用于機動車的圖像拍攝系統(tǒng)、用于制造圖像拍攝系統(tǒng)的方法以及注射成型工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于機動車的圖像拍攝系統(tǒng)、注射成型工具和用于制造圖像拍攝系統(tǒng)的方法。圖像拍攝系統(tǒng)包括光學器件保持裝置和光學器件載體，它們?nèi)绱诉B接，使得由光學器件載體承載的光學器件相對于與光學器件保持裝置連接的圖像拍攝裝置光學調(diào)準地固定。光學器件保持裝置包括至少一種具有零收縮的透明的熱固性材料，光學器件載體通過熱固性材料與光學器件保持裝置連接。光學調(diào)準地固定表示，圖像拍攝裝置與光學器件保持裝置并且因此與光學器件載體以及光學器件如此固定地連接，使得光學器件的和圖像拍攝裝置的光學軸線重合并且圖像拍攝裝置布置在光學器件的焦點處。可以在注射成型機上簡單地制造根據(jù)本發(fā)明的圖像拍攝系統(tǒng)的光學器件保持裝置。
【專利說明】
用于機動車的圖像拍攝系統(tǒng)、用于制造圖像拍攝系統(tǒng)的方法 以及注射成型工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本分明涉及用于機動車的圖像拍攝系統(tǒng)、注射成型工具以及用于制造圖像拍攝系 統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像拍攝系統(tǒng)應用在許多領(lǐng)域中。一個例子是在機動車中的應用。在機動車中的 光學攝像機系統(tǒng)（圖像拍攝系統(tǒng))探測例如車輛周圍環(huán)境并且為其他的車輛系統(tǒng)提供信息。 使用圖像拍攝系統(tǒng)例如用于夜視應用（Night Vi sion)、用于車道保持監(jiān)視（lane-departure warning: 車道偏離警告 ） 以及用于監(jiān)視所述車輛的前部區(qū)域或尾部區(qū)域。
[0003]在此，圖像拍攝系統(tǒng)包括光學器件保持裝置、具有多個透鏡的光學器件載體(鏡 頭）以及在載體板(Imager-Chip:成像器芯片)上的圖像拍攝裝置。
[0004]相互獨立地制造所述光學器件保持裝置和光學器件載體。昂貴的鏡頭經(jīng)常具有經(jīng) 特殊地研磨的透鏡。
[0005]在所述攝像機系統(tǒng)的組裝中應注意，相對于圖像拍攝裝置光學地定向包含光學器 件在內(nèi)的光學器件載體，因為只有這樣才能確保，所述圖像拍攝裝置檢測正確的圖像。
[0006] 所述光學器件保持裝置具有貫通開口（ Durchgangsdffnung)，其在一側(cè)上借助 所述載體板封閉。所述鏡頭載體承載光學器件，所述光學器件由互相隔開的、射束成型部 件，即例如透鏡頭成。射束成型部件的光學軸線在此重合，即它們互相堆疊。所述鏡頭載體 從所述貫通開口的另一側(cè)布置在所述貫通開口中并且如此與所述鏡頭保持裝置連接，使得 所述光學器件的光學軸線與所述圖像拍攝裝置的光學軸線重合并且所述圖像拍攝裝置布 置在所述光學器件的焦點處。
[0007] 由DE 102006008230 A1例如已知尤其用于汽車應用的圖像拍攝系統(tǒng)，其具有基 底、固定在所述基底上的圖像傳感器、布置在所述圖像傳感器前面的光學器件單元以及與 所述基底連接的光學器件保持裝置，在光學器件保持裝置中容納光學器件單元。
[0008] 在EP 1 716 018 B1中描述一種具有調(diào)準可能性的攝像機系統(tǒng)，其中，可以相對于 所述圖像拍攝裝置定向光學器件載體。在EP 2054270 B1中主要描述攝像機系統(tǒng)的組裝系 統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 根據(jù)本發(fā)明，提供根據(jù)權(quán)利要求1的用于機動車的圖像拍攝系統(tǒng)、根據(jù)權(quán)利要求7 的注射成型工具以及根據(jù)權(quán)利要求9的用于制造圖像拍攝系統(tǒng)的方法。
[0010]所述圖像拍攝系統(tǒng)包括光學器件保持裝置和光學器件載體，所述光學器件載體與 所述光學器件保持裝置如此連接，使得由所述光學器件載體承載的光學器件相對于與所述 光學器件保持裝置連接的圖像拍攝裝置光學調(diào)準地固定。圖像拍攝系統(tǒng)的特征在于，所述 光學器件保持裝置包括至少一種具有零收縮的透明的熱固性材料，所述光學器件載體通過 所述熱固性材料與所述光學器件保持裝置連接。
