激光焊接摄像头及其制造方法与流程

1.本公开涉及摄像头及其制造方法，尤其是激光焊接摄像头及其制造方法。


背景技术：

2.当前，摄像头已广泛应用于社会生活的各个领域，例如汽车行业的半自动辅助驾驶和自动驾驶领域。后视和360度摄像头提供的视频影像能给人类司机更好地了解车辆周围的环境状况，同时也能作为输入信息被用于高度自动驾驶汽车。所以，摄像头对于汽车而言是不可或缺的零件之一。高清摄像头稳定的视频影像将适应不断变化的车厂需求，助力半自动辅助驾驶和自动驾驶汽车的发展。
3.然而，在现有的摄像头中，透镜(或镜头)一般用uv胶粘接或者通过螺纹连接，并且印刷电路板固定方式通常也是螺丝锁附和uv胶粘接。用uv胶或螺纹之类的固定方式存在缺陷，例如影响摄像头光轴的精度和清晰度、摄像头装配时间长等等。
4.本公开针对但不限于上述诸多因素进行了改进。


技术实现要素：

5.为此，本公开提出了一种摄像头及其制造方法。本公开的摄像头的透镜和塑料支撑件(holder)以及支撑件上的塑料柱是一体化的，这减少了零件数量并节省了装配时间，可以降低成本。另外，印刷电路板是通过激光照射并融熔塑料支撑件的塑料柱的顶部来固定的，从而透镜和印刷电路板的固定都没有采用uv胶，从而避免了uv胶热胀冷缩导致的清晰度和光轴精度下降。此外，印刷电路板的侧面和/或角部上开有缺口，从而能够降低主动对准制程中的调焦难度。并且，摄像头的后盖是在同轴端子和印刷电路板处的端子被锁附之后再进行塑料激光焊接，从而消除了印刷电路板处的端子的装配应力。
6.根据本公开的第一方面，提供了一种摄像头，包括：一体式镜头，所述一体式镜头包括透镜和塑料支撑件，所述塑料支撑件包括从所述塑料支撑件上突出的多个塑料柱；印刷电路板，所述印刷电路板包括贯穿该印刷电路板的多个通孔，所述多个通孔与所述多个塑料柱相匹配，其中所述多个塑料柱中的每一者穿过所述多个通孔中的相应通孔，所述多个塑料柱中的每一者穿过所述多个通孔中的相应通孔的伸出端被用激光熔融，并且其中经熔融的伸出端的面积大于相应通孔的面积，以将所述印刷电路板焊接到所述塑料支撑件；以及后盖，所述后盖是通过激光熔融焊接来与所述塑料支撑件固定在一起的。
7.根据一实施例，所述多个通孔的数目大于或等于所述多个塑料柱的数目，并且所述多个塑料柱的数目不少于三个。
8.根据另一实施例，所述多个通孔中的至少一者位于所述印刷电路板的侧边或角上，从而形成所述印刷电路板上的缺口。
9.根据又一实施例，所述多个通孔没有被设置成位于一条直线上。
10.根据又一实施例，所述印刷电路板上的多个通孔和所述塑料支撑件上的多个塑料柱被设置成使得所述多个塑料柱中的每一者与所述多个通孔中的相应一者唯一性地匹配。
11.根据又一实施例，所述多个塑料柱被设计成在接近所述塑料支撑件处是具有第一直径的圆柱体，而在接近顶端处是具有第二直径的圆柱体，并且所述多个通孔具有第三直径，其中所述第三直径大于所述第二直径且小于所述第一直径。
12.根据又一实施例，经熔融的伸出端突出于所述印刷电路板的表面。
13.根据又一实施例，所述后盖是由与所述塑料支撑件相同或相似的材料制成的。
14.根据又一实施例，所述后盖上装配有同轴端子，并且其中所述同轴端子是用螺丝装配在所述后盖上的。
15.根据本公开的第二方面，提供了一种用于制造根据本公开的第一方面所述的摄像头的方法，包括：使所述塑料支撑件所包括的塑料柱穿过所述印刷电路板中的通孔；使用激光熔融所述塑料柱穿过所述通孔的伸出端，以将所述印刷电路板焊接到所述塑料支撑件；使用螺丝将同轴端子装配在所述后盖上；将所述后盖与所述塑料支撑件装配在一起，以使所述同轴端子与所述印刷电路板处的端子相连接；以及使用激光将所述后盖与所述塑料支撑件熔合焊接在一起。
16.根据一实施例，所述伸出端被激光熔融，以使得所述塑料柱的经熔融的伸出端的直径大于所述通孔的直径。
17.根据另一实施例，所述塑料柱的伸出端是用激光同时熔融的。
18.根据又一实施例，该方法还包括使用激光将所述后盖与所述塑料支撑件熔合焊接在一起之前，移动所述后盖来释放所述印刷电路板处的端子的应力。
