CN115996312A - 摄像头模块及组装方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供摄像头模块及组装方法。摄像头模块(100)包括：壳体(200)，具有内部空间(210)，内部空间(210)具有内表面(220)；透镜组件(300)，透镜组件包括透镜本体，透镜本体具有一个或更多个透镜，一个或更多个透镜至少部分地设置在壳体的内部空间(210)内并且限定光轴(O)；电子载体(400)；以及图像传感器(500)，其设置在电子载体(400)的表面上，与透镜组件(300)光学连通；摄像头模块(100)还包括用于将透镜组件(300)和电子载体(400)相互附接的至少一个定位部分；并且透镜组件(300)还包括垂直于光轴(O)从透镜组件(300)径向向外突出的至少一个第一凸缘(600)，至少一个第一凸缘(600)和壳体(200)的内表面(220)能够相互附接。

Description

摄像头模块及组装方法

技术领域

本公开涉及摄像头模块，并且具体地涉及包括所述摄像头模块的用于机动载具的视觉装置。本发明还涉及组装所述摄像头模块的方法。

背景技术

现代载具越来越多地配备有作为高级驾驶员辅助系统(ADAS)的一部分的视觉装置。这种视觉装置可以实施为数字后视镜，也称为摄像头监视系统(CMS)，其具有用于显示载具外部图像的显示器。此外，视觉装置可包括前摄像头模块、后摄像头模块和/或设置在载具中的提供不同视图(诸如前视图、后视图、周围视图、顶视图或鸟瞰视图等)的任何摄像头模块。此外，视觉系统还可包含对象检测和警告系统以及载具轨迹预测单元。视觉装置可以是自主机动载具的一部分。

视觉装置包括视频摄像头模块、控制器或电子控制单元(ECU)以及例如LCD(液晶显示器)、LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)类型的显示器。摄像头模块通常被装配在机动载具中面向外以用于捕捉图像。由摄像头模块捕捉的图像以很小的延迟实时显示在显示屏上和/或存储在适当的存储器中。

摄像头模块包括壳体和至少电子载体，电子载体具有容纳在壳体内的至少一个印刷电路板(PCB)和连接到印刷电路板的图像传感器或成像器。

通常通过螺丝将电子载体附接到壳体。螺丝的使用是耗时的，并且实际上可能引起问题，特别是在通过机器人的自动组装中。

已经提出了另外的方案，例如在US20140313337A1中公开的方案，其中，提供了载具视觉系统，包括待装配在载具挡风玻璃中的摄像头模块，该摄像头模块包括图像传感器、透镜保持器和通过焊接附接到电子载体的透镜。

然而，已经发现通过使用螺丝或焊接将透镜和电子载体彼此附接对于避免或至少最小化例如由于温度变化而导致的诸如电子载体的部件的翘曲或弯曲是低效的。

还进行了另外尝试来附接透镜、电子载体和摄像头壳体。例如，US20190381952A1公开了一种载具视觉系统，包括摄像头壳体、电子载体、以及支撑透镜的透镜镜筒。透镜镜筒通过施加到透镜镜筒的粘合剂附接到摄像头壳体。粘合剂还基本上用于将电子载体附接到摄像头壳体。

此外，现有技术的摄像头的缺点在于，依赖于应用，透镜的长度可能改变，因此必须改变摄像头壳体的形状和/或几何形状以容纳透镜。这意味着当改变摄像头的应用时需要重新设计摄像头壳体。

CN208156394U示出了一种摄像头，该摄像头具有镜头，该镜头带有加热器，该加热器被周向地围绕该镜头设置以加热该镜头从而在寒冷或潮湿的天气条件或环境中自动除霜和除雾。导线连接到贯穿透镜本体的加热装置。

因此，希望提供一种改进的摄像头模块，以消除上述缺点并提供对现有技术中的缺点的有利解决方案。

发明内容

本文提供了一种摄像头模块，该摄像头模块至少避免了现有技术的缺点并且提供了多个另外的显著优点。特别地，本发明的摄像头模块解决了当所述摄像头模块被提供用于另一应用时重新设计摄像头壳体的问题。

这是通过一种摄像头模块来实现的，该摄像头模块包括透镜组件、电子载体以及壳体，其中，提供了至少一个定位部分来将透镜组件与电子载体相互附接；此外，透镜组件包括至少一个第一凸缘，所述第一凸缘垂直于光轴从所述透镜组件径向向外突出，所述第一凸缘和所述壳体的内表面能够彼此附接。因此，本摄像头模块允许具有相同尺寸的壳体与具有不同长度的透镜组件一起使用。

本摄像头模块包括具有内部空间的壳体。壳体的内部空间具有内表面。壳体可以包括第一壳体部分和第二壳体部分，第一壳体部分和第二壳体部分可以彼此联接以形成壳体，其中，所述内表面在其间限定了用于容纳至少电子载体和图像传感器的空间。优选地，壳体可以包括前壳体和后壳体。前壳体和后壳体可以彼此联接以形成其中具有所述内表面的壳体。前壳体和后壳体中的至少一个可以由例如铝或包括铝的任何有色金属合金材料如扎马克(Zamak)制成，尽管其它材料也是可能的。前壳体与后壳体之间可以限定用于容纳将在下面描述的电子载体的空间。

还提供了一种电子载体。如本文所使用的，电子载体指的是适合于承载电子器件的任何元件，该电子器件被设置在摄像头模块壳体内以操作摄像头模块。电子载体可以包括至少一个印刷电路板(PCB)和可选地具有电子器件的任何其它基板。各个印刷电路板具有两个主表面。图像传感器或成像器设置在印刷电路板的主表面之一上，与透镜组件或透镜镜筒光学连通，这将在下面进一步描述。

摄像头模块还包括透镜组件。透镜组件转而包括透镜本体，该透镜本体具有至少部分地设置在壳体的上述内部空间内的一个或更多个透镜。透镜组件限定通过透镜本体的几何中心的直线，该直线限定光传播通过透镜的路径。该线在下文中将被称为光轴。如果透镜组件中的透镜具有弯曲表面，则光轴穿过透镜的各个弯曲表面的曲率中心。

