用于机动车的图像拍摄系统、用于制造图像拍摄系统的方法以及注射成型工具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于机动车的图像拍摄系统、注射成型工具和用于制造图像拍摄系统的方法。图像拍摄系统包括光学器件保持装置和光学器件载体，它们如此连接，使得由光学器件载体承载的光学器件相对于与光学器件保持装置连接的图像拍摄装置光学调准地固定。光学器件保持装置包括至少一种具有零收缩的透明的热固性材料，光学器件载体通过热固性材料与光学器件保持装置连接。光学调准地固定表示，图像拍摄装置与光学器件保持装置并且因此与光学器件载体以及光学器件如此固定地连接，使得光学器件的和图像拍摄装置的光学轴线重合并且图像拍摄装置布置在光学器件的焦点处。可以在注射成型机上简单地制造根据本发明的图像拍摄系统的光学器件保持装置。
【专利说明】
用于机动车的图像拍摄系统、用于制造图像拍摄系统的方法 以及注射成型工具
技术领域
[0001] 本分明涉及用于机动车的图像拍摄系统、注射成型工具以及用于制造图像拍摄系 统的方法。
【背景技术】
[0002] 图像拍摄系统应用在许多领域中。一个例子是在机动车中的应用。在机动车中的 光学摄像机系统（图像拍摄系统)探测例如车辆周围环境并且为其他的车辆系统提供信息。 使用图像拍摄系统例如用于夜视应用（Night Vi sion)、用于车道保持监视（lane-departure warning: 车道偏离警告 ） 以及用于监视所述车辆的前部区域或尾部区域。
[0003]在此，图像拍摄系统包括光学器件保持装置、具有多个透镜的光学器件载体(镜 头）以及在载体板(Imager-Chip:成像器芯片)上的图像拍摄装置。
[0004]相互独立地制造所述光学器件保持装置和光学器件载体。昂贵的镜头经常具有经 特殊地研磨的透镜。
[0005]在所述摄像机系统的组装中应注意，相对于图像拍摄装置光学地定向包含光学器 件在内的光学器件载体，因为只有这样才能确保，所述图像拍摄装置检测正确的图像。
[0006] 所述光学器件保持装置具有贯通开口（ Durchgangsdffnung)，其在一侧上借助 所述载体板封闭。所述镜头载体承载光学器件，所述光学器件由互相隔开的、射束成型部 件，即例如透镜头成。射束成型部件的光学轴线在此重合，即它们互相堆叠。所述镜头载体 从所述贯通开口的另一侧布置在所述贯通开口中并且如此与所述镜头保持装置连接，使得 所述光学器件的光学轴线与所述图像拍摄装置的光学轴线重合并且所述图像拍摄装置布 置在所述光学器件的焦点处。
[0007] 由DE 102006008230 A1例如已知尤其用于汽车应用的图像拍摄系统，其具有基 底、固定在所述基底上的图像传感器、布置在所述图像传感器前面的光学器件单元以及与 所述基底连接的光学器件保持装置，在光学器件保持装置中容纳光学器件单元。
[0008] 在EP 1 716 018 B1中描述一种具有调准可能性的摄像机系统，其中，可以相对于 所述图像拍摄装置定向光学器件载体。在EP 2054270 B1中主要描述摄像机系统的组装系 统。
【发明内容】
[0009] 根据本发明，提供根据权利要求1的用于机动车的图像拍摄系统、根据权利要求7 的注射成型工具以及根据权利要求9的用于制造图像拍摄系统的方法。
[0010]所述图像拍摄系统包括光学器件保持装置和光学器件载体，所述光学器件载体与 所述光学器件保持装置如此连接，使得由所述光学器件载体承载的光学器件相对于与所述 光学器件保持装置连接的图像拍摄装置光学调准地固定。图像拍摄系统的特征在于，所述 光学器件保持装置包括至少一种具有零收缩的透明的热固性材料，所述光学器件载体通过 所述热固性材料与所述光学器件保持装置连接。
