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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das technische Gebiet optischer Baugruppen. Sie betrifft insbesondere eine optische Baugruppe mit einer abgedeckten Linse und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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Hintergrund
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In vielen Bereichen der Elektronik, insbesondere der Unterhaltungselektronik und Kraftfahrzeugelektronik, werden vermehrt optische Baugruppen mit wenigstens einer Linse eingesetzt. Dabei ist die Linse beispielsweise Teil eines Kameramoduls zum Aufnehmen und Weiterverarbeiten optischer Standbilder oder Bewegtbilder. Solche Kameramodule werden beispielsweise in Mobiltelefonen (Smartphones), Laptops und Tablet-Computern verwendet. Auch kommen derartige Kameramodule in der Kraftfahrzeugelektronik zum Einsatz, etwa um Bilder der Fahrbahn aufzunehmen oder um es Insassen des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, Videogespräche zu führen oder Fotos von sich oder der Umgebung zu machen.
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Derartige optische Baugruppen umfassen typischerweise eine lichtdurchlässige Frontabdeckung, hinter welcher die Linse durch einen Luftspalt von der Frontabdeckung getrennt angeordnet ist. Durch die Frontabdeckung fallendes Licht wird anteilig sowohl an der Frontabdeckung-Luft- als auch an der Luft-Linse-Schnittfläche reflektiert. Der nicht-reflektierte Lichtanteil tritt durch die Linse und beispielsweise in das die Linse umfassende Kameramodul. Ein optischer Sensor (z. B. ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor) im Kameramodul wandelt das auf den Sensor einfallende Licht dann in elektrische Signale um. Hierfür werden (kostenintensive) Kameramodule benötigt, die dazu ausgebildet sind, den aus der Lichtreflektion hervorgehenden Lichtverlust zu kompensieren.
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Oft bildet die Frontabdeckung eine Lichteintrittsöffnung einer ansonsten lichtundurchlässigen Fläche. Bei dieser lichtundurchlässigen Fläche kann es sich beispielsweise um den Rahmen einer Anzeigevorrichtung eines Mobiltelefons, eines Laptop-Computers oder eines Tablet-Computers handeln. Damit Licht auf die Linse und durch die Linse in ein Kameramodul einfallen kann, wird eine (oft kreisrunde oder quadratische) Öffnung in der lichtundurchlässigen Fläche vorgesehen, welche das optische Erscheinungsbild des ansonsten optisch homogenen Rahmens negativ beeinträchtigt.
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Aus den Druckschriften
US 2006/0034002 A1 ,
WO 2007/090576 A1 ,
WO 2005/113293 A1 und
DE 103 42 837 A1 ist bekannt, Kameramodule hinter einer Scheibe (z. B. der Windschutzscheibe) eines Kraftfahrzeugs anzuordnen. Es ist vorgesehen, zwischen der Scheibe und dem Kameramodul ein lichtleitendes Modul (z. B. ein Prisma) zu integrieren.
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Kurzer Abriss
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Es sind eine verbesserte optische Baugruppe sowie ein Verfahren zum Herstellen der optischen Baugruppe bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine optische Baugruppe angegeben. Die optische Baugruppe umfasst eine lichtdurchlässige Frontabdeckung und eine Linse mit einer der Frontabdeckung zugewandten Linsenfläche, wobei die Linsenfläche im Wesentlichen planar ausgebildet ist und einen Zentralbereich aufweist. Die optische Baugruppe umfasst ferner eine lichtdurchlässige Kleberschicht, welche zumindest den Zentralbereich der Linsenfläche mit der Frontabdeckung verklebt und zumindest den Zentralbereich der Linsenfläche flächig an die Frontabdeckung optisch ankoppelt. Ein Brechungsindex der lichtdurchlässigen Kleberschicht weicht dazu um weniger als 0.5 von einem Brechungsindex der Frontabdeckung und einem Brechungsindex eines an die Linsenfläche angrenzenden Abschnitts der Linse ab.
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Der Brechungsindex der lichtdurchlässigen Kleberschicht kann vom Brechungsindex der Frontabdeckung und dem Brechungsindex des an die Linse angrenzenden Abschnitts der Linse um weniger als ungefähr 0.3 (oder z. B. weniger als ungefähr 0.2) abweichen. Es kann vorgesehen sein, dass die Frontabdeckung und/oder der an die Linsenfläche angrenzende Abschnitt der Linse aus herkömmlichem Glas (z. B. optischem Glas) bestehen. Alternativ hierzu kann die Frontabdeckung beispielsweise Kunststoff, Verbundglas oder chemisch vorgespanntes Glas umfassen. Ferner kann die Linse beispielsweise Kunststoff oder kristalline Materialien umfassen. Je nach Material kann ein Brechungsindex der Frontabdeckung und/oder des an die Linsenfläche angrenzenden Abschnitts der Linse beispielsweise Werte zwischen 1.3 und 1.8 (z. B. etwa 1.5 für herkömmliches Glas) annehmen.
