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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einer Bilderfassungseinrichtung und einem Verfahren zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Imagermodule für Fahrzeugkameras bestehen häufig aus einem Objektiv, einem Substrat, beispielsweise PCB oder Metallblech, auf dem der Bildsensor aufgebracht ist, und einem so genannter Objektivhalter, welcher das Objektiv mit dem Substrat verbindet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine verbesserte Bilderfassungseinrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Vorteilhafterweise kann eine Klebstofffolie zum Verbinden eines Objektivs und eines Substrats einer Bilderfassungseinrichtung verwendet werden. Durch den hier vorgestellten Ansatz kann die Lebensdauer einer Bilderfassungseinrichtung unter Einfluss von unterschiedlichen äußeren Einflüssen verbessert werden.
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Es wird eine Bilderfassungseinrichtung vorgestellt, die eine Erfassungseinheit mit einem Trägerelement und einem auf einer Oberfläche des Trägerelements angeordneten Bildsensor aufweist. Weiterhin weist die Bilderfassungseinrichtung einen Objektivhalter zum Halten eines Objektivs, der an der Oberfläche des Trägerelements angeordnet ist, sowie eine Klebstofffolie auf, die zwischen der Erfassungseinheit und dem Objektivhalter angeordnet ist und die Erfassungseinheit und den Objektivhalter verbindet.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann beispielsweise als eine Kamera realisiert sein, die beispielsweise in Verbindung mit Fahrassistenzsystemen in einem Fahrzeug einsetzbar ist. Das Trägerelement kann beispielsweise in Form einer Leiterplatte realisiert sein, an der der Bildsensor angeordnet ist. Der Objektivhalter kann beispielsweise als ein Kunststoffelement ausgeformt sein, in oder an welchem das Objektiv angeordnet ist, das beispielsweise zumindest eine Linse aufweisen kann. Die Klebstofffolie kann vorteilhafterweise in Bezug auf ihre Dicke elastisch verformbar ausgebildet sein, um einen Spalt zwischen dem Bildsensor und dem Trägerelement abzudichten.
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Der Objektivhalter kann unter Verwendung der Klebstofffolie mit dem Substrat verklebt und optional zusätzlich fixiert, beispielsweise verschraubt, werden. Kameras im Automobilbereich müssen für gewöhnlich sowohl in sehr kalten, beispielsweise -40°C, als auch in sehr warmen, beispielsweise bis zu +105°C, Umgebungen bei unterschiedlichen Luftfeuchten funktionieren. Durch eine Feuchtequellung, einer Änderung der Materialeigenschaften durch Alterung und Glasübergang ist es schwierig, in verschiedenen Umweltbedingungen über die Lebensdauer eine stabile Fokuslage des Objektivs zu erreichen. Im Gegensatz zu einem starr aushärtenden Klebstoff mit einem hohen thermischen Ausdehnungskoeffizient kann unter Verwendung der Klebstofffolie eine stabile Fokuslage erreicht werden. Zudem kann durch die Verwendung der Klebstofffolie im Gegensatz zur Verwendung von starr aushärtendem Klebstoff die thermische Leitfähigkeit der Klebverbindung verbessert werden, sodass Objektivhalter und Substrat, das bedeutet Trägerelement, thermisch gekoppelt sein können. Dadurch kann die vom Bildsensor erzeugte Wärme abgeführt werden. Da insbesondere eine Verlustleistung des Bildsensors für gewöhnlich mit steigender Auflösung zunimmt und die Anforderungen an die Auflösungen der Bildsensoren beispielsweise durch zusätzliche Funktionen im Bereich des hochautomatisierten Fahrens steigen, wird eine Entwärmung der Kameras in Zukunft an Bedeutung gewinnen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Klebstofffolie als eine doppelseitige Klebstofffolie ausgeformt sein. Vorteilhafterweise kann dadurch eine sichere Verbindung sowohl aufseiten des Trägerelements als auch aufseiten des Objektivhalters realisiert werden
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Die Klebstofffolie kann gemäß einer Ausführungsform um den Bildsensor umlaufend angeordnet sein. Dadurch kann vermieden werden, dass beispielsweise Schmutzpartikel in das Innere der Bilderfassungseinrichtung eindringen und sich auf dem Bildsensor ablagern.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Klebstofffolie kreisförmig oder mehreckig ausgeformt sein. Beispielsweise kann die Klebstofffolie rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgeformt sein. Somit kann die Klebstofffolie beispielsweise an eine Form des Objektivhalters angepasst sein.