[0011]光学调准地固定在此表示，所述图像拍摄装置与所述光学器件保持装置并且因此 与所述光学器件载体以及所述光学器件如此固定地连接，使得所述光学器件的和所述图像 拍摄装置的光学轴线重合并且所述图像拍摄装置布置在所述光学器件的焦点处。
[0012] 可以在注射成型机上简单地制造根据本发明的图像拍摄系统的光学器件保持装 置。在腔中互相定向图像拍摄装置和光学器件保持装置，从而所述光学器件的和所述图像 拍摄装置的光学轴线重合并且所述图像拍摄装置布置在所述光学器件的焦点处。所述腔是 所述光学器件保持装置的阴模并且可以在所述定向之后以所述热固性材料填充，以便成型 所述光学器件保持装置。在硬化所述材料的期间，基于所述零收缩，即缺少收缩和因此也在 硬化时缺少扭曲，所述光学器件和所述图像拍摄装置保持互相定向。在所述硬化之后可以 从腔中取出所制成的图像拍摄系统。省掉了所述光学器件保持装置和所述光学器件载体的 粘接。
[0013] 在一种优选的实施方式中，所述光学器件载体具有至少一个保持凸部和/或至少 一个保持凹部。
[0014] 借助所述保持凸部和/或所述保持凹部，所述光学器件载体可以由光学器件保持 装置在相对于图像拍摄装置的位置中。
[0015] 所述保持凸部和/或所述保持凹部可以构成与所述光学器件的光学轴线垂直的 环。这进一步改进所述固定。
[0016] 所述保持凸部可以是穹顶状和/或所述保持凹部可以是盲孔状的并且可以环形地 垂直于所述光学器件的光学轴线地布置。
[0017]在所述图像拍摄系统的一种优选的实施方式中，所述光学器件载体是根据本发明 提出的光学器件载体。
[0018] 所述热固性材料可以包括酚醛树脂复合物、环氧树脂和/或块体模制化合物。
[0019] 在一种优选的实施方式中，所述热固性材料包括50%至70%的可导热微粒。借助 所述可导热微粒可以加热载体板和图像拍摄装置。
[0020] 所述可导热微粒可以包括氮化硼、氢氧化铝和/或氢氧化镁。
[0021] 所述热固性材料的纤维含量可以是10%至30%由金属纤维构成。所述金属纤维赋 予所述光学器件保持装置所需要的强度。
[0022] 所述金属纤维可以包括铜、铝和/或银。
[0023] 根据本发明的注射成型工具包括腔和用于图像拍摄装置的容纳部以及用于镜头 载体的另一容纳部，所述腔为所述光学器件保持装置的阴模，从而所述镜头载体至少部分 地伸入所述腔中，其中，所述容纳部和/或所述另一容纳部能够借助驱动装置沿间隔轴线彼 此相对地移动。
[0024]调节器或处理器可以通过所述驱动装置的控制使所述容纳部一直相互移动，直到 由与所述图像拍摄装置连接的图像处理装置识别出在所述投影平面上边沿清晰地显示的 图像。然后所述图像拍摄装置位于所述光学器件的焦点处，并且现在可以以具有零收缩的 热固性材料填充所述腔，以便成型所述光学器件保持装置。
[0025] 然后可自动地实施光学器件和图像拍摄装置的光学定向。
[0026] 在所述注射成型工具的一种优选的实施方式中，所述驱动装置包括机械驱动装 置、压电驱动装置和/或电驱动装置。
[0027] 在所述注射成型工具中可以如此布置投影平面，使得在所述投影平面上成像的图 像由在所述另一容纳部中的光学器件载体中的光学器件成像到在所述容纳部中的图像拍 摄装置上。
[0028] 根据本发明的方法用于制造图像拍摄系统。根据本发明的方法包括步骤:在腔中 定向所述图像拍摄装置和所述光学器件载体，所述腔为所述光学器件保持装置的阴模，从 而由光学器件载体承载的光学器件相对于所述图像拍摄装置光学调准；以具有零收缩的热 固性材料填充所述腔，以便成型所述光学器件保持装置;以及硬化所述材料。
[0029]这是用于图像拍摄系统的简单的和成本有利的制造方法。
[0030] 在所述方法的一种优选的实施方式中，所述定向包括:在图像处理系统中处理在 投影平面上显示的并且通过所述光学器件传输到所述图像拍摄装置上的图像以及控制用 于使所述光学器件载体相对于所述图像拍摄装置向前行进和/或向后行进的驱动装置，直 到所述图像清晰。
