CN103149789A - 基于图像mtf评价模组马达曲线的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，选择能够反映镜头的离焦变化情况以及测试马达特性的一致性的MTF作为清晰度计算函数，然后根据MTF拟合的马达曲线对马达不同位置的MTF进行分析，判定马达的运动特性，在测试马达曲线时，同时找出显示图像四个角的马达曲线的最高点位置，通过计算四角位置得到四角的焦距差异，判断镜头和传感器表面的倾斜高度差，计算出倾斜角度。本发明应用的马达曲线测试方案，通过使用MTF测试标板和图像检测设备，有效的检测出了模组的马达特性和马达倾斜方面的不良，确保了产品的品质。

Description

基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法

技术领域

本发明涉及手机摄像头模组马达曲线测试方法，尤其是涉及基于图像MTF评价的AF手机摄像头模组马达曲线测试的技术方法。 

背景技术

目前随着AF（自动对焦）手机摄像头的广泛应用，由于制程和马达来料等原因导致的组装倾斜和马达异常问题经常发生。如何将这种不良品检测出来将是确保产品品质的关键。传统方法是使用激光测距的方式来测试马达曲线和马达的动态倾斜。马达动态tilt并不能完全反应镜头和传感器之间的倾斜，因此，研究一种能够准确检测镜头和传感器之间的倾斜并同时能够测试马达曲线的方法将尤为重要。 

发明内容

本发明是一种新型的基于图像MTF评价的AF手机摄像头模组马达曲线测试方法，使用此方法来测试模组马达的性能，所述方法能够准确检测镜头和传感器之间的倾斜并同时能够反映测试马达的性能，所述一种基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，包括下列步骤： 

1）选择标板和背光光源，利用可调高度支架调整标板到摄像头测试模组的距离，所述距离对应测试模组的焦距位置，是测试模组的马达向正方向运行到一半行程时的焦距位置，将摄像头测试模组放置在图像传输设备的测试位置； 

2）打开测试标板上方的背光光源，启动图像传输设备，对测试模组进行初始化设置，所述测试模组拍摄的标板图像是正方形，然后驱动摄像头测试模组的马达运行，所述图像传输设备将测试模组拍摄的标板图像传输到计 算机； 

3）设置固定步长，选取马达正反两个运行方向都运行到设定步长时的测试模组的图像，并计算图像中心的MTF值，绘制马达正反两个运行方向的步长和图像中心MTF的关系曲线，根据图像中心MTF拟合的马达曲线类似于正态分布曲线； 

4）对正太分布曲线进行分析，所述正态分布曲线的两端上升位置分别为马达运行方向的启动位置和停止位置，所述曲线的平滑度反映马达运行的线性度，马达正反两个运行方向的正态分布曲线最高点位置的差为马达迟滞。 

其中，所述计算机显示的图像是测试模组拍摄到的标板图像的八分之一大小。 

在进行测试时，马达的倾斜角度的测试方法步骤如下所述： 

1）在马达正方向运行测试中，同时绘制正方形图像四个角的MTF值与马达步长的曲线，绘制的四条曲线为正态分布曲线； 

2）找出四条曲线的四个最高点位置，马达的倾斜方向是从最后一个最高点所在的角向第一个最高点所在的角倾斜，第一个最高点与最后一个最高点位置的横坐标差值为马达步数的差值，根据镜头在相同视场的焦距相同的特性，能够计算出马达的倾斜角度。 

马达倾斜角度的正切值是马达的倾斜高度与图像两个角的实际物理距离的比值，所述马达的倾斜高度能够由马达步数的差值与马达的运行斜率相乘得出。 

进一步的，所述背光光源的亮度稳定，背光光源面板的亮度均匀。 

所述标板及光源的大小能够充满测试模组拍摄的整个图像。 

本发明应用的马达曲线测试方案，通过使用MTF（调制传递函数）测试标板和图像检测设备，改变了以往的使用激光测试的方式，有效的检测出了模组的马达和马达倾斜方面的不良，确保了产品的品质。使用此测试方法，都能将这方面的不良产品检测出。 