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Das Trägerelement kann als ein Trägersubstrat und zusätzlich oder alternativ als eine Leiterplatte ausgeformt sein. Vorteilhafterweise können dadurch von dem Bildsensor erfasste Daten direkt über Leiterbahnen des Trägerelements weitergeleitet werden. Somit kann das Trägerelement sowohl zur mechanischen als auch zur elektrischen Kontaktierung verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Trägerelement an der Oberfläche zumindest eine Leiterbahn aus elektrisch leitfähigem Material aufweisen, wobei die Leiterbahn eine geringere Breite aufweisen kann als die Klebstofffolie. Die Klebstofffolie kann dabei von der Leiterbahn verformt sein. Die Leiterbahn kann aus einem Metall, wie beispielsweise Kupfer, Nickel oder Gold, ausgeformt sein. Indem sich die Leiterbahn in die Klebstofffolie drückt, kann eine Dichtwirkung der Klebstofffolie verbessert werden. Zudem kann sich die Stabilität der Verbindung in Bezug auf Scherkräfte erhöhen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Trägerelement die Leiterbahn mit einem ersten Leiterbahnabschnitt und einen zweiten Leiterbahnabschnitt aufweisen. Der erste Leiterbahnabschnitt kann breiter ausgeformt sein als der zweite Leiterbahnabschnitt. Wenn zusätzlich ein Fixierelement zum Fixieren des Objektivhalters gegenüber dem Trägerelement verwendet wird, kann der breitere Leiterbahnabschnitt benachbart zu dem Fixierelement angeordnet sein. Dadurch können durch das Fixierelement ausgeübte Kräfte gut auf die Klebstofffolie verteilt werden.
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Ferner kann die Leiterbahn einen der ersten Leiterbahn gegenüberliegenden dritten Leiterbahnabschnitt und einen dem zweiten Leiterbahnabschnitt gegenüberliegenden vierten Leiterbahnabschnitt aufweisen. Dabei können der erste Leiterbahnabschnitt und der dritte Leiterbahnabschnitt breiter ausgeformt sein als der zweite Leiterbahnabschnitt und der vierte Leiterbahnabschnitt. Dies bietet sich beispielsweise bei der Verwendung von zwei einander gegenüberliegend angeordneten Fixierelementen an.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Bilderfassungseinrichtung zumindest ein Fixierelement aufweisen, das ausgebildet ist, um den Objektivhalter mit dem Trägerelement kraftschlüssig zu fixieren. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Verrutschen des Objektivhalters verhindert werden. Zudem kann eine von der Klebstofffolie ausgeübte Haltekraft unterstützt werden.
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Das Fixierelement kann als eine Schraube ausgeformt sein, die geeignet ist das Trägerelement mit dem Objektivhalter zu verschrauben. Vorteilhafterweise kann die Schraube von einer dem Objektivhalter abgewandten Oberfläche des Trägerelements in das Trägerelement hineingeführt sein. Zusätzlich oder alternativ zu einer Schraube kann beispielsweise auch eine Klammer oder andere Elemente verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Objektivhalter an einer dem Trägerelement zugewandten Halterfläche eine Aussparung aufweisen, in der die Klebstofffolie angeordnet ist. Die Aussparung kann beispielsweise als eine rechtwinklige Nische ausgeformt sein. Die Klebstofffolie kann dicker sein als die Aussparung tief ist. Dadurch wird die Klebstofffolie beim Verbinden des Objektivhalters mit dem Trägerelement zusammengedrückt und somit vorgespannt. Alternativ kann die Dicke der kann der Klebstofffolie der Tiefe der Aussparung entsprechen. Dadurch kann eine hohe Haltekraft der Klebstofffolie erreicht werden.
