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「技术讲堂」镜头脱落及解决方案(以安全为本、用技术升级)

「技术讲堂」镜头脱落及解决方案(以安全为本、用技术升级) 舜宇智领技术
2023-07-20
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导读:舜宇智领技术全面讲解镜头脱落及解决方案(以安全为本、用技术升级)

作者 | Dz

排版 | Zp

出品 |舜宇智领技术


全面讲解镜头脱落及解决方案

(以安全为本、用技术升级)




前言

随着自动驾驶技术的进步和政策法规的支持,车载摄像头的装车量正快速增长。摄像头是自动驾驶和智能座舱领域中的重要感知传感器之一,被称为自动驾驶的眼睛


在高级别自动驾驶中,车载摄像头的应用需求从仅用于成像逐渐转变为感知镜头,应用场景也越来越广泛。预计未来车载摄像头的数量将继续增加,分辨率也会不断提高。


01
车载摄像头的面临的问题(镜头脱落)


车载摄像头的首要目的是保障驾驶安全,必须以安全为本,所以摄像头必须能够适应多变天气状况和汽车震动环境的影响,同时满足辅助驾驶时对采集有效、稳定的数据;


而其中的最核心的“眼球”—镜头,也是其中最脆弱、最易受损的部位,它与摄像头本体结合的牢固度直接影响汽车成像质量,乃至影响自动驾驶安全性;这也是所有模组厂现在正在面对的痛点问题,即:车载摄像头模组镜头脱落问题



02
镜头脱落的原因


自然因素

由于车载摄像头是保障车辆安全的重要设备,因此要求其硬度、抗磁、抗震、防尘、防水等环境适应性和使用寿命更高,比手机摄像头更为苛刻。


为确保其可靠性和安全性,在生产过程中需经历多项严苛测试,比如长达数天的盐雾腐蚀测试、1000小时的老化测试等等。


这些测试保证了车载摄像头的优秀品质,具备很强的稳定性和耐久性。由此可见,车载摄像头具有更高的产品安全标准、生产技术要求更高、工艺难度更大等特点



镜头本身

不同于传统手机摄像头,随着客户对于像素的要求的提升,车载镜头的重量呈几何式增长,由原来的3g左右增大到15g乃至更大;而镜头越重,摄像头本身的重心就越靠前;在复杂的汽车运行环境下,产生的惯性、重力势能也就越大,发生脱离的风险也随之升高。


手机镜头往往不及指甲盖大

#30w像素车载镜头往往不及3g 

#800w像素车载镜头往往超过15g


03
镜头脱落解决方法

目前行业镜头主要固定方式有以下两种:螺纹固定与AA点胶固定。

1.螺纹固定

基本原理:与传统的螺钉&螺纹孔配合类似,镜头外侧设计有外螺纹与镜筒内螺纹进行配合,通过手动旋转镜头来调整镜头的相对位置并使图像清晰。




防脱方式:

① 内侧螺纹点胶,即在调焦之前通过在镜头内螺纹或外螺纹上增加一定用量的胶水,填充内外螺纹之间的间隙。



②外侧点胶加固,即在手动调焦完成后在镜头与镜座结合面添加胶水加固 。


优点:

  • 防脱性好:使用此方案时既有螺纹固定又有胶水加固,能有有效防止镜头的回退以及脱落。

  • 工艺简单:使用此方式调节时无需专业的自动化设备,仅需简单的成像检测设备即可完成该工艺。


螺纹固定局限性:

  • 该固定方式无法将镜头与芯片中心的shift与tilt偏移管控到位,不适用与高像素摄像头模组。

  • 旋紧镜头时,镜头外螺纹与镜座内螺纹摩擦,碎屑会脱落,可能导致污点的产生。

# 碎屑>>

#污点>>


应用范围:

  • 适用于前期快速样件的验证与开发

  • 适用于较低像素要求的摄像头开发

  • 使用于较低成像要求的摄像头开发


2.AA点胶固定

基本原理:AA (Active Alignment)工艺,译作主动对准;即通过高精度运动结构配合软件算法实时调整镜头和图像传感器的相对位置,以达到最佳的成像效果; 



防脱方式:

1.粘胶面清洁:即Plasma清洁,通过射频电源在一定的压力情况下起辉产生高能量的无序的等离子体,通过等离子体轰击被清洗产品表面,此方式能够有效去除粘胶面(镜头、镜座等结构件)的脏污、油脂,进而使得胶水粘附力更强。



2.胶水选型:

  • AA胶要求UV加热双重固化机理,先经过UV初步定位,达到初期的固定强度,再经过适当的环境固化,达到稳定的粘结强度。

  • 高宽比是AA制程胶的重要技术指标之一,防止点胶后镜头偏移以及胶水流动到其他地方,造成污染及外观不良。

  • AA制程胶需要出色的黑度以及遮光性,避免出现鬼影、杂光、发白和模糊等现象,

  • 耐低温循环测试,固化后可以承受-50℃至+140℃高低温循环冲击。

  • 机械强度高,低收缩,低应力,避免在玻璃镜头上产生收缩和应力,影响组件的尺寸和结构设计稳定性等。


优点:

  1. 成像质量好;AA工艺可确保拍照画面中心最清晰;且过程中不会额外产生碎屑,不会有污点的风险。

  2. 自动化程度高:该工艺集Plasma、点胶、预固化为一体,极大程度上提升了自动化程度,提高工作效率。

  3. 应用范围广:适用于各种高低像素的摄像头模组,是目前最为主流的固定方式。


胶水固定局限性:

  • 该固定方式胶水外露,会遇到各种极端的环境,胶水老化开裂后镜头脱落。

  • AA胶水位置偏离重心,震动冲击引起的剪切力会导致镜头脱落。

适用范围

  • 适用于各种高低像素车载模组,通用性好

  • 适用于有较高成像质量要求的车载摄像头模组


04

评价镜头是否松脱的方式


在前文中,我们详细介绍了如何解决镜头脱落的问题,并提出了一些解决方案。然而,要真正有效地防止镜头脱离摄像头本体,我们还需要进行推力/拉力测试,以确保镜头能够满足客户的要求。


目前的螺纹配合和AA点胶方案在一定程度上能够解决镜头脱落的问题,但随着镜头重量和客户要求的不断提高,仍然需要不断优化这些解决方案。因此,在镜头防脱的探索中,仍需不断努力优化技术和解决方案,以确保镜头的稳定性和安全性。



总结

“螺母固定镜头”的方式,打开了镜头固定的新模式。赋予摄像头更高的可靠性的同时,解决了当下最为棘手的痛点问题;相信在团队的共同努力下,我们将会用更多的新创性设计,来践行我司以客户需求为出发点,不断优化产品、改善服务,最终让客户体验到最高效、最便捷、最可靠的出行服务!


END


关于舜宇智领

舜宇智领技术有限公司是舜宇光学科技集团子公司之一,主营业务是车载摄像头模组,依托舜宇深厚的光学背景和丰富的模组开发经验及大规模制造能力,致力于成为全球核心的车载摄像头模组供应商。








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舜宇智领技术
浙江舜宇智领技术有限公司专业从事车载摄像模组的研发,制造,销售和技术服务。公司依托舜宇深厚的光学背景和丰富的模组开发经验及大规模制造能力,致力于成为全球核心的车载摄像模组供应商。
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