本發(fā)明涉及一種攝像頭定焦及封裝系統(tǒng)，具體涉及一種實現(xiàn)閉環(huán)控制的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著光學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對于光學(xué)器件的性能要求也逐漸提高。攝像頭作為一種最基礎(chǔ)、也最深入日常生活的光學(xué)器件，不僅分辨率變得越來越高，而且還具備了光學(xué)防抖、自動對焦等功能。同時，在汽車行業(yè)，伴隨著日漸復(fù)雜的路況和安全要求，對車載攝像頭的視角、清晰度和穩(wěn)定性也有了更高的要求。

目前攝像頭模組通常應(yīng)用于手機、相機等移動終端，一般在移動終端上的攝像頭模組都帶有自動調(diào)焦馬達，對于具有自動調(diào)焦馬達的部件固定模塊，在模組封裝過程中不需要進行很細(xì)致的調(diào)焦，即成像傳感器COMS或CCD不一定安裝在鏡頭焦點處。

在汽車市場中，車載攝像頭一般都采用定焦距廣角攝像頭，對于此類不具備自動調(diào)焦功能的攝像頭模組而言，成像傳感器應(yīng)安裝在焦點處，其模組封裝主要靠人工完成，效率較低。特別是廣角攝像頭由于焦距短、視野大，會在鏡頭邊緣產(chǎn)生圖像畸變，更需要精確定焦和封裝，并在部件固定模塊封裝后進行產(chǎn)品的封裝質(zhì)量檢查。此外，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝通常需要至少兩個工位完成廣角攝像頭的定焦、封裝和成品檢查工作，并需要有經(jīng)驗的工人手工操作提高定焦的效率、確保良品率，但是，其生產(chǎn)效率低、成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種閉環(huán)控制的能夠?qū)崿F(xiàn)全自動工作的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)。

本發(fā)明提供了一種車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)，包括LED光源、測試焦點圖像模塊、中心定位激光模塊、部件固定模塊、伸縮推動桿模塊、圖像傳感器模塊、運動狀態(tài)模塊、驅(qū)動模塊、封裝控制模塊、測量模塊以及PC模塊，其特征在于：其中，中心定位激光模塊、部件固定模塊、圖像傳感器模塊設(shè)置在同一中心線上，PC模塊具有三個輸出端和兩個輸入端，三個輸出端分別為第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端，兩個輸入端分別為第一輸入端、第二輸入端，第一輸出端、測試焦點圖像模塊、圖像傳感器模塊、測量模塊以及第一輸入端順次連接，第二輸出端、運動狀態(tài)模塊、驅(qū)動模塊、伸縮推動桿模塊、測量模塊以及第一輸入端順次連接，伸縮桿推動模塊與運動狀態(tài)模塊相連，第三輸出端與封裝控制模塊的輸入端相連，封裝控制模塊的輸出端與第二輸入端相連，運動狀態(tài)模塊、驅(qū)動模塊、中心定位激光模塊以及部件固定模塊順次連接，驅(qū)動模塊與部件固定模塊相連。

在本發(fā)明提供的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，驅(qū)動模塊包括多個步進電機，該步進電機分別與中心定位激光模塊、部件固定模塊以及伸縮推動桿模塊相連，用于對應(yīng)地驅(qū)動中心定位激光模塊、部件固定模塊以及伸縮推動桿模塊運動。

在本發(fā)明提供的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，部件固定模塊為固定廣角部件固定模塊。

在本發(fā)明提供的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，圖像傳感器模塊為CMOS傳感器或CCD傳感器。

在本發(fā)明提供的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，驅(qū)動模塊為步進電機驅(qū)動模塊。

在本發(fā)明提供的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，步進電機的個數(shù)為四個。

在本發(fā)明提供的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，圖像傳感器模塊上設(shè)置有用于感應(yīng)的PCB傳感器。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的車載廣角攝像頭定焦及封裝系統(tǒng)，因為第一輸出端、測試焦點圖像模塊、圖像傳感器模塊、測量模塊以及第一輸入端順次連接，第二輸出端、運動狀態(tài)模塊、驅(qū)動模塊、伸縮推動桿模塊、測量模塊以及第一輸入端順次連接，伸縮桿推動模塊與運動狀態(tài)模塊相連，第三輸出端與封裝控制模塊的輸入端相連，封裝控制模塊的輸出端與第二輸入端相連，運動狀態(tài)模塊、驅(qū)動模塊、中心定位激光模塊以及部件固定模塊順次連接，驅(qū)動模塊與部件固定模塊相連。這樣形成了閉環(huán)控制。可以對封裝過程中的廣角鏡頭焦點位置進行實時判斷并調(diào)整，可在定焦后檢查其產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，將廣角攝像頭的定焦、封裝和成品檢查工作在同一個工位上自動完成，所以本發(fā)明的車載廣角攝像頭定焦及封裝系統(tǒng)可以實現(xiàn)全自動工作，減少了生產(chǎn)工位，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的連接示意圖；以及

