CN110855856B - 基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法，其包括：将光学镜头可拆卸地固定连接至马达载体；将马达载体移动并固定至第一位置处，使得载体处于第一状态；在第一状态下对标板进行拍摄，以获得标板第一图像信息；将马达载体移动并固定至第二位置处，使得载体处于第二状态；在第二状态下对标板进行拍摄，以获得标板第二图像信息；基于标板第一图像信息和标板第二图像信息计算倾斜角度的校正量；以及基于计算的校正量对多群组光学镜头进行调整。

Description

基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法

技术领域

本申请涉及光学镜头制造领域，尤其涉及一种基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法。本申请还涉及一种由该方法装配而成的摄像模组。

背景技术

在多群组镜头制造成摄像模组的工艺流程中，鉴于摄像模组的种类较多，一般摄像模组按照对焦功能的有无进行AF模组和FF模组分类。在AF模组中，由于在制造业中为了实现高效率的生产和组装方式，摄像模组厂通常采用由镜头厂提供的镜头以及由马达厂提供的马达。摄像模组厂通过对镜头和马达进行组装获得马达镜头组件后，再将马达组件安装到线路板上，最终实现摄像模组的安装。

目前摄像模组领域最常用的光学致动器为音圈马达。音圈马达主要用于驱动镜头实现对焦。音圈马达在组装过程中不可避免地存在组装误差，或者各组件设计上的误差，从而使马达载体和底座之间产生一定的倾角，倾角的存在会使摄像模组边缘的解析力降低，即，导致摄像模组拍摄不清晰。

当然最终造成光学镜头与底座之间存在倾斜的原因有很多。例如，在组装音圈马达与光学镜头时，由于装配公差的存在，音圈马达与光学镜头之间容易发生倾斜，也会造成在制造完成摄像头后，依然存在一定的倾角，从而影响图像合成。

现有技术中，音圈马达的组装方法中包括将部件进行胶粘后，进行固定。而该种方式不可避免地存在组装误差。如图1所示，各组件在生产时不可避免地存在生产误差，因此造成载体与底座之间存在夹角α，从而载体的中轴与竖直轴之间也存在相应的夹角α。不考虑光学镜头与载体之间的组装误差时，也会导致最终光学元件的光轴与竖直轴之间存在夹角α。夹角α会导致成像时，离光轴中心越远的地方，倾斜越大，因此在倾斜大的区域可能会造成暗角模糊等不良成像。

发明内容

本申请旨在提供一种基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法。利用本申请提供的装配方法，能够减小因为马达静态倾斜、动态倾斜带来的成像影响，从而保证马达与镜头组成的光学组件的良品率。

根据本申请的一个方面，提供了一种基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法。该方法可包括：将光学镜头可拆卸地固定连接至马达载体；将所述马达载体移动并固定至第一位置处，使得所述载体处于第一状态；在所述第一状态下对标板进行拍摄，以获得标板第一图像信息；将所述马达载体移动并固定至第二位置处，使得所述载体处于第二状态；在所述第二状态下对标板进行拍摄，以获得标板第二图像信息；基于所述标板第一图像信息和所述标板第二图像信息计算倾斜角度的校正量；基于所计算的校正量对所述多群组光学镜头进行调整；以及在适当的位置施加胶材并固化，以固定各个组件的相对位置。应当注意，在示例性实施方式中，可在调整之前施加胶材，并且在调整之后对施加的胶材进行固化来固定各个组件的相对位置，也可以在调整之后施加的胶材并固化以固定各个组件的相对位置。

根据本申请的一个实施方式，其中，所述马达载体、所述多群组光学镜头与感光组件封装在一起形成摄像模组。对所述多群组光学镜头进行调整可包括对所述马达光学组件与所述感光组件的相对位置、所述多群组光学镜头与所述感光组件的相对位置或所述多群组光学镜头的子镜头群与所述感光组件的相对位置进行调整。

