手機(jī)后置雙攝像頭暗角問題分析與改善研究

許 超 李瑞敏

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519000）

引言

目前智能手機(jī)上使用雙攝像頭越來越流行，也是各手機(jī)品牌的主要宣傳賣點，雙攝像頭的配置能夠滿足消費者對于高品質(zhì)照片的拍攝追求。雙攝像頭模組在景深映射、即時自動對焦（IAF）、合成或圖像質(zhì)量增強以及光學(xué)變焦等方面對手機(jī)的拍照質(zhì)量提升非常大[1]。

雙攝像頭暗角問題是行業(yè)內(nèi)的一個常見問題，也是困擾攝像頭生產(chǎn)廠家和移動終端企業(yè)的較為棘手的問題[2]。為了充分的認(rèn)識和避免此類問題的反復(fù)出現(xiàn)，本文從實際生產(chǎn)問題出發(fā)，以開展QCC 質(zhì)量小組活動的形式對雙攝像頭暗角問題進(jìn)行了全面的分析與研究。

1 攝像頭客觀測試Lens Shading

1.1 測試標(biāo)準(zhǔn)

測試環(huán)境：色溫6 500 K，800 lux；

測試卡：White Chart；

測試方法：Photoshop & Imatest ；

測試步驟：使用毛玻璃遮擋鏡頭，在D65 光源拍攝圖片，如圖1（a）；

圖1 Lens Shading 測試方法

判斷標(biāo)準(zhǔn)：90 %視場范圍定義四個區(qū)域A、B、C、D，視場中心定義域為E，如圖1（b）；合格判斷依據(jù)如下表1 。

表1 合格判斷依據(jù)

后置雙攝像頭的配置為（12+5）M，所以測試合格標(biāo)準(zhǔn)為≥85 %。軟件調(diào)試方在調(diào)試雙攝效果時反饋DVT2 的機(jī)器存在lens shading 問題，5 臺DVT2 樣機(jī)的客觀指標(biāo)全部不合格，主觀上也能看出shading 圖片邊緣有亮度暗影。在手機(jī)的客觀測試Lens Shading 中，發(fā)現(xiàn)從DVT2 試產(chǎn)開始。

1.2 問題發(fā)現(xiàn)

后置雙攝像頭的配置為（12+5）M，所以測試合格標(biāo)準(zhǔn)為≥85 %。DVT1 試產(chǎn)階段攝像頭客觀測試Lens shading ≥93.8 %合格。軟件調(diào)試方在調(diào)試雙攝效果時反饋DVT2 的機(jī)器存在lens shading 暗角問題，5 臺DVT2樣機(jī)的客觀指標(biāo)全部不合格，主觀上也能看出shading 圖片邊緣有亮度暗影。然后測試組拿回這5 臺機(jī)器進(jìn)行客觀測試Lens Shading 復(fù)測，復(fù)測數(shù)據(jù)如下：

DVT2 樣機(jī)lens shading 存在問題，5 臺樣機(jī)的客觀指標(biāo)如下：

1#：79 %

2#：77 %

3#：76.7 %

99#：81.8 %

101#：75.2 %

主觀上也能看出shading 圖片邊緣有亮度暗影，如圖2 中左邊箭頭所指暗影。

圖2 Shading 圖

圖3 IR 設(shè)計圖紙

1.3 問題分析

通過分類 “人機(jī)料法環(huán)測”六大方面進(jìn)行分析，以此得出可能導(dǎo)致本課題問題的原因[3]。

人：產(chǎn)線員工組裝手法不當(dāng)，造成后攝組裝位置偏移；

機(jī)：軟件版本問題，不同的軟件版本測試結(jié)果差別較大；

料：①后置雙攝模組來料尺寸不合格；

②后置雙攝模組來料結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理；

法：①雙攝模組鏡頭與鏡片視窗孔不匹配；

②金屬裝飾件組件擋住模組鏡頭的視場角；

③后玻璃蓋板裝配問題，遮擋住模組鏡頭視場角；

環(huán)：不涉及；

測：lens shading 客觀測試方法不合理；

1.4 問題驗證

結(jié)合以上分析的原因，制定要因確認(rèn)表，通過要因確認(rèn)表分析出最終引起問題的末端要因，后續(xù)針對末端要因制定對策。

1）人

產(chǎn)線員工組裝手法不當(dāng)，造成后攝組裝位置偏移；

確認(rèn)方法：現(xiàn)場組裝跟進(jìn)確認(rèn)

確認(rèn)內(nèi)容：項目DVT2 第二批次500 pcs 的試產(chǎn)組裝。組裝人員與第一批次500 pcs 相同，嚴(yán)格按照工藝組裝SOP 文件執(zhí)行組裝。經(jīng)測試驗證本批次樣機(jī)19 臺機(jī)器，出現(xiàn)四臺樣機(jī)（22#、24#、26#、37#）存在暗角問題。所以產(chǎn)線員工組裝手法確定為非要因。

2）機(jī)

