TWI720579B

TWI720579B - 光學鏡頭、攝像模組及其組裝方法

Info

Publication number: TWI720579B
Application number: TW108128772A
Authority: TW
Inventors: 褚水佳; 劉林; 陳烈烽; 葉超; 丁小明
Original assignee: 中國商寧波舜宇光電信息有限公司
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2021-03-01
Also published as: WO2020034789A1; TW202032248A; CN110824653B; US11974033B2; US20210337093A1; CN110824653A; EP3836531A4; EP3836531A1

Abstract

一種光學鏡頭，包括：第一鏡頭部件，其包括至少一個第一鏡片；第二鏡頭部件，其包括第二鏡筒和安裝在所述第二鏡筒的至少一個第二鏡片，並且第二鏡片與第一鏡片共同構成可成像的光學系統；兩個鏡頭部件中的至少一個具有光滑區，所述光滑區適於反射測距設備發出的光束，並且所述光滑區位於鏡頭部件的端面；以及連接介質，適於將所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件固定在一起。本發明還提供了相應的光學鏡頭組裝方法以及相應的攝像模組及其組裝方法。本發明可以通過提升測高精度來提升預定位精度，可以將測距點作為圖像識別的特徵點，以便於進行預定位和主動校準，從而提高光學鏡頭和攝像模組的組裝精度。

Description

光學鏡頭、攝像模組及其組裝方法

本發明涉及光學成像技術領域，具體地說，本發明涉及光學鏡頭、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、工業生產等諸多領域都得到了廣泛應用。

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。然而，要在同一攝像模組實現高像素、小尺寸、大光圈三個實施態樣的需求是有很大難度的。例如，手機的緊湊型發展和手機屏占比的增加，讓手機內部能夠用於前置攝像模組的空間越來越小，且手機前置攝像模組的容納空間遠小於手機後置攝像頭的容納空間。然而，對高像素、大光圈等實施態樣特性的追求又決定了在鏡頭的光學設計上很難再進一步減小鏡片的尺寸。

另一實施態樣，市場對攝像模組的成像品質提出了越來越高的需求。量產的光學鏡頭和攝像模組，還需要考慮到光學成像鏡頭的品質和模組封裝過程中的製造誤差。具體來說，在光學成像鏡頭的製造過程中，影響鏡頭解析度因素來自於各元件及其裝配的誤差、鏡片間隔元件厚度的誤差、各鏡片的裝配配合的誤差以及鏡片材料折射率的變化等。其中，各元件及其裝配的誤差包含各鏡片單體的光學面厚度、鏡片光學面矢高、光學面面型、曲率半徑、鏡片單面及面間偏心，鏡片光學面傾斜等誤差，這些誤差的大小取決於模具精度與成型精度控制能力。鏡片間隔元件厚度的誤差取決於元件的加工精度。各鏡片的裝配配合的誤差取決於被裝配元件的尺寸公差以及鏡頭的裝配精度。鏡片材料折射率的變化所引入的誤差則取決於材料的穩定性以及批次一致性。上述各個元件影響解析度的誤差存在累積惡化的現象，這個累計誤差會隨著鏡片數量的增多而不斷增大。現有解析度解決方案為對各相對敏感度高的元件的尺寸進行公差控制、鏡片回轉進行補償來提高解析度，但是由於高像素大光圈的鏡頭較敏感，要求公差嚴苛，如：對於部分敏感鏡頭而言，鏡片的1微米（μm）的偏心量會對成像面造成9′的傾斜，導致鏡片加工及組裝難度越來越大，同時由於在組裝過程中反饋週期長，造成鏡頭組裝的過程能力指數(CPK)低、波動大，導致不良率高。且如上所述，因為影響鏡頭解析度的因素非常多，存在於多個元件中，每個因素的控制都存在製造精度的極限，如果只是單純提升各個元件的精度，提升能力有限，提升成本高昂，而且不能滿足市場日益提高的成像品質需求。

本申請人提出了一種基於主動校準製程調整和確定上、下子鏡頭的相對位置（上、下子鏡頭有時也可以稱為上、下群或上、下鏡頭部件），然後將上、下子鏡頭按照所確定的相對位置黏結在一起，進而製造出完整的光學鏡頭或攝像模組的組裝方法。這種解決方案能夠提升大批量生產的光學鏡頭或攝像模組的過程能力指數(CPK)；能夠使得對物料（例如用於組裝光學鏡頭或攝像模組的子鏡頭或感光組件）的各個元件的精度及其裝配精度的要求變寬鬆，進而降低光學成像鏡頭以及攝像模組的整體成本；能夠在組裝過程中對攝像模組的各種像差進行實時調整，降低不良率，降低生產成本，提升成像品質。

