相機裝置和相機模塊的制作方法

本公開涉及一種用于車輛的相機裝置和相機模塊。

背景技術(shù)：

近年來，為了進行駕駛輔助控制等，存在其中相機從車廂內(nèi)安裝在擋風(fēng)玻璃上的車輛。作為在這樣的車輛中使用的相機，已知的是在jp-a-2007-225991中描述的車載相機。jp-a-2007-225991中描述的車載相機包括鏡筒和殼體。鏡筒具有透鏡和保持透鏡的大致管狀的透鏡保持部。殼體具有鏡筒保持部和殼體主體部。鏡筒保持部大致為管狀并保持鏡筒。殼體主體部大致為箱狀，并且將圖像傳感器容納在其中。鏡筒的端部裝配到鏡筒保持部中并固定在調(diào)整焦點的位置處。

通常，比如上述的車載相機與從下方覆蓋車載相機的透鏡的護罩一起固定至相機殼體。固定有車載相機和護罩的相機殼體附接至設(shè)置在車輛的擋風(fēng)玻璃上的支承構(gòu)件。從下方覆蓋透鏡的護罩阻擋光從透鏡下方進入，并且抑制車載相機的視場范圍之外的風(fēng)景被反映在透鏡中的情況。

通常，通過四軸調(diào)整來調(diào)整圖像傳感器的光接收表面相對于透鏡的光軸的相對位置。然而，在四軸調(diào)整中，未調(diào)整圖像傳感器的光接收表面相對于透鏡的光軸的傾斜。因此，可能出現(xiàn)部分模糊等。因此，提出了六軸調(diào)整技術(shù)。在該技術(shù)中，還調(diào)整圖像傳感器的光接收表面相對于透鏡的光軸的傾斜。

在上述車載相機中，當(dāng)六軸調(diào)整被應(yīng)用于鏡筒相對于鏡筒保持部的定位時，鏡筒可以相對于鏡筒保持部傾斜。此處，典型車輛的擋風(fēng)玻璃是傾斜的。因此，當(dāng)相機殼體與擋風(fēng)玻璃之間的間隙小時，如果鏡筒向上傾斜，則擋風(fēng)玻璃和鏡筒接觸。相機殼體不能被放置。因此，需要將支承構(gòu)件設(shè)置在擋風(fēng)玻璃上，使得擋風(fēng)玻璃與相機殼體之間的間隙具有允許存在余地的尺寸。然而，當(dāng)間隙增大時，需要使用于阻擋光的護罩更大。當(dāng)護罩被制造得更大時，從擋風(fēng)玻璃看的視野因此被阻擋。因此，護罩優(yōu)選為較小的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，期望提供一種能夠制造為更小尺寸的相機裝置和使得相機裝置能夠變得更小的相機模塊。

示例性實施方式提供了一種包括相機殼體和相機模塊的相機裝置。相機殼體從車輛的車廂內(nèi)固定至車輛的擋風(fēng)玻璃。相機模塊包括光學(xué)單元和相機基板并且固定至相機殼體。光學(xué)單元包括透鏡。相機基板包括圖像傳感器并且固定至光學(xué)單元的端部。光學(xué)單元包括鏡筒部和基部。鏡筒部將透鏡保持在其中。基部具有在將相機模塊固定至相機殼體時用作定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)面。鏡筒部固定至基部以具有固定的位置關(guān)系。相機基板在使得固定至基部的鏡筒部的透鏡的光軸穿過圖像傳感器的光接收表面的中心并且垂直于圖像傳感器的光接收表面的位置處固定至光學(xué)單元。

