AT518381A1

AT518381A1 - Method and apparatus for manufacturing lens packages

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Publication number: AT518381A1
Application number: ATA50115/2016A
Authority: AT
Original assignee: Sticht Tech Gmbh
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-09-15
Also published as: WO2017139825A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fertigung von Linsenpaketen wobei das Zusammenfügen von Linsen des Linsenpakets mit aktiver optischer Ausrichtung der Linsen erfolgt.The invention relates to a device and a method for the production of lens packages wherein the assembly of lenses of the lens package with active optical alignment of the lenses takes place.

Description

Be s ehre ibungConfession

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Linsenpakets aus mehreren einzelnen Linsen und das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Linsenpaket.The invention relates to a method and an apparatus for producing a lens package of a plurality of individual lenses and the lens package produced by the method according to the invention.

Ein Linsenpaket ist ein optisches Element, welches sich aus einer Mehrzahl von Linsen zusammensetzt und beispielsweise im bzw. als Objektiv einer Kamera Verwendung findet. Das gegenständliche Verfahren betrifft insbesondere die automatisierte Herstellung eines kostengünstigen Linsenpakets in Massenproduktion, wobei jede Linse des Linsenpakets in einer eigenen Arbeitsstation in aufeinanderfolgenden Schritten hinzugefügt wird. Die Ausrichtung der Linsen zueinander erfolgt unter optischer Kontrolle (active optical Alignment).A lens package is an optical element which is composed of a plurality of lenses and is used, for example, in or as an objective of a camera. In particular, the subject method relates to the automated mass production of a low cost lens package wherein each lens package lens is added in a separate workstation in successive steps. The alignment of the lenses with each other under optical control (active optical alignment).

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, bei der aktiven, optischen Ausrichtung von einzelnen Linsen, diese optisch zu vermessen und danach deren optische Achse mit den optischen Achsen der bereits eingesetzten Linsen und/oder der geometrischen Achse des Linsenhalters auszurichten. Dieser Vorgang ist relativ zeitintensiv und wird daher meist nur bei großen Objektiven mit hoher geforderter Präzision angewandt.In the prior art, it is known in the active optical alignment of individual lenses, these optically to measure and then align their optical axis with the optical axes of the lenses already used and / or the geometric axis of the lens holder. This process is relatively time consuming and is therefore usually applied only to large lenses with high required precision.

Nach dem Stand der Technik ist es weiters bekannt, fertige Objektive bzw. bereits zusammengestellte Linsenpakete aktiv, optisch bezüglich des Bildsensors der Kamera auszurichten. Dabei wird mit dem Bildsensor durch das Objektiv hindurch ein Testbild aufgenommen, woraufhin bei Verzerrung bzw. Unschärfe des aufgenommenen Bildes die Position des Objektivs bezüglich des Fotosensors korrigiert wird, bis eine optimale Abbildung des Testbilds erreicht wird. Sobald das Objektiv und der Bildsensor exakt zueinander ausgerichtet sind, werden diese in ihrer Position zueinander fixiert, wobei dies meist durch Kleben erfolgt. Vorteilhaft an dieser Methode ist, dass die Ausrichtung rasch erfolgen kann, nachteilig ist, dass diese Methode erst beim fertig zusammengestellten Objektiv bzw. Linsenpaket durchführbar ist, da nur vom vollständigen Objektiv bzw. Linsenpaket das Testbild richtig abgebildet wird.According to the state of the art, it is also known to actively align finished lenses or already assembled lens packages optically with respect to the image sensor of the camera. In this case, a test image is taken with the image sensor through the lens, whereupon, when distortion or blurring of the recorded image, the position of the lens is corrected with respect to the photosensor until an optimal image of the test image is achieved. As soon as the lens and the image sensor are aligned exactly with one another, they are fixed in position relative to one another, whereby this is usually done by gluing. The advantage of this method is that the alignment can be done quickly, it is disadvantageous that this method is feasible only when finished lens or lens package, since only the complete lens or lens package, the test image is displayed correctly.

Eine weitere Methode zur aktiven, optischen Positionierung von Linsen eines Linsenpakets ist, diese vorerst provisorisch in einem Linsenhalter zu platzieren und nach Einsetzen aller Linsen deren Position zu korrigieren und nachfolgend dauerhaft zu fixieren. Diese Methode kommt nur bei der manuellen Fertigung von Objektiven zum Einsatz.Another method for the active, optical positioning of lenses of a lens package is to place them provisionally in a lens holder for the time being and to correct their position after insertion of all the lenses and subsequently fixed permanently. This method is only used in the manual production of lenses.

In der US 2011063739 Al ist ein Verfahren zum Zusammenstellen eines Objektivs gezeigt, bei welchem die letzte Linse eines Linsenpakets unter optischer Kontrolle aktiv ausgerichtet wird. Die übrigen Linsen wurden zuvor in einen Linsenhalter eingepasst, bzw. über Passflächen an den Linsen selbst zueinander ausgerichtet bzw. fixiert. Durch das aktive optische Ausrichten der letzten Linse in der x-y- Ebene können Abweichung der optischen Achse des gesamten Linsenpakets korrigiert werden. Nachteilig ist, dass nur die letzte Linse aktiv optisch ausgerichtet wird, sodass für die übrigen Linsen und der Passflächen eine sehr hohe Präzision erforderlich ist.In US 2011063739 A1, a method for assembling a lens is shown in which the last lens of a lens package is actively aligned under optical control. The remaining lenses were previously fitted in a lens holder, or aligned or fixed to each other via mating surfaces on the lenses themselves. By actively optically aligning the last lens in the x-y plane, deviation of the optical axis of the entire lenslet can be corrected. The disadvantage is that only the last lens is actively optically aligned, so that a very high precision is required for the other lenses and the mating surfaces.

Aus der WO 20080906822 Al ist ein Verfahren zur Zusammenstellung eines Linsenpakets ohne Linsenhalter beschrieben. Die Linsen sind aus Kunststoff gegossen und weisen einen ringförmigen Abschnitt auf, welcher den optischen Teil der Linse umgibt. Der ringförmige Abschnitt bildet eine obere und untere Referenzfläche, wobei die Linsen an ihren Referenzflächen aneinander liegen. Die Ausrichtung der Linsen erfolgt dadurch, dass die Linsen entlang der Referenzfläche (in X-Y Ebene) verschoben werden, bis die optischen Achsen der Linsen ausgerichtet sind. Wie zu Fig. 5 der WO 20080906822 Al beschrieben ist, kann man die Ausrichtung optisch beobachten, indem das Bild eines Projektors von unten durch das Linsenpaket auf eine Anzeigefläche projiziert wird. Die Ausrichtung kann auch gemäß Fig. 6 der WO 20080906822 Al erfolgen, wobei die Linsen jeweils eine ringförmige Nut aufweisen, welche zentrisch um die optische Achse der Linse verläuft und diese Nuten optisch erfasst und auf einem x-y Tisch konzentrisch zueinander ausgerichtet werden. Nachteilig ist, dass das Zusammenstellen des gesamten Linsenpakets in einer Arbeitsstation erfolgt und dass die Position der Linsen nur in der x-y-Ebene also entlang der jeweiligen Referenzfläche der Linsen erfolgt, sodass man bei der Korrektur von Geometrieabweichungen bzw. Fertigungstoleranzen der Linsen stark limitiert ist. Der Abstand zwischen den Linsen und der Winkel der Linsen zueinander können nicht korrigiert werden.From WO 20080906822 Al a method for assembling a lens package without lens holder is described. The lenses are molded from plastic and have an annular portion surrounding the optical part of the lens. The annular portion forms an upper and lower reference surface, wherein the lenses are adjacent to each other at their reference surfaces. The alignment of the lenses is accomplished by translating the lenses along the reference surface (in the X-Y plane) until the optical axes of the lenses are aligned. As described for FIG. 5 of WO 20080906822 A1, it is possible to observe the alignment optically by projecting the image of a projector from below through the lens package onto a display surface. The alignment can also be carried out according to FIG. 6 of WO 20080906822 A1, wherein the lenses each have an annular groove which extends centrally about the optical axis of the lens and these grooves are optically detected and aligned concentrically on an x-y table. The disadvantage is that the assembly of the entire lens package takes place in a workstation and that the position of the lenses takes place only in the x-y plane, ie along the respective reference surface of the lenses, so that one is severely limited in the correction of geometrical deviations or manufacturing tolerances of the lenses. The distance between the lenses and the angle of the lenses to each other can not be corrected.

Bei der Massenproduktion von kostengünstigen, kleinen Objektiven, wie insbesondere in Mobiltelefonen eingesetzt, kommt das aktive, optisch kontrollierte Positionieren der einzelnen Linsen nicht zur Anwendung, da dieses bei der Automation zu viel Zeit in Anspruch nehmen würde. Die Massenproduktion erfolgt dadurch, dass an einer Arbeitsstation alle Linsen nach einander mechanisch exakt im Linsenhalter befestigt werden. Die Linsen nacheinander an verschiedenen Arbeitsstationen einer Fertigungslinie mechanisch exakt in den Linsenhalter einzusetzen, ist hingegen nicht möglich, da eine derart exakte Positionierung des Linsenhalters in aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen einer Fertigungslinie nicht möglich ist, bzw. eine derart exakte Positionierung des Linsenhalters in aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen technisch aufwändig und zeitintensiv wäre. Die rein mechanische Positionierung der Linsen im Linsenhalter hat zudem den Nachteil, dass Unregelmäßigkeiten der Linsengeometrie und der Passflächen nicht korrigierbar sind und daher die Linsen und der Linsenhalter mit sehr hoher Genauigkeit gefertigt werden müssen und somit teuer sind. Als besonders nachteilig an dem nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Massenproduktion von Linsen haben sich einerseits der hohe Zeitaufwand beim Zusammenstellen aller Linsen in einer Arbeitsstation und andererseits der hohe Ausschuss herausgestellt.In the mass production of low-cost, small lenses, as used in particular in mobile phones, the active, optically controlled positioning of the individual lenses is not used, since this would take too much time in the automation. The mass production takes place in that at a workstation all the lenses are fixed mechanically one after the other exactly in the lens holder. The use of the lenses successively mechanically at different workstations of a production line in the lens holder, however, is not possible because such an exact positioning of the lens holder in successive workstations of a production line is not possible, or such an exact positioning of the lens holder in successive workstations technically complex and would be time consuming. The purely mechanical positioning of the lenses in the lens holder also has the disadvantage that irregularities in the lens geometry and the mating surfaces are not correctable and therefore the lenses and the lens holder must be manufactured with very high accuracy and are therefore expensive. As a particularly disadvantageous to the known in the prior art method for mass production of lenses, on the one hand, the high amount of time involved in putting together all the lenses in a workstation and on the other hand, the high committee have been found.

Eine Massenproduktion von Linsenpaketen bzw. Objektiven in Linienfertigung wäre wünschenswert, da in diesem Fall dieA mass production of lens packages or lenses in line production would be desirable because in this case the

Taktzeit für die Linsenproduktion auf jene Zeit beschränkt werden kann, welche für das Positionieren und Fügen einer Linse des Linsen Pakets maximal benötigt wird. Bei der Linienfertigung wird ein Teileträger durch eine Transportvorrichtung relativ zu den Arbeitsstationen bewegt, wobei der Teileträger meist getaktet jeweils an einer definierten Position innerhalb des Arbeitsbereichs jeder Arbeitsstation gestoppt wird. Die Positioniergenauigkeit der Transportvorrichtung liegt dabei typischerweise bei zirka 50 pm somit deutlich unter jener Positioniergenauigkeit von 2 pm welche für das Einsetzten der Linsen gefordert ist.Cycle time for the lens production can be limited to the maximum time required for the positioning and joining of a lens of the lens package. In line production, a parts carrier is moved by a transport device relative to the workstations, the part carrier is usually stopped in each case stopped at a defined position within the workspace of each workstation. The positioning accuracy of the transport device is typically at about 50 pm thus significantly below that positioning accuracy of 2 pm which is required for the insertion of the lenses.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine schnelle und exakte Massenfertigung von Linsenpaketen bzw. Objektiven bereit zu stellen.The object underlying the invention is to provide a fast and accurate mass production of lens packages or lenses.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren gelöst, nämlich indem das Zusammenstellen von Linsenpaketen aus mehreren Linsen erfolgt indem in zumindest einer Arbeitsstation zumindest eine Linse mit aktiver optischer Ausrichtung an einem Bauteilträger, einem am Bauteilträger befindlichen Bauteil oder an zumindest einer zuvor am Bauteilträger eingesetzten Linse befestigt wird, indem: im ersten Schritt die Arbeitsstation mit einem Greifer eine Linse aufnimmt und in einer Bearbeitungsposition relativ zum Teileträger positioniert; im nächsten Schritt in der Arbeitsstation die Position und Ausrichtung der im Greifer gehaltenen Linse relativ zum Bauteilträger, dem am Bauteilträger befindlichen Bauteil oder zumindest einer zuvor am Bauteilträger eingesetzten Linse überprüft wird, indem der Strahlengang einer optischen Messvorrichtung durch die im Greifer befindliche Linse und alle bereits im Bauteilträger befindlichen Linsen geführt wird; im nächsten Schritt durch eine Datenverarbeitungsanlage aus den Daten der optischen Messvorrichtung Lageabweichungen der Linse ermittelt werden und die Position und/oder Ausrichtung der imThis is achieved according to the invention by the method described in claim 1, namely by the assembly of lens packages made of several lenses by at least one workstation in at least one lens with active optical alignment on a component carrier, located on the component carrier component or at least one previously on the component carrier lens is attached by: in the first step, the work station with a gripper receives a lens and positioned in a processing position relative to the parts carrier; in the next step in the workstation, the position and orientation of the held in the gripper lens relative to the component carrier, the component located on the component carrier or at least one previously used on the component carrier lens is checked by the beam path of an optical measuring device by the lens located in the gripper and all already guided in the component carrier lenses is guided; In the next step by a data processing system from the data of the optical measuring device positional deviations of the lens are determined and the position and / or orientation of the

Greifer befindlichen Linse relativ zum Bauteilträger, dem am Bauteilträger befindlichen Bauteil oder zumindest einer zuvor am Bauteilträger eingesetzten Linse geändert wird bis keine oder eine zulässige Lageabweichung vorliegt; im nächsten Schritt die im Greifer gehaltene Linse am Bauteilträger, dem am Bauteilträger befindlichen Bauteil oder zumindest einer zuvor am Bauteilträger eingesetzten Linse fixiert wird; im nächsten Schritt der Greifer die Linse los lässt und mit dem ersten Schritt fortgesetzt wird.Gripper located lens relative to the component carrier, which is located on the component carrier component or at least one previously used on the component carrier lens is changed to no or a permissible positional deviation exists; in the next step, the lens held in the gripper is fixed to the component carrier, the component located on the component carrier or at least one lens previously inserted on the component carrier; in the next step, the gripper releases the lens and continues with the first step.