在使用中，透镜组件和电子载体彼此附接，即，透镜组件可以附接到电子载体，或者电子载体可以附接到透镜组件。

透镜组件和电子载体彼此的附接可以使得两个元件根据具体要求彼此直接或间接接触。例如，透镜组件和电子载体彼此的附接可以通过粘合单元来实现，这将在下面进一步描述。

所提供的定位部分用于将透镜组件和电子载体彼此附接的目的。定位部分可以是透镜组件的一部分或附接到透镜组件。特别地，定位部分包括至少一个定位元件，该定位元件沿着光轴朝向电子载体纵向地突出。定位元件用于将透镜组件和电子载体彼此附接，在透镜组件与电子载体之间具有恒定的预定间隙，并且图像传感器与透镜组件光学对准。设置所述定位元件导致透镜本体与成像器之间的距离总是被控制为恒定的。在本公开的含义内，恒定距离意味着所述距离在使用期间不改变。然而，恒定的距离在此也涉及由于外部因素如温度变化导致小的膨胀而在操作中不可避免地发生的微小变化。

另选地，定位部分可以是邻接透镜组件的电子载体的一部分或附接到电子载体，例如透镜组件的下表面。特别地，定位部分包括至少一个定位元件，该定位元件沿着光轴朝向透镜组件纵向突出。

透镜组件还包括至少一个第一凸缘，该第一凸缘垂直于光轴从透镜组件径向向外突出。第一凸缘和壳体的内表面可以通过将在下面描述的粘合单元彼此附接。依赖于具体要求，透镜组件与壳体的附接可以通过透镜组件的第一凸缘与壳体的内表面之间的直接或间接接触来实现。

第一凸缘可以是圆形的，至少部分地覆盖限定透镜组件的环形平坦表面的周边。第一凸缘可以由连续表面或由具有开口的表面限定，或者可以由区段限定。

还可以设置至少一个第二凸缘。所述第二凸缘设置成从透镜组件径向向外突出，垂直于光轴并设置成距第一凸缘一段距离处。第二凸缘被构造成用作定位下面描述的加热元件的引导件。

如同第一凸缘，第二凸缘可以是圆形的，至少部分地覆盖限定透镜组件的环形平坦表面的周边。第二凸缘可以由连续表面或由具有开口的表面限定，或者可以由区段限定。

第一凸缘可以比第二凸缘远离电子载体。

如上所述，壳体包括可彼此联接的前壳体和后壳体。前壳体被构造成至少部分地容纳透镜组件的透镜本体的一部分。

可以形成第三凸缘，特别是从壳体径向向外突出。

当透镜组件从下方插入到壳体中时，第三凸缘用作止挡件或移动限制元件。在使用中，第一凸缘可以设置在壳体内，在第三凸缘下方。

各个凸缘包括作为上表面的第一表面，作为下表面的第二表面和作为侧表面的第三表面。上表面和下表面通过侧表面彼此接合。一旦摄像头模块被组装，上表面在此表示凸缘的远离电子载体的表面，而下表面在此表示凸缘的与上表面相对的表面。侧表面因此设置在各个凸缘中的上表面与下表面之间。

第三凸缘的侧表面限定了直径。第三凸缘的直径大于设置在透镜组件的前表面与第一凸缘的上表面之间的透镜组件的周边表面。透镜组件的前表面是透镜组件的距离图像传感器最远的表面。此外，第一凸缘的侧表面限定了直径。第一凸缘的直径大于第三凸缘的直径。而且，第一凸缘的直径小于壳体的侧表面的直径，使得所述壳体在使用中至少包围第一凸缘的侧表面和下表面。

第三凸缘形成在第一壳体部分中，特别是形成在前壳体中。在使用中，第一凸缘的上表面附接到第三凸缘的下表面。

一旦透镜组件和电子载体彼此附接并且透镜组件和壳体的内表面彼此附接，第一凸缘就位于第三凸缘与第二凸缘之间。即，第一凸缘的上表面设置在第三凸缘的上表面与第二凸缘的上表面之间。此外，第三凸缘的下表面设置在第三凸缘的上表面与第一凸缘的上表面之间。此外，第一凸缘的下表面设置在第三凸缘的下表面与第二凸缘的上表面之间。

由透镜组件和电子载体限定子组件。所述子组件与壳体之间的相对移动可以根据以下各项中的至少一项发生：

i)第一凸缘的上表面朝向第三凸缘的下表面移动，使得第三凸缘的下表面接触附接单元和第一凸缘的上表面，这是当该透镜组件被设置在该壳体下方并且移动离开该电子载体时的情况；或

ii)第三凸缘的下表面朝向第一凸缘的上表面移动，使得第一凸缘的上表面接触附接单元和第三凸缘的下表面，这是当透镜组件设置在壳体下方并且壳体朝向电子载体移动时的情况。

透镜组件在壳体下方的位置在此意味着透镜组件的相对位置比壳体靠近电子载体。

第三凸缘可以是圆形的，至少部分地覆盖限定壳体的环形平坦表面的周边。第三凸缘可以由连续表面或由具有开口的表面限定，或者可以由区段限定。

形成在透镜组件中的第一凸缘和第二凸缘以及形成在壳体中的第三凸缘中的任一个可以分别与透镜组件和壳体中的至少一者形成为一体，或者可以是分开的元件。

第一凸缘、第二凸缘和第三凸缘中的一个或更多个的设置允许由透镜组件和电子载体形成的子组件容易地安装到壳体上，当透镜组件从下面插入时，第三凸缘邻接第一凸缘，同时保持透镜组件与电子载体之间的距离恒定。

可以提供加热元件用于透镜本体的电阻式加热。加热元件的目的是将电能转换成热能，用于在电流流过加热元件时加热透镜组件。结果，提供了除霜效果，以及去除可能附着到透镜本体上的障碍物和任何水基障碍物，障碍物可能导致不希望的光学污染。

