摄像机装置的制作方法

本公开内容总体上涉及配备有图像传感器和将光引导至图像传感器的光学构件的摄像机装置。

背景技术：

上述类型的摄像机装置已知配备有作为光学构件的透镜。然而，使用透镜需要安装用于确保透镜和图像传感器之间的精确位置关系的装置，以便捕获清晰或精细的图像。为此，可以通过六轴调节来校正保持透镜的保持器和安装有图像传感器的电路板之间的位置关系，之后使用粘合剂接合保持器和电路板。

日本专利第一公开号2014-225777提出使用作为上述类型的粘合剂的热固性树脂(即热固性粘合剂)，其包含环氧树脂作为主要材料(其也将被称为环氧树脂基材料)或紫外固化粘合剂(即紫外固化粘合剂)。

与使用干燥固化粘合剂相比，使用热固性粘合剂或紫外固化粘合剂来实现保持器和电路板之间的附接实现了粘合剂的快速硬化，然而，期望进一步加速接合保持器和电路板的粘合剂的硬化。

技术实现要素：

因此，目的是提供一种摄像机装置，其被设计为实现用于对保持光学构件的保持器和安装有图像传感器的电路板进行接合的粘合剂的快速硬化，并且还易于组装。

根据本公开内容的一个方面，提供了一种摄像机装置，其包括：(a)电路板，其至少部分地包括在其厚度方向上堆叠的树脂层和金属层；(b)图像传感器，其设置在电路板上；(c)光学构件，其用于将光引导至图像传感器；(d)保持器，其保持光学构件；以及(e)热固性粘合剂。在摄像机装置的制造过程期间，通过加热和硬化粘合剂将保持器接合至电路板，从而确保图像传感器和光学构件之间的位置关系的稳定性。

通常，金属的热导率高于树脂。当热固性粘合剂被加热和硬化时，施加到热固性粘合剂的热量将因此被电路板的金属层部分地吸收。为了缓解这个问题，本公开内容中的摄像机装置具有部分地省略了金属层的金属层缺失部。金属层缺失部被定位成在电路板的厚度方向上与保持器和电路板之间的接合部交叠，从而使粘合剂到金属层的热传递最小化。这实现了热固性粘合剂的有效加热以快速硬化热固性粘合剂，从而将有利于摄像机装置的组装的容易性。

根据本公开内容的另一方面，提供了一种摄像机装置，其包括：(a)电路板；(b)图像传感器，其设置在电路板上；(c)光学构件，其用于将光引导至图像传感器；(d)保持器，其保持光学构件；以及(e)光固化粘合剂，其实现保持器和电路板之间的接合。保持器至电路板的附接通过向光固化粘合剂发射光以使其硬化来实现，从而确保图像传感器和光学构件之间的期望的位置关系的稳定性。

光固化粘合剂是透明的，与黑色光固化粘合剂相比，这增强光到达整个光固化粘合剂，从而使光固化粘合剂快速固化。这有利于摄像机装置的组装的容易性。

附图说明

从下面给出的详细描述和本发明的优选实施方式的附图将更充分地理解本发明，然而，所述详细描述和所述附图不应该被认为是将本发明限于具体实施方式，而仅是用于解释和理解的目的。

在附图中：

图1是示出根据第一实施方式的摄像机装置的纵截面图；

图2是沿图1的线ii-ii截取的截面图；

图3是示出图2所示的摄像机装置的保持器和电路板的接合中使用的粘合剂附近的区域的局部截面图；

图4是示意性示出图1的摄像机装置的电路板的前视图；

图5是示出根据第二实施方式的摄像机装置的保持器和电路板的接合中使用的粘合剂附近的区域的局部截面图；

图6是示出根据第三实施方式的摄像机装置的保持器和电路板的接合中使用的粘合剂附近的区域的局部截面图；以及

图7是示出根据第四实施方式的摄像机装置的保持器和电路板的接合中使用的粘合剂附近的区域的局部截面图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本公开内容的实施方式。

第一实施方式

参照图1，摄像机装置11是所谓的单目摄像机，并且安装在诸如汽车的车辆的前挡风玻璃2的内表面上。为了简单起见，图1示出了从通过支架12的l形侧板12b的平面的位置观察的前挡风玻璃2和支架12(将在后面详细描述)的截面。图1还示出了从通过摄像机模块14的光轴l延伸的平面的位置观察的壳13以及从其侧面观察的摄像机模块14。为了简化说明，像图1一样，将在稍后提及的每个附图省略摄像机装置11的一些部分。

