用于光学触摸屏的摄像模组及其镜头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一摄像模组，尤其涉及一光学触摸屏的摄像模组，供利用光学成像技 术获取一触摸屏被触控的相对位置。
【背景技术】
[0002] 随着移动互联网和科技的发展，以及多媒体信息设备的与日倶增，越来越多的设 备搭配使用触摸屏（touch screen)，又称为"触控屏"或"触控面板"。触摸屏的主要用途 之一是作为一种计算机设置的输入装置，它被视为一种简单、方便且直接的人机沟通介面。 利用这种技术，当使用者直接使用触控元件或者使用手指触碰显示屏上的图符或文字后， 就能直接地激发主机去进行运转或操作。如此，让人机沟通介面的使用更为直接，也同时让 操作各种设备更加的容易和方便。特别地，自从可携智能移动装置问世后，触控技术从原来 的生产机台、计算机、ATM设备等人机介面的应用，跨入个人电子产品的领域。并且，现今的 触摸屏技术至今不断地完善，目前的技术已经让触摸屏达到易于使用，坚固耐用、反应速度 快、节省空间、易于交流等优点。
[0003]目前触摸屏技术大约有几大类：电阻式（类比或数位）、电容（表面电容或投射电 容）、光学式（红外线式或光学影像式）、电磁式、表面声波式、液晶面板嵌入式等。其中，电 阻式触摸屏定位准确，但其价格颇高，且怕刮易损。表面电容触摸屏没有电阻式的机构结 构，故无易刮损的问题点，但其最大的限制难以实现是多点触控和讯号干扰的问题。投射电 容触摸屏则是在越大尺寸的触摸屏时，需要越多的感应电极，相对的控制晶片也需要更多 的讯号通道，因此，目前尚不普遍于大尺寸触摸屏（像是电视机）。红外线触摸屏的优点是 透光率高、反应快、准确性好，但受限解析度不足和成本问题，逐渐被光学影像式取代。表面 声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，其缺点是屏 幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。电磁式触摸屏准确度高且反 应速度快，但由于需要使用特定的电磁笔，所以应用范围相对地受到限制。如上所述，在触 摸屏的技术领域中，各项的技术都有其优缺点，目前没有一项技术是将所有的优点涵括的。
[0004] 其中，光学影像式触摸屏是一种利用光学成像技术获取触摸位置的触摸屏设备， 在准确度、反应速度、使用寿命长大、尺寸应用方面上都优于其他触摸屏，且成本低廉。光学 影像式触摸屏工作原理是利用光遮断原理。其中在触摸屏左右上角各有一个摄像模组及一 LED灯，一侧的LED灯发射红外光线经过反光条反射，再通过另一侧摄像模组接收，其中，红 外光线在触摸屏区域形成光线网，当触摸一点时，该点的反射光线被挡住，通过软件计算出 该点的坐标，实现触摸反应。其中，镜头组件是光学影像式触摸屏中关键的部件，本发明是 根据所述摄像模组进行改进，使其优化。
[0005] 另外，目前在解析镜头的成像上，比较科学的方法，是经由调制传递函数（MTF， Modulation Transfer Function)进行解析，这是一种测定光学频率的方法，其是以一毫米 (mm)的范围内能呈现多少黑白两条线的线对。也就是说利用正弦光栅（黑白相间的栅格） 进行测试。正弦光栅的线条疏密度又称为空间频率，其单位为lp/mm。更进一步的说，即解 析镜头的分辨率和反差。分辨率是每毫米能够分辨出的线对数就是分辨率，其单位是线对 /毫米（lp/mm)。反差即是对比度，反映光栅中最高亮与最暗的差别的一量值，利用调制的 方法表示反差，即假设光栅的照度的最大值为Imax，-照度的最小值为Imin。因此：
[0006] 反差=(照度的最大值-照度的最小值）八照度的最大值+照度的最小值）
[0007] 调制度 M = (Imax - Imin) / (Imax+Imin)
[0008] 可以理解的是，调制度会介于0和1之间。当调制度越大，反差越大，也就是照度 最大值和照度最小值的跨度越大，当照度最大值和照度最小值相等时，反差完全消失，其调 制度等于〇。
[0009] 另外，镜头成像的调制度随空间频率变化的函数称为调制度传递函数（MTF， Modulation Transfer Function)。对于原来调制度为M的正弦光栅，如果经过镜头到达像 平面的像的调制度为M'，则MTF函数值为：
