用于车辆的摄像机模块的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的摄像机模块。

背景技术：

由现有技术已知摄像机的不同构造。在de102014103473a1中例如借助于螺栓连接固定传感器支座。

技术实现要素：

本发明涉及一种摄像机模块，所述摄像机模块尤其设置用于车辆。该摄像机模块包括透镜保持架和传感器支座，成形元件安装在所述传感器支座上。在这里，透镜保持架借助于粘接剂固定在成形元件上。

该实施方式提供这样的优点：借助于中间件或者说成形元件能够通过粘接剂连接实现透镜保持架在传感器支座上的优化安装。透镜保持架理解为设置成用于接收至少一个光学元件的设备。传感器支座理解为设置成用于接收图像传感器、必要时也通过附加的固定部件接收图像传感器的设备。成形元件理解为这样的设备，所述设备可以安装在传感器支座上并且构造成用于连接在传感器支座和透镜保持架之间。传感器支座例如可以构造为印刷电路板。在这里，图像传感器可以集成到传感器支座中或者作为单独的构件安装在传感器支座上。图像传感器和成形元件都可以借助于回流方法(reflow-verfahren)安装在传感器支座上。

通过根据本发明的构造，粘接点非常靠近传感器支座地布置，由此，设计在总体上紧缩并且所需要的安装空间变小。此外，取消螺栓连接以及为了保持透镜保持架可能需要的其他构件。因为不再需要螺栓、孔和透镜保持架的最小厚度，因此能够实现总体构造/摄像机模块的微型化。摄像机模块的最大直径可以在理论上减小为透镜保持架的直径/外周边。通过微型化可以更多样地使用摄像机模块，生产、存放和物流变得成本更低。

此外，根据本发明的构造提供透镜保持架或者说安装在透镜保持架中的光具相对于传感器支座或者说安装在传感器支座上的图像传感器多轴取向的可能性。此外，能够实现紧凑的构造类型和在单个组件之间的稳定连接。在粘接剂硬化之后，透镜保持架和成形元件形状锁合地连接。

在本发明的优选实施方式中，透镜保持架具有至少一个凹部。该凹部构造成用于接收粘接剂和成形元件的至少一个部分区域。

透镜保持架中的凹部提供大的优点：粘接剂即使在低粘度的情况下也不流失并且因此保留在所希望的位置上。由此可以产生与没有凹部的情况相比在z方向上更高的粘接剂柱。在这里，z方向描述垂直于透镜保持架的朝向传感器支座的面并且指向传感器支座的方向的向量的方向。所述方向相当于透镜保持架的主轴线的方向。此外，因为成形元件的部分区域可以接收在凹部中，在透镜保持架和传感器支座相对彼此在z方向上取向时由于粘接剂的量和/或高度而存在着较多的间隙。因此，可以更好地补偿可能接收在透镜保持架中的光具中的公差和/或可能由传感器支座所接收的图像传感器的公差和/或透镜保持架和/或传感器支座和/或成形元件的公差。

在本发明的有利实施方式中，凹部构造在透镜保持架的朝向传感器支座的表面上。

该实施方式提供这样的优点：成形元件的几何形状可以非常简单地构型。替代地，也可以考虑这样的凹部，该凹部例如构造在透镜保持架的背离传感器支座的表面上。在这种情况下，成形元件可以在轮廓方面类似于一钩子，该钩子从传感器支座出发围绕透镜保持架的一部分位于其凹部中。

在本发明的有利实施方式中，凹部连贯地构造，使得该凹部沿着透镜保持架的整个周边环绕透镜保持架。在这里尤其设置，凹部沿着透镜保持架的朝向传感器支座的周边环绕透镜保持架。

该实施方式提供这样的优点：能够实现在透镜保持架和成形元件和/或传感器支座之间非常稳定的连接。此外，借助于粘接剂能够实现对图像传感器或摄像机模块内部的密封隔离。

在本发明的另一实施方式中，透镜保持架具有至少两个凹部，其中，所述至少两个凹部在空间上相互分开地安置。

这种实施方式提供这样的优点：能够实现凹部在透镜保持架上的灵活布置。由此，例如可以优化地充分利用在透镜保持架和传感器支座上的安装空间。例如透镜保持架也可以具有三个凹部，所述凹部沿着透镜保持架的朝向传感器支座的周边分别相对彼此错开120°地安装。借助于三个凹部产生针对透镜保持架和/或传感器支座的弯曲/侧面负载而言非常稳定的连接。因此，也可以考虑这样的实施方式，在所述实施方式中传感器支座具有三个或更多的凹部。在本发明的有利实施方式中，透镜保持架具有四个凹部，所述凹部分别相对彼此错开90°或者位于透镜保持架的角上或者倒圆的角上。在这里也可以确保稳定的布置。此外，也可以有意义地使用成形元件的未被接收在凹部中的部分来解决其他任务。例如可以借助于这些部分形状锁合地接收传感器支座，使得在成形元件和传感器支座和可能的图像传感器之间产生牢固的关系，所述关系对于组件相对彼此的取向是有利的。

