CN107589513A - 光学模组组装方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学模组组装方法及装置，其中，方法包括：在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动；所述对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集所述待对准光学模组成像的光斑；从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，并确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置；控制所述对准机构运动至所述最佳位置以对准所述待组装镜片。本发明提供的技术方案，能够根据组装过程中的光学模组的成像光斑的大小调整待组装镜片至最合理的位置，提升了光学模组的组装精度。

Description

光学模组组装方法及装置

技术领域

本发明涉及装配技术领域，尤其涉及一种光学模组组装方法及装置。

背景技术

现如今，市场上存在越来越多的具备独立功能的光学模组，以满足多样化的市场需求。这些光学模组可以嵌入到其他设备中发挥其功能，例如摄像头模组、微型投影模组、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光学模组以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)/AR(Augmented Reality，增强现实)光学模组等。

通常，光学模组由多个光学元件以及其他零件组装得到。例如，摄像头模组可由图像传感器、镜座、多个镜片、线路板等零配件组装得到。其中，镜片的组装精度对光学模组的光学性能起到决定性的作用。在一种光学模组的组装方式中，使组装过程中的光学模组成像，并根据成像光斑的大小分析待组装镜片是否均已对准，在没有对准的情况下不断调整待组装镜片的位置。

但是，如何根据组装过程中的光学模组的成像光斑的大小调整待组装镜片至最合理的位置是个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的多个方面提供一种光学模组组装方法及装置，用以根据组装过程中的光学模组的成像光斑的大小调整待组装镜片至最合理的位置，进而提升光学模组的组装精度。

本发明提供一种光学模组组装方法，包括：

在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动；

所述对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集所述待对准光学模组成像的光斑；

从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，并确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置；

控制所述对准机构运动至所述最佳位置以对准所述待组装镜片。

进一步可选地，从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，包括：若第一光斑之前的第一数量的光斑的尺寸均大于所述第一光斑的尺寸，且所述第一光斑之后的第二数量的光斑的尺寸均小于所述第一光斑的尺寸，则确定所述第一光斑为最小尺寸光斑。

进一步可选地，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动，还包括：控制所述对准机构从所述待组装镜片对应的组装区域的首端或末端开始以设定运动步长沿设定方向运动。

进一步可选地，确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置之前，还包括：将采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置作为可疑位置；控制所述对准机构运动至所述可疑位置以及所述可疑位置前后的设定数量的运动位置，并通过所述图像采集设备依次采集每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑；若所述每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑中，所述对准机构运动至所述可疑位置时采集到的光斑的尺寸最小，则将所述可疑位置作为最佳位置。

进一步可选地，待对准光学模组成像之前，还包括：控制对准机构将所述待组装镜片放置到待组装光学件的指定位置处，以得到待对准光学模组；控制电源组件给所述待对准光学模组的内部光源设备或位于所述待对准光学模组物方的外部光源设备供电，以使所述待对准光学模组成像。

本发明还提供一种光学模组组装装置，包括：

运动模块，用于在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动；

图像采集模块，用于所述对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集所述待对准光学模组成像的光斑；

最佳位置选取模块，用于从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，并确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置；

对准模块，用于控制所述对准机构运动至所述最佳位置以对准所述待组装镜片。

进一步可选地，所述最佳位置选取模块具体用于：若第一光斑之前的第一数量的光斑的尺寸均大于所述第一光斑的尺寸，且所述第一光斑之后的第二数量的光斑的尺寸均小于所述第一光斑的尺寸，则确定所述第一光斑为最小尺寸光斑。

进一步可选地，所述运动模块，还用于：控制所述对准机构从所述待组装镜片对应的组装区域的首端或末端开始以设定运动步长沿设定方向运动。

进一步可选地，所述装置还包括最佳位置校准模块，所述最佳位置校准模块用于：将采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置作为可疑位置；控制所述对准机构运动至所述可疑位置以及所述可疑位置前后的设定数量的运动位置，并通过所述图像采集设备依次采集每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑；若所述每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑中，所述对准机构运动至所述可疑位置时采集到的光斑的尺寸最小，则将所述可疑位置作为最佳位置。

进一步可选地，所述装置还包括预处理模块，所述预处理模块用于：控制对准机构将所述待组装镜片放置到待组装光学件的指定位置处，以得到待对准光学模组；控制电源组件给所述待对准光学模组的内部光源设备或位于所述待对准光学模组物方的外部光源设备供电，以使所述待对准光学模组成像。

在本发明中，在组装光学模组的过程中，使待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构不断运动以寻找成像的最小尺寸光斑，并基于采集到最小尺寸光斑时对准组件的运动位置来调整待组装镜片至最佳位置。进而，将待组装镜片的最佳位置寻找转化为针对待组装光学模组的成像最小尺寸光斑的寻找，降低了待组装镜片的对准难度，提升了光学模组的组装精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的光学模组组装方法的方法流程图；

