用于校准摄像头的治具和校准方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于校准摄像头的治具和利用所述治具校准所述摄像头的校准方法。所述摄像头包括：底座；镜头，所述镜头在竖直方向上可移动地设在所述底座上；和印刷电路板，所述印刷电路板在水平方向上可移动地设在所述底座上。所述治具包括本体，所述本体上设有十字刻印和用于在水平方向上固定所述底座、所述镜头和所述印刷电路板中的一个的固定腔，所述固定腔的中心与所述十字刻印的中心在竖直方向上相对。根据本发明实施例的用于校准摄像头的治具可以方便地、快速地、精确地对所述摄像头的光学中心进行对准。
【专利说明】用于校准摄像头的治具和校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于校准摄像头的治具和校准方法。
【背景技术】
[0002]现有的用于车辆的摄像头(车载摄像头)存在光学中心未对准的缺陷，导致摄像头的光学一致性差、成像效果差。目前，通过控制摄像头的镜头的光轴偏离和/或管控摄像头的组装过程来尽量减少摄像头的光学中心不一致。但是，这并没有消除摄像头的光学中心偏离的问题，而且会极大地增加摄像头的制造成本。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于校准摄像头的治具。
[0004]本发明的另一个目的在于提出一种利用所述治具校准所述摄像头的校准方法。
[0005]为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种用于校准摄像头的治具，所述摄像头包括:底座；镜头，所述镜头在竖直方向上可移动地设在所述底座上；和印刷电路板，所述印刷电路板在水平方向上可移动地设在所述底座上；所述治具包括本体，所述本体上设有十字刻印和用于在水平方向上固定所述底座、所述镜头和所述印刷电路板中的一个的固定腔，所述固定腔的中心与所述十字刻印的中心在竖直方向上相对。
[0006]根据本发明实施例的用于校准摄像头的治具通过设置所述十字刻印且使所述固定腔的中心与所述十字刻印的中心在竖直方向上相对，从而可以方便地、快速地、精确地对所述摄像头的光学中心进行对准。所述摄像头通过将所述镜头在竖直方向上可移动地设在所述底座上且将所述印刷电路板在水平方向上可移动地设在所述底座上，从而不仅可以方便地、精确地完成所述镜头的调焦，而且可以方便地、精确地完成所述摄像头的光学中心的对准。
[0007]另外，根据本发明实施例的用于校准摄像头的治具还可以具有如下附加的技术特征:
[0008]根据本发明的一个实施例，所述底座内具有容纳腔，所述容纳腔沿竖直方向贯通所述底座，其中所述镜头的至少一部分设在所述容纳腔内，所述印刷电路板与所述容纳腔相对。由此可以使所述摄像头的结构更加合理。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述容纳腔的壁上设有内螺纹，所述镜头的周面上设有外螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹配合。由此不仅可以实现将所述镜头可旋转地设在所述底座上，而且将所述镜头更加稳固地设在所述底座上。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述底座上设有第一安装孔，所述印刷电路板上设有第二安装孔，所述摄像头还包括紧固件且所述紧固件包括紧固杆和设在所述紧固杆上的紧固头，其中所述紧固杆配合在所述第一安装孔和所述第二安装孔内且所述紧固头抵靠在所述印刷电路板上。
[0011]由此可以更加方便地在水平方向上移动所述印刷电路板或者可以更加方便地在水平方向上移动所述镜头和所述底座，从而可以更加方便地对准所述摄像头的光学中心，即可以更加方便地对所述摄像头进行校准。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述紧固杆的直径与所述第一安装孔的孔径适配且小于所述第二安装孔的孔径，所述紧固头的直径大于所述第二安装孔的孔径。
