CN108055428B - 一种车载摄像模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载摄像模组，包括镜头、棱镜、可见光传感器、红外传感器、印刷线路板和壳体，所述棱镜具有棱镜体和分光体，所述分光体允许可见入射光透射通过并将红外光反射，所述棱镜体的出射光面上设有向棱镜体内部凹陷的容纳腔，所述容纳腔中设有光学镜片。通过棱镜实现可见光和红外光的分离，并且通过可见光传感器和红外传感器对外界环境进行成像，从而有效提高了本发明的车载摄像模组的成像质量。尤其在可见光较弱的环境条件下，通过红外传感器的成像作用，从而有效保证了本发明的车载摄像模组能够在恶劣环境下的成像效果。

Description

一种车载摄像模组

技术领域

本发明涉及一种摄像模组，尤其涉及一种车载摄像模组。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展和车身电子技术的飞速进步，车载摄像模组越来越被广泛地应用到了各种汽车上。但是现有的车载摄像模组在可见光较弱的情况下难以发挥其作用，例如，在夜晚可见光较弱的情况下，现有车载摄像模组导致成像系统所成的画面模糊，清晰度不够，驾驶员很难对周边的事物做实时准确地判断，使得驾驶过程中没有足够的安全保障。同时，现有的车载摄像模组在可见光变明显的环境下成像质量容易受到影响。尤其是在白天向黑夜过渡时，由于可见光逐渐变弱，现有的车载摄像模组不能够根据可见光的变化进行感光转换，因此，车载摄像模组的成像质量会随着环境的改变而变的越来越差。

近年来，在车载摄像模组中也出现了使用在可见光弱的环境条件下的车载摄像模组，这种车载摄像模组中通过采用棱镜系统实现可见光和红外光的分离，从而实现不同感光芯片的成像，但由于其内部的与不同感光芯片对应的光路长度不同，导致其体积大，价格昂贵，难以大众化普及。同时，由于内部的与不同感光芯片对应的光路长度不同导致感光芯片的尺寸不一，容易导致获取的图像畸变，图像模糊等的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载摄像模组，解决车载摄像模组成像质量差的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种车载摄像模组，解决车载摄像模组体积大的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供一种车载摄像模组，包括镜头、棱镜、可见光传感器、红外传感器、印刷线路板和壳体，所述棱镜具有棱镜体和分光体，所述分光体允许可见入射光透射通过并将红外光反射，所述棱镜体的出射光面上设有向棱镜体内部凹陷的容纳腔，所述容纳腔中设有光学镜片。

根据本发明的一个方面，所述棱镜体为单体直角三棱柱，其三棱柱斜面为光线入射面，与入射光线垂直的面为可见光射出面，所述容纳腔垂直于所述可见光射出面向所述棱镜体内垂直延伸，且所述容纳腔底部与所述分光体相间设置。

根据本发明的一个方面，所述棱镜体由第一棱镜体和第二棱镜体组成，所述第一棱镜体和所述第二棱镜体分别为等腰直角三棱柱，所述第一棱镜体和第二棱镜体的斜面相互相对设置，所述分光体位于所述第一棱镜体和第二棱镜体的斜面之间，所述分光体反射红外光并允许可见光透射，所述第二棱镜体上与从分光体来的可见光垂直的面为可见光出射面，所述容纳腔垂直于所述可见光射出面向所述第二棱镜体内垂直延伸，且所述容纳腔底部与所述分光体相间设置。

根据本发明的一个方面，所述容纳腔为中空台阶状圆柱体，各圆柱体的直径从所述可见光射出面向着棱镜体内部依次缩小，所述圆柱体的中心线穿过所述棱镜体光线入射面的几何对称中心，或所述容纳腔为中空圆柱体，所述中空圆柱体的中心线穿过所述棱镜体光线入射面的几何对称中心。

