CN113037948B - 自由曲面镜片、光学镜头和摄像模组及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及自由曲面镜片、光学镜头和摄像模组及其组装方法。按照本发明，通过标记镜片有效区的自由曲面面型方向，使得镜头与感光芯片便于对位匹配。同时，对于配有马达的光学镜头，确保镜头与感光芯片以及马达部件方向相适应，使得摄像模组成品的整体外观符合要求。根据本发明提出的摄像模组组装方法，简化了镜头组件与感光组件在组装过程中的调整步骤，可实现带有自由曲面光学镜片的大广角摄像模组的快速组装。

Description

自由曲面镜片、光学镜头和摄像模组及其组装方法

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，具体而言，本发明涉及一种自由曲面镜片、光学镜头和摄像模组及其组装方法。

背景技术

随着移动电子设备的普及，摄像装置成为电子终端中必不可少的一部分，用于满足使用者对拍摄影像的需求。一方面，使用者对拍照质量和效果的要求越来越高，为了满足越来越广泛的市场需求，高像素、小尺寸、大光圈是现有摄像模组的发展趋势。另一方面，在单镜头摄像模组难以满足使用者关于拍摄质量和效果以及多样化需求的基础上，阵列式摄像模组不可避免地被应用在电子终端中。阵列式摄像模组通常包含有至少两个摄像模组，根据不同的拍照需求进行不同功能的摄像模组的组合，实现了在变焦拍摄、大视场拍摄等方面与单镜头摄像相比更加优秀的表现，成为当下及未来的热门应用。

目前，阵列式摄像模组通常包含有长焦摄像模组、广角摄像模组、普通模组等。例如，常见的双摄模组采用长焦模组与广角模组所组成，长焦镜头可以作为主摄像头来拍摄照片，广角镜头具有大视场，可以用来辅助计算照片的深度信息，以便进行后续的图像虚化处理。单个电子终端上配备阵列摄像模组，摄像模组数量的增加和新功能摄像模组的引入，对于摄像模组的生产工艺、生产效率和组装要求提出了更高的要求。

由于大广角摄像模组的视场角大，因光线倾斜度大而引起的场曲畸变较大，比如130°的视场角的镜头，畸变大于10％。在利用现有棋盘式的标板拍照测试时，广角摄像模组在测试解像力时大畸变引起常规CTF标板四角解像力难以测试，即广角摄像模组拍摄的图像受畸变影响外围测试直线弯曲严重，在利用现有刃边处理的算法进行计算时，误差大，广角摄像模组的整体解像能力不良，通常采用软件来进行畸变校正。但是，一方面，软件可调整的畸变范围有限，随着广角摄像模组的视场角越来越大，难以满足超过110°的视场角产生的畸变校正；另一方面，软件畸变校正在调整区域会存在损失像素的问题，软件校正需要处理的图像数据量非常大，所需要的硬件要求也非常高。

为解决广角摄像模组的畸变问题，从光学系统的本身改进出发，采用自由曲面(Free-Form)光学镜片来替换对镜头中的其中至少一个普通光学镜片，利用自由曲面的设计自由度来进行光学系统的光路设计，以减少大广角带来的畸变影响，同时也可提高光学系统的技术参数。然而，基于摄像模组的现有组装工艺和方法，如何安装和调校带有自由曲面的光学镜头却是一个新的难题，原因是：对于自由曲面这种非对称复杂光学设计表面，其面型具有很强的方向性，在组装完成的摄像模组当中，只有自由曲面镜片的面型取向匹配于感光元件成像区域(通常符合于成像图形形状呈矩形)的位置和方向，才可达成预定的光学效果，例如畸变校正，相应地，在摄像模组组装过程中必须正确调准和固定镜头组件与感光组件的相对位置，于是使得组装难度增大。另一方面，对于能够自动对焦的摄像模组，即带有马达的摄像模组，还需考虑使马达部件的外轮廓与镜头组件及感光组件的方位相适应，以免出现马达外壳与线路板错位而造成摄像模组整体外观不良的情况。再者，对于自由曲面光学表面，其设计和加工难度较大，因此，附加考虑如何在镜片上合理配置自由曲面面型以降低制造成本，也是极具实际意义的。

本申请人的CN110320625A公开了一种带有自由曲面镜片的光学镜头及其组装方法，并延伸至相应的摄像模组及其组装方法，然而，该文献并未针对于如何在镜头组件(必要时包括马达)与感光组件之间实现二者适配及对位组装提供有效的解决方案。本申请人的CN208572216U公开了一种摄像模组阵列，其中至少一个摄像模组具有自由曲面镜片，该文献亦未涉及用以优化摄像模组组装工艺的技术措施。关于光学仪器中自由曲面成像系统的装校问题，CN102759796提出一种计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校方法，该文献只是一般性地介绍了一种光校技术，却完全没有涉及到摄像模组的组装工艺以及与之相适应的光学部件设计。

发明内容

本发明旨在优化带有自由曲面镜片的摄像模组组装工艺，提出一种摄像模组的组装方法以及适用的自由曲面镜片、光学镜头和摄像模组。

根据本发明的一个方面，提供一种用于光学镜头的自由曲面镜片，所述自由曲面镜片的至少一个表面至少在局部区域形成自由曲面，该表面包括参与光学镜头成像的镜片有效区和位于该镜片有效区周围的镜片结构区，其特征在于，所述镜片有效区具有自由曲面面型，在所述镜片结构区设有通过视觉识别系统可辨识的标记，所述标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型的方向信息。

考虑到自由曲面光学面的设计和加工难度，优选的是，仅在所述镜片有效区的范围内形成自由曲面面型。

按照一种具体设计形式，所述镜片有效区在垂直于镜片厚度方向的基准平面上投影形成非圆形几何图形，该非圆形几何图形在所述基准平面内具有基准方向，所述标记表征所述自由曲面面型相对于所述基准方向确定的方向信息。

有益的是，带有所述自由曲面镜片的光学镜头组装于包含感光组件的摄像模组之中，所述非圆形几何图形的面积大于感光组件的感光芯片的成像区域并且覆盖该成像区域。

适宜的是，所述非圆形几何图形与所述感光芯片的成像区域的形状相一致，呈矩形形状。

按照一种可行的实施方式，所述标记为位于所述镜片结构区局部位置的涂黑部或者遮光材料涂镀部。

按照又一种可行的实施方式，所述标记构造为位于镜片边缘局部位置的凹切口。

按照一种具体设计形式，所述镜片结构区包括沿外缘延伸的圆环状部分，该圆环状部分与光学镜头镜筒上的安装结构形状相适配，所述镜片结构区位于所述圆环状部分与所述镜片有效区之间的部分是透光的。

