JP2018138989A - センサ基板を整列させるためのアライメント部材および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントのためのアライメント部材、このようなアライメント部材を備えるカメラ構造、およびセンサ基板を光学ユニットに対して整列させるための方法を提供する。
【解決手段】光学ユニット１１とセンサ基板１２との間にアライメント部材１０が介装される。アライメント部材１０は、センサ基板１２を支持するように配置されたセクション１５を有する。セクション１５は、熱可塑性材料によって形成されるとともに、内部に発熱体を有し、光学ユニット１１に対するセンサ基板１２のアライメント時に、発熱体を発熱させることにより、セクション１５の熱可塑性材料がガラス転移温度である温度に加熱されて変形が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントのためのアライメント部材、およびこのようなアライメント部材を備えるカメラ構造に関する。本発明は、さらに、センサ基板を光学ユニットに対して整列させるための方法に関する。

カメラ、例えば監視カメラは、屋内および屋外の両方の多くの異なるアプリケーションに使用されている。カメラに関連する技術分野は、継続的に発展および進歩しており、例えばより高い画像解像度、改良された光学および新しい機能性をもたらしている。

より高い画像解像度は、ピクセルの数が多い大きい画像センサによって得られる。しかしながらこのような画像センサを有するカメラは、画像センサと、監視されるシーンを表す光を画像センサに提供する光学ユニットとの間のミスアライメントに対してより敏感でもある。すなわち光学ユニットとセンサ基板の間のミスアライメントをもたらす画像センサ中のより強いピクセル強度は、結果として得られる画像品質に対するより大きい影響力を有している。したがって光学ユニットと画像センサの間の正確なアライメントを保証することがますます重要になっている。

今日のカメラ製造のために広く使用されているアライメント技法は、アクティブアライメントである。ここでは、画像センサを備えたセンサ基板および光学ユニットが、結果として得られる画像の品質特性（焦点および画像センサ上の光軸のセンタリングなど）を最適化するために、アライメント中にキャプチャされる画像に基づいて、互いに対する関係で調整される。多くのアクティブアライメント技法では、ＵＶ硬化接着剤を使用して画像センサが光学ユニットに固定される。ＵＶ硬化接着剤は、画像センサと光学ユニットの間に塗布される。次に、アライメント、すなわち画像センサおよび光学ユニットの互いに対する位置決めが実施される。最後に、アライメントが満足すべきであると見なされると、接着剤がＵＶ光に露出され、それにより接着剤が固化して、画像センサおよび光学ユニットの互いに対する位置を固定する。しかしながらＵＶ硬化接着剤の使用には、接着剤を貯蔵することの必要性、プロセスを複雑にする接着剤塗布の必要性、ガス放出、および接着剤の硬化が永久的であるため後戻りできないことを始めとする、多くの欠点がある。また、ＵＶ光の照射には、適切な硬化を保証するために、例えばＵＶ光の波長、強度出力、硬化時間、硬化深さ、等々に関する特殊な知識を必要とすることがある。さらに、ＵＶ硬化接着剤を使用するアクティブアライメントプロセスなどの既知のアクティブアライメントプロセスでは、画像センサと光学ユニットの間の領域にほこりが入って画像を悪化させる原因になることがあり得る。したがってアクティブアライメントプロセスを含む取付けプロセスの少なくとも一部は、清浄な環境、例えばそのプロセスのために適合されたクリーンルーム内で実施しなければならない。

明らかに、カメラ構造における光学ユニットとセンサ基板の間のアライメントに関する強い改善の必要性が存在している。

本発明の一般的な目的は、接着剤または同様の成分を使用する必要性に取って代わることにより、既知のアライメントプロセスを改善することである。本発明の特定の目的は、上で言及した欠点のうちの少なくともいくつかに鑑みてアライメントプロセスを改善するアライメント部材を提供することである。他の目的は、このようなアライメント部材を使用したアライメントのための方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、再アライメントを可能にするアライメント部材を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントのためのアライメント部材が提供される。アライメント部材は、センサ基板を光学ユニットに結合するように配置される。アライメント部材は、熱可塑性材料によって形成され、かつ、センサ基板を支持するように配置されたセクションと、アライメント部材を介して互いに結合されたときに光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントを可能にするために、起動されると、熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度にセクションが少なくとも部分的に加熱されるよう、熱をセクションに伝達するように配置される発熱体とを備える。

熱可塑性材料は、本出願の文脈においては、特定の温度を超えると曲げやすくなるか、または成形しやすくなり、また、冷却すると固化する塑性材料（ポリマー）を意味している。熱可塑性材料は、ガラス転移温度および常にガラス転移温度より高い融解温度に関係している。熱可塑性材料が少なくともガラス転移温度であり、かつ、融解温度未満の温度に加熱されると、熱可塑性材料はガラス状の状態になる。ガラス状の状態では、熱可塑性材料は、熱可塑性材料が融解することなく変形可能になる粘着性の状態またはゴム状の状態と呼ぶことができる状態になる。ガラス転移温度は軟化温度と呼ぶことも可能である。