[0011]光學調(diào)準地固定在此表示，所述圖像拍攝裝置與所述光學器件保持裝置并且因此 與所述光學器件載體以及所述光學器件如此固定地連接，使得所述光學器件的和所述圖像 拍攝裝置的光學軸線重合并且所述圖像拍攝裝置布置在所述光學器件的焦點處。
[0012] 可以在注射成型機上簡單地制造根據(jù)本發(fā)明的圖像拍攝系統(tǒng)的光學器件保持裝 置。在腔中互相定向圖像拍攝裝置和光學器件保持裝置，從而所述光學器件的和所述圖像 拍攝裝置的光學軸線重合并且所述圖像拍攝裝置布置在所述光學器件的焦點處。所述腔是 所述光學器件保持裝置的陰模并且可以在所述定向之后以所述熱固性材料填充，以便成型 所述光學器件保持裝置。在硬化所述材料的期間，基于所述零收縮，即缺少收縮和因此也在 硬化時缺少扭曲，所述光學器件和所述圖像拍攝裝置保持互相定向。在所述硬化之后可以 從腔中取出所制成的圖像拍攝系統(tǒng)。省掉了所述光學器件保持裝置和所述光學器件載體的 粘接。
[0013] 在一種優(yōu)選的實施方式中，所述光學器件載體具有至少一個保持凸部和/或至少 一個保持凹部。
[0014] 借助所述保持凸部和/或所述保持凹部，所述光學器件載體可以由光學器件保持 裝置在相對于圖像拍攝裝置的位置中。
[0015] 所述保持凸部和/或所述保持凹部可以構(gòu)成與所述光學器件的光學軸線垂直的 環(huán)。這進一步改進所述固定。
[0016] 所述保持凸部可以是穹頂狀和/或所述保持凹部可以是盲孔狀的并且可以環(huán)形地 垂直于所述光學器件的光學軸線地布置。
[0017]在所述圖像拍攝系統(tǒng)的一種優(yōu)選的實施方式中，所述光學器件載體是根據(jù)本發(fā)明 提出的光學器件載體。
[0018] 所述熱固性材料可以包括酚醛樹脂復合物、環(huán)氧樹脂和/或塊體模制化合物。
[0019] 在一種優(yōu)選的實施方式中，所述熱固性材料包括50%至70%的可導熱微粒。借助 所述可導熱微?？梢约訜彷d體板和圖像拍攝裝置。
[0020] 所述可導熱微?？梢园ǖ稹溲趸X和/或氫氧化鎂。
[0021] 所述熱固性材料的纖維含量可以是10%至30%由金屬纖維構(gòu)成。所述金屬纖維賦 予所述光學器件保持裝置所需要的強度。
[0022] 所述金屬纖維可以包括銅、鋁和/或銀。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的注射成型工具包括腔和用于圖像拍攝裝置的容納部以及用于鏡頭 載體的另一容納部，所述腔為所述光學器件保持裝置的陰模，從而所述鏡頭載體至少部分 地伸入所述腔中，其中，所述容納部和/或所述另一容納部能夠借助驅(qū)動裝置沿間隔軸線彼 此相對地移動。
[0024]調(diào)節(jié)器或處理器可以通過所述驅(qū)動裝置的控制使所述容納部一直相互移動，直到 由與所述圖像拍攝裝置連接的圖像處理裝置識別出在所述投影平面上邊沿清晰地顯示的 圖像。然后所述圖像拍攝裝置位于所述光學器件的焦點處，并且現(xiàn)在可以以具有零收縮的 熱固性材料填充所述腔，以便成型所述光學器件保持裝置。
[0025] 然后可自動地實施光學器件和圖像拍攝裝置的光學定向。
[0026] 在所述注射成型工具的一種優(yōu)選的實施方式中，所述驅(qū)動裝置包括機械驅(qū)動裝 置、壓電驅(qū)動裝置和/或電驅(qū)動裝置。
[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圖 像由在所述另一容納部中的光學器件載體中的光學器件成像到在所述容納部中的圖像拍 攝裝置上。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的方法用于制造圖像拍攝系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的方法包括步驟:在腔中 定向所述圖像拍攝裝置和所述光學器件載體，所述腔為所述光學器件保持裝置的陰模，從 而由光學器件載體承載的光學器件相對于所述圖像拍攝裝置光學調(diào)準；以具有零收縮的熱 固性材料填充所述腔，以便成型所述光學器件保持裝置;以及硬化所述材料。
[0029]這是用于圖像拍攝系統(tǒng)的簡單的和成本有利的制造方法。
