手机摄像模组的光学基本知识及测试

光學基本知識PID-RD-OPTJonathanJau2010-03-28目录一、Module的簡介二、光學基礎原理三、鏡頭結構圖與常見規格名稱說明四、鏡頭運用注意項目五、相關測試設備介紹六、各式chart的說明一、Module的簡介Module概念Module組成光學在數位成像系統的運用COB與CSP結構OIS與Close-Loop結構GyroVCMWithOISVCMWithClose-LoopOISLens二、光學基礎原理「光」是我們視覺的媒介人類眼睛攝影機基礎結構原理基礎光學之內容反射定律折射定律透鏡成像干涉繞射光學基本光學元件折射、反射、吸收p為物距，q為像距，f為焦距f1及f2是各別透鏡的焦距，d則為鏡片間的距離，E.F.L為等效焦距干涉繞射繞射光柵(反射式)繞射光柵(穿透式)凸透鏡凹透鏡Lens鏡片l透鏡形狀雙凸透鏡平凸透鏡彎月形透鏡雙凹透鏡平凹透鏡公司不常用的LensDove-prismOptics:Lenses理想光學基礎概念能产生清晰的、与物貌完全相似的像的光学系统。光学系统是由透镜、反射镜、棱镜及光阑等多种光学元件按一定次序组合成的整体。光源準直透鏡校正方法R1R2BLightsourceC光源的發散角α校正方式如圖式：1.把光源固定在A點，調節準直透鏡,使在C處接收的光斑最清晰。量測此時光斑的半徑R2。2.移動接收屏，量測在B位置時光斑的半徑R2發散角α=Atan[(R2-R1)/BC]注：測量過程中，得確寶接收屏垂直於光軸αAAC=100CmAB=70Cm帶有準直透鏡三、鏡頭結構圖與常見規格名稱說明一：LENS的基本結構GlassBarrelPlasticPlasticPlastic環Plastic金屬環三：LensDrawing二：LENS基本概念1、EFL：指焦距，为焦点到对应主点的距离2、BFL：背焦量，指对焦完成后，LENS最后一面到像面的距离3、FOV：视场角4、Distortion：畸变5、RelativeIllumination：相对照度（渐晕）6、Max.ImageCircle：最大成像圆7、FNO.（F-Number光圈）:镜头的透光能力OpticalMaterialDistortionDistortion的中文含意是“变形”，它是用来检测影像是否保持正常的形状，通过测试检测影像是否由lens导致“枕形畸变”（(pincushion)和“桶形畸变”(barrel)枕形畸变”（pincushion)WHHdWdHWWdHd“桶形畸变”（(barrel)Horizontaldistortion=(Wd-W)/WVerticalDistortion=(Hd-H)/HHorizontaldistortion=(Wd-W)/WVerticalDistortion=(Hd-H)/HMTF基礎原理IRGlass(平板玻璃)010203040506070809010035045055065075085095010501150051015202530IRGlassBlueGlass四、鏡頭運用注意項目鏡頭AF驅動原理Particle測試Flare客户投诉flare现象黑角&shading黑角溢膠OK五、相關測試設備介紹四：测试基础——逆投影機测试基础——逆投影解析1A1C1E1G2A2B2C2D2E2F2G2H3A3B3C3D3E3F3G3H4A4B4C4D4E4F4G4H0Φ1.0Φ1.9Φ2.6Φ4Φ6用途：測試單體Lens的影像解析品质通用性：行业通用、国际标准测试方式：目视四：测试基础——DSC500&DSC501DSC501DSC500DSC500系统测试架构四：测试基础——DSC500&DSC501DSC500&DSC501基本测试项目：TriopticsMTF機光譜儀EDX設備量測六、各式chart的說明测试基础——MTFchartMAXMINMAXMINIIMTFII测试方式：计算机自动测量(大部分是需要通過手動調焦，但需滿足程式內所設規格)用途：模組解析影像品质MTFchecksthecapturedimagesharpness.Measurementofresolutionoramountofdetailthatcanbedistinguishedbyimagersystem.ThehigherMTFvaluethebettersharpnessintheopticalsystem.ROI（RegionOfInterest）是指在测试chart上的一个测试区域，它的位置是这样定义的,取chart的中心原点到chart四角顶端的距离为100%，四角测试区域的中心到chart中心原点的百分比即ROI位置。如下图所示，图例ROI位置分別為60和80测试基础——MTFchart测试基础——TVLinechart用途：模組解析影像品质,目前只用于Diamond(三星)测试基础——18%GrayChart用途：驗證shading、blemish、defectpixel、whitebalance%1001CenterCornerLLShading注：18%的中灰是指光從物體上反射回來的亮度，他不是一種顔色！！黑色的布料比較容易吸取熱能，白色的比較容易反彈光,所以才用18%中灰色测试基础——BlackChart用途：測試DarkNoise同時也可以測試FlareDistortionChartDistortion的中文含意是“变形”，它是用来检测影像是否保持正常的形状，通过测试检测影像是否由lens导致“枕形畸变”（(pincushion)和“桶形畸变”(barrel)DistortionChartMacbethColorChartColorFidelity有兩種演算法，△C演算法和RGB演算法MOTO採用RGB演算法:記錄colorchart的block13、14、15的RGBmean值.Liteon采用△C演算法把block13、14、15、16、17、18的RGB值转换成L*a*b*模式，由以下公式得到△C值.TestCondittion:D65LightSource用途：测试影像品质,Imatest影像测试软体测试，但目视可以确认解析的能力.建议：它是多种测试图形的混合，可以提供多种影象评价方式更适于高阶影象产品的分析评价测试基础——TV-Line（ISO12233chart）测试基础——EIAchart用途：测试模组的影象品质，用目视的方法确认.使用情况：在客户要求较低的机种中用于调焦和全检，长宽比固定为4：3，可以按使用要求任意缩放.测试基础——MOTOSFRchart测试方式：目视用途：模組解析影像品质,目前只用于MOTO.SiemensChartOthersChartHTCHTCOVHTCOthersChartTHEEND