セクションが少なくとも部分的に少なくともガラス転移温度である温度に加熱されることにより、セクション中の熱可塑性材料が軟化され、センサ基板の位置および／または光学ユニットの位置を調整することによってセンサ基板と光学ユニットの間の相対位置を調整することができるよう、ガラス状の状態になる。言い換えると、センサ基板および光学ユニットのうちの少なくとも一方を、もう一方に対する、また、カメラ構造の光軸に鑑みた線形運動または傾斜運動によって移動させることができる。したがって光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントが可能になる。発熱体の起動が解除されると、それにより熱はもはや発熱体からセクションへ伝達されず、セクションをガラス転移温度未満の温度に冷却することができ、したがってその熱可塑性材料が固化する。それによりセンサ基板と光学ユニットの間の相対位置が再度固定され、調整することはできない。

本発明によるアライメント部材が有する利点の１つは、本発明によるアライメント部材が再アライメントの可能性を提供することである。セクション中に熱可塑性材料を使用することにより、セクションをガラス転移温度を超える温度に繰り返し加熱することができ、また、その温度未満に繰り返し冷却することができる。したがってアライメント部材の発熱体を起動し、かつ、起動を解除することにより、光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントを複数回にわたって実施することができる。これは、例えば接着剤を使用した、一度接着剤が硬化すると、硬化を逆転させることができない既知の技法に鑑みて有利である。本発明によるアライメント部材を使用することにより、カメラアセンブリを取り付けている間だけでなく、機器が設置される際に、また、使用中にアライメントを実施することができる。したがって例えば現場に特有の条件に鑑みた調整のために、設置現場で再アライメントを実施することができる。

本発明によるアライメント部材が有する別の利点は、センサ基板のアライメントを含むカメラ構造の取付けをより単純な方法で実施することができることである。詳細には、従来技術のカメラ構造は、典型的には、（センサ基板の）画像センサと光学ユニットの間の領域にほこりが入ることを回避するために、光学ユニットおよびセンサ基板の互いに対するアライメントを含む取付けをクリーンルーム内で実施する必要がある。これは、例えばＵＶ接着剤を使用する場合がそうである。その場合、接着剤の塗布、（アクティブ）アライメントプロセス、および光学ユニットおよびセンサ基板の互いに対する位置を固定するための接着剤の硬化などの取付けプロセスステップは、クリーンルーム内で実施する必要がある。

しかしながら本発明による手法は、クリーンルーム内で実施する必要がある取付けプロセスのステップがより少ない点で、より単純な取付けプロセスを可能にすることができる。これは、とりわけ、アライメント部材がセンサ基板に装着される際に、密閉された空間がアライメント部材とセンサ基板の間に提供されるようにアライメント部材が配置される場合である。その場合、センサ基板へのアライメント部材の装着の間はクリーンルーム環境が必要であるが、画像センサは密閉された空間に配置され、したがって密閉された空間によって保護されるため、後続するアライメント手順には清浄な環境は全く不要である。したがって典型的には多くの空間を必要とし、また、外部機器（同じく清浄であることが必要である）を必要とするアライメントプロセスのためにクリーンルームを適合させる必要はない。したがって本発明による概念は、潜在的にそれほど複雑ではなく、かつ、比較的安価な取付けプロセスを可能にする。

本発明によるアライメント部材が有する別の利点は、本発明によるアライメント部材が、光学ユニットに対するセンサ基板のための単純なアライメント／再アライメント手順を可能にすることである。一度取り付けられると、アライメント／再アライメント手順を制御するためのわずかなパラメータしか存在しない。例えば、抵抗発熱体の形態の発熱体を使用する場合は、電流の大きさおよび電流継続期間である。

本発明によるアライメント部材が有するさらに別の利点は、本発明によるアライメント部材が、センサ基板中およびアライメント部材中における、ＵＶ接着剤による装着などの従来技術の技法には使用することができない材料の使用を可能にすることである。液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのいくつかの材料は、ＵＶ接着のためには適していない。しかしながら本発明によるアライメント部材は、アライメント部材とセンサ基板の間の何らかの特定のタイプの装着技法に依存しない。使用することが望ましい装着に適するように材料を選択する代わりに、使用することが望ましい材料に適するように装着を選択することができる。

発熱体は、少なくとも部分的にアライメント部材の中に埋め込むことができる。代替的に、発熱体は、アライメント部材のセクションの外部表面に配置することも可能である。

一実施形態では、セクションはアライメント部材のフランジを形成する。フランジはセンサ基板に当接するように配置することができる。フランジは、光学ユニットからセンサ基板へ光を送るための開口を画定することができる。