在示例性實施方式中，光學(xué)單元由鏡筒部和基部構(gòu)成。相機模塊構(gòu)造成由固定至光學(xué)單元的端部的相機基板構(gòu)成。相機模塊相對于基部的基準(zhǔn)面而固定至相機殼體。此處，由于相對于光學(xué)單元調(diào)整相機基板，因此不需要相對于基部調(diào)整鏡筒部。因此，抑制了鏡筒部相對于基部的基準(zhǔn)面的傾斜。因此，當(dāng)相機裝置附接至擋風(fēng)玻璃時，從鎖定到擋風(fēng)玻璃上的支承構(gòu)件的相機殼體的閂鎖部到鏡筒部的頂端的公差變得小于當(dāng)通過六軸調(diào)整來相對于基部調(diào)整鏡筒部時的公差。因此，可以減小擋風(fēng)玻璃與相機殼體之間的間隙，并且可以減小護罩的尺寸。

權(quán)利要求中的括號內(nèi)的附圖標(biāo)記表示與根據(jù)下文描述的作為一個方面的實施方式的具體裝置的對應(yīng)關(guān)系，并且不限制本公開的技術(shù)范圍。

附圖說明

在附圖中：

圖1是相機裝置的外觀的立體圖；

圖2是相機模塊的外觀的立體圖；

圖3是沿著圖2中的線iii-iii截取的截面圖；

圖4是相機殼體的內(nèi)部的俯視圖；

圖5是相機模塊的分解立體圖；

圖6是對應(yīng)于圖4的在鏡筒部和基部是分離部件的情況下的截面圖；

圖7是示意性地示出本實施方式的相機裝置附接在車輛的擋風(fēng)玻璃上的狀態(tài)的側(cè)視圖；以及

圖8是示意性地示出其中鏡筒部和基部是分離部件的相機裝置附接至擋風(fēng)玻璃的狀態(tài)的側(cè)視圖。

具體實施方式

在下文中將參照附圖對相機模塊和相機裝置的實施方式進行描述。

1.配置

如圖1所示，相機裝置1包括相機殼體3、相機模塊4和護罩5。相機裝置1是從車輛100(參見圖7和圖8)的車廂101內(nèi)附接至固定至車輛100的擋風(fēng)玻璃7(參見圖7和圖8)的支架(未示出)的車載相機。在下文中，將相機裝置1的各部件的向前、向后、向左、向右、向上、向下方向定義為在相機裝置1附接至擋風(fēng)玻璃7的狀態(tài)下的部件的向前、向后、向左、向右、向上、向下方向。也就是說，基于該定義，部件的向前方向與車輛100的頭部的方向一致。另外，圖中的fr、upr和rh方向分別表示向前方向、向上方向和向右方向。

相機殼體3是由金屬或樹脂構(gòu)成的盒狀部件。相機殼體3成形為使得厚度朝向前側(cè)減小。相機模塊4固定在相機殼體3內(nèi)。護罩5固定至相機殼體3的前部。相機殼體3的頂表面3a包括前平面部3b、直立平面部3c和后平面部3d。前平面部3b、直立平面部3c和后平面部3d是具有不同的傾斜角的三個表面。前平面部3b是沿向前方向、向后方向、向左方向和向右方向延伸的表面。直立平面部3c是在前平面部3b的后側(cè)端部處向上直立的表面。另外，后平面部3d是在直立平面部3c的上側(cè)端部處沿向后方向延伸的表面。

此處，從直立平面部3c的中心沿上下方向朝向后平面部3d的前部附近形成有曝光孔3e。相機模塊4從曝光孔3e露出。另外，前平面部3b具有梯形平面形狀。內(nèi)側(cè)表面3f和3g形成在前平面部3b的左右兩側(cè)以便沿向上方向延伸。由前平面部3b、內(nèi)表面3f和3g以及直立平面部3c形成梯形凹部3h。護罩5裝配到凹部3h中。因此，在形成凹部3h的表面中，前平面部3b和內(nèi)側(cè)表面3f和3g隱藏在護罩5下方。

此外，在相機殼體3的外側(cè)表面的左外側(cè)表面3i和右外側(cè)表面3j上設(shè)置有總共四個閂鎖部3k。左外側(cè)表面3i位于向左方向上。右外側(cè)表面3j位于向右方向上。每個閂鎖部3k設(shè)置在頂部表面3a附近并且以圓柱形狀突出。在固定至擋風(fēng)玻璃7的支架中設(shè)置有四個鉤部(未示出)。相機殼體3通過分別閂鎖至支架的鉤部上的四個閂鎖部3k而固定至擋風(fēng)玻璃7。

