TW202004251A - 光學鏡頭、攝像模組及其組裝方法 - Google Patents

Abstract

一種光學鏡頭，包括：第一鏡頭部件，包括至少一個第一鏡片；第二鏡頭部件，包括第二鏡筒和安裝在第二鏡筒內的至少一個第二鏡片，至少一個第一鏡片與至少一個第二鏡片共同構成可成像的光學系統，並且至少一個第一鏡片與至少一個第二鏡片中具有至少一個自由曲面鏡片；以及連接介質，將第一鏡頭部件和第二鏡頭部件固定在一起。本發明更提出了相應的一種攝像模組及光學鏡頭和攝像模組組裝方法。

Description

光學鏡頭、攝像模組及其組裝方法

本發明係關於光學成像技術領域，具體而言，尤指一種光學鏡頭、攝像模組及其組裝方法。

隨著移動電子設備的普及，被應用於移動電子設備的用於幫助使用者獲取影像（例如影片或者圖像）的攝像模組的相關技術得到了快速的發展和進步，並且在近年來，攝像模組在諸如醫療、安防、工業生產等諸多的領域都得到了廣泛的應用。

為了滿足越來越廣泛的市場需求，高像素、小尺寸、大光圈是現有攝像模組不可逆轉的發展趨勢。大光圈鏡頭可以帶來大的視場角，然而，這也引發鏡頭的光學總長變長和視場角畸變較大的問題。比如130°視場角的手機鏡頭，畸變＞10%。在小尺寸光學裝置的領域，上述問題將更加明顯，難以解決。

近年來，自由曲面（FREE-FORM）技術日趨成熟，利用自由曲面技術可獲得具有自由曲面的鏡片。基於自由曲面技術，可以在光學設計時通過自由曲面設計軟體將漸進多焦點面型加工於鏡片的前或後表面，再通過例如車床加工複雜表面。目前，自由曲面技術已在高級眼鏡片行業得到較為廣泛的應用。如果將自由曲面鏡片用於小尺寸光學裝置的領域（例如手機攝像模組領域），將有助於降低大視場角的畸變、並在一定程度上降低攝像模組的光學總長。以上述130°視場角手機鏡頭為例，利用自由曲面鏡片，預計可以降低畸變至2%以下。如果自由曲面鏡片用來做普通自動對焦模組，則可以降低光學總長約10%，MTF設計值提升8%，可以降低畸變至1%以下。換言之，自由曲面鏡片能夠降低或者最小化光學系統的像差，實現校正像差，降低畸變的功能，還可以起到降低模組光學總長和/或模組體積的效果。

然而，自由曲面是一種複雜的非球面，在大多數情況下是無規則非對稱的，具有多重對稱軸。而在小尺寸光學裝置的領域（例如手機攝像模組領域），目前市場上典型的光學鏡頭是通過逐片嵌入的方式進行組裝。具體來說，預先準備內側具有臺階狀承靠面的鏡筒，然後將各鏡片逐片嵌入該鏡筒內側的臺階狀承靠面以得到完整的光學鏡頭。由於安裝製程的局限性，鏡筒中所選擇的鏡片面型通常為具有旋轉對稱性的球面或非球面。如果使用自由曲面鏡片，傳統緊湊型攝像模組鏡頭的組裝製程就無法進行準確的安裝。因為在具有自由曲面鏡片的光學系統中，由於非旋轉對稱的自由曲面鏡片由於不存在單一光軸使其對稱，難以尋找光心，光軸對準和校正問題無法控制。攝像模組的鏡片面型尺寸常常＜0.7cm，在小尺寸的鏡片安裝中，需要更高的安裝要求，也需要更加快速的安裝能力。以上問題都導致自由曲面鏡片難以應用於緊湊型攝像模組。

根據本發明的一個實施態樣，提供了一種光學鏡頭，包括：第一鏡頭部件，包括至少一個第一鏡片；第二鏡頭部件，包括第二鏡筒和安裝在第二鏡筒內的至少一個第二鏡片，至少一個第一鏡片與至少一個第二鏡片共同構成可成像的光學系統，並且至少一個第一鏡片與至少一個第二鏡片中具有至少一個自由曲面鏡片；以及連接介質，將第一鏡頭部件和第二鏡頭部件固定在一起。

在一個實施例中，連接介質為膠材，支撐並固定第一鏡頭部件和第二鏡頭部件，並使得第一鏡頭部件和第二鏡頭部件的相對位置保持主動校準所確定的相對位置。在另一個實施例中，連接介質還可以是焊接介質。