加热元件优选包括具有电阻的薄膜、箔或片材。制成加热元件的所述薄膜、箔或片材优选具有延展性，使得其可以容易地弯曲。薄膜、箔或片材是导电的，以用作焦耳效应加热器。加热元件的薄膜、箔或片材的优选厚度在0.2mm至0.3mm的范围内，例如0.22mm。透镜本体的直径可以是例如19.3mm，使得加热器的薄膜、箔或片材具有这样的延展性，使得其可以有利地呈现约10mm的弯曲半径。

加热元件优选地设置成至少部分地围绕透镜本体，包裹其外侧表面。加热元件可以设置成围绕透镜本体的外侧表面缠绕超过一匝，使得在使用中，由加热元件的片材的两个相对边缘限定交叠部分。因此，实际上，加热元件通过交叠加热器箔的两端而粘附到透镜本体的周边并封闭透镜本体的周边。交叠部分确保薄膜、箔或片材不会变松并牢固地粘附到透镜本体上。

加热元件可以具有从其向电子载体延伸的连接构件或导体部分，用于电连接到用于供应电流的电源单元。电子载体具有至少一个开口，允许加热元件的连接构件穿过该开口。连接构件可以被配置为包括焊接引脚的薄带，所述焊接引脚在使用中穿过设置在电子载体中的孔以电连接到印刷电路板的表面。在一些示例中，加热器可以设置有多个连接构件或导体部分，所述多个连接构件或导体部分从加热器朝向电子载体延伸，用于电连接到用于供应电流的电源单元。

加热元件可以优选地设置在透镜组件的上述第一凸缘与第二凸缘之间。这样，极大方便了加热元件的定位。如上所述，第二凸缘构造成用于引导加热元件的定位。

加热元件附接到与其接触的透镜组件。特别地，加热元件优选直接接触地附接到透镜本体的外侧表面。可以在透镜本体的外侧表面和加热元件的薄膜、箔或片材的内表面中的至少一者上施加粘合单元。

薄膜、箔或片材在施加到透镜本体之前是平坦的。在组装过程中，加热元件的薄膜、箔或片材以箔的内侧接触透镜本体的外侧表面的方式弯曲。

配置为薄膜、箔或片材的加热元件的平坦特性允许其围绕透镜组件应用。已经发现，由于在热源与待加热物体之间不存在间隙，因此这提供了透镜本体的高效率加热。还已经发现，围绕透镜组件的加热元件的平坦特性提供了透镜本体的快速加热。例如，现有技术的摄像头加热器能够在3分钟内将透镜本体加热到40℃，而已经发现具有如上所述的相同加热器的本摄像头模块能够在2分钟内将相同的透镜本体加热到相同的温度。

利用如上所述的加热器，提供给透镜本体的热量不直接传递给电子载体，从而在很大程度上防止了电子载体的翘曲或弯曲，从而确保了成像器-透镜的对准。这在摄像头模块中尤其重要，摄像头模块通常在依赖于它们工作的环境的宽温度范围下，这增加了来自电子载体的热量。如果加热器向透镜本体提供直接的热量，通常高达约40℃至50℃，这将不可避免地导致电子载体中的印刷电路板的弯曲、挠曲、膨胀或凸出，从而导致透镜本体的不期望的移位，并因此失去与图像传感器的光学连接。例如，已经发现，在50℃下，现有技术摄像头中的平均偏差是68微米量级，通常导致图像质量问题。对于本文描述的摄像头模块，已经发现透镜本体和图像传感器的平均相对偏差有利地减小到11微米。

根据本摄像头模块的有利特征，可以如上所述地应用粘合单元，特别是应用于以下的一个或更多个。

粘合单元可以施加在定位部分与电子载体之间。特别地，粘合单元可以施加在透镜组件的定位元件与电子载体之间。在这种情况下，粘合单元例如可以是设置成形成圆环的1mm至3mm厚的胶层。粘合单元以未固化或至少部分固化的状态围绕透镜组件的表面分配，用于将电子载体与透镜组件彼此粘附或结合。

粘合单元也可以施加在透镜组件的第一凸缘与壳体的内表面之间。在这种情况下，粘合单元可以施加到第一凸缘的任何合适的表面上。特别地，可以将粘合单元施加到第一凸缘的上表面，即，与电子载体相反的第一凸缘的上表面，第一凸缘的上表面定位成离电子载体最远。附加地或另选地，粘合单元可以施加到邻近凸缘的透镜本体的周边表面。通常，粘合单元可以施加到第一凸缘的任意表面，例如第一凸缘的端表面，即其侧表面，和/或下表面，即其与上表面相反的表面。例如，2mm至3mm厚的胶层可以施加在前壳体和/或透镜本体上以将其附接在一起。同样在这种情况下，可以施加粘合单元以形成以未固化或至少部分固化的状态围绕壳体的内表面分配的胶的圆环，用于将透镜组件粘附或结合到前壳体上。

粘合单元也可以施加在加热元件(如果提供的话)与透镜本体的外侧表面之间。

在所有上述情况下，粘合单元可包括任何合适的粘合剂，例如可UV固化的粘合剂，其在固化时为上述部件，即透镜组件、电子载体、壳体和加热器提供强粘合。上述粘合单元可通过将粘合剂暴露于光或通过UV固化工艺固化到第一固化水平，并通过热固化工艺固化到第二较高固化水平。

定位元件可以包括边缘或周边边缘，其可以被配置或成形为一个或更多个腿，可以形成在透镜组件的下表面上。附加地或另选地，所述边缘或周边边缘可以形成在或附接到联接了成像器的印刷电路板的表面上。这样的边缘允许成像器与透镜组件和电子载体配合得到很好的保护。提供延伸穿过定位元件的整个周边的边缘防止诸如灰尘的异物进入摄像头模块并到达图像传感器。

本文还公开了一种组装上述摄像头模块的方法。

该组装方法包括将该透镜组件附接到该电子载体，以在该透镜组件与该图像传感器之间建立适当的光学连通。组装方法还可以包括在定位部分与电子载体中的至少一者上提供如上所述的粘合单元，以将透镜组件与电子载体彼此附接。

