CN110365883A - 一种摄像头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种摄像头，包括镜头(1)和套设在所述镜头(1)上的底座(2)、以及位于所述镜头(1)下侧且所述底座(2)相连接的成像组件(3)，所述底座(2)随温度变化驱动所述成像组件(3)沿光轴方向移动。本发明的摄像头，在工作环境温度变化时，底座可以随着温度的变化带动成像组件3沿光轴方向移动，可以实现对于镜头因温度变化造成温漂问题的补偿，从而确保本发明的摄像头在高、低温环境均具备良好的成像性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像头。
背景技术
随着光电成像传感器和影像处理系统平台的发展，市场对于摄像头的分辨率要求越来越高，特别是在给消费领域，包括车载摄像头和安防摄像领域，低像素的摄像头已经无法满足使用需求，逐渐被淘汰。随着光电成像传感器像素的不断升级，要求摄像头的解像力越来越高，但是镜头相对于光电传感器的解像力余量越来越小。例如，在车载领域，摄像头必须满足能够在高低温环境下(一般低温-40℃、高温85℃，甚至105℃)正常的解像力。在高低温环境下，由于镜头的温漂问题，镜头会发生跑焦现象，造成像糊问题。
另一方面，随着摄像头小型化的发展趋势，摄像头内部热量积聚会使得内部温度变得更高，从而使得镜头温漂问题更为严重。因此，如何解决解决摄像头的温漂问题，特别是如何在摄像头小型化的同时解决镜头的温漂问题，成为了行业内的重要研究方向之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有温漂补偿能力的摄像头。
为实现上述目的，本发明提供一种摄像头，包括镜头和套设在所述镜头上的底座、以及位于所述镜头下侧且所述底座相连接的成像组件，所述底座随温度变化驱动所述成像组件沿光轴方向移动。
根据本发明的一个方面，所述底座在温度上升时驱动所述成像组件向着远离所述镜头的方向移动。
根据本发明的一个方面，所述底座在温度下降时驱动所述成像组件向着靠近所述镜头的方向移动。
根据本发明的一个方面，所述成像组件的移动量等于所述成像组件的高度、所述底座的膨胀系数和温度变化差值的乘积。
根据本发明的一个方面，所述镜头与所述底座固定连接，所述成像组件的高度为所述成像组件距离所述镜头和所述底座固定处的垂直高度。
根据本发明的一个方面，所述镜头与所述底座卡接、粘接或螺纹连接。
根据本发明的一个方面，所述镜头沿竖直方向从下至上地与所述底座固定连接。
根据本发明的一个方面，所述镜头上设有第一环形承靠凸缘和第二环形承靠凸缘，所述底座上设有分别与所述第一环形承靠凸缘和所述第二环形承靠凸缘相配合的第一承靠面和第二承靠面。
根据本发明的一个方面，所述成像组件包括与所述底座固定连接的线路板和支承在所述线路板的光电成像传感器。
根据本发明的一个方案，当环境温度上升时，底座会带动成像组件(光电成像传感器)向着远离镜头的方向移动，当环境温度下降时，底座会带动成像组件向着靠近镜头的方向移动。如此可以解决由于温度变化造成了镜头温漂问题，通过底座带动成像组件的移动来形成温漂补偿，从而确保摄像头在高、低温环境下的成像质量依旧良好，避免温度变化造成对于成像的影响。
根据本发明的一个方案，采用倒装的方式，将镜头从底座的下方与底座进行组装。如此可以控制底座的上端开口口径，使得开口口径相比于将镜头从底座上方采用正装的方式固定连接大大减小，有利于摄像头的小型化，同时还有利于镜头1与底座配合的同轴度和平行度。
根据本发明的一个方案，镜头上设有第一环形承靠凸缘和第二环形承靠凸缘，在本实施方式中，第一环形承靠凸缘和第二环形承靠凸缘沿着竖直方向上排布。底座上分别设有第一承靠面和第二承靠面。在镜头和底座固定连接时，第一承靠面与第一环形凸缘相配合，第二承靠面与第二环形凸缘相配合。如此可以有效提升镜头和底座配合连接时的同轴度和平行度，避免由于装配误差造成的摄像头成像质量不佳的情况出现。
