CN108476279A - 相机模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车行业的相机模块，所述相机模块具有：印刷电路板组件，所述印刷电路板组件包括至少一个印刷电路板和图像传感器；用于数据传输的接口，其与所述印刷电路板接触；相机模块外壳，其具有外围壁；接口侧遮盖元件；补偿元件，其布置在所述外围壁和所述遮盖元件之间；所述补偿元件设计成密封所述相机模块外壳并补偿所述遮盖元件和所述外围壁之间的空隙。本发明还涉及一种具有根据本发明的相机模块的机动车以及所述相机模块的制造方法。

Description

相机模块
技术领域
本发明涉及一种用于汽车行业的相机模块。
背景技术
汽车行业中的相机长期以来一直是用于为机动车驾驶员提高安全性和便利性的常用工具。此类相机需要承受日常由灰尘、水和机械负载产生的相当大的应力。
为了实现此类相机模块所需的鲁棒性，相机模块的外壳通常由金属制成，具体地说，由铝制成。
然而，已经发现由金属制成，具体地说，由铝制成的外壳是不利的，因为材料成本较高，且就金属加工工具来说，磨损也很大。
针对这一背景，WO 2013/085796A1公开一种用于由塑料制成的相机外壳的径向密封件。
然而，这个径向密封件的缺点在于必须在四个紧固点处费力地将外壳盖拧紧至外壳。而且，外壳盖必须精确符合指定尺寸。具体地说，即使外壳盖只是存在细微的不规则，那么在使印刷电路板和接口接触时也会碰到困难，并且外壳中还存在渗漏。
这是有待改进的地方。
发明内容
针对这一背景，本发明是基于提供改进的相机模块的目标。
根据本发明，通过具有根据专利的权利要求1所述的特征的相机模块和/或通过具有根据专利的权利要求所述的特征的方法来实现此目标。
因此，提供：
-一种相机模块，特别是用于汽车行业的相机模块，所述相机模块具有：印刷电路板组件，所述印刷电路板组件包括至少一个印刷电路板和图像传感器；用于数据传输的接口，其与所述印刷电路板接触；相机模块外壳，其具有外围壁；接口侧遮盖元件；补偿元件，其布置在所述外围壁和所述遮盖元件之间；所述补偿元件设计成密封所述相机模块外壳并补偿所述遮盖元件和所述外围壁之间的空隙。
-一种具有根据本发明的相机模块的机动车。
-一种相机模块的制造方法，其包括以下步骤：提供由塑料制成，具体地说，由注射成型塑料制成的相机模块外壳；提供印刷电路板组件，所述印刷电路板组件包括至少一个印刷电路板和图像传感器；将所述印刷电路板组件插入到所述相机模块外壳中；提供可弹性地径向变形的补偿元件；将所述补偿元件紧固到遮盖元件上，所述遮盖元件设计成遮盖所述相机模块外壳；将所述遮盖元件插入到所述相机模块外壳中，所述补偿元件在径向方向上紧贴所述相机模块外壳，由此实现所述相机模块外壳的径向作用密封以及对所述遮盖元件和所述相机模块外壳之间的空隙的补偿。
本发明所基于的构思是提供对遮盖元件和相机模块外壳之间的空隙的补偿。其中决定性的因素是轴向作用力的最小化，因为轴向力可在长时间使用之后导致相机模块外壳中发生渗漏。而且，在装配期间，相机模块外壳中的组件的轴向挤压通常会导致损坏。因此，根据本发明的补偿元件允许密封相机模块所必需的轴向力减小且允许通过径向作用密封件来实现足够的密封紧密性。
通过其它的附属权利要求并通过参考附图中的图式的描述来提供有利配置和设计。
根据本发明的具有三维结构的补偿元件被证明是特别有利的。这确保了补偿元件能够柔性变形且适配到耦合元件和外围外壳壁之间的空隙。
一连串实际测试已经展示出，有利地，在装配状态中补偿元件的径向变形能力在补偿元件的直径的0.001％和2％之间，具体地说，在0.005％和1％之间，更具体地说，在0.1％和0.5％之间。因此，遮盖元件紧贴外壳壁，并因此确保具有最大制造公差的最大密封紧密性。
有利地，根据本发明的补偿元件的硬度低于具有类似直径的O形环的硬度。具体地说，根据本发明的补偿元件的合适硬度在30肖氏和50肖氏之间。在规定范围中的硬度确保了补偿元件具有足够柔性，从而补偿遮盖元件和相机模块外壳之间的空隙。