[0010] MTF 值=M'/M
[0011] 由此可见，MTF值必定大于0,小于1。MTF值越接近1，说明镜头的性能越优异。
[0012] 另外，值得一提的是，沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得 的MTF值是不同的。将平行于直径的线条产生的MTF曲线称为弧矢曲线，标为S，而将平行 于切线的线条产生的MTF曲线称为子午曲线，标为M或T。
【发明内容】
[0013] 本发明的一目的在于提供一用于光学触摸屏的摄像模组，其能适用于一电子设备 的一光学触摸屏装置，其中所述摄像模组在MTF的表现时，呈现T方向拉高，S方向压低的 状态，这样所述摄像模组应用于所述光学触摸屏装置上时，所述光学触摸屏装置会有较佳 的灵敏性能。
[0014] 本发明的另一目的在于提供一用于光学触摸屏的摄像模组，其中所述摄像模组可 以仅有一片镜片构成，并且其物侧面和像侧面均为非球面，其通过简单结构达到优异的性 能。
[0015] 本发明的另一目的在于提供一用于光学触摸屏的摄像模组，其图像传感器可以为 CCD (Charge-coupled Device，电荷親合元件）或为线性CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性金属氧化半导体）感光芯片，具有高性能、低功耗、低成本的优点。 尤其是所述图像传感器是线性CMOS感光芯片时，因此，在接触所述触摸屏单元时，因所述 线性CMOS感光芯片相对于X/Y方向的要求很高，故所述光学触摸屏装置会有较佳的感应效 能。
[0016] 本发明的另一目的在于提供一用于光学触摸屏的摄像模组，其可以确保在使用过 程中的稳定性和可靠性，以提升产品良率。
[0017] 为了达到上述目的，本发明提供一用于光学触摸屏的摄像模组，其包括：
[0018] -镜头；
[0019] -透红外滤光片，以允许红外光穿过；以及
[0020] -图像传感器，其中光学触摸屏配置的发光二极管发出红外光到达所述镜头，穿 过所述滤光片并且进一步地到达所述图像传感器，其中所述摄像模组的所述镜头设计成使 其焦距f满足如下式：
[0021] 0. 6<f<l. 5〇
[0022] 根据本发明的一个实施例，其中在MTF解析时，空间频率为651p/mm，且在35-60度 视场范围内，所述摄像模组的测试数据满足下列条件：
[0023] MTFS ^ 0. 05 ；MTFT ^ 0. 3〇
[0024] 根据本发明的一个实施例，其中在MTF解析时，空间频率为51-65lp/mm，且在 35-60度视场范围内，所述摄像模组的测试数据满足下列条件：MTFT在0. 4-0. 5之间。
[0025] 根据本发明的一个实施例，其中所述镜头的物侧面和所述图像传感器之间的距离 TTL值在2. 5-4之间。
[0026] 根据本发明的一个实施例，其中所述f值为0· 65,0· 70,0· 75,0· 80,0· 85,0· 90， 0· 95,1. 00,1. 05,1. 10,1. 15,1. 20,1. 25,1. 30,1. 35,1. 40 或 1. 45。
[0027] 根据本发明的一个实施例，其中所述f值在0. 6-0. 65之间，或0. 65-0. 70之间，或 0. 70-0. 75 之间，或 0. 75-0. 80 之间，或 0. 80-0. 85 之间，或 0. 85-0. 90 之间，或 0. 90-0. 95 之间，或0. 95-1. 00之间，或1. 00-1. 05之间，或1. 05-1. 10之间，或1. 10-1. 15之间，或 1. 15-1. 20 之间，或 1. 20-1. 25 之间，或 1. 25-1. 30 之间，或 1. 30-1. 35 之间，或 1. 35-1. 40 之间，或1. 40-1. 45之间，或1. 45-1. 5之间。
[0028] 根据本发明的一个实施例，其中所述TTL值为3. 289, f值为1. 368。
[0029] 根据本发明的一个实施例，其中所述镜头的物侧面和像侧面皆为非球面。
[0030] 根据本发明的一个实施例，其中所述镜头是免调焦镜头，其由一片镜片构成。
[0031] 根据本发明的一个实施例，其中所述镜片是塑料材料制成。
[0032] 根据本发明的一个实施例，其中所述镜头的材