CN107505120B - 摄像头模组光心位置测量方法及测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摄像头模组光心位置测量方法及测量装置，其中的方法包括：将光源发出的发散光变为平行光；将平行光垂直于摄像头模组的镜头表面入射，获取平行光在摄像头模组的成像传感器上的光心坐标；根据成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值。通过本发明能够精确的对摄像头模组的光心位置进行准确测量，且不依赖于光照度，具有抗干扰能力强的优点。

Description

摄像头模组光心位置测量方法及测量装置

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，更为具体地，涉及一种摄像头模组光心位置测量方法及测量装置。

背景技术

随着多媒体技术及电子技术的发展，摄像头模组被广泛应用于消费类数码产品，如手机、平板电脑、笔记本电脑、车载和医疗等领域，伴随着信息时代的发展、科技的进步，已经走进了千家万户。特别是随着移动互联网时代的到来，人们对摄像品质的要求越来越高，这无疑对摄像头模组的生产者提出了严格的要求。

摄像头模组在组装的过程中，组装公差以及其他因素的影响，会导致镜头的光心与成像传感器中心产生偏移，从而使摄像头模组产生暗角等不良品。

通常，摄像头光心位置处的亮度会比摄像头边缘位置的亮度高，目前摄像头模组的生产厂商在测量摄像头的光心位置时，则是利用摄像头光心位置与边缘位置的光照度的变化来确定的摄像头的光心位置。然而，这种方法存在较多的缺点，一旦光照度不均匀，则会导致测量出来的摄像头的光心位置存在极大误差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种摄像头模组光心位置测量方法及测量装置，以解决目前的光心位置测量方式存在极大测量误差的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种摄像头模组光心位置测量方法，包括：将光源发出的发散光变为平行光；将平行光垂直于摄像头模组的镜头表面入射，获取平行光在摄像头模组的成像传感器上的光心坐标；根据成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值。

此外，优选的方式为：在根据成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值的过程中，以成像传感器的物理中心为原点建立坐标系，光心偏差值为建立的从标系的横轴方向和纵轴方向的像素数目。

此外，优选的方式为：发散光包括在轴光线和离轴光线，平行光为在轴光线，通过准直镜将光源发出的发散光中的离轴光线变为在轴光线。

此外，优选的方式为：通过排布光源与准直镜的阵列增加平行光的直径，使平行光的直径大于镜头的直径，以使镜头表面均接收到平行光的入射。

根据本发明的另一个方面，提供一种利用上述的摄像头模组光心位置测量方法进行测量的摄像头模组光心位置测量装置，该装置包括：准直机构、云台机构和选别机构；其中，准直机构包括准直镜，准直镜用于使光源发射出的发散光变为平行光；云台机构包括云台，云台用于放置摄像头模组，在云台放置摄像头模组的位置设置有平衡装置，平衡装置用于使摄像头模组的镜头的上表面与准直镜的下表面保持平行，以使平行光垂直于镜头表面入射；选别机构包括拾取机构和与拾取机构相连的移动机构；其中，拾取机构用于拾取摄像头模组，通过移动机构的移动将拾取机构所拾取的摄像头模组放置在平衡装置的上方，并使摄像头模组的镜头与准直镜正对；其中，在准直镜的下表面压紧摄像头模组的镜头的上表面之后，平行光垂直于镜头表面入射，并在摄像头模组的成像传感器上成像点，像点为摄像头模组的光心，通过获取摄像头模组的光心坐标和成像传感器的物理中心坐标获取摄像头模组的光心偏差值。

此外，优选的结构为：准直镜包括准直镜头、套设在准直镜头外的第一镜筒和第二镜筒，第一镜筒部分套设于第二镜筒内；其中，在第一镜筒的外壁上设置有永磁铁，在第二镜筒的内壁上设置有线圈，在第二镜筒的底部设置有压圈，线圈与永磁铁产生电磁感应，以使第二镜筒相对于第一镜筒移动，通过压圈压紧摄像头模组的镜头的上表面。

