据波峰的位置或者说数据的大小判断偏移量。此外，通过相差可用于确定图像传感器光学器件应该被调整多远以及应该沿着哪个方向调整图像传感器光学器件以使光学器件实现对焦。简单来说，相位信息获取参考值的当时更加直接和简单、硬件少、光线要求低。

又或者，如图12流程所示，按照前后帧的图像之间的稳定值作为标准，输出参考值，最终得出透镜致动器的振荡周期和图像的稳定时间。前后帧图像之间的稳定值可以有像素点的位置、图像的亮度、图像的对比度或者图像的相位信息等等。换一句话说，也就是比较透镜致动器在稳定行程后拍摄所得的图像数据的前后帧作为比较，稳定值就是透镜致动器前后帧的参数的比较。这种方法最为直接也是最为简单。

值得一提的是，所述图像信息25和所述参考值26之间的转化可以利用果冻效应测量图像的稳定程度，进而测量透镜致动器振荡周期，如图13流程所示。

该方法中，所述图像获取模块23对所述测试标板10进行逐行或者逐列地图像获取，比如其中的感光芯片扫描方向，即曝光方向，包括行扫描或列扫描。比如图14中图像获取方向从上至下逐行获取，即灰色部分变化方向代表为图像获取方向。每两行或者每两列图像获取之间的时间间隔为一扫描周期。在一扫描周期结束后，每一帧图像内由单行或者单列的像素形成一子图像。所述子图像内包含所述图像信息25，进而参与计算并最终输出参考值。

值得一提的是，每一帧图像包含了多个行或者列的所述子图像，如图14所示。也就是说，在本方法中，所有的动作都在极短的时间内完成，在这段极短时间内收集到图像数据以单行或者单列的像素作为基准，因此一帧图像中出现了大量可利用性的数据。所以，每一帧图像内包含的行或者列像素数据量能够支持该振荡曲线的基础数据量。

而在前提到的几种方式中，所述图像信息25都是需要在以一帧图像作为基准，因此需要短时间内很多帧完整的图像数据的支持。相应地，数据传输能力要求就搞，所以在很多高性能感光芯片例如索尼中，都集成了D-RAM芯片作为拍摄后图像的高速存储空间。所以选择利用该方式实现无需高速数据传输能力，在实现方式上更加简单。

具体地，当所述透镜致动器51于Z轴方向进行振荡的时候，由于在振动周期内的所述透镜致动器51的位置发生了变化，当所述图像获取模块23获取图像数据时，位置变化的镜头拍摄所成的行或者列上的像也发生了变化。因此，可以根据所成的一帧图像中的包含的多个因镜头位置不同而造成行或者列图像模糊程度，计算和分析所述参考值26。如图17所示，图中灰色部分表示由于所述透镜致动器51振荡而获取的模糊部分。

值得一提的是，在手机模组领域中，绝大部分都使用CMOS((ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器，而使用CMOS传感器多数使用卷帘快门曝光。它是通过图像传感器逐行曝光的方式实现拍摄，从第一行/列开始直至所有像素点都被曝光最终成像。也就是说，本方法的更适合于实际的测量设备。

优选地，在实际测试中，所述测试标板10为图案逐行变化，如图14中的人形和图16B中的测试标板所示意图的。此时，所述透镜致动器51在Z轴方向上位置的变化叠加了所述测试标板10的逐行变化，发生果冻效应，进而形成所述图像信息25。具体地，所述测试标板10图案逐行变化可以表现为单行点亮或依次逐行后逐列点亮。

进一步，由于所述透镜致动器51除了Z轴方向振动外，还可能在X、Y方向上发生振荡。所述透镜致动器51在X、Y方向上的振动改变了获取图像时的光轴，尤其是摄像镜头的光轴，进而影响了成像被拍摄的位置。也就是说在镜头光轴和所述图像获取模块23的感光芯片成像中心之间发生了移动，物体与感光芯片之间发生了移动。因此成像时，在X,Y方向上发生的相对移动显现出了物体变形的效果。具体地，变形的效果包括倾斜效应、拖影等现象。根据这些物体变形效果可以计算和分析所述参考值26。

