本公開總地涉及多重成像器相機(jī)，更具體地涉及對(duì)準(zhǔn)裝置，該對(duì)準(zhǔn)裝置被配置成在每個(gè)成像器與相機(jī)接收到的圖像對(duì)準(zhǔn)之后固定安置多重成像器。

背景技術(shù)：

光學(xué)傳感器系統(tǒng)經(jīng)常用于汽車以及其他車輛以提供車輛周圍區(qū)域的圖像。在某些情況下，這些圖像被用于多種車輛警告與控制系統(tǒng)。在向前觀察光學(xué)傳感器系統(tǒng)的例子中，傳感器提供的圖像可用作輸入以供碰撞避免、車道偏離檢測(cè)、向前碰撞警告、側(cè)面警告、自適應(yīng)巡航控制、夜視、前燈控制、雨感測(cè)系統(tǒng)和其他。通常，向前觀察光學(xué)傳感器系統(tǒng)被定位在靠近后視鏡的擋風(fēng)玻璃之后以獲得相似于司機(jī)的視場(chǎng)的前方道路的視場(chǎng)。光學(xué)傳感器系統(tǒng)也可用于觀察車輛后面的區(qū)域以供倒車、拖車牽引、后視碰撞警告以及后方盲區(qū)警告系統(tǒng)。另外，光學(xué)傳感器系統(tǒng)可用于確定約束系統(tǒng)的乘客位置、后座乘客監(jiān)視，或者安全與指令檢測(cè)系統(tǒng)。

對(duì)于每個(gè)這些車輛警告或控制系統(tǒng)的獨(dú)立傳感器系統(tǒng)的成本，加上在車輛里高效地封裝多個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，期望使用單個(gè)傳感器系統(tǒng)來對(duì)多個(gè)車輛警告和控制系統(tǒng)提供圖像。不幸的是，由于光靈敏度、頻譜靈敏度和視場(chǎng)對(duì)每個(gè)車輛警告和控制系統(tǒng)有特定的需求，因此當(dāng)使用單個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)時(shí)，存在性能折衷。這些性能折衷已經(jīng)先排除了每個(gè)車輛警告和控制系統(tǒng)的最佳性能。

例如，夜視系統(tǒng)可需要具有高光靈敏度的光學(xué)傳感器系統(tǒng)，因?yàn)樾枰诜浅Ｎ⑷醯牧炼认逻h(yuǎn)距離地感測(cè)物體的對(duì)比度。相比之下，車道偏離系統(tǒng)可適應(yīng)具有更低光靈敏度的光學(xué)傳感器系統(tǒng)，因?yàn)槿展饣蚯盁?在近距離處)提供了足夠的照明。

光靈敏度主要由用于光學(xué)傳感器系統(tǒng)中將光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光電器件的像素尺寸所確定；更大的像素具有更多的面積可供光子來撞擊像素并且被吸 收。如本文中所使用的，光電器件是可操作來產(chǎn)生視頻信號(hào)的光學(xué)傳感器系統(tǒng)的組件。但是，對(duì)于相同的視場(chǎng)，更大的像素尺寸需要更大的光電器件。對(duì)于已知像素尺寸，通過增加曝光時(shí)間，可增加光靈敏度。但是，更長(zhǎng)的曝光時(shí)間將降低圖像的幀速率。另外，通過使用更大的孔徑透鏡以允許更多的光落入傳感器的像素上，能增加光靈敏度。但是，更大的孔徑通常需要更大的透鏡，這增加了光學(xué)傳感器系統(tǒng)的封裝尺寸。

不同的車輛警告和控制系統(tǒng)也可需要具有不同頻譜靈敏度的光學(xué)傳感器系統(tǒng)。例如，尾燈檢測(cè)系統(tǒng)可能需要對(duì)紅光的靈敏度，車道偏離探測(cè)系統(tǒng)可能需要對(duì)黃光的靈敏度，而夜視系統(tǒng)可能需要對(duì)紅外光的靈敏度。如果在全部這三個(gè)車輛警告和控制系統(tǒng)中使用單個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)，可能需要性能折衷。