此外，优选的结构为：压圈包括可拆卸连接的第一压圈和第二压圈，第一压圈和第二压圈用于对不同类型的摄像头模组的光心位置进行测量。

此外，优选的结构为：云台机构包括顶针工装和驱动顶针工装的气动工装，通过气动工装驱动顶针工装给摄像头模组的成像传感器供电。

此外，优选的结构为：平衡装置包括垫片和弹簧，弹簧至少为两对，弹簧的一端与垫片的底部相连，另一端与云台相连。

此外，优选的结构为：拾取机构包括支架、以及设置在支架上的第一吸嘴和第二吸嘴，通过第一吸嘴和第二吸嘴吸取摄像头模组；移动机构包括水平移动机构和竖直移动机构；其中，水平移动机构包括第一气缸和与第一气缸相连的第一活塞，通过第一气缸和第一活塞的配合使第一吸嘴和第二吸嘴所吸取的摄像头模组进行水平方向的移动；竖直移动机构包括第二气缸和与第二气缸相连的第二活塞，通过第二气缸和第二活塞的配合使第一吸嘴和第二吸嘴所吸取的摄像头模组进行竖直方向的移动。

利用上述根据本发明的摄像头模组光心位置测量方法，通过将光源发出的发散光变为平行光，并将平行光垂直于摄像头模组的镜头表面入射，以获取平行光在摄像头模组的成像传感器上的光心坐标，然后根据成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值；本发明的摄像头模组光心位置测量装置通过在准直机构中设置准直镜将光源发射出的发散光变为平行光，通过选别机构的拾取机构拾取摄像头模组，并通过移动机构将摄像头模组放置在云台上，通过在云台机构的云台中设置平衡装置，使放置在云台上的摄像头模组的镜头的上表面与准直镜的下表面保持平行，以使所述平行光垂直于镜头表面入射，入射的平行光在摄像头模组的成像传感器上成像点，该像点即为待测量摄像头模组的光心，通过获取光心以及待测量摄像头模组的成像传感器的物理中心的坐标获取待测量摄像头模组的光心偏差值。通过本发明能够精确的对摄像头模组的光心位置进行准确测量，且不依赖于光照度，具有抗干扰能力强的优点。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的摄像头模组光心位置测量方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的平行光的入射过程示意图；

图3为根据本发明实施例的摄像头模组光心位置测量装置的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的准直机构的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的云台机构的结构示意图；

图6为根据本发明实施例的选别机构的结构示意图；

图7为根据本发明实施例的移动机构的结构示意图；

图8为根据本发明实施例的准直镜压紧摄像头模组的镜头的结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

图中：准直机构1、光源11、准直镜12、准直镜头121、第一镜筒122、第二镜筒123、永磁铁124、线圈125、第一压圈126、第二压圈127、云台机构2、云台21、平衡装置22、垫片221、弹簧222、顶针工装23、气动工装24、选别机构3、支架311、第一吸嘴312、第二吸嘴313、移动机构32、水平移动机构321、第一气缸3211、第一活塞3212、竖直移动机构322、第二气缸3221、第二活塞3222、摄像头模组4、镜头41、成像传感器42、光心43、底座44、电路板45、成像传感器的物理中心46。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

针对前述，现有的对摄像头模组的光心位置测量方式存在抗干扰能力差，且测量结果存在极大误差的问题，本发明的摄像头模组光心位置测量方法，通过将光源发出的发散光变为平行光，并将平行光垂直于摄像头模组的镜头表面入射，以获取平行光在摄像头模组的成像传感器上的光心坐标，然后根据成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值；本发明的摄像头模组光心位置测量装置通过在准直机构中设置准直镜将光源发射出的发散光变为平行光，通过选别机构的拾取机构拾取摄像头模组，并通过移动机构将摄像头模组放置在云台上，通过在云台机构的云台中设置平衡装置，使放置在云台上的摄像头模组的镜头的上表面与准直镜的下表面保持平行，以使平行光垂直于镜头表面入射，入射的平行光在摄像头模组的成像传感器上成像点，该像点即为待测量摄像头模组的光心，通过获取光心以及待测量摄像头模组的成像传感器的物理中心的坐标获取待测量摄像头模组的光心偏差值。通过本发明能够对精确的对摄像头模组的光心位置进行准确测量，且不依赖于光照度，抗干扰能力强。

为说明本发明提供的摄像头模组光心位置测量方法，图1示出了根据本发明实施例的摄像头模组光心位置测量方法的流程。

如图1所示，本发明提供的摄像头模组光心位置测量方法包括：

S110：将光源发出的发散光变为平行光；

S120：将平行光垂直于摄像头模组的镜头表面入射，获取平行光在摄像头模组的成像传感器上的光心坐标；

S130：根据成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值。

其中，在根据成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值的过程中，以成像传感器的物理中心为原点建立坐标系，光心偏差值为建立的从标系的横轴方向和纵轴方向的像素数目。

