CN205880324U - 摄像头主动光轴的自动调整设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种摄像头主动光轴的自动调整设备，包括设备主体、工作台、摄像头、镜头夹持组件、靶标光管组件以及6轴调整执行部件，其中，工作台设置在设备主体的内部，镜头夹持组件和6轴调整执行部件设置在工作台上，摄像头设置在6轴调整执行部件上，摄像头上设置有靶标光管组件。本实用新型通过镜头夹持组件、靶标光管组件、6轴调整执行部件三者间的配合，确保了画面的中心最为清晰，且四个角解像力的均匀，可有效的提升摄像头产品一致性。

Description

摄像头主动光轴的自动调整设备

技术领域

本实用新型涉及摄像头主动光轴调整的技术领域，尤其涉及一种摄像头主动光轴的自动调整设备。

背景技术

摄像头的主动光轴调整，或称为主动对准，是一项确定摄像头镜头和成像芯片等零配件装配过程中相对位置的技术。在摄像头封装过程中，涉及到图像传感器、镜座、马达、镜头、线路板等零配件的多次组装，传统的封装技术如芯片级封装(Chip Scale Package，简称CSP封装)及COB封装(chip On board)等，均是根据设定的公差参数进行直接装配，随着叠加的零部件增多，最终的配合公差越来越大，而呈现在摄像头上的效果是拍照时，画面最清晰位置可能偏离画面中心、同时画面的四个角的清晰度不均匀等。

在图像传感器芯片的分辨率不断增加和单像素尺寸不断减小的情况下，镜头组装到芯片的相对定位的误差影响越来越大。尤其是在车载行业，摄像头镜头和芯片的光轴误差，直接影响到智能系统对车身位置准确性的判断，几十微米的光轴偏差，在最终的车身上就会相差几十厘米，从而严重影响安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种摄像头主动光轴的自动调整设备，用以解决现有技术中摄像头组装后误差大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种摄像头主动光轴的自动调整设备，包括设备主体、工作台、摄像头、镜头夹持组件、靶标光管组件以及6轴调整执行部件，其中，工作台设置在设备主体的内部，镜头夹持组件和6轴调整执行部件设置在工作台上，摄像头设置在6轴调整执行部件上，摄像头上设置有靶标光管组件。

进一步的，镜头夹持组件包括第一底板，从下到上依次设置在第一底板上的X轴微调滑台底座、Y轴微调滑台底座和上抬气缸，上抬气缸上设置有限位微调件，上抬气缸的顶端设置有夹持件。

进一步的，镜头夹持组件采用4轴机械臂。

进一步的，6轴调整执行部件包括第二底板，从下到上依次设置在第二底板上的θZ轴、Z轴、Y轴、X轴、θX倾斜轴和θY倾斜轴。

进一步的，6轴调整执行部件采用6自由度并联机器人。

进一步的，靶标光管组件包括固定板、连接板、扇形板和多个靶标光管，扇形板设置在固定板上，多个靶标光管分别通过连接板固定在扇形板上。

采用上述本实用新型技术方案的有益效果是：通过镜头夹持组件、靶标光管组件、6轴调整执行部件三者间的配合，确保了画面的中心最为清晰，且四个角解像力的均匀，可有效的提升摄像头产品一致性。

