DE102006019717A1 - Optisches Modul und Verfahren zum Herstellen eines optischen Moduls - Google Patents

Optisches Modul und Verfahren zum Herstellen eines optischen Moduls Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/55Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Modul (1, 14, 23), aufweisend eine Linsenvorrichtung (3) zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung (13), einen Bildsensor (7) mit einer sensitiven Fläche, einen Sensorträger (6) mit einer Öffnung (6a) und einer Trägerfläche (6c), auf der der Bildsensor (7) im Bereich der Öffnung (6a) befestigt ist, und einen Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17, 30) zum Befestigen des Sensorträgers (6), derart, dass die Trägerfläche (6c) von der Linsenvorrichtung (3) abgewandt ist und die Linsenvorrichtung (3) die elektromagnetische Strahlung (13) auf die sensitive Fläche des Bildsensors (7) projiziert. Der Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17, 30) ist derart ausgeführt, dass die der Linsenvorrichtung (3) abgewandte Trägerfläche (6c) des Sensorträgers (6) bezüglich zur Linsenvorrichtung (3) in einem fest vorgegebenen Abstand ausgerichtet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines solchen optischen Moduls (1, 14, 23).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisches Modul und ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Moduls
  • In der DE 102 26 135 A1 ist ein optisches Modul offenbart, das eine Linsenvorrichtung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung, einen Bildsensor und einen Sensorträger mit einer Öffnung und einer Trägerfläche, auf der der Bildsensor mittels Flip-Chip-Technik im Bereich der Öffnung befestigt ist, aufweist. Der Sensorträger ist am optischen Modul derart befestigt, dass die Trägerfläche von der Linsenvorrichtung abgewandt ist und die Linsenvorrichtung die elektromagnetische Strahlung auf die sensitive Fläche des Bildsensors projiziert. Um mit dem optischen Modul eine ausreichende Bildschärfe zu erreichen, müssen die Komponenten des optischen Moduls geometrisch relativ genau aufeinander abgestimmt sein. Der Toleranzbereich für den Abstand vom Bildsensor zur Linsenvorrichtung in Richtung derjenigen Achse, die rechtwinklig zum sensitiven Bereich des Bildsensors ausgerichtet ist, sollte möglichst genau eingehalten werden und bevorzugt in einem Bereich ≤ 0,5 mm liegen. Insbesondere wenn der Sensorträger eine nicht erhebliche Dickentoleranz aufweist bzw. wenn für das optische Modul verschiedene Sensorträger verwendet werden, dann ist es unter Umständen nötig, das optische Modul beispielsweise mit einem Gewinde am Gehäuse des optischen Moduls zu justieren. Eine solche Justage ist insbesondere bei einer Massenfertigung von optischen Modulen relativ aufwändig.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein optisches Modul derart auszuführen, dass Sensorträger unterschiedlicher Dicke ohne Nachjustieren der Linsenvorrichtung für das optische Modul verwendet werden können. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines solchen optischen Moduls anzugeben.
  • Die Erfindung wird gelöst durch ein optisches Modul, aufweisend eine Linsenvorrichtung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung, einen Bildsensor mit einer sensitiven Fläche, einen Sensorträger mit einer Öffnung und einer Trägerfläche, auf der der Bildsensor insbesondere mittels Flip-Chip-Technik im Bereich der Öffnung befestigt ist, und einen Sensorträgerhalter zum Befestigen des Sensorträgers derart, dass die Trägerfläche von der Linsenvorrichtung abgewandt ist und die Linsenvorrichtung die elektromagnetische Strahlung auf die sensitive Fläche des Bildsensors projiziert, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträgerhalter derart ausgeführt ist, dass die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche des Sensorträgers bezüglich zur Linsenvorrichtung in einem fest vorgegebenen Abstand ausgerichtet ist. Die elektromagnetische Strahlung ist insbesondere sichtbares Licht, die auf die sensitive Fläche des Bildsensors auftrifft, sodass der Bildsensor diese in allgemein bekannter Weise in elektrische Signale umwandelt, wodurch ein einem Bild zugeordneter Bilddatensatz entsteht. Der Bildsensor ist beispielsweise ein CMOS- oder CCD-Bildsensor und ist insbesondere in Flip-Chip-Technik auf dem Sensorträger, der z.B. eine Leiterplatte ist, befestigt. Der Bildsensor ist im Bereich der Öffnung des Sensorträgers auf der der Linsenvorrichtung abgewandten Trägerfläche befestigt und die Linsenvorrichtung projiziert die elektromagnetische Strahlung in den Bereich der Öffnung, sodass die elektromagnetische Strahlung auf die sensitive Fläche fällt. Das optische Modul umfasst ferner den Sensorträgerhalter, mit dem der Sensorträger befestigt ist. Dieser ist derart ausgeführt, dass die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche des Sensorträgers unabhängig von seiner Dicke stets den fest vorgegebenen Abstand hat. Der Bildsensor wird bevorzugt mit Flip-Chip-Technik an dem Sensorträger befestigt, wodurch Höhentoleranzen durch die Befestigung, beispielsweise durch Löten, innerhalb relativ enger Toleranzen bleiben. Somit liegt die sensitive Fläche im Wesentlichen in der durch die von der Linsenvorrichtung abgewandten Trägerfläche des Sensorträgers bestimmten Ebene, d.h. die sensitive Fläche des Bildsensors hat unabhängig von der Dicke des verwendeten Sensorträgers den vorbestimmten Abstand zur Linsenvorrichtung.