在下面的讨论中，摄像机装置11的每个部分的前、后、右、左、上和下被定义为摄像机装置11(如图1所示)附接至前挡风玻璃2时的那样。换言之，每个部分的前方沿车辆的向前方向定向。在每个附图中，“fr”、“upr”和“rh”分别表示前、上和右方向。然而，为了方便起见，这些方向在本公开内容中仅被定义为表示摄像机装置11的每个部分之间的位置关系。实际上，可以根据其使用来选择摄像机装置11的取向。例如，摄像机装置11可以固定到车辆的除挡风玻璃2之外的部分，或者安装在除车辆之外的物体中或上。在这种情况下，“upr”不总是表示相对于重力定义的摄像机装置11的竖直方向。

摄像机装置11包括支架12、壳13和摄像机模块14。支架12由金属或树脂制成，并且安装在车辆的乘员舱内的前挡风玻璃2上。如本文所述的安装包括摄像机装置11的定位。摄像机装置11可以可拆卸地固定到前挡风玻璃2的选定区域。支架12包括粘合到前挡风玻璃2的上板12a和从上板12a的前、后、右和左侧向下延伸的四个l形侧板12b。每个l形侧板12b均用作钩。

壳13由金属或树脂制成箱形，并且成形为总体厚度在向前方向上减小。换言之，壳13具有在向前方向上减小的体积。壳13具有由前平表面13b、直立平表面13c和后平表面13d构成的上表面13a。

前平表面13b在车辆的纵向和横向方向上都扩展。直立平表面13c从前平表面13b的后端向上延伸。后平表面13d从直立平表面13c的上端向后延伸。直立平表面13c在其中央部分形成有曝光孔13e，摄像机模块14的前端通过曝光孔13e露出到壳13的外侧。曝光孔13e位于直立平表面13c的前端和后端(其在竖直方向上彼此相对)之间以及直立平表面13c的右端和左端(其在横向方向上彼此相对)之间的中间。

壳13在上表面13a附近具有四个圆柱形安装杆13k，其中两个安装杆从其外部右侧表面(未示出)突出，并且其中另外两个从其外部左侧表面突出。为了简单起见，图1仅透视性地示出了设置在壳13的右侧表面上的两个安装杆13k。通过将四个安装杆13k悬挂或放置在支架12的四个l形侧板12b上来实现壳13至支架12的固定。

如图2清楚地示出，摄像机模块14包括多个透镜141、保持器142和电路板143。电路板143由已知的摄像机基板实现。保持器142包括中空圆筒142a，其中保持透镜141，透镜141被布置为具有与圆筒142a的中心轴线(即纵向中心线)对准的光轴l。保持器142具有基板142b，基板142b基本上配置为矩形，并且从保持器142的在保持器142的轴向方向上相对的端部中的后端延伸。基板142b垂直于保持器142的纵向中心线(即中心轴线)延伸。

直立平表面13c具有形成在其右端和左端的外肩部13f。肩部13f由直立平表面13c的凹入的右端和左端限定，并且比具有露出孔13e的直立平表面13c的中央主要部分更靠近壳13的后端。基板142b具有在横向方向上延伸的长度，并且使用未示出的粘合剂粘合到壳13的肩部13f的内部后表面。在这种附接中，基板142b的前表面用作定位基准表面，从而相对于壳13定向或定位摄像机模块14的整体。在以这种方式正确定位摄像机模块14之后，圆筒142a的外圆周定位成与曝光孔13e的内圆周接触，以使进入壳13中的外部光最小化。虽然未示出，但是用于处理由摄像机模块14捕获的图像信号的信号处理器基板(未示出)和在信号处理器基板与电路板143之间连接的导电体(未示出)设置在壳13内侧。

基板142b具有从基板142b的与圆筒142a相对的侧上的后表面向后延伸的中空圆柱形保持器腿142c。保持器腿142c的横截面为矩形，并且与基板142b和圆筒142a一体地形成。保持器腿142c在与基板142b相对的侧上具有后端表面142d。如图4的虚线所示，后端表面142d具有矩形或正方形截面。

