CN114630019A - 用于载具的摄像头组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于载具的摄像头组件及其制造方法。传感器子组件(202)包括后壳(15)和固定在后壳(15)上的电路板(10)。电路板(10)包括成像器(101)。光学子组件(201)包括镜头(2)和用于保持镜头(2)的镜头保持件(13)。镜头保持件(13)形成与后壳(15)配合的前壳。光学子组件(201)借助于固化的粘合剂(14)固定于传感器子组件(202),固化的粘合剂(14)涂敷在镜头保持件(13)与后壳(15)之间的配合界面(133、156),以将光学子组件(201)对准到传感器子组件(202)来使镜头(2)聚焦在成像器(101)上。

Description

用于载具的摄像头组件及其制造方法
技术领域
本公开涉及用于载具的摄像头组件及其制造方法。本公开具体地涉及载具摄像头模块和组装这种载具摄像头模块的方法。
背景技术
在现代载具中,通常包括一个或更多个摄像头来监测载具的外部和/或内部环境。例如,摄像头可以形成用于安全或自主驾驶功能的传感器输入。
图1示出了传统的载具摄像头组件1,其可以例如安装到载具的内部以用于监测驾驶室。摄像头组件1具有透明盖板4,在其下方是镜头2两侧的两个红外(IR)发射器窗口3。图2示出了摄像头组件1的分解图,其中,盖板4固定于前壳5,其还支撑IR发射器窗口3,该IR发射器窗口3发射IR光并用作过滤器以防止进入的可见光进入壳体。在其后面是IR LED板6,包括用于发射IR光的IR LED。同时,镜头2位于镜头保持件7内,镜头2对准并聚焦到成像器传感器板10上,并用粘合剂8固定。屏蔽壳11安装到图像传感器10的背部,并且组件被容纳在后壳12内。导热垫9夹在屏蔽壳11与后壳12之间、以及IR LED板6与后壳12之间。
上述传统装置的问题在于部件数量多,这使得组装过程复杂,从而增加了成本。例如,由于制造公差,镜头2与成像器传感器板10之间的对准必须针对每个独立单元进行精确调节,以确保正确聚焦到成像器上。因此,在组装过程中,镜头2、镜头保持件7和成像器传感器板10需要在单独的对准过程中首先对准和聚焦。在正确定位后,粘合剂8就被固化。镜头2、镜头保持件7和成像器传感器板10的最终子组件然后可以安装到屏蔽壳11中,屏蔽壳11转而固定于后壳12。然后可以将其他部件固定于前壳或后壳12。后壳,然后将壳体部分5、12固定在一起。因此,大量部件必须各自独立地固定。此外,由于不同型号的摄像头具有不同形状的部件,许多这些组装操作通常涉及人工步骤,因为型号之间的设计差异使自动化变得困难,并且各种类型的摄像头都需要不同的加工。
因此,仍然需要改进的载具摄像头组件及其制造方法。
发明内容
本公开涉及一种载具摄像头组件和组装载具摄像头组件的方法。
根据第一个方面,提供了一种用于载具的摄像头组件,所述摄像头组件包括:传感器子组件,所述传感器子组件包括后壳和固定于所述后壳的电路板,所述电路板包括成像器;光学子组件,所述光学子组件包括镜头和用于保持所述镜头的镜头保持件,其中,所述镜头保持件形成与所述后壳配合的前壳;其中,所述光学子组件借助于固化的粘合剂固定于所述传感器子组件,所述固化的粘合剂涂敷在所述镜头保持件与所述后壳之间的配合界面,以将所述光学子组件对准所述传感器子组件来使得所述镜头聚焦在所述成像器上。
这样,可以提供具有明显较少数量的部件的摄像头,其中,镜头保持件起到支撑镜头并且形成壳体的前部的作用。此外,可以在将预先组装的光学子组件固定于预先组装的传感器子组件的同时实现镜头与成像器之间的聚焦对准。因此,这减少了制造步骤的数量,从而加快了组装过程,同时确保了整个组件的准确聚焦。
在实施方式中,镜头保持件包括红外线IR透射材料。这样,镜头保持件也可以起到IR发射器窗口的功能。在实施方式中,镜头保持件可以由两个组成部分形成。在实施方式中,两个组成部分之一由IR透射材料形成。
