CMOS图像传感器的校对办法及装置、CMOS图像传感器模组

摘要

本发明提供了一种CMOS图像传感器的校对办法及装置、CMOS图像传感器模组。其中，所述CMOS图像传感器的校对办法，包括：提供CMOS图像传感器模组，所述CMOS图像传感器模组包括：待校正的CMOS图像传感器和镜头，所述镜头的光心正对所述CMOS图像传感器感光区；提供固定亮度的光源，对准所述镜头的正上方；启动CMOS图像传感器，使之进入正常工作状态；调整所述CMOS图像传感器的参数，当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时，抓取此时的输出图像作为测试图像；采集所述测试图像的数据，通过计算处理得到镜头衰减补偿参数。本发明提出的一种CMOS图像传感器的校对方法，解决了CMOS图像传感器模组镜头衰减存在一致性差异的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器的校对办法及装置、CMOS图像传感器模组。

背景技术

CMOS图像传感器模组都需要使用镜头成像，镜头是凸透镜，而入射光线在经过镜头聚焦再入射到CMOS图像传感器表面时，光线经过的光路长短不同，影像区的边缘区域接收的光强比中心小，因而亮度衰减程度也不同，导致最终形成的图像中心与四周存在亮度差。

通过对CMOS图像传感器模组图像的标定，并结合补偿算法，可以减弱甚至消除图像中心与四周的亮度差。相关技术中，为克服上述问题，使用自身的高射线角度（CRA）较小或者为0的高级光学镜头，并在镜头的四个角位置涂设增透膜。但该方法成本高，不利于推广运用，而且高射线角度（CRA）较小或为0的镜头使用范围受限。

或者，使用高级的感光器件，通过该感光器件针对性的对镜头阴影处的感光元件进行模拟增益，从而达到更亮的输出效果，以使得镜头中心和四个角位置的成像亮度及色彩均一。但该方法同样存在成本高的缺陷，不利用推广运用。

而实际应用中，由于CMOS图像传感器和镜头都存在一致性差异，加上模组本身的制作误差，导致最终成型的CMOS图像传感器模组各单体的镜头衰减表现不一致，呈现的图像中心与四周的亮度差异也不一致，因而即使通过后期的ISP补偿，不同模组单体间所得到的图像一致性仍会存在差异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器的校对办法及装置、CMOS图像传感器模组，解决现有技术中对CMOS图像传感器模组图像的标定中，一致性不好的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS图像传感器的校对办法，包括：

提供CMOS图像传感器模组，所述CMOS图像传感器模组包括：待校正的CMOS图像传感器和镜头，所述镜头的光心正对所述CMOS图像传感器感光区；

提供固定亮度的光源，对准所述镜头的正上方；

启动CMOS图像传感器，使之进入正常工作状态；

调整所述CMOS图像传感器的参数，当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时，抓取此时的输出图像作为测试图像；

采集所述测试图像的数据，通过计算处理得到镜头衰减补偿参数。

优选地，所述计算处理包括：

将所述测试图像分成m*n个均匀区域；

通过二次B样条曲面拟合算法进行计算。

优选地，通过上位机发送命令启动所述CMOS图像传感器，使其进入正常工作状态；所述上位机对所述CMOS图像传感器发送的命令通过信号传输装置解析后发送给所述CMOS图像传感器。

优选地，通过调整CMOS图像传感器的曝光和增益参数，得到中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3的输出图像。

优选地，所述光源为均匀光源，色温为5100K。

优选地，所述CMOS图像传感器模组还包括柔性电路板，外围电路，音圈马达和连接器，所述柔性电路板适于电连接所述外围电路，音圈马达，连接器和CMOS图像传感器。

本发明的技术方案还提供了一种CMOS图像传感器的校对装置，包括：

CMOS图像传感器模组，所述CMOS图像传感器模组包括：CMOS图像传感器和镜头，所述镜头的光心正对所述CMOS图像传感器感光区；

光源，对准所述镜头的正上方，适于提供固定亮度的光源；

上位机，适于下发指令让所述CMOS图像传感器进入正常工作状态，并调整所述CMOS图像传感器的参数，当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时，抓取此时的输出图像作为测试图像，并采集所述测试图像的数据，通过计算处理得到镜头衰减补偿参数。

