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Die
Erfindung betrifft eine Digitalkamera mit einer Bildaufnahmevorrichtung,
z.B. einem CCD-Bildsensor. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
Digitalkamera mit einer verbesserten Konstruktion zum Befestigen
der Bildaufnahmevorrichtung, die in einem Kamerakörper der
Digitalkamera anzubringen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein
Verfahren zum Zusammenbau einer solchen Digitalkamera.
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Als
Bildaufnahmevorrichtung für
eine Digitalkamera wird weitläufig
ein CCD-Bildsensor
eingesetzt. Ein solcher CCD-Bildsensor liegt üblicherweise in Form eines
CCD-Bausteins (Sensorbaustein) vor, der in dem Kamerakörper montiert
ist. Der CCD-Baustein ist dabei so konstruiert, dass ein CCD-Bildsensor
in Form eines CCD-Chips mittels eines Klebstoffs oder eines Lots
an der Bausteinbasis befestigt und mit an der Bausteinbasis vorgesehenen
Außenanschlüssen elektrisch
verbunden ist. Eine Schutzplatte aus Glas ist auf der Vorderseite
der Bausteinbasis befestigt, um den CCD-Chip zwischen der Schutzplatte
und der Bausteinbasis abzudichten. Der so aufgebaute CCD-Baustein
wird an einer Stelle (Bilderzeugungsposition) innerhalb des Kamerakörpers nahe
dessen hinterer Fläche
eingebaut, an der durch eine Aufnahmeoptik ein Bild erzeugt wird. Üblicherweise
wird der CCD-Baustein zusammen mit einem Tiefpassfilter und weiteren
Komponenten, die vor dem CCD-Bildsensor anzuordnen sind, an einer
Referenzplatte montiert, wodurch eine CCD-Einheit (Bildsensoreinheit)
gebildet wird. Diese CCD-Einheit wird über die Referenzplatte an dem
Kamerakörper befestigt.
Zudem ist eine Lichtempfangsfläche
(Bilderzeugungsfläche)
des CCD-Chips so ausgerichtet, dass sie an einer Stelle einer Schärfen- oder
Bildebene (üblicherweise
der Schärfen-
oder Bildpunkt der Aufnahmeoptik), an der die Aufnahmeoptik ein
Bild erzeugt, senkrecht zur optischen Achse der Aufnahmeoptik liegt.
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Eine
solche herkömmliche
CCD-Einheit wird hergestellt, indem die hintere Fläche der
Basis des CCD-Bausteins z.B. mittels eines Klebstoffs mit der vorderen
Fläche
(Befestigungsfläche)
der Referenzplatte verbunden wird, wenn der CCD-Baustein an der Referenzplatte montiert
wird. Das Befestigen der Referenzplatte dieser CCD-Einheit an einer
vorgegebenen Stelle des Kamerakörpers
macht es möglich, dass
die Referenzplatte senkrecht zur optischen Achse der Aufnahmeoptik
eingebaut werden kann, dass die Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips senkrecht
zur optischen Achse der Aufnahmeoptik in deren Schärfenpunkt
angeordnet werden kann und dass dieser Schärfenpunkt bestimmt werden kann.
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Jedoch
kommt es häufig
vor, dass der Klebstoff oder das Lot, durch den bzw. das der CCD-Chip auf
der Bausteinbasis befestigt ist, keine gleichmäßige Schicht auf dieser Basis
bildet. Dadurch wird häufig
ein CCD-Baustein hergestellt, bei dem der CCD-Chip so mit der Bausteinbasis
verbunden ist, dass seine Bilderzeugungsfläche nicht exakt parallel zu
dieser Basis angeordnet ist. Dadurch kann trotz Verbinden des CCD-Bausteins
mit der Referenzplatte der CCD-Einheit keine CCD-Einheit geschaffen werden,
bei der die Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips exakt
parallel zu der Referenzplatte angeordnet ist. Infolgedessen kann
die Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips nicht exakt senkrecht zur optischen Achse der Aufnahmeoptik
ausgerichtet werden, so dass sie etwas gegenüber der Schärfen- oder Bildebene verkippt
ist. Außerdem
fällt der
Schärfenpunkt
nicht mit der Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips zusammen.
