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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung eines Bildsensors zu einem Objektiv, sowie ein Kameramodul, ein Kameragehäuse und eine Kamera.
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Aus dem Stand der Technik sind Kameras bekannt, bei welchen entweder ein Objektiv zu einem fest in einem Kameragehäuse verbauten Bildsensor, oder ein auf einem Bildsensorträger angebrachter Bildsensor relativ zu einem fest eingespannten Objektiv ausgerichtet wird. Diese Ausrichtungen erfolgen hierbei mittels eines Active-Alignment-Verfahrens. Die Ausrichtung ist erforderlich, um eine für eine erforderliche Abbildungsleistung korrekte Fokussierung und eine definierte Ausrichtung eines Sichtkegels relativ zu den Befestigungselementen der Kamera zu erzielen. Die typischen Toleranzen des Objektivs hinsichtlich Schnittweite (Distanz des Fokuspunktes hinter der mechanischen Anlagefläche) und der Bildfeldverkippung sowie die Toleranzen des Aufbau des Bildsensorträgers führen dazu, dass entweder die Lage des Bildsensorträgers in dem Kameragehäuse oder die des Objektivs relativ zum Kameragehäuse um einige zehntel Millimeter variiert. Im ersten Fall muss die elektrische Anbindung des Bildsensorträgers zum Gehäusestecker, der typischerweise auf der Rückseite herausgeführt wird, diese Toleranz ausgleichen können. Entsprechende Lösungen bringen entweder höheren Bauraumbedarf, zusätzliche Kosten oder kompliziertere Montageschritte mit sich. Im Extremfall kann ein Toleranzausgleich bei den elektrischen Verbindungen zu Zuverlässigkeitsproblemen führen. Im zweiten Fall - bei Positionierung des Objektivs relativ zu einem schon fest im Kameragehäuse verbauten Bildsensor - wird eine von der Zentralposition abweichende Lage des Objektivs zu den Karosserie-Aussparungen auffällig. Die variierende Spaltbreite wird von Kunden als starker kosmetischer Mangel eingestuft. Die zweite Variante hat den zusätzlichen Nachteil, dass eine Kleberaupe, mit der das Objektiv fixiert wird, den Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist, und durch eine beschleunigte Alterung die Zuverlässigkeit reduziert werden kann.
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In der
DE 10 2005 059161 A1 wird beispielsweise ein optischen Modul, umfassend einen Linsenhalter mit wenigstens einer Linse, ein Gehäuse mit einer Montagefläche sowie eine Bildsensoreinheit, beschrieben. Der Bildsensorträger kann hierbei über eine geeignet dynamische Positioniervorrichtung zum Objektiv ausgerichtet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Kameramodul bereitzustellen, welches sehr kleine Einbautoleranzen aufweist und folglich eine Miniaturisierung einer Kamera erlaubt.
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Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Ausrichtung eines Bildsensors zu einem Objektiv, wobei der Bildsensor mit einem Gehäusestecker verbunden ist, insbesondere form-, kraft- und/oder stoffschlüssig, und das Objektiv an einem Kameragehäuse angebracht ist, mit den Schritten:
- - Aktives Ausrichten des Bildsensors in 5 oder 6 Freiheitsgraden zum Objektiv, bis sich der Bildsensor in einer bevorzugten Bildebene des Objektivs befindet;
- - Stoffschlüssiges Fixieren des Gehäusesteckers an dem Kameragehäuse, sodass der Bildsensor in der bevorzugten Bildebene fixiert wird.
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Unter einer bevorzugten Bildebene wird hierbei eine Bildebene verstanden, in welcher ein Bildsensor angeordnet sein sollte, um über seine gesamte aktive Fläche ein hinsichtlich Schärfe und/oder Bildqualität möglichst optimales Bild zu erzeugen. Die Positionierung kann beispielsweise über bekannte Verfahren wie das „Active-Alignment“ erfolgen. Bei dem Objektiv kann es sich beispielsweise um ein Objektiv mit einer oder mehreren Linsen und/oder weiteren für ein Objektiv üblichen optischen Elementen handeln.