此外，发散光包括在轴光线和离轴光线，平行光为在轴光线，通过准直镜将光源发出的发散光中的离轴光线变为在轴光线。其中，图2示出了根据本发明实施例的平行光的入射过程。

如图2所示，光源通过准直镜所发散出来的平行光垂直于镜头41表面入射，并在摄像头模组4的成像传感器42上成像点，该像点即为摄像头模组的光心43，通过获取摄像头模组的光心坐标和摄像头模组的成像传感器的物理中心46的坐标获取摄像头模组4的光心偏差值。

也就是说，在本发明提供的摄像头模组光心位置测量方法中，根据摄像头模组的成像原理，物体发出的光线经过镜头的折射后成像在成像传感器上。由于物体发出的光线分为两类，一类是平行于主光轴的光线，称为在轴光线；另一类是与主光轴有一定夹角的光线，称为离轴光线。因此，在本发明中，通过利用在轴光线测量摄像头模组的光心，能够排除离轴光线的干扰，通过获取在轴光线在成像传感器上的位置坐标(即光心坐标)和成像传感器的物理中心的坐标(以下称中心坐标)，并根据获取的光心坐标和中心坐标获取摄像头模组的光心偏差值。

需要说明的是，在本发明中，准直镜的作用是将光源产生的发散光变为平行光。即：改变光源所产生的离轴光线的方向，使离轴光线变成需要的在轴光线。其中，可以通过光源与准直镜阵列排布来增加光束的直径，使其大于镜头的直径，从而保证整个镜头表面都能接收到平行光的入射；并且，平行光一定要垂直于镜头表面入射，这样才能够得到准确的测量结果。

另一方面，本发明还提供一种利用上述摄像头模组光心位置测量方法进行摄像头模组光心位置测量的装置。为说明本发明提供的摄像头模组光心位置测量装置，图3示出了根据本发明实施例的摄像头模组光心位置测量装置的结构，图4示出了根据本发明实施例的准直机构的结构，图5示出了根据本发明实施例的云台机构的结构，图6示出了根据本发明实施例的选别机构的结构，图7示出了根据本发明实施例的移动机构的结构，图8示出了根据本发明实施例的准直镜压紧摄像头模组的镜头的结构。

如图3至图8所示，本发明提供的摄像头模组光心位置测量装置包括准直机构1、云台机构2和选别机构3；其中，准直机构1包括准直镜12，准直镜12用于使光源发射出的发散光变为平行光；云台机构2包括云台21，云台21用于放置摄像头模组4，在云台21放置摄像头模组4的位置设置有平衡装置22，该平衡装置22用于使摄像头模组4的镜头的上表面与准直镜12的下表面保持科行，以使平行光垂直于摄像头模组的镜头表面入射；选别机构3包括拾取机构和与拾取机构相连的移动机构32；其中，拾取机构用于拾取摄像头模组4，通过移动机构32的移动将拾取机构所拾取的摄像头模组4放置在平衡装置22的上方，并使摄像头模组4的镜头41与准直镜12正对；其中，在准直镜12的下表面压紧摄像头模组4的镜头41的上表面之后，光源通过准直镜所发散出来的平行光垂直于镜头41表面入射，并在摄像头模组4的成像传感器42上成像点，该像点即为摄像头模组的光心43，通过获取摄像头模组的光心坐标和摄像头模组的成像传感器的物理中心46的坐标获取摄像头模组4的光心偏差值。

需要说明的是，从准直镜出射的平行光一定要垂直于镜头表面入射，这样才能够得到准确的测量结果。然而，通常摄像头模组在组装过程中，摄像头模组的底座44与底部的电路板45会由于涂胶不均匀而产生倾斜现象，若将摄像头模组直接放置在一个水平面上，则镜头会产生倾斜，从而致使对光心测量造成极大误差。因此，在本发明中，通过在云台放置摄像头模组的位置设置平衡装置，则可以有效的消除这种误差。

具体地，本发明提供的平衡装置22包括垫片221和弹簧222，该弹簧222至少为两对，弹簧222的一端与垫片221的底部相连，另一端与云台21相连。如此，将摄像头模组放置在云台上之后，摄像头模组的电路板45与垫片221相接触，在准直镜的下表面压紧摄像头模组的镜头的过程中，弹簧会相应压缩，此时，电路板倾斜的底部，弹簧的压缩量大；电路板倾斜的上部，弹簧的压缩量小，从而能够使得镜头的上表面与准直镜的下表面保持完全平行，在准直镜的下表面压紧镜头的上表面之后，使得平行光能够垂直于镜头表面入射。