对此，适宜的是，所述镜片结构区的圆环状部分形成一粗糙面并且在局部位置构造切边而形成一光滑面，所述粗糙面与所述光滑面之间的界面形成所述通过视觉识别系统可辨识的标记。

适宜的是，所述粗糙面通过对所述圆环状部分进行磨砂处理而形成，所述切边的表面高度低于磨砂表面，从而形成所述粗糙面与所述光滑面之间的界面。

按照一种具体设计形式，所述圆环状部分在局部位置的所述切边构造为在镜片边缘处的倒棱部、阶梯部或者凹陷部。

有益的是，所述圆环状部分在局部位置的所述切边是在模制所述自由曲面镜片时一体成型的。

按照一种可行的实施方式，所述圆环状部分在局部位置的所述切边是在所述自由曲面镜片模制成型之后通过剪切浇口形成的。

按照另一种具体设计形式，在所述镜片结构区，在圆环状部分与镜片有效区之间的所述部分中制有凹槽，该凹槽形成所述通过视觉识别系统可辨识的标记。据此，一方面，凹槽与周围区域形成明显的高度差，另一方面，凹槽所在位置远离于镜片外缘的涂胶区域，使得安装固定镜片时所涂覆的胶粘剂(如胶水)不影响标记的识别。高度差的存在使得在视觉识别系统拍摄的图像中形成亮度差区域，利用亮度差辨识标记(凹槽)的位置，从而确定镜片有效区的方向。

有益的是，所述凹槽是在模制所述自由曲面镜片时一体成型的。

根据本发明的另一方面，提供一种光学镜头，其包括镜筒和安装在该镜筒内的至少一个镜片，所述至少一个镜片包括自由曲面镜片，其特征在于，所述光学镜头在所述自由曲面镜片参与成像的镜片有效区之外设有通过视觉识别系统可辨识的标记，所述标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型的方向信息。

有益的是，所述镜片通过胶粘剂固定在所述镜筒内，所述标记处于胶粘剂的涂覆位置之外。

按照一种可行的实施方式，所述标记设置于所述镜筒上。

适宜的是，所述标记为设置或者加工在所述镜筒上的特殊形体。

按照一种具体设计形式，所述特殊形体为位于所述镜筒外廓边缘区域的凸起或凹部。

可行的是，所述光学镜头包括多个镜片，在所述镜筒内侧沿轴向具有多个相应的台阶状承靠面用以依次嵌置安装各镜片，所述标记设置在最后一个嵌置安装的镜片上。

按照另一种可行的实施方式，所述标记设置于所述自由曲面镜片上，该实施方式是优选的。

可行的是，所述光学镜头包括多个镜片，在所述镜筒内侧沿轴向具有多个相应的台阶状承靠面用以依次嵌置安装各镜片，最后一个嵌置安装的镜片为所述自由曲面镜片。

对此，有益的是，所述光学镜头装配于包含感光组件的摄像模组中，所述自由曲面镜片的自由曲面面型和所述标记设置均在靠近所述感光组件的一侧，以便机器视觉识别系统拍摄和辨识。

适宜的是，所述自由曲面镜片为如上所述按照本发明提出的自由曲面镜片，该自由曲面镜片的所述标记构成所述光学镜头的所述标记。

根据本发明的另一方面，提供一种摄像模组，其包括：

镜头组件，该镜头组件包含至少一个如上所述的光学镜头；

感光组件，该感光组件包含线路板和贴附在所述线路板上的感光芯片。

适宜的是，所述摄像模组为广角摄像模组，所述光学镜头的自由曲面镜片用以减少或消除广角拍摄的畸变影响。尤其是，所述摄像模组设计成大广角摄像模组，视场角为110°以上，甚至可达130°。

适宜的是，所述摄像模组包括马达，用于驱动光学镜头相对于感光芯片移动以实现调焦。

根据本发明的又一方面，提供一种摄像模组的组装方法，包括如下步骤：

提供镜头组件，该镜头组件包含带有自由曲面镜片的光学镜头，所述光学镜头设有通过视觉识别系统可辨识的第一标记，所述第一标记表征所述自由曲面镜片的参与光学镜头成像的镜片有效区的方向信息；

提供感光组件，该感光组件包含线路板和贴附在所述线路板上的感光芯片，并且该感光组件设有通过视觉识别系统可辨识的第二标记，所述第二标记表征线路板上的感光芯片的位置信息，其中，就关于光学镜头光轴的旋转角位而言，所述第一标记与所述第二标记之间具有设计的理论相对位置关系；

依据所述第一标记与所述第二标记之间的理论相对位置关系，对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正；

基于主动对准技术，对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行微矫正；

基于主动对准技术，在垂直于光学镜头光轴的平面内以及沿着光学镜头光轴对镜头组件进行平移调整，并且以垂直于光学镜头光轴的轴线为转轴对镜头组件进行倾转调整；

将镜头组件与感光组件在调整后的相应位置进行固定。

适宜的是，在提供镜头组件的步骤中，将马达部件与光学镜头组装在一起，就关于光学镜头光轴的旋转角位而言，所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区之间具有设计的理论相对位置关系，其中，利用视觉识别系统拍摄和辨识所述光学镜头上的第一标记和所述马达部件的外轮廓，确定所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区的旋转角位差，据此旋转调整光学镜头和马达部件的相对位置，使其符合所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区之间的所述理论相对位置关系。

适宜的是，在对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正的步骤中，利用视觉识别系统拍摄和辨识光学镜头上的所述第一标记，以确定所述镜片有效区的方向，并利用视觉识别系统拍摄和辨识感光组件上的所述第二标记，以确定线路板上的感光芯片的位置，依据计算得到的调整镜头组件和感光组件的相对位置，使其符合所述第一标记与所述第二标记之间的所述理论相对位置关系。

适宜的是，在对光学镜头旋转角位进行微矫正的步骤中，包括如下分步骤：

对感光组件进行电路导通点亮开图，使镜头组件关于光学镜头光轴进行一定角度的旋转，记录抓取旋转前后的图像；或者，对感光组件进行电路导通点亮开图，镜头组件在垂直于光学镜头光轴的平面内进行一定的平移，记录抓取平移前后的图像；

