一种镜头MTF规格确定方法及系统与流程

一种镜头mtf规格确定方法及系统
技术领域
1.本发明涉及摄像头测试技术领域，特别涉及一种镜头mtf规格确定方法及系统。


背景技术：

2.当前，客户和摄像头模组厂使用解析力(线对/mtf)等多种方式评价模组影像清晰度，而对摄像头模组清晰度影响重大的镜头则使用mtf作为出货标准。modulation transfer function(调制传递函数)是分析镜头的解像比较科学的方法。
3.镜头的成像品质是影友们最为关心，也是争论最多的话题，虽然各种针对镜头成像素质的测试方法层出不穷，但由于测试条件千差万别，因此这些方法都不能非常准确地反应镜头的真实品质。与媒体拍摄分辨率标板的测试方法相比，mtf成像曲线图是由镜头的生产厂家在极为客观严谨的测试环境下测得并对外公布的，是镜头成像品质最权威、最客观的技术参考依据。
4.镜头成像的调制度随空间频率变化的函数称为调制度传递函数mtf(modulation transfer function)。对于原来调制度为m的正弦光栅，如果经过镜头到达像平面的像的调制度为m’，则mtf函数值为：
5.mtf值＝m’/m
6.由此可见，mtf值必定大于0，小于1。mtf值越接近1，说明镜头的性能越优异。
7.mtf值不但可以反映镜头的反差，也可以反映镜头的分辨率。由于mtf值是厂商在严谨的测试环境下测得的，排除了成像介质(胶片或感光元件)的影响，因此较为客观。
8.然而，客户与生产厂家在对摄像模组与镜头判定标准上的差异导致摄像头模组生产商在确认镜头是否符合终端规格要求时，难度巨大。


