(57)【要約】  本発明は、第一、並びに、第二画像センサー、取付面（４．１，４．２）上での第一、並びに、第二画像センサー（２．１，２．２）の配置のために、本質的に同じレベルに方向調整された取付面（４．１，４．２）を有する担体（４）、該担体（４）上に配置された第一画像センサー（２．１）用の光学システム（６．１）を備えた第一レンズハウジング（５．１）、該担体（４）上に配置された第二画像センサー（２．２）用の光学システム（６．２）を備えた第二レンズハウジング（５．２）、並びに、第一、並びに、第二画像センサーを担体（４）を貫通して電気的に接続するための配線基板レイアウト（７）を包含するステレオ・カメラ・モジュール（１）に関する。本発明では、第一、並びに、第二画像センサーは、それぞれ、ワイヤーボンド接続（３．１，３．２）を備えた画像センサーチップ（２．１，２．２）として構成されており、該配線基板レイアウト（７）は、第一、並びに、第二画像センサーチップ（２．１，２．２）のワイヤーボンド接続（３．１，３．２）を接続するためのワイヤーボンド面（８）を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一、並びに、第二画像センサー、
該取付面（４．１，４．２）上での第一、並びに、第二画像センサー（２．１，２．２）の配置のために、本質的に同じレベルに方向調整された取付面（４．１，４．２）を有する担体（４）、
該担体（４）上に配置された、第一画像センサー（２．１）用の光学システム（６．１）を備えた第一レンズハウジング（５．１）、
該担体（４）上に配置された、第二画像センサー（２．２）用の光学システム（６．２）を備えた第二レンズハウジング（５．２）、並びに、
第一、並びに、第二画像センサーを電気的に接続するための配線基板レイアウト（７）を包含するステレオ・カメラ・モジュールであって、
第一、並びに、第二画像センサーがそれぞれ、ワイヤーボンド接続（３．１，３．２）を備えた画像センサーチップ（２．１，２．２）として構成されており、
該配線基板レイアウト（７）が、第一、並びに、第二画像センサーチップ（２．１，２．２）のワイヤーボンド接続（３．１，３．２）を接続するためのワイヤーボンド面（８）を有していることを特徴とするステレオ・カメラ・モジュール（１）。
【請求項２】
担体（４）が、プレート状に構成され、好ましくは、金属製であり、該担体（４）の第一表面側（４．３）に取付面（４．１，４．２）が、設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステレオ・カメラ・モジュール（１）。
【請求項３】
該第一表面側（４．３）の反対側の第二表面側（４．４）に、配線基板レイアウト（７）が、配置されていることを特徴とする請求項２に記載のステレオ・カメラ・モジュール（１）。
【請求項４】
該配線基板レイアウト（７）が、第一画像センサーチップ（２．１）の接続用の第一配線基板（７．１）と、第二画像センサーチップ（２．２）の接続用の第二配線基板（７．２）の二つの部品から構成されていることを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載のステレオ・カメラ・モジュール（１）。
【請求項５】
該配線基板レイアウト（７）が、第一画像センサーチップ（２．１）と第二画像センサーチップ（２．２）の接続用の一体型の配線基板として構成されていることを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載のステレオ・カメラ・モジュール（１）。
【請求項６】
第一、並びに、第二レンズハウジング（５．１，５．２）がそれぞれ、接着接続（９．１，９．２）によって担体（４）とつながれていることを特徴とする請求項１から５のうち何れか一項に記載のステレオ・カメラ・モジュール（１）。
【請求項７】
該担体（４）が、取付面（４．１，４．２）の領域に、双方の画像センサーチップ（２．１，２．２）のワイヤーボンド接続（３．１，３．２）を配線基板レイアウト（７）へと貫通させるための貫通部（１０．１，１０．２）を有していることを特徴とする請求項１から６のうち何れか一項に記載のステレオ・カメラ・モジュール（１）。
【請求項８】