軟件版本問題，不同的軟件版本測試結(jié)果差別較大；

確認(rèn)方法：將DVT1 的14#、7#樣機(jī)燒錄不同的軟件版本進(jìn)行測試。

①燒錄G0335D_HALO_2.1.1_C1_userdebug

測試數(shù)據(jù)：14#：80.3 %；7#：75.7 %；

②燒錄2月4 號的客觀參數(shù)版本

測試數(shù)據(jù)：14#：92.6 %；7#：89.4 %；

有黑角的DVT2 樣機(jī)101#燒錄

G0335D_HALO_2.1.1_C1_userdebug 版本

測試數(shù)據(jù)：101# 75.2 %

③燒錄2月4 號的客觀參數(shù)版本

測試數(shù)據(jù)：101#：82.5 %

由以上測試數(shù)據(jù)可以確認(rèn)：軟件版本是一個影響因素，但是并非要因。

3）料

①后置雙攝模組來料尺寸不合格；

經(jīng)測量10 個雙攝模組的定位孔、攝像頭裝配位置尺寸，數(shù)據(jù)如表2。

表2 后置雙攝模組來料測量數(shù)據(jù)

表3 鏡片絲印直徑實測數(shù)據(jù)

由以上尺寸測試數(shù)據(jù)可以確認(rèn)：來料尺寸符合圖紙要求，并非要因。

②后置雙攝模組來料結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理；

暗角問題同步發(fā)送供應(yīng)商進(jìn)行分析，我們帶著疑似有問題的模組前往廠家現(xiàn)場分析，分別檢查了生產(chǎn)用工裝，測試軟件等影響因素：使用工裝復(fù)測，未發(fā)現(xiàn)暗角，軟件測試OK，追溯信息查詢OK。模組結(jié)構(gòu)評估：模組出現(xiàn)暗角問題的原因主要為成像邊角位置進(jìn)光量偏小，通過改進(jìn)模組邊緣進(jìn)光量可改善暗角問題。具體改善措施：在原開窗基礎(chǔ)上，IR 單邊擴(kuò)大100 um，增大進(jìn)光量可有效改善模組暗角問題；

4）法

①雙攝模組鏡頭與鏡片視窗孔不匹配；

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求，鏡片絲印視窗孔要求比后攝視場角單邊大0.2 以上[4]。結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙上鏡片絲印視窗孔直徑為（4.5±0.06）mm，后攝與鏡片下表面相交區(qū)域的直徑為4.0 mm，單邊大0.25 mm。經(jīng)實際測量，鏡片絲印孔最小尺寸4.48 mm，比后攝視場角單邊大0.24 mm，符合設(shè)計要求。

分兩種測試方案驗證后攝鏡片對暗角問題的影響見表4。

表4 不同測試方案對后攝鏡片對暗角

由此確認(rèn)：攝像鏡片符合圖紙要求，非要因。

②金屬裝飾件組件擋住模組鏡頭的視場角；

經(jīng)檢查結(jié)構(gòu)3D 圖紙，如下圖，發(fā)現(xiàn)雙攝鏡頭是伸入金屬攝像頭裝飾件的開孔里的，不存在金屬裝飾件組件擋住模組鏡頭的視場角的可能，完全符合結(jié)構(gòu)設(shè)計要求[5]。

③后玻璃蓋板裝配問題，遮擋住模組鏡頭視場角；

同上分析，經(jīng)檢查結(jié)構(gòu)3D 圖紙，如圖4，發(fā)現(xiàn)雙攝鏡頭是高出后玻璃蓋板開孔的，不存在因后玻璃蓋板裝配問題、遮擋住模組鏡頭視場角的可能，完全符合結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

圖4 攝像頭位置局部設(shè)計圖紙

分兩種測試方案驗證后玻璃蓋板對暗角問題的影響見表5。

由此可以確認(rèn)：后玻璃蓋板符合圖紙要求，非要因。

5）環(huán)：不涉及；

6）測

lens shading 客觀測試方法不合理；

測試標(biāo)準(zhǔn)

測試環(huán)境：色溫6 500 K 800 lux

測試卡：White Chart

測試方法：Photoshop & Imatest

測試步驟：使用毛玻璃遮擋鏡頭，在D65 光源拍攝圖片，如圖1（a）；

判斷標(biāo)準(zhǔn)：90 %視場范圍定義四個區(qū)域A、B、C、D，視場中心定義域為E，如圖1（b）；合格判斷依據(jù)如表6。

表6 合格判斷依據(jù)

驗證測試方法均為標(biāo)準(zhǔn)測試方法。

由此可以確認(rèn)：lens shading 客觀測試方法符合標(biāo)準(zhǔn)要求，非要因。

1.4 得出結(jié)論

導(dǎo)致雙攝lens shading 暗角問題的主要原因是模組單體本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，成像邊角位置進(jìn)光量偏小，形成暗角。在原開窗基礎(chǔ)上，IR 單邊擴(kuò)大100 um，增大進(jìn)光量可有效改善模組暗角問題。同時軟件版本也是一個影響因素。

2 結(jié)論

本文從實際生產(chǎn)問題出發(fā)，以開展QCC 質(zhì)量小組活動的形式對試產(chǎn)過程中出現(xiàn)的雙攝像頭暗角問題進(jìn)行了全面的分析與研究。通過全面質(zhì)量管理理論中的“人機(jī)料法環(huán)測”六大方面進(jìn)行綜合驗證，并進(jìn)行實際樣機(jī)測試對比，最終得出引起問題的關(guān)鍵要因。

1）雙攝模組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性是物料合格的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。我們在設(shè)計過程中應(yīng)充分了解攝像頭模組單體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以便對廠家進(jìn)行更詳細(xì)的品質(zhì)監(jiān)控，保證來料品質(zhì)。

2）攝像鏡片視窗的大小及公差應(yīng)充分考慮各相關(guān)結(jié)構(gòu)件的裝配關(guān)系和公差累積，在滿足外觀要求的基礎(chǔ)上盡可能開更大的視窗，以免遮擋住攝像頭視場角。