DE102004010958A1

DE102004010958A1 - Device for producing a camera

Info

Publication number: DE102004010958A1
Application number: DE102004010958A
Authority: DE
Inventors: Frank Gottwald; Volker Uffenkamp; Jens Schick; Andreas Schmack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-22
Also published as: CN1926887A; KR101033066B1; JP2007528161A; WO2005086497A1; KR20070007301A; CN1926887B

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera, insbesondere einer Fahrzeugkamera, vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Haltevorrichtung und ein an der Haltevorrichtung angebrachtes Kalibrierfeld, wobei die Vorrichtung die Ausrichtung eines Bildsensors der Kamera und einer Optikeinheit der Kamera zueinander in Abhängigkeit von Bildsignalen des Bildsensors, die der Bildsensor vom Kalibrierfeld erzeugt, ermöglicht.A device for producing a camera, in particular a vehicle camera, is proposed. The device comprises a holding device and a calibration field attached to the holding device, the device enabling the alignment of an image sensor of the camera and an optical unit of the camera relative to one another in dependence on image signals of the image sensor which the image sensor generates from the calibration field.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera, insbesondere einer Fahrzeugkamera, und eine Kameraanordnung.The Invention relates to a device for producing a camera, in particular a vehicle camera, and a camera arrangement.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die nachfolgend beschriebe Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera, insbesondere einer Fahrzeugkamera, mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Vorrichtung fertigungstechnische Ungenauigkeiten der Kamerabauteile, wie dem Bildsensor, dem Gehäuse oder der Optikeinheit, ausgleicht. Unter derartige Ungenauigkeiten fallen alle ungenauen mechanischen Teile, ein eventueller Versatz der optischen Achse der Optikeinheit (Objektiv), schräge Gewindeschnitte, schlechte Positionsgenauigkeit des Imagers (Bildsensors) auf der Leiterplatte, ungenaue Montage des Bildsensorchips im Package, und Leiterplattentoleranzen. Der Vorteil der beschriebenen Vorrichtung liegt nicht nur darin, dass dieser Ungenauigkeiten ausgeglichen werden, vielmehr können diese hohe Toleranzen bei den einzelnen mechanischen Bauteilen der Kamera und den Prozessschritten zugelassen werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der Bauteile. Die Vorrichtung ermöglicht ferner die genaue Ausrichtung. Dies macht die Kamera toleranter beim Einbau in ein Kraftfahrzeug und der Schärfebereich wird über den gesamten Temperaturbereich gewährleistet, der beispielsweise in einem Kraftfahrzeug auftritt. Dies trägt insgesamt zu niedrigen Kosten bei der Produktion der Kamera bei. Dabei dürfen die Toleranzen der Kamerabauteile den Ausgleichsbereich der Vorrichtung nicht verlassen. Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Fertigungstoleranzen minimiert werden und die gesamte Toleranzkette verkürzt wird. Ferner trägt die Haltevorrichtung, die bevorzugt biege- und verwindungssteif ausgeführt ist, dazu bei, dass hohe Genauigkeiten erreichbar sind, da die gegenseitige Lage der Bestandteile der Vorrichtung durch die Haltevorrichtung langzeitstabil festgelegt ist.The hereinafter described apparatus for manufacturing a camera, in particular a vehicle camera, with the features of the independent claim 1 has the advantage that the device manufacturing inaccuracies the camera components, such as the image sensor, the housing or the optical unit, balances. Such inaccuracies are all inaccurate mechanical parts, a possible offset of the optical axis of Optical unit (lens), oblique Thread cuts, poor position accuracy of the imager (image sensor) on the PCB, inaccurate mounting of the image sensor chip in the package, and PCB tolerances. The advantage of the device described is not just that it compensates for these inaccuracies can, rather, can These high tolerances in the individual mechanical components of the Camera and the process steps are allowed. This allows a inexpensive Production of the components. The device also allows for accurate alignment. This makes the camera more tolerant when installed in a motor vehicle and the focus area will over Ensures the entire temperature range, for example, in a motor vehicle occurs. This contributes to a low overall cost in the production of the camera. The tolerances of the camera components may Do not leave the compensation area of the device. The device has the advantage that the manufacturing tolerances are minimized and the entire tolerance chain is shortened. Furthermore, the holding device, which is preferably designed bending and torsionally rigid, helping to ensure that high Accuracies are achievable, since the mutual position of the components the device fixed by the holding device long-term stable is.

Besonders vorteilhaft ist, dass ein Hexapod zur Bewegung des Bildsensors und/oder der Optikeinheit verwendet wird, da Hexapoden exakte Bewegungen in den drei zueinander senkrechten translatorischen Richtungen und den drei zueinander senkrechten rotatorischen Richtungen ermöglichen.Especially It is advantageous that a hexapod for moving the image sensor and / or The optical unit is used because hexapods exact movements in the three mutually perpendicular translational directions and allow the three mutually perpendicular rotational directions.