进一步地，为使上述的准直镜的下表面能够与镜头的上表面接触并压紧镜头的上表面，上述的准直镜包括准直镜头121、套设在准直镜头121外的第一镜筒122和第二镜筒123，第一镜筒122部分套设在第二镜筒123内；其中，在第一镜筒122的外壁上设置有永磁铁124，在第二镜筒123的内壁上设置有线圈125，在第二镜筒123的底部设置有压圈，线圈125与永磁铁124产生电磁感应，以使第二镜筒123相对于第一镜筒122移动，通过压圈压紧摄像头模组的镜头的上表面。具体为，通过对第二镜筒内的线圈施加电流，利用电磁感应原理使第二镜筒相对于第一镜筒进行上下移动，且移动距离可调，使得设置在第二镜筒底部的压圈正好接触到镜头的上表面并将其压紧。

其中，压圈包括第一压圈126和第二压圈127，第一压圈126和第二压圈127可拆卸连接，用于对不同类型的摄像头模组的光心位置进行测量。

此外，上述的云台机构2还包括顶针工装23和驱动顶针工装23的气动工装24，通过气动工装24驱动顶针工装23给摄像头模组的成像传感器供电。

上述的拾取机构包括支架311、以及设置在支架311上的第一吸嘴312和第二吸嘴313，通过第一吸嘴312和第二吸嘴313吸取摄像头模组；移动机构32包括水平移动机构321和竖直移动机构322；其中，水平移动机构包括第一气缸3211和与第一气缸3211相连的第一活塞3212，通过第一气缸3211和第一活塞3212的配合使第一吸嘴和第二吸嘴所吸取的摄像头模组进行水平方向的移动；竖直移动机构322包括第二气缸3221和与第二气缸3221相连的第二活塞3222，通过第二气缸3221和第二活塞3222的配合使第一吸嘴和第二吸嘴所吸取的摄像头模组进行竖直方向的移动。

在利用上述的摄像头模组光心位置测量装置进行测量时：

将待测量摄像头模组放置在托盘中，通过选别机构中的拾取机构拾取待测量摄像头模组，并通过移动机构将拾取机构所拾取的摄像头模组放置于平衡装置上，以使得待测量摄像头模组的镜头与准直镜正对；

将准直镜的下表面与待测量摄像头模组的上表面相接触，使准直镜的下表面垂直压紧待测量摄像头模组的上表面；

点亮光源，通过准直镜将光源发射出的发散光变为平行光，平行光垂直入射在待测量摄像头模组的成像传感器上并成像点，像点为待测量摄像头模组的光心；

获取光心以及待测量摄像头模组的成像传感器的物理中心的坐标，根据获取的光心坐标与待测量摄像头模组的成像传感器的物理中心坐标获取待测量摄像头模组的光心偏差值。

进一步地，在本发明提供的摄像头模组光心位置测量装置中，还可根据光心偏差值和光心偏差值的预设范围确定待测量摄像头模组的质量。需要说明的是，光心偏差值的预设范围需要根据待测量摄像头模组的类型来确定，一般而言，对于手机摄像头模组，其光心偏差值在30um内则认定为合格，因此，对于手机摄像头模组，可以将其光心偏差值的预设范围设定在0um～20um为良品，在20um～30um为合格品，超出30um的为不合格；对于车载摄像头也同样可以根据行业内通用的光心偏差值的可接受范围进行合理设置，在此不再过多赘述。

进一步地，在确定摄像头模组的质量之后，选别机构还可以根据所确定的待测量摄像头模组的质量将待测量摄像头模组进行分类放置，至于如何实现待测量摄像头模组的分类放置，可通过控制程序实现，在此不再进行过多赘述。

通过上述，本发明提供的摄像头模组光心位置测量方法及测量装置能够精确的对摄像头模组的光心位置进行准确测量，且不依赖于光照度，抗干扰能力强，并能够实现自动化测量及分拣。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的摄像头模组光心位置测量方法及测量装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的摄像头模组光心位置测量方法及测量装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种摄像头模组光心位置测量装置，包括：准直机构、云台机构和选别机构；其中，