[0030] 在所述方法的一種優(yōu)選的實施方式中，所述定向包括:在圖像處理系統(tǒng)中處理在 投影平面上顯示的并且通過所述光學器件傳輸?shù)剿鰣D像拍攝裝置上的圖像以及控制用 于使所述光學器件載體相對于所述圖像拍攝裝置向前行進和/或向后行進的驅(qū)動裝置，直 到所述圖像清晰。
[0031] 本發(fā)明的有利的擴展方案在從屬權(quán)利要求中說明并且在說明書中描述。
【附圖說明】
[0032] 根據(jù)附圖和后續(xù)的描述詳細闡述本發(fā)明的實施例。示例性且示意性地示出：
[0033] 圖1:根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖像拍攝系統(tǒng)；
[0034]圖2:根據(jù)本發(fā)明的以剖面圖示出的具有兩個腔的用于鏡頭保持裝置制造的注射 成型工具的一種實施方式;并且
[0035]圖3:根據(jù)本發(fā)明的圖像拍攝系統(tǒng)的實施方式。
【具體實施方式】
[0036] 在圖1中示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖像拍攝系統(tǒng)100。圖像拍攝系統(tǒng)100包括光學器件 載體（鏡頭）110、光學器件保持裝置120和圖像拍攝裝置130,例如CCD芯片或CMOS芯片 (Charge Coupled Device:電荷親合器件或者Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補性氧化金屬半導體）。光學器件載體(鏡頭）110承載具有多個透鏡115 的光學器件，所述透鏡115通過間隔裝置116互相間隔開。保持光學器件載體110由光學器件 保持裝置120借助粘合劑125來保持。光學器件保持裝置120還借助另一粘合劑125保持載體 板140,在載體板上布置有圖像拍攝裝置130。
[0037] 圖像拍攝裝置130通過鍵合引線_(.Boii(idrMite)i5〇與印制導線160連接，所述鍵合 引線填充有澆鑄樹脂155。
[0038] 圖像拍攝系統(tǒng)100以剖面示出。定中心部117負責，透鏡115的和圖像拍攝裝置130 的光學軸線位于圖像平面中并且重合。
[0039] 光學器件載體110在此布置在沿著透鏡115的和圖像拍攝裝置130的共同的光學軸 線的這樣的位置處，在該位置處圖像拍攝裝置130布置在光學器件的焦點中。
[0040] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的注射成型工具200的一種實施方式。注射成型工具200包括 兩個部分200a、200b。在所述部分200a、200b的組裝中形成兩個腔210，所述兩個腔可以通過 澆鑄管道220以具有零收縮的熱固性材料填充。為了硬化所述熱固性材料，在注射成型工具 200中布置有加熱元件250。腔210中的每一個都是光學器件保持裝置的陰模。
[00411 腔210中的每一個包括兩個相對置的容納部230、240。容納部230中的一個布置在 部分200a中并且用于容納裝配有圖像拍攝裝置130的載體板140。另一容納部240布置在另 一部分200b中并且用于容納裝配有透鏡115的光學器件載體110。在此，容納部230、240的互 相布置是如此，使得在經(jīng)組裝的部分200a、200b、所容納的光學器件載體110和所容納的載 體板140的情況下，圖像拍攝裝置130的和透鏡115的光學軸線重合，即相同。
[0042]在所述實施例中，另一容納部240與驅(qū)動裝置260連接。驅(qū)動裝置260允許，使另一 容納部240沿圖像拍攝裝置130的和透鏡115的共同的光學軸線移動。
[0043]替代地或附加地，容納部230和另一驅(qū)動裝置一一例如電驅(qū)動裝置、機械驅(qū)動裝置 或壓電驅(qū)動裝置連接。所述另一驅(qū)動裝置允許，使容納部230沿圖像拍攝裝置130的和透鏡 115的共同的光學軸線移動。
[0044]另一容納部240還包括投影平面270,例如顯示屏。投影平面270垂直于光學軸線地 如此布置，使得所述透鏡將在投影平面270上顯示的圖像成像到圖像拍攝裝置130上。
[0045]圖像處理單元280通過柔性帶290與圖像拍攝裝置130連接。
[0046]在一個未示出的實施例中，所述注射成型工具具有僅僅一個腔。
[0047]借助所述注射成型工具可以制造相應于本發(fā)明的一種實施方式的圖像處理系統(tǒng)。 對此，實施后續(xù)步驟：