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Ein lichtdurchlässiger Kleber der lichtdurchlässigen Kleberschicht kann optisch klar oder eingefärbt (z. B. zur Absorption von Infrarot-(IR-)Licht) ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass die lichtdurchlässige Kleberschicht einen lichtdurchlässigen Flüssigkleber aufweist. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die lichtdurchlässige Kleberschicht eine nicht-flüssige Kleberschicht (z. B. in Form eines Tapes) aufweist. Ferner können alternativ oder zusätzlich zum lichtdurchlässigen Kleber auch andere Bestandteile, wie beispielsweise Wasser, eine andere Flüssigkeit oder optische Filter, von der lichtdurchlässigen Kleberschicht umfasst sein.
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Der Zentralbereich der Linsenfläche kann einen Bereich der Linsenfläche umfassen, welcher für die optischen Abbildungseigenschaften der Linse bestimmend ist. Als bestimmend kann dabei ein Bereich der Linsenfläche bezeichnet werden, innerhalb dessen optische Abbildungsfehler der Linse vernachlässigbar sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Linsenfläche zumindest im Zentralbereich planar ausgebildet ist. Außerhalb des Zentralbereichs kann die Linsenfläche planar ausgebildet sein oder eine Krümmung aufweisen.
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Die lichtdurchlässige Kleberschicht kann im Wesentlichen die gesamte Linsenfläche flächig an die Frontabdeckung optisch ankoppeln. Ein nicht an die Frontabdeckung angekoppelter Bereich der Linsenfläche kann einem vom Rand der Linsenfläche ausgehenden Randbereich entsprechen.
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Es kann vorgesehen sein, dass sich die Frontabdeckung im Wesentlichen parallel zur Linsenfläche erstreckt. Ein Abstand zwischen der Linsenfläche und einer der Linse zugewandten Innenfläche der Frontabdeckung kann dabei zwischen 0.1 mm und 1.5 mm betragen. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Winkel zwischen der Linsenfläche und der Innenfläche der Frontabdeckung Werte zwischen etwa 1° und etwa 60° annimmt.
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Bei der Linse handelt es sich um eine fokussierende Linse, deren Fokus ohne mechanische Bewegung der Linse einstellbar ist. Dabei kann die Linse einer Flüssiglinse, einer Flüssigkristall-Linse oder einer Polymer-Linse entsprechen. Zumindest im Fall einer solchen fokussierenden Linse kann die Linse eine Mehrzahl von Abschnitten mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweisen.
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Die Baugruppe kann ferner einen Sensor umfassen, welcher zum Detektieren von durch die Linse tretenden und auf den Sensor einfallenden Licht ausgebildet ist. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, das auf den Sensor einfallende Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Bildsensor (z. B. einen CCD-Sensor oder einen CMOS-Sensor) oder einen Umgebungslichtsensor (ambient light sensor, ALS) handeln.
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Die Linse und der Sensor können als Teil eines Kameramoduls vorgesehen sein. Dabei kann die lichtdurchlässige Kleberschicht im Wesentlichen eine gesamte der Frontabdeckung zugewandte Seite des Kameramoduls flächig an die Frontabdeckung optisch ankoppeln. Es kann vorgesehen sein, dass das Kameramodul ein Gehäuse aufweist, und dass die Linsenfläche und eine der Frontabdeckung zugewandte Oberfläche des Gehäuses im Wesentlichen in derselben Ebene angeordnet sind. Ein Abstand zwischen einer Ebene, in welcher die Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, und einer Ebene, in welcher die Linsenfläche angeordnet ist, kann Werte zwischen 0.05 mm und 0.25 mm annehmen. Zumindest in diesem Fall kann die lichtdurchlässige Kleberschicht an die Linsenfläche und im Wesentlichen an die gesamte der Frontabdeckung zugewandte Oberfläche des Gehäuses angrenzen. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass sich die Linsenfläche der Linse im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche des Kameramoduls erstreckt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein elektronisches Gerät angegeben. Das elektronische Gerät umfasst die hier vorgestellte optische Baugruppe. Bei dem elektronischen Gerät kann es sich beispielsweise um ein tragbares elektronisches Gerät und insbesondere ein Smartphone, einen Tablet-Computer oder einen Laptop handeln.
