一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测的方法，其包括如下步骤：产生一束平行相干光并垂直射向摄像头模组中的物镜；获取传感器芯片反射而产生的衍射频谱图像；计算衍射频谱图像的几何中心位置，以及衍射频谱图像的零级频谱的中心位置；由衍射频谱图像的零级频谱的中心位置与衍射频谱图像的几何中心位置是否重合来判断摄像头模组是否发生倾斜。本发明专利技术可提高摄像头模组倾斜探测的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种摄像头模组倾斜探测的方法，尤其是一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法。
技术介绍
近年来，人们对照相摄像功能的要求不断提高，反映在要求摄像头模组获取图像清晰度越来越高。而获取全局高清晰度的图像需要提高摄像头模组的像素，实现摄像头模组中图像传感器芯片与物镜的准确对焦，以及在摄像机模组生产装配过程中实现图像传感器芯片所在平面与物镜主平面平行。这就对摄像机模组生产线的要求有所提高，尤其是摄像头模组生产过程中图像传感器芯片所在平面与物镜主平面是否严格平行成为衡量摄像头模组性能好坏的关键。然而，摄像头模组由于镜头设计、制造缺陷以及摄像机装配等原因，易引起图像传感器芯片所处平面与物镜主平面发生一定角度的相对倾斜，这种倾斜会造成摄像头模组在实际工作中出现离焦现象，从而导致图像边缘过分模糊，图像品质下降。因此，如何探测摄像头模组中图像传感器芯片与物镜主平面是否产生倾斜成为仪器生产过程中的研究重点。目前，摄像头模组的组装、调焦等工序仍是由人工完成，常用的方法是用人眼观察，找到聚焦点后，如果未察觉到图像传感器芯片相对物镜发生倾斜，则认为正确组装。但在人主观观察过程中会出现很多不确定因素，不能保证摄像头模组正确对焦以及未发生相对倾斜，并且人眼观察速度缓慢，这将耽误生产进度与降低产品的合格率。公开号为CN2014180170U的专利公开了一种用于摄像头模组生产的自动聚焦机，由主控机、镜头夹、步进电机等装置构成，聚焦机的弹簧卡可以沿其直线轴承直线滑动以配合各种焦距的镜头，并利用光学系统对摄像机模组中图像传感器芯片进行成像，以成像的清晰度来使得各种不同型号的摄像头模组进行快速地聚焦。但是该专利技术没有考虑摄像头模组中图像传感器芯片所在平面与物镜主平面位置相对倾斜引起的装配误差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可提高摄像头模组倾斜探测精确度的基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案。一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法，其包括如下步骤：S1、产生一束平行相干光并垂直射向摄像头模组中的物镜，所述平行相干光的中心轴线与物镜的光轴为共轴，平行相干光的中心轴线垂直于物镜的主平面；S2、获取传感器芯片反射而产生的衍射频谱图像，该衍射频谱图像由平行相干光经摄像头模组的物镜会聚后，到达摄像头模组的传感器芯片，传感器芯片在接收到相干光束后在其表面产生反射，反射光束再次经过摄像头模组的物镜并在距离物镜一倍焦距处产生，所述衍射频谱图像为传感器芯片的衍射频谱图像；S3、计算衍射频谱图像的几何中心位置，以及衍射频谱图像的零级频谱的中心位置；S4、判断衍射频谱图像的零级频谱的中心位置与衍射频谱图像的几何中心位置是否重合，如果重合，则确定摄像头模组的物镜的主平面与传感器芯片为平行，如果不重合，则确定摄像头模组的物镜的主平面与传感器芯片为相对倾斜。优选的，在步骤S4之后，有步骤S5：计算衍射频谱图像零级频谱中心位置相对于衍射频谱图像几何中心位置的偏移量和偏移方向。优选的，在步骤S5之后，有步骤S6：根据偏移量和偏移方向计算摄像头模组的倾斜角度。进一步，所述步骤S1，其具体为：S11、选用相干光源产生一束相干光束；S12、使相干光束通过一扩束准直镜组，得到直径增大的平行相干光束；S13、使用一分光棱镜将直径增大的平行相干光束分为两束，其中一束光束经分光棱镜的斜面反射射向与原光束成90度的方向，另一束光束经透射射向摄像头模组的物镜。所述分光棱镜位于距离摄像头模组中物镜一倍焦距处，且所述分光棱镜为由两个大小等同的三角体组成的六面正方透镜，且所述分光棱镜的一面垂直于平行光束。优选的，在步骤S2之后，使用步骤S13中的同一分光棱镜将传感器芯片反射并再次通过物镜的衍射光束分为两束，使其中一束光沿直线透射，使另一束光经分光棱镜的斜面反射。且衍射光束的反射光束所成的像用于步骤S3中计算衍射频谱图像的几何中心位置与零级频谱的中心位置。由于摄像头模组中图像传感器芯片的二维阵列物理结构，与图像处理器产生的二维栅格在光束照射并反射时产生的光现象效果类型等同；图像传感器芯片反射光束经物镜衍射得到的频谱图像与傅里叶变换频谱图像效果等同；图像传感器芯片所在平面相对物镜主平面发生一定角度倾斜时，与图像处理器往二维栅格图像中加入相应大小相位因子的效果类型等同。