然而，對鏡頭的光學系統本身進行主動校準是一種新的生產製程，在生產效率、自動化、安全措施等實施態樣均有待完善。例如，目前主動校準製程需要由對上、下子鏡頭進行預定位，使上、下子鏡頭組成的光學系統可以進行成像，然後再採集光學系統的實際成像結果，根據實際成像結果繪製解析度離焦曲線，以及根據解析度離焦曲線分析光學系統在當前狀態下的成像品質。如果當前狀態下的成像品質不能達標，則需要調整上、下子鏡頭的相對位置，然後再重複上述過程，這樣不斷循環，直至成像品質達標。需要注意，當使用標板和感光晶片分別作為主動校準的測試光路的物方和像方時，對於上、下子鏡頭的每一個相對位置，解析度離焦曲線的繪製均需要沿著光路移動感光晶片，記錄一系列位置的實測解析度，因此主動校準過程中的每一次循環均會消耗一定的時間。並且，主動校準是一種個性化的校準，即每一組上、下子鏡頭的調整路徑都是不一致的，換句話說要將光學系統的狀態調整至成像品質達標需要經過多次試錯。以上因素都可能會導致基於主動校準製程的光學鏡頭的生產效率降低，不利於大規模量產。需注意在工業界，同一規格的攝像模組（例如手機攝像模組）的產量可以高達千萬甚至上億量級，因此生產效率往往是需要考慮的重要指標之一。

另一實施態樣，主動校準的調整範圍是有限的，即主動校準通常適於在一個較小的調整範圍內找解析力最優位置及姿態。如果預調整的精度不足，各子鏡頭間相對位置相距良品子鏡頭相對位置所需的調整量過大，超出主動校正限度，從而導致無法組裝出成像品質達標的光學鏡頭或攝像模組，進而導致產品的良率下降。

本申請旨在提供一種能夠克服現有技術的至少一個缺陷的解決方案。

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，其包括至少一個第一鏡片；第二鏡頭部件，其包括第二鏡筒和安裝在所述第二鏡筒的至少一個第二鏡片，並且所述至少一個第二鏡片與所述至少一個第一鏡片共同構成可成像的光學系統；所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件中的至少一個具有光滑區，所述光滑區適於反射測距設備發出的光束，並且所述光滑區位於所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件中的至少一個的端面；以及連接介質，適於將所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件固定在一起。

其中，所述端面是鏡頭部件的頂面或底面，所述鏡頭部件包括所述第一鏡頭部件或所述第二鏡頭部件。

其中，所述光滑區包括位於所述鏡頭部件的頂面或底面的至少三個點狀光滑區；每個所述點狀光滑區的尺寸均大於所述測距設備發出的光束的尺寸。

其中，所述光滑區是環狀光滑區，所述環狀光滑區環繞所述鏡頭部件的通光孔。

其中，所述第一鏡頭部件的頂面具有凸起結構或凹陷結構，所述凸起結構的頂面或所述凹陷結構的底面形成所述光滑區。

其中，所述第一鏡頭部件的頂面具有至少三個凸起或凹陷結構，所述凸起結構的頂面或所述凹陷結構的底面形成所述至少三個點狀光滑區。

其中，所述第二鏡頭部件的頂面具有所述光滑區。

其中，所述第二鏡頭部件的頂面還具有畫膠區，所述畫膠區適於佈置作為所述連接介質的膠材。

其中，所述光滑區的粗糙度小於所述畫膠區。

其中，所述畫膠區為環形，所述光滑區位於所述畫膠區的內側或外側。

其中，所述畫膠區為環形，所述光滑區位於所述畫膠區中。

其中，所述第二鏡頭部件還包括馬達，所述第二鏡筒安裝於所述馬達的載體內側，並且所述第二鏡頭部件的所述光滑區位於所述馬達的頂面。

其中，所述連接介質為第一膠材，在沿著光軸的方向上所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件之間具有間隙，且所述第一膠材位於所述間隙內。

其中，所述第一膠材適於支撐並固定所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件，並使得所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置；其中所述第一鏡頭部件的光軸與所述第二鏡頭部件的光軸之間具有不為零的夾角。

其中，所述光滑區的粗糙度不大於VDI23。

其中，所述第一鏡片的數目為一。

其中，所述第一鏡頭部件還包括第一鏡筒，並且所述至少一個第一鏡片安裝於所述第一鏡筒的內側。

根據本發明的另一實施態樣，還提供了一種攝像模組，包括前述任意一光學鏡頭。

根據本發明的另一實施態樣，還提供了另一種攝像模組，其包括光學鏡頭和感光組件；其中，所述感光組件的頂面通過第二膠材與所述光學鏡頭的底面黏合，並且所述感光組件的頂面具有光滑區和畫膠區，其中所述光滑區適於反射測距設備所發出的光束，所述畫膠區適於佈置所述第二膠材，所述光滑區的粗糙度小於所述畫膠區。

其中，所述畫膠區為環形，所述光滑區位於所述環形的外側或內側。

其中，所述畫膠區為環形，所述光滑區位於所述畫膠區中。

根據本發明的另一實施態樣，還提供了一種光學鏡頭組裝方法，其包括：用測距設備照射第一鏡頭部件和/或第二鏡頭部件的光滑區進行多點測距，識別所述第一鏡頭部件和/或所述第二鏡頭部件的傾角，其中所述第一鏡頭部件包括第一鏡筒和安裝在所述第一鏡筒內的至少一個第一鏡片，所述第二鏡頭部件包括第二鏡筒和安裝在所述第二鏡筒內的至少一個第二鏡片，所述光滑區適於反射所述測距設備發出的光束，並且所述光滑區位於所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件中的至少一個的端面；根據所識別的傾角對所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件進行預定位，使所述至少一個第二鏡片與所述至少一個第一鏡片共同構成可成像的光學系統；基於主動校準來調整和確定所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件的相對位置；以及通過膠材黏結所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件，所述膠材在固化後支撐並固定所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件，以使所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置。