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Das elektronische Gerät kann ferner eine Anzeigevorrichtung umfassen. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise als Flüssigkristallanzeigevorrichtung, als OLED- oder als LED-Anzeigevorrichtung ausgebildet sein. Für die Anzeigevorrichtung kann ein Rahmen mit einer Lichteintrittsöffnung vorgesehen sein. Dabei kann die optische Baugruppe zumindest teilweise im Bereich der Lichteintrittsöffnung des Rahmens angeordnet sein. Die lichtdurchlässige Frontabdeckung der optischen Baugruppe kann einen Abschnitt einer von der Anzeigevorrichtung des elektronischen Geräts umfassten lichtdurchlässigen Frontabdeckung bilden. Alternativ hierzu kann die Frontabdeckung der optischen Baugruppe beispielsweise innerhalb einer Ausnehmung der von der Anzeigevorrichtung vorgesehenen lichtdurchlässigen Frontabdeckung eingesetzt sein.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Kraftfahrzeug angegeben. Das Kraftfahrzeug umfasst das hier vorgestellte elektronische Gerät. Das Kraftfahrzeug kann ferner ein Haltesystem zur lösbaren Aufnahme des elektronischen Geräts umfassen. Alternativ hierzu kann das elektronische Gerät fest im Kraftfahrzeug installiert sein, beispielsweise im Bereich des Armaturenbretts oder des Rückspiegels.
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Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellten einer optischen Baugruppe angegeben. Die optische Baugruppe umfasst eine lichtdurchlässige Frontabdeckung und eine Linse mit einer der Frontabdeckung zugewandten Linsenfläche, wobei die Linsenfläche im Wesentlichen planar ausgebildet ist und einen Zentralbereich aufweist. Bei der Linse handelt es sich um eine fokussierende Linse, deren Fokus ohne mechanische Bewegung der Linse einstellbar ist. Das Verfahren umfasst ein Verkleben zumindest des Zentralbereichs der Linsenfläche mit der Frontabdeckung mittels einer lichtdurchlässigen Kleberschicht, wobei zumindest der Zentralbereich der Linsenfläche flächig an der Frontabdeckung mittels der lichtdurchlässigen Kleberschicht optisch ankoppelt. Ein Brechungsindex der lichtdurchlässigen Kleberschicht weicht dazu von einem Brechungsindex der Frontabdeckung und einem Brechungsindex eines an die Linsenfläche angrenzenden Abschnitts der Linse um weniger als 0.5 ab.
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Die lichtdurchlässige Kleberschicht kann ohne Lufteinschluss zwischen einer der Linse zugewandten Innenfläche der Frontabdeckung und der lichtdurchlässigen Kleberschicht und ohne Lufteinschluss zwischen der lichtdurchlässigen Kleberschicht und zumindest dem Zentralbereich der Linsenfläche angeordnet werden. Ferner kann das Verkleben beispielsweise ein Aushärten (z. B. mittels UV-Licht) der lichtdurchlässigen Kleberschicht (z. B. Flüssigkleber) umfassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Lösung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren. Es zeigen:
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1A bis 1C schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen einer optischen Baugruppe;
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2A bis 2C schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen eines elektronischen Geräts mit der optischen Baugruppe;
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3 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines elektronischen Geräts mit der optischen Baugruppe; und
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4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs mit dem elektronischen Gerät.
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Detaillierte Beschreibung
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Die 1A bis 1C zeigen Ausführungsbeispiele einer optischen Baugruppe, allgemein mit 10 bezeichnet. Die optische Baugruppe 10 umfasst eine lichtdurchlässige Frontabdeckung 12, eine Linse 14 und ein die Linse 14 flächig an die lichtdurchlässige Frontabdeckung 12 optisch ankoppelndes lichtdurchlässiges Medium 16.
