使用虚拟测试图像对准成像透镜的设备及方法与流程

本发明涉及一种用于相对于透镜模块对准图像传感器的设备和方法，特别地，涉及在成像相机模块组装期间，在将透镜模块固定至图像传感器之前将它们对准。

背景技术：

1、在将透镜模块结合至图像传感器之前，在透镜模块与图像传感器之间的镜头对准期间执行图像质量检查。通常情况下，需要通过透镜模块用图像传感器查看测试表，以相对于图像传感器对准透镜模块，或测试对准的成像模块(包括透镜模块和图像传感器)。在成像模块视场的不同位置评估测试表各个部分尤其是测试表的边缘的清晰度。然而，对于利用广角镜头的应用，例如，在透镜模块的视角超过60度的情况下，需要在离透镜模块一段距离处放置几米大小的大型测试表，以覆盖成像模块的整个视野。此外，这种测试表必须定位在与对准所需的聚焦距离相对应的距离处，例如，离成像模块5米或10米远。因此，容纳这些大型测试表需要一个大的机器尺寸和占用空间。

2、一种减少机器尺寸和占用空间的方式是使用多个准直器以各种视角形成图像，从而覆盖成像模块的视场，例如，标题为“主动式透镜对准系统(active lens alignmentsystem)”的美国专利10,187,636b2。当在将图像传感器固定至透镜模块之前相对于透镜模块对准图像传感器时，开启图像传感器的曝光，并且将图像传感器相对于透镜模块移至不同距离。在图像传感器与透镜模块之间的某些预定距离处，使用准直器照射校准图样，并且用图像传感器捕获通过透镜模块聚焦的校准图样的两张或多张图片，以生成在不同距离处捕获的校准图样的至少两张图片。然后关闭图像传感器的曝光，并分析校准图样的照片，以确定透镜模块与图像传感器之间的对准。

3、与传统测试表不同，实施包括多个准直器的准直器模块以通过透镜模块将校准图样或表图样引导至图像传感器。与使用传统测试表相比，这样可以减少机器所需的空间。尽管如此，每个准直器仍然需要占据机器的物理空间，并且每个准直器仅能够以有限的角度形成图像，以避免位于其旁边的其他准直器的物理干扰。因此，在用于测试视角超过70度的成像模块时，主动对准机的尺寸仍然比较大。此外，由于上文提到的设置准直器的物理限制，这种机器可用的测量角度是有限的。

4、提供一种能够避免使用物理测试表的用于测试成像模块的对准的设备及方法将是有益的。虚拟测试表的使用能够避免测试表的尺寸必须直接对应于正在对准的成像模块的视场。因此，与现有技术相比，可以大大减小容纳这种测试表所需的机器尺寸。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是寻求提供一种依赖于虚拟测试表的成像模块的对准设备及方法，以减少主动对准成像机的尺寸和占用空间。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于相对于图像传感器对准透镜模块的对准设备，所述对准设备包括：具有测试表图样的全息胶片，从所述测试表图样中能够生成测试表图样的虚拟图像；光源，用于照射所述全息胶片；图像传感器支架，用于安装所述图像传感器；透镜模块支架，其被配置和定位成将所述透镜模块安装在所述全息胶片与所述图像传感器之间，使得能够由所述图像传感器通过所述透镜模块查看所述测试表图样的所述虚拟图像；其中，能够由所述图像传感器通过所述透镜模块查看的所述虚拟图像位于距所述图像传感器的虚拟距离处，所述虚拟距离处不同于所述全息胶片的物理位置，从而相对于所述图像传感器对准所述透镜模块。

3、根据本发明的第二方面，提供了一种用于相对于图像传感器对准透镜模块的方法，所述方法包括以下步骤：提供包括测试表图样的全息胶片；用光源照射所述全息胶片，以生成所述测试表图样的虚拟图像；将所述图像传感器安装在图像传感器支架上；将所述透镜模块安装在所述全息胶片与所述图像传感器之间的透镜模块支架上，使得能够由所述图像传感器通过所述透镜模块查看所述测试表图样的所述虚拟图像；以及用所述图像传感器查看所述虚拟图像，所述虚拟图像位于距所述图像传感器的虚拟距离处，所述虚拟距离处不同于所述全息胶片的物理位置，从而相对于所述图像传感器对准所述透镜模块。