特别合适的补偿元件形成为三维唇形密封件。唇形密封件具有改进的空隙密封能力，特别是在与二维O形环相比时。此外，在密封期间存在少量水是有用的，因为水渗透到唇缘之间的间隙中，并抵靠外壳壁挤压唇形密封件。此外，例如相比于O形环，唇形密封件具有更长的使用寿命。
尤其有利地是，补偿元件具有大体上H形或哑铃形截面。因此，补偿元件具有两个平行分支和在分支之间的中心横件。补偿元件的这一截面形状确保了补偿元件适配到内外壳轮廓的最大可能性。
具体地说，根据本发明的相机模块使得遮盖元件仅在两个紧固点处紧固在外壳上是有可能的。相比于具有四个紧固点的常规相机模块，这减少了劳动成本和作业步骤。
根据优选实施例，相机模块外壳和/或遮盖元件由塑料制成，具体地说，由注射成型塑料制成。塑料是一种成本特别低的材料，此外，它不会损伤所使用的加工工具。
根据优选实施例，相机模块外壳由金属制成，具体地说，由铝制成，且遮盖元件由塑料制成。除了前述优点之外，塑料还可易于塑形，即使在极细掐丝(filigree)结构的情况下也如此。依据相机的工作时长，由金属制成的相机模块外壳具有比塑料更好的导热能力，有利地避免了相机模块出现过热。
所讨论类型的相机模块的尺寸通常是至多50mm x 50mm x 70mm，具体地说，至多30mm x 30mm x 50mm，更具体地说，至多20mm x 20mm x 30mm。
根据优选设计，EMC模块，例如EMC罩，布置在印刷电路板组件和相机模块外壳之间。EMC模块用于屏蔽外部电磁辐射并防止电磁波通过相机模块辐射。这确保了相机模块的电子器件的可靠屏蔽，特别是在塑料外壳中，且因此防止了电磁干扰引起的任何干扰。
根据优选设计，相机模块外壳在补偿元件的区域中具有凹陷部。凹陷部具有降低在印刷电路板组件的装配期间外壳被印刷电路板损坏的风险的效果。外壳中的任何损坏，特别是刮擦，可能意味着不再确保补偿元件对相机模块外壳的密封。
适当时，上述配置和设计可以任何所要方式与彼此组合。本发明的其它可能配置、设计和实施方案还包括未明确提及的本发明中在上文或在下文关于示例性实施例所描述的特征的组合。具体地说，就此而言，本领域技术人员还会添加个别方面作为对本发明的相应基础形式的改进或补充。
附图说明
在下文基于附图中的示意图所指示的示例性实施例更详细地解释本发明，其中：
图1示出根据本发明的相机模块的实施例的透视图；
图2a示出根据本发明的相机模块的实施例的截面图；
图2b示出根据本发明的相机模块的实施例的截面图；
图3示出根据本发明的遮盖元件的实施例的透视平面图；
图4示出根据本发明的相机模块的遮盖元件的仰视图；
图5示出根据本发明的相机模块的实施例的示意性平面图；
图6示出根据本发明的相机模块的实施例的仰视图；
图式的附图意在进一步理解本发明的实施例。附图解释说明实施例，并用于结合描述解释本发明的原理和概念。通过查看图式，其它实施例和所提及的许多优点是显而易见的。图式中的元件不一定相对于彼此按比例示出。
在图式的图中，相同的、在功能上相同的和作用相同的特征和组件分别具有相同标记——除非另行说明。
标记列表
10 相机模块
10a 相机模块
10b 相机模块
10c 相机模块
11 遮盖元件
12 相机模块外壳
12b 相机模块外壳
14 外围壁
16 接口
17 接口罩
18 紧固点
20 印刷电路板组件
21 印刷电路板
22 印刷电路板
23 印刷电路板
24 补偿元件
25 阶状物
26 镜头
28 EMC模块
30 接触元件
32 壁
33 接触件
35 补偿元件
36 内导体
38 外导体
40 定心元件
42 开孔
46 腹板
48 固定框架
50 功能元件
52 凹陷部
具体实施方式
图1示出根据本发明的相机模块10的实施例的示意性透视图。相机模块10具有遮盖元件11和相机模块外壳12，所述相机模块外壳12具有外围壁14。遮盖元件11包括接口16，其布置在接口外罩17内。接口可例如形成为Fakra、HSD、MTD或类似接口。
在图1中，遮盖元件11在两个紧固点或孔18处拧紧至相机模块外壳12。