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Die in 1A gezeigte Frontabdeckung 12 ist im Ausführungsbeispiel aus herkömmlichem Glas hergestellt. Die Frontabdeckung 12 weist einen Brechungsindex von etwa 1.5 auf. Aus der Luft auf eine Außenfläche 18 der Frontabdeckung 12 treffendes Licht (durch den mit 20 markierten Pfeil schematisch dargestellt) wird anteilig an der Außenfläche 18 der Frontabdeckung 12 reflektiert (durch den gestrichelten Pfeil markiert). Der Anteil an reflektiertem Licht bestimmt sich aus der Abweichung des Brechungsindex von Luft (1.0) vom Brechungsindex der Frontabdeckung 12.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Frontabdeckung 12 beispielsweise Kunststoff (z. B. Polycarbonat, Polyethylenterephthalat oder Polymethylmethacrylat), Verbundglas oder chemisch vorgespanntes Glas umfassen. In diesem Fall kann der Brechungsindex der Frontabdeckung 12 zu 1.5 verschieden sein und sich dadurch das Reflexionsverhalten des auftreffenden Lichts 20 entsprechend der fresnelschen Formeln ändern.
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Die Linse 14 gemäß 1A ist plan-konvex ausgebildet. Dabei umfasst die Linse 14 eine planare erste Linsenfläche 22, welche der Frontabdeckung 12 zugewandt angeordnet ist, und eine konvexe zweite Linsenfläche 24, welche der Frontabdeckung 12 abgewandt angeordnet ist. Alternativ hierzu kann die Linse 14 auch plan-konkav oder strikt planar (mit zwei planaren Linsenflächen 22, 24) ausgebildet sein.
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Die erste Linsenfläche 22 ist in dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel parallel zu einer der Linse 14 zugewandten Innenfläche 26 der Frontabdeckung 12 angeordnet. Ein Abstand zwischen der ersten Linsenfläche 22 und der Innenfläche 26 der Frontabdeckung 12 beträgt dabei etwa 0.5 mm. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Abstand beispielsweise einen von 0.5 mm verschiedenen Wert zwischen 0.1 mm und 1.5 mm, insbesondere zwischen 0.3 mm und 1.2 mm annehmen. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die erste Linsenfläche 22 nicht parallel zur Innenfläche 26 angeordnet ist. Ein Winkel zwischen der ersten Linsenfläche 22 und der Innenfläche 26 kann in diesem Fall beispielsweise 10° annehmen. Alternativ hierzu kann der Winkel einen anderen Wert zwischen 1° und 60°, insbesondere zwischen 1° und 20° annehmen.
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In dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine aus optischem Glas hergestellte Linse 14. Die Linse 14 weist einen Brechungsindex von etwa 1.5 auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass es sich bei der Linse 14 um eine fokussierende Linse handelt, deren Fokus ohne mechanische Bewegung der Linse 14 einstellbar ist. Dazu kann beispielsweise eine Flüssiglinse, eine Flüssigkristall-Linse oder eine Polymer-Linse vorgesehen sein. Eine solche fokussierende Linse kann eine Mehrzahl Komponenten (z. B. eine mehrere Flüssigkeiten beinhaltende Schicht im Fall einer Flüssiglinse) umfassen, deren Brechungsindizes variieren. In diesem Fall kann zumindest ein (z. B. aus optischem Glas hergestellter) an die erste Linsenfläche 22 angrenzender Abschnitt der Linse 14 einen Brechungsindex von etwa 1.5 aufweisen. Ferner können die weiteren der Mehrzahl an Komponenten einen Brechungsindex aufweisen, welcher um weniger als 0.5 (z. B. weniger als 0.2) vom Brechungsindex des an die erste Linsenfläche 22 angrenzenden Abschnitts abweicht.
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Das lichtdurchlässige Medium 16 ist derart flächig zwischen der Linse 14 und der Frontabdeckung 12 angeordnet, dass es sowohl im Wesentlichen an die gesamte erste Linsenfläche 22 als auch an die Innenfläche 26 der Frontabdeckung 12 angrenzt und den Raum dazwischen ausfüllt. Im in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel ist keine Luft zwischen der ersten Linsenfläche 22 und dem lichtdurchlässigen Medium 16 oder zwischen dem lichtdurchlässigen Medium 16 und der Innenfläche 26 der Frontabdeckung 12 eingeschlossen.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das lichtdurchlässige Medium 16 nur an einen Zentralbereich der ersten Linsenfläche 22 angrenzt oder dass das lichtdurchlässige Medium 16 nur an einen Zentralbereich der ersten Linsenfläche 22 ohne Lufteinschluss angrenzt. Bei dem Zentralbereich kann es sich beispielsweise um einen Bereich der ersten Linsenfläche 22 handeln, der bestimmend ist für die Abbildungseigenschaften der Linse 14 und/oder in welchem Abbildungsfehler der Linse 14 minimiert sind. Der Zentralbereich der ersten Linsenfläche 22 kann sich beispielweise ausgehend von einer optischen Achse der Linse 14 über einen Wert zwischen 1/2 und 4/5 (z. B. 2/3) einer Distanz hin zu einem Rand der ersten Linsenfläche 22 erstrecken.