优选地，所述上位机包括计算处理单元，所述计算处理单元适于将所述测试图像分成m*n个均匀区域；通过二次B样条曲面拟合算法进行计算。

优选地，所述上位机与信号传输装置通过USB连接，并通过USB协议进行信号交互；所述上位机对所述CMOS图像传感器发送的命令通过信号传输装置解析后发送给所述CMOS图像传感器。

优选地，所述上位机适于通过调整CMOS图像传感器的曝光和增益参数，得到中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3的输出图像。

优选地，所述光源为均匀光源，色温为5100K。

本发明的技术方案还提供了一种CMOS图像传感器的校对方法，包括：

提供待校正的CMOS图像传感器模组，所述CMOS图像传感器模组包括待校正的CMOS图像传感器和存储单元；

将如上所述的方法得到的镜头衰减补偿参数烧录入所述CMOS图像传感器模组的存储单元。

优选地，包括：所述存储单元为内嵌在CMOS图像传感器内的OTP，或外挂的EEPROM。

本发明的技术方案还提供了一种CMOS图像传感器模组，包括：

待校对的CMOS图像传感器和存储单元；

所述存储单元中包括镜头衰减补偿参数单元，所述镜头衰减补偿参数单元适于通过如上所述的方法烧录入镜头衰减补偿参数；

所述CMOS图像传感器适于从所述镜头衰减补偿参数单元中读取镜头衰减补偿参数。

优选地，所述CMOS图像传感器模组还包括外围电路、音圈马达、连接器、柔性电路板和镜头。

优选地，所述存储单元为内嵌在CMOS图像传感器内的OTP或外挂的EEPROM。

相对于现有技术，本发明的技术方案所提供的CMOS图像传感器的校对办法及装置、CMOS图像传感器模组具有以下有益效果：

本发明的技术方案提供的一种CMOS图像传感器的校对办法和装置，解决了CMOS图像传感器模组镜头衰减存在一致性差异的问题。

本发明的技术方案提供的一种CMOS图像传感器模组和通过对模组单体进行镜头衰减补偿标定，使不同模组最终输出图像的镜头衰减一致性得到改善，为后续ISP处理提供了一致性更好的输入图像。

本发明所述的一种CMOS图像传感器的校对办法中，一键全自动实现镜头衰减补偿标定，提升了测量的效率。

附图说明

图1为本发明所提供的实施例中CMOS图像传感器的校对办法的流程图；

图2为本发明所提供的实施例中CMOS图像传感器模组的结构示意图；

图3至图4为本发明所提供的实施例中校对办法中计算方式的示意图；

图5为本发明所提供的实施例中同一个图像信息在校正前后图像亮度对比情况示意图；

图6为本发明提供的实施例中CMOS图像传感器的校对装置的结构示意图；

图7为本发明提供的实施例中的一种CMOS图像传感器的校对方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图图1至图7对本发明的CMOS图像传感器的校对方法进行详细描述。

参考图1所示，本发明的实施例中提供了一种CMOS图像传感器的校对办法，包括：

步骤S100：提供CMOS图像传感器模组63，所述CMOS图像传感器模组63包括：待校正的CMOS图像传感器36和正对所述CMOS图像传感器感光区的镜头31；

步骤S200：提供固定亮度的光源，对准所述镜头31的正上方；

步骤S300：启动CMOS图像传感器36，使之进入正常工作状态；

步骤S400：调整所述CMOS图像传感器36的参数，当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时，抓取此时的输出图像作为测试图像；

