(57)【要約】本発明は、支持プレート２０を備えた光学モジュールであって、支持プレート２０の第１の主面に配置された画像センサ１０と、支持プレート２０の第２の主面に配置された光学レンズ系１００とが設けられている形式のものに関する。支持プレート２０と光学レンズ系１００とは、流込みコンパウンド２１０内に埋め込まれていてよい。
2006524366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学・電子コンポーネントから成る撮像装置を備えた光学モジュール（１）において、撮像装置の光学・電子コンポーネントが一緒になって１つの支持プレート（２０）に配置されていることを特徴とする光学モジュール。
【請求項２】
撮像装置の光学・電子コンポーネントが、支持プレート（２０）の第１の主面に配置されており、支持プレート（２０）の第２の主面に、撮像装置に対応する光学レンズ系（１００）が配置されている、請求項１記載の光学モジュール。
【請求項３】
支持プレート（２０）と光学レンズ系（１００）とが、封止用の流込みコンパウンド（２１０，２２０）内に埋め込まれている、請求項１または２記載の光学モジュール。
【請求項４】
当該光学モジュール（１）が、車両部分等に当該光学モジュール（１）を固定するための保持エレメント（３１０）を有している、請求項１記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記保持エレメント（３１０）が流込みコンパウンドの流込み成形時に当該光学モジュール（１）と結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項６】
当該光学モジュール（１）が、電磁妨害放射線に対するシールド部（１８０，２０５）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記シールド部（１８０，２０５）が流込みコンパウンド（２１０，２２０）内に埋め込まれている、請求項１から６までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項８】
前記シールド部（１８０，２０５）が、流込みコンパウンド（２１０，２２０）内に埋め込まれた網状体または格子体（１８０）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記シールド部が、流込みコンパウンド（２１０，２２０）内に埋め込まれた粒子（２０５）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項１０】
前記保持エレメント（３１０）がポット形に形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項１１】
前記保持エレメント（３１０）が散乱光シェードとして形成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項１２】
流込みコンパウンド（２１０，２２０）が、光学レンズ系（１００）を収容するためのねじ山（４００）を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【請求項１３】
当該光学モジュール（１）が、乾燥剤を収容するための貯え容器（３３０）を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、画像センサを備えた光学モジュールに関する。この光学モジュールは有利には、困難な周辺条件下でのモバイルな使用、特に自動車における使用のために適している。
【０００２】
同一出願人によるドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１７４３８号明細書に基づき、プリント配線板と、このプリント配線板に搭載配置された画像ピックアップもしくは撮像装置を有する回路装置とが公知である。この場合、撮像装置の接続コンタクトはプリント配線板に設けられた対応するコンタクトに導電接続されている。回路装置はさらに接続コンタクトを備えた支持プレートを有している。この支持プレートには、撮像装置の接続コンタクトが支持プレートの接続コンタクトに向けられてかつこれらの接続コンタクトに導電接続された状態で撮像装置が配置されている。支持プレートは撮像装置の感光性の面の範囲に、この面に適合された開口を有している。支持プレート自体はプリント配線板に固定されていて、支持プレートのコンタクトエレメントとプリント配線板のコンタクトエレメントとの間の導電接続を形成している。
