用于校準攝像頭的治具和校準方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于校準攝像頭的治具和利用所述治具校準所述攝像頭的校準方法。所述攝像頭包括：底座；鏡頭，所述鏡頭在豎直方向上可移動地設在所述底座上；和印刷電路板，所述印刷電路板在水平方向上可移動地設在所述底座上。所述治具包括本體，所述本體上設有十字刻印和用于在水平方向上固定所述底座、所述鏡頭和所述印刷電路板中的一個的固定腔，所述固定腔的中心與所述十字刻印的中心在豎直方向上相對。根據本發明實施例的用于校準攝像頭的治具可以方便地、快速地、精確地對所述攝像頭的光學中心進行對準。
【專利說明】用于校準攝像頭的治具和校準方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于校準攝像頭的治具和校準方法。
【背景技術】
[0002]現有的用于車輛的攝像頭(車載攝像頭)存在光學中心未對準的缺陷，導致攝像頭的光學一致性差、成像效果差。目前，通過控制攝像頭的鏡頭的光軸偏離和/或管控攝像頭的組裝過程來盡量減少攝像頭的光學中心不一致。但是，這并沒有消除攝像頭的光學中心偏離的問題，而且會極大地增加攝像頭的制造成本。
【發明內容】
[0003]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種用于校準攝像頭的治具。
[0004]本發明的另一個目的在于提出一種利用所述治具校準所述攝像頭的校準方法。
[0005]為了實現上述目的，根據本發明第一方面的實施例提出一種用于校準攝像頭的治具，所述攝像頭包括:底座；鏡頭，所述鏡頭在豎直方向上可移動地設在所述底座上；和印刷電路板，所述印刷電路板在水平方向上可移動地設在所述底座上；所述治具包括本體，所述本體上設有十字刻印和用于在水平方向上固定所述底座、所述鏡頭和所述印刷電路板中的一個的固定腔，所述固定腔的中心與所述十字刻印的中心在豎直方向上相對。
[0006]根據本發明實施例的用于校準攝像頭的治具通過設置所述十字刻印且使所述固定腔的中心與所述十字刻印的中心在豎直方向上相對，從而可以方便地、快速地、精確地對所述攝像頭的光學中心進行對準。所述攝像頭通過將所述鏡頭在豎直方向上可移動地設在所述底座上且將所述印刷電路板在水平方向上可移動地設在所述底座上，從而不僅可以方便地、精確地完成所述鏡頭的調焦，而且可以方便地、精確地完成所述攝像頭的光學中心的對準。
[0007]另外，根據本發明實施例的用于校準攝像頭的治具還可以具有如下附加的技術特征:
[0008]根據本發明的一個實施例，所述底座內具有容納腔，所述容納腔沿豎直方向貫通所述底座，其中所述鏡頭的至少一部分設在所述容納腔內，所述印刷電路板與所述容納腔相對。由此可以使所述攝像頭的結構更加合理。
[0009]根據本發明的一個實施例，所述容納腔的壁上設有內螺紋，所述鏡頭的周面上設有外螺紋，所述外螺紋與所述內螺紋配合。由此不僅可以實現將所述鏡頭可旋轉地設在所述底座上，而且將所述鏡頭更加穩固地設在所述底座上。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述底座上設有第一安裝孔，所述印刷電路板上設有第二安裝孔，所述攝像頭還包括緊固件且所述緊固件包括緊固桿和設在所述緊固桿上的緊固頭，其中所述緊固桿配合在所述第一安裝孔和所述第二安裝孔內且所述緊固頭抵靠在所述印刷電路板上。
[0011]由此可以更加方便地在水平方向上移動所述印刷電路板或者可以更加方便地在水平方向上移動所述鏡頭和所述底座，從而可以更加方便地對準所述攝像頭的光學中心，即可以更加方便地對所述攝像頭進行校準。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述緊固桿的直徑與所述第一安裝孔的孔徑適配且小于所述第二安裝孔的孔徑，所述緊固頭的直徑大于所述第二安裝孔的孔徑。
[0013]由此可以更加方便地在水平方向上移動所述印刷電路板或者可以更加方便地在水平方向上移動所述鏡頭和所述底座，從而可以更加方便地對準所述攝像頭的光學中心，即可以更加方便地對所述攝像頭進行校準。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述第一安裝孔為多個，所述第二安裝孔為多個，多個所述第一安裝孔與多個所述第二安裝孔一一相對。由此可以將所述印刷電路板更加牢固地安裝在所述底座上。
[0015]根據本發明的一個實施例，所述緊固件為多個，多個所述緊固件的緊固桿分別對應地配合在多個所述第一安裝孔和多個所述第二安裝孔內。由此可以將所述印刷電路板更加牢固地安裝在所述底座上。
