CN113050292A - 用于光轴校准的光学系统和光轴校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明的用于光轴校准的光学系统和光轴校准方法，该光学系统包括光源、分光镜、第一反射镜、第二反射镜和检测组件，光源、分光镜和第一反射镜在第一直线上依次排布，光源朝向分光镜发射光束，第二反射镜与第一反射镜相对，检测组件与分光镜在第二直线上排布，第一直线与第二直线相交；光源发出光束，光束透过分光镜形成第一光束，光束被分光镜反射形成第二光束；第一光束依次经第一反射镜和第二反射镜反射而进入摄像模组；第二光束进入检测组件，第一光束和第二光束具有唯一确定的对应关系；调节光学系统使得第一光束的角度满足校准要求，设置摄像模组的光轴与第一光束重合以实现摄像模组的光轴校准。

Description

用于光轴校准的光学系统和光轴校准方法

技术领域

本发明属于摄像模组的结构矫正技术领域，尤其涉及一种用于光轴校准的光学系统和光轴校准方法。

背景技术

摄像模组安装到支架上时，需要调整好摄像模组与支架的相对位置关系，主要是摄像模组的光轴的校准(active alignment，AA)，以使支架安装到移动终端上时，摄像模组能与移动终端的结构匹配，并使得移动终端具有较好的成像质量。

现有的摄像模组的光轴校准主要通过摄像模组的分辨率测试卡进行校准，而通过分辨率测试卡校准往往存在难以确定规格的问题。当规格过于严格则增加了校准的难度；当给定的规格太宽松，容易造成摄像模组位置偏差，导致成像不良。并且，摄像模组往往与支架具有一定的相对角度，现有技术无法对具有相对角度的摄像模组进行校准。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光轴校准的光学系统和光轴校准方法，解决现有技术存在的上述问题。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种用于光轴校准的光学系统，用于校准摄像模组的光轴，包括光源、分光镜、第一反射镜、第二反射镜和检测组件，所述光源、所述分光镜和所述第一反射镜在第一直线上依次排布，所述光源朝向所述分光镜发射光束，所述第二反射镜与所述第一反射镜相对，所述检测组件与所述分光镜在第二直线上排布，所述第一直线与所述第二直线相交；所述光源发出光束，所述光束透过所述分光镜形成第一光束，所述光束被所述分光镜反射形成第二光束；所述第一光束依次经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射而进入所述摄像模组；所述第二光束进入所述检测组件，所述第一光束和所述第二光束具有唯一确定的对应关系；所述检测组件检测所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系，得到所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度，调节所述光学系统使得所述第一光束的角度满足校准要求，设置所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合以实现所述摄像模组的光轴校准。

通过设置光源、分光镜、第一反射镜、第二反射镜和检测组件的结构，检测组件检测第二光束的角度，根据第二光束与第一光束的对应关系，便得到第一光束的角度，再通过调整摄像模组的光轴与第一光束重合，即可实现摄像模组的光轴校准。无给定规格难以确定的问题，且能够根据摄像模组的相对角度选择合适的第一光束的角度，能对具有相对角度的摄像模组进行校准。

一种实施例中，所述光源发射的所述光束的数量为多条，以使形成的所述第一光束和所述第二光束的数量为多条，多条所述第一光束在所述第一反射镜和所述第二反射镜处反射而形成预设角度向多个所述摄像模组发射，多条所述第一光束和多条所述第二光束具有一一对应关系，所述检测组件检测多条所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据多条所述第二光束与多条所述第一光束的一一对应关系，得到多条所述第一光束相对多个所述摄像模组的光轴的角度，调节所述光学系统使得多条所述第一光束满足校准要求，设置多个所述摄像模组的光轴与多条所述第一光束重合以实现多个所述摄像模组的光轴校准。

通过光源发射多条光束，通过检测组件检测第二光束的角度信息，便可得到多条第一光束的角度信息，通过调节光学系统使得多条第一光束满足光轴校准要求，再将多个摄像模组分别与每条第一光束进行校准，即可完成多个摄像模组的光轴校准。解决了摄像模组的光轴一致性的问题，可满足多个摄像模组之间具有相对角度时的光轴校准要求，给定规格确定，校准难度低，可以同时校准多个摄像模组。

