一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统的制作方法

本实用新型涉及相机真空处理技术，更具体地说，它涉及一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统。

背景技术：

相机是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备，被摄景物反射出的光线通过照相镜头(摄景物镜)和控制曝光量的快门聚焦后，被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像。

现有的相机使用的图像传感器分别为SMOS图像传感器和CCD图像转换器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本;除此之外，由于CCD采用电荷传递的方式传送数据，只要其中有一个像素不能运行，就会导致一整排的数据不能传送，因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多，因此，CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。

在使用CMOS传感器或者CCD图像转换器进行图像转换时，工作时间较长时，芯片温度升高，会产生热量，从而引起热噪声，对图像成形产生干扰，故在使用过程中需要对CMOS传感器或者CCD图像转换器进行制冷，通过制冷的方式降低热噪声现象；由于在CMOS传感器或者CCD图像转换器周围存在水蒸气，为了减小CMOS传感器或者CCD图像转换器周围的空气含量，通常将物镜镜头内设置为真空状态，以防止空气中存在的水汽等凝结在物镜镜片上，影响成像。

由于空气中的水汽只有凝结后才能够被肉眼观察到，当物镜镜头内的真空度偏低时，物镜镜头内进入了空气，其物镜镜片上只要不会凝结水珠，使用者就很难得知物镜镜头内的真空度已然改变。然而这些进入到物镜镜头内的空气，其内含的水汽等同样会影响物镜镜头的精度和清晰度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统，能够对密封空腔内的真空度进行实时监测，将真空度信号实时发送，能够更加精确并及时的得知密封空腔内的真空度变化。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统，包括壳体，设置在壳体内的图像转换模块、向图像转换模块进行供电的电源模块以及对图像转换模块的信号进行处理的数据处理模块，所述壳体开设有密封空腔，在所述密封空腔内设置有真空度监测模块；在所述密封空腔外侧设置有终端控制模块，所述真空度监测模块和终端控制模块连接。

通过采用上述技术方案，在使用时，镜头会将光学信号传递至传感器芯片，传感器芯片将光学信号转化为电信号，传递至数据处理模块，同时，通过电源模块对传感器芯片进行供电。通过设置的密封空腔对图像转换模块进行真空处理，在使用时成像较为清晰。同时，通过设置在密封空腔内的真空度监测模块实现对密封空腔内真空度的实时监测，将真空度信号实时发送，能够更加精确并及时的得知密封空腔内的真空度变化。

所述密封空腔一侧开设有第一密封口，在另一侧开设有第二密封口，在所述第一密封口处密封安装有密封玻璃，所述第二安装口处密封安装有PCB板；所述图像转换模块和真空度监测模块于密封空腔内侧与PCB板连接，所述电源模块、终端控制模块和数据处理模块由密封空腔外侧与PCB板连接；所述壳体上设置有与密封空腔连通的真空抽气管。

较佳的，所述壳体内且位于密封空腔的内壁上一体成型有台阶；在所述台阶上盖设有第一密封环，所述密封玻璃夹设在台阶和第一密封环之间。

通过采用上述技术方案，通过设置的台阶和密封环，对密封玻璃进行固定，光学信号通过密封玻璃进行传递。

较佳的，所述台阶上开设有第一密封槽，在所述第一密封槽内设置有第一密封圈；所述第一密封环靠近台阶的一侧开设有第二密封槽，所述第二密封槽内设置有第二密封圈，所述密封玻璃夹设在第一密封圈和第二密封圈之间。

通过采用上述技术方案，通过设置的第一密封圈和设置在第二密封槽内的第二密封圈，在密封玻璃的两侧对密封玻璃进行夹持密封，在抽真空时，密封效果较佳。

较佳的，所述第二密封槽在靠近中心的一侧形成有挡边，所述挡边的宽度小于所述第一密封环的厚度，所述密封玻璃的直径小于第二密封槽的直径且大于挡边的直径；所述第一密封环通过螺栓固定在台阶上。

通过采用上述技术方案，通过设置的挡边，使得密封玻璃的位置被限制在第二密封槽内，使其较为稳定，同时，通过使用螺栓将第一密封环可拆卸固定在台阶上，从而能够较为方便对其进行拆卸、更换。

较佳的，所述密封空腔内且靠近第二密封口的一侧一体成型有安装环；所述图像转换模块安装在安装环靠近第一密封口的一侧，所述PCB板密封安装在安装环靠近第二密封口的一侧。