アライメント部材は、センサ基板の一部に装着されることにより、センサ基板を支持するように配置することができる。様々な装着技法を使用することができる。装着構造／技法の非制限の例は、接着剤、くぎ、ねじ、スナップ接続、テープ、熱かしめおよびはんだ付けである。

一実施形態では、発熱体は抵抗発熱体を備えている。抵抗発熱体は、導電スレッド、例えばセクションの中に配置される抵抗体ワイヤを備えることができる。抵抗発熱体は、抵抗発熱体を流れる電流を提供することによって起動されるように配置される。抵抗発熱体を使用する利点は、生成され、かつ、セクションに局所的に、すなわちセクションの近傍に伝達される熱がセンサ基板の画像センサに及ぼす熱衝撃を最小化するか、または少なくとも小さくすることである。カメラ構造（センサ基板、アライメント部材および光学ユニットを備える）の部品は熱に敏感であり得る。例えば光学要素は加熱されると劣化することがあり、あるいは加熱に敏感な材料（熱可塑性材料など）でできている部分は、高温に露出されると望ましくない方法で変形することがある。

画像センサは加熱に敏感であるため、とりわけ動作中は、不要な熱への画像センサの露出を回避することが望ましい。

一実施形態では、発熱体は誘導発熱体を備えている。誘導発熱体は、磁界に露出されることによって起動されるように配置される。誘導発熱体を備える利点は、低コスト方法で、外部接続を全く提供する必要なくアライメント部材を形成することができることである。

アライメント部材は複数の発熱体を備えることができる。

アライメント部材全体は熱可塑性材料によって形成することができる。このような実施形態は製造プロセスを容易にすることができる。

熱可塑性材料は、非晶質ポリマーまたは液晶ポリマー（ＬＣＰ）であってもよい。ＬＣＰを使用する利点は、それがアプリケーションに適した低熱膨張を有していることである。上で言及したように、ＬＣＰは、本発明によるアライメント部材中の熱可塑性材料として使用することができる材料であるが、ＵＶ接着などの従来技術の技法に使用するためには適していない。

熱可塑性材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンおよびポリカーボネート（ＰＣ）のグループから選択することができる。ＰＣは、加熱されると比較的低膨張を有するため、有利な材料である。

一実施形態では、アライメント部材はプレート形であり、光学ユニットとセンサ基板の間に位置するように配置される。このような構成は、結果として得られるコンパクトな構成に寄与することができる。

本発明の第２の態様によればカメラ構造が提供される。カメラ構造は、光学ユニットと、センサ基板と、アライメント部材とを備える。センサ基板は、アライメント部材を介して光学ユニットに結合される。アライメント部材は、熱可塑性材料によって形成され、かつ、センサ基板を支持するように配置されたセクションと、光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントを可能にするために、起動されると、熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度にセクションが少なくとも部分的に加熱されるよう、熱をセクションに伝達するように配置される発熱体とを備える。

上で開示した実施形態および利点は、第２の態様にも適用することができる。不適当な反復を回避するために、上記が参照される。

本発明の第３の態様によれば、アライメント部材を介して光学ユニットに結合されるセンサ基板を整列させるための方法が提供され、アライメント部材は、熱可塑性材料によって形成され、かつ、センサ基板を支持するように配置されたセクションを備える。方法は、熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度にセクションの少なくとも一部を加熱するために熱がセクションに伝達されるよう、アライメント部材に含まれる発熱体を起動することと、センサ基板を光学ユニットに対して整列させることと、セクションをガラス転移温度未満の温度に冷却させるために発熱体の起動を解除することとを含む。

発熱体を起動する動作は、抵抗発熱体を流れる電流を提供すること、または誘導発熱体に磁界を印加することを含むことができる。

方法は、セクションを冷却することをさらに含むことができる。この文脈における冷却は、セクションのアクティブ冷却を意味している。アクティブ冷却は、アライメント部材のセクションがより速やかに固化するよう、冷却プロセスを加速することができる。

発熱体は、熱可塑性材料のガラス転移温度と融解温度の間の温度にセクションの少なくとも一部を加熱するために熱がセクションに伝達されるように起動することができる。このような構成を提供することにより、光学ユニットに対する関係におけるセンサ基板の調整のためのセクション中の熱可塑性材料の最適軟化が提供される。

一般的には、特許請求の範囲に使用されているすべての用語は、本明細書においてそうではないことが明確に定義されていない限り、その技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。「ａ／ａｎ／ｔｈｅ［要素、デバイス、構成要素、手段、ステップ、等々］」に対するすべての参照は、そうではないことが明確に言及されていない限り、前記要素、デバイス、構成要素、手段、ステップ、等々のうちの少なくとも１つの実例を意味するものとして率直に解釈されるべきである。本明細書において開示される任意の方法のステップは、明確に言及されていない限り、開示されている厳密な順序で実施する必要はない。