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In
einer Digitalkamera, die mit einem kleinformatigen CCD-Bildsensor
arbeitet, der als CCD-Chip in dem CCD-Baustein enthalten ist und
bei dem die diagonale Abmessung seiner Bilderzeugungsfläche ½ Zoll
oder weniger beträgt,
ist die Apertur der verwendeten Abbildungslinse so klein, dass sie
der diagonalen Abmessung der Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips entspricht,
wobei auch der Bildwinkel auf der Bilderzeugungsfläche bezüglich der
optischen Achse der Abbildungslinse verhältnismäßig klein ist. Dagegen ist
bei einer Digitalkamera, die mit einem großformatigen CCD-Bildsensor
als in dem CCD-Baustein enthaltenen CCD-Chip arbeitet, bei dem die
diagonale Abmessung der Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips gleich oder
größer als
4/3'' ist, die Apertur
der Abbildungslinse groß und
auch der Bildwinkel auf der Bilderzeugungsfläche bezüglich der optischen Achse der
Abbildungslinse groß.
Folglich ist bei Verwendung des großformatigen CCD-Bildsensors
die Schärfentiefe
geringer als bei Verwendung des kleinformatigen CCD-Bildsensors. Wird
der CCD-Baustein so an dem Kamerakörper angebracht, dass die Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips
etwas gegenüber
einer zu der optischen Achse der Aufnahmeoptik senkrechten Ebene
verkippt ist, so tritt leicht eine Unschärfe oder ein Verschwimmen eines
Bildes auf, das am Rand der Bilderzeugungsfläche erzeugt wird, wo die Abweichung gegenüber der
Schärfen-
oder Bildebene in Richtung der optischen Achse größer als
in der Mitte der Bilderzeugungsfläche ist. Eine solche Defokussierung wird
insbesondere bei Verwendung des großformatigen CCD-Bildsensors
deutlich, bei der die Abweichung in Richtung der optischen Achse
am Rand der Bilderzeugungsfläche
besonders groß wird.
Bei Verwendung des großformatigen
CCD-Bildsensors kann deshalb eine Positionsabweichung der Bilderzeugungsfläche im Schärfenbereich
des Aufnahmeobjektivs nicht toleriert werden.
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Wie
aus obiger Beschreibung hervorgeht, sind herkömmliche CCD-Einheiten nicht
immer so konstruiert, dass die Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips exakt parallel
zur Referenzplatte angeordnet ist. Deshalb wird beim Befestigen
der CCD-Einheit
an dem Kamerakörper
eine Konstruktion benötigt,
mit der die Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips so positioniert werden kann, dass sie senkrecht zur optischen
Achse der Aufnahmeoptik angeordnet ist. Eine Konstruktion zum Befestigen
einer CCD-Einheit an einem Kamerakörper ist beispielsweise in
der Japanischen Patentveröffentlichung
2003-69886 beschrieben. Bei dieser Befestigungskonstruktion ist
ein Kamerakörper
mit mehreren Schraublöchern
versehen, wobei eine entsprechende Zahl an zylindrischen Justierelementen
in die ihnen jeweils zugeordneten Schraublöcher geschraubt sind und eine
Referenzplatte der CCD-Einheit über Stellschrauben
so an den zylindrischen Justierelementen befestigt ist, dass sie
an den Stirnflächen
der Justierelemente anliegt. Diese Befestigungskonstruktion gestattet
es, die Neigung der Referenzplatte so einzustellen, dass die Bilderzeugungsfläche des
CCD-Chips genau senkrecht zur optischen Achse der Aufnahmeoptik
angeordnet wird, indem die Höhe
(axiale Position) der Stirnfläche des
jeweiligen zylindrischen Justierelementes dadurch variiert wird,
dass die Drehposition des jeweiligen Justierelementes unter gleichzeitiger
Beobachtung des von der Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips eingefangenen
Bildes geändert
wird.