Vorteilhaft ist ferner, dass die Vorrichtung die aktive Bildsensorfläche, das Kalibrierfeld und eine Gehäusekante (Bezugselement) der Kamera, die beispielsweise später bei Befestigung der Kamera an der Innenseite der Windschutzscheibe in einem Kraftfahrzeug an den Scheibenhalter anschlägt, genau ausrichtet. Bei angenommenem toleranzfreien Scheibenhalter blickt die Kamera in die gewünschte Richtung.Advantageous is further that the device, the active image sensor surface, the Calibration field and a housing edge (Reference element) of the camera, for example, later at Attach the camera to the inside of the windscreen in a motor vehicle strikes the disc holder, aligns exactly. If accepted Tolerance-free disc holder looks the camera in the desired direction.

Ferner ist vorteilhaft, dass die Optikeinheit während der Ausrichtung lagefest an der Haltevorrichtung angebracht ist und der Bildsensor der Kamera zur Ausrichtung bewegt wird, da damit die Ausrichtung der Optikeinheit zu dem Kalibrierfeld festliegt und ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung gegeben ist.Further is advantageous in that the optical unit during the orientation stable attached to the holding device and the image sensor of the camera is moved to the alignment, since with it the alignment of the optical unit is fixed to the calibration field and a particularly simple structure the device is given.

Vorteilhaft ist, dass das erste Kalibrierfeld wenigstens eine Umlenkvorrichtung, insbesondere wenigstens einen Spiegel, aufweist, wobei die Umlenkvorrichtung die Abbildung wenigstens eines Teils wenigstens eines zweiten Kalibrierfelds auf wenigstens einen Teil des Bildsensors gewährleistet. Ein derartiger Umlenkspiegel auf dem ersten Kalibrierfeld bildet das relativ kleine zweite Kalibrierfeld beispielsweise an fünf Stellen auf den Bildsensor ab. Ohne Spiegel wäre das zweite Kalibrierfeld sehr viel größer und würde deutlich mehr Platz einnehmen. Die Vorrichtung ist damit kompakt und platzsparend aufstellbar. Ferner wandeln die Spiegel die zur Ausrichtung benötigte Entfernung der Kamera zum Kalibrierfeld von etwa 10 bis 15 Meter, vorzugsweise 1 1 Meter, in vorteilhafter Weise in eine horizontale Anordnung um, die einfach in einem Herstellungsbetrieb aufstellbar ist. Durch das Abbilden des zweiten Kalibrierfelds auf den Bildsensor ist in vorteilhafter Weise eine Messung der Modulation Transfer Function (MTF) insbesondere in den Ecken oder an den Rändern des Bildsensors durchführbar.Advantageous in that the first calibration field has at least one deflection device, in particular at least one mirror, wherein the deflection device the mapping of at least part of at least one second calibration field ensured on at least a part of the image sensor. Such a deflection mirror The relatively small second calibration field forms on the first calibration field for example, five Set on the image sensor. Without a mirror would be the second calibration field much bigger and would be clear take up more space. The device is thus compact and space-saving deployable. Furthermore, the mirrors convert the distance needed for alignment the camera to the calibration field of about 10 to 15 meters, preferably 1 1 meter, advantageously in a horizontal arrangement um, which is easy to set up in a manufacturing plant. By the mapping of the second calibration field to the image sensor is in Advantageously, a measurement of the modulation transfer function (MTF) in particular in the corners or at the edges of the image sensor feasible.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Vorrichtung wenigstens eine Abbildungseinheit aufweist, wobei die Abbildungseinheit zwischen der Optikeinheit und dem ersten Kalibrierfeld angeordnet ist, da diese zu einer Verringerung des Platzbedarfs der Vorrichtung beiträgt und ferner die Vorrichtung an andere Kameratypen durch Austausch der Abbildungseinheit einfach anpassbar ist.Especially It is advantageous that the device has at least one imaging unit , wherein the imaging unit between the optical unit and the first calibration field, as this leads to a reduction the space requirement of the device contributes and also the device to other types of cameras simply by replacing the imaging unit is customizable.

Ferner ist vorteilhaft, dass der Abstand des ersten Kalibrierfeldes zur Abbildungseinheit veränderbar ist, da dies einer Veränderung des Objektabstandes entspricht. Damit ist beispielsweise die Messung des Verlaufes der Modulation Transfer Function (MTF) über den Objektabstand durchführbar.Further is advantageous that the distance of the first calibration field to Changing picture unit is, because this is a change corresponds to the object distance. This is, for example, the measurement the course of the modulation transfer function (MTF) over the Object distance feasible.

Vorteilhaft ist, wenn die Abbildungseinheit und/oder das erste Kalibrierfeld derart an der Haltevorrichtung angebracht sind, dass die Abbildungseinheit und/oder das erste Kalibrierfeld aus einem Bilderfassungsbereich der Kamera einbringbar und ausbringbar sind, um hierdurch wenigstens ein weiteres an der Haltevorrichtung angebrachtes Kalibrierfeld zur Herstellung der Kamera zu verwenden, da dieses nach dem Schwenken der Abbildungseinheit und/oder des ersten Kalibrierfelds im Bilderfassungsbereich der Kamera erscheint.It is advantageous if the imaging unit and / or the first calibration field are attached to the holding device in such a way that the imaging unit and / or the first calibration field can be brought in and out of an image capture area of the camera, thereby producing at least one further calibration field attached to the holding device for production to use the camera, as this after pivoting the imaging unit and / or the first calibration field appears in the image capture area of the camera.