護罩5是由樹脂構(gòu)成的黑色的部件。護罩5具有梯形底壁和直立在底壁的左側(cè)和右側(cè)上的一對側(cè)表面。護罩5裝配到相機殼體3的凹部3h中并固定至其上。護罩5從下方覆蓋下述的透鏡41。透鏡41從相機殼體3中的曝光孔3e露出。由于以這種方式布置護罩5，從透鏡41下方進入的光、比如由車輛100(圖7和圖8)的儀表板8反射的光被阻擋。因此，抑制了比如車輛100的儀表板8的風(fēng)景、即相機模塊4的視角外的風(fēng)景反映在透鏡41中。

接下來，將參照圖2和圖3對相機模塊4的配置進行描述。相機模塊4是包括光學(xué)單元42和相機基板43的單鏡頭相機。

光學(xué)單元42包括鏡筒部42a和基部42b。鏡筒部42a和基部42b由樹脂一體地成型。熱塑性樹脂、比如聚苯硫醚(pps)樹脂被用作所述樹脂。

鏡筒部42a是管狀的并且將透鏡41保持在其中。透鏡41由不同尺寸的多個透鏡構(gòu)成。透鏡41中的各透鏡在透鏡41的光軸ax的方向上排列成使得光軸ax與鏡筒部42a的中心軸線一致。鏡筒部42a的內(nèi)壁形成為包圍透鏡41的每個透鏡的周緣。因此，透鏡41中的各透鏡位于鏡筒部42a內(nèi)。

根據(jù)本實施方式，如圖3所示，透鏡41中的各透鏡被布置成使得透鏡41的尺寸朝向后方變小。鏡筒部42a的內(nèi)徑也變小。由于鏡筒部42a以這種方式成形，因此，用于形成鏡筒部42a的內(nèi)壁表面的模具可以從鏡筒部42a的前部被移除。因此，鏡筒部42a和基部42b可以容易地一體地成型。

在將透鏡41中的各透鏡依次容置并定位在鏡筒部42a內(nèi)之后，鏡筒部42a的處于透鏡41中的各透鏡的后部處的最靠近基部42b側(cè)的內(nèi)壁被加熱。內(nèi)壁的形狀變形并形成固定部分42i。透鏡41通過與形成鏡筒部42a的管狀壁的樹脂一體地形成的固定部分42i而固定至管狀壁的內(nèi)部。也就是說，在透鏡41容置在鏡筒部42a中之后，透鏡41通過熱鉚接而固定在鏡筒部42a內(nèi)。

基部42b具有在垂直于透鏡41的光軸ax的方向上延伸并且在后部敞開的長方體形狀。具體地，基部42b包括板狀基準(zhǔn)面42e和板狀側(cè)表面。當(dāng)相機模塊4固定至相機殼體3時，基準(zhǔn)面42e用作定位的基準(zhǔn)。側(cè)表面是從基準(zhǔn)面42e直立的上側(cè)表面、下側(cè)表面、左側(cè)表面和右側(cè)表面。上側(cè)表面、下側(cè)表面、左側(cè)表面和右側(cè)表面在向前-向后方向上的長度都相同。此外，基部42b包括用于將相機模塊4固定至相機殼體3的附接部42c。附接部42c是從基準(zhǔn)板42e沿向左方向和向右方向延伸的板狀部分。附接部42c和基準(zhǔn)面42e的向前側(cè)上的表面彼此齊平地形成。在附接部42c上形成有螺紋孔42d。