其中，所述預定位包括對所述第一鏡頭部件和/或所述第二鏡頭部件進行姿態預調整，使得所述第一鏡頭部件和所述第二鏡頭部件間的姿態誤差控制在0.01度以內。

其中，所述主動校準包括：通過攝取機構攝取和移動所述第一鏡頭部件，以調節和確定所述第一鏡頭部件與所述第二鏡頭部件的相對位置。

其中，所述主動校準還包括：沿著調整平面移動所述第一鏡頭部件，根據基於所述光學系統的實際成像結果的實測解析度，確定所述第一鏡頭部件與所述第二鏡頭部件之間的在所述調整平面上的相對位置；在所述調整平面上的相對位置包括在所述調整平面上的平移方向和/或轉動方向上的相對位置。

其中，所述主動校準還包括：根據基於所述光學系統實際成像結果的實測解析度，調節並確定所述第一鏡頭部件的軸線相對於所述第二鏡頭部件的軸線的夾角。

其中，所述主動校準還包括：沿著垂直於所述調整平面的方向移動所述第一鏡頭部件，根據基於所述光學系統的實際成像結果的實測解析度，確定所述第一鏡頭部件與所述第二鏡頭部件之間的在垂直於所述平面的方向上的相對位置。

根據本發明的另一實施態樣，還提供了一種攝像模組組裝方法，其包括：利用前述任意一光學鏡頭組裝方法組裝光學鏡頭；以及將所述光學鏡頭安裝於感光組件。

根據本發明的另一實施態樣，還提供了另一種攝像模組組裝方法，其包括：用測距設備照射光學鏡頭和/或感光組件的端面的光滑區進行多點測距，識別所述光學鏡頭和/或所述感光組件的傾角，所述光滑區適於反射所述測距設備發出的光束；根據所識別的傾角對所述光學鏡頭和所述感光組件進行預定位；基於主動校準來調整和確定所述光學鏡頭和所述感光組件的相對位置；以及通過膠材黏結所述光學鏡頭和所述感光組件，所述膠材在固化後支撐並固定所述光學鏡頭和所述感光組件，以使所述光學鏡頭和所述感光組件的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置。

其中，所述預定位包括對所述光學鏡頭和/或所述感光組件進行姿態預調整，使得所述光學鏡頭和所述感光組件間的姿態誤差控制在0.01度以內。

與現有技術相比，本發明具有下列至少一個技術效果： 1、本發明可以通過提升測距（測高）精度來提升進行主動校準的部件間的預定位精度，從而便於後續的主動校準及組裝。 2、本發明可以將測距點設置為突起或凹陷，進而作為圖像識別的特徵點，以便於進行預定位和主動校準。 3、本發明可以提高光學鏡頭和攝像模組的組裝精度。

為了更好地理解本申請，將參考附圖對本申請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申請的示例性實施方式的描述，而非以任何方式限制本申請的範圍。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，在不背離本申請的教導的情況下，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，當描述本申請的實施方式時，使用“可以”表示“本申請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）均具有與本申請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，本申請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申請。

圖1示出了本發明一個實施例的光學鏡頭的剖面示意圖。如圖1所示，光學鏡頭1000包括第一鏡頭部件100、第二鏡頭部件200和第一膠材300。其中，第一鏡頭部件100包括第一鏡筒110和安裝於第一鏡筒110內的一個第一鏡片120，第一鏡片120可以通過黏結膠103固定於第一鏡筒110。第二鏡頭部件200包括第二鏡筒210和安裝在所述第二鏡筒210的多個第二鏡片220。所述多個第二鏡片220與一個第一鏡片120共同構成可成像的光學系統。第一膠材300可以佈置於第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200之間。例如，在沿著光軸的方向上所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200之間具有間隙，且所述第一膠材300位於所述間隙內。