根据本申请的一个实施方式，对所述多群组光学镜头进行调整还可包括对所述多群组光学镜头的子镜头群之间的相对位置进行调整。

根据本申请的一个实施方式，其中，在所述第一状态下，所述马达载体处于行程开始端；以及在所述第二状态下，所述马达载体处于行程最远端。

根据本申请的一个实施方式，所述方法还可包括：在不通电的状态下将马达限位在所述第一位置处，以获得所述标板第一图像信息；以及在不通电的状态下移动所述马达并将所述马达限位在所述第二位置处，以获得所述标板第二图像信息。

根据本申请的一个实施方式，所述方法还包括利用限位机构通过治具限位的方式对所述马达进行限位。

根据本申请的一个实施方式，所述方法还可包括对马达进行通电，使得所述马达运动至所述第一位置处，以获得所述标板第一图像信息；以及在通电状态下使所述马达运动至所述第二位置处，以获得所述标板第二图像信息。

根据本申请的一个实施方式，其中，可通过对所述马达的引脚施加不同大小的电流来控制所述马达运动至行程的特定位置。

根据本申请的一个实施方式，所述方法还可包括重复将所述马达载体移动并固定至第一位置处以及将所述马达载体移动并固定至第二位置的步骤，以获得多个标板第一图像信息和多个所述标板第二图像信息。

根据本申请的一个实施方式，所述方法还可包括将所述马达载体移动并固定至与所述第一位置不同的第三位置处以获得至少一个标板第三图像信息，以及将所述马达载体移动并固定至与所述第二位置不同的第四位置处的步骤，以获得至少一个标板第四图像信息。此外，还还可重复上述步骤，以获得多个标板第三图像信息和标板第四图像信息。

根据本申请的一个实施方式，例如可通过调制传递函数(MTF)曲线或空间频率响应(SFR)曲线等计算所述校正量。

根据本申请的一个实施方式，所述方法还可包括对多个所述标板第一图像信息和多个所述标板第二图像信息的倾斜角度进行平均和优化以获得所述倾斜角度，或者对对所述标板第一图像信息、所述标板第二图像信息、所述标板第三图像信息和所述标板第四图像信息的倾斜角度进行平均和优化以获得所述倾斜角度。

根据本申请的一个实施方式，其中对所述多群组光学镜头进行调整包括调整上群镜头与下群镜头的光轴，以使所述上群镜头光轴与所述下群镜头光轴呈不等于零的一定角度。

根据本申请的一个实施方式，其中对所述多群组光学镜头进行调整可包括调整所述多群组光学镜头与所述马达载体之间的相对位置。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种摄像模组。该摄像模组可通过前文所述的方法装配而成。

附图说明

以下结合附图，通过描述本申请的示例性实施方式来解释本发明构思的原理。应当理解，附图旨在示出本申请的示例性实施方式而非对其进行限制。其中，附图用于提供对本申请发明构思的进一步理解，并且并入说明书中构成本说明书的一部分。附图中相同的附图标记表示相同的特征。在附图中：

图1示出了在使用根据本申请的实施方式的装配方法调整之前光学镜头的实际光轴与设计光轴之间的相对位置；

图2示出了图1中的光学镜头的实际光轴与设计光轴之间的相对位置的原理性示意图；

图3示出了根据本申请的实施方式的基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法的流程图；

图4示出了根据本申请的实施方式的用于从拍摄的图像中获取倾斜角度的MTF解析的示意图；

图5示出了根据本申请的实施方式装配的多群组光学镜头的实际光轴与设计光轴之间的相对位置；以及

图6示出了根据本申请的另一实施方式装配的多群组光学镜头的实际光轴与设计光轴之间的相对位置。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一图像信息也可被称作第二图像信息。

还应理解，本文使用的术语是为了描述特定示例性实施方式的目的，并且不意在进行限制。当在本说明书中使用时，术语“包含”、“包含有”、“包括”和/或“包括有”表示存在所述特征、整体、元件、部件和/或它们的组合，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、元件、部件和/或它们的组合的存在性。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