In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante werden die Linsen in Linienfertigung in aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen zusammengefügt, wobei das Positionieren der Linsen mit aktiver optischer Ausrichtung erfolgt. Dadurch können Lageabweichungen des Teilehalters im Arbeitsbereich der Arbeitsstation ausgeglichen werden und zudem können Abweichungen der Linsengeometrie ausgeglichen werden.In a first embodiment according to the invention, the lenses are assembled in line production in successive workstations, the positioning of the lenses being carried out with active optical alignment. As a result, positional deviations of the parts holder can be compensated in the workspace of the workstation and also deviations of the lens geometry can be compensated.

In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante werden zumindest zwei Linsen eines Linsenpakets nacheinander in einer Arbeitsstation zusammengesetzt, wobei das Positionieren der Linsen mit den genannten Schritten erfolgt.In a second embodiment variant according to the invention, at least two lenses of a lens package are successively assembled in a work station, wherein the positioning of the lenses takes place with the mentioned steps.

Beim Einsetzen einer Linse erfolgt das Ausrichten dieser Linse zu den bereits eingesetzten Linsen bevorzugt unter optischer Kontrolle einer Kamera, welche ein Testbild durch die Linsen hindurch aufnimmt. Um mit der Kamera das Testbild korrekt abbilden zu können, sind im Greifer der Arbeitsstation die jeweils zur Fertigstellung des Linsenpakets noch fehlenden Linsen fixiert. Von einer Datenverarbeitungsanlage wird das in der Arbeitsstation aufgenommene Bild mit einer gespeicherten idealen Abbildung des Testbild verglichen und die Position der einzusetzenden Linse verändert, bis das aufgenommene Bild der idealen Abbildung mit der geforderten Genauigkeit entspricht. Eine andere Möglichkeit ist eine reale Abbildung des Testbilds durch das unvollständige Linsenpaket mit der Kamera in derWhen inserting a lens, the alignment of this lens to the lenses already used preferably takes place under optical control of a camera, which receives a test pattern through the lenses. In order to be able to correctly image the test image with the camera, the lenses which are still missing in each case for the completion of the lens package are fixed in the gripper of the workstation. From a data processing system, the image recorded in the workstation is compared with a stored ideal image of the test image and the position of the lens to be used changed until the captured image of the ideal image with the required accuracy. Another possibility is a real image of the test image by the incomplete lens package with the camera in the

Arbeitsstation aufzunehmen und mit einer gespeicherten idealen Abbildung des Testbilds, aufgenommen durch eine ideale Version des unvollständigen Linsenpakets, zu vergleichen. Eine ideale Abbildung erhält man durch Aufnahme des Testbilds durch ein Linsenpaket, das Linsen ohne Formabweichung im idealen Abstand zueinander aufweist. Bevorzugt kann alternativ in jeder Arbeitsstation ein individuelles Testbild verwendet werden, welches durch die in der jeweiligen Arbeitsstation vorhandenen Linsen betrachtet dasselbe Bild ergibt.Workstation and to compare with a stored ideal image of the test image, taken by an ideal version of the incomplete lens package. An ideal image is obtained by taking the test image through a lens package that has lenses with no shape deviation at the ideal distance from each other. Preferably, an individual test pattern can alternatively be used in each work station, which results in the same image viewed through the lenses present in the respective workstation.

Die Linsenpakete werden in bzw. auf Teileträgern zusammengesetzt, welche bevorzugt durch eine Transportvorrichtung getaktet von Arbeitsstation zu Arbeitsstation transportiert werden, beispielsweise durch eine Transportkette. Im Teileträger kann zuerst ein Linsenhalter platziert werden, in bzw. auf welchen nachfolgend die Linsen eingesetzt werden.The lens packages are assembled in or on part carriers, which are preferably transported by a transport device clocked from workstation to workstation, for example by a transport chain. In the parts carrier, a lens holder can first be placed in or on which the lenses are subsequently inserted.

Bevorzugt weisen die Linsen je einen Befestigungsabschnitt, welcher beispielsweise ringförmig den optisch wirksamen Bereich der Linse umgibt, auf, sodass die Linsen direkt aneinander befestigt werden können und das Vorsehen eines Linsenhalters entfallen kann. Solche Linsen, bzw. so zusammengesetzte Linsenpakete sind beispielsweise aus der WO 2008096822 Al und der WO 2005057264 Al bekannt.Preferably, the lenses each have a mounting portion, which, for example, surrounds the optically active region of the lens in an annular manner, so that the lenses can be fastened directly to one another and the provision of a lens holder can be dispensed with. Such lenses, or so assembled lens packages are known for example from WO 2008096822 Al and WO 2005057264 Al.

Bevorzugt bestehen die Linsen aus Kunststoff und werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Bevorzugt werden der Befestigungsabschnitt und die Linse als monolithischer Körper im Spritzgussverfahren hergestellt.Preferably, the lenses are made of plastic and are produced by injection molding. Preferably, the attachment portion and the lens are produced as a monolithic body by injection molding.

Die jeweils einzusetzende Linse wird durch die Arbeitsstation bevorzugt beabstandet über der bereits davor eingesetzten Linse grob positioniert, sodass ein Spalt zwischen den Linsen vorliegt. Die Position der einzusetzenden Linse wird dann mit der Arbeitsstation variiert, bis die einzusetzende Linse ideal ausgerichtet ist, wobei die Linse auch nach dem Ausrichten einen Spalt zu der bereits davor eingesetzten Linse aufweist. Die einzusetzende Linse wird in der idealen Position fixiert.The lens to be used in each case is roughly positioned by the workstation, preferably spaced above the lens already inserted in front, so that there is a gap between the lenses. The position of the lens to be used is then varied with the work station until the lens to be used is ideally aligned, the lens having a gap with the already inserted lens even after alignment. The inserted lens is fixed in the ideal position.

Vorteilhaft an dieser besonders bevorzugten Variante ist, dass die Linsen keine exakten Passflächen aufweisen brauchen, da diese beabstandet zueinander positioniert werden und die Distanz und Ausrichtung somit nur durch die aktive optische Ausrichtung vorgegeben ist. Der Abstand bzw. der Spalt zwischen den Linsen wird bevorzugt an zumindest drei Stellen mit Material, bevorzugt einem Klebstoff, gefüllt, sodass der Abstand beibehalten wird, wenn die Linse nicht mehr vom Greifer der Arbeitsstation gehalten ist. Bevorzugt lässt der Greifer der Arbeitsstation die Linse los, sobald eine initiale Aushärtung des Klebstoffs erfolgt ist, sodass dieser seine Form nicht mehr ändert. Das vollständige Aushärten des Klebstoffs kann während des Transports durch die weiteren Arbeitsstationen erfolgen, oder nach erfolgter Platzierung aller Linsen. Der zur initialen Fixierung verwendete Klebstoff kann in späteren Schritten mit zusätzlichem Klebstoff ergänzt werden, beispielsweise um den ganzen Spalt zwischen den Linsen abzudichten, oder um einen dauerhafte Fixierung der Linsen zu erreichen.An advantage of this particularly preferred variant is that the lenses need not have exact mating surfaces, since these are positioned at a distance from one another and the distance and orientation is thus predetermined only by the active optical alignment. The gap between the lenses is preferably filled with material, preferably an adhesive, at at least three locations, so that the distance is maintained when the lens is no longer held by the gripper of the workstation. Preferably, the gripper of the workstation releases the lens as soon as an initial curing of the adhesive has taken place so that it no longer changes its shape. The complete curing of the adhesive can be done during transport through the other workstations, or after placement of all lenses. The adhesive used for the initial fixation can be supplemented with additional adhesive in later steps, for example to seal the entire gap between the lenses, or to achieve permanent fixation of the lenses.

Bevorzugt erfolgt das initiale Fixieren der Linsen zueinander durch Kleben. Das Kleben kann durch Klebeauftrag nach Ausrichtung der jeweiligen Linse in der Arbeitsstation erfolgen. Das Kleben kann alternativ dadurch erfolgen, dass der Klebeauftrag bereits vor dem Ausrichten der Linse erfolgt, wobei der Kleber erst nach beendeter Ausrichtung aushärtet.The initial fixing of the lenses to one another preferably takes place by gluing. The gluing can be done by adhesive application after alignment of the respective lens in the workstation. The gluing can alternatively take place in that the adhesive application takes place before the alignment of the lens, wherein the adhesive cures only after the alignment has ended.

Die Arbeitsstationen zum Einsetzen der Linsen können unmittelbar aufeinanderfolgen, sodass der Teileträger von einer Arbeitsstation beim nächsten Takt bereits in die nächste Arbeitsstation gelangt. Alternativ können zwischen den Arbeitsstationen zum Einsetzen eine oder mehrere andere Arbeitsstationen oder Leerpositionen vorhanden sein. Als Leerposition ist eine Position des Teilehalters zu verstehen, an welchem keine Arbeitsschritte am Halter vorgenommen werden. Solche Leerpositionen sind insbesondere nach einer Arbeitsstation zum Einsetzen einer Linse vorteilhaft, wenn das Aushärten des Klebers innerhalb der Taktzeit nicht möglich ist, bzw. die Taktzeit durch das Warten aufs Aushärten verlängert würde. Als eine andere Arbeitsstation zwischen zwei Arbeitsstationen zum Einsetzen der Linsen kommt insbesondere eine Arbeitsstation zum Vornehmen eines Klebeauftrags in Frage, sodass die nächste Linse nur noch auf den bereits erfolgten Klebeauftrag aufgesetzt und ausgerichtet zu werden braucht. Nach erfolgter Ausrichtung kann der Klebeauftrag beispielsweise durch UV-Licht beschleunigt zur Aushärtung gebracht werden.The workstations for inserting the lenses can follow each other immediately, so that the parts carrier from one workstation at the next cycle already passes into the next workstation. Alternatively, one or more other workstations or empty positions may be present between the workstations for insertion. Empty position is a position of the parts holder to understand in which no steps are performed on the holder. Such empty positions are particularly advantageous after a workstation for inserting a lens, if the curing of the adhesive within the cycle time is not possible, or the cycle time would be extended by waiting for curing. As another workstation between two workstations for inserting the lenses, in particular, a workstation for making an adhesive application comes into question, so that the next lens only needs to be placed and aligned on the adhesive application that has already taken place. After alignment, the adhesive application can be accelerated, for example by UV light curing.

Die Taktzeit der gegenständlichen Fertigungslinie ist bestimmt durch jene Zeit, welche maximal zum Ausrichten und initialem Fügen einer Linse in einer Arbeitsstation benötigt wird.The cycle time of the subject production line is determined by the maximum time required for aligning and initially joining a lens in a workstation.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausrichten der Linse mitThe inventive method for aligning the lens with

Testbildern und Kamera ist vorteilhaft, da es relativ günstig aufgebaut ist und schnell arbeitet.Test images and camera is advantageous because it is relatively cheap and works fast.

Die gegenständliche Erfindung ist jedoch nicht auf dieHowever, the subject invention is not on the

Verwendung dieses aktiven optischen Ausrichtungsverfahrens beschränkt. Vielmehr ist jedes aktive optischeLimited use of this active optical alignment method. Rather, every active optical

Ausrichtungsverfahren geeignet, wobei zwischen der benötigten Zeit zum Ausrichten und der erreichbaren Genauigkeit abzuwägen ist.Aligning method is appropriate, weighing between the time needed for alignment and the achievable accuracy.