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Zur korrekten Fokuseinstellung ist insbesondere die lineare Bewegung entlang einer optischen Achse eines Objektivs / einer Optik erforderlich, mit der Bewegung in X- und Y-Richtung quer zur optischen Achse kann darüber hinaus ein Schiefblick einer Kamera ausgeglichen werden. Die Drehung des Bildsensors um Hoch- und QuerAchse eines Bildfeldes dient zum Ausgleich der Nicht-Parallelität von Bildfeld und Sensor- Oberfläche (Bildfeldverkippung). Die Drehung um die optische Achse bewirkt die Richtigstellung des Horizonts im Bild (Wankwinkelausgleich).
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Die Verbindung des Bildsensors zu dem Gehäusestecker kann insbesondere starr ausgestaltet sein, sodass jegliche Bewegung des Gehäusesteckers direkt in einer Bewegung des Bildsensors resultiert. Die stoffschlüssige Fixierung kann beispielsweise durch Löten, Schweißen oder Klebern realisiert werden.
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Diese Erfindung bietet den Vorteil, dass sowohl Bauraum als auch Kosten eingespart werden können. Zudem lassen sich komplexe Montageschritte umgehen, die ohne Anwendung dieses Verfahren notwendig wären. Des Weiteren kann die Positionierung des Objektivs ohne Toleranzen erfolgen, sodass ein optisch wertigeres Produkt entsteht, welches sich vorteilhaft auf die Akzeptanz eines entsprechenden Kameramoduls auswirkt. Zudem bietet dieses Verfahren den Vorteil, dass die stoffschlüssige Fixierung an einer Position des Kameramoduls erfolgt, welche keinen Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Sonnenstrahlung oder Hochdruckreinigern, ausgesetzt ist. Hierdurch lässt sich beispielweise bei einer Klebeverbindung eine längere Lebensdauert realisieren. Unabhängig von der Art der stoffschlüssigen Verbindung ergibt sich der Vorteil, diese aufgrund Ihrer Positionierung gezielt gegen Umwelteinflüsse zu schützen. Darüber hinaus kann eine konzentrische Lage des Objektivs zu einer Gehäuseaussparung sichergestellt werden. Des Weiteren kann die elektrische Anbindung des Gehäusesteckers an den Bildsensorträger/ Schaltungsträger robust und ohne einen erforderlichen Toleranzausgleich gestaltet werden.
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Aufgrund des bereits kontaktierten Gehäusesteckers kann zudem während des Active-Alignment-Vorgangs der Schaltungsträger über den Gehäusestecker kontaktiert werden, so dass keine speziellen Probe-Pads mehr erforderlich sind, und damit auch keine ungewollten Kräfte auf den Schaltungsträger einwirken. Bei der Verwendung dieses Verfahrens wirkt sich die Streuung der optimalen Positionen der Bildsensoren darüber hinaus nur noch auf die Lage des Gehäusesteckers aus und kann bei der Anbindung des Kabels ohne Probleme ausgeglichen werden. Auch können bei der Verwendung von Klebstoff zur stoffschlüssigen Verbindung gleichmäßige KlebstoffStärken verwendet werden, sodass kein oder ein verringerter Einfluss auf die Fokussierung über Temperatur gewährleistet werden kann. Durch einen kompakten Aufbau des Schaltungsträgers / Bildsensors wird zudem die präzise Positionierung des Bildsensors gewährleistet, wenn der Gehäusestecker von außerhalb des Kameragehäuses geführt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das aktive Ausrichten des Bildsensors über eine Ausrichtung des Gehäusesteckers.
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Hierfür kann beispielsweise eine Active-Alignment-Vorrichtung verwendet werden, welche lediglich mit dem Gehäusestecker verbunden wird, bzw. an diesem angreift. Durch die Verbindung von Bildsensor und Gehäusestecker lässt sich folglich der Bildsensor durch eine Bewegung des Gehäusesteckers ausrichten.
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Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Active-Alignment-Vorrichtung nicht direkt am Bildsensor angreifen muss und folglich keine Schäden an diesem verursachen kann. Zudem wird an der Position des Bildsensors im Gehäuse kein extra Bauraum für die Active-Alignment-Vorrichtung benötigt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Bildsensor beim Ausrichten in drei voneinander unabhängige Richtungen bewegt und um zwei oder drei voneinander unabhängige Achsen gedreht.
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Es kann folglich eine Translation in drei voneinander unabhängige Richtungen und eine Rotation um zwei oder drei voneinander unabhängige Achsen erfolgen.
