CN114830623A - 内部对准的摄像头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内部对准的摄像头装置，包括前壳体组件、第一印刷电路板(PCB)、第二PCB和柔性PCB、PCB保持笼和后壳体组件。前壳体组件包括透镜元件，用于在可操作地联接到第一PCB的图像传感器上形成图像，所述图像传感器与包括所述透镜元件的所述前壳体组件光学对准。使用柔性PCB将第二PCB电联接到所述第一PCB，其中第二PCB折叠在所述第一电路板上方。PCB保持笼将第二PCB保持在位。后壳体组件包括将第二PCB和所述PCB保持笼夹紧就位的金属屏蔽件。此外，所述前壳体组件与所述后壳体组件居中对准并附接。还描述了一种制造摄像头装置的方法。

Description

内部对准的摄像头及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种内部对准的摄像头。更具体地，本公开涉及一种用于车辆的使用柔性印刷电路板的内部对准的摄像头以及制造所述内部对准的摄像头的方法。
背景技术
由于图像传感器和其上安装有图像传感器的印刷电路板一起被固定到摄像头壳体，所以当前一代的摄像头使用透镜的光学对准过程。这使得透镜的光学公差以及壳体和印刷电路板组件的机械公差外在化，因为摄像头的透镜机构必需被移动以将图像传感器与透镜对准。透镜相对于摄像头主体的较大的位置公差增加了保持摄像头的支架的复杂性。这还可能要求摄像头透镜和车辆表面之间具有大间隙，这又对摄像头制造商或原始设备制造商的产品造型和NVH(噪声振动和声振粗糙度)有负面影响。在US9,565,342、US8,970,700和JP5821394中公开了现有技术摄像头系统的例子。
此外，激光焊接用于将透镜支架连结和密封到摄像头的后壳体。并且这些部件的重叠的变化对后壳体和透镜支架之间的焊接连结的质量有影响(如图1所示，后壳体和透镜支架不重叠，从而导致不可靠的连结)。此外，如果存在后壳体的伸出，则激光焊接就不能实现(如图2所示)，并且在具有多个印刷电路板的摄像头中出现这种情况的风险更大，因为每个印刷电路板的公差累积。
因此，对于内部对准的摄像头，存在未解决和未实现的需求，其克服现有技术的上述问题。
发明内容
如所附权利要求所述，本发明涉及一种用于车辆的内部对准的摄像头。更具体地，本发明涉及一种使用柔性印刷电路板和印刷电路板保持笼的内部对准的摄像头，以及制造所述内部对准的摄像头的方法。
在一个实施例中，提供了一种内部对准的摄像头装置，包括前壳体组件、第一印刷电路板、第二印刷电路板和柔性印刷电路板、印刷电路板保持笼和后壳体组件。
在一个实施例中，前壳体组件包括透镜元件，用于在可操作地联接到第一印刷电路板的图像传感器上形成图像，所述图像传感器与包括所述透镜元件的所述前壳体组件光学对准，并且所述第一印刷电路板通过第一紧固手段附接到所述前壳体组件。在一个实施例中，第一紧固包括将所述第一印刷电路板与所述前壳体组件的一个或多个焊料柱激光钎焊。
在一个实施例中，使用柔性印刷电路板将第二印刷电路板电联接到所述第一印刷电路板，其中所述第二印刷电路板折叠在所述第一电路板上方。印刷电路板保持笼使用一个或多个保持夹将第二印刷电路板保持在位。此外，第二印刷电路板包括片簧连接器，用于将所述第二印刷电路板电联接到后壳体组件上的外部连接器。
在一个实施例中，后壳体组件包括金属屏蔽件，该金属屏蔽件包括一个或多个弹簧特征结构，其中所述一个或多个弹簧特征结构将第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼夹紧就位。此外，所述前壳体组件与所述后壳体组件居中对准，并且其中所述前壳体组件和所述后壳体组件使用第二紧固手段附接。在一个实施例中，第二紧固手段包括激光焊接。
在一个实施例中，所述金属屏蔽件的所述弹簧特征结构将所述第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼电联接到所述金属屏蔽件。此外，所述印刷电路板保持笼的壁沿着所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板的边缘包围所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板。
在另一个实施例中，提供了一种用于制造内部对准的摄像头装置的方法，包括以下步骤：
将安装在第一印刷电路板上的图像传感器与包括透镜元件的前壳体组件光学对准，所述第一印刷电路板通过柔性印刷电路板电联接到第二印刷电路板；
在所述图像传感器与所述前壳体组件进行所述光学对准之后，使用第一紧固手段将所述第一印刷电路板紧固到所述前壳体组件以约束所述第一印刷电路板；
将印刷电路板保持笼放置在所述前壳体组件上；
将所述第二印刷电路板折叠到所述第一印刷电路板上方，并使用第二紧固手段将所述第二印刷电路板紧固到所述印刷电路板保持笼；
将片簧连接器钎焊在所述第二印刷电路板上；
