CN115086525B - 摄像头模组组装方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摄像头模组组装方法、装置、设备及计算机可读存储介质，所述方法包括：通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；获取待装图像传感器的成像面和成像面的中心点的位置；基于焦平面和主焦点的位置以及成像面和中心点的位置，调整待装镜头和/或待装图像传感器的姿态，使得待装镜头与待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，目标相对位姿下焦平面与成像面重合，且主焦点与中心点重合；在待装镜头与待装图像传感器处于目标相对位姿时，对待装镜头和待装图像传感器进行固定。本发明提出的基于逆投影MTF测量的组装方法使得组装效率具有确定性，并且也提高了组装精度。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种摄像头模组组装方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，镜头为获取更高成像质量，除控制图像传感器单位像素尺寸不断减小，镜头内组立透镜个数不断增加以获取更好成像质量之外，还对图像传感器及镜头的组装精度提出更高要求。目前市场上，主要通过正投影的方式来测量待装镜头和待装图像传感器在一定相对位姿下的图像解析力SFR来完成镜头组装，也即，通过点亮待装图像传感器后透过待装镜头来获取测试图像，然后通过对测试图像进行分析来计算图像解析力SFR进而判定当前相对姿态是否满足组装要求。这种方法需要不断调整待装镜头和待装图像传感器之间的相对位姿，以寻找使得成像质量最优的相对位姿再对待装镜头和待装图像传感器进行固定；并且由于镜头景深的一定程度影响了图像解析力SFR的测量精度，因此这种试错的方法一方面会导致组装效率的不确定性，另一方面又导致组装精度低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种摄像头模组组装方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在提出一种基于逆投影MTF测量的摄像头模组组装方案，以提高摄像头模组组装效率的确定性和组装精度。
为实现上述目的，本发明提供一种摄像头模组组装方法，所述方法包括以下步骤：
通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；
获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置；
基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，所述目标相对位姿下所述焦平面与所述成像面重合，且所述主焦点与所述中心点重合；
在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
可选地，所述逆投影MTF测量装置包括在像面位置设置的刻线光罩，还包括在物面位置设置的多个感光成像装置或一个位置可调的感光成像装置；
所述通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置的步骤包括：
当将所述待装镜头置于所述刻线光罩与感光成像装置之间时，控制所述刻线光罩做寻焦运动，在所述刻线光罩每移动一次后，通过所述多个感光成像装置分别测得一个MTF值，或通过所述位置可调的感光成像装置在多个位置下分别测得一个MTF值；
确定多个感光成像装置中每一个感光成像装置在所述寻焦运动中测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，多个感光成像装置的在轴感光成像装置对应的焦点为主焦点；或，
确定位置可调的感光成像装置在寻焦运动中在同一位置测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值时位置可调的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，位置可调的感光成像装置处于在轴位置时所对应的焦点为主焦点。
可选地，多个感光成像装置以不同方位角和像高设置在所述物面位置，每个方位角的感光成像装置对应所述刻线光罩中对应方位角和像高的刻线；
所述根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置的步骤包括：
根据测得所述峰值的感光成像装置的方位角和所对应刻线的像高，计算得到所述焦平面上一个焦点的X轴坐标值和Y轴坐标值；
根据测得所述峰值时刻线光罩所在位置对应的法兰焦距确定所述焦平面上一个焦点的Z轴坐标值，其中，焦点的位置包括焦点的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值。
可选地，基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿的步骤包括：
确定所述焦平面的位置与所述成像面的位置之间的第一位置误差，以及确定所述主焦点的位置与所述中心点的位置之间的第二位置误差；
根据预设的位置误差与六轴夹持装置的控制参数之间的对应关系，确定与所述第一位置误差和所述第二位置误差对应的目标控制参数；
按照所述目标控制参数控制所述六轴夹持装置调整姿态，以调整所述六轴夹持装置所夹持的所述待装镜头的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿。
可选地，所述获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置的步骤包括：
