CN101034240A - 用于相机模组测试中的自动对焦方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于相机模组测试中的自动对焦方法，其包括以下步骤：提供一测试装置，其包括测距装置、信号处理单元及驱动装置；提供一被摄景物；提供一相机模组，其设有透镜组，且该透镜组的焦距及成像点最大调制传递函数值为定值，将被摄景物及其在透镜组另一侧形成的图像位置相对固定；测距装置测出物距，将该测得信息传送至信号处理单元，信号处理单元根据高斯成像公式及驱动装置移动距离与像高变化的线性关系测出一初始像高，并进一步计算出驱动装置要移动的距离，产生控制信号，将该控制信号传送至驱动装置以控制该驱动装置；该驱动装置带动该透镜组移至正确的对焦位置。

Description

用于相机模组测试中的自动对焦方法
【技术领域】
本发明是关于一种用于相机模组测试中的自动对焦方法。
【背景技术】
随着数码技术的不断发展，数码相机已被人们广泛应用，特别是近年来移动电话及PDA(Personal Digital Assistant，个人数位助理)等移动电子装置也快速向高性能、多功能化方向发展，数码相机与其它移动电子装置的结合已成为发展移动多媒体技术的关键，与移动电子装置结合的数码相机体积较小且结构简单，因此多采用定焦结构，即其透镜组的焦距不变，且透镜组与影像感测器的距离保持不变，而将透镜组锁定于最佳对焦点之前，必须对透镜组进行对焦。
然而，现有相机模组测试中，相机模组对焦方法为逐步趋近法，适于该方法的数码相机包括透镜组，测试装置包括信号处理单元及驱动装置。该信号处理单元首先计算透镜组在当前位置成像点的MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数，以下简称CurMTF)值，并与透镜组在前一位置成像点的MTF(以下简称PreMTF)值相比较，然后将比较结果传送至驱动装置，驱动装置按照其所接收到的信号控制其移动方向。MTF值最大(以下简称HighMTF)时，透镜组的位置为最佳对焦位置；若CurMTF值大于PreMTF值，则驱动装置向前移动；若CurMTF值小于PreMTF值，则驱动装置改为相反移动方向，经过多次比较，直到找到HighMTF值时，透镜组则位于最佳对焦位置。
但是，该现有对焦方法为逐步趋近，必须在驱动装置经过适当位置之后，才可检测到最佳对焦(HighMTF)位置，因而可能会因为非线性因素导致对焦不准确，且整个操作时间长，生产效率低下。
【发明内容】
针对上述问题，有必要提供一种用于相机模组测试中的自动对焦方法。
一种用于相机模组测试中的自动对焦方法，其包括以下步骤：提供一测试装置，其包括测距装置、信号处理单元及驱动装置；提供一被摄景物；提供一相机模组，其设有透镜组，且该透镜组的焦距及成像点最大调制传递函数值为定值，将被摄景物及其在透镜组另一侧形成的图像位置相对固定；测距装置测出物距，将该测得信息传送至信号处理单元，信号处理单元根据高斯成像公式及驱动装置移动距离与像高变化的线性关系测出一初始像高，并进一步计算出驱动装置要移动的距离，产生控制信号，将该控制信号传送至驱动装置以控制该驱动装置；该驱动装置带动该透镜组移至正确的对焦位置。
相较于现有技术，所述用于相机模组测试中的自动对焦方法采用线性关系计算对焦位置，算法简单，处理结果精确，节省了逐步趋近的搜索时间，并缩短了对焦时间，因而大大提高了相机模组的生产效率。
【附图说明】
图1是本发明用于相机模组测试中的自动对焦方法较佳实施方式的透镜组成像光路示意图。
图2是本发明用于相机模组测试中的自动对焦方法较佳实施方式的驱动装置移动距离与像高变化的关系图。
【具体实施方式】
适于本发明用于相机模组测试中的自动对焦方法的测试装置包括：测距装置、信号处理单元及驱动装置，该信号处理单元与测距装置及驱动装置电连接；另，待测相机模组设有一透镜组。
该驱动装置可以为电磁阀或步进马达，其驱动透镜组进行移动。
如图1所示，O代表透镜组的光心，F为透镜组的焦点，P代表被摄景物10所在位置，Q代表被摄景物10所成图像所在位置，则O、P的间距为物距；O、Q的间距为像距，即被摄景物10在透镜组另一侧形成的图像20与透镜组的间距；O、F的间距为透镜组的焦距。
本实施方式的相机模组测试过程中，选定被摄景物10高度为一已知值h，被摄景物10的位置P点及图像所在位置Q点均为固定点，仅驱动装置驱动透镜组进行移动，直到图像清晰为止。当透镜组位于初始位置时，像高为s1，物距为p1，像距为q1；当透镜组移至另一位置时，像高为s2，物距为p2，像距为q2，根据高斯成像公式：
1/p+1/q＝1/f                     (1)
及相关几何知识，可以推出：
s2-s1＝h/f(q2-q1)＝h/f(p1-p2)    (2)
由于同一批次进行测试的相机模组均相同，因而受测相机模组的透镜组具有相同的光学性能参数。设透镜组的焦距为一定值f，被摄景物10的高度h也为一定值，则由公式(2)可知，s2-s1与q2-q1及p1-p2之间均为线性关系，即像高的变化量与像距或物距的变化量之间为线性关系。相机模组测试过程中，被摄景物10及图像20位置固定，因而该驱动装置移动的距离等于物距的变化量或像距的变化量。则像高的变化量ΔS与步进马达的移动距离x成线性关系，该线性关系可表示为：
ΔS＝mx                (3)
其中，ΔS＝s2-s1，且m为一常数，m＝h/f。
请一并参考图2，x轴为驱动装置移动距离，y轴为像高，本实施方式中，初始像高为S1，驱动装置的初始位置为M点；最终像高为y，驱动装置的位置为N点，M、N的间距为x，则由公式(3)可知：
x＝ΔS/m＝(y-S1)/m        (4)
y＝mx+S1                  (5)
即x＝n(y-S1)              (6)
其中，n为线性系数，其为一常数，n＝1/m。
由于同批次进行测试的相机模组均相同，因此所测透镜组成像点的最大MTF值相同，且该值为一定值。成像点的MTF值最大时，透镜组位于最佳位置，设此时的像高为S2，则S2也为一定值。测试之前，将透镜组的焦距及成像点最大调制函数值输入测试装置的信号处理单元，则在测试过程中，通过测出S1后，即可根据公式(6)直接确定驱动装置的移动距离x为n(S2-S1)，且透镜组的移动距离与驱动装置的移动距离相等。
本发明用于相机模组测试中的自动对焦方法包括以下步骤：
提供一测试装置，其包括测距装置、信号处理单元及驱动装置；
提供一被摄景物10，且物高为已知值；
提供一相机模组，其设有一透镜组，该透镜组的焦距及成像点最大MTF值为定值，被摄景物及其在透镜组另一侧形成的图像位置相对固定，且该物高、焦距及最大MTF值测试前已输入信号处理单元；
测距装置测出物距，将该测得信息传送至信号处理单元，信号处理单元根据该物距、物高、透镜组焦距及高斯成像公式(1)得到一初始像高，且进一步根据成像点MTF值最大时的像高及公式(6)得出驱动装置要移动的距离，产生控制信号，将该控制信号传送至驱动装置而控制该驱动装置；
该驱动装置带动该透镜组移至正确的对焦位置，从而完成自动对焦过程。
另，该被摄景物10的高度也可由测距装置测出后再输入信号处理单元。

