[发明专利]用于机动车辆的成像设备

说明书

本文公开了一种适用于机动车辆的成像设备以及一种提供该成像设备的方法。成像设备具有使用多个透镜布置的光学组件和转换光学组件所接收的光线的图像传感器。具体来说，光学组件包括堆叠在一起的多个透镜。使用在x、y、z轴中的六自由度的主动对准过程将光学组件和图像传感器进行对准，确定光学组件相对于图像传感器的位置。

技术领域

本公开涉及成像设备。在此特别公开了一种适合在机动车辆内部使用的成像设备。

背景技术

成像设备通常用于面部或生物特征识别用途。专门针对车辆应用的此类成像设备被集成到显示单元中，以使成像设备能够为安全目的或为监控驾驶员的状态而拍摄客舱内部，监视客舱内部的情况。例如，显示单元可以被安装到位于驾驶员前面的仪表板上。

与用在车辆环境中的成像设备相关的典型问题包括光学像差。光学像差的类型包括在成像设备制造过程中透镜的制造缺陷或透镜与图像传感器未对准，这导致图像拍摄的质量较差，例如聚焦较差或图像模糊。

本公开目的是提供一种解决光学像差问题的成像设备。本公开的其他优点将通过本文提供的示例性实施例来体现。

发明内容

在本公开的第一方面，提供了一种用于机动车辆的成像设备。成像设备可以包括具有多个透镜的光学组件和配置为将光学组件所接收的光线转换成电信号的图像传感器。光学组件和图像传感器可以根据在x、y、z轴中的六自由度进行对准。有利的是，上述设置产生景深改善的更清晰的图像。

优选地，光学组件和图像传感器的对准可使用主动对准过程来实现，其中，所述多个透镜与图像传感器进行在x、y、z轴中的六自由度的对准。光学组件的多个透镜可以相对于图像传感器在三笛卡尔坐标轴即x、y、z轴中分别进行调整，使每个透镜的中心轴线与其他透镜的中心轴线以及图像传感器的中心轴线匹配或基本匹配。当每个透镜的中心轴线与其他透镜的中心轴线以及图像传感器的中心轴线匹配或基本匹配时，光学像差被消除，且产生更清晰的图像。每个透镜可以在x、y、z轴上移动和绕图像传感器旋转(即平移和旋转运动)，从而实现六自由度。

如上所述，光学组件包括多个透镜。所述多个透镜可以是堆叠在一起的两个或更多个球面透镜、两个或更多个非球面透镜或两种类型的透镜组合。通过透镜堆叠组成的光学组件的优点是空间的优化和焦距的改进。非球面透镜比球面透镜更有效地减小了光学像差，尽管前者不如后者经济。因此，将两种类型的透镜组合使用可以平衡经济性和空间要求。

光学组件可进一步包括用于容纳所述多个透镜的壳体。具有容纳所述多个透镜的壳体的好处是防止光学组件在操作过程中落灰和损坏。

成像设备可以包括适合应用场合的附加元件。例如，成像设备可以包括带通滤波器，以允许选择的频率范围通过而到达图像传感器。带通滤波器可以是红外带通滤波器，仅允许红外光谱内的光线通过。

为了消除不期望的振动或改善隔振性，光学组件可以包括一个或多个振动吸收装置以吸收振动。合适的振动吸收装置包括卡环、挡圈、夹子或挠曲件，具体取决于设计规格，尽管弹性体卡环在机动车环境中是理想的。

另外，可以在多个透镜(即光学组件)和图像传感器之间施加粘合力，以保持光学组件和图像传感器的对准。

图像设备可以进一步包括处理电路，以将来自图像传感器的电信号电子地转换为图像。

在本公开的第二方面，提供了一种具有根据本公开的成像设备的机动车辆仪表板。

在本发明公开的第三方面，提供了一种具有根据本公开的成像设备的移动通信装置。

在本发明公开的第四方面，提供了一种提供根据本公开的用于机动车辆的成像设备的方法。该方法包括以下步骤：(1)提供用于接收光线的光学组件；(2)提供用于将接收到的光线转换为电信号的图像传感器；以及(3)使光学组件相对于图像传感器在x、y、z轴中六自由度地主动对准。