一种实施例中，多条所述第一光束经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射后而互相平行或互相倾斜。能够满足多个摄像模组的光轴互相平行或具有相对角度时的光轴校准。

一种实施例中，进入所述摄像模组的所述第一光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第一夹角，进入所述检测组件的所述第二光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第二夹角，所述第一光束和所述第二光束的对应关系包括所述第一夹角和所述第二夹角的角度对应关系。通过将光源发出的光束作为参照基准，将第一光束和第二光束的对应关系转换为第一夹角和第二夹角的角度对应关系，便于计算和统计。

一种实施例中，所述用于光轴校准的光学系统还包括机台，当所述检测组件通过检测所述第二光束，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系而得到的所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度符合校准要求时，所述机台调整所述摄像模组的位置，以使得所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合。设置机台调整摄像模组的位置，提供校准的工作面，对摄像模组进行支撑。

一种实施例中，所述检测组件包括沿所述第二直线依次设置的凸透镜和信息采集器，所述第二光束经所述凸透镜后聚焦于所述信息采集器，所述信息采集器用于采集所述第二光束的角度信息。设置凸透镜，将发散的多条第二光束聚焦，以使得信息采集器能够采集到多条第二光束的角度信息。

一种实施例中，所述凸透镜与所述信息采集器之间设有用于减弱光线强度的衰减片。设置衰减片用于减弱光线强度，能将光的能量降低，保护信息采集器。

一种实施例中，所述光源与所述分光镜之间设有光线集中器，所述光线集中器用于将所述光源发射的光束集中向外出射。光线集中器能将光束集中而出射，使得进入分光镜的光束为预设角度，满足光轴校准的需求。

一种实施例中，所述光线集中器连接有进步电机，所述进步电机驱动所述光线集中器移动，以调整所述光线集中器出射的光束的角度。设置进步电机调整光线集中器的位置，使得光线集中器出射的光线的角度不同，从而满足多个摄像模组的光轴的相对角度不同时的校准需求。

一种实施例中，所述第一反射镜为离轴高次双曲面反射镜，所述第二反射镜为离轴抛物面反射镜。通过离轴高次双曲面反射镜和离轴抛物面反射镜的组合，能够将第一光束的传播方向改变，满足摄像模组的校准需求。

一种实施例中，所述光源发射的光束为紫外光、红外光、可见光和激光的任意两种波长不同的混合光束，所述分光镜用于根据波长的范围，将所述混合光束分为波长不同的所述第一光束和所述第二光束。光源发射的光束为两种的混合光束，经过分光镜后形成两种不同波长的第一光束和第二光束分别向不同方向出射，不影响每个光束的光线强度，使得信息采集器检测的第二光束的精度更高，同时进入摄像模组的第一光束的光强足够，便于摄像模组的光轴与第一光束的对应。

第二方面，本发明还提供了一种光轴校准方法，所述光轴校准方法使用第一方面各种实施方式中任一项所述的光学系统进行，包括：所述光源发出光束，所述光束透过所述分光镜形成第一光束，所述光束被所述分光镜反射形成第二光束，所述第一光束依次经所述第一反射镜和所述第二反射镜而进入所述摄像模组，所述第二光束进入所述检测组件；其中，所述第一光束和所述第二光束具有唯一确定的对应关系；所述检测组件检测所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系，得到所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度；调节所述光学系统使得所述第一光束的角度满足校准要求；设置所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合以实现所述摄像模组的光轴校准。无给定规格难以确定的问题，且能够根据摄像模组的相对角度选择合适的第一光束的角度，能对具有相对角度的摄像模组进行校准。