将后壳体组件与所述前壳体组件组装在一起，所述后壳体组件包括金属屏蔽件，所述金属屏蔽件包括弹簧特征结构，其中，在组装所述金属屏蔽件的所述弹簧特征结构时，使用所述弹簧特征结构将所述第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼夹紧就位，并且其中，在组装时，所述后壳体组件与所述前壳体组件居中对准；和
使用第三紧固手段将所述后壳体组件与所述前壳体组件紧固在所述居中对准位置。
在一个实施例中，所述第一紧固手段包括将所述第一印刷电路板与所述前壳体组件的一个或多个焊料柱激光钎焊。
在一个实施例中，所述第二紧固手段包括印刷电路板保持笼上的保持夹，其中所述保持夹被释放以防止第二印刷电路板弹回到展开位置。
在一个实施例中，所述第三紧固手段包括激光焊接。
在一个实施例中，后壳体组件与所述前壳体组件的组装将所述片簧连接器电联接到后壳体组件上的外部连接器。
在一个实施例中，在组装时，所述金属屏蔽件的所述弹簧特征结构将所述第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼电联接到所述金属屏蔽件。
在一个实施例中，所述印刷电路板保持笼的壁沿着所述第一印刷电路板的边缘包围所述第一印刷电路板。
现在将参照本发明的优选实施例并参照附图更详细地描述本发明。
附图说明
参考附图，从下面仅以示例方式给出的本发明的实施例的描述中，将更清楚地理解本发明，在附图中：
图1示例性地示出了现有技术中已知的摄像头模块的截面图；
图2示例性地示出了现有技术中已知的摄像头模块的另一截面图；
图3示例性地示出了组装在根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的前壳体组件上的第一印刷电路板的透视图；
图4示例性地示出了组装在前壳体组件上的第一印刷电路板的透视图，该前壳体组件具有根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的印刷电路板保持笼；
图5示例性地示出了第二印刷电路板在被折叠到根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的印刷电路板保持笼中的过程中的透视图；
图5A示例性地示出了根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的印刷电路板保持笼的保持夹处于打开和关闭位置的叠加剖视图；
图6A、6B、6C分别示例性地示出了将第二印刷电路板折叠到根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的印刷电路板保持笼上所涉及的阶段的侧视图；
图7示例性地示出了折叠到根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的印刷电路板保持笼上的第二印刷电路板的透视图。
图8示例性地示出了根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的后壳体组件的透视图；
图9示例性地示出了后壳体组件(透明的)的透视图，该后壳体组件与根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的前壳体组件居中对准；
图10示例性地示出了根据本发明一些实施例的完全组装的内部对准的摄像头的截面图；
图10A示例性地示出了图10的截面图的一部分(如图10中虚线所示)；和
图11示例性地示出了根据本发明一些实施例的完全组装的内部对准的摄像头的透视图(后壳体组件被示出为透明的)。
具体实施方式
本发明涉及内部对准的摄像头。更具体地，本发明涉及一种使用柔性印刷电路板和印刷电路板保持笼的内部对准的摄像头，以及一种制造所述内部对准的摄像头的方法。
图3示例性地示出了组装在根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的前壳体组件上的第一印刷电路板的透视图。如图3所示，最初，安装在第一印刷电路板(PCB)302上的图像传感器与包括透镜元件306的前壳体组件301光学对准。第一PCB 302通过柔性PCB304电联接到第二PCB 305。在所述图像传感器与所述前壳体组件301进行所述光学对准之后，使用第一紧固手段将第一PCB 302紧固到所述前壳体组件301，以将所述第一PCB302约束在对准位置。在一个实施例中，所述第一紧固手段包括将所述第一PCB 302与所述前壳体组件301的一个或多个焊料柱303激光焊接。
如图4所示，PCB保持笼401放置在所述前壳体组件上。图4示例性地示出了组装在前壳体组件301上的第一PCB 302的透视图，该前壳体组件301具有根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的PCB保持笼401。所述PCB保持笼401的壁沿着所述第一PCB 302的边缘包围所述第一PCB302。