進一步地，圖2示出了本發明一個實施例的第一鏡頭部件100的俯視示意圖。參考圖2，本實施例中第一鏡頭部件100的頂面具有多個作為雷射測距特徵點的區域，這幾個作為特徵點的區域可以是凸起結構。凸起結構的頂面被設置成粗糙度小於其它區域，從而構成光滑區111。在實施例中，上述凸起結構均設置於第一鏡筒110的頂面。可以在第一鏡筒110的成型模具設置對應的凹陷結構並調整其粗糙度，以便製作具有上述凸起結構的第一鏡筒110。在組裝光學鏡頭1000時，將雷射測距設備佈置於第一鏡頭部件100正上方，對上述特徵點（即凸起結構的光滑頂面）進行測距，即可通過多點測距的方式計算出這些特徵點所代表的平面的傾角，進而獲得第一鏡頭部件100此時的傾角。這樣，只要進一步獲得第二鏡頭部件200的傾角，即可對第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200進行準確的預調整，使二者的相對位置接近最佳位置，為後續的主動校準步驟提供便利。並且，由於作為雷射測距特徵點的區域均為光滑區111，因此可以減小因特徵點表面粗糙而造成的測距誤差。圖3示出了測距設備測量其到一個粗糙表面距離的示意圖，圖4示出了測距設備測量其到一個光滑表面距離的示意圖。圖3和圖4中，方框310均表示雷射器，豎直線311均表示雷射柱，虛線表示理想擬合平面，實折線表示實際表面輪廓。可以看出，當表面粗糙度較大時，實際測試點高度可能與理想擬合平面高度偏差較大，由幾個高度偏差較大的點擬合的平面算出的第一鏡頭部件100的傾角（傾角也可以理解為第一鏡頭部件100的平面傾角）的誤差也會較大。相反地，表面粗糙度較小的表面，所求得的第一鏡頭部件100的平面傾角的誤差也會較小。因此，將雷射測距特徵點設置成光滑區111有助於減小測距設備所識別的第一鏡頭部件100傾角的誤差，進而提高第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200間預調整的精度。第一鏡筒頂面的特徵點的個數通常不少於3，這是由於3點可以確定一個平面，而對3點分別測距（或測高）可以獲得該平面的傾角。進一步地，上述凸起結構還有助於作為對第一鏡頭部件100進行圖像識別的標記點。從上方對第一鏡頭部件100拍照，即可通過圖像識別獲得所拍攝圖像中的多個凸起結構的x、y軸位置，進而獲得第一鏡頭部件100的x、y位置。本文中x、y分別表示垂直於所述光學鏡頭1000的光軸的平面上的兩個直角坐標軸，光軸方向的坐標軸則用z表示。

需注意，在一個變形的實施例中，上述凸起結構可以被替換為凹陷結構，此時光滑面為凹陷結構的底面。進一步地，在另一個實施例中，上述凸起結構也可以取消，光滑區111與第一鏡頭部件100的頂面處於同一高度。光滑區111並不限於點狀，例如光滑區111也可以是帶狀的。光滑區111並不限於圓形，例如光滑區111也可以是矩形、三角形、呈帶狀的弧形等。總而言之，本發明中光滑區111的形狀不限，只要適於反射測距設備發出的光束，以便實現基於多點測距的平面傾角識別即可。

進一步地，在一個實施例中，第一膠材300適於將所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200固定在一起。例如所述第一膠材300適於支撐並固定所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200，並使得所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200的相對位置保持主動校準所確定的相對位置。其中，主動校準是基於所述光學系統（即由多個第二鏡片220與一個第一鏡片120共同構成可成像的光學系統）的實際成像測得的實際解析度曲線，來對第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的相對位置進行校準，以提高光學鏡頭1000的成像品質。

進一步地，圖5示出了本發明一個實施例的第二鏡頭部件200的俯視示意圖。參考圖5，本實施例中第二鏡頭部件200的頂面具有多個作為雷射測距特徵點的區域，這幾個作為特徵點的區域設置成粗糙度小於頂面的其它區域，從而構成光滑區111。本實施例中，由於第一膠材300需要佈置在第二鏡頭部件200與第一鏡頭部件100之間，也就是說，第二鏡頭部件200的頂面需要承擔作為膠材的黏接面的功能。為保證黏接性能，與膠材黏接的位置需要一定的表面粗糙度。因此，在本實施例中，可以在第二鏡頭部件200頂面的畫膠路徑212（也可稱為畫膠區）上取幾個測高點位做成較小的粗糙度，以保證測高精度。在一個例子中，畫膠區212可以是環形的，如圖5所示。其中測高點位（即光滑區211）位於畫膠區212中。圖6示出了本發明另一個實施例的第二鏡頭部件200的俯視示意圖。該實施例中，可以將位於畫膠路徑212以外的點作為測高點位，被選做測高點位的區域可以做成較小的粗糙度，形成所述光滑區211。較佳地，測高點位儘量靠近畫膠路徑。需注意，本文中光滑區211位於畫膠路徑以外的含義既包括：光滑區211位於呈環形的畫膠路徑的內側（如圖6所示）的情形，也包括：光滑區211位於環形畫膠路徑的外側的情形（未在圖中示出）。上述第二鏡頭部件200頂面的光滑區211均適於反射測距設備發出的光束，以便實現基於多點測距的平面傾角識別。在獲得第一鏡頭部件100平面傾角和第二鏡頭部件200的平面傾角後，可以在組裝光學鏡頭1000的預調整階段，通過非主動成像的方式對第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200進行預定位，使二者的相對位置接近理想位置，從而為後續的主動校準步驟提供便利。光滑區211並不限於點狀，例如光滑區211也可以是帶狀的。光滑區211並不限於圓形，例如光滑區211也可以是矩形、三角形、呈帶狀的弧形等。總而言之，本發明中光滑區211的形狀不限，只要適於反射測距設備發出的光束，以便實現基於多點測距的平面傾角識別即可。