附图说明

图1是本发明的实施例的测试设备示意图； 

图2是实施例中马达曲线测试的准备流程； 

图3是实施例中测试流程图； 

图4是实施例中根据图像中心MTF拟合的马达曲线示意图； 

图5是实施例中图像的四个角的马达曲线的最高点位置示意图； 

图6是马达倾斜角度的示意图。 

具体实施方式

本发明所要解决的问题在于将AF手机模组马达异常产品检测出来，提供了一种基于图像MTF评价的马达曲线测试技术方案。依据是针对固定的物距，改变镜头的离焦量能够改变模组成像的清晰度，通过选择合适的清晰度计算函数，能够替代激光测距，用于测试马达特性的一致性，比如启动电流、停止电流、线性度、迟滞等。在本方案中，利用图像清晰度计算函数的MTF评价替代了传统的激光测试，采用图像的MTF是因为此函数抗干扰性好，而且能够准确的反映镜头的离焦情况，从而能够比较好的评价马达曲线特性。 

马达的运行主要是位移，位移的变化在镜头的表现是焦距的变化，而焦距的变化在影像上的体现是图像清晰度的变化，所以用MTF的变化情况，能够间接的测试马达的位移变化情况，通过改变马达的相对位置来改变镜头相对于焦距位置的位移变化，再通过计算马达运行在不同位置图像的MTF值，就能判断马达的运行情况。 

如图1所示，所述测试方法所利用的部件有：可调高度支架1，标板5，背光光源4，图像采集设备3，测试模组2。 

如图2所示，选择标板5和背光光源4，利用可调高度支架1调整标板5到摄像头测试模组2的距离，所述距离能够根据镜头景深表快速设置，使 得测试模组2焦距位置正好处于马达正方向运行到一半行程的位置，所述标板5及背光光源4的大小能够充满测试模组拍摄的整个图像，所述背光光源4的亮度稳定、均匀，选择传输稳定的图像采集设备3，同时需要在测试中能够准确控制模组的马达驱动，使得马达能够按照预设要求运行，然后将摄像头测试模组2放置在图像传输设备3的测试位置，并打开测试标板上方的背光光源，进行测试。 

所述测试流程图如图3所示，初始化测试模组，使马达停在初始化的步数上，所述测试模组拍摄到的标版图像是正方形，是因为测试模组的传感器传输的图形是正方形，所述图像经图像传输设备传输到计算机，所述计算机显示的图像是测试模组拍摄到的标板图像的八分之一大小，此比例也可进行调整。 

在马达初始化的步数上时，显示的图像是不清晰的，随着马达正方向的运行，图像将从不清晰到清晰，最清晰的时候是马达正方向运行到一半行程时，此时标板上的图像在测试模组的焦距上，马达继续运行时，标板上的图像不在测试模组的焦距上，图像从清晰到不清晰。 

马达运行是按照设定的固定步长运行的，获取所在步长的图像并在计算机上显示图像，计算MTF值并实时绘制曲线，以便在测试行程结束后分析所有MTF值并显示测试结果。 

根据马达位移与驱动电流之间呈线性关系的特点，模组的MTF与光学像距所呈现的关系是以焦距为中心的正态分布曲线。根据以上两点，可以推导出，使用MTF拟合的马达曲线类似于一条正态分布曲线。 

如图4所示，马达正反两个方向运行时绘制的曲线重合，马达在向正方向运行时，启动位置为c和停止位置为b，马达在向反方向运行时，启动位置为b和停止位置为c，马达正方向运行时的过程被分成了78等份，而反方向运行时，运行到设定步长时和正方向有同样的MTF值。通过曲线的平滑度能够判断马达运行的线性度，曲线光滑，则马达线性能够达到要求。而马达来回两个方向运行的曲线最高点位置a的差则为马达迟滞，曲线重合说明 迟滞与标准完全一致。 