【０００３】
発明の利点
本発明の目的は、公知先行技術に基づき公知の回路装置をさらに改善することである。本発明によれば、極端な環境条件下でも確実に作動するように機能するコンパクトな光学モジュールが提供される。撮像ピックアップもしくは撮像装置は支持プレートに搭載配置されており、この支持プレートはさらに、全てのコンポーネントを支持しており、これら全てのコンポーネントは全体で当該光学モジュールの機能性を成している。このことから次のような利点が得られる。すなわち、撮像装置を対物レンズの組込みのために作動開始させることができ、これにより当該光学モジュールにより提供された画像、たとえばテスト画像の画像評価により最適なフォーカッシングを保証することができる。当該光学モジュールは特に耐衝撃性およびＥＭＣ妨害に対する安全性にすぐれていて、湿分に対して鈍感であり、しかも熱安定性にもすぐれている。したがって、当該光学モジュールはモバイル使用、特に自動車における車載使用のために特に適している。単純な構造に基づき、比較的少数の組付けステップしか必要とならない。これにより、大量生産においても高い製作精度を達成することができると共に低い製作コストをも達成することができる。当該光学モジュールはさらに組込み状態における改善された位置精度を可能にする。なぜならば、当該光学モジュールと車両に設けられた支持装置との直接的な連結部が設けられているからである。これにより、車両での組付け時における手間のかかる位置調整作業が不要となる。当該光学モジュールには、気密な後部レンズ室（Hinterlinsenraum）を装備させることができ、これにより光学モジュールの敏感な光学コンポーネントに対する有害な環境影響を阻止することができる。択一的には乾燥剤が簡単に組込み可能となる。さらに当該光学モジュールは、散乱光シェードを直接に一体に流込み成形することを可能にする。光学コンポーネントを収容するためのスリーブを不要にすることにより、一層の単純化を得ることができる。光学コンポーネントは、一体に流込み成形されたねじ山によって固定されるか、またはねじ山なしに直接に光学モジュールと接着される。手間をかけて組み付けられなければならないコネクタの代わりに、当該光学モジュールを別の構成アッセンブリに接続するケーブルの端部分を流込み成形時に直接に光学モジュールと結合することができる。
【０００４】
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００５】
図１は、光学モジュールの平面図であり、
図２は、図１のＡ−Ａ′線に沿った断面図であり、
図３は、別の光学モジュールの平面図であり、
図４は、図３のＡ−Ａ′線に沿った断面図であり、
図５は、さらに別の光学モジュールの平面図であり、
図６は、図５のＡ−Ａ′線に沿った断面図であり、
図７は、さらに別の光学モジュールの平面図であり、
図８は、図７のＡ−Ａ′線に沿った断面図であり、
図９は、光学モジュールの別の変化実施例を示す断面図であり、
図１０は、光学モジュール１のさらに別の変化実施例を示す断面図である。
【０００６】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例および光学モジュールを製造するためのステップを図面につき詳しく説明する。図１は光学モジュール１の平面図を示しており、図２は図１に示した光学モジュールを図１のＡ−Ａ′線に沿って断面した断面図を示している。光学モジュール１は支持プレート２０を有している。この支持プレート２０は両側に光学・電子構成素子を支持している。符号１０で、支持プレート２０に搭載された画像センサが示されている。この画像センサ１０は有利にはフリップチップ技術で支持プレート２０に接続されている。この搭載形式は、たとえば冒頭で背景技術において挙げたドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１７４３８号明細書に記載されている。符号３０，３１，３２，３３３，３４，３５，３６で、支持プレート２０の両側に配置された別のアクティブおよびパッシブな電子構成素子が示されている。これらの電子構成素子は画像センサ１０と一緒に撮像ピックアップもしくは撮像装置を形成する。支持プレート２０には、スリーブ１１０も結合されている。このスリーブ１１０は光学的な対物レンズ１００を収容しており、この対物レンズ１００はスリーブ１１０内に摺動可能に支承されている。スリーブ１１０は付加的にシール部材２００によって支持プレート２０に対してシールされている。シール部材２００は、光学モジュール１の内部への湿分および不純物の侵入を阻止する。