19.根据本公开的第三方面，提供了一种包括根据根据本公开的第一方面所述的摄像头的机动车。
20.各方面一般包括如基本上在本文参照附图所描述并且如通过附图所解说的方法、装备、系统、计算机程序产品和处理系统。
21.前述内容已较宽泛地勾勒出根据本公开的示例的特征和技术优势以使下面的详细描述可以被更好地理解。附加的特征和优势将在此后描述。所公开的概念和具体示例可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。此类等效构造并不背离所附权利要求书的范围。本文所公开的概念的特性在其组织和操作方法两方面以及相关联的优势将因结合附图来考虑以下描述而被更好地理解。每一附图是出于解说和描述目的来提供的，且并不定义对权利要求的限定。
附图说明
22.为了能详细理解本公开的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。不同附图中的相同附图标记可标识相同或相似的元素。
23.图1是根据本公开的一实施例的示例摄像头的示意性结构分解图；
24.图2是根据本公开的一实施例的一体式镜头和印刷电路板的示意性结构图；
25.图3是根据本公开的一实施例的示出了装配有同轴端子的示例后盖的示意图；
26.图4是根据本公开的一实施例的后盖与经装配的一体式镜头和印刷电路板装配在一起的示意图；
27.图5是根据本公开的一实施例的用于制造摄像头的示例方法的流程图；以及
28.图6是根据本公开的一实施例的示例机动车的示意图。
具体实施方式
29.如上所述，随着摄像头在社会生活中的大量应用，对摄像头本身的性能要求也随之提高。在现有的摄像头中，镜头一般用uv胶粘接或者通过螺纹连接，并且摄像头中的印刷电路板的固定方式通常也是螺丝锁附和uv胶粘接。将明白，uv胶一般指无影胶，也称光敏胶、紫外光固化胶。它是一种必须通过紫外线光照射来固化的一类胶粘剂。
30.然而，用uv胶或螺纹之类的固定方式存在缺陷。例如，螺丝固定对印刷电路板有锁附应力，长期使用过程中螺丝松动会影响摄像头的光轴精度和清晰度；在透镜或者印刷电路板用uv胶来固定的情形中，uv胶长期在变化的温度环境下使用会出现热胀冷缩，这会影响光轴精度和清晰度；以上两种固定方式(螺丝固定和uv胶粘合)在主动对准(即active alignment，aa，是确定零配件装配过程中相对位置的技术)制程中都需要用到uv胶，从而在制程上都需要对uv胶进行烘烤固化，生产效率低；在透镜采用螺纹连接的情形中，需要点胶和螺纹旋紧，装配效率低；诸如此类。
31.为此，本公开提出了一种摄像头及其制造方法。本公开的摄像头的透镜和塑料支撑件(holder)以及支撑件上的塑料柱是一体化的，这减少了零件数量并节省了装配时间，可以达到降低成本的目的。另外，印刷电路板是通过激光照射并融熔塑料支撑件的塑料柱的顶部来固定的，从而透镜和印刷电路板的固定都没有采用uv胶或任何其他胶水，从而避免了胶热胀冷缩导致的清晰度和光轴精度下降。此外，印刷电路板的侧面和/或角部上开有缺口，从而能够降低主动对准制程中的调焦难度。并且，摄像头的后盖是在同轴端子和印刷电路板处的端子被锁附之后再进行塑料激光焊接，从而消除了印刷电路板处的端子的装配应力。另外，在制造过程中，激光同时照射到所有的塑料柱上，柱顶部熔融和印刷电路板固定在一起，对印刷电路板没有产生接触应力；
32.以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有的配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。
33.参考图1，其示出了根据本公开的一实施例的示例摄像头100的示意性结构分解图。
34.如图1所示，摄像头100可包括一体式镜头102、印刷电路板104以及后盖106。本领域技术人员将明白，为简明起见，图1仅示出了摄像头100的与本公开相关的元件，摄像头100还可包括任何其他合适的元件，在此不再赘述。
35.结合图2，其示出了根据本公开的一实施例的示例摄像头100所包括的一体式镜头102和印刷电路板104的示意性结构图。图2在左侧示出了一体式镜头102和印刷电路板104尚未装配在一起时的分解图，而在右侧示出了一体式镜头102和印刷电路板104装配在一起后的示意图。
