專利名稱：一種cmos攝像頭濾光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種攝像頭中的裝置，具體地說是一種可以在自然強光下工作的 低成本CMOS攝像頭的濾光裝置。
背景技術(shù)：
目前，視覺傳感器主要有CCD和CMOS等，它們在二十多年前幾乎是同時起步的。 由于CCD器件有光照靈敏度高、噪聲低、像素小等優(yōu)點，在過去的十五年里一直主宰著圖像 傳感器市場。與之相反，CMOS器件過去存在著像素大、信噪比小、分辨率低、暗電流較大等 缺點，一直無法和CCD技術(shù)抗衡。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，過去CMOS芯片制造工 藝中不易解決的技術(shù)問題，現(xiàn)在都能找到相應(yīng)的解決辦法，從而大大改善了 CMOS視覺傳感 器的圖像質(zhì)量，并且，CMOS視覺傳感器有著CCD器件無可比擬的低成本、低價位優(yōu)勢。近年 來，CMOS逐漸取代CCD視覺傳感器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。CMOS視覺傳感器在室 內(nèi)環(huán)境下，受光線影響較小，可清晰的獲取視頻圖像，但是，一旦到了室外，遇到較強的自然 光，由于其整體成本低，一般不帶價位高的可調(diào)光圈，光線就會完全通過鏡頭入射到傳感器 內(nèi)部，造成視野內(nèi)白白的一片，無法獲取拍攝的景物圖像。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決低成本CMOS攝像頭自身不帶光圈，無法在外界自然光 下直接采集清晰圖像的問題，進(jìn)而提供一種CMOS攝像頭的濾光裝置，使CMOS攝像頭在自然 強光下可以采集到清晰的圖像。 為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案提供一種CMOS攝像頭濾光裝置，包括鏡 架和濾光片，其特征在于，所述鏡架包括階梯孔和螺孔；所述階梯孔從外至內(nèi)以上升梯狀形 式依次包括第一階梯孔，第二階梯孔和第三階梯孔；所述螺孔通過螺釘與攝像頭固接；所 述第一階梯孔與CMOS攝像頭外表面接觸；所述濾光片緊貼所述第二階梯孔的前端面。 其中，所述第二階梯孔是濾光鏡安裝孔，所述第三階梯孔是自然光入射孔。 其中，所述濾光片采用Ni-Cr合金，其成分比例為CR20%， Ni80%。 其中，所述濾光片的數(shù)目為l個，或者多個。 上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點通過使用低成本濾光片和價格相對較低的CMOS攝 像頭，既改進(jìn)了 CMOS攝像頭使用的局限性，又實現(xiàn)了整個裝置的低成本，能夠采集自然強 光條件下視野的清晰圖像，工作效果良好，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，特別 是在本課題研究的農(nóng)業(yè)果蔬采摘機器人方面的應(yīng)用，解決了田間自然光條件下的圖像采集 問題。
圖1是本實用新型CMOS攝像頭濾光裝置的主視圖； 圖2是本實用新型CMOS攝像頭濾光裝置的側(cè)視圖； 圖3是本實用新型CMOS攝像頭濾光裝置中采用的鏡片光譜衰減圖。[0013] 其中，1 :螺孔；2 :第一階梯孔；3 :第二階梯孔；4 :第三階梯孔。
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下
實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
具體實施方式