在一個實施例中，第一鏡頭部件的軸線與第二鏡頭部件的軸線之間具有不為零的夾角。

在一個實施例中，第一鏡片的數目為一，並且第一鏡片為自由曲面鏡片。

在一個實施例中，至少一個第二鏡片的數目為多個，並且至少一個第二鏡片中具有一個自由曲面鏡片。

在一個實施例中，至少一個第一鏡片中具有自由曲面鏡片，並且至少一個第二鏡片中具有自由曲面鏡片。

在一個實施例中，第一鏡頭部件還包括第一鏡筒，並且至少一個第一鏡片安裝於第一鏡筒的內側。

在一個實施例中，第一鏡頭部件和/或第二鏡頭部件具有象徵其所包含的自由曲面鏡片的面型方向資訊的標識。

在一個實施例中，自由曲面鏡片具有垂直於其厚度方向的基準平面，自由曲面鏡片在基準平面內具有基準方向，第一鏡頭部件和/或第二鏡頭部件具有基準方向的標識以象徵自由曲面鏡片的面型方向資訊。

在一個實施例中，連接介質為膠材，支撐並固定第一鏡頭部件和第二鏡頭部件，並使得自由曲面鏡片的實際基準方向與光學設計所確定的基準方向的差異不大於預定閾值角度，例如0.05度。

在一個實施例中，在沿著光學鏡頭的光軸方向上，第一鏡頭部件和第二鏡頭部件之間具有間隙。

本發明的另一實施態樣更提供了一種攝像模組，包括前述實施例中任一所述的光學鏡頭。

本發明的另一實施態樣更提供了一種光學鏡頭組裝方法，包括：對第一鏡頭部件和第二鏡頭部件進行預定位，使至少一個第一鏡片與至少一個第二鏡片共同構成可成像的光學系統，其中，第一鏡頭部件包括至少一個第一鏡片，第二鏡頭部件包括第二鏡筒和安裝在第二鏡筒內的至少一個第二鏡片，並且至少一個第一鏡片與至少一個第二鏡片中具有至少一個自由曲面鏡片；基於主動校準來調整和確定第一鏡頭部件和第二鏡頭部件的相對位置；以及通過膠材黏結第一鏡頭部件和第二鏡頭部件，使第一鏡頭部件和第二鏡頭部件固定並保持在主動校準所確定的相對位置。

在一個實施例中，至少一個第一鏡片中具有至少一個自由曲面鏡片，且至少一個第二鏡片中具有至少一個自由曲面鏡片。

在一個實施例中，主動校準包括：根據光學系統的實測解析度，通過夾持或吸附第一鏡頭部件和/或第二鏡頭部件，來調整並確定第一鏡頭部件和第二鏡頭部件的相對位置關係。

在一個實施例中，所述主動校準更包括：通過調整第一鏡頭部件和第二鏡頭部件的相對位置關係，來使自由曲面鏡片的實際基準方向與光學設計所確定的基準方向的差異不大於0.05度，其中基準方向用於象徵自由曲面鏡片的面型方向資訊。

在一個實施例中，主動校準更包括：沿著調整平面移動第一鏡頭部件，根據光學系統的實測解析度，確定第一鏡片與第二鏡頭部件之間的沿著調整平面的移動方向上的相對位置，其中所述移動包括在調整平面上的轉動。

在一個實施例中，主動校準的步驟中，所述移動更包括在調整平面上的平移。

在一個實施例中，主動校準更包括：根據光學系統的實測解析度，調整並確定第一鏡頭部件的軸線相對於第二鏡頭部件的軸線的夾角。

在一個實施例中，主動校準還包括：沿著垂直於調整平面的方向移動第一鏡頭部件，根據光學系統的實測解析度，確定第一鏡頭部件與第二鏡頭部件之間的在垂直於調整平面的方向上的相對位置。