[0013]由此可以更加方便地在水平方向上移动所述印刷电路板或者可以更加方便地在水平方向上移动所述镜头和所述底座，从而可以更加方便地对准所述摄像头的光学中心，即可以更加方便地对所述摄像头进行校准。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述第一安装孔为多个，所述第二安装孔为多个，多个所述第一安装孔与多个所述第二安装孔一一相对。由此可以将所述印刷电路板更加牢固地安装在所述底座上。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述紧固件为多个，多个所述紧固件的紧固杆分别对应地配合在多个所述第一安装孔和多个所述第二安装孔内。由此可以将所述印刷电路板更加牢固地安装在所述底座上。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述镜头可旋转地设在所述底座上。由此可以通过旋转所述镜头或所述底座来调节所述镜头的焦距，从而可以更加方便地、精确地调节所述镜头的焦距。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述本体包括:第一水平板，所述第一水平板上设有所述固定腔，所述固定腔沿竖直方向贯通所述第一水平板；第二水平板，所述第二水平板与所述第一水平板在竖直方向上间隔开，所述十字刻印设在所述第二水平板的与所述第一水平板相对的表面上；和连接件，所述连接件与所述第一水平板和所述第二水平板中的每一个相连。由此所述治具具有结构简单、合理等优点。
[0018]根据本发明的第二方面提出一种利用根据本发明第一方面所述的用于校准摄像头的治具校准摄像头的校准方法，所述校准方法包括以下步骤:对所述镜头进行调焦；将所述摄像头安装在所述治具上，并调整所述摄像头的成像方向，所述镜头对所述十字刻印成像，其中所述底座、所述镜头和所述印刷电路板中的一个在水平方向上固定在所述固定腔内；和沿水平方向调节所述底座和所述镜头中的一个或所述印刷电路板，直至所述镜头所成的图像中的十字刻印与作为参照的十字线重合。
[0019]根据本发明实施例的利用用于校准摄像头的治具校准摄像头的校准方法可以方便地、快速地、精确地对所述摄像头的光学中心进行对准，在所述摄像头批量生产时可以保证所述摄像头的光学性一致。
[0020]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1是根据本发明实施例的摄像头的爆炸图；
[0023]图2是根据本发明实施例的摄像头的剖视图；
[0024]图3是根据本发明实施例的治具的局部结构示意图；
[0025]图4是根据本发明实施例的摄像头和治具的爆炸图；
[0026]图5是根据本发明实施例的摄像头和治具的剖视图；
[0027]图6是利用治具校准根据本发明实施例的摄像头的校准方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0030]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0031]下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的用于校准摄像头10的治具20。如图1-图5所示，摄像头10包括底座100、镜头200和印刷电路板300。镜头200在竖直方向上可移动地设在底座100上，印刷电路板300在水平方向上可移动地设在底座100上。
[0032]根据本发明实施例的治具20包括本体201，本体201上设有十字刻印2012和用于在水平方向上固定底座100、镜头200和印刷电路板300中的一个的固定腔2011，固定腔2011的中心与十字刻印2012的中心在竖直方向上相对。其中，竖直方向如图1-图5中的箭头A所示，水平方向与竖直方向正交。
[0033]下面参考图6描述利用根据本发明实施例的治具20校准摄像头10的校准方法，所述校准方法包括以下步骤:
[0034]对镜头200进行调焦。
[0035]将摄像头10安装在治具20上，并调整摄像头10的成像方向，镜头200对十字刻印2012成像。其中，底座100、镜头200和印刷电路板300中的一个在水平方向上固定在固定腔2011内，即底座100、镜头200和印刷电路板300中的一个不能在水平方向上移动。
[0036]沿水平方向调节底座100和镜头200中的一个或印刷电路板300，直至镜头200所成的图像中的十字刻印2012与作为参照的十字线重合。换言之，当印刷电路板300在水平方向上固定在固定腔2011内时，沿水平方向调节底座100或镜头200。当底座100在水平方向上固定在固定腔2011内时，沿水平方向调节印刷电路板300。当镜头200在水平方向上固定在固定腔2011内时，沿水平方向调节印刷电路板300。
