成像设备的制作方法

专利名称：成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用作数码相机、数字摄像机等的成像设备(imagingapparatus)， 并尤其涉及一种适于车载摄像机的成像设备。
背景技术：
具有用于成像等的诸如透镜的光学元件和图像传感器的成像设备广泛用于车载摄像机、数码相机、数字摄像机等，其中所述图像传感器诸如是CCD(电荷耦合器件)、 CMOS(互补金属氧化物半导体)等。在上述成像设备中，通常，在光学元件的成像位置处，在已经执行高精度定位调节的状态下固定图像传感器，并且光学元件和图像传感器存储在壳体内。并且在一些情况下， 光学元件和壳体是整体的。壳体具有防水功能和防尘功能。另一方面，作为车载摄像机等，取决于用途，存在需要外形类似而透镜和图像传感器的规格稍微不同的型号的情况。例如，即使使用相同的透镜，在模拟输出情况和数字输出的情况下，存在必须使用不同种类的图像传感器的情况。并且存在这样的情况，使得在需要高精度图像的情况下，使用具有小尺寸像素的图像传感器，并且在用于黑色地点的情况下， 使用具有大尺寸像素且高成像灵敏度的图像传感器。在这些情况下，即使使用相同的透镜， 存在必须使用不同种类的图像传感器的情况。并且即使在使用相同的图像传感器的情况下，也存在需要不同透镜的情形。例如， 在车载摄像机用于后视监视器的情况下，优选的是水平视角(可视范围)较宽，而在车载摄像机用于障碍物探测的情况下，优选的是具有较大的特定观察范围。在这种情况下，对于相同的图像传感器使用不同的透镜(存在包括电子器件系统的情况)。顺便提及，作为传统成像设备，已经提出这样一种成像设备，其中，壳体被分成前壳体和后壳体，并且在前壳体中，透镜、镜筒和图像传感器被布置成使得每个光轴相对应， 并且0形圈置于前壳体和后壳体之间，由此，确保了图像传感器相对于透镜定位的自由度以及改善了防水和防尘功能(见日本专利申请公开说明书第2008-33010号)。另外，已经提出一种成像设备，该成像设备被构造成使得保持透镜的镜筒与壳体一体形成，具有图像传感器的电路板螺纹紧固到壳体的内周面的螺纹上，并且透镜和图像传感器之间的距离可以通过转动透镜(或电路板)来予以调节(见日本专利申请公开说明书第 2009-290527 号)。但是，在上述传统成像设备的日本专利申请公开说明书第2008-33010号中公开的成像设备中，当光轴方向上厚度不同的图像传感器安装到前壳体中时，发生如下问题。作为图像传感器的类型，已知厚且大的QFP (方形扁平式封装)和薄且小CSP (芯片级封装)。在此，当QFP布置在适用于CSP的壳体中时，壳体的前壳体和电路板太远而不能将前壳体粘结到电路板上，这是由于图像传感器的像素表面和QFP的电路板之间的距离大所致。另一方面，当CSP布置在适用于QFP的壳体中时，壳体的前壳体和电路板太靠近， 并因此，前壳体与电路板干涉，这是由于图像传感器的像素表面与CSP的电路板之间的距离太小所致。为了解决这种问题，需要针对图像传感器的形式适当形式的壳体。但是，这会导致需要大量部件的新问题。另外，为了保持透镜，镜筒需要高精度模制，并且在一些情况下，需要以大约几微米的精度模制。以这样的精度制造镜筒是非常困难的，此外还存在出现形式不同的情况。在这种情况下，透镜的组装精度恶化，并即使在组装好的透镜组具有相同的透镜构成的情况下，光学特性也是不同的。如果镜筒仅以高精度制造，考虑通过切割铝等来制造镜筒。但是，从大规模生产的角度来看，通过切割铝来制造包括被粘结部分的镜头的构造并非是优选的。这是因为即使在压铸的情况下，为了以高精度制造被粘结部分的形式，还需要二次加工。另外，在日本专利申请公开说明书第2009-290527号中公开的成像设备中，图像传感器的可移动范围较宽，并且如果图像传感器在光轴方向上的厚度变化，在调节透镜和图像传感器之间的距离方面不存在问题。但是，在日本专利申请公开说明书第2009-290527 号中公开的构造中，透镜和图像传感器之间的距离通过转动图像传感器(或透镜)而予以调节。因此，在保持透镜的镜筒的壳体在垂直于光轴的横截面上为方形的情况下，图像传感器的四边和壳体的四边并不总是相对应，并且壳体的布置方向受到限制。在日本专利申请公开说明书第2009-290527号中公开的成像设备中，为了避免这个问题，存放透镜的壳体局限于圆柱形状。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种成像设备，其中实现了部件的通用性 (commimalization)、适当的光学特性、保持围绕光学元件的稳定的密封性能以及确保壳体设计方面的自由度。为了实现上述目的，本发明的一个实施方式提供了 一种成像设备，其包括保持至少一个光学元件的镜筒；将光学元件所获得的拍摄对象的图像转变成电信号的图像传感器；其上安装图像传感器的电路板；以及固定壁主体，该固定壁主体是与镜筒不同的主体， 并且镜筒安装到固定壁主体的在拍摄对象侧的端部上，而借助于粘结剂通过粘结结构电路板安装到固定壁主体中的在与拍摄对象侧相对一侧上的端部上。