在一個實施例中，第一鏡頭部件還包括第一鏡筒，並且至少一個第一鏡片安裝於第一鏡筒的內側。

在一個實施例中，預定位的步驟中，使第一鏡頭部件的底面和第二鏡頭部件的頂面之間具有間隙；以及黏結步驟中，所述膠材配置於間隙。

本發明的又一實施態樣更提供了一種攝像模組組裝方法，包括：利用前述任一個實施例的光學鏡頭組裝方法組裝光學鏡頭；以及基於光學鏡頭組裝攝像模組。

與現有技術相比，本發明可具有下列至少一個技術效果： 1. 可通過將自由曲面鏡片應用於小尺寸、大光圈的光學鏡頭來降低畸變。 2. 可通過將自由曲面鏡片應用於高像素、小尺寸、大光圈的攝像模組來降低畸變。 3. 可降低攝像模組光學總長，從而減小攝像模組的體積。 4. 可有效地避免組裝時自由曲面鏡片在鏡筒內發生不期望的旋轉或旋轉方向的定位不準確而導致的產品不良問題。自由曲面鏡片組裝誤差尤其是旋轉誤差的敏感度很高，如果基於傳統製程組裝含有自由曲面鏡片的光學鏡頭或攝像模組，自由曲面鏡片在鏡筒內容易發生不期望的旋轉或旋轉方向的定位不準確，進而導致產品成像品質不達標甚至無法成像等問題。而本發明中的至少一個實施例可有效地解決上述問題。 5. 可有效地提高自由曲面鏡片在小尺寸光學裝置領域的安裝準確度，從而提高光學鏡頭或攝像模組的成像品質。 6. 可有效地提高含自由曲面鏡片的光學鏡頭或攝像模組的生產效率以及提升產品良率，適合於大批量生產。

為了更好地理解本發明，將參考附圖對本發明的各個實施態樣做出更詳細的說明。應理解，這些詳細說明只是對本發明的示例性實施方式的描述，而非以任何方式限制本發明的範圍。在說明書全文中，相同的附圖標號指代相同的元件。表述“和/或”包括相關聯的所列項目中的一個或多個的任何和全部組合。

應注意，在本說明書中，第一、第二等的表述僅用於將一個特徵與另一個特徵區分開來，而不表示對特徵的任何限制。因此，在不背離本發明的教示的情況下，下文中討論的第一主體也可被稱作第二主體。

在附圖中，為了便於說明，已稍微誇大了物體的厚度、尺寸和形狀。附圖僅為示例而並非嚴格按比例繪製。

還應理解的是，用語“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，當在本說明書中使用時表示存在所陳述的特徵、整體、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組合。此外，當諸如“...中的至少一個”的表述出現在所列特徵的列表之後時，修飾整個所列特徵，而不是修飾列表中的單獨元件。此外，當描述本發明的實施方式時，使用“可以”表示“本發明的一個或多個實施方式”。並且，用語“示例性的”旨在指代示例或舉例說明。

如在本文中使用的，用語“基本上”、“大約”以及類似的用語用作表近似的用語，而不用作表程度的用語，並且旨在說明將由本領域普通技術人員認識到的、測量值或計算值中的固有偏差。

除非另外限定，否則本文中使用的所有用語（包括技術用語和科學用語）均具有與本發明所屬領域普通技術人員的通常理解相同的含義。還應理解的是，用語（例如在常用詞典中定義的用語）應被解釋為具有與它們在相關技術的上下文中的含義一致的含義，並且將不被以理想化或過度正式意義解釋，除非本文中明確如此限定。

需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

圖1為本發明一個實施例的光學鏡頭1000的剖面示意圖。該光學鏡頭1000包括第一鏡頭部件100、第二鏡頭部件200和將第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200黏結在一起的膠材（圖中未示出）。其中，第一鏡頭部件100包括第一鏡筒101和一個第一鏡片102，且第一鏡片102為自由曲面鏡片。第二鏡頭部件200包括第二鏡筒201和五個第二鏡片202。膠材被配置於第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200之間的間隙400，以將第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200固定在一起。本實施例中，該膠材支撐並固定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200，並使得第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置保持主動校準所確定的相對位置。

本實施例中，自由曲面鏡片具有基於自由曲面（FREE-FORM）技術加工形成複雜光學表面。該複雜光學表面例如可以在光學設計時通過自由曲面設計軟體將漸進多焦點面型設計在鏡片的前或後表面，再通過例如在高準確度的數控車床上進行精磨和拋光等步驟加工而得到。圖2為本發明一個實施例中的一個自由曲面鏡片的立體示意圖。參考圖2，可以看出自由曲面是一種複雜的非球面，在大多數情況下是無規則非對稱的。對於自由曲面鏡片來說，其在垂直於其厚度方向的平面上具有很強的方向性。本實施例中，可以通過在主動校準階段調整第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置關係，來使上述自由曲面鏡片的實際基準方向與光學設計所確定的基準方向的差異不大於預定閾值角度，例如0.05度（其中基準方向用於象徵自由曲面鏡片的面型方向資訊），然後再用位於間隙400的膠材支撐並固定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200，使得第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置保持主動校準所確定的相對位置，從而保證光學鏡頭的成像品質。