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Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass ein Ausgleich der Position und Lage des Bildsensors im Raum in nahezu beliebiger Weise ausgeglichen werden kann. Auf dieses Weise können auch größere Toleranzen des Kameramoduls oder des Objektivs toleriert werden, wodurch wiederum Kosten eingespart werden können.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ausrichten mittels wenigstens Ausrichtungselementes, welches beweglich an dem Kameragehäuse angebracht ist und zur Ausrichtung des Gehäusesteckers ausgelegt ist.
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Das Ausrichtungselement kann hierbei zur Ausrichtung des Gehäusesteckers - und des mit diesem verbundenen Bildsensors - in 5 oder 6 Freiheitsgraden relativ zu dem Objektiv ausgebildet sein, insbesondere zur Bewegung des Gehäusestecker in drei voneinander unabhängige Richtungen und zum Drehen des Gehäusestecker um zwei oder drei voneinander unabhängige Achsen. Beispielsweise kann das Ausrichtungselement ein Drehgelenk zur Drehung des Gehäusesteckers umfassen, wobei das Drehgelenk einen durchgängigen Hohlraum zur Bewegung des Gehäusesteckers entlang wenigstens einer Achse aufweist. Das Drehgelenkt kann zudem beweglich am Kameragehäuse angebracht sein, sodass eine translatorische Bewegung des Drehgelenks möglich ist.
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Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass die Positionierung des Bildsensors durch das Ausrichtungselement vereinfacht wird und zudem eine vereinfachte Fixierung des Gehäusesteckers nach dem Ausrichten möglich ist. Das zusätzliche Ausrichtungselements kann im Anschluss an die Ausrichtung beispielsweise in seiner aktuellen Position verschweißt oder verklebt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Gehäusestecker mittels eines Klebstoffs an dem Gehäuse fixiert wird, wobei das Verfahren den zusätzlichen Schritt des Aufbringens eines Klebstoffs auf dem Gehäusestecker und/oder Gehäuse umfasst.
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Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass eine sehr kosten- und zeitreduzierende stoffschlüssige Verbindung zum Einsatz kommt. In Abhängigkeit der auszugleichenden Toleranzen besteht auf diese Weise mehr Flexibilität als bei anderen Verbindungsvarianten. Je nach Größe von zu verschließenden Spalten kann beispielsweise unterschiedlich viel Klebstoff eingesetzt werden. Darüber hinaus können auch Klebstoffe mit unterschiedlichen Viskositäten verwendet werden und/oder angepasste Härtungsverfahren, wie die Bestrahlung mit UV-Licht oder die thermische Aushärtung zum Einsatz kommen.
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Es wird zudem eine Kamera beansprucht, welche ein Kameragehäuse, an welchem ein Objektiv angebracht ist, und einen, insbesondere form-, kraft- und/oder stoffschlüssig, mit einem Gehäusestecker verbundenen Bildsensor umfasst. Die Kamera ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Kameragehäuse und Gehäusestecker in einer bevorzugten Bildebene des Objektivs fixiert ist.
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Diese Kamera bietet die bereits beim Verfahren zur Ausrichtung eines Bildsensors genannten Vorteile. Die Kamera kann bei gleichbleibender oder verbesserter Güte zu günstigeren Preisen produziert werden, da größere Toleranzen technisch sehr präzise und effektiv ausgleichbar sind. Zudem weist diese Kamera eine sehr hohe Lebensdauer auf, da lediglich im inneren und/oder an einer Rückseite der Kamera stoffschlüssige Verbindungen notwendig sind und diese folglich weniger Umwelteinflüssen ausgesetzt sind.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kamera wenigstens ein Ausrichtungselement, welches zur Ausrichtung des Gehäusesteckers - und des mit diesem verbundenen Bildsensors - in 5 oder 6 Freiheitsgraden relativ zum Objektiv ausgebildet ist, insbesondere zur Bewegung des Gehäusestecker in drei voneinander unabhängige Richtungen und zum Drehen des Gehäusestecker um zwei oder drei voneinander unabhängige Achsen.