以下、本発明の上で開示した態様および他の態様について、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照してより詳細に説明する。

カメラ構造の一実施形態を示す図である。 画像センサに装着されるアライメント部材を示す図である。 アライメント部材の異なる実施形態を示す図である。 アライメント部材の異なる実施形態を示す図である。 アライメント部材の異なる実施形態を示す図である。 カメラ構造の別の実施形態を示す図である。 センサ基板を整列させるための方法を示す図である。

図は、明確にするために必ずしもスケール通りではないことに留意されたい。

以下、本発明について、本発明の現在好ましい実施形態が示されている添付の図面を参照してより完全に説明する。しかしながら本発明は多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書において説明されている実施形態に限定されるものとして解釈してはならない。

図１は、光学ユニット１１およびセンサ基板１２を備えたカメラ構造１の概観を提供したものである。カメラ構造１はアライメント部材１０をさらに備えている。アライメント部材１０は、この実施形態では光学ユニット１１とセンサ基板１２の間に配置されており、コンパクトな構造に寄与している。

アライメント部材１０は、ねじ１６を介して光学ユニット１１に装着される。アライメント部材１０および光学ユニット１１は、それらの相対位置が固定されるように互いに装着される。アライメント部材１０と光学ユニット１１の間の代替装着構成も可能であり、当業者には、本明細書におけるさらなる詳細を必要とすることなく利用が可能である。個別の部材であるアライメント部材１０に対する代替として、アライメント部材１０は、光学ユニット１１の一体部品を形成することも可能である。

アライメント部材１０は、この実施形態では、ベースセクション１７およびアライメントセクション１８の２つの部品によって形成されている。アライメント部材１０を製造している間、アライメントセクション１８およびベースセクション１７は、共通の部品を形成するように互いに装着される。代替的には、ベースセクション１７およびアライメントセクション１８を一体で形成することも可能である。ベースセクション１７およびアライメントセクション１８は、異なる材料によって形成することも、あるいは同じタイプの材料によって形成することも可能である。詳細には、ベースセクション１７およびアライメントセクション１８は、いずれも、両方のセクションに対して同じであってもよい熱可塑性材料によって形成することができる。このような実施形態は、アライメント部材１０の製造プロセスを容易にすることができる。

アライメント部材１０は、全体的にプレート形の形態を有している。開口１４はアライメントセクション１８の中に提供されている。アライメントセクション１８は、開口１４を画定するフランジ１５を備えている。アライメントセクション１８はセンサ基板１２を支持するように配置される。詳細には、アライメントセクション１８のフランジ１５は、支持機能を提供するために、センサ基板１２に当接するように配置され、かつ、センサ基板１２に装着するか、またはセンサ基板１２に装着される。アライメント部材１０が、光学ユニット１１に対して所定の位置に固定され、また、センサ基板１２を支持するように配置されることにより、アライメント部材１０は、センサ基板１２を光学ユニット１１に結合する。上ではアライメントセクション１８として例示されている、センサ基板１２を支持するように配置されるアライメント部材１０のセクションは、本明細書において説明されている実施形態におけるセクションとは別様に構築することができることは認識されよう。このような修正形態は、当業者には、本明細書においてさらなる詳細を提供する必要なく達成することが可能である。その上、アライメント部材１０は、アプリケーションに応じて異なる構造を有することができる。

アライメント部材１０とセンサ基板１２の間の支持接続は、図２により詳細に図解されている。ここでは、センサ基板１２の画像センサ２１を見ることができる。アライメントセクション１８のフランジ１５は、フランジ１５とセンサ基板１２の間の支持接続を提供するためにセンサ基板１２に接着される。当業者は、アライメント部材１０とセンサ基板１２の間の他の構成の支持接続を達成することができる。例えばアライメント部材１０は、センサ基板１２の回路部材２２に直接装着することができる。アライメント部材１０とセンサ基板１２の間の装着は、例えば接着剤、くぎ、ねじ、スナップ接続、テープ、熱かしめまたははんだ付けを使用することによって達成することができる（例えば熱可塑性材料としてＬＣＰまたはＰＣを使用している場合）。スナップ接続は、例えばセンサ基板１２の上に配置された１つまたは複数の対応するスナップソケットに篏合するように適合される１つまたは複数のスナップ要素をアライメント部材１０の上に配置することによって達成することができる。

図１および２から分かるように、アライメント部材１０は、開口１４が光学ユニット１１の光開口１３と一致して位置決めされるように配置される。したがって光開口１３を通って送られる、光学ユニット１１によってキャプチャされた画像を表す光は、アライメント部材１０の開口１４を通って移動してセンサ基板１２の画像センサ２１に到達することができる。光はカメラ構造１の光軸に沿って送られる。