步骤S500：采集所述测试图像的数据，通过计算处理得到镜头衰减补偿参数。

具体的，本实施例中，执行所述CMOS图像传感器的校对方法的方式如下：

执行步骤S100：提供CMOS图像传感器模组63，所述CMOS图像传感器模组63包括：待校正的CMOS图像传感器36和正对所述CMOS图像传感器感光区的镜头31；

具体的，在本实施例中，所述CMOS图像传感器36包括感光区。

具体的，在本实施例中，所述镜头31可选大力光电LARGAN、舜宇光学SUNNY等镜头厂家的镜头。

所述CMOS图像传感器模组63还包括存储单元。

参考图2所示，在一个具体的实施例中，所述CMOS图像传感器模组63由CMOS图像传感器36，连接器35，外围电路、镜头31、音圈马达32、柔性电路板34、连接器（未图示）几部分组成；所述柔性电路板34为载体，CMOS图像传感器36和连接器焊接在柔性电路板34上，音圈马达32与柔性电路板34通过黑胶连接，镜头31和音圈马达32通过螺纹连接，所述镜头31通过音圈马达33实现对焦功能；所述连接器是与外部连接的接口，所述柔性电路板为载体，并提供连接器与CMOS图像传感器36之间的信号连接与传输。

所述存储单元为内嵌在CMOS图像传感器36芯片内的OTP（One TimeProgrammable，一次性可编程单片机）或外挂的EEPROM（Electrically ErasableProgrammable read only memory，带电可擦可编程只读存储器）。

执行步骤S200：提供固定亮度的光源，对准所述镜头的正上方；

所述光源为恒定均匀光源，光源色温为5000K~5200K，因为该色温比较适中，并且因为在实际工作或生活环境中，5000K~5200K的色温较多，如荧光灯下的办公室环境，因此选择该色温光源范围。

所述光源对准镜头31的正上方照射的方式为，所述光源中心区域的光线基本沿着所述镜头的光轴方向投射到所述镜头上，以使得所述镜头上表面接受到的光线较均匀和一致。

所述镜头的下表面对准所述CMOS图像传感器36的感光区表面。由于透镜的原理，较均匀的入射光线在经过镜头31聚焦再入射到CMOS图像传感器36的感光区表面时，光线经过的光路长短不同，影像区的边缘区域接收的光强比中心小，因而亮度衰减程度也不同，导致最终形成的图像中心与四周存在亮度差。

步骤S300：启动CMOS图像传感器36，使之进入正常工作状态；

具体的，本实施例中，通过上位机发送指令来启动所述CMOS图像传感器36，使之进入正常工作状态，所述感光区能够正常接收光线，并且所述CMOS图像传感器36能够将感光区接收到的光线转化成数字信号，即图片输出。

具体的，本实施例中，所述上位机对所述CMOS图像传感器36发送的命令通过信号传输装置62解析后发送给所述CMOS图像传感器36。

执行步骤S400：调整所述CMOS图像传感器36的参数，当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时，抓取此时的输出图像作为测试图像；

优选地，通过调整CMOS图像传感器36的曝光和增益参数，可以调整图像亮度，从而得到中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3的输出图像。

CMOS图像传感器在正常使用状态中，外在环境的光的亮度大部分集中在所述CMOS图像传感器量程的中间范围，故在本实施例中，设置当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时的输出图像作为测试图像，简单讲就是图像亮度中等偏上，这样可以使计算输出结果更准确，因为图像亮度太低，计算输出的值就偏小，计算结果准确度降低；图像亮度太高，就有可能到达满量程的风险，计算结果准确度也会降低。

优选的，在本实施例中，设置当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时的输出图像作为测试图像。

执行步骤S500：采集所述测试图像的数据，通过计算处理得到镜头衰减补偿参数。

优选地，参考图3~图4所示，本实施例中，所述计算处理包括：

将所述测试图像分成m*n个均匀区域；每个区域根据其对应的坐标位置（x，y），通过二次B样条曲面矩阵算法，计算当前区域控制点数据值。

参考图5所示，图中示意了同一个图像信息在校正前后X、 Y和Z方向的图像亮度情况。其中，X为行方向，Y为列方向，Z为对角线方向，图中可见，同一个图像信息校正前X、Y或Z方向图像亮度呈现中心亮，两边暗的情况，而在校正后X、Y或 Z方向靠近两边的亮度与校正前相比较均有所提升。