对所记录的图像进行处理，捕捉成像边缘，根据图像边缘的暗角区域变化，确定光学镜头成像边沿与出图边界关于光轴的旋转角位，计算出光学镜头旋转角位的矫正角度；

根据计算的矫正角度对光学镜头旋转角位进行微矫正，驱动所述镜头组件进行反向矫正，使得所述镜片有效区的边缘与感光芯片的感光区域的边缘平行且对应。

适宜的是，在对所述镜头组件进行平移调整和进行倾转调整的步骤中，感光芯片始终被点亮开图，利用软件分析图像计算所需的矫正值，使得所述镜片有效区与感光芯片的感光区域对应，即所述镜片有效区包含平行于感光芯片的感光区域，并成像清晰。

按照一种具体设计形式，所述镜片有效区在垂直于光轴的平面上的投影形成非圆形几何图形，该非圆形几何图形在所述平面内具有基准方向，所述第一标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型相对于所述基准方向确定的方向信息。

在此，适宜的是，所述非圆形几何图形的面积大于感光组件的感光芯片的成像区域，且所述非圆形几何图形与所述感光芯片的成像区域的形状相一致，呈矩形形状。

具体地，所述第一标记相对于所述镜片有效区之矩形形状的长边和/或短边具有确定的距离和角度，所述第二标记相对于所述感光芯片成像区域之矩形形状的长边和/或短边具有确定的距离和角度。

在此，适宜的是，在对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正和微矫正之后，镜片有效区和感光芯片成像区域相对彼此处于正确的旋转角位，在此情况下，所述镜片有效区之矩形形状的两条长边分别平行于所述感光芯片成像区域之矩形形状的两条长边，和/或，所述镜片有效区之矩形形状的两条短边分别平行于所述感光芯片成像区域之矩形形状的两条短边，其中，该正确的旋转角位对应于所述第一标记与所述第二标记之间的所述理论相对位置关系。

在此，适宜的是，在对所述镜头组件进行平移调整和进行倾转调整之后，沿着光学镜头光轴的方向观察，所述镜片有效区之矩形形状完全覆盖所述感光芯片成像区域之矩形形状。

对于所述的摄像模组的组装方法，适宜的是，在提供镜头组件的步骤中，采用如上所述按照本发明提出的光学镜头，该光学镜头的所述标记构成所述第一标记。

与现有技术相比，本发明提出的技术方案可实现至少一个如下所述的有益技术效果：

解决了带有自由曲面光学镜片的大广角摄像模组的组装难题，通过标记镜片有效区的自由曲面面型方向，使得镜头与感光芯片便于对位匹配；

确保镜头与感光芯片以及马达部件方向相适应，使得摄像模组成品的整体外观符合要求；

简化了镜头组件与感光组件在组装过程中的调整步骤，实现了带有自由曲面光学镜片的大广角摄像模组的快速组装；

在大广角摄像模组的生产过程中，不需要软件对生成的原始图像进行畸变校正处理，减少软件的计算量；

适于实现超过110°的大广角摄像模组的AA(Active Alignment,主动对准)调整和组装；

关于自由曲面光学镜片的标记方式，采用机械结构或机械加工措施，尤其是在一些实施方式中，可以利用磨砂工艺对镜片结构区进行粗糙处理，工艺简单。

附图说明

在附图中示出了本发明的一些示例性实施例。本文所公开的实施例和附图应被视作说明性的，而非限制性的。

图1为自由曲面镜片的示意性透视图，示出了其参与光学镜头成像的镜片有效区和位于该镜片有效区周围的镜片结构区。

图2为图1所示自由曲面镜片的截面轮廓图。

图3为自由曲面镜片的截面轮廓图，示出了在镜片结构区内构造的方向标记的第一实施例。

图4为自由曲面镜片的截面轮廓图，示出了在镜片结构区内构造的方向标记的第二实施例。

图5为自由曲面镜片的截面轮廓图，示出了在镜片结构区内构造的方向标记的第三实施例。

图6为自由曲面镜片的截面轮廓图，示出了在镜片结构区内构造的方向标记的第四实施例。

图7A为带有自由曲面镜片的光学镜头的示意性透视图，示出了设置于镜片上的方向标记，在此特别示出最后一个镜片以及其上所设的标记。

图7B为带有自由曲面镜片的光学镜头的示意性透视图，示出了设置于镜筒上的方向标记。

图8为带有自由曲面镜片的光学镜头的示意性俯视图，示出了设置于镜片边缘局部位置的凹切口作为方向标记。

图9为一种光学镜头实例安装的示意性剖视图。

图10为一种摄像模组实例的示意性剖视图。

图11为包含马达部件的镜头组件与摄像模组线路板的相对位置示意图，其中马达外壳与线路板处于错位的相对位置状态。

图12示出了光学镜头的镜片有效区方向、马达部件方向以及矩形线路板上感光芯片(或者说其成像区域/感光区域)方向相适应的位置示意图，此时，所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区之间具有设计的理论相对位置关系，且镜头组件和感光组件之间具有设计的理论相对位置关系。

图13A示出了沿着光学镜头光轴的方向观察关于镜头成像面与感光芯片成像区域形状和方向的位置关系示意图。

图13B示出了沿着光学镜头光轴的方向观察关于镜片有效区与感光芯片成像区域形状和方向的位置关系示意图。

图14A、图14B和图15A、图15B示意性地示出了基于AA(Active Alignment)制程执行光学成像以矫正镜头组件和感光组件的相对位置的过程。

图16A、图16B和图16C在垂直于光轴或者说垂直于镜片厚度方向的基准平面内示出了实施镜头光学构件调校的六个自由度。

图17示出了摄像模组组装方法的流程图。

具体实施方式

下文的描述用于阐释本发明的技术方案，以便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精神和范围的其他技术方案。同时，值得注意的是，文中结合某一实施例描述的特征、结构或特性并不一定限于该特定的实施方式，也不表示与其他实施方式互斥，在本领域技术人员的能力范围内，可以考虑实现不同实施例中各个特征的不同组合方式。

在说明书和权利要求书中的措辞“第一”、“第二”等等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”/“包含”和“具有”以及它们的任何变换措辞，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备并不局限于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本申请的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系而言的，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不意味着相应的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。另外，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在某一实施例中，某一元件的数量可以为一个，而在另一实施例中，该元件的数量可以为多个，也就是说，术语“一”不能理解为对数量的限制。