與之對比，在傳統的光學鏡頭組裝製程中，多個鏡片組裝於同一鏡筒內。而且非旋轉對稱的自由曲面鏡片沒有光軸對稱的固有性質，也就是不能依靠鏡片的光軸進行組裝上的定位、調整等操作，導致裝配難度極大，尤其是傳統製程中的自由曲面鏡片在鏡筒內的旋轉定位非常困難。換句話說，自由曲面鏡片組裝誤差尤其是旋轉誤差的敏感度很高，如果基於傳統製程組裝含有自由曲面鏡片的光學鏡頭或攝像模組，自由曲面鏡片在鏡筒內容易發生不期望的旋轉或旋轉方向的定位不準確，進而導致產品成像品質不達標甚至無法成像等問題。

進一步地，圖3為本發明一個實施例的攝像模組2000的剖面示意圖。攝像模組2000包括如圖1所示的光學鏡頭1000和感光組件300。感光組件300包括電路板301、安裝在電路板301上的感光晶片302、安裝在電路板301上且圍繞感光晶片的筒狀支撐體303、以及安裝在筒狀支撐體303上的彩色濾光片304。進一步地，第二鏡頭部件200還可以包括馬達，第二鏡筒201可以安裝在馬達的載體內。筒狀支撐體303的頂面安裝馬達從而將第二鏡頭部件200與感光組件300固定在一起。需要注意，在本發明的其它實施例中，馬達也可以被諸如筒狀支撐體的其它結構代替，或者也可以被取消並直接將第二鏡筒201安裝在筒狀支撐體303的頂面。需注意，在其它實施例中馬達也可以被其它類型的光學致動器替換，例如SMA（形狀記憶合金）致動器，MEMS致動器等。其中，光學致動器是指用於促使光學鏡頭相對於感光晶片移動的器件。

上述實施例可具有以下有益效果中的至少之一： 1. 通過將自由曲面鏡片應用於小尺寸、大光圈的光學鏡頭來降低畸變； 2. 可通過將自由曲面鏡片應用於高像素、小尺寸、大光圈的攝像模組來降低畸變； 3. 可降低攝像模組光學總長，從而減小攝像模組的體積；以及 4. 可有效地避免組裝時自由曲面鏡片在鏡筒內發生不期望的旋轉或旋轉方向的定位不準確而導致的產品不良問題。

進一步地，在一個實施例中，間隙400在沿著光學鏡頭的光軸方向上的尺寸可例如為30-100μm。

進一步地，圖4為本發明另一實施例的光學鏡頭1000a的剖面示意圖。如圖4所示，本實施例與圖1所示的光學鏡頭1000區別在於第二鏡頭部件200中具有自由曲面鏡片209。第一鏡頭部件100的第一鏡片採用常規鏡片。進一步地，圖5為基於圖4的光學鏡頭1000a添加感光組件300的攝像模組2000a的剖面示意圖。

進一步地，圖6為本發明另一實施例的光學鏡頭1000b的剖面示意圖。如圖6所示，本實施例與圖1所示的光學鏡頭1000區別在於第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200中分別具有自由曲面鏡片209a和209b。這種設計下，在主動校準階段可以通過調整第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置來使自由曲面鏡片209a和209b的面型方向形成互補，從而更好地調整光學系統的實際成像品質。進一步地，圖7為基於圖6的光學鏡頭1000b添加感光組件300的攝像模組2000b的剖面示意圖。由於可以在主動校準階段可以通過調整第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置來使自由曲面鏡片209a和209b的面型方向形成互補，因此攝像模組2000b可以具有更好的成像品質。

需要注意，上述實施例中，第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的鏡片數目可以根據需要調整。例如第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的鏡片數量可以分別為二和四，也可以分別為三和三，也可以分別為四和二，也可以分別為五和一。整個光學鏡頭的鏡片總數也可以根據需要調整，例如光學鏡頭的鏡片總數可以是六，也可以是五或七。

