主动光学校准

主动光学校准可最大限度地减少图像传感器的倾斜和旋转，并将传感器的中心和镜头光轴对齐。在贴装过程中实时分析和调整图像平面来实现主动校准，可以确保即便是图像角落，也和中心一样清晰。

主动光学校准

传感器的精确安装是相机图像质量的基础。准确并精确地安装传感器可以让相机的图像清晰且锐利。传感器平整的安装在中心位置可最大限度地提高镜头的光学性能。安装不仅会影响单个相机的图像质量，还会影响同一型号多批量相机的图像质量一致性。

它允许视觉设计人员能可靠地识别其光学规格，而无需担心在扩展应用程序时过度调整导致偏离原始规格。例如，想象一下，使用多个相同的视觉应用程序来检查同一产品，但每次都必须将相机和光学设置调整到不同的规格，或者更糟的是如果光学规格超出公差水平，必须返回并更换相机。LUCID在相机制造过程中采用主动光学校准，以最大限度地减少偏差，并确保每个Triton和Atlas相机的成像质量。

理想情况...

在理想情况下，传感器的光学中心、倾斜、旋转和后焦距 (BFD) 对于每个相机都是相同的。在这种情况下，传感器的安装过程将被详细说明和验证，并在制造过程中应用于未来的每个相机。然而，构成相机的每个组件都存在细微差别，例如相机镜头筒的角度、中心和深度，以及镜头筒，而且他们与 PCB板上的传感器位置息息相关。

上图：如果所有相机组件都制作完美，则每个相机的传感器都可以安装在相同位置。

上图：相机组件各种变量变化的的动态图。这会导致相机内部传感器的安装不一致。

传感器安装的挑战

也许其中一个组件存在微小差异，肉眼可能不会注意到这种差异，例如图像传感器下方的焊料厚度不同或者其封装时的图像传感器芯片有倾斜，但它们对图像质量的影响会很明显。会导致整个传感器区域的后截距不同，例如在图像中产生模糊的角落。下面的动态图是视觉设计人员可能会遇到的一些问题的夸张示例，这些问题都与未对准的相机传感器有关

左：传感器倾斜导致传感器平面上的焦点不同。中：不合规格的传感器旋转会增加相机安装的复杂性。右：有时镜筒可能会稍微偏离中心，可能会使图像边缘变暗

被动式传感器校准

传感器与光路对齐的传统方式依赖于相机组件的严格公差。相机制造商从多个供应商处采购组件，并必须确保它们符合其所要求的规格。然后按照顺序组装相机，称为被动式校准。

被动式校准，相机通常会在发货前通过图像质量测试来进行缺陷检测。这种策略可能是有效的，但非常耗时且成本高昂。未通过此测试的相机已经组装好，制造商必须决定是否将不合格的相机送回并拆卸、检查、重制或丢弃。此外，制造商还必须检查导致这些缺陷的组件批次，从而要求相机组件的公差更严格，这样会增加成本并可能造成浪费。因此，一些相机制造商以牺牲质量为代价降低成本，会跳过检查测试或者改为增大相机的公差并按原样出货。

被动式校准

主动光学校准：在源位置正确安装

确保精确安装传感器的一种更准确、更有效的方法称为主动传感器校准。在传感器安装过程中，安装系统测量图像中心、旋转、倾斜和后截距，根据视觉测量的反馈主动调整传感器位置。该系统采用自动6自由度（6DoF）机械装置和视觉检测装置，视觉检测装置分析覆盖在传感器平面上的视觉图案，并测量图案清晰度和均匀性。例如，如果系统测量到一个稍微失焦的角，它将调整传感器的倾斜度到对焦并计算出整个传感器平面的最大锐度水平，然后将所有组件固定到位。

左：传感器上覆盖着光模式图案，倾斜、旋转和深度的任何差异都会扭曲光模式。 6DoF 系统（右）移动传感器来测量和补偿这些失真，且传感器被实时调整到正确的位置。

30 μm角位移的模拟示例

下面是 12.3 MP Sony IMX304 CMOS 1.1” 传感器的模拟示例图（镜头焦距：6mm，光圈：f2.8），用30μm的角位移模拟被动校准示例图像。传感器的角位移可能由许多因素引起，包括传感器封装内部或外部不同数量的焊膏。 LUCID 的主动传感器对准系统可以进行微米级的精确调整，以减少这些依赖性。