通过视觉定位装置获取所述待装图像传感器的成像面图像；
对所述成像面图像进行图像处理算出所述成像面的中心点的位置；
通过测高装置测量所述成像面上多个点的高度差；
根据所述成像面上多个点的高度差拟合得到所述成像面的位置。
可选地，所述基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿的步骤之后，还包括：
在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿，且在所述待装镜头的物面位置设置标准测试图卡时，点亮所述待装图像传感器以通过所述待装镜头取图得到测试图像；
通过分析所述测试图像得到成像质量；
当所述成像质量符合预设质量标准时，执行所述在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定的步骤。
可选地，所述在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定的步骤包括：
在所述待装镜头与点胶后的所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，通过固化装置对胶水进行固化，以对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
为实现上述目的，本发明还提供一种摄像头模组组装装置，所述摄像头模组组装装置包括：
测量模块，用于通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；
获取模块，用于获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置；
调整模块，用于基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，所述目标相对位姿下所述焦平面与所述成像面重合，且所述主焦点与所述中心点重合；
固定模块，用于在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
为实现上述目的，本发明还提供一种摄像头模组组装设备，所述摄像头模组组装设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的摄像头模组组装程序，所述摄像头模组组装程序被所述处理器执行时实现如上所述的摄像头模组组装方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有摄像头模组组装程序，所述摄像头模组组装程序被处理器执行时实现如上所述的摄像头模组组装方法的步骤。
本发明中，通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；获取待装图像传感器的成像面和成像面的中心点的位置；基于焦平面和主焦点的位置以及成像面和中心点的位置，调整待装镜头和/或待装图像传感器的姿态，使得待装镜头与待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，目标相对位姿下焦平面与成像面重合，且主焦点与中心点重合；在待装镜头与待装图像传感器处于目标相对位姿时，对待装镜头和待装图像传感器进行固定。相比于现有的摄像头模组组装方法不知道成像质量最佳时的相对位姿而需要步步试错，本发明提出的基于逆投影MTF测量的组装方法通过测量待装镜头和待装图像传感器的光学参数，相当于是已知了成像质量最佳时待装镜头与待装图像传感器的相对位姿，没有试错的过程，从而使得组装效率具有确定性，并且光学参数测量误差远小于现有摄像头模组组装方法中待装图像传感器和待装镜头的成像误差，因此也提高了组装精度。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明摄像头模组组装方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明实施例中涉及的一种逆投影MTF测量装置的示意图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本发明实施例提供的一种摄像头模组组装方法，所述摄像头模组组装方法包括以下步骤：
步骤S10，通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；
在理想状态下，以镜头的焦平面与图像传感器的成像面完全重合时两者之间的相对姿态对两者进行组装，组装精度是最高的。但是，目前的组装方法采用正投影的方式来测量待装镜头和待装图像传感器在一定相对位姿下的图像解析力SFR（Spatial FrequencyResponse）来完成镜头组装，这种方法通过试错的过程试图找到最理想的相对位姿进行组装，但是显然这样试错的方式并不能够确定试多少次能够找到满足要求的相对位姿，从而导致组装效率的不确定性。另外，由于镜头景深一定程度影响了图像解析力SFR的测量精度，所以也会导致组装精度低的问题。
本实施例中，为解决上述技术问题，提出一种基于逆投影MTF（ModulationTransfer Function，调制传递函数）测量的组装方法，通过测量出待装镜头的焦平面和主焦点所在位置，以及获取到待装图像传感器的成像面和成像面中心点的位置，以面面重合为目标去调整待装镜头与待装图像传感器的相对位姿，以使得待装镜头与待装图像传感器能够直接以接近理想状态的相对位姿进行组装，相比于基于正投影测量的镜头组装方法不知道成像质量最佳时的相对位姿而需要步步试错，本实施例的这种组装方法相当于是已知了成像质量最佳时待装镜头与待装图像传感器的相对位姿，没有试错的过程，从而使得组装效率具有确定性，并且也提高了组装精度。