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Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass eine vereinfachte Ausrichtung und anschließende Befestigung des Gehäusesteckers am Kameragehäuse möglich ist. Zudem kann mittels des Ausrichtungselements ggf. eine verbesserte Abdichtung des Kamerainneren ermöglicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Kamera umfasst das Ausrichtungselement ein Drehgelenk zur Drehung des Gehäusesteckers, wobei das Drehgelenk einen durchgängigen Hohlraum zur Bewegung des Gehäusesteckers entlang wenigstens einer Achse aufweist. Diese Ausführungsform entspricht einer möglichen Umsetzung des Ausrichtungselements, welches eine Ausrichtung in 5 und/oder 6 Freiheitsgraden erlaubt. Nach einer Befestigung des Gehäusesteckers wird im Normalfall auch das Ausrichtungselement fixiert, sodass eine gleichbleibende Positionierung des Bildsensors zur Kameraoptik / zu einem Kameraobjektiv gewährleistet ist.
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Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass mittels eines speziellen Ausrichtungselements die Ausrichtung des Bildsensors unterstützt werden kann und zudem eine verbesserte Abdichtung der Kamera gewährleistet werden kann.
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Zusätzlich zum Verfahren und zur Kamera wird ein Kameramodul beansprucht, welches einen, insbesondere form-, kraft- und/oder stoffschlüssig, mit einem Bildsensor verbundenen Gehäusestecker umfasst, wobei der Gehäusestecker dazu ausgebildet ist, derart formschlüssig mit einem Kameragehäuse verbunden zur werden, dass der Bildsensor durch diese Verbindung in einer bevorzugten Bildebene eines von dem Kameragehäuse aufgenommen Objektivs fixiert wird.
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Das Kameragehäuse muss hierbei nicht einstückig gestaltet sein und kann beispielsweise einen vorderen Teil zur Aufnahme eines Objektivs und einen hinteren Teil zur Verbindung mit dem Gehäusestecker aufweisen. Die beiden Teile können auf beliebige Weise miteinander verbunden sein, beispielsweise verklebt, verschweißt oder verschraubt sein. Das Gehäuse kann auch aus mehr als zwei Teilen bestehen.
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In einer vorteilhaften Ausführung des Kameramoduls weist der Gehäusestecker eine, bezogen auf eine Längsachse des Gehäusesteckers, radiale Ausformung zur stoffschlüssigen Verbindung mit dem Kameragehäuse auf, wobei die radiale Ausdehnung der Ausformung größer ist als ein Durchmesser einer Öffnung des Kameragehäuses zur Aufnahme des Gehäusesteckers.
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Unter dem Durchmesser einer Öffnung des Kameragehäuses zur Aufnahme des Gehäusesteckers wird die Ausdehnung, insbesondere die maximale Ausdehnung, einer entsprechenden Öffnung verstanden. Diese kann kreisförmig, allerdings auch oval- oder ein rechteckförmig ausgebildet sein. Unter einer Längsachse des Gehäusesteckers wird hierbei eine Achse verstanden, die im zusammengebauten Zustand der Kamera vom Gehäusestecker in Richtung des Objektivs / der Optik weist. Dass die radiale Ausdehnung der Ausformung größer als Durchmesser einer Öffnung des Kameragehäuses zur Aufnahme des Gehäusesteckers ausgeformt ist, verhindert zum einen das vollständige Eindringen des Gehäusesteckers in das Kameragehäuse, bietet aber insbesondere Verteile bei der Befestigung des Gehäusesteckers und der Abdichtung des Gehäuses.
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Ein hieraus resultierende Vorteil besteht darin, dass bei nahezu gleichbleibendem Spiel des Gehäusesteckers Klebstoff zur Befestigung des Gehäusesteckers eingespart werden kann. Auch für die Abdichtung des Kameragehäuses ist folglich weniger Klebstoff notwendig. Zudem kann Klebstoff mit einer geringeren Viskosität und variableren Eigenschaften verwendet werden.
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Darüber hinaus reduziert sich mit geringeren Klebemengen der Betrag einer möglichen Fokuslagenänderung durch die relativen Volumenänderungen des Klebstoffes durch die Vernetzung oder durch Änderung der Feuchtigkeitsaufnahme und damit das Risiko der Beeinträchtigung der Bildqualität durch Unschärfe.
