车载广角摄像头的定焦及封装系统的制作方法

本发明涉及一种摄像头定焦及封装系统，具体涉及一种实现闭环控制的车载广角摄像头的定焦及封装系统。

背景技术：

随着光学技术的日益发展，对于光学器件的性能要求也逐渐提高。摄像头作为一种最基础、也最深入日常生活的光学器件，不仅分辨率变得越来越高，而且还具备了光学防抖、自动对焦等功能。同时，在汽车行业，伴随着日渐复杂的路况和安全要求，对车载摄像头的视角、清晰度和稳定性也有了更高的要求。

目前摄像头模组通常应用于手机、相机等移动终端，一般在移动终端上的摄像头模组都带有自动调焦马达，对于具有自动调焦马达的部件固定模块，在模组封装过程中不需要进行很细致的调焦，即成像传感器COMS或CCD不一定安装在镜头焦点处。

在汽车市场中，车载摄像头一般都采用定焦距广角摄像头，对于此类不具备自动调焦功能的摄像头模组而言，成像传感器应安装在焦点处，其模组封装主要靠人工完成，效率较低。特别是广角摄像头由于焦距短、视野大，会在镜头边缘产生图像畸变，更需要精确定焦和封装，并在部件固定模块封装后进行产品的封装质量检查。此外，现有的生产工艺通常需要至少两个工位完成广角摄像头的定焦、封装和成品检查工作，并需要有经验的工人手工操作提高定焦的效率、确保良品率，但是，其生产效率低、成本高。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种闭环控制的能够实现全自动工作的车载广角摄像头的定焦及封装系统。

本发明提供了一种车载广角摄像头的定焦及封装系统，包括LED光源、测试焦点图像模块、中心定位激光模块、部件固定模块、伸缩推动杆模块、图像传感器模块、运动状态模块、驱动模块、封装控制模块、测量模块以及PC模块，其特征在于：其中，中心定位激光模块、部件固定模块、图像传感器模块设置在同一中心线上，PC模块具有三个输出端和两个输入端，三个输出端分别为第一输出端、第二输出端、第三输出端，两个输入端分别为第一输入端、第二输入端，第一输出端、测试焦点图像模块、图像传感器模块、测量模块以及第一输入端顺次连接，第二输出端、运动状态模块、驱动模块、伸缩推动杆模块、测量模块以及第一输入端顺次连接，伸缩杆推动模块与运动状态模块相连，第三输出端与封装控制模块的输入端相连，封装控制模块的输出端与第二输入端相连，运动状态模块、驱动模块、中心定位激光模块以及部件固定模块顺次连接，驱动模块与部件固定模块相连。

在本发明提供的车载广角摄像头的定焦及封装系统中，还可以具有这样的特征：其中，驱动模块包括多个步进电机，该步进电机分别与中心定位激光模块、部件固定模块以及伸缩推动杆模块相连，用于对应地驱动中心定位激光模块、部件固定模块以及伸缩推动杆模块运动。

在本发明提供的车载广角摄像头的定焦及封装系统中，还可以具有这样的特征：其中，部件固定模块为固定广角部件固定模块。

在本发明提供的车载广角摄像头的定焦及封装系统中，还可以具有这样的特征：其中，图像传感器模块为CMOS传感器或CCD传感器。

在本发明提供的车载广角摄像头的定焦及封装系统中，还可以具有这样的特征：其中，驱动模块为步进电机驱动模块。

在本发明提供的车载广角摄像头的定焦及封装系统中，还可以具有这样的特征：其中，步进电机的个数为四个。

在本发明提供的车载广角摄像头的定焦及封装系统中，还可以具有这样的特征：其中，图像传感器模块上设置有用于感应的PCB传感器。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的车载广角摄像头定焦及封装系统，因为第一输出端、测试焦点图像模块、图像传感器模块、测量模块以及第一输入端顺次连接，第二输出端、运动状态模块、驱动模块、伸缩推动杆模块、测量模块以及第一输入端顺次连接，伸缩杆推动模块与运动状态模块相连，第三输出端与封装控制模块的输入端相连，封装控制模块的输出端与第二输入端相连，运动状态模块、驱动模块、中心定位激光模块以及部件固定模块顺次连接，驱动模块与部件固定模块相连。这样形成了闭环控制。可以对封装过程中的广角镜头焦点位置进行实时判断并调整，可在定焦后检查其产品生产质量，将广角摄像头的定焦、封装和成品检查工作在同一个工位上自动完成，所以本发明的车载广角摄像头定焦及封装系统可以实现全自动工作，减少了生产工位，提高生产效率，节约了生产成本。

附图说明

图1是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的结构框图；

图2是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的结构示意图；

图3是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的连接示意图；以及

图4是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的定焦及封装流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的车载广角摄像头的定焦及封装系统作具体阐述。

图1是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的结构框图。

图2是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的结构示意图。

图3是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的连接示意图。

如图1、2、3所示，车载广角摄像头的定焦及封装系统100包括测试焦点图像模块1、LED光源2、中心定位激光模块3、部件固定模块13、伸缩推动杆模块6、图像传感器模块7、运动状态模块8、驱动模块9、封装控制模块10、测量模块11、PC模块12。