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Die Klebstofffolie kann in einem unverarbeiteten Zustand beispielsweise eine Dicke von mehr als 0,5mm, beispielsweise eine Dicke von 1mm bis 2mm aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Klebstofffolie in Bezug auf ihre Dicke nachgiebig ausgeformt sein. Dadurch kann die Klebstofffolie bei der Verbindung des Objektivhalters mit dem Trägerelement zumindest partiell zusammengedrückt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Bilderfassungseinrichtung das Objektiv aufweisen, das von dem Objektivhalter gehalten wird. Durch das Objektiv kann einfallendes Licht auf den Bildsensor gebündelt werden.
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Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung in einer der zuvor genannten Varianten vorgestellt, das einen Schritt des Bereitstellens einer Erfassungseinheit umfasst, die ein Trägerelement und einen auf einer Oberfläche des Trägerelements angeordneten Bildsensor aufweist. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Objektivhalters zum Halten eines Objektivs. In einem Schritt des Zusammenfügens werden die Erfassungseinheit und der Objektivhalter unter Verwendung einer Klebstofffolie zusammengefügt. Dazu wird der Objektivhalter an der Oberfläche des Trägerelements angeordnet. Die Klebstofffolie befindet sich dabei zwischen der Erfassungseinheit und dem Objektivhalter.
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Vorteilhafterweise kann dadurch die Bilderfassungseinrichtung mit einer toleranzausgleichenden Wirkung hergestellt werden, sodass die Bilderfassungseinrichtung beispielsweise in Verbindung mit einem Fahrzeug und zusätzlich oder alternativ starken Temperaturschwankungen gebracht werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des kraftschlüssigen Fixierens des Objektivhalters mit dem Trägerelement unter Verwendung zumindest eines Fixierelements umfassen. Vorteilhafterweise kann der Objektivhalter zusätzlich von einem zweiten Fixierelement an dem Trägerelement fixiert werden.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung mit einem Objektiv und Fixierelementen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel während einer Herstellung;
- 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in montiertem Zustand;
- 4 eine schematische Darstellung einer Erfassungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel aus der Oberansicht;
- 5 eine schematische Darstellung einer Klebstofffolie gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6 eine schematische Darstellung einer Klebstofffolie gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 7 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung während einer Herstellung mit einer Leiterbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 8 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung in montiertem Zustand mit einer Leiterbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 9 eine schematische Darstellung einer Geometrie einer Klebstofffolie mit einer Leiterbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 10 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Geometrie einer Klebstofffolie mit einer Leiterbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 11 eine schematische Darstellung einer Klebstofffolie mit einer Leiterbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 mit einem Objektiv 102 und beispielshaft zwei Fixierelementen 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Bilderfassungseinrichtung 100 ist dabei als eine Kamera realisiert, wie sich beispielsweise in Verbindung mit Fahrzeugassistenzsystemen einsetzbar ist.
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Die Bilderfassungseinrichtung 100 weist eine Erfassungseinheit 106 auf, die ein Trägerelement 108 und einen auf einer Oberfläche 110 des Trägerelements 108 angeordneten Bildsensor 112 umfasst.
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Weiterhin weist die Bilderfassungseinrichtung 100 einen Objektivhalter 114 auf, der ausgebildet ist, um das Objektiv 102 zu halten. Der Objektivhalter 114 ist an der Oberfläche 110 des Trägerelements 108 angeordnet.
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Um die Erfassungseinheit 106 und den Objektivhalter 114 miteinander zu verbinden, ist zwischen diesen beiden Elementen eine Klebstofffolie 116 angeordnet.
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Lediglich optional ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Abdeckelement 118 an einer der Erfassungseinheit 106 abgewandten Seite des Objektivhalters 114 angeordnet, das beispielsweise ausgebildet ist, um den Bildsensor 112 vor Umwelteinflüssen zu schützen. Von dem Bildsensor 112 erfasste Bilddaten können von der Bilderfassungseinrichtung 100 als Rohdaten ausgegeben werden oder beispielsweise direkt in der Erfassungseinheit 106 ausgewertet werden.
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Optional ist zumindest ein Fixierelement 104 in einem Randbereich der Bilderfassungseinrichtung 100 angeordnet. Beispielsweise ist das zumindest eine Fixierelement 104 als Schraube ausgeformt. Das Fixierelement 104 ist beispielsweise ausgebildet, um den Objektivhalter 114 mit dem Trägerelement 108 kraftschlüssig zu fixieren, wodurch beispielsweise ein Verrutschen des Objektivhalters 114 auf dem Trägerelement 108 verhindert wird. Dabei ist das Fixierelement 104 von einer der Oberfläche 110 abgewandten weiteren Oberfläche 119 des Trägerelements 108 ausgehend verschraubt. Das Trägerelement 108 wird auch als Trägersubstrat oder Leiterplatte bezeichnet.