技术实现要素：

9.现有技术中，客户和摄像头模组厂使用解析力(线对/mtf)等多种方式评价模组影像清晰度，而对摄像头模组清晰度影响重大的镜头则使用mtf作为出货标准。客户与生产厂家在对摄像模组与镜头判定标准上的差异导致摄像头模组生产商在确认镜头是否符合终端规格要求时，难度巨大。
10.针对上述问题，提出一种镜头mtf规格确定方法及系统，通过获取镜头的mtf曲线及摄像模组的tvline清晰度曲线、将所述tvline清晰度曲线转换成线对tvline清晰度曲线，并将所述线对tvline清晰度曲线与镜头的mtf曲线进行叠加对比，在同一正负偏移量下，将mtf值较高的曲线作为镜头mtf规格，解决了客户与生产厂家在对摄像模组与镜头判定标准上的差异导致摄像头模组生产商在确认镜头时无法确定是否符合终端规格要求的问题。
11.一种镜头mtf规格确定方法，包括步骤：
12.获取镜头的单体测试mtf曲线；
13.获取所述镜头对应的摄像模组的线对tvline清晰度曲线；
14.将镜头的正负偏移量mtf曲线与所述摄像模组的正负偏移量tvline清晰度曲线进行对比；
15.将满足解析力要求且具有较高mtf值者作为镜头mtf规格。
16.结合本发明所述的镜头mtf规格确定方法，第一种可能的实施方式中，所述步骤：获取所述镜头对应的摄像模组的线对tvline清晰度曲线，包括子步骤：
17.在视场范围内覆盖拍摄线对；
18.获取同一tvline chart的多个步距图片；
19.读取每一所述图片的清晰度数据。
20.结合本发明所述的第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述步骤：获取所述镜头对应的摄像模组的tvline清晰度曲线，还包括子步骤：
21.根据所述图片的清晰度数据，获取线对对应的清晰度数据；
22.根据所述摄像模组物距，获取所述图片像距；
23.根据所述像距及线对对应的清晰度数据，获取tvline清晰度变化曲线。
24.结合本发明所述的第二种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述步骤：根据所述图片的清晰度数据，获取线对对应的清晰度数据，包括子步骤：
25.将每一所述图片清晰度数据转换成线对清晰度数据；
26.利用如下公式进行转换：
[0027][0028]
其中，r为线对清晰度，r不同距离下的清晰度读数，w为tvline标准宽度，单位mm，d为拍摄tvline chart距离，单位mm，θ为模组视场角的二分之一。
[0029]
结合本发明所述的第三种可能的实施方式，第四种可能的实施方式中，所述步骤：获取所述镜头对应的摄像模组的线对tvline清晰度曲线，还包括子步骤：
[0030]
获取所述摄像模组最清晰点位置；
[0031]
拍摄所述图片时覆盖所述最清晰点位置；
[0032]
以等步距拍摄测试图片。
[0033]
结合本发明所述的第四种可能的实施方式，第五种可能的实施方式中，所述步骤：将镜头的正负偏移量mtf曲线与所述摄像模组的正负偏移量tvline清晰度曲线进行对比，包括子步骤：
[0034]
以正负偏移量为变化参量，将mtf曲线与tvline清晰度峰值曲线对应叠加。
[0035]
结合本发明所述的第五种可能的实施方式，第六种可能的实施方式中，所述步骤：将满足解析力要求且具有较高mtf值者作为镜头mtf规格，包括子步骤：
[0036]
确定清晰度解析力线数；
[0037]
获取对应所述解析力线数的mtf值；
[0038]
基于同一正负偏移量，比较mtf曲线与所述摄像模组的tvline清晰度曲线的mtf值。
[0039]
一种镜头mtf规格确定系统，包括：
[0040]
摄像模组；
[0041]
转换单元；
[0042]
控制单元；
[0043]
所述摄像模组包括：
[0044]
镜头；
[0045]
所述镜头用于获取对应视场单体测试图片；
[0046]
所述摄像模组用于获取tvline的多张等步距照片；
[0047]
所述控制单元用于根据所述单体测试照片及tvline照片获取mtf曲线及tvline清晰度数据和曲线；
[0048]
所述转换单元用于将所述tvline清晰度数据和曲线转换成线对tvline清晰度数据和曲线。
[0049]
结合本发明所述的mtf规格确定系统，第一种可能的实施方式中，所述摄像模组为定焦单元或自动对焦单元的一种。
[0050]
实施本发明所述的一种镜头mtf规格确定方法及系统，通过获取镜头的mtf曲线及摄像模组的tvline清晰度曲线、将所述tvline清晰度曲线转换成线对tvline清晰度曲线，并将所述线对tvline清晰度曲线与镜头的mtf曲线进行叠加对比，在同一正负偏移量下，将mtf值较高的曲线作为镜头mtf规格，解决了客户与生产厂家在对摄像模组与镜头判定标准上的差异导致摄像头模组生产商在确认镜头时无法确定是否符合终端规格要求的问题。
附图说明
[0051]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0052]
图1
‑
2是不同距离拍摄的测试楔形图；
[0053]
图3
‑
5是600线对的不同距离拍摄的测试图示意图；
[0054]
图6是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第一实施例示意图；
[0055]
图7是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第二实施例示意图；
[0056]
图8是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第三实施例示意图；
[0057]
图9是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第四实施例示意图；
[0058]
图10是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第五实施例示意图；
[0059]
图11是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第六实施例示意图；
[0060]
图12是本发明中一种镜头mtf规格确定方法摄像模组中心基于像距的tvline清晰度曲线变化示意图；
[0061]
图13是本发明中一种镜头mtf规格确定方法中基于正负偏移量的摄像模组中心tvline清晰度曲线变化与镜头中心的mtf曲线叠合示意图；
[0062]
图14是本发明中一种镜头mtf规格确定系统第一实施例示意图；
[0063]
附图中各数字所指代的部位名称为：100——mtf规格确定系统100、110——控制单元110、120——摄像模组120、130——转换单元130。
具体实施方式
[0064]
下面将结合发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，
所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0065]
现有技术中，客户和摄像头模组厂使用解析力(线对/mtf)等多种方式评价模组影像清晰度，而对摄像头模组清晰度影响重大的镜头则使用mtf作为出货标准。客户与生产厂家在对摄像模组120与镜头判定标准上的差异导致摄像头模组生产商在确认镜头是否符合终端规格要求时，难度巨大。
[0066]
针对上述问题，提出一种镜头mtf规格确定方法及系统。
