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专利名称：用于确定图像传感器的倾斜的方法
技术领域：
本发明涉及用于确定摄像机中的图像传感器的倾斜的方法。
背景技术：
摄像机尤其是监控和监视摄像机获得的图像的质量已得到提高，但对更高质量的图像的要求也在提高。这些要求导致的结果之一是在摄像机中实现像素数量增加和像素间距减小的图像传感器。然而，为了实现更高质量的图像，除像素数量和像素间距外，还应考虑其它特征。例如，在图像传感器中像素数量的增加和像素间距的缩短使得图像捕获装置对图像传感器与向图像传感器提供表现场景的光的光学器件之间的失准愈加敏感。因此，如果 图像传感器安装精度不够高，则由增加的像素数量而产生的质量可能劣化。目前，利用各种不同的方法来测量图像传感器相对于摄像机的光轴，即安装到摄像机上的镜头的光轴的倾斜。一种方法包括利用“绝佳光学器件”，即基本无缺陷的光学器件。利用该“绝佳光学器件”捕获特定目标的图像，然后通过分析所捕获的图像可确定传感器的倾斜。在另一种方法中，利用显微镜测量倾斜，其中在显微镜中采用极短的景深。在又一种方法中，激光束沿摄像机的光轴被导引到图像传感器上，并检查反射是否从光轴偏转。该方法的一个问题是识别来自图像传感器的反射，这是由于当沿光轴向图像传感器发出激光时产生多个反射，难以确定这些反射中的哪一个源自于图像传感器。

发明内容
本发明的一个目的是提供用于确定安装在摄像机中的图像传感器的倾斜的改进方法。该目的借助于根据权利要求I所述的用于确定摄像机中的图形传感器表面平面的倾斜的方法得以实现。本发明的进一步的实施例在从属权利要求中呈现。更具体地，根据一个实施例，一种用于确定摄像机中的图像传感器表面平面相对于所述摄像机的镜头参考平面的倾斜的方法包括将光发送到所述图像传感器上，接收从所述图像传感器反射的光，识别所反射的光的干涉图样，识别所述干涉图样的特征，以及基于在所述干涉图样中识别出的所述特征的位置确定所述图像传感器表面平面的倾斜。基于干涉图样的特征确定图像传感器的倾斜的优点在于该确定更可靠。提高的可靠性是由来自于图像传感器本身上的反射的干涉图样产生的结果，而不是来自可布置于射向图像传感器的光路中的所有其它的反射表面的干涉图样产生的结果。因此，对由图像传感器之外的其它表面或装置产生的特征进行测量的风险得以最小化。根据一个实施例，所述特征为所述干涉图样的干涉位置。根据另一个实施例，所述特征为所述干涉图样中的零级干涉。在一个实施例中，所述零级干涉的识别基于与来自发送到所述图像传感器上的光的路径中的反射表面的镜面反射的近似。因此，有利于识别出干涉图样内的零级干涉。在另一个实施例中，所述零级干涉的识别基于与来自未倾斜的图像传感器的零级干涉的期望位置的近似。该实施例的一个优点在于便于识别出干涉图样内的零级干涉。在又一个实施例中，通过测量干涉的特征的位置与未倾斜的图像传感器表面平面的干涉的特征的期望位置之间的距离来确定所述图像传感器表面平面的倾斜。根据另一个实施例，通过测量干涉的特征的位置与预定的中心点之间的距离来确定所述图像传感器表面平面的倾斜，其中所述预定的中心点是正常操作时安装至所述摄像机上的镜头的光轴与分析表面相交的点。根据一个实施例，确定所述图像传感器表面平面的倾斜包括确定所识别的干涉特征的第一位置，绕垂直于所述镜头参考平面的轴将所述摄像机大致旋转180度，在旋转所述摄像机之后，确定所述干涉特征的第二位置，以及基于所述干涉特征的所述第一位置·与所述第二位置之间的距离确定所述图像传感器表面平面的倾斜。该实施例的优点在于可无需为确定倾斜而识别与干涉特征的位置相关的精确的中心点来确定倾斜。因此，可避免与类似中心点的精确度相关的不确定度，结果可更加可靠。在又一个实施例中，所述镜头参考平面为垂直于正常操作时安装到所述摄像机的镜头的光轴的平面。在一个实施例中，所述方法进一步包括将所述摄像机附接到测试装置，该测试装置将所述镜头参考平面布置为大致平行于分析表面。根据另一个实施例，在分析表面上确定干涉特征的位置。在一个实施例中，所述分析表面包括能够可视地呈现从所述摄像机反射的光的表面。可视地呈现的优点在于看着表面的人员可进行分析，以及可在相当简单的装置中实现该分析。