组装方法还可以包括将透镜组件部分地插入前壳体中，其中将第一凸缘用作止挡件。透镜组件可以从底部装配到顶部，即，通过移动离开电子载体，使得第一凸缘总是在前壳体内。其它相对组装方向也是可以的，使透镜组件和电子载体在不同于上述方向的方向上移动。

然后通过使用施加在壳体的内表面与第一凸缘中的至少一者上的粘合单元将透镜组件附接到壳体上。

组装方法还可以包括将图像传感器安装到电子载体上。

还可以执行在透镜本体的侧表面上提供加热元件的步骤，例如一旦透镜组件和电子载体已经彼此附接，加热元件至少部分地围绕透镜组件。可以通过在加热元件的内表面和透镜组件的外侧表面中的至少一个上施加粘合单元，将加热元件围绕透镜组件缠绕，使得加热元件的内表面适当地附接在透镜组件的外侧表面上，而将加热元件附接在透镜本体上。粘合单元通过光、空气或温度固化，例如通过将摄像头模块置入烘箱或气候室中。

一旦加热器已经正确地围绕透镜定位，由透镜和电子载体形成的子组件可以装配到摄像头壳体。前壳体安装在所述子组件上。通过装配由透镜组件和电子载体形成的子组件(可选地具有加热器)直到第三凸缘用作止挡件来组装摄像头模块。

可以在固化粘合单元之前移动透镜组件，以确保透镜组件与图像传感器之间的正确光学对准。通过使连接构件的至少一部分穿过电子载体中的通道并将连接构件附接到电子载体，将加热元件通过连接构件电连接到电源单元。

透镜组件可以与加热元件和电子载体以及壳体一起朝向彼此移动，使得透镜组件的第一凸缘邻接壳体，并且透镜组件和壳体通过粘合单元永久地相互附接。

后壳体可以与前壳体联接。组装方法还可以包括将摄像头壳体围绕加热器，电子载体，图像传感器和透镜组件的至少一部分设置。

摄像头模块可以装配到载体车体上，使得透镜本体的至少一部分在载具之外面向外，摄像头模块连接到载具。其它位置也是可能的。例如，摄像头模块可以具有透明盖，该透明盖例如装配到镜筒壳体或第一壳体部分或前壳体中的任意地方，使得在这种情况下透镜本体不在载具之外而是所述盖。

所描述的构造产生了许多显著的优点。

与现有技术的摄像头模块相比，不需要螺丝或焊接来附接前壳体和后壳体以及将电子载体附接到前壳体。因此，壳体的厚度显著减小，导致摄像头模块中包含较少的材料，同时仍然提供相同或较高的效率。结果，获得了高效的、成本有效的、较轻的摄像头模块。

此外，通过粘合单元将电子载体附接到透镜组件上允许摄像头始终保持聚焦，而与环境温度的变化无关。固化的粘合剂在温度变化下的收缩和膨胀被适当地调节。透镜组件与图像传感器之间的最佳光学连通是由于它们的适当的相互光学对准而实现的。这在不使用螺丝或焊接的情况下进行。此外，透镜组件的第一凸缘附接到前壳体，电子载体附接到透镜组件，并且成像器保持与壳体中的透镜组件光学对准。这在寻求透镜组件相对于图像传感器的最佳定位和附接的汽车视频摄像头设计中是最重要的。

在本摄像头模块中使用粘合单元还补偿了透镜组件和图像传感器的移动。该优点与上述优点相结合，允许本摄像头模块满足当前汽车安全要求，该要求需要高图像质量稳定性，而在摄像头模块的寿命期间摄像头焦距没有变化。

利用本发明的摄像头模块，减少了由于产生的热量引起的问题，并因此减少了问题对摄像头模块部件的负面影响。已经发现，由于由加热器产生的热量不直接传递到透镜组件，使得其中的温度不增加，并且因此没有热量增加到由电子载体本身产生的热量中，所以减小了电子载体的弯曲。电子载体因此不过热并因此不膨胀，因此不发生弯曲或几乎不发生弯曲。结果，不影响光学连通，即成像器与透镜组件之间的对准。相反，在现有技术的摄像头模块中产生的热导致电子载体的印刷电路板的弯曲或翘曲，从而导致图像传感器移动或偏转到不希望的程度，例如68微米量级。在本摄像头模块中，已经发现图像传感器或成像器的偏转有利地减小到11微米。因此避免了失去包含在电子载体中的透镜与成像器的光学连接。

除了由于减小的厚度导致的轻重量和透镜本体与成像器之间的极好的光学对准而，以及由于加热器与透镜本体之间的直接接触而导致的加热效率之外，还提供了模块化结构。模块化有利地由电子载体和透镜组件的附接以及分别在透镜组件的第一凸缘和第三凸缘与壳体之间的位置和运动关系产生。

本发明的摄像头模块具有模块化设计，该模块化设计来自于特别有利地提供用于附接透镜组件、壳体和电子载体的凸缘，例如当壳体从顶部安装到底部时或当透镜从底部安装到顶部时，上述第一凸缘用作第三凸缘的止挡件。形成在透镜组件中的第一凸缘和第二凸缘以及形成在壳体中的第三凸缘用作限制透镜本体和壳体的相对运动的止挡件。

本摄像头模块的模块化特性允许具有相同尺寸的壳体与具有不同尺寸的透镜组件一起使用，即，相同的壳体能够容纳具有不同长度的透镜。例如，如果需要120°×58°的透镜组件并且稍后还需要具有不同尺寸，特别是不同长度(在此特定情况下为较短的长度)的190°×150°的透镜组件，则可以提供相同的壳体尺寸。这意味着，尽管所需的透镜组件具有不同的长度，但是仍然可以采用具有相同尺寸的前后壳体。结果，使用用于具有不同长度的不同透镜组件的具有相同尺寸的前壳体和后壳体，可以提供具有针对不同应用的不同分辨率和视场的不同摄像头模块，不同透镜组件依赖于应用，例如前摄像头、后停车摄像头、用于智能后视镜系统(IRMS)的摄像头、用于摄像头监视系统(CMS)的侧摄像头、用于盲点检测(BSD)的侧摄像头等。

