一种人脸识别摄像头模组组装工艺和系统
技术领域
本发明涉及摄像头模组的组装领域,尤其涉及人脸识别摄像头模组组装工艺和系统。
背景技术
如图1所示,为人脸识别摄像头模组结构示意图,它从左至右包括摄像头A、摄像头B和模组C。其中摄像头A为IR摄像头,用于拍摄红外光的成像;摄像头B为RGB摄像头,用于正常的成像;模组C为红外投影模组,用于投影红外矩阵光斑到人脸,并被摄像头A拍摄进而实现人脸的3D识别。
如图2所示,现有的人脸识别摄像头模组的组装工艺示意图,其中先用设备一组装摄像头B与摄像头支架,组装过程也往往仅通过CCD识别摄像头B与摄像头支架位置进行识别,然后对它们相对位置及水平的角度进行调整后直接组合在一起,没有对摄像头B的真实光轴角度θx 、θy和成像夹角θz进行调整。 完成摄像头B与摄像头支架的组装后,通过设备二对摄像头A与“摄像头B+摄像头支架”的半成品进行组装,最后通过设备三对模组C与“摄像头A+摄像头B+摄像头支架”的半成品进行组装在一起,最后形成人脸识别摄像头模组。这种工艺存在若干不足,例如:需要三台设备完成,生产成本高,所需生产空间大,效率低;每台设备组装过程中,只能对一个摄像头或模组进行调整,无法对摄像头A和模组C,进行同步调整它们的位置、光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,三台设备的组装也存在三次的偏差累积,严重影响组装的精度和最终的摄像头模组总体性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种人脸识别摄像头模组组装工艺和系统,以进一步提高组装精度、组装效率和组装后摄像头模块的整体性能。
本发明的目的通过以下方案实现:
一种人脸识别摄像头模组组装工艺,用于将摄像头A、摄像头B、模组C与摄像头支架组装在一起形成摄像头模组,其特征在于,包括以下步骤,
对摄像头B组装:将其中一个摄像头B放置到设备A的六轴调位机构上,经设备A的六轴调位机构对该摄像头B的XY位置、Z位置、光轴角度θx 、θy和成像夹角θz调整至组装公差内以后将它与摄像头支架点胶固化在一起;
对摄像头A、模组C组装:将另外两个摄像头A与模组C分别放置到设备B的两个六轴调位机构上,经设备B的六轴调位机构分别对该摄像头A与模组C的XY位置、Z位置、光轴角度θx 、θy和成像夹角θz调整至组装公差内以后,将摄像头A、模组C与摄像头支架点胶固化在一起。
优选地,对摄像头B组装时:包括
将摄像头支架放置到设备A的支架基准板或支架载具上对应位置后,通过CCD组件检测摄像头B与摄像头支架的XY位置,通过镭射测高组件检测摄像头B凸出支架基准板/摄像头支架的高度,通过六轴调位机构对摄像头B的XY位置、Z位置进行调整,使其符合组装的公差范围;
点亮设备A的六轴调位机构上方的Chart图,摄像头B通电,并拍摄上方的Chart图,通过分析拍摄的照片计算摄像头B的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整摄像头B 的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内。
还包括当六轴调位机构对摄像头B的XY位置、Z位置进行调整,使其符合组装的公差范围后,对摄像头B与摄像头支架之间间隙进行点胶;
当六轴位置调节机构调整摄像头B 的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内后,对摄像头B与摄像头支架间的点胶进行固化,完成摄像头B与摄像头支架的组装。
进一步优选地,对摄像头A、模组C组装时:包括
将摄像头B与摄像头支架组装后的半成品到设备B的支架基准板或支架载具后,通过CCD组件检测摄像头A、模组C与摄像头支架的XY位置,通过镭射测高组件检测摄像头A和模组C凸出支架基准板/摄像头支架的高度,通过两个六轴调位机构分别对摄像头A和模组C的XY位置、Z位置进行调整,使其符合组装的公差范围;
点亮设备B六轴调位机构上方的Chart图的红外背光,摄像头A通电并拍摄Chart图的红外图像,然后通过分析拍摄的照片计算出摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;
模组C通电,并往上方的Chart图投影红外光斑,形成红外光斑矩阵图,然后通过摄像头A拍摄模组C在Chart图投影的红外光斑,进而通过摄像头A拍摄的图片可分析模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,对应的六轴位置调节机构调整模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;
还包括当设备B两个六轴调位机构分别对摄像头A和模组C的XY位置、Z位置进行调整,使其符合组装的公差范围后,对摄像头A与摄像头支架之间、模组C与摄像头支架之间进行点胶;
当设备B六轴位置调节机构分别调整摄像头A和模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内后,对摄像头A与摄像头支架之间、模组C与摄像头支架之间的点胶进行固化,完成摄像头模组的组装。
本发明还提供一种人脸识别摄像头模组组装系统,其特征在于:包括设备B,
