专利名称：一种手机摄像模组自动调焦方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及手机领域，尤其涉及一种手机摄像模组自动调焦方法、装置及系统。
背景技术：
手机摄像模组是内置于手机的一套摄像组件，在安装至手机前需调节其中镜头的焦距，称为模组调焦，其过程是观察模组对一幅选定的标准图像的成像精度，调节模组的镜头焦距使其成像清晰。模组由镜头、镜座、晶元、柔性线路板、连接器组成，其中镜头外壁和镜座内壁制有螺纹，镜头旋入镜座后通过旋转可使其相对于镜座上下移动。调焦一般由机器或人工将镜头装配到镜座上，镜头前方放置标准测试图，通过一个简单夹具使微小的镜头可由手工旋转，操作者边旋转镜头边观察由模组形成的测试的数字图像，工人判断图像达到清晰时停止旋转镜头，完成调焦。调查与测试结果表明，目前生产厂商都是依靠工人手动旋转镜头进行调焦。手动调焦时，如果人眼对图像的清晰度判断出现偏差，则直接导致摄像头模组成像质量降低，稍微严重一点就会影响消费者的使用。除此，由于通常产品数量大，操作人员长时间进行单一枯燥的观察，并需要长时间注意力高度集中，易产生视觉疲劳而出错；产品质量受到操作工人的主观意识影响，工人个人判断的差异导致尺度不统一，产品质量难以得到保证。实际测试显示，手工调焦一般有约5%的摄像模组未能调至合格成像状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手机摄像模组自动调焦方法，一实现对手机摄像模组进行自动调焦，且具有准确、可靠、效率高等优点。本发明的另一目的在于提供一种手机摄像模组自动调焦装置及系统，以提高产品质量的稳定性，降低了操作人员的负担和企业的劳动力成本。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。—种手机摄像模组自动调焦方法，包括以下步骤a 初始化，设置观察框，并摄像头模组进入调焦工位，建立设备连接；b 计算观察框对应的调焦值；c 判断调焦电机正确的旋转方向；d 根据调焦电机正确的旋转方向，对摄像模组进行粗调焦及细调焦，以完成调焦。优选的，步骤a中，所述初始化包括all 将标准测试图放置于镜头正上方；al2 探针连接至摄像头测试板；al3 摄像头测试板连接至控制电脑。优选的，步骤a中，所述设置观察框，包括a21 设置中央观察框位置、大小、阈值cT ；a22 设置周边观察框个数；
a23 设置各周边观察框位置、大小、阈值sT。其中，阈值cT与sT均由用户自己设置。
优选的，步骤b具体包括bl 获取观察框内的局部图像I，坐标(X，y)处的图像灰度值记为I(x，y)；b2:计算梯度图像 G，其中 G(x，y) = [I (χ, y)-I (x+1, y) ]2 ；b3 找出图像G中最大的100个值，记为G(xk, yk)，其中k = 1,2,3, ·，100 ；卜4:求卩￥，具体的计算公式为卩￥=乙6( ，71;)/乙I(xk，yk)，其中k = 1,2,3,.., 100。优选的于，步骤c具体包括cl 计算中央观察框的FV，记为FVtl ；c2:控制电路控制调焦电机顺时针旋转某个较小角度，调焦电机通过皮带传动带动调焦头与镜头同步旋转，再次计算FV，记为FV1 ；c3 如果FV1-FVtl > Tl，则判断调焦电机正确的旋转方向是顺时针，否则为逆时针；其中，阈值Tl由用户自行设定。优选的，步骤d中，所述粗调焦包括dll 调焦电机朝正确的旋转方向旋转20度；dl2 计算中央观察框的FV ；dl3 如果FV > cT，则完成粗调焦，否则返回步骤dll。