[发明专利]一种摄像头封装中六自由度自动校准算法

说明书

本发明公开一种摄像头封装中六自由度自动校准算法，该算法中采用先利用生产的第一个做标定得到标定系数，再后面批量生产过程中利用该标定系数反标定计算出位置误差的方式，并且在批量生产中逐步优化标定系数。在生产某个摄像头机种时，先使用其中一组LENS和Sensor，通过调整LENS的6自由度位置，标定图像与位置的关系。然后在生产过程中根据图像信息以及标定系数计算LENS相对于Sensor之间的位置。本发明相较现有技术生产工位减少一个；XY方面，之前的工艺误差50μm，AA工艺能够达到10μm；Z轴方面，之前只能够达到10μm，AA工艺能够到5μm；AA时间上小于5秒。

技术领域

本发明涉及手机摄像头模组、红外摄像头模组以及3D结构光发射端模组的封装行业，特别涉及一种摄像头封装中六自由度自动校准(AA，Active Alignment)算法。

背景技术

在摄像头模组LENS和Sensor封装方面，现在主要采用的分两步走的方式：

(1)、先将LENS和Sensor通过机器视觉的方式贴合，贴合过程中使用2个视觉定位相机分别拍摄LENS和Sensor，计算其在世界坐标系中的位置，控制机器手臂调整位置并进行贴合；

(2)、然后利用调焦机调整LENS的高度，确保摄像头对焦。点亮Sensor，拍摄特定的chart图，根据SFR/MTF计算图像质量，并根据图像质量调整LENS的高度直到调整到图像清晰度最佳的位置。

上述现有技术的封装存在以下问题：

(1)、现有的技术需要2道工艺，增加了生产周期和人力成本；

(2)、已有的技术上只管控了XY、Rotation和Z轴方向，无法管控Lens光轴和Sensor面垂线的倾斜角度；这导致了在对焦过程中无法保证图像四周同时对焦；

(3)、已有的技术只能确保LENS和Sensor之间X、Y外观上相对位置；因此零配件的叠加公差越来越大，最终表现在摄像头上的效果是拍照画面最清晰位置可能偏离画面中心、四角的清晰度不均匀等；

(4)、在图像传感器的分辨率不断增加和单像素尺寸不断减小的情况下，镜头组装到传感器的相对定位的准确性要求越来越高，传统的封装设备已经不能满足。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种摄像头封装中六自由度自动校准算法。本算法中采用先标定系统参数，再反标定出位置误差的方式，在生产某个摄像头中，先使用其中一组LENS和Sensor，通过调整LENS的6自由度位置，标定图像与位置的关系。然后在生产过程中根据图像信息以及标定系数计算LENS相对于Sensor之间的位置。

为实现上述目标，本发明的具体技术方案如下：

一种摄像头封装中六自由度自动校准算法，该摄像头封装中包括一组LENS和Sensor，及一个Chart图，所述LENS介于Sensor和Chart之间，自动校准算法包括以下步骤：

S1、Chart平行度调整；

S2、Sensor平行度调整；

S3、通过调整Sensor的X、Y，使得Chart中心和Sensor同心；

S4、预估参数标定

移动LENS 6自由度位置并记录位置，每次计算Chart图上5个标志的图像投影位置、每个标示位置的图像SFR值；在这个过程中有15个图像参考值对应6自由度位置信息，标定图像位置、图像质量相对于6自由度预估系数；

S5、Thoughfocus参数标定