[0016]根據本發明的一個實施例，所述鏡頭可旋轉地設在所述底座上。由此可以通過旋轉所述鏡頭或所述底座來調節所述鏡頭的焦距，從而可以更加方便地、精確地調節所述鏡頭的焦距。
[0017]根據本發明的一個實施例，所述本體包括:第一水平板，所述第一水平板上設有所述固定腔，所述固定腔沿豎直方向貫通所述第一水平板；第二水平板，所述第二水平板與所述第一水平板在豎直方向上間隔開，所述十字刻印設在所述第二水平板的與所述第一水平板相對的表面上；和連接件，所述連接件與所述第一水平板和所述第二水平板中的每一個相連。由此所述治具具有結構簡單、合理等優點。
[0018]根據本發明的第二方面提出一種利用根據本發明第一方面所述的用于校準攝像頭的治具校準攝像頭的校準方法，所述校準方法包括以下步驟:對所述鏡頭進行調焦；將所述攝像頭安裝在所述治具上，并調整所述攝像頭的成像方向，所述鏡頭對所述十字刻印成像，其中所述底座、所述鏡頭和所述印刷電路板中的一個在水平方向上固定在所述固定腔內；和沿水平方向調節所述底座和所述鏡頭中的一個或所述印刷電路板，直至所述鏡頭所成的圖像中的十字刻印與作為參照的十字線重合。
[0019]根據本發明實施例的利用用于校準攝像頭的治具校準攝像頭的校準方法可以方便地、快速地、精確地對所述攝像頭的光學中心進行對準，在所述攝像頭批量生產時可以保證所述攝像頭的光學性一致。
[0020]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1是根據本發明實施例的攝像頭的爆炸圖；
[0023]圖2是根據本發明實施例的攝像頭的剖視圖；
[0024]圖3是根據本發明實施例的治具的局部結構示意圖；
[0025]圖4是根據本發明實施例的攝像頭和治具的爆炸圖；
[0026]圖5是根據本發明實施例的攝像頭和治具的剖視圖；
[0027]圖6是利用治具校準根據本發明實施例的攝像頭的校準方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0029]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0030]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0031]下面參考圖1-圖5描述根據本發明實施例的用于校準攝像頭10的治具20。如圖1-圖5所示，攝像頭10包括底座100、鏡頭200和印刷電路板300。鏡頭200在豎直方向上可移動地設在底座100上，印刷電路板300在水平方向上可移動地設在底座100上。
[0032]根據本發明實施例的治具20包括本體201，本體201上設有十字刻印2012和用于在水平方向上固定底座100、鏡頭200和印刷電路板300中的一個的固定腔2011，固定腔2011的中心與十字刻印2012的中心在豎直方向上相對。其中，豎直方向如圖1-圖5中的箭頭A所示，水平方向與豎直方向正交。
[0033]下面參考圖6描述利用根據本發明實施例的治具20校準攝像頭10的校準方法，所述校準方法包括以下步驟:
[0034]對鏡頭200進行調焦。
[0035]將攝像頭10安裝在治具20上，并調整攝像頭10的成像方向，鏡頭200對十字刻印2012成像。其中，底座100、鏡頭200和印刷電路板300中的一個在水平方向上固定在固定腔2011內，即底座100、鏡頭200和印刷電路板300中的一個不能在水平方向上移動。
[0036]沿水平方向調節底座100和鏡頭200中的一個或印刷電路板300，直至鏡頭200所成的圖像中的十字刻印2012與作為參照的十字線重合。換言之，當印刷電路板300在水平方向上固定在固定腔2011內時，沿水平方向調節底座100或鏡頭200。當底座100在水平方向上固定在固定腔2011內時，沿水平方向調節印刷電路板300。當鏡頭200在水平方向上固定在固定腔2011內時，沿水平方向調節印刷電路板300。
[0037]具體而言，將已經調好焦的攝像頭10安裝在治具20上，鏡頭200與十字刻印2012相對。攝像頭10通電工作后，打開對應的測試軟件。此時，顯示器上出現視頻窗口，該視頻窗口內具有柵格和十字線。調整攝像頭10的成像方向，以便鏡頭200所成的圖像中的十字刻印2012與視頻窗口中的十字線保持水平。沿水平方向調節底座100和鏡頭200中的一個或印刷電路板300的位置，直至鏡頭200所成的圖像中的十字刻印2012與視頻窗口中的作為參照的十字線重合，從而完成攝像頭10的光學中心對準，即完成了對攝像頭10的校準。也就是說，攝像頭10的光學中心對準主要是通過改變安裝在印刷電路板300上的芯片320(sensor)和鏡頭200的相對位置實現的，只有使鏡頭200的光軸與芯片320的光學中心在一條直線上才能實現攝像頭10的光學中心對準。