除非另有限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)，均具有与本领域普通技术人员通常理解相同的含义，并可依据它们在相关技术描述上下文中的语境作具体解释。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了一种自由曲面镜片的示意性透视图，图2表示该自由曲面镜片的截面轮廓图。针对存在有自由曲面的光学系统，由于自由曲面的引入，不同于普通摄像模组的光学成像面，考虑到带有自由曲面的光学面的设计难度以及加工难易程度，仅对参与在感光芯片上成像的部分来针对视场畸变在设计上修正面型来校正对应的畸变，即靶面，靶面形状可与感光芯片的成像区域(感光区域)相适应，并且略大于感光芯片的感光区域，以保证充分利用感光芯片以及预留的组装调整余量，对应到自由曲面镜片上，参与在感光芯片成像的镜片部分的区域为有效径(下文亦称“镜片有效区”)，其他部分区域为结构区(下文亦称“镜片结构区”)。尽管靶面形状为与感光芯片的感光区域相适应的形状，不同于普通光学成像系统，为非旋转对称体，但作为光学镜片承载的镜筒和镜片整体，也就是镜头，其形状仍为回转体。

按照现有的摄像模组(摄像模组主要组成部分如图10所示)的组装过程，通常为：先将感光元件贴附于线路板上，再打金线或者其他焊接等方式使芯片与线路板形成导通电路，之后将贴附有滤色片5的镜座贴附于线路板上(也可能通过模塑工艺形成的模塑镜座)，使滤色光窗与感光元件的感光区域正对，形成一感光组件，随后贴装光学系统组件，从而完成摄像模组的整体组装。在贴装光学系统组件的过程，感光组件被通信点亮(即本技术领域通常所说“点亮开图”，也就是，执行一种通信拍摄的图像采集过程)，组装设备夹持光学系统组件进行主动调整，并点胶固化，固定感光组件与光学组件的相对位置。对于由普通光学镜片的组成的光学组件形成的光学成像面为圆形，如图13A所示，即为旋转对称体，镜头本身也是旋转对称，当与感光组件进行组装时，仅考虑光学组件与感光组件的shift(平移)和tilt(倾转)，即在X轴和Y轴方向上的平移和旋转，Z轴方向平移，使得光学组件的光轴垂直于感光芯片以及光心处于感光芯片的中心。而带有自由曲面光学镜片的光学系统的有效径为非旋转对称，因此，在主动对焦过程中还需要考虑rotation(在垂直于光轴的平面P(对应于X-Y平面)内关于光轴(对应于Z轴)的旋转角位)，即要使得光学系统的有效径方向与感光芯片的感光区域形状相适应，需要对其中的一个组件进行旋转操作，可以是感光组件，也可以是光学组件，以保障光学系统的靶面包含感光芯片的感光区域，如图13B所示。当靶面为方形时，靶面的长边与感光芯片的感光区域长边对应，短边与感光区域的短边对应。但是，鉴于镜头形状为回转体，在组装过程中，只有通过点亮开图过程的图像分析才能确定需要旋转角度，计算过程计算量大，时间长，使得两者的调整难度增加，并且，设备既要实现旋转调整，也要平移和倾转，使得设备调整角度范围广，又要满足高精度的调整，使得设备的组装难度增加。

另一方面，对于能够自动对焦的摄像模组，即带有马达的摄像模组，在现有的普通摄像模组的组装过程中，马达先与镜头进行定高锁附，在主动对焦过程中，设备夹持马达与镜头整体，与感光组件进行调整。而当设置有自由曲面光学镜片的镜头仍按照上述方式进行组装时，在经历rotation等调整后，导致马达外壳与线路板错位，如图11所示，造成摄像模组的外观不良。

因此，需要对自由曲面光学镜头的有效径进行方向标记，从而确定靶面方向，以便于在组装过程识别，使得光学系统的靶面与感光芯片的感光区域对应，使得马达外壳方向与线路板方向相适应。

基于以上情况，需要提供一种带标记的镜头，利用该标记识别镜头中有效径的方向，与感光组件进行组装的方法。利用视觉识别系统给对镜头的标记点进行识别，确认计算有效径方向，设备夹持镜头根据有效径方向与感光组件进行主动对焦，而对于带马达的摄像模组，在镜头与马达的组装过程中，通过镜头的有效径方向与马达方向相适应，利用感光芯片贴附方向与线路板矩形方向相适应，从而使得经历主动对焦调整后，当有效径与感光芯片的感光区域相适应时，马达方向与线路板方向也满足相适应的过程。

于是，根据本发明的一个方面，提供一种用于光学镜头的自由曲面镜片1，所述自由曲面镜片的至少一个表面至少在局部区域形成自由曲面，该表面包括参与光学镜头成像的镜片有效区1A和位于该镜片有效区周围的镜片结构区1B和1C，其中，所述镜片有效区具有自由曲面面型，在所述镜片结构区设有通过视觉识别系统可辨识的标记，所述标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型的方向信息。

图3-6示出了在镜片结构区内构造的方向标记的几种不同实施例。

考虑到自由曲面光学面的设计和加工难度，优选的是，仅在所述镜片有效区1A的范围内形成自由曲面面型，从而有益于控制自由曲面镜片的制造成本。

按照一种具体设计形式，如图13A和图13B所示，所述镜片有效区在垂直于镜片厚度方向的基准平面上投影形成非圆形几何图形，该非圆形几何图形在所述基准平面内具有基准方向，所述标记表征所述自由曲面面型相对于所述基准方向确定的方向信息；带有所述自由曲面镜片的光学镜头组装于包含感光组件的摄像模组之中，所述非圆形几何图形的面积大于感光组件的感光芯片的成像区域并且覆盖该成像区域；所述非圆形几何图形与所述感光芯片的成像区域的形状相一致，呈矩形形状。

按照一种可行的实施方式，所述标记为位于所述镜片结构区局部位置的涂黑部或者遮光材料涂镀部。

按照又一种可行的实施方式，所述标记构造为位于镜片边缘局部位置的凹切口(如图7A和图8所示)。

图7A、图7B和图8示出了带标记的具有自由曲面镜片的镜头，其标记方式为：形成至少一个通过视觉识别系统可辨识的特殊机械结构加工部或者成型部，可以设置在镜片上(例如图7A和图8中的凹切口3’和3)，也可以设置在镜筒上(例如图7B中的凸起4)。切边处理作为一种可行的标记方式，可以是位于镜头的镜筒上(例如设于镜筒外廓边缘区域的凹部)，也可以是对镜片切边处理，优选地，标记被设置于镜片上(如图7A和图8中的“凹切口”)，且优选被设置在最后一个镜片上(正如图7A所示)，有自由曲面的镜头的有效径仍为方形，来标记光学系统的有效光学面的方向。上述切边处理，可以是与镜片一体成型。这种标记以及识别方式的优点是结构简单，易于加工。