测试焦点图像模块1用来提供对广角部件固定模块进行封装过程的实时焦点检查和最后成品效果检查所需的图像，它具有输入端和输出端，输入端与PC模块12通信连接，输出端与图像传感器模块7通信连接。

LED光源2用来产生闪烁的白光，如图1、2中所示，LED光源2位于测试焦点图像模块1的前方。

中心定位激光模块3设置在测试焦点图像模块1的后方，用来确保广角摄像头中的凸透镜和图像传感器模块7在一条中心线上，它具有输入端和输出端，输入端与驱动模块9通信连接，输出端与部件固定模块通信连接。

部件固定模块13包括固定广角部件固定模块前端模块4和固定广角部件固定模块后端模块5。固定广角部件固定模块前端模块4设置在中心定位激光模块3的后方，它用来固定广角镜头的前端，固定广角部件固定模块后端模块5设置在固定广角部件固定模块前端模块4的后方，它用来固定广角镜头的后端。

伸缩推动杆模块6固定设置在运动状态模块8上，用来推动图像传感器模块7按照预定的位移量进行移动。

图像传感器模块7固定设置在伸缩推动杆模块6的前端，这样使得固定图像传感器模块7能够平稳推进。图像传感器模块7可以为CMOS传感器或CCD传感器，在本实施例中，图像传感器模块7采用的是CMOS传感器。此外，图像传感器模块7上还设置有PCB传感器。

运动状态模块8与伸缩推动杆模块6固定连接，它用来初始化驱动模块9，同时根据伸缩推动杆模块6反馈的信息对步进电机驱动模块8进行控制。

驱动模块9用于控制中心定位激光模块3、固定广角部件固定模块前端模块4、固定广角部件固定模块末端模块5和伸缩推动杆模块6的前后左右移动。它包括四个步进电机，四个步进电机对应地控制中心定位激光模块3、固定广角部件固定模块前端模块4、固定广角部件固定模块末端模块5和伸缩推动杆模块6的前后左右移动。

封装控制模块10与PC模块通信连接，它用来对广角摄像头的封装进行实时控制。

测量模块11用于将伸缩推动杆模块6移动的距离信息与CMOS传感器实时传输的图像整理后发送给PC模块12进行处理。

PC模块用于分析测量模块11所传输的图像信息和距离信息，计算出是否还需要推进CMOS传感器，对运动状态模块8给予指令。PC模块具有三个输出端和两个输入端，三个输出端分别为第一输出端、第二输出端、第三输出端，两个输入端分别为第一输入端、第二输入端。在本实施例中，PC模块为微型计算机。

此外，中心定位激光模块3、部件固定模块13、图像传感器模块7设置在同一中心线上。

如图3所示，PC模块的第一输出端、测试焦点图像模块1、CMOS传感器、测量模块11以及所述第一输入端顺次连接。第二输出端、运动状态模块8、步进电机驱动模块、伸缩推动杆模块6、测量模块11以及第一输入端顺次连接，伸缩杆推动模块6与运动状态模块8相连。第三输出端与封装控制模块10的输入端相连，封装控制模块10的输出端与第二输入端相连。运动状态模块8、步进电机驱动模块、中心定位激光模块3以及部件固定模块顺次连接，步进驱动模块与部件固定模块相连。

图4是本发明的实施例中车载广角摄像头的定焦及封装系统的定焦及封装流程图。

如图4所示，本实施例的车载广角摄像头的定焦及封装系统100的定焦及封装过程包括以下步骤：

步骤S1：启动车载广角摄像头的定焦及封装系统100，让系统处于待机状态，然后进入步骤S2。

步骤S2：安装镜头和传感器模组7；固定广角部件固定模块前端模块4用于固定需要装配的广角镜头，根据所需尺寸可以调节固定广角部件固定模块前端模块4的位置，从而减小定焦过程中的器件偏移误差；固定广角部件固定模块末端模块5用于固定广角镜头与CMOS传感器连接外壳，并且连接图像传输数据线，从而可以将定焦过程中收集到的图像传输给测量模块11。同样，固定广角部件固定模块末端模块5的位置也可以调节，从而减小定焦过程中的器件偏移误差。CMOS传感器位于伸缩推动杆模块6前端，用于传感器PCB位置的固定，同时也避免在伸缩推动杆模块6推进过程中传感器PCB芯片的晃动，然后进入步骤S3

步骤S3：PC模块12通过运动状态模块8初始化步进电机驱动模块9、伸缩推动杆模块6、固定广角部件固定模块前端模块4、固定广角部件固定模块末端模块5和中心定位激光模块3，让它们处于初始设置位置。然后进入步骤S4。