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Bei dem lichtdurchlässigen Medium 16 handelt es sich in dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Kleberschicht. Die Kleberschicht umfasst einen optisch klaren Flüssigkleber. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen zwei oder mehr Komponenten umfassenden Silikonkleber. Der Flüssigkleber weist einen Brechungsindex von etwa 1.4 auf. Nach einem Aufbringen des Flüssigklebers zwischen der Linse 14 und der Frontabdeckung 12 wird der Flüssigkleber durch Lagern oder mittels UV-Licht ausgehärtet. Mittels Aushärtens des Flüssigklebers durch Lagern über einen Zeitraum von etwa 24 Stunden (oder einen längeren Zeitraum) bei Raumtemperatur (etwa 20°C) wird eine besonders spannungsfreie Verklebung von Linse 14 und Frontabdeckung 12 erreicht.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Flüssigkleber nur lichtdurchlässig für einen eingegrenzten Wellenlängenbereich sein. Dabei kann der Flüssigkleber beispielsweise zur Absorption von IR-Licht ausgebildet (z. B. eingefärbt) sein. Ferner kann die Kleberschicht auch in nicht-flüssiger Form, beispielsweise als Tape, vorgesehen sein.
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Alternativ oder zusätzlich zur Kleberschicht kann die optische Baugruppe ein anderes lichtdurchlässiges Medium 16 umfassen, welches die Linse 14 flächig an der Frontabdeckung 12 ankoppelt. Das lichtdurchlässige Medium 16 kann flüssig (z. B. Wasser) oder nicht-flüssig ausgebildet sein. Ferner kann das lichtdurchlässige Medium 16 beispielsweise einen Polarisationsfilter umfassen oder als Polarisationsfilter ausgebildet sein.
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Das durch die Frontabdeckung 12 tretende Licht (durch die mit 28 und 30 markierten Pfeile schematisch dargestellt) wird anteilig an der Schnittfläche 32 zwischen Innenfläche 26 der Frontabdeckung 12 und lichtdurchlässigem Medium 16 sowie an der Schnittfläche 34 zwischen lichtdurchlässigem Medium 16 und erster Linsenfläche 22 reflektiert (jeweils durch die gepunkteten Pfeile markiert). In dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel weicht der Brechungsindex der Frontabdeckung 12 vom Brechungsindex des lichtdurchlässigen Mediums 16 um etwa 0.1 ab. Ferner weicht der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Mediums 16 vom Brechungsindex der Linse 14 um etwa 0.1 ab.
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Durch die geringe Abweichung der genannten Brechungsindizes im Vergleich zur Abweichung der Brechungsindizes von Luft und der Frontabdeckung 12 wird der an den Schnittflächen 32, 34 reflektierte Anteil des Lichts im Vergleich zum an der Außenfläche 18 der Frontabdeckung 12 reflektierte Anteil verringert. Es wird ferner eine verringerte Lichtreflexion innerhalb der in 1A gezeigten optischen Anordnung 10 erreicht im Vergleich zu einer optischen Anordnung, welche beispielsweise einen Luftspalt zwischen dem Zentralbereich der ersten Linsenfläche 22 und der Frontabdeckung 12 aufweist. Dies führt zu einer verbesserten Lichtausbeute der in 1A gezeigten optischen Anordnung 10. Ferner kann durch die beschriebene verringerte Lichtreflexion auf ein Anbringen einer oder mehrerer Antireflexionsbeschichtungen in der optischen Anordnung 10 (z. B. auf der ersten Linsenfläche 22 und/oder der Frontabdeckung 12) verzichtet werden.
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Je nach Ausführungsbeispiel kann der Brechungsindex der Frontabdeckung 12, des lichtdurchlässigen Mediums 16 (z. B. der Kleberschicht) und/oder dem an die erste Linsenfläche 22 angrenzenden Abschnitt der Linse 14 (im in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel der Brechungsindex der Linse 14) variieren. Dabei ist vorgesehen, dass der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Mediums 16 um weniger als 0.5, insbesondere weniger als 0.2, vom Brechungsindex der Frontabdeckung 12 und vom an die erste Linsenfläche 22 angrenzenden Abschnitt der Linse 14 abweicht.