附图说明

图1为本实用新型摄像头主动光轴的自动调整设备的结构示意图；

图2为图1中镜头夹持组件4的结构示意图；

图3为图1中靶标光管组件5的结构示意图；

图4为图1中6轴调整执行部件6的结构示意图；

图5为试样表的示意图；

图6为采用本实用新型的摄像头主动光轴的自动调整设备进行测试的方法。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、设备主体，2、工作台，3、摄像头，4、镜头夹持组件，40、第一底板，41、X轴微调滑台底座，42、Y轴微调滑台底座，43、上抬气缸，44、限位微调件，45、夹持件，5、靶标光管组件，51、固定板，52、连接板，53、扇形板，54、多个靶标光管，6、6轴调整执行部件，60、第二底板，61、θZ轴，62、Z轴，63、Y轴，64、X轴，65、θX倾斜轴，66、θY倾斜轴。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实用新型公开了一种摄像头主动光轴的自动调整设备，如图1至图5所示，包括设备主体1、工作台2、摄像头3、镜头夹持组件4、靶标光管组件5以及6轴调整执行部件6，其中，工作台2设置在设备主体1的内部，镜头夹持组件4和6轴调整执行部件6设置在工作台2上，摄像头3设置在6轴调整执行部件6上，摄像头3上设置有靶标光管组件5。其中，镜头夹持组件4包括第一底板40，从下到上依次设置在第一底板40上的X轴微调滑台底座41、Y轴微调滑台底座42和上抬气缸43，上抬气缸43上还设置有限位微调件44，上抬气缸43的顶端设置有夹持件45；6轴调整执行部件6包括第二底板60，从下到上依次设置在第二底板60上的θZ轴61、调整摄像头成像清晰度的Z轴62、调整摄像头芯片和镜头中心对齐的Y轴63和X轴64、调整芯片和镜头完全平行的θX倾斜轴65和θY倾斜轴66；靶标光管组件5包括固定板51、连接板52、扇形板53和多个靶标光管54，扇形板53设置在固定板51上，多个靶标光管54分别通过连接板52固定在扇形板51上，具体的，在本实施例中，靶标光管54可以设置5个，并分别通过连接板52固定在扇形板53上。

具体的，可以通过镜头夹持组件4内部的X轴微调滑台底座41和Y轴微调滑台底座42带动夹持的镜头部件在XY平面上微调，适应靶标光管组件5的中心；通过6轴调整执行部件6可带动摄像头芯片进行6轴的调整，通过优化的光轴算法，实现镜头与芯片的光轴同轴调整。

在本实用新型又一实施例中，上述镜头夹持组件4还可以采用4轴机械臂实现；而6轴调整执行部件6可以采用6自由度并联机器人实现，其动作更精确。

为了进一步优化本设计方案，其摄像头镜头夹持组部件4的第一底板上的X轴微调滑台底座和Y轴微调滑台底座，可以通过手动的方式实现，也可以通过电机自动的方式实现，夹持件45还可以通过气动卡抓来平行夹紧实现。

以下通过工作原理进一步说明本实用新型，在本实施例中，靶标光管组件内设置有5个靶标光管，每个靶标光管内带有LED光筒和对焦试样表，试样表如图5所示，该试样表为特殊功能寄存器(Special Function Register，简称SFR)或调制传递函数(ModulationTransfer Function，简称MTF)样板。每个靶标光管尾部有供电输入，供LED点亮发光，每个靶标光管内还含有一组透镜，用于模拟不同的物象距离。该靶标光管组件由大的固定板承载，在固定板上，设置有四组边缘靶标光管，每个靶标光管由连接板固定于扇形板上，扇形板由凸轮做导向，可绕摄像头中心旋转，固定块限制扇形板需贴合在竖板上运动，固定板上方设置有导轨，通过马达驱动，球铰连杆实现同步运动。

通过上述摄像头主动光轴的自动调整设备,在调整时的工作顺序如下：镜头夹持组件的上抬气缸切换到上抬状态，将摄像头芯片装载于6轴调整执行部件上，将摄像头镜头置于夹持件上，调整X/Y轴微调滑台底座，至摄像头镜头与靶标光管中心管同轴。上位机软件系统从摄像头芯片处读取图像信息，以特定的频率实时刷新采集，上位机软件系统根据画面的清晰度，发送指令给6轴调整执行部件，6轴调整执行部件先进行Z轴清晰度调整，再根据四个边上的靶标光管进行倾斜调整，最后进行X、Y水平移动调整，完成镜头和芯片的光轴对准，使得二者的光轴中心重合、且同轴，以确保画面的中心最为清晰，且四个角解像力均匀，从而有效提升摄像头产品的一致性，以达到高效的生产高阶的摄像头产品。

