阵列摄像模组的调焦方法及调焦装置与流程

本发明涉及阵列式摄像头模组技术领域，尤其涉及一种阵列摄像模组的调焦方法及调焦装置。

背景技术：

在当今消费电子的推动下，摄像头模组的成像质量和产量不断提高。目前阵列式镜头模组可以保证较低的高度，并且不需要对焦，另外可以实现高清图像重建、3d图像显示、先拍照后对焦、全景深、高速摄像、高动态照片等很多新功能。目前制造阵列摄像模组技术不成熟，成本高，限制了阵列摄像模组的进一步发展。

公布号为cn104272143a的专利文献2公开了一种摄像装置和透镜阵列层叠体及其制造方法。其中，发明中结构件是一体的，结构件中，需要固定的镜头部分，光圈，滤光玻璃，芯片都是依卡位的方法依次组装的。其最大弊端是结构件一体化，没有调节的空间，故镜片光轴和芯片感光区的对准，像距的调节等问题无法解决，影像成品良率及成像质量。

为此，本申请人在另外专利中提出了一种阵列摄像模组，包括阵列图像传感器芯片、封装基板、阵列镜头和弹性垫圈， 阵列镜头包括结构件、压盖、滤光片、若干光学镜片及若干遮光片，通过结构件与压盖的组装，锁定了光学镜片及遮光片，并通过压盖、弹性垫圈与封装基板的组装，固定了光学镜片与阵列图像传感器芯片的位置，再通过形成依次贯通结构件、压盖、弹性垫圈的若干贯通孔，并采用灌胶固化的方式，可实现模组组装和调焦后的固定，组装过程简单。其中，在结构件、压盖、弹性垫圈与封装基板的组装后，需要对光学镜片与阵列图像传感器芯片之间的距离进行调节，即对模组进行光学调焦然后再进行灌胶固定。为此，本发明提出了一种阵列摄像模组的调焦方法及调焦装置。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种阵阵列摄像模组的调焦方法及调焦装置，可对阵列摄像模组进行调焦，保证成像质量，调焦过程简单易行。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种阵列摄像模组的调焦方法，用于对组装好的阵列摄像模组进行光学调焦，该组装好的阵列摄像模组包括阵列图像传感器芯片、封装基板、阵列镜头和弹性垫圈，包括如下步骤：

a、将组装好的阵列摄像模组的封装基板定位放置于一测试板上，并将该测试板定位固设于一光学测试平台上，使所述测试板的信号输入端电性连接所述封装基板，所述测试板的信号输出端电性连接一数据处理终端；

b、在阵列摄像模组上方设置一分辨率测试图，并调节该分辨率测试图与所述阵列镜头之间的距离；

c、通过一定位机构定位压住阵列摄像模组的阵列镜头，通过一调节机构驱动定位机构对阵列镜头设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置，进行调焦；

d、调焦过程为：测试板将阵列摄像模组拍摄的图像数据传输给数据处理终端，通过数据处理终端显示拍摄的分辨率测试图，来检测阵列摄像模组的拍摄效果，获得符合要求的调焦结果后，向阵列摄像模组的贯通孔中注入固化胶进行模组固定。

或者，在步骤a中将测试板定位固设于一调节机构上，将该调节机构定位固设于一光学测试平台上；步骤c中，通过该调节机构驱动测试板对封装基板设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置，进行调焦。

进一步的，所述测试板定位固设于所述光学测试平台中部时，所述调节机构包括若干个螺旋测微杆，所述螺旋测微杆为螺旋测微器去除u形尺架及其上的固定砧后的部分，包括固定螺套、设于所述固定螺套内与其螺纹配合的测微螺杆、设于固定螺套外的微分筒和设于微分筒尾端的微调旋钮；所述定位机构包括固定支架和与若干所述测微螺杆一一对应的若干支撑杆；设有一支架机构，该支架机构包括若干立柱，若干立柱的 下端固接于所述光学测试平台的四周边，所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述螺旋测微杆的固定螺套固接于所述固定支架上，并悬设于所述阵列摄像模组的阵列镜头四周上方；对应每个支撑杆，所述阵列镜头的结构件上表面设有一个定位槽，所述支撑杆一端与所述测微螺杆固定连接，另一端定位于所述定位槽内；通过若干所述螺旋测微杆控制对应的支撑杆进行微调，改变光学镜片与阵列图像传感器芯片之间的距离或/和光学镜片的俯仰。