【０００７】
図３は光学モジュール１の別の実施例の平面図を示しており、図４は図３のＡ−Ａ′線に沿った当該光学モジュール１の断面図を示している。この実施例では、支持プレート２０の全ての側を取り囲むフレーム１５０が設けられている。このフレーム１５０は高さＨを有している。フレーム１５０は、支持プレート２０の、対物レンズ１００とは反対の側で支持プレート２０の表面を超えて張り出している。フレーム１５０の高さＨにまで、このフレーム１５０には封止用の流込みコンパウンド２１０が装入されている。フレーム１５０ならびにこのフレーム１５０に装入された流込みコンパウンド２１０により、光学モジュール１には大きな機械的安定性が付与される。この安定性は対物レンズ１００の確実でかつ振動に強いアライメントもしくは位置調整をも保証し、ひいては光学モジュール１の高い運転確実性を保証する。これにより、光学レンズ系である対物レンズ１００の位置調整のためにかかる保守手間を減少させることができる。フレーム１５０および流込みコンパウンド２１０は光学モジュール１の高い機械的安定性を保証するだけでなく、特に画像センサ１０のような光学モジュール１の敏感なコンポーネントを有害な環境影響に対して保護する働きをも成す。すなわち、光学モジュール１内に湿分および不純物が侵入することを十分に確実に阻止することができる。それと同時に、流込みコンパウンド２１０にコネクタ４０を一緒に埋め込むこともできる。コネクタ４０はこれにより機械的に良好に位置固定される。別の変化実施例では、コストを節約するためにコネクタ４０を不要にすることができる。その場合には、接続ケーブルの端部分が、支持プレート２０における電気的な接続の形成後に流込みコンパウンド２１０の流込み成形によって流込みコンパウンド２１０内に固定される。この場合、光学モジュール１は電磁妨害に対してもシールドされ得ると有利である。このためには、たとえば強磁性材料から成る良導電・導磁性の粒子２０５が流込みコンパウンド２１０内に埋め込まれる。この場合、流込みコンパウンドを多層に被着させることもできる。すなわち、光学モジュール１の各構成エレメントをまず、まだシールド剤を含有していない流込みコンパウンド２１０，２２０の第１の層でカバーすることができる。この第１の層は次いで、シールド剤を含有している流込みコンパウンドの１つまたは複数の層でカバーされる。埋め込まれた粒子に対して択一的または付加的に、微小網目状の格子体１８０または網状体をシールド目的で流込みコンパウンド２１０内に導入することができる。この格子体１８０または網状体は導電性の材料、たとえば金属から成っている。
【０００８】
図５および図６には、光学モジュール１を製造するための次の方法ステップが示されている。図５は光学モジュール１の表側の平面図を示しており、図６は図５のＡ−Ａ′線に沿った断面図を示している。図５および図６から判るように、この場合、光学モジュール１の表側も、スリーブ１１０およびこのスリーブ１１０内に配置された光学レンズ系である対物レンズ１００と一緒に流込みコンパウンド２１０内に埋め込まれている。これにより、光学モジュール１の安定性は付加的に高められ、上で既に挙げた利点がさらに増幅された形で得られる。さらに、流込みコンパウンド２１０内には保持エレメント３１０が流込み成形時に埋め込まれている。これにより、保持エレメント３１０は光学モジュール１と固く結合されている。この保持エレメント３１０を用いて、光学モジュール１をその組付け個所、たとえば自動車における組付け個所に確実に固定することができる。図５および図６に示した実施例では、保持エレメント３１０が２つのアングル部材から成っている。これらのアングル部材のそれぞれ一方の脚部３１１はスリーブ１１０に設けられた階段状の段部を取り囲んでこの段部に係合している。保持エレメント３１０のアングル部材のそれぞれ他方の第２の脚部３１３は、光学モジュール１の支持プレート２０から離れる方向で鉛直に延びている。保持エレメント３１０のアングル部材の各第２の脚部３１３には、ねじ山付孔３１２が配置されていると有利である。その場合、光学モジュール１の組付け個所に光学モジュール１がねじによって簡単に固定される。この場合、ねじは前記ねじ山付孔３１２内にねじ込まれて、光学モジュール１を車両（図示しない）の一部に位置固定する。さらに、別形式に形成された保持エレメントも適当である。すなわち、本発明の別の実施例では、ほぼポット形に形成された保持エレメントが設けられていてよい。この保持エレメントはその場合、対物レンズ１００を同心的に（図９）取り囲む。