具体地，可以将待装镜头放置于逆投影MTF测量装置的测量位置，通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置。在具体实施方式中，可以通过夹持装置来夹持待装镜头，通过控制夹持装置的移动来带动待装镜头的移动。将待装镜头放置于逆投影MTF测量装置的测量位置具体可以是控制夹持装置移动以带动待装镜头移动至逆投影MTF测量装置的测量位置，也可以是控制逆投影MTF测量装置移动以使得待装镜头处于逆投影MTF测量装置的测量位置，还可以是手动操作来实现，在本实施例中并不做限制。并且，需要说明的是，在以下各个实施例中，当需要将待装镜头置于某一装置或某一工位处时，可以通过调整待装镜头的位置来实现，也可以通过调整装置或工位的位置来实现，在本实施例中并不做限制。
MTF是分析镜头解像比的一种方法，MTF值是衡量光学镜头的一个参考值。逆投影MTF测量装置通过颠倒成像***物和像的位置来进行检测，在被测镜头的像面位置设置刻线光罩(reticle），物面位置设置多个感光成像装置或一个位置可调的感光成像装置，也即，待装镜头在测量时，需要放置在刻线光罩与感光成像装置之间，且刻线光罩在待装镜头的像面一侧，感光成像装置在待装镜头的物面一侧。其中，物方聚焦清晰的面称为物面，与之对应的像方的面是像面。多个感光成像装置具体包括一个在轴感光成像装置和多个离轴感光成像装置，或者，通过调整该位置可调的感光成像装置的位置，可以使得该感光成像装置分别充当在轴感光成像装置和离轴感光成像装置。以视线从物面位置看向像面位置来俯视地看逆投影MTF测量装置，各个离轴感光成像装置围绕在轴感光成像装置分布，以在轴感光成像装置为原点建立坐标系，各离轴感光成像装置具有不同的方位角，各离轴感光成像装置与原点的距离可以相同也可以不同。刻线光罩表面刻有多个刻线，刻线的形状在本实施例中并不做限制，例如可以是十字刻线。刻线光罩表面的各个刻线与各个感光成像装置是一一对应的，每个方位角的感光成像装置对应刻线光罩中对应方位角和像高的刻线（刻线），而其中，在轴感光成像装置对应刻线光罩中处于中心的刻线，其像高为0。可以理解的是，若两个感光成像装置的方位角相同，但与原心的距离不同，那么该两个感光成像装置所对应的两个刻线的方位角是相同的，但像高是不同的。在一些实施方式中，感光成像装置可以采用CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）。刻线光罩与感光成像装置相背的一侧设置有光源，光源照亮刻线光罩，部分光线穿过刻线光罩上的刻线，再透过待装镜头投影到感光成像装置上，感光成像装置获取到刻线光罩上与其对应的刻线的图像，通过该图像可计算得到一个MTF值，MTF值的大小，表示了待装镜头在该刻线所在位置的成像质量，MTF值越大，成像质量越高。
对于某一感光成像装置而言，通过移动刻线光罩调整刻线光罩到待装镜头的距离，可以测量得到刻线光罩在某一位置时通过该感光成像装置测试的MTF值最大，该刻线光罩处于该位置时该感光成像装置所对应的刻线所在的位置就是待装镜头焦平面上的一个点，那么，通过多个感光成像装置，可以测得待装镜头焦平面上的多个点的位置，进而可以通过多个点位置拟合得到一个面的位置，该面所在位置即焦平面所在位置，而在轴感光成像装置所测得的那个点即主焦点。
基于上述原理，可以通过逆投影MTF测量装置测得待装镜头的焦平面和主焦点的位置。在具体实施方式中，焦平面和主焦点的位置可以是相对于某一坐标系而言的，可以采用角度值、坐标值等方式来表示，在本实施例中并不做限制。
图2示出了一种逆投影MTF测量装置的示意图。图2示出的逆投影MTF测量装置仅仅是一个示例，不应对本实施例中逆投影MTF测量装置的功能和使用范围带来任何限制。1是逆投影MTF测量装置，包括半球形的穹顶101、滑动安装在穹顶上的多个支架102、安装在支架上的感光成像装置103和刻线光罩104。2是六轴夹持装置，3是一个待测镜头。
步骤S20，获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置；
待装图像传感器的成像面和成像面的中心点的位置可以通过多种方法获取，在本实施例中并不做限制。例如，在一实施方式中，在组装工位上设置一个放置待装图像传感器的特定位置，并通过预先标定测得当待装图像传感器放置于该特定位置时，待装图像传感器的成像面和成像面中心点的位置，将该位置信息进行存储；在生产线上，对每一待装图像传感器，可以直接将该待装图像传感器放置于组装工位的该特定位置处，并直接获取预先存储的成像面和成像面中心点的位置，作为该待装图像传感器的成像面和成像面中心点的位置。在具体实施方式中，成像面和成像面中心点的位置可以是相对于某一坐标系而言的，可以采用角度值、坐标值等方式来表示，在本实施例中并不做限制。
在具体实施方式中，可以通过夹持装置来夹持待装图像传感器，通过控制夹持装置的移动来带动待装图像传感器的移动。
步骤S30，基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，所述目标相对位姿下所述焦平面与所述成像面重合，且所述主焦点与所述中心点重合；
在获知待装镜头的焦平面和主焦点的位置以及待装图像传感器的成像面和成像面中心点的位置后，可以通过调整待装镜头和/或待装图像传感器的姿态，来使得待装镜头与待装图像传感器处于一个目标相对位姿，而在该目标相对位姿下，待装镜头的焦平面和待装图像传感器的成像面是重合的，且待装镜头的主焦点与待装图像传感器的成像面的中心点是重合的。可以理解的是，当调整待装镜头的姿态时，焦平面和主焦点的位置也会跟着动，调整待装图像传感器的姿态时，待装图像传感器的成像面和成像面的中心点也会动，而调整姿态的目的是使得在调整后，待装镜头的焦平面和待装图像传感器的成像面是重合的，且待装镜头的主焦点与待装图像传感器的成像面的中心点是重合的，而非调整之前。
