摄像模块自动化调焦设备开发.pdf

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1、圜经验交流摄像模块自动化调焦设备开发田野王小辉曹后平张传鑫刘志宇罗锋(1．广东光阵光电科技有限公司2．广州市光机电技术研究院3．上海微小卫星工程中心)摘要：以光机电算一体化技术和自动控制技术为核心，研究高性能摄像模块(compactcameramodule，CCM)及CCM自动化生产的核心技术，开发符合我国CCM产业技术特点的自动化CCM调焦设备。关键词：摄像模块；自动化；调焦设备；光机电算结合国外相关自动化设备无法适应国内的工艺路线，难以O引言移植。摄像模块(compactcameramodule

2、，CCM)是手2摄像模块自动化调焦设备开发机、计算机、游戏机、可视电话、汽车辅助驾驶、安全监视等智能终端必备的功能部件。目前CCM生产本项目包括调焦自动设备和虚拟实距设备两套过程除贴片以外，仍以手工组装和人工测试为主，造系统。成生产效率较低、产品合格率不高、品质难以控制等2．1调焦自动设备系统问题。因此，摄像模块自动化调焦设备的开发，可有2．1．1调焦自动设备系统原理效增强国内CCM制造企业的生产能力与市场竞争调焦自动设备系统原理框图如图2所示，由自动力。调焦机单元、调焦机械手、四工位转台、数据采集

3、部分、计算机等组成。1摄像模块的基本构成设备工作时，在工位1，将被测CCM安放在专CCM是用于新一代各种便携式摄像设备的核心用夹具上，转台转90。，CCM转到工位2，即调焦器件，与传统摄像系统相比具有小型化、低功耗、低机械手位置。此时，CCM可接收到由DLP经平行光成本、影像品质高的优点。CCM模组基本架构如图1管发出的图像。调焦机械手调整CCM镜头的轴向位所示。置，由图像处理软件判断计算机所采集的图像，直到清晰，调焦机械手停止动作，完成该CCM的调焦工作。工作台再转90。，CCM转入工位3，进行点

4、胶固定，保持被调试好的状态。然后CCM进入工位4，进行复检并卸下，准备进入工位1，进行下一个工作强板循环。以上调整过程中，CCM调焦连续进行，可有效提高生产效率。设备工作中，转台转动角度由角度编码器反馈，机械手调焦转动角度由步进电机控制，图像评价软件提供反馈信息，构成闭环控制，有效提高系统精度。图1CCM模组基本架构图2．1．2调焦自动设备系统设计在国内CCM生产领域，尚未发现有自动检测设调焦自动设备系统总体为铝型材框架式结构，底备研发的消息。由于国内外产业结构存在显著差异，层框架是承载所有设备的底

5、座，其下部安装脚轮和支田野王小辉曹后平张传鑫刘志宇罗锋：摄像模块自动化调焦设备开发2)单峰性，即评价函数有且只有一个极值；3)较高的信噪比，即在一定噪声干扰下，能够保证系统正确地检测到离焦信号；4)计算量小，这是快速聚焦的一个先决条件。5)灵敏度高，即能够正确区分聚焦和轻微离焦，这是精确聚焦的内在要求。2．4．2．4通讯控制模块通讯模块主要负责程序中各线程、进程、转台控制、虚拟实距控制等模块之间指令传送、数据交换等工作。主程序通过串行通讯RS232接口向转台控制、虚拟实距控制、虚拟实距显示模块发送控

6、制命令码，接收转台控制、虚拟实距控制发出的转台位置等信息。接收转台控制、虚拟实距控制RS232通讯端口参图6图像采集模块流程图数设置为：波特率57600Baud，无奇偶校验位，8位数据位，1位停止位。2．4．2-3图像处理模块2．4．2．5虚拟实距显示模块图像处理模块主要完成图像预处理、图像清晰度实现光学图标的生成与显示。程序可接收自动调评价、自动聚焦等功能。图像预处理主要进行噪声去焦系统通过串行口RS232发送来的命令码，进行图标除操作；图像清晰度评价选用灰度差分法。灰度差分的更换。法利用图像的边

7、缘增强处理，使清晰度评价函数的特RS232通讯端口端口参数设置为：波特率9600征曲线更加陡峭，即聚焦图像与离焦图像的评价函数Baud，无奇偶校验位，8位数据位，1位停止位。更加分明，提高了准确聚焦的灵敏度。3结语F(f)=∑∑+JY摄像模块自动化调焦设备开发是以光机电算一其中，F(i)为图像整体灰度差；g为图像方向灰体化技术和自动控制技术为核心，深入研究了CCM度差；g为图像y方向灰度差；自动化生产技术和测试工艺，开发了专门的光学和软g(，)=g(x+l，)一g(，Y)；件系统。整个方案设计先进，

8、运行可靠，是符合我国g(，Y)：g(，十1)一g(，Y)。摄像模块产业实际的关键性自动化设备。为提高和增当图像达到最清晰时F(i)取最大值。强国内CCM生产制造企业的生产能力与市场竞争力为提高聚焦的精度，必须区分完全聚焦的图像和做出了技术保证。只有微小离焦的图像。由于图像存在边缘，一幅图像参考文献聚焦与否，与图像边缘信息的高频成分有关。当完全[1]蒋昀赞，汪同庆，叶俊勇，等．一种基于灰度分割的调焦评价函聚焦时，图像清晰，包含边缘信息的高频分量最多，数【J】．现代电子技