与透镜的长度无关，在透镜组件与具有由于定位元件而和透镜组件光学对准的图像传感器的电子载体之间获得恒定的预定距离。透镜组件与成像器之间的距离，在本领域中称为“通过透镜(TTL)计量”，在根据需要用相同的电子载体、成像器和前壳来完成组装过程之前改变。此外，一旦组装过程完成，TTL计量是恒定的。

出于完整性的原因，本公开的各个方面在以下编号的条款中阐述：

条款1：一种透镜组件，包括：

透镜本体，具有限定光轴的一个或更多个透镜；

电子载体；以及

图像传感器，设置在该电子载体的表面上，与该透镜组件处于光学连通；

其特征在于，所述透镜组件还包括：

用于对透镜本体进行电阻式加热的加热元件，所述加热元件包括具有电阻的片材，所述片材被设置成至少部分地围绕所述透镜本体，所述片材包裹所述透镜本体的外侧表面，用于当电流流过所述片材时去除可能附着到所述透镜本体的任何水基障碍物。

条款2：根据条款1所述的透镜组件，其中，所述加热元件被设置为围绕所述透镜本体的所述外侧表面缠绕多于一匝，使得在使用中，由所述加热元件的所述片材的两个相对边缘限定交叠部分。

条款3：根据条款1或2所述的透镜组件，其中，所述加热元件具有连接构件，所述连接构件用于电连接到所述电源单元以向所述加热元件馈送电流。

条款4：根据前述条款中的任一项所述的透镜组件，其中，所述透镜组件还包括施加在所述加热元件与所述透镜本体的外侧表面之间的粘合单元。

附图说明

下面将参照附图描述本公开的非限制性示例。

在附图中：

图1、图2和图3是分别对应于设置有不同长度的三种不同类型的透镜组件的摄像头模块的不同示例的沿图4的线AA截取的截面图；

图4是图1至图3所示的摄像头模块的俯视图；

图5是沿图3的线BB截取的图1至图3中所示的摄像头模块的截面俯视图；

图6是图1至图3所示的摄像头模块的局部放大截面图，以较好地示出其一些部分；以及

图7是摄像头模块的分解图。

具体实施方式

在图1至图7所示的例示中，摄像头模块100包括由例如铝制成的壳体200。在壳体200内限定内部空间210。壳体200的内部空间210适于在其中接纳包括将在下面进一步描述d透镜本体310的透镜组件或透镜镜筒300。在图1、图2、图3中示出了透镜组件300，其具有不同长度的透镜本体310。下面还将进一步描述它们。

壳体200的内部空间210具有内表面220。壳体200包括前壳体250和后壳体255，前壳体250和后壳体255可彼此联接以形成壳体200，如图1、图2、图3和图7所示。前壳体250被构造成至少部分地接纳透镜组件300的透镜本体310的一部分。

电子载体400设置在前壳体250与后壳体255之间。电子载体400包括一个或更多个印刷电路板(PCB)(未示出)和所需的具有电子器件的基板。电子载体400包括连接到电子载体400的一个表面的图像传感器或成像器500。图像传感器500被设置成与透镜组件300光学连通。透镜组件300和电子载体400限定了子组件300-400。

在本公开的含义内，并且根据附图，元件的上部相对位置是指比底部相对位置远离电子载体400的该元件的位置，而元件的底部相对位置是指比上部相对位置靠近电子载体400的该元件的位置。

透镜组件300如上所述包括具有一个或更多个透镜的透镜本体310。透镜本体310可以具有不同的长度L1、L2、L3，如图1、图2和图3所示，这依赖于根据预期应用所需的分辨率和视场。

透镜本体310如上所述设置在壳体200的内部空间210内。在使用中，依赖于具体要求，透镜组件300和电子载体400通过如图1所示的粘合单元800彼此直接或间接接触地附接。

用于将透镜组件300和电子载体400彼此附接以形成上述子组件300-400的粘合单元800施加在透镜组件300的底部与电子载体400之间。更具体地，粘合单元800施加在摄像头模块100的定位部分与电子载体400之间，这将在下面详细描述。在该示例中，粘合单元800包括1mm-3mm厚的胶层，该胶层被施加以形成圆环，该圆环以未固化或至少部分固化的状态围绕透镜组件300的上述底部分配，使得其被粘附或结合到电子载体400。

透镜本体310的几何限定了直线，这里称为光轴O。如图1、图2、图3和图7所示，光轴O纵向延伸通过透镜本体310的几何中心。光轴O限定光传播通过透镜组件300的透镜的路径。

摄像头模块100包括定位部分。定位部分转而包括形成在透镜组件300中的定位元件350，如图1、图2、图3和图7所示。定位元件350适于将透镜组件300与电子载体400以之间恒定的预定间隙或距离D彼此附接，如图1所示。这样，在图像传感器500与透镜组件300的透镜本体310光学对准的情况下，透镜本体310与图像传感器500之间的距离D总是被控制为恒定的。有利地确保了透镜本体310相对于图像传感器500的准确最优位置。

定位元件350形成在透镜本体310的底部中，并且沿着光轴O朝向电子载体400纵向地突出，如附图中的图1、图2、图3和图7所示。

第一凸缘600和第二凸缘700形成在透镜组件300中，如图1、图2、图3和图7所示。

第一凸缘600形成在透镜本体310的上部，即，第一凸缘600比下面将描述的第二凸缘700远离电子载体400。

第一凸缘600延伸超出透镜本体310的外周边的限定平坦表面的一部分。第一凸缘600垂直于光轴O从透镜本体310径向向外突出。在使用中，根据具体要求，第一凸缘600与壳体200的内表面220直接或间接接触地附接。通过如图6所示的粘合单元900将透镜组件300附接到壳体200。粘合单元900被施加到透镜组件300的第一凸缘600的表面上，如下所述，与壳体200的内表面220接触。所示示例中的所述内表面220在形成于壳体200的内部空间210中的第三凸缘750的相应上表面上，这将在下面进一步解释。