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In einer alternativen Ausführungsform kann auf eine derartige radiale Ausdehnung des Gehäusesteckers verzichtet werden und stattdessen eine ausschließlich radiale Klebung erfolgen. Diese hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen Bildsensor und Objektiv auch bei Veränderungen der Ausdehnung des verwendeten Klebstoffs nahezu unverändert bleibt, da lediglich radiale Kräfte wirken.
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In einer weiteren Ausführungsform des Kameramoduls umfasst dieses ein Ausrichtungselement, welches ein Drehgelenk zur Drehung und eine Führung durch das Drehgelenk zur Bewegung des Gehäusesteckers entlang wenigstens einer Achse aufweist.
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Diese Ausführungsform des Kameramoduls bietet die bereits beim Verfahren und bei der Kamera angeführten Vorteile.
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In einer weiteren Ausführungsform des Kameramoduls ist das Drehgelenk beweglich in einem Lagerungselement aufgenommen, welches Befestigungsmittel zur Befestigung des Drehgelenks an dem Kameragehäuse aufweist.
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Das Lagerungselement kann hierbei an dem Kameragehäuse beweglich befestigt werden, sodass beispielsweise eine translatorische Bewegung des Drehgelenks in einer Ebene der Kameragehäuserückseite möglich ist, an welcher der Gehäusestecker aufgenommen wird.
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Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass eine verbesserte Abdichtung des Kameragehäuses möglich ist. Zudem können vereinfacht mehrere Techniken zur Fixierung des Lagerungs- und Drehgelenks zum Einsatz kommen, da eine Spaltbildung während der Ausrichtung verhindert werden kann. Folglich kann eine Befestigung beispielsweise mittels Laserschweißen, Kleben mit wenig Klebstoff oder vergleichbaren Befestigungsmethoden erfolgen.
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Des Weiteren wird ein Kameragehäuse beansprucht, welches eine Passung zur Aufnahme eines Objektivs und eine der Passung gegenüberliegende Öffnung zur Aufnahme eines Gehäusesteckers aufweist. Das Kameragehäuse zeichnet sich dadurch aus, dass die Öffnung derart gestaltet ist, dass nach der Aufnahme des Gehäusesteckers in der Öffnung genügend Spiel verbleibt, dass ein aktives Ausrichten eines Bildsensors anhand einer Bewegung des Gehäusesteckers in wenigstens 5 Freiheitsgraden möglich ist und gleichzeitig eine Fixierung des Gehäusesteckers am Kameragehäuse mittels eines Klebstoffs durchführbar ist.
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Eine Fixierung des Gehäusesteckers am Kameragehäuse ist dann noch mittels eines Klebstoffs möglich, wenn Ausdehnungen von Zwischenräumen, die nach dem aktiven Ausrichten zwischen Kameragehäuse und Gehäusestecker auftreten und durch den Klebstoff geschlossen werden sollen, kleiner als für geeignete Klebstoffe realisierbare Ausdehnung sind. Insbesondere sollten die Ausdehnungen kleiner als 0.6 mm sein, weiter insbesondere kleiner als 0.25 mm! Es sollen insbesondere alle auftretenden Zwischenräume geschlossen werden.
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Diese maximale Ausdehnung kann dadurch gewährleistet werden, dass das Spiel des Gehäusesteckers - in einem in dem Kameragehäuse aufgenommenem Zustand - entsprechend klein gewählt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform des Kameragehäuses weist dieses, bis auf die Öffnung zur Aufnahme des Gehäusesteckers, keine weiteren Ausbildungen zur Befestigung des Bildsensors und/oder eines Bildsensorträgers auf.
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Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass das Kameragehäuse sehr kostengünstig produzierbar ist. Lediglich die Aufnahme zur Anbringung des Objektivs muss präziseren Anforderungen genügen, sonstige Ungenauigkeiten können durch die spezielle Anbringung des Gehäusesteckers ausgeglichen werden. Dem zur elektrischen Verbindung der Kamera mit dem Gehäusestecker zu verbindenden Stecker muss hierfür lediglich etwas mehr Spiel in dessen verfügbarer Kabellänge eingeräumt werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Kamera
- 2 zeigt eine Ausführungsform eines Ausrichtungselementes.
- 3 zeigt ein schematisches Verfahrensdiagramm.