根据本发明的一个方面，所述光学镜片由5片非球面镜片组成，实现3mm以内短工作距离，3mm以内后焦距成像。

根据本发明的一个方面，所述红外传感器成像尺寸大于所述可见光传感器成像尺寸。

根据本发明的一个方面，所述分光体为分光镀膜，所述分光镀膜允许可见光通过并反射红外光，所述可见光的波长范围为410～650nm，所述红外光的波长范围为850±20nm，所述镀膜由光学干涉薄膜组构成。

根据本发明的一个方面，所述壳体由金属材料制成，其上设有用于安装所述镜头的镜头安装孔，所述棱镜固定设置于所述镜头之下，所述红外传感器与所述棱镜相间设置，所述可见光传感器位于所述棱镜之下，所述棱镜、红外传感器和可见光传感器分别安装在所述壳体上，所述棱镜和红外传感器粘接在壳体上，所述可见光传感器通过螺钉或铆钉固定在所述壳体上。

根据本发明的一个方面，所述壳体上设有连接固定部分，所述连接固定部分包括电连接部分和机械固定部分，所述电连接部分用于传输红外传感器和可见光传感器的电信号，所述机械固定部分用于车载摄像模组的固定。

根据本发明的一个方案，通过在棱镜上设置容纳腔，并在容纳腔中安装光学镜片，不仅合理利用了棱镜的内部空间，减小了本发明的车载摄像模组的体积，而且有利于调整棱镜与可见光传感器之间的距离，进一步有利于调整可见光传感器的尺寸。通过上述设置，进一步保证了可见光传感器所成的像能够小于红外传感器所成的像，有利于可见光传感器所成的像和红外传感器所成的像在后期的融合，进一步保证了本发明的车载摄像模组的成像质量，避免了图像中内容的缺失、图像畸变等情况的发生。同时，通过上述设置，有利于调整可见光传感器的尺寸，尤其对于减小光传感器的尺寸，降低生产成本有利。

根据本发明的一个方案，通过棱镜实现可见光和红外光的分离，并且通过可见光传感器和红外传感器对外界环境进行成像，从而有效提高了本发明的车载摄像模组的成像质量。尤其在可见光较弱的环境条件下，通过红外传感器的成像作用，从而有效保证了本发明的车载摄像模组能够在恶劣环境下的成像效果。通过采用本发明的车载成像系统的成像效果进一步被提高，并且有效提高了车辆行驶过程中的安全性。

根据本发明的一个方案，棱镜通过分光体对经过镜头入射的光线进行分光处理，从而使可见光和红外光分别传输到不同的传感器上，保证了本发明的车载摄像模组在成像过程中的相互独立，避免了可见光和红外光的相互干扰，保证了成像的清晰。分光体由光学干涉薄膜组构成。通过上述设置，减小了通过分光体上光线的损耗，保证了本发明的成像清晰。通过上述设置，保证了波长范围为410～650nm的可见光能够透过分光体，并且可见光的透过率达到90％以上，进一步保证了可见光传感器能够接收到足够的可见光，并使得可见光传感器的成像质量更高。同时，通过上述设置，保证了波长范围为850±20nm的红外光能够被分光体反射，并且红外光的反射率达到90％以上，进一步保证了红外传感器能够接收到足够的红外光，并使得红外传感器的成像质量更高。

根据本发明的一个方案，通过采用金属材料制成的壳体，其对本发明的车载摄像模组内部元器件起到了良好的保护效果。采用金属材料制成的壳体进一步满足采用本发明的车辆在不同环境条件下的工作要求，保证了本发明的使用寿命。通过粘接、螺钉或铆钉固定的方式将元器件固定在壳体上，保证了元器件在壳体中能够连接稳定，进一步保证了本发明的车载摄像模组的成像清晰。