在具体实施方式中，可以仅调整待装镜头的姿态，也可以仅调整待装图像传感器的姿态，还可以既调整待装镜头的姿态又调整待装图像传感器的姿态，在本实施例中并不做限制。而调整待装镜头的姿态具体可以是采用六轴夹持装置来夹持该待装镜头，通过调整六轴夹持装置的控制参数来调整待装镜头的姿态。待装图像传感器的姿态调整方法也同理。六轴夹持装置是可以通过调整六个自由度参数来调整所夹持物体在空间中的位姿的夹持装置，具体可采用常规的六轴夹持装置来实现，在本实施例中并不做限制。其中，六个自由度参数分别是沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度参数和绕这三个坐标轴的转动自由度参数，通过调整六轴夹持装置的其中任意一个参数，即可改变六轴夹持装置所夹持的待装镜头或待装图像传感器在空间中的姿态。
在具体实施方式中，可以基于待装镜头的焦平面与待装图像传感器的成像面之间的位置误差，以及待装镜头的主焦点与待装图像传感器的成像面中心点之间的位置误差，确定对待装镜头的夹持装置和/或待装图像传感器的夹持装置的控制参数，按照该控制参数来控制夹持装置调整姿态，进而调整待装镜头和/或待装图像传感器的姿态，以使得调整后，待装镜头的焦平面和待装图像传感器的成像面重合，待装镜头的主焦点与待装图像传感器的成像面中心点重合。进一步地，当待装镜头的焦平面和主焦点的位置的参考系与待装图像传感器的成像面和成像面中心点的位置的参考系不同，则可以将其转换为同一参考系后再计算误差。例如，当焦平面、主焦点、成像面和中心点的位置是相对于坐标系而言时，可以将焦平面和主焦点的位置与成像面和中心点的位置转换为相对同一坐标系而言。
步骤S40，在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
在待装镜头与待装图像传感器处于目标相对位姿时，可以对待装镜头和待装图像传感器进行固定，以将待装镜头和待装图像传感器组装在一起。其中，固定待装镜头和待装图像传感器的方式在本实施例中并不做限制，例如可以采用点胶后UV光固化的方式。
可以理解的是，由于在目标相对位姿时，待装镜头的焦平面和待装图像传感器的成像面是重合的，且待装镜头的主焦点与待装图像传感器的成像面的中心点是重合的，所以可以认为最终组装后成品的组装精度是最高的或者说是接近与理想最高精度的，相比于基于正投影测量的镜头组装方法而言，提高了组装的精度。并且，每一组待装镜头和待装图像传感器的组装流程都是一样的，中间并不需要进行不确定次数的试错，所以相比于基于正投影测量的镜头组装方法而言，也提高了组装效率的确定性，或者称为提高了组装效率的一致性。
实施例二
在上述实施例一的基础上，上述实施例中的所述逆投影MTF测量装置包括在像面位置设置的刻线光罩，还包括在物面位置设置的多个感光成像装置或一个位置可调的感光成像装置，步骤S10具体包括步骤S101~S103，下面对这种情况进行介绍。其中，本实施例中，与上述实施例一相同或相似的内容，可以参考上文介绍，后续不再赘述。
步骤S101，当将所述待装镜头置于所述刻线光罩与感光成像装置之间时，控制所述刻线光罩做寻焦运动，在所述刻线光罩每移动一次后，通过所述多个感光成像装置分别测得一个MTF值，或通过所述位置可调的感光成像装置在多个位置下分别测得一个MTF值；
在本实施例中，提出一种通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头焦平面和主焦点的位置的具体实施方式。
具体地，当将待装镜头置于刻线光罩与感光成像装置之间时，可以控制刻线光罩做寻焦运动。其中，寻焦运动的目的是多次改变刻线光罩到待装镜组之间的距离。在具体实施方式中，可以通过控制刻线光罩由远及近地以相同的步距逐步移动靠近待装镜头来实现寻焦运动。
当逆投影MTF测量装置中设置的是多个感光成像装置时，在寻焦运动的过程中，在刻线光罩每移动一次后，都通过各个感光成像装置分别测得一个MTF值。
当逆投影MTF测量装置中设置的是一个位置可调的感光成像装置时，在寻焦运动的过程中，在刻线光罩每移动一次后，通过调整该位置可调的感光成像装置的位置，在多个方位角和像高下分别测得一个MTF值。
步骤S102，确定多个感光成像装置中每一个感光成像装置在所述寻焦运动中测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，多个感光成像装置中的在轴感光成像装置对应的焦点为主焦点。
当逆投影MTF测量装置中设置的是多个感光成像装置时，对于每一个感光成像装置，可以从该感光成像装置在寻焦运动中测试得到的多个MTF值中确定一个峰值。可以理解的是，以寻焦运动中刻线光罩与待装镜头之间的距离或者法兰焦距为横坐标，以MTF值为纵坐标，感光成像装置在寻焦运动中测得的多个MTF值可以看做是一条MTF曲线或者说可以拟合成一条MTF曲线，峰值即该MTF曲线的峰值。但是需要说明的是，从感光成像装置在寻焦运动中测试得到的多个MTF值中确定峰值时，并不一定要拟合得到MTF曲线，也即，可以直接从多个MTF值中选取最大值作为峰值，也可以是基于各个离散的MTF值拟合得到一条MTF曲线后，求取该MTF曲线的峰值。
在确定感光成像装置测得的峰值后，可以根据该感光成像装置对应的位置信息和测得该峰值时刻线光罩所对应的位置信息确定焦平面上的一个点（焦点）的位置。其中，一个点在空间中的位置可以通过X、Y和Z三个轴的位置来描述，感光成像装置对应的方位角和像高信息可以用于描述焦点在X和Y轴的位置，刻线光罩所对应的位置信息可以用于描述焦点在Z轴上的位置。
每个感光成像装置可以测得一个焦点的位置，而在轴感光成像装置可以测得主焦点的位置。通过多个感光成像装置测得的多个焦点的位置，可以拟合得到一个面的位置，该面即待装镜头的焦平面。
