DE102015225794A1 - Adjustment element for a camera module - Google Patents
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Abstract
Erfindungsgemäß werden eine Justagevorrichtung, ein Justageelement (101) und ein Verfahren zum Einstellen eines Abstands zwischen einem Bildsensorträger (103) und einem Objektivgehäuse (102) beansprucht. Das Justageelement (101) weist erfindungsgemäß eine Stufenkontur (101) mit wenigstens zwei Stufenhöhen auf und ist dazu ausgebildet, mittels einer an die Stufenkontur (101) angepassten Positivkontur (106) wenigstens eine den Abstand einstellende Dreipunktauflage zu bilden. Das Justageelement (101) ist hierbei entweder zur Anbringung an dem Bildsensorträger (103) ausgelegt, wobei in diesem Fall die Positivkontur (106) an dem Objektivgehäuse (102) angebracht ist oder alternativ zur Anbringung an dem Objektivgehäuse (102) ausgelegt, wobei in diesem Fall die Positivkontur (106) an dem Bildsensorträger (103) angebracht ist.According to the invention, an adjustment device, an adjustment element (101) and a method for adjusting a distance between an image sensor carrier (103) and a lens housing (102) are claimed. According to the invention, the adjustment element (101) has a step contour (101) with at least two step heights and is designed to form at least one three-point support adjusting the distance by means of a positive contour (106) adapted to the step contour (101). The adjustment element (101) is in this case designed either for attachment to the image sensor carrier (103), in which case the positive contour (106) is attached to the lens housing (102) or alternatively designed for attachment to the lens housing (102), wherein in this If the positive contour (106) on the image sensor carrier (103) is mounted.
Description
Stand der TechnikState of the art
In
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden eine Justagevorrichtung, ein Justageelement und ein Verfahren zum Einstellen eines Abstands zwischen einem Bildsensorträger und einem Objektivgehäuse beansprucht.According to the invention, an adjustment device, an adjustment element and a method for adjusting a distance between an image sensor carrier and a lens housing are claimed.
Das Justageelement weist erfindungsgemäß eine Stufenkontur mit wenigstens zwei Stufenhöhen auf und ist dazu ausgebildet, mittels einer an die Stufenkontur angepassten Positivkontur wenigstens eine den Abstand einstellende Dreipunktauflage zu bilden. Das Justageelement ist hierbei entweder zur Anbringung an dem Bildsensorträger ausgelegt, wobei in diesem Fall die Positivkontur an dem Objektivgehäuse angebracht ist oder alternativ zur Anbringung an dem Objektivgehäuse ausgelegt, wobei in diesem Fall die Positivkontur an dem Bildsensorträger angebracht ist.According to the invention, the adjustment element has a step contour with at least two step heights and is designed to form at least one three-point support adjusting the distance by means of a positive contour adapted to the step contour. The adjustment element is in this case designed either for attachment to the image sensor carrier, in which case the positive contour is attached to the lens housing or alternatively designed for attachment to the lens housing, in which case the positive contour is attached to the image sensor carrier.
Das erfindungsgemäße Justageelement bietet den Vorteil, dass der Abstand zwischen dem Objektivgehäuse und dem Bildsensorträger einfach veränderbar ist. Bei der Integration eines Objektivs in das Objektivgehäuse und einer Anbringung eines Bildsensors auf dem Bildsensorträger muss die Lage zwischen Objektiv und Bildsensor exakt angepasst sein. Sind die Abstände zwischen Bildsensorträger und Objektivgehäuse bereits fest vorgegeben, müsste der Abstand zwischen Bildsensor und Bildsensorträger immer exakt gleich sein. Diese Erfindung erlaubt eine exakte Justierung von Optik und Bildsensor auch bei toleranzbehafteten Bildsensoren oder einer toleranzbehafteten Anbringung von Bildsensoren auf dem Bildsensorträger.The adjustment element according to the invention has the advantage that the distance between the lens housing and the image sensor carrier is easily changed. When integrating a lens into the lens housing and attaching an image sensor to the image sensor carrier, the position between the lens and the image sensor must be exactly matched. If the distances between image sensor carrier and lens housing are already fixed, the distance between image sensor and image sensor carrier would always have to be exactly the same. This invention allows an exact adjustment of optics and image sensor even with tolerance-sensitive image sensors or a tolerance affixed mounting of image sensors on the image sensor carrier.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem Objektivgehäuse ein Objektiv aufgenommen und der Abstand ist axial entlang einer optischen Achse des Objektivs einstellbar.In a particularly preferred embodiment of the invention, a lens is received in the lens housing and the distance is axially adjustable along an optical axis of the lens.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Abstand axial entlang der optischen Achse des Objektivs einstellbar ist. Zur präzisen optischen Ausrichtung von dem Objektiv zu einem auf dem Bildsensorträger angebrachten Bildsensor ist die axiale Ausrichtung von größter Bedeutung, da durch sie die Fokusebene veränderbar ist. Durch das Einstellen des axialen Abstands kann die Position des Objektivs optimal an die Position des Bildsensors angepasst werden, um eine bestmögliche Abbildung auf dem Bildsensor zu realisieren.This embodiment offers the advantage that the distance is adjustable axially along the optical axis of the objective. For precise optical alignment of the lens to a mounted on the image sensor carrier image sensor, the axial alignment is of utmost importance, since through them the focal plane is changeable. By adjusting the axial distance, the position of the lens can be optimally adapted to the position of the image sensor in order to realize the best possible image on the image sensor.
