專利名稱：用于攝像機殼體的氣密安裝的透鏡組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
如果在汽車工作中使用攝像機模塊，則這些攝像機模塊除大的機械負(fù)荷外還經(jīng)受大的溫度波動以及濕氣的影響。在汽車通常的氣候條件下使用一個非完全密封設(shè)計的攝像機模塊一方面會導(dǎo)致在光路上形成露水，另一方面會導(dǎo)致影響圖像質(zhì)量。當(dāng)在攝像機模塊內(nèi)部在較高的溫度下經(jīng)過較長的時間已產(chǎn)生較大的空氣濕度并且攝像機模塊然后在短時間內(nèi)被冷卻時，經(jīng)常能夠觀察到濕氣的冷凝。
背景技術(shù)：
通常由一個物鏡和一個傳感器芯片構(gòu)造的光學(xué)攝影單元設(shè)計為氣密的?？梢酝ㄟ^使用吸附劑例如沸石阻擋濕氣的侵入，這種侵入是由于許多使用的材料的水蒸氣滲透性并非任意小的結(jié)果。除粘接透鏡組的前透鏡外，還可以想到使用密封圈，例如用不同材料制造的O形環(huán)，密封圈的使用是對于密封的結(jié)構(gòu)的一個有意義的開端。密封圈(其例如用合成橡膠制造)比粘接具有優(yōu)點，即可以實現(xiàn)精加工。此外對于密封圈來說不存在污染的風(fēng)險。
為了可靠地保證使用密封圈時的密封性，通過旋擰產(chǎn)生對密封圈的規(guī)定的壓緊。然而由對于在可以包括多個透鏡的透鏡組的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)高度的加工控制決定，如果在最前面的透鏡面和物鏡的鏡筒內(nèi)的一個設(shè)備量例如一個環(huán)面之間將密封環(huán)夾緊，則不能保證在所有情況下都保持相同的壓緊。此外必須保證，密封圈不會不均勻地被夾緊，不均勻地被夾緊這種情況例如可由于在安裝中旋擰時的局部過度伸長而出現(xiàn)。對于在開頭部分提到的應(yīng)用情況下的物鏡來說重要的是，以盡可能小的偏差實現(xiàn)各個透鏡的設(shè)置，以保證所要求的圖像質(zhì)量。因此需要對透鏡組的各個透鏡進行良好的導(dǎo)向，各個透鏡的導(dǎo)向不應(yīng)受偏斜的密封圈的影響。位于前表面上的密封圈的缺點是影響自由的光線直徑，因為前透鏡的邊緣厚度不能任意減小。
JP 2002 090603 A公開了一種防水?dāng)z像機。該防水?dāng)z像機裝備有一個攝像機殼體，它包括一個前面的部分和一個后面的部分。在該攝像機殼體的內(nèi)部容納有一個透鏡組。在該透鏡組內(nèi)在前透鏡后面形成一個空腔。在該空腔內(nèi)放置一個可以實現(xiàn)廣角攝像的透鏡。透鏡組的前透鏡設(shè)置在透鏡組的開孔上，此外用作密封。透鏡組的邊緣上的凸起借助熱接合被壓制在透鏡側(cè)部上。在透鏡的外圍和透鏡組的內(nèi)壁的圓周面之間設(shè)有一個O形環(huán)，用于密封它們之間的環(huán)縫。此外在透鏡組的邊緣部分的外圓周面和前面的攝像機殼體的邊緣部分的內(nèi)圓周面之間設(shè)有另一個O形環(huán)，以便將它們之間的自由空間密封。
JP 2001 352469 A公開了一種光學(xué)設(shè)備，其中安裝該光學(xué)設(shè)備所需要的零件的數(shù)量被減到最少。一個前透鏡用作攝像機殼體的前蓋。該前透鏡被嵌入在殼體的一個內(nèi)凹內(nèi)，殼體的邊緣這樣構(gòu)造，即不影響光學(xué)攝像范圍。通過攝像機殼體的成型，該前透鏡和一個后面的透鏡關(guān)于它們的位置被固定。通過根據(jù)JP 2001 352469的攝像機的殼體的成型無法保持?jǐn)z像機的緊湊的結(jié)構(gòu)形狀。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的方案，提出一種適于汽車應(yīng)用的攝像機的緊湊且密封的結(jié)構(gòu)，所述攝像機的機械部件和機械接口的數(shù)量被減到最少，其中圖像傳感器在安裝期間借助一個機械校準(zhǔn)單元相對于物鏡定位。該機械校準(zhǔn)單元例如可以是一個六自由度裝置，其可以在6個自由度中以非常高的精度被導(dǎo)向。
由一個具有多個透鏡的透鏡組構(gòu)成的物鏡與攝像機殼體、例如與該攝像機殼體的第一殼體半殼剛性連接。由此物鏡相對于固定裝置的位置也被確定，使用該固定裝置在以后把適于汽車應(yīng)用的攝像機安裝和定向在汽車內(nèi)。配置給攝像機的圖像傳感器在攝像機的安裝期間有源運行，安裝期間在不同圖像片段的清晰度方面和針對不同的定位對通過物鏡攝取的測試圖像的成像進行自動分析評價。配置給攝像機的圖像傳感器在攝像機安裝期間相對于透鏡組的位置變化，以便得到最佳的安裝位置。因此在攝像機的安裝過程中還可以對圖像傳感器的定位進行校正。