Besonders vorteilhaft ist ferner eine Kameraanordnung, die durch die nachfolgend beschriebene Vorrichtung herstellbar ist und/oder durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren zur Herstellung einer Kameraanordnung erhältlich ist, wobei bei dem Verfahren der Bildsensor und die Optikeinheit zueinander durch eine dreidimensionale translatorische Bewegung und/oder eine dreidimensionale rotatorische Bewegung ausgerichtet werden, wobei die Bewegung in Abhängigkeit von Bildsignalen des Bildsensors zumindest eines Kalibrierfeldes erfolgt. Diese Kameraanordnung ist preiswert und mit hoher Genauigkeit herstellbar.Especially Also advantageous is a camera arrangement which is characterized by the following described device can be produced and / or by a subsequent described method for producing a camera arrangement is available, wherein in the method the image sensor and the optical unit to each other by a three-dimensional translatory movement and / or a three-dimensional rotational movement are aligned, wherein the movement in dependence of image signals of the image sensor at least one calibration field he follows. This camera arrangement is inexpensive and with high accuracy produced.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren und aus den abhängigen Patentansprüchen.Further Advantages will become apparent from the following description of exemplary embodiments Reference to the figures and from the dependent claims.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

– 1 eine Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera des ersten Ausführungsbeispiels,- 1 an outline drawing of the device for producing a camera of the first embodiment,

– 2 einen Ausschnitt der Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera,- 2 a detail of the outline drawing of the device for producing a camera,

– 3 eine Aufsicht des ersten Kalibrierfeldes des ersten Ausführungsbeispiels,- 3 a top view of the first calibration field of the first embodiment,

– 4 eine Seitenansicht des ersten Kalibrierfeldes des ersten Ausführungsbeispiels,- 4 a side view of the first calibration field of the first embodiment,

– 5 eine Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera des zweiten Ausführungsbeispiels,- 5 an overview drawing of the device for producing a camera of the second embodiment,

– 6 eine Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera des dritten Ausführungsbeispiels.- 6 an overview drawing of the device for producing a camera of the third embodiment.

Beschreibung von Ausführungsbeispielendescription of exemplary embodiments

Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera, insbesondere einer Fahrzeugkamera, beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Haltevorrichtung und ein an der Haltevorrichtung angebrachtes Kalibrierfeld, wobei die Vorrichtung die Ausrichtung eines Bildsensors der Kamera und einer Optikeinheit der Kamera zueinander in Abhängigkeit von Bildsignalen des Bildsensors, die der Bildsensor vom Kalibrierfeld erzeugt, ermöglicht.following is a device for producing a camera, in particular a vehicle camera described. The device comprises a Holding device and a calibration field attached to the holding device, wherein the device is the orientation of an image sensor of the camera and an optical unit of the camera to each other in response to image signals of Image sensor, which generates the image sensor from the calibration field allows.

Die beschriebene Vorrichtung ist eine Justiervorrichtung, mit der Bildsensoren (Imager) oder allgemein optische Sensoren zu einer Optikeinheit ausgerichtet werden. Die Optikeinheit befindet sich vorzugsweise im Gehäuse der Kamera. Dabei ist die Optikeinheit zur Justierung mit der Vorrichtung fest verbunden. Der Bildsensor, welcher den Bildsensorchip enthält, wird optimal zur Optikeinheit ausgerichtet und fixiert, wobei ein Ziel der Ausrichtung ist, dass die optische Achse der Optikeinheit orthogonal in das Zentrum des Photodiodenfeldes des Bildsensorchips ausgerichtet ist. Beim Vorgang des Ausrichtens befindet sich der Bildsensor im Betrieb. Vorzugsweise erfolgt die Fixierung und Verbindung durch Verblockung. Nach Einbringen und Aushärten des Verblockmaterials ist die Kameraanordnung hergestellt und das Gehäuse kann geschlossen werden. Bevorzugt wird die Zeit des Härtens des Verblockmaterials zu weiteren elektrischen und/oder optischen Prüfungen an der Kamera genutzt.The The device described is an adjusting device, with the image sensors (Imager) or generally optical sensors aligned to an optical unit become. The optical unit is preferably located in the housing of Camera. In this case, the optical unit for adjustment with the device firmly connected. The image sensor containing the image sensor chip becomes optimally aligned and fixed to the optical unit, with one target The orientation is that the optical axis of the optical unit orthogonal aligned with the center of the photodiode array of the image sensor chip is. When aligning, the image sensor is in Business. Preferably, the fixation and connection is done by Blocking. After introduction and curing of Verblockmaterials the camera assembly is made and the housing can be closed. The time of hardening is preferred the Verblockmaterials to other electrical and / or optical exams used on the camera.

Die Vorrichtung besitzt die Eigenschaft den Bildsensor und/oder die Optikeinheit in allen drei Achsen des kartesischen Koordinatensystems zu verfahren. Ferner kann um alle drei Achsen gedreht werden. Somit ergeben sich 6 Freiheitsgrade zur Ausrichtung.The Device has the property of the image sensor and / or the Optical unit in all three axes of the Cartesian coordinate system to proceed. Furthermore, it is possible to rotate around all three axes. Consequently There are 6 degrees of freedom for alignment.