不同的車輛警告和控制系統(tǒng)也可能需要具有不同視場(chǎng)的光學(xué)傳感器系統(tǒng)。例如，雨檢測(cè)系統(tǒng)可能需要寬敞的視場(chǎng)而自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可能需要狹窄的視場(chǎng)。再次地，使用單個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)可能需要性能折衷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了多重成像器相機(jī)。相機(jī)包括塊體、成像器和對(duì)準(zhǔn)裝置。塊體被配置為將圖像引導(dǎo)至靠近由塊體限定的多個(gè)孔徑的多重成像器。多重成像器的成像器被配置為接收穿過多個(gè)孔徑的孔徑的圖像。對(duì)準(zhǔn)裝置置于塊體和成像器之間。對(duì)準(zhǔn)裝置被配置為允許六個(gè)自由度來使成像器對(duì)準(zhǔn)圖像。六個(gè)自由度包括沿著孔徑的x軸、y軸和z軸的調(diào)節(jié)，關(guān)于孔徑的俯仰(pitch)軸、偏航(yaw)軸和翻滾(roll)軸的調(diào)節(jié)。對(duì)準(zhǔn)裝置進(jìn)一步被配置為在成像器對(duì)準(zhǔn)圖像之后，把成像器與塊體固定聯(lián)接。

在閱讀優(yōu)選實(shí)施例的下列詳細(xì)描述后，進(jìn)一步的特征和優(yōu)勢(shì)將更清楚地呈現(xiàn)出，這些優(yōu)選實(shí)施例僅作為非限定性的示例且結(jié)合附圖而給出。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖借助示例來描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1A和1B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多重成像器相機(jī)的相對(duì)視角的等軸側(cè)視圖；

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖1A和1B的相機(jī)的分解圖；

圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖1A和1B的相機(jī)的對(duì)準(zhǔn)裝置的特寫等軸側(cè)視 圖。

圖4A、4B、4C、4D、4E和4F是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖3的對(duì)準(zhǔn)裝置提供的六個(gè)自由度的示意圖。

圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的使圖1A和1B的相機(jī)對(duì)準(zhǔn)的工具的等軸側(cè)視圖；以及

圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖1A和1B的相機(jī)的替代對(duì)準(zhǔn)裝置的特寫等軸側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了多重成像器相機(jī)(下文稱為相機(jī)10)的非限制性示例。通常，相機(jī)10被配置為使多種成像器(例如16A、16B、16C)，諸如可見光成像器、紅外光成像器以及低分辨率高速成像器，能夠通過共享透鏡組件(下文稱為透鏡14)從視場(chǎng)12捕捉圖像。通過將多重成像器16A、16B和16C安排成共享透鏡14，因?yàn)槊總€(gè)成像器不需要單獨(dú)的透鏡，所以可以降低費(fèi)用，以及可降低在不同波長(zhǎng)或在不同分辨率下檢測(cè)圖像的系統(tǒng)的總體尺寸。如果期望覆蓋或者組合圖像(即組合表示來自每個(gè)成像器的圖像的視頻信號(hào))，則期望成像器與圖像對(duì)準(zhǔn)以使圖像能夠以有用的方式被組合。如將在下文更詳細(xì)描述的，本文所描述的相機(jī)10包括用于將多種成像器與來自透鏡14的圖像容易地對(duì)準(zhǔn)并由此避免在組合的圖像被人觀察時(shí)可能引起清晰度下降的誤匹配圖像的裝置。

圖2進(jìn)一步示出相機(jī)10的分解圖的非限定性示例。相機(jī)包括框架或者塊體20，該框架或者塊體被配置為尤其將來自透鏡14的圖像引導(dǎo)到靠近由塊體20限定的多個(gè)孔徑22A、22B和22C定位的多重成像器16A、16B和16C。雖然本文所述的非限制性示例示出三個(gè)成像器，可構(gòu)想具有兩個(gè)成像器或多于三個(gè)成像器的相機(jī)。

圖3示出可以是多重成像器16A、16B和16C中任何一個(gè)的成像器16的非限定性通用示例。成像器16被配置為接收來自透鏡14穿過孔徑22的圖像，可以是多個(gè)孔徑22A、22B、22C中任何一個(gè)?？讖?2的尺寸被調(diào)整成使成像器16可相對(duì)于孔徑22充分地移動(dòng)以使成像器16與來自透鏡14的圖像對(duì)準(zhǔn)并因此補(bǔ)償組成相機(jī)10的多種零件的任何預(yù)期的零件間(part-to-part)變化性。

為了使成像器16對(duì)準(zhǔn)來自透鏡14的圖像，相機(jī)10包括置于塊體20和成像器16之間臨近孔徑22的對(duì)準(zhǔn)裝置24。對(duì)準(zhǔn)裝置24有利地被配置為允許六 個(gè)自由度來使成像器16對(duì)準(zhǔn)圖像。如將由本領(lǐng)域人員認(rèn)識(shí)的那樣，六個(gè)自由度包括沿著三個(gè)軸(例如x、y、z)運(yùn)動(dòng)和圍繞那三個(gè)軸(例如俯仰、偏航、翻滾)運(yùn)動(dòng)。

