CN109391754A - 基于个体镜头特性利用粘合剂收缩偏移的相机组装方法 - Google Patents

基于个体镜头特性利用粘合剂收缩偏移的相机组装方法 Download PDF

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Abstract

一种组装相机(12)的方法(100)，包括以下步骤：确定镜头(14)相对于成像器(16)的聚焦位置(28)，在所述聚焦位置(28)处图像(30)被聚焦在所述成像器(16)上；确定表示所述成像器(16)的中心部分(34)处的聚焦质量的第一因子(32)；以及确定表示所述成像器(16)的外部部分(38)处的聚焦质量的第二因子(36)。所述外部部分(38)表征为从所述中心部分(34)径向向外地偏离。所述方法(100)还包括以下步骤：确定所述第一因子(32)与所述第二因子(36)的实际比率(40)；以及基于所述聚焦位置(28)、所述实际比率(40)与期望比率(44)之间的比率差以及用于将所述镜头(14)固定地联接至所述成像器(16)的粘合剂(20)的膨胀特性(46)来确定所述镜头(14)相对于所述成像器(16)的偏移位置(42)。所述方法(100)还包括施加所述粘合剂(20)，以在所述镜头(14)处于所述偏移位置(42)时将所述镜头(14)固定地联接至所述成像器(16)的步骤(110)。

Description

基于个体镜头特性利用粘合剂收缩偏移的相机组装方法
技术领域
本公开总体上涉及一种组装相机的方法，尤其涉及关于聚焦位置确定镜头相对于成像器的偏移位置，以施加用于将镜头固定地联接至成像器的粘合剂，其中，偏移位置是基于镜头的个体特性和粘合剂的膨胀特性来确定的。
背景技术
本相机组装工艺相对于相机的成像器定位镜头以寻找最优的调制传递函数(MTF)值(聚焦质量的量度)，并随后使镜头移动恒定或预定的粘合剂偏移以补偿用于将镜头固定地联接或附接至成像器的粘合剂的固化收缩。然而，对于一些镜头实例，部件间存在角部MTF值与中心MTF值的比率(例如，比率＝{平均_角部_MTF}/{中心_MTF})的不一致。该比率对于在整个温度范围内保持MTF的正确平衡是重要的。例如，如果该比率太低，则角部值将不正确并且可能下降到制造规格/技术要求以下。类似地，如果该比率太高，则中心值可能下降至制造规格以下。
发明内容
本文描述了一种允许通过应用基于个体相机的镜头聚焦特性的可变(而非恒定)粘合剂偏移来改善相机的组装/聚焦/对准工艺的技术，其中镜头聚焦特性是通过每个个体镜头的比率值测量到的。
根据一种实施例，提供了一种组装相机的方法。该方法包括以下步骤：确定镜头相对于成像器的聚焦位置，在该聚焦位置处图像被聚焦在成像器上；确定表示成像器的中心部分处的聚焦质量的第一因子；以及确定表示成像器的外部部分处的聚焦质量的第二因子。外部部分表征为从中心部分径向向外地偏离。该方法还包括确定第一因子与第二因子的实际比率的步骤。该方法还包括基于聚焦位置、实际比率与期望比率之间的比率差以及用于将镜头固定地联接至成像器的粘合剂的膨胀特性来确定镜头相对于成像器的偏移位置的步骤。该方法还包括施加粘合剂以在镜头处于偏移位置时将镜头固定地联接至成像器的步骤。
通过阅读下文优选实施例的详细描述，其它特征和优点将更清楚地显现，优选实施例仅以非限制性示例的方式并参考附图给出。
附图说明
现在将参考附图以示例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据一个实施例的用于组装相机的系统的示意图；
图2是根据一个实施例的组装图1的相机的方法的流程图；
图3是根据一个实施例的针对用于图1的相机的镜头的特性所推荐的偏移量的曲线图；以及
图4是根据一个实施例的用于图1的相机的镜头的特性的曲线图。
具体实施方式
图1示出了用于组装相机12的系统10的非限制性示例，相机12包括镜头组件(下文被称为镜头14)以及成像器16，成像器16诸如为装有光检测像素阵列的集成电路。系统10执行方法100(图2)，在施加和/或固化粘合剂20之前，先使镜头14与成像器16对准而后通过粘合剂偏移18调节镜头14和成像器16之间的间距。系统10包括图像处理器22，图像处理器22分析通过镜头14聚焦到成像器16上的图像并操作位置控制器24以优化图像，该位置控制器24操控夹具26的位置。在施加和/或固化粘合剂20之前，夹具26用于保持镜头14并维持镜头14相对于成像器16的位置。如本领域技术人员将认识到的，位置控制器24可以是用于沿着X、Y和Z轴移动夹具26、使镜头14向左/向右或向前/向后倾斜或者使镜头围绕任意轴线转动的伺服和/或微动装置的集合。
图2示出了组装图1的相机12的方法100的非限制性示例。如下面将更详细解释的，由方法100提供的改善是基于镜头14的具体实例的个体特性的。也就是说，粘合剂偏移18的值是基于被用于形成正在组装的相机12的具体实例的镜头14的具体实例的确定或测量到的特性来确定的。
步骤110，确定聚焦位置，可以包括确定镜头14相对于成像器16的聚焦位置28(图1)。如本文中所使用的，聚焦位置是镜头相对于成像器16的位置，在该位置处图像30(例如光学测试图案)基于一些所选择的标准最佳地聚焦在成像器16上。作为示例而非限制，所选择的标准可以是图像的中心和图像的周边没有完美聚焦但是图像的圆环形或环形部分尽可能地接近完美聚焦的情况。可选择地，可以通过在理想的中心聚焦位置和理想的周边聚焦位置之间的最佳聚焦位置来确定更好的相机聚焦。可以是步骤110的一部分的各种子步骤可包括但不限于：执行预对准扫描以寻找开始扫描的位置、执行Z轴扫描以检查图像的角部和中心处的聚焦峰值、和/或执行镜头14到成像器16的对中(centration)。
步骤120，确定第一因子，可以包括确定表示成像器16的中心部分34处的聚焦质量的第一因子32(图1)。作为示例而非限制，第一因子32可以基于或对应于例如成像器16的成像区域的中心百分之十(10％)的调制传递函数(MTF)，在本文中的其它地方可将该MTF称为中心_MTF。
步骤130，确定第二因子，可以包括确定表示成像器的外部部分38处的聚焦质量的第二因子36(图1)。如本文中所使用的，外部部分38可被表征为从中心部分34径向向外偏离。作为非限制性示例，外部部分可以是角部附近的单个区域、多个角部处的多个区域的组合、或者是中心部分34可位于其内的但不同于/异于外部部分38的环形/圆环形区域。在本文中的其它地方可以将第二因子36称为平均_角部_MTF，但是该指代并不旨在限制外部部分38的可能形状或构型。
步骤140，确定实际比率，可以包括确定(即计算)第一因子32与第二因子36的实际比率40(例如，实际比率＝第二因子/第一因子，或者实际比率＝第一因子/第二因子)，可以根据需要包括应用于第一因子32或第二因子36中的一者的加权因子。图4示出了曲线图50的非限制性示例，其示出了聚焦调节如何作为距镜头中心的径向距离(即，从镜头14的孔部位(bore site)跨过成像器16的面(face)或成像表面的距离)的函数而改变。
步骤150，确定偏移位置，可以包括基于聚焦位置28、实际比率40与期望比率44之间的算术差或比率差以及用于将镜头14固定地联接至成像器16的粘合剂20的膨胀特性46来确定镜头14相对于成像器16的偏移位置42。如本文中所使用的，期望比率44代表如果镜头14是标称或典型零件的实际比率40。然而，由于部件之间的可变性，实际比率40与期望比率44不匹配，因此针对这种差异调节偏移位置42，使得粘合剂20的收缩和后续的热膨胀的影响不会因致使第一因子32(例如，中心_MTF)或者第二因子36(例如，平均_角部_MTF)不合规格而导致相机12不合规格。
图3示出了曲线图52的非限制性示例，其用于确定补偿上述实际比率40以获得尽可能接近期望比率44的性能所需的粘合剂偏移18的值。曲线图52与现有使用恒定的粘合剂偏移组装相机12的方法不同。由曲线图52提供的信息可以呈查找表的形式被存储在图像处理器中。
可选择地，实际比率40和期望比率44之间的比率差可以通过表示镜头14的散焦特性的等式56来与聚焦位置28和偏移位置42之间的位置差相关。作为示例而非限制，该等式可以是一阶多项式58或者可以表征为一阶多项式58。
步骤160，将镜头移至偏移位置，可以包括在施加粘合剂20之前将镜头14移到偏移位置42。
步骤170，施加粘合剂，可以包括施加(例如注入)粘合剂20以在镜头处于偏移位置42时将镜头14固定地联接至成像器16。在一个实施例中，直到镜头14处于偏移位置42时才会设置图1所示的粘合剂20。可选择地，可以在镜头14处于偏移位置42之前施加粘合剂20。还设想到，在将镜头14嵌置到绕着成像器16的组件中之前，可以可选地分配粘合剂20。
步骤180，固化粘合剂，可以包括通过将粘合剂暴露于固化被选择用于组装相机12的粘合剂20所需的紫外(UV)光、热或它们的任何组合来固化粘合剂20。
因此，提供了组装相机12的方法100。图像处理器22和位置控制器24协作以执行对准工艺，该对准工艺包括补偿期望比率44和实际比率40之间的差。由于这种个体补偿，预期组装相机12的制程良率可以提高50％。方法100提供改善的聚焦技术，使得更宽范围的镜头焦深变化能被利用并且能补偿镜头焦深的不平衡。方法100避免了其它更困难或更昂贵的解决方案(例如，预先分类或序列化镜头、基于镜头变化的多批次操作或提高镜头图像质量规格)。方法100减少了由使用恒定粘合剂偏移的现有技术所导致的生产下降。
虽然已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但并不意味着本发明局限于此，相反，本发明仅由以下权利要求所阐述的范围限定。