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Indem
ein Kamerakörper
mit einer solchen herkömmlichen
Befestigungskonstruktion ausgestattet wird, nimmt die Zahl an Elementen
zu, die für
die Kamera benötigt
werden. Außerdem
muss eine Justierung vorgenommen werden, bei der die oben genannten
zylindrischen Justierelemente eingestellt werden und dabei zugleich
visuell überprüft wird,
ob die Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips in einer vorbestimmten Richtung ausgerichtet wird,
wenn die CCD-Einheit in den Kamerakörper eingebaut wird. Die oben
beschriebene herkömmliche
Befestigungskonstruktion macht also den Einbau der CCD-Einheit in
den Kamerakörper
komplizierter. Dies ist verbesserungswürdig.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine mit einer Bildaufnahmevorrichtung ausgestattete
Digitalkamera anzugeben, die eine Konstruktion hat, die den Einbau
der Bildaufnahmevorrichtung in den Kamerakörper in einem Zustand ermöglicht,
in dem die Bilderzeugungsfläche
der Bildaufnahmevorrichtung bezüglich
einer Schärfen- oder Bildebene exakt
positioniert ist, die senkrecht zur optischen Achse einer Aufnahmeoptik
angeordnet ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
zum Zusammenbau einer solchen Digitalkamera anzugeben.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Digitalkamera
als Ausführungsbeispiel,
wobei man von schräg
hinten auf die Kamera blickt und zur Verdeutlichung ein Teil der
Kamera aufgebrochen dargestellt ist,
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2 eine perspektivische Explosionsansicht
von Elementen der in 1 gezeigten
Digitalkamera,
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3 eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der
Linie III-III nach 1,
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4 eine perspektivische Ansicht
einer CCD-Einheit, wobei man schräg von vorn auf die CCD-Einheit
blickt,
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5 eine perspektivische Explosionsansicht
der in 4 gezeigten CCD-Einheit,
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6A eine Darstellung zur
Erläuterung
eines Prozesses zur Messung des Neigungswinkels der Bilderzeugungsfläche eines
CCD-Chips,
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6B eine Darstellung zur
Erläuterung
eines Prozesses zum Schleifen der Kontaktfläche des jeweiligen Auflagevorsprungs,
der an einem Hauptrahmen eines Kamerakörpers ausgebildet ist, und
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7 eine perspektivische Ansicht
einer anderen Ausführungsform
der CCD-Einheit, wobei man schräg
von vorn auf die CCD-Einheit blickt.
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1 zeigt eine Digitalkamera,
die ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt. Die Digitalkamera, die eine einäugige Spiegelreflex-Digitalkamera,
kurz SLR-Digitalkamera bildet, ist mit einem Wechselobjektiv 2 ausgestattet,
das lösbar
an der Vorderseite eines Kamerakörpers 1 angebracht
ist. Die Digitalkamera hat auf einer oberen Abdeckung 3 des
Kamerakörpers 1 einen
LCD-Anzeigeteil 4, eine Auslösetaste 5 und ein
Wählrad
(Wählschalter) 6.
Die Digitalkamera hat an einer hinteren Abdeckung 7, die in 1 zur Verdeutlichung teilweise
aufgebrochen dargestellt ist, einen LCD-Monitor und verschiedene Schalter,
die in 1 nicht dargestellt
sind. Die Digitalkamera hat innerhalb der hinteren Abdeckung 7 und
damit innerhalb des Kamerakörpers 1 eine Bildsensoreinheit 10.
Diese Bildsensoreinheit wird im Folgenden als CCD-Einheit 10 bezeichnet,
da die Digitalkamera mit einem CCD-Bildsensor als Bildaufnahmevorrichtung
arbeitet. Die CCD-Einheit 10 ist
an einem Hauptrahmen (internes Element des Kamerakörpers 1) 8,
der innerhalb des Kamerakörpers 1 in einem
Raum hinter einem nicht gezeigten Spiegelkasten angeordnet ist,
derart befestigt, dass die Bilderzeugungsfläche eines in den 3 und 5 gezeigten CCD-Chips (Bildsensor) 113 in
einer Schärfen- oder
Bildebene liegt, in der das Aufnahmeobjektiv 2 ein Objektbild
erzeugt.
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2 zeigt eine perspektivische
Explosionsansicht von Elementen der Digitalkamera. 3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie
III-III nach 1. Wie
in 2 gezeigt, hat die Digitalkamera
vor dem Hauptrahmen 8 eine Verschlusseinheit 9 und
vor dem nicht gezeigten Spiegelkasten, in dem die Verschlusseinheit 9 aufgenommen
ist, einen Fassungsring (Objektivfassung) 11, an dem das
Aufnahmeobjektiv 2 lösbar
angebracht ist. Der Fassungsring 11 ist an der vorderen
Fläche
des Kamerakörpers 1 befestigt
und dort gehalten. Der Hauptrahmen 8 besteht aus einer
festen Metallplatte und hat eine rechteckige Öffnung 81, durch welche die
CCD-Einheit 10 mit dem Spiegelkasten in Verbindung steht,
so dass ein Lichtbündel
eines Objektbildes, das durch das Aufnahmeobjektiv 2 erzeugt
wird, durch die rechteckige Öffnung 81 tritt,
um auf der Bilderzeugungsfläche
der CCD-Einheit fokussiert zu werden. Die CCD-Einheit 10 ist
der Öffnung 81 zugewandt
an dem Hauptrahmen 8 befestigt.