Claims (9)

1.一种用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：该用于相机模组测试中的自动对焦方法包括以下步骤：
提供一测试装置，其包括测距装置、信号处理单元及驱动装置；
提供一被摄景物；
提供一相机模组，其设有透镜组，且该透镜组的焦距及成像点最大调制传递函数值为定值，将被摄景物及其在透镜组另一侧形成的图像位置相对固定；
测距装置测出物距，将该测得信息传送至信号处理单元，信号处理单元根据高斯成像公式及驱动装置移动距离与像高变化的线性关系测出一初始像高，并进一步计算出驱动装置要移动的距离，产生控制信号，将该控制信号传送至驱动装置以控制该驱动装置；
该驱动装置带动该透镜组移至正确的对焦位置。
2.如权利要求1所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：测试之前，将所述被摄景物的高度、透镜组的焦距及成像点最大调制传递函数值输入信号处理单元。
3.如权利要求1所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：所述驱动装置移动距离与像高变化量的线性关系表达式为x＝n(y-S1)，x为驱动装置移动距离，y为驱动装置移动后的像高，S1为驱动装置移动前的像高，y-S1为像高的变化量，n为线性系数。
4.如权利要求3所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：所述线性系数n等于物高与透镜组焦距的比值。
5.如权利要求1所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：所述驱动装置为步进马达。
6.如权利要求1所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：所述驱动装置为电磁阀。
7.如权利要求1所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：所述驱动装置在对焦过程中移动的距离等于透镜组移动的距离。
8.如权利要求1所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：所述被摄景物的高度为一已知的定值，在测试前输入信号处理单元，也可由测距装置测出后再输入信号处理单元。
9.如权利要求1所述的用于相机模组测试中的自动对焦方法，其特征在于：该信号处理单元与测距装置及驱动装置电连接。
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