その場合、保持エレメント３１０の底部には開口が設けられており、この開口は対物レンズ１００から画像センサ１０への光線通過を可能にする。こうして形成された保持エレメント３１０も、流込みコンパウンド２１０，２２０の流込み成形時に流込みコンパウンド内に埋め込まれると有利である。本発明のさらに別の有利な実施例では、散乱光シェード２２５が設けられていてよい。この散乱光シェード２２５は対物レンズ１００を散乱光に対してシールドする。この散乱光シェード２２５も光学モジュール１に一体に流込み成形されているか、または流込みコンパウンド２１０，２２０によって光学モジュール１内に埋め込まれていてよい。ポット形の保持エレメント３１０が使用される場合、ポット周壁の高さは、保持エレメント３１０が対物レンズ１００を散乱光線に対してシールドし、こうして保持エレメント３１０が散乱光シェード２２５としても作用するようになる大きさに設定され得る（図９）。
【０００９】
光学モジュール１を流込みコンパウンド２１０、２２０内に埋め込むことにより、既に、光学モジュール１内に形成されている敏感な光学・電子コンポーネントの気密な被覆が得られる。これにより、特に湿分が光学モジュール１の内部へ侵入することを長期間阻止することができる。それにもかかわらず、自動車における使用時での不都合な環境条件下では、湿分が光学モジュール１の内部へ侵入しかつ凝縮水が形成され、そしてこの凝縮水が画像センサ１０および対物レンズ１００の機能を損なってしまうことを十分に確実に排除することはできない。
【００１０】
このような状況を改善するためには、さらに別の実施例（図７、図８）に示したように、光学モジュール１に、乾燥剤を収容するための貯え容器を設けることができる。図７は別の光学モジュール１の平面図を示しており、図８は図７のＡ−Ａ′線に沿った断面図を示している。
【００１１】
貯え容器は符号３３０で示されている。貯え容器３３０は開口を有しており、この開口は画像センサ１０と対物レンズ１００との間の空間もしくは室１１１に接続されている。貯え容器３３０内に存在する乾燥剤は、室１１１内に溜まった湿分を結合させることができる。乾燥剤としては、たとえばシリカゲルまたはゼオライト材料が適している。
【００１２】
光学モジュール１のさらに廉価な別の変化実施例では、差込み用のスリーブ１１０を不要にすることができる。なぜならば、光学レンズ系である対物レンズ１００が、画像センサ１０上での相応する位置調整の後に直接に光学モジュール１の構成アッセンブリ、特に支持プレート２０と接着され、そしてあとで流込みコンパウンド２１０の流込み成形時に流込みコンパウンド２１０内に封入されるからである。このような変化形は特に、あとからもはや位置調整される必要のない固定焦点対物レンズのために適している。
【００１３】
光学モジュール１のさらに別の廉価な変化実施例では、対物レンズ１００が、流込み成形時に流込みコンパウンド２１０，２２０に導入されたねじ山４００（図１０）内に位置調整可能に支承されている。このねじ山４００は、流込みコンパウンド２１０，２２０を用いた封止時に、画像センサ１０手前の光路に、雄ねじ山を備えたねじ山付栓体を配置し、流込みコンパウンド２１０，２２０の硬化後にこのねじ山付栓体を再び取り除くことによって廉価に製作され得る。こうして形成されたねじ山４００内には、雄ねじ山を備えた光学レンズ系である対物レンズ１００がねじ込み可能となる。これによっても、対物レンズ１００を収容するためのスリーブ１１０を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】光学モジュールの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図３】別の光学モジュールの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図５】さらに別の光学モジュールの平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図７】さらに別の光学モジュールの平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図９】光学モジュールの別の変化実施例を示す断面図である。
【図１０】光学モジュール１のさらに別の変化実施例を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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