在实施方式中,传感器子组件还包括一个或更多个IR发射器,固定于后壳并对准以透过镜头保持件发射IR光。这样,摄像头组件可以为摄像头提供IR光源。在实施方式中,IR发射器可以是IR LED。
在实施方式中,IR发射器设置在电路板上。这样,电路板可以在单个板上同时提供成像器电路和红外发射电路两者,从而进一步减少部件数量并简化组装。在其他实施方式中,IR发射器可以被设置在基座上,使得IR发射器进一步向前突出到镜头保持件中。在其他实施方式中,可以提供一个或更多个单独的IR电路板来支撑一个或更多个发射器。
在实施方式中,镜头保持件包括与一个或更多个IR发射器对准的一个或更多个IR窗结构,用于使发射的IR光透过。这样,镜头保持件可具有一体地形成在其中的IR窗结构。
在实施方式中,一个或更多个IR窗结构被定形成引导穿过其传输的IR光。这样,IR窗结构可以被成形为将IR光引导到摄像头的视场区域。在实施方式中,一个或更多个IR窗结构的后表面被定形成引导IR光。
在一些实施方式中,镜头保持件还可以包括一个或更多个挡板,用于防止光串扰进入镜头和/或成像器。挡板还可包括用于减少可见光和/或IR光的透射的纹理化表面。在其他实施方式中,挡板可以包括用于减少可见光和/或IR光的透射的不透明材料。一个或更多个挡板从而可以防止通过镜头保持件进入的可见光或由一个或更多个IR发射器发射的IR光直接透射到镜头中或到成像器上。
在实施方式中,传感器子组件还包括位于后壳与电路板之间的导热垫。这样,导热垫可由此充当后壳的散热器,而不需要提供附加的散热器部件。
在实施方式中,后壳可以包括用于将电路板固定于后壳的卡扣结构。这样,电路板可以容易地固定于后壳中。在其他实施方式中,可以使用其他固定件。
在实施方式中,后壳包括用于容纳连接件的连接件插座,其中,当连接件被容纳在连接件插座内时,连接件插座与电路板接口对准以将连接件与电路板接口连接。这样,诸如FAKRA连接件之类的摄像头连接件可容易地附接到摄像头组件以形成与内部部件的可操作连接。
在实施方式中,连接件插座成形为与连接件配合。这样,后壳可以形成围绕摄像头连接件的紧密安装连接,以提高摄像头模块的密封性。在实施方式中,连接件可成形为与后壳匹配。
在实施方式中,固化的粘合剂在镜头保持件与后壳之间的配合界面周围形成密封。这样,胶合过程可以起到密封组件内部的作用,从而不需要提供垫圈来保护内部组件。
在实施方式中,镜头保持件还包括镜头插座,镜头容纳在该镜头插座中以保持镜头。这样,镜头可被设置在镜头保持器的结构内以用于在前壳内对准镜头。
在实施方式中,镜头保持件由光学透明材料形成。这样,镜头可以被镜头保持件覆盖和保护。
在实施方式中,镜头保持件还包括形成在其中的用于覆盖镜头的正面的盖板结构。这样,镜头可以设置在例如镜头保持件的一部分后面的镜头插座内,使得镜头保持件形成用于保护摄像头的光学部件的保护盖。
根据第二个方面,提供了一种制造用于载具的摄像头组件的方法,所述方法包括以下步骤:组装传感器子组件,所述传感器子组件包括后壳和固定于所述后壳的电路板,所述电路板包括成像器;组装光学子组件,所述光学子组件包括镜头和用于保持所述镜头的镜头保持件,其中,所述镜头保持件形成用于与所述后壳配合的前壳;在所述镜头保持件与所述后壳之间的配合界面上涂敷粘合剂;将所述光学子组件对准所述传感器子组件以将所述镜头聚焦在成像器上;并且固化所述粘合剂以在所述配合界面处将对准的光学子组件固定于所述传感器子组件。
这样,可以提供改进的制造摄像头组件的方法,该方法涉及使用较少数量的部件的较少数量的组装步骤。因此,可以实现较快和较准确的组装过程。
附图说明
现在将参照附图描述说明性实施方式,其中:
图1显示了传统的载具摄像头组件;
图2是图1所示的载具摄像头组件的分解图;并且
图3示出了根据说明性实施方式的载具摄像头组件的分解图。
具体实施方式
参照图3描述了第一说明性实施方式,图3示出了载具摄像头组件200的分解图。
摄像头组件200由光学子组件201和传感器子组件202组装而成,两个子组件用粘合接合件14连接。