步骤S103，确定位置可调的感光成像装置在寻焦运动中在同一位置测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值时位置可调的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，位置可调的感光成像装置处于在轴位置时所对应的焦点为主焦点。
当逆投影MTF测量装置中设置的是一个位置可调的感光成像装置时，对于该感光成像装置所移动到的一个位置，可以从该感光成像装置在该位置时在寻焦运动中测试得到的多个MTF值中确定一个峰值。可以理解的是，以寻焦运动中刻线光罩与待装镜头之间的距离或者法兰焦距为横坐标，以MTF值为纵坐标，感光成像装置在一个同一位置时在寻焦运动中测得的多个MTF值可以看做是一条MTF曲线或者说可以拟合成一条MTF曲线，峰值即该MTF曲线的峰值。但是需要说明的是，从感光成像装置在寻焦运动中测试得到的多个MTF值中确定峰值时，并不一定要拟合得到MTF曲线，也即，可以直接从多个MTF值中选取最大值作为峰值，也可以是基于各个离散的MTF值拟合得到一条MTF曲线后，求取该MTF曲线的峰值。
在确定感光成像装置在一个位置时测得的峰值后，可以根据该感光成像装置对应的位置信息和测得该峰值时刻线光罩所对应的位置信息确定焦平面上的一个点（焦点）的位置。其中，一个点在空间中的位置可以通过X、Y和Z三个轴的位置来描述，感光成像装置对应的位置信息可以用于描述焦点在X和Y轴的位置，刻线光罩所对应的位置信息可以用于描述焦点在Z轴上的位置。
感光成像装置在每移动至一个位置时可以测得一个焦点的位置，而移动到在轴位置时可以测得主焦点的位置。通过多个焦点的位置，可以拟合得到一个面的位置，该面即待装镜头的焦平面。
进一步地，在一实施方式中，多个感光成像装置以不同方位角设置在所述物面位置，每个方位角的感光成像装置对应所述刻线光罩中对应方位角和像高的刻线，所述步骤S102中根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置的步骤包括：
步骤S1021，根据测得所述峰值的感光成像装置的方位角和所对应刻线的像高，计算得到所述焦平面上一个焦点的X轴坐标值和Y轴坐标值；
在本实施方式中，感光成像装置所对应的位置信息可以是该感光成像装置的方位角以及该感光成像装置所对应的刻线的像高。根据感光成像装置的方位角和对应刻线的像高，可以计算得到焦平面上一个焦点的X轴坐标值和Y轴坐标值。具体地，可以将像高分别乘以方位角的正弦值和余弦值来计算得到X轴坐标值和Y轴坐标值。
在其他实施方式中，感光成像装置对应的位置信息也可以是预先计算好的X轴坐标值和Y轴坐标值。
步骤S1022，根据测得所述峰值时刻线光罩所在位置对应的法兰焦距确定所述焦平面上一个焦点的Z轴坐标值，其中，焦点的位置包括焦点的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值。
对于感光成像装置测得的一个峰值，根据测得该峰值时刻线光罩所在位置对应的法兰焦距确定焦平面上一个焦点的Z轴坐标值，由此可以得到该感光成像装置所测得的焦点的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值。其中，根据法兰焦距确定Z轴坐标值具体可以是根据坐标系与待装镜头之间的位置关系，根据法兰焦距换算出Z轴坐标值，坐标系如何选取在本实施例中并不做限制，故换算方法在此不进行展开叙述。
实施例三
在上述实施例一和/或实施例二的基础上，上述实施例中的摄像头模组组装方法步骤S30具体包括步骤S301~S303，下面对这种情况进行介绍。其中，本实施例中，与上述实施例一相同或相似的内容，可以参考上文介绍，后续不再赘述。
步骤S301，确定所述焦平面的位置与所述成像面的位置之间的第一位置误差，以及确定所述主焦点的位置与所述中心点的位置之间的第二位置误差；
在本实施例中，可以通过调整待装镜头的姿态来使得待装镜头与待装图像传感器达到目标相对位姿。
具体地，可以先确定焦平面的位置与成像面的位置之间的位置误差（以下称为第一位置误差以示区分），确定主焦点的位置与中心点的位置之间的位置误差（以下称为第二位置误差）。其中，第一位置误差可以通过旋转角度来表示，第二位置误差可以采用坐标点之间在各个坐标轴的坐标值差来表示，具体在本实施例中并不做限制。
步骤S302，根据预设的位置误差与六轴夹持装置的控制参数之间的对应关系，确定与所述第一位置误差和所述第二位置误差对应的目标控制参数；
预先可以设置位置误差与六轴夹持装置的控制参数之间的对应关系，例如，当旋转角度是多少时对应的控制参数应该调整多少，以使得调整后两个面的法线方向是一致的。那么，在得到第一位置误差和第二位置误差后，可以根据该对应关系，确定与第一位置误差和第二位置误差对应的目标控制参数。
步骤S303，按照所述目标控制参数控制所述六轴夹持装置调整姿态，以调整所述六轴夹持装置所夹持的所述待装镜头的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿。
在确定目标控制参数后，按照目标控制参数去控制六轴夹持装置调整姿态，六轴夹持装置带动待装镜头旋转或移动，以达到调整待装镜头姿态的目的，使得在调整之后，待装镜头与待装图像传感器是处于目标相对位姿的。
在本实施例中，通过根据面与面、点与点之间的位置误差确定修正该位置误差的控制参数，通过一次性地调整待装镜头的姿态使得待装镜头与待装图像传感器达到目标相对位姿，相比于基于正投影测量的组装方法需要不断试错，本实施例组装方案明显提高了组装效率。
实施例四
在上述实施例一、二和/或三的基础上，上述实施例中的摄像头模组组装方法步骤S20具体包括步骤S201~S204，下面对这种情况进行介绍。其中，本实施例中，与上述实施例一相同或相似的内容，可以参考上文介绍，后续不再赘述。
步骤S201，通过视觉定位装置获取所述待装图像传感器的成像面图像；