所述设备B包括支架基准板、两个六轴调位机构和Chart图,所述Chart图位于支架基准板上方,与支架基准板互相平行;所述Chart图具有红外背光;所述设备B的两个六轴调位机构能够分别调整摄像头A、模组C的XY位置、Z位置,使其在组装公差内,也能够当点亮六轴调位机构上方的Chart图的红外背光,摄像头A通电并拍摄Chart图的红外图像,然后通过分析拍摄的照片计算出摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差后,六轴位置调节机构能够根据计算出的角度偏差调整摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;更能够当模组C通电,并往上方的Chart图投影红外光斑,形成红外光斑矩阵图,通过摄像头A拍摄模组C在Chart图投影的红外光斑,进而通过摄像头A拍摄的图片分析模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,所述六轴位置调节机构根据计算出的角度偏差,调整模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内。
优选地,还包括设备A,所述设备A包括支架基准板、Chart图和一个或以上的六轴调位机构,所述Chart图位于支架基准板上方,与支架基准板互相平行;所述设备A的六轴调位机构能够调整摄像头B的XY位置、Z位置,使其在组装公差内,也能够当摄像头B通电,摄像头B拍摄上方的Chart图,通过分析拍摄的照片计算摄像头B的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,所述设备A的六轴位置调节机构能够根据计算出的角度偏差,调整摄像头B的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内
进一步,设备A和设备B还都包括有CCD组件、镭射测高组件、点胶固化机构,所述CCD组件用于检测支架基准板,识别支架基准板的mark点,检测识别摄像头、摄像头支架的XY位置;所述镭射测高组件用于检测对应摄像头凸出支架基准板/摄像头支架的高度;所述点胶固化机构,用于对摄像头和摄像头支架之间进行点胶以及点胶固化。
附图说明
图1为人脸识别摄像头模组结构示意图;
图2为现有技术中,人脸识别摄像头模组组装步骤示意图;
图3为某优选实施例中人脸识别摄像头模组组装步骤示意图;
图4为设备A组装摄像头B和摄像头支架的示意图;
图5为设备B将摄像头A、模组C以及摄像头B的半成品组装一起示意图;
图6为设备A或B涉及到的两个六轴调位机构等的立体结构示意图;
图7为图6中局部A的放大图;
图8为设备B涉及到的两个六轴调位机构等的俯视角度的示意图;
图9为图8中局部B的放大图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明某优选实施例作进一步说明。
实施例一:
结合图3至9图示,一种人脸识别摄像头模组组装工艺,包括
组装摄像头B与摄像头支架:
将摄像头B放到设备A对应的六轴调位机构上,并通过真空吸附等方式固定在对应六轴调位机构上。
放摄像头支架到支架基准板或支架载具对应位置上,通过CCD组件检测摄像头B与摄像头支架的XY位置,通过镭射测高组件检测摄像头B凸出支架基准板/摄像头支架的高度,通过六轴调位机构对摄像头B的XY位置、Z位置(凸出支架基准板/摄像头支架的高度)进行调整,使其符合组装的公差范围。
对摄像头B与摄像头支架之间间隙进行点胶。
点亮六轴调位机构上方的Chart图,摄像头B通电,并拍摄上方的Chart图,通过分析拍摄的照片计算摄像头B的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整摄像头B 的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;
对摄像头B与摄像头支架间的点胶进行固化,完成摄像头B与摄像头支架的组装。
组装摄像头A与模组C:
将摄像头A与模组C放到设备B对应的六轴调位机构上,并通过真空吸附等方式固定在对应六轴调位机构上。
放“摄像头B+摄像头支架”的半成品到支架基准板或支架载具对应的位置上,通过CCD组件检测摄像头A、模组C与摄像头支架的XY位置,通过镭射测高组件检测摄像头A和模组C凸出支架基准板/摄像头支架的高度,通过两个六轴调位机构分别对摄像头A和模组C的XY位置、Z位置(凸出支架基准板/摄像头支架的高度)进行调整,使其符合组装的公差范围;
对摄像头A与摄像头支架之间、模组C与摄像头支架之间间隙进行点胶。
在六轴调位机构上方的Chart图具有红外背光,首先,点亮Chart图红外背光,然后摄像头A通电拍摄Chart图的红外图像,然后通过分析拍摄的照片计算出摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;
摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz调整好后,模组C通电,并往上方的Chart图投影红外光斑(优选中,此时的Chart图红外背光熄灭),形成红外光斑矩阵图,然后通过摄像头A拍摄模组C在Chart图投影的红外光斑,进而通过摄像头A拍摄的图片分析模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内。