より詳細に説明するために、以下、アライメント部材１０の構造の実施形態について、図３、４ａおよび４ｂをさらに参照して説明する。これらの実施形態におけるアライメント部材１０の共通点は、センサ基板を支持するように配置されるセクションを個々のアライメント部材１０が備えることである。セクションは熱可塑性材料から構築される。個々のアライメント部材１０は、熱をセクションに伝達するように配置される少なくとも１つの発熱体をさらに備えている。詳細には、発熱体は、発熱体が起動されると熱を伝達するように配置される。発熱体を有するアライメント部材１０は、加熱されるセクションが少なくとも部分的に熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度に加熱されるように配置される。それにより、センサ基板１２の位置および／または光学ユニット１１の位置を調整することによってセンサ基板１２と光学ユニット１１の間の相対位置を調整することができるよう、セクション中の熱可塑性材料が軟化される。言い換えると、センサ基板１２および光学ユニット１１のうちの少なくとも一方を、もう一方に対する、また、カメラ構造１の光軸に鑑みた線形運動または傾斜運動によって移動させることができる。したがってセンサ基板１２の位置を光学ユニット１１の位置に対して整列させることができる。

発熱体の起動が解除されると、それにより熱はもはやセクションへ伝達されず、セクションをガラス転移温度未満の温度に冷却することができ、熱可塑性材料が固化する。それによりセンサ基板１２と光学ユニット１１の間の相対位置が再度固定され、調整することはできない。

熱可塑性材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリカーボネート（ＰＣ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）のグループから選択することができる。ＰＣは、加熱されると比較的低膨張を有するため、有利な材料である。ＬＣＰは、特定の等級のポリマーのよく知られている総称である。

図３から始めると、アライメント部材１０の第１の実施形態が図解されている。アライメント部材１０は、上で説明したベースセクション１７およびアライメントセクション１８を備えている。アライメント部材１０は、アライメント部材１０の中に埋め込まれる導電発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃの形態の抵抗発熱体を備えている。詳細には、発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、上で参照されているアライメント部材１０のセクションを表すアライメントセクション１８の中に配置されている。発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃすなわち発熱フィラメントは、同じくアライメントセクション１８の中に埋め込むことができる導電接続ケーブル３１に接続されている。接続ケーブル３１は、閉回路が提供されるよう、発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃの各々への導電接続、および発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃの各々からの導電接続を提供するように配置されている。接続ケーブル３１は、外部電源に接続するように配置されている。

発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび接続ケーブル３１は、１回または複数回、図解されている実施形態では３回、開口１４の周りを走るように配置される単一のスレッドによって形成することができることは認識されよう。発熱体の配置の他の変形形態も可能であり、当業者には、本明細書においてさらなる詳細が提供されなくても認識される。

発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃの形態の発熱体および接続ケーブル３１を備えた発熱構造は、発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃの各々を介して電流を提供することができるように構成されている。発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、起動されると、すなわち発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃを介して電流が提供されると熱を生成するように配置されている。発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃの非制限の例は、例えばカンタル、鉄マンガン重石（タングステン）または炭素を備えた抵抗発熱ワイヤである。抵抗発熱ワイヤは、電流から熱を発生するように配置される抵抗ワイヤ（抵抗体ワイヤとしても知られている）を意味している。抵抗発熱ワイヤは、広範囲にわたる異なるタイプのワイヤをカバーしており、これらはすべて当業者によく知られている。熱を発生する他のタイプの発熱体を使用することができることは認識されよう。

熱は、セクションすなわちアライメントセクション１８中の周囲の材料の少なくとも一部に送られ、その中で広がる。それによりセクション中の温度が上昇する。発熱特性は、上で開示したセンサ基板１２のアライメントの効果を光学ユニット１１に対する関係で達成するために、セクションの熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度にセクションが少なくとも部分的に加熱されるよう、例えば発熱スレッド、電流のレベルおよび／または起動時間（すなわち発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃを介して電流が提供される時間の長さ）の選択によって構成することができる。この実施形態のための一例として３つの抵抗発熱体が使用されているが、１つの抵抗発熱体のみを使用することによって所望の効果を達成することができる。

導電発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび接続ケーブル３１は、アライメントセクション１８をモールドし、発熱スレッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび接続ケーブル３１をその中に配置することによってアライメント部材１０の中に配置することができ、また、その後にオーバモールドによってベースセクション１７を追加することができる。アライメント部材１０は、当然、他の製造プロセスおよび／または技法によって製造することができる。