- 4 zeigt ein weiteres schematisches Verfahrensdiagramm
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Ausführungsbeispiele
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In 1 ist eine Kamera 100 dargestellt, bei welcher ein Objektiv 105 über eine Passung 107 lagegenau in einem Kameragehäuse 104 eingebaut ist. Das Kameragehäuse 104 ist hierbei zweiteilig ausgeführt und weist einen vorderen Teil, welcher das Objektiv 105 aufnimmt, und einen hinteren Teil auf, welcher für die Aufnahme eines Gehäusesteckers 103 ausgestaltet ist. Beide Teile sind als Tiefzieh-Aluminium-Teile gefertigt und wurden durch eine Laser-Schweißung miteinander verbunden, nachdem das Objektiv 105 eingepasst und der Schaltungsträger/ Bildsensorträger 102 eingelegt wurde. Der Gehäusestecker 103 ist auf einem, mit einem Bildsensor 101 bestückten Bildsensorträger 102, fest und ohne Toleranzausgleich-Elemente montiert. Der Bildsensorträger 102 wird lediglich durch den Gehäusestecker 103 gehalten und weist keine weiteren Verbindungen, beispielsweise zum Kameragehäuse 104, auf. Das Kameragehäuse 104 weist eine Durchführung 108 in einer Rückwand des Kameragehäuses 104 auf, welche derart gestaltet ist, dass dem Gehäusestecker 103 genügend Spiel / Freiraum zur Verfügung steht, sodass ein Active-Alignment-Vorgang zeitlich nach der Verbindung der beiden Gehäuseteile möglich ist. Zudem ist der Freiraum, der für die Bewegung des Bildsensors 101 in die bevorzugte Bildebene erforderlich ist, derart gewählt, dass dieser nach der aktiven Ausrichtung mit UV-Strahlung aushärtbaren Klebstoff 106 gefüllt werden kann, um den Gehäusestecker 103 am Kameragehäuse 104 zu fixieren. Der Gehäusestecker 103 und die Öffnung des Kameragehäuses 104 sind hierfür entsprechend aufeinander abgestimmt.
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Zur aktiven Ausrichtung / dem Active-Alignment des Bildsensors 101 zu dem Objektiv 105 kommt das in 3 dargestellte Verfahren zum Einsatz, welches in Schritt 301 startet.
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In Schritt 302 wird der mit dem Gehäusestecker 103 verbundene Bildsensor 101 zu dem am Kameragehäuse 104 angebrachten Objektiv 105 aktiv ausgerichtet. Hierbei werden die vom Bildsensor 101 empfangenen Daten während des Ausrichtens des Bildsensors 101 ausgewertet, um die Position des Bildsensors 101 zum Objektiv 105 zu optimieren und diesen in eine bevorzugte Bildebene des Objektivs 105 zu bewegen. Die Ausrichtung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel in sechs Freiheitsgraden. Hierbei wird der Gehäusestecker in drei voneinander unabhängige Richtungen verschoben und um drei voneinander unabhängige Achsen gedreht. Hierfür kommt eine Positioniereinrichtung zum Einsatz, welche den Gehäusestecker 103 greift und den Bildsensor 103, über die feste Verbindung von Gehäusestecker 103 zum Bildsensor 103, in die bevorzugte Ebene bewegt. Bei der Positioniereinrichtung handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um ein 6-Achsen Robotersystem.
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In Schritt 303 wird der Gehäusestecker 103 stoffschlüssig an dem Kameragehäuse 104 fixiert, sodass der Bildsensor 101 in der bevorzugten Bildebene fixiert wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Gehäusestecker 103 mit einem Klebstoff 106 an einer Rückseite des Kameragehäuses 104 fixiert. Dieser Klebstoff 106 wird durch Bestrahlung mit UV-Strahlung und anschließender Wärmebehandlung ausgehärtet.