优选的，步骤d中，所述细调焦包括d21 将theta的初始值设置为5度；d22 调焦电机朝正确的旋转方向旋转theta度；d23 计算周边观察框的FV值，求FV的平均值记为FVA ；d24 判断是否所有周边观察框的FV值均大于sT，如果是则细调焦过程结束，否则继续步骤d25 ；d25 根据 abs (sT-FVA)的值确定 theta，即如果 abs (sT-FVA) > = 20，则 theta = 5 ；否则如果 10 <= abs (sT-FVA) < 20，则 theta = 4 ；否则如果 5 < = abs (sT-FVA) < 10， 则 theta = 3 ；否则如果 3 = < abs (sT-FVA) < 5，贝丨J theta = 2 ；否则如果 abs (sT-FVA) < 3，则 theta = 1。优选的，步骤d后还包括分离设备，摄像头模组移出调焦工位并返回步骤b开始下一个调焦过程。一种手机摄像模组自动调焦装置，包括手机摄像模组、调焦头、调焦电机、气缸、 皮带、探针、摄像头测试板、控制电路及控制电脑，所述手机摄像模组通过自身的连接器依次连接探针、摄像头测试板、控制电脑，所述控制电脑与控制电路连接，所述控制电路与调焦电机、气缸连接，所述调焦电机通过皮带带动调焦头，所述调焦头可通过下压卡住手机摄像模组的镜头并带动镜头转动。
一种手机摄像模组自动调焦系统，包括上述的手机摄像模组自动调焦装置。本发明实施例与现有技术相比，具有以下优点1、本发明可以对手机摄像模组进行自动调焦，且具有准确、可靠、效率高等优点。
2、本发明采用图像信号处理技术，可以提高调焦效率，避免人工调焦时结果受到操作人员的主观意识影响，提高产品质量的稳定性，降低了操作人员的负担和企业的劳动力成本。
图1是本发明系统结构示意图。图2是手机摄像模组结构示意图。图3是本发明方法的总体流程示意图。图4是图3所示方法在步骤301初始化的流程示意图。图5是图3所示方法在步骤302设置观察框的流程示意图。图6是图3所示方法在步骤303连接设备的流程示意图。图7是图3所示方法在步骤304计算观察框对应的调焦值的流程示意图。图8是图3所示方法在步骤305判断调焦电机正确旋转方向的流程示意图。图9是图3所示方法在步骤306粗调焦的流程示意图。图10是图3所示方法在步骤307细调焦的流程示意图。图11是图3所示方法在步骤308分离设备的流程示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图1所示，本发明手机摄像模组自动调焦系统，包括手机摄像模组1、调焦头2、调焦电机3、气缸4、皮带5、探针6、摄像头测试板7、控制电路8、控制电脑9和标准测试图10，所述手机摄像模组1通过自身的连接器11依次连接探针6、摄像头测试板7、控制电脑8，所述控制电脑8与控制电路9连接，所述控制电路8与调焦电机3、气缸4连接，所述调焦电机3通过皮带5带动调焦头2，所述调焦头2可通过下压卡住手机摄像模组1的镜头并带动镜头转动，所述标准测试图10放在手机摄像模组1的正上方。图2所示手机摄像模组1包括镜头12、镜座13、晶元14、柔性线路板15、连接器 11，其中镜头外壁和镜座内壁均有螺纹，螺纹齿合后镜头12可沿着镜座13上下移动。本手机摄像模组自动调焦方法，如图3所示，具体包括
步骤301初始化；
步骤302设置观察框；
步骤303摄像头模组进入调焦工位，连接设备；
步骤304计算观察框对应的调焦值；
步骤305判断调焦电机正确的旋转方向；
步骤306粗调焦；
步骤307细调焦；
步骤308分离设备，摄像头模组移出调焦工位；然后返回步骤103开始下焦过程。
如图4所示，所述步骤301中，初始化包括步骤401 将标准测试图放置于镜头正上方；步骤402 探针连接至摄像头测试板；步骤403 摄像头测试板连接至控制电脑。所述步骤401中，标准测试图可以为IS012233测试图，也可以为用户指定的其它测试图。所述步骤402中，摄像头测试板可以为度信科技公司开发的测试板，也可以为其它测试板。如图5所示，所述步骤302中，设置观察框包括步骤501 设置中央观察框位置、大小、阈值cT ；步骤502 设置周边观察框个数；步骤503 设置各周边观察框位置、大小、阈值sT。上述阈值cT与sT均由用户自己设置，阈值越高表示对摄像头模组清晰程度要求越高，一般来说中央成像较周边更清晰，因此cT大于sT。