用于制造相机模块的透镜模块相对于图像传感器的被动对准制造技术

一种相机模块是通过将透镜模块附接到图像传感器来制造的。该透镜模块包括至少一个具有多个曲率中心的透镜元件。确定图像传感器的成像轴的倾斜角度，并且还通过使用光学装置来识别透镜模块中包括的至少一个透镜元件的多个曲率中心的位置，确定透镜模块的光轴的倾斜角度。然后，相应地调整透镜模块和图像传感器中的至少一者，使得成像轴与光轴对准，并且此后相对于图像传感器固定地附接透镜模块，以形成相机模块。成相机模块。成相机模块。

【技术实现步骤摘要】
用于制造相机模块的透镜模块相对于图像传感器的被动对准


[0001]本专利技术涉及透镜模块相对于图像传感器的对准，特别是在相机模块的组装和生产期间。

技术介绍

[0002]主动对准通常用于在包括透镜模块和图像传感器的相机模块的组装期间，相对于图像传感器对准透镜模块。在主动对准期间，图像传感器检查通过透镜模块接收的目标测试图表的图像。当实施主动对准过程时，图像传感器与电路板电连接并且启动图像捕获。然后，图像传感器能够通过透镜模块在多个测试距离下对目标测试图表进行检查。主动对准的缺点在于其需要图像采集卡进行对准，并且图像采集卡通常依赖于图像传感器，因此不同的图像传感器需要不同的图像采集卡。
[0003]另一方面，被动对准也能够用于通过调整键合头相对于衬底的方位，将透镜外壳和衬底(在其上接合有图像传感器)的倾斜度控制在倾斜度公差范围内。在被动对准过程中，图像传感器捕获图像不需要测试图表，也不需要图像采集卡。
[0004]目前的被动对准方法存在以下缺点，即它们只对透镜外壳和衬底之间的倾斜度进行调整。这可能不准确，因为这并未将图像传感器本身和透镜模块本身中的透镜元件之间的实际倾斜偏移考虑在内。尽管每个图像传感器和透镜模块的倾斜度可能不同，但上述被动对准方法将透镜模块与图像传感器接合在一起，而没有对此类潜在的未对准源进行补偿。因此，由于对准不精确，导致使组装后的相机模块的光学性能下降的问题。
[0005]图1A是透镜模块10的示意性侧视图，该透镜模块包括透镜外壳12，在透镜外壳中布置有多个透镜14。透镜外壳12仅仅依靠键合头相对于衬底16的调平而被粘附到衬底16上，图像传感器18位于该衬底上并与之接合。透镜14的组合的光轴20不与衬底16正交，即使透镜外壳12的开口齐平地位于衬底16的顶表面上亦是如此。另一方面，图像传感器18的成像轴22基本上与图像传感器18的顶表面垂直。
[0006]如图1A所示，由于透镜模块10的光轴20不与衬底16的顶表面正交，因此光轴20不与图像传感器18的成像轴22对准，从而导致在包括透镜模块10和图像传感器18的相机模块中发生图像退化。为了克服这一点，透镜模块10的透镜外壳12将需要相对于衬底16倾斜，以便使所述光轴20与成像轴22对准，如图1B所示。然后，透镜外壳12应以这种倾斜方位粘附到图像传感器18上，其中光轴20和成像轴22具有相同的倾斜角度和方向，以便在组装的所得相机模块中获得最佳图像质量。
[0007]引入比传统被动对准方法更精确的成本低廉的被动对准方法将是有益的。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是寻求提供一种用于相对于镜头模块被动对准图像传感器的改进的设备和方法，其至少避免了上述现有技术的一些缺点。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于通过将透镜模块附接到图像传感器上来
制造相机模块的方法，该透镜模块包括至少一个透镜元件，该至少一个透镜元件具有多个曲率中心，该方法包括以下步骤：确定该图像传感器的成像轴的倾斜角度；通过使用光学装置来识别该透镜模块中包括的该至少一个透镜元件的多个曲率中心的位置，确定该透镜模块的光轴的倾斜角度；调整该透镜模块和该图像传感器中的至少一者，使得该成像轴与该光轴对准；并且此后相对于该图像传感器固定地附接该透镜模块。
[0010]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于通过将透镜模块附接到图像传感器上来制造相机模块的设备，该透镜模块包括至少一个透镜元件，该至少一个透镜元件具有多个曲率中心，该设备包括：用于确定该图像传感器的成像轴的倾斜角度的装置；光学装置，该光学装置用于通过识别该透镜模块中包括的该至少一个透镜元件的多个曲率中心的位置，确定该透镜模块的光轴的倾斜角度；可倾斜的键合头，该可倾斜的键合头可操作成相对于该图像传感器调整该透镜模块，使得该成像轴与该光轴对准；以及固定机构，该固定机构可操作成在该对准之后，相对于该图像传感器固定地附接该透镜模块。
[0011]以下通过参考示出本专利技术的具体优选实施例的附图来更详细地描述本专利技术将会很方便。附图和相关说明书的特殊性不应被理解为代替权利要求所定义的本专利技术的广泛标识的一般性。
附图说明
[0012]现在将参考附图描述根据本专利技术的透镜模块相对于图像传感器的被动对准的示例性过程，其中：
[0013]图1A和图1B提供了未相对于图像传感器对准的透镜模块的示意性侧视图，并且示出了需要倾斜透镜外壳以使透镜模块与图像传感器对准；
[0014]图2A和图2B提供了能够在本专利技术的一个实施例中实现的可倾斜的键合头的示意性侧视图；