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Auf
der hinteren Fläche
des Hauptrahmens 8 sind um die rechteckige Öffnung 81 herum
drei zylindrische Auflagevorsprünge 82 angeordnet,
die durch Tiefziehen, Pressen oder Kaltschmieden fest an dem Hauptrahmen 8 angebracht
bzw. einstückig
mit diesem ausgebildet sind. Eine Referenzplatte (Basisplatte) 100,
die Teil der CCD-Einheit 10 ist, befindet sich in Kontakt
mit den Stirnflächen
der Auflagevorsprünge 82.
In die drei zylindrischen Auflagevorsprünge 82 können drei
Stellschrauben 84 geschraubt werden, um die CCD-Einheit 10 an
dem Hauptrahmen 8 zu befestigen. Die Stirnflächen der drei
zylindrischen Auflagevorsprünge 82 sind
so ausgebildet, dass sie in einer Ebene liegen, die parallel zu
einer Anbringfläche
(Vorderfläche)
des Fassungsrings 11 ist. Zwei dünne zylindrische Positionierstifte 83 stehen
von der hinteren Fläche
des Hauptrahmens 8 nach hinten ab. Die Positionierstifte 83 sind oben
bzw. unten nahe dem oberen bzw. unteren Ende einer seitlichen Kante
(linke Kante in 2) der rechteckigen Öffnung 81 angeordnet.
Die Positionierstifte 83 sind jeweils durch Tiefziehen,
Pressen oder Kaltschmieden fest an dem Hauptrahmen 8 angebracht
bzw. einstückig
mit diesem ausgebildet. Wie später
im Detail beschrieben, greifen die Positionierstifte 83 in
zwei ihnen zugeordnete Positionierlöcher 102 der CCD-Einheit 10,
um letztere exakt bezüglich des
Hauptrahmens 8 zu positionieren.
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Wie
die perspektivische Ansicht nach 4 und
die perspektivische Explosionsansicht nach 5 zeigen, hat die CCD-Einheit 10 einen
Halterahmen 120, der ein von der Referenzplatte 100 getrenntes
Element bildet, und einen CCD-Baustein (Sensorbaustein) 110,
der mit der Referenzplatte 100 verbunden ist. Der CCD-Baustein 110 wird
als vorgefertigter Baustein geliefert. Wie aus 3 ersichtlich, hat der CCD-Baustein 110 eine
Bausteinbasis 111, die z.B. aus Keramik oder Kunstharz
besteht. An einer Fläche
der Bausteinbasis 111 ist eine Montagevertiefung 112 ausgebildet,
in der der CCD-Chip 113 angeordnet ist. Der CCD-Chip 113 ist über ein
Haftmittel 114, z.B. einen Klebstoff oder ein leicht schmel zendes
Lot an der Bodenfläche
der Montagevertiefung 112 angebracht und mit dieser verbunden.
Wird das Haftmittel 114 so verfestigt, dass es eine ungleichmäßige Dicke
aufweist, so kann die Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips 113 nicht
genau parallel zu einer Fläche
der Bausteinbasis 111 angeordnet werden, wie oben beschrieben
wurde. 3 zeigt den Fall,
dass der CCD-Chip 113 so mit der Bausteinbasis 111 verbunden
ist, dass seine Bilderzeugungsfläche 112 infolge
der ungleichmäßigen Dicke
des Haftmittels 114 etwas gegenüber dieser Fläche der Bausteinbasis 111 verkippt
ist. Obgleich in den Figuren nicht dargestellt, sind Elektroden
des CCD-Chips 113 über
ein nicht gezeigtes internes Verdrahtungssystem mit zwei Außenanschlussanordnungen 115 elektrisch
verbunden, die von der Bausteinbasis 111 abstehen. Der
CCD-Chip 113 ist mit einem Schutzglas 116 abgedichtet,
das mit einer vorderen Fläche der
Bausteinbasis 111 verbunden ist.