36.从图2中可以清楚地看到(如其左侧所示)，一体式镜头102可包括透镜112和塑料支撑件114，其中塑料支撑件114还可包括从塑料支撑件114上突出的多个塑料柱(诸如塑料柱108)。本领域技术人员将明白，虽然在图2中示出了三个塑料柱，但为简明起见，在图2中
仅指示了一个塑料柱108。另外，虽然图2中示出了三个塑料柱，但本领域技术人员，可以存在任何其他合适数量的塑料柱，例如超过三个的任何数量。
37.在一实施例中，如图2所示，印刷电路板104可包括贯穿该印刷电路板的多个通孔，例如通孔110。本领域技术人员将明白，虽然在图2中示出了三个通孔，但为简明起见，在图2中仅指示了一个通孔110。另外，虽然图2中示出了三个通孔，但本领域技术人员，可以存在任何其他合适数量的通孔，例如超过三个的任何数量。在一优选实施例中，印刷电路板上的通孔(诸如通孔110)与塑料支撑件114上的塑料柱(诸如塑料柱108)相匹配以供多个塑料柱中的每一者穿过多个通孔中的相应通孔，以便将印刷电路板104与一体式镜头102装配在一起。在一实施例中，塑料柱穿过通孔的伸出端是用激光熔融的，使得经熔融的伸出端的面积大于通孔的面积，以将印刷电路板104焊接到一体式镜头102的塑料支撑件114。
38.在一实施例中，印刷电路板104上的通孔的数目可大于或等于塑料支撑件114上的塑料柱的数目。优选地，通孔的数目等于塑料柱的数目。进一步根据该实施例，塑料支撑件114上的塑料柱的数目不少于三个，从而使得通孔的数目也不少于三个。
39.在一优选实施例中，印刷电路板104上的所述多个通孔没有被设置成位于一条直线上，从而使得在将印刷电路板104通过激光熔融焊接到一体式镜头102时，这两者可以被更牢固地结合在一起。
40.在另一优选实施例中，印刷电路板104上的多个通孔中的至少一者位于印刷电路板104的侧边或角上，从而形成印刷电路板上104的缺口(诸如图2中的位于印刷电路板的角部的通孔110所示)。这种开孔形式有利地使得能够降低主动对准制程中的调焦难度。
41.在又一优选实施例中，印刷电路板104上的多个通孔和塑料支撑件114上的多个塑料柱被设置成使得多个塑料柱中的每一者与多个通孔中的相应一者唯一性地匹配。进一步根据该实施例，印刷电路板104上的多个通孔可以被设置成不同的形状和/或大小，并且塑料支撑件114上的多个塑料柱中的每一者可以被设置成与多个通孔中的相应一者相匹配的形状和/或大小，从而获得上述唯一性的匹配。有利地，这一设置可以使得印刷电路板104以唯一性的方式装配到塑料支撑件114上，以防在摄像头100的装配过程中发生装配错误。然而，本领域技术人员可以明白，可以存在各种其他方式来实现上述唯一性匹配，例如通过设定通孔和塑料柱在印刷电路板和塑料支撑件上的位置关系，等等。
42.另外，在又一优选实施例中，如图2所示，塑料柱被设计成在接近塑料支撑件114处较粗，而在接近顶端处较细，并且这一粗细变化是在塑料柱的大致中部突变的。例如，塑料柱可被设计成在接近塑料支撑件处是具有第一直径的圆柱体，而在接近顶端处是具有第二直径的圆柱体，并且多个通孔具有第三直径，其中第三直径大于第二直径且小于第一直径。这使得塑料柱能够更容易地插入(即穿过)印刷电路板104中的通孔，并且使得印刷电路板可以抵靠在由第一直径和第二直径的交界处所形成的“肩部”或“台阶”，以使印刷电路板与塑料支撑件之间存在合需的空隙。然而，本领域技术人员可以明白，这可以不是必需的，例如塑料柱可以是逐渐变细的锥形，等等。在进一步的实施例中，塑料支撑件上的多个塑料柱可被设计成具有不同的直径，只要它们能够与印刷电路板上的多个通孔中的对应通孔按上述方式相匹配即可。
43.根据本公开的一实施例，后盖106上可装配有同轴端子，并且在一优选实施例中，同轴端子是用螺丝装配在后盖106上的。例如，参考图3，其示出了装配有同轴端子的后盖
106的示意图。