图1是根据本发明第一实施方式的成像设备的外部透视图；图2是示出图1的成像设备的内部构造的透视图；图3是示出从图2的构造上拆下后壳体部分的状态的透视图；图4是示出从图3的构造上拆下前壳体部分的状态的透视图；图5是从不同角度看到的图4的构造的透视图；图6是示出从图4的构造上拆下安装电子器件的电路板和用于固定的元件的状态的透视图；图7是从不同角度看到的图6的构造的透视图；图8是示出从图6的构造拆下固定壁主体的状态的透视图；S 9 ^ 1 WiIflJM^lI (cross-sectional perspectivediagram)；
图10是从不同角度看到的图9的固定壁主体的透视图；图IlA到IlD是解释粘结结构的视图，且图IlA是示出在两个定位的元件之间的间隙被用粘结剂填充的状态的视图，图IlB是示出由于粘结剂固化收缩两个元件相对偏移的视图，图IlC是示出两个定位的元件通过间接粘结结构粘结的状态的视图，而图IlD是示出两个元件通过间接粘结结构粘结的状态的视图；图12是示出根据第二实施方式的成像设备的主要部分的透视图；图13是示出根据第三实施方式的成像设备的主要部分的透视图；图14是示出根据第四实施方式的成像设备的主要部分的透视图；图15是示出根据第五实施方式的成像设备的主要部分的透视图；图16是示出根据第六实施方式的成像设备的主要部分的透视图；图17是用于图16所示的成像设备的固定壁主体的透视图；以及图18是从不同角度看到的图17的固定壁主体的透视图。
具体实施例方式下面，根据附图详细描述本发明的实施方式。[第一实施方式]利用图1到10解释作为示例的根据本发明第一实施方式的成像设备10。如图1和2所示，成像设备10包括前壳体部分11、成像光学系统20 (在图1中，示出透镜41和光学元件保持器22的前端部，这将在后面描述)、以及安装电子器件的电路板部分70，并且成像光学系统20和安装电子器件的电路板部分70安装到前壳体部分11上。前壳体部分11形成围绕至少成像光学系统20的外表面S，并且成像设备10能够安装到需要的位置。在本实施方式中，前壳体部分11在垂直于拍摄光轴0的平面内具有矩形形状，并且整体具有长方体形状。前壳体部分11构成壳体12的前侧(靠近拍摄对象的一侧，下面简称为拍摄对象侧)部分。前壳体部分11能够安装到后壳体部分13上，该后壳体部分13构成壳体12的后侧(靠近安装电子器件的电路板部分70的一侧，下面简称为电路板侧)部分。在密封元件(例如，0形圈、平垫片等，未示出)置于前壳体部分11的后端面Ila 和后壳体部分13的前端面13a之间的状态下，前壳体部分11的后端面Ila被螺钉等连接， 以面对后壳体部分13的前端面13a。从而，在前壳体部分11和后壳体部分13相连接的部分，形成具有防水功能和防尘功能(下面称为密封性能)的壳体12。前壳体部分11的在垂直于拍摄光轴0的平面内的尺寸根据前壳体部分11和镜筒30中的成像光学系统20之间的位置关系予以设定，这将在后面描述。在前壳体部分11中，如图3所示，提供了用于插入的孔11b，该孔lib为圆柱形形状，能够接纳成像光学系统20的镜筒30。用于插入的孔lib的内径形成为使得在电路板侧的内径大于在拍摄对象侧的内径。从而，如上所述，由于前壳体部分11的用于插入的孔lib的内径被形成为在拍摄对象侧的内径小于在电路板侧的内径，在用于插入的孔lib中形成高度差部分(level difference) 11c。并且该高度差部分Ilc执行定位镜筒30 (在拍摄光轴0的方向上定位) 的功能。即，高度差部分Uc构成定位部分。
如图1和2所示，后壳体部分13具有盒形，且一端开口，并且与前壳体部分11相配合，形成壳体12，该壳体存放成像光学系统20和安装电子器件的电路板部分70(图像传感器7 。后壳体部分13的尺寸(深度)能够存放包括成像光学系统20的镜筒30、后面描述的固定壁主体50和连接到固定壁主体50上的安装电子器件的电路板部分70。在后壳体部分13内，在后端侧，设置了两个安装突起13b，用于将包括成像设备10 的壳体12安装在需要位置。在本实施方式中，两个安装突起1 作为凸台部分，其中形成螺纹孔，该螺纹孔未示出。另外，在后壳体部分13内，提供了电缆14，该电缆14向安装电子器件的电路板部分70 (后面描述的电子器件7 提供电力，并且发送安装在安装电子器件的电路板部分70上的图像传感器72所获得的图像数据，这将在后面描述。电缆14在后壳体部分13中具有密封性能的状态下连接到安装电子器件的电路板部分70上。作为具有密封性能的构造，存在这样一种构造，即在后壳体部分13内提供连接孔(未示出)，并且电缆14通过该连接孔插入，防水粘结剂填充其周围区域。还存在电缆14 (其覆盖元件)与后壳体部分13整体形成的构造。在后壳体部分13没有安装到前壳体部分11的情况下，电缆 14直接连接到安装电子器件的电路板部分70上。成像光学系统20安装到前壳体部分11 上，其能够连接到后壳体部分13上。成像光学系统20包括保持在镜筒30中的光学元件组40。镜筒30具有圆柱形形状，以在内侧保持光学元件组40。如图2所示，镜筒30的内径在拍摄对象侧大并且在电路板侧逐渐变小。在镜筒30的外圆周表面上，在拍摄光轴0的中间部分形成突起部分31。突起部分31形成为环绕镜筒30的外圆周表面。在突起部分31中，具有小外径的前突起部分 31a设置在拍摄对象侧，而具有大外径的后突起部分31b设置在电路板侧。前突起部分31a 和后突起部分31b成一体。在后突起部分31b的拍摄对象侧的侧壁上，形成沿着镜筒30的外圆周表面环绕突起部分31的0形沟槽31c (见图4)，在该0形沟槽31c内配合0形圈32。