附图说明

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的车载摄像模组的结构图；

图2示意性表示根据本发明的另一种实施方式的车载摄像模组的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的车载摄像模组包括镜头1、棱镜2、可见光传感器3、红外传感器4、印刷线路板5和壳体6。在本实施方式中，棱镜2位于镜头1和可见光传感器3之间，红外传感器4与棱镜2侧面相对的位于棱镜2的一侧。可见光传感器3和红外传感器4分别通过棱镜2接收通过镜头1接收的光。可见光传感器3和红外传感器4分别与印刷线路板5相连接，通过印刷线路板5接收并传输可见光传感器3和红外传感器4产生的电信号。通过上述设置，通过棱镜2实现可见光和红外光的分离，并且通过可见光传感器3和红外传感器4对外界环境进行成像，从而有效提高了本发明的车载摄像模组的成像质量。尤其在可见光较弱的环境条件下，通过红外传感器4的成像作用，从而有效保证了本发明的车载摄像模组能够在恶劣环境下的成像效果。通过采用本发明的车载成像系统的成像效果进一步被提高，并且有效提高了车辆行驶过程中的安全性。在本实施方式中，镜头1中采用非球面、低色散系数玻璃、偏离阿贝系数直线的玻璃对组合，减小可见光与近红外光像面偏移。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，壳体6由金属材料制成。在本实施方式中，壳体6上设有用于安装镜头1的镜头安装孔61。棱镜2固定设置于镜头1下方，红外传感器4与棱镜2相间设置，可见光传感器3位于棱镜2下方，棱镜2、红外传感器4和可见光传感器3分别安装在壳体6上。在本实施方式中，棱镜2和红外传感器4分别粘接在壳体6上，可见光传感器3通过螺钉或铆钉固定在壳体6上。通过上述设置，通过采用金属材料制成的壳体6，其对本发明的车载摄像模组内部元器件起到了良好的保护效果。采用金属材料制成的外壳6进一步满足采用本发明的车辆在不同环境条件下的工作要求，保证了本发明的使用寿命。通过粘接、螺钉或铆钉固定的方式将元器件固定在外壳6上，保证了元器件在外壳6中能够连接稳定，进一步保证了本发明的车载摄像模组的成像清晰。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，壳体6上设有连接固定部分62。在本实施方式中，连接固定部分62包括电连接部分621和机械固定部分622。电连接部分621用于传输红外传感器4和可见光传感器3的电信号，机械固定部分622用于车载摄像模组的固定。壳体6通过采用机械固定部分622使本发明能够牢固的固定安装在车辆的相应位置，电连接部分621实现了本发明与成像系统之间的快速连接，易于拆装。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，棱镜2具有棱镜体21和分光体22。在本实施方式中，通过镜头1接收的光被传送到棱镜2的分光体22上，分光体22允许可见入射光透射通过并将红外光反射。透过分光体22的可见光被投射到可见光传感器3上，被分光体22反射的红外光被投射到红外传感器4上。通过可见光传感器3和红外传感器4分别对接收到的光进行转换，从而实现了本发明的车载摄像模组的成像。在本实施方式中，红外传感器4的成像尺寸大于可见光传感器3的成像尺寸。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，棱镜体21为单体直角三棱柱。在本实施方式中，棱镜体21的三棱柱斜面为光线入射面211，与入射光线垂直的面为可见光射出面212。分光体22位于棱镜体21的光线入射面211上，被分光体22反射的红外光的投射方向与棱镜体21平行于入射光的面相垂直。在本实施方式中，可见光射出面212与可见光传感器3相对。通过镜头1的光线到达分光体22，可见入射光通过分光体22到达光线入射面211，通过光线入射面211的可见光到达可见光射出面212，通过可见光射出面212的可见光就可以投射到可见光传感器3上。通过分光体22反射的红外光则直接被投射到红外传感器4上。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，棱镜体21的可见光射出面212上设有向棱镜体21内部凹陷的容纳腔213，在本实施方式中，容纳腔213中设有光学镜片2131。容纳腔213垂直于可见光射出面212向棱镜体21内垂直延伸，且容纳腔213底部与分光体22相间设置，即容纳腔213的底部与光线入射面211之间留有间隔。