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Das Verfahren endet in Schritt 304.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Gehäusestecker 103 eine, bezogen auf eine Längsachse 110 des Gehäusesteckers 103, radiale Ausformung 109 zur stoffschlüssigen Verbindung mit dem Kameragehäuse 104 auf, wobei die radiale Ausdehnung der Ausformung 109 größer ist als ein Durchmesser einer Öffnung 108 des Kameragehäuses 104 zur Aufnahme des Gehäusesteckers 103.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel abgebildet. In diesem kommt zur Positionierung eines Bildsensors 201 ein Ausrichtungselement zum Einsatz. Dieses umfasst ein Drehgelenk 208 zur Drehung eines Gehäusesteckers 209 um drei voneinander unabhängige Achsen. Hierfür ist das Drehgelenk derart gelagert, dass es sich entsprechend eines Kugelgelenks bewegen kann. Zudem weist das dieses Drehgelenk 208 einen durchgängigen Hohlraum / eine Führung 205 zur translatorischen Bewegung des Gehäusesteckers 209 entlang einer Achse auf. Um diese Achse lässt sich der durch den Hohlraum 205 geführte Gehäusestecker 209 zudem drehen, sodass eine Drehung um insgesamt drei voneinander unabhängige Achsen möglich ist.
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Der Gehäusestecker 209 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Bildsensorträger 202 verbunden, an welchem der Bildsensor 201 angebracht ist. Der Gehäusestecker 209 weist zudem eine Angriffsstelle für ein Robotik-System auf, mittels welchem der Bildsensor 201 über eine Bewegung des Gehäusesteckers 209 zu einer Optik ausrichtbar ist. Darüber hinaus ist in 2 der Steckerabschluss / Kabelabgang 207 des Gehäusesteckers 209 abgebildet.
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Das Drehgelenk 208 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einem Lagerungselement 204 aufgenommen, welches Befestigungsmittel zur Befestigung des Drehgelenks 208 an einem Kameragehäuse 203 aufweist. Diese Befestigungsmittel sind derart gestaltet, dass ausreichend Spiel für die in Bezug auf das Kameragehäuse 203 laterale Ausrichtung des Bildsensors 201 verbleibt. Hierdurch wird eine translatorische Bewegung des Gehäusesteckers 209 in drei voneinander unabhängige Raumrichtungen ermöglicht.
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Durch die Verwendung eines derartigen Ausrichtungselements kann gewährleistet werden, keine offenen Spalte entstehen und folglich eine stoffschlüssige Fixierung mittels über einen Schweiß- oder Klebevorgang möglich ist. Bei einem Klebevorgang können auf diese Weise gleichmäßige Klebstoffdicken gewählt werden, sodass nach der Fixierung die gleichmäßig dicken Klebstoffstärken keinen Einfluss auf die Fokussierung über der Temperatur aufweisen. Gleichzeitig bietet das Ausrichtungselement alle sechs Freiheitsgrade zur präzisen Positionierung des Bildsensors 201 relativ zu einer Optik.
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In 4 ist beispielhaftes Verfahren zur Herstellung einer Kamera dargestellt. Welches in Schritt 401 startet.
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In Schritt 402 erfolgt ein lagegenauer Einbau eines Objektivs über eine Passung in ein Kameragehäuse. Der Einbau und die Befestigung des Objektivs erfolgen hierbei über eine Presspassung. Alternativ wären auch stoffschlüssige Verbindungen oder eine Verschraubung denkbar.
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In Schritt 403 erfolgt ein nahezu toleranzfreies Anbringen eines Gehäusesteckers an einem Bildsensor, wobei der Bildsensor in diesem Beispiel auf einem Sensorträger angeracht ist und über diesem mit dem Gehäusestecker verbunden wird. Optional ist zudem eine Verwendung weiterer Zwischenstücke oder Befestigungsadapter möglich.
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In Schritt 404 erfolgt die Positionierung des Gehäusesteckers und somit die Positionierung des Bildsensors relativ zu dem Objektiv. Dies geschieht mittels einer Positioniereinrichtung, welche den Bildsensor über ein aktives Ausrichtverfahren in einer bevorzugten Bildebene des Objektivs positioniert.
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In Schritt 405 wird Klebstoff auf dem Gehäusestecker aufgebracht. Alternativ kann auch Klebstoff auf dem Kameragehäuse oder auf dem Kameragehäuse und dem Gehäusestecker aufgebracht werden.
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In Schritt 406 erfolgt die Fixierung des Gehäusesteckers an dem Kameragehäuse mittels des Klebstoffs, sodass der Bildsensor in der bevorzugten Bildebene fixiert wird. Hierfür wird der Klebstoff mit UV-Strahlung bestrahlt.
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Das Verfahren endet in Schritt 407.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005059161 A1 [0003]