光学子组件201容纳镜头2,该镜头固定在镜头插座132内,镜头插座132形成在镜头保持件13内。镜头2包括用于聚焦进入摄像头的光的多个光学元件。镜头保持件13形成为包括对红外线(IR)透明的透明材料和用于防止IR透射的不透明材料的两部件部分。镜头保持件13可以对可见光不透明以在使用中隐藏组件的内部部件。挡板结构133设置在镜头插座132的任一侧并且在镜头2的任一侧限定两个腔134。挡板结构133由不透明材料形成。镜头壳体13的前面板由透明材料形成,并且其背面在腔体134前面的区域中定形。因此这些区域形成IR窗131,用于将发射到腔134中的IR光引导出摄像头组件200的正面。镜头壳体13的前面板还提供用于保护镜头2的光学透明盖135。
在组装过程中,镜头2被固定于镜头保持件13内的镜头插座132中以形成光学子组件201。如下文更详细描述,镜头保持件13的后向外围边界限定用于固定于传感器子组件202的第一界面表面136。
传感器子组件202包括印刷电路板10,该印刷电路板10容纳在后壳15内。电路板10包括用于基于输入光生成数字图像数据的成像器101,以及用于发射IR光的两个IR LED102。电路板10还设置有键合结构103,该键合结构103键合设置在后壳15上的相应结构153中。接口104从电路板10的背面突出,用于向IR LED 102提供电源并用于输出来自成像器101的图像数据。
后壳15包括内腔154,在该内腔154内设置有多个安装结构152,电路板10安装在该安装结构152上。安装结构152包括用于将电路板10相对于后壳15对准的键合结构153。提供了卡扣配合固定件151用于在电路板10已经被压到安装结构152上时将电路板10锁定到后壳15。后壳还包括连接件插座155,其成形为与FAKRA连接件16配合。同时,在电路板10安装在后壳15内时,PCB接口104位于连接件插座内155,使得当连接件16插入后壳15的背面时,其连接到PCB接口104以建立与成像器101和IR LED 102的连接。因此连接件插座155用于将连接件16与PCB接口104对准,并围绕连接件16的外面形成紧密的邻接,以改善后壳内部的密封。
后壳15的面向前的外围边界限定了用于固定于光学子组件201的第一界面表面136的第二接口表面156。在这方面,第一界面表面136和第二界面表面156被定形成彼此配合,使得当光学子组件201和传感器子组件202贴在一起时两个表面彼此相对。这由此允许随后形成粘合接合件14的粘合剂被夹在它们之间。在实施方式中,第一界面表面136和/或第二界面表面156可以包括胶通道,该胶通道用于容纳用于在固化时形成粘合接合件14的粘合层。
在组装期间,电路板10被固定于后壳15中以形成传感器子组件202。
在独立组装了光学子组件201和传感器子组件202后,将子组件安装到对准和聚焦夹具。将可紫外线固化的粘合剂涂敷到第一界面表面136和第二界面表面156中的一者或两者,并将这些表面贴在一起以将镜头保持件13与后壳15对准。在对准和聚焦夹具内,对光学子组件201和传感器子组件202之间的相对位置进行细调,使得来自镜头2的光准确地聚焦到成像器101上。在达到优化的聚焦位置时,使用UV灯来使粘合剂固化以形成粘合接合件14。因此,这用于将镜头2固定在相对于成像器101的聚焦位置,不去对镜头保持件13与后壳15之间形成的内部进行密封。因此,镜头保持件13因而在组件中用作前壳部分。
在组装后,IR LED 102被定位成将IR光发射到IR窗131后面的IR腔134中。这样,当IR LED 102被启动时,IR光透过IR窗131发射出去并且被引导进入镜头2的视场。然后反射的IR光被接收到镜头2中并聚焦到成像器101上。
在形成了组件后,挡板结构133就起作用以防止IR腔134内的IR和可见光两者泄漏穿过到镜头2或成像器101。
因此,利用上述组件和方法,可以由少至四个部件来制造摄像头模块。这因此有利于简化的人工或自动组装,进而可以允许更快地以更低的成本制造摄像头。同时,即使壳体部件的外部形状不同,镜头保持件13和后外壳15内的内部构造也可以在不同的摄像头型号上标准化。因此,这可以减轻对不同摄像头型号的不同加工和夹具的需求,从而进一步最小化制造成本。
