CN1912669A - 可调整影像感测模块焦距的调焦测试装置及调焦平台 - Google Patents

Abstract

可调整影像感测模块焦距的调焦测试装置，包括一基座，一定位装置，一齿轮组，一影像感测模块以及一步进电机。在调焦测试状态下，影像感测模块置放在该基座，结束测试时，可自基座取出。影像感测模块的调焦，是通过影像处理装置，动态计算并记录影像感测模块的调制传递函数值，判断出具有最佳值的调制传递函数时影像感测模块的焦距，再将此位置回传至步进电机，以利用步进电机精确地调整影像感测模块的焦距，以将影像感测模块的焦距调至具有最佳值的调制传递函数时的焦距。

Description

可调整影像感测模块焦距的调焦测试装置及调焦平台

技术领域

本发明提供一种可调整影像感测模块焦距的调焦测试装置及调焦平台，尤指一种借由影像处理装置，判断出具有最佳值的调制传递函数时影像感测模块焦距，并以步进电机自动调整影像感测模块焦距的调焦测试装置及调焦平台。

背景技术

相机镜头的种类可分为两种：变焦镜头与定焦镜头。变焦镜头是指镜头能在某一个限度内变换拍摄画面的范围大小，常见的焦段像是18-55mm或75-300mm等，在和拍摄的主题位置不变的状况下，可以转动变焦环来变换画面中景物的拍摄范围大小。所谓的定焦镜头指焦段固定的镜头，例如24mm、85mm等。这种镜头的拍摄范围是固定的，当我们和拍摄主题的距离一定时，所拍摄景物的范围是一样的。定焦镜头中的光学传感器一般采用电荷偶合组件(charge-coupled device，CCD)或是互补金属氧化半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)。定焦镜头中光学传感器和镜头的距离必须经过调整，才能使此定焦镜头达到最好表现。

先前技术一般采用两种方式来调整定焦镜头的焦距：第一种是采用手动方式来调整光学传感器和镜头的距离，针对定焦镜头像机的光学模块，首先撷取光学模块中光学传感器的影像，再将影像显示在一显示装置上，利用肉眼检视影像中线条对比的表现，以人工方式手动调整定焦镜头的焦距，将光学模块所产生的影像调到最佳状态。此种人工手动调整方法端靠调焦人员的个人判断，调焦的准确性会因人而异，无可避免地影响镜头质量的一致性。此外，培养一位优秀的调焦人员需要时间，一位调焦人员也无法同时调整多个定焦镜头。因此，在大量生产时往往需要大量的调焦设备与人员，增加制造成本。

另一种调整定焦镜头的焦距的先前技术则在手动调整光学传感器和镜头的距离，撷取光学传感器的影像后，使用计算机计算定焦镜头的调制传递函数(modulation transfer function calculator，MTF)，再将定焦镜头的焦距调至具有最佳调制传递函数时的位置。

然而，此二种借由手动而非整体控制调整的方法，容易受到外界测试环境的影响，且未有效控制在测试过程中自动曝光(auto exposure，AE)或自动白平衡(auto white balance，AWB)等参数的变化，因此在判断具最佳调制传递函数的最佳位置往往会产生误判，使得生产线常常需要重新测试定焦镜头。因此，应用此种先前技术所算出的焦距值，一般仅作为调整定焦镜头的焦距时的参考值。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种可调整影像感测模块焦距的调焦测试装置及调焦平台，以解决先前技术的问题。

本发明公开的调焦测试装置包括一基座，一定位装置，一齿轮组，一含镜头的可活动影像感测模块，以及一步进电机。该影像感测模块在调焦测试状态下，置放在该基座，结束测试时，可自基座取出。定位装置借定位孔连接于该镜头，用来定位该影像感测模块。该齿轮组连接于该定位装置，用以带动该定位装置。该步进电机则用以驱动该齿轮组。