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Die
Basisplatte 100 besteht aus einer gleichmäßig dicken
Metallplatte und hat zwei Schlitze 101, in welche die beiden
Außenanschlussanordnungen 115 des
CCD-Bausteins 110 einsetzbar sind. Die hintere Fläche des
CCD-Bausteins 110 wird mittels eines Klebstoffs 117 auf
eine vordere Fläche
(Montagefläche)
der Referenzplatte 100 geklebt, wobei die beiden Außenanschlussanordnungen 115 in
die beiden Schlitze 101 eingesetzt sind. Als Klebstoff 117 wird
in diesem Ausführungsbeispiel
der Digitalkamera ein Schnellklebstoff verwendet, der sich in sehr kurzer
Zeit verfestigt. In drei Punkten der hinteren Fläche der Referenzplatte 100 sind
drei Einspritzlöcher 104 vorgesehen,
die an der hinteren Fläche
der Referenzplatte 100 offen liegen und in die der Klebstoff 117 eingebracht
werden kann, um diesen in den Zwischenraum zwischen der vorderen
Fläche
der Referenzplatte 100 und der hinteren Fläche des CCD-Bausteins 110,
d.h. der hinteren Fläche
der Bausteinbasis 111, einzufüllen und so den CCD-Baustein 110 in
einem Zustand, in dem er an der Referenzplatte 100 angebracht
ist, auf letztere zu kleben. Wird als Klebstoff 117 ein
Klebstoff verwendet, der erst in relativ langer Zeit fest wird,
so kann der CCD-Baustein 110 auf die Referenzplatte 100 geklebt
werden, nachdem der Klebstoff auf die hintere Fläche des CCD-Bausteins 110 aufgebracht
worden ist. Die Referenzplatte 100 hat auf einer Fläche, auf die
der CCD-Baustein 110 nicht geklebt ist, die beiden Positionierlöcher 102,
die an Stellen ausgebildet sind, die den Positionen der beiden von
dem Hauptrahmen 8 abstehenden Positionierstiften 83 entsprechen.
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Der
Halterahmen 120 ist an der Vorderfläche der wie oben beschrieben
konstruierten Referenzplatte 100 befestigt. Der Halterahmen 120 wird
an der Referenzplatte 100 über vier Stellschrauben 122 befestigt,
von denen in 5 nur eine
gezeigt ist und die in vier verschiedenen Punkten durch den Rand des
Halterahmens 120 gehen. Der Halterahmen 120 besteht
aus einer rechteckigen, elastischen oder federnden Metallplatte.
Der Halterahmen 120 hat an seinen vier Seiten vier Halteblätter 121,
die jeweils durch Biegen eines Teils des Halterahmens 120 ausgeformt
sind. Zudem hat der CCD-Baustein 110 in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
an der vorderen Fläche
des Schutzglases 116 ein staubbeständiges Dichtelement 130,
das die Form eines rechteckigen Rahmens hat, und auf diesem Dichtelement 130 ein
rechteckiges Tiefpassfilter 140, dessen Abmessungen im
Wesentlich identisch mit den Abmessungen des Schutzglases 116 sind.
Durch die federnde oder elastische Wirkung der vier Halteblätter 121 des Halterahmens 120 wird
das Tiefpassfilter 140 über das
staubbeständige
Dichtelement 130 gegen die vordere Fläche des Schutzglases 116 gedrückt. Gleichzeitig
werden das Tiefpassfilter 140 und das staubbeständige Dichtelement 130 gegen
die Referenzplatte 100 gedrückt, so dass das Tiefpassfilter 140 und
das Dichtelement 130 an der Referenzplatte 100 gehalten
sind.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Zusammenbau der wie oben beschrieben
aufgebauten CCD-Einheit 10 erläutert. Zunächst wird der Neigungswinkel
der Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 in einem Zustand gemessen, in dem der
CCD-Baustein 110 auf die Referenzplatte 100 geklebt
ist. Diese Messung wird durchgeführt,
indem die Referenzplatte 100 auf einem Objekttisch 201 eines Lichtmikroskops 200 montiert
und in einer Ebene angeordnet wird, die senkrecht zur optischen
Achse einer Mikroskopoptik 202 liegt, wie in 6A gezeigt ist. Anschließend wird
das Lichtmikroskop 200 so betätigt, dass es auf die Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips 113 fokussiert
wird. Dann wird entweder der Objekt tisch 201 oder die Mikroskopoptik 202 in der
vorstehend genannten, zur optischen Achse des Lichtmikroskops 200 senkrechten
Ebene in X-Richtung und Y-Richtung bewegt. In dem in 6A gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Mikroskopoptik 202 relativ zu dem Objekttisch 201 in
X-Richtung und Y-Richtung bewegt. Sofern die Bilderzeugungsfläche des
CCD-Chips 113 genau parallel zur Referenzplatte 100 angeordnet
ist, bleibt während
dieser Bewegung der Mikroskopoptik 202 der Abstand L zwischen der
Mikroskopoptik 202 und der Bilderzeugungsfläche des
CCD-Chips 113 in Richtung der optischen Achse der Mikroskopoptik 202 (in 6A in vertikaler Richtung)
unverändert,
während
zugleich das Lichtmikroskop 200 an jedem beliebigen X-Y-Punkt
der Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 fokussiert bleibt. Ist dagegen das Lichtmikroskop 200 für einen Teil
der Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 defokussiert, so dass in diesem Teil
der Bilderzeugungsfläche
ein verschwommenes Bild entsteht, so wird das Lichtmikroskop 200 so
betätigt,
dass die Mikroskopoptik 202 auf den besagten Teil fokussiert wird.