更具体地，并且不参照图6，粘合单元900施加在形成于透镜组件300的透镜本体310中的第一凸缘600与壳体200的内表面220之间。更具体地，并且仍然参考附图的图6，用于将透镜组件300附接到壳体200的粘合单元900被施加在透镜本体310的第一凸缘600的在下面限定的上表面U与形成在壳体200中的第三凸缘750的在图6中未示出的对应的下表面之间，如将在下面进一步描述的。如图6所示，粘合单元900也施加在第一凸缘600的在下面限定的侧表面S与所述第三凸缘750的图6中未示出的相应侧表面之间，所述侧表面S在需要时至少部分地覆盖第一凸缘600的外周，所述第三凸缘750将在下面进一步描述。

在所示的非限制性示例中，粘合单元900是如上所述施加的2mm至3mm厚的胶层，以形成以未固化或至少部分固化的状态分配的胶的圆环，其适于将透镜组件300粘附或结合到壳体200，特别是前壳体250。

第二凸缘700与第一凸缘600相对地形成在透镜本体310的底部，延伸超出透镜本体310的外周边的至少一部分，以引导下面将描述的加热元件1000的组装。如上所述，第二凸缘700比第一凸缘600靠近电子载体400，在第一凸缘600与第二凸缘700之间限定了距离d。如同第一凸缘600，第二凸缘700垂直于光轴O从透镜本体310径向向外突出。

如上所述，还提供了第三凸缘750。第三凸缘750延伸超出壳体200，特别是前壳体250的内周边的限定了平坦表面的一部分，如图1、图2和图3所示。如同第一凸缘600和第二凸缘700，第三凸缘750从壳体200径向向外突出。第三凸缘750被构造成当透镜组件300从下方插入到壳体200中时，即远离电子载体400，用作止挡件。在使用中，第一凸缘750设置在壳体200的内部空间210内，在上述第三凸缘750下方。

摄像头模块100中的第一凸缘600、第二凸缘700和第三凸缘750用于便于将子组件300-400组装到壳体200。

再次参照图6。如上所述，第一凸缘600、第二凸缘700和第三凸缘750各自具有上表面U、下表面B和侧表面S。为了清楚起见，对第一凸缘600、第二凸缘700和第三凸缘750的参照在附图中仅参照第一凸缘600。因此，应当理解，为摄像头模块100中的各个凸缘限定上表面U、下表面B和侧表面S。

第一凸缘600、第二凸缘700和第三凸缘750的上表面U和下表面B通过上述侧表面S彼此连接。如前所述，各个第一凸缘600、第二凸缘700和第三凸缘750中的上表面U比下表面B远离电子载体400。进而，各个第一凸缘600、第二凸缘700和第三凸缘750中的下表面B与上表面U相反，比上表面U靠近电子载体400。在使用中，第一凸缘600的上表面U附接到第三凸缘750的下表面，如图6所示。应当注意，第三凸缘750的上表面和下表面是壳体200的上述内表面220的一部分。

一旦透镜组件300和电子载体400彼此附接并且透镜组件300和壳体200的内表面220彼此附接，上方的第一凸缘600位于第三凸缘750与第二凸缘700之间。即，第一凸缘600的上表面U设置在第三凸缘750的上表面与第二凸缘650的上表面之间。此外，第三凸缘750的下表面设置在第三凸缘750的上表面与第一凸缘600的上表面U之间。此外，第一凸缘600的下表面设置在第三凸缘750的下表面与第二凸缘700的上表面之间。

当透镜组件300被设置成使得在第一凸缘600的上表面U与第三凸缘750的下表面之间存在预定距离时，子组件300-400与壳体200之间可以发生(例如，开始)的相对运动，第一凸缘600的上表面U设置在第三凸缘750的下表面与第一凸缘600的下表面之间。随后，减小第一凸缘600的上表面U和第三凸缘750的下表面之间的预定距离，直到第一凸缘600的上表面U和第三凸缘750的下表面直接接触，或者第一凸缘600的上表面U与第三凸缘750的下表面彼此间隔开与附接两个表面的粘合单元的厚度一样大的距离。

当透镜组件300设置在壳体200下方并且远离电子载体400向上移动时，子组件300-400与壳体200之间可发生相对运动。在这种情况下，第一凸缘600的上表面U远离电子载体400朝向第三凸缘750的下表面向上移动，使得第三凸缘750的下表面接触粘合单元900和第一凸缘600的上表面U。

当透镜组件300设置在壳体200下方并且壳体200向下移动到电子载体400时，子组件300-400与壳体200之间也可以发生相对运动。在这种情况下，第三凸缘750的下表面朝着第一凸缘600的上表面U向下移动，使得第一凸缘600的上表面U接触粘合单元900和第三凸缘750的下表面B。

如上所述，摄像头模块100还包括如图1、图2、图3和图6、图7所示的加热元件1000。加热元件1000用于根据需要加热透镜本体310。这通过在电流流过加热元件100的材料时将电能转换成热能来实现。结果，透镜组件300被加热并因此根据需要除霜。也可以去除可能附着到透镜本体310上的障碍物和任何水基障碍物。有效地避免了光学污染。

为此，加热元件1000包括由具有电阻的导电材料制成的可延展薄膜，以用作焦耳效应加热器。因此，加热元件1000可以容易地弯曲。在所示的非限制性示例中，加热元件1000的直径为19.3mm，厚度为0.22mm，但也可设想其它值。加热元件1000能够呈现约10mm的弯曲半径。

在使用中，加热元件1000牢固地粘附到透镜本体310的外表面，围绕其外周边。为此目的，如图1、图2、图3和图6所示，粘合单元1020施加在透镜本体310的外侧表面和加热元件1000的内表面中的至少一者上。