還需要注意，本發明的光學鏡頭，鏡頭部件不限於兩個，例如鏡頭部件的數目也可以是三或四等大於二的數目。當組成光學鏡頭的鏡頭部件超過兩個時，可以將相鄰的兩個鏡頭部件分別視為前文所述的第一鏡頭部件100和前文所述的第二鏡頭部件200。例如，當光學鏡頭的鏡頭部件的數目為三時，光學鏡頭可包括兩個第一鏡頭部件100和位於這兩個第一鏡頭部件100之間的一個第二鏡頭部件200，並且這兩個第一鏡頭部件100的所有第一鏡片102和一個第二鏡頭部件200的所有第二鏡片202共同構成進行主動校準的可成像光學系統。當光學鏡頭的鏡頭部件的數目為四時，光學鏡頭可包括兩個第一鏡頭部件100和兩個第二鏡頭部件200，並按第一鏡頭部件100、第二鏡頭部件200、第一鏡頭部件100、第二鏡頭部件200的次序自上而下排列，並且這兩個第一鏡頭部件100的所有第一鏡片102和兩個第二鏡頭部件200的所有第二鏡片202共同構成進行主動校準的可成像光學系統。諸如此類的其它變形本文中不再一一贅述。

進一步地，圖8為本發明一個實施例中的光學鏡頭組裝方法的流程圖。參考圖8，該方法包括： 步驟10，準備彼此分離的第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200，其中第一鏡頭部件100包括第一鏡筒101和安裝在第一鏡筒101內的至少一個第一鏡片102，第二鏡頭部件200包括第二鏡筒201和安裝在第二鏡筒201內的至少一個第二鏡片202。其中，第一鏡片102和第二鏡片202中，至少存在一個自由曲面鏡片。 步驟20，對第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200進行預定位，使至少一個第二鏡片202與至少一個第一鏡片102共同構成可成像的光學系統。 步驟30，基於主動校準來調整和確定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置。 步驟40，通過膠材黏結第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200。本步驟中，利用固化的膠材支撐並固定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200，以使第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置。

進一步地，在一個實施例中，可以在執行步驟30前，在第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200之間的間隙進行膠材塗佈，然後再執行步驟30以調整和確定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置。在確定該相對位置後，執行步驟40使膠材固化，從而利用固化的膠材支撐第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200，進而使第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置。而在另一個實施例中，可以先執行步驟30以調整和確定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置。在確定該相對位置後，暫時將第一鏡頭部件100（或第二鏡頭部件200）移開，然後進行膠材塗佈，再基於所確定的相對位置將第一鏡頭部件100（或第二鏡頭部件200）移回。最後固化膠材，使第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置。

進一步地，本發明中的主動校準可以在多個自由度上對第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置進行調整。圖9a為本發明一個實施例中的主動校準中相對位置調整方式。在該調整方式中，第一鏡頭部件100（也可以是第一鏡片102）可以相對於第二鏡頭部件200沿著x、y、z方向移動（即該實施例中的相對位置調整具有三個自由度）。其中z方向為沿著光軸的方向，x，y方向為垂直於光軸的方向。x、y方向均處於一個調整平面P內，在該調整平面P內平移均可分解為x、y方向的兩個分量。

圖9b為本發明另一個實施例的主動校準中的旋轉調整。在該實施例中，相對位置調整除了具有圖9a的三個自由度外，還增加了旋轉自由度，即r方向的調整。本實施例中，r方向的調整是在調整平面P內的旋轉，即圍繞垂直於調整平面P的軸線的旋轉。

進一步地，圖9c為本發明又一個實施例的主動校準中的增加了v、w方向調整的相對位置調整方式。其中，v方向代表xoz平面的旋轉角，w方向代表yoz平面的旋轉角，v方向和w方向的旋轉角可合成一個向量角，這個向量角代表總的傾斜狀態。也就是說，通過v方向和w方向調整，可以調整第一鏡頭部件100相對於第二鏡頭部件200的傾斜狀態（也就是第一鏡頭部件100的光軸相對於第二鏡頭部件200的光軸的傾斜）。

上述x、y、z、r、v、w六個自由度的調整均可能影響到光學系統的成像品質（例如影響到解析度的大小）。在本發明的其它實施例中，相對位置調整方式可以是僅調整上述六個自由度中的任一項，也可以其中任兩項或者更多項的組合。