通过采用上述技术方案，通过设置的PCB板对第二密封口处进行密封固定，PCB板在密封时，既可以对两侧的电路元件进行电性连接，同时，通过PCB板的多层结构设置，使得两侧的接线口相互之间不连通，从而使得密封空腔内的真空密封效果更佳。

较佳的，所述壳体上且位于所述安装环上盖设有第二密封环，所述PCB板密封夹设在第二密封环和安装环之间。

通过采用上述技术方案，通过设置的第二密封环和安装环对PCB板进行固定夹持。

较佳的，所述安装环在靠近第二密封环的一侧开设有第三密封槽，所述第三密封槽内设置有第三密封圈，所述PCB板压接在第三密封圈上。

通过采用上述技术方案，通过在安装环上开设第三密封槽，在密封槽内安装第三密封圈，从而使得PCB板对密封空腔进行密封处理。

较佳的，所述安装环上且在第三密封槽的外侧开设有盲孔；第二密封环和PCB板上开设有定位孔，通过设置的螺栓穿过定位孔螺纹连接在盲孔上。

通过采用上述技术方案，通过螺栓对第二密封环进行固定，使得PCB板可拆卸固定在第二密封环和安装环之间。

较佳的，所述图像转换模块包括安装在安装环上的传感器芯片、以及设置在传感器芯片和安装环之间的半导体制冷片。

通过采用上述技术方案，通过设置的传感器芯片对光学信号进行接收转化，在传感器芯片工作工程中，会产生热量，从而产生热噪声，通过设置的半导体制冷片对传感器芯片进行制冷，从而较为有效的减小热噪声。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、在使用时，镜头会将光学信号传递至传感器芯片，传感器芯片将光学信号转化为电信号，传递至数据处理模块，同时，通过电源模块对传感器芯片进行供电。通过设置的密封空腔对图像转换模块进行真空处理，在使用时成像较为清晰。同时，通过设置在密封空腔内的真空度监测模块实现对密封空腔内真空度的实时监测，可以将真空度信号实时发送，能够更加精确并及时的得知密封空腔内的真空度变化；

2、通过设置的第一密封圈和设置在第二密封槽内的第二密封圈，在密封玻璃的两侧对密封玻璃进行夹持密封；

3、通过设置的PCB板对第二密封口处进行密封固定，PCB板在密封时，既可以对两侧的电路元件进行电性连接，同时，通过PCB板的多层结构设置，使得两侧的接线口相互之间不连通，从而使得密封空腔内的真空密封效果更佳。

附图说明

图1为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统的爆炸示意图；

图2为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统中图像转换模块的剖视图；

图3为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统中突出真空度监测模块工作的流程图；

图4为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统中图像转换模块的爆炸示意图；

图5为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统中壳体的结构示意图；

图6为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统中突出第一密封环的示意图；

图7为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统中突出PCB板的爆炸示意图；

图8为一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统中壳体的结构示意图。

附图标记：1、壳体；11、密封空腔；111、第一密封口；112、第二密封口；12、密封玻璃；13、台阶；131、第一密封槽；132、第一密封圈；14、第一密封环；141、第二密封槽；142、第二密封圈；143、挡边；15、安装环；151、第三密封槽；152、盲孔；153、第三密封圈；16、PCB板；17、第二密封环；171、定位孔；18、真空抽气管；2、图像转换模块；21、传感器芯片；22、传感器电路板；23、半导体制冷片；3、电源模块；4、数据处理模块；5、真空度监测模块；6、终端控制模块；7、外壳；8、信号接收模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种真空封装图像传感器芯片的相机图像转换系统，结合图1和图2所示，包括壳体1、设置在壳体1内的图像转换模块2、向图像转换模块2进行供电的电源模块3以及对图像转换模块2的信号进行处理的数据处理模块4，其中，在使用时，在壳体1上且靠近图像转换模块2一侧安装有镜头，通过镜头将光学信号传递给图像转换模块2，通过图像转换模块2对光学信号进行处理，然后将光学信号转化为电信号，然后传递至数据处理模块4进行处理，在使用过程中，通过电源模块3对数据处理模块4、图像转换模块2等进行供电。

如图1所示，进一步的，在壳体1且靠近第二密封口112一侧安装有外壳7，通过外壳7罩设在电源模块3、数据处理模块4外侧，从而对二者进行保护。

结合图2和图3所示，壳体1呈圆柱形，在壳体1内侧开设有密封空腔11，图像转换模块2安装在密封空腔11内，密封空腔11为真空结构。

结合图3和图4所示，进一步的，在密封空腔11内设置有真空度监测模块5；在密封空腔11外侧设置有终端控制模块6，真空度监测模块5和终端控制模块6的连接方式可以为蓝牙信号连接、无线网连接、或者电信连接等。