  • Um eine ausreichende Tiefenschärfe des optischen Moduls zu erreichen, sollte die Fokussierung der Linsenvorrichtung möglichst auf die sensitive Fläche des Bildsensors ausgerichtet sein. Da nun aber der Abstand zwischen der Linsenvorrichtung und der der Linsenvorrichtung abgewandten Trägerfläche des Sensorträgers unabhängig von der Dicke des Sensorträgers stets derselbe ist, kann die Linsenvorrichtung auf diesen Abstand vorab eingestellt werden ohne dass während des Zusammenbaus des optischen Moduls ein Justieren nötig ist. Dadurch kann das optische Modul relativ schnell und daher kostengünstig hergestellt werden.
  • Nach einer Variante des optischen Moduls umfasst dieses ein Gehäuse, in dem die Linsenvorrichtung befestigt ist, und der Sensorträgerhalter Teil des Gehäuses ist. Somit ist es möglich, das Gehäuse mit integriertem Sensorträgerhalter, beispielsweise durch Spritztechnik, relativ einfach, jedoch auch relativ toleranzgenau herzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des optischen Moduls ist dessen Sensorträgerhalter derart ausgeführt, dass sich beim Zusammenbauen des optischen Moduls die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche des Sensorträgers selbstjustierend bezüglich zur Linsenvorrichtung in dem fest vorgegebenen Abstand ausrichtet. Insbesondere wenn nach einer Variante das optischen Moduls der Sensorträgerhalter derart ausgeführt ist, dass sich beim Zusammenbauen des optischen Moduls die Öffnung des Sensorträgers selbstjustierend in einer vorgegebene Stellung relativ zur Linsenvorrichtung ausrichtet, kann das optische Modul nicht nur relativ einfach und schnell und daher kostengünstig hergestellt werden, sondern es sind auch Vor raussetzungen für eine relativ gleichbleibend hohe Qualität des optischen Moduls gegeben.
  • Der Sensorträgerhalter des Moduls umfasst z. B. Haltemittel, auf die die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche des Sensorträgers aufliegen und die dafür sorgen, dass der Abstand zwischen der der Linsenvorrichtung abgewandten Trägerfläche des Sensorträgers und der Linsenvorrichtung nicht den fest vorgegebenen Abstand überschreitet. Insbesondere wenn nach einer Variante des optischen Moduls dessen Sensorträgerhalter wenigstens eine Druckfeder umfasst, die den Sensorträger gegen die Haltemittel drückt, kann es mit relativ einfachen Mitteln erreicht werden, dass die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche selbstjustierend den fest vorgegebene Abstand einnimmt.
  • Die Druckfeder ist beispielsweise kragenförmig und/oder ringförmig ausgebildet und/oder ist aus einem elastomerischen Material gefertigt. Eine solche Druckfeder drückt nicht nur den Sensorhalter gegen die Haltemittel, sondern kann auch zusätzlich den Bildsensor oder die Linsenvorrichtung gegen Umwelteinflüsse, wie Staub oder Feuchtigkeit, schützen.
