立体摄像机模块及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的立体摄像机模块以及用于制造根据本发明的立体摄像机模块的方法。
【背景技术】
[0002]这种立体摄像机模块用于在汽车内拍摄汽车周围环境，以便将图像数据用于多种功能，例如识别车道、识别交通标志、远光灯辅助、碰撞报警、识别行人等，其中包括在所分析的图像数据基础上还对汽车控制系统，例如制动控制系统或发动机控制系统进行干预。这些立体摄像机模块能基于所拍摄的两个图像像点之间的偏差建立环境的三维立体结构。
[0003]为了达到这种立体摄像机模块的高质量，需要这种立体摄像机模块的两个摄像头模块相互间彼此校准，尤其是在滚动角方面(围绕光轴旋转)。理想情况是，立体摄像机模块的两个摄像头模块的图像扫描线相互平行对准，并且没有侧向偏差。
[0004]从EP I 816 514B1中已知一种有一个矩形载体的立体摄像机模块，该载体的端部侧各设计带有一个垂直突出于载体的法兰，法兰带有一个参照面作为被封装的图像传感器的安装面。布置在此参照面上的两个图像传感器中每一个图像传感器都穿过参照面与在法兰后面同载体相连的印刷电路板接触。两个图像传感器的两个参照面在载体上基本上都设计在同一平面内或基本上在平行平面内。在图像传感器外壳上设有多个用于定位的参照面，其中载体还包括至少一个在参照面对面位置中的定位面，使得封装的图像传感器分别通过固定板压向安装面和定位面，并通过胶合连接与安装面相连。最后，这种已知立体摄像机模块的载体也可包含标记或结构，这些标记或结构可用作封装图像传感器在安装面上的定位参照，并能被摄像机所识别。
[0005]在这种已知立体摄像机模块中，虽然实现载体和封装的图像传感器之间的滚动角调节，但在封装的图像传感器内部，即在图像传感器芯片和图像传感器外壳之间，存在滚动角公差。即使在图像传感器外壳的表面具有在载体的相应定位面上对齐的参照面，也不能因此而补偿这些公差。通常，封装图像传感器内部的这些公差超过允许的立体摄像机模块总公差。此外，这种已知立体摄像机模块还具有的缺点是，两个图像传感器中每一个都要在载体的定位面上校准。因为这是以分配给两个图像传感器的定位面在其对齐方面的小公差为前提条件的。
【发明内容】
[0006]从这一现有技术出发，本发明的任务是，实现一种开头所述类型的立体摄像机模块，通过该立体摄像机模块达到比现有技术更好的滚动角调节，而且却具有简单的结构。另一任务是，给出一种用于制造这种根据本发明的摄像头模块的方法。
[0007]第一项任务通过具有权利要求1特征的立体摄像机模块解决。
[0008]这种立体摄像机模块包含第一和第二图像传感器、带有基本上在同一平面内对齐的安装面且用于在该安装面上布置第一和第二图像传感器的载体、布置在载体上且带有第一图像传感器光学系统的第一镜头外壳、布置在载体上且带有第二图像传感器光学系统的第二镜头外壳和用于与第一和第二图像传感器电接触的印刷电路板结构，这种根据本发明的立体摄像机模块特征在于，第一和第二图像传感器分别设计为带有引线压接/接合点的图像传感器芯片，并且印刷电路板结构具有用于与第一和第二图像传感器芯片的引线压接部接触的引线压接面/接合面。
[0009]通过不使用封装式图像传感器，而只使用图像传感器芯片，大幅度缩短了两个图像传感器芯片之间的公差链。该公差链只两次包含图像传感器芯片和载体之间的滚动角公差。从而不需要像按照根据EP I 816 514B1的现有技术所规定的机械参照面。两个图像传感器芯片相对于载体的标记主动定位。
[0010]根据本发明的一个有益实施方案，载体为平板形式，优选用金属制成，其中安装面设在载体的第一表面侧。以此能实现根据本发明的立体摄像机模块的简单构造。在此的优选方式简单地说就是印刷电路板结构布置在第一表面侧对面的第二表面侧上。通过使用金属板作为载体，可实现图像传感器芯片的良好热连接。此外，如果使用金属制成的镜头外壳，并且镜头外壳与金属载体通过胶合连接，则由于待连接的材料相似而简化了对粘合剂的选择。由此将图像传感器芯片和所属的镜头外壳之间的公差链减少到最小程度。
[0011]根据本发明的另一个有益实施方案，印刷电路板结构两件式地构成，即带有用于与第一图像传感器芯片接触的第一印刷电路板和用于与第二图像传感器芯片接触的第二印刷电路板。如果这种印刷电路板为柔性结构，则可以简单的方式将载体与立体摄像机模块的主电路板连接。
[0012]在本发明的一个替代实施方案中，印刷电路板结构是用于与第一图像传感器芯片和第二图像传感器芯片接触的一件式印刷电路板。这种一件式印刷电路板也可为柔性结构，从而由此将与主印刷电路板的连接减少到唯一一个连接器。如果两个图像传感器芯片共用一块印刷电路板，由于面积较大，用于信号处理的部件也可布置在此印刷电路板上，从而可使主电路板设计得更小，最终减小根据本发明的立体摄像机模块的总尺寸。