[0038]根據本發明實施例的用于校準攝像頭10的治具20通過設置十字刻印2012且使固定腔2011的中心與十字刻印2012的中心在豎直方向上相對，從而可以方便地、快速地、精確地對攝像頭10的光學中心進行對準。攝像頭10通過將鏡頭200在豎直方向上可移動地設在底座100上且將印刷電路板300在水平方向上可移動地設在底座100上，從而不僅可以方便地、精確地完成鏡頭200的調焦，而且可以方便地、精確地完成攝像頭10的光學中心的對準。
[0039]根據本發明實施例的利用治具20校準攝像頭10的校準方法可以方便地、快速地、精確地對攝像頭10的光學中心進行對準，在攝像頭10批量生產時可以保證攝像頭10的光學性一致。
[0040]具體地，可以通過在豎直方向上調節底座100與鏡頭200之間的距離來對鏡頭200進行調焦。印刷電路板300可以包括用于感光成像的芯片320。
[0041 ] 在本發明的一個具體示例中，利用治具20校準攝像頭10可以通過計算機來完成。芯片320將攝像頭10采集到的視頻圖像轉換為視頻圖像信號，然后再通過與攝像頭連接的圖像采集卡將視頻源的模擬信號處理轉變成數字信號，并將這些信息存儲在計算機的硬盤上，整個模數轉換通過圖像采集卡完成。
[0042]通常圖像采集卡有內嵌卡式和外置盒式兩種。內嵌卡式圖像采集卡直接插入計算機的主板中的擴展槽內，與計算機的系統總線相連，此種圖像采集卡工作時，只需將通電工作的攝像頭10的攝像頭視頻輸出端與圖像采集卡通過視頻線連接，就可在電腦計算機上打開軟件看到視頻圖像。而外置盒式的圖像采集卡與電腦計算機的連接則是通過USB端口實現的，外置盒式的圖像采集卡與攝像頭10的視頻輸出端也是通過視頻線連接的。
[0043]如圖1、圖2、圖4和圖5所示，在本發明的一些實施例中，底座100內可以具有容納腔110，容納腔110可以沿豎直方向貫通底座100。其中，鏡頭200的至少一部分可以設在容納腔110內，印刷電路板300可以與容納腔110相對。由此可以使攝像頭10的結構更加合理。
[0044]具體而言，容納腔110的上端和下端都可以敞開。
[0045]有利地，鏡頭200可以可旋轉地設在底座100上。由此可以通過旋轉鏡頭200或底座100來調節鏡頭200的焦距，從而可以更加方便地、精確地調節鏡頭200的焦距。
[0046]容納腔110的壁上可以設有內螺紋，鏡頭200的周面上可以設有外螺紋，所述外螺紋可以與所述內螺紋配合。由此不僅可以實現將鏡頭200可旋轉地設在底座100上，而且可以將鏡頭200更加穩固地設在底座100上。
[0047]如圖1、圖2、圖4和圖5所示，在本發明的一些示例中，底座100上可以設有第一安裝孔120，印刷電路板300上可以設有第二安裝孔310。攝像頭10還可以包括緊固件400，且緊固件400可以包括緊固桿410和設在緊固桿410上的緊固頭420。其中，緊固桿410可以配合在第一安裝孔120和第二安裝孔310內，且緊固頭420可以抵靠在印刷電路板300上，緊固桿410的直徑可以與第一安裝孔120的孔徑適配，且緊固桿410的直徑可以小于第二安裝孔310的孔徑，緊固頭420的直徑可以大于第二安裝孔310的孔徑。
[0048]換言之，印刷電路板300可以夾持在緊固頭420與底座100之間。由此可以更加方便地在水平方向上移動印刷電路板300或者可以更加方便地在水平方向上移動鏡頭200和底座100，從而可以更加方便地對準攝像頭10的光學中心，即可以更加方便地對攝像頭10進行校準。
[0049]具體而言，在校準攝像頭10時，可以旋開緊固件400，以便緊固頭420可以脫離印刷電路板300。由此可以在水平方向上移動印刷電路板300或者在水平方向上移動底座100和鏡頭200。對準攝像頭10的光學中心后，可以將緊固件400旋緊，以便印刷電路板300和底座100不會發生相對移動。
[0050]有利地，緊固件400可以是螺栓或螺釘。
[0051]如圖1、圖2、圖4和圖5所示，在本發明的一個示例中，第一安裝孔120可以是多個，第二安裝孔310可以是多個，緊固件400可以是多個。其中，多個第一安裝孔120可以與多個第二安裝孔310 —一相對，多個緊固件400的緊固桿410可以分別對應地配合在多個第一安裝孔120和多個第二安裝孔310內。
