本發(fā)明涉及攝像頭主動光軸調(diào)整的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攝像頭主動光軸的調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

攝像頭的主動光軸調(diào)整，或稱為主動對準(zhǔn)，是一項調(diào)整攝像頭鏡頭和圖像傳感器等零配件裝配過程中相對位置的技術(shù)。由于在攝像頭封裝過程中，涉及到圖像傳感器、鏡頭、鏡座、濾光片、馬達(dá)、線路板、前后蓋等零配件的多次組裝，而傳統(tǒng)的封裝技術(shù)如芯片級封裝工藝是根據(jù)設(shè)定的公差參數(shù)進(jìn)行直接裝配，隨著疊加的零部件增多，導(dǎo)致最終的配合公差越來越大，其呈現(xiàn)在攝像頭上的效果是拍照時，畫面最清晰位置可能偏離畫面中心、同時畫面的四個角的清晰度不均勻等。

在圖像傳感器芯片的分辨率不斷增加和單像素尺寸不斷減小的情況下，鏡頭與圖像傳感器芯片的精準(zhǔn)配合難度越來越大。尤其是車載攝像頭，鏡頭和圖像傳感器的光軸誤差，將直接影響到智能系統(tǒng)對車身位置和周圍環(huán)境位置的判斷準(zhǔn)確性，如鏡頭與圖像傳感器之間幾十微米的光軸偏差，表現(xiàn)在車身與周圍環(huán)境的距離上會達(dá)到幾十厘米偏差，從而嚴(yán)重影響駕駛的安全性。再如多攝像頭組合系統(tǒng)，不同攝像頭之間的位置關(guān)系調(diào)整不到位導(dǎo)致的錯位或者傾斜偏差，都會導(dǎo)致組合系統(tǒng)畫面難以拼接或者融合，從而影響畫面的一致性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種攝像頭主動光軸的調(diào)整方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中攝像頭組裝后誤差大的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種攝像頭主動光軸的調(diào)整方法，包括：

對圖像傳感器和鏡頭進(jìn)行封裝；

對調(diào)整設(shè)備中六軸平臺的X、Y、Z、Xt、Yt、Zt方向進(jìn)行調(diào)整，以使靶標(biāo)光管所成圖像位置連接與像素坐標(biāo)軸X、Y平行；

以初始位置作為坐標(biāo)零點(diǎn)，六軸平臺Z方向驅(qū)動圖像傳感器，獲取六軸平臺Z方向運(yùn)動量與瞬時圖像中心和邊緣四角清晰度數(shù)值，生成關(guān)系曲線，并計算圖像傳感器與鏡頭平面夾角θx、θy；

根據(jù)夾角θx、θy調(diào)整六軸平臺的Xt、Yt方向；

驅(qū)動六軸平臺的X、Y方向，使處于中心的靶標(biāo)光管十字圖卡交點(diǎn)與成像畫面幾何中心對齊，然后根據(jù)預(yù)先測量的鏡頭與鏡座夾角計算需要補(bǔ)償?shù)腦、Y方向的偏移量；

輸出最終鏡頭平面與圖像傳感器平面夾角范圍，以完成調(diào)整。

進(jìn)一步的，靶標(biāo)光管至少有5根，其中4根位于矩形的4個頂點(diǎn)，1根處于矩形對角線的交點(diǎn)處。

進(jìn)一步的，對圖像傳感器和鏡頭進(jìn)行封裝的操作包括：

將待封裝圖像傳感器固定在調(diào)整設(shè)備的六軸平臺上，并在待封裝圖像傳感器的前外殼上方點(diǎn)膠；

將待封裝鏡頭隨夾具平移，已點(diǎn)膠的待封裝圖像傳感器隨六軸平臺平移，使待封裝圖像傳感器的中心和待封裝鏡頭的中心與靶標(biāo)光管軸線重合。

進(jìn)一步的，在對圖像傳感器和鏡頭進(jìn)行封裝之前還包括預(yù)先測量鏡頭與鏡座夾角。

進(jìn)一步的，預(yù)先測量鏡頭與鏡座夾角的操作包括：夾持鏡頭使鏡座與圖像傳感器平面垂直，豎直方向移動鏡頭，測量鏡頭與鏡座夾角。

進(jìn)一步的，通過正投影或逆投影方式測量鏡頭與鏡座夾角。

采用上述本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：通過對攝像模組中鏡頭與鏡座的傾角測量，鏡頭平面與圖像傳感器平面垂直度調(diào)整及鏡頭與圖像傳感器中心度調(diào)整，從而完成對攝像頭主動光軸的調(diào)整。因此，可以有效的提升攝像頭產(chǎn)品一致性，達(dá)到后期攝像模組使用中的高標(biāo)準(zhǔn)光軸中心度、垂直度要求，以高效的生產(chǎn)高精度的攝像頭產(chǎn)品。