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Alternativ zur optischen Baugruppe 10 gemäß dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die in 1B gezeigte optische Baugruppe 10 ein die Linse 14 umfassendes Kameramodul 40. Das Kameramodul 40 ist derart angeordnet, dass Licht durch die Linse 14 in das Kameramodul 40 tritt.
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Das Kameramodul 40 gemäß dem in 1B gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst ein Gehäuse 42 und eine (nicht gezeigte) Sensoreinrichtung zum Detektieren von in das Kameramodul 40 und auf die Sensoreinrichtung einfallendem Licht. Die Sensoreinrichtung kann einen Bildsensor und/oder einen Umgebungslichtsensor aufweisen. Bei dem Bildsensor und/oder dem Umgebungslichtsensor kann es sich beispielsweise im einen CCD-Sensor oder einen CMOS-Sensor handeln. Der Umgebungslichtsensor kann alternativ hierzu als Fotodiode oder Fotowiderstand ausgebildet sein.
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Zusätzlich hierzu kann das Kameramodul 40 weitere (nicht gezeigte) Komponenten beinhalten, wie beispielsweise eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Fokus der Linse 14 (z. B. im Fall einer Flüssiglinse oder einer Flüssigkristalllinse oder einer Polymerlinse). Ferner kann in einem anderen Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein, dass die Linse 14 als vom Kameramodul 40 getrenntes Bauteil ausgebildet ist.
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In dem in 1B gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kameramodul 40 derart ausgebildet, dass eine der Frontabdeckung 12 zugewandte Oberfläche des Gehäuses 42 in derselben Ebene wie die erste Linsenfläche 22 angeordnet ist. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Ebene, in welcher die der Frontabdeckung 12 zugewandte Oberfläche des Gehäuses 42 angeordnet ist, beabstandet ist von der Ebene, in welcher die erste Linsenfläche 22 angeordnet ist. In diesem Fall kann ein Abstand zwischen der Oberfläche des Gehäuses 42 und der ersten Linsenfläche 22 beispielsweise Werte zwischen 0.05 mm und 0.25 mm, insbesondere zwischen 0.05 mm und 0.1 mm annehmen.
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Das lichtdurchlässige Medium 16 koppelt im in 1B gezeigten Ausführungsbeispiel die erste Linsenfläche 22 flächig an die Frontabdeckung 12 optisch an. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das lichtdurchlässige Medium 16 zusätzlich die der Frontabdeckung 12 zugewandte Oberfläche des Gehäuses 42 anteilig oder gesamt an die Frontabdeckung 12 optisch ankoppelt.
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Abweichend vom in 1B gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Linse 14 der optischen Baugruppe 10 des in 1C gezeigten Ausführungsbeispiels eine sich über die gesamte der Frontabdeckung 12 zugewandte Oberfläche des Gehäuses 42 erstreckende erste Linsenfläche 22 auf. Die zweite Linsenfläche 24 weist einen planaren Abschnitt im Bereich der der Frontabdeckung 12 zugewandten Oberfläche des Gehäuses 42 und einen konvexen Abschnitt auf, welcher in das Innere des Kameramoduls 40 hineinragt. Der in das Innere des Kameramoduls 40 hineinragende Abschnitt der zweiten Linsenfläche 24 kann alternativ hierzu auch planar oder konkav ausgebildet sein.
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Im in 1B gezeigten Ausführungsbeispiel koppelt das lichtdurchlässige Medium 16 die gesamte erste Linsenfläche 22 flächig an die Frontabdeckung 12 optisch an. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das lichtdurchlässige Medium 16 nur einen Abschnitt der ersten Linsenfläche 22 an die Frontabdeckung optisch ankoppelt. Beispielweise kann vorgesehen sein, dass das lichtdurchlässige Medium 16 nur einen Zentralbereich der ersten Linsenfläche 22 an die Frontabdeckung 12 optisch ankoppelt.
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Die 2A bis 2C zeigen Ausführungsbeispiele eines elektronischen Geräts, allgemein mit 50 bezeichnet. Bei dem elektronischen Gerät 50 kann es sich allgemein um ein mobiles Endgerät wie ein Mobiltelefon (Smartphone), einen Tablet-Computer oder ein E-Book-Lesegerät handeln. In anderen Ausführungsbeispielen kann es sich um ein fest eingebautes elektronisches Gerät 50 handeln. Das elektronische Gerät 50 kann beispielsweise fest in ein Kraftfahrzeug eingebaut oder mittels eines im Kraftfahrzeug vorgesehenen Haltesystems lösbar anbringbar sein.