In den Ausführungsbeispielen wird eine Kamera bestehend aus einem Gehäuse und einem Bildwandelelement hergestellt. Das Gehäuse der Kamera ist ein Aluminium-Druckgussteil und hat eine im wesentlichen rechteckförmigen Grundfläche und auf der Grundfläche befndlichen Seitenflächen, die ins Kamerainnere eine Wanne bilden. Ferner weist die Grundfläche des Gehäuses eine nach außen gewandte Ausstülpung auf, in der sich die Optikeinheit der Kamera befindet. Im Inneren des Gehäuses befindet sich in jeder der vier Ecken der Grundfläche ein Behälter (Reservoir). In jedem Behälter befindet sich im wesentlichen senkrecht zur Grundfläche des Gehäuses angeordnet ein Poller. Die vier Poller sind nietenartige Bolzen mit Hinterschnitt. Der Hinterschnitt befindet sich an der zur Befestigung des Bolzen am Gehäuse abgewandten Seite. Das Bildwandelelement besteht aus einer Verarbeitungsleiterplatte, einem Leiterplattenrahmen, einer Bildsensorleiterplatte, Ankern und einem Bildsensor. Der Bildsensor setzt sich aus dem Bildsensorchip und einer Glasabdeckung zusammen. Über den Leiterplattenrahmen sind die Verarbeitungsleiterplatte und die Bildsensorleiterplatte im wesentlichen parallel zueinander verbunden. Auf der nach außen gewandten Seite der Bildsensorleiterplatte wird der Bildsensor derart angebracht, dass der Bildsensor zusammen mit der Optikeinheit ein optisches System bilden wird. In jeder Ecke des Leiterplattenrahmens befinden sich im wesentlichen senkrecht zu der Bildsensorleiterplatte auf der Seite des Bildsensors vier Anker. Die Anker werden von Senkkopfschrauben gebildet, die in den Leiterplattenrahmen eingeschraubt sind und damit ebenfalls einen Hinterschnitt aufweisen. Die Verbindung des Leiterplattenrahmens mit dem Gehäuse erfolgt derart, dass jeweils ein Anker in einen Behälter bis auf einen Abstand zum im Behälter befindlichen Poller von 0,5 mm bis 3,5 mm eintaucht, wobei der Behälter mit Verblockmaterial ausgefüllt wird, sobald der Bildsensor zu der Optikeinheit ausgerichtet ist. In den Ausführungsbeispielen wird ultraviolettvernetzendes Verblockmaterial über eine Verblockmaterialzuführung im flüssigen Zustand in die vier Behälter gegossen. Anschließend wird das Verblockmaterial mit Ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung) ausgehärtet, so dass die Verblockung wirksam wird.In the embodiments, a camera is made consisting of a housing and a picture element. The housing of the camera is an aluminum die-cast part and has a substantially rectangular base surface and on the base surface engageable side surfaces, which form a trough into the camera interior. Furthermore, the base of the housing has an outwardly facing protuberance, in which the optical unit of the camera is located. Inside the housing is located in each of the four corners of the base a container (reservoir). In each container is located substantially perpendicular to the base of the housing arranged a bollard. The four bollards are rivet-type bolts with undercut. The undercut is located on the side facing away from the housing for fastening the bolt. The image conversion element consists of a processing board, a circuit board frame, an image sensor board, anchors, and an image sensor. The image sensor is composed of the image sensor chip and a glass cover. Over the circuit board frame, the processing board and the image sensor board are connected substantially parallel to each other. On the outward-facing side of the image sensor circuit board, the image sensor is mounted so that the image sensor together with the optical unit will form an optical system. In every Corner of the circuit board frame are located substantially perpendicular to the image sensor board on the side of the image sensor four anchors. The anchors are formed by countersunk screws, which are screwed into the PCB frame and thus also have an undercut. The connection of the circuit board frame to the housing takes place such that in each case an anchor is immersed in a container up to a distance to the bollard located in the container from 0.5 mm to 3.5 mm, the container is filled with blocking material as soon as the image sensor the optical unit is aligned. In the embodiments, ultraviolet crosslinking blocking material is poured into the four containers via a blocking agent feed in the liquid state. Subsequently, the blocking material is cured with ultraviolet radiation (UV radiation), so that the blocking is effective.