附圖說明

圖1為本發(fā)明攝像頭主動光軸的調(diào)整設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明攝像頭主動光軸的調(diào)整方法流程示意圖；

圖3為靶標(biāo)光管在圖像傳感器上呈現(xiàn)圖像畫面及像素抓取區(qū)域示意圖；

圖4為光管圖卡中心點(diǎn)識別及清晰度判斷位置示意圖；

圖5為鏡頭平面與圖像傳感器平面不平行時through focus曲線示意圖；

圖6為鏡頭平面與圖像傳感器平面平行時through focus曲線示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

需要說明的是，本發(fā)明的攝像頭主動光軸的調(diào)整方法主要依賴于攝像頭主動光軸的調(diào)整設(shè)備完成，如圖1所示，該攝像頭主動光軸的調(diào)整設(shè)備包括5根共心放置的靶標(biāo)光管1、攝像模組鏡頭2、圖像傳感器3以及六軸平臺4，其中4根靶標(biāo)光管位于矩形的4個頂點(diǎn)，1根處于矩形對角線的交點(diǎn)處，其中心靶標(biāo)光管光軸對齊攝像模組鏡頭2的夾具中心。將整個設(shè)備放置在具有空氣彈簧支撐的隔震平臺或者負(fù)剛度系數(shù)隔震系統(tǒng)中，以保持?jǐn)z像模組鏡頭與圖像傳感器相對位置的穩(wěn)定。

如圖2所示，本發(fā)明實施例公開了一種攝像頭主動光軸的調(diào)整方法，包括如下步驟：

步驟S201，對圖像傳感器和鏡頭進(jìn)行封裝；

在本實施例中，靶標(biāo)光管作為物方經(jīng)過攝像模組鏡頭在圖像傳感器上呈現(xiàn)圖像，如圖3、圖4所示，共有中心視場及四角邊緣視場五個考察區(qū)域，靶標(biāo)光管標(biāo)板樣式為四象限黑白十字色塊，圖像清晰度識別空間頻率響應(yīng)(Spatial Frequency Response，簡稱SFR)算法提取每個區(qū)域四個感興趣區(qū)域(region of interest，簡稱ROI)6進(jìn)行計算，通過自動識別靶標(biāo)光管中心十字交匯點(diǎn)的像素坐標(biāo)5，并實時顯示四個ROI 6在設(shè)定頻率下的SFR數(shù)值7。

在本實施例中，步驟S201進(jìn)一步包括子步驟a和子步驟b，該兩個子步驟分別在兩個位置并行，具體的，子步驟a為在固定的高像素圖像傳感器工位上方，夾持鏡頭使鏡座與圖像傳感器平面垂直，豎直方向移動鏡頭，預(yù)先測量鏡頭與鏡座傾角；子步驟b為將待封裝圖像傳感器固定在六軸平臺上平面，在前外殼上方點(diǎn)膠。

其中，對攝像模組鏡頭鏡片平面與鏡座平面的傾角進(jìn)行測量，具體可以利用正投影或逆投影的方式進(jìn)行測量，正投影測量為在待測鏡頭下方放置高像素圖像傳感器；逆投影測量為在待測鏡頭下方放置超高分辨率測試圖卡，上方采用高清攝像頭加顯微鏡頭。