本文参考示例性实施方式的示意图来进行描述。本文公开的示例性实施方式不应被解释为限于示出的具体形状和尺寸，而是包括能够实现相同功能的各种等效结构以及由例如制造产生的形状和尺寸偏差。附图中所示的位置本质上是示意性的，而不旨在对各部件的位置进行限制。

除非另有限定，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属技术领域的普通技术人员的通常理解相同的含义。诸如常用词典中定义的术语应被解释为具有与其在相关领域的语境下的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的意义来解释，除非本文明确地如此定义。

以下参考图1至图6对本申请的各个方面进行更详细的说明。

图1示出了在使用根据本申请的实施方式的装配方法调整之前光学镜头的实际光轴与设计光轴之间的相对位置，以及图2示出了图1中的光学镜头的实际光轴与设计光轴之间的相对位置的原理性示意图。

在摄像模组领域，载体与底座之间的倾斜角度被认为是现有技术弊端。在成像方面，会容易出现一个角拍照清晰，一个角拍照模糊的现象，影响拍照体验。换言之，这种倾斜导致光学系统的非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，从而出现了各类的像差等。

以现有的音圈马达为例，如图1和2所示，音圈马达的载体12与底座10之间具有夹角α(该夹角在静态下是必要的，其作为调整的初始量)。在镜头组件20装入载体12后，载体12与底座10之间具有倾斜角度。在不考虑镜头组件20与载体12在装配上的误差的情况下(实际中是存在这种情况的)，载体12与底座10之间的倾斜角度导致实际光轴X’与设计光轴X之间具有偏差，从而使得越远离光轴，光程与设计时的误差也更大。

在马达的动态倾斜中(即，马达在移动行程的运动过程中)，影响摄像模组光学系统的倾斜通常可分解为以下几方面：

①镜头本体的光学倾斜：镜片组装造成的光轴不一致。通过主动校准(ActiveAlignment，下文简称为AA)或主动光学校准(Active Optical Alignment，下文简称为AOA)进行补偿，其中，主动校准(AA)指的是根据光学性能的实测值来调整部件间的相对位置，一般通过对镜头或镜头马达组件与线路板组件相对位置进行调整进行主动校准，主动光学校准(AOA)通常涉及改变镜头的各个镜头群之间的相对位置的主动校准，由于调整组成镜头的各个镜头群相对位置会改变光学系统性质，因此也称为光学校准；②螺纹倾斜：镜头与载体之间无螺纹配合，有螺纹配合的误差导致的TILT。AA或AOA进行补偿；

③音圈马达(VCM)静态倾斜：例如常规上下弹片式马达静止时并非完全水平。AA或AOA进行补偿；

④VCM动态倾斜：马达在行程内因为例如线圈和磁石的位置不统一带来的TILT。AA或AOA进行补偿；

⑤线路板倾斜：线路板平整度导致。AA或AOA进行补偿；

⑥设备贴附倾斜：例如画胶贴附时造成各类诸如CMOS/镜座、VCM产生的倾斜，受限于机器精度，也包括生产时的环境的振动等。机器精度是局限。

为了消除或者一定程度上减小实际光轴X’与设计光轴X之间的偏差，本申请提出了一种基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法。

图3示出了根据本申请的实施方式的基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法的流程图100。

如图3所示，在步骤S102中，光学镜头30被可拆卸地固定连接至马达载体12。根据本申请的示例性实施方式，例如可对马达的静态倾斜进行调整。在这种情况下，无需对马达进行通电测试，只需要对马达在不同行程下的静止位置进行测验即可。例如，可以通过将马达在不同的行程处进行限位(例如，利用治具进行定位)。根据另一示例性实施方式，还可以利用现有的可进行高度调整的支架来调整标板16至摄像头测试模组的距离。例如，但不限于在第201310063935.X号专利申请中公开的通过MTF曲线来对模组马达进行测试的方法。