上述實施例中，所述第一鏡片120的數目為一，需要注意，本發明並不限於此，例如在另外的實施例中，第一鏡片120的數目可以是多個，例如二、三等。進一步地，在一個實施例中，所述第一鏡筒110可以取消，即第一鏡頭部件100可以由單個第一鏡片120構成，該第一鏡片120可以包括用於成像的光學區和光學區以外的結構區。本實施例中，所述適於反射測距設備發出的光束的光滑區211可以設置在所述結構區的頂面。進一步地，在一個實施例中，當第一鏡頭部件100由單個第一鏡片120構成時，所述單個第一鏡片120可以是由多個子鏡片互相嵌合而成的複合鏡片。進一步地，在一個實施例中，當第一鏡頭部件100由單個第一鏡片120構成時，該第一鏡片120的結構區可以形成遮光層（例如通過絲網印刷製程在結構區表面和側面製作遮光層）以便形成光柵。

另外，在一些實施例中，雷射測距設備也可以佈置在第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的下方，此時適於反射測距設備發出的光束的光滑區211可以設置在第一鏡頭部件100的底面或/和第二鏡頭部件200的底面。為便於描述，本文中，將頂面和底面統稱為端面。

進一步地，根據本發明的另一實施例，還提供了一種光學鏡頭1000組裝方法，其包括下列步驟S10-S40。

步驟S10，準備彼此分離的第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200，其中所述第一鏡頭部件100包括第一鏡筒110和安裝在所述第一鏡筒110內的至少一個第一鏡片120，所述第二鏡頭部件200包括第二鏡筒210和安裝在所述第二鏡筒210內的至少一個第二鏡片220。本實施例中，第一鏡片120的數目為一。第二鏡片220的數目為多個。其中，第一鏡頭部件100的頂面和第二鏡頭部件200的頂面均具有光滑區211，所述光滑區211可作為測距設備的測高點。

步驟S20，利用所述光滑區211進行測距（例如雷射測距），基於多點定位方法計算第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200的傾角（即計算第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200的平面傾角），然後對所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200進行預定位，使所述至少一個第二鏡片220與所述至少一個第一鏡片120共同構成可成像的光學系統。該預定位可以包括對第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200的位置及姿態的調整。其中位置調整可以理解為對第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200的x、y、z位置的調整，姿態調整可以理解為對第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200的傾角（或平面傾角）進行調整。本文中x、y分別表示垂直於所述光學鏡頭1000的光軸1001（如圖1所示）的平面上的兩個直角坐標軸，光軸1001方向的坐標軸則用z表示。

本實施例中，將雷射測距特徵點設置成光滑區211有助於減小測距設備所識別的第一鏡頭部件100和/或第二鏡頭部件200傾角和z間距的誤差，進而提高第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200間預調整的精度。特徵點的個數通常不少於3。本實施例中，姿態預調整後可將第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200間的姿態誤差控制在0.01度以內。

進一步地，對於第一鏡頭部件100，可以將光滑區111設計成凸起結構，該凸起結構有助於作為對第一鏡頭部件100進行圖像識別的標記點。從上方對第一鏡頭部件100拍照，即可通過圖像識別獲得所拍攝圖像中的多個凸起結構的x、y軸位置，進而獲得第一鏡頭部件100的x、y位置。

步驟S30，基於主動校準來調整和確定所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200的相對位置。在步驟S20中，已通過設置粗糙度減小的光滑區域來準確識別多個群組（包括第一鏡頭部件100、第二鏡頭部件200）的位置關係，從而實現了不開圖地準確預定位。在本步驟中，由於主動校正的調整範圍有限（在一個較小的調整範圍內找解析力最優位置及姿態），因此需要在步驟S20中先將二者位置調整至與理想組裝相對位置較接近的位置。隨著對攝像模組的性能的追求，預調整的精度需求也在不斷的提升，對測高的精度要求也在不斷提升。如果預調整位置超出主動校準的限度，則無法獲得性能達到規格的產品。而本實施例可以有效地避免預調整結果與獲得良品所需鏡頭部件間相對位置及姿勢差超出主動校準的限度，從而提高產品良率。

步驟S40，通過膠材黏結所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200。本步驟中，利用固化的膠材支撐並固定所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200，以使所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件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S30前，在所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200之間的間隙進行膠材300塗佈，然後再執行步驟S30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S40使膠材300固化，從而利用固化的膠材300支撐所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200，進而使所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件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S30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，使所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件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，本申請中所述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10A示出了本發明一個實施例中的主動校準中相對位置調節方式。在該調節方式中，所述第一鏡頭部件100（也可以是第一鏡片120）可以相對於所述第二鏡頭部件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10B示出了本發明另一個實施例的主動校準中的旋轉調節。在該實施例中，相對位置調整除了具有圖10A的三個自由度外，還增加了旋轉自由度，即r方向的調節。本實施例中，r方向的調節是在所述調整平面P內的旋轉，即圍繞垂直於所述調整平面P的軸線的旋轉。