Anschließend
wird der Abstand La zwischen der Mikroskopoptik 202 und
der Bilderzeugungsfläche des
CCD-Chips 113 in Richtung der optischen Achse der Mikroskopoptik 202 gemessen
und in einem nicht gezeigten Speicher gespeichert. Die gleiche Messung
wird an mindestens drei verschiedenen Punkten (vorzugsweise mindestens
an vier verschiedenen Punkten) auf der Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips 113 wiederholt.
Auf Grundlage der in dem Speicher gespeicherten Abstandsdaten kann dann
der Neigungswinkel èa
der Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 bezüglich
der Referenzplatte 100 in dreidimensionaler Richtung der
Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 ermittelt werden.
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Wie
in 6B gezeigt, wird
anschließend der
Hauptrahmen 8 auf einem Schlitten 301 auf einer Fräsmaschine 300 so
montiert, dass die hintere Fläche
des Hauptrahmens 8 nach oben gewandt ist, und dann der
Schlitten 301 um einen Neigungswinkel, der identisch mit
dem in dem vorher beschriebenen Prozess gemessenen Neigungswinkel èa der
Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 ist, dreidimensional geneigt. Anschließend werden
die Stirnflächen
der drei Auflagevorsprünge 82 mit
einem rotierenden Fräskopf
(Schleifrad) 302 so abgeschliffen, dass diese Stirnflächen, die
als mit der Referenzplatte 100 der CCD-Einheit 10 in Kontakt
stehende Kontaktflächen
dienen, in einer Ebene liegen, die sich in horizontaler Richtung
der Fräsmaschine 300 erstreckt, d.h.
in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse der Fräsmaschine 300.
Dieser Prozess wurde unter der Annahme erläutert, dass der Hauptrahmen 8 parallel zur
Anbringfläche
des Fassungsrings 11 zu positionieren ist. Ist diese Annahme
nicht gegeben, so kann in der Weise vorgegangen werden, dass zunächst der
Kamerakörper
mit nach unten gewandtem Fassungsring 11 auf dem Schlitten 301 der
Fräsmaschine 300 montiert
wird und anschließend
die Stirn- oder Kontaktflächen
der drei zylindrischen Auflagevorsprünge 82, die von dem
Hauptrahmen 8 nach oben abstehen, mit dem rotierenden Fräskopf 302 abgeschliffen
werden. In diesem Fall wird die Stirnfläche des jeweiligen Auflagevorsprungs 82 zu
einer ebenen Fläche
abgeschliffen, die in einem vorbestimmten Abstand in Richtung einer
optischen Achse O (vergl. 3)
des CCD-Chips 113 (die mit der optischen Achse des Aufnahmeobjektivs 2 zusammenfällt) von
der Anbringfläche
des Fassungsrings 11 entfernt liegt.
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Nachdem
die Stirnflächen
der Auflagevorsprünge 82 abgeschliffen
sind, wird die CCD-Einheit 10 an dem Hauptrahmen 8 befestigt.