針對低成本CMOS攝像頭自身不帶光圈，無法在外界自然光下直接采集清晰圖像 的問題，本實用新型通過在攝像頭前端設(shè)計、安裝濾光裝置，通過濾光片的作用，均勻衰減 入射自然光的強度。在CMOS攝像頭的濾光裝置制作過程中，通過對濾光片的濾波特性研 究、設(shè)計、制作，鏡架的設(shè)計、加工、制作，為自然強光下，低成本CMOS攝像頭配置了"墨鏡"， 實現(xiàn)衰減入射光強的目的。 濾光裝置主要包括鏡架和濾光片，鏡架包括階梯孔2，3，4，以及螺孔1。第三階梯
孔4為自然光入射孔，第二階梯孔3是濾光鏡安裝孔，第一階梯孔2是濾光裝置和CMOS攝
像頭外表面的接觸部件，CMOS前端抵住第一階梯孔2的前端邊緣，同時擋住濾光裝置防止
濾光裝置向后滑動。螺孔1通過螺釘與攝像頭緊固連接，防止濾光裝置松動。 在本實施例中，所述第一階梯孔，第二階梯孔和第三階梯孔可以整體制作，或者單
獨制作之后依次粘接。 濾光片的鍍層為Ni-Cr合金，按照成分比例CR20%， Ni80%進(jìn)行制作，之所以采 用這個比例，是因為鍍出來的濾鏡在可見區(qū)域內(nèi)透過率較平坦，如圖2所示。根據(jù)鍍層的不 同，實現(xiàn)衰減程度的不同。為了達(dá)到較好的衰減效果，一般同時加載2個鏡片，通過二者的 組合，達(dá)到較好的衰減效果。 工作過程如下 將l-2個濾光片放入第二階梯孔3中，濾光片緊貼第二階梯孔3的前端面，把濾光 裝置套在CMOS芯片攝像頭上，攝像頭前端緊抵第一階梯孔2的前端面，把該裝置通過螺孔 1與攝像頭上的螺孔用螺釘擰緊，固定，進(jìn)行拍照試驗調(diào)試，如果拍到的照片光線過強，則更 換不同濾光效果的濾光片片，直到選擇到合適的濾光片為止。為了達(dá)到較好的衰減效果，一 般同時加載2個濾光片，通過二者的組合，達(dá)到較好的衰減效果。 在本實施例中，使用低成本濾光片和價格相對較低的CMOS攝像頭，攝像頭大約80 元人民幣一個，濾光片大約幾分錢一塊，鏡架約40元人民幣一個，大大降低了成本。 本實用新型的濾光裝置曾在光照很強的廣東湛江田地進(jìn)行圖像采集試驗，效果良 好，為低價CMOS視覺傳感器在自然強光下的使用提供了可行方案。 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改 進(jìn)和替換也應(yīng)視為本實用新型 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種CMOS攝像頭濾光裝置，包括鏡架和濾光片，其特征在于，所述鏡架包括階梯孔和螺孔；所述階梯孔從外至內(nèi)以上升梯狀形式依次包括第一階梯孔，第二階梯孔和第三階梯孔；所述螺孔通過螺釘與攝像頭固接；所述第一階梯孔與CMOS攝像頭外表面接觸；所述濾光片緊貼所述第二階梯孔的前端面。
2. 如權(quán)利要求1所述的CMOS攝像頭濾光裝置，其特征在于，所述第二階梯孔是濾光鏡 安裝孔，所述第三階梯孔是自然光入射孔。
3. 如權(quán)利要求1所述的CM0S攝像頭濾光裝置，其特征在于，所述濾光片的數(shù)目為l個， 或者多個。
專利摘要本實用新型公開了一種CMOS攝像頭濾光裝置，所述裝置包括鏡架和濾光片，其特征在于，所述鏡架包括階梯孔和螺孔；所述階梯孔從外至內(nèi)以上升梯狀形式依次包括第一階梯孔，第二階梯孔和第三階梯孔；所述螺孔通過螺釘與攝像頭固接；所述第一階梯孔與CMOS攝像頭外表面接觸；所述濾光片緊貼所述第二階梯孔的前端面。本實用新型能夠改進(jìn)CMOS攝像頭使用的局限性，實現(xiàn)整個裝置的低成本，能夠采集自然強光條件下視野的清晰圖像，工作效果良好，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，特別是在本課題研究的農(nóng)業(yè)果蔬采摘機器人方面的應(yīng)用，解決了田間自然光條件下的圖像采集問題。
文檔編號G03B11/04GK201540431SQ200920246638
公開日2010年8月4日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者徐麗明, 李斌, 李莉, 汪懋華, 王海峰 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)