[0031] 本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中说明并且在说明书中描述。
【附图说明】
[0032] 根据附图和后续的描述详细阐述本发明的实施例。示例性且示意性地示出：
[0033] 图1:根据现有技术的图像拍摄系统；
[0034]图2:根据本发明的以剖面图示出的具有两个腔的用于镜头保持装置制造的注射 成型工具的一种实施方式;并且
[0035]图3:根据本发明的图像拍摄系统的实施方式。
【具体实施方式】
[0036] 在图1中示出根据现有技术的图像拍摄系统100。图像拍摄系统100包括光学器件 载体（镜头）110、光学器件保持装置120和图像拍摄装置130,例如CCD芯片或CMOS芯片 (Charge Coupled Device:电荷親合器件或者Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补性氧化金属半导体）。光学器件载体(镜头）110承载具有多个透镜115 的光学器件，所述透镜115通过间隔装置116互相间隔开。保持光学器件载体110由光学器件 保持装置120借助粘合剂125来保持。光学器件保持装置120还借助另一粘合剂125保持载体 板140,在载体板上布置有图像拍摄装置130。
[0037] 图像拍摄装置130通过键合引线_(.Boii(idrMite)i5〇与印制导线160连接，所述键合 引线填充有浇铸树脂155。
[0038] 图像拍摄系统100以剖面示出。定中心部117负责，透镜115的和图像拍摄装置130 的光学轴线位于图像平面中并且重合。
[0039] 光学器件载体110在此布置在沿着透镜115的和图像拍摄装置130的共同的光学轴 线的这样的位置处，在该位置处图像拍摄装置130布置在光学器件的焦点中。
[0040] 图2示出根据本发明的注射成型工具200的一种实施方式。注射成型工具200包括 两个部分200a、200b。在所述部分200a、200b的组装中形成两个腔210，所述两个腔可以通过 浇铸管道220以具有零收缩的热固性材料填充。为了硬化所述热固性材料，在注射成型工具 200中布置有加热元件250。腔210中的每一个都是光学器件保持装置的阴模。
[00411 腔210中的每一个包括两个相对置的容纳部230、240。容纳部230中的一个布置在 部分200a中并且用于容纳装配有图像拍摄装置130的载体板140。另一容纳部240布置在另 一部分200b中并且用于容纳装配有透镜115的光学器件载体110。在此，容纳部230、240的互 相布置是如此，使得在经组装的部分200a、200b、所容纳的光学器件载体110和所容纳的载 体板140的情况下，图像拍摄装置130的和透镜115的光学轴线重合，即相同。
[0042]在所述实施例中，另一容纳部240与驱动装置260连接。驱动装置260允许，使另一 容纳部240沿图像拍摄装置130的和透镜115的共同的光学轴线移动。
[0043]替代地或附加地，容纳部230和另一驱动装置一一例如电驱动装置、机械驱动装置 或压电驱动装置连接。所述另一驱动装置允许，使容纳部230沿图像拍摄装置130的和透镜 115的共同的光学轴线移动。
[0044]另一容纳部240还包括投影平面270,例如显示屏。投影平面270垂直于光学轴线地 如此布置，使得所述透镜将在投影平面270上显示的图像成像到图像拍摄装置130上。
[0045]图像处理单元280通过柔性带290与图像拍摄装置130连接。
[0046]在一个未示出的实施例中，所述注射成型工具具有仅仅一个腔。