图2a是本发明另一实施例提供的光学模组组装方法的方法流程图；

图2b是本发明提供的最小尺寸光斑选取的示意图；

图3a是本发明一实施例提供的光学模组组装装置的结构示意图；

图3b是本发明另一实施例提供的光学模组组装装置的结构示意图；

图3c是本发明又一实施例提供的光学模组组装装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的下述实施例中，光学模组指的是对准完成并固定后的完整产品；待对准光学模组，指的是组装过程中的光学模组，其可能处于未对准状态，也可能处于已对准状态；待组装光学件，指的是光学模组的半成品，需要将待组装光学对准组装在其指定的位置并固定后才能够得到光学模组。以下所提到的上述概念，可参照上述解释进行理解，不再赘述。

在一种光学模组的组装方式中，可使组装过程中的光学模组成像，并根据成像光斑的大小分析待组装镜片是否均已对准，在没有对准的情况下不断调整待组装镜片的位置。本发明实施例的核心在于，提出一种如何将待组装镜片的位置调节至最佳以得到高组装精度的光学模组的方法。以下将结合附图对本发明提出的技术方案进行具体阐述。

图1是本发明一实施例提供的光学模组组装方法的方法流程图，结合图1，该方法包括：

步骤101、在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动。

步骤102、对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集待对准光学模组成像的光斑。

步骤103、从采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，并确定采集到最小尺寸光斑时对准机构的运动位置，作为最佳位置。

步骤104、控制对准机构运动至最佳位置以对准待组装镜片。

在步骤101中，对准机构通常包括机械臂和位于机械臂上的对准头。机械臂用于按照设定的运动轨迹进行运动，对准头可以是真空吸持件或机械夹具，用于吸持待组装镜片。

待对准光学模组中包括待组装光学件以及待组装镜片，对准机构可将待组装镜片放置在待组装光学件的指定位置，但是该指定位置可能并非是使得光学模组达到最佳光学性能的位置。因此，对准机构可携带待组装镜片在指定位置附近不断运动以调整待组装镜片至最佳位置。应当理解，该最佳位置能够使得光学模组的光学性能达到最佳。

在对准机构携带待组装镜片不断运动时，可设定对准机构以设定步长沿设定运动方向进行运动，以便于寻找其运动带来的结果可能存在的规律。可选的，设定步长可以是每一次运动对应的运动距离，例如2mm；运动方向可以是前进方向或后退方向等。

在步骤102中，对准机构每次运动时，其所夹持的待组装镜片的位置会发生变化，因而待组装光学模组成像的光斑也会随之变化。在本实施例中，对准机构每运动至一个运动位置时，均记录此时待组装光学模组成像的光斑，并记录光斑与运动位置的对应关系。

在步骤103中，对准机构的多次运动之后，图像采集设备将采集到多个尺寸不同的光斑。根据光学成像原理，光斑尺寸最小时，光线能量最集中，成像最清晰，组装的得到的光学模组的性能最佳。因而，可从图像采集设备将采集到多个尺寸不同的光斑中寻找最小尺寸光斑，并将采集到最小尺寸光斑时对准机构的运动位置，作为最佳位置。

在步骤104中，在确定最佳位置之后，可控制对准机构运动至最佳位置，进而实现待组装镜片的对准。

在本实施例中，在组装光学模组的过程中，使待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构不断运动以寻找成像的最小尺寸光斑，并基于采集到最小尺寸光斑时对准组件的运动位置来调整待组装镜片至最佳位置。进而，将待组装镜片的最佳位置寻找转化为针对待组装光学模组的成像最小尺寸光斑的寻找，降低了待组装镜片的对准难度，提升了光学模组的组装精度。

图2a是本发明另一实施例提供的光学模组组装方法的方法流程图，结合图2a，该方法包括：

步骤201、控制对准机构将待组装镜片放置到待组装光学件的指定位置处，以得到待对准光学模组。

步骤202、控制电源组件给待对准光学模组的内部光源设备或位于待对准光学模组物方的外部光源设备供电，以使待对准光学模组成像。

步骤203、在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动。

步骤204、对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集，待对准光学模组成像的光斑。

步骤205、从采集到的光斑中选取最小尺寸光斑。

步骤206、对最小尺寸光斑进行重复校验。

步骤207、若最小尺寸光斑通过校验，确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置。

步骤208、控制对准机构运动至最佳位置以对准待组装镜片。

步骤209、固定对准后的待组装镜片以及待组装光学件得到光学模组。

在步骤201中，待组装光学件通常固定在固定件上，其位置精度可由固定件确定。指定位置，可以是根据待组装光学件和待组装镜片的硬件参数以及对光学模组的光学性能需求计算得到的位置，但是该指定位置可能并非是使得光学模组达到最佳光学性能的位置。