在将光学镜头30安装至马达载体12中之后，在步骤S104中，可将马达载体12移动并固定至第一位置处，使得马达载体12处于第一状态。在第一状态下对标板16进行拍摄，以获得标板第一图像信息。在示例性实施方式中，马达例如可以为无螺纹结构。第一状态例如可为马达载体12的行程的开始端，也就是行程为0的位置处。第一状态例如可以指马达为静态时行程最近时的状态。标板16的图像信息，即第一图像信息，也在该状态下进行保留。

在步骤S106中，将马达载体12移动并固定至第二位置处，使得马达载体12处于第二状态。在第二状态下同样对标板16进行拍摄，以获得标板16在第二状态下的图像信息，即标板第二图像信息。在示例性实施方式中，第二位置例如可以为马达载体12的行程的最远端，即行程最大值处。第二状态指的是马达处于静态时行程最远处的状态。在该状态下保留标板16的图像信息，即标板第二图像信息。

值得注意的是，在上述示例性实施方式中，马达在两种状态下无需通电，只需要利用限位机构进行限位便可进行实现。作为示例，例如可参考利用治具限位的方式实现在至少两个位置处的固定。此后，通过对标板16进行拍摄便可实现对倾斜角度的测量。本领域技术人员应当理解，由于上述第一状态和第二状态模拟了摄像模组在马达行进过程中的稳定位置处的状态，因此能够模拟实际拍照时的状态。该种方式能够测量出两个状态之间由马达倾斜带来的成像差异。

在另一示例性实施方式中，提供了一种解决音圈马达(VCM)的动态倾斜(摄像镜头30在与载体12一起运动时光轴与传感器垂直轴线的偏差角度)问题的方法。

VCM动态倾斜的问题包括因为上下弹片之间的相对位置导致受力不均衡，线圈22和磁石24的相对位置不统一带来的在马达运动过程中出现的倾斜问题。在示例性实施方式中，假设上下弹片的相对位置与线圈22和磁石24的相对位置合成的动态倾斜呈线性关系(即，按照行程的大小倾斜的差异也呈现线性相关)，而现实中动态倾斜的实测值也与马达行程接近线性关系。

在VCM动态倾斜的情况下，重新参考图3，在步骤S102中，光学镜头30被可拆卸地固定连接至马达载体12，其中，包括将多群组光学镜头部件组成光学镜头后与载体12连接。此外，例如还可以是下群先与载体12进行连接后，再将上群与下群进行连接。

在将光学镜头30安装至马达载体12中之后，在步骤S104中，可将马达载体12的活动位置置于第一位置并在该位置处进行固定，使得马达载体12处于第一状态。在第一状态下对标板16进行拍摄，以获得标板第一图像信息。

在步骤S106中，将马达载体12的活动位置置于第二位置并在该位置处进行固定，使得马达载体12处于第二状态。在第二状态下同样对标板16进行拍摄，以获得标板16在第二状态下的图像信息，即标板第二图像信息。

应当注意的是，在实际操作过程中，可重复进行步骤S104和S106的操作，以获取更大的样本量来获得更精确的数据。

还应注意的是，为了解决动态倾斜的问题，在该示例性实施方式中，使VCM通电进行运动后进行拍摄。

在该示例性实施方式中，第二位置例如可以为马达载体12的行程的最远端，也就是行程最大值处。第二状态指的是马达在运动过程静止后的行程最远处的状态。在该状态下保留标板16的图像信息，即标板第一图像信息。

可通过对VCM的引脚进行通电后进而对VCM线路进行电信号处理的方式来对VCM通电。具体地，例如可模拟实际中的马达行程，施加不同大小的电流来对VCM通电。此外还可进行多个状态的位置处的拍摄。在示例性实施方式中，状态指的是马达进行通电而发生运动后静止时对标板16进行拍摄的信息。由此，可模拟实际的马达在运动过程中的拍摄状态。

由于上述的第一状态和第二状态模拟了摄像模组在马达行进过程中的稳定位置时的状态，因此能够模拟实际拍照时的状态。通过这种方式，能够测量出两个状态之间由马达倾斜带来的成像差异。