基準(zhǔn)面42e設(shè)置有于基準(zhǔn)面42e的中心部分中穿過基準(zhǔn)面42e的通孔42g。通孔42g形成為使得其直徑小于鏡筒部42a的直徑。鏡筒部42a設(shè)置在基準(zhǔn)面42e的外壁表面?zhèn)壬系母采w通孔42g的位置中。也就是說，鏡筒部42a的內(nèi)部和通孔42g彼此連通?；鶞?zhǔn)面42e的內(nèi)壁表面42f設(shè)置有用于固定濾光器44的固定凹槽42h。固定凹槽42h形成為聯(lián)接至通孔42g的內(nèi)壁表面并且包圍通孔42g。

濾光器44截止預(yù)定波長的光。例如，濾光器44是截止紅外線的紅外截止濾波器。紅外截止濾波器設(shè)置在透鏡41與圖像傳感器45之間，如下所述。因此，當(dāng)在具有大量紅外線的環(huán)境、比如戶外中執(zhí)行成像時，抑制了由于電荷飽和而導(dǎo)致圖像變白的情況。濾光器44通過粘合劑而固定至形成在基準(zhǔn)面42e中的固定凹槽42h。

鏡筒部42a的形狀相對于透鏡41的光軸ax對稱?；?2b的形狀相對于透鏡41的光軸ax對稱。此處，當(dāng)鏡筒部42a和基部42b由樹脂一體地模制而成時，出現(xiàn)了難以獲得部件的精度的問題。根據(jù)本實施方式，由于鏡筒部42a和基部42b的形狀簡單，因此能夠抑制用樹脂一體地模制的部件的精度的降低。

相機基板43是安裝有圖像傳感器45和連接器46的板狀部件。根據(jù)本實施方式，連接器46安裝在與圖像傳感器45相同的板狀部件的同一側(cè)上。然而，連接器46可以安裝在板狀部件的相反側(cè)上。相機基板43組裝在基部42b的后部的敞開端部中以使得安裝有圖像傳感器45的表面面向前方。也就是說，相機基板43組裝在基部42b的后端部中以使得圖像傳感器45與設(shè)置在基準(zhǔn)面42e的內(nèi)壁表面上的濾光器44相對。

在相機基板43和基部42b組裝在一起的狀態(tài)下，相機基板43和基部42b成形為使得其相對位置可以調(diào)整，而不是緊密地配合在一起并且相互限制運動。如下所述，在調(diào)整相機基板43和基部42b的相對位置的狀態(tài)下，使用粘合劑固定相機基板43和基部42b。

圖像傳感器45是比如電荷耦合裝置(ccd)圖像傳感器或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)圖像傳感器的半導(dǎo)體圖像傳感器元件。圖像傳感器45具有矩形板狀。圖像傳感器45的表面由形成單個平面的光接收表面構(gòu)成。圖像傳感器45拾取由透鏡41在光接收表面上形成的被攝體圖像并將圖像信號輸出。此時，當(dāng)圖像傳感器45的光接收表面相對于透鏡41的光軸ax傾斜時，會出現(xiàn)局部模糊等并且圖像的質(zhì)量劣化。因此，需要將光學(xué)單元42和相機基板43定位成使得圖像傳感器45的光接收表面精確地垂直于透鏡41的光軸ax。將在下文對光學(xué)單元42和相機基板43的相對位置的調(diào)整進行描述。

如圖4所示，相機模塊4通過作為定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)面42e的表面而固定至相機殼體3。也就是說，相機模塊4通過被螺釘30緊固至相機殼體3的左側(cè)表面內(nèi)壁3l和右側(cè)表面內(nèi)壁3m的附接部42c而固定至相機殼體3。

在相機殼體3中，在相機模塊4下方設(shè)置有信號處理基板和連接配線(未示出)。信號處理基板是處理由相機模塊4獲取的圖像信號的板狀部件。信號處理基板在相機模塊4的下方固定至相機殼體3。信號處理基板設(shè)置有連接器。信號處理基板的連接器和相機基板43的連接器46通過連接配線而電連接。此處，拍攝目標(biāo)圖像并生成圖像信號的部件指的是相機模塊4。還包括比如信號處理基板、連接配線、相機殼體3和護罩5的相機模塊4的整體被稱為相機裝置1。