电路板143是安装有图像传感器144的板状基板。电路板143使用粘合剂16接合至保持器142的保持器腿142c的后端。粘合剂16由热固性环氧树脂粘合剂实现。

如图3清楚所示，电路板143的前表面(以下也称为第一表面)和后表面(以下也称为第二表面)通过其厚度彼此相对，并且由在电路板143的厚度方向上以如下次序布置的阻焊剂143a、金属层143b、树脂层143c、金属层143d、树脂层143e、金属层143f和阻焊剂143g的层压体或堆叠体制成。换言之，电路板143至少部分地具有在电路板143的厚度方向上堆叠的阻焊剂143a、金属层143b、树脂层143c、金属层143d、树脂层143e、金属层143f和阻焊剂143g的层。

阻焊剂143a和阻焊剂143g用作保护层。金属层143b、金属层143d和金属层143f由导电金属薄层制成。在本实施方式中，金属层143b、金属层143d和金属层143f均由铜箔制成。树脂层143c和树脂层143e由电绝缘树脂层制成。在本实施方式中，树脂层143c和树脂层143e均由玻璃环氧树脂制成。具体地，本实施方式中的电路板143由四层玻璃环氧树脂板形成。树脂层143c和树脂层143e不仅可以由诸如纸环氧树脂的纯树脂制成，还可以由作为包含玻璃纤维的复合材料的玻璃环氧树脂制成。

与典型的玻璃环氧树脂基板不同，本实施方式中的电路板143具有形成在电路板143的四个侧中的金属层缺失部k，如图3和图4所示。金属层缺失部k由部分地省略了金属层143b、金属层143d和金属层143f的树脂层制成。换言之，树脂层143c和树脂层143e在存在金属层缺失部k的区域中彼此一体地形成，并且延伸至阻焊剂143a和阻焊剂143g的内表面。每个保持器腿142c使用粘合剂16接合至阻焊剂143a，其中，后端表面142定位成与放置在金属层缺失部k上的阻焊剂143a的对应部分接触。如图2和图4所示，图像传感器144设置在由保持器腿142c包围的电路板143的前部区域上。

下面将描述如此构造的摄像机模块14的生产过程。首先，在保持器腿142c和电路板143之间施加粘合剂16。然后，通过六轴调节来校正透镜141和图像传感器144之间的位置关系。具体地，定义两个坐标线(即x轴和y轴)中的一个是光轴l的笛卡尔坐标系。校正保持器142和电路板143中的每一个与x轴和y轴的位置未对准。随后，如图3中的箭头a所示，从电路板143的外部沿着电路板143的前表面发射激光束，以使粘合剂16硬化。电路板143的前表面垂直于电路板143的厚度延伸。这种热硬化不完全硬化粘合剂16，而是被称为暂时硬化的步骤，以暂时固定保持器142和电路板143之间的位置关系，即从上述六轴方面固定透镜141和图像传感器144之间的位置关系。在粘合剂16暂时固化之后，将摄像机模块14放入恒温浴中以完全硬化粘合剂16。

第一实施方式中的摄像机装置11的结构提供以下优点。

1a)如上所述，电路板143配备有省略了金属层143b、金属层143d和金属层143f的金属层缺失部k。金属层缺失部k定位成在电路板143的厚度方向上通过粘合剂16与保持器142至电路板143的接合部对准。换言之，在电路板143的厚度方向上观察时，电路板143具有定位成与保持器142至电路板143的接合部交叠的金属层缺失部k。如果具有较高热导率的金属层143b、金属层143d和金属层143f形成为在垂直于电路板143的厚度方向的方向(即宽度方向)上在电路板143中完全延伸，则这可以引起由施加到粘合剂16的激光束产生的热被金属层143b、金属层143d和金属层143f部分地吸收。为了消除这种缺陷，本实施方式的电路板143被设计成在电路板143的厚度方向上具有定位成与粘合剂16(即保持器腿142c)交叠的金属层缺失部k，从而最小化粘合剂16到金属层143b、金属层143d和金属层143f的热传递。本实施方式的摄像机装置11的结构能够有效地加热热固性粘合剂16并且快速硬化热固性粘合剂16，从而有助于摄像机装置11的制造的容易性。在使用鼓风机通过热空气使粘合剂16硬化的情况下，也可以获得这种有益的优点。

1b)在电路板143中使用的金属层143b、金属层143d和金属层143f可以由各种金属制成，但在本实施方式中，它们由已知为热导率较高的铜箔制成。因此，配备有金属层缺失部k的电路板143的结构在最小化粘合剂16至金属层143b、金属层143d和金属层143f的热传递方面非常有用。