アライメント部材１０の第２の実施形態は図４ａに図解されている。ここでは誘導発熱体は、埋設金属ファイリング４０の形態で提供されている。金属は例えば鉄であってもよい。金属ファイリング４０は、フランジ１５とアライメント部材１８のバックプレートが出会うアライメントセクション１８のセクションの中に提供されている。金属ファイリング４０が提供されているセクションは、少なくとも部分的に加熱されるセクションを形成している。誘導発熱体、すなわちこの実施形態では金属ファイリング４０は、磁界に露出されることによって起動される。磁界は、外部に提供される、電磁石および電子発振器を備えた電磁インダクタを使用することによって印加することができる。この実施形態では金属ファイリング４０である誘導発熱体に交番磁界が印加され、それにより誘導発熱体は、セクションに送り、その中で広がる熱を発生する。誘導発熱体および電磁インダクタを備えた誘導発熱構造は、所望の効果に応じて様々な方法で構成することができる。異なるこのような構成は当業者によって達成することができ、したがってここでは詳細に説明されない。

アライメント部材１０のさらに別の実施形態は図４ｂに図解されている。抵抗発熱体は導電条片４１の形態で提供されている。導電条片４１は、アライメントセクション１８の表面に印刷することができる。導電条片４１は、フランジ１５の外部表面に沿って、また、アライメントセクション１８の一部に沿って配置されている。導電条片４１は、外部電源に接続するように配置することができる。導電条片４１は、導電条片４１を流れる電流を提供することによって起動されるように配置されており、それにより導電条片４１中に熱が展開し、アライメントセクション１８の少なくとも一部に送られる。アライメントセクション１８は、この実施形態では加熱される（少なくとも部分的に）セクションを形成している。この実施形態は、発熱体がセクションの外部表面に配置されるアライメント部材１０の一例である。外部表面に配置された発熱体を有する利点は、埋設される場合とは逆に、例えば発熱体が起動されている期間の間、ガス放出を制限することができるか、または少なくとも低減することができることである。

一実施形態によるカメラ構造５の代替構成は図５に図解されている。カメラ構造５は、センサ基板５２、光学ユニット５１およびアライメント部材５０を備えている。センサ基板５２は、アライメント部材５０を介して光学ユニット５１に結合されている。アライメント部材５０は、光学ユニット５１から見てセンサ基板５２の後方に位置している。アライメント部材５０は、前の実施形態で開示されているように、センサ基板５２を支持するように配置される熱可塑性材料によって形成されたセクションを備えている。

アライメント部材５０は結合構造物５３に装着されており、該結合構造物５３は光学ユニット５１に装着されている。したがってアライメント部材５０を介したセンサ基板５２と光学ユニット５１の間の結合が達成される。アライメント部材５０を介したセンサ基板５２と光学ユニット５１の間の結合は、前の実施形態で開示された特徴と同じ特徴、すなわち光学ユニット５１に対するセンサ基板５２のアライメントを可能にする特徴を提供する。アライメントは、起動されると、セクションの熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度にセクションが少なくとも部分的に加熱されるよう、熱をアライメント部材５０のセクションに伝達するように配置される発熱体をアライメント部材５０が備えることによって可能にされる。アライメント部材５０は、上で開示した実施形態で開示された方法と同様の様々な方法で構築することができる。例えばアライメント部材５０は、抵抗発熱体または誘導発熱体を備えることができる。

図６は、センサ基板を光学ユニットに対して整列させるための方法を図解したものである。センサ基板は、熱可塑性材料によって形成されたセクションを備えるアライメント部材を介して光学ユニットに結合される。セクションは、例えば上で開示した実施形態で例示されているアライメントセクションによって形成することができる。アライメント部材はセンサ基板を支持するように配置される。アライメント部材は、例えば上で開示した任意の実施形態に従って構築することができる。

方法は、発熱体を起動すること６０１を含む。発熱体はアライメント部材の一部である。起動により、発熱体中に熱が生成され、かつ、熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度にセクションの少なくとも一部が加熱されるよう、熱がセクションに伝達される。起動は、この効果が達成されるように構成される。例えば抵抗発熱体または誘導発熱体を利用することができる。抵抗発熱体の場合、起動は、抵抗発熱体を流れる電流を提供することを含む。誘導発熱体の場合、起動は、磁界を誘導発熱体に印加することを含む。このような構成の詳細な例は上で開示されている。

方法は、センサ基板を整列させること６０２をさらに含む。アライメントは、キャプチャされる画像を最適化するために、センサ基板と光学ユニットの間の相対位置を調整することを含む。調整は、センサ基板および／または光学ユニットを調整することによって実施することができる。アライメントはアクティブアライメントとして実施することができ、結果として得られる画像の品質特性（焦点および画像センサ上の光軸の心出しなど）を最適化するために、センサ基板および光学ユニットが、アライメント中にキャプチャされる画像に基づいて、互いに対する関係で調整される。