一种实施例中，设置所述光源发射的所述光束的数量为多条，以使形成的所述第一光束和所述第二光束的数量为多条，多条所述第一光束在所述第一反射镜和所述第二反射镜处反射而形成预设角度向多个所述摄像模组发射，多条所述第一光束和多条所述第二光束具有一一对应关系；所述检测组件检测多条所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据多条所述第二光束与多条所述第一光束的一一对应关系，得到多条所述第一光束相对多个所述摄像模组的光轴的角度；调节所述光学系统使得多条所述第一光束满足校准要求；设置多个所述摄像模组的光轴与多条所述第一光束重合以实现多个所述摄像模组的光轴校准。能够实现多个摄像模组的光轴校准。

一种实施例中，进入所述摄像模组的所述第一光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第一夹角，进入所述检测组件的所述第二光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第二夹角，所述第一光束和所述第二光束的对应关系包括所述第一夹角和所述第二夹角的角度对应关系。通过将光源发出的光束作为参照基准，将第一光束和第二光束的对应关系转换为第一夹角和第二夹角的角度对应关系，便于计算和统计。

一种实施例中，所述光学系统还包括机台，当所述检测组件通过检测所述第二光束，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系而得到的所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度符合校准要求时，所述机台调整所述摄像模组的位置，以使得所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合。通过机台调整调整摄像模组的位置，既能提供工作面，又便于调整操作。

附图说明

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，下面将对实施方式或现有技术描述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来讲，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。

图1是一种实施例的用于光轴校准的光学系统的结构示意图；

图2是另一种实施例的用于光轴校准的光学系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供一种用于光轴校准的光学系统，包括光源10、分光镜20、第一反射镜30、第二反射镜40和检测组件(参考图1中附图标记60、70和80)。分光镜20设于光源10的出光侧，第一反射镜30设于分光镜20背向光源10的一侧。换而言之，光源10、分光镜20和第一反射镜30在第一直线X上依次排布。第二反射镜40与第一反射镜30相对。检测组件设于分光镜20的一侧，即检测组件与分光镜20在第二直线Y上排布，第一直线X与第二直线Y相交，根据分光镜20的类型、角度等设置不同，第一直线X和第二直线Y的夹角可以不同，优选的，第一直线X和第二直线Y垂直。

光源10、分光镜20、第一反射镜30、第二反射镜40和检测组件可以安装在支撑架、箱体等支撑结构上，以稳定支撑。为避免杂散光对校准的结果的影响，上述结构应当设置在暗室中。

上述结构的工作过程：光源10发出光束100，光束100透过分光镜20形成第一光束101，光束100被分光镜20反射形成第二光束102。第一光束101依次经第一反射镜30和第二反射镜40反射而进入摄像模组51。第二光束102进入检测组件。第一光束101和第二光束102具有唯一确定的对应关系。检测组件检测第二光束102相对检测组件的光轴的角度，并根据第二光束102与第一光束101的对应关系，得到第一光束101相对摄像模组的光轴的角度，调节光学系统使得第一光束的角度满足校准要求，设置摄像模组51的光轴与第一光束101重合以实现摄像模组51的光轴校准。

上述工作过程的原理为：摄像模组51的光轴与进入摄像模组51的第一光束101重合，则摄像模组51的光轴被校准。光源10发出光束100并经分光镜20对光束100分光后，第一光束101和第二光束102具有对应关系，该对应关系与分光镜20的形状有关。第一光束101经第一反射镜30和第二反射镜40反射后沿预设的方向出射，当分光镜20、第一反射镜30和第二反射镜40的形状确定，则进入摄像模组51的第一光束101和进入检测组件的第二光束102之间具有对应关系。通过检测第一光束101或第二光束102其中一个的角度信息，则另一个的角度信息通过两者之间的对应关系即可得到。

一种实施例中，进入摄像模组51的第一光束101与光源10发出的还未进入分光镜20的光束100之间的夹角为第一夹角，进入检测组件的第二光束102与光源100发出的还未进入分光镜20的光束100之间的夹角为第二夹角，第一光束101和第二光束102的对应关系包括第一夹角和第二夹角的角度对应关系。通过将光源10发出的光束100作为参照基准，将第一光束101和第二光束102的对应关系转换为第一夹角和第二夹角的角度对应关系，便于计算和统计。