所示示例中的加热元件1000围绕透镜本体310的外周边缠绕超过一匝，使得由加热元件1000的薄膜材料的两个相对边缘限定交叠部分。

加热元件1000的平坦特性允许其适当地粘附到透镜本体310的外表面。结果，由于在加热时在加热元件1000与透镜本体310之间不存在间隙，所以获得了透镜本体的高效率加热。此外，围绕透镜本体310设置的加热元件1000的平坦特性提供了达到40℃量级的透镜本体温度的2分钟量级的快速加热。由于提供给透镜本体310的热量没有直接传递到电子载体400，防止了电子载体400的弯曲，并且确保了透镜组件300和图像传感器500的光学对准，以获得最佳的图像质量。

如图1至图3所示，加热元件1000设置在透镜组件300的上述第一凸缘600与第二凸缘700之间。第二凸缘700适于引导加热元件1000。因此促进了安装加热元件1000。

现在参照附图中的图1、图2、图3，连接构件1010从加热元件1000的底部朝向电子载体400突出。如在图7的分解图中详细示出的，连接构件1010在使用中穿过形成在电子载体400中的开口450。连接构件1010用于将加热元件1000电连接到用于供应电流的电源单元(未示出)。电源单元可以是摄像头模块100的单独元件。

上述摄像头模块100的组装是通过将透镜组件300的透镜本体310附接到电子载体400上，从而在透镜组件300与预先安装到电子载体400上的图像传感器500之间建立光学连通来进行的。然后将粘合单元800施加在定位元件350和电子载体400中的至少一者上，以将透镜组件300附接到电子载体400上。

然后通过在透镜本体310的外侧表面与加热元件1000之间施加相应的粘合单元1020，将加热元件1000附接到透镜本体310的外侧表面上。一旦透镜组件300与电子载体400彼此附接，子组件300-400就安装到前壳体250上。然后，透镜组件300的第一凸缘600将用作子组件300-400的止挡件，直到邻接壳体200的第三凸缘750。

附接到透镜本体310的加热元件1000通过上述连接构件1010电连接到所述电源单元。这通过使连接构件1010穿过形成在电子载体400中的开口或通道450来实现。连接构件1010附接到电子载体400。

应当注意，透镜组件300可以在附图中从底部装配到顶部，移动透镜组件300远离电子载体400。另选地，壳体200可以在附图中从底部装配到顶部，移动壳体200远离电子载体400，使得第一凸缘600在前壳体250的内部空间210内。然后通过施加在第一凸缘600上，特别是施加在第一凸缘600的上表面U与第三凸缘750的相应下表面之间的粘合单元900，将透镜组件300附接到壳体200。如上所述，粘合单元900也施加在第一凸缘600的侧表面S与第三凸缘750的相应侧表面之间，用于透镜组件300到壳体200的最佳附接。

可以在固化粘合单元800、900之前移动透镜组件300，以确保透镜组件300与图像传感器500之间的适当光学对准。

然后，将后壳体255与前壳体250联接，并将组装好的摄像头模块100最终安装到未示出的载体车体上，使得透镜本体310的至少一部分面在载具外部朝向外，其中摄像头模块100连接到载具上。

附图中的图1、图2和图3示出了具有三种不同类型的透镜组件300的摄像头模块100的三个示例，所述透镜组件300分别具有不同长度L1、L2、L3的相应透镜本体310。在附图的图1、图2和图3中示出的三个示例示出了上述摄像头模块100的模块化特征，其中在图1、图2和图3的摄像头模块100中使用的相同类型的壳体200可以与具有不同长度的透镜组件300一起使用。

在图1中，透镜组件300具有长度L1比图2所示的透镜组件300的透镜本体310的长度L2长的透镜本体310。图2所示的透镜组件300的透镜本体310又大于图3所示的透镜组件300的透镜本体310的长度L3。因此，图1、图2和图3所示的摄像头模块100的相同壳体200能够容纳具有不同长度L1、L2、L3的不同透镜本体310。

摄像头模块100的模块化特征决不限于三种不同的长度L1、L2、L3，而是对于相同的壳体200，可以应用透镜本体310的长度的更多不同的值。

由于具有相同尺寸的相同前壳体250和后壳体255可用于具有不同长度L1、L2、L3的透镜本体310的不同透镜组件300(依赖于应用)，具有不同分辨率和视场的不同摄像头模块100可用于不同应用，从而显著节省了成本。

应当注意，不管透镜本体310的长度L1、L2、L3如何，当图像传感器500由于定位元件350而与透镜组件300光学对准时，在图1中示出的透镜组件300与电子载体400之间获得恒定的预定距离D。透镜组件300与图像传感器500之间的距离可以根据相同的电子载体400、图像传感器500和壳体200的需要而改变。

本文已经公开了许多示例。然而，所述示例的其它替代、修改、使用和/或等效物是可能的。例如，第一凸缘、第二凸缘和第三凸缘中的一个或更多个可以与透镜组件和壳体一体形成，或者它们中的一个或更多个可以是分离的元件。另一方面，尽管凸缘已经被描述为限定相应的平坦表面，但是第一凸缘、第二凸缘和第三凸缘中的一个或更多个可以被设置成限定不平坦或非平坦表面，例如弯曲表面，具有多个曲率的表面等。此外，本文公开的粘合单元可以包括任何合适的粘合产品，例如UV可固化粘合剂，其在固化时为透镜组件、电子载体、壳体和加热器提供强粘合。通常，可以使用通过暴露于光或UV固化工艺可固化至第一固化水平，并且通过热固化工艺可固化至第二较高固化水平的任何粘合剂。

因此也涵盖本文所述的示例的所有可能组合。本公开的范围不应受特定示例的限制，而应仅由对所附权利要求的合理阅读来确定。如果与附图相关的附图标记被置于权利要求的括号中，则它们仅用于试图增加权利要求的可理解性，而不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种摄像头模块(100)，所述摄像头模块包括：

壳体(200)，所述壳体(200)具有内部空间(210)，所述内部空间(210)具有内表面(220)；

透镜组件(300)，所述透镜组件包括透镜本体(310)，所述透镜本体具有一个或更多个透镜，所述一个或更多个透镜至少部分地设置在所述壳体的所述内部空间(210)内并且限定光轴(O)；