本发明公开的调焦平台包括一影像感测模块以及一调焦测试装置。该影像感测模块包括一镜片组及一传感器，用来感测经由该镜片组传来的光线。该调焦测试装置包括一下基座，一上基座，一定位装置，一齿轮组，以及一步进电机。该上基座的一侧以可转动的方式固定于该下基座的一侧。该定位装置借定位孔连接于该镜头，用来定位一影像感测模块。该齿轮组连接于该定位装置，用以带动该定位装置。该步进电机则用以驱动该齿轮组。

附图说明

图1为本发明中一调焦测试装置的示意图。

图2为图1调焦测试装置的上视图。

图3为图1调焦测试装置的电路板固定装置的示意图。

图4为图1第三齿轮和定位装置的示意图。

图5为图4定位装置的上视图。

图6为图1调焦测试装置和一影像处理装置的功能方块图。

图7为图1调焦测试装置调整焦距的流程图。

主要组件符号说明

10调焦测试装置             12步进电机

14底座                     15影像感测模块镜头

20齿轮组                   21第一齿轮

22第二齿轮                 23第三齿轮

30电路板固定装置           32栓锁

34上基座                   36下基座

40影像感测模块             41定位装置

43定位孔                   44插孔

46定位销                   60影像处理装置

62数字信号处理器           64调制传递函数计算器

66调制传递函数比较器       68步进电机控制器

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明中一调焦测试装置10的示意图。调焦测试装置10包括一步进电机12，一齿轮组20，一电路板固定装置30，一定位装置41，以及一底座14。齿轮组20包括一第一齿轮21，一第二齿轮22以及一第三齿轮23。

请参考图2，图2为调焦测试装置10的上视图。图2可更清楚地显示齿轮组20的结构。第一齿轮21设在步进电机12之上，第三齿轮23设在电路板固定装置30之上，而第二齿轮22设置在第一齿轮21和第三齿轮23之间。步进电机12驱动调焦测试装置10的方式是首先带动第一齿轮21，第一齿轮21再带动第二齿轮22，最后再由第二齿轮22带动第三齿轮23。本实施例中齿轮组20包括三个齿轮：第一齿轮21，第二齿轮22以及第三齿轮23。然而，本发明中齿轮组20的数目依据不同结构或设计，可包括两个或其它数目的齿轮。

请参考图3，图3为电路板固定装置30的示意图。电路板固定装置30包括一栓锁32，一上基座34，以及一下基座36。上基座34与影像感测模块40的镜头耦合，上基座34的一侧以可转动的方式固定在下基座36的一侧，栓锁32可锁固上基座34及下基座36的另一侧。在图3中的电路板固定装置30中，栓锁32呈开启状态，意即上基座34和下基座36仅有一侧相连接，上基座34和下基座36的另一侧张开呈一角度，如此可轻易地安置影像感测模块40。当影像感测模块40安置完成后，借由栓锁32锁固上基座34及下基座36的另一侧，如此电路板固定装置30可提供影像感测模块40不易受外界环境干扰的测试环境，减少测试过程中自动曝光或自动白平衡等参数变化的影响，进而提高调焦的准确度。依据调焦测试装置不同结构或设计，本发明中的电路板固定装置30可有不同外观或锁固方式的设计。

请参考图4，图4说明定位装置41和第三齿轮23的连接方式。定位装置41具有一个或多个插孔44，第三齿轮23上设有一个或多个相对应的定位销46，用来与插孔44相接合。当定位销46插入插孔44后，定位装置41会连结于第三齿轮23，且此时借由齿轮组，步进电机12可转动第三齿轮23，以带动定位装置41。定位装置41亦具有一定位孔43，可安置影像感测模块40的镜头。

请参考图5，图5为定位装置41的上视图。定位孔43可改变不同几何形状，以配合不同影像感测模块40的镜头形状，在本实施例中，假想影像感测模块40的镜头为圆形，因此定位孔43亦设计为圆形。然而，针对其它不同镜头形状的影像感测模块，定位孔43亦可设计成其它不同几何形状。