Die Erfindung wird beispielhaft an Hand von Zeichnungen veranschaulicht:The invention is illustrated by way of example with reference to drawings:

Fig. 1: zeigt schematisch einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie mit zwei Arbeitsstationen in perspektivischer Ansicht.Fig. 1: shows schematically a section of a production line according to the invention with two workstations in a perspective view.

Fig. 2: zeigt schematisch eine beispielhafte erfindungsgemäßeFig. 2 shows schematically an exemplary inventive

Arbeitsstation in perspektivischer Ansicht in drei verschiedenen Stellungen beim Positioniervorgang einer Linse.Workstation in perspective view in three different positions during the positioning process of a lens.

Fig. 3: zeigt schematisch eine erste Variante des Greifers dreier aufeinanderfolgender Arbeitsstationen einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie.3 shows schematically a first variant of the gripper of three successive workstations of an exemplary production line according to the invention.

Fig. 4: zeigt schematisch eine zweite Variante des Greifers dreier aufeinanderfolgender Arbeitsstationen einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie.4 shows schematically a second variant of the gripper of three successive workstations of an exemplary production line according to the invention.

Fig. 5: zeigt schematisch eine erste Variante zumFig. 5 shows schematically a first variant of

Zusammenstellen eines Linsenpakets in drei aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie.Assembling a lens package in three successive workstations of an exemplary inventive production line.

Fig. 6: zeigt schematisch eine zweite Variante zumFig. 6 shows schematically a second variant of

Zusammenstellen eines Linsenpakets in vier aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie.Assembling a lens package in four consecutive workstations of an exemplary inventive production line.

Fig. 7: zeigt schematisch eine Variante zum Zusammenstellen eines Linsenpakets direkt am Bildsensor in vier aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie.7 shows schematically a variant for assembling a lens package directly on the image sensor in four successive workstations of an exemplary production line according to the invention.

Fig. 8: zeigt das Flussdiagramm des bevorzugten erfindungsgemäßen Positionierverfahrens einer Linse mit einer erfindungsgemäßen Arbeitsstation.Fig. 8: shows the flow chart of the preferred positioning method according to the invention of a lens with a workstation according to the invention.

Fig. 9: zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fertigungslinie bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einheitlichenFig. 9: shows a further preferred embodiment of the production line according to the invention or the method according to the invention with uniform

ArbeitsStationen.Workstations.

Fig. 10: zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fertigungslinie bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einheitlich aufgebauten ArbeitsStationen.10 shows a further preferred embodiment of the production line according to the invention or of the method according to the invention with uniformly structured work stations.

Fig. 11: zeigt eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Fertigungslinie, bei welcher zwischen zwei Arbeitsstationen in denen Linsen eingesetzt werden eine Klebeauftragsstation vorhanden ist.11 shows a further embodiment variant of the production line according to the invention, in which an adhesive application station is present between two work stations in which lenses are used.

Fig. 12: zeigt eine beispielhaft erfindungsgemäßeFig. 12: shows an example according to the invention

Ausführungsvariante, bei welcher zumindest zwei Linsen eines Linsenpakets nacheinander in einer Arbeitsstation zusammengesetzt werden.Embodiment in which at least two lenses of a lens package are successively assembled in a workstation.

Einleitend sei klargestellt, dass die Figuren nur zur Verdeutlichung der Erfindung dienen, keinesfalls maßstabsgetreu sind oder reale Größenverhältnisse widergeben. Insbesondere die Form der einzusetzenden Linsen ist zufällig gewählt und rein beispielhaft zu verstehen. Sofern Angaben wie unten, oben, links, rechts etc. gewählt werden oder auf ein Koordinatensystem verwiesen wird, sind diese auf die Beispiele der Figuren bezogen und können bei Umsetzung der Erfindung natürlich durch andere Anordnung der Arbeitsstationen und der Transportvorrichtung anders realisiert werden. Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Koordinatensystem ist entsprechend auf die weiteren Figuren 3-7, 9-10 übertragbar, wobei die x-Achse in Richtung derBy way of introduction, it should be made clear that the figures serve only to illustrate the invention, are by no means true to scale or reflect real size relationships. In particular, the shape of the lenses to be used is chosen at random and to be understood purely by way of example. If details such as below, above, left, right, etc. are chosen or referenced to a coordinate system, these are based on the examples of the figures and can of course be implemented differently by implementation of the invention by other arrangement of the workstations and the transport device. The coordinate system shown in FIGS. 1 and 2 can be transferred accordingly to the further figures 3-7, 9-10, wherein the x-axis in the direction of

Bewegungsrichtung der Transportvorrichtung verläuft und die z-Achse im Winkel von 90° zur x-Achse parallel zu den optischen Achsen der Linsenpakete nach oben.Direction of movement of the transport device runs and the z-axis at an angle of 90 ° to the x-axis parallel to the optical axes of the lens packages upwards.

Der in Fig. 1 dargestellte beispielhafte Abschnitt einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie umfasst zwei idente Arbeitsstationen 1, eine Transportvorrichtung 2 und mehrere Teileträger 3, welche mit der Transportvorrichtung 2 getaktet zu den aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen 1 bewegt werden. Durch die Transportvorrichtung 2 werden die Teileträger 3 mit geringer Genauigkeit unter der jeweiligen Arbeitsstation 1 platziert. Jede Arbeitsstation 1 weist einen Greifer 4 auf, welcher über ein Linearantriebssystem 5 schnell verfahren werden kann, um Linsen 6 aus einer Teilebereitstellungsstation 7 aufnehmen zu können und diese mit geringer Genauigkeit über dem Teileträger 3 positionieren zu können. Sobald die Linse 6 über dem Teileträger 3 positioniert ist, wird über eine optische Vorrichtung 8 die Ausrichtung der Linsen 6 zueinander erfasst und nachfolgend über eine Feinpositioniervorrichtung 9 die Ausrichtung der einzusetzenden Linse 6 vorgenommen. DieThe illustrated in Fig. 1 exemplary section of a production line according to the invention comprises two identical workstations 1, a transport device 2 and a plurality of parts carrier 3, which are moved with the transport device 2 clocked to the successive workstations 1. By the transport device 2, the parts carrier 3 are placed with low accuracy under the respective workstation 1. Each work station 1 has a gripper 4, which can be moved quickly by means of a linear drive system 5 in order to be able to receive lenses 6 from a parts supply station 7 and to be able to position these over the part carrier 3 with low accuracy. As soon as the lens 6 is positioned above the parts carrier 3, the orientation of the lenses 6 relative to one another is detected via an optical device 8 and subsequently the alignment of the lens 6 to be used is carried out via a fine positioning device 9. The

Feinpositioniervorrichtung 9 erlaubt bevorzugt eine Ausrichtung des Greifers 4 in sechs Achsen, beispielsweise kann die Feinpositioniervorrichtung 9 als Hexapod ausgeführt sein.Fine positioning device 9 preferably allows alignment of the gripper 4 in six axes, for example, the fine positioning device 9 may be designed as a hexapod.

Der Greifer 4 hält die Linse 6 gegen die optische Vorrichtung 8, sodass die Linse 6 gegenüber der optischen Vorrichtung 8 eine definierte Position exakt einnimmt. Die Ausrichtung der Linse 6 gegenüber der optischen Vorrichtung 8 erfolgt bevorzugt bei Aufnahme aus der Teilebereitstellungsstation 7. Bei Ausrichtung der Linse 6 bezüglich des Teilehalters 3 bzw. der bereits im Teilehalter 3 eingesetzten Linse(n) wird die Position der einzusetzenden Linse 6 bezüglich der optischen Vorrichtung 8 nicht verändert, sondern die Linse 6 mitsamt der optischen Vorrichtung 8 durch die Feinpositioniervorrichtung 9 ausgerichtet. Das Ausrichten der Linse 6 erfolgt bevorzugt dadurch, dass eine Kamera bzw. einen Bildsensor ein Testbild 10 durch die optische Vorrichtung 8 und die Linse 6 hindurch abbildet. Wie in Fig. 1 dargestellt kann sich das Testbild 10 unterhalb des Linsenpakets befinden und der Bildsensor oberhalb des Linsenpakets. Das Testbild 10 kann sich vorteilhaft am Teileträger 3 befinden, sodass die erste eingesetzte Linse 6 eine fixe Relation zum Testbild 10 einnimmt, bevorzugt kann dabei bereits das Einsetzen der ersten Linse 6 unter optischer Überwachung erfolgen, sodass diese mit ihrer optischen Achse senkrecht auf das Zentrum des Testbilds 10 ausgerichtet ist.The gripper 4 holds the lens 6 against the optical device 8, so that the lens 6 with respect to the optical device 8 assumes a defined position exactly. The alignment of the lens 6 relative to the optical device 8 is preferably carried out when receiving from the parts delivery station 7. When aligning the lens 6 with respect to the parts holder 3 and the lens (s) already used in the parts holder 3, the position of the lens 6 to be used with respect to the optical Device 8 is not changed, but aligned the lens 6 together with the optical device 8 through the fine positioning device 9. The alignment of the lens 6 preferably takes place in that a camera or an image sensor images a test image 10 through the optical device 8 and the lens 6. As shown in FIG. 1, the test image 10 can be located below the lens package and the image sensor above the lens package. The test image 10 can advantageously be located on the parts carrier 3, so that the first inserted lens 6 occupies a fixed relation to the test image 10; preferably, the insertion of the first lens 6 can already take place under optical monitoring, so that with its optical axis perpendicular to the center of the test image 10 is aligned.

Die Feinpositioniervorrichtung 9 kann alternativ zum Hexapod beispielsweise auch lineare Antriebe in x-, y- und/oder z-Richtung aufweisen, wobei bevorzugt zumindest eine zusätzliche Rotationsachse vorhanden ist, insbesondere um die Linse 6 um die z-Achse rotieren zu können. Die z-Achse ist dabei jene Achse des kartesischen Koordinatensystems, welche in etwa in Richtung der optischen Achse der Linse 6 verläuft.The fine positioning device 9 may, for example, also have linear drives in the x, y and / or z direction as an alternative to the hexapod, wherein preferably at least one additional rotation axis is present, in particular in order to be able to rotate the lens 6 about the z axis. The z-axis is that axis of the Cartesian coordinate system which extends approximately in the direction of the optical axis of the lens 6.

Die Feinpositioniervorrichtung 9 kann auch zweigeteilt ausgeführt sein, wobei Antriebe der Feinpositioniervorrichtung 9 auf die optische Vorrichtung 8 wirken und Antriebe der Feinpositioniervorrichtung 9 auf den Greifer 4 wirken, also zwischen der optischen Vorrichtung 8 und dem Greifer 4. So kann beispielsweise zuerst die gesamte optische Vorrichtung 8 in der x-y Ebene und in z-Richtung auf das Testbild 10 bzw. den Bauteilträger 3 oder bereits eingesetzte Linsen 6 ausgerichtet werden und nachfolgend durch die Feinpositioniervorrichtung 9, die direkt auf den Greifer°4 wirkt, die Ausrichtung der einzusetzenden Linse 6 weiter verbessert werden. Beispielsweise kann die einzusetzende Linse 6 relativ zur optischen Vorrichtung 8 geschwenkt, oder um die eigene Achse gedreht werden.The fine positioning device 9 can also be designed in two parts, with drives of the fine positioning device 9 acting on the optical device 8 and drives the fine positioning 9 act on the gripper 4, ie between the optical device 8 and the gripper 4. Thus, for example, first the entire optical device 8 in the xy plane and in the z-direction on the test image 10 or the component carrier 3 or already inserted lenses 6 are aligned and subsequently further improved by the fine positioning 9, which acts directly on the gripper ° 4, the orientation of the lens 6 to be used become. For example, the lens 6 to be used can be pivoted relative to the optical device 8, or rotated about its own axis.