Das Objektiv ist nie zwingender Bestandteil der Erfindung. Es dient lediglich der Definition der Richtung, in welcher der Abstand mittels des Justageelements einstellbar ist. Bei der Herstellung gängiger Objektivgehäuse ist die optische Achse eines im Objektivgehäuse vorgesehenen Objektivs bereits klar festgelegt, da meist nur ein Einbauplatz für ein Objektiv vorgesehen ist. Der axiale Abstand könnte demnach auch entlang einer in dem Objektivgehäuse vorgesehenen virtuellen optischen Achse einstellbar sein. Die virtuelle optische Achse entspräche hierbei der optischen Achse eines virtuell an dem im Objektivgehäuse für ein Objektiv vorgesehenen Einbauplatz eingebauten Objektivs.The lens is never a mandatory part of the invention. It only serves to define the direction in which the distance is adjustable by means of the adjustment element. In the production of conventional lens housings, the optical axis of a lens provided in the lens housing is already clearly defined, since usually only one slot is provided for a lens. The axial distance could accordingly also be adjustable along a virtual optical axis provided in the objective housing. In this case, the virtual optical axis would correspond to the optical axis of a lens that is virtually installed on the mounting space provided in the objective housing for a lens.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stufenkontur aus wenigstens zwei übereinandergestapelten Folienelementen aufgebaut.In a preferred embodiment of the invention, the step contour is composed of at least two stacked foil elements.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Stufenkontur sehr leicht, kostengünstig und reproduzierbar herstellbar ist.This embodiment has the advantage that the step contour can be produced very easily, inexpensively and reproducibly.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die Folienelemente gestanzt und weisen eine hochgenaue Schichtdicke auf.In a further embodiment of the invention, the film elements are stamped and have a high-precision layer thickness.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Stufenkontur sehr kostengünstig, reproduzierbar und hoch genau gefertigt werden kann.This embodiment has the advantage that the step contour can be manufactured very inexpensively, reproducibly and with high precision.
Zudem wird eine Justagevorrichtung für ein Kameramodul mit einem Bildsensorträger und einem Objektivgehäuse beansprucht, welche zur Einstellung eines Abstands zwischen dem Bildsensorträger und dem Objektivgehäuse ausgelegt ist. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass entweder ein erster Teil der Justagevorrichtung an dem Objektivgehäuse und ein zweiter Teil der Justagevorrichtung an dem Bildsensorträger oder ein erster Teil der Justagevorrichtung an dem Bildsensorträger und ein zweiter Teil der Justagevorrichtung an dem Objektivgehäuse angeordnet sind. Hierbei ist der erste Teil als Stufenkontur mit wenigstens zwei Stufenhöhen ausgebildet und der zweite Teil weist wenigstens drei an die Stufenkontur angepasste Positivkonturen auf. Die Positivkonturen sind derart an die Stufenkontur angepasst, dass mittels der Positivkonturen und der Stufenkontur wenigstens eine den Abstand einstellende Dreipunktauflage bildbar ist.In addition, an adjustment device for a camera module with an image sensor carrier and a lens housing is claimed, which is designed to set a distance between the image sensor carrier and the lens housing. The essence of the invention lies in the fact that either a first part of the adjusting device on the lens housing and a second part of the adjusting device on the image sensor carrier or a first part of the adjusting device on the image sensor carrier and a second part of the adjusting device are arranged on the lens housing. Here, the first part is designed as a step contour with at least two step heights and the second part has at least three positive contours adapted to the step contour. The positive contours are adapted to the step contour, that by means of the positive contours and the step contour at least one three-point support adjusting the distance can be formed.