因此，在调焦测试过程中，影像感测模块40的镜头连接于定位装置41；当步进电机转动时，带动齿轮组，并借由第三齿轮23上的定位销46与定位装置41上插孔44的连结，以带动定位装置41，并同时转动影像感测模块40的镜头。

请参考图6，图6为本发明的调焦测试装置10和影像处理装置60的功能方块图。调焦测试装置10耦合于影像处理装置60，用来处理影像感测模块所感测的影像。影像处理装置60可为一特殊应用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)，包括一数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)62，一调制传递函数计算器(modulation transfer functioncalculator，MTF calculator)64，一调制传递函数比较器(modulation transferfunction comparator，MTF comparator)66，以及一步进电机控制器68。调焦测试装置10在运作时，先利用步进电机12调整一影像感测模块镜头15的焦距，数字信号处理器62接收并处理在此焦距时影像感测模块镜头15所接收到的影像信号，接下来调制传递函数计算器64计算此影像信号的调制传递函数，调制传递函数比较器66再判断是否能得到具最佳值的调制传递函数。若能得到具最佳值的调制传递函数，步进电机控制器68则将此具最佳值的调制传递函数传至步进电机12，步进电机12依此调整影像感测模块15的焦距至此具有最佳值的调制传递函数时的位置；若无法得到具最佳值的调制传递函数，步进电机12再度调整影像感测模块15的焦距，直到调制传递函数比较器66能判断出具最佳值的调制传递函数为止。

请参考图7，图7为本发明的调焦测试装置10调整影像感测模块40焦距的流程图。图7包括下列步骤：

步骤700：将影像感测模块40安置于调焦测试装置10；

步骤710：调整影像感测模块40的自动曝光值以及自动白平衡值；

步骤720：以一预定步数及一预定方向调整步进电机12，以调整影像感测模块镜头15的焦距；

步骤730：计算并纪录在经步进电机12的调整后，影像感测模块40所感测的影像的调制传递函数；

步骤740：判断是否能得到具最佳值的调制传递函数；若为是，执行步骤750；若为否，执行步骤720；

步骤750：将具有最佳值的调制传递函数时影像感测模块镜头15的焦距位置回传至步进电机12；以及

步骤760：步进电机12调整影像感测模块镜头15的焦距至具有最佳值的调制传递函数时的位置。

在图7的流程图中，本发明采用调制传递函数来判断影像感测模块的最佳焦距。然而，本发明亦可采用其它参数来判断影像感测模块的最佳焦距。

本发明的调焦测试装置10提供影像感测模块不易受外界环境干扰的测试环境，在调焦的前先调整自动曝光或自动白平衡等参数至预定值，减少这些参数对调焦精准度的影响。再利用步进电机的步进特性，以一预定步数精确地调整影像感测模块的焦距，再通过程序及影像处理装置，动态计算并记录在经每一预定步数的调整后影像感测模块的调制传递函数值，判断出具有最佳值时影像感测模块的焦距，最后再将此位置回传至步进电机，以将影像感测模块的焦距调至具有最佳值的调制传递函数时的焦距。

先前技术采用人工手动调整焦距的方式来调整定焦镜头的焦距。然而先前技术的调焦准确性往往因人而异，或是易在测试过程中受到自动曝光或自动白平衡等参数变化的影响。相较于先前技术，本发明的调焦测试装置利用步进电机精确地调整影像感测模块，如此可排除人工调焦的误差；再通过程序及影像处理装置判断具有最佳测试值的焦距，如此可排除人工判断的差异。本发明的调焦测试装置10提供影像感测模块不易受外界环境干扰的测试环境，并在调焦的前先调整自动曝光或自动白平衡等参数至预定值，如此可减少测试环境对调焦精准度的影响。本发明提供一自动化，准确，稳定以及低成本的调焦测试平台。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种可调整影像感测模块焦距的调焦测试装置，其包括：