圖4A、4B、4C、4D、4E和4F示出每一個(gè)六個(gè)自由度或調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)包括沿著孔徑22的x軸41、y軸42和z軸43的調(diào)節(jié)，以及關(guān)于孔徑22的俯仰軸44、偏航軸45和翻滾軸46的調(diào)節(jié)。一旦完成了對(duì)準(zhǔn)過程(對(duì)準(zhǔn)過程的示例在下面示出)，各個(gè)成像器對(duì)于相機(jī)10的相對(duì)位置需要就地固定或鎖定。另外，對(duì)準(zhǔn)裝置24進(jìn)一步被配置為在成像器16對(duì)準(zhǔn)圖像之后，使成像器16與塊體20固定聯(lián)接。換而言之，成像器16就地鎖定以使它不會(huì)在對(duì)準(zhǔn)過程已經(jīng)完成之后變成未對(duì)準(zhǔn)。雖然本文所示的示例都建議每個(gè)成像器具有相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)裝置，但是可構(gòu)想成像器中的一個(gè)(例如成像器16B)可以以不可調(diào)節(jié)的方式附連到或聯(lián)接在塊體20上，而其他的成像器(例如成像器16A和/或成像器16B)可相對(duì)于就地固定的成像器被調(diào)節(jié)。但是，為了保持調(diào)節(jié)過程盡可能靈活，優(yōu)選每個(gè)成像器與調(diào)節(jié)裝置聯(lián)接。

再次參見圖2，為了把來自透鏡14的圖像分配或指向多個(gè)孔徑22A、22B和22C，相機(jī)10裝配有分束器26，該分束器26被配置成將圖像引導(dǎo)至多個(gè)孔徑22A、22B和22C。如本文使用的，分束器26的定義包括適于將來自透鏡14的圖像在多個(gè)方向上引導(dǎo)至多個(gè)孔徑22A、22B和22C的任何裝置或設(shè)備。通過示例而非作為限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到分束器可包括一個(gè)或更多半鍍銀(half-silvered)鏡子。如果相機(jī)10裝配僅有兩個(gè)成像器，那么單個(gè)半鍍銀鏡子用于兩個(gè)成像器可足以在兩個(gè)方向上分離圖像。如果相機(jī)10裝配有三個(gè)成像器，那么可能需要兩個(gè)半鍍銀鏡子。認(rèn)識(shí)到，可能優(yōu)選的是，如若這些鏡子被配置為反射和允許通過非50/50的光比率以適應(yīng)多種成像器的光靈敏度特性。替代地，代替被動(dòng)的分束器(例如半鍍銀鏡子)，分束器26可包含可在全反射態(tài)和全傳輸態(tài)之間操作的一個(gè)或更多電致變色(electrochromic)鏡子，如將被本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的。

再次參見圖3，對(duì)準(zhǔn)裝置24的非限定性示例包括與塊體20聯(lián)接的外部環(huán)28。通常，外部環(huán)28被配置為允許成像器16的位置沿著x軸41(圖4A)和y軸42(圖4B)的調(diào)節(jié)。一旦完成對(duì)準(zhǔn)過程，即成像器16對(duì)準(zhǔn)了圖像；外部環(huán)28的位置可被緊固或固定，例如，通過固化黏合劑和/或熱熔(heat staking)。作為進(jìn)一步示例而非限定，可先于把外部環(huán)28放置在塊體20上運(yùn)用紫外(UV) 光固化發(fā)起黏合劑(curing initiated adhesive)在外部環(huán)28與塊體20之間。然后，在完成對(duì)準(zhǔn)過程之后，UV光源可被用于固化黏合劑并且由此把外部環(huán)28固定在塊體20上。替代地，黏合劑可以是隨著冷卻變硬的熱熔型黏合劑。在黏合劑通過裝有彈簧的指狀物(未示出)或一些其他的固定裝置固化之前，外部環(huán)28可以被保持靠著塊體20，如將被本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到。

