CN213186353U - 一种相机传感器倾角的检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于相机检测技术领域，公开了一种相机传感器倾角的检测设备，检测设备包括检测箱体，检测箱体上设有相机载台、光学平面镜、反射接收屏幕和光源发生器；相机载台上设置有供相机镜头透过的检测口，光源发生器设置于反射接收屏幕中心，检测口与光源发生器的轴心线垂直；其中，光源发生器的射出光线经光学平面镜反射至检测口，通过相机载台上的相机传感器平面后光线返回反射接收屏幕上形成检测光斑。本实用新型将相机镜头平面通过相机支座直接倒置与检测面贴合，并通过调整光学反射镜位移来调整光的反射路径来进行相机内部平面和镜头平面倾角的检测，检测精度更高；同时该设备为一体化结构，占用空间小，装置结构紧凑，操作简便。

Description

一种相机传感器倾角的检测设备

技术领域

本实用新型属于相机成像质量检测技术领域，具体涉及一种相机传感器倾角的检测设备。

背景技术

相机的传感器在焊接到PCB（Printed Circuit Board，中文名称为印制电路板）及装配到相机里以后，传感器平面与镜头的安装面之间一定会存在倾斜角度；这个角度偏差到一定程度会影响成像质量（例如部分清晰、部分模糊）。因此，通过了解传感器平面与镜头的安装面之间的偏移倾角，才能确定其是否对相机在相应的使用场景中造成影响，并通过调整相应的工艺手段，降低这个偏差。

目前，传感器平面与镜头的安装面之间的偏移倾角测试难点在于：相机的传感器平面位于相机内部，其与相机镜头外端面存在的夹角角度，无法直接进行接触式测量。此外，对于一些采用光束折返原理检测传感器平面与镜头倾角的装置常常使用夹持机构固定相机，通过调整相机的位移来调整光的反射路径，这就容易引起相机镜头无法契合检测面、检测过程光路调整操作复杂、无法调节镜头平面倾斜度等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种相机传感器倾角的检测设备，根据上述问题设计一种针对相机传感平面和外部镜头平面的夹角检测的设备，该设备将相机镜头平面通过相机支座直接倒置与检测面贴合，并通过调整光学反射镜位移来调整光的反射路径来进行相机内部平面和外面可接触平面的夹角的检测，检测精度更高；同时该设备为一体化结构，占用空间小，装置结构紧凑，操作简便。为实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种相机传感器倾角的检测设备，所述检测设备包括检测箱体，所述检测箱体上设有相机载台、光学平面镜、反射接收屏幕和光源发生器；所述相机载台上设置有供所述相机镜头透过的检测口，所述光源发生器设置于所述反射接收屏幕中心，检测口与光源发生器的轴心线垂直；

其中，所述光源发生器的射出光线经光学平面镜反射至所述检测口，通过所述相机载台上的相机传感器平面后光线返回在所述反射接收屏幕上形成检测光斑。

进一步地，所述光学平面镜倾斜设置于所述相机载台的检测口下方，并与所述光源发生器同位于所述检测箱体底面。

进一步地，所述反射接收屏幕为漫反射屏幕，所述反射接收屏幕上设置有以所述光源发生器为中心的角度刻度线。

进一步地，所述光源发生器为激光器，所述光源发生器的射出光线为单一波长。

进一步地，所述检测设备还包括发生器支架，所述光源发生器一端与所述发生器支架连接，通过调节发生器支架可调整光源发生器的高度。

进一步地，所述检测设备还包括平面镜调整机构，所述光学平面镜设置于平面镜调整机构上，所述平面镜调整机构可沿所述所述检测箱体底面水平往复移动，通过调节平面镜调整机构可调整所述光学平面镜的倾斜角度和水平移动位置。

进一步地，所述检测设备还包括相机载台调整机构，所述相机载台调整机构包括至少两个调节支架及对应的调节螺杆；所述调节支架设置于所述相机载台的安装支座侧方，所述调节螺杆分别通过所述调节支架与所述相机载台的支撑板连接，通过调节所述调节螺杆的转动位置可调整所述相机载台的安装支座的倾斜角。

进一步地，所述安装支座的四周分别对称地设置有至少四个调节支架。

进一步地，其特征在于，所述调节螺杆为千分尺，所述调节支架为千分尺调节支架。进一步地，所述检测箱体至少一个侧壁上设有观测窗，用于观测发射光线的路径。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

（1）本实用新型提供的一种相机传感器倾角的检测设备，将相机镜头平面通过相机支座直接倒置与检测面贴合，同时通过调整光学反射镜位移来调整光的反射路径进行相机内部传感器平面和镜头平面的夹角的检测，该设备使用方法操作简单，设备调整校准后可固定、稳定工作24h，且检测精度更高。

（2）本实用新型提供的一种相机传感器倾角的检测设备，采用视觉检测的方式，对相机传感器平面非接触，可以避免对传感器平面造成的损坏和污染，同时可以通过简单改装即可以预留视觉自动判别部件的接入安装孔/位，方便升级到图像量化检测和记录。