  • Nach einer Ausführungsform des optischen Moduls verhindern die Haltemittel auch ein Verschiebung des Schaltungsträgers in der vom Sensorträger definierten Ebene. Somit hat der Bildsensor nicht nur den vorgegeben Abstand zur Linsenvorrichtung, sondern die Linsenvorrichtung projiziert stets die elektromagnetische Strahlung auf die sensitive Fläche des Bildsensors.
  • Gemäß Ausführungsformen des optischen Moduls weisen die Haltemittel wenigstens einen Schnapphaken, in dem der Sensorträger einschnappt, eine Schraube, einen Stift und/oder einen Bolzen auf und/oder weist der Sensorträgerhalter eine Teilfläche auf, die mit der der Linsenvorrichtung abgewandten Trägerfläche des Sensorträgers eine gemeinsame ebene Fläche bildet und die Haltemittel an der Teilfläche befestigt sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Moduls, aufweisend folgende Verfahrensschritte: Befestigen einer Linsenvorrichtung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung in einem Gehäuse derart, dass die Linsenvorrichtung die elektromagnetisch Strahlung auf eine vorbestimmte Stelle mit einem vorbestimmten Abstand zur Linsenvorrichtung fokussiert, und Befestigen eines Sensorträgers mit einer Öffnung und einer Trägerfläche, an der ein Bildsensor im Bereich der Öffnung vorzugsweise durch Flip-Chip-Technik derart befestigt ist, dass die Trägerfläche von der Linsenvorrichtung abgewandt ist und die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche den vorbestimmten Abstand zur Linsenvorrichtung hat.
  • Gemäß einer Variante des Verfahrens wird der Sensorträgers am Gehäuse befestigt, indem der Sensorträger an das Gehäuse derart angelegt wird, dass die Trägerfläche von der Linsenvorrichtung abgewandt ist. Anschließend wird eine Anschlagteils an das Gehäuse und dem Sensorträger derart angelegt, dass das Anschlagteil gegen den Bildsensor und/oder der der Linsenvorrichtung abgewandten Trägerfläche derart drückt, dass die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche den vorbestimmten Abstand zur Linsenvorrichtung hat. Schließlich wird der Sensorträger mit einem Klebstoff am Gehäuse befestigt. Durch das Anschlagteil wird gewährleistet, dass die der Linsenvorrichtung abgewandte Trägerfläche unabhängig von der Dicke des Sensorträgers den fest vorgegebenen Abstand zur Linsenvorrichtung hat.
  • Wenn das Anschlagteil nach einer Variante auch derart ausgeführt ist, dass es die Öffnung in eine vorab festgelegte Position relativ zur Linsenvorrichtung hält, dann befindet sich die Öffnung des Sensorträgers und somit die sensitive Fläche des Bildsensors stets an einer vorbestimmten Position bezüglich der Linsenvorrichtung, sodass die Fokussierung der Linsenvorrichtung nicht nachjustiert zu werden braucht.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Sensorträger am Gehäuse an einem Sensorträgerhalter des Gehäuses befestigt. Der Sensorträgerhalter umfasst bevorzugt Haltemittel, die den Sensorträger selbstjustierend bezüglich zur Linsenvorrichtung in dem fest vorgegebenen Abstand ausrichten.
  • Mit einem derartigen optischen Modul bzw. Verfahren ist es möglich, eine relativ genaue Positionierung des Bildsensors bzw. dessen sensitive Fläche bei einer Positionierung in Z-Richtung, d.h. Fokussierung zur Linsenvorrichtung, zu erhalten. Weitere Vorteile sind eine dauerhafte Fokussierung und eine relativ zuverlässige Justage des optischen Moduls. Durch die Haltemittel ist auch eine relativ genaue Positionierung des Bildsensors in der der Linsenvorrichtung abgewandten Trägerfläche möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind beispielhaft in den schematischen beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines optischen Moduls in geschnittener Darstellung,
  • 2 das optische Modul der 1 in einer Explosionsdarstellung,
  • 3 eine zweite Ausführungsform eines optischen Moduls in geschnittener Darstellung,
  • 4 das in der 3 dargestellte optische Modul in einer Explosionsdarstellung,
  • 5 eine dritte Ausführungsform eines optischen Moduls in geschnittener Darstellung und
  • 6 das optische Modul der 5 in einer Explosionsdarstellung.