圖3所示的對(duì)準(zhǔn)裝置24的非限定性示例以及別處還包括與外部環(huán)28聯(lián)接的半球形環(huán)30。通常，半球形環(huán)30被配置為允許成像器16的位置沿著z軸43(圖4C)以及俯仰軸44(圖4D)、偏航軸45(圖4E)和翻滾軸46(圖4F)的調(diào)節(jié)。類似外部環(huán)28，可在靠著塊體20插入外部環(huán)28之前將紫外(UV)光固化發(fā)起黏合劑施加在半球形環(huán)30與外部環(huán)28之間。然后，在完成對(duì)準(zhǔn)過程之后，UV光源可被用于固化黏合劑并且由此把半球形環(huán)30固定在塊體28上。優(yōu)選地，半球形環(huán)30與外部環(huán)28之間的界面是干涉型或摩擦型配合從而一旦完成對(duì)準(zhǔn)，在對(duì)準(zhǔn)過程期間用于定位成像器16的工具能夠釋放成像器。

圖5示出有助于相對(duì)塊體20定位成像器16為了使成像器16對(duì)準(zhǔn)來自透鏡14的圖像的工具32的非限定性示例。在此示例中，成像器附連到與連接器36電連接的電路板34從而在對(duì)準(zhǔn)過程期間能夠監(jiān)視由成像器16拍攝到的圖像。雖然未示出，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到工具32可被附連到有效定位成像器16或使成像器16對(duì)準(zhǔn)圖像的機(jī)械臂或其他定位控制裝置。在此示例中，在使成像器16對(duì)準(zhǔn)圖像之前，半球形環(huán)30被固定地附連到成像器16。

外部環(huán)28未在圖5中示出，但預(yù)料到可在使成像器16對(duì)著塊體20前，靠著塊體20放置外部環(huán)28，或者可在使成像器16對(duì)著塊體20之前，放置外部環(huán)28在半球形環(huán)30上。在每種情況下，優(yōu)選在成像器16對(duì)準(zhǔn)圖像之后，使外部環(huán)28固定地附連到塊體20。相似地，優(yōu)選在成像器16對(duì)準(zhǔn)圖像之后，使半球形環(huán)30固定地附連到外部環(huán)28。

對(duì)準(zhǔn)過程可包括定向相機(jī)10，如此指向已知物體(未示出)的視場(chǎng)12具有預(yù)定的目標(biāo)有助于確定成像器16與物體的圖像的對(duì)準(zhǔn)。例如，物體可以是具有各種目標(biāo)畫在墻上的墻以使與連接器36連接的控制器(未示出)能夠確定成像器16的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。替代地，為了確定每個(gè)成像器的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)，激光可用于在每個(gè)成像器的一個(gè)或更多像素上投射光束。

圖6示出主要由黏合劑38的裝置構(gòu)成的對(duì)準(zhǔn)裝置24的非限定性示例，被配置為允許當(dāng)黏合劑38處于未固化態(tài)(即半液態(tài)或凝膠狀態(tài))時(shí)，使成像器 16對(duì)準(zhǔn)來自透鏡14的圖像，而當(dāng)黏合劑38處于固化態(tài)(即固態(tài)或穩(wěn)態(tài))時(shí)，使成像器16固定地附連到塊體20。此配置的優(yōu)點(diǎn)是它避免必須提供外部環(huán)28和半球形環(huán)30。缺點(diǎn)是在黏合劑固化期間，成像器必須就地保持。相反，如果半球形環(huán)30對(duì)外部環(huán)28具有干涉型配合，該干涉將允許工具32在成像器組件上釋放工具的手柄，并且當(dāng)?shù)却我怵ず蟿┕袒瘯r(shí)，將不會(huì)失去對(duì)準(zhǔn)。

相應(yīng)地，提供了多重成像器相機(jī)(相機(jī)10)。相機(jī)10有利地包括對(duì)準(zhǔn)裝置24，該對(duì)準(zhǔn)裝置允許使多種成像器(16A、16B、16C)對(duì)準(zhǔn)穿過共享透鏡(透鏡14)的圖像。相機(jī)有時(shí)被稱為多核相機(jī)(MCC)。本文所述的MMC可被高度緊湊地制造，具有多重功能，并且能夠運(yùn)行在可見、紅外波長(zhǎng)。核或成像器可被用于成像或無圖像感測(cè)(例如雨或光感測(cè))。除了對(duì)準(zhǔn)靈活性之外，配置還提供了成像器對(duì)透鏡的精確聚焦。獨(dú)立對(duì)準(zhǔn)提供了使成像器獨(dú)立地聚焦到透鏡的能力，由此允許由波長(zhǎng)、視場(chǎng)和/或成像器場(chǎng)(尺寸)的變化引起的透鏡14的后焦距的變化。

盡管已針對(duì)其優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而本發(fā)明不旨在如此限制，而是僅受后面權(quán)利要求書中給出的范圍限制。