CN109525754A - 用于制造摄像机的方法和摄像机 - Google Patents

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Abstract

这里所提出的方案涉及一种用于制造摄像机的方法(100)。所述方法包括提供的步骤和连接的步骤。在提供的步骤中提供包括微透镜装置(115)和图像传感器(120)的晶片元件(105)和包括用于使光成束的透镜装置(125)的镜筒元件(110)。在连接的步骤中使晶片元件(105)与镜筒元件(110)连接，以便制造摄像机(100)。

Description

用于制造摄像机的方法和摄像机
技术领域
本方案涉及一种摄像机或一种用于制造摄像机的方法。
背景技术
在车辆中可以使用具备完全预装配的“固定焦距”物镜的摄像机。该物镜由多个光学元件如透镜、光圈、红外滤光器组成，所述光学元件相对彼此以固定的位置装配到镜筒中，也称为“镜头筒(Barrel)”。该物镜例如可以制造为下部组件并且由用于摄像机制造的供应商预先检验地提供。在摄像机制造中，该镜筒可以在使用各种校准措施的情况下关于物镜的光学特性、景深和图像传感器的位置方面非常精确地装配。
在智能手机领域中将所谓的“Wafer Level Optics(晶片级镜头)”缩写为“WLO”。在图像传感器的晶片上施加光学晶片，然后才分开。当要制造包含自动对焦和图像稳定在内的复杂镜头并且使用大的传感器规格时，所述技术碰到它的界限。在这里，复杂的流线可能提供新的可能性。
发明内容
在该背景下，通过所提出的方案提出一种用于制造摄像机的方法以及一种摄像机。通过下面所列举的措施能够实现所说明的装置的有利扩展方案和改进方案。
通过所提出的方案可实现的优点在于，通过这里所提出的方法可以制造摄像机，该摄像机具有晶片元件作为一部件并且具有镜筒元件作为第二部件，该晶片元件能够以大件数快速和有利地制造，该镜筒元件可以针对要制造的摄像机的要求特定地选择。这样总体上产生复杂的摄像机，然而该摄像机可以简单地制造。
提出一种用于制造摄像机的方法。所述方法包括提供的步骤和连接的步骤。在提供的步骤中，提供包括微透镜装置和图像传感器的晶片元件和包括用于使光成束的透镜装置的镜筒元件。在连接的步骤中，使晶片元件与镜筒元件连接，以便制造摄像机。
摄像机可以具有非常小的、例如在毫米或微米的范围内的尺寸。晶片元件(英语“Wafer Level Optics”，晶片级镜头)也可以称为微光学成像元件，该微光学成像元件例如尤其适用于小的摄像机。镜筒元件理解为所谓的“镜头筒”，该镜头筒的光学组成部分相对彼此以固定的位置布置在镜筒中。微透镜装置可以具有至少一个光学透镜，该光学透镜例如可以是几纳米、几微米或几毫米大。图像传感器可以是基于半导体的传感器。
为了能够提供晶片元件，所述方法还可以具有制造步骤，在该制造步骤中制造晶片元件。在这里可以在制造步骤中使具有多个平坦布置的微透镜装置的光学晶片与具有多个平坦布置的图像传感器的半导体晶片连接，并且将这样产生的晶片复合体分成单体(vereinzelt)，以便制造至少一个晶片元件。这样产生的并且通过仅两个层表征的晶片元件尤其也可以在分成单体时稳固地制造。晶片可以理解为由半导体材料组成的盘。在使用半导体技术的已知方法的情况下，半导体晶片和光学晶片可以是制成的元件。
为了提升摄像机的复杂性，可以在提供的步骤中提供晶片元件，在该晶片元件中微透镜装置包括多个堆叠形布置的微透镜。为此在制造步骤中已经可以使用具有微透镜装置的光学晶片，所述微透镜装置分别具有多个堆叠形布置的微透镜。
基于相同的理由也可以有利地在提供的步骤中提供镜筒元件，在该镜筒元件中透镜装置包括多个堆叠形布置的透镜，或者说已经在制造步骤中使用相应的具有透镜装置的半导体晶片，所述透镜装置分别具有多个堆叠形布置的透镜。
此外，有利的是，在连接的步骤中使晶片元件与镜筒元件粘接。这实现一种简单但稳定的方式来连接部件。如果根据所述方法的一实施方式在提供的步骤中提供镜筒元件，在该镜筒元件中镜筒元件边缘具有间隙，那么该间隙可以用作为粘接间隙。所述间隙例如可以成形为环绕镜筒元件边缘的缺口。替代地，也可以在提供的步骤中提供晶片元件，在该晶片元件中晶片元件边缘具有间隙。该间隙也可以成形为环绕晶片元件边缘的缺口。
在提供的步骤中可以提供包括光圈的晶片元件。这样可以在制造时将摄像机在光圈区域中校准并且连接。
为了保护晶片元件以防灰尘或其他污染颗粒的影响，可以在连接的步骤中在晶片元件和镜筒元件之间插入平面光学元件，该光学元件构造成用于遮盖晶片元件的表面。光学元件例如可以是红外滤光器。
摄像机具有晶片元件和镜筒元件。晶片元件包括微透镜装置和图像传感器。镜筒元件与晶片元件连接并且包括用于使光成束的透镜装置。
这种摄像机可以在使用所述方法的情况下通过前面所提出的变型方案中的一种制造。所述摄像机可以用于代替已知的摄像机，其中，这里所提出的摄像机有利地既具有可有利制造的晶片元件也具有可单独安装的镜筒元件，并且因此实现复杂的摄像机系统。
附图说明
这里所提出的方案的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中详细阐释。附图示出：