因此，这种装置的成本可较低。在另一个实施例中，所述分析表面包括布置为检测从所述摄像机反射的光的图像传感器。该实施例的优点在于不需要人来监控和分析该结果。根据一个实施例，发送到所述图像传感器上的光为单色光。根据另一个实施例，发送到所述图像传感器上的光为激光。本发明的又一应用范围从下面给出的详细描述中将变得明显。然而，应当理解，由于在本发明范围内的各种改变和修改从详细描述中对于本领域技术人员来说将变得明显，因此仅仅通过示例的方式给出该详细描述和指示本发明优选实施例的特定示例。因此，应当理解，本发明不限于所描述装置的具体组成部件或者所描述方法的步骤，这是因为这种装置和方法可以改变。还应当理解，本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在进行限制。必须注意，如在说明书和所附权利要求中所使用的单数形式以及“所述”等旨在意味着存在一个或多个元件，除非上下文另外明确地指定。因此，例如对“传感器”或“所述传感器”的引用可以包括若干传感器等。此外，词语“包括”不排除其它的元件或步骤。


从以下参照附图对当前优选实施例的详细描述中，本发明的其它特征和优点将变得明显，附图中图I为表不根据本发明一个实施例的结构和光路的不意图，
图2为表示对从倾斜的表面，例如图像传感器反射的光束的作用的示意图，图3为表示干涉图样的中央部分的示意图，图4为表示干涉图样的中央部分和来自朝图像传感器发送的光的路径中的其它表面的反射的示意图，图5为示出根据本发明一个实施例的待测距离的示意图，图6为示出根据本发明另一个实施例的待测距离的示意图，图7为根据一个实施例用于实现本发明的设备的示意图，图8为示出根据本发明一个实施例的待用测试图样的示意图，以及 图9为示出根据本发明另一个实施例的待用测试图样的示意图。此外，在图中，相同的附图标记在这些图中始终表示相同或相应的部件。
具体实施例方式本发明涉及摄像机的检验，特别涉及检查摄像机中的图像传感器的倾斜的过程。现在参照图1，根据本发明的一个实施例，检查摄像机12中的图像传感器10的倾斜包括将光14通过摄像机身18中的图像捕获开口 16发送到图像传感器10上。根据摄像机的设计，光14可传播通过一个或多个透明板或透明物20。发送到图像捕获开口中的光14随后会被图像传感器10和透明板20反射，反射光22在附图中用从图像传感器10和透明板20返回的箭头图示。该反射随后在分析表面24上被捕获，在分析表面24处可对得到的反射图样进行分析。发送到摄像机12中并射至图像传感器10上的光14可借助于窄带光源、单色光源或激光器而被传输到图像传感器上。根据一个实施例，光14沿方向垂直于镜头参考平面26的轴发射到摄像机中。在本发明语境中，镜头参考平面26是与正常操作时安装至摄像机的镜头的光轴垂直的平面。因此，镜头参考平面在大多数情况下可与摄像机的镜头座相关，该镜头座限定了安装在摄像机上的镜头的光轴的方向。本发明的基本思想是检查图像传感器10相对于镜头参考平面26的倾斜，以便保证摄像机12的质量。如果图像传感器10的倾斜太大，则由图像传感器捕获的图像的质量较差。被视为导致质量较差的图像的倾斜量是主观的。不过，在大多数监视应用中，使图像传感器倾斜O. 5^1度常常导致对于实际应用来说过差的质量。借助于本发明，可检测O. I度等级的倾斜角。可针对一系列摄像机中的每一个摄像机或针对随机样品执行这种类型的检查。参见图2，根据一个实施例，检查图像传感器10的倾斜是通过使光14射至图像传感器10上，然后根据光从图像传感器10的反射22确定图像传感器10的倾斜来实现的。当图像传感器的光检测平面与镜头参考平面不平行时，确定图像传感器10是倾斜的。传感器的这种倾斜可通过检测射至图像传感器10上的光14和该光的反射22之间的偏差来确定。在图2中，从图像传感器反射的光是以与射向图像传感器的光14成2α的角度被反射。通过检测射至图像传感器10上的光14相对于反射22之间的该角度，可确定图像传感器10相对于镜头参考平面26的倾斜角。如果射至图像传感器上的光14是沿垂直于镜头参考平面的方向发射，则图像传感器关于镜头参考平面的倾斜角α是射向图像传感器10的光14与反射光22之间的角度2 α的一半。倾斜角α、图像传感器10与分析表面之间的距离I以及从图像传感器10反射的光的理想位置28与从图像传感器10反射的光的实际位置30之间的距离r之间的关系可由下式表示