0形圈32是用于防水的弹性元件。在镜筒30的外圆周表面上，如图4所示，外螺纹33从突起部分31起形成在拍摄对象侧上，而外螺纹34从突起部分31起形成在电路板侧上。如上所述，在镜筒30的拍摄对象侧上的内径大，并且镜筒30的电路板侧上的内径小，并且镜筒30的内径在处于拍摄对象侧和电路板侧之间的中间部分处具有中间尺寸。在镜筒30的拍摄对象侧上，设置透镜41，并且在镜筒30的中间部分内，设置透镜42和43。在镜筒30的电路板侧上，锁定透镜43，并因此，透镜43不能从镜筒30上拆卸。在镜筒30的拍摄对象侧上的外圆周表面上，提供了环形的光学元件保持器22。在光学元件保持器22的内圆周面上，形成内螺纹23，并且内螺纹23拧在外螺纹33上，由此包括透镜41、42和43的光学元件组40被保持在镜筒30中。在透镜41和镜筒30在拍摄对象侧上的端面之间，也提供了 0形圈35，并且有助于保持镜筒30内侧的密封性能。光学元件组40在任意位置处形成拍摄对象的聚焦图像，并且可以具有至少一个透镜，根据成像设备10 (成像光学系统20)中所需的光学性能适当地构成。在镜筒30的电路板侧上，设置了固定壁主体50。固定壁主体50是与镜筒30不同的主体。如图9和10所示，固定壁主体50的拍摄对象侧形成为圆柱形形状，并且固定壁主体50的电路板侧形成为具有壁形突起的形状。在固定壁主体50的圆柱形形状部分51的内圆周表面上形成内螺纹52。内螺纹
752拧在镜筒30的外螺纹34上。通过这种拧紧，固定壁主体50牢固固定到镜筒30上(见图4)。如图9和10所示，在固定壁部分50的电路板侧上，从侧面看分别形成为矩形的四个固定壁M设置成围绕拍摄光轴0，并且形成端部53。相邻的固定壁M不接触，并且在相邻的固定壁M之间形成间隙。在本实施方式的电路板通过组装机器予以调节的情况下， 该空间是必须的空间，以在组装机器的臂保持电路板时可以防止组装机器的臂与固定壁M 干涉。而如果臂在不干涉固定壁M的情况下保持电路板，则该空间不是必须的，并且固定壁M可以彼此连接。在固定壁M的每个外表面上，分别形成沿着拍摄光轴0延伸的沟槽部分55。每个沟槽部分阳形成为长方体形状并且到达在端部53的电路板侧上的开口端。在固定壁M 的每个外表面上，在电路板侧上的开口端附近，对应于每个沟槽部分55分别形成四边形形状的开口 56。在固定壁M的电路板侧上的每个开口端处，如图10所示，分别形成凹陷部分 Ma，该凹陷部分5 为四边形形状并且浅。固定安装电子器件的电路板部分70的每个用于固定的元件60配合在固定壁M 的每个外表面上形成的每个沟槽部分55中。如图3至5所示，用于固定的元件60的在拍摄光轴0方向上的横截面具有字母L形状，并且在用于固定的元件60的电路板侧上的弯曲部分61插入到形成在固定壁主体50上的开口 56中。弯曲部分61的端部到达固定壁主体 50的内侧。用于固定的元件60的弯曲部分61之外的部分用粘结剂62粘结到固定壁主体50 的沟槽部分阳的底面上。用于固定的元件60的弯曲部分61的外平面部分用粘结剂63粘结到安装电子器件的电路板部分70上。安装电子器件的电路板部分70用粘结剂64粘结到固定壁主体50的端部53的电路板侧上的开口端上。在此，在固定壁主体50的沟槽部分55和用于固定的元件60之间的被粘结部分 (用粘结剂62的被粘结部分)和在用于固定的元件60的弯曲部分61与安装电子器件的电路板部分70之间的被粘结部分(用粘结剂63的被粘结部分)功能为将安装电子器件的电路板70经用于固定的元件60固定到固定壁主体50上，并且构成间接粘结结构。在固定壁主体50的固定壁M的电路板侧上的开口端与安装电子器件的电路板部分70之间形成间隙，并且固定壁主体50和安装电子器件的电路板部分70通过用粘结剂64填充该间隙而予以粘结，这个被粘结部分构成间隙填充粘结结构。如上所述，由于凹陷部分5 形成在固定壁主体50的固定壁M的电路板侧上的开口端上，可以增加利用粘结剂64在固定壁主体 50和安装电子器件的电路板部分70之间的固定强度。安装电子器件的电路板部分70包括大致四边形的电路板71、安装在电路板71的表面(拍摄对象侧上的表面)的中间部分上的四边形的图像传感器72以及安装在电路板 71的该表面上的多个电子器件。如上所述，本实施方式的特征部分在于提供了固定壁主体50，该固定壁主体50是与镜筒30不同的主体，并且固定壁主体50粘结到用于固定的元件60上，然后，安装电子器件的电路板部分70粘结到用于固定的元件60上，由此，安装电子器件的电路板部分70经用于固定的元件60被间接粘结结构支撑，并且安装电子器件的电路板部分70被在固定壁主体50的电路板侧上的开口端处的间隙填充粘结结构支撑。