在本实施例中，可以通过视觉定位装置和测高装置来获取待装图像传感器的成像面和成像面中心点的位置。具体地，视觉定位装置可以包括相机，用于以俯视角度获取待装图像传感器的成像面图像。
步骤S202，对所述成像面图像进行图像处理算出所述成像面的中心点的位置；
对获取到的成像面图像进行识别，确定成像面的中心在图像中的位置，并将该位置转换为空间坐标系中X轴和Y轴的坐标值。
步骤S203，通过测高装置测量所述成像面上多个点的高度差；
步骤S204，根据所述成像面上多个点的高度差拟合得到所述成像面的位置。
测高装置可以采用激光测高仪等常用测高装置实现，在本实施例中并不做限制。通过测高装置对成像面进行多点测试，可以测得成像面上多个点的高度差，而每个点的X轴和Y轴坐标值是已知的，那么根据各个点的X轴和Y轴坐标以及高度差，即可拟合得到一个面（成像面）的位置，该位置可以采用法线方向来表示，也可以采用其他方式来表示，在本实施例中并不做限制。在得到成像面的位置和成像面中心点的X轴和Y轴坐标值后，即可计算得到成像面中心点的Z轴坐标值。
进一步地，在一实施方式中，所述步骤S30之后，还包括：
步骤S50，在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿，且在所述待装镜头的物面位置设置标准测试图卡时，点亮所述待装图像传感器以通过所述待装镜头取图得到测试图像；
在本实施例中，为进一步确保成品的成像质量，可以在将待装镜头与待装图像传感器调整至处于目标相对位姿，通过正投影测量待装镜头与待装图像传感器在该目标相对位姿下的成像质量，以在确定成像质量达到要求时，进行后续的组装
具体地，可以在将待装镜头与待装图像传感器调整至处于目标相对位姿，且在待装镜头的物面位置设置标准测试图卡时，点亮待装图像传感器以通过待装镜头取图得到测试图像。其中，可以将待装镜头与待装图像传感器调整至目标相对姿态后保持该目标相对位姿不变的情况下，将待装镜头与待装图像传感器移动至正投影测量装置中，以使得标准测试图卡处于待装镜头的物面位置；或者，也可以是将待装镜头与待装图像传感器分别移动至正投影测量装置后，再将待装镜头与待装图像传感器调整至目标相对姿态。
步骤S60，通过分析所述测试图像得到成像质量；
在获取到测试图像后，可以通过分析测试图像得到成像质量。其中，分析测试图像得到成像质量具体可以是分析得到图像解析力SFR，而图像解析力SFR即可以反映成像质量。
步骤S70，当所述成像质量符合预设质量标准时，执行所述步骤S40。
将分析得到的成像质量与预设质量标准进行比对，当确定符合预设质量标准时，可以在待装镜头与待装图像传感器处于目标相对位姿时，对待装镜头和待装图像传感器进行固定。
当分析得到的成像质量不符合预设质量标准时，可以不进行固定，以避免得到成像质量不过关的残次品。对于未固定的待装镜头和待装图像传感器，可以进行废弃，或者是将待装镜头再与其他待装图像传感器进行组装，将待装图像传感器再与其他待装镜头进行组装。
进一步地，在一实施方式中，所述步骤S40包括：
步骤S401，在所述待装镜头与点胶后的所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，通过固化装置对胶水进行固化，以对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
可以通过点胶后光固化的方式来对待装镜头和待装图像传感器进行组装。具体地，可以是将待装镜头与点胶后的待装图像传感器调整至处于目标相对位姿，再通过固化装置对待装图像传感器组装面的胶水进行固化，胶水为光学胶水，通过胶水的粘贴作用，能够保证待装镜头和待装图像传感器牢固粘贴，相比于其他粘贴方式，光学胶水避免了在光线透过两个镜组造成对光线的吸收或者遮挡。固化具体可以是采用紫外灯照射固化，紫外灯的照射方向朝向待装镜头和待装图像传感器的对接面，通过紫外灯可以提高胶水的固化速度，尽快的完成组装，提高组装效率。
进一步地，在一实施方式中，为避免因胶水固化后导致待装镜头与待装图像传感器相对位姿发生变化，或者受胶水影响导致成像质量不符合标准，可以在将待装镜头和待装图像传感器固定后，再通过正投影方式测量成品的成像质量，当成像质量不符合预设成像质量标准时，进行返工或者是废弃，以保证成品的成像质量达标。
实施例五
本发明实施例提供一种基于逆投影MTF检测的摄像头模组组装装置，摄像头模组组装装置包括：
测量模块，用于通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；
获取模块，用于获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置；
调整模块，用于基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，所述目标相对位姿下所述焦平面与所述成像面重合，且所述主焦点与所述中心点重合；
固定模块，用于在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
进一步地，所述逆投影MTF测量装置包括在像面位置设置的刻线光罩，还包括在物面位置设置的多个感光成像装置或一个位置可调的感光成像装置；
所述测量模块还用于：
当将所述待装镜头置于所述刻线光罩与感光成像装置之间时，控制所述刻线光罩做寻焦运动，在所述刻线光罩每移动一次后，通过所述多个感光成像装置分别测得一个MTF值，或通过所述位置可调的感光成像装置在多个位置下分别测得一个MTF值；
确定多个感光成像装置中每一个感光成像装置在所述寻焦运动中测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，多个感光成像装置中的在轴感光成像装置对应的焦点为主焦点；或，