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Der Objektivhalter 114 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zylinderförmig realisiert und weist einen Objektivkorpus 120 und einen an einem der Erfassungseinheit 106 zugewandten Ende des Objektivkorpus 120 einen Objektivfuß 122 auf, in den das Fixierelement 104 geschraubt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umgibt der Objektfuß 122 einen Endabschnitt des Objektivkorpus 120 ringförmig. Das bedeutet, dass eine Wand des Objektivhalters 114 einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Der Objektivfuß 122 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Halterfläche 124 auf, die der Oberfläche 110 des Trägerelements 108 zugewandt ist. An der Halterfläche 124 weist der Objektivhalter 114 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine ringförmig umlaufende Aussparung 126 auf, in der die Klebstofffolie 116 angeordnet ist. Beispielhaft ist die Aussparung 126 zu einem von dem Objektivhalter 114 umschlossenen Sensorinnenraum 128 hin offen.
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In anderen Worten ausgedrückt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Objektivhalter-Substratverbindung für Kameras mit temporär fixierender und dauerhaft abdichtender Klebstofffolie 116 vorgestellt. Durch eine zusätzliche Verwendung der Klebstofffolie 116 werden bei Schraubverbindungen und/oder anderen mechanischen Fügetechniken verhindert, dass Partikel den Bildsensor 112 verschmutzen. Das bedeutet, dass die Klebstofffolie 116 in diesem Fall als eine zusätzliche Dichtung verwendet wird, insbesondere bei sehr schmutzempfindlichen Bildsensoren 112, wie beispielsweise bei solchen mit einer so genannten Chip-on-Board-Technologie. Die Klebstofffolie 116 ist dabei vorteilhafterweise platzsparend und/oder leicht zu positionieren. Dadurch wird ein Fertigungsaufwand gering gehalten.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz wird weiterhin eine robuste und stabile Positionierung des Objektivs 102 zum Bildsensor 112 über die Lebensdauer unter Einfluss von unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchten ermöglicht und den als Imagermodul-Innenraum bezeichenbarer Sensorinnenraum 128 gegenüber Verschmutzungen abgedichtet. Weiterhin wird durch den Ansatz eine gute Wärmeleitung von dem Trägerelement 108 zu dem Objektivhalter 114 ermöglicht sowie eine kostengünstige und schnelle Fertigung von großen Stückzahlen, beispielsweise für eine Nutzenfertigung.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine nachgiebige, doppelseitig klebende Folie verwendet, um eine Vorfixierung des Objektivhalters auf dem Trägerelement 108 zu erreichen. Die doppelseitig klebende Klebstofffolie 116 dichtet dabei vorteilhaft den Innenraum des Imagermoduls durch ihre toleranzausgleichende Wirkung gegenüber Verschmutzungen, wie beispielsweise Partikeln, ab. Optional wird der Objektivhalter 114 mit dem Trägerelement 108 beispielsweise durch eine Schraubverbindung mittels Fixierelement 104 oder alternativ dazu mittels einer Anpress-, Einpress- oder Umformtechnik oder alternativ einer stoffschlüssigen Verbindung, wie beispielsweise Schweißen, dauerhaft fixiert und die doppelseitig klebende Klebstofffolie 116 überdrückt, um eine robuste Verbindung über Lebensdauer und eine gute Wärmeleitung sicherzustellen. Eine Steifigkeit der Klebstofffolie 116 ist dabei im Vergleich zu einer Steifigkeit der zusätzlichen Verbindungstechnik zwischen Objektivhalter 114 und Trägerelement 108 vernachlässigbar, sodass sich Feuchtequellung oder thermische Ausdehnung der Klebstofffolie 116 nicht nachteilig auf eine Fokuslage des Objektivs 102 auswirken.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Objektivhalter 114 beispielsweise als ein Aluminiumteil oder Stahlteil ausgebildet. Optional ist der Objektivhalter 114 beispielsweise mit einer Schutzfolie oder einem anderen, abdichtenden Bauteil, das hier als Abdeckelement 118 bezeichnet ist, bedeckt, damit Verschmutzungen beispielsweise nicht durch eine Oberseite eindringen können. Das Trägerelement 108 ist beispielsweise als Leiterplatte oder als Metallblech, wie beispielsweise einem Aluminiumblech oder einem Stahlblech, ausgebildet. Weiterhin ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Klebstofffolie 116 derart ausgebildet, dass sie eine umlaufend geschlossene Form aufweist, die beispielsweise rechteckig oder kreisförmig realisiert ist.