接着，解释根据本实施方式的成像设备10的组装方法。首先，如图8所示，光学元件保持器22被设定在镜筒30的拍摄对象侧上，在镜筒 30中已经包括有透镜41、42和43。尤其是，在光学元件保持器22的内圆周表面上的内螺纹23 (见图4)螺纹拧紧在镜筒30的外圆周表面上的外螺纹33 (见图4)上，并且光学元件保持器22被拧紧直到光学元件保持器22的电路板侧上的端面与镜筒30的前突起部分31a 的拍摄对象侧上的侧面相接触为止。这使得可以将包括透镜41、42和43的光学元件组40 结合到镜筒30中。接着，如图6和7所示，固定壁主体50设定到镜筒30的电路板侧上。尤其是，形成在固定壁主体50的圆柱形部分51的内圆周表面上的内螺纹52 (见图9)拧在镜筒30外圆周表面上形成的外螺纹34 (见图8)上，固定壁主体50被拧紧直到固定壁主体50的拍摄对象侧上的端面与镜筒的后突起部分31b的电路板侧上的侧面相接触为止。然后，包括镜筒30和固定壁主体50的组件被安装到组装机器(未示出)上，并且执行安装电子器件的电路板部分70的调节。首先，安装电子器件的电路板部分70的电源被打开，并且在预定距离处的对象被成像，并且图像信号被取出以用于调节。基于该图像信号，执行安装电子器件的电路板部分70的调节。然后，安装电子器件的电路板部分70被安装到与镜筒30成一体的固定壁主体50上。如图4和5所示，用于固定的元件60安装到固定壁主体50上，并且其上已经事先安装了图像传感器72、电子器件73等的安装电子器件的电路板部分70被安装到用于固定的元件60的弯曲部分61上。尤其是，首先，用于固定的元件60的弯曲部分61插入到固定壁主体50的开56中，并且用于固定的元件60与形成在固定壁主体50的固定壁M上的沟槽部分阳紧密接触，并且用于固定的元件60用粘结剂62粘结到沟槽部分55的底面上。 并且安装电子器件的电路板部分70用粘结剂63粘结到用于固定的元件60的弯曲部分61 上。此时，由于在固定壁主体50的固定壁M的电路板侧上的开口端和安装电子器件的电路板部分70之间形成间隙，间隙用粘结剂64填充。固定壁M的电路板侧上的开口端和安装电子器件的电路板部分70用粘结剂64粘结。接着，如图3所示，前壳体部分11安装到镜筒30的拍摄对象侧上。尤其是，在粘结剂施加到安装于镜筒30的拍摄对象侧上的光学元件保持器22的外圆周表面上之后，前壳体部分11沿着光学元件保持器22的外圆周表面从拍摄对象侧起被推动，并且前壳体部分11用粘结剂牢固固定到镜筒30的拍摄对象侧上。前壳体部分11可以粘结到固定壁部分50上。在这种情况下，具有粘结剂不粘在光学表面上的优点。存在另一种方法，与上面解释的不同在于，使得镜筒和固定壁主体首先固定，且固定壳体部分，然后安装电子器件的电路板部分被固定。但是，如果一种方法是使得安装电子器件的电路板部分固定到已经固定了镜筒和固定壁主体的组件上，并然后将壳体部分固定到该组件上，则相同的组件可以应用于不同形状的壳体，并且可以由相同的组装机器(用于安装电子器件的电路板部分的定位机器等)予以组装。因此，可以采用设计上不同的壳体部分，并且壳体的设计自由度高。为了将壳体安装到其中镜筒、固定壁主体和安装电子器件的电路板部分之间的位置关系已经被调节和固定的组件上，壳体部分仅被推动直到壳体部分与镜筒相接触为止，因此组装很容器。此时，后突起部分31b的拍摄对象侧上的侧表面与前壳体部分11的高度差部分Ilc紧密接触。0形圈32配合到后突起部分31b的侧表面的0形沟槽31c内。当后突起部分31c的拍摄对象侧上的侧表面与高度差部分Ilc形成紧密接触时，0形圈32被挤压，并可以进一步保持镜筒30的气密性。在经用于固定的元件60的粘结结构中，作为紫外线固化的粘结剂的粘结剂62和 63施加到用于固定的元件60上，并且固定壁主体50和安装电子器件的电路板部分70在被定位的状态下被粘结。由于粘结剂62和63的表面张力的保持力，如果用于固定的元件60 不被保持，用于固定的元件60也不会掉落。在该状态下，当紫外线被紫外线发生器(未示出)照射时，与镜筒30和安装电子器件的电路板部分70成一体的固定壁部分50能够在它们的相对位置几乎不移动的状态下被固定。不用说，进行这样的组装使得粘结剂62和63 不会粘到起光学作用的光学元件组40的一部分上。随后，安装电子器件的电路板部分70已经被安装的组件从组装机器上拆下。并且作为热固化粘结剂的粘结剂64填充在固定壁主体50和电路板71之间的间隙内，通过烤炉等加热，并且粘结剂64硬化。作为粘结剂64，使用具有遮光功能的粘结剂，并且阻挡进入固定壁主体50和电路板71之间的光线。接着，将解释间接粘结结构和间隙填充粘结结构。如图IlA到IlD所示，在彼此分离的两个元件tl和t2处于相对定位的状态下并且两个元件tl和t2用粘结剂粘结的情况下，如图IlA所示，考虑两个元件tl和t2处于被定位和固定的状态，并且粘结剂施加而填充元件tl和元件t2之间的间隙，且形成粘结层C(即，间隙填充结构)。但是，在上述被粘结的情况下，当元件tl和t2已经相对定位和固定的状态被释放时，如图IlB所示，元件tl和t2从它们相对定位的状态偏移，这是由于粘结层Cl在硬化时收缩(由于粘结层C的硬化收缩)。尤其是，在图IlB的示例中，元件tl在元件tl和元件 t2之间的距离的收缩方向上(箭头Al的方向上)极大偏移。在此，假设元件tl是本实施方式中的镜筒30，而元件t2是电路板71 (图像传感器7 ，在拍摄光轴0方向上保持在镜筒30内的光学元件组40和安装在电路板71上的图像传感器72之间的相对位置关系(彼此距离)变化。也就是，导致在拍摄光学系统20中的光学性能恶化，即，在成像设备10中的光学性能的恶化。因此，在本实施方式的成像设备10中，为了防止光学元件组40和图像传感器72之间的相对位置关系变化，采用使用用于固定的元件60的间接粘结结构，以将固定壁主体50粘结到安装电子器件的电路板部分70(电路板71)上。在间接粘结结构中，如图IlC所示，在本实施方式中使用的用于固定的元件60的尺寸根据已经定位的两个元件tl和t2之间的位置关系确定。