[0052]也就是說，第一安裝孔120的數量、第二安裝孔310的數量和緊固件400的數量可以相等，且一個緊固件400可以配合在一個第一安裝孔120和一個第二安裝孔310內。由此可以將印刷電路板300更加牢固地安裝在底座100上。
[0053]如圖1-圖5所示，在本發明的一個具體示例中，治具20的本體201可以包括第一水平板2013、第二水平板2014和連接件2015。第一水平板2013上可以設有固定腔2011，固定腔2011可以沿豎直方向貫通第一水平板2013。第二水平板2014與第一水平板2013在豎直方向上可以間隔開，十字刻印2012可以設在第二水平板2014的與第一水平板2013相對的表面上。連接件2015與第一水平板2013和第二水平板2014中的每一個相連。由此治具20具有結構簡單、合理等優點。
[0054]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0055]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述攝像頭包括: 底座； 鏡頭，所述鏡頭在豎直方向上可移動地設在所述底座上；和 印刷電路板，所述印刷電路板在水平方向上可移動地設在所述底座上； 所述治具包括本體，所述本體上設有十字刻印和用于在水平方向上固定所述底座、所述鏡頭和所述印刷電路板中的一個的固定腔，所述固定腔的中心與所述十字刻印的中心在豎直方向上相對。
2.根據權利要求1所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述底座內具有容納腔，所述容納腔沿豎直方向貫通所述底座，其中所述鏡頭的至少一部分設在所述容納腔內，所述印刷電路板與所述容納腔相對。
3.根據權利要求2所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述容納腔的壁上設有內螺紋，所述鏡頭的周面上設有外螺紋，所述外螺紋與所述內螺紋配合。
4.根據權利要求1所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述底座上設有第一安裝孔，所述印刷電路板上設有第二安裝孔，所述攝像頭還包括緊固件且所述緊固件包括緊固桿和設在所述緊固桿上的緊固頭，其中所述緊固桿配合在所述第一安裝孔和所述第二安裝孔內且所述緊固頭抵靠在所述印刷電路板上。
5.根據權利要求4所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述緊固桿的直徑與所述第一安裝孔的孔徑適配且小于所述第二安裝孔的孔徑，所述緊固頭的直徑大于所述第二安裝孔的孔徑。
6.根據權利要求4所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述第一安裝孔為多個，所述第二安裝孔為多個，多個所述第一安裝孔與多個所述第二安裝孔一一相對。
7.根據權利要求6所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述緊固件為多個，多個所述緊固件的緊固桿分別對應地配合在多個所述第一安裝孔和多個所述第二安裝孔內。
8.根據權利要求1所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述鏡頭可旋轉地設在所述底座上。
9.根據權利要求1所述的用于校準攝像頭的治具，其特征在于，所述本體包括: 第一水平板，所述第一水平板上設有所述固定腔，所述固定腔沿豎直方向貫通所述第一水平板； 第二水平板，所述第二水平板與所述第一水平板在豎直方向上間隔開，所述十字刻印設在所述第二水平板的與所述第一水平板相對的表面上；和 連接件，所述連接件與所述第一水平板和所述第二水平板中的每一個相連。
10.一種利用根據權利要求1-9中任一項所述的用于校準攝像頭的治具校準攝像頭的校準方法，其特征在于，包括以下步驟: 對所述鏡頭進行調焦； 將所述攝像頭安裝在所述治具上，并調整所述攝像頭的成像方向，所述鏡頭對所述十字刻印成像，其中所述底座、所述鏡頭和所述印刷電路板中的一個在水平方向上固定在所述固定腔內；和 沿水平方向調節所述底座和所述鏡頭中的一個或所述印刷電路板，直至所述鏡頭所成的圖像中的十字刻印與作為參照的十字線重合。
【文檔編號】G03B17/12GK104427231SQ201310381924
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】米秀娟, 陳明, 唐繁華 申請人:比亞迪股份有限公司