在步骤202中，在本实施例中，可根据待对准光学模组的实际成像效果实现待组装镜片的对准，因此，在对准的过程中，需要使得待对准光学模组成像。

可选的，在一些光学模组中，例如微投影模组，其内部自带光源设备，电源组件可给这些光源设备供电以使待对准的光学模组成像。在另一些光学模组中，例如摄像头模组，其内部并没有光源设备，可在待对准光学模组的物方设置一外部光源设备，电源组件可给这些光源设备供电以使待对准的光学模组成像。

在步骤203中，可选的，为了不漏掉可能的最佳位置，对准机构的运动可从待组装镜片对应的组装区域的首端或末端开始以设定运动步长沿设定方向运动。其中，所述待组装镜片对应的组装区域，可以是步骤201中所述的指定位置附近的区域，例如指定位置附近±5mm的区域，则，对准机构的运动可从指定位置前的5mm处开始或从指定位置后的5mm处开始以设定运动步长沿设定方向运动。

在步骤204中，针对对准机构的每次运动，可控制图像采集设备依次采集待对准光学模组成像的光斑。

在步骤205中，对准机构多次运动时，图像采集设备将采集到多个光斑，可选的，在这多个光斑中寻找符合设定条件的第一光斑作为最小尺寸光斑。其中，该设定条件为：

第一光斑之前的第一数量的光斑的尺寸均大于所述第一光斑的尺寸，且所述第一光斑之后的第二数量的光斑的尺寸均小于所述第一光斑的尺寸。其中，第一光斑指的是满足设定条件的光斑，“第一”仅仅是为了便于光斑的表述，对光斑的采集顺序并不构成限制。第一数量与第二数量可以相等也可以不等，通常第一数量由实际运动情况确定，第二数量可以取1-5之间，本发明实施例不做限制。如图2b所示的光斑P，在光斑P之前的5个光斑均比光斑P的尺寸大，在光斑P之后的3个光斑均比光斑P的尺寸大，因此，可将光斑P作为最小尺寸光斑。

需要说明的是，在一种可选的实施方式中，当第二数量的光斑可以确定第一光斑为最小尺寸光斑时，对准机构可不再继续沿设定的方向运动，进而可以提升最小光斑寻找效率。

在步骤206中，在确定最小尺寸光斑之后，为保证准确性，可对最小尺寸光斑进行重复校验。可选的，重复校验时，可将采集到最小尺寸光斑时对准机构的运动位置作为可疑位置，控制对准机构运动至可疑位置以及可疑位置前后的设定数量的运动位置，并通过图像采集设备依次采集每次运动时待对准光学模组成像的光斑。其中，设定数量可以根据实际情况进行选择，本发明实施例不做限制。

在步骤207中，若每次运动采集到的光斑中，对准机构运动至可疑位置时采集到的光斑的尺寸仍旧是最小的，则可确定已准确地采集到了最小尺寸光斑，并将可疑位置作为最佳位置。

在步骤208中，在确定最佳位置之后，控制对准机构运动至最佳位置以对准所述待组装镜片。

在步骤209中、在待组装镜片对准后，可固定对准后的待组装镜片以及待组装光学件得到光学模组。

可选的，待组装镜片对准之前，可预先在待组装光学件的特定位置点胶，进而在对准之后可直接使预先点的胶固化以达到固定待组装镜片以及待组装光学件的目的。可选的，也可以在待组装镜片对准之后，在待组装光学件和/或待组装镜片的特定位置点胶并固化以达到固定待组装镜片以及待组装光学件的目的。

可选的，本实施例中，可选择UV(Ul traviolet Rays)胶，即无影胶，又称光敏胶或紫外光固化胶，其粘结度高，固化迅速，可间接提升光学模组的组装效率。在固化阶段，可采用UV灯对点胶处进行照射，以进一步加快固化速度。

在本实施例中，在组装光学模组的过程中，使待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构不断运动以寻找成像的最小尺寸光斑，并基于最小尺寸光斑时对准组件的运动位置来调整待组装镜片至最佳位置。进而，将待组装镜片的最佳位置寻找转化为针对待组装光学模组的成像最小尺寸光斑的寻找，降低了待组装镜片的对准难度，提升了光学模组的组装精度。除此之外，在寻找最小尺寸光斑时，对最小尺寸光斑进行重复校验，进一步提升了光学模组的组装精度。

图3a是本发明一实施例提供的光学模组组装装置的结构示意图，结合图3a，该装置包括：

运动模块301，用于在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动。

图像采集模块302，用于所述对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集所述待对准光学模组成像的光斑。

最佳位置选取模块303，用于从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，并确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置。