一种实施例中，分光镜20的入光面和出光面为平行平面，则光源10发出的光束100和刚从分光镜20的出光面出射的第一光束101之间互相平行，即刚从分光镜20的出光面出射的第一光束101与光束100之间的第一夹角为0°。进入摄像模组51的第一光束101与光束100之间的第一夹角仅与光束100的初始入射至分光镜20的入光面的角度有关。通过检测组件检测第二光束102的角度得到第二角度，便可得到第一角度。调整进入摄像模组51的第一光束101的角度时，调整光源10的角度，即光源10发射的光束100的角度即可。通过检测组件检测第二光束102的角度，可判断进入摄像模组51的第一光束101的角度是否到位。

其他实施例中，分光镜20的入光面和出光面可为非互相平行的平面，则调整进入摄像模组51的第一光束101的方法可包括调节光源10、分光镜20、第一反射镜30、第二反射镜40的任意一个或多个的角度实现。

进入摄像模组51的第一光束101和进入检测组件的第二光束102之间的对应关系可通过标定确定。例如，采用多次发射不同角度的光束100，收集第一光束101和第二光束102的角度的信息，并将上述三个光束的角度的信息存储，建立数据统计数据库，则光束100的发射角度、第一光束101的角度和第二光束102的角度为一一对应关系，后续在进行摄像模组51的光轴校准时，根据第一光束101的角度需求，即可通过数据统计数据库确定光源10的光束100的发射角度。

摄像模组51安装在支架上时，根据设计要求会有角度要求。通过光源10发射光束100，检测组件检测第二光束102的角度，即可得到第一光束101的角度，第一光束101的角度与摄像模组51的设计要求的角度一致时，即可进行摄像模组51的光轴校准。校准时，将摄像模组51与第一光束101进行位置匹配，调整摄像模组51在移动以及转动等，使得摄像模组51的光轴与第一光束101重合，完成摄像模组51的光轴校准。

具体的，用于光轴校准的光学系统还包括机台(图中未示出)，当检测组件通过检测第二光束102，并根据第二光束102与第一光束101相对摄像模组51的光轴的角度符合校准要求时，机台调整摄像模组51的位置，例如，机台上设有机械手臂等机械结构，调整摄像模组51在移动以及转动等，以使得摄像模组51的光轴与第一光束101重合。设置机台调整摄像模组51的位置，提供校准的工作面，对摄像模组51进行支撑。进一步的，与摄像模组51连接的支架固定在机台上，机台调整摄像模组51的位置实现光轴校准后，机台还可将摄像模组51与支架连接固定，例如采用点胶、焊接等方式实现摄像模组51与支架的固定。

具体的校准方式可以为：通过摄像模组51的感光元件拍摄的第一光束101的图像与摄像模组51的镜头的光轴进行对比，第一光束101在感光元件上形成的图像位于感光元件的几何中心点，且图像中光强沿感光元件的几何中心点向四周均匀分布，则第一光束101与摄像模组51的光轴重合。

完成校准的摄像模组51与支架固定，并将支架和摄像模组51一起安装到移动终端上，移动终端例如为智能手机、平板电脑等，能保证移动终端的成像质量。

因此，通过设置光源10、分光镜20、第一反射镜30、第二反射镜40和检测组件的结构，检测组件检测第二光束102的角度，根据第二光束102与第一光束101的对应关系，便得到第一光束101的角度，再通过调整摄像模组51的光轴与第一光束101重合，即可实现摄像模组51的光轴校准。无给定规格难以确定的问题，且能够根据摄像模组51的相对角度选择合适的第一光束101的角度，能对具有相对角度的摄像模组51进行校准。

其中，光源10可以为结构较为简单的发出紫外光、红外光、可见光或激光光的任意一种的型式，光源10也可以为结构稍复杂的发出紫外光、红外光、可见光或激光光的任意两种的型式。换而言之，光源10发射的光束100与波长相关，可为紫外光、红外光、可见光和激光的任意一种的独立光束，或者紫外光、红外光、可见光和激光的任意两种的混合光束。