  • Die 1 zeigt ein optisches Modul 1 in geschnittener Darstellung und die 2 zeigt das optische Modul 1 in einer Explosionsdarstellung. Das optische Modul 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem optische Linsen 3 beim Zusammenbauen des optischen Moduls 1 fest verankert werden, sodass keine weitere optische Justage möglich ist. Des Weiteren werden die Linsen 3 beim Zusammenbau auf einen Punkt mit fest vorgegebenen Abstand zu den Linsen 3 fokussiert.
  • Das Gehäuse 2 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels drei Schnapphaken 5, von denen in den 1 und 2 nur zwei Schnapphaken 5 sichtbar sind. Die Schnapphaken 5 sind dafür vorgesehen, eine Leiterplatine 6 mit einer Dicke d und einer Öffnung 6a aufzunehmen.
  • Die Leiterplatine 6 hat eine erste Platinenfläche 6c und eine zweite Platinenfläche 6c. Auf die zweite Platinenfläche 6b der Leiterplatte 6 wird im Bereich deren Öffnung 6a ein Bildsensor 7 mit einer lichtempfindlichen Fläche in Flip-Chip-Technik derart aufgelötet, dass die lichtempfindliche Fläche durch die Öffnung 6a zugänglich ist. Durch die Flip-Chip-Technik ist es möglich, dass die lichtempfindliche Fläche des Bildsensors 7 und die zweite Trägerfläche 6c der Leiterplatine 6 im Wesentlichen in derselben Ebene liegen.
  • Im montierten Zustand ist die zweite Platinenfläche 6b von den Linsen 3 abgewandt, sodass ein durch die Linsen 3 hindurchtretendes und durch die Linsen 3 fokussiertes Lichtbündel 13 auf die Öffnung 6a des Leiterplatine 6 gerichtet ist und somit auf die lichtempfindliche Fläche des Bildsensors 7 trifft. Dieses Licht wandelt der Sensor 7 in allgemein bekannter Weise in entsprechende elektrische Signale um, die mit auf der Leiterplatine 6 befindlichen elektronischen Bauelementen 12 weiterverarbeitet werden, wodurch eine Bilddatensatz erzeugt wird, dessen zugeordnetes Bild z.B. mit einem in den Figuren nicht dargestellten Bildschirm dargestellt werden kann.
  • Bevor die Leiterplatine 6 in die Schnapphaken 5 eingeschnappt wird, wird ein aus einem Elastomär, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels aus Silikonkautschuk gefertigtes ringförmiges Federelement 10 in eine ringförmige Nut 9 des Gehäuses 2 gelegt. Das ringförmige Federelement 10 ist derart dick, dass es, wenn die Leiterplatte 6 in die Schnapphaken 5 eingeschnappt ist, zusammengedrückt wird und somit die Leiterplatte 6 gegen Auflageflächen 4 der Schnapphaken 5 drückt. Dadurch ist sichergestellt, dass die den Linsen 3 abgewandte zweite Trägerfläche 6c der Leiterplatine 6 unabhängig von dessen Dicke d in einer fest durch die Auflageflächen 4 der Schnapphaken 5 festgelegten Ebene relativ zu den Linsen 3 verläuft. Das ringförmige Federelement 10 drückt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels außerdem nicht nur die Leiterplatine 6 gegen die Auflageflächen 4 der Schnapphaken 5, sondern dichtet auch die Leiterplatine 6 und das Gehäuse 2 beispielsweise gegen Feuchtigkeit, Staub oder sonstigen Umwelteinflüssen ab.
  • Das Gehäuse 2 des optischen Moduls 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ferner zwei Zentrierstifte 11, die in entsprechende Bohrungen 8 der Leiterplatine 6 im befestigten Zustand der Leiterplatte 6 eingreifen. Durch die Zentrierstifte 11 wird beim Befestigen der Leiterplatte 6 an dem Gehäuse 2 die Leiterplatine 6 automatisch derart justiert, dass deren Öffnung 6a eine vorbestimmte Position bezüglich der durch die der Linsen 3 abgewandten zweiten Trägerfläche 6c definierten Ebene relativ zu den Linsen 3 ausgerichtet ist. Da außerdem der Bildsensor 7 an einer fest vorgegebenen Stelle an der den Linsen 3 abgewandten zweiten Trägerfläche 6c der Leiterplatine 6 angelötet ist, hat auch die sensitive Fläche des Bildsensors 7 eine in der durch die den Linsen 3 abgewandten zweiten Trägerfläche 6c bestimmten Ebene festgelegte Position.
