紧凑型工业相机制造技术

一种紧凑型工业相机，包括光学镜头、壳体和图像处理板，此板不需要板对板连接器，集高速图像传感器区域、电源管理区域、图像处理区域、程序管理区域、万兆光纤接口区域于一块软硬结合板，各相邻区域之间通过电路板柔性层交换数据，整个图像处理板通过螺丝安装在外壳的容置空间内。本发明专利技术实时输出帧速率达1000帧/秒、传输距离远，支持10gbase‑sr协议，且结构紧凑，小巧轻便，可方便的接入高速数据存储和高速目标追踪等系统中。

【技术实现步骤摘要】
紧凑型工业相机
本专利技术涉及高速成像领域，特别是涉及一种通过万兆网为数据接口的紧凑型工业相机。
技术介绍
随着集成电路工艺水平以及传感器设计水平的提高，高速图像传感器发展迅速，使高速图像数据的传输成为瓶颈，目前市场上有些成熟的高速接口方案，但往往这些满足高速数据传输的接口传输距离短且体积都比较大，使得工业相机的体积也都比较大且重，难以集成到高速数据存储、高速目标跟踪以及高速小应用场景等系统中，因此如何设计一种不需要板对板连接器且能高速传输数据、结构紧凑的工业相机就是当前迫切需要解决的难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种紧凑型工业相机，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种紧凑型工业相机，包括光学镜头、外壳和图像处理板；其中所述外壳内部设置有容置空间，所述容置空间容置所述图像处理板；所述外壳上设置有一供所述光学镜头穿过的镜头开口，所述光学镜头穿过所述镜头开口连接至所述图像处理板；其特征在于：所述图像处理板是一块一体成型的软硬结合板，包括各种功能区域，其中所述各种功能区域位于不同的刚性基板上，所述各种功能区域之间不通过板对板连接器而是通过柔性基板上的布线直接连接，且所述柔性基板能够折叠以减小整个图像处理板占用的空间。基于上述技术方案可知，本专利技术的紧凑型万兆网高速工业相机具有以下有益效果：本专利技术的紧凑型工业相机，选用低功耗高速传感器，不需要散热措施，且只需一块软硬结合图像处理板，并通过垂直折叠的方式安装在相机外壳内，安装方便，使得相机的体积很小且轻，数据接口采用万兆网光纤，支持10gbase-sr协议，能够实时稳定传输1000帧/秒的图像数据，传输距离可达百米，可方便的接入高速数据存储和高速目标追踪等系统中；本专利技术的紧凑型工业相机，结构简单，安装方便。附图说明图1为本专利技术一实施例的紧凑型万兆网高速工业相机的爆炸结构示意图；图2为本专利技术一实施例的图像处理板平面的结构示意图；图3A和图3B分别为本专利技术一实施例的外壳前面板后视图和外壳中筒仰视图。具体实施方式本专利技术公开了一种紧凑型工业相机，包括光学镜头、壳体、图像处理板，其中图像处理板为一软硬结合板，集高速图像传感器区域、电源管理区域、图像处理区域、程序管理区域和万兆光纤接口区域等于一块软硬结合板上，板上各相邻区域之间不需要板对板连接器，而是通过柔性层交换数据，从而使本专利技术的工业相机结构紧凑，小巧轻便，可方便的接入高速数据存储和高速目标追踪等系统中。具体地，本专利技术公开了一种紧凑型工业相机，包括光学镜头、外壳和图像处理板；其中所述外壳内部设置有容置空间，所述容置空间容置所述图像处理板；所述外壳上设置有一供所述光学镜头穿过的镜头开口，所述光学镜头穿过所述镜头开口连接至所述图像处理板；其特征在于：所述图像处理板是一块一体成型的软硬结合板，包括各种功能区域，其中所述各种功能区域位于不同的刚性基板上，所述各种功能区域之间不通过板对板连接器而是通过柔性基板上的布线直接连接，且所述柔性基板能够折叠以减小整个图像处理板占用的空间。其中，上述图像处理板是通过常规的印刷线路板制造方法一体制造出来的，其中在形成单层或多层铜布线时，即有选择的将板的不同层分别通过刚性和柔性材料来形成，例如电路板中间层采用聚酰亚胺等柔性材料来制备，其余层采用FR4等刚性材料来制备，从而制备得到一体成型的软硬结合板，其中通过挖空刚性材料层而裸露的柔性层部分可以折叠90°，从而减小整个图像处理板占用的空间，使最终产品更加紧凑。其中，所述光学镜头为可调焦镜头。其中，所述外壳上还设置有供光纤接口穿过的光纤开口，所述光纤接口穿过所述光纤开口连接至所述图像处理板上的光纤接口区域；所述光纤接口支持10gbase-sr协议。其中，所述光纤接口为万兆网光纤接口，实时输出帧速率大于等于1000帧/秒。其中，所述柔性基板通过折叠成相互垂直来形成一个立方体状。其中，所述外壳包括前面板、中筒以及后面板；所述前面板以及后面板通过螺丝与中筒连接，所述前面板上设置有所述光学镜头开口。其中，所述中筒正上方和下方对称位置设置有散热孔阵列，所述中筒两侧对称位置分别设置有散热条阵列。其中，所述外壳前面板通过螺丝固定至所述中筒螺丝孔，所述图像处理板上的功能区域包括高速图像传感器区域，所述高速图像传感器区域所在的刚性基板通过螺丝固定至所述前面板螺丝孔，所述图像处理板通过连接块与螺丝固定至所述中筒，所述后面板通过螺丝固定至所述中筒。