In Fig. 2 ist ein und dieselbe erfindungsgemäße Arbeitsstation 1 zu drei unterschiedlichen Zeitpunkten des Positioniervorgangs einer Linse 6 gezeigt. Im links dargestellten ersten Schritt wird eine einzusetzende Linse 6 durch den Greifer 4 aus der Teilebereitstellungsstation 7 entnommen und bevorzugt zeitgleich der Teileträger 3 in den Arbeitsbereich der Arbeitsstation 1 bewegt bzw. getaktet. Im in der Mitte dargestellten zweiten Schritt wird die einzusetzende Linse 6 mit der Linearantriebseinheit 5 über der bereits eingesetzten Linse 6 positioniert. Die Linearantriebseinheit 5 weist zumindest eine angetriebene Bewegungsachse auf, um zwischen der Teilebereitstellungsstation 7 und der Arbeitsposition über dem Teilehalter 3 bewegt werden zu können. Die Linearantriebseinheit 5 kann wie dargestellt auch zwei angetriebene Achsen aufweisen, wobei eine horizontal in einem Winkel von 90° zur Transportvorrichtung 2 also in y-Richtung und die zweite angetriebene Achse senkrecht in einem Winkel von 90° zur Transportvorrichtung 2 also in z-Richtung ausgerichtet sein kann. Zudem kann eine dritte angetriebene Achse parallel zur Bewegungsrichtung der Transportvorrichtung 2 vorhanden sein, also in x-Richtung. Die Positionierung durch die Linearantriebseinheit 5 erfolgt dabei typischerweise mit ca. 5/100 mm Genauigkeit (50 pm) und ist ausreichend genau, um mit dem Bildsensor eine Abbildung des Testbilds 10 durch die Linse 6 vornehmen zu können. Da die geforderte Genauigkeit derIn Fig. 2, one and the same workstation 1 according to the invention is shown at three different times of the positioning process of a lens 6. In the first step shown on the left, a lens 6 to be inserted is removed by the gripper 4 from the parts supply station 7 and preferably at the same time the parts carrier 3 is moved or clocked into the working area of the workstation 1. In the second step shown in the middle, the lens 6 to be used is positioned with the linear drive unit 5 over the already inserted lens 6. The linear drive unit 5 has at least one driven movement axis in order to be able to be moved between the parts supply station 7 and the working position above the parts holder 3. As shown, the linear drive unit 5 can also have two driven axles, that is to say one oriented horizontally at an angle of 90 ° to the transport device 2 in the y direction and the second driven axle perpendicularly at an angle of 90 ° to the transport device 2 in the z direction can be. In addition, a third driven axis parallel to the direction of movement of the transport device 2 may be present, ie in the x direction. The positioning by the linear drive unit 5 is typically carried out with about 5/100 mm accuracy (50 pm) and is sufficiently accurate to make an image of the test image 10 through the lens 6 with the image sensor can. Because the required accuracy of

Linsenpositionierung in etwa bei 2 pm liegt, wird die Abbildung des Testbilds 10 eine Verzerrung und/oder unscharfe Bereiche aufweisen.Lens positioning is approximately at 2 pm, the image of the test image 10 will have a distortion and / or blurred areas.

Aus diesen Abweichungen vom Idealbild kann durch eine Software die benötigte Positionskorrektur der einzusetzenden Linse 6 errechnet werden und wie im rechts dargestellten dritten Schritt durch die Feinpositioniervorrichtung 9 vorgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Bildsensor der optischen Vorrichtung 8 laufend Abbildungen des Testbilds 10 aufnehmen und durch geregelte Bewegungsabläufe der Feinpositioniervorrichtung 9 die Abbildung des Testbilds 10 scharf bzw. richtig gestellt werden. Beispielsweise kann zuerst die optische Achse der optischen Vorrichtung 8 und der einzusetzende Linse 6 in der x-y Ebene auf das Zentrum des Testbilds 10 ausgerichtet werden, danach die z-Position also die Distanz der optischen Vorrichtung 8 und der Linse 6 zum Testbild 10 eingestellt werden und danach eine Verschwenkung der Linse 6 vorgenommen werden, um Verzerrungen des Testbilds auszugleichen. Abhängig davon, ob die erforderliche Genauigkeit nach diesen Schritten erreicht ist, können die Bewegungsabläufe erneut ausgeführt werden. Die genannten Bewegungsabläufe können auch in anderer Reihenfolg oder zeitgleich ausgeführt werden.From these deviations from the ideal image, the required positional correction of the lens 6 to be used can be calculated by software and, as in the third step shown on the right, the fine positioning device 9 can be used. Alternatively or additionally, the image sensor of the optical device 8 can continuously record images of the test image 10 and the image of the test image 10 can be sharpened or adjusted by controlled movement sequences of the fine positioning device 9. For example, first the optical axis of the optical device 8 and the lens 6 to be used can be aligned in the xy plane to the center of the test image 10, then the z-position so the distance of the optical device 8 and the lens 6 are set to the test image 10 and then a pivoting of the lens 6 are made to compensate for distortions of the test image. Depending on whether the required accuracy is reached after these steps, the motion sequences can be executed again. The mentioned movements can also be performed in a different order or at the same time.

Nachdem die einzusetzende Linse 6 ausgerichtet ist, wird diese in dieser Position fixiert und der Greifer 4 kann diese loslassen (nicht dargestellt) und wieder zur Teilebereitstellungsstation 7 bewegt werden.After the lens 6 to be used is aligned, it is fixed in this position and the gripper 4 can release it (not shown) and be moved back to the parts supply station 7.

Das Fixieren kann durch Klebeauftrag erfolgen, die entsprechende Vorrichtung zur Vornahme des Klebeauftrags ist nicht dargestellt, diese kann vorzugsweise an der Linearantriebseinheit 5 befestigt sein und eine fixe Relation zu dieser aufweisen, da für den Klebeauftrag die Positioniergenauigkeit der Linearantriebseinheit 5 ausreichend ist. Der Klebeauftrag erfolgt zumindest an drei Punkten des Spalts zwischen den Linsen 6, um die Distanz der Linsen 6 zueinander an diesen Punkten zu fixieren.The fixing can be done by adhesive application, the corresponding device for carrying out the adhesive application is not shown, it may preferably be attached to the linear drive unit 5 and have a fixed relation to this, since the positioning accuracy of the linear drive unit 5 is sufficient for the adhesive application. The adhesive application takes place at least at three points of the gap between the lenses 6 in order to fix the distance of the lenses 6 from each other at these points.

Anstelle der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Linearantriebseinheit 5 könnte auch eine Einheit mit rotatorischen Achsen verwendet werden, beispielsweise ein 4-oder 6-Achs Roboter, um die grobe Positionierung vorzunehmen. Die Einheit zur groben Positionierung kann auch eine Kombination von linearen und rotatorischen Bewegungsachsen aufweisen. Während der Positionierung und des Fixierens der einzusetzenden Linse 6 wird in der Teilebereitstellungsstation 7 die nächste Linse 6 in die Entnahmeposition gebracht, welche dann in den folgenden Teileträger 3 in gleicher Weise eingesetzt wird. Die Linsen 6 können der Teilebereitstellungsstation 7 zum Beispiel über eine Rutsche zugeführt werden, oder aktiv in die Entnahmeposition transportiert, beispielsweise geschoben, werden. Alternativ könnte auch die nächste Linse 6 von der Teilebereitstellungstation 7 aktiv an den Greifer 4 übergeben werden, beispielsweise indem ein Roboter die Linse 6 von einer Palette oder einem Fließband entnimmt und an den Greifer 4 übergibt.Instead of the linear drive unit 5 shown in FIGS. 1 and 2, it would also be possible to use a unit with rotary axes, for example a 4-axis or 6-axis robot, to carry out the coarse positioning. The coarse positioning unit may also have a combination of linear and rotary axes of motion. During the positioning and fixing of the lens 6 to be used, the next lens 6 is brought into the removal position in the parts supply station 7, which is then inserted into the following parts carrier 3 in the same way. The lenses 6 may be supplied to the parts supply station 7, for example via a chute, or actively transported to the removal position, for example pushed. Alternatively, the next lens 6 could be actively transferred from the parts delivery station 7 to the gripper 4, for example, by a robot removes the lens 6 from a pallet or a conveyor belt and passes it to the gripper 4.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die jeweilige Arbeitsstation nur eine Verstellvorrichtung aufweist, welche fein genug positionierbar ist, um die Lageabweichung der Transportvorrichtung 2 auszugleichen und einen ausreichenden Bewegungsbereich aufweist, um Linsen 6 aufnehmen zu können. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Linsen 6 in unmittelbarer Nähe zur Arbeitsposition bereitgestellt werden, oder durch eine Bereitstellungsvorrichtung direkt in der Arbeitsposition an den Greifer 4 übergeben werden. In diesen Fällen kann eine erfindungsgemäße Arbeitsstation 1 nur eine Feinpositioniervorrichtung 9 aufweisen und keine zweite Positioniervorrichtung zum schnellen, aber zu ungenauen positionieren.In an embodiment according to the invention, it is provided that the respective work station has only one adjusting device which can be positioned fine enough to compensate for the positional deviation of the transport device 2 and has a sufficient range of motion in order to be able to receive lenses 6. This can be done, for example, by providing the lenses 6 in the immediate vicinity of the working position, or by transferring them directly to the gripper 4 in the working position by means of a provision device. In these cases, a workstation 1 according to the invention can only have a fine positioning device 9 and can not position a second positioning device for fast but too inaccurate positioning.

In Fig. 3 sind drei optische Vorrichtungen 11, 12, 13 dreier aufeinanderfolgender Arbeitsstationen 1 einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie im Detail gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die jeweils in den Arbeitsstationen einzusetzenden Linsen und die Linsen im Teilehalter 3 nicht dargestellt. Jede Arbeitsstation weist ein Testbild 10 und eine Kamera 14 auf. Als Testbild 10 ist ein Objekt (bzw. eine Darstellung) zu verstehen, welches von der Kamera 14 bzw. einem Bildsensor aufgenommen werden kann und Informationen enthält, welche zur Ausrichtung der Linsen 6 herangezogen werden können. Das Testbild 10 kann für alle Arbeitsstationen 1 ident sein. Als Testbild 10 kommen Kameratestbilder z.B. in Form von schwarzweiß Abbildungen, physische Objekte wie beispielsweise ein Rastergitter, digitale Anzeigen in Form von hochauflösenden Anzeigeflächen oder Projektionen in Frage. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann sich das Testbild 10 oberhalb der optischen Vorrichtung 11, 12, 13 befinden und die Kamera 14 unterhalb des Teileträger 3. Der Teileträger 3 weist ein Loch oder eine transparente Scheibe auf, sodass die Kamera 14 durch den Teileträger 3 hindurch Aufnahmen machen kann. Die optischen Vorrichtungen 11, 12, 13 weisen einen Hohlkörper insbesondere einen Zylinder auf, dessen Öffnung zentral über der einzusetzenden Linse 6 angeordnet ist und so den Weg von der Kamera 14 zum Testbild 10 freigibt.In Fig. 3, three optical devices 11, 12, 13 of three successive workstations 1 of an exemplary production line according to the invention are shown in detail. For reasons of clarity, the lenses to be used in the workstations and the lenses in the parts holder 3 are not shown. Each workstation has a test image 10 and a camera 14. The test image 10 is an object (or a representation) that can be recorded by the camera 14 or an image sensor and contains information that can be used to align the lenses 6. The test image 10 can be identical for all workstations 1. As a test image 10, camera test images, e.g. in the form of black and white images, physical objects such as a grid, digital displays in the form of high-resolution display areas or projections in question. As shown in FIG. 3, the test image 10 can be located above the optical device 11, 12, 13 and the camera 14 can be located below the parts carrier 3. The parts carrier 3 has a hole or a transparent pane, so that the camera 14 passes through the optical system Part carrier 3 through recordings can make. The optical devices 11, 12, 13 have a hollow body, in particular a cylinder, the opening of which is arranged centrally above the lens 6 to be used and thus clears the way from the camera 14 to the test image 10.

Da in jeder Arbeitsstation 1 eine andere Linse 6 an einer jeweils anderen Position des Linsenpakets einzusetzen ist, sind die optischen Vorrichtungen 11, 12, 13 unterschiedlich ausgestaltet. In der ersten Arbeitsstation 1 mit der optischen Vorrichtung 11, wird die drittletzte Linse 6 des Linsenpakets eingesetzt, daher sind im Hohlkörper der optischen Vorrichtung 11 optische Elemente 15, 16 angebracht, welche bevorzugt ident zur vorletzten und letzten einzusetzenden Linse 6 sind. Die optischen Elemente 15, 16 sollten dabei besonders exakt gefertigt sein, sodass sie kaum bis keine Abweichung von der Sollform der Linsen 6 aufweisen. Die optischen Elemente 15, 16 sind mit Abstandhaltern im Hohlkörper fixiert, welche den idealen Abstand hersteilen, welchen zwei ideale Linsen 6 nach dem Fügen aufweisen sollen.Since in each work station 1, another lens 6 is to be inserted at a different position of the lens package, the optical devices 11, 12, 13 are designed differently. In the first work station 1 with the optical device 11, the third last lens 6 of the lens package is used, therefore, in the hollow body of the optical device 11 optical elements 15, 16 are mounted, which are preferably identical to the penultimate and last to be used lens 6. The optical elements 15, 16 should in this case be made particularly precisely, so that they have little to no deviation from the desired shape of the lenses 6. The optical elements 15, 16 are fixed with spacers in the hollow body, which produce the ideal distance, which should have two ideal lenses 6 after joining.

In der zweiten Arbeitsstation ist die vorletzte einzusetzende Linse 6 einzusetzen. Die optische Vorrichtung 12 weist daher nur noch ein optisches Element 15 auf, welches eine ideale Version der letzten einzusetzenden Linse 6 darstellt.In the second workstation, the penultimate lens 6 to be used is to be inserted. The optical device 12 therefore has only one optical element 15, which represents an ideal version of the last lens 6 to be used.