基于两个元件tl和t2之间位置关系的尺寸为使得在两个元件tl和t2已经定位和固定的状态下，在固定壁主体侧上的被粘结部分60a (用粘结剂62的被粘结部分)能够与元件tl的侧面tla形成接触，且在电路板侧上的被粘结部分60b (用粘结剂63的被粘结部分)能够与元件t2上的顶面Ua形成接触。在间接粘结结构中，用于固定的元件60相对于已经定位和固定的两个元件tl和 t2布置成使得固定壁主体侧的被粘结部分60a与元件tl (侧面tla)经施加粘结剂62而形成的粘结层C2形成接触，并且在电路板侧上的被粘结部分60b经施加粘结剂63形成的粘结层C3与元件t2(顶面t2a)形成接触。从而如下的结构为间接粘结结构，即两个元件tl 和t2被定位和固定，用于固定的元件60分别用粘结层C2和粘结层C3粘结到元件tl (侧面tla)和元件t2(顶面t2a)上，粘结层C2和粘结层C3在对用于固定的元件60没有其他
10约束的状态下硬化，并由此元件tl和元件t2经用于固定的元件60粘结和固定。在该间接粘结结构中，在粘结层C2和粘结层C3硬化之后，如果元件tl和元件t2已经定位和固定的状态被释放，如图IlD所示，在元件tl和元件t2之间的位置关系上几乎不出现变化。考虑以下原因。由于用于固定的元件60的尺寸基于两个元件tl和t2之间的位置关系设定，而无论元件tl和t2之间的距离(位置关系)如何，在固定壁主体侧上的被粘结部分60a能够与元件tl (侧面tla)形成接触，且在电路板侧上的被粘结部分60b能够与元件t2 (顶面 t2a)形成接触。因此，可以使得粘结层C2和粘结层C3非常薄。并因此，由于在两个粘结层 C2和C3中的硬化收缩量可以被形成为非常小，因此，可以使得因粘结层C2和粘结层C3的硬化收缩对两个元件tl和t2之间的位置关系的影响非常小。在硬化两个粘结层C2和C3 的情况下，用于固定的元件60处于用于固定的元件60分别利用粘结层C2和C3粘结到已经定位和固定的两个元件tl和t2上的状态下，并且没有其他约束。因此，当粘结层C2和粘结层C3硬化和收缩时，用于固定的元件60在靠近元件tl和t2 二者的方向上(箭头A2 的方向)移动。从而，通过用于固定的元件60在靠近两个元件tl和t2 二者的方向(箭头 A2的方向)上偏移，粘结层C2和粘结层C3的硬化收缩的影响被吸收，因此，可以使得因粘结层C3和粘结层C3的硬化收缩对两个元件tl和t2之间的位置关系的影响非常小。在本实施方式中，通过利用四个用于固定的元件60的间接粘结结构，安装电子器件的电路板部分70粘结到固定壁主体50上。四个用于固定的元件60分别设置在镜筒30 的圆周方向上的相等角度间隔处。在本实施方式中，由于紫外线固化粘结剂被采用作为粘结剂62和63中每一种，每个用于固定的元件60由允许至少紫外线透射的材料形成。在本实施方式中，用于固定的元件60在横截面上具有字母L形状，但是，如果确保了其上施加粘结剂62和63的表面，用于固定的元件60的横截面可以为任何形状。每种粘结剂62和63并不需要是紫外线固化的粘结剂，如果可以适当地保持安装电子器件的电路板部分70的位置，可以采用热固化粘结剂或者任何其他方式固化粘结剂。在该情况下，不需要使用允许紫外线透射的材料作为用于固定的元件60。在本实施方式中，在需要多种类型成像设备的情况下，不需要制备多种类型的镜筒30和固定壁主体50。于是，由于实现了部件的通用化，可以减少部件的种类数量并减少在组装现场的部件控制操作。由于安装电子器件的电路板部分70通过间接粘结结构和间隙填充粘结结构予以固定，在粘结剂硬化时，安装电子器件的电路板部分70的位置变化很小。因此，镜筒30和图像传感器72被精确定位和固定。结果，获得稳定的图像。通常，多个透镜通常构成透镜(光学元件组)，并且对于彼此的定位精度，透镜需要以若干微米(精度)被定位。因此，对于镜筒的制造来说，需要高精度制造技术。另一方面，对于车载摄像机和数码相机，根据用户的要求，通常需要各种外形。由于用户的多样性，已经推进各种外形的研发。因此，经常需要在外形方面的变化，尽管透镜的光学特性是相同的。目前，出于小型化和成本降低的目的，存在构成其外形的摄像机的壳体和保持透镜的镜筒一体制造的情况，在这种情况下，镜筒经常通过树脂模制而与壳体一体制造。如上所述，镜筒需要以高精度制造。但是，在壳体和镜筒一体模制的情况下，由于壳体形状的影响以及在模制过程中发生的树脂流纹(streak)的不均勻所造成的厚度偏差，高精度镜筒制造很难。为了解决这个问题，需要更高的技术，如改变模制条件，对模制产品执行额外的加工等，通常它们不容易执行。并且，在具有镜筒功能的壳体具有复杂的形状时，使用和存放环境(尤其是温度)的影响所造成的壳体变形会导致透镜的位置变化，并且这会导致光学特性退化。因此，为了确保光学特性，存在必须改变壳体的形状的情况。要点在于在壳体和镜筒一体模制的情况下，如果光学系统相同而仅仅外形不同， 存在需要在镜筒上执行更高处理或者外形受到限制来确保光学性能的情况。由于摄像机的拍摄方向和拍摄范围有镜筒的方向决定，摄像机的光轴(镜筒的光轴)和壳体的方向需要在特定范围内相对应。如果它们偏移，摄像机的方向和光轴偏移，不能获得所需的拍摄方向和拍摄范围。这会损害摄像机性能，由此使得作为产品的摄像机性能下降。本实施例使得容易解决上述现有技术问题成为可能。[第二实施方式]图12示出第二实施方式。