少なくとも以下の工程を包含することを特徴とする請求項１から７のうち何れか一項に記載のステレオ・カメラ・モジュール（１）の製造方法：
第一と第二画像センサーチップ（２．１，２．２）の担体（４）上への設置と、横方向のずれを最小限に抑えつつ平行とする方向調整、
固定手段（１１）を用いる方向調整済み画像センサーチップ（２．１，２．２）の固定、  
ワイヤーボンド接続（３．１，３．２）と配線基板レイアウト（７）のワイヤーボンド面（８，８．１）との接続、      
第一、並びに、第二レンズハウジング（５．１，５  ２）への第一、並びに、第二画像センサーチップ（２．１，２．２）用の光学システム（６．１，６．２）の取付、
第一、並びに、第二レンズハウジング（５．１，５．２）と担体（４）との物理的な、或いは、形状的な接続。
【請求項９】
画像センサーチップ（２．１，２．２）の位置決めのために、担体の外エッジ、或いは、担体の貫通部が用いられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
画像センサーチップ（２．１，２．２）の位置決めのために、担体（４）のストッパーエッジが用いられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載のステレオ・カメラ・モジュール、並びに、本発明によるステレオ・カメラ・モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなステレオ・カメラ・モジュールは、車両において、画像データを多様な機能、例えば、レーン認識、交通標識認識、ハイビーム・アシスタント、衝突警告、歩行者認識などにおいて用いることができるように、更には、評価した画像データに基づいて、例えば、ブレーキ回帰制御やエンジン回帰制御など車両制御システムにも作用できるように、車両周辺部を撮影する役割を果たしている。該ステレオ・カメラ・モジュールは、二枚の画像間におけるピクセルのずれを基に周辺の三次元コンストラクションを作成する機能を備えている。
【０００３】
このようなステレオ・カメラ・モジュールにおいて高いクオリティを達成するためには、該ステレオ・カメラ・モジュールの双方のカメラの、特にロール角（光学軸に対するねじれ）に関して、互いの向きを調整することが不可欠である。尚、ステレオ・カメラ・モジュールの双方のカメラ・モジュールの走査線は、互いに対して平行に調整され、横方向にずれていないことが理想的である。
【０００４】
特許文献１からは、ハウジングに収められた画像センサー用の取付面であるレファレンス面を有する該担体から鉛直に立ち上がったそれぞれ一つのフランジがその各末端に形成された長方形の担体を有したステレオ・カメラ・モジュールが既知である。双方の該レファレンス面に対して配置された画像センサーの各々は、該レファレンス面を貫通し、フランジの後ろで担体とつながれている配線基板に接続される。双方の画像センサー用の双方のレファレンス面は、担体上の本質的に同じレベル、或いは、本質的に平行なレベルに形成されている。画像センサーのハウジングには、複数の位置決め用の基準面が設けられているが、該担体は、更に、少なくとも一つの該基準面の向かい側にある位置にある位置決め面を有しており、ハウジングに収められた画像センサーは、それぞれ、ホルダープレートによって、取付面と位置決め面に対して押し付けられ、接着により該取付面に接続されている。尚、この既知のステレオ・カメラ・モジュールの該担体は、ハウジングに収められた画像センサーの取付面上での位置決め用の基準としての役割を有しかつビデオカメラから認識可能なマーク、或いは、ストラクチャーも包含することができる。
【０００５】