如图6所示，所述步骤303中，连接设备包括步骤601 控制电脑与控制电路建立连接；步骤602 控制电路控制气缸使得调焦头下压卡住镜头；步骤603 探针下压连接至摄像头模组连接器的金手指。如图7所示，所述步骤304中，计算观察框对应的调焦值包括步骤701 获取观察框内的局部图像I，坐标(x，y)处的图像灰度值记为I (x，y)；步骤702:计算梯度图像 G，其中 G(x，y) = [I (χ, y)-I (x+1, y) ]2 ；步骤703 找出图像G中最大的100个值，记为G (xk, yk)，其中k = 1，2，3，. .，100 ；步骤704 求FV，具体的计算公式为FV= Σ G(xk,yk)/ Σ 10^)，其中让=1,2, 3，·. ，100。所述步骤304中的调焦值，即FV (Focus Value), FV反应了图像清晰程度，FV值越高代表图像越清晰。如图8所示，所述步骤305中，判断调焦电机正确的旋转方向包括步骤801 计算中央观察框的FV，记为FV。；步骤802 控制电路控制调焦电机顺时针旋转某个较小角度，调焦电机通过皮带传动带动调焦头与镜头同步旋转，再次计算FV，记为FV1 ；步骤803 如果FV1-FVtl > T1，则判断调焦电机正确的旋转方向是顺时针，否则为逆时针。所述步骤305中的阈值Tl用户可以自行设定，一般可以设置为Tl = 5。如图9所示，所述步骤306中，粗调焦包括步骤901 调焦电机朝正确的旋转方向旋转20度；步骤902 计算中央观察框的FV ；步骤903 如果FV > cT，则完成粗调焦，否则返回步骤901。如图10所示，所述步骤307中，细调焦包括步骤1001 :theta的初始值设置为5度；
步骤1002 调焦电机朝正确的旋转方向旋转theta度；步骤1003 计算周边观察框的FV值，求FV的平均值记为FVA ；步骤1004 判断是否所有周边观察框的FV值均大于sT，如果是则细调焦过程结束，否则继续步骤1005;步骤1005 根据 abs(sT-FVA)的值确定 theta，即如果 abs (sT-FVA) > = 20， 则 theta = 5 ；否则如果 10 < = abs (sT-FVA) < 20，则 theta = 4 ；否则如果 5 < = abs (sT-FVA) < 10，则 theta = 3 ；否则如果 3 =< abs (sT-FVA) < 5，则 theta = 2 ；否则如果abs (sT-FVA) < 3，则theta = 1 ；并返回继续步骤1002。如图11所示，所述步骤308中，分离设备包括步骤1101 控制电路控制气缸使得调焦头上移，离开镜头；步骤1102 探针上移，不再连接至摄像头模组连接器的金手指。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，包括以下步骤a 初始化，设置观察框，并使摄像模组进入调焦工位，建立设备连接； b 计算观察框对应的调焦值； c 判断调焦电机正确的旋转方向；d 根据调焦电机正确的旋转方向，对摄像模组进行粗调焦及细调焦，以完成调焦。
2.如权利要求1所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤a中，所述初始化包括all 将标准测试图放置于镜头正上方； al2 探针连接至摄像头测试板； al3 摄像头测试板连接至控制电脑。
3.如权利要求1所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤a中，所述设置观察框，包括a21 设置中央观察框位置、大小、阈值cT ； a22 设置周边观察框个数； a23 设置各周边观察框位置、大小、阈值sT。 其中，阈值cT与sT均由用户自己设置。