当光源10发出的光束100为紫外光、红外光、可见光和激光的任意一种的独立光束时，光束100经过分光镜20分光时不改变光的波长，即第一光束101和第二光束102均为同一种光。优选的，摄像模组51为常规的彩色可见光摄像头，则光源10发出的光束100为可见光，则光束100经分光镜20分光后的第一光束101和第二光束102均为可见光，使得进入摄像模组51的第一光束100为可见光，摄像模组51的感光元件能够拍摄到第一光束101，便于摄像模组51的光轴校准。其他的可能性中，摄像模组51也可以为红外光摄像头、紫外光摄像头、激光摄像头等，对应的，光源10发射的光束10为红外光、紫外光、激光等。光源10发射的光束100为单独一种的独立光束，信息采集器80的选型容易，例如，可采用与摄像模组51相同的摄像头，便可以接收到第二光束102的角度信息。

当光源10发出的光束100为紫外光、红外光、可见光和激光的任意两种波长不同的混合光束时，分光镜20用于根据波长的范围，将混合光束分为波长不同的第一光束101和第二光束102。例如，摄像模组51为彩色的可见光摄像头，检测组件可检测红外光，则光束100为红外光可见光混合光，分光镜20将光束100分为可见光的第一光束101和红外光的第二光束102。又或者，摄像模组51为红外光摄像头，检测组件可检测紫外光，则光束为红外光紫外光混合光，分光镜20将光束100分为红外光的第一光束101和紫外光的第二光束102。其他的混合光束不再枚举，参考即可。光源10发射的光束为两种的混合光束，经过分光镜20后形成两种不同波长的第一光束101和第二光束102分别向不同方向出射，不影响每个光束的光线强度，使得信息采集器80检测的第二光束102的精度更高，同时进入摄像模组51的第一光束101的光强足够，便于摄像模组51的光轴与第一光束101的对应。

分光镜20可以为棱镜，进一步可以为偏振光棱镜，可以让部分波长的光线透过，其余的波长的光线不能透过而反射。分光镜20表面可镀膜，以改变能够透过的光线的波长范围。分光镜20与光束100应当有倾斜角度，即光束100入射分光镜20的表面与光束100不垂直，两者的具体倾斜角度不限，可根据需要设置或调整。

第一反射镜30为离轴高次双曲面反射镜，第二反射镜40为离轴抛物面反射镜。离轴高次双曲面反射镜在反射面上不同的位置，光线反射的角度不同，其中，高次是指非球面高次项。离轴抛物面反射镜同样具有类似的性质。通过离轴高次双曲面反射镜和离轴抛物面反射镜的组合，能够将第一光束101的传播方向改变，满足摄像模组51的校准需求。

本实施例中，如图1所示，当光束100沿水平方向(即第一直线X延伸方向)发射，分光镜20不改变透射的第一光束101的传播方向，经过第一反射镜30的离轴高次双曲面反射镜反射后，第一光束101的传播方向改变为朝向斜左上方，经第二反射镜40的离轴抛物面反射镜反射后，第一光束101的传播方向改变为竖直向下，便于与设置与水平面且光轴方向为竖直方向的摄像模组51校准。另外，由图1的光束的传播路线可知，当光束100为多条且呈发散状传播时，第一反射镜30的离轴高次双曲面反射镜和第二反射镜40的离轴抛物面反射镜的组合能够将多条发散状的第一光束101规整为大致平行的方向，朝向多个摄像模组51、52、53发射。关于多个摄像模组的校准在后续进行说明。

随着技术的进步，现有的移动终端常常采用多个摄像头，分别实现不同的功能。例如，多个摄像头分别实现广角、长焦、微距拍摄等，又或者，多个摄像头分别实现可见光拍摄、红外光拍摄等。多个摄像模组一般安装在同一个支架上形成组件，再将该组件整体组装到移动终端上。