進一步地，圖10C示出了本發明又一個實施例的主動校準中的增加了v、w方向調節的相對位置調節方式。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方向調節，可以調節第一鏡頭部件100相對於第二鏡頭部件200的傾斜姿態（也就是所述第一鏡頭部件100的光軸相對於所述第二鏡頭部件200的光軸的傾斜）。

上述x、y、z、r、v、w六個自由度的調節均可能影響到所述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，相對位置調節方式可以是僅調節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。

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

進一步地，在一個實施例中，所述主動校準還包括：根據所述光學系統的實測解析度，調節並確定所述第一鏡頭部件100的軸線相對於所述第二鏡頭部件200的軸線的夾角，即w、v方向上的調節。所組裝的光學鏡頭1000或攝像模組中，所述第一鏡頭部件100的軸線與所述第二鏡頭部件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，所述主動校準還包括：沿著垂直於所述調整平面的方向移動所述第一鏡頭部件100（即z方向上的調節），根據所述光學系統的實測解析度（指基於光學系統的實際成像結果所得到的實測解析度），確定所述第一鏡頭部件100與所述第二鏡頭部件200之間的在垂直於所述調整平面的方向上的相對位置。

進一步地，在一個實施例中，所述預定位步驟（步驟20）中，使所述第一鏡頭部件100的底面和所述第二鏡頭部件200的頂面之間具有間隙；以及所述黏結步驟（步驟40）中，所述膠材佈置於所述間隙。

進一步地，在一個實施例中，所述準備步驟（步驟10）中，所述第一鏡頭部件100還可以不具有第一鏡筒。例如第一鏡頭部件100可以由單個第一鏡片120構成。所述預定位步驟（步驟20）中，使所述第一鏡片120的底面和所述第二鏡頭部件200的頂面之間具有間隙；以及所述黏結步驟（步驟40）中，將所述膠材佈置於所述間隙。本實施例中，第一鏡片120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120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120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，在一個實施例中，可以在執行步驟30前，在所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件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所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200，進而使所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件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，使所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置。

在一個實施例中，膠材可以是UV熱固膠，步驟40中，第二鏡頭部件200固定在一平臺上，利用攝取機構（例如夾具）攝取第一鏡頭部件100，使所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置，然後通過對UV熱固膠進行曝光使其預固化，接著鬆開攝取機構（例如夾具），由於預固化後的膠材支撐所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200，使二者保持在通過主動校準所確定的相對位置，再將結合在一起的所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200進行烘烤，使UV熱固膠永久固化，最終得到光學鏡頭1000成品。在另一個實施例中，所述膠材也可以包括熱固膠和光固膠（例如UV膠），通過對光固膠進行曝光進行預固化，然後再對結合在一起的所述第一鏡頭部件100和所述第二鏡頭部件200進行烘烤以使熱固膠永久固化，從而獲得光學鏡頭1000成品。

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1000的鏡片總數也可以根據需要調整，例如光學鏡頭1000的鏡片總數可以是六，也可以是五或七。

還需要注意，本申請的光學鏡頭1000，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1000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1000的鏡頭部件的數目為三時，光學鏡頭1000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120和一個第二鏡頭部件200的所有第二鏡片220共同構成進行主動校準的可成像光學系統。當光學鏡頭1000的鏡頭部件的數目為四時，光學鏡頭1000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120和兩個第二鏡頭部件200的所有第二鏡片220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，本發明的另外的實施例中，還提供了基於上述光學鏡頭1000的攝像模組。圖11示出了本發明一個實施例的攝像模組的示意圖。該攝像模組包括光學鏡頭1000（其包括第一鏡頭部件100和第二鏡頭部件200）和感光組件400。其中光學鏡頭1000可以是前述任一實施例中的光學鏡頭。感光組件400例如可以包括線路板401、安裝在線路板表面的感光晶片402、形成或安裝於線路板表面並圍繞感光晶片的環形支撐體403（該環形支撐體也可以稱為鏡座）、以及彩色濾光片404。彩色濾光片安裝於所述環形支撐體。在一個實施例中，環形支撐體的頂面可以形成臺階（圖11中未示出），彩色濾光片安裝於所述環形支撐體的臺階上。需注意，感光組件400的結構並不限於上述實施例，例如感光組件400中的彩色濾光片可以貼附於感光晶片上，鏡座頂面可以僅保留適於佈置膠材的尺寸以便減小感光組件400的尺寸。第二鏡頭部件200的底部通過佈置於鏡座頂面的膠材貼附於感光組件400，從而將第二鏡頭部件200與感光組件400安裝（例如可以基於HA製程安裝）在一起得到所述的攝像模組部件。

進一步地，在本發明的一個實施例中，攝像模組還可以包括馬達（或其它類型的光學致動器），光學鏡頭1000可以安裝在馬達的筒狀載體內，馬達的底座安裝於感光組件400的頂面。具體來說，馬達的底座安裝於所述環形支撐體的頂面。第二鏡頭部件200可以與馬達一起構成組件，預定位階段和主動校準階段，該組件作為一個整體與第一鏡頭部件100進行位置和姿態的調整。為便於描述，可以將馬達視為第二鏡頭部件200的一部分。本實施例中，可以通過減小馬達頂面的粗糙度（即所述光滑區111可以位於馬達的頂面）來提升測高精度，從而獲取更準確的位置信息以提升後續組裝精度。