In der dritten Arbeitsstation wird die letzte Linse 6 eingesetzt, die optische Vorrichtung 13 braucht daher kein optisches Element aufzuweisen. Anders formuliert weist die Arbeitsstation zum Einsetzen der letzten Linse einen Greifer 4 auf, der den optischen Pfad zwischen Kamera 14 und Testbild 10 freigibt. Die Arbeitsstation zum Einsetzen der letzten Linse kann daher auch unterschiedlich zu den vorangegangenen Arbeitsstationen ausgeführt sein, da die letzte Linse 6 nicht bezüglich einer optischen Vorrichtung 8 ausgerichtet zu werden braucht.In the third workstation, the last lens 6 is used, the optical device 13 therefore need not have an optical element. In other words, the workstation for inserting the last lens has a gripper 4, which releases the optical path between camera 14 and test image 10. The workstation for inserting the last lens can therefore also be designed differently from the preceding workstations, since the last lens 6 need not be aligned with respect to an optical device 8.

In Fig. 3 sind ebenfalls drei optische Vorrichtungen 11, 12, 13 dreier aufeinanderfolgender Arbeitsstationen 1 einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie im Detail gezeigt, wobei die Kameras 14 oberhalb der optischen Vorrichtungen 11, 12, 13 angebracht sind und die Testbilder 10 unterhalb der Teileträger 10.FIG. 3 also shows in detail three optical devices 11, 12, 13 of three successive workstations 1 of an exemplary production line according to the invention, the cameras 14 being mounted above the optical devices 11, 12, 13 and the test images 10 below the part carriers 10.

In Fig. 5 sind die Arbeitsstationen der Fig. 3 mit Klebstoff-Applikatoren 17 zur Fertigung eines Linsenpakets, umfassend die Linsen 18, 19, 20 und 21, dargestellt. Der Transport bzw. die Taktung der Teileträger 3 erfolgt von links nach rechts. Die erste Linse 18 wurde im Beispiel der Fig. 5 bereits vor Erreichen der linken Arbeitsstation eingesetzt. In der linken Arbeitsstation wird die Linse 19, welche die zweite Linse des Linsenpakets darstellt, vom Greifer 4 aufgenommen und gemeinsam mit der optischen Vorrichtung 11 so positioniert, dass die Kamera 14 eine scharfe, unverzerrte Aufnahme des Testbilds 10 aufnimmt. In dieser Position wird durch die Klebstoffapplikatoren 17 der ersten Arbeitsstation der Spalt zwischen der Linse 18 und der Linse 19 an zumindest drei Stellen mit Klebstoff gefüllt und der Greifer 4 in dieser Position belassen, bis der Klebstoff ausreichende Formstabilität aufweist. Zeitgleich wird in der mittleren Arbeitsstation die Linse 20, welche die dritte Linse des Linsenpakets darstellt, vom Greifer 4 aufgenommen und mit der optischen Vorrichtung 12 so positioniert, dass die Kamera 14 eine scharfe, unverzerrte Aufnahme des Testbilds 10 aufnimmt. In dieser Position wird durch die Klebstoffapplikatoren 17 der zweiten Arbeitsstation der Spalt zwischen der Linse 19 und der Linse 20 an zumindest drei Stellen mit Klebstoff gefüllt und der Greifer 4 in dieser Position belassen, bis der Klebstoff ausreichende Formstabilität aufweist.FIG. 5 shows the workstations of FIG. 3 with adhesive applicators 17 for producing a lens package comprising the lenses 18, 19, 20 and 21. The transport or the timing of the parts carrier 3 takes place from left to right. The first lens 18 was already used in the example of FIG. 5 before reaching the left workstation. In the left work station, the lens 19, which is the second lens of the lens package, is picked up by the gripper 4 and positioned together with the optical device 11 so that the camera 14 takes a sharp, undistorted photograph of the test image 10. In this position, the gap between the lens 18 and the lens 19 is filled with adhesive by the adhesive applicators 17 of the first work station at least three locations and the gripper 4 is left in this position until the adhesive has sufficient dimensional stability. At the same time, in the middle workstation, the lens 20, which is the third lens of the lens package, is picked up by the gripper 4 and positioned with the optical device 12 so that the camera 14 takes a sharp, undistorted photograph of the test image 10. In this position, the gap between the lens 19 and the lens 20 is filled with adhesive by the adhesive applicators 17 of the second work station at least three locations and the gripper 4 is left in this position until the adhesive has sufficient dimensional stability.

Zeitgleich wird in der rechten Arbeitsstation die Linse 21, welche die vierte und somit letzte Linse des Linsenpakets darstellt, vom Greifer 4 aufgenommen und so positioniert, dass die Kamera 14 eine scharfe, unverzerrte Aufnahme des Testbilds 10 aufnimmt. In dieser Position wird durch die Klebstoffapplikatoren 17 der dritten Arbeitsstation der Spalt zwischen der Linse 20 und der Linse 21 an zumindest drei Stellen mit Klebstoff gefüllt und der Greifer 4 in dieser Position belassen, bis der Klebstoff ausreichende Formstabilität aufweist.At the same time, in the right-hand workstation, the lens 21, which represents the fourth and thus last lens of the lens package, is picked up by the gripper 4 and positioned so that the camera 14 records a sharp, undistorted image of the test image 10. In this position, by the adhesive applicators 17 of the third work station, the gap between the lens 20 and the lens 21 is filled with adhesive at at least three locations and the gripper 4 is left in this position until the adhesive has sufficient dimensional stability.

Sobald jede hinzugefügte Linse 19, 20, 21 in der jeweiligen Arbeitsstation ausreichend fixiert ist und die Greifer 4 aller Arbeitsstationen gelöst sind, werden die Teileträger 3 mit der Transportvorrichtung 2 weiterbewegt bzw. getaktet und jede Arbeitsstation führt die genannten Arbeitsschritte am nächsten Teileträger 3 durch.As soon as each added lens 19, 20, 21 in the respective workstation is sufficiently fixed and the grippers 4 of all workstations are released, the parts carriers 3 are moved on with the transport device 2 and each workstation carries out the mentioned work steps on the next parts carrier 3.

In Fig. 6 sind vier Arbeitsstationen einer beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungslinie gezeigt, wobei bereits das Einsetzen der ersten Linse 21 mit aktiver optischer Ausrichtung erfolgt. Die Linse 21 wird beispielsweise auf einer Blende 26 befestigt. Im Beispiel der Fig. 6 befindet sich die Bildgebungseinheit in Form eines Bildsensor 25 oberhalb des Linsenpakets, wodurch die Linsen 18, 19, 20, 21 in umgekehrter Reihenfolge gegenüber der Fig. 5 platziert werden. Die optischenFIG. 6 shows four workstations of an exemplary production line according to the invention, wherein the insertion of the first lens 21 with active optical alignment already takes place. The lens 21 is fixed, for example, on a diaphragm 26. In the example of FIG. 6, the imaging unit is in the form of an image sensor 25 above the lens package, whereby the lenses 18, 19, 20, 21 are placed in the reverse order with respect to FIG. The optical

Elemente 22, 23, 24 sind in dieser Reihenfolge die idealen Versionen der Linsen 18, 19 und 20.Elements 22, 23, 24 are the ideal versions of the lenses 18, 19 and 20 in this order.

In der linken Arbeitsstation wird die Linse 21, welche aus Blickrichtung des Bildsensors 25 die letzte Linse des Linsenpakets darstellt, vom Greifer 4 aufgenommen und mit der Feinpositioniervorrichtung 9 (nicht dargestellt) so positioniert, dass die Kamera 14 eine scharfe, unverzerrte und zentrierte Aufnahme des Testbilds 10 aufnimmt. In dieser Position wird durch die Klebstoffapplikatoren 17 der ersten Arbeitsstation der Spalt zwischen der Blende 26 und der Linse 21 an zumindest drei Stellen mit Klebstoff gefüllt und die Linse 21 in dieser Position belassen bis der Klebstoff ausreichende Formstabilität aufweist.In the left work station, the lens 21, which is the last lens of the lens package from the viewing direction of the image sensor 25, is picked up by the gripper 4 and positioned with the fine positioning device 9 (not shown) so that the camera 14 can take a sharp, undistorted and centered image of the camera Test image 10 receives. In this position, the gap between the diaphragm 26 and the lens 21 is filled with adhesive by the adhesive applicators 17 of the first work station at least three locations and the lens 21 is left in this position until the adhesive has sufficient dimensional stability.

Zeitgleich werden in den folgenden drei Arbeitsstationen die Linsen 20, 19 und 18 in gleicher Weise ausgerichtet und fixiert. Wie in Fig. 6 gut zu erkennen ist, weist jede Arbeitsstation ein vollständiges Linsenpaket auf, wobei die noch fehlenden Linsen über der jeweils einzusetzenden Linse in der Arbeitsstation fixiert sind. Nach Einsetzen der letzten Linse 18 in der vierten Arbeitsstation kann das fertige Linsenpaket entnommen werden und/oder in einer folgenden Arbeitsstation mit einem Bildsensor versehen werden, um eine Kamera zu bilden. Beispielsweise kann dies nach dem bekannten Verfahren erfolgen, indem das fertige Linsenpaket durch aktive optische Ausrichtung am Bildsensor befestigt wird, wobei das vom Bildsensor aufgenommene Bild zur Ausrichtung des fertigen Linsenpakets verwendet wird.At the same time in the following three workstations, the lenses 20, 19 and 18 are aligned and fixed in the same way. As can be clearly seen in FIG. 6, each work station has a complete lens package, with the still missing lenses being fixed in the workstation via the respective lens to be used. After inserting the last lens 18 in the fourth workstation, the finished lens package can be removed and / or provided in a subsequent workstation with an image sensor to form a camera. For example, this can be done by the known method by the finished lens package is fixed by active optical alignment on the image sensor, wherein the image taken by the image sensor used to align the finished lens package.

In Fig. 7 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Fertigungslinie gezeigt, bei welchem das Linsenpaket bereits am Bildsensor 25 der zu fertigenden Kamera zusammengestellt wird. Dazu ist am Teileträger 3 eine Platine 30 befestigt, auf welcher der Bildsensor 25 angebracht ist. In der ersten Arbeitsstation wird die erste Linse 18 aktiv optisch ausgerichtet und danach direkt an der Platine 30 mit fixer Ausrichtung zum Bildsensor 25 befestigt. Die aktive optische Positionierung erfolgt dabei mit dem Bildsensor 25 der späteren Kamera, dazu überträgt derFIG. 7 shows a further variant of the production line according to the invention, in which the lens package is already assembled on the image sensor 25 of the camera to be manufactured. For this purpose, a board 30 is attached to the parts carrier 3, on which the image sensor 25 is mounted. In the first workstation, the first lens 18 is actively optically aligned and thereafter attached directly to the fixed orientation board 30 to the image sensor 25. The active optical positioning is carried out with the image sensor 25 of the later camera, which transmits the

Bildsensor 25 über ein Datenkabel oder mit einer drahtlosen Sendeeinrichtung Bilddaten an eine Datenverarbeitungsanlage. Im Fall eines Datenkabels kann dieses mit der Transportvorrichtung 2 mitgeführt werden, oder im jeweiligen Arbeitsbereich der Arbeitsstationen mit einer Schnittstelle an der Platine 30 verbunden werden. Die Ausrichtung und Montage der weiteren Linsen 19, 20, 21 erfolgt in den weiteren drei Arbeitsstationen auf gleiche Weise. Vorteilhaft an dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, dass nach der letzten Arbeitsstation bereits das fertige Kameramodul vorliegt und jede Linse 18, 19, 20, 21 bestmöglich auf den tatsächlichen Bildsensor 25 der Kamera ausgerichtet ist.Image sensor 25 via a data cable or with a wireless transmitter image data to a data processing system. In the case of a data cable this can be carried along with the transport device 2, or be connected in the respective workspace of the workstations with an interface on the board 30. The alignment and assembly of the other lenses 19, 20, 21 takes place in the other three workstations in the same way. An advantage of this embodiment of the invention is that after the last workstation already the finished camera module is present and each lens 18, 19, 20, 21 is optimally aligned with the actual image sensor 25 of the camera.