  • Durch die Schnapphaken 5 ergibt sich somit eine relativ einfache Montage des optischen Moduls 1, da während der Montage lediglich die Leiterplatte 6 mit dem darauf bereits angelöte ten Bildsensors 7 eingeschnappt zu werden braucht. Außerdem ist in Kombination mit dem Federelement 10 gewährleistet, dass die den Linsen 3 abgewandte zweite Trägerfläche 6c unabhängig von der Dicke d der verwendeten Leiterplatine 6 in einem fest vorgegebenen Abstand zu den Linsen 3 ausgerichtet ist, der vor der Montage bereits bekannt und durch die Auflageflächen 4 der Schnapphaken bestimmt ist. Dieser Abstand ist auch der Abstand, bezüglich dem die Linsen 3 beim Zusammenbau fokussiert sind.
  • Die 3 zeigt ein weiteres optisches Modul 14 in geschnittener Darstellung und die 4 zeigt das optische Modul 14 in einer Explosionsdarstellung. Wenn folgend nicht anders beschrieben, sind Bestandteile des in 3 und 4 gezeigten optischen Moduls 14, welche mit Bestandteilen des in den 1 und 2 gezeigten optischen Moduls 1 weitgehend bau- und funktionsgleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Das in 3 und 4 dargestellte optische Modul 14 unterscheidet sich im Wesentlichen von dem in den 1 und 2 dargestellten optischen Modul 1 dadurch, dass die Leiterplatine 6 lediglich mit zwei Schnapphaken 5, von denen in den 3 und 4 nur einer der Schnapphaken 5 gezeigt ist, dafür zusätzlich mit einer Schraube 15 am Gehäuse 2 befestigt ist. Für die Befestigung der Schraube 15 umfasst das Gehäuse 2 eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 16, in die die Schraube 15 bei der Montage des optischen Moduls 14 verschraubt wird. Die Bohrung 16 befindet sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels in einem Stutzen 17 des Gehäuses 2. Der Stutzen 17 wiederum umfasst an seinem von dem Gehäuse 2 abgewandten Ende eine Verjüngung 21 mit einer Auflagefläche 18, auf die die Schraubenanlagefläche 19 des Schraubenkopfs 20 der Schraube 15 im montierten Zustand des optischen Moduls 14 fest anliegt. Des Weiteren hat die Leiterplatine 6 eine weitere Öffnung 22, in die die Verjüngung 21 des Stutzens 17 gesteckt ist, wenn das optische Modul 14 zusammengebaut ist. Die Auflagefläche 18 des Stutzens 17 ist der art ausgerichtet, dass sie in derselben Ebene liegt, die durch die Auflageflächen 4 der beiden Schnapphaken 5 definiert ist.
  • Beim Zusammenbau des optischen Moduls 14 wird zunächst wiederum das Federelement 10 in die Nut 9 des Gehäuses 2 gelegt. Anschließend wird die Leiterplatine 6 mit dem Bildsensor 7 seitlich in die Schnapphaken 5 geschoben und mit ihrer weiteren Öffnung 22 in die Verjüngung 21 des Stutzens 17 gesteckt. Danach wird die Schraube 15 festgezogen. Dadurch befindet sich die Öffnung 6a und somit die lichtempfindliche Fläche des Bildsensors 7 in einer fest vorgegebenen Position relativ zu den Linsen 3.
  • Die 5 zeigt ein weiteres optisches Modul 23 in geschnittener Darstellung und die 6 zeigt das optische Modul 23 in einer Explosionsdarstellung. Wenn folgend nicht anders beschrieben, sind Bestandteile des in 5 und 6 gezeigten optischen Moduls 23, welche mit Bestandteilen des in den 1 und 2 gezeigten optischen Moduls 1 weitgehend bau- und funktionsgleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Das optische Modul 23 umfasst wiederum ein Gehäuse 2, in dem Linsen 3 bezüglich einem festen Abstand fokussiert fest eingebaut sind. Für die Montage des optischen Moduls 23 wird jedoch zunächst die mit dem Bildsensor 7 versehene Leiterplatine 6 mit einem Anschlagteil 24 gegen Auflageflächen 25 des Gehäuses 2 gehalten. Um dies zu erreichen, hat das Anschlagteil 24 Positionsnocken 26, die durch entsprechende Öffnungen 27 in der Leiterplatine 6 durchgesteckt werden können.