在一個實施例中，每個光滑區111（即特徵點）的最小直徑由雷射光柱的直徑決定，用於測高的雷射柱的直徑可以是20-30微米。本實施例中，光滑區111的尺寸略大於用於測高的雷射柱的直徑，形狀則不作限定。

上述實施例中，鏡頭部件端面均設置用於測高的光滑區111，這一設計思想還可以用於感光組件400，從而提升光學鏡頭1000與感光組件400組裝過程的預調整精度。根據本發明的一個實施例，提供了一種攝像模組，該攝像模組通過AA製程來組裝光學鏡頭1000和感光組件400。其中感光組件400的頂面具有多個作為雷射測距特徵點的區域，這幾個作為特徵點的區域設置成粗糙度小於頂面的其它區域，從而構成光滑區111。在一個例子中，上述光滑區111均設置於感光組件400的頂面。本實施例中，由於第二膠材需要佈置在光學鏡頭1000與感光組件400之間，也就是說，感光組件400的頂面需要承擔作為膠材的黏接面的功能。為保證黏接性能，與膠材黏接的位置需要一定的表面粗糙度。因此，在本實施例中，可以在感光組件400頂面的畫膠路徑上取幾個測高點位做成較小的粗糙度，以保證測高精度。上述感光組件400頂面的光滑區111均適於反射測距設備發出的光束，以便實現基於多點測距的平面傾角識別。在獲得光學鏡頭1000的平面傾角和感光組件400的平面傾角後，可以在組裝光學鏡頭1000的預調整階段，通過非主動成像的方式對光學鏡頭1000和感光組件400進行預定位，使二者的相對位置接近理想位置，從而為後續的主動校準步驟（即AA步驟）提供便利。光滑區111並不限於點狀，例如光滑區111也可以是帶狀的。光滑區111並不限於圓形，例如光滑區111也可以是矩形、三角形、呈帶狀的弧形等。總而言之，本發明中光滑區111的形狀不限，只要適於反射測距設備發出的光束，以便實現基於多點測距的平面傾角識別即可。其中，光學鏡頭1000既可以是單鏡筒的傳統製程製作的光學鏡頭1000，也可以是AOA鏡頭。AOA鏡頭指基於主動校準製程組裝的由至少兩個鏡頭部件（例如上群鏡頭和下群鏡頭）組裝而成的鏡頭。

在另一實施例中，可以將感光組件400頂面的位於畫膠路徑以外的點作為測高點位，被選做測高點位的區域可以做成較小的粗糙度，形成所述光滑區111。較佳地，測高點位儘量靠近畫膠路徑。需注意，本文中光滑區111位於畫膠路徑以外的含義既包括：光滑區111位於呈環形的畫膠路徑的內側的情形，也包括：光滑區111位於環形畫膠路徑的外側的情形。

在另一實施例中，所述光滑區111可以是環形的。圖7示出了本發明一個實施例中第一鏡筒110頂面的俯視示意圖。可以看出，圖7中的光滑區111是環繞通光孔的環形區，而非點狀區域。在測距設備進行測距時，可以在環形光滑區111的不同位置取至少三個點作為測距（即測高）特徵點，從而測得第一鏡頭部件100的x、y位置以及傾角。本實施例中，在成型模具上對應的環形區域進行拋光，即可在模具上形成一環形的光滑成型面，利用這種模具即可製成所需的具有環形光滑區的鏡頭部件。需要注意，本實施例中，環形的光滑成型面可以通過一次拋光形成，可以避免多次拋光所引入的不同測距特徵點間的高度差，有助於提高鏡頭部件的預定位精度。

圖8示出了本發明一個實施例中第二鏡筒210頂面的俯視示意圖。該實施例中，第二鏡筒210的頂面包括環形光滑區211和環形畫膠區212，其中環形光滑區211位於畫膠區212內側。環形光滑區211環繞通光孔。與前一實施例類似，本實施例中，第二鏡頭部件200的成型模具具有環形的光滑成型面，且該環形的光滑成型面可以通過一次拋光形成，可以避免多次拋光所引入的不同測距特徵點間的高度差，有助於提高鏡頭部件的預定位精度。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述光滑區211的粗糙度可以是VDI3（需注意，本發明並不限於此，例如在另一實施例中，所述光滑區211的粗糙度可以是VDI23）。在具體實現上，可以提供一成型模具，其對應於光滑區211的面粗糙度為VDI3或者更低，然後再以此模具製作第一或第二鏡頭部件200的鏡筒或者馬達外殼或者感光組件400的鏡座，即可在第一或第二鏡頭部件200的鏡筒或者馬達外殼或者感光組件400的鏡座的端面獲得粗糙度達到VDI3的光滑區211。目前主流鏡頭上表面粗糙度為VDI24（其鏡筒成型模具的粗糙度為VDI24）。圖9示出了粗糙度VDI與Ra的換算關係。可以看出光滑區211的粗糙度顯著低於目前主流鏡頭上表面的粗糙度。其中VDI和Ra是兩種不同的關於表面光潔度的標準。