[0037]具体而言，将已经调好焦的摄像头10安装在治具20上，镜头200与十字刻印2012相对。摄像头10通电工作后，打开对应的测试软件。此时，显示器上出现视频窗口，该视频窗口内具有栅格和十字线。调整摄像头10的成像方向，以便镜头200所成的图像中的十字刻印2012与视频窗口中的十字线保持水平。沿水平方向调节底座100和镜头200中的一个或印刷电路板300的位置，直至镜头200所成的图像中的十字刻印2012与视频窗口中的作为参照的十字线重合，从而完成摄像头10的光学中心对准，即完成了对摄像头10的校准。也就是说，摄像头10的光学中心对准主要是通过改变安装在印刷电路板300上的芯片320(sensor)和镜头200的相对位置实现的，只有使镜头200的光轴与芯片320的光学中心在一条直线上才能实现摄像头10的光学中心对准。
[0038]根据本发明实施例的用于校准摄像头10的治具20通过设置十字刻印2012且使固定腔2011的中心与十字刻印2012的中心在竖直方向上相对，从而可以方便地、快速地、精确地对摄像头10的光学中心进行对准。摄像头10通过将镜头200在竖直方向上可移动地设在底座100上且将印刷电路板300在水平方向上可移动地设在底座100上，从而不仅可以方便地、精确地完成镜头200的调焦，而且可以方便地、精确地完成摄像头10的光学中心的对准。
[0039]根据本发明实施例的利用治具20校准摄像头10的校准方法可以方便地、快速地、精确地对摄像头10的光学中心进行对准，在摄像头10批量生产时可以保证摄像头10的光学性一致。
[0040]具体地，可以通过在竖直方向上调节底座100与镜头200之间的距离来对镜头200进行调焦。印刷电路板300可以包括用于感光成像的芯片320。
[0041 ] 在本发明的一个具体示例中，利用治具20校准摄像头10可以通过计算机来完成。芯片320将摄像头10采集到的视频图像转换为视频图像信号，然后再通过与摄像头连接的图像采集卡将视频源的模拟信号处理转变成数字信号，并将这些信息存储在计算机的硬盘上，整个模数转换通过图像采集卡完成。
[0042]通常图像采集卡有内嵌卡式和外置盒式两种。内嵌卡式图像采集卡直接插入计算机的主板中的扩展槽内，与计算机的系统总线相连，此种图像采集卡工作时，只需将通电工作的摄像头10的摄像头视频输出端与图像采集卡通过视频线连接，就可在电脑计算机上打开软件看到视频图像。而外置盒式的图像采集卡与电脑计算机的连接则是通过USB端口实现的，外置盒式的图像采集卡与摄像头10的视频输出端也是通过视频线连接的。
[0043]如图1、图2、图4和图5所示，在本发明的一些实施例中，底座100内可以具有容纳腔110，容纳腔110可以沿竖直方向贯通底座100。其中，镜头200的至少一部分可以设在容纳腔110内，印刷电路板300可以与容纳腔110相对。由此可以使摄像头10的结构更加合理。
[0044]具体而言，容纳腔110的上端和下端都可以敞开。
[0045]有利地，镜头200可以可旋转地设在底座100上。由此可以通过旋转镜头200或底座100来调节镜头200的焦距，从而可以更加方便地、精确地调节镜头200的焦距。
[0046]容纳腔110的壁上可以设有内螺纹，镜头200的周面上可以设有外螺纹，所述外螺纹可以与所述内螺纹配合。由此不仅可以实现将镜头200可旋转地设在底座100上，而且可以将镜头200更加稳固地设在底座100上。
[0047]如图1、图2、图4和图5所示，在本发明的一些示例中，底座100上可以设有第一安装孔120，印刷电路板300上可以设有第二安装孔310。摄像头10还可以包括紧固件400，且紧固件400可以包括紧固杆410和设在紧固杆410上的紧固头420。其中，紧固杆410可以配合在第一安装孔120和第二安装孔310内，且紧固头420可以抵靠在印刷电路板300上，紧固杆410的直径可以与第一安装孔120的孔径适配，且紧固杆410的直径可以小于第二安装孔310的孔径，紧固头420的直径可以大于第二安装孔310的孔径。
[0048]换言之，印刷电路板300可以夹持在紧固头420与底座100之间。由此可以更加方便地在水平方向上移动印刷电路板300或者可以更加方便地在水平方向上移动镜头200和底座100，从而可以更加方便地对准摄像头10的光学中心，即可以更加方便地对摄像头10进行校准。
[0049]具体而言，在校准摄像头10时，可以旋开紧固件400，以便紧固头420可以脱离印刷电路板300。由此可以在水平方向上移动印刷电路板300或者在水平方向上移动底座100和镜头200。对准摄像头10的光学中心后，可以将紧固件400旋紧，以便印刷电路板300和底座100不会发生相对移动。
[0050]有利地，紧固件400可以是螺栓或螺钉。
[0051]如图1、图2、图4和图5所示，在本发明的一个示例中，第一安装孔120可以是多个，第二安装孔310可以是多个，紧固件400可以是多个。其中，多个第一安装孔120可以与多个第二安装孔310 —一相对，多个紧固件400的紧固杆410可以分别对应地配合在多个第一安装孔120和多个第二安装孔310内。