在本申请中，如图4所示，从在多个状态拍摄标板16所得的图像中获得校正量的方法例如(但不限于)可根据MTF曲线、SFR曲线得到。如图4所示，例如在中心点准确对焦后，MTF解析清晰度为X值，在马达运动过程后，图中所示的边缘处的MTF解析清晰度为Y值，图中42表示多获取的中心图案，以及44表示所获取的边缘图案，从而可通过进行MTF值获取的方式获得校正量。本领域的人员应当理解，通过任何现有技术获取倾斜角度都是可行的，而不应限制为本申请示出的那些。

在步骤S108中，可基于在步骤S104中所获取的标板第一图像信息和在步骤S106中所获取的标板第二图像信息计算倾斜角度的校正量。应当理解，如果通过重复步骤S104和S106而获取了两个以上的图像信息，则可基于所获取的多个图像信息来计算倾斜角度的校正量。在该步骤中，可通对多个状态下识别出的角度进行合理的平均和优化来输出未经调整前的光学系统的倾斜量。

在步骤S110中，可基于所计算的校正量来对多群组光学镜头进行调整。

在示例性实施方式中，马达载体12、多群组光学镜头30与线路板组件封装在一起形成摄像模组。在该实施方式中，多群组光学镜头30共用线路板组件，因此对多群组光学镜头30进行调整可包括对马达光学组件与线路板组件的相对位置、多群组光学镜头与线路板组件的相对位置或多群组光学镜头的子镜头群与线路板组件的相对位置进行调整。

在另一示例性实施方式中，多群组光学镜头30的每个子镜头群分别包括单独的线路板组件。在该实施方式中，对多群组光学系统进行调整可包括对多群组光学镜头30的子镜头群之间的相对位置进行调整。图5示出了对多群组光学镜头部件之间的最佳光轴进行处理后实际光轴与设计光轴之间的相对位置，以及图6示出了对多群组光学镜头与载体之间的相对位置进行调整后实际光轴与设计光轴之间的相对位置。在经过主动校正后，对整体光学系统进行修正。

对光学系统进行修正后，在步骤S112中，可在相应的位置例如施加胶材进行固化，以固定各个组件的相对位置。

应当理解，上文中描述的步骤仅仅是对本申请的装配方法的示例性说明，而不是进行限制。上文描述的步骤顺序可根据实际需要来改变而不限于上文描述的那样。根据本申请的实施方式，通过对多群组光学镜头部件之间的最佳光轴进行处理或者对多群组光学镜头与载体之间的相对位置进行调整均可实现本申请的技术目标。对于对多群组光学镜头部件之间的最佳光轴进行处理来说，其优势在于只需要调整上下群镜头部件便可实现使理论最佳光轴进行倾斜的效果。简而言之，即在对上下群镜头部件进行调整时，兼顾调整一定的倾斜角度。对于对多群组光学镜头与载体之间的相对位置进行调整来说，其优势在于可以保证在上下群镜头部件组成的光学系统完善之后，再与载体之间进行调整。对于后一种方法来说，其必须保证光学镜头与马达载体之间具有可调整的调整项，即间隙50，因此无螺纹胶材连接的结构是优选的。而前一种方法则无此限制，因此使用内外螺纹连接均可以满足要求。

本申请还提供了一种通过前述步骤S102至S112所实现的摄像模组。

以上参照附图对本申请的示例性实施方式进行了描述。本领域技术人员应该理解，上述实施方式仅是为了说明的目的而所举的示例，而不是用来限制本申请的范围。本申请的范围将由所附权利要求书以及其任何和所有等效物、包括其特征的任何组合的全部宽度给出。凡在本申请的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请要求保护的范围内。

Claims (18)