この既知のステレオ・カメラ・モジュールでは、担体とハウジングに収められた画像センサー間のロール角調整は達成されているが、ハウジングに収められた画像センサー内の、即ち、画像センサーチップと画像センサーハウジング間のロール角公差は、残っている。この公差は、画像センサーハウジングの表面に、それが帰属する担体の位置決め面に対して調整された基準面があったとしても解消することはできない。通常、ハウジングに収められた画像センサー内の公差は、ステレオ・カメラ・モジュールの容認される総公差を超えている。更に、この既知のステレオ・カメラ・モジュールでは、双方の画像センサーのそれぞれが、担体の位置決め面に対して個別に方向調整されると言うことも欠点である。それは、双方の画像センサーに帰属する位置決め面の公差が、その方向調整に関して、僅かであることが前提とされなければならないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１  ８１６  ５１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来の技術を出発点とした本発明の課題は、冒頭に記した如き、但し、従来の技術と比較して改善されたロール角調整が達成されつつ、設計上簡素な構成を有するステレオ・カメラ・モジュールを提供することである。更には、本発明に係るようなカメラ・モジュールの製造方法を開示することでもある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の課題は、特許請求項１記載の特徴を持つステレオ・カメラ・モジュールによって解決される。
【０００９】
第一、並びに、第二画像センサー、
本質的に同じレベルに方向調整された取付面であって、該取付面上での第一、並びに、第二画像センサーの配置のための取付面を有する担体、該担体上に配置された第一画像センサー用の光学システムを備えた第一レンズハウジング、該担体上に配置された第二画像センサー用の光学システムを備えた第二レンズハウジング、並びに、第一、並びに、第二画像センサーを電気的に接続するための配線基板レイアウトを包含するステレオ・カメラ・モジュールは、本発明においては、第一、並びに、第二画像センサーがそれぞれ、ワイヤーボンド接続を備えた画像センサーチップとして構成されており、該配線基板レイアウトが、第一、並びに、第二画像センサーチップのワイヤーボンド接続を接続するためのワイヤーボンド面を有していることを特徴としている。
【００１０】
ハウジングに収められた画像センサーの代わりに、画像センサーチップのみが使用されることにより、双方の画像センサーチップ間の公差チェーン（一連の公差の合計）は、有意に短縮する。該公差チェーンには、画像センサーチップと担体間のロール角公差が二回含まれているに過ぎない。よって、特許文献１に係る従来の技術において設けられているような物理的なレファレンス面は、必要ない。双方の画像センサーチップは、担体の特徴に対して相対的に、能動的に位置決めされる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、該担体は、プレート状、好ましくは、金属製であるが、担体の第一表面側に取付面が、設けられている。これにより、本発明に係るステレオ・カメラ・モジュールの設計的に簡素な構成が達成できる。また、簡素さと言う観点からは、該第一表面側の反対側の第二表面側には、配線基板レイアウトが、配置されていることが好ましい。金属プレートを担体として用いることにより、画像センサーチップの良好な熱伝導性が実現できる。更に、金属製のレンズハウジングが用いられ、該レンズハウジングの金属製担体との接続が、接着によって実施される場合、類似するマテリアルの接続であるため接着剤の選択も容易である。そして、画像センサーチップと帰属するレンズハウジング間の公差チェーンは、これにより最小化されている。
【００１２】
本発明の更なる好ましい実施形態では、該配線基板レイアウトは、第一画像センサーチップの接続用の第一配線基板と、第二画像センサーチップの接続用の第二配線基板の二つの部品から構成されている。このような配線基板が、フレキシブルに構成されている場合、担体は、ステレオ・カメラ・モジュールのメイン基板と容易に接続されることができる。
【００１３】
本発明の代案的な実施形態では、該配線基板レイアウトは、第一画像センサーチップと第二画像センサーチップの接続用の一体型の配線基板として構成されている。このような一体型の配線基板もフレキシブルに構成でき、このようにすることで、メイン配線基板への接続を一つの接続手段のみに削減できる。双方の画像センサーチップに共通の配線基板を使用する場合、面積が大きいため、シグナル処理用の部品もこの配線基板上に配置でき、このようにすることで、メイン配線基板を小型化し、結果として、本発明に係るステレオ・カメラ・モジュール全体の大きさも小型化できる。
【００１４】