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2A zeigt eine Aufsicht auf das elektronische Gerät 50 von vorne. Das elektronische Gerät 50 umfasst eine auf der Vorderseite angeordnete Anzeigevorrichtung 52, welche von einem Rahmen 54 eingefasst ist. Bei der Anzeigevorrichtung 52 kann es sich um ein Flüssigkristall-Panel, ein OLED-Panel, ein LED-Panel oder ein anderes geeignetes Anzeigesystem (z. B. einer E-Paper-Anzeigevorrichtung) handeln. Die Anzeigevorrichtung 52 kann zum Darstellen von Daten, wie beispielweise in Form von Standbildern (z. B. Fotos), Bewegtbildern (z. B. Videos) und/oder Text, verwendet werden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung 52 einen präsent- oder berührungsempfindlichen Bildschirm beispielsweise nach Art eines Touch-Screens zum Erfassen von Berührungsgesten umfasst. Alternativ hierzu können beispielsweise Knöpfe, Schalter oder andere mechanische Bedienelemente vom elektronischen Gerät 50 umfasst (z. B. auf dem Rahmen 54 angeordnet) sein.
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Der Rahmen 54 ist (z. B. durch Einfärben) im Wesentlichen lichtundurchlässig ausgebildet. Der Rahmen 54 weist eine Lichteintrittsöffnung 56 auf. In dem in 2A gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lichteintrittsöffnung 56 in einem oberhalb der Anzeigevorrichtung 12 angeordneten Abschnitt des Rahmens 54 angeordnet. Alternativ hierzu kann die Lichteintrittsöffnung 56 in einem anderen Abschnitt des Rahmens 54 auf der Vorderseite des elektronischen Geräts 50 angeordnet sein. Es kann beispielweise vorgesehen sein, dass die Lichteintrittsöffnung 56 einer (z. B. ovalen oder mehreckig geformten) Durchbrechung im Rahmen 54 oder einem lichtdurchlässigen (z. B. optisch klaren) Abschnitt des Rahmens 54 entspricht. Dieser lichtdurchlässige Abschnitt kann dann als transparente Abdeckung fungieren.
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Die 2B und 2C zeigen einen Ausschnitt einer Schnittansicht auf das elektronische Gerät 50 entlang der in 2A mit I markierten gestrichelten Schnittlinie. Die optische Baugruppe 10 nach dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel ist in einer durch den gestrichelten Pfeil angedeuteten Lichteintrittsrichtung hinter der Lichteintrittsöffnung 56 des Rahmens 54 angeordnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann beispielsweise die optische Baugruppe 10 nach einem der in 1B und 1C gezeigten Ausführungsbeispiele im elektronischen Gerät 50 vorgesehen sein. In diesem Fall kann die optische Baugruppe 10 zumindest teilweise im Bereich der Lichteintrittsöffnung 56 angeordnet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Zentralbereich der ersten Linsenfläche 22 in Lichteintrittsrichtung hinter der Lichteintrittsöffnung 56 des Rahmens 54 angeordnet ist.
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In dem in 2B gezeigten Ausführungsbeispiel ist die lichtdurchlässige Frontabdeckung 12 der optischen Baugruppe als Abschnitt der Anzeigevorrichtung 52 des elektronischen Geräts 50 vorgesehen. Im Gegensatz dazu ist die lichtdurchlässige Frontabdeckung 12 gemäß dem in 2C gezeigten Ausführungsbeispiel als getrenntes Bauteil in eine Ausnehmung der Anzeigevorrichtung 52 eingesetzt.
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In den in den 2B und 2C gezeigten Ausführungsbeispielen des elektronischen Geräts 50 ist ein Durchmesser der Lichteintrittsöffnung 56 größer ausgebildet als ein Durchmesser der ersten Linsenfläche 22. Je nach Ausbildung der Linse 14 kann in einem anderen Ausführungsbeispiel auch nur vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Lichteintrittsöffnung 56 größer ausgebildet ist als ein Zentralbereich der ersten Linsenfläche 22. Der Durchmesser der Lichteintrittsöffnung 56 kann beispielsweise Werte zwischen etwa 0.5 mm und 5 mm annehmen.
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Durch den kleinen Abstand zwischen Frontabdeckung 12 und Linse 14 (wie mit Bezug zu den in den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsbeispielen beschrieben) kann die Größe der Lichteintrittsöffnung 56 im Vergleich zu typischen optischen Baugruppen verringert ausgebildet sein, in welchen ein größerer und/oder variabler (z. B. zum Einstellen des Fokus der Linse) Abstand zwischen Frontabdeckung 12 und Linse 14 vorgesehen ist.