根據(jù)本發(fā)明的方案，現(xiàn)在能夠把用于容納一個包括多個透鏡的透鏡組的物鏡殼體以及一個適于汽車應(yīng)用的攝像機的前部的殼體殼作為一個工件來制造。該工件優(yōu)選用金屬材料制成，例如通過鋁壓鑄、觸變形成或者拉深來制成。在使用金屬材料來制造適于汽車應(yīng)用的攝像機的前部的殼體殼時可保證罩殼的密封性。代替上述金屬材料，適于汽車應(yīng)用的攝像機的前部的殼體殼也可以用填充有玻璃纖維的塑料來制造。這種材料的水蒸汽密封性通過采用等離子涂敷技術(shù)涂覆的金屬膜來產(chǎn)生。
用于透鏡組的容納裝置、即物鏡殼體的鏡筒區(qū)段可以通過切削加工制造工藝、例如通過鋁壓鑄件的精車削來制造。其中可以實現(xiàn)物鏡殼體的鏡筒區(qū)段相對于位于罩殼外部的固定裝置的精確對準(zhǔn)。必要時由配件供應(yīng)廠對物鏡進行裝配，亦即把包括多個透鏡的透鏡組裝入到前部的殼體殼內(nèi)，并對物鏡進行檢驗。在前部的殼體殼內(nèi)形成的物鏡容納裝置的裝備既可以從外側(cè)又可以從內(nèi)側(cè)以及從兩個方向進行。在將前部的殼體殼的物鏡容納裝置裝配在后側(cè)和在借助一個旋入元件旋擰透鏡組時可以裝入一個密封圈，該密封圈將一個朝向殼體的外側(cè)的透鏡相對在前部的殼體殼上一體形成的物鏡容納裝置的內(nèi)部密封，由此相對前部的殼體殼的內(nèi)側(cè)密封。
通過根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案，可以取消在其它情況下有待分別單獨安裝到適于汽車應(yīng)用的攝像機的殼體內(nèi)的、用于容納透鏡組的物鏡容納裝置。因此可以縮短在由制造引起的不準(zhǔn)確方面的公差鏈和減少部件的數(shù)量。此外可以容易地實現(xiàn)攝像機殼體的待實現(xiàn)的密封。另外根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案具有這樣的優(yōu)點，即物鏡容納裝置亦即鏡筒的長度可在切削加工的精加工時、例如在精車削時適配支持相同零件方案的不同的應(yīng)用。于是帶有集成的物鏡容納裝置的前部的殼體殼可以例如作為鋁壓鑄件制造，該鋁壓鑄件可以通過切削加工制造方法適應(yīng)相應(yīng)的應(yīng)用目的。


下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。
唯一的附圖1示出一個適于汽車應(yīng)用的攝像機的殼體半殼的剖面，所述攝像機具有集成的物鏡容納裝置和在其內(nèi)設(shè)置的透鏡組。
具體實施例方式
圖1示出一個適于汽車應(yīng)用的攝像機的前部罩殼3。殼體2的前部罩殼3包括一個物鏡容納裝置4，用于容納一個包括多個透鏡的透鏡組5。透鏡組5形成為適于汽車應(yīng)用的攝像機的物鏡1。
透鏡組5包括一個外透鏡6，其借助密封圈7相對于前部罩殼3密封。為此前部罩殼3具有一個用于密封圈7的內(nèi)凹8。用于密封圈7的內(nèi)凹8在前部的殼體殼3上這樣構(gòu)造，使得包邊9包圍密封圈7，其中包邊9同時形成用于外透鏡6的接觸面。外透鏡6在其向外的一側(cè)設(shè)有凸形的拱曲10，而在其朝向前部的殼體殼3的內(nèi)部的一側(cè)設(shè)有凹形的拱曲11。外透鏡6支撐在隔離環(huán)12上，隔離環(huán)12被放入到物鏡容納裝置4內(nèi)。
在隔離環(huán)12上一方面形成一個支撐面13，外透鏡6以其凹形的拱曲11支撐在所述支撐面13上，另一方面形成一個彈性區(qū)14。通過該彈性區(qū)14，隔離環(huán)12支撐在透鏡組5的第二透鏡15上。如圖1所示，第二透鏡15在其朝向外透鏡6的一側(cè)同樣設(shè)有一個凸形延伸的拱曲，而第二透鏡15的朝向前部的殼體殼3的殼體內(nèi)部的一側(cè)形成凹形的拱曲。在第二透鏡15的下面有一個第三透鏡19。該第三透鏡19具有一個平面20并且靠觸在一個可裝入到物鏡容納裝置4內(nèi)的旋入元件17的壁面18上。第二透鏡15支撐在第三透鏡19的平面20上以及靠觸在一個環(huán)形配置的接觸面16上。