44.如图3所示，其在左侧示出了同轴端子302和后盖106尚未装配在一起时的分解图，而在右侧示出了同轴端子302和后盖106装配在一起后的示意图。从图3中可以看到，螺丝304被用于将同轴端子302装配在后盖106上。本领域技术人员可以明白，同轴端子302是金属材质的，因此一般而言不能用激光熔融焊接来将其焊接到塑料材质的后盖106上。
45.然而，尽管图3中示出了使用螺丝304将同轴端子302装配在后盖106上，但本领域技术人员可以明白，可以采用任何其他合适的方式来执行这一装配，例如通过卡扣形式。
46.可以明白，后盖106上的同轴端子302是与印刷电路板104上的相应端子相匹配的，以便在将后盖106与塑料支撑件114装配在一起时，使得同轴端子302与印刷电路板104处的端子相连接。另外，尽管图3和上述描述中涉及同轴端子302，但也可以使用任何其他合适的端子，在此不再赘述。
47.回头参考图1，在一优选实施例中，后盖106可以通过激光熔融焊接来与塑料支撑件114固定(例如，焊接)在一起。根据该实施例，后盖106首先与塑料支撑件114装配在一起，以使同轴端子302与印刷电路板104处的端子相连接，随后通过激光熔融焊接来将后盖106与塑料支撑件114固定(例如，焊接)在一起。在该实施例中，后盖106是由与塑料支撑件114相同或相似的材料制成的，以使得它们能够更牢固地焊接在一起。
48.例如，图4示出了后盖106与经装配的一体式镜头102和印刷电路板104装配在一起的示意图，其中在左侧示出了后盖与塑料支撑件114(其中一体式镜头102和印刷电路板104已装配在一起)尚未装配在一起时的分解图，而在右侧示出了后盖与塑料支撑件114装配在一起后的示意图。
49.下面参考图5，其示出了根据本公开的一实施例的用于制造摄像头(诸如结合图1-4所示出和描述的摄像头)的示例方法500的流程图。
50.如图所示，方法500可包括在框510，使塑料支撑件所包括的塑料柱穿过印刷电路板中的通孔。
51.例如，参考图1-4，塑料支撑件114上的塑料柱(例如，塑料柱108)可穿过印刷电路板104上的相应通孔(诸如通孔110)。
52.在一实施例中，印刷电路板104上的多个通孔和塑料支撑件114上的多个塑料柱可被设置成使得多个塑料柱中的每一者与多个通孔中的相应一者唯一性地匹配，从而使得塑料柱只能被插入与其相对应的通孔中，由此避免装配错误。例如，印刷电路板104上的多个通孔可以被设置成不同的形状和/或大小，并且塑料支撑件114上的多个塑料柱中的每一者可以被设置成与多个通孔中的相应一者相匹配的形状和/或大小，从而获得上述唯一性的匹配。
53.在另一实施例中，塑料柱被设计成在接近塑料支撑件114处较粗，而在接近顶端处较细，并且这一粗细变化是在塑料柱的大致中部突变的(即接近塑料支撑件114处到塑料柱的大致中部，塑料柱是具有第一直径的圆柱，而在塑料柱的大致中部到塑料柱的顶端处，塑料柱是具有第二直径的圆柱，其中第一直径大于第二直径)。这使得塑料柱能够更容易地插入(即穿过)印刷电路板104中的通孔，并且使得印刷电路板可以抵靠在由第一直径和第二直径的交界处所形成的“肩部”(即，通孔的直径大于第二直径但小于第一直径)，以使印刷电路板与塑料支撑件之间存在合需的空隙。
54.在一实施例中，印刷电路板上的通孔的数目可大于或等于塑料支撑件上的塑料柱的数目。优选地，通孔的数目等于塑料柱的数目。进一步根据该实施例，塑料支撑件上的塑料柱的数目不少于三个，从而使得通孔的数目也不少于三个。
55.在一优选实施例中，印刷电路板上的所述多个通孔没有被设置成位于一条直线上，从而使得在将印刷电路板通过激光熔融焊接到一体式镜头时，这两者可以被更牢固地结合在一起。
56.在另一优选实施例中，印刷电路板上的多个通孔中的至少一者位于印刷电路板的侧边或角上，从而形成印刷电路板上的缺口(诸如图2中的位于印刷电路板的角部的通孔110所示)。这种开孔形式有利地使得能够降低主动对准制程中的调焦难度。