在摄像模组组装过程中，以镜片的切边，作为定位视觉识别的对象。为了后道便于在组装过程中标记被清楚地识别，因此，在把镜片组装于镜筒的过程中，如图9所示，镜片先被放置于镜筒中，进行位置调整，以实现镜片与镜筒的适配和光学系统的适配，再在镜片与镜筒间间隙处涂覆胶水，并对胶水进行固定，以固定镜片与镜筒的相对位置，而在将镜片用胶水固化被固定于镜筒内时，对切边位置进行涂胶避让，使得切边位置清晰可识别。但是，按照这种设计方式，在后续的水洗过程中，存在着水洗后镜头进水而难以烘干的风险，进而导致光学系统的成像质量产生不良的影响。就此而言，上述这种标记以及识别方式并非最佳，尚有改进余地。

按照一种具体设计形式，如图1和图2所示，所述镜片结构区包括沿外缘延伸的圆环状部分1B，该圆环状部分与光学镜头镜筒2上的安装结构形状相适配，所述镜片结构区位于所述圆环状部分1B与所述镜片有效区1A之间的部分1C是透光的。

关于标记在镜片结构区的构造方式，可能的实施方案如图3-5所示，所述镜片结构区的圆环状部分1B形成一粗糙面1BB并且在局部位置构造切边而形成一光滑面1BA(见图3中第一实施例)或1BA’(见图4中第二实施例)或1BA”(见图5中第三实施例)，所述粗糙面与所述光滑面之间的界面形成所述通过视觉识别系统可辨识的标记。对此适宜的是，所述粗糙面通过对所述圆环状部分1B进行磨砂处理而形成，所述切边的表面高度低于磨砂表面，从而形成所述粗糙面与所述光滑面之间的界面。按照一种具体设计形式，所述圆环状部分1B在局部位置的所述切边构造为在镜片边缘处的倒棱部、阶梯部或者凹陷部(分别参见图3-5)。

有益的是，所述圆环状部分在局部位置的所述切边是在模制所述自由曲面镜片时一体成型的。

按照一种可行的实施方式，所述圆环状部分在局部位置的所述切边是在所述自由曲面镜片模制成型之后通过剪切浇口形成的。

关于上述自由曲面镜片的设计，再次参照附图说明如下：图1和图2绘示出自由曲面镜片1的一种面型示例，分为镜片有效区1A，以及镜片结构区1B和1C，镜片有效区对应的成像面包含感光芯片的感光区域，镜片结构区圆环状部分1B与镜筒2形状相适应，用于与镜筒的承靠面接触安装，结构区除圆环状部分外补充有效区域的面型，对于该部分1C光线仍能经过。对结构区环状部分1B，进行切边处理(所述切边处理均为与镜片一体成型)，可以是在镜片边缘处，也可以是结构区中间，切边表面为光滑面，使得得到的标记的位置与有效径的方向呈相对应的固定关系，用于标记有效径的方向，切边处理得到的标记的位置，与有效径的长边或短边中线呈一定的距离和角度。对带标记的自由曲面镜片的结构区环状部分1B进行磨砂处理，形成一粗糙面1BB。设置切边表面高度低于磨砂表面，从而在打磨时切边标记的表面不被加工到，从而形成一光滑面与粗糙面的界面，利用该界面，用于标记自由曲面有效径的方向，使得在后续的视觉识别中能够利用。

优选地，镜头最后一片为自由曲面镜片1(如图9和图10所示)，粗糙面以及标记被设置在镜片靠近感光元件的一侧，以便于机器视觉拍摄及识别，进一步地，自由曲面的面型被设置于镜片的下表面(靠近感光芯片的一侧)，并且有效径及结构区被设置在靠近感光芯片的一侧，也就是说，粗糙面以及标记的设置以及自由曲面的面型被设置在同一侧。

在将镜片组装于镜筒的过程中，镜片与镜筒间的间隙用胶水进行涂覆和固化固定，包括切边处理位置，使得不存在有进水间隙，固定强度足够。

另外，按照图示实施例，粗糙面的存在，能够散射杂散光，从而减少杂光，进而提高包含有自由曲面镜片的光学系统的成像质量。

正如上文所述，对于这种切边方案，成型方式可以有两种：一是通过模具的结构设计使得镜片一体成型，二是镜片成型后通过浇口剪切形成。据此，镜片或其局部结构的加工制造可以简单地实现。

以光滑面与粗糙面的界面为标记，标记有效径的方向，在机器识别的过程中，对镜头进行拍摄，由于光滑面与粗糙面对光的反射存在差异，使得在拍摄的图片中光滑面与粗糙面的亮度值也不相同，利用亮度值差异，确定光滑面与粗糙面的界面，利用界面的位置确定标记的位置，利用标记和自由曲面有效径的对应关系，确定自由曲面有效径的方向，从而进行镜头与感光组件的相对组装。

按照另一种在镜片结构区内构造的方向标记的具体设计形式，即如图6所示的第四实施例，在所述镜片结构区，在圆环状部分1B与镜片有效区1A之间的所述部分1C中制有凹槽1CA，该凹槽形成所述通过视觉识别系统可辨识的标记。据此，一方面，凹槽与周围区域形成明显的高度差，另一方面，凹槽所在位置远离于镜片外缘的涂胶区域，使得安装固定镜片时所涂覆的胶粘剂(如胶水)不影响标记的识别。高度差的存在使得在视觉识别系统拍摄的图像中形成亮度差区域，利用亮度差辨识标记(凹槽)的位置，从而确定镜片有效区的方向。有益的是，所述凹槽1CA是在模制所述自由曲面镜片时一体成型的。

另外，对于图3-6所示实施例，有益的是，粗糙面设置和剪口及光滑面凹陷均在镜片底面。

根据本发明的另一方面，提供一种光学镜头，其包括镜筒2和安装在该镜筒内的至少一个镜片，所述至少一个镜片包括自由曲面镜片1，其中，所述光学镜头在所述自由曲面镜片参与成像的镜片有效区1A之外设有通过视觉识别系统可辨识的标记，所述标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型的方向信息。