图2a示出根据本发明的相机模块10a的实施例的示意性截面图。图2a中的相机模块10a在某种程度上对应于图1的相机模块10，相机模块10a包括遮盖元件11、由塑料制成的相机模块外壳12以及接口16。此外，在图2a中，印刷电路板组件20示出为具有印刷电路板21、22和23、补偿元件24、镜头26、EMC模块28以及接触元件30，EMC模块28形成为EMC主体，接触元件30在此处形成为弹簧笼。
在图2a中，接口16形成为Fakra接口。Fakra接口接触EMC主体28内的印刷电路板21，并且可直接连接到印刷电路板21或借助于连接器部连接。第二印刷电路板22布置在EMC主体28内，用于信号处理。该两个印刷电路板21、22位于阶状物25上。可选地，阶状物25还用作EMC模块28的接触点。此外，第三印刷电路板23布置成与镜头26相对。第三印刷电路板23包括图像传感器(未示出)，并通过接触件33接触EMC主体。
遮盖元件11插入在相机模块外壳12中。补偿元件24定位在相机模块外壳12的外围壁14之间。在根据图2a的实施例中，补偿元件24形成为H形三唇缘密封件。三唇缘密封件中的两个分支之间的中心横件确保三唇缘密封件的最大变形能力，同时确保密封件的最小负载。
补偿元件24实现遮盖元件11以防溅方式连接到相机模块外壳12的效果。此外，补偿元件24确保了足够的空隙公差，从而确保接口16在印刷电路板上的精确定位。精确定位至关重要，特别是对于接口16与印刷电路板21接触来说，因为即使遮盖元件11发生极小位移，也会导致接触问题。
在图2a中，EMC模块28为两部分形式。EMC模块28包括由导电材料制成的镜头侧壁和遮盖元件侧接触元件30。具体地说，镜头侧壁还可为多部分形式。接触元件30具有与壁32接触的弹簧弹性接触件31。
图2b示出根据本发明的相机模块10b的另一实施例。相机模块10b包括相机模块外壳12b，然而，与图2a的相机模块外壳12相比，相机模块外壳12b由铝制成。因此，相机模块外壳12b已经可以用于屏蔽，且另外的EMC主体并不完全是必需的。
在图2a和图2b中，相机模块外壳10a、10b的壁14均具有凹陷部52，从而防止在印刷电路板21、22或23的装配期间相机模块外壳的壁14被刮擦。壁14的任何损坏可对相机模块外壳的密封紧密性造成相反效果。
图3示出根据本发明的具有功能元件50和固定框架48的遮盖元件11的透视平面图。固定框架48具有两个孔18，用于将遮盖元件11拧紧至相机模块外壳上。固定框架48在两个相对侧中的每一个上具有两个开孔42，其中功能元件50通过腹板(webs)46悬置。举例来说，功能元件50包括Fakra接口16、补偿元件35以及接触元件30，以用于EMC屏蔽。Fakra接口16和接触元件30布置在功能元件50上。其中腹板46在开孔42中具有游隙的安装允许接口16在功能元件50中与板21对准。
在图3中，补偿元件35形成为简单的三唇缘密封件。遮盖元件11以粘附方式粘结到补偿元件35上。然而，不言而喻的是，补偿元件35在遮盖元件11上的紧固并不完全是必需的。此外，紧固并非一定要通过粘合剂来执行。
为了顺应相机模块外壳的内轮廓，遮盖元件11在两个拐角中的每一个处具有开孔，孔18在所述拐角处形成。
图4示出根据图3的遮盖元件11的仰视图。为了容易且准确地相对于固定框架48和相机模块外壳(在图4中未示出)定位功能元件50，功能元件50在两个拐角中的每一个处具有孔眼19。
在图4中，可以看到Fakra接口16的外导体38和内导体36。外导体具有四个缝隙，以确保用于印刷电路板上的连接具有足够弹性。外导体38具有锁定环39，所述锁定环39适用于印刷电路板的连接器部分(未示出)锁定。
图4还示出EMC模块28的接触元件30。接触元件30具有数个弹性接触条31，所述弹性接触条31在装配状态中与EMC模块28的壁32接触。接触条31和壁32设计为如下方式：使得在装配状态中接触条31和壁32彼此回弹。这通过由较薄或可易于变形的导电材料制成接触条31来实现。
为了有助于装配，遮盖元件11的功能元件50在两个拐角处具有两个定心辅助件40。定心辅助件40还防止接触元件30扭转或以错误方式方向插入到遮盖元件中。就此而言，这在定心辅助件40彼此不同的情况下尤其有利。
在图4中，示出接触元件30与接口的外导体38接触。