4、根据本发明的第三方面，提供了一种用于制造相机模块的方法，所述方法包括以下步骤：提供包括测试表图样的全息胶片；用光源照射所述全息胶片，以生成所述测试表图样的虚拟图像；将图像传感器安装在图像传感器支架上；将透镜模块安装在所述全息胶片与所述图像传感器之间的透镜模块支架上，使得能够由所述图像传感器通过所述透镜模块查看所述测试表图样的所述虚拟图像；用所述图像传感器查看所述虚拟图像，所述虚拟图像位于距所述图像传感器的虚拟距离处，所述虚拟距离处不同于所述全息胶片的物理位置，从而相对于所述图像传感器对准所述透镜模块；然后在所述透镜模块和所述图像传感器已经对准之后，将所述透镜模块和所述图像传感器彼此固定以形成相机模块。

5、这些以及其他特征、方面和优点将通过说明书部分、所附权利要求书和附图得到更好的理解。

技术特征：

1.一种用于相对于图像传感器对准透镜模块的对准设备，所述对准设备包括：

2.如权利要求1所述的对准设备，其中，所述光源包括相干光源。

3.如权利要求2所述的对准设备，其中，所述设备还包括准直透镜，并且所述相干光源能够操作以生成相干光线，所述光线在照射所述全息透镜之前穿过所述准直透镜。

4.如权利要求3所述的对准设备，其中，所述准直透镜具有可变焦点。

5.如权利要求4所述的对准设备，其中，所述准直透镜包括液体透镜。

6.如权利要求3所述的对准设备，其中，所述光源与所述准直透镜之间的距离不同于所述准直透镜的焦距，使得来自所述光源的光线在穿过所述准直透镜后未被准直。

7.如权利要求1所述的对准设备，还包括耦合至所述光源的定位机构，其用于调整所述光源的位置并改变所述光源与所述全息胶片之间的分离间距。

8.如权利要求1所述的对准设备，其中，所述全息胶片为傅里叶全息胶片。

9.如权利要求1所述的对准设备，其中，在所述透镜模块和所述图像传感器的相对对准期间，所述透镜模块能够操作以将所述虚拟图像聚焦至所述图像传感器上。

10.如权利要求9所述的对准设备，其中，所述透镜模块支架和所述图像传感器支架能够操作以分别调整所述透镜模块和所述图像传感器的位置和取向，直至所述图像传感器获取所述虚拟图像的聚焦图像。

11.一种用于相对于图像传感器对准透镜模块的方法，所述方法包括以下步骤：

12.如权利要求11所述的方法，还包括在所述透镜模块和所述图像传感器已经对准之后，将所述透镜模块和所述图像传感器彼此固定以形成相机模块的步骤。

13.一种用于制造相机模块的方法，所述方法包括以下步骤：

技术总结
一种用于相对于图像传感器对准透镜模块的对准设备，包括：全息胶片，其具有能够从中生成测试表图样的虚拟图像的所述测试表图样；以及用于照射所述全息胶片的光源。提供图像传感器支架以安装所述图像传感器，并且透镜模块支架被配置和定位成将所述透镜模块安装在所述全息胶片与所述图像传感器之间，以便能够由所述图像传感器通过所述透镜模块查看所述测试表图样的所述虚拟图像。因此，能够由所述图像传感器通过所述透镜模块查看的所述虚拟图像位于距所述图像传感器的虚拟距离处，所述虚拟距离处不同于所述全息胶片的物理位置，从而相对于所述图像传感器对准所述透镜模块。

技术研发人员：施会丰,邓江汶,郑希岚
受保护的技术使用者：先进科技新加坡有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14