將待封裝圖像傳感器固定在調(diào)整設(shè)備的六軸平臺上，并在待封裝圖像傳感器的前外殼上方點(diǎn)膠后，將待封裝鏡頭隨夾具平移，將已點(diǎn)膠的待封裝圖像傳感器隨六軸平臺平移，使待封裝圖像傳感器的中心和待封裝鏡頭的中心與靶標(biāo)光管軸線重合，然后沿此線方向運(yùn)動記錄下五個視場的SFR數(shù)值與對應(yīng)運(yùn)動方向下的位移量，做出兩者關(guān)系曲線，如圖5、圖6。此圖中各視場曲線峰值不在同一位置附近，表明攝像模組鏡頭平面與圖像傳感器平面存在一定夾角。在預(yù)測量鏡頭與鏡座傾角的同時，在外殼點(diǎn)膠。

步驟S202，對調(diào)整設(shè)備中六軸平臺的X、Y、Z、Xt、Yt、Zt方向進(jìn)行調(diào)整，以使靶標(biāo)光管所成圖像位置連接與像素坐標(biāo)軸X、Y平行；

在本實施例中，將待封裝鏡頭隨夾具平移至已點(diǎn)膠圖像傳感器及線路板和外殼組件上方，六軸平臺固定在下方，使夾具兩瓣卡爪中心、圖像傳感器芯片幾何中心在物方靶標(biāo)光管軸線上。驅(qū)動六軸平臺Zt方向，使六軸平臺的X、Y軸與五根靶標(biāo)光管連線形成十字重合。

步驟S203，以初始位置作為坐標(biāo)零點(diǎn)，六軸平臺Z方向驅(qū)動圖像傳感器，獲取六軸平臺Z方向運(yùn)動量與瞬時圖像中心和邊緣四角清晰度數(shù)值，生成關(guān)系曲線，并計算圖像傳感器與鏡頭平面夾角；

具體的，在本實施例中，由于Z方向掃描不是位移量隨時間連續(xù)，因此驅(qū)動信號為連續(xù)時間下的離散脈沖信號，從而存在步長限制，導(dǎo)致最終調(diào)整到位的狀態(tài)保留單位步長對應(yīng)的傾斜角度。在本實施例中可以按模組規(guī)格設(shè)置步長，其范圍在2～5um。利用圖像畫面中X方向與Y方向三個視場區(qū)域分別做出Z方向平臺位移量與瞬時圖像中心和邊緣四角清晰度數(shù)值關(guān)系曲線，如圖5、圖6所示，可以繪出5組Z方向運(yùn)動量與對應(yīng)瞬時圖像清晰度數(shù)值關(guān)系曲線，然后提取5組曲線峰值及Z方向坐標(biāo)，進(jìn)而計算圖像傳感器與鏡頭夾角θx、θy。

在本實施你中，衡量圖像清晰度的數(shù)值指標(biāo)可以采用選定頻率下的SFR曲線或光學(xué)傳遞函數(shù)曲線(Modulation Transfer Function，簡稱MTF)。

步驟S204，根據(jù)夾角θx、θy調(diào)整六軸平臺的Xt、Yt方向；

步驟S205，驅(qū)動六軸平臺的X、Y方向，使處于中心的靶標(biāo)光管十字圖卡交點(diǎn)與成像畫面幾何中心對齊，然后根據(jù)預(yù)先測量的鏡頭與鏡座夾角計算需要補(bǔ)償?shù)腦、Y方向的偏移量；

具體的，可以采用向量坐標(biāo)換算的方法進(jìn)行X、Y方向平移，直接將中心靶標(biāo)光管圖像十字交點(diǎn)坐標(biāo)換算為六軸平臺需要運(yùn)動的位移量。在本實施例中，可以利用鏡頭有效焦距與預(yù)先測量的鏡頭與鏡座夾角計算得到補(bǔ)償?shù)溺R頭與鏡座夾角。

步驟S206，輸出最終鏡頭平面與圖像傳感器平面夾角范圍以及中心對齊偏差，以完成調(diào)整。

本發(fā)明的攝像頭主動光軸的調(diào)整方法，通過對攝像模組中鏡頭與鏡座的傾角測量，鏡頭平面與圖像傳感器平面垂直度調(diào)整及鏡頭與圖像傳感器中心度調(diào)整，從而完成對攝像頭主動光軸的調(diào)整。因此，可以有效的提升攝像頭產(chǎn)品一致性，達(dá)到后期攝像模組使用中的高標(biāo)準(zhǔn)光軸中心度、垂直度要求，以高效的生產(chǎn)高精度的攝像頭產(chǎn)品。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。