确定位置可调的感光成像装置在寻焦运动中在同一位置测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值时位置可调的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，位置可调的感光成像装置处于在轴位置时所对应的焦点为主焦点。
进一步地，多个感光成像装置以不同方位角设置在所述物面位置，每个方位角的感光成像装置对应所述刻线光罩中对应方位角和像高的刻线；
所述测量模块还用于：
根据测得所述峰值的感光成像装置的方位角和所对应刻线的像高，计算得到所述焦平面上一个焦点的X轴坐标值和Y轴坐标值；
根据测得所述峰值时刻线光罩所在位置对应的法兰焦距确定所述焦平面上一个焦点的Z轴坐标值，其中，焦点的位置包括焦点的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值。
进一步地，所述调整模块还用于：
确定所述焦平面的位置与所述成像面的位置之间的第一位置误差，以及确定所述主焦点的位置与所述中心点的位置之间的第二位置误差；
根据预设的位置误差与六轴夹持装置的控制参数之间的对应关系，确定与所述第一位置误差和所述第二位置误差对应的目标控制参数；
按照所述目标控制参数控制所述六轴夹持装置调整姿态，以调整所述六轴夹持装置所夹持的所述待装镜头的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿。
进一步地，所述获取模块还用于：
通过视觉定位装置获取所述待装图像传感器的成像面图像；
对所述成像面图像进行图像处理算出所述成像面的中心点的位置；
通过测高装置测量所述成像面上多个点的高度差；
根据所述成像面上多个点的高度差拟合得到所述成像面的位置。
进一步地，所述摄像头模组组装装置还包括：
点亮模块，用于在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿，且在所述待装镜头的物面位置设置标准测试图卡时，点亮所述待装图像传感器以通过所述待装镜头取图得到测试图像；
分析模块，用于通过分析所述测试图像得到成像质量；
所述固定模块还用于当所述成像质量符合预设质量标准时，执行所述在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定的操作。
进一步地，所述固定模块还用于：
在所述待装镜头与点胶后的所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，通过固化装置对胶水进行固化，以对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
本发明实施例摄像头模组组装装置的具体实施方式的拓展内容与上述摄像头模组组装方法各实施例基本相同，在此不做赘述
实施例六
本实施例提供一种摄像头模组组装设备，所述摄像头模组组装设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的摄像头模组组装程序，所述摄像头模组组装程序被所述处理器执行时实现如上述实施例一、二、三和/或四中摄像头模组组装方法的步骤。
本发明实施例摄像头模组组装设备的具体实施方式的拓展内容与上述摄像头模组组装方法各实施例基本相同，在此不做赘述。
实施例七
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有摄像头模组组装程序，所述摄像头模组组装程序被处理器执行时实现如上述实施例一、二、三和/或四中摄像头模组组装方法的步骤。
本发明实施例计算机可读存储介质的具体实施方式的拓展内容与上述摄像头模组组装方法各实施例基本相同，在此不做赘述
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利处理范围内。
Claims (9)
1.一种摄像头模组组装方法，其特征在于，所述摄像头模组组装方法包括以下步骤：
通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；
获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置；
基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，所述目标相对位姿下所述焦平面与所述成像面重合，且所述主焦点与所述中心点重合；
在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定;
所述逆投影MTF测量装置包括在像面位置设置的刻线光罩，还包括在物面位置设置的多个感光成像装置或一个位置可调的感光成像装置；
所述通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置的步骤包括：
当将所述待装镜头置于所述刻线光罩与感光成像装置之间时，控制所述刻线光罩做寻焦运动，在所述刻线光罩每移动一次后，通过所述多个感光成像装置分别测得一个MTF值，或通过所述位置可调的感光成像装置在多个位置下分别测得一个MTF值；
确定多个感光成像装置中每一个感光成像装置在所述寻焦运动中测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，多个感光成像装置中的在轴感光成像装置对应的焦点为主焦点；或，
确定位置可调的感光成像装置在寻焦运动中在同一位置测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值时位置可调的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，位置可调的感光成像装置处于在轴位置时所对应的焦点为主焦点。