进一步的，结合镜头光学特性，能够直接测试出AF过程镜头和传感器间的倾斜度，马达的倾斜度就是传感器的倾斜度。在测试曲线时，同时绘制正方形图像四个角的MTF值与马达单方向步长的曲线，绘制的四条曲线也为正态分布曲线，找出四条曲线的四个最高点位置，马达的倾斜方向是从最后一个最高点所在的角向第一个最高点所在的角倾斜，图5中，左上角曲线为m1，右上角曲线为m2，左下角曲线为m3，右下角曲线为m4，马达从左下角向右上角倾斜。 

在图5中，马达初始化的步数是180step，第一个最高点与最后一个最高点位置的横坐标差值为马达步数的差值，根据镜头在相同视场的焦距相同的特性，能够计算出马达的倾斜角度，左上角m1先于右下角m4到达焦距位置，且相差25step距离，根据试验测试马达规格可以确定马达斜率为0.54μm/step，因此可以计算出倾斜高度差S为13.5μm。如图6所示，根据设计，能够确定图像两个角的实际物理距离L，最终计算出倾斜角度θ=arctan（13.5/L），所述倾斜角度就是镜头6与传感器7间的倾斜角度。 

本发明通过使用MTF测试，改变了以往的使用激光测试的方式，有效的检测出了模组的马达和倾斜方面的不良，确保了产品的品质。使用此测试方法，都能将这方面的不良产品检测出。 

Claims (6)

1.一种基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，包括下列步骤：

1）选择标板和背光光源，利用可调高度支架调整标板到摄像头测试模组的距离，所述距离对应测试模组的焦距位置，是测试模组的马达向正方向运行到一半行程时的焦距位置，将摄像头测试模组放置在图像传输设备的测试位置；

2）打开测试标板上方的背光光源，启动图像传输设备，对测试模组进行初始化设置，所述测试模组拍摄的标板图像是正方形，然后驱动摄像头测试模组的马达运行，所述图像传输设备将测试模组拍摄的标板图像传输到计算机；

3）设置固定步长，选取马达正反两个运行方向都运行到设定步长时的测试模组的图像，并计算图像中心的MTF值，绘制马达正反两个运行方向的步长和图像中心MTF的关系曲线，根据图像中心MTF拟合的马达曲线类似于正态分布曲线；

4）对正太分布曲线进行分析，所述正态分布曲线的两端上升位置分别为马达运行方向的启动位置和停止位置，所述曲线的平滑度反映马达运行的线性度，马达正反两个运行方向的正态分布曲线最高点位置的差为马达迟滞。

2.根据权利要求1所述的基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，其特征在于：马达的倾斜角度的测试方法步骤如下所述：

1）在马达正方向运行测试中，同时绘制正方形图像四个角的MTF值与马达步长的曲线，绘制的四条曲线为正态分布曲线；

2）找出四条曲线的四个最高点位置，马达的倾斜方向是从最后一个最高点所在的角向第一个最高点所在的角倾斜，第一个最高点与最后一个最高点位置的横坐标差值为马达步数的差值，根据镜头在相同视场的焦距相同的特性，能够计算出马达的倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，其特征在于：步骤2）中，所述计算机显示的图像是测试模组拍摄到的标板图像的八分之一大小。

4.根据权利要求2所述的基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，其特征在于：马达倾斜角度的正切值是马达的倾斜高度与图像两个角的实际物理距离的比值，所述马达的倾斜高度能够由马达步数的差值与马达的运行斜率相乘得出。

5.根据权利要求1所述的基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，其特征在于：所述背光光源的亮度稳定，背光光源面板的亮度均匀。

6.根据权利要求1所述的基于图像MTF评价模组马达曲线的测试方法，其特征在于：所述标板及光源的大小能够充满测试模组拍摄的整个图像。

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