特別地，在一個實施例中，主動校準至少包括r方向的校準。具體來說，主動校準步驟（步驟30）包括：根據光學系統的實測解析度（本發明中，解析度可以通過實測的MTF曲線或SFR曲線獲得，但獲取解析度的方法不限於此），通過夾持或吸附第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200，來調整並確定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置關係。其中，沿著調整平面移動第一鏡頭部件100，根據光學系統的實測解析度，確定第一鏡片與第二鏡頭部件200之間的沿著調整平面的移動方向上的相對位置，其中移動包括在調整平面上的轉動，即r方向上的運動。本實施例中，第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200具有象徵其所包含的自由曲面鏡片的面型方向資訊的標識。

在一個實施例中，自由曲面鏡片具有垂直於其厚度方向的基準平面，自由曲面鏡片在基準平面內具有基準方向，第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200具有基準方向的標識以象徵自由曲面鏡片的面型方向資訊。自由曲面鏡片的對在基準平面內的旋轉定位十分敏感，而在主動校準階段，使第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200沿r方向相對移動和調整，可以提高自由曲面鏡片的實際基準方向的安裝準確度。例如可以使得自由曲面鏡片的實際基準方向與光學設計所確定的基準方向的差異不大於0.05度，進而獲得具有高成像品質的小尺寸、大光圈光學鏡頭或攝像模組。本實施例中，在自由曲面鏡片相對其他鏡頭進行旋轉校正時，可以實時採集和得到像差調整數據並校正，最終使得帶有自由曲面鏡片的鏡頭和/或攝像模組得到較佳成像效果。通過調整以使兩個鏡頭部件所組成的光學系統具有較佳的成像性能，例如成像的四周畸變量小，光學系統的像差小。主動校準的調整指標可以不同的需求進行設置。從而使得不同調整指標的主動校準後的光學鏡頭滿足不同的光學性能。

此外，在預定位階段，基準方向的標識可以幫助自由曲面鏡片快速預定位至光學設計所確定的方向上，然後再在預定位的基礎上進行主動調整。這樣將有助於提高光學鏡頭或攝像模組的生產效率。在另一個實施例中，也可以基於機器視覺技術對自由曲面鏡片的面型方向進行機器識別，並基於識別結果進行r方向的預定位，然後再在預定位的基礎上進行主動調整。

進一步地，在一個實施例中，主動校準步驟中，移動還包括在調整平面上的平移，即x、y方向上的運動。

進一步地，在一個實施例中，主動校準還包括：根據光學系統的實測解析度，調整並確定第一鏡頭部件100的軸線相對於第二鏡頭部件200的軸線的夾角，即w、v方向上的調整。所組裝的光學鏡頭或攝像模組中，第一鏡頭部件100的軸線與第二鏡頭部件200的軸線之間可以具有不為零的夾角。

進一步地，在一個實施例中，主動校準還包括：沿著垂直於調整平面的方向移動第一鏡頭部件100（即z方向上的調整），根據光學系統的實測解析度，確定第一鏡頭部件100與第二鏡頭部件200之間的在垂直於調整平面的方向上的相對位置。

進一步地，在一個實施例中，預定位步驟（步驟20）中，使第一鏡頭部件100的底面和第二鏡頭部件200的頂面之間具有間隙；以及黏結步驟（步驟40）中，膠材配置於間隙。

進一步地，在一個實施例中，準備步驟（步驟10）中，第一鏡頭部件100還可以不具有第一鏡筒101。例如第一鏡頭部件100可以由單個第一鏡片102構成。預定位步驟（步驟20）中，使第一鏡片102的底面和第二鏡頭部件200的頂面之間具有間隙；以及黏結步驟（步驟40）中，將膠材配置於間隙。本實施例中，第一鏡片102可以由互相嵌合形成一體的多個子鏡片形成。本實施例中，第一鏡片102的不用於成像的非光學面的側面和頂面可以形成遮光層。該遮光層可以通過在第一鏡片102的側面和頂面絲網印刷遮光材料而形成。

在一個實施例中，主動校準步驟中，可以固定第二鏡頭部件200，通過夾具夾持第一鏡頭部件100，在與夾具連接的六軸運動機構的帶動下，移動第一鏡頭部件100，從而實現第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200之間的上述六個自由度下的相對移動。其中，夾具可以承靠於或部分承靠於第一鏡頭部件100的側面，從而將第一鏡頭部件100夾起。