应当理解,以上说明的实施方式仅出于说明的目的示出了应用。在实践中,实施方式可以应用于许多不同的配置,详细的实施方式对于本领域技术人员来说是易于实现的。
在这方面,例如,应当理解,如果需要,可以在后壳与电路板之间应用导热垫。
此外,应当理解,可以使用传统的固定装置来将镜头连接到镜头保持件并将电路板连接到后壳。例如,可以用粘合剂将镜头固定于镜头保持件。还应当理解,例如,可以提供螺钉固定件来代替或附加于在说明性实施方式中用于将电路板固定于后壳的卡扣连接。
最后,还应当理解,可以在制造期间使用专门的UV灯和对准和聚焦夹具。例如,在优选实施方式中,可以使用配置成在整个配合界面上同时固化粘合接合件14的UV灯。因此,UV灯将比目前用于镜头/成像器聚焦操作的传统UV灯大得多。

Claims (15)

1.一种用于载具的摄像头组件,所述摄像头组件包括:
传感器子组件,所述传感器子组件包括后壳和固定于所述后壳的电路板,所述电路板包括成像器;
光学子组件,所述光学子组件包括镜头和用于保持所述镜头的镜头保持件,其中,所述镜头保持件形成与所述后壳配合的前壳;
其中,所述光学子组件借助于固化的粘合剂固定于所述传感器子组件,所述固化的粘合剂涂敷在所述镜头保持件与所述后壳之间的配合界面,以将所述光学子组件对准所述传感器子组件来使得所述镜头聚焦在所述成像器上。
2.根据权利要求1所述的摄像头组件,其中,所述镜头保持件包括红外IR透射材料。
3.根据权利要求1或2所述的摄像头组件,其中,所述传感器子组件还包括一个或更多个IR发射器,所述一个或更多个IR发射器固定于所述后壳并且被对准以透过所述镜头保持件发射IR光。
4.根据权利要求3所述的摄像头组件,其中,所述IR发射器设置在所述电路板上。
5.根据权利要求3或4所述的摄像头组件,其中,所述镜头保持件包括与所述一个或更多个IR发射器对准的、用于使所发射的IR光透过的一个或更多个IR窗结构。
6.根据权利要求5所述的摄像头组件,其中,所述一个或更多个IR窗结构被定形成引导从其透过的IR光。
7.根据前述权利要求中任一项所述的摄像头组件,其中,所述传感器子组件还包括位于所述后壳与所述电路板之间的导热垫。
8.根据前述权利要求中任一项所述的摄像头组件,其中,所述后壳包括用于将所述电路板固定于所述后壳的卡扣结构。
9.根据前述权利要求中任一项所述的摄像头组件,其中,所述后壳包括用于容纳连接件的连接件插座,其中,当所述连接件被容纳在所述连接件插座内时,所述连接件插座与电路板接口对准以将所述连接件与所述电路板接口连接。
10.根据权利要求9所述的摄像头组件,其中,所述连接件插座被成形为与所述连接件配合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的摄像头组件,其中,所述固化的粘合剂在所述镜头保持件与所述后壳之间的配合界面周围形成密封。
12.根据前述权利要求中任一项所述的摄像头组件,其中,所述镜头保持件还包括镜头插座,所述镜头被容纳在所述镜头插座中以用于保持所述镜头。
13.根据前述权利要求中任一项所述的摄像头组件,其中,所述镜头保持件由光学透明材料形成。
14.根据前述权利要求中任一项所述的摄像头组件,其中,所述镜头保持件还包括形成在其中的用于覆盖所述镜头的正面的盖板结构。
15.一种制造用于载具的摄像头组件的方法,所述方法包括以下步骤:
组装传感器子组件,所述传感器子组件包括后壳和固定于所述后壳的电路板,所述电路板包括成像器;
组装光学子组件,所述光学子组件包括镜头和用于保持所述镜头的镜头保持件,其中,所述镜头保持件形成用于与所述后壳配合的前壳;
在所述镜头保持件与所述后壳之间的配合界面上涂敷粘合剂;
将所述光学子组件对准所述传感器子组件以将所述镜头聚焦在所述成像器上;并且
固化所述粘合剂以在所述配合界面处将对准的光学子组件固定于所述传感器子组件。
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