有益的是，所述镜片通过胶粘剂固定在所述镜筒2内，所述标记处于胶粘剂的涂覆位置之外。

关于光学镜头的标记方式，按照一种可行的实施方式，所述标记设置于所述镜筒2上。适宜的是，所述标记为设置或者加工在所述镜筒上的特殊形体。按照一种具体设计形式，所述特殊形体为位于所述镜筒外廓边缘区域的凸起或凹部，例如在图7B中示出了作为标记构造的凸起4。

图9示出了一种光学镜头实例安装的示意性剖视图，如图所示，所述光学镜头包括多个镜片，在所述镜筒内侧沿轴向具有多个相应的台阶状承靠面用以依次嵌置安装各镜片，所述标记设置在最后一个嵌置安装的镜片上。

关于光学镜头的标记方式，按照另一种可行的实施方式，所述标记设置于所述自由曲面镜片上，该实施方式是优选的。

可行的是，所述光学镜头包括多个镜片，在所述镜筒内侧沿轴向具有多个相应的台阶状承靠面用以依次嵌置安装各镜片，最后一个嵌置安装的镜片为所述自由曲面镜片1(如图9所示)。对此，有益的是，所述光学镜头装配于包含感光组件的摄像模组中，所述自由曲面镜片的自由曲面面型和所述标记设置均在靠近所述感光组件的一侧，以便机器视觉识别系统拍摄和辨识。

适宜的是，所述自由曲面镜片为如上所述按照本发明提出的自由曲面镜片1，该自由曲面镜片的所述标记构成所述光学镜头的所述标记。

如图10所示，根据本发明的另一方面，提供一种摄像模组100，其包括：

镜头组件10，该镜头组件包含至少一个如上所述的光学镜头；

感光组件20，该感光组件包含线路板和贴附在所述线路板上的感光芯片6。

适宜的是，所述摄像模组为广角摄像模组，所述光学镜头的自由曲面镜片用以减少或消除广角拍摄的畸变影响。尤其是，所述摄像模组设计成大广角摄像模组，视场角为110°以上，甚至可达130°。

适宜的是，所述摄像模组包括马达7，用于驱动光学镜头相对于感光芯片移动以实现调焦。

根据本发明的又一方面，提供一种摄像模组的组装方法，包括如下步骤：

提供镜头组件，该镜头组件包含带有自由曲面镜片的光学镜头，所述光学镜头设有通过视觉识别系统可辨识的第一标记，所述第一标记表征所述自由曲面镜片的参与光学镜头成像的镜片有效区的方向信息；

提供感光组件，该感光组件包含线路板和贴附在所述线路板上的感光芯片，并且该感光组件设有通过视觉识别系统可辨识的第二标记，所述第二标记表征线路板上的感光芯片的位置信息，其中，就关于光学镜头光轴的旋转角位而言，所述第一标记与所述第二标记之间具有设计的理论相对位置关系；

依据所述第一标记与所述第二标记之间的理论相对位置关系，对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正；

基于主动对准技术，对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行微矫正；

基于主动对准技术，在垂直于光学镜头光轴的平面内以及沿着光学镜头光轴对镜头组件进行平移调整，并且以垂直于光学镜头光轴的轴线为转轴对镜头组件进行倾转调整；

将镜头组件与感光组件在调整后的相应位置进行固定。

图17示出了摄像模组组装方法的流程图。

适宜的是，在提供镜头组件的步骤中，将马达部件与光学镜头组装在一起，就关于光学镜头光轴的旋转角位而言，所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区之间具有设计的理论相对位置关系，其中，利用视觉识别系统拍摄和辨识所述光学镜头上的第一标记和所述马达部件的外轮廓，确定所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区的旋转角位差，据此旋转调整光学镜头和马达部件的相对位置，使其符合所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区之间的所述理论相对位置关系。

适宜的是，在对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正的步骤中，利用视觉识别系统拍摄和辨识光学镜头上的所述第一标记，以确定所述镜片有效区的方向，并利用视觉识别系统拍摄和辨识感光组件上的所述第二标记，以确定线路板上的感光芯片的位置，依据计算得到的调整镜头组件和感光组件的相对位置，使其符合所述第一标记与所述第二标记之间的所述理论相对位置关系。

适宜的是，在对光学镜头旋转角位进行微矫正的步骤中，包括如下分步骤：

对感光组件进行电路导通点亮开图，使镜头组件关于光学镜头光轴进行一定角度的旋转，记录抓取旋转前后的图像；或者，对感光组件进行电路导通点亮开图，镜头组件在垂直于光学镜头光轴的平面内进行一定的平移，记录抓取平移前后的图像；

对所记录的图像进行处理，捕捉成像边缘，根据图像边缘的暗角区域变化，确定光学镜头成像边沿与出图边界关于光轴的旋转角位，计算出光学镜头旋转角位的矫正角度；

根据计算的矫正角度对光学镜头旋转角位进行微矫正，驱动所述镜头组件进行反向矫正，使得所述镜片有效区的边缘与感光芯片的感光区域的边缘平行且对应。

适宜的是，在对所述镜头组件进行平移调整和进行倾转调整的步骤中，感光芯片始终被点亮开图，利用软件分析图像计算所需的矫正值，使得所述镜片有效区与感光芯片的感光区域对应，即所述镜片有效区包含平行于感光芯片的感光区域，并成像清晰。

按照一种具体设计形式，所述镜片有效区在垂直于光轴的平面上的投影形成非圆形几何图形，该非圆形几何图形在所述平面内具有基准方向，所述第一标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型相对于所述基准方向确定的方向信息。

在此，适宜的是，所述非圆形几何图形的面积大于感光组件的感光芯片的成像区域，且所述非圆形几何图形与所述感光芯片的成像区域的形状相一致，呈矩形形状。

具体地，所述第一标记相对于所述镜片有效区之矩形形状的长边和/或短边具有确定的距离和角度，所述第二标记相对于所述感光芯片成像区域之矩形形状的长边和/或短边具有确定的距离和角度。

在此，适宜的是，在对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正和微矫正之后，镜片有效区和感光芯片成像区域相对彼此处于正确的旋转角位，在此情况下，所述镜片有效区之矩形形状的两条长边分别平行于所述感光芯片成像区域之矩形形状的两条长边，和/或，所述镜片有效区之矩形形状的两条短边分别平行于所述感光芯片成像区域之矩形形状的两条短边，其中，该正确的旋转角位对应于所述第一标记与所述第二标记之间的所述理论相对位置关系。