接下來，將參照圖5對光學(xué)單元42和相機基板43的相對位置的調(diào)整以及光學(xué)單元42和相機基板43的固定進行描述。如上所述，可以在光學(xué)單元42和相機基板43組裝在一起的狀態(tài)下調(diào)整光學(xué)單元42和相機基板43的相對位置。利用這種自由度，通過六軸調(diào)整來調(diào)整相機基板43相對于光學(xué)單元42的相對位置。

也就是說，相機基板43在使得透鏡41的光軸ax穿過圖像傳感器45的光接收表面的中心并且垂直于圖像傳感器45的光接收表面的位置處固定至光學(xué)單元42。本文中的六軸調(diào)整是指在x軸線、y軸線和z軸線上的平移方向上以及繞每個軸線的旋轉(zhuǎn)方向上的調(diào)整。根據(jù)本實施方式，通過調(diào)整粘合劑的形狀——比如粘合劑的厚度或展開——來調(diào)整光學(xué)單元42和相機基板43的相對位置。

2.在車輛中的安裝

接下來，將參照圖7和圖8對將相機裝置1安裝在車輛100中的狀態(tài)進行描述。光學(xué)單元42由樹脂一體地成型。因此，鏡筒部42a相對于基部42b的基準(zhǔn)面42e的角度是固定的。因此，從相機殼體3的閂鎖部3k到鏡筒座42a的頂端的總公差是從閂鎖部3k到基準(zhǔn)面42e的公差與從基準(zhǔn)面42e到鏡筒部42a的頂端的公差之和。

就此而言，在鏡筒部420a和基部420b是分離的部件并且鏡筒部420a相對于基部420b的相對位置通過如圖6所示的相機模塊40中的六軸調(diào)整來調(diào)整的情況下，鏡筒部420a相對于基部420b的基準(zhǔn)面420e的角度可以變大。在這種情況下，總公差是從閂鎖部3k到基準(zhǔn)面42e的公差、從基準(zhǔn)面420e到鏡筒部420a與基部420b之間的粘合部分的公差以及從粘合部分到鏡筒部42a的頂端的公差的總和。因此，相機模塊40的總公差變得大于根據(jù)本實施方式的總公差。

如圖7所示，由于總公差相對較小，當(dāng)相機裝置1安裝在車輛100中時，擋風(fēng)玻璃7與相機殼體3之間的間隙cl可以相對較小。因此，能夠使設(shè)置在擋風(fēng)玻璃7和相機殼體3之間并且從下方覆蓋透鏡41的護罩5的前后方向上的尺寸相對較小。在這種情況下，護罩5的前后方向上的尺寸、即從護罩5的前頂端到相機殼體3的后表面的距離變?yōu)槿鐖D7所示的ll1。

在相機裝置1中，通過六軸調(diào)整來調(diào)整相機基板43與相機模塊4的相對位置。因此，相機基板43可以相對于基準(zhǔn)面42e傾斜。因此，在相機裝置1中，與通過六軸調(diào)整來調(diào)整鏡筒部42a相對于基部42b的相對位置時的情況相比，需要使相機模塊4的后表面與相機殼體3的后表面之間的間隙cl2更大。此處，當(dāng)連接器46安裝在基板的與圖像傳感器45相同的一側(cè)上時，可以減小間隙cl2。

通常，相機裝置1的透鏡41的視角范圍被設(shè)置為使得能夠拍攝路面上的白線。因此，護罩5形成為上下方向上的高度較小，前后方向上的長度較大，從而不進入透鏡41的視角范圍。護罩5以這種方式填充擋風(fēng)玻璃7與相機殼體3之間的區(qū)域。因此，當(dāng)間隙cl1足夠小時，可以抑制護罩5的前后方向上的尺寸。然而，隨著間隙cl1的增大，護罩5的前后方向上的尺寸迅速增大。