本発明の更なる好ましい実施形態によれば、第一、並びに、第二レンズハウジングはそれぞれ、接着接続によって担体とつながれている。これにより双方のレンズハウジングのそれぞれの光学システムを、帰属する画像センサーチップに対して方向調整でき、それにより、全体としてロール角公差に関して最小限の公差を有するステレオ・カメラ・モジュールを提供することができる。
【００１５】
更に、発展した形態では、該担体には、取付面の領域に、双方の画像センサーチップのワイヤーボンド接続を配線基板レイアウトへと貫通させるための貫通部が設けられている。
【００１６】
第二の課題は、特許請求項８記載の特徴を持つ方法によって達成される。
【００１７】
このステレオ・カメラ・モジュールの製造方法は、少なくとも以下の工程を特徴としている：
−  第一と第二画像センサーチップの担体上への設置と、横方向のずれを最小限に抑えつつ平行とする方向調整、   
−  固定手段を用いる方向調整済み画像センサーチップの固定、     
−  ワイヤーボンド接続と、配線基板レイアウトのワイヤーボンド面との接続、     
−  第一、並びに、第二レンズハウジングへの第一、並びに、第二画像センサーチップ用の光学システムの取付、   
−  第一、並びに、第二レンズハウジングと担体との物理的な、或いは、形状的な接続。
【００１８】
本発明に係るステレオ・カメラ・モジュールの製造装置では、特許文献１に係る従来の技術に相当する物理的なレファレンス面は、必要ではない。というよりもむしろ、ハウジングを有さない画像センサーチップが、担体上において、担体の特徴に対して、能動的に位置決めされる。
【００１９】
尚、この能動的な画像センサーチップの位置決めのためには、担体の外エッジ、或いは、担体の貫通部が用いられることが好ましい。
【００２０】
画像センサーチップの位置決めに、担体のストッパーエッジを用いることも好ましい。
【００２１】
以下本発明を、添付図を参照しながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施例としての本発明に係るステレオ・カメラ・モジュールの遠近法による立体分解図である。
【図２】図１に係るステレオ・カメラ・モジュールの双方のカメラ・モジュールの遠近法による立体分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に係る車両アシスタント・システム用のステレオ・カメラ・モジュール１は、その上に、所謂「ベア・ダイ」（ｂａｒｅ  ｄｉｅ）として第一画像センサーチップ２．１と第二画像センサーチップ２．２を、そして、第一と第二画像センサーチップ２．１と２．２にそれぞれ帰属するレンズハウジング５．１と５．２が配置されている担体４を包含しているが、該双方のレンズハウジング５．１と５．２は、光学システム６．１と６．２をそれぞれ有している。
【００２４】
該担体４は、ｘ方向に延びる長方形の金属製であり、その長手方向（ｘ方向）に延びるエッジが、Ｚ字状の断面となるように曲げられた担体プレートとして構成されている。該担体４上では、その末端側に、ステレオ・カメラ・モジュール１の、画像センサーチップ２．１とそれに帰属するレンズハウジング５．１、並びに、画像センサーチップ２．２とそれに帰属するレンズハウジング５．２から構成されているカメラ・モジュール１．１と１．２がそれぞれ配置されている。
【００２５】
該第一画像センサーチップ２．１は、接着接続（図２では、符号１１で示されている）により、担体プレート４の取付面４．１に、第二取付面２．２は、更なる接着接続により、担体プレート４の更なる取付面４．２に配置されているが、該取付面４．１並びに４．２は、担体プレート４の表側の第一表面側４．３に存在している。担体プレート４が、金属製であるため、そして、チップ（「ベアダイ」?ｂａｒｅ  ｄｉｅ“）が、担体プレート４の金属製表面に直接設置されているため、双方の画像センサーチップ２．１と２．２の担体プレート４との良好な熱伝導性が達成されている。
【００２６】
第二表面４．４、即ち、担体プレート４の裏側上には、該担体プレート４と接続された、双方の画像センサーチップ２．１と２．２の電気的接続用のワイヤーボンド面８を有する配線基板レイアウト７が、設けられている。
【００２７】