[0048] 將圖像拍攝裝置裝入所述容納部中；
[0049] 將裝配有透鏡的光學器件載體裝入所述另一容納部中；
[0050] 閉合所述注射成型工具的所述部分；
[0051]相對于所述圖像拍攝裝置分別光學調(diào)準所述光學器件載體和/或相對于所述光學 器件載體分別光學調(diào)準所述圖像拍攝裝置;并且
[0052]通過所述澆鑄管道將具有零收縮的熱固性材料注射成型到所述腔中。
[0053]所述光學調(diào)準可以在此自動完成。為此，在投影平面上顯示邊沿清晰的圖像并且 借助圖像處理嘗試在由圖像拍攝裝置拍攝的圖像中識別所顯示的圖像。在此使所述驅(qū)動裝 置向前行進和/或向后行進，直到所拍攝的圖片清晰并且可以被識別。
[0054] 在圖3中示出所述根據(jù)本發(fā)明的圖像拍攝系統(tǒng)的一種實施方式。在此，光學器件載 體110連同投影平面270還布置在借助驅(qū)動裝置260可移動的、另一容納部240中。光學器件 保持裝置120已經(jīng)制成。光學器件載體110具有與所述光學軸線垂直的、突出的保持裝置環(huán) 118,所述保持裝置環(huán)由熱固性材料灌注并且伸入所述材料中。由此，光學器件載體110相對 于圖像拍攝裝置130光學調(diào)準地固定。對于突出的保持裝置環(huán)替代地或附加地，在所述光學 器件載體上可以存在環(huán)形凹部、環(huán)形布置的穹頂(Dom)和/或環(huán)形布置的盲孔，其伸入所述 熱固性材料中或者所述熱固性材料伸入其中。
[0055] 本發(fā)明另一種實施方式描述一種用于制造攝像機系統(tǒng)一一其例如用于車輛的環(huán) 境探測系統(tǒng)一一的方法，所述攝像機系統(tǒng)具有光學器件保持裝置和光學器件載體，所述光 學器件載體的光學器件用于將入射光引導到圖像拍攝裝置上以及用于介質(zhì)密封地實現(xiàn)所 屬的、包括成像器芯片（Imager-Ch ip)在內(nèi)的電子器件。
[0056] 所述另一種實施方式提供了一種方法，借助其可以制造成本有利的且相對于環(huán)境 影響穩(wěn)健的攝像機系統(tǒng)。通過有針對性的功能集成和功能適合的材料應用需要更少的過程 步驟和單獨的部件。此外，所述構(gòu)造變得簡單和節(jié)省空間并且降低了用于制造和物流的成 本耗費和時間耗費。
[0057] 所述另一種實施方式的核心是，直接在所述注射成型工具中通過將裝配有透鏡的 光學器件載體光學集成到光學器件保持裝置中來制造新型攝像機模塊。因為光學器件載體 被固定地包圍在其保持裝置環(huán)上，所以不需要附加的定向過程和粘接過程。
[0058] 所述制造在僅僅一個注射成型機上并且在僅僅一個注射成型工具中完整地完成。 為此，將經(jīng)封裝的電路載體借助對銷釘?shù)牟僮鞣胖迷趶?30Γ加熱到170Γ的注射成型工具 的一部分中的容納部中。在此，同時定位所述柔性帶，其被插入用于所述圖像拍攝裝置的接 觸并且其與圖像處理系統(tǒng)連接。在相同的或另一工作步驟中，將裝配有透鏡的光學器件載 體例如借助輕微的壓力裝入噴口側(cè)(澆鑄通道側(cè)）的腔的另一部分中的另一容納部中以及 投影平面前。所述另一容納部可移動，例如可轉(zhuǎn)動，并且可以通過驅(qū)動裝置非常準確地向前 和向后運動。當所述工具閉合時，所述投影平面的圖像通過光學器件載體傳輸?shù)剿鰣D像 拍攝裝置上并且在所述圖像處理系統(tǒng)中被處理。使所述驅(qū)動裝置如此長時間向前或者向后 行進，直到所述圖像清晰。在該時刻，系統(tǒng)向所述注射成型機發(fā)送信號，并且例如以小于 50bar的模具內(nèi)部壓力(Forminnendruck)環(huán)繞所述光學器件載體的保持裝置環(huán)地注射用于 所述光學器件保持裝置的熱固性材料。在此成型所述光學器件保持裝置。
[0059]所述熱固性材料優(yōu)選是塊體模制化合物(BMC)，其被調(diào)節(jié)成具有零收縮。這表示， 所述光學器件載體相對于圖像拍攝裝置的間距和位置也在從所述工具取下之后沒有收縮 和扭曲地在冷卻狀態(tài)下保持恒定。
[0060] 但所述熱固性塑料也可以是環(huán)氧樹脂(EP)或酚醛模制化合物(PF)。
[0061] 在預給定的硬化時間之后可以打開所述注射成型工具并且將所述澆口自動地從 所述光學器件保持裝置分離。所制成的圖像拍攝系統(tǒng)可以通過從所述注射成型工具的噴口 側(cè)的操作來取出并且被包裝到透明塑料罩中。