进一步的，所述测试板定位固设于所述调节机构上时，所述调节机构为六轴调节平台，所述测试板定位固设于所述六轴调节平台上，该六轴调节平台固设于所述光学测试平台上；所述定位机构包括固定支架和若干支撑杆；对应每个支撑杆，所述阵列镜头的结构件上表面设有一个定位槽，且若干个定位槽排布在所述结构件的四周边；设有一支架机构，该支架机构包括若干立柱，若干立柱的下端固接于所述光学测试平台的四周边，所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述支撑杆一端固接于所述固定支架上，另一端定位于所述定位槽内；通过多轴调节平台带动测试板进行微调，改变光学镜片与阵列图像传感器芯片之间的距离或/和光学镜片的俯仰。

进一步的，设有四个所述定位槽，四个所述定位槽排布在所述结构件的四角处。

一种阵列摄像模组的调焦装置，包括支架机构、调节机构、定位机构、分辨率测试图、测试板、光学测试平台和数据处理 终端，所述支架机构包括若干立柱，若干立柱的下端固接于所述光学测试平台的四周边，所述阵列摄像模组的封装基板定位放置于所述测试板上，所述测试板定位固设于所述光学测试平台中部，所述测试板的信号输入端电性连接所述封装基板，所述测试板的信号输出端电性连接所述数据处理终端；所述分辨率测试图上下可调节设于若干立柱上，并悬于所述阵列摄像模组的上方；所述定位机构定位压住阵列摄像模组的阵列镜头，所述调节机构能够驱动所述定位机构对阵列镜头设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置；

或者，所述测试板定位固设于所述调节机构上，该调节机构定位固设于所述光学测试平台上；所述调节机构能够驱动所述测试板对封装基板设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置。

进一步的，所述测试板定位固设于所述光学测试平台中部时，所述调节机构包括若干个螺旋测微杆，所述螺旋测微杆为螺旋测微器去除u形尺架及其上的固定砧后的部分，包括固定螺套、设于所述固定螺套内与其螺纹配合的测微螺杆、设于固定螺套外的微分筒和设于微分筒尾端的微调旋钮；所述定位机构包括固定支架和与若干所述测微螺杆一一对应的若干支撑杆；所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述螺旋测微杆的固定螺套固接于所述固定支架上，并悬设于所述阵列摄像模组的阵列镜头四周上方；对应每个支撑杆，所述阵列镜 头的结构件上表面设有一个定位槽，所述支撑杆一端与所述测微螺杆固定连接，另一端定位于所述定位槽内。

进一步的，所述测试板定位固设于所述调节机构上时，所述调节机构为六轴调节平台，所述测试板定位固设于所述六轴调节平台上，该六轴调节平台定位固设于所述光学测试平台上；所述定位机构包括固定支架和若干支撑杆；对应每个支撑杆，所述阵列镜头的结构件上表面设有一个定位槽，且若干个定位槽排布在所述结构件的四周边，所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述支撑杆一端固接于所述固定支架上，另一端定位于所述定位槽内；通过所述六轴调节平台驱动所述测试板对封装基板设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置；

进一步的，所述支撑杆连接所述定位槽的一端呈球状体。

进一步的，所述固定支架为一矩形支架，固接于若干所述立柱的中部上。

进一步的，设有四个所述定位槽，四个所述定位槽排布在所述结构件的四角处。

本发明的有益效果如下：本发明提出了一种阵列摄像模组的调焦方法及调焦装置，利用多个螺旋测微杆配合定位机构或六轴调节平台配合定位机构，来调节光学镜片到阵列图像传感器芯片的像距及俯仰，可对组装好的阵列摄像模组进行调焦，保证成像质量。该发明的制造成本低，调焦过程简单易行。