Zu allen zuvor und in Folge beispielhaft beschriebenen Fertigungslinien ist anzuführen, dass in einer oder mehreren folgenden Arbeitsstationen der erfindungsgemäßen Fertigungslinie noch weitere Elemente wie eine Blende 26 hinzugefügt, oder ein Gehäuse bzw. ein Tubus über dem Linsenpaket befestigt werden könnte. Zudem könnte noch eine Versiegelung des Linsenpakets vorgenommen werden indem in weiteren Arbeitsschritten der initial an zumindest drei Punkten verklebte Spalt zwischen den Linsen 6 mit Klebstoff oder einem anderen Füllmaterial verschlossen wird. Die Fertigungslinie kann vorteilhaft in einem Reinraum angeordnet sein, oder ein Maschinengehäuse aufweisen, in welchem Reinraumbedingungen aufrechterhalten werden können. Besonders vorteilhaft ist der geringe Platzbedarf der erfindungsgemäßen Fertigungslinie, wodurch der benötigte Reinraum eine sehr geringe Größe aufweisen kann. Zu den Linsen ist anzuführen, dass die dargestellte Form rein beispielhaft ist und dass die Befestigung der Linsen aneinander zwar vorteilhaft aber nicht zwingend notwendig ist. Beispielsweise könnten die Linsen auch Glas- oder KunstStofflinsen ohne eigenen Anschlussbereich sein, die aber jeweils mit einem eigenen ringförmigen Gehäuseabschnitt als Anschlussbereich versehen wurden. Zudem könnten Linsen ohne ringförmigen Anschlussbereich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch an einerFor all production lines described above and in sequence by way of example, it should be mentioned that in one or more subsequent workstations, the production line according to the invention could be supplemented with further elements such as a panel 26 or a housing or a tube could be fastened above the lens package. In addition, a sealing of the lens package could be done by the gap initially glued at at least three points between the lenses 6 is sealed with adhesive or other filler in further steps. The production line can advantageously be arranged in a clean room or have a machine housing in which clean room conditions can be maintained. Particularly advantageous is the small footprint of the production line according to the invention, whereby the required clean room can have a very small size. It should be mentioned with regard to the lenses that the illustrated form is purely exemplary and that the attachment of the lenses to each other is advantageous but not absolutely necessary. For example, the lenses could also be glass or KunstStofflinsen without their own connection area, but each was provided with its own annular housing portion as a connection area. In addition, lenses without annular connection area with the inventive method could also on a

Befestigungsstruktur befestigt werden, beispielsweise an drei oder mehr senkrechten Stäben, an welchen die Linsen punktförmig verklebt werden. Die Stäbe sind beispielsweise so anzuordnen, dass der Greifer 4 der Arbeitsstation die Linse von oben zwischen diesen einführen kann. Anstelle die Linsen 6 mit einem ringförmigen Anschlussbereich auszuführen, können diese auch mit zumindest drei lokalen Anschlussvorsprüngen ausgeführt sein, beispielsweise in Form von radialen Verbreiterungen. An den Punkten oder Flächen an denen die Verklebung stattfindet, können die Linsen 6 eine raue oder dreidimensionale Oberflächenstruktur, beispielsweise in Form von vor und/oder zurückspringenden Halbkugeln, aufweisen, um eine bessere Verankerung des Klebstoffs zu erreichen.Fixing structure can be attached, for example, to three or more vertical bars to which the lenses are glued point-like. The bars are to be arranged, for example, so that the gripper 4 of the workstation can insert the lens from above between them. Instead of carrying out the lenses 6 with an annular connection region, they can also be designed with at least three local connection projections, for example in the form of radial widenings. At the points or areas where the bonding takes place, the lenses 6 may have a rough or three-dimensional surface structure, for example in the form of protruding and / or receding hemispheres, in order to achieve a better anchoring of the adhesive.

Die Linsen 6 können an den Anschlussbereichen mit einer lichtundurchlässigen Schicht versehen werden, um einen ungewünschten Strahlgang durch den Anschlussbereich bis an den Bildsensor der fertigen Kamera zu vermeiden. Diese Schicht kann in Form einer Beschichtung auf die Oberfläche des Anschlussbereichs aufgebracht werden, oder in Form einer Blende auf den Anschlussbereich geklebt werden, beispielsweise bereits vor Zuführung der Linsen 6 über die Teilebereitstellungsstation 7 oder durch zusätzliche Bearbeitungsstationen zwischen den Arbeitsstationen 1. Eine Blende kann beispielsweise auch bereits bei Herstellung der Linsen 6 in diese eingegossen werden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass die Funktion einer Blende durch Verwendung eines undurchsichtigen beispielsweise schwarzen Klebstoffs zur Befestigung der Linsen 6 realisiert wird.The lenses 6 can be provided with an opaque layer at the connection areas in order to avoid an undesired beam passage through the connection area as far as the image sensor of the finished camera. This layer can be applied in the form of a coating on the surface of the connection region, or glued in the form of a panel on the connection area, for example, before the delivery of the lenses 6 via the parts supply station 7 or by additional processing stations between the workstations 1. A shutter can, for example even in the production of the lenses 6 are poured into this. According to the invention, it is also possible for the function of a diaphragm to be realized by using an opaque, for example, black adhesive for fastening the lenses 6.

Es ist anzuführen, dass die beabstandete Positionierung der Linsen 6 zueinander vorteilhaft ist, da eine Lagekorrektur der Linsen 6 in der z-Richtung und durch Schwenken möglich ist, beispielsweise um Abweichungen der Dicke der Linse 6 oder eine schräge optische Achse der Linse 6 auszugleichen. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich aber in ähnlicher Weise anwenden, wenn die Linsen 6 direkt aneinander liegen, also jeweils eine untere und obere Referenzfläche mit exaktem Abstand (exakte Dicke des Anschlussbereichs der Linsen 6) zueinander aufweisen. In diesem Fall ist durch die jeweilige Feinpositioniervorrichtung 9 der Arbeitsstationen lediglich die Lage der jeweils einzusetzenden Linse 6 in der x-y Ebene zu korrigieren, nach dem die einzusetzende Linse 6 mit dem Greifer 4 koplanar auf die Referenzfläche aufgesetzt wurde.It should be noted that the spaced positioning of the lenses 6 to each other is advantageous, since a position correction of the lenses 6 in the z-direction and by pivoting is possible, for example, to compensate for variations in the thickness of the lens 6 or an oblique optical axis of the lens 6. However, the method according to the invention can be applied in a similar manner if the lenses 6 lie directly against one another, ie in each case have a lower and upper reference surface with exact spacing (exact thickness of the connection region of the lenses 6) to one another. In this case, the respective fine positioning device 9 of the workstations only corrects the position of the respectively to be used lens 6 in the x-y plane, after which the lens 6 to be used with the gripper 4 has been coplanarly placed on the reference surface.

Als Verallgemeinerung sei angeführt, dass der Teileträger 3 eine Feinpositioniervorrichtung 9 aufweisen kann, beispielsweise zur exakten Positionierung des Teileträgers 3 bzw. der im Teileträgers 3 aufgenommenen Befestigungsstruktur oder Linsen 6 in der x-y Ebene und/oder in z-Richtung.As a generalization, it should be noted that the parts carrier 3 may have a fine positioning device 9, for example for the exact positioning of the parts carrier 3 or the attachment structure or lenses 6 received in the parts carrier 3 in the x-y plane and / or in the z-direction.

In Fig. 8 ist das erfindungsgemäße Positionierverfahren einer Linse 6 in einer Arbeitsstation 1 als Flussdiagramm dargestellt. Im ersten Schritt 31 nimmt der Greifer 4 eine Linse 6 auf und wird über dem Teileträger 3 positioniert, indem der Teileträger 3 durch die Transportvorrichtung 2 und der Greifer 4 durch die schnelle aber zu ungenaue Antriebseinheit in der jeweiligen Arbeitsposition positioniert werden.FIG. 8 shows the positioning method according to the invention of a lens 6 in a workstation 1 as a flow chart. In the first step 31, the gripper 4 receives a lens 6 and is positioned over the parts carrier 3 by the part carrier 3 are positioned by the transport device 2 and the gripper 4 by the fast but inaccurate drive unit in the respective working position.

Im zweiten Schritt 32 wird durch die Kamera 14 bzw. den Bildsensor 25 das Testbild 10 aufgenommen.In the second step 32, the test image 10 is taken by the camera 14 or the image sensor 25.

Im dritten Schritt 33 wird die Abweichung zur idealen Abbildung des Testbilds durch eine Datenverarbeitungsanlage ermittelt. Ist die Abweichung innerhalb der geforderten Toleranz, wird in Schritt 35 das Fügen der Linse 6 vorgenommen. Ist die Abweichung außerhalb der geforderten Toleranz wird aus der Abweichung ein Stell- oder Regelwert für die Feinpositioniervorrichtung 9 erstellt und die Ausrichtung der Linse 6 im vierten Schritt 34 entsprechend korrigiert.In the third step 33, the deviation from the ideal image of the test image is determined by a data processing system. If the deviation is within the required tolerance, the joining of the lens 6 is performed in step 35. If the deviation is outside the required tolerance, a setting or control value for the fine positioning device 9 is created from the deviation and the orientation of the lens 6 is corrected accordingly in the fourth step 34.

Das Aufnehmen von Bildern in Schritt 33 und die Positionskorrektur in Schritt 34 können dabei annähernd in Echtzeit ablaufen, indem die Kamera 14 bzw. der Bildsensor 25 laufend Aufnahmen des Testbilds 10 erstellt.The taking of images in step 33 and the position correction in step 34 can thereby take place approximately in real time, in that the camera 14 or the image sensor 25 continuously creates images of the test image 10.

Sobald das aufgenommene Bild der idealen Abbildung des Testbilds 10 entspricht, wird die Schleife beendet und es erfolgt das Fügen im fünften Schritt 35. Sollte das Ausrichten der Linse aus irgendeinem Grund scheitern, kann nach einer vorgebbaren Zeit der Vorgang abgebrochen werden und zu Schritt 37 übergegangen werden. Abhängig von der Implementierung kann in Schritt 37 die Linse 6 vom Greifer 4 entfernt werden und die bereits davor platzierten Linsen als Ausschuss gekennzeichnet werden (keine weiteren Linsen 6 werden hinzugefügt), oder die Linse 6 wird dennoch fixiert, falls die Abweichung durch Hinzufügen der noch fehlenden Linsen 6 potentiell ausgeglichen werden kann.As soon as the captured image corresponds to the ideal image of the test image 10, the loop is terminated and the joining takes place in the fifth step 35. If the alignment of the lens fails for any reason, after a predeterminable time the process can be aborted and the process moves to step 37 become. Depending on the implementation, in step 37, the lens 6 may be removed from the gripper 4 and the previously placed lenses may be marked reject (no further lenses 6 added), or the lens 6 will still be fixed if the deviation by adding the missing lenses 6 can potentially be compensated.

Nachdem in Schritt 35 die Linse 6 fixiert wurde, wird im sechsten Schritt 36 der Greifer 4 gelöst und kann somit eine neue Linse 6 aufnehmen. Da der in Fig. 8 dargestellte Prozess bevorzugt zeitlich parallel von allen Arbeitsstationen 1 vorgenommen wird, werden die Teileträger 3 weiter getaktet sobald alle Greifer 4 aller Arbeitsstationen 1 gelöst sind und der Prozess startet mit dem ersten Schritt 31 von neuem.After the lens 6 has been fixed in step 35, the gripper 4 is released in the sixth step 36 and can thus receive a new lens 6. Since the process illustrated in FIG. 8 is preferably performed in parallel by all workstations 1, the parts carriers 3 are further clocked as soon as all grippers 4 of all workstations 1 have been released and the process starts again with the first step 31.

In Fig. 9 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fertigungslinie bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Vorteilhaft daran ist, dass die Komplexität der Arbeitsstation reduziert ist und alle Arbeitsstationen 1 ident aufgebaut sein können. Dazu wird für jede Arbeitsstation 1 eine individuelle ideale Abbildung 38 des Testbilds 10 verwendet. Im Beispiel der Fig. 9 ist das Testbild 10 ein regelmäßiges Raster.FIG. 9 shows an alternative embodiment of the production line or the method according to the invention. The advantage of this is that the complexity of the workstation is reduced and all workstations 1 can be identically constructed. For this purpose, an individual ideal image 38 of the test pattern 10 is used for each work station 1. In the example of FIG. 9, the test image 10 is a regular grid.

Die individuelle ideale Abbildung 38 entspricht der Abbildung des Testbilds 10 durch ein ideales Linsenpaket. Das ideale Linsenpaket ist dabei von Arbeitsstation zu Arbeitsstation verschieden und entspricht dem Linsenpaket, welches nach Platzieren der einzusetzenden Linse 6 der jeweiligen Arbeitsstation 1 vorliegt. Für die linke Arbeitsstation 1 bedeutet dies, dass die ideale Abbildung 38 eine Abbildung des Testbilds 10, aufgenommen durch ein ideales Linsenpaket bestehend aus idealen Versionen der Linse 18 und Linse 19, ist. Für die mittlere Arbeitsstation 1 bedeutet dies, dass die ideale Abbildung 38 eine Abbildung des Testbilds 10, aufgenommen durch ein ideales Linsenpaket bestehend aus idealen Versionen der Linse 18, der Linse 19 und der Linse 20 ist. Für die rechte Arbeitsstation 1 bedeutet dies, dass die ideale Abbildung 38 eine Abbildung des Testbilds 10, aufgenommen durch ein ideales Linsenpaket bestehend aus idealen Versionen der Linse 18, der Linse 19, der Linse 20 und der Linse 21 ist.The individual ideal image 38 corresponds to the image of the test image 10 by an ideal lens package. The ideal lens package is different from workstation to workstation and corresponds to the lens package which is present after placing the lens 6 to be used of the respective workstation 1. For the left workstation 1, this means that the ideal image 38 is an image of the test image 10 taken by an ideal lens package consisting of ideal versions of the lens 18 and lens 19. For the middle workstation 1, this means that the ideal image 38 is an image of the test image 10 taken by an ideal lens package consisting of ideal versions of the lens 18, the lens 19, and the lens 20. For the right workstation 1, this means that the ideal image 38 is an image of the test image 10 taken by an ideal lens package consisting of ideal versions of the lens 18, the lens 19, the lens 20 and the lens 21.