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2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel während einer Herstellung. Die hier dargestellte Bilderfassungseinrichtung 100 kann beispielsweise der in 1 beschriebenen Bilderfassungseinrichtung 100 entsprechen oder zumindest ähneln. Lediglich abweichend ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Bilderfassungseinrichtung 100 ohne Objektiv und während der Herstellung abgebildet. Auch hier weist die noch nicht fertig montierte Bilderfassungseinrichtung 100 den Objektivhalter 114 sowie die Erfassungseinheit 106 samt Trägerelement 108 und Bildsensor 112 auf.
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Die Bilderfassungseinrichtung 100 weist die Klebstofffolie 116 auf, die beispielsweise als doppelseitige Klebstofffolie 116 ausgeformt ist und dadurch neben einem Vorfixieren beispielsweise gleichzeitig vor Verschmutzungen auf dem Bildsensor 112 schützt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Klebstofffolie 116 dicker ausgeformt als beispielsweise die Aussparung 126 tief ist. Die Klebstofffolie 116 ist beispielsweise aus einem elastisch verformbaren Material realisiert, sodass durch sie Toleranzen, die beispielsweise auf starke Temperaturschwankungen zurückzuführen sind, ausgeglichen werden können. Weiterhin weist die Klebstofffolie 116 beispielsweise in dem gezeigten entspannten Zustand eine Dicke auf, die beispielsweise dem 1,5fachen bis dem 3fachen der Tiefe der Aussparung 126 entspricht. Beispielsweise entspricht die Dicke in etwa der Breite der Aussparung 126.
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Wie auch in 1 weist die hier dargestellte Bilderfassungseinrichtung 100 das Abdeckelement 118 auf. Abweichend weist die Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel kein Fixierelement auf, da die Erfassungseinheit 106 und der Objektivhalter 114 erst zusammengesetzt werden, was anhand von Richtungspfeilen 200 dargestellt ist.
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Beim Zusammenfügen wird der Objektivhalter 114 mit dem Objektivfuß 122 auf das Trägerelement 108 aufgesetzt. Dadurch wird die Klebstofffolie 116 zusammengedrückt.
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3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel in montiertem Zustand. Die Bilderfassungseinrichtung 100 kann der Bilderfassungseinrichtung 100 entsprechen oder zumindest ähneln, wie sie in einer der 1 bis 2 beschrieben wurde. Lediglich abweichend ist die Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ohne Objektiv abgebildet und die Klebstofffolie 116 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart zusammengedrückt, dass sie der Tiefe der Aussparung 126 entspricht. Die Bilderfassungseinrichtung 100 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls zumindest zwei Fixierelemente 104 auf. Durch die Klebstofffolie 116 und die Fixierelemente werden der Objektivhalter 114 und das Trägerelement 108 zusammengehalten.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer Erfassungseinheit 106 gemäß einem Ausführungsbeispiel aus der Oberansicht. Die Erfassungseinheit 106 kann dabei der in einer der 1 bis 3 beschriebenen Erfassungseinheit 106 entsprechen oder zumindest ähneln.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Trägerelement 108 beispielsweise als eine Leiterplatte und/oder als ein Substrat ausgeformt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass die Klebstofffolie 116 um den Bildsensor 112 umlaufend auf dem Trägerelement 108 angeordnet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Klebstofffolie 116 rechteckig ausgeformt, wobei die Ecken abgerundet sind.