附图说明

图1为本发明中组装好的阵列摄像模组的剖视图；

图2为本发明中组装好的阵列摄像模组的俯视图；

图3为本发明中阵列摄像模组的制作和组装示意图；

图4为本发明中光学镜片与遮光片组装示意图；

图5为本发明实施例1中调焦装置侧视图；

图6为图1中a处放大结构示意图；

图7为本发明实施例1中螺旋测微杆结构示意图；

图8为本发明实施例1中调焦装置俯视图；

图9为本发明实施例2中调焦装置侧视图；

结合附图，作以下说明：

1-阵列摄像模组，11-阵列图像传感器芯片，111-图像传感芯片，112-焊球，12-封装基板，121-刚性基板，1211-灌胶槽，122-柔性基板，13-阵列镜头，131-结构件，1311-筒状部，1312-盖片，13121-通光口，132-压盖，1321-通光口，1322-定位槽，133-滤光片，134-光学镜片，1341-光学载板，13411-卡槽，13412-凸起，13413-锥形凸点，13414-锥形凹点，1342-功能透镜，135-遮光片，1351-通光口，14-弹性垫圈，15-贯通孔，16-胶水，2-测试板，3-光学测试平台，4-数据处理终端，5-分辨率测试图，6-定位机构，61-固定支架，62-支撑杆，601-固定支架，602-支撑杆，7-调节机构，71-螺旋测微杆，711-固定螺套，712-测微螺杆，713-微分筒，714-微调旋钮，701-六轴调节平台，8-支架机构，81-立柱。

具体实施方式

为使本发明的技术方案能够更加易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。为方便说明，实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。其中所说的结构的上方或上面，包含中间还有其他部件的情况。

如图1、图2、图3和图4所示，为组装好的阵列摄像模组1，包括阵列图像传感器芯片11、封装基板12、阵列镜头13和弹性垫圈14，所述阵列图像传感器芯片包括排布成阵列的若干图像传感芯片111，所述阵列镜头包括结构件131、压盖132、滤光片133和至少两个光学镜片134，所述结构件包括中空的筒状部1311和封闭所述筒状部上端的盖片1312，每个所述光学镜片包括光学载板1341和形成于所述光学载板上与若干所述图像传感芯片一一对应排布成阵列的若干功能透镜1342；相邻两个所述光学载板相互贴合在一起，且相互贴合的界面边缘位置通过至少一对相互吻合的卡槽13411与凸起13412进行卡合定位，使其上的功能透镜的光轴粗对准。

所述卡槽、所述凸起沿光轴方向的截面呈梯形或矩形，所述卡槽与所述凸起之间通过锥形凸点13413和锥形凹点13414进行卡合定位，使其上的功能透镜精细对准。其中，锥形凸点及锥形凹点，可使加工精度达到<1μm级别，且采用卡槽与凸起，锥形凸点与锥形凹点卡合的方法进行光学镜片之间的自对 准，满足了光学镜片的光轴对准要求。

所述压盖封闭结合于所述筒状部的下端，至少两个所述光学镜片光轴对准叠置于所述筒状部内，且止挡定位于所述盖片的下侧和所述压盖的上侧之间，相邻两个所述光学镜片之间定位设有遮光片135，相邻两个所述光学镜片相互贴合在一起，且相互贴合的界面中部位置形成有矩形槽，所述遮光片容置定位于所述矩形槽内。这样，通过在两个相邻的光学镜片相互贴合的界面上形成矩形槽可实现遮光片的定位，遮光片通常为带通光口1351的黑色遮光片，该通光口可以是透明片，可以是开口，用于隔离各光学镜片之间串扰的光线；由机械加工的结构件和压盖将多片光学镜片和黑色遮光片组装成一体。