如果成形元件的至少一个部分区域可以接收在凹部中直到凹部的底部，则可以使用凹部的整个深度用于透镜保持架相对于传感器支座和/或成形元件在z方向上的取向。如果所述部分区域这样构型，使得该部分区域只可被接收至一定的深度，则可以相应地使用该深度用于在z方向上的取向。此外，如果所述部分区域这样构造，使得在凹部中存在足够的(关于传感器支座的图像传感器可安装在其上的面而言)横向的间隙，则还能够实现在横向方向上的取向。此外，该部分区域可以这样构造，使得在凹部中存在着足够的间隙，从而能够实现围绕任意轴线的倾斜。因此，通过整体设计产生透镜保持架相对于传感器支座和/或成形元件的无级取向的可能性，其中，不但能够实现在所有空间方向上的移动而且能够实现围绕任意轴线的倾斜。

在本发明的有利实施方式中，成形元件具有至少两个部分区域，所述至少两个部分区域可以接收在至少两个凹部中。在这里，所述两个部分区域可以同时接收在两个凹部中，使得至少各一个部分区域可以分别接收在一个凹部中。

该实施方式提供这样的优点：成形元件的构造/结构可以优化地与透镜保持架和/或传感器支座的构造/结构相协调。在这里，所述部分区域可以构造为相对于凹部的互补结构，其中，一定的间隙对于透镜保持架相对于传感器支座的可变取向是有利的。

在这里，部分区域可以不同地实现，例如呈两个正轮廓(positivkontur)的形式，所述正轮廓例如可以构型为突出的圆形(rundung)。也可以考虑成形元件具有三个或更多的部分区域的实施方式。在本发明的有利实施方式中，成形元件具有可以接收在至少一个凹部中的四个部分区域。由此能够实现在成形元件和透镜保持架之间非常稳定的连接。

在本发明的有利实施方式中这样构造成形元件，使得借助于成形元件形成在传感器支座和成形元件之间的形状锁合。

本发明的该实施方式提供这样的优点：传感器支座可以借助于成形元件固定地安装在该成形元件上，并且因此能够实现组件相对彼此的改进的取向。此外，不需要单独的固定器件来将成形元件固定在传感器支座上。因此，可以简化和加速过程并且节省用于附加的部分的成本。尤其可以设置，成形元件具有下面的成形部和上面的成形部，通过所述成形部形成在传感器支座和成形元件之间的形状锁合。在这里尤其设置，形状锁合通过上面的成形部折弯而产生。因此，成形元件这样构造，使得在粘接剂硬化的情况下借助于成形元件在传感器支座和透镜保持架之间形成形状锁合。

此外，要求一种摄像机模块，在该摄像机模块中，传感器支座承载图像传感器并且照射到图像传感器上的射束至少部分地由通过透镜保持架保持的透镜导向。

此外，要求保护一种用于装配在摄像机模块中的透镜保持架。在这里，所述透镜保持架具有至少一个凹部，该凹部构造成用于接收粘接剂和成形元件的至少一个部分区域，以便使透镜保持架相对于传感器支座定位并且借助于粘接剂固定在成形元件和/或传感器支座上。在这里，所有组件(透镜保持架、成形元件、传感器支座)可以相对于相应的其他组件布置。也可以固定单个组件并且仅仅使各个其他或者一个其他组件相对于所固定的组件定位。或者所有组件相对彼此定位并且在此必要时运动。

凹部可以例如构造为矩形的沟或者构造为倒圆的槽或者构造为成形的半球。

此外，要求保护一种用于装配在摄像机模块中的成形元件。成形元件具有至少一个部分区域，所述部分区域可以接收在透镜保持架的凹部中。此外，成形元件构造成用于安装在传感器支座上和/或用于固定在传感器支座上。