方法は、アライメント部材の発熱体の起動を解除すること６０３をさらに含む。したがってそれ以上の熱が発熱体によって生成されず、アライメント部材のセクションをガラス転移温度未満の温度に冷却させることができる。したがってセクションの熱可塑性材料が固化し、センサ基板と光学ユニットの位置調整が不可能になる。それにより光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントが不可能になる。

方法は、セクションを冷却すること６０４をさらに含むことができる。冷却は、この文脈においてはセクションのアクティブ冷却を意味している。室温がガラス転移温度未満である場合、発熱体の起動が解除されると、アクティブ冷却を使用してもしなくても自然冷却が生じることになることに留意されたい。アクティブ冷却は、アライメント部材のセクションがより速やかに固化するよう、冷却プロセスを加速することができる。アクティブ冷却は、セクションより低い温度を有する空気の流れにアライメント部材、詳細にはアライメント部材のセクションを露出することを含むことができる。通常の温度（摂氏１５〜３０度）の部屋の場合、部屋の空気の流れをセクションに当てるだけで十分であり得る。空気の流れは、例えば従来のファンによって当てることができる。所望の冷却効果に応じて、様々なタイプの他の冷却構成を使用することができる。

方法は、発熱体を再起動するさらなるステップを含むことができる。したがってセンサ基板を光学ユニットに対して複数回にわたって整列させる、すなわち再整列させることができる。開示されているアライメント部材を使用する利点は、アライメント部材が再アライメントのこの可能性を可能にすることである。詳細には、セクション中の熱可塑性材料を使用することにより、セクションをガラス転移温度を超える温度に繰り返し（少なくとも部分的に）加熱することができ、また、その温度未満に繰り返し冷却することができる。したがってアライメント部材の発熱体を起動し、かつ、起動解除することにより、光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントを複数回にわたって実施することができる。発熱体は、複数回にわたって起動し、かつ、起動解除することができ、したがって光学ユニットに対するセンサ基板のアライメントを複数回にわたって実施することができる。これは、例えば接着剤を使用した、一度接着剤が硬化すると、硬化を逆転させることができない既知の技法に鑑みて有利である。開示されているアライメント部材を使用することにより、カメラアセンブリを取り付けている間だけでなく、機器が設置される際に、また、使用中にアライメントを実施することができる。したがって例えば現場に特有の条件に鑑みた調整のために、設置現場で再アライメントを実施することができる。

アライメント方法によるプロセスは、所望の効果に応じて、また、例えばアライメント部材およびその発熱体の構成に応じて別様に構成することができる。

次に、アライメント方法を構成することができる方法の一例を提供する。この例では、アライメント部材のセクションは、摂氏約１５０度のガラス転移温度を有する熱可塑性材料でできたセクションを備えている。このような熱可塑性材料の一例はポリカーボネート（ＰＣ）である。アライメント部材は、図３に図解されている実施形態による構成を有しており、すなわち埋め込まれた抵抗発熱体を有している。発熱体は、直径が０．２ｍｍの寸法を有するカンタル発熱抵抗ワイヤによって形成される。方法は、
・発熱体を流れる約１．４〜１．５Ａの電流を５〜１０秒間にわたって提供することによる起動６０１
・光学ユニットに対するセンサ基板のアライメント６０２
・起動解除６０３および部屋の空気の流れを５〜１０秒間にわたってセクションに向けて導くことによる冷却６０４
を含む。

アライメント方法は、熱可塑性材料のガラス転移温度と融解温度の間の温度にセクションの少なくとも一部を加熱するために熱がセクションに伝達されるように発熱体が起動されるようにさらに構成することができる。この機能を達成するための厳密な構成は、アライメント部材の設計に応じて異なっていてもよい。アライメント方法の異なる特性を達成するために、発熱体のタイプ、発熱パラメータおよび熱可塑性材料のタイプなどのパラメータの異なる組合せを適用することができる。例えば抵抗発熱体を備えたアライメント部材の場合、構成は、セクションの少なくとも一部が所望の温度インターバル、すなわち少なくともガラス転移温度であり、かつ、融解温度を超えない温度に加熱されることを達成するために、所定の値の電流を所定の時間にわたって印加することを含むことができる。他の代替構成は、本明細書におけるさらなる詳細を必要とすることなく当業者によって決定することができる。アライメント部材のセクションが少なくとも部分的に上記インターバルの温度に加熱される構成を提供することにより、光学ユニットに対する関係におけるセンサ基板の調整のためのセクション中の熱可塑性材料の最適軟化が提供される。

本発明は、上で説明した好ましい実施形態に何ら限定されないことを当業者は認識する。それとは逆に、添付の特許請求の範囲内で多くの修正形態および変形形態が可能である。例えばセクションの少なくとも一部がガラス転移温度に到達するようにセクションの加熱を達成するために、上で例示した発熱体以外の他のタイプの発熱体を利用することができる。その上、所望の特性を達成するために、上で例示した熱可塑性材料以外の他の熱可塑性材料を使用することも可能である。