透鏡組5的第三透鏡19除平面20外還包括一個凹形的拱曲21。第三透鏡19的凹形的拱曲21以一個環(huán)面為界。在該環(huán)面處第三透鏡19支撐在一個遮光環(huán)22上。遮光環(huán)22自身支撐在旋入元件17的一個支承環(huán)23上。遮光環(huán)22將透鏡組5的一個第四透鏡24固定在旋入元件17內(nèi)。第四透鏡24例如具有第一凸形的拱曲25以及第二凸形的拱曲26，它被一個在旋入元件17的底側(cè)上形成的支撐邊27從下面固定并保持在旋入元件17內(nèi)。
如圖1所示，第二透鏡15、第三透鏡19和第四透鏡24通過旋入元件17被導(dǎo)向和相互壓緊，其中旋入元件17包括外螺紋30，該外螺紋30與在物鏡容納裝置4的內(nèi)壁上形成的內(nèi)螺紋28相配合。在將旋入元件17旋入到在物鏡容納裝置4的內(nèi)螺紋28內(nèi)時所形成的螺紋連接29把透鏡組5固定在物鏡容納裝置內(nèi)。
圖1所示的一個可用于汽車應(yīng)用的攝像機的殼體2的前部的殼體殼可以用金屬材料制造。作為金屬材料例如適合的是鋁壓鑄件以及觸變成形件。圖1所示的前部的殼體殼3也可以通過拉深制造。在使用金屬材料的情況下前部的殼體殼3相對于水蒸汽侵入密封。
作為替代方案，前部的殼體殼3也可以用填充有玻璃纖維的塑料制造，一個用于可用于汽車應(yīng)用的攝像機的在圖1中未示出的后部殼體殼的連接位置32可與所述前部的殼體殼3連接。如果選擇這種材料，則可以通過采用等離子涂層技術(shù)涂覆的金屬膜實現(xiàn)該材料的水蒸汽密封性?？捎糜谄噾?yīng)用的攝像機的殼體2的前部的殼體殼3優(yōu)選采用相同零件方法制造。如果使用金屬的材料，則可以采用切削加工制造工藝進行物鏡容納裝置4的精加工，例如進行精車削，以便使物鏡容納裝置4的長度與透鏡組5的高度適配，亦即與在透鏡組5內(nèi)包含的單個透鏡的數(shù)目適配。因此，前部的殼體殼3的一種基體可用于車用攝像機的多種變型。此外，在精加工前部的殼體殼3內(nèi)的物鏡容納裝置4時，可以精確地對準(zhǔn)位于前部的殼體殼3外部的固定裝置。
必要時也可以由配件供應(yīng)廠為殼體2的前部的殼體殼3的物鏡容納裝置4配備各個透鏡6、15、19和24。既可以從物鏡容納裝置4的內(nèi)側(cè)34將透鏡6、15、19和24裝入到物鏡容納裝置4內(nèi)，單個透鏡6、15、19和24的安裝也既可以從外側(cè)33也可以從其內(nèi)側(cè)34進行。如果從殼體空腔31裝配前部的殼體殼3，則在把透鏡組5的外透鏡6裝入到物鏡容納裝置4內(nèi)之前以有利的方式將密封圈7裝入到被包邊9包圍的內(nèi)凹8中。如圖1所示，密封圈7可以構(gòu)造為O形環(huán)；此外還可考慮密封圈7的其他橫截面結(jié)構(gòu)。包邊9同時用作透鏡組5的外透鏡6的凸起的拱曲10的止擋。
通過根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案，可以以有利的方式取消一個有待分別單獨地安裝和固定到前部的殼體殼3內(nèi)的物鏡容納裝置。由此可以進一步減小在安裝適于汽車應(yīng)用的攝像機時的公差鏈。此外通過根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案可以以簡單的方式實現(xiàn)攝像機的殼體空腔31的密封。
為完整起見還要提到，殼體2的圖1中未示出的后部殼體殼可以在連接位置32處與在圖1中所示的前部的殼體殼3連接。連接位置32例如可以構(gòu)造為槽/榫裝置，它有效地阻止水蒸汽、濕氣或者臟顆粒進入到適于汽車應(yīng)用的攝像機的殼體空腔31內(nèi)。為防止?jié)駳馇秩胍约白鳛镋MV保護，優(yōu)選殼體2的內(nèi)側(cè)面34通過等離子涂敷被涂層，因此例如設(shè)有金屬膜。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于制造可用于汽車應(yīng)用的攝像機的物鏡(1)用的物鏡容納裝置(4)，具有下述方法步驟a)所述物鏡容納裝置(4)和所述攝像機的一個前部的殼體殼(3)在一道工序中作為一個部件來制造，b)用金屬材料或者具有玻璃纖維成分的塑料材料來制造所述物鏡容納裝置(4)和所述前部的殼體殼(3)，和c)與所述前部的殼體殼(3)一體制造的所述物鏡容納裝置(4)通過切削加工與所述物鏡(1)的長度相適配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述部件按照方法步驟b)通過鋁壓鑄或者觸變成形