[01110935]摄像模块(coms camera module)自动化生产测试设备的研究与开发

技术成果简介： 项目的主要内容和提出的依据：摄像模块（CMOS Camera Module）简称CCM，是用于各种新一代便携式摄像设备的核心器件，与传统摄像系统相比具有小型化，低功耗，低成本，高影像品质的优点。CCM主要由SENSOR，LENS，FPC，CONNECTOR等零件构成。在拍照手机，可视电话，汽车辅助驾驶，安全监视等领域广泛应用。目前CCM生产过程除贴片以外，仍然以手工组装和人工测试为主。由于CCM产量巨大，组装测试工作存在大量手工作业，造成产品合格率不高，产品品质难以控制，生产成本高，人力需求大等问题。这些问题困扰着CCM行业的健康发展，为了提高我国CCM产业的发展水平，缩小与国际先进水平的差距，提高CCM生产过程的自动化程度已经成为迫在眉睫的问题。该项目以开发CCM整套自动化生产和测试设备为目的，可以打破我国CCM产业目前面临的自动化技术瓶颈，促进我国CCM产业的发展，提高CCM产业的技术水平，缩短与国际先进水平的技术差距，提高我国CCM产品在国际市场的竞争力。整个项目以光机电一体化技术和自动控制技术为核心，深入研究CCM自动化生产技术和测试工艺，完成符合我国CCM产业技术特点的自动化生产线中关键设备的开发，开发的关键设备包括“SENSOR自动检查设备”、“CCM自动调焦设备”、“虚拟实距设备”、“景深自动测试设备”，各机台均为采用标准接口的模块化设备，可以与其他设备灵活组合，搭建成符合不同规格CCM生产的自动化生产/测试流水线。 “SENSOR自动检查设备”主要解决CCM的核心部件CMOS SENSOR的质量检查问题，通过引入先进的光电和图象处理技术，实现SENSOR检查的自动化，解决目前人工检查方式存在的人力投入大，检查时间长，失误率高等问题，可以有效的提高产品的生产效率和品质水平；“CCM自动调焦设备”主要解决LENS调焦过程的自动化问题，避免目前人工调焦存在的误差大，一致性差等问题，可以极大的提高产品的影象品质。该设备需要以先进的光电测试技术为基础，综合先进的图象处理、自动控制/补偿和机器视觉技术，完成以前只有人工才能完成的复杂的调焦工作，是缩短我国CCM产业与国际先进水平的技术差距的核心设备。“虚拟实距设备”主要解决高像素、高品质CCM生产中的空间尺寸限制问题，是提高高像素、高品质CCM生产水平和能力的关键设备。该设备通过综合应用先进的光学和自动控制技术，实现以虚拟距离代替实际距离，应用于高像素CCM的生产和测试工作中，直接解决目前高像素、高品质CCM生产中实际空间无法满足生产、测试需要的问题。“景深自动测试设备”是提高CCM产品的影像品质和有自动对焦/变焦功能等复杂先进的CCM产品的必须设备。该设备通过综合应用先进的光学、自动控制技术和图像处理技术，解决目前国内CCM景深测试中存在的凭经验判断、工作量大、结果不准确等问题。为生产在影像品质上可以与国际先进水平竞争的、拥有自动对焦/变焦等功能的CCM提供了必要的基础。采用光机电一体化技术和自动控制技术，通过对CCM自动化生产线测试工艺的研究，完成CCM自动化生产线中的关键设备的研发，制作SENSOR自动检查设备，CCM自动调焦设备，虚拟实距设备，景深自动测试设备的样机。由计算机控制PLC对测试目标和制具进行定位，通过计算机控制的串行总线完成对SENSOR上数据的采集，通过测控软件实现自动测试。 技术成果主要应用的范围？能为产业解决的关键问题？实施后可取得的效果？ 项目主要应用的范围？能为产业解决的关键技术？该项目主要用于手机摄像模块生产企业和视频设备生产企业等领域。解决的关键技术如下：1、SENSOR自动检查设备 （1）优化测试光箱，减少SENSOR AE/AWB消耗的时间，同时屏蔽外界光和电磁干扰。以消除SENSOR因不同设备测试效果差异较大； （2）通过在AE曝光量最大时进行初次识别，信号稳定后进行二次识别核对。可以解决SENSOR坏点、脏污识别判断困难；（3）优化程序算法，以减少测试时间。2、CCM自动调焦设备 （1）从整个量测系统的角度考虑简化MTF的测量，同时优化图像的采样方式并导入高速计算系统。以精减MTF测量的计算量，实现即时测量； （2）使用高性能步进马达结合优化的传动机械系统，将空回造成的影响控制在可以接受的程度内，同时优化马达控制系统，防止误差积累，以降低因调焦过程误差难度； （3）利用CCM LENS一致性好的特点，综合使用“查表法”和“爬山法”优化调焦控制算法，以获得最佳调焦位置，减少调焦时间。3、虚拟实距设备 （1）通过引入标准LENS，同时优化系统的校准策略来解决不同LENS的焦距误差，以提高虚拟实距的精度； （2）严格控制CLOSE–UP LENS的加工误差，优化校准策略，使用同一标准LENS进行全部机台的校准，以达到不同机台虚拟效果的一致性。4、景深自动测试设备 （1）综合使用MTF和Contrast作为测量的指标，同时优化测量算法。方便于容易选择自动测量的测量指标； （2）对测量环境进行持续监测，根据检测结果通过调整CHART表面亮度，以降低环境对测量的影响。实施后可以取得的效果：1、由于该项目采用自动控制技术，对多项技术指标实现自动检测，因此可以极大地提高CCM产品检测的精度和速度，这对于企业控制产品的质量，提高生产效率提供了强大的技术保障；2、由于该设备的使用可以提高产品的合格率和降低生产成本，因此可以提高国内企业与国外企业的竞争力，提高生产管理水平。3、由于该测试设备能够把测试结果分类存档，对产品质量评估和质量跟踪管理提供了科学依据。