1 zeigt eine Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera des ersten Ausführungsbeispiels, bestehend aus einer Haltevorrichtung 1, einem Hexapoden 2 und einem ersten Kalibrierfeld 5. Die Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera umfasst eine biege- und verwindungssteife formbeständige Haltevorrichtung 1 (Rack), die im Ausführungsbeispiel aus Stahl hergestellt ist. Die Haltevorrichtung 1 befindet sich auf einem schweren Standfuß 9 mit vier Gummipuffern 10. Hierdurch werden störende Vibrationen und Schwingungen vermindert. Der Bildsensor 3 ist über einen Hexapoden 2 mit der Haltevorrichtung verbunden. Der Hexapod 2 ist eine Vorrichtung bei der sechs bewegliche und in der Länge veränderbare Hubstangen eine Grundfläche mit einer Arbeitsfläche verbinden. Der Hexapod 2 ermöglicht eine dreidimensionale translatorische und/oder dreidimensionale rotatorische Bewegung der Arbeitsfläche gegenüber der Grundfläche. Der lichtempfindliche Bereich des Bildsensors 3 ist nach unten gerichtet. Unterhalb des Bildsensors 3 ist die in das Kameragehäuse 4 montierte Optikeinheit lagefest an der Haltevorrichtung 1 angebracht. Die Vorrichtung ist derart angeordnet, dass die Optikeinheit nach unten ausgerichtet ist, damit das über die Verblockmaterialzuführung 27 zugeführte, flüssige Verblockmaterial nicht aus den auf oben befindlichen Reservoiren fließt. Ferner ist unterhalb der Optikeinheit im Öffnungswinkel 25 der Kamera ein erstes Kalibrierfeld 5 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kalibrierfeld 5 auf der Höhe f=8mm angeordnet, um eine Kamera mit einer derartigen Brennweite f herzustellen. Die Haltevorrichtung 1 umfasst mechanische Einrichtungen, beispielsweise in Form von Winkeln, die eine Anbringung des Kalibrierfeldes 5 in anderen Höhen, wie beispielsweise f=3mm, f=6mm oder f=12 mm, ermöglichen, um Kameras mit derartigen Brennweiten f herzustellen. Das Kalibrierfeld 5 umfasst einen Stempel 7 mit Adaptern, sowie mehrere Spiegel 8. Zur Durchführung der Fokussierung der Kamera wird eine Entfernung des zweiten Kalibrierfelds 6 zur Kamera von etwa 11m benötigt. Die Spiegel 8 sind so angebracht und ausgerichtet, dass jeder Spiegel 8 jeweils wenigstens einen Teil des zweiten Kalibrierfeldes 6 auf wenigstens einen Teil des Bildsensors 3 abbildet. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuervorrichtung 29, die über Signalleitungen mit dem Bildsensor 4 und dem Hexapoden 2 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 29 empfängt die Bildsignale des Bildsensors 4, wertet dieses aus und stellt den Hexapoden 2 ein, so dass ein geschlossener Regelkreis vorliegt. 1 shows an overview drawing of the device for producing a camera of the first embodiment, consisting of a holding device 1 , a hexapod 2 and a first calibration field 5 , The device for producing a camera comprises a bending and torsion-resistant, dimensionally stable holding device 1 (Rack), which is made in the embodiment of steel. The holding device 1 is on a heavy base 9 with four rubber buffers 10 , As a result, disturbing vibrations and vibrations are reduced. The image sensor 3 is about a hexapod 2 connected to the holding device. The hexapod 2 is a device in which six movable and variable in length lifting rods connect a base with a work surface. The hexapod 2 allows a three-dimensional translational and / or three-dimensional rotational movement of the work surface relative to the base surface. The photosensitive area of the image sensor 3 is directed downwards. Below the image sensor 3 is the one in the camera body 4 mounted optical unit stable on the holding device 1 appropriate. The device is arranged such that the optical unit is oriented downwards, so that via the Verblockmaterialzuführung 27 supplied, liquid blocking material does not flow from the reservoirs located on top. Furthermore, below the optical unit in the opening angle 25 the camera a first calibration field 5 arranged. In this embodiment, the calibration field 5 arranged at the height f = 8mm to produce a camera with such a focal length f. The holding device 1 includes mechanical means, for example in the form of angles, attaching the calibration field 5 at other heights, such as f = 3mm, f = 6mm or f = 12mm, to make cameras with such focal lengths f. The calibration field 5 includes a stamp 7 with adapters, as well as several mirrors 8th , To perform the focusing of the camera is a distance of the second calibration field 6 needed to the camera of about 11m. The mirror 8th are so attached and aligned that every mirror 8th in each case at least a part of the second calibration field 6 on at least a part of the image sensor 3 maps. The device further comprises a control device 29 , which have signal lines with the image sensor 4 and the hexapod 2 connected is. The control device 29 receives the image signals of the image sensor 4 Evaluate this and set the hexapod 2 so that there is a closed loop.

2 zeigt einen Ausschnitt der Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera des ersten Ausführungsbeispiels nach 1. Der mit einem Leiterplattenrahmen verbundene Bildsensor 3 ist über eine Bildsensoraufnahme 12 mit der Spannzange 11 des Hexapoden 2 verbunden, wobei der Hexapod 2 an der Haltevorrichtung 1 angebracht ist. Das Kameragehäuse 4 mit der Optikeinheit ist über eine Kameragehäuseaufnahme 13 mit der Spannzange 14 verbunden, wobei die Spannzange 14 an der Haltevorrichtung 1 angebracht ist. 2 shows a section of the overview drawing of the device for producing a camera of the first embodiment according to 1 , The image sensor connected to a circuit board frame 3 is via an image sensor recording 12 with the collet 11 of the hexapods 2 connected, the hexapod 2 on the holding device 1 is appropriate. The camera body 4 with the optical unit is via a camera housing receptacle 13 with the collet 14 connected, with the collet 14 on the holding device 1 is appropriate.