第二PCB 305折叠到所述第一PCB 302上方，并且使用第二紧固手段将第二PCB305紧固到PCB保持笼401。图5示例性地示出了第二PCB 305在被折叠到根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的PCB保持笼401中的过程中的透视图。在一个实施例中，所述第二紧固手段包括PCB保持笼401上的保持夹501(如图5A所示)，其中，所述保持夹被释放以防止第二PCB 305弹回到展开位置。图5A示例性地示出了根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的PCB保持笼401的保持夹501处于打开位置501’和关闭位置501的叠加剖视图。在闭合位置501，柔性PCB 304被折叠到PCB保持笼401的硬止动件上。
图6A、图6B和图6C分别示例性地示出了将第二PCB 305折叠到根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的PCB保持笼401中所涉及的阶段的侧视图。如图6A、6B和6C所示，工具601使得能够将第二PCB 305折叠到PCB保持笼401中。其中图6A示出了处于展开位置的第二PCB 305，图6C示出了处于完全折叠位置的第二PCB 305，图6B示出了第二PCB 305正在被折叠时的中间位置。
在第二PCB 305被折叠之后，片簧连接器701被钎焊在所述第二PCB305上。图7示例性地示出了第二PCB 305折叠到PCB保持笼401上的透视图，示出了根据本发明一些实施例的片簧连接器701。
后壳体组件801可以与所述前壳体组件301组装在一起。后壳体组件801包括接触垫804、金属屏蔽件802，所述金属屏蔽件包括弹簧特征结构803。图8示例性地示出了根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的后壳体组件801的透视图。
当将后壳体组件801与所述前壳体组件301组装时，所述后壳体组件801与所述前壳体组件301居中对准。图9示例性地示出了后壳体组件801(透明的)与根据本发明一些实施例的内部对准的摄像头的前壳体组件301居中对准的透视图。
此外，在组装时，所述金属屏蔽件的所述弹簧特征结构803使用所述弹簧特征结构803进一步将所述第二PCB 305和所述PCB保持笼401夹紧就位。此外，后壳体组件801与所述前壳体组件301的组装经由所述接触垫804将所述片簧连接器701电联接到后壳体组件801上的外部连接器。此外，在组装时，所述金属屏蔽件802的所述弹簧特征结构803将所述第二PCB305和所述PCB保持笼401电联接到所述金属屏蔽件802。
最后，使用第三紧固手段将后壳体组件801与所述前壳体组件301紧固在所述居中对准位置。在一个实施例中，所述第三紧固手段包括激光焊接后壳体组件801和前壳体组件301的焊接界面的配合部分。
图10示例性地示出了根据本发明一些实施例的完全组装的内部对准的摄像头的截面图，图10A示例性地示出了图10的截面图的一部分(如图10中的虚线所示)。
如图10所示，在完全组装后，内部对准的摄像头装置包括前壳体组件301、第一PCB302、第二PCB 305和柔性PCB 304、印刷电路板保持笼401和后壳体组件801。
前壳体组件301包括透镜元件，用于在可操作地联接到第一PCB 302的图像传感器1001上形成图像，所述图像传感器1001与包括所述透镜元件的所述前壳体组件301光学对准，并且所述第一PCB 302通过第一紧固手段附接到所述前壳体组件301。在一个实施例中，第一紧固手段包括激光焊接，其中所述第一PCB 302与所述前壳体组件301的一个或多个焊料柱303激光焊接。
第二PCB 305使用柔性PCB 304电联接到所述第一PCB 302，其中所述第二PCB 305折叠在所述第一PCB 302上方。PCB保持笼401使用一个或多个保持夹将第二PCB 305保持就位。此外，第二PCB 305包括片簧连接器701，用于将所述第二PCB 305电联接到后壳体组件801上的外部连接器。
后壳体组件801包括金属屏蔽件802，该金属屏蔽件802包括一个或多个弹簧特征结构803，其中所述一个或多个弹簧特征结构803将第二PCB305和所述PCB保持笼401夹紧就位。如图10和图10A所示，弹簧特征结构803提供了夹紧力(如黑色箭头所示)，以进一步将第二PCB 305和所述PCB保持笼401固定就位。
此外，所述前壳体组件301与所述后壳体组件801居中对准，并且其中，所述前壳体组件301和所述后壳体组件801使用第二紧固手段附接。在一个实施例中，第二紧固手段包括激光焊接。
在一个实施例中，所述金属屏蔽件802的所述弹簧特征结构803将所述第二PCB305和所述PCB保持笼401电联接到所述金属屏蔽件802。此外，所述PCB保持笼401的壁沿着所述第一PCB 302和所述第二PCB 305的边缘包围所述第一PCB 302和所述第二PCB 305。
图11示例性地示出了根据本发明一些实施例的完全组装的内部对准的摄像头的透视图(后壳体组件被示为透明的)。
应当理解，本发明不仅解决了现有技术的不足，而且由PCB保持笼401和金属屏蔽件802形成的法拉第笼为第一PCB 302和第二PCB 305提供了电磁干扰屏蔽。