图5示出图1中的第一实施例的根据本发明的相机模块10的示意性平面图。
图6示出图1中的第一实施例的根据本发明的相机模块10的仰视图。除了示出具有外围壁12的相机模块外壳10之外，图6中还示出了镜头26。
尽管本发明在上文已经完全基于优选的示例性实施例加以描述，但是它并不限于这些实施例，而是可通过许多不同的方式修改。

Claims (15)

1.一种相机模块(10)，特别是用于汽车行业的相机模块，所述相机模块(10)具有：
-印刷电路板组件(20；21、22、23)，所述印刷电路板组件包括至少一个印刷电路板(21)和图像传感器；
-用于数据传输的接口(16)，其与所述印刷电路板接触；
-相机模块外壳(12)，其具有外围壁(14)；
-接口侧遮盖元件(11)；
-补偿元件(24)，其布置在所述外围壁和所述遮盖元件之间；
所述补偿元件设计成密封所述相机模块外壳、并补偿所述遮盖元件和所述外围壁之间的空隙。
2.根据权利要求1所述的相机模块，所述补偿元件具有三维结构。
3.根据权利要求2所述的相机模块，所述补偿元件的径向变形能力为所述补偿元件的直径的0.001％至2％之间，具体地说，在0.005％至和1％之间，更具体地说，在0.1％至0.5％之间。
4.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述补偿元件形成为多唇缘密封件。
5.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述补偿元件的硬度低于具有类似直径的O形环的硬度，具体地说，所述补偿元件的硬度在30肖氏至50肖氏之间。
6.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述补偿元件具有大体上H形或哑铃形的截面。
7.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述遮盖元件借助于两个紧固点(18)固定在所述相机模块外壳上。
8.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述相机模块外壳和/或所述遮盖元件由塑料制成，具体地说，由注射成型塑料制成。
9.根据权利要求8所述的相机模块，所述遮盖元件由塑料制成，所述相机模块外壳由金属制成，具体地说，由铝制成。
10.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述相机模块在遮盖平面中的截面尺寸是至多50mm x 50mm，具体地说，至多30mm x 30mm。
11.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，EMC模块(28)布置在所述印刷电路板组件和所述相机模块外壳之间。
12.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述补偿元件紧固，具体地说，以粘附方式粘结在所述遮盖元件上。
13.根据前述任一项权利要求所述的相机模块，所述相机模块外壳在所述补偿元件的区域中具有凹陷部(52)。
14.一种具有根据前述任一项权利要求所述的相机模块(10)的机动车。
15.一种相机模块(10)的制造方法，其包括以下步骤：
-提供由塑料制成，具体地说，由注射成型塑料制成的相机模块外壳(10)；
-提供印刷电路板组件(20)，所述印刷电路板组件(20)包括至少一个印刷电路板(21)和图像传感器；
-将所述印刷电路板组件插入到所述相机模块外壳中；
-提供可弹性地径向变形的补偿元件(24)；
-将所述补偿元件紧固在遮盖元件(11)上，所述遮盖元件(11)设计成遮盖所述相机模块外壳；
-将所述遮盖元件插入到所述相机模块外壳中，所述补偿元件在径向方向上紧贴所述相机模块外壳，由此提供所述相机模块外壳的径向作用密封以及对所述遮盖元件和所述相机模块外壳之间的所述空隙的补偿。
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