此外，由于批量测试中同一批次的透镜致动器的总体阻尼系数基本没有变化，因此需要知道振荡周期的前面的几个周期的参数就可以推断出整个振荡周期曲线。本领域技术人员可以知道的是，这也适合上述几种的测量方式。

具体地，利用流光分析法针对X、Y、Z方向振动而引起的“变形”现象转换成了利用光流矢量场进行计算和分析，进而得出图像稳定或图像振荡等二维运动的方式，最终实现对二维运动方向上的计算。

针对每一帧图像中不同行或列中的所述子图像部分，采用比如上述的流光分析法等图像数据处理的方法对所述图像信息25中的每行或每列的变化量进行处理，比如彩色时变图像，分别给出直线和曲线的光流概念和光流运动方程组，建立直线和曲线光流场计算的数学模型，从而可以更方便地进行二维位移场计算和二维速度场计算。优选地，所述测试标板10具有明显的图案特征点，例如测试标板上的黑白点或者是黑白线对等具有明显灰度差异的测试标板，进而加大图像中能够起到作为判断变形量的参考特征。

进一步，如图14A至14C中，当图像获取方向和所述侧视标板10的点亮方向垂直时，可以得出每行或列像素上的所述图像信息25彼此关联的现象。在图14所示的举例中，线对图案作为所述测试标板10，图像获取方向为从下至上，测试标板变化点亮方向为从左至右。随着所述透镜致动器51的振荡，所述测试标板10于像素阵列的成像位置发生变化，相应地形成所述14A至14C中最右侧的所述图像信息25。

也就是说，当所述测试标板10的图案逐行点亮变化时，所述图像信息25的成像如图14的右侧列图像所示。由图14可以知道的是，每一帧图像中包括不同行或列中的所述子图像，进而由各个所述子图像对应的所述图像信息25形成大量的基础数据。这也是由于Z轴方向上所述透镜致动器51带动摄像位置的变化而引起的景深不同，导致所述子图像之间的模糊程度不同，所以比较这一帧图像中所述子图像之间的值就可以输出振荡周期的参考值。

通过对拍摄所得的图像信息25进行分块分区域的识别，结合所述侧视标板10的点亮频率，采集所述子图像之间的变形量，例如每个所述子图像之间倾斜量的多少，和模糊程度从而可以输出振荡周期的参考值，最终能测量出透镜致动器的振荡周期。

此外，如图15所示，当所示测试标板10的点亮变化频率或获取图像曝光频率发生变化，所形成的所述图像信息25相应的也会不同。图15A和图15B中，对于相同的测试标板10和待测的所述透镜致动器51，由于频率不同，导致生成的图像信息发生变化。

如图16A至16B所示，当图像获取方向和所述侧视标板10的点亮方向相同时，也可以得出每行或列像素上的所述图像信息25彼此关联的现象。图16A为获取图像的像素阵列示意图，图16B为所述测试标板10的图案，也就是说，此时所述测试标板10的变换点亮由上之下，而获取图像的曝光方向也由上之下。由于单行像素曝光间隔时间短于所述测试标板10的图案，出现了压缩效应，只显示了一部分图像。相对地，这一部分显示的图像显示了标板与芯片曝光频率的相对值，可以进行所述参考值26的计算。

此外，如图17，由于所述透镜致动器51的振荡，部分所述子图像发生模糊，且所述子图像之间的模糊程度不同。也就是说，所述子图像之间的模糊程度与所述透镜致动器51的振荡幅度相关联，据此可以计算分析出振荡周期的参考值。

进一步，当点亮频率和曝光频率发生变化时，显示的部分图像也会发生改变。根据显示图像的变化，利用上述流光分析法可以计算和输出振荡周期的参考值，最终也可以能测量出透镜致动器的振荡周期。

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 (16)