如图2所示，根据本发明的另一种实施方式，棱镜体21由第一棱镜体21a和第二棱镜体21b组成。在本实施方式中，第一棱镜体21a和第二棱镜体21b分别为等腰直角三棱柱，第一棱镜体21a和第二棱镜体21b的斜面相互相对设置，分光体22位于第一棱镜体21a和第二棱镜体21b的斜面之间。在本实施方式中，分光体22反射红外光并允许可见光透射，第二棱镜体21b上与从分光体来的可见光垂直的面为可见光出射面212。第一棱镜体21a上与入射光线垂直的面为光线入射面211，第一棱镜体21a上与分光体22反射的红外光相垂直并使红外光通过的面为红外光出射面214。在本实施方式中，可见光出射面212与可见光传感器3相对，红外光出射面214与红外传感器4相对。经过镜头1的光线到达光线入射面211，通过光线入射面211的光线被传输到分光体22上，可见入射光通过分光体22到达可见光射出面212，通过可见光射出面212的可见光就可以投射到可见光传感器3上。通过分光体22反射的红外光到达红外光出射面214，通过红外光出射面214的红外光被投射到红外传感器4上。

如图2所示，根据本发明的另一种实施方式，第二棱镜体21b的可见光射出面212上设有向第二棱镜体21b内部凹陷的容纳腔213，在本实施方式中，容纳腔213中设有光学镜片2131。容纳腔213垂直于可见光射出面212向第二棱镜体21b内垂直延伸，且容纳腔213底部与分光体22相间设置，即容纳腔213的底部与第二棱镜体21b的斜面之间留有间隔。

根据本发明的一种实施方式，容纳腔213为中空台阶状圆柱体。在本实施方式中，容纳腔213的阶梯形空腔中的各圆柱体的直径从可见光射出面212向着棱镜体21内部依次缩小。容纳腔213的中心线穿过棱镜体21光线入射面211的几何对称中心。通过上述设置，保证容纳腔213中的光学镜片2131的光轴与棱镜体21光线入射面211的几何对称中心重合，从而保证了可见光传感器3的成像清晰。

如图1所示，根据本发明的另一种实施方式，容纳腔213为中空圆柱体。在本实施方式中，容纳腔213为直径不变的中空圆柱空腔。容纳腔213的中心线穿过棱镜体21的光线入射面211的几何对称中心。通过上述设置，保证容纳腔213中的光学镜片2131的光轴与棱镜体21光线入射面211的几何对称中心重合，从而保证了可见光传感器3的成像清晰。

根据本发明的一种实施方式，光学镜片2131由5片非球面镜片组成，实现3mm以内短工作距离，3mm以内后焦距成像。

根据本发明的一种实施方式，分光体22为分光镀膜。在本实施方式中，分光镀膜允许可见光通过并反射红外光。分光镀膜允许通过的可见光的波长范围为410～650nm。分光镀膜允许通过的红外光的波长范围为850±20nm。在本实施方式中，分光体22由光学干涉薄膜组构成，光学干涉薄膜组中的光学干涉薄膜具有多层，其可以为两层、三层或者更多。

根据本发明，棱镜2通过分光体22对经过镜头1入射的光线进行分光处理，从而使可见光和红外光分别传输到不同的传感器上，保证了本发明的车载摄像模组在成像过程中的相互独立，避免了可见光和红外光的相互干扰，保证了成像的清晰。分光体22由光学干涉薄膜组构成。通过上述设置，减小了通过分光体22上光线的损耗，保证了本发明的成像清晰。通过上述设置，保证了波长范围为410～650nm的可见光能够透过分光体22，并且可见光的透过率达到90％以上，进一步保证了可见光传感器3能够接收到足够的可见光，并使得可见光传感器3的成像质量更高。同时，通过上述设置，保证了波长范围为850±20nm的红外光能够被分光体22反射，并且红外光的反射率达到90％以上，进一步保证了红外传感器4能够接收到足够的红外光，并使得红外传感器4的成像质量更高。