[0052]也就是说，第一安装孔120的数量、第二安装孔310的数量和紧固件400的数量可以相等，且一个紧固件400可以配合在一个第一安装孔120和一个第二安装孔310内。由此可以将印刷电路板300更加牢固地安装在底座100上。
[0053]如图1-图5所示，在本发明的一个具体示例中，治具20的本体201可以包括第一水平板2013、第二水平板2014和连接件2015。第一水平板2013上可以设有固定腔2011，固定腔2011可以沿竖直方向贯通第一水平板2013。第二水平板2014与第一水平板2013在竖直方向上可以间隔开，十字刻印2012可以设在第二水平板2014的与第一水平板2013相对的表面上。连接件2015与第一水平板2013和第二水平板2014中的每一个相连。由此治具20具有结构简单、合理等优点。
[0054]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0055]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述摄像头包括: 底座； 镜头，所述镜头在竖直方向上可移动地设在所述底座上；和 印刷电路板，所述印刷电路板在水平方向上可移动地设在所述底座上； 所述治具包括本体，所述本体上设有十字刻印和用于在水平方向上固定所述底座、所述镜头和所述印刷电路板中的一个的固定腔，所述固定腔的中心与所述十字刻印的中心在竖直方向上相对。
2.根据权利要求1所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述底座内具有容纳腔，所述容纳腔沿竖直方向贯通所述底座，其中所述镜头的至少一部分设在所述容纳腔内，所述印刷电路板与所述容纳腔相对。
3.根据权利要求2所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述容纳腔的壁上设有内螺纹，所述镜头的周面上设有外螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹配合。
4.根据权利要求1所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述底座上设有第一安装孔，所述印刷电路板上设有第二安装孔，所述摄像头还包括紧固件且所述紧固件包括紧固杆和设在所述紧固杆上的紧固头，其中所述紧固杆配合在所述第一安装孔和所述第二安装孔内且所述紧固头抵靠在所述印刷电路板上。
5.根据权利要求4所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述紧固杆的直径与所述第一安装孔的孔径适配且小于所述第二安装孔的孔径，所述紧固头的直径大于所述第二安装孔的孔径。
6.根据权利要求4所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述第一安装孔为多个，所述第二安装孔为多个，多个所述第一安装孔与多个所述第二安装孔一一相对。
7.根据权利要求6所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述紧固件为多个，多个所述紧固件的紧固杆分别对应地配合在多个所述第一安装孔和多个所述第二安装孔内。
8.根据权利要求1所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述镜头可旋转地设在所述底座上。
9.根据权利要求1所述的用于校准摄像头的治具，其特征在于，所述本体包括: 第一水平板，所述第一水平板上设有所述固定腔，所述固定腔沿竖直方向贯通所述第一水平板； 第二水平板，所述第二水平板与所述第一水平板在竖直方向上间隔开，所述十字刻印设在所述第二水平板的与所述第一水平板相对的表面上；和 连接件，所述连接件与所述第一水平板和所述第二水平板中的每一个相连。
10.一种利用根据权利要求1-9中任一项所述的用于校准摄像头的治具校准摄像头的校准方法，其特征在于，包括以下步骤: 对所述镜头进行调焦； 将所述摄像头安装在所述治具上，并调整所述摄像头的成像方向，所述镜头对所述十字刻印成像，其中所述底座、所述镜头和所述印刷电路板中的一个在水平方向上固定在所述固定腔内；和 沿水平方向调节所述底座和所述镜头中的一个或所述印刷电路板，直至所述镜头所成的图像中的十字刻印与作为参照的十字线重合。
【文档编号】G03B17/12GK104427231SQ201310381924
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】米秀娟, 陈明, 唐繁华 申请人:比亚迪股份有限公司