在此，适宜的是，在对所述镜头组件进行平移调整和进行倾转调整之后，沿着光学镜头光轴的方向观察，所述镜片有效区之矩形形状完全覆盖所述感光芯片成像区域之矩形形状。

对于所述的摄像模组的组装方法，适宜的是，在提供镜头组件的步骤中，采用如上所述按照本发明提出的光学镜头，该光学镜头的所述标记构成所述第一标记。

对于包含自由曲面镜片的摄像模组，在其组装工艺中，镜头组件和感光组件的对位匹配涉及到六个自由度的调整定位，即如图16A、图16B和图16C所示：x(平移shift)、y(平移shift)、z(平移shift)、r(旋转rotation)、v(倾转tilt)、w(倾转tilt)。

按照本发明的组装方法，具体而言，首先是利用视觉识别系统给对镜头的标记点进行识别，确认计算有效径方向，以设备夹持镜头根据有效径方向与感光组件进行主动对焦，而对于带马达的摄像模组，在镜头与马达的组装过程中，通过镜头的有效径方向与马达方向相适应，利用感光芯片贴附方向与线路板矩形方向相适应，从而使得经历主动对焦调整后，当有效径与感光芯片的感光区域相适应时，马达方向与线路板方向也满足相适应的过程。

具体而言，对于带马达的摄像模组，马达被固定在定高治具上，视觉识别模块分别拍摄识别镜头上的标记点和马达外轮廓，确定计算镜头的有效径方向以及镜头有效径方向与马达外轮廓的旋转角度差，设备夹持镜头根据有效径方向依据马达的外轮廓进行旋转，使得镜头有效径的一边与外轮廓的一边平行，保证镜头与马达的平行组装，并进行点胶曝光固化，使镜头与马达保持相对位置，如图12所示。

特别是，对于带有自由曲面的光学组件与感光组件进行AA(Active Alignment,主动对准)组装的具体过程如下：

步骤一：设备夹取镜头组件，利用视觉识别模块拍摄识别镜头上的标记点，确定镜头有效径的方向，更进一步地，依据标记点可以确定有效径的位置和形状，具体而言，可以确认光学系统的有效径与镜头镜筒外轮廓的相对位置。其中，标记设置在自由曲面镜片参与成像的镜片有效区之外并且通过视觉识别系统可辨识，例如，所述标记可以是镜片上的特殊机械结构加工部或者成型部(如上文所述)、亦或涂黑部或者遮光材料涂镀部，或者也可以是镜筒上的特殊形状(如凸起或者凹部)，目的是为了确定有效径的方向。利用视觉识别模块拍摄识别感光组件上的标记点，确定感光组件的位置(位于线路板上的感光芯片的位置)。设备依据计算得到的镜头有效径的方向和位置以及感光组件的感光芯片的大致位置，进行初步的rotation粗矫正，使得在AA调整的初期镜头有效径与感光组件的感光芯片的在垂直方向上大致边与边平行，即AA初始位置。

步骤二：对感光组件进行电路导通点亮开图，控制夹取镜头的装置主动进行一定角度的旋转，记录抓取旋转前后的图像。或者，对感光组件进行电路导通点亮开图，控制夹取镜头的装置主动进行一定X/Y方向上(即在X-Y平面内)的平移，记录抓取平移前后的图像。

步骤三：对图像进行处理，捕捉成像边缘，根据图像边缘的暗角区域变化，确定镜头光学成像边沿与出图边界的rotation，即计算rotation的矫正角度，正如图14A、图14B和图15A、图15B所示。

步骤四：根据计算的角度进行rotation的微矫正，即驱动控制镜头反向矫正，使得光学系统的有效径的边与感光芯片的感光区域的边平行且对应。

步骤五：控制镜头进行shift以及tilt调整，调整过程中，感光芯片始终被点亮开图，软件分析图像计算所需的矫正值，使得镜头的光学系统的有效径与感光芯片的感光区域对应，即镜头的光学系统的有效径包含平行于感光芯片的感光区域，并成像清晰。

步骤六：将镜头组件与感光组件在AA调整后的相应位置进行固定。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (27)

1.一种用于光学镜头的自由曲面镜片，所述自由曲面镜片的至少一个表面至少在局部区域形成自由曲面，该表面包括参与光学镜头成像的镜片有效区和位于该镜片有效区周围的镜片结构区，其特征在于，所述镜片有效区具有自由曲面面型，在所述镜片结构区设有通过视觉识别系统可辨识的标记，所述标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型的方向信息；

其中，所述镜片有效区在垂直于镜片厚度方向的基准平面上投影形成非圆形几何图形，该非圆形几何图形在所述基准平面内具有基准方向，所述标记表征所述自由曲面面型相对于所述基准方向确定的方向信息；

所述镜片结构区包括沿外缘延伸的圆环状部分，该圆环状部分与光学镜头镜筒上的安装结构形状相适配，所述镜片结构区位于所述圆环状部分与所述镜片有效区之间的部分是透光的；

所述镜片结构区的圆环状部分形成一粗糙面并且在局部位置构造切边而形成一光滑面，所述粗糙面与所述光滑面之间的界面形成所述通过视觉识别系统可辨识的标记。

2.根据权利要求1所述的自由曲面镜片，其特征在于，仅在所述镜片有效区的范围内形成自由曲面面型。

3.根据权利要求1所述的自由曲面镜片，其特征在于，带有所述自由曲面镜片的光学镜头组装于包含感光组件的摄像模组之中，所述非圆形几何图形的面积大于感光组件的感光芯片的成像区域并且覆盖该成像区域。

4.根据权利要求3所述的自由曲面镜片，其特征在于，所述非圆形几何图形与所述感光芯片的成像区域的形状相一致，呈矩形形状。

5.根据权利要求1所述的自由曲面镜片，其特征在于，所述粗糙面通过对所述圆环状部分进行磨砂处理而形成，所述切边的表面高度低于磨砂表面，从而形成所述粗糙面与所述光滑面之间的界面。

6.根据权利要求5所述的自由曲面镜片，其特征在于，所述圆环状部分在局部位置的所述切边构造为在镜片边缘处的倒棱部、阶梯部或者凹陷部。

7.根据权利要求1至6之任一项所述的自由曲面镜片，其特征在于，所述圆环状部分在局部位置的所述切边是在模制所述自由曲面镜片时一体成型的。

8.根据权利要求1至6之任一项所述的自由曲面镜片，其特征在于，所述圆环状部分在局部位置的所述切边是在所述自由曲面镜片模制成型之后通过剪切浇口形成的。

9.一种光学镜头，其包括镜筒和安装在该镜筒内的至少一个镜片，其特征在于，所述至少一个镜片包括如权利要求1至8之任一项所述的自由曲面镜片，所述光学镜头在所述自由曲面镜片参与成像的镜片有效区之外设有通过视觉识别系统可辨识的标记，所述光学镜头的所述标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型的方向信息，其中，所述自由曲面镜片的所述标记构成所述光学镜头的所述标记。