Nur die individuelle ideale Abbildung 38 der rechten Arbeitsstation zeigt das Bild, wie es tatsächlich von der fertigen Kamera idealerweise aufgezeichnet werden kann.Only the individual ideal image 38 of the right-hand workstation shows the picture of how it can actually ideally be recorded by the finished camera.

Da das Linsenpaket in den vorangehenden Arbeitsstationen 1 nicht vollständig ist, wird von deren Kameras 14 jeweils ein verzerrtes Bild aufgenommen. Da die individuelle ideale Abbildung 38 aber eben eine ideale Abbildung dieses verzerrten Bildes ist, kann die ideale Position der Linse 6 gefunden werden, indem das tatsächlich von Kamera 14 aufgenommene Bild durch Ausrichtung der Linse 6 der individuellen idealen Abbildung 38 angeglichen wird.Since the lens package in the preceding workstations 1 is not complete, a distorted image is recorded by each of their cameras 14. However, since the individual ideal image 38 is just an ideal image of this distorted image, the ideal position of the lens 6 can be found by aligning the image actually captured by the camera 14 by aligning the lens 6 with the individual ideal image 38.

Der Prozess der Fig. 8 ist somit auch für die Arbeitsstationen 1 der Fig. 9 anwendbar. In Schritt 32 wird dabei mit Kamera 14 ein Bild durch das jeweilige Linsenpaket aufgenommen und in Schritt 33 mit einer Datenverarbeitungsanlage 39 mit der individuellen idealen Abbildung 38 verglichen. Wird eine Abweichung festgestellt, wird die Position der Linse 6 in Schritt 34 korrigiert und das von der Kamera 14 aufgenommen Bild wieder mit der individuellen idealen Abbildung 38 verglichen.The process of FIG. 8 is thus also applicable to the workstations 1 of FIG. 9. In step 32, a picture is taken with the camera 14 through the respective lens package and compared in step 33 with a data processing system 39 with the individual ideal image 38. If a deviation is found, the position of the lens 6 is corrected in step 34 and the image taken by the camera 14 is compared again with the individual ideal image 38.

Sobald das von der Kamera 14 aufgenommen Bild mit der erlaubten Toleranz der individuellen idealen Abbildung 38 entspricht, wird in Schritt 35 die Linse 6 fixiert, beispielsweise durch Klebeauftrag mit Klebstoffapplikatoren 17. Nach erfolgter ausreichender Aushärtung (beispielsweise beschleunigt durch Beleuchtung mit UV-Licht) wird in Schritt 36 der Greifer 4 gelöst.As soon as the image taken by the camera 14 corresponds to the permitted tolerance of the individual ideal image 38, the lens 6 is fixed in step 35, for example by adhesive application with adhesive applicators 17. After sufficient curing (for example accelerated by illumination with UV light) in step 36, the gripper 4 is released.

Natürlich kann bei der Vorrichtung der Fig. 9 die Position der Kamera 14 und des Testbilds 10 getauscht werden, bzw. kann auch wie zur Fig. 7 ausgeführt, die Montage der Linsen 6 am Bildsensor 25 vorgenommen werden. In Fig. 1 können die optischen Vorrichtungen 8 aller Arbeitsstationen 1 ident ausgestaltet sein und/oder nur den Bildsensor 25 enthalten, wenn das Verfahren der Fig. 9 mit den individuellen idealen Abbildungen 38 angewandt wird.Of course, in the device of FIG. 9, the position of the camera 14 and of the test pattern 10 can be exchanged, or, as shown in FIG. 7, the mounting of the lenses 6 on the image sensor 25 can be performed. In Fig. 1, the optical devices 8 of all workstations 1 may be identical and / or may only contain the image sensor 25 when the method of Fig. 9 is used with the individual ideal images 38.

Vorteilhaft an dieser Ausführungsvariante ist, dass zum Umrüsten der Vorrichtung für die Herstellung eines anderen Linsenpakets nicht die optischen Elemente in den Arbeitsstationen 1 getauscht werden müssen, wie dies bei den Vorrichtungen der Fig. 3-7 der Fall wäre. Es muss nur für jede Arbeitsstation eine individuelle ideale Abbildung 38 erstellt werden, wobei diese auch computergestützt angefertigt werden kann, ohne tatsächlich Abbildungen durch eine ideale Linse oder ein ideales Linsenpaket anfertigen zu müssen.An advantage of this embodiment is that to convert the device for the production of a different lens package not the optical elements in the workstations 1 must be replaced, as would be the case with the devices of FIGS. 3-7. It is only necessary to create an individual ideal figure 38 for each work station, which can also be made computer-aided, without actually having to make pictures through an ideal lens or lens package.

Wie in Fig. 10 veranschaulicht können anstelle der individuellen idealen Abbildungen 38 auch individuelle Testbilder 10 verwendet werden, welche jeweils durch die in der jeweiligen Arbeitsstation 1 vorhandenen Linsen betrachtet, dasselbe Bild ergeben. Anstelle des regelmäßigen Rasters müsste dann beispielsweise bei der linken Arbeitsstation ein nach außen gewölbtes Raster verwendet werden, welches also gegengleich zur individuellen idealen Abbildung 38 der linken Arbeitsstation verzerrt ist. Bei Verwendung von individuellen Testbildern 10 in den Arbeitsstationen können diese vorteilhaft an einem Bildschirm dargestellt werden, sodass die Arbeitsstationen einen identen Aufbau aufweisen können und die individuellen Testbilder einfach an das zu fertigende Linsenpaket angepasst werden können. Um in jeder Arbeitsstation 1 das verzerrte Testbild 10 als ein scharfes, unverzerrtes Testmuster bzw. Gitter abzubilden, kann es notwendig sein, dass der Bildschirm jeder Arbeitsstation 1 einen individuellen Abstand zum Greifer 4 bzw. zur einzusetzenden Linse 6 aufweist, oder zwischen demAs illustrated in FIG. 10, instead of the individual ideal images 38, individual test images 10 may also be used which, viewed in each case by the lenses present in the respective workstation 1, produce the same image. Instead of the regular grid then, for example, in the left workstation an outwardly curved grid would have to be used, which is thus distorted compared to the individual ideal image 38 of the left workstation. When using individual test images 10 in the workstations, these can advantageously be displayed on a screen, so that the workstations can have an identical structure and the individual test images can be easily adapted to the lens package to be manufactured. In order to image the distorted test pattern 10 in each work station 1 as a sharp, undistorted test pattern or grid, it may be necessary for the screen of each workstation 1 to have an individual distance to the gripper 4 or to the lens 6 to be inserted

Bildschirm 10 und dem Greifer 4 eine zusätzliche Optik vorhanden ist, beispielsweise in Form eines Zoom-Objektivs. Zudem ist es möglich, dass jede Kamera 14 der Arbeitsstationen 1 ein individuelles Objektiv oder ein individuell eingestelltes Zoom-Objektiv aufweist. Der Abstand des Bildschirms, bzw. das individuelle Objektiv und/oder die individuelle Zoomeinstellung des Objektivs sind in der jeweiligen Arbeitsstation einmalig so einzustellen, dass bei idealer Ausrichtung der einzusetzenden Linse 6 mit der Kamera 14 ein scharfes unverzerrtes Raster aufgenommen wird. Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Ausführungsvariante der Fig. 10 ist, dass die Bildanalyse immer anhand eines regelmäßigen Rasters (oder eines anderen Musters) erfolgt, wodurch diese von einer Datenverarbeitungsanlage in kürzerer Zeit durchführbar ist, als es bei verzerrten oder unscharfen Abbildungen der Fall wäre.Screen 10 and the gripper 4 an additional optics is present, for example in the form of a zoom lens. In addition, it is possible for each camera 14 of the workstations 1 to have an individual objective or an individually adjusted zoom objective. The distance of the screen, or the individual lens and / or the individual zoom setting of the lens are to be set once in the respective workstation so that with ideal alignment of the lens to be used 6 with the camera 14, a sharp undistorted grid is recorded. An advantage of the embodiment of FIG. 10 according to the invention is that the image analysis always takes place on the basis of a regular grid (or another pattern), which makes it possible for a data processing system to be carried out in a shorter time than would be the case with distorted or blurred images.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung gezeigt, bei welcher zwischen zwei Arbeitsstationen 1 in denen Linsen 6 eingesetzt werden, eine Klebeauftragsstation 40 vorhanden ist. Die Positioniervorrichtungen der Arbeitsstationen 1 sind mit strichlierten Linien stark schematisch angedeutet. Die in Fig. 11 gezeigten Linsen 6 weisen an der oberen Seite des ringförmigen Anschlussbereichs einen erhöhten Steg auf, welcher einen erhöhten Rand zum inneren optischen Abschnitt der Linsen bildet. Am nach radial gesehen äußeren Bereich des Anschlussbereichs, welcher unterhalb des Steges liegt, erfolgt in der Klebeauftragsstation 40 der Klebeauftrag, wobei dieser rings um den erhöhten Steg erfolgen kann.FIG. 11 shows a further embodiment variant of the invention in which an adhesive application station 40 is present between two workstations 1 in which lenses 6 are inserted. The positioning of the work stations 1 are indicated by dashed lines very schematically. The lenses 6 shown in FIG. 11 have a raised ridge on the upper side of the annular connection area, which forms a raised edge to the inner optical section of the lenses. At the radially outer region of the connection region, which lies below the web, the adhesive application takes place in the adhesive application station 40, whereby this can be done around the raised web.

In der nachfolgenden Arbeitsstation 1 wird die einzusetzende Linse 6, welche an der unteren Seite des ringförmigen Anschlussbereichs entsprechend gegengleich zur oberen Seite des ringförmigen Anschlussbereichs der darunterliegenden Linse 6 ausgebildet ist, aktiv optisch ausgerichtet, wobei sich der Klebeauftrag gleichmäßig im Spalt zwischen den Linsen 6 verteilen wird und der erhöhte Steg verhindert, dass Klebstoff an den inneren optischen Teil der Linsen 6 gelangen kann. Ist die Linse 6 richtig positioniert, kann der Kleber beispielsweise durch UV-Lichtbestrahlung beschleunigt zum Aushärten gebracht werden. Vorteilhaft ist, dass der Zwischenraum zwischen den Linsen 6 dadurch versiegelt wird. Durch das vorgelagerte Aufträgen des Klebstoffs kann zudem eventuell eine Reduktion der Taktzeit erreicht werden.In the subsequent workstation 1, the lens 6 to be used, which is formed on the lower side of the annular connection area corresponding to the upper side of the annular connection area of the underlying lens 6, is actively optically aligned, with the application of adhesive uniformly distributed in the gap between the lenses 6 and the raised ridge prevents adhesive from getting to the inner optical part of the lenses 6. If the lens 6 is correctly positioned, the adhesive can be accelerated, for example, by UV light irradiation. It is advantageous that the gap between the lenses 6 is sealed thereby. In addition, the upstream application of the adhesive may allow a reduction of the cycle time.

Wie in Fig. 11 veranschaulicht ist, kann das Testbild 10, beispielsweise in Form eines Bildschirms zur Darstellung individueller Testbilder 10, auch oberhalb der jeweiligen Arbeitsstation 1 angebracht sein. Dazu ist der Greifer 4, bzw. das den Greifer 4 tragende Element nach oben hin offen. So kann das Testbild 10 beispielsweise sogar einige Meter Entfernung zum Greifer 4 aufweisen.As illustrated in FIG. 11, the test image 10, for example in the form of a screen for displaying individual test images 10, can also be mounted above the respective workstation 1. For this purpose, the gripper 4, or the element 4 carrying the gripper open at the top. For example, the test pattern 10 may even be a few meters away from the gripper 4.

In Fig. 12 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, wobei in diesem Fall mehrere Linsen 6 an einer Arbeitsstation 1 eingesetzt werden. Der Teileträger 3 kann dabei automatisch oder manuell in der Arbeitsposition der Arbeitsstation 1 platziert werden. Weiters ist es möglich, dass der Teileträger 3 ein Teil der Arbeitsstation 1 ist, diese also nicht verlässt, wobei das fertige Linsenpaket nach Fertigstellung direkt in der Arbeitsstation 1 aus dem Teileträger 3 entnommen wird, sodass das nächste Linsenpakt am selben Teileträger 3 zusammengestellt werden kann. In der jeweiligen Arbeitsposition sind der Greifer 4 und der Teileträger 3 so positioniert, dass der Strahlengang vom Testbild 10 zur Kamera 14 durch die einzusetzende Linse 6 und die bereits eingesetzten Linsen verläuft. Das Testbild 10 wird von einem veränderlichen Display 41 angezeigt, sodass das Testbild 10 in Abhängigkeit der gerade einzusetzenden Linse, bzw. gemäß dem Fertigstellungsgrad des Linsenpakets geändert werden kann. Dadurch wird erreicht, dass das Bild der Kamera 14 unabhängig vom Fertigstellungsgrad des Linsenpakets immer eine unverzerrte Aufnahme des Testmusters ist. Wie veranschaulicht, kann es dabei nötig sein, dass dasFIG. 12 shows a further embodiment variant of a device according to the invention, in which case a plurality of lenses 6 are used on a workstation 1. The parts carrier 3 can be placed automatically or manually in the working position of the workstation 1. Furthermore, it is possible that the parts carrier 3 is a part of the workstation 1, so this does not leave, the finished lens package is taken after completion directly in the workstation 1 from the parts carrier 3, so that the next lens package on the same parts carrier 3 can be assembled , In the respective working position, the gripper 4 and the parts carrier 3 are positioned so that the beam path from the test image 10 to the camera 14 passes through the lens 6 to be used and the lenses already inserted. The test image 10 is displayed by a variable display 41, so that the test image 10 can be changed depending on the lens currently being used, or according to the degree of completion of the lens package. This ensures that the image of the camera 14, regardless of the degree of completion of the lens package is always an undistorted recording of the test pattern. As illustrated, it may be necessary that the

Display 41 eine Beweglichkeit in z-Richtung aufweist, um die Distanz zum Linsenpaket abhängig vom Zusammenstellungsgrad des Linsenpakets anzupassen, um das Testbild 10 in der jeweilige Schärfeebene zu positionieren.Display 41 has a mobility in the z-direction to adjust the distance to the lens package depending on the composition of the lens package to position the test image 10 in the respective focal plane.