第一、或いは、第二画像センサーチップ２．１、或いは、２．２のワイヤーボンド接続３．１、或いは、３．２は、取付面４．１と４．２の領域に配置されている貫通部１０．１、或いは、１０．２を通して、担体プレート４の裏側４．４、配線基板レイアウト７上へと導かれ、該配線基板レイアウト７のワイヤーボンド面８と接続されている。
【００２８】
図１によれば、該配線基板レイアウト７は、二つの独立した、担体プレート４の取付面４．１と４．２の領域にある貫通部１０．１と１０．２を貫通して導かれる画像センサーチップ２．１と２．２のワイヤーボンド接続３．１と３．２を接続するためのワイヤーボンド面８．１と８．２をそれぞれ有するフレキシブルな配線基板７．１と７．２から、カメラ・モジュール１．１の画像センサーチップ２．１の断面図である図２に示されている如く、接着接続１１を介して担体プレート４と接続されることで、構成されている。双方のフレキシブルな配線基板７．１と７．２は、付加的に、挿入圧力ゼロ・コネクターによる接続用の接続ゾーンを有していてもよい。
【００２９】
フレキシブルな配線基板７．１と７．２の代わりに、ＦＲ４マテリアル製のリジッドな、接続ゾーンを包含するフレキシブルな領域を有する配線基板を用いることもできる。配線基板７．１と７．２のフレキシブルな領域の代案としては、差込式接続手段を用いることもできる。
【００３０】
配線基板レイアウト７が、フレキシブルな配線基板（図には示されていない）一枚のみから、或いは、代案として、ＦＲ４マテリアル製のリジッドな配線基板一枚のみから構成されている場合は、ステレオ・カメラ・モジュール１のメイン配線基板への接続一本のみしか必要ではない。このような双方の画像センサーチップ２．１と２．２に共通な配線基板の使用の場合、面積が大きいため、シグナル処理用のコンポーネントもこの共通の配線基板に配置することができ、メイン配線基板上に配置する必要が無くなり、メイン配線基板を小型化することが可能である。また、通常、担体プレート４と双方の画像センサーチップ２．１と２．２用の共通の配線基板と共にメイン配線基板は、共通のカメラ・ハウジング内に設置されているため、本発明に係るステレオ・カメラ・モジュール１を備えたステレオ・カメラの総寸法も小型化することが可能である。
【００３１】
また、該双方の画像センサーチップ２．１と２．２用のフレキシブルな共通配線基板は、付加的に、挿入圧力ゼロ・コネクターによる接続用の接続ゾーンを有していてもよい。代案的に、双方の画像センサーチップ２．１と２．２用のＦＲ４マテリアル製のリジッドな配線基板を使用する場合は、接続ゾーンを有するフレキシブルな領域を有していてもよい、或いは、フレキシブルな領域の代わりに、差込式接続手段を用いてもよい。
【００３２】
第一画像センサーチップ２．１のレンズハウジング５．１と第二画像センサーチップ２．２のレンズハウジング５．２は、接着接続９．１、或いは、９．２によって、担体プレート４の第一表面４．３とつながれているが、その際先ず、担体プレート４上にレンズハウジング５．１、或いは、５．２を固定するための接着剤の固化が起こる前に、焦点合わせが実施される。これにより、画像センサーチップ２．１と２．２間の公差チェーンは、最小限に抑えられ、双方の画像センサーチップ２．１と２．２それぞれの担体プレート４に対するロール角公差は、僅かとなる。双方のレンズハウジング５．１，５．２が、金属製である場合、接着接続１１による接着は、類似するマテリアル間で実施されるため、接着剤の選択が容易である。
【００３３】
図１と２に係るステレオ・カメラ・モジュール１の製造のために、以下の工程が実施される：
担体４上に先ず画像センサーチップ２．１と２．２が設置され、互いに平行に、横方向のずれが最小限となるよう調整される。即ち、担体４の特徴に対して双方の画像センサーチップ２．１と２．２の能動的な位置決めが実施される。
【００３４】
よって、双方の画像センサーチップ２．１と２．２のロール角調整は、チップ（ダイ）の位置決め用に適した作業手段によって確実なものとすることができる。この際、担体プレート４は、該作業手段の取付部に固定され、これが、双方の画像センサーチップ２．１と２．２が、同一のロール角に調整された状態で接着されることを確実なものとしている。必要に応じて、該作業手段の担体プレート４用の取付部は、担体プレートを長手方向にしか動かせないように設計されていてもよい。これにより、双方の画像センサーチップ２．１と２．２を取付ける場所は、相対的に、作業手段に対して常に同じ位置にある、即ち、担体プレート４が、ずれるのみである。