在说明书中，术语“包括(comprise)、包括(comprises)、包括(comprised)和包括(comprising)”或其任何变体以及术语“包含(include)、包含(includes)、包含(included)和包含(including)”或其任何变体被认为是完全可互换的，并且它们都应该被给予最广泛的可能解释，反之亦然。
本发明不限于上文描述的实施例，而是可以在结构和细节上变化。

Claims (13)

1.一种内部对准的摄像头装置，用于在车辆中使用，包括：
前壳体组件，包括透镜元件；
第一印刷电路板，包括图像传感器，所述图像传感器与所述前壳体组件光学对准，所述第一印刷电路板通过第一紧固手段附接到所述前壳体组件；其特征在于，
第二印刷电路板，所述第二印刷电路板使用柔性印刷电路板电联接到所述第一印刷电路板，其中，所述第二印刷电路板折叠在所述第一电路板上方；
印刷电路板保持笼，所述印刷电路板保持笼使用一个或多个保持夹将所述第二印刷电路板保持在位；
后壳体组件，包括金属屏蔽件，所述金属屏蔽件包括一个或多个弹簧特征结构，其中，所述一个或多个弹簧特征结构将所述第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼夹紧就位；并且
其中，所述前壳体组件与所述后壳体组件居中对准，并且其中，所述前壳体组件和所述后壳体组件使用第二紧固手段附接。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一紧固手段包括将所述第一印刷电路板与所述前壳体组件的一个或多个焊料柱进行激光钎焊。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第二紧固手段包括激光焊接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二印刷电路板包括片簧连接器，用于将所述第二印刷电路板电联接到所述后壳体组件上的外部连接器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述金属屏蔽件的所述弹簧特征结构将所述第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼电连接至所述金属屏蔽件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述印刷电路板保持笼的壁沿着所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板的边缘包围所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板。
7.一种用于制造内部对准的摄像头装置的方法，包括：
将安装在第一印刷电路板上的图像传感器与包括透镜元件的前壳体组件光学对准，所述第一印刷电路板通过柔性印刷电路板电联接到第二印刷电路板；其特征在于以下步骤：
在所述图像传感器与所述前壳体组件的光学对准之后，使用第一紧固手段将所述第一印刷电路板紧固到所述前壳体组件以约束所述第一印刷电路板；
将印刷电路板保持笼放置在所述前壳体组件上；
将所述第二印刷电路板折叠在所述第一印刷电路板上方，并使用第二紧固手段将所述第二印刷电路板紧固到所述印刷电路板保持笼；
将片簧连接器钎焊在所述第二印刷电路板上；
将后壳体组件与所述前壳体组件组装在一起，所述后壳体组件包括金属屏蔽件，所述金属屏蔽件包括弹簧特征结构，其中，在组装所述金属屏蔽件的所述弹簧特征结构时，使用所述弹簧特征结构将所述第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼夹紧就位，并且其中，在组装时，所述后壳体组件与所述前壳体组件居中对准；和
使用第三紧固手段将所述后壳体组件与所述前壳体组件紧固在所述居中对准位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一紧固手段包括将所述第一印刷电路板与所述前壳体组件的一个或多个焊料柱进行激光钎焊。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述第二紧固手段包括所述印刷电路板保持笼上的保持夹，其中，所述保持夹被释放以防止所述第二印刷电路板弹回到展开位置。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述第三紧固手段包括激光焊接。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，后壳体组件与所述前壳体组件的所述组装将所述片簧连接器电联接至所述后壳体组件上的外部连接器。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中，在组装时，所述金属屏蔽件的所述弹簧特征结构将所述第二印刷电路板和所述印刷电路板保持笼电联接至所述金属屏蔽件。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中，所述印刷电路板保持笼的壁沿着所述第一印刷电路板的边缘包围所述第一印刷电路板。
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