10.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于，所述镜片通过胶粘剂固定在所述镜筒内，所述标记处于胶粘剂的涂覆位置之外。

11.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头包括多个镜片，在所述镜筒内侧沿轴向具有多个相应的台阶状承靠面用以依次嵌置安装各镜片，最后一个嵌置安装的镜片为所述自由曲面镜片。

12.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头装配于包含感光组件的摄像模组中，所述自由曲面镜片的自由曲面面型和所述标记设置均在靠近所述感光组件的一侧，以便机器视觉识别系统拍摄和辨识。

13.一种摄像模组，其包括：

镜头组件，该镜头组件包含至少一个如权利要求9至12之任一项所述的光学镜头；

感光组件，该感光组件包含线路板和贴附在所述线路板上的感光芯片。

14.根据权利要求13所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组为广角摄像模组，所述光学镜头的自由曲面镜片用以减少或消除广角拍摄的畸变影响。

15.根据权利要求14所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组设计成视场角为110°至130°的大广角摄像模组。

16.根据权利要求13所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括马达，用于驱动光学镜头相对于感光芯片移动以实现调焦。

17.一种摄像模组的组装方法，包括如下步骤：

提供镜头组件，该镜头组件包含如权利要求9至12之任一项所述的光学镜头，所述光学镜头设有通过视觉识别系统可辨识的第一标记，所述第一标记表征所述自由曲面镜片的参与光学镜头成像的镜片有效区的方向信息，其中，所述光学镜头的所述标记构成所述第一标记；

提供感光组件，该感光组件包含线路板和贴附在所述线路板上的感光芯片，并且该感光组件设有通过视觉识别系统可辨识的第二标记，所述第二标记表征线路板上的感光芯片的位置信息，其中，就关于光学镜头光轴的旋转角位而言，所述第一标记与所述第二标记之间具有设计的理论相对位置关系；

依据所述第一标记与所述第二标记之间的理论相对位置关系，对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正；

基于主动对准技术，对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行微矫正；

基于主动对准技术，在垂直于光学镜头光轴的平面内以及沿着光学镜头光轴对镜头组件进行平移调整，并且以垂直于光学镜头光轴的轴线为转轴对镜头组件进行倾转调整；

将镜头组件与感光组件在调整后的相应位置进行固定。

18.根据权利要求17所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，在提供镜头组件的步骤中，将一马达部件与光学镜头组装在一起，就关于光学镜头光轴的旋转角位而言，所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区之间具有设计的理论相对位置关系。

19.根据权利要求18所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，在马达部件与光学镜头的组装过程中，利用视觉识别系统拍摄和辨识所述光学镜头上的第一标记和所述马达部件的外轮廓，确定所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区的旋转角位差，据此旋转调整光学镜头和马达部件的相对位置，使其符合所述马达部件的外轮廓与所述镜片有效区之间的所述理论相对位置关系，然后将光学镜头和马达部件固定在一起而形成整体的镜头组件。

20.根据权利要求17所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，在对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正的步骤中，利用视觉识别系统拍摄和辨识光学镜头上的所述第一标记，以确定所述镜片有效区的方向，并利用视觉识别系统拍摄和辨识感光组件上的所述第二标记，以确定线路板上的感光芯片的位置，调整镜头组件和感光组件的相对位置，使其符合所述第一标记与所述第二标记之间的所述理论相对位置关系。

21.根据权利要求17所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，在对光学镜头旋转角位进行微矫正的步骤中，包括如下分步骤：

对感光组件进行电路导通点亮开图，使镜头组件关于光学镜头光轴进行一定角度的旋转，记录抓取旋转前后的图像；或者，对感光组件进行电路导通点亮开图，镜头组件在垂直于光学镜头光轴的平面内进行一定的平移，记录抓取平移前后的图像；

对所记录的图像进行处理，捕捉成像边缘，根据图像边缘的暗角区域变化，确定光学镜头成像边沿与出图边界关于光轴的旋转角位，计算出光学镜头旋转角位的矫正角度；

根据计算的矫正角度对光学镜头旋转角位进行微矫正，驱动所述镜头组件进行反向矫正，使得所述镜片有效区的边缘与感光芯片的感光区域的边缘平行且对应。

22.根据权利要求17所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，在对所述镜头组件进行平移调整和进行倾转调整的步骤中，感光芯片始终被点亮开图，利用软件分析图像计算所需的矫正值，使得所述镜片有效区与感光芯片的感光区域对应，即所述镜片有效区包含平行于感光芯片的感光区域，并成像清晰。

23.根据权利要求17至22之任一项所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，所述镜片有效区在垂直于光轴的平面上的投影形成非圆形几何图形，该非圆形几何图形在所述平面内具有基准方向，所述第一标记表征所述镜片有效区的自由曲面面型相对于所述基准方向确定的方向信息。

24.根据权利要求23所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，所述非圆形几何图形的面积大于感光组件的感光芯片的成像区域，且所述非圆形几何图形与所述感光芯片的成像区域的形状相一致，呈矩形形状。

25.根据权利要求24所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，所述第一标记相对于所述镜片有效区之矩形形状的长边和/或短边具有确定的距离和角度，所述第二标记相对于所述感光芯片成像区域之矩形形状的长边和/或短边具有确定的距离和角度。

26.根据权利要求25所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，在对所述镜头组件和感光组件关于光学镜头光轴的旋转角位进行粗矫正和微矫正之后，镜片有效区和感光芯片成像区域相对彼此处于正确的旋转角位，在此情况下，所述镜片有效区之矩形形状的两条长边分别平行于所述感光芯片成像区域之矩形形状的两条长边，和/或，所述镜片有效区之矩形形状的两条短边分别平行于所述感光芯片成像区域之矩形形状的两条短边，其中，该正确的旋转角位对应于所述第一标记与所述第二标记之间的所述理论相对位置关系。

27.根据权利要求26所述的摄像模组的组装方法，其特征在于，在对所述镜头组件进行平移调整和进行倾转调整之后，沿着光学镜头光轴的方向观察，所述镜片有效区之矩形形状完全覆盖所述感光芯片成像区域之矩形形状。

Images