1c)已知丙烯酸粘合剂的硬化反应比环氧树脂粘合剂快，但硬化时的变形度大。完全硬化之后的丙烯酸粘合剂的机械强度也比环氧树脂粘合剂低。本实施方式中使用的粘合剂16由硬化时的变形度更小并且完全硬化之后比丙烯酸粘合剂的机械强度更高的环氧树脂粘合剂制成。这确保了在借助于六轴调整进行校正之后保持透镜141和图像传感器144之间期望的位置关系的稳定性。

第二实施方式

下面将参照图5描述第二实施方式的摄像机装置11。与第一实施方式中使用的附图标记相同的附图标记将指代相同部分，并且在此将省略对其的详细解释。

第一实施方式的电路板143配备有金属层143b、金属层143d和金属层143f，每个金属层具有金属层缺失部k，而第二实施方式的电路板143在距粘合剂16最远的金属层143f中不具有金属层缺失部k，即仅在比金属层143f距粘合剂16更近的金属层143b和金属层143d中具有金属层缺失部k。换言之，金属层143f在垂直于电路板143的厚度方向的方向上在电路板143中完全延伸。

第二实施方式中的摄像机装置11的结构提供以下优点。

金属层143b、金属层143d和金属层143f越靠近粘合剂16，则由金属层143b、金属层143d和金属层143f吸收的粘合剂16的热量越大。在第一实施方式中描述的有益的优点方面，距粘合剂16最远的金属层143f不一定需要具有金属层缺失部k。

第三实施方式

下面将参照图6描述第三实施方式的摄像机装置11。与第一实施方式中使用的附图标记相同的附图标记将指代相同部分，并且在此将省略对其的详细解释。

第一实施方式的电路板143配备有金属层143b、金属层143d和金属层143f，每个金属层具有金属层缺失部k，而第三实施方式的电路板143仅在最靠近粘合剂16的金属层143b中具有金属层缺失部k，即在比金属层143b距粘合剂16更远的金属层143d和金属层143f中不具有金属层缺失部k。换言之，金属层143d和金属层143f在垂直于电路板143的厚度方向的方向上在电路板143中完全延伸。

第三实施方式中的摄像机装置11的结构提供以下优点。

金属层143b、金属层143d和金属层143f越靠近粘合剂16，则由金属层143b、金属层143d和金属层143f吸收的粘合剂16的热量越大。在第一实施方式中所述的有益的优点方面，只有最靠近粘合剂16的金属层143b可以具有金属层缺失部k。然而，快速加热然后硬化粘合剂16的效果在第一实施方式中是最高的，而在第三实施方式中是最低的。

第四实施方式

下面将参照图7描述第四实施方式的摄像机装置11。与第一实施方式中使用的附图标记相同的附图标记将指代相同部分，并且在此将省略对其的详细解释。

第一实施方式的电路板143配备有金属层143b、金属层143d和金属层143f，每个金属层具有金属层缺失部k，而第四实施方式的电路板143在全部的金属层143b、金属层143d和金属层143f中不具有金属层缺失部k。换言之，全部的金属层143b、金属层143d和金属层143f在垂直于电路板143的厚度方向的方向上在电路板143中完全延伸。本实施方式使用粘合剂216替代热固性粘合剂16。粘合剂216是透明的光固化粘合剂。具体地，粘合剂216是环氧树脂紫外固化粘合剂，并且通过向其中添加通常使用的着色剂而变得透明。本实施方式的摄像机装置11仅在该特征方面不同于第一实施方式的摄像机装置11。

在第四实施方式中，在借助于六轴调整来校正透镜141和图像传感器144之间的位置关系之后，如图7中的箭头b所示，紫外线从电路板143的外部沿着电路板143的前表面发射，以硬化粘合剂216。这种硬化不使粘合剂216完全硬化，而是被称为暂时硬化的步骤，以暂时固定保持器142和电路板143之间的位置关系，即从上述六轴方面固定透镜141和图像传感器144之间的位置关系。

第四实施方式中的摄像机装置11的结构提供以下优点。

4a)用于暂时固定保持器142和电路板143的典型的紫外固化粘合剂通常用碳染成黑色。在第四实施方式中使用的粘合剂216是透明的紫外固化粘合剂，由此与当粘合剂261着色为黑色时相比，增强紫外线到达整个粘合剂216，这将快速硬化粘合剂216并且有助于摄像机装置11的组装的容易性。通过使用透明粘合剂216提供的有益效果对于通过除了紫外光之外的光(例如可见光)硬化的粘合剂是相同的。