借助于该成形元件能够实现在传感器支座和透镜保持架之间的简单和可靠的连接，其中，还可以充分利用在传感器支座相对于透镜保持架取向时的所有自由度。

在成形元件的优选实施方式中，该成形元件具有下面的成形部和上面的成形部，借助于所述成形部可形成在传感器支座和成形元件之间的形状锁合。

该实施方式提供这样的优点：可以节省固定器件并且可以使摄像机构造变小。

此外，要求保护一种用于装配摄像机模块的方法。在这里，摄像机模块包括传感器支座、成形元件和透镜保持架。所述方法具有以下步骤：

-施加粘接剂到透镜保持架上；

-使透镜保持架和传感器支座相对彼此定位；

-将透镜保持架固定在成形元件和/或传感器支座上。

该方法提供这样的优点：能够实现透镜保持架到传感器支座上非常灵活和简单的安装。在这里，借助于粘接连接可以进行沿着所有空间方向的取向和/或围绕任意轴线的相应转动或倾斜。

在将透镜保持架相对于传感器支座定位时可以同时考虑粘接剂的硬化作用。因此可能的是，在定位透镜保持架时的位置不同于在粘接剂硬化之后的最终位置。

在所述方法的另一实施方式中，在传感器支座上安装图像传感器并且在透镜保持架中布置至少一个光学元件。在定位步骤中，使透镜保持架和传感器支座这样相对彼此定位，使得图像传感器在透镜保持架固定之后位于至少一个光学元件的优选图像平面中。

该实施方式提供这样的优点：能够实现透镜保持架或者说存在于透镜保持架中的光具相对于图像传感器的非常准确的定位。由此能够实现周围环境在图像传感器上的优化成像。在这里，优选图像平面理解为这样的图像平面：应该在该图像平面中布置图像传感器，以便产生尽可能好的图像。所述定位例如可以通过如“主动调整(activealignment)”这样已知的方法进行。光学元件例如可以是一个或多个透镜或者其他用于物镜的通常的光学元件。

在所述方法的另一实施方式中，透镜保持架具有至少一个凹部。在施加粘接剂时，将粘接剂提供到至少一个凹部中。在定位步骤中，成形元件的至少一个部分区域这样在包含粘接剂的至少一个凹部中运动，使得实现传感器支座相对于透镜保持架的横向移动和/或传感器支座相对于透镜保持架的倾斜。

该可选择的附加步骤能够实现透镜保持架相对于传感器支座的精准的取向。在这里，能够实现沿着所有空间方向的移动以及围绕任意轴线的倾斜。

首先将粘接剂引入凹部中并且接着进行取向和首先进行取向并且接着将粘接剂引入凹部中都是可能的。

在所述方法的另一实施方式中，成形元件具有下面的成形部和上面的成形部。在附加步骤中，通过将传感器支座放置到下面的成形部上并且随后使上面的成形部折弯形成在传感器支座和成形元件之间的形状锁合。

该实施方式提供这样的优点：在组件相对彼此取向时在传感器支座和成形元件之间已经存在固定的连接。对于该连接不需要单独的固定器件，从而确保安装过程的简化。此外，通过形状锁合实现相对于周围环境影响稳定并且耐用的连接。在上面的成形部折弯之后也可以考虑的是，传感器支座附加地借助于粘接剂固定在成形元件上。因此，除了形状锁合的连接之外产生附加的材料锁合的连接。

在所述方法的另一实施方式中，该方法可以包含将成形元件安装在传感器支座上的附加步骤。在这里，所述安装尤其通过钎焊和/或熔焊和/或粘接进行。

该实施方式提供这样的优点：能够实现成形元件到传感器支座上的非常简单的安装。由于产生的材料锁合，所述安装相对于外部影响也是稳定的。根据所使用的透镜支架也可以使用不同的成形元件，该成形元件之后可以安装在传感器支座上。因此，相同的构件可以用于不同的透镜保持架，其方式是，成形元件安装在传感器支座上的不同的部位上。因此，通常产生用于不同摄像机模块的设计的灵活的安装包。