其中，所述外壳中筒的下面设置有固定所述紧凑型工业相机的固定螺丝孔。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清晰明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。如图1，为本专利技术一实施例中的一种紧凑型万兆网高速工业相机爆炸结构示意图。如图1、2所示，本专利技术该实施例中的紧凑型万兆网高速工业相机，包括光学镜头1、外壳3、6、11、图像处理板7、8、9、17、18以及连接块19；上述外壳内部设置有容置空间，上述容置空间容置上述图像处理板；上述连接块19用来固定上述图像处理板；上述外壳前面板3设置有一供上述光学镜头1穿过的镜头开口12，上述光学镜头1穿过上述镜头开口12连接至上述图像处理板；上述外壳后面板11设置有一供上述万兆光纤接口27穿过的光纤开口21，上述光纤接口27穿过上述光纤开口21连接至上述图像处理板；上述光学镜头1为可调焦镜头，可根据拍摄场景而自动调节，以达到最好的成像效果。上述外壳包括前面板3、中筒6以及后面板11；上述前面板3以及后面板11通过螺丝与中筒6连接，上述前面板3上设置有上述光学镜头开口12，上述后面板11上设置有上述光纤开口21。还包括电源接头29，上述后面板11还设置有供上述电源接头穿过的电源接头开口23，上述电源接头29穿过所述电源接头开口23连接至上述图像处理板18。如图2所示，上述图像处理板7、8、9、17、18是一块软硬结合板，包括图像传感器区域7、电源管理区域18、图像处理区域8、程序管理区域9以及万兆光纤接口区域17；上述各相邻区域通过柔性层16、24、25、26交换数据并折叠至相互垂直，通过上述连接块固19固定在一起，并进一步通过螺丝29固定至中筒6。上述图像处理板是通过常规的印刷线路板制造方法一体制造出来的，其中在形成单层或多层铜布线时，即有选择的将板的不同层分别通过刚性和柔性材料来形成，例如电路板中间层采用聚酰亚胺等柔性材料来制备，其余层采用FR4等刚性材料来制备，从而制备得到一体成型的软硬结合板，其中通过挖空刚性材料层而裸露的柔性层部分可以折叠90°，从而减小整个图像处理板占用的空间，使最终产品更加紧凑。上述图像传感器区域7设置有一颗图像传感器，具有低功耗、高速、自校准等特点；图像传感器输出的1000帧/秒的数据通过上述柔性层25传输至上述图像处理区域8，上述图像处理区域主芯片为一颗FPGA芯片，其产生驱动上述图像传感器的驱动信号，并通过上述柔性层25接收高速图像数据，上述图像处理区域设置有一颗DDR3存储器，可以保存8Gb的连续帧数据，使得上述高速相机具备机身存储性能；上述电源管理区域18负责产生并控制上述各区域所需的电源，主要包括Powersoc电源芯片、LDO电源芯片以及保护电路；上述程序管理区域9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑型工业相机，包括光学镜头、外壳和图像处理板；其中所述外壳内部设置有容置空间，所述容置空间容置所述图像处理板；所述外壳上设置有一供所述光学镜头穿过的镜头开口，所述光学镜头穿过所述镜头开口连接至所述图像处理板；其特征在于：所述图像处理板是一块一体成型的软硬结合板，包括各种功能区域，其中所述各种功能区域位于不同的刚性基板上，所述各种功能区域之间不通过板对板连接器而是通过柔性基板上的布线直接连接，且所述柔性基板能够折叠以减小整个图像处理板占用的空间。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型工业相机，包括光学镜头、外壳和图像处理板；其中所述外壳内部设置有容置空间，所述容置空间容置所述图像处理板；所述外壳上设置有一供所述光学镜头穿过的镜头开口，所述光学镜头穿过所述镜头开口连接至所述图像处理板；其特征在于：所述图像处理板是一块一体成型的软硬结合板，包括各种功能区域，其中所述各种功能区域位于不同的刚性基板上，所述各种功能区域之间不通过板对板连接器而是通过柔性基板上的布线直接连接，且所述柔性基板能够折叠以减小整个图像处理板占用的空间。2.根据权利要求1所述的紧凑型工业相机，其特征在于，所述光学镜头为可调焦镜头。3.根据权利要求1所述的紧凑型工业相机，其特征在于，所述外壳上还设置有供光纤接口穿过的光纤开口，所述光纤接口穿过所述光纤开口连接至所述图像处理板上的光纤接口区域；所述光纤接口支持10gbase-sr协议。4.根据权利要求3所述的紧凑型工业相机，其特征在于，所述光纤接口为万兆网光纤接口，实时输出帧速率...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦润江，刘力源，吴南健，刘剑，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11