在本实施方式中，作为确定在镜筒30的旋转方向上的位置的定位部分，提供了前壳体部分11的外形的一侧(例如，上侧lid)和固定壁主体50 的固定壁讨的一侧(例如，固定壁讨在上部上的一侧Mb)。在安装电子器件的电路板部分70的电路板71内，在两个角落内(在对角线方向上的角落内)形成两个凹口 71a。在本实施方式中，如在第一实施方式中的，首先，固定镜筒30和固定壁主体50。接着，电路板71在被位置调节的状态下固定到固定壁主体50上。并且，前壳体部分11被安装在包括镜筒30和固定壁主体50的组件上，在所述固定壁主体50上已经安装了电路板71。 此时，通过利用组装机器(未示出)，前壳体部分11被安装到其上已经安装固定壁主体50 的镜筒30上，使得所述上侧Ild和所述一侧54b基本上平行。前壳体部分11通过围绕拍摄光轴0可转动地移动组件或前壳体部分11使得所述上侧Ild和所述一侧54b平行于设置在组装机器上的大致平行表面而配合在镜筒30中。从而，执行在以拍摄光轴0为中心的旋转方向上定位前壳体部分11和固定壁主体 50。由于凹口 71a形成在安装电子器件的电路板部分70的电路板71的角落内，可以容易地执行在以每个拍摄光轴0为中心的旋转方向上的定位，使得包括其上已经安装电路板71 的固定壁主体50和镜筒30的组件和前壳体部分11具有适当的位置关系，如上所述。因此， 在前壳体部分11水平放置的状态下成像时，可以获得在水平方向无倾斜的成像图像。根据本实施方式，前壳体部分11和固定壁主体50分别具有定位部分，该定位部分确定在以拍摄光轴0为中心的旋转方向上的位置，并且在旋转方向上的定位是通过两个定位部分来执行的。因此，如果安装电子器件的电路板部分70相对于固定壁主体50的定位事先执行，在前壳体部分11安装到包括镜筒30和其上安装了电路板71的安装电子器件的电路板部分70的组件上时，安装电子器件的电路板部分70的位置相对于前壳体部分11确定。从而，在本实施方式中，可以以高精度组装壳体和光学系统，并且提供一种可以获得无倾斜的成像图像的成像设备。[第三实施方式]图13示出第三实施方式。在本发明中，确定前壳体部分11在旋转方向上的位置的突起部分51a形成在固定壁主体50的圆柱形部分51的外圆周表面上。并且确定前壳体部分11在旋转方向上的位置的凹陷部分lie设置在前壳体部分11的外形的一部分内。突起部分51a在拍摄光轴0的方向上延伸，并且与前壳体部分11的凹陷部分lie相接触。从而，执行在以拍摄光轴0为中心的旋转方向上前壳体部分11和固定壁主体50的定位。根据本实施方式，由于确定前壳体部分11在旋转方向上的位置的凹陷部分lie和确定固定壁主体50在旋转方向上的位置的突起部分51a被定位成彼此接触，而不用准备专用组装机器，可以可靠地执行在旋转方向上的定位。结果，可以减少由于组装误差等造成的在旋转方向上的不良定位，并且以高质量制造成像设备。[第四实施方式]图14示出第四实施方式。在本实施方式中，作为前壳体部分11固定到镜筒30上的构造，采用了与上面的实施方式不同的构造。在本实施方式中，提供了光学元件保持器 22，用于将光学元件组40固定到镜筒30的拍摄对象侧上的一部分上。并且，在光学元件保持器22的外圆周表面上，提供了环形的螺纹元件80。即，外螺纹2 形成在光学元件保持器22的外圆周表面上，而内螺纹80a形成在螺纹元件80的内圆周表面上，并且外螺纹2 和内螺纹80a拧到一起。前壳体部分11粘结到螺纹元件80的外圆周部分上。根据本实施方式，前壳体部分11经螺纹元件80安装到镜筒30上。因此，可以可靠固定镜筒30和前壳体部分11，并且获得牢固和稳定的构造。于是，可以抑制成像设备的构造因数所造成的图像恶化，并且可以获得稳定图像。[第五实施方式]图15示出第五实施方式。在本实施方式中，环形的挤压元件85设置在固定壁主体50的外圆周表面和前壳体部分11的内圆周表面之间。在挤压元件85的外圆周表面上， 形成外螺纹86，并且在前壳体部分11的电路板侧上，形成内螺纹llf。在挤压元件85的电路板侧上，提供了接触部分85a，该接触部分8 与固定壁主体50的圆柱形部分51的电路板侧上的端部相接触。并且，通过将外螺纹86拧在内螺纹Ilf上并且拧动挤压元件85，挤压元件85沿着拍摄光轴0向拍摄对象侧移动，并且接触部分8 与固定壁主体50的圆柱形部分51的在电路板侧上的端部相接触。因此，固定壁主体50和镜筒30向拍摄对象侧移动，并且镜筒 30的突起部分31与前壳体部分11的高度差部分Ilc紧密接触。根据本实施方式，前壳体部分11经内螺纹Ilf和外螺纹86固定到固定壁主体50 上，因此可以将前壳体部分11可靠地固定到固定壁主体50上。结果，可以抑制成像设备的构造因数造成的图像恶化，并且可以获得稳定图像。[第六实施方式]图16至18示出第六实施方式。在本实施方式中，提供了与第一至第五实施方式不同形状的固定壁主体90。在固定壁主体90中，取代圆柱形部分51，凸出部分91和92形成为对应于前壳体部分11的部分凸出。该凸出部分91和92设置在跨过固定壁主体90的中心彼此面对的位置。通孔91a和通孔9 平行于拍摄光轴0分别设置在凸出部分91中和凸出部分92中。另一方面，在前壳体部分11的电路板侧上，对应于固定壁主体90的通孔91a和 92a，分别形成螺纹孔Ilg和Ilg(在图16中，仅螺纹孔Ilg和Ilg中的一个被示出)。螺纹孔Ilg和Ilg是有底部的孔(bottomedhole)。
