一、定义
OC(Optical Center,光学中心):指的是摄像头模组的镜头光轴与图像传感器受光面的几何交点,代表成像系统的理想投影中心。在理想装配状态下,该点应与传感器有效像素阵列的几何中心重合。
OC 测试(Optical Center Test,光学中心测试):是摄像头模组量产质检中的一项关键几何定位测量,用于定量评估实际光学中心与图像传感器几何中心(即有效像素阵列中心)之间的偏移量。该偏移量反映了镜头装夹、Sensor 贴装、AA(Active Alignment)等制程环节的累积公差,是多摄标定、电子防抖裁切、畸变校正等算法的重要输入参数。在多摄像头系统中,若各模组 OC 偏移方向不一致,会导致图像融合时出现视差偏差,影响立体视觉和 3D 深度感知的准确性。
二、测试方法
由于镜头光轴与图像传感器受光面的几何交点(理想 OC)在物理上无法直接观测,工程中必须通过间接手段定位。不同测试方法的核心差异在于“参照物的选择”与“坐标提取的算法”。根据产线效率、标定精度及镜头光学特性的不同,主流方法可分为以下三类:
1.光亮中心法
基于光轴穿过镜头时有效通光量最大的物理特性,将模组对准均匀光源(积分球或漫透射板)拍摄单帧图像,计算有效像素区域内亮度值的加权质心坐标$ (OC_x,\; OC_y)$,该坐标即为光轴投影的粗略近似位置,与传感器有效像素阵列几何中心$ (image\_width/2,\; image\_height/2) $之差即为 OC 偏移量。
2.图像中心法
拍摄已知几何中心的标定图卡(如棋盘格、十字标板、点阵等),提取图卡中心特征在图像中的实际投影坐标 $(c_x,\; c_y)$,该坐标即为光轴在传感器像素平面上的投影点(主点),再与图像几何中心求差得到OC偏移量。
3.畸变中心法
通过拟合镜头的径向畸变模型来反推畸变中心(Center of Distortion, COD)。其基本原理是拍摄密集特征图卡(如棋盘格),提取特征点的实际像素坐标,与针孔模型下的理想无畸变坐标逐点比对得到畸变位移,再通过非线性优化寻找使各方向畸变呈旋转对称分布的坐标,即畸变中心 $(COD_x,\; COD_y)$。该坐标代表 COD 在传感器像素平面上的位置,与图像几何中心求差即可得到像素级偏移量:
$$COD\_diff_x = COD_x - \frac{image\_width}{2}$$
$$COD\_diff_y = COD_y - \frac{image\_height}{2}$$
该方法适用于广角及鱼眼镜头的畸变校正与光学中心(OC)评估。
光亮中心法面向产线效率,图像中心法面向标定精度,畸变中心法面向广角畸变校正。三者并非竞争关系,而是互补关系。部分高端产线会同时执行两种或三种测试,通过交叉比对诊断制程问题。