【００３５】
双方の画像センサーチップ２．１と２．２用の固定手段としては、双方の画像センサーチップ２．１と２．２の取付け、及び、位置決め後に固化される接着剤が用いられる。
【００３６】
続いて、双方の画像センサーチップ２．１と２．２のワイヤーボンド接続３．１と３．２の共通の配線基板７のワイヤーボンド面８、或いは、双方の配線基板７．１と７．２のワイヤーボンド面８．１と８．２との接続が実施される。
【００３７】
第一と第二画像センサーチップ２．１と２．２用のそれぞれ一つのレンズシステム６．１と６．２を備え組み立て済みであるレンズハウジング５．１と５．２は、接着剤により図２に示す如く担体プレート４と接続され、固定され、焦点を合わせた後、担体プレート４との接着接続９．１と９．２を得るために固化される。
【００３８】
このように製造されたステレオ・カメラ・モジュール１の有する、双方の画像センサーチップ２．１と２．２間の公差チェーンは、担体プレート４に対する、例えば、該プレートのエッジに対する、画像センサーチップ２．１の、並びに、画像センサーチップ２．２の双方のロール角公差のみを包含する短いものである。
【００３９】
画像センサーチップ２．１と２．２を担体プレート上において位置決めする目的で、代案的には、担体プレート４上にそれぞれに対するストッパーエッジを設けることもできる。同様に、双方の画像センサーチップ２．１と２．２用にそれぞれ、該双方の画像センサーチップ２．１と２．２を上記の如きストッパーエッジに押し付けるスプリング的なエレメントを担体プレート４内に設けることも可能である。
【００４０】
このような担体プレート４内に内蔵されたストッパーエッジの代わりに、双方の画像センサーチップ３．１と２．２の担体プレート４のその基準特徴に対する相対的な機械的な位置決めを実施できる基準特徴を有する補助手段を用いることも可能である。このような補助手段も、該双方の画像センサーチップ２．１と２．２、並びに、担体プレート４を補助手段の該基準特徴に押し付けるスプリング的なエレメントを有していることができる。
【００４１】
更には、例えば、光学的測定や対応するマイクロ位置決め手段などを応用した他の位置決め方法を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１      ステレオ・カメラ・モジュール
１．１  ステレオ・カメラ・モジュール１のカメラ・モジュール
１．２  ステレオ・カメラ・モジュール１のカメラ・モジュール
２．１  第一画像センサーチップ
２．２  第二画像センサーチップ
３．１  第一画像センサーチップ２．１のワイヤーボンド接続
３．２  第二画像センサーチップ２．２のワイヤーボンド接続
４      担体
４．１  第一画像センサーチップ２．１の取付面
４．２  第二画像センサーチップ２．２の取付面
４．３  担体４の第一表面側、表側
４．４  担体４の第二表面側、裏側
５．１  第一画像センサーチップ２．１のレンズハウジング
５．２  第二画像センサーチップ２．２のレンズハウジング
６．１  レンズハウジング５．１の光学システム
６．２  レンズハウジング５．２の光学システム
７      配線基板レイアウト
７．１  第一画像センサーチップ２．１の配線基板
７．２  第二画像センサーチップ２．２の配線基板
８      配線基板レイアウト７のワイヤーボンド面
８．１  配線基板７．１のワイヤーボンド面
８．２  配線基板７．２のワイヤーボンド面
９．１  接着接続
９．２  接着接続
１０．１  ワイヤーボンド接続３．１用の貫通部
１０．２  ワイヤーボンド接続３．２用の貫通部
１１    画像センサーチップ２．１と２．２の接着接続
【図１】
2016522596.tif 000003
【図２】
2016522596.tif 000004
【国際調査報告】
2016522596.tif 000005
2016522596.tif 000006
2016522596.tif 000007
2016522596.tif 000008