手机镜头模组调心技术介绍

宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术目录什么是模组调心技术技术模组调心技术解决的产品核心问题模组调心技术基本光学原理模组调心技术产品的工艺路线模组调心技术产品的结构设计要点模组调心技术动作解说模组调心技术效果的评价模组调心技术产品胶水评价要点模组调心技术工序常见问题及解决模组调心技术后续发展宁波舜宇光电信息有限公司什么是模组调心技术技术模组调心技术全称：ActiveAlignment直译：主动调整行业中文：模组调心技术通过调整LENSX,Y,Z及θx，θy,θz的6个自由度调整，保证LENS光轴与SENSOR面垂轴的同心度。zyx90deg位置左上左下右上右下中心传感器撮像位置ＳＴＳＴＳＳＴＴＳＴVCM&LENSASSYCOBASSYChartImageCTFX1Glue宁波舜宇光电信息有限公司试产状况调心技术需要解决模组的核心问题▇模组组装倾斜tilt▇模组组装偏移shift倾斜构成：物料和组装LENS主光轴Sensor法线ImagecycleopticalcenterSensorcenter宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术基本光学原理一：光轴TILT调整LΔH角度：Tan(θ)=Δh/L从光学知识中知道，镜头的Defocus曲线为正态分布，当倾斜发生时（如图3-3），镜头的各视场位置最佳MTF峰值存在位置差ΔH（如图3-4），可通过几何关系求倾斜角度图3-3图3-4宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术基本光学原理二：光心调整光心：即光学中心，由于镜头成像面照度轴外像点的光照度E1与轴上成像光照度E0有如下关系：E1=E0*cos4ω(ω:lensFOV)故其sensor表面接受的光照度，由lens中心向边缘衰减，如下所示。Y分布光心确定ImagecycleopticalcenterSensorcenter宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术产品基本工艺自动调芯开始SMT工序COB封装切割PCSLENSVCM热固化结束其他工序预锁附调焦开始物料装夹图像点亮shift调整TILT,SHIFT确认Tilt调整Z向调整UV固化结束涂胶产品工艺路线NGOK模组调心技术工序动作zyxChartX1Glue宁波舜宇光电信息有限公司结构1VCMVCMVCM优势：通用型强污点管理好，环境要求低结构要求简单劣势高度需要0.15mm焊接麻烦结构2结构3优势：工序节省劣势高度需要0.15mm污点管理不好，环境要求高优势：污点管理好，环境要求低焊接，通电方便结构省0.15劣势通用型差其他HA,DIE要求高OIS不适用间隙位置模组调心技术产品的结构设计要点基本结构方案宁波舜宇光电信息有限公司VCMVCMBFL选择第1种间隙设计ZgapXYshiftgap要点：1.间隙可以让模组能6自由度调整；2.间隙不可过大，保证胶水可以粘接牢靠，同时削减尺寸可实现模组调心技术产品的结构设计要点宁波舜宇光电信息有限公司10模组调心技术产品的结构设计要点-gap控制▇LensVcmassembly:控制尺寸A的倾斜与公差;BFL公差:最终保证：B倾斜与偏差▇Sensorassembly:控制尺寸C的倾斜与公差VCMBFLBFL像面LENSAXISSENSOR法线ALensVcmassemblyLensVcmassemblyCBVCMBFL像面SENSOR法线LensVcmassemblyCLENSAXISLensVcmassemblyB▇目标:保证SCAN时，红色不会发生干涉;目前设计GAPSIZE:175um=150um+25um（60CM物距）初始：SCAN底部宁波舜宇光电信息有限公司VCMBFLθΔHDAbBFL尺寸链分解：倾斜与轴向公差▇轴向公差：以芯片为基准面1.Holder本体高度差2.Die胶水和holder胶水高度差3.LensBFL公差4.Lens&VCM组装高度差;5.SCAN余量▇倾斜公差θ=ΔH1.Lens&VCM组装TILT；2.VCM&FPC外形TILT；3.DIE相对HolderTILT;4.夹具TILT;模组调心技术产品的结构设计要点-gapz向宁波舜宇光电信息有限公司12模组调心技术产品的结构设计要点-gapshift▇形状公差1.镜座长宽公差2.马达长宽公差▇位置公差1.马达同心度；2.LENS同心度；3.镜座对称度；▇组装公差；1.镜座贴付；2.贴付角度3.模组调心技术视觉旋转4.镜头组装到马达位置偏移；5.配合距离VCMBFLLENSsensor要点：保证OC调整时，LENS可以移动到SENSOR的中心；马达引脚与holder,马达框与Holder框不干涉宁波舜宇光电信息有限公司13模组调心技术产品的结构设计要点-gap尺寸以8.5*8.5模组，分体式结构为例推荐项目最适合设计值设计极限值Zgap0.150.12~0.18VCM&HOLDERx；yshift越大越好0.15pinX；Yshiftgap0.25mm0.22单位：mm设计计算参考：宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术动作解说VCMBFLBFLLENSAXISSENSOR法线VCMBFLBFLLENSAXISSENSOR法线STEP1:初始STEP2:OCVCMBFLBFLLENSAXISSENSOR法线STEP3:Defocus计算VCMBFLBFLLENSAXISSENSOR法线STEP4:tilt调整VCMBFLBFLLENSAXISSENSOR法线STEP5:二次OCSTEP6:Defocus检查VCMBFLBFLLENSAXISSENSOR法线STEP7最终实现对焦Z向调整，UV固化.NG宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术动作解说——重点动作说明STEP2&5:OC实现用于计算光心区域采集影像算法处理后影像拟合后的圆的中心即为光心1.OC计算区域，区域越大，计算重复性越高2亮度不.