CN105319801A - 一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法 - Google Patents

Abstract

一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其包括如下步骤：(a)根据预设标准，以传统调焦方式对所述自动对焦摄像模组进行调焦操作；以及(b)使所述自动对焦摄像模组的镜头相对于马达以预设距离向下位移后定位所述镜头。上述工艺一定程度上解决了高像素摄像产品在镜头景深较短情况下出现可靠性像糊的问题，在特殊环境如高温高湿等环境下保证摄像头的拍摄清晰度不受影响。

Description

一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法

技术领域

本发明涉及一种提高自动对焦模组对焦清晰度的方法，特别涉及一种自动对焦摄像模组调焦后下旋镜头，以提高摄像模组对焦可靠性的方法。

背景技术

高像素摄像镜头如手机镜头，本身景深较小，模组对倾斜(tilt)的变化更为敏感，而目前手机摄像模组的关键部件镜座、镜头、以及模组组装过程中的各类胶材等，都会随温湿度变化而变化，使高像素摄像模组对温度和湿度变化的敏感度更高，这对手机摄像模组生产的品质提出了更高的要求，尤其是摄像头在承受高温或高湿的情况下，材料受热或吸水膨胀，导致摄像头的像距增大，远景拍摄无法对焦清晰。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其中在调焦后再将镜头下旋预定距离，从而提高自动对焦摄像模组适应极限自然环境的性能。

本发明的另一目的在于提供一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其中在下旋所述镜头后，能保证所述自动对焦摄像模组的对焦清晰点在音圈马达的行程范围内，从而避免不能完成对焦操作。

本发明的另一目的在于提供一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其中在下旋所述镜头后，能够在在一定程度上弥补所述自动对焦摄像模组的镜头与马达螺纹配合不良造成倾斜(tilt)偏差导致的摄像模糊状况，更加充分发挥镜头本身的性能。

本发明的另一目的在于提供一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其中在下旋所述镜头后，能够消除所述自动对焦摄像模组受特殊环境如潮湿或高温环境的影响而出现摄像模糊的可能性。

本发明的另一目的在于提供一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其中在下旋所述镜头后，能够克服所述自动对焦摄像模组在受热或吸水膨胀后导致摄像模组的像距增大而在远景拍摄时无法对焦清晰的问题，从而提高所述自动对焦摄像模组的远景拍摄能力。

本发明的另一目的在于提供一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其中所述方法操作简便，只是在传统调焦步骤后增加一个下旋镜头的工序，便能提高所述自动对焦摄像模组的环境适应性以及远景拍摄性能，从而大大增加了所述自动对焦摄像模组的功效。

为达到以上目的，本发明提供一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其包括如下步骤：

(a)根据预设标准，以传统调焦方式对所述自动对焦摄像模组进行调焦操作；以及

(b)使所述自动对焦摄像模组的镜头相对于马达以预设距离向下位移后定位所述镜头。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述镜头与所述马达通过螺纹配合，在所述步骤(b)中，下旋所述镜头从而使所述镜头相对于马达以所述预设距离向下位移。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述镜头与所述马达通过螺纹配合，在所述步骤(b)中，上旋所述马达从而使所述镜头相对于马达以所述预设距离向下位移。

根据本发明的一个实施例，在上述方法所述步骤(a)中，通过手动和/或机器自动调焦方式来进行所述调焦操作。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，由所述自动对焦摄像模组的材料与温度和/或湿度相关的膨胀系数来确定所述预设距离。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述预设距离的范围在0.01mm～0.11mm。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述预设距离是0.02mm。

本发明还提供一种自动对焦摄像模组调焦测试的方法，其包括如下步骤：

(A)根据所述自动对焦摄像模组的远景拍摄清晰度进行调焦操作；

(B)以预设距离地缩短所述自动对焦摄像模组的镜头和图像传感器之间的距离并定位所述镜头；以及

(C)以所述自动对焦摄像模组的马达自动对焦后的解像来判断所述自动对焦摄像模组对焦是否合格。

根据本发明的一个实施例，在上述方法所述步骤(A)中，所述镜头和所述马达通过螺纹配合，通过旋动所述镜头，待远景显示清晰时，完成所述调焦操作。

根据本发明的一个实施例，在上述方法所述步骤(A)中，通过手动和/或机器自动调焦方式来进行所述调焦操作。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，相对所述马达地下旋所述镜头，以缩短所述镜头和图像传感器之间的距离。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，相对所述镜头地上旋所述马达，以缩短所述镜头和图像传感器之间的距离。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述预设距离是0.02mm。