本实用新型通过镜头夹持组件、靶标光管组件、6轴调整执行部件三者间的配合，确保了画面的中心最为清晰，且四个角解像力的均匀，可有效的提升摄像头产品一致性。

以下为采用本实用新型的摄像头主动光轴的自动调整设备进行测试的方法，如图6所示，包括如下步骤：

步骤S0：在测试开始前，调整靶标光管组件的光管广角角度，至预设的调焦中心与边缘检测视场位置。同时，确认靶标光管的模拟物距调整至目标距离，靶标光管至摄像头的距离调整至合适的成像大小。

步骤S1：初始化镜头夹持组件的XY轴位置及Z轴气缸上抬高度。通过X轴微调滑台底座和Y轴微调滑台底座，将夹持件调整至与中心靶标光管同轴位置，固定X/Y轴。再将上抬气缸切换到向下状态，调整下行程微调旋钮至夹持件处于5个靶标光管的光线汇聚点上，以完成初始化位置调整。

步骤S2：启动镜头夹持组件的上抬气缸，切换到上抬状态。对6轴调整执行部件进行6轴复位。将摄像头的芯片装载于装载具工件上，将摄像头镜头置于夹持件上。切换上抬气缸至往下状态，下行至微调旋钮的限位位置。

步骤S3：上位机软件从摄像头芯片采集图像，先判断图像的清晰程度，发送上下升降指令给6轴调整执行部件中的Z轴，调整至最佳的清晰焦距。

步骤S4：上位机软件根据五个靶标光管的成像关系，自动计算出合适的θz、θX、θY、X、Y的参数值，发送相应的运动位移量给6轴中对应的轴执行，以完成摄像头芯片以镜头为基准的6轴自动调整。

步骤S5：上位机发送Z轴离散的上下运动指令，同时采集各Z轴位置对应的画面清晰度，确认校验是否已将镜头和芯片调整至最佳中心及边缘匹配位置。

步骤S6：手动为镜头和芯片进行点胶固化，之后取出摄像头，进行下一个产品的上料，重复步骤S2至S5的过程。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种摄像头主动光轴的自动调整设备，其特征在于，包括设备主体、工作台、摄像头、镜头夹持组件、靶标光管组件以及6轴调整执行部件，所述工作台设置在所述设备主体的内部，所述镜头夹持组件和6轴调整执行部件设置在工作台上，所述摄像头设置在所述6轴调整执行部件上，所述摄像头上设置有靶标光管组件。

2.根据权利要求1所述的摄像头主动光轴的自动调整设备，其特征在于，所述镜头夹持组件包括第一底板，从下到上依次设置在所述第一底板上的X轴微调滑台底座、Y轴微调滑台底座和上抬气缸，所述上抬气缸上设置有限位微调件，所述上抬气缸的顶端设置有夹持件。

3.根据权利要求1所述的摄像头主动光轴的自动调整设备，其特征在于，所述镜头夹持组件采用4轴机械臂。

4.根据权利要求1～3任一项所述的摄像头主动光轴的自动调整设备，其特征在于，所述6轴调整执行部件包括第二底板，从下到上依次设置在所述第二底板上的θZ轴、Z轴、Y轴、X轴、θX倾斜轴和θY倾斜轴。

5.根据权利要求1～3任一项所述的摄像头主动光轴的自动调整设备，其特征在于，所述6轴调整执行部件采用6自由度并联机器人。

6.根据权利要求1～3任一项所述的摄像头主动光轴的自动调整设备，其特征在于，所述靶标光管组件包括固定板、连接板、扇形板和多个靶标光管，所述扇形板设置在所述固定板上，所述多个靶标光管分别通过连接板固定在所述扇形板上。