所述准直机构包括准直镜，所述准直镜用于使光源发射出的发散光变为平行光；

所述云台机构包括云台，所述云台用于放置摄像头模组，在所述云台放置摄像头模组的位置设置有平衡装置，所述平衡装置用于使所述摄像头模组的镜头的上表面与所述准直镜的下表面保持平行，以使所述平行光垂直于镜头表面入射；

所述选别机构包括拾取机构和与所述拾取机构相连的移动机构；其中，

所述拾取机构用于拾取摄像头模组，通过所述移动机构的移动将所述拾取机构所拾取的摄像头模组放置在所述平衡装置的上方，并使所述摄像头模组的镜头与所述准直镜正对；其中，

在所述准直镜的下表面压紧所述摄像头模组的镜头的上表面之后，所述平行光垂直于所述镜头表面入射，并在所述摄像头模组的成像传感器上成像点，所述像点为摄像头模组的光心，通过获取所述摄像头模组的光心坐标和所述成像传感器的物理中心坐标获取所述摄像头模组的光心偏差值。

2.如权利要求1所述的摄像头模组光心位置测量装置，其中，

所述准直镜包括准直镜头、套设在所述准直镜头外的第一镜筒和第二镜筒，所述第一镜筒部分套设于所述第二镜筒内；其中，

在所述第一镜筒的外壁上设置有永磁铁，在所述第二镜筒的内壁上设置有线圈，在所述第二镜筒的底部设置有压圈，所述线圈与所述永磁铁产生电磁感应，以使所述第二镜筒相对于所述第一镜筒移动，通过所述压圈压紧所述摄像头模组的镜头的上表面。

3.如权利要求2所述的摄像头模组光心位置测量装置，其中，

所述压圈包括可拆卸连接的第一压圈和第二压圈，所述第一压圈和第二压圈用于对不同类型的摄像头模组的光心位置进行测量。

4.如权利要求1所述的摄像头模组光心位置测量装置，其中，

所述云台机构包括顶针工装和驱动所述顶针工装的气动工装，通过所述气动工装驱动所述顶针工装给所述摄像头模组的成像传感器供电。

5.如权利要求1所述的摄像头模组光心位置测量装置，其中，

所述平衡装置包括垫片和弹簧，所述弹簧至少为两对，所述弹簧的一端与所述垫片的底部相连，另一端与所述云台相连。

6.如权利要求1所述的摄像头模组光心位置测量装置，其中，

所述拾取机构包括支架、以及设置在所述支架上的第一吸嘴和第二吸嘴，通过所述第一吸嘴和第二吸嘴吸取所述摄像头模组；

所述移动机构包括水平移动机构和竖直移动机构；其中，

所述水平移动机构包括第一气缸和与所述第一气缸相连的第一活塞，通过所述第一气缸和第一活塞的配合使所述第一吸嘴和第二吸嘴所吸取的摄像头模组进行水平方向的移动；

所述竖直移动机构包括第二气缸和与所述第二气缸相连的第二活塞，通过所述第二气缸和第二活塞的配合使所述第一吸嘴和第二吸嘴所吸取的摄像头模组进行竖直方向的移动。

7.一种摄像头模组光心位置测量方法，利用如上述权利要求1～6中任意一项所述的摄像头模组光心位置测量装置进行测量，所述方法包括：

利用准直镜将光源发出的发散光变为平行光；

利用平衡装置将所述平行光垂直于摄像头模组的镜头表面入射，获取所述平行光在所述摄像头模组的成像传感器上的光心坐标；

根据所述成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取所述摄像头模组的光心偏差值。

8.如权利要求7所述的摄像头模组光心位置测量方法，其中，在根据所述成像传感器的物理中心坐标，以及所获取的光心坐标获取摄像头模组的光心偏差值的过程中，

以成像传感器的物理中心为原点建立坐标系，所述光心偏差值为建立的坐标系的横轴方向和纵轴方向的像素数目。

9.如权利要求7所述的摄像头模组光心位置测量方法，其中，

所述发散光包括在轴光线和离轴光线，所述平行光为在轴光线，通过准直镜将所述光源发出的发散光中的离轴光线变为在轴光线。

10.如权利要求9所述的摄像头模组光心位置测量方法，其中，

通过排布光源与所述准直镜的阵列增加所述平行光的直径，使所述平行光的直径大于镜头的直径，以使所述镜头表面均接收到所述平行光的入射。