另外，参考图6所示，为本发明提供的技术方案的实施例中提供的一种CMOS图像传感器的校对装置的结构框图。具体的，所述CMOS图像传感器的校对装置，包括：上位机61、CMOS图像传感器模组63和光源64。其中，所述上位机61和CMOS图像传感器模组63通过信号传输装置62进行信号传输。

所述CMOS图像传感器模组63包括：CMOS图像传感器36和正对所述CMOS图像传感器感光区的镜头；继续参考图2所示，在一个具体的实施例中，所述CMOS图像传感器模组63由CMOS图像传感器36及其外围电路、镜头31、音圈马达32、柔性电路板34、连接器35几部分组成；所述柔性电路板34为载体，CMOS图像传感器36和连接器焊接在柔性电路板34上，音圈马达32与柔性电路板34通过黑胶连接，镜头31和音圈马达32通过螺纹连接，所述镜头31通过音圈马达33实现对焦功能；所述连接器是与外部连接的接口，所述柔性电路板为载体，并提供连接器与CMOS图像传感器36之间的信号连接与传输。

所述光源64，对准所述CMOS图像传感器模组63中镜头的正上方，适于提供固定亮度的光源；

所述上位机61，适于下发指令让所述CMOS图像传感器进入正常工作状态，并调整所述CMOS图像传感器的参数，当输出图像的中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3时，抓取此时的输出图像作为测试图像，并采集所述测试图像的数据，通过计算处理得到镜头衰减补偿参数。

优选地，所述上位机61包括计算处理单元，所述计算处理单元适于将所述测试图像分成m*n个均匀区域，继续参考图3~图4所示，每个区域根据其对应的坐标位置（x，y），通过二次B样条曲面矩阵算法，计算当前区域控制点数据值。

优选地，所述上位机61与信号传输装置62通过USB连接，并通过USB协议进行信号交互；所述上位机61对所述CMOS图像传感器36发送的命令通过信号传输装置62解析后发送给所述CMOS图像传感器36。

优选地，所上位机61适于通过调整CMOS图像传感器36的曝光和增益参数，得到中心区域亮度为满量程亮度的1/2~2/3的输出图像。

优选地，所述光源为均匀光源，色温为5100K。

另外，参考图7所示，本实施例中，还提供了一种CMOS图像传感器的校对方法，包括：

步骤S910：提供待校正的CMOS图像传感器模组63，所述CMOS图像传感器模组包括待校正的CMOS图像传感器和存储单元；

步骤S920：将上所述的CMOS图像传感器的校对方法得到的镜头衰减补偿参数烧录入所述CMOS图像传感器模组的存储单元。

本发明的技术方案所提供的实施例中，所述CMOS图像传感器模组自带存储单元，无需外挂存储器件，节约空间和成本。

优选地，包括：所述存储单元为内嵌在CMOS图像传感器内的OTP，或外挂的EEPROM，确保掉电后数据不丢失。

另外，本实施例中，还提供了一种CMOS图像传感器模组，包括：待校对的CMOS图像传感器和存储单元；

所述存储单元中包括镜头衰减补偿参数单元，所述镜头衰减补偿参数单元适于通过如上所述的方法烧录入镜头衰减补偿参数；

所述CMOS图像传感器适于从所述镜头衰减补偿参数单元中读取镜头衰减补偿参数。

优选地，所述CMOS图像传感器模组还包括柔性电路板和镜头。所述CMOS图像传感器模组的其它结构的实施方式和上述类似。

优选地，所述存储单元为内嵌在所述CMOS图像传感器芯片内的OTP或外挂的EEPROM。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。