对于多个摄像模组的光轴校准，现有的校准技术一般以支架为基准进行校准。假如多摄模组由模组A、B、C组成，先校准模组A与支架的相对位置，即根据chart图校准模组A，调整模组的沿平面内两个垂直的方向(即沿x轴方向和沿y轴方向)以及垂直于平面内的方向的偏移(即z轴方向的转动)的位置直到达到预期的规格。同理调节模组B和模组C与支架的相对位置，完成多个摄像模组的光轴校准。

现有的多个摄像模组的光轴校准技术存在以下弊端：

1.多个摄像模组的光轴校准最核心内容为保证各个单模组的光轴一致性。而以单模组的位置校准难以保证光轴的一致性。

2.单模组要保证有一定的相对角度才能使多模组的成像质量最佳，而原有技术明显不能调节各个单模组的相对角度位置。

3.给定规格难以确定，当规格过于严格增加校准的难度；当给定的规格太宽松，容易造成各个模组位置偏差，最终导致成像不良。

4.每次只能校准一个摄像模组，不能实现多个摄像模组的同时校准。

为解决多个摄像模组的光轴校准问题，一种实施例中，继续参考图1，光源10发射的光束100的数量为多条，以使形成的第一光束101和第二光束102的数量为多条。多条第一光束101在第一反射镜30和第二反射镜40处反射而形成预设角度向多个摄像模组51、52、53发射。多条第一光束101和多条第二光束102具有一一对应关系，检测组件检测多条第二光束102相对检测组件的光轴的角度，并根据多条第二光束102与多条第一光束101的角度的一一对应关系，得到多条第一光束101相对多个摄像模组51、52、53的光轴的角度，调节光学系统使得多条第一光束101满足校准要求，设置多个摄像模组51、52、53的光轴与多条第一光束51、52、53重合以实现多个摄像模组51、52、53的光轴校准。

同前述的单个摄像模组51的光轴校准的工作原理，多条光束100经分光镜20分光后，多条第一光束101用于与多个摄像模组51、52、53进行校准，检测多条第二光束102的角度，以用于判断多条第一光束101是否符合预设角度要求。由于多条第二光束101与多条第一光束101一一对应，而每条第一光束101用于与一个摄像模组对应，故通过光源10发射多条光束100，通过检测组件检测第二光束102的角度信息，便可得到多条第一光束101的角度信息，通过调节光学系统，例如调整光源10发射的光束100的角度、分光镜20的倾斜程度、第一反射镜30和第二反射镜40的相对位置关系等，可使得多条第一光束101满足光轴校准要求，再将多个摄像模组51、52、53分别与对应的每条第一光束101进行校准，即可完成多个摄像模组51、52、53的光轴校准。完成校准的多个摄像模组51、52、53固定于同一支架上，形成的整体安装到移动终端后，能保证成像质量。

相对于现有的多个摄像模组的校准技术，本实施例的光轴校准技术克服了现有技术存在的弊端。由于每条第一光束101分别与每个摄像模组一一对应，解决了摄像模组的光轴一致性的问题；而每条第一光束101的角度根据需要设置，并可使得多条第一光束101之间的角度具有差异，即可满足多个摄像模组之间具有相对角度时的光轴校准要求；由于多条第一光束101的角度通过检测组件可以唯一确定，而多个摄像模组51、52、53的光轴只要与多条第一光束101进行校准即可，给定规格确定，校准难度低；显然本实施例可以同时校准多个摄像模组，提高了多个摄像模组51、52、53的光轴校准的效率。

应当理解的是，一般多个摄像模组的数量为2、3或4个，则光源10发出的光束100的数量对应的为2、3或4条，例如，图1示出了光束100为3条，可对3个摄像模组51、52、53进行光轴校准。其他数量的多个摄像模组的光轴校准同理参照即可，多个摄像模组的数量也不仅局限为2、3或4个，可以更多。

一种实施例中，继续参考图1，多条第一光束101经第一反射镜30和第二反射镜40反射后而互相平行，能够满足多个摄像模组51、52、53的光轴互相平行时的光轴校准。第一反射镜30为离轴高次双曲面反射镜，第二反射镜40为离轴抛物面反射镜。通过合理设置离轴高次双曲面反射镜和离轴抛物面反射镜的反射面的面型，即可达到上述要求。