[0062] 基于環(huán)形流動的熱固性塑料的微小粘性，在注射過程期間只出現(xiàn)微小的壓力，使 得不壓合所述光學器件載體并且不移動所述透鏡。
[0063] 除了有利的材料的應用之外，還可以通過成型和光學特性的功能集成來節(jié)省工作 成本和設施成本以及制造成本和物流時間。
【主權(quán)項】
1. 一種用于機動車的圖像拍攝系統(tǒng)（1〇〇'），其具有光學器件保持裝置（120)、光學器件 載體(110)，所述光學器件載體(110)與所述光學器件保持裝置(120)如此連接，使得由所述 光學器件載體（110)承載的光學器件相對于與所述光學器件保持裝置（120)連接的圖像拍 攝裝置(130)光學調(diào)準地固定，其特征在于， 所述光學器件保持裝置（120)包括至少一種具有零收縮的透明的熱固性材料，所述光 學器件載體(11 〇)通過所述熱固性材料與所述光學器件保持裝置(120)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拍攝系統(tǒng)，其中，所述光學器件載體具有至少一個保持凸 部（118)和/或至少一個保持凹部。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拍攝系統(tǒng)，其中，所述保持凸部（118)和/或所述保持凹部 構(gòu)成與所述光學器件的光學軸線垂直的環(huán)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拍攝系統(tǒng)，其中，所述保持凸部是穹頂狀和/或所述保持 凹部是盲孔狀的并且環(huán)形地垂直于所述光學器件的光學軸線地布置。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的圖像拍攝系統(tǒng)，其中，所述熱固性材料包括酚醛 樹脂復合物、環(huán)氧樹脂和/或塊體模制化合物。6. -種注射成型工具（200)，其包括腔（210)和用于圖像拍攝裝置的容納部（230)以及 用于鏡頭載體的另一容納部(240)，所述腔為光學器件保持裝置的陰模，從而所述鏡頭載體 至少部分地伸入所述腔(210)中，其中，所述容納部(230)和/或所述另一容納部(240)能夠 借助驅(qū)動裝置(260)沿間隔軸線彼此相對地移動。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的注射成型工具，其中，所述驅(qū)動裝置(260)包括機械驅(qū)動裝置、 壓電驅(qū)動裝置和/或電驅(qū)動裝置。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的注射成型工具，其還包括投影平面（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圖像由在所述另一容納部(240)中的光學器 件載體中的光學器件成像到在所述容納部(230)中的圖像拍攝裝置上。9. 一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的圖像拍攝系統(tǒng)（100'）的方法，所述 方法包括以下步驟： 在注射成型工具(200)的腔(210)中定向所述圖像拍攝裝置（130)和所述光學器件載體 (110)，所述腔為所述光學保持裝置（120)的陰模，從而所述光學器件相對于所述圖像拍攝 裝置(130)光學調(diào)準， 以所述熱固性材料注射成型所述腔（210)，以便成型所述光學器件保持裝置（120)，以 及 硬化所述材料。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述定向包括： 在圖像處理系統(tǒng)（280)中處理在投影平面(270)上顯示的并且通過所述光學器件傳輸 到所述圖像拍攝裝置（130)上的圖像以及控制用于使所述光學器件載體（110)相對于所述 圖像拍攝裝置(130)向前行進和/或向后行進的驅(qū)動裝置(260)，直到所述圖像清晰。
【文檔編號】B29C45/14GK105856489SQ201610077811
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】S·蓋澤, S·阿佩爾特
【申請人】羅伯特·博世有限公司