根据本发明，通过在棱镜2上设置容纳腔213，并在容纳腔213中安装光学镜片2131，不仅合理利用了棱镜2的内部空间，减小了本发明的车载摄像模组的体积，而且有利于调整棱镜2与可见光传感器3之间的距离，进一步有利于调整可见光传感器3的尺寸。通过上述设置，进一步保证了可见光传感器3所成的像能够小于红外传感器4所成的像，有利于可见光传感器3所成的像和红外传感器4所成的像在后期的融合，进一步保证了本发明的车载摄像模组的成像质量，避免了图像中内容的缺失。同时，通过上述设置，有利于调整可见光传感器3的尺寸，尤其对于减小光传感器的尺寸，降低生产成本有利。

上述内容仅为本发明的具体方案的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车载摄像模组，包括镜头、棱镜、可见光传感器、红外传感器、印刷线路板和壳体，其特征在于，所述棱镜具有棱镜体和分光体，所述分光体允许可见入射光透射通过并将红外光反射，所述棱镜体的出射光面上设有向棱镜体内部凹陷的容纳腔，所述容纳腔中设有光学镜片；所述红外传感器成像尺寸大于所述可见光传感器成像尺寸；

所述光学镜片由5片非球面镜片组成，实现3mm以内短工作距离，3mm以内后焦距成像；

所述容纳腔为中空台阶状圆柱体，各圆柱体的直径从所述可见光射出面向着棱镜体内部依次缩小，所述圆柱体的中心线穿过所述棱镜体光线入射面的几何对称中心，或所述容纳腔为中空圆柱体，所述中空圆柱体的中心线穿过所述棱镜体光线入射面的几何对称中心。

2.根据权利要求1所述的车载摄像模组，其特征在于，所述棱镜体为单体直角三棱柱，其三棱柱斜面为光线入射面，与入射光线垂直的面为可见光射出面，所述容纳腔垂直于所述可见光射出面向所述棱镜体内垂直延伸，且所述容纳腔底部与所述分光体相间设置。

3.根据权利要求1所述的车载摄像模组，其特征在于，所述棱镜体由第一棱镜体和第二棱镜体组成，所述第一棱镜体和所述第二棱镜体分别为等腰直角三棱柱，所述第一棱镜体和第二棱镜体的斜面相互相对设置，所述分光体位于所述第一棱镜体和第二棱镜体的斜面之间，所述分光体反射红外光并允许可见光透射，所述第二棱镜体上与从分光体来的可见光垂直的面为可见光出射面，所述容纳腔垂直于所述可见光射出面向所述第二棱镜体内垂直延伸，且所述容纳腔底部与所述分光体相间设置。

4.根据权利要求1所述的车载摄像模组，其特征在于，所述分光体为分光镀膜，所述分光镀膜允许可见光通过并反射红外光，所述可见光的波长范围为410～650nm，所述红外光的波长范围为850±20nm，所述镀膜由光学干涉薄膜组构成。

5.根据权利要求1所述的车载摄像模组，其特征在于，所述壳体由金属材料制成，其上设有用于安装所述镜头的镜头安装孔，所述棱镜固定设置于所述镜头之下，所述红外传感器与所述棱镜相间设置，所述可见光传感器位于所述棱镜之下，所述棱镜、红外传感器和可见光传感器分别安装在所述壳体上，所述棱镜和红外传感器粘接在壳体上，所述可见光传感器通过螺钉或铆钉固定在所述壳体上。

6.根据权利要求1或4所述的车载摄像模组，其特征在于，所述壳体上设有连接固定部分，所述连接固定部分包括电连接部分和机械固定部分，所述电连接部分用于传输红外传感器和可见光传感器的电信号，所述机械固定部分用于车载摄像模组的固定。