Die erfindungsgemäße Justagevorrichtung für ein Kameramodul und bietet den Vorteil, dass sie einen schnellen, zuverlässigen und kostengünstigen Zusammenbau eines Kameramoduls ermöglicht. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn Kameramodule oder Imagermodule in großen Stückzahlen gefertigt werden.The adjustment device according to the invention for a camera module and has the advantage that it allows a fast, reliable and cost-effective assembly of a camera module. This is particularly advantageous when camera modules or image modules are manufactured in large quantities.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Justagevorrichtung ist in dem Objektivgehäuse ein Objektiv aufgenommen und die Justagevorrichtung ist zur Einstellung eines axialen Abstands entlang einer optischen Achse des Objektivs ausgelegt.In a particularly preferred embodiment of the adjustment device, a lens is accommodated in the objective housing and the adjustment device is designed to set an axial distance along an optical axis of the objective.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass speziell der Abstand zwischen Objektiv und einem auf dem Bildsensorträger angeordneten Bildsensor einstellbar ist. Durch die Einstellbarkeit dieses Abstands, können bspw. leichte Variationen bei der Bestückung des Bildsensorträgers mit einem Bildsensor oder generell bei der Fertigung der Teile und des Objektivs ausgeglichen werden.This embodiment offers the advantage that in particular the distance between the objective and an image sensor arranged on the image sensor carrier is adjustable. The adjustability of this distance, for example, slight variations in the assembly of the image sensor carrier with an image sensor or in general in the manufacture of the parts and the lens can be compensated.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Justagevorrichtung zusätzlich eine zur lateralen Positionierung des Objektivgehäuses auf dem Bildsensorträger ausgelegte Aufnahmekontur.In a further embodiment of the invention, the adjustment device additionally comprises a receiving contour designed for the lateral positioning of the objective housing on the image sensor carrier.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass zusätzlich zur Einstellung des axialen Abstands von Objektivgehäuse zum Bildsensorträger, eine laterale Positionierung des Objektivgehäuses auf dem Bildsensorträger erfolgen kann.This embodiment offers the advantage that, in addition to adjusting the axial distance from the objective housing to the image sensor carrier, a lateral positioning of the objective housing on the image sensor carrier can take place.
In einer weiteren Ausführungsform der Justagevorrichtung besteht die Aufnahmekontur wenigstens aus drei Führungselementen.In a further embodiment of the adjustment device, the receiving contour consists of at least three guide elements.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass unabhängig von der Form der Führungselemente eine Verschiebung in lateraler Richtung verhindert werden kann.This embodiment offers the advantage that, regardless of the shape of the guide elements, a displacement in the lateral direction can be prevented.
In einer weiteren Ausführungsform der Justagevorrichtung sind die wenigstens drei Führungselemente als Winkelverbinder realisiert.In a further embodiment of the adjustment device, the at least three guide elements are realized as an angle connector.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Winkelverbinder sehr einfach aufgebaut sind und deshalb kostengünstig produziert werden können. Unter einem Winkelverbinder wird hierbei ein annähernd rechtwinkliges Bauteil verstanden, dass gleichzeitig an zwei annähernd senkrecht zueinander stehende Flächen angelegt werden kann. Die Winkelverbinder können Löcher zur Befestigung mit Hilfe von Schrauben aufweisen. Sie können je nach Ausführungsform auch ohne Löcher realisiert sein und am Bildsensorträger angelötet, angeschweißt oder angeklebt werden.This embodiment has the advantage that angle connectors are very simple and therefore can be produced inexpensively. In this case, an angle connector is understood to mean an approximately rectangular component which can be applied simultaneously to two surfaces which are approximately perpendicular to one another. The angle connectors may have holes for attachment by means of screws. Depending on the embodiment, they can also be realized without holes and soldered, welded or glued to the image sensor support.