Dabei ist die Lage der CCD-Einheit 10 an
der hinteren ebenen Fläche
des Hauptrahmens 8 dadurch festgelegt, dass die beiden
Positionierlöcher 102 auf
die ihnen jeweils zugeordneten Positionierstifte 83 des
Hauptrahmens 8 gesteckt sind. Anschließend wird die Referenzplatte 100 an
dem Hauptrahmen 8 befestigt, indem die drei Stellschrauben 84 in
die drei zylindrischen Auflagevorsprünge 82 geschraubt
werden, wobei sich die Stirnflächen
der Auflagevorsprünge 82 in
Kontakt mit der vorderen Fläche
der Referenzplatte 100 befinden, um die CCD-Einheit 10 an
dem Hauptrahmen 8 zu befestigen. Da die Ebene, in der die
Stirnflächen der
drei Auflagevorsprünge 82 liegen,
zur Anbringfläche
des Fassungsrings 11 wie oben beschrieben geneigt ist und
da der Neigungswinkel dieser Ebene in einer ersten Neigungsrichtung
identisch mit dem Neigungswinkel der Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips 113 bezüglich der
in der CCD-Einheit 10 vorgesehenen Referenzplatte 100 in
einer zu dieser ersten Neigungsrichtung entgegengesetzten zweiten Neigungsrichtung
ist, ist die an dem Hauptrahmen 8 befestigte Referenzplatte 100 weder
zu dem Hauptrahmen 8 noch zur Anbringfläche des Fassungsrings 11 parallel.
Jedoch ist die Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 parallel zur Anbringfläche des
Fassungsrings 11. Außerdem
ist diese Bilderzeugungsfläche
senkrecht zur optischen Achse des Aufnahmeobjektivs 2 angeordnet,
und zwar in einem auf dieser Achse liegenden Schärfen- oder Bildpunkt.
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Indem
die Kontaktflächen
der drei Auflagevorsprünge 82 des
Hauptrahmens 8 so geschliffen werden, dass der Neigungswinkel
der Ebene, in der diese Kontaktflächen liegen, in einer Neigungsrichtung
(erste Neigungsrichtung) identisch mit dem Neigungswinkel der Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips 113 in
der zu dieser ersten Neigungsrichtung entgegengesetzten Neigungsrichtung
wird, kann die Bilderzeugungsfläche
des CCD-Chips 113 exakt parallel zur Anbringfläche des
Fassungsrings 11 angeordnet werden. Die Bilderzeugungsfläche des
CCD-Chips 113 kann demnach exakt so positioniert werden,
dass sie in Richtung der optischen Achse des Aufnahmeobjektivs 2 in
dessen Schärfen- oder
Bildebene liegt, indem lediglich die Referenzplatte 100 in
der Weise an den drei Auflagevorsprüngen 82 befestigt
wird, dass die drei Stellschrauben 84 beim Befestigen der
CCD-Einheit 10 an
dem Kamerakörper 1 in
die drei Auflagevorsprünge 82 geschraubt
werden, was das Befestigen der CCD-Einheit 10 an dem Hauptrahmen 8 beträchtlich
vereinfacht.
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Zudem
kann bei der Digitalkamera nach oben beschriebenem Ausführungsbeispiel
eine Ablagerung von Staub auf der Vorderfläche des Schutzglases 116 des
CCD-Bausteins 110 zuverlässig verhindert werden, insbesondere
im Bereich unmittelbar vor der Bilderzeugungsfläche des CCD-Chips 113, da
das Tiefpassfilter 140 in die CCD-Einheit 10 eingebaut
und das staubbeständige
Dichtelement 130 zwischen dem Tiefpassfilter 140 und
dem CCD-Baustein 110 gehalten ist. Ist kein Tiefpassfilter
wie das Tiefpassfilter 140 in der CCD-Einheit 10 eingebaut,
so ist der Aufbau der CCD-Einheit 10, bei dem nach 7 der CCD-Baustein 110 auf
die Vorderfläche
der Referenzplatte 100 geklebt ist, sehr einfach. In diesem Fall
besteht jedoch die Gefahr, dass sich beim Befestigen der CCD-Einheit 10 an
dem Hauptrahmen 8 Staub auf der Vorderfläche des
Schutzglases 116 des CCD-Bausteins 110 absetzt, was
zu der Notwendigkeit führt,
die CCD-Einheit 10 in einem Reinraum an dem Hauptrahmen 8 zu
befestigen. Dies erhöht die
Zahl an Prozessschritten, die zum Befestigen des CCD-Bausteins 110 an
dem Hauptrahmen 8 benötigt werden.