电子载体(400)；以及

图像传感器(500)，所述图像传感器设置在所述电子载体(400)的表面上，与所述透镜组件(300)光学连通；

其特征在于：

所述摄像头模块(100)还包括用于将所述透镜组件(300)和所述电子载体(400)相互附接的至少一个定位部分；并且

所述透镜组件(300)还包括垂直于所述光轴(O)从所述透镜组件(300)径向向外突出的至少一个第一凸缘(600)，其中，所述至少一个第一凸缘(600)和所述壳体(200)的内表面(220)能够相互附接。

2.根据权利要求1所述的摄像头模块(100)，其中，所述定位部分是所述透镜组件(300)的一部分或者附接到所述透镜组件(300)，并且其中，所述定位部分转而包括定位元件(350)，所述定位元件(350)沿所述光轴(O)朝向所述电子载体(400)纵向突出，用于在所述图像传感器(500)与所述透镜组件(300)光学对准的情况下，以所述透镜组件(300)与所述电子载体(400)之间的恒定预定间隙(D)将所述透镜组件(300)与所述电子载体(400)相互附接。

3.根据权利要求1或2所述的摄像头模块(100)，其中，所述透镜组件(300)还包括至少一个第二凸缘(700)，所述至少一个第二凸缘(700)垂直于所述光轴(O)从所述透镜组件(300)径向向外突出，并且被设置在与所述第一凸缘(600)相距距离(d)处。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述壳体(200)包括用于彼此联接的前壳体(250)和后壳体(255)，所述前壳体(250)被构造成至少部分地容纳所述透镜本体(310)的一部分，并且包括用于附接所述第一凸缘(600)的所述内表面(220)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述摄像头模块(100)还包括用于对所述透镜本体(310)进行电阻式加热的加热元件(1000)，所述加热元件(1000)包括具有电阻的片材，所述片材设置成至少部分地围绕所述透镜本体(310)以包裹所述透镜本体(310)的外侧表面，以随着电流流过所述加热元件而去除能够附着到所述透镜本体(310)的任何水基障碍物。

6.根据权利要求5所述的摄像头模块(100)，其中，所述加热元件(1000)被设置为围绕所述透镜本体(310)的所述外侧表面缠绕超过一匝，使得在使用中，由所述加热元件(1000)的所述片材的两个相对边缘限定交叠部分。

7.根据权利要求5或6所述的摄像头模块(100)，其中，所述加热元件(1000)具有连接构件(1010)，所述连接构件(1010)用于电连接到电源单元以向所述加热元件馈送电流。

8.根据权利要求2至7中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述摄像头模块还包括施加在所述定位部分与所述电子载体(400)之间的粘合单元(800)，优选地所述粘合单元在所述定位元件(350)与所述电子载体(400)之间。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述摄像头模块还包括施加在所述第一凸缘(600)与所述壳体(200)的所述内表面(220)之间的粘合单元(900)。

10.根据权利要求5至9中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述摄像头模块还包括施加在所述加热元件(1000)与所述透镜本体(310)的所述外侧表面之间的粘合单元(1020)。

11.根据从属于权利要求3时的权利要求5至10中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述加热元件(1000)设置在所述透镜组件(300)的所述第一凸缘(600)与所述第二凸缘(700)之间。

12.根据权利要求3至11中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述透镜组件(300)的所述第一凸缘(600)和所述第二凸缘(700)中的一者或更多者设置成至少部分地围绕所述透镜本体(310)延伸。

13.根据权利要求3至12中的任一项所述的摄像头模块(100)，其中，所述第一凸缘(600)比所述第二凸缘(700)远离所述电子载体(400)。

14.一种组装根据前述权利要求中的任一项所述的摄像头模块(100)的方法，其中，所述方法还包括：

将所述透镜组件(300)和所述电子载体(400)相互附接，以在所述透镜组件(300)与所述图像传感器(500)之间建立光学连通；

将所述透镜组件(300)附接到所述壳体(200)；

在所述定位部分和所述电子载体(400)中的至少一者上提供粘合单元(800)；以及

在所述壳体(200)的所述内表面和所述第一凸缘(600)中的至少一者上提供粘合单元(900)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括执行以下各项中的一项或更多项：

将所述图像传感器(500)安装到所述电子载体(400)；

在所述透镜本体(310)的侧表面上提供所述加热元件(1000)；

在所述加热元件(1000)的内表面和/或所述透镜组件(200)的所述外侧表面中的至少一者上提供粘合单元(1020)；

围绕所述透镜组件(200)缠绕所述加热元件(1000)，使得所述加热元件(1000)的所述内表面附接到所述透镜组件(200)的所述外侧表面；

将摄像头壳体设置成围绕所述加热元件(1000)、所述电子载体(400)、所述图像传感器(500)以及所述透镜组件(300)的至少一部分；

通过温度、光、空气中的一种或更多种，或通过将所述摄像头模块置入烘箱或气候室中，固化粘合单元(800、900、1020)；

在固化所述粘合单元(800、900)之前，移动所述透镜组件(200)以确保所述透镜组件(200)与所述图像传感器(500)之间的正确光学对准；

通过所述连接构件(1010)将所述加热元件(1000)电连接到电源单元；

使所述连接构件(1010)的至少一部分穿过所述电子载体(400)中的通道并将所述连接构件(1010)附接到所述电子载体(400)；

使所述透镜组件(300)与所述加热元件(1000)和所述电子载体(400)以及所述壳体(200)朝向彼此移动，使得所述透镜组件(300)的所述第一凸缘(600)邻接所述壳体(200)，并且所述透镜组件(300)和所述壳体(200)通过所述粘合单元(800、900)永久地相互附接；

将所述后壳体(255)与所述前壳体(250)联接；以及

将所述摄像头模块(100)装配到载具车身，使得所述透镜本体(310)的一部分在载具外朝向外，其中，所述摄像头模块(100)连接到所述载具。

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