其他实施例中，多条第一光束101经第一反射镜30和第二反射镜40反射后不互相平行而互相倾斜，能够满足多个摄像模组51、52、53的光轴具有相对角度时的光轴校准。

一种实施例中，请参考图1，检测组件包括沿第二直线Y依次设置的凸透镜60和信息采集器80。第二光束102经凸透镜60后聚焦于信息采集器80，信息采集器80用于采集第二光束102的角度信息。由于分光镜20反射多条光束100形成多条第二光束102，遵从光线反射原理，不改变多条光束100之间的相对角度，反射的第二光束102还是呈发散状，难以被信息采集器80收集，故设置凸透镜60，将发散的多条第二光束102聚焦，以使得信息采集器80能够采集到多条第二光束102的角度信息。

设置的凸透镜60的形状确定后，经过凸透镜60后的第二光束102与进入摄像模组的第一光束101之间依然具有一一对应的关系，信息采集器80采集到的第二光束102的角度信息，便可根据对应关系确定第一光束101的角度。

信息采集器80例如为摄像头以及与摄像头连接的计算机等信息处理设备，摄像头拍摄第二光束102的图像，计算机等信息处理设备对摄像头拍摄的图像进行分析，从而可得到第二光束102相对摄像头的光轴的角度信息。

一种实施例中，继续参考图1，凸透镜60与信息采集器80之间设有用于减弱光线强度的衰减片70。例如，当第二光束102为红外光、紫外光、激光时，光的能量很高，容易损坏信息采集器80，故设置衰减片70用于减弱光线强度，能将光的能量降低，保护信息采集器80。衰减片70的表面还可以镀膜，根据需要调整透射过衰减片70的光线的强度，使得进入信息处理器80的光线强度合适，既不过大，也不过小。

一种实施例中，请参考图2，光源10与分光镜20之间设有光线集中器92，光线集中器92用于将光源10发射的光束集中向外出射。光线集中器92能将光束集中而出射，使得进入分光镜20的光束100为预设角度，满足光轴校准的需求。

一种实施例中，继续参考图2，光线集中器92连接有进步电机91，进步电机91驱动光线集中器92移动，以调整光线集中器92出射的光束的角度。对于光轴的相对角度不同的多个摄像模组51、52、53，进行光轴校准时需调整第一光束101的入射角度，由于分光镜20、第一反射镜30和第二反射镜40的结构固定后，调整第一光束101的角度手段之一是通过调整光源10的入射角度，故设置进步电机91调整光线集中器92的位置，使得光线集中器92出射的光线的角度不同，从而满足多个摄像模组51、52、53的光轴的相对角度不同时的校准需求。

光线集中器92、进步电机91可以与光源10集成为一体式结构。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (15)

1.一种用于光轴校准的光学系统，用于校准摄像模组的光轴，其特征在于，包括光源、分光镜、第一反射镜、第二反射镜和检测组件，所述光源、所述分光镜和所述第一反射镜在第一直线上依次排布，所述光源朝向所述分光镜发射光束，所述第二反射镜与所述第一反射镜相对，所述检测组件与所述分光镜在第二直线上排布，所述第一直线与所述第二直线相交；

所述光源发出光束，所述光束透过所述分光镜形成第一光束，所述光束被所述分光镜反射形成第二光束；所述第一光束依次经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射而进入所述摄像模组；所述第二光束进入所述检测组件，所述第一光束和所述第二光束具有唯一确定的对应关系；所述检测组件检测所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系，得到所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度，调节所述光学系统使得所述第一光束的角度满足校准要求，设置所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合以实现所述摄像模组的光轴校准。

2.如权利要求1所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述光源发射的所述光束的数量为多条，以使形成的所述第一光束和所述第二光束的数量为多条，多条所述第一光束在所述第一反射镜和所述第二反射镜处反射而形成预设角度向多个所述摄像模组发射，多条所述第一光束和多条所述第二光束具有一一对应关系，所述检测组件检测多条所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据多条所述第二光束与多条所述第一光束的一一对应关系，得到多条所述第一光束相对多个所述摄像模组的光轴的角度，调节所述光学系统使得多条所述第一光束满足校准要求，设置多个所述摄像模组的光轴与多条所述第一光束重合以实现多个所述摄像模组的光轴校准。