[0015]图3A和图3B提供了沿图2A的方向A看，图2A中的可倾斜的键合头的示意性侧视图；
[0016]图4是根据本专利技术优选实施例的透镜模块位置对准和调整设备的概览图；
[0017]图5示出了能够用于校准图4中所示的设备的示例性校准夹具；
[0018]图6A和图6B分别示出了倾斜调整前后的键合头；
[0019]图7A和图7B示出了键合头利用参考图5所述的校准夹具对第一俯视自准直仪的倾斜调整；
[0020]图8A和图8B示出了通过使用校准夹具对第二俯视自准直仪的方位的调整；
[0021]图9示出了通过使用校准夹具对仰视自准直仪的方位的调整；
[0022]图10A和图10B示出了根据本专利技术优选实施例的透镜模块相对于图像传感器的倾斜测量和调整；
[0023]图11示出了透镜模块在衬底上的附接，之后固化环氧粘合剂以将透镜模块固定在其对准位置上；
[0024]图12是本专利技术的一种变型，其中透镜模块的倾斜测量由仰视自准直仪进行；
[0025]图13是本专利技术的另一种变型，其中透镜模块的倾斜测量由仰视和俯视自准直仪同时进行；以及
[0026]图14A和图14B示出了本专利技术的进一步变型，其中利用具有固定聚焦透镜的自准直
仪来测量透镜模块的倾斜程度。
具体实施方式
[0027]图2A和图2B提供了能够在本专利技术的一个实施例中实现的可倾斜的键合头24的示意性侧视图。键合头24是可编程多轴键合头，诸如六轴键合头。键合头24具有沿键合头24的中心区域延伸穿过键合头24的中空通道26。拾取工具38可以是夹头或夹持器的形式，其位于键合头24的下端，用于拾取和转移诸如电子器件等物体。拾取工具38进一步安装或附接到旋转电机36上，该旋转电机优选地可旋转360
°
并且可操作成进行旋转，以调整拾取工具38围绕Z轴所保持的电子器件的角度方位。由于中空通道26的存在，能够从键合头24的顶部通过中空通道26观察由夹头38所保持的物体。
[0028]键合头24安装在倾斜安装架28上，其允许键合头24围绕Y轴以各种角度倾斜，如图2B所描绘的。机动偏心凸轮30与键合头24接触，并且在倾斜预载荷32的配合下，偏心凸轮30的旋转致使键合头24围绕Y轴枢轴点34倾斜。因此，键合头24围绕Y轴枢轴点34的倾斜度是可编程的。在图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通过将透镜模块附接到图像传感器上来制造相机模块的方法，所述透镜模块包括至少一个透镜元件，所述至少一个透镜元件具有多个曲率中心，所述方法包括以下步骤：确定所述图像传感器的成像轴的倾斜角度；通过使用光学装置来识别所述透镜模块中包括的所述至少一个透镜元件的多个曲率中心的位置，确定所述透镜模块的光轴的倾斜角度；调整所述透镜模块和所述图像传感器中的至少一者，使得所述成像轴与所述光轴对准；并且此后相对于所述图像传感器固定地附接所述透镜模块。2.根据权利要求1所述的方法，其中当正在确定所述光轴或所述成像轴的所述倾斜角度时，所述透镜模块或所述图像传感器由可倾斜的键合头保持，并且所述调整所述透镜模块和所述图像传感器中的至少一者的步骤还包括：使所述键合头倾斜，使得所述成像轴与所述光轴对准。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述键合头是可操作成使所述透镜模块围绕三个正交旋转轴倾斜的可编程多轴键合头。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述键合头包括偏心凸轮和与所述键合头耦合的倾斜预载荷，所述倾斜预载荷用于使所述键合头围绕旋转轴倾斜。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述键合头具有延伸穿过所述键合头的中空通道，并且所述识别所述多个曲率中心的位置的步骤包括：利用所述光学装置，通过所述中空通道观察由所述键合头保持的所述透镜模块的至少一个透镜元件。6.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括相对于所述光学装置移动所述键合头，以将所述键合头重新定位在距所述光学装置不同的距离处，用于使所述光学装置单独聚焦于所述曲率中心中的每个曲率中心。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定成像轴的倾斜角度的步骤是通过以下方式进行的：对从所述图像传感器的顶表面反射的入射激光进行投射。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述入射激光从距离测量装置被投射到所述图像传感器的所述顶表面上的多个点上，以使所述距离测量装置能够测量所述图像传感器上的多个点与所述距离测量装置之间的距离。9.根据权利要求8所述的方法，其中在确定所述成像轴的所述倾斜角度之前，使用包括至少一个具有平坦表面的透明板的校准夹具，校准所述距离测量装置。10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔应新，张国源，郑希岚，陈文炜，区宝霖，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：