Die Spannzangen 11, 14 sind Standardaufnahmen, die fest mit dem Hexapod 2 oder der Haltevorrichtung 1 verbunden sind. Die Spannzange 11 besitzt elektrische Spannzangen zum Greifen einer modularen Bildsensoraufnahme 12 für Leiterplattenrahmen. Die Spannzange 14 befindet sich an der Haltevorrichtung 1 und nimmt standardisierte Kameragehäuseaufnahmen 13 auf, wobei die Kameragehäuseaufnahme 13 einen Negativabdruck des Kameragehäuses 4 enthält. Die Öffnung für die Optikeinheit von der Kameragehäuseaufnahme 13 und der Spannzange 14 sind so gestaltet, dass der volle Öffnungswinkel der Kamera nutzbar ist. Als Spannzangen 11, 14 werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel mechanische Spannbacken nach dem Prinzip Schraubstock verwendet. Alternativ oder zusätzlich wird in einer Variante eine magnetische Fixierung durch Elektromagnete verwendet.The collets 11 . 14 are standard shots that are stuck with the hexapod 2 or the holding device 1 are connected. The collet 11 has electrical collets for gripping a modular image sensor mount 12 for PCB frame. The collet 14 is located on the holding device 1 and takes standardized camera body shots 13 on, with the camera housing receptacle 13 a negative impression of the camera body 4 contains. The opening for the optical unit from the camera body receptacle 13 and the collet 14 are designed so that the full opening angle of the camera is available. As collets 11 . 14 are used in the preferred embodiment, mechanical jaws on the principle vise. Alternatively or additionally, in one variant, a magnetic fixation is used by electromagnets.

Das Verfahren zur Herstellung einer Kamera sieht vor, dass nach Einsetzen des Bildsensors in die Bildsensoraufnahme der Bildsensor bezüglich dem in der Kameragehäuseaufnahme befindlichen Kameragehäuse mit Optikeinheit durch den Hexapoden in eine grobe Anfangsposition gebracht wird. Der im Betrieb befindliche und mit einer Steuervorrichtung verbundene Bildsensor wird in einen Fangbereich gebracht in dem er Bildsignale des zweiten Kalibrierfeldes aufnimmt, die zur Regelung der Ausrichtung verwendet werden. Die optisch erkannten Bilder sind auswertbar und der Regelalgorithmus bzw. die Rückkopplung funktionieren. Durch die grobe Ausrichtung an der Startposition wird das Zentrum des Sensorfeldes und die Optikeinheit auf eine Achse gebracht. Mittels des zweiten Kalibrierfeldes wird im ersten Schritt durch Messung des Kontrastes durch Annäherung des Bildsensors an die Optikeinheit die Bildschärfe eingestellt, während in einem zweiten Schritt mittels des ersten Kalibrierfeldes, das durch die Adapter und den Stempel als Passpunktfeld ausgelegt ist, der Bildsensor in x- und y- Richtung sowie bezüglich des Taumels ausgerichtet wird. Alternativ werden der erste Schritt und der zweite Schritt mehrmals hintereinander ausgeführt, bis eine optimale Ausrichtung des Bildsensors zur Optikeinheit erreicht ist. Im letzten Schritt wird der Bildsensor mit der Optikeinheit in der ausgerichteten Position verbunden, wobei die Verbindung im bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Verblockung erfolgt.The method for producing a camera provides that after inserting the image sensor into the image sensor receptacle, the image sensor is brought into a rough initial position with respect to the camera housing with optical unit located in the camera housing receptacle by the hexapod. The operating sensor connected to a control device is brought into a capture region in which it receives image signals of the second calibration field which are used to control the alignment. The visually recognized images can be evaluated and the control algorithm or the feedback function. Due to the coarse alignment at the start position, the center of the sensor field and the optical unit are brought to an axis. By means of the second calibration field is in the first step by measuring the contrast by Annä Focusing the image sensor to the optical unit set the image sharpness, while in a second step by means of the first calibration field, which is designed by the adapter and the stamp as a control point field, the image sensor in the x and y direction and with respect to the wobble is aligned. Alternatively, the first step and the second step are executed several times in succession until an optimal alignment of the image sensor to the optical unit is achieved. In the last step, the image sensor is connected to the optical unit in the aligned position, wherein the connection is made in the preferred embodiment by blocking.

3 zeigt eine Aufsicht des ersten Kalibrierfeldes 5 des ersten Ausführungsbeispiels, bestehend aus einem Stempel 7 und beispielhaft eingezeichneten Adaptern 19. Die Adapter 19 sind auf der Oberfläche des Kalibrierfeldes 5 und dem Stempel 7 angebracht. Die Grundebene des Kalibrierfeldes 5 ist zur Gewährleistung der Stabilität von hinten verstrebt. Ferner ist die Oberfläche des Kalibrierfeldes 5 zur Vermeidung von störenden Reflexionen matt schwarz eloxiert. Die Adapter 19 sind zur Vermeidung von störenden Reflexionen matt weiß. 3 shows a plan view of the first calibration field 5 of the first embodiment, consisting of a stamp 7 and exemplary drawn adapters 19 , The adapters 19 are on the surface of the calibration field 5 and the stamp 7 appropriate. The ground plane of the calibration field 5 is braced to ensure stability from the rear. Furthermore, the surface of the calibration field 5 To avoid disturbing reflections matt black anodized. The adapters 19 are dull white to avoid distracting reflections.