本发明的上述工艺一定程度上解决了高像素摄像产品在镜头景深较短情况下出现可靠性像糊的问题，在特殊环境如高温高湿等环境下保证摄像头的拍摄清晰度不受影响。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法的示意图。

图2是根据本发明的一个优选实施例的自动对焦摄像模组调焦测试方法的示意图。

图3是根据本发明的上述优选实施例的自动对焦摄像模组的生产工艺流程示意图。

图4是自动对焦摄像模组调焦清晰状态尺寸示意图。

图5是根据本发明的上述优选实施例的自动对焦摄像模组调焦定位镜头后的尺寸示意图。

图6是根据本发明的上述优选实施例的自动对焦摄像模组调焦定位镜头后的自动对焦曲线测试图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图1至图6所示是根据本发明的一个优选实施例的自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法的示意图。根据本发明的这个优选实施例，本发明在所述自动对焦摄像模组调焦以后，将镜头下旋，以解决高像素的所述自动对焦摄像模组在特殊环境如高温度和高湿度环境下出现拍摄模糊的问题。

在本发明中，所述自动对焦摄像模组可以是安装在数码电子产品如手机、电脑、电视机、摄像机等设备中。根据这个优选实施例，所述自动对焦摄像模组可以是手机摄像头装置，其可以包括镜头，镜座，马达，红外截止滤波片，PCB板等部件。

根据本发明的这个优选实施例，本发明的所述自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其在所述自动对焦摄像模组通过螺纹调焦操作后，再经过下旋镜头的操作，将镜头定位在传统调焦位置的下侧的预定距离处，从而在保证正常使用的同时，还能适应特殊环境如高温度和高湿度环境。

具体地，在本发明的这个优选实施例中，以传统调焦方式调焦，保证摄像头达到设计的AT值要求，然后再下旋镜头一预设距离S，例如0.02mm。一般马达行程都能大于0.26mm，而镜头远景拍摄和近景拍摄的镜头偏移(lensShift)差大约为0.15mm(依镜头景深而定)，因此只要调焦清晰后镜头下旋在0.11mm内都能够保证摄像模组远焦和近焦清晰点均在马达行程范围内，在确保摄像模组对焦清晰的同时也保证对焦的速度(下旋过多会增加对焦时马达走动距离，增加对焦时间)。在这个实施例中，所述预定距离S可以是0.02mm～0.11mm。本发明的这个技术方案可以保证所述自动对焦摄像模组的对焦清晰点在马达的行程范围内。

本发明的这个优选实施例的定位镜头的方法，也能在一定程度上弥补摄像模组镜头马达螺纹匹配不良造成倾斜(tilt)偏差导致的摄像模糊状况，更加充分发挥镜头本身实力。

具体地，根据业内的工艺现状，镜头与马达的螺纹配合仍是一重要难题，而此问题对传统的调焦工艺有很大影响，本发明所述定位镜头的方法，下旋镜头实际就是缩短了镜头与图像传感器之间的距离，对焦则完全依赖于自动对焦的精确度，根据摄像模组在自动对焦(AF)后解像力程度来判断其合格与否。自动对焦的精确度明显较螺纹调焦要精确得多，检测方式也更接近实际拍摄应用。

本发明的这个优选实施例的定位镜头的方法也能消除模组受环境影响后出现尺寸变化导致的摄模糊的可能性。根据摄像模组材料在潮湿环境下(湿度90％±3％RH)的吸水情况和高温环境下(温度80℃±3℃)的膨胀程度，可以将所述自动对焦摄像模组在下旋镜头过程中的预设距离S定为0.02mm，参照镜头螺距计算镜头下旋0.02mm所对应的角度，(螺距P对应角度计算如下：Φ＝(0.02/P)*360°)。以目前业内解像判断标准，远焦拍摄距离3.0M，近焦拍摄距离为0.1M。值得一提的是，上述湿度和温度范围的数值只作为举例，本发明中的这个优选实施例的定位镜头的方法，也可以根据其他的温度和温度范围的具体数值来决定自动对焦摄像模组中镜头下旋的所述预设距离S的数值。