圖4是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的定焦及封裝流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)作具體闡述。

圖1是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的連接示意圖。

如圖1、2、3所示，車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)100包括測試焦點圖像模塊1、LED光源2、中心定位激光模塊3、部件固定模塊13、伸縮推動桿模塊6、圖像傳感器模塊7、運動狀態(tài)模塊8、驅(qū)動模塊9、封裝控制模塊10、測量模塊11、PC模塊12。

測試焦點圖像模塊1用來提供對廣角部件固定模塊進行封裝過程的實時焦點檢查和最后成品效果檢查所需的圖像，它具有輸入端和輸出端，輸入端與PC模塊12通信連接，輸出端與圖像傳感器模塊7通信連接。

LED光源2用來產(chǎn)生閃爍的白光，如圖1、2中所示，LED光源2位于測試焦點圖像模塊1的前方。

中心定位激光模塊3設(shè)置在測試焦點圖像模塊1的后方，用來確保廣角攝像頭中的凸透鏡和圖像傳感器模塊7在一條中心線上，它具有輸入端和輸出端，輸入端與驅(qū)動模塊9通信連接，輸出端與部件固定模塊通信連接。

部件固定模塊13包括固定廣角部件固定模塊前端模塊4和固定廣角部件固定模塊后端模塊5。固定廣角部件固定模塊前端模塊4設(shè)置在中心定位激光模塊3的后方，它用來固定廣角鏡頭的前端，固定廣角部件固定模塊后端模塊5設(shè)置在固定廣角部件固定模塊前端模塊4的后方，它用來固定廣角鏡頭的后端。

伸縮推動桿模塊6固定設(shè)置在運動狀態(tài)模塊8上，用來推動圖像傳感器模塊7按照預(yù)定的位移量進行移動。

圖像傳感器模塊7固定設(shè)置在伸縮推動桿模塊6的前端，這樣使得固定圖像傳感器模塊7能夠平穩(wěn)推進。圖像傳感器模塊7可以為CMOS傳感器或CCD傳感器，在本實施例中，圖像傳感器模塊7采用的是CMOS傳感器。此外，圖像傳感器模塊7上還設(shè)置有PCB傳感器。

運動狀態(tài)模塊8與伸縮推動桿模塊6固定連接，它用來初始化驅(qū)動模塊9，同時根據(jù)伸縮推動桿模塊6反饋的信息對步進電機驅(qū)動模塊8進行控制。

驅(qū)動模塊9用于控制中心定位激光模塊3、固定廣角部件固定模塊前端模塊4、固定廣角部件固定模塊末端模塊5和伸縮推動桿模塊6的前后左右移動。它包括四個步進電機，四個步進電機對應(yīng)地控制中心定位激光模塊3、固定廣角部件固定模塊前端模塊4、固定廣角部件固定模塊末端模塊5和伸縮推動桿模塊6的前后左右移動。

封裝控制模塊10與PC模塊通信連接，它用來對廣角攝像頭的封裝進行實時控制。

測量模塊11用于將伸縮推動桿模塊6移動的距離信息與CMOS傳感器實時傳輸?shù)膱D像整理后發(fā)送給PC模塊12進行處理。

PC模塊用于分析測量模塊11所傳輸?shù)膱D像信息和距離信息，計算出是否還需要推進CMOS傳感器，對運動狀態(tài)模塊8給予指令。PC模塊具有三個輸出端和兩個輸入端，三個輸出端分別為第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端，兩個輸入端分別為第一輸入端、第二輸入端。在本實施例中，PC模塊為微型計算機。