用于计算光心区域的图像能太高，也不能太低，控制在160-180之间。宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术动作解说——重点动作说明上MTF曲线左MTF曲线下MTF曲线界面截图注意事项：1、在做defocus曲线时，四边的红框和中心的红框必须全部处于横竖线对上面；2、图像不能太亮，也不能太暗，中心亮度一般控制在140-160之间（测量中心黑白线对区域）STEP3:Defocus计算右MTF曲线左右位置差上下位置差L1L2h1h2Θ1=actan(H1/L1;)Θ2=actan(H2/L2;);宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术动作解说——重点动作说明TILT调整★六自由度并联机构X,Y,Z,θx,θy,θzXYZ注意点：该机构可以设定球心进行调整宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术动作解说——重点动作说明基准微距inf马达起点马达末点模组调心技术完成后马达移动的绝对位置范围应该大于镜头需要移动的绝对位置,即：a＞d;c＞b其中b-a镜头景深表，c-d马达的行程SENSOR感光面0位置infmacro线性起点线性终点abcdLENS马达动子STEP7最终实现对焦Z向调整宁波舜宇光电信息有限公司ObjectDistance(m)SLensShift(mm)FarField(m)NearField(m)INF0.000--10.0-0.001INF2.435.0-0.003INF1.964.0-0.004INF1.783.0-0.00545.7361.552.0-0.0075.291.231.9-0.0084.641.201.8-0.0084.091.161.7-0.0083.611.111.6-0.0093.181.071.5-0.0102.811.021.4-0.0102.480.981.3-0.0112.180.931.2-0.0121.910.871.1-0.0131.670.821.0-0.0141.450.760.9-0.0161.250.700.8-0.0181.060.640.7-0.0210.890.580.6-0.0240.740.510.5-0.0290.590.430.45-0.0320.5220.3950.40-0.0360.4560.3560.35-0.0410.3920.3160.30-0.0480.3300.2750.25-0.0580.2700.2320.20-0.0730.2130.1890.15-0.0980.1570.1440.14-0.1050.1460.1340.13-0.1140.1350.1250.12-0.1240.1240.1160.11-0.1350.1140.1070.10-0.1490.1030.0970.09-0.1670.0920.0880.08-0.1880.0820.0780.07-0.2170.0710.0690.06-0.2560.0610.0590.05-0.3110.0510.049a-b：移动量-0.350-0.300-0.250-0.200-0.150-0.100-0.0500.0000.02.04.06.08.010.012.0LENS移动量物距镜头景深与物距关系Macro:10CMinf:无穷远C-D：vcm移动量通常：VCM移动量大于镜头移动量50um50016A2模组调心技术动作解说——重点动作说明STEP7最终实现对焦Z向调整宁波舜宇光电信息有限公司模模组调心技术产品效果验收TILT开始MTF测试马达斜率测试code转换为位移正态拟合空间坐标系建立平面拟合计算夹角结束采样Code→位移建立空间坐标拟合平面确定芯片平面坐标（X,Y)计算拟合平面与基本平面的夹角，即像面与芯片面的夹角！MTF峰值对应-X轴：z坐标测量实施流程：宁波舜宇光电信息有限公司-20-15-10-505101520-20-1001020TILT_Y（单位：分）TILT_X(单位：分）模组调心技术产品tilt分布-50-40-30-20-1001020304050-50-30-10103050Y方向偏移（单位：um）X方向偏移（单位：um）模组调心技术产品OC分布模组调心技术产品核心指标验收品实际效果模组调心技术产品效果验收:Tilt测试方法：选择VCM动态Tilt在1′左右的马达进行模组调心技术，采用Defocus方法测试；Shift测试方法：OC采用均匀光源用imatest进行光心测试。模组调心技术产品基本达成定义的目标6′以内，OC偏移较大，有集中性可以进行校正补偿宁波舜宇光电信息有限公司常规不良及原因项目原因光学OCNGsensorD/A偏移过大干涉镜头中心与马达框，引脚偏移干涉设备光源不均匀OC校准未实施调心基准相对CHART倾斜外部光源进入导致OC计算不准确光学模组调心技术OK后解像力NG模组调心技术Z项调整时干涉设备存在应力，导致UV后马达移动（爪子松开顺序有关）镜头本身离散性较大六轴平台采集信息错误作业移动马达模组调心技术化胶溢出胶水或者下压过度导致马达动子粘住光学模组调心技术失败模组调心技术识别CEMAERA旋转大,上料时干涉镜头定高高度偏高导致SCAN干涉镜头定高时倾斜过大导致SCAN干涉注册图像特征点抓取不明显，后续识别出现误判ROTATION夹具夹住LENS后，LENS相对芯片倾斜模组调心技术定高高度超出holder与芯片间距尺寸超出设计值D/A，HA倾斜，旋转过大软件参数（预清晰补偿阀值）设置不合理机械NG(尺寸，可靠性)镜头组装靠下，尺寸过高胶水高度偏低电气顶针未与连接器接通化胶针头接触到电子器件，造成短路连接器松动，转接板设计错误宁波舜宇光电信息有限公司模组调心技术后续发展可能：提高模组调心技术的效率，比如一副图像计算TITL采用移动标版的方式计算TITL其他。。。靠大家来努力！