進一步地，根據本發明的一個實施例，還提供了一種攝像模組組裝方法，包括：利用前述任一實施例的光學鏡頭組裝方法組裝光學鏡頭，然後利用所組裝的光學鏡頭製作攝像模組。

進一步地，根據本發明的另一個實施例，還提供了另一種攝像模組組裝方法的流程圖，該方法包括：

步驟100，準備第一鏡頭部件100和攝像模組部件，其中攝像模組部件包括結合在一起的第二鏡頭部件200和感光模組，並且第一鏡頭部件100包括第一鏡筒101和安裝在第一鏡筒101內的至少一個第一鏡片102，第二鏡頭部件200包括第二鏡筒201和安裝在第二鏡筒201內的至少一個第二鏡片202。並且，第一鏡片102和第二鏡片202中至少存在一個自由曲面鏡片。

步驟200，對第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200進行預定位，使至少一個第二鏡片202與至少一個第一鏡片102共同構成可成像的光學系統。

步驟300，基於主動校準來調整和確定第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置。

步驟400，通過膠材黏結第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200。

可以看出，與前一實施例相比，本實施例中第二鏡頭部件200和感光模組先組裝在一起構成攝像模組部件，然後再將攝像模組部件與第一鏡頭部件100組裝，得到完整的攝像模組。將攝像模組部件與第一鏡頭部件100組裝的流程還可以有多種變形，例如可參考前文所述的光學鏡頭組裝方法的多個實施例，來實現攝像模組部件與第一鏡頭部件100的組裝。

以上描述僅為本發明的較佳實施方式以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本發明中所涉及的申請範圍，並不限於上述技術特徵的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述申請構思的情況下，由上述技術特徵或其等同特徵進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特徵與本發明中公開的(但不限於)具有類似功能的技術特徵進行互相替換而形成的技術方案。

1000、1000a、1000b‧‧‧光學鏡頭

2000、2000a、2000b‧‧‧攝像模組

100‧‧‧第一鏡頭部件

101‧‧‧第一鏡筒

102‧‧‧第一鏡片

200‧‧‧第二鏡頭部件

201‧‧‧第二鏡筒

202‧‧‧第二鏡片

209、209a、209b‧‧‧自由曲面鏡片

300‧‧‧感光組件

301‧‧‧電路板

302‧‧‧感光晶片

303‧‧‧筒狀支撐體

304‧‧‧彩色濾光片

400‧‧‧間隙

P‧‧‧調整平面

圖1為本發明一個實施例的光學鏡頭的剖面示意圖；

圖2為本發明一個實施例中的一個自由曲面鏡片的立體示意圖；

圖3為本發明一個實施例的攝像模組的剖面示意圖；

圖4為本發明另一實施例的光學鏡頭的剖面示意圖；

圖5為基於圖4的光學鏡頭添加感光組件的攝像模組的剖面示意圖；

圖6為本發明另一實施例的光學鏡頭的剖面示意圖；

圖7為基於圖6的光學鏡頭添加感光組件的攝像模組的剖面示意圖；

圖8為本發明一個實施例中的光學鏡頭組裝方法的流程圖；

圖9a為本發明一個實施例中的主動校準中相對位置調整方式；

圖9b為本發明另一個實施例的主動校準中的旋轉調整；

圖9c為本發明又一個實施例的主動校準中的增加了v、w方向調整的相對位置調整方式。

1000‧‧‧光學鏡頭

100‧‧‧第一鏡頭部件

101‧‧‧第一鏡筒

102‧‧‧第一鏡片

200‧‧‧第二鏡頭部件

201‧‧‧第二鏡筒

202‧‧‧第二鏡片

400‧‧‧間隙

Claims (25)