在固定壁主体90的电路板侧上，提供了四个固定壁54。在每个固定壁M上，形成沟槽部分阳和开口部分56，以设定用于固定的元件60，如在第一至第五实施方式中所描述的。在固定壁讨的电路板侧上的每个开口端，形成凹陷部分讨3。在已经安装有安装电子器件的电路板部分70的固定壁主体90固定到前壳体部分 11上的情况下，首先，固定壁主体90的通孔91a和9 分别与前壳体部分11的螺纹孔Ilg 和Ilg对齐。并且，螺钉97插入到该通孔91a中且螺钉97的端部拧入到螺纹孔Ilg(未示出)中，并且螺钉98插入到通孔92a中且螺钉98的端部拧入到螺纹孔Ilg(见图16)中。 因此，固定壁主体90牢固地固定到前壳体部分11上。顺便提及，在安装电子器件的电路板部分70的面积较大的状态下，安装电子器件的电路板部分70被安装，且螺钉97和98未拧入，执行以下操作。首先，光学元件组40 (包括具有光圈功能的元件)结合到镜筒30中。然后，光学元件保持器22拧到镜筒30上。接着，具有光学元件组40的镜筒30螺纹连接到固定壁主体90上。然后，固定壁主体90和前壳体部分11被螺钉97和98固定。这个组件被安装到组装机器(未示出)上，并且安装电子器件的电路板部分70安装到固定壁主体90上。该组装方法与第一至第五实施方式中的相同。根据本实施方式，前壳体部分11和固定壁主体90在以拍摄光轴0为中心的旋转方向上的定位通过将螺钉97和98拧入到螺纹孔Ilg和Ilg中予以执行，且可以轻易执行在以拍摄光轴0为中心的旋转方向上的调节。根据本实施方式，由于固定壁主体90和前壳体部分11通过螺钉97和98固定，可以可靠地固定固定壁主体90和前壳体部分11，并因此，可以改善防水和防尘效果。在本实施方式中，通孔91a和9 形成在固定壁主体90内，且具有底部的螺纹孔 Ilg和Ilg形成在前壳体部分11中。但是，相反，通孔可以形成在前壳体部分11上，而有底部的螺纹孔可以形成在固定壁主体50上。在这种情况下，如果插入螺纹孔的螺钉和通孔之间具有间隙，则存在水进入镜筒30的可能性，因此，需要进行防水处理以便不允许水进入间隙之间。根据本发明的各实施方式，在各种成像设备需要作为产品线制备的情况下，例如， 在需要利用透镜特性相同但是在拍摄光轴方向上的厚度不同的传感器获得成像设备的情况下，可以利用镜筒相同而仅固定壁主体改变来应付。而在需要获得透镜特性不同而在拍摄光轴方向上的厚度相同的传感器的情况下，可以用固定壁主体相同但改变每个镜筒的透镜的方式来应付。因此，在需要获得多种成像设备的情况下，不需要针对这么多成像设备制备镜筒和固定壁主体，并且可以实现部件通用化，减少部件种类，减少组装现场的部件控制操作等。另外，可以减少环境影响。并且由于电路板通过间接粘结结构和间隙填充粘结结构来固定，在粘结剂硬化时电路板的位置变化很小，可以精确固定镜筒和图像传感器。结果，由于获得了牢固和稳定的构造，可以抑制成像设备的构造因数所造成的图像恶化，并可以获得稳定图像。根据本发明的各实施方式，前壳体部分和固定壁主体分别具有确定在以光轴为中心的旋转方向上的位置的定位部分，并且在旋转方向上的定位可以通过两个定位部分来执行。因此，如果电路板的定位事先相对于固定壁主体进行，则确定了电路板相对于成像设备整体(壳体)的位置。于是，可以精确安装壳体和光学系统，并且提供可以获得无倾斜成像图像的成像设备。根据本发明的各实施方式，确定前壳体部分在旋转方向上的位置的定位部分是构成前壳体部分的外形的一侧，而确定固定壁主体在旋转方向上的位置的定位部分是固定壁主体的固定壁的一侧。因此，在旋转方向上的定位可以容易进行(每个定位部分处于彼此平行的状态)。结果，可以可靠的获得与上述效果相同的效果。根据本发明的各实施方式，执行定位以使得确定前壳体部分在旋转方向上的位置的定位部分和确定固定壁主体在旋转方向上的位置的定位部分彼此形成接触，因此，可以可靠地在旋转方向上执行定位，而不用准备专用的组装机器。结果，可以减小由于组装误差等造成的在旋转方向上的不良定位，并且以良好质量制造成像设备。根据本发明的各实施方式，突起部分和凹陷部分彼此接触，使得与固定壁主体成一体的镜筒定位在前壳体部分上。因此，可以精确固定光学系统，并且获得具有良好质量的摄像机。根据本发明的各实施方式，由于不需要将前壳体部分固定到固定壁主体上的大的用于固定的元件，因此，可以有助于成像设备的小型化。并且可以执行前壳体部分的固定， 因此，粘结剂不露出到外侧，并且外形设计方面的自由度高。根据本发明的各实施方式，前壳体部分经螺纹元件安装到镜筒上。因此，可以可靠地固定镜筒和前壳体部分，并获得牢固和稳定的构造。从而，可以抑制由成像设备的构造因数造成的图像恶化，并可以获得稳定图像。根据本发明各实施方式，由于固定壁主体经形成在挤压元件和前壳体部分上的螺纹固定到前壳体部分上，可以可靠的固定前壳体部分和固定壁主体，并且获得牢固和稳定的构造。结果，可以抑制由成像设备的构造因数造成的图像恶化，并可以获得稳定图像。并且，固定在前壳体部分中进行，因此，用于固定的元件不露出到外侧，并且外形设计方面的