[0047]借助所述注射成型工具可以制造相应于本发明的一种实施方式的图像处理系统。 对此，实施后续步骤：
[0048] 将图像拍摄装置装入所述容纳部中；
[0049] 将装配有透镜的光学器件载体装入所述另一容纳部中；
[0050] 闭合所述注射成型工具的所述部分；
[0051]相对于所述图像拍摄装置分别光学调准所述光学器件载体和/或相对于所述光学 器件载体分别光学调准所述图像拍摄装置;并且
[0052]通过所述浇铸管道将具有零收缩的热固性材料注射成型到所述腔中。
[0053]所述光学调准可以在此自动完成。为此，在投影平面上显示边沿清晰的图像并且 借助图像处理尝试在由图像拍摄装置拍摄的图像中识别所显示的图像。在此使所述驱动装 置向前行进和/或向后行进，直到所拍摄的图片清晰并且可以被识别。
[0054] 在图3中示出所述根据本发明的图像拍摄系统的一种实施方式。在此，光学器件载 体110连同投影平面270还布置在借助驱动装置260可移动的、另一容纳部240中。光学器件 保持装置120已经制成。光学器件载体110具有与所述光学轴线垂直的、突出的保持装置环 118,所述保持装置环由热固性材料灌注并且伸入所述材料中。由此，光学器件载体110相对 于图像拍摄装置130光学调准地固定。对于突出的保持装置环替代地或附加地，在所述光学 器件载体上可以存在环形凹部、环形布置的穹顶(Dom)和/或环形布置的盲孔，其伸入所述 热固性材料中或者所述热固性材料伸入其中。
[0055] 本发明另一种实施方式描述一种用于制造摄像机系统一一其例如用于车辆的环 境探测系统一一的方法，所述摄像机系统具有光学器件保持装置和光学器件载体，所述光 学器件载体的光学器件用于将入射光引导到图像拍摄装置上以及用于介质密封地实现所 属的、包括成像器芯片（Imager-Ch ip)在内的电子器件。
[0056] 所述另一种实施方式提供了一种方法，借助其可以制造成本有利的且相对于环境 影响稳健的摄像机系统。通过有针对性的功能集成和功能适合的材料应用需要更少的过程 步骤和单独的部件。此外，所述构造变得简单和节省空间并且降低了用于制造和物流的成 本耗费和时间耗费。
[0057] 所述另一种实施方式的核心是，直接在所述注射成型工具中通过将装配有透镜的 光学器件载体光学集成到光学器件保持装置中来制造新型摄像机模块。因为光学器件载体 被固定地包围在其保持装置环上，所以不需要附加的定向过程和粘接过程。
[0058] 所述制造在仅仅一个注射成型机上并且在仅仅一个注射成型工具中完整地完成。 为此，将经封装的电路载体借助对销钉的操作放置在从130Γ加热到170Γ的注射成型工具 的一部分中的容纳部中。在此，同时定位所述柔性带，其被插入用于所述图像拍摄装置的接 触并且其与图像处理系统连接。在相同的或另一工作步骤中，将装配有透镜的光学器件载 体例如借助轻微的压力装入喷口侧(浇铸通道侧）的腔的另一部分中的另一容纳部中以及 投影平面前。所述另一容纳部可移动，例如可转动，并且可以通过驱动装置非常准确地向前 和向后运动。当所述工具闭合时，所述投影平面的图像通过光学器件载体传输到所述图像 拍摄装置上并且在所述图像处理系统中被处理。使所述驱动装置如此长时间向前或者向后 行进，直到所述图像清晰。在该时刻，系统向所述注射成型机发送信号，并且例如以小于 50bar的模具内部压力(Forminnendruck)环绕所述光学器件载体的保持装置环地注射用于 所述光学器件保持装置的热固性材料。在此成型所述光学器件保持装置。
[0059]所述热固性材料优选是块体模制化合物(BMC)，其被调节成具有零收缩。这表示， 所述光学器件载体相对于图像拍摄装置的间距和位置也在从所述工具取下之后没有收缩 和扭曲地在冷却状态下保持恒定。
[0060] 但所述热固性塑料也可以是环氧树脂(EP)或酚醛模制化合物(PF)。