1. 一種光學鏡頭，其特徵在於，包括： 一第一鏡頭部件，包括至少一個第一鏡片； 一第二鏡頭部件，包括一第二鏡筒和安裝在該第二鏡筒內的至少一個第二鏡片，該至少一個第一鏡片與該至少一個第二鏡片共同構成可成像的一光學系統，並且該至少一個第一鏡片與該至少一個第二鏡片中具有至少一個自由曲面鏡片；以及 一連接介質，將該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件固定在一起。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該連接介質為膠材，支撐並固定該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件，並使得該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件的相對位置保持一主動校準所確定的一相對位置。
3. 根據申請專利範圍第2項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該第一鏡頭部件的軸線與該第二鏡頭部件的軸線之間具有不為零的夾角。
4. 根據申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該第一鏡片的數目為一，並且該第一鏡片為該自由曲面鏡片。
5. 根據申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該至少一個第二鏡片的數目為多個，並且該至少一個第二鏡片中具有一個該自由曲面鏡片。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該至少一個第一鏡片中具有一個該自由曲面鏡片，並且該至少一個第二鏡片中具有一個該自由曲面鏡片。
7. 根據申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該第一鏡頭部件更包括一第一鏡筒，並且該至少一個第一鏡片安裝於該第一鏡筒的內側。
8. 根據申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該第一鏡頭部件和/或該第二鏡頭部件具有象徵其所包含的該自由曲面鏡片的面型方向資訊的標識。
9. 根據申請專利範圍第8項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該自由曲面鏡片具有垂直於其厚度方向的一基準平面，該自由曲面鏡片在該基準平面內具有一基準方向，該第一鏡頭部件和/或該第二鏡頭部件具有該基準方向的標識以象徵該自由曲面鏡片的面型方向資訊。
10. 根據申請專利範圍第9項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該連接介質為膠材，支撐並固定該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件，並使得該自由曲面鏡片的實際基準方向與光學設計所確定的該基準方向的差異不大於一預定閾值角度。
11. 根據申請專利範圍第10項所述的光學鏡頭，其特徵在於，該預定閾值角度為0.05度。
12. 根據申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其特徵在於，在沿著所述光學鏡頭的一光軸方向上，該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件之間具有一間隙。
13. 一種攝像模組，其特徵在於，包括如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的光學鏡頭。
14. 一種光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，包括下列步驟： 對一第一鏡頭部件和一第二鏡頭部件進行一預定位，使至少一個第一鏡片與至少一個第二鏡片共同構成可成像的一光學系統，其中，該第一鏡頭部件包括該至少一個第一鏡片，該第二鏡頭部件包括一第二鏡筒和安裝在該第二鏡筒內的該至少一個第二鏡片，並且該至少一個第一鏡片與該至少一個第二鏡片中具有至少一個自由曲面鏡片； 基於一主動校準來調整和確定該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件的一相對位置；以及 通過膠材黏結該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件，使該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件固定並保持在該主動校準所確定的該相對位置。
15. 根據申請專利範圍第14項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該至少一個第一鏡片中具有該至少一個自由曲面鏡片，並且該至少一個第二鏡片中具有該至少一個自由曲面鏡片。
16. 根據申請專利範圍第14項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該主動校準包括：根據該光學系統的一實測解析度，通過夾持或吸附該第一鏡頭部件和/或該第二鏡頭部件，來調整並確定該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件的該相對位置關係。
17. 根據申請專利範圍第16項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該主動校準更包括：通過調整該第一鏡頭部件和該第二鏡頭部件的該相對位置關係，來使該自由曲面鏡片的實際基準方向與光學設計所確定的一基準方向的差異不大於一預定閾值角度，其中該基準方向用於象徵該自由曲面鏡片的面型方向資訊。
18. 根據申請專利範圍第17項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該預定閾值角度為0.05度。
19. 根據申請專利範圍第16項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該主動校準還包括：沿著一調整平面移動該第一鏡頭部件，根據該光學系統的該實測解析度，確定該第一鏡片與該第二鏡頭部件之間的沿著該調整平面移動的方向上的一相對位置，其中所述移動包括在該調整平面上的轉動。
20. 根據申請專利範圍第19項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該主動校準的步驟中，所述移動更包括在該調整平面上的平移。
21. 根據申請專利範圍第16項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該主動校準更包括：根據該光學系統的該實測解析度，調整並確定該第一鏡頭部件的軸線相對於該第二鏡頭部件的軸線的夾角。
22. 根據申請專利範圍第19項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該主動校準更包括：沿著垂直於該調整平面的方向移動該第一鏡頭部件，根據該光學系統的該實測解析度，確定該第一鏡頭部件與該第二鏡頭部件之間的在垂直於該調整平面的方向上的該相對位置。
23. 根據申請專利範圍第17項或第18項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該第一鏡頭部件更包括一第一鏡筒，並且該至少一個第一鏡片安裝於該第一鏡筒的內側。
24. 根據申請專利範圍第17項所述的光學鏡頭組裝方法，其特徵在於，該預定位的步驟中，使該第一鏡頭部件的一底面和該第二鏡頭部件的一頂面之間具有間隙；且所述黏結步驟中，該膠材配置於該間隙。
25. 一種攝像模組組裝方法，其特徵在於，利用如申請專利範圍第14項至第24項中任一項所述的光學鏡頭組裝方法組裝一光學鏡頭；以及基於該光學鏡頭組裝一攝像模組。

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