此外，中心定位激光模塊3、部件固定模塊13、圖像傳感器模塊7設(shè)置在同一中心線上。

如圖3所示，PC模塊的第一輸出端、測試焦點圖像模塊1、CMOS傳感器、測量模塊11以及所述第一輸入端順次連接。第二輸出端、運動狀態(tài)模塊8、步進電機驅(qū)動模塊、伸縮推動桿模塊6、測量模塊11以及第一輸入端順次連接，伸縮桿推動模塊6與運動狀態(tài)模塊8相連。第三輸出端與封裝控制模塊10的輸入端相連，封裝控制模塊10的輸出端與第二輸入端相連。運動狀態(tài)模塊8、步進電機驅(qū)動模塊、中心定位激光模塊3以及部件固定模塊順次連接，步進驅(qū)動模塊與部件固定模塊相連。

圖4是本發(fā)明的實施例中車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)的定焦及封裝流程圖。

如圖4所示，本實施例的車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)100的定焦及封裝過程包括以下步驟：

步驟S1：啟動車載廣角攝像頭的定焦及封裝系統(tǒng)100，讓系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，然后進入步驟S2。

步驟S2：安裝鏡頭和傳感器模組7；固定廣角部件固定模塊前端模塊4用于固定需要裝配的廣角鏡頭，根據(jù)所需尺寸可以調(diào)節(jié)固定廣角部件固定模塊前端模塊4的位置，從而減小定焦過程中的器件偏移誤差；固定廣角部件固定模塊末端模塊5用于固定廣角鏡頭與CMOS傳感器連接外殼，并且連接圖像傳輸數(shù)據(jù)線，從而可以將定焦過程中收集到的圖像傳輸給測量模塊11。同樣，固定廣角部件固定模塊末端模塊5的位置也可以調(diào)節(jié)，從而減小定焦過程中的器件偏移誤差。CMOS傳感器位于伸縮推動桿模塊6前端，用于傳感器PCB位置的固定，同時也避免在伸縮推動桿模塊6推進過程中傳感器PCB芯片的晃動，然后進入步驟S3

步驟S3：PC模塊12通過運動狀態(tài)模塊8初始化步進電機驅(qū)動模塊9、伸縮推動桿模塊6、固定廣角部件固定模塊前端模塊4、固定廣角部件固定模塊末端模塊5和中心定位激光模塊3，讓它們處于初始設(shè)置位置。然后進入步驟S4。

步驟S4：設(shè)置中心定位激光模塊3并對物理中心點進行定位，PC模塊12控制中心定位激光模塊3開始工作，這里采用鏡頭物理中心點定位方法，通過弱激光閃爍，判斷激光穿過廣角鏡頭到達CMOS傳感器的時間是否和接收到反射光的時間一樣。若激光往返時間不一樣，則通過步進電機驅(qū)動模塊9微調(diào)固定廣角部件固定模塊前端模塊4和固定廣角部件固定模塊末端模塊5的位置，微調(diào)動作通過步進電機完成來保證中心定位激光模塊3、固定廣角部件固定模塊前端模塊4、固定廣角部件固定模塊末端模塊5以及CMOS傳感器的物理中心點在一條直線。若時間一樣，則表明廣角鏡頭與CMOS傳感器物理中心點定位完成，此時步進電機驅(qū)動模塊9控制中心定位激光模塊3下降，下降動作通過中心定位激光模塊3的步進電機完成。然后進入步驟S5

步驟S5：設(shè)置測試焦點圖像模塊并進行閉環(huán)定焦；PC模塊12設(shè)置測試焦點圖像模塊1開始工作。步進電機驅(qū)動模塊9用于控制伸縮推動桿模塊6的前進，這里采用步進電機，可以做到小尺度位移，配合測試焦點圖像模塊1的LED光源2白光閃爍，將傳感器芯片采集的一系列圖像通過測量模塊11傳輸給PC模塊12。PC模塊12采用DSP數(shù)字信號處理芯片，對采集到的圖像進行快速傅里葉變換提取特征值與預(yù)設(shè)狀態(tài)特征值進行比較，從而確定伸縮推動桿模塊前端吸附部是否到達廣角鏡頭焦點處。采用DSP主控芯片并配合以快速分析算法，可以對其定焦過程進行實時檢查，形成定焦過程的閉環(huán)控制。同時，為了防止伸縮推動桿模塊6的初始位置在廣角鏡頭焦距內(nèi)，可以事先根據(jù)廣角鏡頭的實際參數(shù)按焦距計算公式計算出每種廣角鏡頭的大致焦距范圍，然后設(shè)置系統(tǒng)伸縮推動桿模塊6的初始位置在焦距范圍之外，保證系統(tǒng)可以正常工作。然后進入步驟S6。