图1根据实施例的摄像机；和
图2用于制造根据实施例的摄像机的方法的流程图。
在下面对本方案的有利的实施例的说明中，对于在不同附图中示出并且起类似作用的元件使用相同或类似的附图标记，其中，取消对这些元件的重复描述。
具体实施方式
图1示出根据实施例的摄像机100。摄像机100具有晶片元件105和镜筒元件110。晶片元件105包括微透镜装置115和图像传感器120。镜筒元件110与晶片元件105连接并且包括用于使光成束的透镜装置125。
摄像机100的在下面描述的特征是可选的：
根据该实施例，微透镜装置115包括多个堆叠形布置的微透镜。根据该实施例，透镜装置125也包括多个堆叠形布置的透镜。
此外，根据该实施例，晶片元件105具有光圈130。
晶片元件105与镜筒元件110粘接。为此，镜筒元件110的镜筒元件边缘具有环绕的粘接间隙135，在该粘接间隙中布置有将镜筒元件110固定在光圈130上的粘接剂。
此外，在晶片元件105和镜筒元件110之间插入可选的平面光学元件，该光学元件构造成用于遮盖晶片元件105的表面。
下面再一次更详细地描述根据不同实施例的摄像机100的细节：
现在描述摄像机结构并且接下来在图2中描述相应的制造原理，该制造原理使“晶片级光学镜头”的优点与满足对汽车摄像机的要求的校准措施(英语，Alignment)相结合。这里所提出的摄像机100也可以被称为具有分开的、带有中间的校准间隙的物镜WLO/镜筒的摄像机结构。
在所提出的摄像机100中，光路分解到两个组件中。根据该实施例，呈晶片元件105形式的第一组件包括从光圈130直至在呈图像传感器120形式的光学平面上的像点产生的光学元件。该第一组件在“WLO”技术中在光学晶片上制造。光学晶片与半导体晶片连接。横向校准例如通过在晶片上的规矩线高度精确地实现。轴向校准通过厚层过程公差实现。然后将这些连接的晶片分成子摄像机(Subkamera)。
根据该实施例，呈镜筒元件110形式的第二组件包括从射线进入到物镜直至光圈130的光学元件。该第二组件常规地通过镜筒堆叠式地制造，该镜筒机械地适配于晶片元件105的轮廓。
在摄像机制造中实施与分成单体的子摄像机的主动校准，该主动校准使镜筒元件110与晶片元件105在轴向上通过在光圈130的区域中环绕的粘接间隙135连接。在此，进行如在主动校准中已知的原位聚焦。然后通过紫外线照射进行粘接剂的初始硬化并且在随后的炉步骤中进行最后的热完全硬化。
根据该实施例，在呈镜筒元件110形式的镜筒组件中的透镜装置125的透镜由玻璃罩上并且由此透镜1、即外置的透镜是防刮的。
根据该实施例，在晶片元件105和镜筒元件110之间的粘接部位上插入平面光学元件，该光学元件本来设置在光路中，根据该实施例，该光学元件是红外滤光器，也称为红外截止器。该红外截止器和/或根据替代实施例贴靠在光圈130上的其他元件导致，分成单体的子摄像机是相对于灰尘而言封闭的系统，该系统的光进入面可以容易地清洁。由此可以简单地从半导体制造中转移分成单体的子摄像机并且在摄像机制造中进一步加工。
根据该实施例，晶片元件105如此成形，使得该晶片元件适合于所使用的图像传感器120，即，实现CR(英文“Chief range angle”，主范围角度)与微透镜装置115的微透镜的要求和/或像圈的设计的适配。
镜筒元件110专用地构型，即所述镜筒元件实现FOV(英文“Field ofView”，视场)与功能要求的适配。由此使呈晶片元件105形式的、分成单体的子摄像机尽可能地标准化，并且同类件、镜筒元件110满足功能复杂性。
图2示出用于制造根据实施例的摄像机的方法200的流程图。在此，可以涉及参照图1所描述的摄像机。
所述方法200包括提供205的步骤和连接210的步骤。在提供205的步骤中提供包括微透镜装置和图像传感器的晶片元件和包括用于使光成束的透镜装置的镜筒元件。在连接210的步骤中使晶片元件与镜筒元件连接，以便制造摄像机。
可选地，所述方法200还包括制造步骤215，在所述制造步骤中制造晶片元件，其中，在制造步骤215中，具有多个平坦布置的微透镜装置的光学晶片与具有多个平坦布置的图像传感器的半导体晶片连接，并且将这样产生的晶片复合体分成单体，以便制造至少一个晶片元件。
根据该实施例，在提供205的步骤中提供晶片元件，在该晶片元件中微透镜装置包括多个堆叠形布置的微透镜。此外，根据该实施例，在提供205的步骤中提供镜筒元件，在该镜筒元件中透镜装置包括多个堆叠形布置的透镜。此外，根据该实施例，在提供205的步骤中提供晶片元件，该晶片元件包括光圈。最后，根据该实施例，在提供205的步骤中提供镜筒元件，在该镜筒元件中镜筒元件边缘可选地具有间隙。
根据该实施例，在连接210的步骤中使晶片元件与镜筒元件粘接。此外，根据该实施例，在连接210的步骤中在晶片元件和镜筒元件之间插入平面光学元件，该光学元件构造成用于遮盖晶片元件的表面。
如果实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”关系，那么这要如此解读，即所述实施例根据一实施方式既具有第一特征也具有第二特征并且根据另一实施方式要么仅具有第一特征要么仅具有第二特征。