权利要求
1.一种用于确定摄像机中的图像传感器表面平面相对于所述摄像机的镜头参考平面的倾斜的方法，所述方法包括 将光发送到所述图像传感器上， 接收从所述图像传感器反射的光， 识别所反射的光的干涉图样， 识别所述干涉图样的特征，以及 基于在所述干涉图样中识别出的所述特征的位置确定所述图像传感器表面平面的倾斜。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述特征为所述干涉图样的干涉位置。
3.根据权利要求I所述的方法，其中所述特征为所述干涉图样中的零级干涉。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述零级干涉的识别基于与来自发送到所述图像传感器上的光的路径中的反射表面的镜面反射的接近。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述零级干涉的识别基于与来自未倾斜的图像传感器的零级干涉的期望位置的接近。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中通过测量干涉的特征的位置与未倾斜的图像传感器表面平面的干涉的特征的期望位置之间的距离来确定所述图像传感器表面平面的倾斜。
7.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中通过测量干涉的特征的位置与预定的中心点之间的距离来确定所述图像传感器表面平面的倾斜，其中所述预定的中心点是正常操作时安装至所述摄像机上的镜头的光轴与分析表面相交的点。
8.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中确定所述图像传感器表面平面的倾斜包括 确定所识别的干涉特征的第一位置， 绕垂直于所述镜头参考平面的轴将所述摄像机大致旋转180度， 在旋转所述摄像机之后，确定所述干涉特征的第二位置，以及基于所述干涉特征的所述第一位置与所述第二位置之间的距离确定所述图像传感器表面平面的倾斜。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的方法，其中所述镜头参考平面为垂直于正常操作时安装到所述摄像机的镜头的光轴的平面。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的方法，进一步包括将所述摄像机附接到测试装置，该测试装置将所述镜头参考平面布置为大致平行于分析表面。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的方法，其中在分析表面上确定干涉特征的位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述分析表面包括能够可视地呈现所述摄像机反射的光的表面。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其中所述分析表面包括布置为检测从所述摄像机反射的光的图像传感器。
14.根据权利要求I至13中任一项所述的方法，其中发送到所述图像传感器上的光为单色光。
15.根据权利要求I至14中任一项所述的方法，其中发送到所述图像传感器上的光为激光。
全文摘要
本发明涉及用于确定图像传感器的倾斜的方法。本发明特别涉及一种用于确定摄像机中的图像传感器表面平面相对于摄像机的镜头参考平面的倾斜的方法。该方法包括将光发送到所述图像传感器上，接收从所述图像传感器反射的光，识别所反射的光的干涉图样，识别所述干涉图样的特征，以及基于在所述干涉图样中识别出的所述特征的位置确定所述图像传感器表面平面的倾斜。
文档编号G01C9/00GK102889879SQ20121020325
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月15日 优先权日2011年7月21日
发明者约纳斯·耶尔姆斯特伦, 安德斯·约翰内松 申请人:安讯士有限公司