最后对摄像头A与摄像头支架之间、模组C与摄像头支架之间的点胶进行固化,完成整个人脸识别摄像头模组组装。
这样,相对于传统的组装工艺,只需要两台设备就可以完成组装,节省了成本和空间,提供了组装效率,减少了一台设备,相当于减少了一次公差累积,提高了组装精度。另外,在组装摄像头B时,调整的是实际使用时的真实光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,提高摄像头B装配精度和最终性能。而组装摄像头A和模组C时,同时调整的是摄像头A和模组C的XY位置、Z位置,能够同时保证摄像头A和模组C之间,摄像头A、模组C与摄像头支架之间的位置全部在组装公差内,而且通过红外的Chart图辅助下先对摄像头A 的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz进行调整,然后在利用调整好的摄像头A拍摄模组C的红外光斑,进而对模组C光轴角度θx 、θy和成像夹角θz进行调整,使摄像头A和模组C角度调整巧妙结合和关联起来,提高了两者的组合性能和组合精度。
作为等效替换,可以先参考上面的描述先通过设备B组装摄像头A、模组C与摄像头支架,然后在通过设备A将摄像头B与“摄像头A+模组C+摄像头支架”的半成品组装在一起。
另外,也可以将设备A和设备B或者它们的功能合并在一台自动化设备上。以上分开描述,一方面是便于对发明方案的描述,另一方面也是为了便于对工艺和原理进行理解,以及区分与现有技术的区别。
如图4、5、6所示,设备A的两个六轴调位机构能够同时对两个“摄像头B+摄像头支架” 进行组装,同时形成两个“摄像头B+摄像头支架”的半成品,成倍的提高组装摄像头B的效率。如图8、9所示,在设备B中,示出了摄像头A、摄像头B、模组C 在两个六轴调位机构和支架基准板的摆放位置和方式。
实施例二:
在实施例一的基础上,进一步对具有人脸识别摄像头模组组装的精度和效率进行提高,具体如下。
组装摄像头B与摄像头支架:
设备A通过CCD组件检测支架基准板,识别支架基准板的mark点(即位置识别点);优选中,支架基准板水平固定设置,Chart图与支架基准板互相平行;
将摄像头B放到设备A对应的六轴调位机构上,并通过真空吸附等方式固定在对应六轴调位机构上。
将摄像头支架以支架基准板的mark点作为基准放置到支架基准板或支架载具对应位置。优选中,支架基准板或支架载具具有与摄像头支架形状相匹配的仿形部,摄像头支架以支架基准板的mark点作为基准放置到支架基准板或支架载具的仿形部,摄像头支架的底部紧贴支架基准板或支架载具的上表面。
通过CCD组件检测摄像头B与摄像头支架的XY位置,判断是否在组装的公差内,通过镭射测高组件检测摄像头B凸出支架基准板/摄像头支架的高度,判断是否在组装的公差内;如果都在组装的公差内,则进入下一步。否则,识别出摄像头B的XY、Z位置偏差值,通过六轴调位机构以支架基准板的mark点作为基准调整摄像头B的XY位置、以支架基准板为基准调整摄像头B的Z位置(凸出支架基准板/摄像头支架的高度),使其符合组装的公差范围。
摄像头B的XY位置、Z位置调整完成后,对摄像头B与摄像头支架之间间隙进行点胶。
点亮六轴调位机构上方的Chart图,摄像头B通电,并拍摄上方的Chart图,通过分析拍摄的照片计算摄像头B的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整摄像头B 的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;
对摄像头B与摄像头支架间的点胶进行固化,完成摄像头B与摄像头支架的组装。
组装摄像头A与模组C:
设备B通过CCD组件检测支架基准板,识别支架基准板的mark点(即位置识别点);
将摄像头A与模组C放到设备B对应的六轴调位机构上,并通过真空吸附等方式固定在对应六轴调位机构上。
以支架基准板的mark点作为基准放“摄像头B+摄像头支架”的半成品到支架基准板或支架载具上对应位置。优选中,支架基准板或支架载具具有与摄像头支架形状相匹配的仿形部,摄像头支架以支架基准板的mark点作为基准放置到支架基准板或支架载具的仿形部,摄像头支架的底部紧贴支架基准板或支架载具的上表面。
通过CCD组件检测摄像头A、模组C与摄像头支架的XY位置,判断是否在组装的公差内,通过镭射测高组件检测摄像头A和模组C凸出支架基准板/摄像头支架的高度,,判断是否在组装的公差内;如果都在组装的公差内,则进入下一步。否则,通过两个六轴调位机构分别以支架基准板的mark点作为基准对摄像头A和模组C的XY位置、以支架基准板为基准调整摄像头A和摄像头B的Z位置(凸出支架基准板/摄像头支架的高度),使其符合组装的公差范围;
对摄像头A与摄像头支架之间、模组C与摄像头支架之间间隙进行点胶。
在六轴调位机构上方的Chart图具有红外背光,首先,点亮Chart图红外背光,然后摄像头A通电拍摄Chart图的红外图像,然后通过分析拍摄的照片计算出摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;
摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz调整好后,模组C通电,并往上方的Chart图投影红外光斑(优选中,此时的Chart图红外背光熄灭),形成红外光斑矩阵图,然后通过摄像头A拍摄模组C在Chart图投影的红外光斑,进而通过摄像头A拍摄的图片分析模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,根据计算出的角度偏差,六轴位置调节机构调整模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内。
最后对摄像头A与摄像头支架之间、模组C与摄像头支架之间的点胶进行固化,完成整个人脸识别摄像头模组组装。
这样,在实施例二基础上,由于全程中,两台设备的支架基准板是固定不动的,在进行各摄像头的组装过程中,位置调整或光轴角度、成像夹角,都是直接或间接通过支架基准板的mark点或者支架基准板为基准,保持基准的统一不仅进一步提高了放置和调位的效率,也进一步提高整个组装后模组。
以上实施步骤只是其中三个优选方案,在某些实施例中,个别步骤顺序可以做局部调整,例如设备A中可以当摄像头B光轴角度θx 、θy和成像夹角θz调整到位后,设备B中可以当摄像头A与模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz调整到位后,再对摄像头与摄像头支架之间进行点胶以及接着的点胶固化。
下面结合上述的人脸识别摄像头模组组装工艺,对涉及的自动化设备或系统进一步描述:
一种人脸识别摄像头模组组装系统,包括设备A和设备B,其中所述设备B包括支架基准板、两个六轴调位机构和Chart图,所述Chart图位于支架基准板上方,与支架基准板互相平行;所述Chart图具有红外背光;所述设备B的两个六轴调位机构能够分别调整摄像头A、模组C的XY位置、Z位置,使其在组装公差内,也能够当点亮六轴调位机构上方的Chart图的红外背光,摄像头A通电并拍摄Chart图的红外图像,然后通过分析拍摄的照片计算出摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差后,六轴位置调节机构能够根据计算出的角度偏差调整摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;更能够当模组C通电,并往上方的Chart图投影红外光斑,形成红外光斑矩阵图,通过摄像头A拍摄模组C在Chart图投影的红外光斑,进而通过摄像头A拍摄的图片分析模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,所述六轴位置调节机构根据计算出的角度偏差,调整模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内。所述设备B包括支架基准板、两个六轴调位机构和Chart图,所述Chart图位于支架基准板上方,与支架基准板互相平行;所述Chart图具有红外背光;所述设备B的两个六轴调位机构能够分别调整摄像头A、模组C的XY位置、Z位置,使其在组装公差内,也能够当点亮六轴调位机构上方的Chart图的红外背光,摄像头A通电并拍摄Chart图的红外图像,然后通过分析拍摄的照片计算出摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差后,六轴位置调节机构能够根据计算出的角度偏差调整摄像头A的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内;更能够当模组C通电,并往上方的Chart图投影红外光斑,形成红外光斑矩阵图,通过摄像头A拍摄模组C在Chart图投影的红外光斑,进而通过摄像头A拍摄的图片分析模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz的角度偏差,所述六轴位置调节机构根据计算出的角度偏差,调整模组C的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz,使其在装配的公差内。所述设备A和设备B还都包括有CCD组件、镭射测高组件、点胶固化机构,所述CCD组件用于检测支架基准板,识别支架基准板的mark点,检测识别摄像头、摄像头支架的XY位置;所述镭射测高组件用于检测对应摄像头凸出支架基准板/摄像头支架的高度;所述点胶固化机构,用于对摄像头和摄像头支架之间进行点胶以及点胶固化。
人脸识别摄像头模组组装系统涉及的设备A和设备B没有提到的机构可以根据实际的实施需要、现有技术或公知常识增加,已经描述的机构也可以根据现有技术、公知常识进行进一步的详细设计实施。
以上所述仅为本发明的某个或某些优选实施例,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变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均应同理包括在本发明的专利保护范围内。另外,以上文字描述未尽之处也可以参考图的直接表达和常规的理解以及现有技术结合去实施。