步驟S6：設(shè)置封裝控制模塊；測量模塊11會發(fā)送指令給PC模塊12。當(dāng)PC模塊12接收閉環(huán)定焦完成指令后，發(fā)送指令給測試焦點圖像模塊1、封裝控制模塊10和運動狀態(tài)模塊8進行接下來的工序。此時，測試焦點圖像模塊1在接收到PC模塊12發(fā)出的閉環(huán)定焦完成指令后控制LED光源2停止閃爍。同時，步進電機驅(qū)動模塊9在接收到運動狀態(tài)模塊8發(fā)出的閉環(huán)定焦完成指令后控制伸縮推動桿模塊6保持當(dāng)前狀態(tài)。值得注意的是，由于DSP芯片極強的計算能力和步進電機細(xì)分控制之后折算到伸縮推動桿部實際位移量極小，所以對于上述步驟的控制可以在很短的時間內(nèi)完成，不會出現(xiàn)錯過廣角鏡頭焦點的情況。然后進入步驟S7。

步驟S7：廣角鏡頭模組封裝；在封裝控制模塊10得到封裝指令后，會通過得到的伸縮推動桿模塊6的距離信息來驅(qū)動封裝步進電機控制固定膠槍到達指定位置進行灌注。系統(tǒng)根據(jù)初始廣角攝像頭模組的大小自動計算用膠量的大小和膠槍灌注時間，本實施例的定焦及封裝系統(tǒng)中膠槍灌注時間一般設(shè)置在1秒左右。在灌注完成后封裝控制模塊10不會立即給出封裝完成指令，而是要延遲幾秒再發(fā)出指令。這是為了保證廣角鏡頭與CMOS傳感器粘連完全，不會發(fā)生脫落。然后進入步驟S8。

步驟S8：檢查封裝效果，當(dāng)封裝控制模塊10發(fā)送給PC模塊12封裝完成指令后，PC模塊12判斷信號無誤，發(fā)送檢查封裝指令給運動狀態(tài)模塊8。此時，運動狀態(tài)模塊8發(fā)送指令讓伸縮推動桿模塊6前端吸附部停止吸附，并使步進電機驅(qū)動模塊9動作，控制伸縮推動桿模塊6回到初始位置。在上述動作完成后，PC模塊12發(fā)送指令讓測試焦點圖像模塊1的LED光源2完成一次閃爍動作。此時封裝完成后的廣角攝像頭模組會采集到一幅圖像，通過測量模塊11發(fā)送給PC模塊12。在PC模塊12中通過DSP芯片和快速傅里葉算法提取圖像特征值，當(dāng)系統(tǒng)判斷出攝像頭模組采集到的圖像沒有明顯灰度差異時，表明CMOS傳感器已經(jīng)安裝到指定位置并封裝完成。然后進入步驟S9

步驟S9：系統(tǒng)復(fù)位；PC模塊12發(fā)送封裝結(jié)束指令給運動狀態(tài)模塊8，其會控制固定廣角部件固定模塊前端模塊4和固定廣角部件固定模塊末端模塊5的固定部位松開，便于攝像頭拆卸。同時，PC模塊12系統(tǒng)復(fù)位到初始設(shè)定狀態(tài)，便于開展下組攝像頭定焦及封裝工序。然后進入結(jié)束狀態(tài)。

實施例的作用與效果

根據(jù)本實施例所涉及的車載廣角攝像頭定焦及封裝系統(tǒng)，因為第一輸出端、測試焦點圖像模塊、圖像傳感器模塊、測量模塊以及第一輸入端順次連接，第二輸出端、運動狀態(tài)模塊、驅(qū)動模塊、伸縮推動桿模塊、測量模塊以及第一輸入端順次連接，伸縮桿推動模塊與運動狀態(tài)模塊相連，第三輸出端與封裝控制模塊的輸入端相連，封裝控制模塊的輸出端與第二輸入端相連，運動狀態(tài)模塊、驅(qū)動模塊、中心定位激光模塊以及部件固定模塊順次連接，驅(qū)動模塊與部件固定模塊相連。這樣可以對封裝過程中的廣角鏡頭焦點位置進行實時判斷，形成閉環(huán)控制。同時，可在定焦后檢查其產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，將廣角攝像頭的定焦、封裝和成品檢查工作在同一個工位上自動完成，所以本實施例的車載廣角攝像頭定焦及封裝系統(tǒng)可以實現(xiàn)全自動工作，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。