1.一基于图像技术测量透镜致动器振荡周期的方法，其特征在于，包括步骤：

(a)驱动一透镜致动器，并使一成像系统拍摄一测试标板；

(b)获取所述测试标板的一图像信息，其中所述图像信息包含对应于所述测试标板上的逐行或逐列获取的多个子图像信息；以及

(c)根据所述图像信息，计算分析所述透镜致动器的一振荡周期；其中所述步骤(a)进一步包括：

(a1)提供一图像获取单元，作为所述成像系统；

(a2)连接所述图像获取单元的一镜头与所述透镜致动器，并获取所述图像信息；

其中所述步骤(c)进一步包括：

(c1)分析所述图像信息包括的所述测试标板的解像力信息、特征点的距离信息，特征点的相位信息或前后帧的图像之间的稳定值；

(c2)根据步骤(c1)中分析得出的信息为标准，计算一系列参考值；

(c3)根据一系列所述参考值，计算所述透镜致动器的振荡周期；

其中所述测试标板的图案逐行或逐列变化；

其中所述图像信息的获取方向和所述测试标板的变化方向垂直或相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像系统和所述透镜致动器组装为一半成品摄像模组。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(c)进一步包括：

(c4)利用数字图像数据处理，计算所述透镜致动器的所述振荡周期。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述数字图像数据处理被实施为光流分析法。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其中所述测试标板具有黑白线对、方形、三角形、圆形、椭圆形、十字形、或星形中的一至多种的组合。

6.根据权利要求1至4任一所述的方法，进一步包括步骤：

(e)烧录所述振荡周期数据于一线路板或一芯片。

7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括步骤：

(e)烧录所述振荡周期数据于一线路板或一芯片。

8.一适用于测量一透镜致动器振荡周期的测量设备，其特征在于，包括：

一调试单元，其中所述调试单元进一步包括一供能模块和一图像获取模块，其中所述供能模块驱动该透镜致动器，其中所述图像获取模块供获得一测试标板的一图像信息，其中该图像信息包含对应于该测试标板上的逐行或逐列获取的多个子图像信息；和

一计算单元，其中所述计算单元配置为根据该逐行或逐列获取的多个子图像信息计算分析所述透镜致动器的振荡周期；

其中该图像信息包括该测试标板的解像力信息、特征点的距离信息、特征点的相位信息或前后帧的图像之间的稳定值，根据所述图像信息为标准计算一系列参考值，根据一系列所述参考值，计算所述透镜致动器的振荡周期；其中所述测试标板的图案逐行或逐列变化；其中所述图像信息的获取方向和所述测试标板的变化方向垂直或相同。

9.根据权利要求8所述的测量设备，进一步包括一记录单元，其中所述记录单元与所述调试单元和所述计算单元分别连接，以供记录数据。

10.根据权利要求8所述的测量设备，进一步包括一烧录单元，其中所述烧录单元电连接于所述计算单元，以供将数据烧录于一线路板或一芯片。

11.根据权利要求8至10任一所述的测量设备，其中所述测试标板具有黑白线对、方形、三角形、圆形、椭圆形、十字形、或星形中的一至多种的组合。

12.一适用于测量一透镜致动器振荡周期的测量设备，其特征在于，包括：

一调试单元，其中所述调试单元进一步包括一供能模块，其中所述供能模块驱动该透镜致动器，供该透镜致动器的一成像系统获得一测试标板的一图像信息，其中该图像信息包含对应于所述测试标板上的逐行或逐列获取的多个子图像信息；和

一计算单元，其中所述计算单元配置为根据该逐行或逐列获取的多个子图像信息计算分析所述透镜致动器的振荡周期；

其中该图像信息包括该测试标板的解像力信息、特征点的距离信息、特征点的相位信息或前后帧的图像之间的稳定值，根据所述图像信息为标准计算一系列参考值，根据一系列所述参考值，计算所述透镜致动器的振荡周期；其中所述测试标板的图案逐行或逐列变化；其中所述图像信息的获取方向和所述测试标板的变化方向垂直或相同。

13.根据权利要求12所述的测量设备，其中该透镜致动器和该成像系统被组装为一半成品摄像模组。

14.根据权利要求12所述的测量设备，进一步包括一记录单元，其中所述记录单元与所述调试单元和所述计算单元分别连接，以供记录数据。

15.根据权利要求12所述的测量设备，进一步包括一烧录单元，其中所述烧录单元电连接于所述计算单元，以供将数据烧录于一线路板或一芯片。

16.根据权利要求12至15任一所述的测量设备，其中所述测试标板具有黑白线对、方形、三角形、圆形、椭圆形、十字形、或星形中的一至多种的组合。

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