Zudem wird ein Verfahren zur Einstellung eines axialen Abstands zwischen einem Objektivgehäuse und einem Bildsensorträger beansprucht. Der Abstand ist hierbei auf eine optische Achse eines im Objektivgehäuse angeordneten Objektivs bezogen. Zwischen Objektivgehäuse und Bildsensorträger ist eine Justagevorrichtung angebracht ist, welche einen ersten Teil mit einer Stufenkontur mit wenigstens zwei Stufenhöhen und einen zweiten Teil mit wenigstens drei an die Stufenstruktur angepassten Positivkonturen aufweist. Entweder ist hierbei der erste Teil am Objektivgehäuse und der zweite Teil am Bildsensorträger angebracht oder der erste Teil am Bildsensorträger und der zweite Teil am Objektivgehäuse. Das Verfahren umfasst wenigstens zwei Schritte: Zusammenführen des ersten und des zweiten Teils zur Bildung wenigstens einer Dreipunktauflage und relatives Verdrehen des Objektivgehäuses zu dem Bildsensorträger um die optische Achse zur Einstellung des Abstands zwischen Objektivgehäuse und Bildsensorträger.In addition, a method for adjusting an axial distance between a lens housing and an image sensor carrier is claimed. The distance is in this case based on an optical axis of a lens housing arranged in the lens. Between the lens housing and the image sensor support an adjustment device is mounted, which has a first part with a step contour with at least two step heights and a second part with at least three adapted to the step structure positive contours. In this case, either the first part is attached to the objective housing and the second part is attached to the image sensor carrier or the first part is attached to the image sensor carrier and the second part is attached to the objective housing. The method comprises at least two steps: merging the first and second parts to form at least one three-point support and relatively rotating the objective housing to the image sensor carrier about the optical axis to adjust the distance between the objective housing and the image sensor carrier.
Dieses Verfahren ermöglicht einen schnellen und effizienten Zusammenbau eines Kameramoduls, bei welchem eine Anpassung des Abstands von Objektivgehäuse zu Bildsensorträger durchgeführt werden kann.This method enables a quick and efficient assembly of a camera module in which an adjustment of the distance from the objective housing to the image sensor carrier can be carried out.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden der Bildsensorträger und das Objektivgehäuse in einem weiteren Schritt stoffschlüssig fixiert, insbesondere mittels einer Klebe- oder Lötverbindung.In a preferred embodiment of the method, the image sensor carrier and the lens housing are firmly bonded in a further step, in particular by means of an adhesive or solder joint.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass nach der Einstellung des Abstands eine Fixierung von Objektivgehäuse und Bildsensorträger durchgeführt werden kann. Zudem kann das Kameramodul hermetisch verschlossen werden, sodass es im inneren des Objektivgehäuses gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt wird.This embodiment has the advantage that after setting the distance, a fixation of lens housing and image sensor carrier can be performed. In addition, the camera module can be hermetically sealed, so that it is protected inside the lens housing against dirt and moisture.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden der Bildsensorträger und das Objektivgehäuse in einem weiteren Schritt formschlüssig fixiert, insbesondere mittels eines Federelements.In a further embodiment of the method, the image sensor carrier and the lens housing are fixed in a form-locking manner in a further step, in particular by means of a spring element.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Fixierung von Objektivgehäuse und Bildsensorträger mittels einer formschlüssigen Verbindung realisiert werden kann. Beispielsweise kann diese Fixierung mittels eines Federelements oder mit Hilfe von Führungselementen realisiert werden. Die Führungselemente können hierbei gleichzeitig als Aufnahmekontur dienen, sodass sie eine laterale und axiale Fixierung des Objektivgehäuses auf dem Bildsensorträger bewirken.This embodiment offers the advantage that the fixation of the objective housing and image sensor carrier can be realized by means of a positive connection. For example, this can Fixing be realized by means of a spring element or by means of guide elements. The guide elements can simultaneously serve as a receiving contour, so that they cause a lateral and axial fixation of the lens housing on the image sensor carrier.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispielembodiment
In den
Durch Absetzen der Positivkonturen
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stufenkontur
Die Positivkonturen
Zur lateralen Positionierung des Objektivgehäuses
Die Führungselemente
Nach dem Zusammenfügen des Kameramoduls, also dem Objektivgehäuse
In
In Schritt
In Schritt
Ist der gewünschte Abstand eingestellt, kann in einem optionalen Schritt
Möglich wäre zusätzlich eine laterale Positionierung des Objektivgehäuses
Das Verfahren endet in Schritt
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