57.继续参考图5，在框520，方法500可包括使用激光熔融塑料柱穿过通孔的伸出端，以将印刷电路板焊接到塑料支撑件。在一优选实施例中，塑料柱的伸出端被激光熔融，使得经熔融的伸出端的面积大于通孔的面积(例如，使得塑料柱的经熔融的伸出端的直径大于通孔的直径)，从而形成“铆钉”来将印刷电路板焊接到塑料支撑件。进一步根据该实施例，经熔融的伸出端突出于印刷电路板的表面(例如，以合适的高度高于印刷电路板的表面)，以使得该焊接更加牢固。在另一优选实施例中，多个塑料柱的伸出端是用激光同时熔融的。
58.接着，在框530，方法500可包括使用螺丝将同轴端子装配在后盖上。例如，如以上参考图3所示出和描述的，螺丝304被用于将同轴端子302装配在后盖106上。本领域技术人员可以明白，同轴端子302是金属材质的，因此一般而言不能用激光熔融焊接来将其焊接到塑料材质的后盖106上。
59.随后，方法500可包括在框540将后盖与塑料支撑件装配在一起，以使同轴端子与印刷电路板处的端子相连接，并且最后在框550，使用激光将后盖与塑料支撑件熔合焊接在一起。
60.在一优选实施例中，方法500还可包括在使用激光将后盖与塑料支撑件熔合焊接在一起之前，移动后盖来释放印刷电路板处的端子的应力。由此，可进一步改进摄像头的光轴精度和清晰度。
61.图6示出了根据本公开的一实施例的示例机动车600的示意图。在该实施例中，机动车600可包括参考图1-4中的任一者所示出和描述的摄像头。
62.由以上公开内容可知，本公开的技术方案是将镜头和塑料支撑件以及塑料柱做成一体；塑料支撑件内部分布(例如，相对均匀地)有多个(例如，三个或更多)塑料柱，塑料柱顶部穿过印刷电路板对应的通孔；通过夹爪夹持印刷电路板对镜头进行调焦，调整到最佳位置，激光同时照射到所有的塑料柱上，塑料柱顶部熔融以与印刷电路板固定在一起。后盖在锁附螺丝之后再与一体式镜头(即，镜头和塑料支撑件组件)进行装配，通过激光焊接对塑料支撑件和后盖进行焊接固定。由此，获得了无需uv胶且克服了印刷电路板处的端子的装配应力，从而减少了零件数量并节省了装配时间、避免了胶水热胀冷缩导致的清晰度和光轴精度下降、降低了主动对准的调焦难度。
63.以上具体实施方式包括对附图的引用，附图形成具体实施方式的部分。附图通过说明来示出可实践的特定实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。此类示例可以包括除所示或所述的那些元件以外的元件。然而，还构想了包括所示或所述元件的示例。此外，还构想出的是使用所示或所述的那些元件的任何组合或排列的示例，或参照本文中示出或
描述的特定示例(或其一个或多个方面)，或参照本文中示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面)。
64.在所附权利要求书中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，在权利要求中除此类术语之后列举的那些元件之外的元件的系统、设备、制品或过程仍被视为落在那项权利要求的范围内。此外，在所附权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标记，并且不旨在表明对它们的对象的数字顺序。
65.另外，本说明书中所解说的各操作的次序是示例性的。在替换实施例中，各操作可以按与附图所示的不同次序执行，且各操作可以合并成单个操作或拆分成更多操作。
66.以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。例如，可结合其他实施例来使用以上描述的示例(或者其一个或多个方面)。可诸如由本领域普通技术人员在审阅以上描述之后来使用其他实施例。摘要允许读者快速地确定本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上具体实施方式中，各种特征可以共同成组以使本公开流畅。然而，权利要求可以不陈述本文中公开的每一特征，因为实施例可以表征所述特征的子集。此外，实施例可以包括比特定示例中公开的特征更少的特征。因此，所附权利要求书由此被结合到具体实施方式中，一项权利要求作为单独的实施例而独立存在。本文中公开的实施例的范围应当参照所附权利要求书以及此类权利要求所赋予权利的等价方案的完整范围来确定。