[0067]
一种镜头mtf规格确定方法，如图6，图6是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第一实施例示意图，包括步骤：
[0068]
s1、获取镜头的单体测试mtf曲线。针对镜头mtf规格进行单体测试，并获取对应视场的mtf曲线。mtf曲线的横坐标为镜头测试时移动的高度，单位um，mtf曲线的纵坐标为镜头mtf值。
[0069]
s2、获取镜头对应的摄像模组120的线对tvline清晰度曲线。
[0070]
优选地，如图7，图7是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第二实施例示意图，步骤s2包括子步骤：
[0071]
s21、在视场范围内覆盖拍摄线对；s22、获取同一tvline chart的多个步距图片；s23、读取每一图片的清晰度数据。
[0072]
将镜头组装成摄像模组120，在不同距离下，如图1
‑
2，图1
‑
2是不同距离拍摄的测试楔形图，拍摄同一张tvline chart，得到多张图片。同时，为避免距离变化时，部分视场拍摄不到线对。建议相邻视场均要有线对覆盖，来满足测试要求。
[0073]
优选地，如图8，图8是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第三实施例示意图，步骤s2还包括子步骤：
[0074]
s24、根据图片的清晰度数据，获取线对对应的清晰度数据；
[0075]
优选地，如图9，图9是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第四实施例示意图，步骤s24包括子步骤：
[0076]
s241、将每一图片清晰度数据转换成线对清晰度数据；s242、利用如下公式进行转换：
[0077]
其中，r为线对清晰度，r不同距离下的清晰度读数，w为tvline标准宽度，单位mm，d为拍摄tvline chart距离，单位mm，θ为模组视场角的二分之一。
[0078]
对于同一张tvline chart，因拍摄距离不同，捕捉到的lw/ph比例不同，如图3
‑
5，图3
‑
5是600线对的不同距离拍摄的测试图示意图，因拍摄距离不同，测试楔形图所占图面比例不同，其对应的清晰度值不同，故需要将每一tvline chart的图片清晰度数据曲线转换为线对对应的清晰度值，进而得到线对tvline清晰度变化曲线。
[0079]
s25、根据摄像模组120物距，获取图片像距；s26、根据像距及线对对应的清晰度数据，获取tvline清晰度变化曲线。
[0080]
因镜头焦距为定值(查看规格书可得到)，使用拍摄距离(物距)，推算出像距：
[0081]
1/f＝1/u 1/v
ꢀꢀꢀ
(2)
[0082]
其中，f为焦距，u为物距，v为像距，可得基于像距的tvline清晰度曲线变化示意
图，如图12，图12是本发明中一种镜头mtf规格确定方法摄像模组120中心基于像距的tvline清晰度曲线变化示意图。
[0083]
优选地，如图10，图10是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第五实施例示意图，步骤s2还包括子步骤：
[0084]
s27、通过多次测试，获取摄像模组120最清晰点位置；s28、拍摄图片时覆盖最清晰点位置；s29、以等步距拍摄测试图片。在此距离区间内，等步距变化测试，例如0.5cm步距或1.0cm步距，读取各张图片内的清晰度数据(tvline数据)。
[0085]
要求此拍摄的距离范围能尽量覆盖模组使用范围或最清晰点位置。如定焦单元(模组)，最清晰点位置假设在35cm，使用范围在25～50cm，那么拍摄范围可在35cm
±
x或是25～50cm。自动对焦单元(模组)，因可对焦调整，故不受限制。确定一个最清晰点位置，在其
±
xcm区间测试即可。
[0086]
s3、将镜头的正负偏移量mtf曲线与摄像模组120的正负偏移量tvline清晰度曲线进行对比。
[0087]
优选地，步骤s3包括子步骤：
[0088]
s31、以正负偏移量为变化参量，将mtf曲线与tvline清晰度峰值曲线对应叠加，如图13，图13是本发明中一种镜头mtf规格确定方法中基于正负偏移量的摄像模组120中心tvline清晰度曲线变化与镜头中心的mtf曲线叠合示意图。由此图可得出，若要保证中心解析力满足2300线，镜头的mtf需≥0.67。
[0089]
优选地，如图11，图11是本发明中一种镜头mtf规格确定方法第六实施例示意图，步骤s3还包括子步骤：
[0090]
s32、确定清晰度解析力线数；s33、获取对应解析力线数的mtf值；s34、基于同一正负偏移量，比较mtf曲线与所述摄像模组120的tvline清晰度曲线的mtf值。
[0091]
s4、将满足解析力要求且具有较高mtf值的曲线作为镜头mtf规格。
[0092]
通过获取镜头的mtf曲线及摄像模组120的tvline清晰度曲线、将摄像模组120的tvline chart清晰度数据转换成线对tvline清晰度曲线，并将该线对tvline清晰度曲线与镜头的mtf曲线进行叠加对比，在同一正负偏移量下，将mtf值较高的曲线作为镜头mtf规格，既保证了镜头与摄像模组120都满足清晰度要求，也保证了二者mtf规格的统一。
[0093]
一种镜头mtf规格确定系统100，如图14，图14是本发明中一种镜头mtf规格确定系统100第一实施例示意图，包括摄像模组120、转换单元130、控制单元110及摄像模组120，摄像模组120用于获取tvline的多张等步距照片；摄像模组120包括镜头，用于获取对应视场单体测试图片；控制单元110用于根据单体测试照片及tvline照片获取mtf曲线及tvline清晰度数据和曲线；转换单元130用于将tvline清晰度数据和曲线转换成线对tvline清晰度数据和曲线。
[0094]
优选地，摄像模组120为定焦单元或自动对焦单元的一种。
[0095]
摄像模组120拍摄的距离范围能尽量覆盖模组使用范围或最清晰点位置。若摄像模组实施为定焦单元(模组)，假设其最清晰点位置假设在35cm，使用范围在25～50cm，那么拍摄范围可在35cm
±
x或是25～50cm。若实施为自动对焦单元(模组)，因可对焦调整，故不受限制。确定一个最清晰点位置，在其
±
xcm区间测试即可。
[0096]
实施本发明的一种镜头mtf规格确定方法及系统，通过获取镜头的mtf曲线及摄像
模组120的tvline清晰度曲线、将tvline清晰度曲线转换成线对tvline清晰度曲线，并将线对tvline清晰度曲线与镜头的mtf曲线进行叠加对比，在同一正负偏移量下，将mtf值较高的曲线作为镜头mtf规格，解决了客户与生产厂家在对摄像模组120与镜头判定标准上的差异导致摄像头模组生产商在确认镜头时无法确定是否符合终端规格要求的问题。
[0097]
除非另外定义，否则本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域普通技术人员所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。需要注意的是，在不冲突的前提下，上述实施例中的特征可以任意组合使用。
[0098]
以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。