树莓派B版本Rev2.0外接相机模组结构

　　做嵌入式视觉项目的结构设计时，这类外接相机模组的安装适配是绕不开的环节，很多刚接触树莓派开发的结构工程师容易忽略载板与镜头的干涉问题，最后打样出来的外壳要么卡镜头调焦环，要么固定孔位对不上，反复改模耽误项目进度。这个相机模组的结构设计，核心是平衡镜头光学伸出量与PCB载板的安装空间，镜头部分采用M12标准接口的镜筒结构，镜筒外壁预留的滚花纹理是手动调焦用的，实际装配时调焦环的转动行程要预留至少3mm的周向空间，不能和外壳内壁贴死，不然现场调试时没法拧动调焦，尤其是做工业视觉检测的小设备，内部空间寸土寸金，很多人把外壳内壁做的和镜筒齐平，最后调焦得拆整个外壳，现场运维非常麻烦。

　　载板部分采用标准FR-4玻纤板结构，四个角预留的通孔是M2规格的安装孔，孔位中心距严格匹配树莓派官方CSI接口外接配件的安装规范，实际做设备结构设计时，这几个安装孔不要直接打穿固定到主壳体上，最好在载板和壳体之间加1mm厚的EVA减震垫，因为工业现场的设备振动会传递到镜头上，轻则导致采集的图像虚焦，重则长期振动让CSI排线接口松脱，尤其是做流水线产品外观检测的工位，旁边的输送机、气缸动作带来的持续振动，没有减震结构的话，相机用两三个月就会出现成像偏移的问题。镜头前端的镜片保护圈做了突出设计，比最前端的镜片高出0.8mm，这个细节很实用，日常装配或者擦拭镜片的时候，不会直接碰到光学镜片表面，避免刮花镀膜，很多第三方兼容的相机模组省了这个突出结构，镜片直接和端面齐平，稍微不注意就会留下划痕，影响成像质量。

　　从安装边界来看，整个模组的总厚度从载板背面到镜头最前端是23.5mm，载板本身的尺寸是25mm×24mm，设计配套外壳的时候，除了要给镜头调焦预留空间，还要注意载板下方的FPC排线接口位置，排线弯折半径不能小于5mm，很多人把载板贴紧壳体安装，排线折成直角，用久了排线内部的线芯断裂，直接导致相机识别失败。镜筒和载板之间的黑色固定座是工程塑料材质，做了定位柱和载板上的定位孔过盈配合，装配的时候不需要额外打胶，靠定位柱就能保证镜头光轴和载板的垂直度，实际建模的时候要注意这个固定座的侧面有一个小的定位凸台，对应载板上的缺口，装反的话镜头会歪，成像画面会出现倾斜，做结构设计的时候可以在对应的外壳位置做防呆筋，避免生产装配时装反方向。

　　实际应用场景里，这类相机模组除了用在树莓派的DIY项目里，很多小型嵌入式视觉检测设备、智能门禁的人脸识别模块、小型AGV的视觉导航模块都会用到同结构的产品，设计配套结构件的时候，不要只看3D模型的外形尺寸，要留够公差余量，载板的外形公差一般是±0.2mm，镜头的同轴度公差是±0.15mm，固定孔的位置公差要留到±0.1mm，不然批量生产的时候会出现装不上的问题。另外镜头部分的黑色壳体做了消光纹路处理，避免环境杂光在镜筒内部反射形成眩光，建模的时候不要随便把这部分改成光滑面，不然实际成像的时候会出现光斑，影响算法识别的准确率。载板背面的元器件高度最高是2.3mm，设计安装位的时候背面不要做凸起结构，不然会蹭到板上的电容电阻，导致元器件虚焊脱落，很多新手做结构的时候只看正面的镜头高度，忽略背面的元器件高度，最后装配的时候压坏板子，这点在做紧凑结构设计的时候尤其要注意。