  • Das Anschlagteil 24 umfasst außerdem Anschlagnocken 28, die auf der Rückseite des optischen Sensors 7 anliegen und dadurch den maximalen Abstand der den Linsen 3 abgewandten Trägerfläche 6c der Leiteplatine 6 begrenzen. Wenn die Leiterplatine 6 bzw. der Bildsensor 7 gegen die Anschlagnocken 28 des Anschlagteils 24 drückt, dann entsteht ein Spalt zwischen der Leiterplatine 6 und einer unteren Begrenzungsfläche 29 des Gehäuses 2. Der Spalt wird mit einem Klebstoff 30 ausgefüllt. Nachdem der Klebstoff 30 ausgehärtet ist, ist die Leiterplatine 6 am Gehäuse 2 befestigt, sodass das Anschlagteil 24 entfernt werden kann. Während des Aushärtens des Klebstoffs 30 drückt das Anschlagteil 24 den Bildsensor 7 gegen das Gehäuse 2, sodass die der Linsen 3 abgewandte Trägerfläche 6c der Platine 6 nach Aushärten des Klebstoffs 30 in einem fest vorgegebenen Abstand zu den Linsen 3 ausgerichtet ist. Der Klebstoff 30 schützt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zudem den Bildsensor 7 vor Staub, Feuchtigkeit oder anderen Umwelteinflüssen.
  • Durch die Positionsnocken 26 und den entsprechenden Öffnungen 27 der Leiterplatine 6 wird diese außerdem derart automatisch ausgerichtet, dass sich die Öffnung 6a für den Bildsensor 7 wieder in einer fest vorgegebene Position relativ zu den Linsen 3 befinden.
  • 1
    optisches Modul
    2
    Gehäuse
    3
    Linsen
    4
    Auflageflächen
    5
    Schnapphaken
    6
    Leiterplatine
    6a
    Öffnung
    6b
    erste Trägerfläche
    6c
    zweite Trägerfläche
    7
    Bildsensor
    8
    Bohrungen
    9
    Nut
    10
    Federelement
    11
    Anschlagnocken
    12
    elektronische Bauelemente
    13
    Lichtbündel
    14
    optisches Modul
    15
    Schraube
    16
    Bohrung
    17
    Stutzen
    18
    Auflagefläche
    19
    Schraubenanlagefläche
    20
    Schraubenkopf
    21
    Verjüngung
    22
    Öffnung
    23
    optisches Modul
    24
    Anschlagteil
    25
    Auflageflächen
    26
    Positionsnocken
    27
    Öffnungen
    28
    Anschlagnocken
    29
    untere Begrenzungsfläche
    30
    Klebstoff
    d
    Dicke

Claims (18)

  1. Optisches Modul, aufweisend – eine Linsenvorrichtung (3) zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung (13), – einen Bildsensor (7) mit einer sensitiven Fläche, – einen Sensorträger (6) mit einer Öffnung (6a) und einer Trägerfläche (6c), auf der der Bildsensor (7) im Bereich der Öffnung (6a) befestigt ist, und – einen Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17, 30) zum Befestigen des Sensorträgers (6) derart, dass die Trägerfläche (6c) von der Linsenvorrichtung (3) abgewandt ist und die Linsenvorrichtung (3) die elektromagnetische Strahlung (13) auf die sensitive Fläche des Bildsensors (7) projiziert, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17, 29) derart ausgeführt ist, dass die der Linsenvorrichtung (3) abgewandte Trägerfläche (6c) des Sensorträgers (6) bezüglich zur Linsenvorrichtung (3) in einem fest vorgegebenen Abstand ausgerichtet ist.
  2. Optisches Modul nach Anspruch 1, aufweisend ein Gehäuse (2), in dem die Linsenvorrichtung (3) befestig ist, und der Sensorträgerhalter Teil des Gehäuses (2) ist.
  3. Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2, dessen Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17) derart ausgeführt ist, dass sich beim Zusammenbauen des optischen Moduls (1, 14) die der Linsenvorrichtung (3) abgewandte Trägerfläche (6c) des Sensorträgers (6) selbstjustierend bezüglich zur Linsenvorrichtung (3) in dem fest vorgegebenen Abstand ausrichtet.
  4. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17) derart ausgeführt ist, dass sich beim Zusammenbauen des optischen Moduls (1, 14) die Öffnung (6a) des Sensorträgers (6) selbstjustierend in einer vorgegebene Stellung relativ zur Linsenvorrichtung (3) ausrichtet.