（3）本实用新型提供的一种相机传感器倾角的检测设备，该设备为一体化结构，占用空间小，整个装置结构紧凑、密封，安装成本低，装置本身结构简单，没有其他机械部件；可安置于公司车间普通工作台，不影响测试精度。

附图说明

图1是按照本实用新型实现一种相机传感器倾角的检测设备的整体结构示意图；

图2是按照本实用新型实现一种相机传感器倾角的检测设备的反射接收屏幕示例图；

图3是按照本实用新型实现一种相机传感器倾角的检测设备的校准部分操作示意图；

图4是按照本实用新型实现一种相机传感器倾角的检测设备的检测部分操作示意图；

图5是按照本实用新型实施例1~4的射接收屏幕中检测光斑位置示例图。

图中：光源发生器-1，发生器支架-2，反射接收屏幕-3，光源发生器的射出光线-4，检测箱体-5，脚杯-6，观测窗-7，光学平面镜-8，支撑板-9，调节螺杆-10，调节支架-11，检测口-12，安装支座-13，相机传感器平面-14，光学平面镜-15，相机载台-16。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，本发明涉及的函数方程中符号“*”为运算符号表示前后两个常量或者向量的相乘，“/”为运算符号表示前后两个常量或者向量的相除，本发明中所有函数方程遵循数学的加减乘除运算法则。如图1所示，本实用新型提供一种相机传感器倾角的检测设备，检测设备包括检测箱体5，检测箱体5上设有相机载台16、光学平面镜8、反射接收屏幕3和光源发生器1；相机载台16上设置有供相机镜头透过的检测口12，光源发生器1设置于反射接收屏幕3中心位置，检测口12与光源发生器1的轴心线垂直；

其中，光源发生器1的射出光线4经光学平面镜8反射至检测口12，通过相机载台上的相机传感器平面14后光线返回在反射接收屏幕3上形成检测光斑。

优选地，相机载台16设置于该检测箱体5的上表面，包括安装支座13和支撑板9，安装支座13主要用于安放待测相机，可以直接和相机的镜头端面接触，该安装支座13中心位置上设置有检测口12，待测相机的镜头可透过该检测口12；安装支座13设置于支撑板9上。

优选地，光学平面镜8倾斜设置于相机载台16的检测口12下方，并与光源发生器1同位于检测箱体5底面。

如图2所示，反射接收屏幕3为漫反射屏幕，反射接收屏幕3上设置有以光源发生器1为中心的角度刻度线。反射接收屏幕3优选为80*80mm的平面。该角度刻度线包括以光源发生器1为圆心的同心圆和通过该圆心的刻度线，该同心圆和刻度线将反射接收屏幕3划分为若干个区域。更优选地，该角度刻度线面积为70*70mm，该同心圆间距为3.5mm，最小同心圆直径为3mm。

优选地，光源发生器为激光器，光源发生器的射出光线为单一波长。传感器平面具有能够反射激光的特性。

在本实用新型中，相机载台16、反射接收屏幕3和光源发生器1构成了相机传感器倾角的检测设备的检测部分，通过该检测部分检测出该检测光斑在反射接收屏幕3角度刻度线上的位置，来计算相机传感器倾角及该倾角的偏移方向。

优选地，检测设备还包括发生器支架2，光源发生器1一端与发生器支架2连接，通过调节发生器支架2可调整光源发生器1的高度，从而来调节光源发生器1的发射光线的光路。

优选地，检测设备还包括平面镜调整机构，光学平面镜设置于平面镜8调整机构上，平面镜调整机构可沿检测箱体5底面水平往复移动，通过调节平面镜调整机构可调整光学平面镜8的倾斜角度和水平移动位置，从而来调节光源发生器1的发射光线的光路。

优选地，检测设备还包括相机载台调整机构，相机载台调整机构包括至少两个调节支架11及对应的调节螺杆10；调节支架11设置于相机载台16的安装支座13侧方，调节螺杆10分别通过调节支架11与相机载台16的支撑板9连接，通过调节调节螺杆10的转动位置可调整相机载台16的安装支座13的倾斜角，从而调节安装支座13上待测相机镜头平面的倾斜角度。

更优选地，该调节螺杆10为千分尺，调节支架11为千分尺调节支架；该调节螺杆10和对应的调节支架11分别设置于相机载台16的安装支座13的四个侧方，从而从四个方向来调节安装支座13的倾斜角度。

更优选地，安装支座13的四周分别对称地设置有至少四个调节支架11的四个侧方，对应的调节螺杆10分别通过调节支架11与相机载台16的支撑板9连接，从而从四个方向来调节安装支座13的倾斜角度，更优选地设置有四个调节支架11和对应的调节螺杆10。

在本实用新型中，发生器支架2、平面镜调整机构和相机载台调整机构构成了相机传感器倾角的检测设备的校准部分，上述机构结合光学平面镜15用来校准反射光路，从而完成相机传感器倾角检测的标零。