一基座；

一包括镜头的可活动影像感测模块，在调焦测试状态下，置放在该基座，结束测试，可自基座取出；

一定位装置，在调焦测试状态下，与该镜头连结，结束测试，可与该镜头分离；

一齿轮组，连接于该定位装置，用以带动该定位装置；以及

一步进电机，用来驱动该齿轮组。

2.根据权利要求1所述的调焦平台，其特征在于，其中该定位装置包括有一定位孔，其可改变不同几何形状，以配合不同形状的影像感测模块镜头。

3.根据权利要求1所述的调焦平台，其特征在于，其中该齿轮组包括一组合定位销，且该定位装置包括一定位孔，用来与该组合定位销相接合。

4.根据权利要求1所述的调焦平台，其特征在于，其中该镜头为定焦式镜头。

5.根据权利要求1所述的调焦平台，其特征在于，其另包括一影像处理装置，耦合于该影像感测模块，用来处理该影像感测模块所感测的影像。

6.根据权利要求5所述的调焦平台，其特征在于，其中该影像处理装置是一特殊应用集成电路。

7.根据权利要求5所述的调焦平台，其特征在于，其中该影像处理装置包括一数字信号处理器。

8.根据权利要求5所述的调焦平台，其特征在于，其中该影像处理装置包括一调制传递函数计算器。

9.根据权利要求8所述的调焦平台，其特征在于，其中该影像处理装置包括一调制传递函数比较器。

10.根据权利要求9所述的调焦平台，其特征在于，其中当该影像感测模块固定于该定位装置后，调整该影像感测模块的自动曝光值以及自动白平衡值。

11.根据权利要求10所述的调焦平台，其特征在于，其在调整该影像感测模块的自动曝光值以及自动白平衡值后，该步进电机驱动该齿轮组以调整该影像感测模块的焦距。

12.根据权利要求11所述的调焦平台，其特征在于，其在该步进电机驱动该齿轮组以调整该影像感测模块的焦距后，计算并纪录该影像感测模块所感测的影像的调制传递函数，并判断该调制传递函数是否为最佳值。

13.根据权利要求12所述的调焦平台，其特征在于，其在判断出最佳值的调制传递函数后，将具最佳值的调制传递函数时该影像感测模块的焦距回传至该步进电机。

14.根据权利要求13所述的调焦平台，其特征在于，其在将具最佳值的调制传递函数时该影像感测模块的焦距回传至该步进电机后，该步进电机将该影像感测模块的焦距调至具最佳值的调制传递函数时的位置。

15.一种可调整影像感测模块焦距的调焦平台，其包括：

一影像感测模块，其包括一镜片组及一传感器，用来感测经由该镜片组传来的光线；以及

一调焦测试装置，其包括：

一下基座；

一上基座，可与该下基座接合分离，作开合的相对运动；

一定位装置，可与该镜片组接合分离，用以定位该影像感测模块；

一齿轮组，连接于该定位装置，用以带动该定位装置；以及

一步进电机，用以驱动该齿轮组。

16.根据权利要求15所述的调焦平台，其特征在于，其中该定位装置包括有一定位孔，其可改变不同几何形状，以配合不同形状的影像感测模块镜头。

17.根据权利要求15所述的调焦平台，其特征在于，其中该齿轮组包括一组合定位销，且该定位装置包括一定位孔，用来与该组合定位销相接合。

18.根据权利要求15所述的调焦平台，其特征在于，其中该上基座一侧以可转动的方式固定于该下基座的一侧。

19.根据权利要求15所述的调焦平台，其特征在于，其中该调焦测试装置另包括一栓锁，设在该上基座的一侧，用以与该下基座的一侧结合，以锁固该上基座与该下基座。

20.根据权利要求15所述的调焦平台，其特征在于，其中该镜片组为定焦式镜片组。

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