2.如权利要求1所述的摄像头模组组装方法，其特征在于，多个感光成像装置以不同方位角设置在所述物面位置，每个方位角的感光成像装置对应所述刻线光罩中对应方位角和像高的刻线；
所述根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置的步骤包括：
根据测得所述峰值的感光成像装置的方位角和所对应刻线的像高，计算得到所述焦平面上一个焦点的X轴坐标值和Y轴坐标值；
根据测得所述峰值时刻线光罩所在位置对应的法兰焦距确定所述焦平面上一个焦点的Z轴坐标值，其中，焦点的位置包括焦点的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值。
3.如权利要求1所述的摄像头模组组装方法，其特征在于，基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿的步骤包括：
确定所述焦平面的位置与所述成像面的位置之间的第一位置误差，以及确定所述主焦点的位置与所述中心点的位置之间的第二位置误差；
根据预设的位置误差与六轴夹持装置的控制参数之间的对应关系，确定与所述第一位置误差和所述第二位置误差对应的目标控制参数；
按照所述目标控制参数控制所述六轴夹持装置调整姿态，以调整所述六轴夹持装置所夹持的所述待装镜头的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿。
4.如权利要求1所述的摄像头模组组装方法，其特征在于，所述获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置的步骤包括：
通过视觉定位装置获取所述待装图像传感器的成像面图像；
对所述成像面图像进行图像处理算出所述成像面的中心点的位置；
通过测高装置测量所述成像面上多个点的高度差；
根据所述成像面上多个点的高度差拟合得到所述成像面的位置。
5.如权利要求1所述的摄像头模组组装方法，其特征在于，所述基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿的步骤之后，还包括：
在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿，且在所述待装镜头的物面位置设置标准测试图卡时，点亮所述待装图像传感器以通过所述待装镜头取图得到测试图像；
通过分析所述测试图像得到成像质量；
当所述成像质量符合预设质量标准时，执行所述在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定的步骤。
6.如权利要求1至5中任一项所述的摄像头模组组装方法，其特征在于，所述在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定的步骤包括：
在所述待装镜头与点胶后的所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，通过固化装置对胶水进行固化，以对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定。
7.一种摄像头模组组装装置，其特征在于，所述摄像头模组组装装置包括：
测量模块，用于通过逆投影MTF测量装置测量待装镜头的焦平面和主焦点的位置；
获取模块，用于获取待装图像传感器的成像面和所述成像面的中心点的位置；
调整模块，用于基于所述焦平面和所述主焦点的位置以及所述成像面和所述中心点的位置，调整所述待装镜头和/或所述待装图像传感器的姿态，使得所述待装镜头与所述待装图像传感器处于目标相对位姿，其中，所述目标相对位姿下所述焦平面与所述成像面重合，且所述主焦点与所述中心点重合；
固定模块，用于在所述待装镜头与所述待装图像传感器处于所述目标相对位姿时，对所述待装镜头和所述待装图像传感器进行固定;
所述逆投影MTF测量装置包括在像面位置设置的刻线光罩，还包括在物面位置设置的多个感光成像装置或一个位置可调的感光成像装置；
所述测量模块还用于：
当将所述待装镜头置于所述刻线光罩与感光成像装置之间时，控制所述刻线光罩做寻焦运动，在所述刻线光罩每移动一次后，通过所述多个感光成像装置分别测得一个MTF值，或通过所述位置可调的感光成像装置在多个位置下分别测得一个MTF值；
确定多个感光成像装置中每一个感光成像装置在所述寻焦运动中测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，多个感光成像装置中的在轴感光成像装置对应的焦点为主焦点；或，
确定位置可调的感光成像装置在寻焦运动中在同一位置测得的多个MTF值的峰值，根据测得所述峰值时位置可调的感光成像装置所对应的位置信息和测得所述峰值时所述刻线光罩所对应的位置信息确定所述焦平面上的一个焦点的位置，根据多个焦点的位置拟合得到所述焦平面的位置，其中，位置可调的感光成像装置处于在轴位置时所对应的焦点为主焦点。
8.一种摄像头模组组装设备，其特征在于，所述摄像头模组组装设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的摄像头模组组装程序，所述摄像头模组组装程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的摄像头模组组装方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有摄像头模组组装程序，所述摄像头模组组装程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的摄像头模组组装方法的步骤。
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