通过设置在密封空腔11内的真空度监测模块5，对密封空腔11内的真空结构进行实时监测，同时，在外部设置有信号接收模块8，用于对终端控制模块6发出的真空度信号实时接收，能够更加精确并及时的得知密封空腔11内的真空度变化；当密封空腔内的真空度下降至影响成像时，可以及时的更换、维修。

结合图2和图4所示，其中，在密封空腔11的两端形成两个开口，分别为第一密封口111和第二密封口112，其中，通过第一密封口111传递光学信号，第二密封口112用于与电源模块3（见图1）、数据处理模块4（见图1）进行电连接。

其中，图像转换模块2包括传感器芯片21、以及设置在传感器芯片21且靠近第二密封口112一侧的半导体制冷片23，其中，传感器芯片21可以为SMOS图像传感器和CCD图像转换器，其中，传感器芯片21和真空度监测模块5固定安装在传感器电路板22上，半导体制冷片23对传感器电路板22进行降温冷却。

在使用过程中，半导体制冷片23对传感器芯片21进行制冷过程中，当在密封空腔11内存在空气的情况下会产生热对流，在成像过程中，对成像效果会产生较大影响，故将密封空腔11设置为真空结构，从而使得传感器芯片21周围没有空气，进而使得传感器芯片21成像效果更好。

结合图4和图5所示，在靠近第一密封口111的一端通过设置的密封玻璃12进行密封，从而，使得光学信号能够透过密封玻璃12传递到传感器芯片21上。

结合图4和图6所示，在壳体1空腔内且靠近第一密封口111的一端沿径向一体成型有台阶13，在台阶13上开设有第一密封槽131，通过在第一密封槽131内设置第一密封圈132，使得密封玻璃12可压接在第一密封圈132上，与此同时，设置有可压接在密封玻璃12上的第一密封环14，同时，在第一密封环14靠近密封玻璃12的一侧开设有第二密封槽141，在第二密封槽141内设置有第二密封圈142，从而在对密封玻璃12进行压接时，使得密封玻璃12处于第一密封圈132和第二密封圈142之间，同时，在第一密封槽131远离中心的一侧通过使用螺栓将第一密封环14固定在台阶13上，从而使得密封玻璃12能够保持压紧状态，从而实现密封状态。

进一步的，第二密封槽141在靠近中心的一侧形成有挡边143，且挡边143的宽度小于第一密封环14的厚度，且密封玻璃12的直径小于第二密封槽141的直径且大于挡边143的直径，从而，在固定密封玻璃12时，使得密封玻璃12可以卡接在第二密封槽141内，径向对密封玻璃12进行限位，从而在对第一密封环14进行固定时，密封玻璃12较为稳定。

结合图7和图8所示，其中，在密封空腔11内且靠近第二密封口112的一侧一体成型有安装环15，其中，图像转换模块2设置在安装环15远离第二密封口112的一侧，在安装环15上且靠近第二密封口112的一侧密封安装有PCB板16，其中，通过PCB板16对第二密封口112一侧进行密封固定，同时，传感器芯片21和半导体制冷片23与PCB板16电性连接，PCB板16在远离传感器芯片21的一侧与电源模块3（结合图1）、数据处理模块4电性连接，从而在实现数据传送功能的基础上，进行更好的真空密封。

其中，在安装环15远离传感器芯片21的一侧开设有第三密封槽151，在第三密封槽151内设置有第三密封圈153，将PCB板16抵接在第三密封圈153上，同时，在PCB板16上压接第二密封环17，通过第二密封环17使PCB板16与第三密封圈153之间压接较为紧密，从而使得PCB板16的密封效果较为。

进一步的，在安装环15上且在第三密封槽151远离中心的一侧开设有盲孔152，在第二密封环17和PCB板16上开设有与盲孔152配合的定位孔171，从而，通过设置的螺栓依次穿过第二密封环17和PCB板16上的低温内孔后螺纹连接在盲孔152上，从而实现对PCB板16的固定。

需要说明的是，PCB板16设置为多层PCB板16，两侧分别与传感器芯片21、电源模块3和数据处理模块4的电连接口不相互连通，能够较好的对密封空腔进行密封。

同时，为了对密封空腔11进行抽真空，在壳体1上设置有与密封空腔11连通的真空抽气管18，在使用时，首先将密封玻璃12、PCB板16进行安装固定，然后通过真空抽气管18对密封空腔11进行抽真空。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。