根据本发明的一个方案，光电成像传感器的移动量等于光电成像传感器的高度、底座的膨胀系数以及温度变化的差值的乘积。也就说是，当环境温度变化时，可以通过控制底座的膨胀系数以及光电成像传感器的高度来控制最终的光电成像传感器的移动量，从而实现摄像头的温漂补偿，确保摄像头的成像品质。
附图说明
图1示意性表示根据本发明一种实施方式的摄像头的结构图；
图2示意性表示根据本发明一种实施方式的镜头和底座的装配示图；
图3示意性表示按图2所示的方式组装形成的摄像头的结构图；
图4示意性表示根据本发明的摄像头的温漂补偿示图；
图5示意性表示本发明的成像组件的高度示图。
附图中标号所代表的含义如下：
1、镜头。2、底座。3、成像组件。11、第一环形承靠凸缘。12、第二环形承靠凸缘。21、第一承靠面。22、第二承靠面。31、线路板。32、光电成像传感器。h、成像组件高度。L、成像组件的移动量。
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，本发明的摄像头包括镜头1、底座2和成像组件3。本发明的底座2套设在镜头1上与镜头1固定连接，成像组件3位于镜头1的下侧与底座2固定连接。在本发明中底座2可以随着环境温度的变化带动成像组件3沿着光轴方向移动。
具体来说，在本实施方式中，成像组件3包括线路板31和支承在线路板31上的光电成像传感器32。其中线路板31位于底座2下侧与底座2固定连接，例如通过粘接的方式进行固定。光电成像传感器32位于镜头1的正下方，位于成像光轴上。在本发明中，底座2为热敏感材料，随着温度的变化，底座2会相应地热胀冷缩。具体来说，当环境温度上升时，底座2会带动成像组件3(光电成像传感器32)向着远离镜头1的方向移动，当环境温度下降时，底座2会带动成像组件3向着靠近镜头1的方向移动。如此可以解决由于温度变化造成了镜头1温漂问题，通过底座2带动成像组件3的移动来形成温漂补偿，从而确保摄像头在高、低温环境下的成像质量依旧良好，避免温度变化造成对于成像的影响。
结合图1、图2和图3所示，本发明的摄像头采用倒装的组装当时，即当镜头1与底座2固定连接时，将镜头1从底座2的下方由下向上地与底座2配合连接。在本实施方式中，镜头1和底座2通过螺纹连接。当然，根据本发明的构思，镜头1和底座2还可以通过粘接、卡接等方式固定连接，只要满足结构强度即可。当镜头1和底座2固定连接之后，再将成像单元3与底座2进行固定连接。
本发明的摄像头，采用倒装的方式，将镜头1从底座2的下方与底座2进行组装。如此可以控制底座2的上端开口口径，使得开口口径相比于将镜头1从底座2上方采用正装的方式固定连接大大减小，有利于摄像头的小型化，同时还有利于镜头1与底座配合的同轴度和平行度。
在本发明中，镜头1上设有第一环形承靠凸缘11和第二环形承靠凸缘12，在本实施方式中，第一环形承靠凸缘11和第二环形承靠凸缘12沿着竖直方向上排布。底座2上分别设有第一承靠面21和第二承靠面22。在镜头1和底座2固定连接时，第一承靠面21与第一环形凸缘11相配合，第二承靠面22与第二环形凸缘12相配合。
在本发明中，可以通过一次加工在底座2上形成第一承靠面21和第二承靠面22，第一承靠面21和第二承靠面22均为圆环面。镜头1上的第一环形承靠凸缘11和第二环形承靠凸缘12也可以一次加工形成，在本实施方式，第一环形承靠凸缘11和第二环形承靠凸缘12均设置为圆柱形凸台形式，分别与第一承靠面21和第二承靠面22相配合。如此可以有效提升镜头1和底座2配合连接时的同轴度和平行度，避免由于装配误差造成的摄像头成像质量不佳的情况出现。
当然，根据本发明的构思，第一承靠面21和第一环形承靠凸缘11、第二承靠面22和第二环形承靠凸缘12的配合形状不具有局限性，还有可以设置为锥形等其他形式。