自由度高。根据本发明的各实施方式，由于前壳体部分和固定壁主体通过螺钉固定，可以可靠固定前壳体部分和固定壁主体，并且可以改善防水和防尘效果。根据本发明的各实施方式，在镜筒和前壳体部分彼此形成接触的用于定位的高度差部分中，夹置了防水元件(0形圈等)。因此，镜筒和前壳体部分彼此紧密接触，并且可以改善在镜筒和前壳体部分彼此紧密接触的部分中的防水和防尘效果。根据本发明的各实施方式，壳体包括前壳体部分和后壳体部分，前壳体部分和后壳体部分二者彼此安装，因此，可以改善壳体中的镜筒、电子器件等的防水和防尘效果。并且可以获得防振成像设备。根据本发明的各实施方式，可以阻挡进入镜筒和图像传感器之间的光线，因此，可以获得清晰图像。根据本发明各实施方式，可以提供具有良好防水功能和固定强度的成像设备，并且另外，可以提高一种具有高可靠性和高精度图像质量的摄像机。结果，可以提供一种以高图像质量捕捉盲点并且起到驾驶员辅助作用的摄像机。并且由于高防水功能，即使在雨天也可以起到驾驶员辅助作用。根据本发明的各实施方式，可以实现这样一种成像设备，其能够在具有不同规格的摄像机之间通用化部件、保持稳定光学特性和光学元件周围的稳定密封性能，并且确保了壳体设计方面的自由度。 虽然已经在示例性实施方式方面描述了本发明，但是本发明不应局限于此。应该理解在不背离如所附权利要求书限定的本发明的范围的前提下，本领域技术人员可以在所描述的实施方式中作出各种变型。
权利要求
1.一种成像设备，包括保持至少一个光学元件的镜筒；图像传感器，该图像传感器将所述光学元件获得的拍摄对象的图像转变成电信号；电路板，所述图像传感器安装在该电路板上；以及固定壁主体，该固定壁主体是与镜筒不同的主体，并且在镜筒安装到固定壁主体的在拍摄对象侧的端部上的情况下，通过借助于粘结剂的粘结结构，电路板安装到固定壁主体的在与拍摄对象侧相对的一侧上的端部上。
2.如权利要求1所述的成像设备，还包括用于固定的元件，该用于固定的元件将电路板固定在固定壁主体上，其中所述粘结结构包括间接粘结结构，该间接粘结结构设置在固定壁主体和用于固定的元件之间以及用于固定的元件和电路板之间，并且在此所述固定壁主体和电路板经用于固定的元件间接粘结； 以及间隙填充粘结结构，该间隙填充粘结结构设置在用于固定的元件和电路板之间，并且在此所述固定壁主体和电路板直接粘结。
3.如权利要求1或2所述的成像设备，还包括前壳体部分，该前壳体部分设置在镜筒的拍摄对象侧上；其中，每个定位部分分别设置在前壳体部分和固定壁主体上，所述定位部分执行前壳体部分和固定壁主体在以光学元件的光轴为中心的旋转方向上的定位。
4.如权利要求3所述的成像设备，其中，前壳体部分的定位部分是构成所述前壳体部分的外形的一侧，而所述固定壁主体的定位部分是固定壁主体的壁的一侧，执行所述定位使得构成所述前壳体部分的外形的所述一侧和固定壁主体的壁的所述一侧大致彼此平行。
5.如权利要求3所述的成像设备，其中，执行所述定位使得所述前壳体部分的定位部分和所述固定壁主体的定位部分彼此接触。
6.如权利要求3所述的成像设备，其中，执行在以光学元件的光轴为中心的旋转方向上定位的突起部分设置在固定壁主体的外周部分上，而执行以光学元件的光轴为中心的旋转方向上定位的凹陷部分设置在前壳体部分的外形的一部分上，并且执行所述定位以使得突起部分和凹陷部分彼此形成接触。
7.如权利要求3所述的成像设备，其中，前壳体部分粘结到固定壁主体上。
8.如权利要求1或2所述的成像设备，其中，在镜筒的拍摄对象侧上的一部分内设置环形的光学元件保持器，该光学元件保持器保持所述光学元件，并且在光学元件保持器的内周部分上和镜筒的外周部分上分别形成各自的螺纹，并且光学元件保持器螺纹连接到镜筒上，并且光学元件被固定。
9.如权利要求3所述的成像设备，其中，挤压元件设置在固定壁主体的外周表面和前壳体部分的内周表面之间，并且形成在挤压元件的外周表面上的螺纹拧在形成于前壳体部分的内周表面上的螺纹上，使得前壳体部分压在镜筒上。
10.如权利要求3所述的成像设备，其中，所述固定壁主体通过螺钉固定到前壳体部分上。
11.如权利要求3所述的成像设备，其中，在镜筒的外周部分上设置在突起部分和形成在前壳体部分内侧的用于定位的高度差部分之间设置用于防水的弹性元件。
12.如权利要求3所述的成像设备，其中，后壳体部分安装到前壳体部分的在与拍摄对象侧相对的一侧上的端部上，并且镜筒、固定壁主体和电路板由前壳体部分和后壳体部分气密封闭。
13.如权利要求2所述的成像设备，其中，用于间隙填充粘结结构的粘结剂是具有遮光功能的粘结剂。
14.如权利要求8所述的成像设备，还包括设置在前壳体部分和光学元件保持器之间的环形的螺纹元件，其中，螺纹元件固定到前壳体部分上，且形成在螺纹元件的内周表面上的螺纹和形成在光学元件保持器的外周表面上的螺纹拧到一起，使得镜筒和前壳体部分被固定。
15.一种车载摄像机，该车载摄像机包括如权利要求1至14中任一项所述的成像设备。
全文摘要
本发明公开了一种成像设备和车载摄像机，该成像设备包括保持至少一个光学元件的镜筒；图像传感器，该图像传感器将所述光学元件获得的拍摄对象的图像转变成电信号；电路板，所述图像传感器安装在该电路板上；以及固定壁主体，该固定壁主体是与镜筒不同的主体，并且在镜筒安装到固定壁主体的在拍摄对象侧的端部上的情况下，通过借助于粘结剂的粘结结构，电路板安装到固定壁主体在与拍摄对象侧相对的一侧上的端部上。
文档编号H04N5/225GK102209188SQ20111007981
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者中岛充, 小形哲也, 川崎俊之, 由村贤一, 金谷志生 申请人:株式会社理光