[0061] 在预给定的硬化时间之后可以打开所述注射成型工具并且将所述浇口自动地从 所述光学器件保持装置分离。所制成的图像拍摄系统可以通过从所述注射成型工具的喷口 侧的操作来取出并且被包装到透明塑料罩中。
[0062] 基于环形流动的热固性塑料的微小粘性，在注射过程期间只出现微小的压力，使 得不压合所述光学器件载体并且不移动所述透镜。
[0063] 除了有利的材料的应用之外，还可以通过成型和光学特性的功能集成来节省工作 成本和设施成本以及制造成本和物流时间。
【主权项】
1. 一种用于机动车的图像拍摄系统（1〇〇'），其具有光学器件保持装置（120)、光学器件 载体(110)，所述光学器件载体(110)与所述光学器件保持装置(120)如此连接，使得由所述 光学器件载体（110)承载的光学器件相对于与所述光学器件保持装置（120)连接的图像拍 摄装置(130)光学调准地固定，其特征在于， 所述光学器件保持装置（120)包括至少一种具有零收缩的透明的热固性材料，所述光 学器件载体(11 〇)通过所述热固性材料与所述光学器件保持装置(120)连接。2. 根据权利要求1所述的图像拍摄系统，其中，所述光学器件载体具有至少一个保持凸 部（118)和/或至少一个保持凹部。3. 根据权利要求2所述的图像拍摄系统，其中，所述保持凸部（118)和/或所述保持凹部 构成与所述光学器件的光学轴线垂直的环。4. 根据权利要求2所述的图像拍摄系统，其中，所述保持凸部是穹顶状和/或所述保持 凹部是盲孔状的并且环形地垂直于所述光学器件的光学轴线地布置。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的图像拍摄系统，其中，所述热固性材料包括酚醛 树脂复合物、环氧树脂和/或块体模制化合物。6. -种注射成型工具（200)，其包括腔（210)和用于图像拍摄装置的容纳部（230)以及 用于镜头载体的另一容纳部(240)，所述腔为光学器件保持装置的阴模，从而所述镜头载体 至少部分地伸入所述腔(210)中，其中，所述容纳部(230)和/或所述另一容纳部(240)能够 借助驱动装置(260)沿间隔轴线彼此相对地移动。7. 根据权利要求6所述的注射成型工具，其中，所述驱动装置(260)包括机械驱动装置、 压电驱动装置和/或电驱动装置。8. 根据权利要求6或7所述的注射成型工具，其还包括投影平面（270)，所述投影平面 (270)如此布置，使得在所述投影平面上成像的图像由在所述另一容纳部(240)中的光学器 件载体中的光学器件成像到在所述容纳部(230)中的图像拍摄装置上。9. 一种用于制造根据权利要求1至5中任一项所述的图像拍摄系统（100'）的方法，所述 方法包括以下步骤： 在注射成型工具(200)的腔(210)中定向所述图像拍摄装置（130)和所述光学器件载体 (110)，所述腔为所述光学保持装置（120)的阴模，从而所述光学器件相对于所述图像拍摄 装置(130)光学调准， 以所述热固性材料注射成型所述腔（210)，以便成型所述光学器件保持装置（120)，以 及 硬化所述材料。10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述定向包括： 在图像处理系统（280)中处理在投影平面(270)上显示的并且通过所述光学器件传输 到所述图像拍摄装置（130)上的图像以及控制用于使所述光学器件载体（110)相对于所述 图像拍摄装置(130)向前行进和/或向后行进的驱动装置(260)，直到所述图像清晰。
【文档编号】B29C45/14GK105856489SQ201610077811
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】S·盖泽, S·阿佩尔特
【申请人】罗伯特·博世有限公司