因此，进一步，所述步骤S6，其具体为：S61、得到二维栅格图像中加入不同大小相位因子时相位与其零级频谱中心位置偏移量的对应关系。使图像处理器仿真生成二维栅格，经傅里叶变换得到二维栅格的傅里叶频谱图像，并定位频谱图像的零级频谱中心位置。图像处理器向二维栅格加入一系列大小不同的相位因子，经傅里叶变换得到加入相位因子的二维栅格的一系列傅里叶频谱图像，并定位这些频谱图像的零级频谱中心位置。图像处理系统通过数据拟合建立相位因子大小与零级频谱中心位置的一一对应关系，从而得到相位因子的改变量与二维栅格在加入相位因子后的频谱图像零级频谱中心位置偏移量的关系；S62、建立摄像头模组倾斜角度与频谱图像零级频谱中心位置的关系。图像处理器根据相位因子大小与二维栅格在加入对应相位因子后其傅里叶频谱图像零级频谱中心位置的关系，以及相位因子大小与图像传感器芯片所在平面相对物镜主平面的倾斜角度之间的关系，得到摄像头模组倾斜角度与图像传感器芯片的衍射频谱图像的零级频谱中心位置之间的关系；S63、根据衍射频谱图像零级频谱中心位置相对衍射图像几何中心位置的偏移量的大小和偏移方向，确定摄像头模组的倾斜角度。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术通过得到摄像头模组中传感器芯片的衍射频谱图像，并计算衍射频谱图像的几何中心位置与零级频谱中心位置，从而快速地实现通过判断衍射频谱图像零级频谱中心位置与衍射频谱图像的几何中心位置是否重合，来探测摄像头模组是否产生了倾斜，从而提高摄像头模组倾斜探测精确度。附图说明图1为用于执行基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法的探测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中准直扩束镜组的结构示意图；图3为本专利技术实施例中待探测摄像头模组的结构示意图；图4为本专利技术一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法的流程图；图5为本专利技术一种基于频谱分析的摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法，其特征在于该探测方法包括如下步骤：S1、产生一束平行相干光并垂直射向摄像头模组中的物镜，所述平行相干光的中心轴线与物镜的光轴为共轴，平行相干光的中心轴线垂直于物镜的主平面；S2、获取传感器芯片反射而产生的衍射频谱图像，该衍射频谱图像由平行相干光经摄像头模组的物镜会聚后，到达摄像头模组的传感器芯片，传感器芯片在接收到相干光束后在其表面产生反射，反射光束再次经过摄像头模组的物镜并在距离物镜一倍焦距处产生，所述衍射频谱图像为传感器芯片的衍射频谱图像；S3、计算衍射频谱图像的几何中心位置，以及衍射频谱图像的零级频谱的中心位置；S4、判断衍射频谱图像的零级频谱的中心位置与衍射频谱图像的几何中心位置是否重合，如果重合，则确定摄像头模组的物镜的主平面与传感器芯片为平行，如果不重合，则确定摄像头模组的物镜的主平面与传感器芯片为相对倾斜。

【技术特征摘要】
1.一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法，其特征在于
该探测方法包括如下步骤：
S1、产生一束平行相干光并垂直射向摄像头模组中的物镜，所述
平行相干光的中心轴线与物镜的光轴为共轴，平行相干光的中心轴线
垂直于物镜的主平面；
S2、获取传感器芯片反射而产生的衍射频谱图像，该衍射频谱图
像由平行相干光经摄像头模组的物镜会聚后，到达摄像头模组的传感
器芯片，传感器芯片在接收到相干光束后在其表面产生反射，反射光
束再次经过摄像头模组的物镜并在距离物镜一倍焦距处产生，所述衍
射频谱图像为传感器芯片的衍射频谱图像；
S3、计算衍射频谱图像的几何中心位置，以及衍射频谱图像的零
级频谱的中心位置；
S4、判断衍射频谱图像的零级频谱的中心位置与衍射频谱图像的
几何中心位置是否重合，如果重合，则确定摄像头模组的物镜的主平
面与传感器芯片为平行，如果不重合，则确定摄像头模组的物镜的主
平面与传感器芯片为相对倾斜。
2.如权利要求1所述的一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探
测方法，其特征在于，在步骤S4之后，有步骤S5：计算衍射频谱图
像零级频谱中心位置相对于衍射频谱图像几何中心位置的偏移量和
偏移方向。
3.如权利要求2所述的一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探

\t测方法，其特征在于，在步骤S5之后，有步骤S6：根据偏移量和偏
移方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：田劲东，吴建梅，胡荣镇，杨其昌，李东，田勇，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44