假设模组的马达行程为0.26mm，焦距EFL＝3.79mm，远焦距离L1＝3.0m，近焦距离L2＝0.1m，由高斯公式f/L+f/l＝1可得出如下：

远焦对应的像距为l1＝3.7948mm。

近焦对应的像距为l2＝3.9393mm。

镜头需要移动的距离△l＝l2-l1＝0.1445mm。

这样镜头偏移(lensShift)仅需0.1445mm(依镜头景深而定)，这样能确保摄像模组在调焦时下旋0.1155mm以内的情况下依然能够保证自动对焦清晰。

本发明的这个优选实施例的定位镜头的方法还能提高所述自动对焦摄像模组如手机摄像模组的远景拍摄能力。因为调焦时是以远景解像作为判断标准的，所以传统制作工艺下摄像模组远景拍摄的清晰度主要决定于调焦完成后的清晰状态。而本发明的这个优选实施例中，通过下旋镜头后自动对焦则是以马达自动对焦后的解像作为判断标准，这样相对前者更为精确，也符合实际应用。

相应地，本发明提供了一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其包括如下步骤：

(a)根据预设标准，以传统调焦方式对所述自动对焦摄像模组进行调焦操作；以及

(b)使所述自动对焦摄像模组的镜头相对于马达以预设距离S向下位移后定位所述镜头。

在所述步骤(a)中，所述预设标准是所述自动对焦摄像模组在常规正常操作中所需要达到的要求。而不要求所述自动对焦摄像模组能够适应高湿高温等特殊环境。也就是说，所述预设标准可以适合于在温度和湿度相对适宜的环境下的所述自动对焦摄像模组的调焦操作。

所述传统调焦方式可以是手动调焦也可以是机器自动调焦。也就是说，可以人工手动旋转镜头并且人工目测所述自动对焦摄像模组是否到达清晰位置，然后将所述自动对焦摄像模组的所述镜头进行定位。所述机器自动调焦方式是指，通过机器识别，判断对焦是否清晰。本领域技术人员可以理解的是，所述自动对焦摄像模组的所述镜头也可以通过机器自动地调整位置，以达到调焦要求。

在所述传统调焦方式中，可以使用各种调焦装置如调焦平台、调焦环、调焦手轮，升降架等来完成调焦操作。值得一提的是，在所述步骤(b)中，所述自动对焦摄像模组的镜头以预设距离向下位移可以通过使所述镜头向下位移的方式来实现，也可以通过将所述自动对焦摄像模组的马达向上位移实现。也就是说，所述镜头的“向下位移”操作是相对所述马达的运动，其可以是镜头向下位移，也可以是马达向上位移。

更具体地，所述自动对焦摄像模组的所述马达和所述镜头通常通过螺纹联接来匹配。这样，所述镜头的向下位移操作可以通过下旋所述镜头或上旋所述马达来实现。

在本发明的这个优选实施例中，所述步骤(b)，使所述镜头最终的定位位置在调整操作确定的位置以下，并且所述预设距离可以保证所述自动对焦摄像模组的对焦清晰点在所述马达行程范围内，而且所述镜头向下位移后，根据所述自动对焦摄像模组在自对对焦后的解像力程度来判断其是否合格，比螺纹调焦要精确，也更符合实际应用。

另外，所述步骤(b)中，镜头下旋，可以使所述自动对焦摄像模组得以适应高温高湿的环境。值得一提是，所述预设距离由所述自动对焦摄像模组的材料在高温高湿的环境下的膨胀程度来确定。也就是说，所述预设距离可以由所述自动对焦摄像模组的材料与温度和湿度有关的膨胀系数来确定，例如根据摄像模组材料在潮湿环境下(如湿度90％±3％RH)的吸水情况和高温环境下(如温度80℃±3℃)的膨胀程度，可以将所述自动对焦摄像模组在下旋镜头过程中的预设距离S定为0.02mm。可以理解的是，这里具体数值0.02mm只是举例，在实际应用中，还可以是其他的具体数值。