本实用新型中除上述模块和构件，该检测箱体5至少一个侧壁上设有观测窗7，用于观测发射光线4的路径。优选地，该设备可以通过人眼观测，还可以通过预留视觉自动判别部件的接入安装孔/位，通过半自动相机拍图观测分析，从而升级到图像量化检测和记录。

优选地，该检测箱体5通过至少4个脚杯6支持，并可以通过调节脚杯6来调节该该检测箱体5的水平度。

本实用新型提供一种应用上述检测设备的相机传感器倾角的检测方法，该方法包括：校准部分和检测部分，具体如下：

1. 校准部分：利用光学平面镜15进行设备的校准，使光源发生器1的发射光线回到原发射点，具体如图3所示，包括：

S11：将光学平面镜置于相机载台的，光学平面镜反射面透过检测口；

S12：启动光源发生器，调节光源发生器高度和/或光学平面镜倾斜角度和/或光学平面镜与光源发生器水平距离，以使光源发生器的发射光线反射至检测口；

S13：调节相机载台的倾斜角，以使光学平面镜反射至反射接收屏幕3上的光斑与光源发生器的发射点重合.

2. 检测部分：将相机载台16放置待测相机，进行激光测量，激光落在反射接收屏幕3上面，进行与发射点比对，检测相关距离，计算和分析具体的传感平面与相机端面的夹角，具体如图4所示，包括：

S21：移走光学平面镜15，将待测相机置于相机载台16，相机镜头透过检测口12；光源发生器的射出光线经光学平面镜8反射至检测口12，通过相机载台上的相机传感器平面14后光线返回在反射接收屏幕3上形成检测光斑，获取反射光斑到光源发生器1发射点的位移；

S22：根据位移和检测口12轴心线至反射接收屏幕3水平距离计算相机传感器的倾角。

优选地，设检测光斑位移为a，检测口轴心线至反射接收屏幕3水平距离为L，相机传感器平面14和相机镜头平面得夹角为A，根据三角函数和光学平面镜反射原理可知道：tan2A=a/L；

可推出：2A=arctan（a/L），即：A=1/2arctan（a/L）=arctan（a/2*L）

根据一种优选地实施方式，设置检测口轴心线至反射接收屏幕3水平距离L=1000mm，如果测得光斑到发射点距离为a=5mm，则相机像平面与相机镜头接口端面的倾角A的计算公式为：

A=tan^-1（a/2*L）≈0.14°。本实用新型中，根据所检测光斑在反射接收屏幕3角度刻度线位置还可以判定所述相机传感器的倾角偏移方向。

如图5所示，当检测光斑在反射接收屏幕3中a，b，c，d四个不同区域作为实施例1~4，设置该角度刻度线中同心圆间距为3.5mm时，通过人眼观察检测光斑具体位置的倾角判断与记录如下表1-1所示：

表1-1 a，b，c，d四个不同区域检测光斑具体位置的倾角判断与记录

本实用新型基于上述实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器，该存储器上存储有可在处理器上运行的如上所述的用于相机传感器的倾角计算方法。

应当理解，本实用新型的方法、结构图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述检测设备包括检测箱体，所述检测箱体上设有相机载台、光学平面镜、反射接收屏幕和光源发生器；所述相机载台上设置有供相机镜头透过的检测口，所述光源发生器设置于所述反射接收屏幕中心，所述检测口与光源发生器的轴心线垂直；

其中，所述光源发生器的射出光线经光学平面镜反射至所述检测口，通过所述相机载台上的相机传感器平面后光线返回在所述反射接收屏幕上形成检测光斑。

2.根据权利要求1所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述光学平面镜倾斜设置于所述相机载台的检测口下方，并与所述光源发生器同位于所述检测箱体底面。

3.根据权利要求1所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述反射接收屏幕为漫反射屏幕，所述反射接收屏幕上设置有以所述光源发生器为中心的角度刻度线。

4.根据权利要求1所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述光源发生器为激光器，所述光源发生器的射出光线为单一波长。

5.根据权利要求1所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括发生器支架，所述光源发生器一端与所述发生器支架连接，通过调节发生器支架可调整光源发生器的高度。

6.根据权利要求2所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括平面镜调整机构，所述光学平面镜设置于平面镜调整机构上，所述平面镜调整机构可沿所述检测箱体底面水平往复移动，通过调节平面镜调整机构可调整所述光学平面镜的倾斜角度和水平移动位置。

7.根据权利要求1所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括相机载台调整机构，所述相机载台调整机构包括至少两个调节支架及对应的调节螺杆；所述调节支架设置于所述相机载台的安装支座侧方，所述调节螺杆分别通过所述调节支架与所述相机载台的支撑板连接，通过调节所述调节螺杆的转动位置可调整所述相机载台的安装支座的倾斜角。

8.根据权利要求7所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述安装支座的四周分别对称地设置有至少四个调节支架。

9.根据权利要求7或8任一项所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述调节螺杆为千分尺，所述调节支架为千分尺调节支架。

10.根据权利要求1所述的相机传感器倾角的检测设备，其特征在于，所述检测箱体至少一个侧壁上设有观测窗，用于观测发射光线的路径。

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