附图说明

图1以截面示图示意性示出所装配的摄像机模块。

图2以爆炸视图示出摄像机模块的示意性构造。

图3以爆炸视图示出摄像机模块的截面。

图4示出在所示出的传感器支座透明的情况下的摄像机模块。

图5以截面示图示出摄像机模块的另一实施例。

图6以爆炸视图示出摄像机模块的所述另一实施例。

图7示出具有形状锁合地接收的传感器支座的摄像机模块的所述另一实施例。

图8示出在所示出的传感器支座透明的情况下的摄像机模块的所述另一实施例。

图9示出方法图。

图10示出摄像机模块的另一实施例。

具体实施方式

在图10中示出摄像机模块的一种示例性构造。透镜保持架101容纳一物镜，该物镜由多个透镜106组成。成形元件107借助于钎焊连接部113安装在构造为印刷电路板(pcb)的传感器支座103上。此外，图像传感器105安装在传感器支座103上。成形元件107和图像传感器105都以回流方法安装在传感器支座103上。

成形元件107构造用于借助于粘接剂104固定透镜保持架101。成形元件107可以在透镜保持架101的周边上连续地或者成段地实施，使得粘接连接可以借助于粘接剂104完全连续地或者局部地实施。成形元件107可以实施为冲压弯曲构件。

成形元件107可以由一个零件或者一个零件组组成。在该实施例中，成形元件107至少部分地由适合于钎焊的金属材料、例如由冲压弯曲构件组成。

在图1中公开了摄像机模块的另一实施例。在这里，透镜保持架101具有凹部102，粘接剂104和至少一个成形元件107的至少一个部分区域可以接收在该凹部中。借助于钎焊连接113安装在传感器支座103上的成形元件107完全地环绕安装在传感器支座103上的图像传感器105。替代地，成形元件107也可以粘接或者插到传感器支座103上。为此，在图2中所描绘的分开的区域109可以设置在传感器支座103上。

在该实施例中，透镜保持架101的凹部102安装在透镜保持架101的朝向传感器支座103的表面上。凹部102连贯地构造，使得该凹部沿着透镜保持架101的朝向传感器支座的周边311环绕透镜保持架101。在这里，凹部102安装在透镜保持架101的外周边和内周边311之间。在该示例中，凹部102构造为槽形的沟，该沟在透镜保持架101的朝向传感器支座103的表面上大致定位在中间。凹部同样可以有角地或者圆形地构造，或者在凹部局部分开的情况下例如构造为圆柱形的孔/凹部。凹部102这样定位，使得透镜保持架101的剩余的壁厚度具有足够的稳定性。根据所使用的材料而定，剩余厚度可以是多个微米或者甚至毫米。

凹部102具有大约1mm的深度313。在这里，所述深度理解为这样的高度：凹部102理论上可以用液体填充至该高度(在可以忽略表面应力的情况下)。这相当于凹部102在z方向上的延展。凹部102的可能的延展和定位示例性地在图3中示出。

通常透镜保持架101也可以具有几微米至多个毫米的深度313。为了确保用于透镜保持架101相对于传感器支座103在z方向上对准的足够余地，深度313应选择得大于0.3mm、尤其大于0.5mm。

在图4中描绘在装配状态下的摄像机模块，其中，传感器支座103半透明地示出。

图5示出摄像机模块的另一实施方式。在该示例中，传感器支座103与成形元件607形状锁合地连接。为了所述形状锁合的连接，成形元件607具有特别的几何形状，该几何形状在图6中示出。成形元件607具有上面的成形部612和下面的成形部611。下面的成形部611这样构型，使得传感器支座103可以放置在其上。为此将该传感器支座导入到成形元件607中。在传感器支座放置在下面的成形部611上之后，上面的成形部612可以这样弯曲或者折弯，使得所述上面的成形部包握传感器支座103。因此，传感器支座103从下方通过下面的成形部611界定并且从上方通过上面的成形部612界定。在这里，成形元件607的横向尺寸这样选择，使得传感器支座103也不能横向地滑动并且因此在上面的成形部612折弯之后与成形元件607形状锁合地连接。

在图7中再一次地描绘出与成形元件607形状锁合地连接的传感器支座103。

在该实施例中，透镜保持架101具有四个凹部702，所述凹部分别定位在透镜保持架101的角上。在此，凹部702的深度也为大约1mm并且可以与之前示例相应地改变。在此，凹部702也位于透镜保持架101的朝向传感器支座103的表面上。在该示例中，透镜保持架101的外壁711更高，由此传感器支座103和成形元件607能够几乎完全接收在透镜保持架101中。在这里，壁高度711可以这样构型，使得可以完全地或者仅仅部分地接收传感器支座103和成形元件607。竖起的壁711提供对于摄像机模块的附加保护。在该示例中，传感器支座103的横向延展小于透镜保持架101在接收传感器支座103的区域中的内尺寸。