當(dāng)其中相機模塊40固定至相機殼體3的相機裝置10安裝在車輛100中時，與相機裝置1的公差相比，公差增加。如圖8中的虛線所示，由于典型車輛100的擋風(fēng)玻璃7朝向車輛100的車廂101的內(nèi)部傾斜，所以當(dāng)總公差較大時，除非使間隙cl1較大，否則相機裝置10不能安裝至車輛100。因此，當(dāng)相機裝置10安裝至車輛100時，間隙cl1變得相對較大。因此，護罩50的前后方向上的尺寸增大。相機裝置10的前后方向上的尺寸變?yōu)楸认鄼C裝置1的前后方向上的尺寸大的ll2。相機裝置10的尺寸變得比相機裝置1大。

3.效果

根據(jù)上述實施方式，實現(xiàn)以下效果。

(1)光學(xué)單元42形成為使得鏡筒部42a和基部42b由樹脂一體地模制而成。因此，鏡筒部42a相對于基部42b的基準(zhǔn)面42e的角度是固定的。因此，當(dāng)相機裝置1固定至相機殼體3時，可以減小從相機殼體3的閂鎖部3k到鏡筒部42a的頂端的公差。此外，可以減小護罩5的尺寸，并且可以使相機裝置1的尺寸更小。

(2)即使當(dāng)鏡筒部42a和基部42b是一體的部件時，仍可以因通過六軸調(diào)整來調(diào)整相機基板43而將透鏡41與圖像傳感器45之間的相對位置設(shè)置為適當(dāng)?shù)奈恢?。具體地，透鏡41和圖像傳感器45的相對位置可以設(shè)置為適當(dāng)?shù)奈恢靡允沟猛哥R41的光軸ax穿過圖像傳感器45的光接收表面的中心并且垂直于圖像傳感器45的光接收表面。

(3)光學(xué)單元42具有相對簡單的形狀。因此，光學(xué)單元42可以容易地由樹脂一體地成型，并且可以容易地獲得光學(xué)單元42的精度。

(其他實施方式)

以上對實施本公開的方式進行了描述。然而，本公開不限于上述實施方式。各種修改是可能的。

(1)根據(jù)上述實施方式，鏡筒部42a和基部42b由樹脂一體地模制。然而，本公開不限于此。例如，鏡筒部42a和基部42b可以由金屬一體地模制而成。另外，鏡筒部42a和基部42b可以是分離的部件。鏡筒部42a可以由螺釘或粘合劑緊固至基部42b，以具有固定的位置關(guān)系。在這種情況下，與將鏡筒部42a和基部42b一體化的情況相比，總公差增大。然而，與通過六軸調(diào)整來調(diào)整鏡筒部42a相對于基部42b的相對位置的情況相比，能夠減小總公差。此外，可以使相機裝置1的尺寸更小。

(2)根據(jù)上述實施方式，通過調(diào)整粘合劑的形狀來執(zhí)行光學(xué)單元42和相機基板43的相對位置的調(diào)整。然而，本公開不限于此。例如，光學(xué)單元42和相機基板43的相對位置可以通過放置在基部42b的端部與相機基板43之間的墊片部件等來進行調(diào)整。

(3)根據(jù)上述實施方式，相機模塊4通過螺釘固定至相機殼體3。然而，本公開不限于此。例如，相機模塊4可以使用粘合劑而固定至相機殼體3。

(4)由根據(jù)上述實施方式的單個構(gòu)成元件提供的多個功能可以由多個構(gòu)成元件實現(xiàn)。替代性地，由單個構(gòu)成元件提供的單個功能可以由多個構(gòu)成元件實現(xiàn)。此外，由多個構(gòu)成元件提供的多個功能可以由單個構(gòu)成元件實現(xiàn)。替代性地，由多個構(gòu)成元件提供的單個功能可以由單個構(gòu)成元件實現(xiàn)。此外，可以省略根據(jù)上述實施方式的配置的一部分。此外，根據(jù)上述實施方式的配置的至少一部分可以被添加至根據(jù)另一上述實施方式的配置或者替換根據(jù)另一上述實施方式的配置。包括在僅由權(quán)利要求書中記載的表達所指出的技術(shù)概念中的所有方面都是本公開的實施方式。