步骤S4：设置中心定位激光模块3并对物理中心点进行定位，PC模块12控制中心定位激光模块3开始工作，这里采用镜头物理中心点定位方法，通过弱激光闪烁，判断激光穿过广角镜头到达CMOS传感器的时间是否和接收到反射光的时间一样。若激光往返时间不一样，则通过步进电机驱动模块9微调固定广角部件固定模块前端模块4和固定广角部件固定模块末端模块5的位置，微调动作通过步进电机完成来保证中心定位激光模块3、固定广角部件固定模块前端模块4、固定广角部件固定模块末端模块5以及CMOS传感器的物理中心点在一条直线。若时间一样，则表明广角镜头与CMOS传感器物理中心点定位完成，此时步进电机驱动模块9控制中心定位激光模块3下降，下降动作通过中心定位激光模块3的步进电机完成。然后进入步骤S5

步骤S5：设置测试焦点图像模块并进行闭环定焦；PC模块12设置测试焦点图像模块1开始工作。步进电机驱动模块9用于控制伸缩推动杆模块6的前进，这里采用步进电机，可以做到小尺度位移，配合测试焦点图像模块1的LED光源2白光闪烁，将传感器芯片采集的一系列图像通过测量模块11传输给PC模块12。PC模块12采用DSP数字信号处理芯片，对采集到的图像进行快速傅里叶变换提取特征值与预设状态特征值进行比较，从而确定伸缩推动杆模块前端吸附部是否到达广角镜头焦点处。采用DSP主控芯片并配合以快速分析算法，可以对其定焦过程进行实时检查，形成定焦过程的闭环控制。同时，为了防止伸缩推动杆模块6的初始位置在广角镜头焦距内，可以事先根据广角镜头的实际参数按焦距计算公式计算出每种广角镜头的大致焦距范围，然后设置系统伸缩推动杆模块6的初始位置在焦距范围之外，保证系统可以正常工作。然后进入步骤S6。

步骤S6：设置封装控制模块；测量模块11会发送指令给PC模块12。当PC模块12接收闭环定焦完成指令后，发送指令给测试焦点图像模块1、封装控制模块10和运动状态模块8进行接下来的工序。此时，测试焦点图像模块1在接收到PC模块12发出的闭环定焦完成指令后控制LED光源2停止闪烁。同时，步进电机驱动模块9在接收到运动状态模块8发出的闭环定焦完成指令后控制伸缩推动杆模块6保持当前状态。值得注意的是，由于DSP芯片极强的计算能力和步进电机细分控制之后折算到伸缩推动杆部实际位移量极小，所以对于上述步骤的控制可以在很短的时间内完成，不会出现错过广角镜头焦点的情况。然后进入步骤S7。

步骤S7：广角镜头模组封装；在封装控制模块10得到封装指令后，会通过得到的伸缩推动杆模块6的距离信息来驱动封装步进电机控制固定胶枪到达指定位置进行灌注。系统根据初始广角摄像头模组的大小自动计算用胶量的大小和胶枪灌注时间，本实施例的定焦及封装系统中胶枪灌注时间一般设置在1秒左右。在灌注完成后封装控制模块10不会立即给出封装完成指令，而是要延迟几秒再发出指令。这是为了保证广角镜头与CMOS传感器粘连完全，不会发生脱落。然后进入步骤S8。

步骤S8：检查封装效果，当封装控制模块10发送给PC模块12封装完成指令后，PC模块12判断信号无误，发送检查封装指令给运动状态模块8。此时，运动状态模块8发送指令让伸缩推动杆模块6前端吸附部停止吸附，并使步进电机驱动模块9动作，控制伸缩推动杆模块6回到初始位置。在上述动作完成后，PC模块12发送指令让测试焦点图像模块1的LED光源2完成一次闪烁动作。此时封装完成后的广角摄像头模组会采集到一幅图像，通过测量模块11发送给PC模块12。在PC模块12中通过DSP芯片和快速傅里叶算法提取图像特征值，当系统判断出摄像头模组采集到的图像没有明显灰度差异时，表明CMOS传感器已经安装到指定位置并封装完成。然后进入步骤S9

步骤S9：系统复位；PC模块12发送封装结束指令给运动状态模块8，其会控制固定广角部件固定模块前端模块4和固定广角部件固定模块末端模块5的固定部位松开，便于摄像头拆卸。同时，PC模块12系统复位到初始设定状态，便于开展下组摄像头定焦及封装工序。然后进入结束状态。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的车载广角摄像头定焦及封装系统，因为第一输出端、测试焦点图像模块、图像传感器模块、测量模块以及第一输入端顺次连接，第二输出端、运动状态模块、驱动模块、伸缩推动杆模块、测量模块以及第一输入端顺次连接，伸缩杆推动模块与运动状态模块相连，第三输出端与封装控制模块的输入端相连，封装控制模块的输出端与第二输入端相连，运动状态模块、驱动模块、中心定位激光模块以及部件固定模块顺次连接，驱动模块与部件固定模块相连。这样可以对封装过程中的广角镜头焦点位置进行实时判断，形成闭环控制。同时，可在定焦后检查其产品生产质量，将广角摄像头的定焦、封装和成品检查工作在同一个工位上自动完成，所以本实施例的车载广角摄像头定焦及封装系统可以实现全自动工作，提高生产效率，节约了生产成本。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。