就透镜保持架101的厚度而言，凹部702也大约在中间安置。这具有优点：透镜保持架101在凹部102、702区域中的剩余壁厚度还确保足够的稳定性。

成形元件607和透镜保持架101在其几何形状方面相互协调。在该实施例中，成形元件607具有四个部分区域707，所述部分区域可以(同时)被接收在透镜保持架101的四个凹部702中。所述部分区域707分别围绕成形元件607的四个角延伸。图8示出在装配状态下的摄像机模块，在所述装配状态下所述四个部分区域707被接收在所述四个凹部702中。成形元件607可以实施为冲压弯曲构件。

在图9中示出用于装配所公开的摄像机模块的示例性的方法流程，所述摄像机模块由传感器支座103、成形元件107和透镜保持架101组成。所述方法以步骤901开始。

在步骤902中，进行粘接剂104到透镜保持架101上的施加。根据透镜保持架101的实施方案，宁可薄地施加粘接剂104，或者可以选择这种量的粘接剂104，使得例如透镜保持架101的凹部102、702被填充至预给定的高度。

在步骤903中，进行透镜保持架101和成形元件107和/或传感器支座103相对彼此的定位。由于所使用的粘接剂104，能够实现在所有方向上的定向。此外，透镜保持架101可以沿所有方向倾斜或者说弯曲，因为通过粘接剂104没有预给定固定的转动轴线或者运动方向。如果在透镜保持架101中构造至少一个凹部102、702，则可以通过粘接剂104的量和凹部102、702的深度实现在z方向上的非常大的移动。

在步骤904中，进行成形元件107、607在透镜保持架101上的固定。为了固定成形元件107、607，使粘接剂104硬化。为此，根据所使用的粘接剂104考虑不同的方法。粘接剂104例如可以借助于紫外光硬化。替代地，通过热或者冷实现硬化也是可能的。也可以组合不同的硬化方法，以便加速该过程。例如粘接剂104的预硬化可以借助于紫外线射束进行并且在进一步的工艺步骤中为了完全硬化以其他方法、例如通过进一步加热来处理粘接剂104。

所述方法以步骤905结束。

公开的所述方法可以包含将成形元件107安装到传感器支座103上的附加步骤。在该步骤中，成形元件107例如通过钎焊和/或熔焊和/或粘接安装。该步骤可以以有利的方式在步骤902之前实施。

如果成形元件607具有下面的成形部611和上面的成形部612，则所述方法可以包含一附加步骤。在该附加步骤中，通过将传感器支座103放置到下面的成形部611上并且随后使上面的成形部612折弯形成在传感器支座103和成形元件607之间的形状锁合。在这里，形状锁合的安装可以机械地实施并且能够在所述方法的任意时间点实现。优选地，形状锁合的安装在定位之前进行。也可以考虑的是，传感器支座103已经装备有图像传感器105和成形元件607地使用在所述方法中。

在所述方法的另一实施例中，在传感器支座103上安装图像传感器105并且透镜保持架101承载至少一个光学元件。在定位透镜保持架101的步骤904中，透镜保持架101这样相对于传感器支座103定位，使得图像传感器105在透镜保持架101固定之后位于所述至少一个光学元件的优选的图像平面中。在该定位中可以考虑在粘接剂104硬化之后透镜保持架101可能产生的位置改变。对于所述定位可以使用如“主动调整”这样的已知方法。

一般地，也可以使步骤902和903互换，使得首先进行成形元件107、607相对于透镜保持架101的准确取向并且接着将粘接剂提供到至少一个凹部102、702中。

在图3中再一次地阐明，在透镜保持架101和传感器支座103相对彼此定位时可以充分利用哪些自由度。在笛卡尔坐标系统的所有空间方向上的移动sx、sy、sz和围绕其三个轴线的转动φx、φy、φz是可能的。根据凹部102、702和成形元件107、607的部分区域的构型可以提供或多或少的间隙。因此，可以根据使用于摄像机模块的组件的公差范围选择透镜保持架101和成形元件107、607，其中，凹部102、702和成形元件107、607的部分区域具有较大或较小的间隙。通过较小的间隙可以节省可能的安装空间和粘接剂104。通过较大的间隙可以更好地补偿公差，由此也可以使用具有较大的公差范围的部件并且因此可以降低成本。