所述压盖、所述遮光片、所述盖片上均设有与若干所述功能透镜一一对应的排布成阵列的通光口1321，1351，13121；所述压盖的下侧具有凹槽，所述滤光片定位设于所述凹槽的底部；所述阵列图像传感器芯片下侧组装于所述封装基板上侧，若干所述图像传感芯片与所述封装基板上对应的连接点电性连接，所述弹性垫圈套设于所述阵列图像传感器芯片外，并组装于所述阵列镜头的压盖与所述封装基板之间，使所述阵列图像传感器芯片容置于所述凹槽内；还形成有依次贯通所述结构件、所述压盖、所述弹性垫圈的若干贯通孔15，该贯通孔用于在其内注有可固化的胶水16，实现模组组装和光学调焦后的固定。

所述封装基板包括刚性基板121和连接于其侧边的柔性 基板122，所述阵列图像传感器芯片下侧组装于所述刚性基板上侧，所述图像传感芯片与所述刚性基板上对应的连接点电性连接，所述弹性垫圈套设于所述阵列图像传感器芯片外，并组装定位于所述阵列镜头的压盖与所述刚性基板之间。柔性基板与刚性基板连接，用于将阵列图像传感器芯片的信号线扇出，并保持一定的弯曲自由度。

所述刚性基板上对应所述贯通孔的位置形成有灌胶槽1211，所述灌胶槽连通该贯通孔及结构件外部空间。通过贯通孔为四周各设一个，为了增加固化胶的结合力，在刚性封装基板上也设计了四个条形的灌胶槽，用于在贯通孔中注入固化胶时，根据灌胶槽中的渗胶量来调节注胶量；也可以用于注胶时利于贯通孔里空气的排出，增加固化强度。

所述阵列图像传感器芯片为n×m的阵列，其中n，m为正整数；如2×2阵列，3×3阵列，2×3阵列,4×4阵列等。

该组装好的阵列摄像模组，通过结构件与压盖的组装，锁定了光学镜片及遮光片，并通过压盖、弹性垫圈与基板的组装，确定了光学镜片与阵列图像传感器芯片的位置，这样，只需要改变弹性垫圈的压缩程度，即可实现光学镜片与阵列图像传感器芯片之间距离的调节，即模组调焦时，像距的调节，实现模组光学调焦的功能。

本发明提出了一种阵阵列摄像模组的调焦方法及调焦装置，可为阵列摄像模组进行调焦，保证成像质量，调焦过程简单易行。

实施例1

参见图5和图8，一种阵列摄像模组的调焦方法，用于对上述组装好的阵列摄像模组进行光学调焦，包括如下步骤：

a、将组装好的阵列摄像模组的封装基板定位放置于一测试板2上，并将该测试板定位固设于一光学测试平台3上，使所述测试板的信号输入端电性连接所述封装基板，所述测试板的信号输出端电性连接一数据处理终端4；

b、在阵列摄像模组上方设置一分辨率测试图5，并调节该分辨率测试图与所述阵列镜头之间的距离；

c、通过一定位机构6定位压住阵列摄像模组的阵列镜头，通过一调节机构7驱动定位机构对阵列镜头设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置，进行调焦；

所述调节机构包括若干个螺旋测微杆71，所述螺旋测微杆为螺旋测微器去除u形尺架及其上的固定砧后的部分，参见图7，包括固定螺套711、设于所述固定螺套内与其螺纹配合的测微螺杆712、设于固定螺套外的微分筒713和设于微分筒尾端的微调旋钮714；所述定位机构包括固定支架61和与若干所述测微螺杆一一对应的若干支撑杆62；设有一支架机构8，该支架机构包括若干立柱81，若干立柱的下端固接于所述光学测试平台的四周边，所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述螺旋测微杆的固定螺套固接于所述固定支架上，并悬设于所述阵列摄像模组的阵列镜头四周上方；对应每 个支撑杆，所述阵列镜头的结构件上表面设有一个定位槽1311，所述支撑杆一端与所述测微螺杆固定连接，另一端定位于所述定位槽内；通过若干所述螺旋测微杆控制对应的支撑杆进行微调，改变光学镜片与阵列图像传感器芯片之间的距离或/和光学镜片的俯仰。