对准模块304，用于控制所述对准机构运动至所述最佳位置以对准所述待组装镜片。

进一步可选地，最佳位置选取模块303具体用于：若第一光斑之前的第一数量的光斑的尺寸均大于所述第一光斑的尺寸，且所述第一光斑之后的第二数量的光斑的尺寸均小于所述第一光斑的尺寸，则确定所述第一光斑为最小尺寸光斑。

进一步可选地，运动模块301，还用于：控制所述对准机构从所述待组装镜片对应的组装区域的首端或末端开始以设定运动步长沿设定方向运动。

进一步可选地，如图3b所示，所述装置还包括最佳位置校准模块305，最佳位置校准模块305用于：将采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置作为可疑位置；控制所述对准机构运动至所述可疑位置以及所述可疑位置前后的设定数量的运动位置，并通过所述图像采集设备依次采集每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑；若所述每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑中，所述对准机构运动至所述可疑位置时采集到的光斑的尺寸最小，则将所述可疑位置作为最佳位置。

进一步可选地，如图3c所示，所述装置还包括预处理模块306，预处理模块306用于：控制对准机构将所述待组装镜片放置到待组装光学件的指定位置处，以得到待对准光学模组；控制电源组件给所述待对准光学模组的内部光源设备或位于所述待对准光学模组物方的外部光源设备供电，以使所述待对准光学模组成像。

在本实施例中，在组装光学模组的过程中，使待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构不断运动以寻找成像的最小尺寸光斑，并基于采集到最小尺寸光斑时对准组件的运动位置来调整待组装镜片至最佳位置。进而，将待组装镜片的最佳位置寻找转化为针对待组装光学模组的成像最小尺寸光斑的寻找，降低了待组装镜片的对准难度，提升了光学模组的组装精度。

需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种光学模组组装方法，其特征在于，包括：

在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动；

所述对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集所述待对准光学模组成像的光斑；

从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，并确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置；

控制所述对准机构运动至所述最佳位置以对准所述待组装镜片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，包括：

若第一光斑之前的第一数量的光斑的尺寸均大于所述第一光斑的尺寸，且所述第一光斑之后的第二数量的光斑的尺寸均小于所述第一光斑的尺寸，则确定所述第一光斑为最小尺寸光斑。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动，还包括：

控制所述对准机构从所述待组装镜片对应的组装区域的首端或末端开始以设定运动步长沿设定方向运动。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置之前，还包括：

将采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置作为可疑位置；

控制所述对准机构运动至所述可疑位置以及所述可疑位置前后的设定数量的运动位置，并通过所述图像采集设备依次采集每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑；

若所述每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑中，所述对准机构运动至所述可疑位置时采集到的光斑的尺寸最小，则将所述可疑位置作为最佳位置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，待对准光学模组成像之前，还包括：

控制对准机构将所述待组装镜片放置到待组装光学件的指定位置处，以得到待对准光学模组；

控制电源组件给所述待对准光学模组的内部光源设备或位于所述待对准光学模组物方的外部光源设备供电，以使所述待对准光学模组成像。

6.一种光学模组组装装置，其特征在于，包括：

运动模块，用于在待对准光学模组成像时，控制夹持待组装镜片的对准机构以设定运动步长沿设定方向运动；

图像采集模块，用于所述对准机构每次运动时，通过图像采集设备依次采集所述待对准光学模组成像的光斑；

最佳位置选取模块，用于从所述采集到的光斑中选取最小尺寸光斑，并确定采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置，作为最佳位置；

对准模块，用于控制所述对准机构运动至所述最佳位置以对准所述待组装镜片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述最佳位置选取模块具体用于：

若第一光斑之前的第一数量的光斑的尺寸均大于所述第一光斑的尺寸，且所述第一光斑之后的第二数量的光斑的尺寸均小于所述第一光斑的尺寸，则确定所述第一光斑为最小尺寸光斑。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述运动模块，还用于：

控制所述对准机构从所述待组装镜片对应的组装区域的首端或末端开始以设定运动步长沿设定方向运动。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括最佳位置校准模块，所述最佳位置校准模块用于：

将采集到所述最小尺寸光斑时所述对准机构的运动位置作为可疑位置；

控制所述对准机构运动至所述可疑位置以及所述可疑位置前后的设定数量的运动位置，并通过所述图像采集设备依次采集每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑；

若所述每次运动时所述待对准光学模组成像的光斑中，所述对准机构运动至所述可疑位置时采集到的光斑的尺寸最小，则将所述可疑位置作为最佳位置。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括预处理模块，所述预处理模块用于：

控制对准机构将所述待组装镜片放置到待组装光学件的指定位置处，以得到待对准光学模组；

控制电源组件给所述待对准光学模组的内部光源设备或位于所述待对准光学模组物方的外部光源设备供电，以使所述待对准光学模组成像。