Claims (3)

1.一种组装相机(12)的方法(100)，所述方法(100)包括：
确定(110)镜头(14)相对于成像器(16)的聚焦位置(28)，在所述聚焦位置(28)处图像(30)被聚焦在所述成像器(16)上；
确定(120)表示所述成像器(16)的中心部分(34)处的聚焦质量的第一因子(32)；
确定(130)表示所述成像器(16)的外部部分(38)处的聚焦质量的第二因子(36)，其中，所述外部部分(38)表征为从所述中心部分(34)径向向外地偏离；
确定(140)所述第一因子(32)与所述第二因子(36)的实际比率(40)；
基于所述聚焦位置(28)、所述实际比率(40)与期望比率(44)之间的比率差以及用于将所述镜头(14)固定地联接至所述成像器(16)的粘合剂(20)的膨胀特性(46)来确定(150)所述镜头(14)相对于所述成像器(16)的偏移位置(42)；以及
施加(170)所述粘合剂(20)，以在所述镜头(14)处于所述偏移位置(42)时将所述镜头(14)固定地联接至所述成像器(16)。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述比率差通过表示所述镜头(14)的散焦特性的等式(56)来与所述聚焦位置(28)和所述偏移位置(42)之间的位置差相关。
3.根据权利要求2所述的方法(100)，其特征在于，所述等式(56)表征为一阶多项式(58)。
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