d、调焦过程为：测试板将阵列摄像模组拍摄的图像数据传输给数据处理终端，通过数据处理终端显示拍摄的分辨率测试图，来检测阵列摄像模组的拍摄效果，获得符合要求的调焦结果后，向阵列摄像模组的贯通孔中注入固化胶进行模组固定。

优选的，设有四个所述定位槽，四个所述定位槽排布在所述结构件的四角处。

参见图5和图8，一种阵列摄像模组的调焦装置，包括支架机构8、调节机构7、定位机构6、分辨率测试图5、测试板2、光学测试平台3和数据处理终端4，所述支架机构包括若干立柱81，若干立柱的下端固接于所述光学测试平台的四周边，所述阵列摄像模组的封装基板定位放置于所述测试板上，所述测试板定位固设于所述光学测试平台中部，所述测试板的信号输入端电性连接所述封装基板，所述测试板的信号输出端电性连接所述数据处理终端；所述分辨率测试图上下可调节设于若干立柱上，并悬于所述阵列摄像模组的上方；所述定位机构定位压住阵列摄像模组的阵列镜头，所述调节机构能够驱动所述定位机构对阵列镜头设定位置施力，调整弹性垫圈的形 变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置；

所述调节机构包括若干个螺旋测微杆71，所述螺旋测微杆为螺旋测微器去除u形尺架及其上的固定砧后的部分，参见图7，包括固定螺套711、设于所述固定螺套内与其螺纹配合的测微螺杆712、设于固定螺套外的微分筒713和设于微分筒尾端的微调旋钮714；所述定位机构包括固定支架61和与若干所述测微螺杆一一对应的若干支撑杆62；所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述螺旋测微杆的固定螺套固接于所述固定支架上，并悬设于所述阵列摄像模组的阵列镜头四周上方；对应每个支撑杆，所述阵列镜头的结构件上表面设有一个定位槽1311，所述支撑杆一端与所述测微螺杆固定连接，另一端定位于所述定位槽内。

优选的，参见图6，所述支撑杆连接所述定位槽的一端呈球状体，利于各方向施力的平滑转变，增加模组的调节准确度。。

优选的，所述固定支架为一矩形支架，固接于若干所述立柱的中部上。

优选的，设有四个所述定位槽，四个所述定位槽排布在所述结构件的四角处。

本实施例中，螺旋测微杆为现有技术中的螺旋测微器改装而成，用于实现结构件的微调，测距调节精度可达1微米量级，螺旋测微杆的测微螺杆固接支撑杆，用于螺旋测微杆调节时推动结构件上定位槽来推动结构件纵向移动。通过固定在光学测 试平台上的测试板把图像数据传输到数据处理终端，如计算机，通过计算机显示拍摄的分辨率测试图，来检测模组摄像效果，从而据此进行螺旋测微杆的调节。分辨率测试图可上下调节固定在立柱上，以进行纵向移动。通过同时调节四个螺旋测微杆来调节光学镜片到阵列图像传感器芯片的像距，通过调节单个或几个螺旋测微杆来调节模组内光学镜片部分的俯仰角，可对组装好的阵列摄像模组进行调焦，保证成像质量，调焦过程简单易行。