4 zeigt eine Seitenansicht des ersten Kalibrierfeldes 5 nach 3 des ersten Ausführungsbeispiels. Im Kalibrierfeld 5 sind gleichmäßig verteilt Passbohrungen 21 angebracht, die zur Aufnahme des Stempels 7 und/oder von Adaptern 9 und/oder von Spiegel 20 dienen. Die Aufnahme von Adaptern 9 und Spiegel 20 ist in 4 durch Pfeile symbolisiert. Der Stempel besteht aus einem Stempelfuß 17 und einer Stempelebene 18. Auf der Stempelebene 18 sind ebenfalls Passbohrungen angebracht, die zur Aufnahme von Adaptern 9 oder Spiegeln 20 dienen. Die Spiegel 20 weisen ein Kugelgelenk auf, das zur Einstellung der Ausrichtung der Spiegelflächen verwendet wird. 4 shows a side view of the first calibration field 5 to 3 of the first embodiment. In the calibration field 5 are evenly distributed pilot holes 21 attached to the recording of the stamp 7 and / or adapters 9 and / or mirror 20 serve. The inclusion of adapters 9 and mirrors 20 is in 4 symbolized by arrows. The stamp consists of a stamp foot 17 and a stamp level 18 , At the stamp level 18 There are also mating holes for adapters 9 or mirrors 20 serve. The mirror 20 have a ball joint that is used to adjust the orientation of the mirror surfaces.

5 zeigt eine Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera des zweiten Ausführungsbeispiels. Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels sind wie die entsprechenden Elemente des ersten Ausführungsbeispiels bezeichnet und werden nachfolgend nicht erläutert. Ferner sind nur Änderungen der Vorrichtung gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel aufgeführt. Im zweiten Ausführungsbeispiel werden die Mess- und Justageschritte ohne das entfernt angeordnete und weit entfernte zweite Kalibrierfeld (Kontrast-Kalibrierfeld) und ohne Umlenkspiegel auf dem ersten Kalibrierfeld 5 durchgeführt. Hierzu sind verkleinerte Kalibrierobjekte 22 in Form von kontrastreichen Mustern an den Stellen auf dem ersten Kalibierfeld 5 angebracht an denen im ersten Ausführungsbeispiel die Spiegel montiert sind. Zwischen der Optikeinheit 4 der Kamera und dem ersten Kalibrierfeld 5 wird als Abbildungseinheit 23 eine Zwischenlinse mit Verschiebeeinrichtung 24 positioniert, wobei die Verschiebeeinrichtung 24 derart gestaltet ist, dass die Abbildungseinheit 23 aus dem Bilderfassungsbereich, der durch den Öffnungswinkel 25 der Kamera festgelegt ist, ausschwenkbar ist. Zur Bestimmung der Schärfeebene wird die Abbildungseinheit 23 zentral vor die Kamera gebracht. Alternativ umfasst die Abbildungseinheit 23 ein System von Linsen. Zur translatorischen und rotatorischen Ausrichtung des Bildsensors 3 und/oder zur Bestimmung von intrinsischen Parametern der Kamera mittels des ersten Kalibrierfeldes 5 wird die Abbildungseinheit 23 aus dem Blickfeld der Kamera entfernt. Alternativ oder zusätzlich erfolgt in einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels die translatorische und rotatorische Ausrichtung des Bildsensors 3, also insbesondere die Ausrichtung des Blickwinkels der Kamera und/oder die Ausrichtung des Bildmittelpunktes, und/oder die Ermittlung der intrinsischen Kameradaten, bei zwischengeschalteter Abbildungseinheit 23. 5 shows an overview drawing of the device for producing a camera of the second embodiment. Elements of the second embodiment are designated as the corresponding elements of the first embodiment and are not explained below. Furthermore, only changes of the device over the first embodiment are listed. In the second embodiment, the measurement and adjustment steps without the remotely located and far away second calibration field (contrast calibration field) and without deflection mirror on the first calibration field 5 carried out. For this are scaled down calibration objects 22 in the form of contrasting patterns at the points on the first calibration field 5 attached to those in the first embodiment, the mirrors are mounted. Between the optical unit 4 the camera and the first calibration field 5 is called imaging unit 23 an intermediate lens with displacement device 24 positioned, wherein the displacement device 24 is designed such that the imaging unit 23 from the image capture area, by the opening angle 25 the camera is fixed, can be swung out. The imaging unit is used to determine the focal plane 23 brought centrally in front of the camera. Alternatively, the imaging unit includes 23 a system of lenses. For translational and rotational alignment of the image sensor 3 and / or for determining intrinsic parameters of the camera by means of the first calibration field 5 becomes the imaging unit 23 out of sight of the camera. Alternatively or additionally, in a variant of the second exemplary embodiment, the translational and rotational alignment of the image sensor takes place 3 , ie in particular the orientation of the viewing angle of the camera and / or the orientation of the center of the image, and / or the determination of the intrinsic camera data when the imaging unit is interposed 23 ,