進一步地，本發明的一個實施例，還提供了另一種攝像模組組裝方法，其包括下列步驟：

步驟S100，準備彼此分離的光學鏡頭1000和感光組件400。其中光學鏡頭1000可以包括馬達、鏡筒和多個鏡片。鏡筒安裝在馬達的載體內。馬達的頂部具有適於反射測距設備所發出的光束的光滑區211。該光滑區211可以是凸起結構的頂面，也可以是凹陷結構的底面。該光滑區211的粗糙度可以顯著低於馬達頂部的其餘部分。在另一實施例中，所述光滑區211也可以設置在鏡筒的頂面或其它位置，只要可以反射測距設備發出的光束以便實現基於多點測距的平面傾角識別即可。感光組件400包括鏡座，該鏡座的頂面適於佈置第二膠材以便與馬達的底座黏合。鏡座的頂面也可以設置光滑區211以便實現基於多點測距的平面傾角識別。

步驟S200，利用所述光滑區211進行測距（例如雷射測距），基於多點定位方法計算光學鏡頭1000和/或感光組件400的傾角（即計算光學鏡頭1000和/或感光組件400的平面傾角），然後對所述光學鏡頭1000和感光組件400進行預定位。該預定位可以包括對光學鏡頭1000和/或感光組件400的位置及姿態的調整。其中位置調整可以理解為對光學鏡頭1000和/或感光組件400的x、y位置的調整，姿態調整可以理解為對光學鏡頭1000和/或感光組件400的傾角（或平面傾角）進行調整。本文中x、y分別表示垂直於所述光學鏡頭1000的光軸的平面上的兩個直角坐標軸，光軸方向的坐標軸則用z表示。

本實施例中，將雷射測距特徵點設置成光滑區211有助於減小測距設備所識別的光學鏡頭1000和/或感光組件400傾角的誤差，進而提高光學鏡頭1000和感光組件400間預調整的精度。為實現多點測距，特徵點的個數通常不少於3。本實施例中，姿態預調整後可將光學鏡頭1000和感光組件400間的姿態誤差控制在0.01度以內。

進一步地，對於光學鏡頭1000，可以將光滑區211設計成凸起或凹陷結構，該凸起結構有助於作為對第一鏡頭部件100進行圖像識別的標記點。從上方對第一鏡頭部件100拍照，即可通過圖像識別獲得所拍攝圖像中的多個凸起結構的x、y軸位置，進而獲得第一鏡頭部件100的x、y位置。

步驟S300，基於主動校準來調整和確定光學鏡頭1000和感光組件400的相對位置。在步驟S200中，已通過設置粗糙度減小的光滑區211域來準確識別光學鏡頭1000和感光組件400的位置關係，從而實現了不開圖地準確預定位。因此可以有效地避免預調整結果與獲得良品所需鏡頭部件間相對位置和姿勢差超出主動校準的限度，從而提高產品良率。

步驟S400，通過第二膠材黏結所述光學鏡頭1000和感光組件400。本步驟中，利用固化的膠材支撐並固定所述光學鏡頭1000的底面和感光組件400的頂面，以使所述光學鏡頭1000和所述感光組件400的相對位置保持在通過主動校準所確定的相對位置。本實施例中，第二膠材佈置於馬達的底面與鏡座的頂面之間。

以上描述僅為本申請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，本申請中所涉及的發明範圍，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發明構思的情況下，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。例如上述特徵與本申請中公開的(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:光學鏡頭

1001:光軸

100:第一鏡頭部件

103:黏結膠

110:第一鏡筒

111:光滑區

120:第一鏡片

200:第二鏡頭部件

210:第二鏡筒

211:光滑區

212:畫膠路徑、畫膠區

220:第二鏡片

300:第一膠材

400:感光組件

401:線路板

402:感光晶片

403:環形支撐體

404:彩色濾光片

P:調整平面

在參考附圖中示出示例性實施例。本文中公開的實施例和附圖應被視作說明性的，而非限制性的。

圖1示出了本發明一個實施例的光學鏡頭1000的剖面示意圖；

圖2示出了本發明一個實施例的第一鏡頭部件100的俯視示意圖；

圖3示出了測距設備測量其到一個粗糙表面距離的示意圖；

圖4示出了測距設備測量其到一個光滑表面距離的示意圖；

圖5示出了本發明一個實施例的第二鏡頭部件200的俯視示意圖；

圖6示出了本發明另一個實施例的第二鏡頭部件200的俯視示意圖；

圖7示出了本發明一個實施例中第一鏡筒110頂面的俯視示意圖；

圖8示出了本發明一個實施例中第二鏡筒210頂面的俯視示意圖；

圖9示出了粗糙度VDI與Ra的換算關係；

圖10A示出了本發明一個實施例中的主動校準中相對位置調節方式；

圖10B示出了本發明另一個實施例的主動校準中的旋轉調節；

圖10C示出了本發明又一個實施例的主動校準中的增加了v、w方向調節的相對位置調節方式；以及

圖11示出了本發明一個實施例的攝像模組的示意圖。