[0013]根据本发明的另一个有益实施方案是，第一和第二镜头外壳分别通过胶合连接与载体相连。这样，两个镜头外壳中每个的光学系统都可相对于所属的图像传感器芯片对齐，从而总体上提供了在滚动角公差方面公差最小的立体摄像机模块。
[0014]此外，根据改进方案规定，载体在安装面范围内具有用于向印刷电路板结构上穿过两个图像传感器芯片的弓I线压接部的开孔。
[0015]上述第二个任务通过具有权利要求8特征的方法解决。
[0016]所述立体摄像机模块的制造方法特征是具有至少下列方法步骤:
[0017]-以最小侧向偏差在载体上定位和平行对齐第一和第二图像传感器芯片，
[0018]-借助胶固剂固定已对齐的图像传感器芯片，
[0019]-使印刷电路板结构的引线压接面与引线压接部接触，
[0020]-构成分别带有用于第一和第二图像传感器芯片的光学系统的第一和第二镜头外壳，
[0021]-以力配合或形锁合方式将第一和第二镜头外壳与载体连接。
[0022]在这种根据本发明的立体摄像机模块的制造方法中，不需要按照根据EP I 816514B1的现有技术所要求的机械参照面。更多的是将未封装的图像传感器芯片相对于载体的标记主动定位在载体上。
[0023]可优选使用载体的外边缘或载体内的开孔主动定位图像传感器芯片。
[0024]使用载体的止挡边缘使图像传感器芯片对齐也可能很有益。
【附图说明】
[0025]下面参照附图对本本发明进行详细说明。其中:
[0026]图1作为实施案例，示出根据本发明的立体摄像机模块的透视分解示意图；和
[0027]图2示出根据图1的立体摄像机模块的两个摄像头模块之一的透视剖面示意图。
【具体实施方式】
[0028]根据图1，用于车辆的汽车辅助系统的立体摄像机模块I包含一个载体4，在该载体上布置了作为“裸芯片”的第一图像传感器芯片2.1和第二图像传感器芯片2.2以及分别分配给第一和第二图像传感器芯片2.1和2.2的镜头外壳5.1和5.2，其中两个镜头外壳5.1和5.2分别具有一个光学系统6.1和6.2。
[0029]载体4是一个沿X方向分布的矩形的、由金属制成的基板，其沿纵向(X方向)分布的边缘被弯曲，从而形成一个Z形截面。在此基板4上，在端部侧分别布置了立体摄像机模块I的摄像头模块1.1和1.2，这些摄像头模块由带有相应镜头外壳5.1的第一图像传感器芯片2.1和带有相应镜头外壳5.2的第二图像传感器芯片2.2构成。
[0030]第一图像传感器芯片2.1借助一种胶合连接(图2中用附图标记11标注)布置在基板4的一个安装面4.1上，而第二图像传感器芯片2.2借助另一胶合连接布置在基板4的另一个安装面4.2上，其中这些安装面4.1和4.2位于基板4的正面的第一表面侧4.3。由于基板4用金属制成，形成了两个图像传感器芯片2.1和2.2在基板4上的良好热连接，因为芯片(“裸芯片”)直接平放在基板4的金属表面上。
[0031 ] 在第二表面侧4.4上，即基板4的背面，有一个与基板4相连的印刷电路板结构7，该印刷电路板结构具有用于与两个图像传感器芯片2.1和2.2电接触的引线压接面8。
[0032]为此，第一或第二图像传感器芯片2.1或2.2的引线压接部3.1或3.2通过布置在此安装面4.1和4.2区域内的开孔10.1或10.2向基板4的背面4.4引到印刷电路板结构7上，并在那里与印刷电路板结构7的引线压接面8接触。
[0033]根据图1所示，印刷电路板结构7由两个单独的柔性印刷电路板7.1和7.2组成，它们分别具有用于与图像传感器芯片2.1和2.2的穿过在基板4的安装面4.1和4.2区域内的开孔10.1和10.2的引线压接部3.1和3.2接触的引线压接面8.1和8.2，正如根据图2的示出摄像头模块1.1的图像传感器芯片2.1的剖面示意图所示，该摄像头模块通过胶合连接11与基板4相连。此外，两个柔性印刷电路板7.1和7.2还可有一个用于与零插拔力插头连接的接触区。
[0034]取代柔性印刷电路板7.1和7.2也可使用以FR4材料制成的刚性印刷电路板，其具有带接触区的柔性区域。
[0035]替代所述印刷电路板7.1和7.2的柔性区域，可使用一个插接器。
[0036]如果印刷电路板结构7仅由唯一一块柔性印刷电路板(图中未显示)组成，或者由唯--块用FR4材料制成的刚性印刷电路板组成，则只需要与立体摄像机模块I的主印刷电路板的唯一连接。如果两个图像传感器芯片2.1和2.2共用一块印刷电路板，那么由于面积较大，用于信号处理的部件也可一起布置在该共同的印刷电路板上，从而使其不必再布置在主印刷电路板上，由此可使该主印刷电路板的尺寸设计更小。由于主印刷电路板通常与基板4和两个图像传感器芯片2.1和2.2共用的印刷电路板一起都在一个共同的摄像机外壳