值得一提的是，本发明的这个优选实施例的定位镜头的方法，其相当于在传统调焦操作后，再缩短了所述镜头与图像传感器的距离，然后再对所述自动对焦摄像模组进行测试。因此，本发明还提供了一种自动对焦摄像模组调焦测试的方法，其包括如下步骤：

(A)根据所述自动对焦摄像模组的远景拍摄清晰度进行调焦操作；

(B)以预设距离S缩短所述自动对焦摄像模组的镜头和图像传感器之间的距离并定位所述镜头；以及

(C)以所述自动对焦摄像模组的马达自动对焦后的解像来判断所述自动对焦摄像模组对焦是否合格。

相应地，在所述步骤(A)中，所述镜头和所述马达通过螺纹配合，所以通过旋动所述镜头，待远景显示清晰时，可以停止所述调焦操作。类似地，所述调焦操作可以手动进行，也可以通过机器自动完成。

在所述步骤(B)中，可以通过相对所述马达地下旋所述镜头，或者相对所述镜头地上旋所述马达，以缩短所述镜头和图像传感器之间的距离。

值得一提的是，在步骤(C)中，是以自动对焦后的解像来判断所述自动对焦摄像模组对焦是否合格，从而更符合实际应用。在所述步骤(C)中，需要测试的项目包括但不限于自动对焦(AF)曲线测试，远近焦测试，以及音圈马达曲线测试等。

如图4所示，当以传统调焦方式完成所述步骤(A)的调焦操作至清晰状态时，所述镜头距离所述图像传感器5.07mm，所述音圈马达可运动高度为5.07mm～5.33mm，拍摄中使用到的所述音圈马达运动距离段为5.07mm(远景5M)～5.22mm(近景0.1M)。而如图5所示，当所述预设距离是0.02mm，即所述镜头相对于所述音圈马达下旋0.02mm后，距离所述图像传感器为5.05mm，所述音圈马达可运动高度为5.05mm～5.31mm，拍摄中使用到的所述音圈马达运动距离段仍为5.07mm～5.22mm，能够保证对焦清晰度为最理想状态。图6是本发明的所述自动对焦镜头调焦定位镜头后的调制传递(MTF)曲线测试结果。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (13)

1.一种自动对焦摄像模组调焦定位镜头的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)根据预设标准，以传统调焦方式对所述自动对焦摄像模组进行调焦操作；以及

(b)使所述自动对焦摄像模组的镜头相对于马达以预设距离向下位移后定位所述镜头。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头与所述马达通过螺纹配合，在所述步骤(b)中，下旋所述镜头从而使所述镜头相对于马达以所述预设距离向下位移。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头与所述马达通过螺纹配合，在所述步骤(b)中，上旋所述马达从而使所述镜头相对于马达以所述预设距离向下位移。

4.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，通过手动和/或机器自动调焦方式来进行所述调焦操作。

5.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，由所述自动对焦摄像模组的材料与温度和/或湿度相关的膨胀系数来确定所述预设距离。

6.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述预设距离的范围在0.01mm～0.11mm。

7.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述预设距离是0.02mm。

8.一种自动对焦摄像模组调焦测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(A)根据所述自动对焦摄像模组的远景拍摄清晰度进行调焦操作；

(B)以预设距离地缩短所述自动对焦摄像模组的镜头和图像传感器之间的距离并定位所述镜头；以及

(C)以所述自动对焦摄像模组的马达自动对焦后的解像来判断所述自动对焦摄像模组对焦是否合格。

9.如权利要求8所述的方法，在所述步骤(A)中，所述镜头和所述马达通过螺纹配合，通过旋动所述镜头，待远景显示清晰时，完成所述调焦操作。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤(A)中，通过手动和/或机器自动调焦方式来进行所述调焦操作。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，相对所述马达地下旋所述镜头，以缩短所述镜头和图像传感器之间的距离。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，相对所述镜头地上旋所述马达，以缩短所述镜头和图像传感器之间的距离。

13.如权利要求8至12中任一所述的方法，其特征在于，所述预设距离是0.02mm。