來制造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述部件按照方法步驟b)在所述殼體(2)的外側(cè)(33)或者內(nèi)側(cè)(34)上通過等離子涂敷設(shè)置一個金屬膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，對所述物鏡容納裝置(4)從所述殼體(2)的外側(cè)(33)或者內(nèi)側(cè)(34)配備所述透鏡組(5)的各個透鏡(6，15，19，24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在方法步驟c)期間所述物鏡容納裝置(4)對準(zhǔn)在所述前部的殼體殼(3)的外側(cè)(33)上的固定點。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在把透鏡(6，15，19，24)裝入到所述物鏡容納裝置(4)中時，從所述殼體(2)的內(nèi)側(cè)(34)將一個密封元件(7)置入到所述物鏡容納裝置(4)的內(nèi)凹(8)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在把各個透鏡(6，15，19，24)裝在所述物鏡容納裝置(4)中之后，借助一個旋入元件(17)將所述各個透鏡固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在把各個透鏡(6，15，19，24)裝在所述物鏡容納裝置(4)內(nèi)時，將所述透鏡組(5)的第二透鏡(15)朝向一個隔離環(huán)(12)壓緊，所述隔離環(huán)支撐在外透鏡(6)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4和7的方法，其特征在于，在安裝狀態(tài)下，所述位于外部的透鏡(6)和所述位于殼體內(nèi)部的透鏡(24)被所述物鏡容納裝置(4)的止擋(9)或者被所述旋入元件(17)的支撐邊(27)固定。
10.一種用于汽車應(yīng)用的攝像機，優(yōu)選按照根據(jù)權(quán)利要求1的方法制造，具有一個用于容納一個物鏡(1)的物鏡容納裝置(4)和具有一個殼體殼(3)，其特征在于，所述物鏡容納裝置(4)和攝像機的殼體殼(3)是這樣的一個部件，該部件用金屬材料或者具有玻璃纖維成分的塑料材料制造，并且，與所述殼體殼(3)一體制造的物鏡容納裝置(4)與所述物鏡(1)的長度相適配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的攝像機，其特征在于，所述物鏡(1)在透鏡組結(jié)構(gòu)中包括一個外透鏡(6)、一個第二透鏡(15)、一個第三透鏡(19)以及一個第四透鏡(24)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的攝像機，其特征在于，所述第二透鏡(15)、所述第三透鏡(19)和所述第四透鏡(24)被容納在一個旋入元件(17)內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的攝像機，其特征在于，外透鏡(6)通過一個支撐在所述第二透鏡(15)上的具有一個彈性區(qū)(14)的隔離環(huán)(12)朝向所述物鏡容納裝置(4)的一個包邊(9)壓緊。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的攝像機，其特征在于，殼體空腔(31)的內(nèi)側(cè)(34)被涂敷有金屬膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法，用于制造可用于汽車應(yīng)用的攝像機的物鏡(1)的物鏡容納裝置(4)，具有下述方法步驟所述物鏡容納裝置(4)和所述攝像機的一個前部的殼體殼(3)在一道工序中作為一個部件來制造。用金屬材料或者具有玻璃纖維成分的塑料材料來制造所述物鏡容納裝置(4)和所述前部的殼體殼(3)。與所述前部的殼體殼(3)一體制造的所述物鏡容納裝置(4)通過切削加工處理與所述物鏡(1)的長度相適配。
文檔編號G02B7/02GK101065954SQ200580034958
公開日2007年10月31日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者F·戈特瓦爾德, U·阿佩爾 申請人:羅伯特·博世有限公司