结合图4和图5所示，本发明的底座2带动光电成像传感器32移动的移动量L与光电成像传感器32的高度h、底座2的膨胀系数以及温度变化的差值有关。具体来说，光电成像传感器32的移动量L等于光电成像传感器32的高度h、底座2的膨胀系数以及温度变化的差值的乘积。也就说是，当环境温度变化时，可以通过控制底座2的膨胀系数以及光电成像传感器32的高度来控制最终的光电成像传感器32的移动量，从而实现摄像头的温漂补偿，确保摄像头的成像品质。
其中底座2的膨胀系数与底座2的材质有关，可以选择合适的材质在控制底座2的膨胀系数。而光电成像传感器32的高度为光电成像传感器32距离镜头1和底座2固定连接处的垂直距离。例如，在本实施方式中，镜头1和底座2通过螺纹连接，光电成像传感器32的高度h即为光电成像传感器32距离螺纹连接处垂直距离。应该理解，镜头1和底座2通过螺纹连接，螺纹具有一定的长度，此时镜头1和底座2的固定连接处选择为螺纹的中点处。
本发明的摄像头，可以根据实际的工作环境设置合适的光电成像传感器32的高度h、选择适合的底座2的材料以控制其膨胀系数，从而在环境温度发生变化时，可以光电成像传感器32的定量位移，从而镜头1由于温度变化造成的跑焦温度进行温漂补偿，确保成像品质。
以下以车前视ADAS镜头为例来进行说明，一般的车载前视ADAS镜头是金属镜筒、全玻璃镜片的镜头，镜头总体长度为25mm。在镜头的工作环境温度由25℃-85℃之间变化时，镜头的跑焦量为20μm。根据本发明的构思，可以选择合适的底座以解决上述温漂问题，在本实施方式中，底座的材料选择金属铝材料，其热膨胀系数为23.7ppm/℃，此时应当设定的光电成像传感器的高度h与上述参数存在关系式：h*23.7ppm/℃*(85℃-25℃)＝20μm。则h＝14.06mm。即本实施方式可以安装上述参数来组装本发明的摄像头，可以很好地解决镜头由于温度变化造成的跑焦问题，实现了温漂补偿。
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 (9)
1.一种摄像头，包括镜头(1)和套设在所述镜头(1)上的底座(2)、以及位于所述镜头(1)下侧且所述底座(2)相连接的成像组件(3)，其特征在于，所述底座(2)随温度变化驱动所述成像组件(3)沿光轴方向移动。
2.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述底座(2)在温度上升时驱动所述成像组件(3)向着远离所述镜头(1)的方向移动。
3.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述底座(2)在温度下降时驱动所述成像组件(3)向着靠近所述镜头(1)的方向移动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的摄像头，其特征在于，所述成像组件(3)的移动量等于所述成像组件(3)的高度、所述底座(2)的膨胀系数和温度变化差值的乘积。
5.根据权利要求4所述的摄像头，其特征在于，所述镜头(1)与所述底座(2)固定连接，所述成像组件(3)的高度为所述成像组件(3)距离所述镜头(1)和所述底座(2)固定处的垂直高度。
6.根据权利要求5所述的摄像头，其特征在于，所述镜头(1)与所述底座(2)卡接、粘接或螺纹连接。
7.根据权利要求1或6所述的摄像头，其特征在于，所述镜头(1)沿竖直方向从下至上地与所述底座(2)固定连接。
8.根据权利要求7所述的摄像头，其特征在于，所述镜头(1)上设有第一环形承靠凸缘(11)和第二环形承靠凸缘(12)，所述底座(2)上设有分别与所述第一环形承靠凸缘(11)和所述第二环形承靠凸缘(12)相配合的第一承靠面(21)和第二承靠面(22)。
9.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述成像组件(3)包括与所述底座(2)固定连接的线路板(31)和支承在所述线路板(31)的光电成像传感器(32)。
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