实施例2

参见图9，一种阵列摄像模组的调焦方法，用于对上述组装好的阵列摄像模组进行光学调焦，包括如下步骤：

a、将组装好的阵列摄像模组的封装基板定位放置于一测试板2上，将测试板定位固设于一调节机构7上，将该调节机构定位固设于一光学测试平台3上，使所述测试板的信号输入端电性连接所述封装基板，所述测试板的信号输出端电性连接一数据处理终端4；

b、在阵列摄像模组上方设置一分辨率测试图5，并调节该分辨率测试图与所述阵列镜头之间的距离；

c、通过一定位机构6定位压住阵列摄像模组的阵列镜头，通过该调节机构驱动测试板对封装基板设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置，进行调焦；

d、调焦过程为：测试板将阵列摄像模组拍摄的图像数据传输给数据处理终端，通过数据处理终端显示拍摄的分辨率测试图，来检测阵列摄像模组的拍摄效果，获得符合要求的调焦结果后，向阵列摄像模组的贯通孔中注入固化胶进行模组固定。

参见图9，所述调节机构为六轴调节平台701，所述测试板定位固设于所述六轴调节平台上，该六轴调节平台固设于所述光学测试平台上；所述定位机构包括固定支架601和若干支撑杆602；对应每个支撑杆，所述阵列镜头的结构件上表面设有一个定位槽1322，且若干个定位槽排布在所述结构件的四周边；设有一支架机构8，该支架机构包括若干立柱81，若干立柱的下端固接于所述光学测试平台的四周边，所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述支撑杆一端固接于所述固定支架上，另一端定位于所述定位槽内；通过多轴调节平台带动测试板进行微调，改变光学镜片与阵列图像传感器芯片之间的距离或/和光学镜片的俯仰。

优选的，设有四个所述定位槽，四个所述定位槽排布在所述结构件的四角处。

参见图9，一种阵列摄像模组的调焦装置，包括支架机构8、调节机构7、定位机构6、分辨率测试图5、测试板2、光学测试平台3和数据处理终端4，所述支架机构包括若干立柱81，若干立柱的下端固接于所述光学测试平台的四周边，所述阵列摄像模组的封装基板定位放置于所述测试板上，所述测试 板定位固设于所述调节机构上，该调节机构定位固设于所述光学测试平台上；所述测试板的信号输入端电性连接所述封装基板，所述测试板的信号输出端电性连接所述数据处理终端；所述分辨率测试图上下可调节设于若干立柱上，并悬于所述阵列摄像模组的上方；所述定位机构定位压住阵列摄像模组的阵列镜头，所述调节机构能够驱动所述测试板对封装基板设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置。

所述调节机构为六轴调节平台701，所述测试板定位固设于所述六轴调节平台上，该六轴调节平台定位固设于所述光学测试平台上；所述定位机构包括固定支架601和若干支撑杆602；对应每个支撑杆，所述阵列镜头的结构件上表面设有一个定位槽1311，且若干个定位槽排布在所述结构件的四周边，所述固定支架固接于若干所述立柱的中部，若干所述支撑杆一端固接于所述固定支架上，另一端定位于所述定位槽内；通过所述六轴调节平台驱动所述测试板对封装基板设定位置施力，调整弹性垫圈的形变，改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置；

优选的，所述支撑杆连接所述定位槽的一端呈球状体，利于各方向施力的平滑转变，增加模组的调节准确度。

优选的，所述固定支架为一矩形支架，固接于若干所述立柱的中部上。

优选的，设有四个所述定位槽，四个所述定位槽排布在所 述结构件的四角处。

本实施例中，利用定位机构固定模组上方的结构件，将封装基板固定在测试板上，利用测试板下方的六轴调节平台带动测试板进行俯仰调节及改变光学镜片相对阵列图像传感器芯片的位置(距离)，达到调焦的效果，并由测试板将调焦效果送计算机显示，调焦完成后，利用模组的贯通孔灌胶固定模组。六轴调节平台又称为六维平台、六轴平台，为现有技术，在此不再赘述，本发明的创新点是应用六轴调节平台配合定位机构实现对阵列摄像模组的定位及调节光学镜片到阵列图像传感器芯片的像距及俯仰，进而实现对组装好的阵列摄像模组进行调焦的功能，保证成像质量。

以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。