Claims (9)

1.用于制造摄像机(100)的方法(200)，其中，所述方法(200)包括以下步骤：
提供(205)晶片元件(105)和镜筒元件(110)，该晶片元件包括至少一个微透镜装置(115)和图像传感器(120)，该镜筒元件包括至少一个用于使光成束的透镜装置(125)；并且
使所述晶片元件(105)与所述镜筒元件(110)连接(210)，以便制造所述摄像机(100)。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，具有制造步骤(215)，在该制造步骤中制造所述晶片元件(105)，其中，在所述制造步骤中使具有多个平坦布置的微透镜装置(115)的光学晶片与具有多个平坦布置的图像传感器(120)的半导体晶片连接，并且使这样产生的晶片复合体分成单体，以便制造至少一个晶片元件(105)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，在该方法中，在所述提供(205)的步骤中提供所述晶片元件(105)，在该晶片元件中所述微透镜装置(115)包括多个堆叠形布置的微透镜。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，在该方法中，在所述提供(205)的步骤中提供所述镜筒元件(110)，在该镜筒元件中所述透镜装置(125)包括多个堆叠形布置的透镜。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，在该方法中，在所述连接(210)的步骤中使所述晶片元件(105)与所述镜筒元件(110)粘接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，在该方法中，在所述提供(205)的步骤中提供所述晶片元件(105)，该晶片元件包括光圈(130)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，在该方法中，在所述提供(205)的步骤中提供所述镜筒元件(110)，在该镜筒元件中镜筒元件边缘具有间隙。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，在该方法中，在所述连接(210)的步骤中在所述晶片元件(105)和所述镜筒元件(110)之间插入平面光学元件，该光学元件构造成用于遮盖所述晶片元件(105)的表面。
9.摄像机(100)，所述摄像机具有以下特征：
晶片元件(105)，该晶片元件包括至少一个微透镜装置(115)和图像传感器(120)；和
与所述晶片元件(105)连接的镜筒元件(110)，该镜筒元件包括至少一个用于使光成束的透镜装置(125)。
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