1.一种基于组成马达光学组件的多群组光学镜头的装配方法，包括：

将光学镜头可拆卸地固定连接至马达载体；

将所述马达载体移动并固定至第一位置处，使得所述马达载体处于第一状态；

在所述第一状态下对标板进行拍摄，以获得标板第一图像信息；

将所述马达载体移动并固定至第二位置处，使得所述马达载体处于第二状态；

在所述第二状态下对标板进行拍摄，以获得标板第二图像信息；

基于所述标板第一图像信息和所述标板第二图像信息计算倾斜角度的校正量；

基于所计算的校正量对所述多群组光学镜头进行调整，以及

固定各个组件的相对位置。

2.根据权利要求1所述的装配方法，其中，

所述马达载体、所述多群组光学镜头与感光组件封装在一起形成摄像模组，以及

对所述多群组光学镜头进行调整包括对所述马达光学组件与所述感光组件的相对位置、所述多群组光学镜头与所述感光组件的相对位置或所述多群组光学镜头的子镜头群间的相对位置进行调整。

3.根据权利要求1所述的装配方法，其中，

对所述多群组光学镜头进行调整包括对所述多群组光学镜头的子镜头群之间的相对位置进行调整。

4.根据权利要求1所述的装配方法，其中，

在所述第一状态下，所述马达载体处于行程开始端；以及

在所述第二状态下，所述马达载体处于行程最远端。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的装配方法，还包括：

在不通电的状态下将马达限位在所述第一位置处，以获得所述标板第一图像信息；以及

在不通电的状态下移动所述马达并将所述马达限位在所述第二位置处，以获得所述标板第二图像信息。

6.根据权利要求3所述的装配方法，其中，

利用限位机构通过治具限位的方式对所述马达进行限位。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的装配方法，还包括：

对马达进行通电，使得所述马达运动至所述第一位置处，以获得所述标板第一图像信息；以及

在通电状态下使所述马达运动至所述第二位置处，以获得所述标板第二图像信息。

8.根据权利要求6所述的装配方法，其中，

通过对所述马达的引脚施加不同大小的电流来控制所述马达在通电状态下运动至行程的特定位置。

9.根据权利要求1所述的装配方法，还包括：

重复将所述马达载体移动并固定至第一位置处以及将所述马达载体移动并固定至第二位置的步骤，以获得多个标板第一图像信息和多个所述标板第二图像信息。

10.根据权利要求1所述的装配方法，还包括：

将所述马达载体移动并固定至与所述第一位置不同的第三位置处以获得至少一个标板第三图像信息，以及将所述马达载体移动并固定至与所述第二位置不同的第四位置处的步骤，以获得至少一个标板第四图像信息。

11.根据权利要求1所述的装配方法，其中，

通过调制传递函数曲线或空间频率响应曲线计算所述校正量。

12.根据权利要求8所述的装配方法，还包括：

对多个所述标板第一图像信息和多个所述标板第二图像信息的倾斜角度进行平均和优化以获得所述倾斜角度。

13.根据权利要求9所述的装配方法，还包括：

对所述标板第一图像信息、所述标板第二图像信息、所述标板第三图像信息和所述标板第四图像信息的倾斜角度进行平均和优化以获得所述倾斜角度。

14.根据权利要求1所述的装配方法，其中，

对所述多群组光学镜头进行调整包括调整上群镜头与下群镜头的光轴，以使所述上群镜头光轴与所述下群镜头光轴成角度。

15.根据权利要求14所述的装配方法，其中，

所述上群镜头光轴与所述下群镜头光轴之间的角度不为零。

16.根据权利要求1所述的装配方法，其中，

对所述多群组光学镜头进行调整包括调整所述多群组光学镜头与所述马达载体之间的相对位置。

17.根据权利要求1所述的装配方法，还包括，

在施加胶材之后对所述多群组光学镜头进行调整，以及

固化所施加的胶材，以固定各个组件的相对位置。

18.一种摄像模组，其特征在于，包括：

通过权利要求1至17中任一项所述的方法进行装配得到的多群组光学镜头；以及

感光组件，所述多群组光学镜头安装于所述感光组件。

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