6 zeigt eine Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Herstellung einer Kamera des dritten Ausführungsbeispiels. Elemente des dritten Ausführungsbeispiels sind wie die entsprechenden Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels bezeichnet und werden nachfolgend nicht erläutert. Ferner sind nur Änderungen der Vorrichtung gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgeführt. Das erste Kalibrierfeld 5 ist in diesem dritten Ausführungsbeispiel an einer Verschiebevorrichtung 26 angebracht, die derart gestaltet ist, dass zum einen der Abstand des ersten Kalibrierfeldes 5 zur Abbildungseinheit 23 annähernd in Richtung der optischen Achse der Kamera veränderbar ist und zum anderen die Abbildungseinheit 23 aus dem Bilderfassungsbereich, der durch den Öffnungswinkel 25 der Kamera festgelegt ist, ausschwenkbar ist. Optikeinheit 4, Abbildungseinheit 23 und Kalibrierfeld 5 sind hintereinander angeordnet. Ferner ist in der Haltevorrichtung 1 ein drittes Kalibrierfeld 28 mit Stempel 7 angeordnet. Die Vorrichtung gemäß des dritten Ausführungsbeispiels ermöglicht es, die Modulation Transfer Function (MTF) oder den Kontrastverlauf an wenigstens einem Bildpunkt zumindest über einen Teil des Kameraarbeitsbereiches zu erfassen und auf Basis dieser Daten die Ausrichtung des Bildsensors 3 zur Optikeinheit 3 über den Hexapod 5 vorzunehmen. Nach Herausschwenken des ersten Kalibrierfeldes 5 wird alternativ oder zusätzlich mittels eines dritten Kalibrierfeldes 28, das als Passpunktfeld durch Stempel 7 und Adapter 19 gebildet wird, wie in 3 und 4 beschrieben, die Ermittlung von intrinsischen Kameraparameter durchgeführt. 6 shows an outline drawing of the apparatus for manufacturing a camera of the third embodiment. Elements of the third embodiment are designated as the corresponding elements of the second embodiment and are not explained below. Furthermore, only changes of the device over the second embodiment are listed. The first calibration field 5 is in this third embodiment of a displacement device 26 attached, which is designed such that, on the one hand, the distance of the first calibration field 5 to the imaging unit 23 is approximately changeable in the direction of the optical axis of the camera and on the other hand, the imaging unit 23 from the image capture area, by the opening angle 25 the camera is fixed, can be swung out. optical unit 4 , Imaging unit 23 and calibration field 5 are arranged one behind the other. Furthermore, in the holding device 1 a third calibration field 28 with stamp 7 arranged. The device according to the third embodiment makes it possible to detect the modulation transfer function (MTF) or the contrast profile on at least one pixel at least over a part of the camera work area and on the basis of this data the orientation of the image sensor 3 to the optical unit 3 about the hexapod 5 make. After swinging out the first calibration field 5 is alternatively or additionally by means of a third calibration field 28 , which as a control point field by stamp 7 and adapters 19 is formed as in 3 and 4 described, the determination of intrinsic camera parameters performed.

Claims

Device for producing a camera, in particular a vehicle camera, comprising - a holding device and at least a first attached to the holding device calibration field, - wherein the holding device ensures the inclusion of at least one image sensor of the camera and at least one optical unit of the camera, - wherein the device is designed such that the device, the image sensor and the optical unit to each other in response to image signals of the image sensor aligns at least from the first calibration field.

Device according to claim 1, characterized in that that the device is designed such that the device the image sensor and the optical unit to each other in at least one translational direction and / or at least one rotational Aligns direction, with the movement in the translational direction and / or rotational direction depending on the image signals of the image sensor at least from the first calibration field.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the device comprises at least one hexapod includes, which aligns the image sensor and the optical unit to each other.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the device is a viewing direction of the camera and at least one reference element of a housing of the camera to each other aligns.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optical unit during orientation positional attached to the holding device.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first calibration field, the optical unit and the image sensor are arranged substantially vertically one above the other, wherein preferably the optical unit above the first calibration field is arranged and / or the image sensor above the optical unit is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first calibration field comprises at least one deflection device, in particular at least one mirror, wherein the deflection device the mapping of at least part of at least one second calibration field ensures at least part of the image sensor, preferably the second calibration field is arranged away from the holding device is.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the device comprises at least one imaging unit , wherein the imaging unit between the optical unit and the first calibration field is arranged.

Device according to claim 8, characterized in that that the device is designed such that the distance of the first calibration field to the imaging unit is changeable.

Device according to one of claims 8 or 9, characterized that the imaging unit and / or the first calibration field in such a way the holding device are mounted, that the imaging unit and / or the first calibration field from an image capture area the camera can be inserted and brought out.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the device is designed such that the device the image sensor with the optical unit after their alignment combines.

Camera arrangement comprising at least one image sensor and at least one optical unit, wherein the camera arrangement by a device according to at least one of the preceding claims preparable is and / or by a method of manufacturing a camera assembly available wherein, in the method, the image sensor and the optical unit to each other by a three-dimensional translational movement and / or aligned a three-dimensional rotational movement be, wherein the movement in response to image signals of the Image sensor at least one calibration field is done.