Außerdem
besteht bei einer Anordnung, in der ein staubbeständiges Dichtelement
zwischen dem Hauptrahmen 8 und der Referenzplatte 100 montiert
wird, die Gefahr, dass durch die beiden Schlitze 101, die
in der Referenzplatte 100 ausgebildet sind und in die die
beiden Außenanschlussanordnungen 115 eingesetzt
werden, Staub in den Raum unmittelbar vor der Referenzplatte 100 dringt
und sich auf der Vorderfläche
des Schutzglases 116 absetzt.
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Als
Klebstoff 117, der zum Verbinden des CCD-Bausteins 110 mit
der Referenzplatte 100 eingesetzt wird, wird vorteilhaft
ein Schnellkleber verwendet, der in sehr kurzer Zeit fest wird.
Wird außerdem
als Klebstoff 117 ein Klebstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit
verwendet, so kann die von dem CCD-Chip 113 erzeugte Wärme effizient über den Klebstoff 117 auf
die Referenzplatte 100 übertragen und
von dem Klebstoff 117 dissipiert bzw. abgeleitet werden,
wodurch die Kühleffizienz
des CCD-Chips 113 verbessert wird. Dadurch kann das thermische Rauschen
des CCD-Chips 113 wirksam reduziert werden. Bereitet die
Verwendung eines Klebstoffs mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit Schwierigkeiten, so kann
auch ein Dissipations- oder Ableitfett 118 mit hoher Wärmeleitfähigkeit
auf einen Teil der hinteren Fläche
der Basis 111 des CCD-Bausteins 110 aufgebracht
werden, wie in 3 gezeigt
ist (d.h. auf einen Bereich der Basis 111 unmittelbar hinter
dem CCC-Chip 113). In diesem Fall kann die von dem CCD-Chip 113 erzeugte
Wärme über das
Ableitfett 118 von der Referenzplatte 100 abgeleitet
werden.
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Die
in der erfindungsgemäßen Digitalkamera enthaltene
Bildaufnahmevorrichtung ist nicht auf einen CCD-Bildsensor beschränkt. Die
Erfindung ist auch auf die Digitalkameras anwendbar, die mit einem
Bildsensorbaustein arbeiten, der so konstruiert ist, dass die Bilderzeugungsfläche der
Bildaufnahmevorrichtung nicht notwendigerweise mit einem hohen Maß an Genauigkeit
parallel zur Referenzplatte ausgerichtet sein muss.
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Die
Erfindung sieht vor, dass der Neigungswinkel der Bilderzeugungsfläche des
Bildsensors bezüglich
der Referenzplatte in der ersten Neigungsrichtung und der Neigungswinkel
der Ebene, in der die Kontaktflächen
der Auflageelemente liegen, bezüglich
der Referenzplatte in der der ersten Neigungsrichtung entgegengesetzten
zweiten Neigungsrichtung identisch eingestellt werden, indem zum
ersten der Neigungswinkel der Bilderzeugungsfläche des Bildsensors bezüglich der
Referenzplatte in der Bildsensoreinheit gemessen wird, zum zweiten die
Kontaktflächen
der Auflageelemente so abgeschliffen werden, dass die vorstehend
genannte Ebene gegenüber
der optischen Achse um einen Neigungswinkel geneigt ist, der identisch
mit dem Neigungswinkel der Bilderzeugungsfläche des Bildsensors ist, und
zum dritten die Referenzplatte an den Auflageelementen befestigt
wird, so dass sie auf diesen gelagert ist. Indem die Referenzplatte
einfach an den Auflageelementen befestigt wird, kann die Neigung
der Bilderzeugungsfläche
des Bildsensors durch die Neigung der Ebene, in der die Kontaktflächen der
Auflageelemente liegen, mit einem Versatz oder Offset derart versehen
werden, dass die Bilderzeugungsfläche des Bildsensors so eingestellt
wird, dass sie in einer zur optischen Achse senkrechten Schärfenebene
liegt. Dadurch kann die Konstruktion zum Befestigen der Bildsensoreinheit
an dem Kamerakörper
vereinfacht und zugleich der Einbau der Bildsensoreinheit in den
Kamerakörper
verbessert werden. Außerdem
gestaltet sich die Handhabung beim Zusammenbau der Digitalkamera
einfacher.