3.如权利要求2所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，多条所述第一光束经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射后而互相平行或互相倾斜。

4.如权利要求1所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，进入所述摄像模组的所述第一光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第一夹角，进入所述检测组件的所述第二光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第二夹角，所述第一光束和所述第二光束的对应关系包括所述第一夹角和所述第二夹角的角度对应关系。

5.如权利要求1至4任一项所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括机台，当所述检测组件通过检测所述第二光束，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系而得到的所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度符合校准要求时，所述机台调整所述摄像模组的位置，以使得所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合。

6.如权利要求2或3任一项所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述检测组件包括沿所述第二直线依次设置的凸透镜和信息采集器，所述第二光束经所述凸透镜后聚焦于所述信息采集器，所述信息采集器用于采集所述第二光束的角度信息。

7.如权利要求6所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述凸透镜与所述信息采集器之间设有用于减弱光线强度的衰减片。

8.如权利要求1至4任一项所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述光源与所述分光镜之间设有光线集中器，所述光线集中器用于将所述光源发射的光束集中向外出射。

9.如权利要求8所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述光线集中器连接有进步电机，所述进步电机驱动所述光线集中器移动，以调整所述光线集中器出射的光束的角度。

10.如权利要求1至4任一项所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述第一反射镜为离轴高次双曲面反射镜，所述第二反射镜为离轴抛物面反射镜。

11.如权利要求1至4任一项所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，所述光源发射的光束为紫外光、红外光、可见光的任意两种波长不同的混合光束，所述分光镜用于根据波长的范围，将所述混合光束分为波长不同的所述第一光束和所述第二光束。

12.一种光轴校准方法，其特征在于，所述光轴校准方法使用如权利要求1至11任一项所述的光学系统进行，包括：

所述光源发出光束，所述光束透过所述分光镜形成第一光束，所述光束被所述分光镜反射形成第二光束，所述第一光束依次经所述第一反射镜和所述第二反射镜而进入所述摄像模组，所述第二光束进入所述检测组件；其中，所述第一光束和所述第二光束具有唯一确定的对应关系；

所述检测组件检测所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系，得到所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度；

调节所述光学系统使得所述第一光束的角度满足校准要求；

设置所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合以实现所述摄像模组的光轴校准。

13.如权利要求12所述的光轴校准方法，其特征在于，

设置所述光源发射的所述光束的数量为多条，以使形成的所述第一光束和所述第二光束的数量为多条，多条所述第一光束在所述第一反射镜和所述第二反射镜处反射而形成预设角度向多个所述摄像模组发射，多条所述第一光束和多条所述第二光束具有一一对应关系；

所述检测组件检测多条所述第二光束相对所述检测组件的光轴的角度，并根据多条所述第二光束与多条所述第一光束的一一对应关系，得到多条所述第一光束相对多个所述摄像模组的光轴的角度；

调节所述光学系统使得多条所述第一光束满足校准要求；

设置多个所述摄像模组的光轴与多条所述第一光束重合以实现多个所述摄像模组的光轴校准。

14.如权利要求12所述的用于光轴校准的光学系统，其特征在于，进入所述摄像模组的所述第一光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第一夹角，进入所述检测组件的所述第二光束与所述光源发出的光束之间的夹角为第二夹角，所述第一光束和所述第二光束的对应关系包括所述第一夹角和所述第二夹角的角度对应关系。

15.如权利要求12或13所述的光轴校准方法，其特征在于，所述光学系统还包括机台，当所述检测组件通过检测所述第二光束，并根据所述第二光束与所述第一光束的对应关系而得到的所述第一光束相对所述摄像模组的光轴的角度符合校准要求时，所述机台调整所述摄像模组的位置，以使得所述摄像模组的光轴与所述第一光束重合。

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