Die erfindungsgemäße Ausführungsvariante des Verfahrens zum Zusammenstellen des Linsenpakets erfolgt dabei in folgenden Schritten: - Aufnehmen der ersten einzusetzenden Linse 21 mit demThe variant embodiment of the method according to the invention for assembling the lens package is carried out in the following steps: receiving the first lens 21 to be used with the lens

Greifer 4 der Arbeitsstation 1 und Platzieren der Linse 21 über dem Teileträger 3, - Feinpositionieren der ersten Linse 21 mit dem aktiven, optischen Ausrichtungsverfahren, - Fügen der ersten Linse 21, - Aufnehmen der zweiten einzusetzenden Linse 20 mit demGripper 4 of the workstation 1 and placing the lens 21 over the parts carrier 3, - Fine positioning of the first lens 21 with the active optical alignment method, - Add the first lens 21, - Recording the second lens 20 to be used with the

Greifer 4 der Arbeitsstation 1 und Positionieren über der bereits eingesetzten Linse 21, - Feinpositionieren der zweite Linse 20 mit dem aktiven, optischen Ausrichtungsverfahren, - Fügen der zweiten Linse 20, - Aufnehmen der dritten einzusetzenden Linse 19 mit demGripper 4 of the workstation 1 and positioning over the already inserted lens 21, - fine positioning of the second lens 20 with the active optical alignment method, - joining the second lens 20, - receiving the third lens 19 to be used with the

Greifer 4 der Arbeitsstation 1 und Positionieren über der zuvor eingesetzten Linse 20, - Feinpositionieren der dritten Linse 19 mit dem aktiven, optischen Ausrichtungsverfahren, - Fügen der dritten Linse 19, - Aufnehmen der vierten einzusetzenden Linse 18 mit demGripper 4 of the work station 1 and positioning over the previously inserted lens 20, - fine positioning of the third lens 19 with the active, optical alignment method, - joining the third lens 19, - receiving the fourth lens 18 to be used with the

Greifer 4 der Arbeitsstation 1 und Positionieren über der zuvor eingesetzten Linse 19, - Feinpositionieren der vierten Linse 18 mit dem aktiven, optischen Ausrichtungsverfahren, - Fügen der vierten Linse 18.Gripper 4 of the workstation 1 and positioning over the previously used lens 19, - fine positioning of the fourth lens 18 with the active, optical alignment method, - joining the fourth lens 18th

Wie dargestellt kann die Arbeitsstation 1 je einzusetzenderAs shown, the workstation 1 can ever be used

Linse 18, 19, 20, 21 eine eigene Teilebereitstellungsstation 7 aufweisen. Alternativ bzw. zudem könnte die jeweils einzusetzende Linsen 6 beispielsweise von einem zusätzlichenLens 18, 19, 20, 21 have their own parts delivery station 7. Alternatively or additionally, the lenses 6 to be used in each case could, for example, be supplemented by an additional one

Roboter an den Greifer 4 direkt in der Arbeitsposition über dem Teilehalter 3 übergeben werden. In dem Fall benötigt dieRobot are transferred to the gripper 4 directly in the working position on the parts holder 3. In that case, the

Arbeitsstation 1 keine Linearantriebseinheit 5, um die unterschiedlichen Teilebereitstellungsstationen 7 anzufahren. Vorteilhaft an der Vorrichtung der Fig. 12 ist der geringere Platzbedarf, sowie die geringeren Anschaffungskosten gegenüber einer Fertigungslinie mit einer Arbeitsstation 1 pro einzusetzender Linse 6. Nachteilig ist die längere Herstellungszeit je Linsenpaket gegenüber der erfindungsgemäßen Ausführungsvariante mit Linienfertigung.Workstation 1 no linear drive unit 5 to move to the different parts delivery stations 7. An advantage of the apparatus of FIG. 12 is the smaller footprint, as well as the lower cost compared to a production line with a workstation 1 per lens to be inserted 6. A disadvantage is the longer production time per lens package compared to the embodiment variant according to the invention with line production.

Die Erfindung wurde anhand von mehreren beispielhaften Ausführungsvarianten beschrieben, der Schutz des Patents soll aber keinesfalls auf diese beschränkt sein und richtet sich nach den in den Ansprüchen beschriebenen Gegenständen. Insbesondere das unterschiedliche Kombinieren der verschiedenen, zu den einzelnen Varianten beschriebenen, erfindungsgemäßen Merkmale ist im Rahmen des fachmännischen Hadelns möglich.The invention has been described with reference to several exemplary embodiments, the protection of the patent should by no means be limited to these and depends on the objects described in the claims. In particular, the different combinations of the various features described in relation to the individual variants according to the invention are possible within the scope of expert trades.

Claims

claims

1. A method for assembling lens packages of a plurality of lenses (6), characterized in that in at least one workstation (1) at least one lens (6) with active optical alignment on a component carrier (3), one located on the component carrier (3) Component is attached to at least one previously on the component carrier (3) lens (6) by: in the first step, the workstation (1) with a gripper (4) receives a lens (6) and in a processing position relative to the parts carrier (3 ) positioned; in the next step in the workstation (1), the position and orientation of the lens (6) held in the gripper (4) relative to the component carrier (3), the component located on the component carrier (3) or at least one lens previously inserted on the component carrier (3) (6) is checked by the beam path of an optical measuring device by the in the gripper (4) located lens (6) and all already in the component carrier (3) located lenses (6) is guided; In the next step, the position of and / or alignment of the lens (6) in the gripper (4) relative to the component carrier (3) on the component carrier (3 ) or at least one previously used on the component carrier (3) lens (6) is changed until there is no or a permissible positional deviation; in the next step, the lens (6) held in the gripper (4) is fixed to the component carrier (3), the component located on the component carrier (3) or at least one lens (6) previously inserted on the component carrier (3); in the next step, the gripper (4) lets go of the lens (6) and continues with the first step.

2. The method according to claim 1, characterized in that the optical measuring device has an image sensor (25) or a camera (14), which at least one image of a test pattern (10) by the lens to be used (6) and all already in the component carrier (3 ) mounted lenses (6) and transmitted to the data processing system.

3. The method according to claim 2, characterized in that the data processing system determines the positional deviation of the lens (6) to be used by analyzing the image data transmitted by the camera (14) or the image sensor (25).

4. The method according to claim 2, characterized in that the data processing system compares the from the camera (14) or the image sensor (25) transmitted image data with an ideal reference image, which is a recording of the test image (10) by ideally assembled ideal versions of each to be used Lens (6) and the already mounted in the component carrier (3) lenses (6).

5. The method according to claim 2, characterized in that as a test pattern (10) an individually distorted test pattern is used, which of the camera (14) or the image sensor (25) by the respective lens to be used (6) and already in the component carrier ( 3), wherein the individual distorted test pattern of the test image (10) is designed so that the captured image of the camera (14) or the image sensor (25) with an ideal alignment of the lens (6) to be used undistorted Test pattern results.

6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that in at least one workstation (1) the image of the test pattern (10) by the in the respective workstation (1) to be inserted lens (6) and in the respective workstation ( 1) lenses (6) already mounted in the component carrier (3) and an optical device (8) are received, wherein the optical device (8) contains ideally assembled ideal versions of all the lenses (6) for the completion of the lens package after each Workstation (1) still needed.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the respectively in the workstation (1) to be used lens (6) spaced from the on the component carrier (3) located component or at least one previously used on the component carrier (3) lens ( 6) is positioned and aligned and the gap between the lens to be used (6) and the component or the previously used lens (6) with filling material, in particular adhesive is filled.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the in each case in the workstation (1) to be inserted lens (6) or on the component carrier (3) located component or at least one previously on the component carrier (3) inserted lens (6 ) is already provided prior to insertion of the lens to be used (6) with adhesive and the lens to be used (6) is positioned and aligned so that between the lens to be used (6) and the component or the previously used lens (6) with an adhesive filled gap results.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that on the component carrier (3) a circuit board (30) with image sensor (25) is mounted, said image sensor (25) as an image sensor (25) of the optical measuring device for aligning to be used lenses (6) is used and the first lens to be used (6) with a workstation (1) directly to the board (30) is attached.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the gripper (4) of each workstation (1) via a fast but for the alignment of the lens to be used (6) too inaccurate adjusting device between a position for receiving a lens (6 ) is moved by a parts supply station (7) and the working position on the parts carrier (3) and by a Feinpositioniervorrichtung (9) correcting the positional deviation of the gripper (4) located lens (6) relative to the component carrier (3) on the component carrier ( 3) located component or at least one previously on the component carrier (3) inserted lens (6) is made.

11. The method according to claim 10, characterized in that by the Feinpositioniervorrichtung (9), the correction of the positional deviation of the gripper (4) located lens (6) is made with six degrees of freedom.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that in a workstation (1) at least two lenses (6) one and the same lens package are each added with active optical alignment according to the steps defined in claim 1.

13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a lens package on a parts carrier (3) in at least two workstation (1) is assembled, wherein in each of the at least two workstations (1) each at least one lens (6) with active optical alignment according to the steps defined in claim 1 is added.

14. The method according to claim 13, characterized in that the parts carrier (3) by a transport device (2) successively in the work area of the workstations (1) is transported.

15. The method according to claim 14, characterized in that by the transport device (2) a plurality of parts carrier (3) clocked relative to the workstations (1) are moved, wherein the workstations (1) at the same time the insertion of the respective lens (6) on the in each case in the work area of the workstation (1) located part carrier (3) make.

16. The method according to any one of claims 2 to 15, characterized in that the test image (10) is displayed on a screen, wherein the image displayed on the screen can be changed by a data processing system.

17. A device for assembling lens packages of a plurality of lenses (6), comprising: at least two workstations (1) each having a gripper (4) for receiving a lens (6) and a fine positioning device (9) for the exact positioning and alignment of the Having gripper (4), wherein by the gripper (4) a lens (6) is receivable and the lens (6) can be brought into a processing position; a transport device (2) which has a plurality of part carriers (3), wherein the transport device (2) passes through the work area of a plurality of work stations (1) and a respective part carrier (3) by the transport device (2) at a processing position of each work station (1 ) is positionable; per work station (1) a device for joining the lens (6) held by the gripper (4) of the respective work station (1) to components or lenses already placed in the parts carrier (3); per work station (1) or per sub-carrier (3) an optical receiver, with which an image can be recorded or the impact position of light beams can be detected; per work station (1) or per part carrier (3) a light source or a test pattern (10); wherein in each work station (1) the light rays originating from the light source or the test image (10) strike the optical receiver through the lens (6) held in the gripper (4) and all the lenses (6) already placed in the part carrier (3) when the parts carrier (3) and the gripper (4) are in the respective processing position.

18. The device according to claim 17, characterized in that the optical receiver is fastened to the component carrier (3).

19. The apparatus according to claim 17, characterized in that an optical receiver on the gripper (4) of each workstation (1) is attached.

20. Device according to one of claims 17 to 19, characterized in that in at least one workstation (1) an optical device (8) is present, wherein the optical device (8) ideally assembled ideal versions of all lenses (6), which are still required for the completion of the lens package after the respective work station (1), wherein the light beams originating from the light source or the test pattern (10) pass through the optical device (8) on the way to the optical receiver when the parts carrier ( 3) and the gripper (4) are in the respective processing position.

21. Device according to one of claims 17 to 20, characterized in that the optical receiver is a camera (14) or an image sensor (25).

22. Device according to one of claims 17 to 21, characterized in that each workstation (1) for providing the respectively in the workstation (1) to be used lens (6) has a parts supply station (7).

23. Device according to one of claims 17 to 22, characterized in that the fine positioning device (9) has a positioning accuracy of less than or equal to 2 pm.

24. Device according to one of claims 17 to 23, characterized in that each workstation (1) in addition to the fine positioning device (9) has a positioning device for faster positioning of the gripper (4).