4b)如果粘合剂216着色为黑色，则它用于避免外部光进入到保持器腿142c中，然而，摄像机装置11的壳13被设计成遮挡外部光。具体地，壳13覆盖图像传感器144、电路板143和粘合剂16或粘合剂216，以防止光不通过透镜141而到达图像传感器144，从而使得粘合剂216能够制成透明，而没有外部光对由图像传感器144捕获的图像的不利影响的风险。

4c)已知丙烯酸粘合剂的硬化反应比环氧树脂粘合剂快，而硬化时的变形度更大。在恒温浴中完全硬化之后的丙烯酸粘合剂的机械强度也比环氧树脂粘合剂低。本实施方式中使用的粘合剂216由硬化时的变形度更小并且完全硬化之后比丙烯酸粘合剂的机械强度高的环氧树脂粘合剂制成。这确保了在借助于六轴调整进行校正之后保持透镜141和图像传感器144之间期望的位置关系的稳定性。

如本公开内容中提及的“透明”不一定意味着粘合剂216的透光率为100％的事实。可取的是，粘合剂216的透光率高于通常使用的粘合剂的透光率。例如，硬化之后的粘合剂216可以具有允许波长为200nm至400nm的电磁射线(即光)的50％或更多通过的透光率，更优选地，具有允许波长为200nm至400nm的电磁射线的90％或更多通过的透光率。

变型

虽然已经根据优选实施方式公开了本发明以便于更好地理解本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的原理的情况下，本发明可以以各种方式实施。因此，本发明应当被理解为包括可以在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的原理的情况下被实施的所有可能的实施方式和对所示实施方式的变型。

5a)在上述每个实施方式中，粘合剂16或粘合剂216是环氧树脂粘合剂，然而也可以是丙烯酸粘合剂或另一种类型的粘合剂。粘合剂16或粘合剂216也可以是具有热固性和光固化性质两者的粘合剂。这种混合粘合剂包括在粘合剂16或粘合剂216中。

5b)在上述实施方式中，对透镜141和图像传感器144之间的位置关系进行六轴调整，然而，也可以通过四轴调整来校正。可替选地，摄像机装置11可以被设计为具有诸如滤波器的光学构件来替代透镜141，其允许光穿过其中或者使用光学属性例如折射、反射、选择性透射性或旋光性将光反射向图像传感器144。根据所使用的光学构件的类型，可以容易地实现位置关系的调整。

在第一实施方式至第三实施方式中的每一个中，电路板143的至少金属层143b被成形为具有金属层缺失部k，金属层缺失部k被布置为在电路板143的厚度方向上通过粘合剂16与保持器142(即保持器腿142c)和电路板143之间的整个接合部交叠，然而，也可以将(一个或多个)金属层缺失部k定位成在电路板143的厚度方向上与保持器142和电路板143之间的接合部部分地交叠。例如，当金属层143b由铜箔制成时，可以在电路板143的厚度方向上与上述接合部交叠的金属层143b的部分中彼此规则间隔地钻孔或冲孔，并且可以在各个孔中形成金属层缺失部k。

5d)在第四实施方式中，透明粘合剂216不一定需要施加到要接合在一起的保持器142(即保持器腿142c)和电路板143的整个区域，然而，也可以替代地仅在保持器142和电路板143的要接合在一起的区域的一个(或多个)部分施加着色的粘合剂。

5e)在第一实施方式至第三实施方式中，电路板143在至少金属层143b中具有金属层缺失部k，然而，可替选地，电路板143可以设计为仅在距保持器142和电路板143之间的接合部最远的金属层143f中具有金属层缺失部k。这也减少了由金属层143f吸收的粘合剂16的热量，从而实现粘合剂16的快速硬化。

5f)上述实施方式中的摄像机装置11的上述部件之一的功能或任务可以与它们中的两个或更多个共享。可替选地，可以将摄像机装置11的两个或更多个部件的任务分配给部件中之一。可以部分地省略摄像机装置11的部件。在实施方式或变型之一中的摄像机装置11的(一个或多个)部件可以被添加至另一实施方式或变型或者替换为另一实施方式或变型的部件。因此，本发明应当被理解为包括可以在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的原理的情况下被实施的所有可能的实施方式和对所示实施方式的变型。