[发明专利]用于机动车辆的相机模块和安装相机模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的相机模块，所述相机模块包括透镜物镜、保持所述透镜物镜的透镜保持物和后部板，所述后部板被连接到所述透镜保持物、并将图像传感器保持在透镜物镜的图像平面中或将图像传感器保持为靠近透镜物镜的图像平面。本发明还涉及安装用于机动车辆的相机模块的方法。

背景技术

在相机模块的装配过程中，为了补偿透镜物镜的制造公差和图像传感器的俯仰(tilt)或不对齐(否则，这会导致图像质量的下降)，通常使透镜物镜相对于图像传感器对齐。对齐的目的是使图像传感器的感光表面置于透镜物镜的图像平面内，以及使图像集中到图像传感器上。对齐步骤通常包括调整五个自由度或者调整六个自由度，这五个自由度具体地为视轴(bore sight)校正(xy)、偏转(tip)-俯仰(或偏航(yaw)-倾斜(pitch))调整(θ_x、θ_y)和聚焦调整(z)，六个自由度还增加了滚转(roll)调整(θ_z)，具体地用于包括多个协同操作的相机模块的立体结构。

被称作有效(active)对齐的优选的对齐过程将相机的图像传感器在装配期间获得的图像数据用作反馈，所述反馈用于适应性地确定透镜物镜相对于图像传感器的最优位置。透镜物镜相对于图像传感器自由地移动，与此同时捕获图像并因此确定产出最佳图像质量的透镜物镜的定向。一旦确定了透镜物镜的最优位置和定向，那么通常通过胶接合物将透镜物镜相对于图像传感器进行固定，所述胶接合物在透镜物镜和透镜保持物的前方之间。

虽然光轴近似地被集中到图像传感器上且视轴误差得以抑制，但是这个概念的缺点在于，由于温度的改变引起的胶的改变导致了图像平面的显著的移位。在立体系统的情况下，这会妨碍立体稳定性。此外，由于透镜物镜通常围绕光轴旋转对称，因而在对齐过程中不能通过相对于图像传感器对透镜物镜进行旋转来校正图像传感器的滚转角位移。因此，在立体系统中，在将相机模块安装到外部相机壳体部分期间，通过使一个相机模块绕其自己的光轴进行旋转来完成滚转对齐，这是费时费力的。

同样，在立体相机系统中，需要两个相机的眼睛(eye)具有重合的视轴，并且随着温度的变化改变最小。为了处理单一和立体相机系统，必须显著地修改有效对齐装备。为了增加效率和产量，期望尽可能多地共享共同的生产过程，因此提出了用于相机眼睛的模块化方法。对于任意汽车相机来说同样关键的是使聚焦遍经温度包络线(temperature envelope)持续。

DE 10 2010 047 106 A1和WO 2011/131164 A1分别公开了相机系统，其中透镜物镜通过胶接合物相对于图像传感器被固定，所述胶接合物在透镜物镜和透镜保持物之间。在对齐过程中，这些公开物中也不能通过相对于图像传感器对透镜保持物进行旋转来校正图像传感器的滚转角位移。

发明内容

本发明潜在提出的问题是提供一种相机模块，所述相机模块既适用于单一系统中又适用于立体系统中，并且无需修改，这实现了已在相机模块的安装期间的滚转对齐并且改善了立体系统情况下的立体稳定性。

本发明通过独立权利要求的特征解决了这个问题。根据本发明，透镜保持物相对于后部板的对齐由胶接合物固定，所述胶接合物在透镜保持物和后部板之间。这使得能够将胶接合物有利地放置到图像传感器的感光平面内或者靠近图像传感器的感光平面，或者放置到透镜物镜的图像平面内或者靠近透镜物镜的图像平面。胶接合物的这种定位具有很大的优势，其优势在于由于温度的改变引起的胶的改变不会导致图像平面的显著的移位。因此，通常，相机模块的稳定性和图像质量更不易于随温度的改变而改变。图像平面优选地是透镜物镜在其中产生聚焦的图像的位置。

在立体系统的情况下，随着温度的改变，立体稳定性被很好的维持。此外，在对齐过程中，能够通过相对于保持图像传感器的后部板对透镜保持物进行旋转来校正图像传感器的滚转角位移。换句话说，在安装相机模块时，已经能够执行滚转对齐，从而被安装好的相机模块能够自身完全地滚转对齐，并且在将相机模块安装到相机壳体期间不需要进一步的滚转对齐。同一类型的相机模块适用于单一应用中以及立体应用中，并且无需修改。

为了最小化视轴误差，在相机模块的安装期间，后部板的中心根据偏转/俯仰校正在图像平面中相对于光轴有利地具有通常非零的偏移。

优选地，透镜物镜的透镜筒和/或透镜间隔件由金属制成，优选地为由黄铜制成。金属(具体地为黄铜)作为用于透镜物镜的基本材料，其具有优选的温度改变灵敏度属性。这能够改善相机单元对温度改变的低灵敏度。