4.如权利要求3所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤b具体包括 bl 获取观察框内的局部图像I，坐标(x，y)处的图像灰度值记为I (x，y)；b2:计算梯度图像 G，其中 G(x，y) = [I(x,y)-I(x+l,y)]2；b3 找出图像G中最大的100个值，记为G ( ，yk)，其中k = 1，2，3，. .，100 ；b4 求 FV,具体的计算公式为 FV = Σ G(xk, yk)/ Σ I (xk, yk)，其中 k = 1，2，3，· ·，100。
5.如权利要求4所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤c具体包括 cl 计算中央观察框的FV，记为FVtl ；c2 控制电路控制调焦电机顺时针旋转某个较小角度，调焦电机通过皮带传动带动调焦头与镜头同步旋转，再次计算FVdSSFV1 ；c3 如果FV1-FVtl > Tl，则判断调焦电机正确的旋转方向是顺时针，否则为逆时针； 其中，阈值Tl由用户自行设定。
6.如权利要求5所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤d中，所述粗调焦包括dll 调焦电机朝正确的旋转方向旋转20度； dl2:计算中央观察框的FV;dl3 如果FV > cT，则完成粗调焦，否则返回步骤dll。
7.如权利要求6所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤d中，所述细调焦包括d21 将theta的初始值设置为5度；d22 调焦电机朝正确的旋转方向旋转theta度；d23 计算周边观察框的FV值，求FV的平均值记为FVA ；d24 判断是否所有周边观察框的FV值均大于sT，如果是则细调焦过程结束，否则继续步骤d25 ；d25 根据 abs(sT-FVA)的值确定 theta,即如果 abs(sT-FVA) >= 20，则 theta = 5 ； 否则如果 10 <= abs (sT-FVA) < 20，则 theta = 4 ；否则如果 5 < = abs (sT-FVA) < 10，则 theta = 3 ；否则如果 3 = < abs (sT-FVA) < 5，则 theta = 2 ；否则如果 abs (sT-FVA) < 3， 贝Ij theta = 1。
8.如权利要求1-7任一项所述的手机摄像模组自动调焦方法，其特征在于，步骤d后还包括分离设备，摄像头模组移出调焦工位并返回步骤b开始下一个调焦过程。
9.一种手机摄像模组自动调焦装置，其特征在于，包括手机摄像模组、调焦头、调焦电机、气缸、皮带、探针、摄像头测试板、控制电路及控制电脑，所述手机摄像模组通过自身的连接器依次连接探针、摄像头测试板、控制电脑，所述控制电脑与控制电路连接，所述控制电路与调焦电机、气缸连接，所述调焦电机通过皮带带动调焦头，所述调焦头可通过下压卡住手机摄像模组的镜头并带动镜头转动。
10.一种手机摄像模组自动调焦系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的手机摄像模组自动调焦装置。
全文摘要
本发明提供了一种手机摄像模组自动调焦方法、装置及系统，该方法包括以下步骤a初始化，设置观察框，并使摄像模组进入调焦工位，建立设备连接；b计算观察框对应的调焦值；c判断调焦电机正确的旋转方向；d根据调焦电机正确的旋转方向，对摄像模组进行粗调焦及细调焦，以完成调焦。本发明可以对手机摄像模组进行自动调焦，且具有准确、可靠、效率高等优点。本发明采用图像信号处理技术，可以提高调焦效率，避免人工调焦时结果受到操作人员的主观意识影响，提高产品质量的稳定性，降低了操作人员的负担和企业的劳动力成本。
文档编号G03B13/36GK102368134SQ20111029638
公开日2012年3月7日 申请日期2011年10月5日 优先权日2011年10月5日
发明者汤达浚, 黄茜 申请人:华南理工大学, 深圳市联德合微电子有限公司