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3 zeigt in einem Blockdiagramm eine Ausführungsform eines elektronischen Geräts 50. Dabei kann es sich um das mit Bezug zu den 2A bis 2C erläuterte elektronische Gerät 50 handeln. Das elektronische Gerät 50 umfasst die optische Baugruppe 10 (wie mit Bezug zu den 1A bis 2C beschrieben), eine Steuervorrichtung 60 und die Anzeigevorrichtung 52 (wie mit Bezug zu den 2A bis 2C beschrieben).
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In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die optische Baugruppe 10 eine Sensoreinrichtung 62 und eine Einstelleinrichtung 64. Dabei kann es sich um die mit Bezug zu den 1A bis 1C erläuterte (nicht gezeigte) Sensoreinrichtung und Einstelleinrichtung handeln. Die Sensoreinrichtung 62 ist dazu ausgebildet sein, auf die Sensoreinrichtung 62 einfallendes Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln.
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Die Steuervorrichtung 60 ist elektrisch mit der Sensoreinrichtung 62 verbunden. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 60 ausgebildet, das von der Sensoreinrichtung 62 erzeugte elektrische Signal zu empfangen. Die Steuervorrichtung 60 ist ferner dazu ausgebildet, die Einstelleinrichtung 64 zum Einstellen eines Fokus der von der optischen Baugruppe 10 umfassten Linse 14 (vgl. 1A bis 1C, 2B bis 2C) anzusteuern. Ergänzend hierzu kann die Steuervorrichtung 60 zum Ansteuern der Sensoreinrichtung 62 und/oder weiterer (nicht dargestellter) Elemente der optischen Baugruppe (z. B. einer Blende) ausgebildet sein. Die Steuervorrichtung 60 kann einem Prozessor (z. B. einer CPU) des elektronischen Geräts 50 entsprechen oder zumindest einen Prozessor des elektronischen Geräts 50 umfassen.
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Die Steuervorrichtung 60 ist dazu ausgebildet, die Anzeigevorrichtung 52 zur Darstellung von auf Basis des von der Sensoreinrichtung 62 (z. B. mittels eines Bildsensors) empfangenen elektrischen Signals erzeugten digitalen Bildinformationen anzusteuern. Die Steuervorrichtung 60 kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Anzeigehelligkeit der Anzeigevorrichtung 52 auf Basis des von der Sensoreinrichtung 62 (z. B. mittels eines Umgebungslichtsensors) empfangenen elektrischen Signals erzeugten Umgebungshelligkeitsinformationen anzupassen.
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4 zeigt eine Frontalansicht auf ein Armaturenbrett 70 eines Kraftfahrzeugs, allgemein mit 72 bezeichnet. Das Kraftfahrzeug 72 umfasst das mit Bezug zu den 2A bis 3 beschriebene elektronische Gerät 50. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das elektronische Gerät 50 im Bereich der Mittelkonsole in das Armaturenbrett 70 montiert. Alternativ hierzu kann das elektronische Gerät 50 beispielsweise auf einer Rückseite eines Fahrer- und/oder eines Beifahrersitzes des Kraftfahrzeugs 72 montiert sein. Ferner kann auch vorgesehen sein, das elektronische Gerät 50 als tragbares Gerät auszubilden. In diesem Fall kann ein (z. B. in das Armaturenbrett 70 integriertes) Haltesystem zur lösbaren Aufnahme des elektronischen Geräts 50 vorgesehen sein.
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Alternativ oder ergänzend zu dem in 4 gezeigten elektronischen Gerät 50 kann das Kraftfahrzeug 72 beispielsweise ein als Kameravorrichtung ausgebildetes elektronisches Gerät aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kameravorrichtung die optische Baugruppe 10, wie mit Bezug zu den 1A bis 1C beschrieben, umfasst sowie erforderlichenfalls dazugehörige Ansteuerungs- und/oder Auswertevorrichtungen. Die Kameravorrichtung kann beispielsweise in einem Rückspiegel oder die Außenhaut des Kraftfahrzeugs 72 integriert sein.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele geben verschiedene Merkmale einer optischen Baugruppe und eines die optische Baugruppe umfassenden elektronischen Geräts an. In einem abweichenden Ausführungsbeispiel können diese Merkmale beliebig kombiniert oder abgewandelt werden.