１ カメラ構造
５ カメラ構造
１０ アライメント部材
１１ 光学ユニット
１２ センサ基板
１３ 光開口
１４ 開口
１５ フランジ
１６ ねじ
１７ ベースセクション
１８ アライメントセクション
２１ 画像センサ
２２ 回路部材
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 導電発熱スレッド
３１ 導電接続ケーブル
４０ 埋設金属ファイリング
４１ 導電条片
５０ アライメント部材
５１ 光学ユニット
５２ センサ基板
５３ 結合構造物

Claims (15)

1. 光学ユニット（１１、５１）に対するセンサ基板（１２、５２）のアライメントのためのアライメント部材であって、
   前記アライメント部材が前記センサ基板（１２、５２）を前記光学ユニット（１１、５１）に結合するように配置され、
   前記アライメント部材が、
   熱可塑性材料によって形成され、かつ、前記センサ基板（１２、５２）を支持するように配置されたセクション（１５）と、
   前記アライメント部材を介して互いに結合されたときに前記光学ユニット（１１、５１）に対する前記センサ基板（１２、５２）のアライメントを可能にするために、起動されると、前記熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度に前記セクション（１５）が少なくとも部分的に加熱されるよう、熱を前記セクション（１５）に伝達するように配置される発熱体（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、４０、４１）と
   を備える、アライメント部材。
2. 前記発熱体（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）が少なくとも部分的に前記アライメント部材の中に埋め込まれる、請求項１に記載のアライメント部材。
3. 前記発熱体（４１）が前記アライメント部材の表面に配置される、請求項１に記載のアライメント部材。
4. 前記セクション（１５）が、前記センサ基板（１２）に当接するように配置され、かつ、前記光学ユニット（１１）から前記センサ基板（１２）の画像センサ（２１）へ光を送るための開口（１４）を画定するフランジを形成する、請求項１から３のいずれか一項に記載のアライメント部材。
5. 前記発熱体（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、４１）が抵抗発熱体である、請求項１から４のいずれか一項に記載のアライメント部材。
6. 前記抵抗発熱体（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）が前記セクションの中に配置される導電スレッドを備える、請求項５に記載のアライメント部材。
7. 前記発熱体（４０）が誘導発熱体である、請求項１から４のいずれか一項に記載のアライメント部材。
8. 前記アライメント部材全体が前記熱可塑性材料によって形成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のアライメント部材。
9. 前記熱可塑性材料が非晶質ポリマーまたは液晶ポリマーである、請求項１から８のいずれか一項に記載のアライメント部材。
10. 前記アライメント部材がプレート形であり、前記光学ユニット（１１）と前記センサ基板（１２）の間に位置するように配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載のアライメント部材。
11. カメラ構造であって、
    光学ユニット（１１、５１）と、
    センサ基板（１２、５２）と、
    アライメント部材（１０、５０）と
    を備え、
    前記センサ基板（１２、５２）が前記アライメント部材（１０、５０）を介して前記光学ユニット（１１、５１）に結合され、
    前記アライメント部材（１０、５０）が、
    熱可塑性材料によって形成され、かつ、前記センサ基板（１２、５２）を支持するように配置されたセクション（１５）と、
    前記光学ユニット（１１、５１）に対する前記センサ基板（１２、５２）のアライメントを可能にするために、起動されると、前記熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度に前記セクション（１５）が少なくとも部分的に加熱されるよう、熱を前記セクション（１５）に伝達するように配置される発熱体（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、４０、４１）と
    を備える、カメラ構造。
12. アライメント部材を介して光学ユニットに結合されるセンサ基板を整列させるための方法であって、前記アライメント部材が、熱可塑性材料によって形成され、かつ、前記センサ基板を支持するように配置されたセクションを備え、前記方法が、
    前記熱可塑性材料の少なくともガラス転移温度である温度に前記セクションの少なくとも一部を加熱するために熱が前記セクションに伝達されるよう、前記アライメント部材に含まれる発熱体を起動すること（６０１）と、
    前記センサ基板を前記光学ユニットに対して整列させること（６０２）と、
    前記セクションを前記ガラス転移温度未満の温度に冷却させるために前記発熱体の起動を解除すること（６０３）と
    を含む方法。
13. 前記発熱体を起動する動作が、抵抗発熱体を流れる電流を提供すること、または誘導発熱体に磁界を印加することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記セクションを冷却すること（６０４）をさらに含む、請求項１２または１３に記載の方法。
15. 前記発熱体が、前記熱可塑性材料の前記ガラス転移温度と融解温度の間の温度に前記セクションの少なくとも一部を加熱するために熱が前記セクションに伝達されるように起動される、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
    

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