  5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Sensorträgerhalter Haltemittel (5, 15, 17) umfasst, auf die die der Linsenvorrichtung (3) abgewandte Trägerfläche (6c) des Sensorträgers (6) aufliegen und die dafür sorgen, dass der Abstand zwischen der der Linsenvorrichtung (3) abgewandten Trägerfläche (6b) des Sensorträgers (6) und der Linsenvorrichtung (3) nicht den fest vorgegebenen Abstand überschreitet.
  6. Optisches Modul nach Anspruch 5, dessen Haltemittel (5, 15, 17) ein Verschiebung des Sensorträgers (6) in der vom Sensorträger (6) definierten Ebene verhindern.
  7. Optisches Modul nach Anspruch 5 oder 6, dessen Haltemittel wenigstens einen Schnapphaken (5) aufweisen, in dem der Sensorträger (6) einschnappt.
  8. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dessen Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17) eine Teilfläche (18) umfasst, die mit der die der Linsenvorrichtung (3) abgewandten Trägerfläche (6c) des Sensorträgers (6) eine gemeinsame ebene Fläche bildet und die Haltemittel (15) an der Teilfläche (18) befestigt sind.
  9. Optisches Modul nach Anspruch 8, dessen Haltemittel eine Schraube (15), einen Stift und/oder einen Bolzen aufweisen.
  10. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dessen Sensorträgerhalter (5, 15, 17) wenigstens eine Druckfeder (10) umfasst, die den Sensorträger (6) gegen die Haltemittel (5, 15, 17) drückt.
  11. Optisches Modul nach Anspruch 10, dessen Druckfeder (10) kragenförmig und/oder ringförmig ausgebildet ist und/oder aus einem elastomerischen Material gefertigt ist.
  12. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dessen Sensorträger (6) an dem Gehäuse (2) geklebt ist.
  13. Verfahren zum Herstellen eines optischen Moduls (1, 14, 23), aufweisend folgende Verfahrensschritte: – Befestigen einer Linsenvorrichtung (3) zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung (13) in einem Gehäuse (2) derart, dass die Linsenvorrichtung (3) die elektromagnetisch Strahlung (13) auf eine vorbestimmte Stelle mit einem vorbestimmten Abstand zur Linsenvorrichtung (3) fokussiert, und – Befestigen eines Sensorträgers (6) mit einer Öffnung (6a) und einer Trägerfläche (6c), an der ein Bildsensor (7) im Bereich der Öffnung (6a) derart befestigt ist, dass die Trägerfläche (6c) von der Linsenvorrichtung (3) abgewandt ist und die der Linsenvorrichtung (3) abgewandte Trägerfläche (6c) den vorbestimmten Abstand zur Linsenvorrichtung (3) hat.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Bildsensor (7) am Sensorträger (6) mittels Flip-Chip-Technik befestigt ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der Schritt des Befestigens des Sensorträgers (6) am Gehäuse (2) folgendermaßen durchgeführt wird: – Anlegen des Sensorträger (6) an das Gehäuse (2) derart, dass die Trägerfläche (6c) von der Linsenvorrichtung (3) abgewandt ist, – Anlegen eines Anschlagteils (24) an das Gehäuse (2) und dem Sensorträger (6) derart, dass das Anschlagteil (24) gegen den Bildsensor (7) und/oder der der Linsenvorrichtung (3) abgewandten Trägerfläche (6b) derart drückt, dass die der Linsenvorrichtung (3) abgewandte Trägerfläche (6b) den vorbestimmten Abstand zur Linsenvorrichtung (3) hat, und – Befestigen des Sensorträgers (6) mit einem Klebstoff (30) an dem Gehäuse (2).
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Anschlagteil (24) derart ausgeführt ist, dass es die Öffnung (6a) in eine vorab festgelegte Position relativ zur Linsenvorrichtung (3) hält.
  17. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der Schritt des Befestigens des Sensorträgers (6) am Gehäuse (2) folgendermaßen durchgeführt wird: Befestigen des Sensorträgers (6) an einem Sensorträgerhalter (5, 10, 15, 17) des Gehäuses (2).
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Sensorträgerhalter Haltemittel (5, 15, 17) umfasst, die den Sensorträger (6) selbstjustierend bezüglich zur Linsenvorrichtung (3) in dem fest vorgegebenen Abstand ausrichten.
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