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Optional weist das Trägerelement 108 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest eine Durchgangsöffnung 400 auf, die ausgebildet ist, um ein hier nicht dargestelltes Fixierelement aufzunehmen. Die zumindest eine Durchgangsöffnung 400 ist dabei in einem Randbereich 402 des Trägerelements 108 angeordnet, sodass die Klebstofffolie 116 zwischen der Durchgangsöffnung 400 und dem Bildsensor 112 angeordnet ist. Beispielhaft sind hier zwei Durchgangsöffnungen 400 vorgesehen, wobei die Klebstofffolie 116 mittig zwischen den Durchgangsöffnungen 400 angeordnet ist.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer Klebstofffolie 116 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier abgebildete Klebstofffolie 116 kann der in einer der 1 bis 4 beschriebenen Klebstofffolie 116 entsprechen oder zumindest ähneln. Auch hier ist die Klebstofffolie 116 im Wesentlichen mehreckig mit abgerundeten Ecken ausgeformt. Die Klebstofffolie 116 ist als doppelseitiges Klebeband ausgeformt.
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6 zeigt eine schematische Darstellung einer Klebstofffolie 116 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier abgebildete Klebstofffolie 116 ähnelt der in 5 beschriebenen Klebstofffolie 116. Abweichend ist die hier abgebildete Klebstofffolie 116 lediglich in ihrer Form, da sie gemäß diesem Ausführungsbeispiel kreisförmig realisiert ist.
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7 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 während der Herstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Bilderfassungseinrichtung 100 ähnelt beispielsweise der in einer der 2 bis 3 beschriebenen Bilderfassungseinrichtung 100. Sie ist lediglich derart abweichend ausgeformt, dass die Bilderfassungseinrichtung 100 zusätzlich zumindest eine Leiterbahn 700 aufweist. Die Leiterbahn 700 ist dabei derart auf dem Trägerelement 108 angeordnet, dass sie auf Höhe der Klebstofffolie 116 liegt, wenn der Objektivhalter 114 und das Trägerelement 108 verbunden sind. Das bedeutet, dass das Trägerelement 108 an der Oberfläche zumindest die Leiterbahn 700 aus elektrisch leitfähigem Material, wie beispielsweise Kupfer, Nickel oder Gold, aufweist. Die Leiterbahn 700 weist dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine geringere Breite auf als die Klebstofffolie 116. Die Klebstofffolie 116 wird in montiertem Zustand von der Leiterbahn 700 verformt, wie es in einer der nachfolgenden Figuren dargestellt ist.
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Die Maße der Klebstofffolie 116 entsprechen gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Maßen der Aussparung 126. Das bedeutet, dass beispielsweise die Dicke der Klebstofffolie 116 im entspannten Zustand der Tiefe der Aussparung 126 entspricht.
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8 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 in montiertem Zustand mit einer Leiterbahn 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Bilderfassungseinrichtung 100 entspricht der in 7 beschriebenen Bilderfassungseinrichtung 100 im montierten Zustand. Außerdem weist die hier abgebildete Bilderfassungseinrichtung 100 das zumindest eine Fixierelement 104 auf.
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Um gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Verbindung zwischen dem Objektivhalter 114 und einer Leiterplatte, die hier als Trägerelement 108 bezeichnet ist, zu erzeugen, wird auf die doppelseitige Klebstofffolie 116 eine Kraft aufgebracht, um die Klebstofffolie 116 zu überdrücken. Die aufgebrachte Kraft erzeugt eine Gegenkraft der Klebstofffolie 116 auf das Trägerelement 108. Diese Kraft ist unter anderem abhängig von der genauen Beschaffung der Klebstofffolie 116, beispielsweise von Material und/oder Dimensionen. Durch die Gegenkraft kann es insbesondere in den Regionen, die weit von den Krafteintrittspunkten entfernt sind, wie beispielsweise den Schrauben, dazu kommen, dass sich das Trägerelement 108 nachteilig durchbiegt oder anderweitig nachteilig verformt. Die Verformung der Klebstofffolie 116 ist jedoch notwendig, da die Bauteile toleranzbehaftet sind und diese Toleranzen ausgeglichen werden müssen, um eine Dichtwirkung sicherzustellen. Dadurch wirkt die Klebstofffolie 116 als Dichtelement. Um die Gegenkraft der Klebstofffolie 116 zu minimieren, wird unter anderem die Dehnung der Klebstofffolie 116 minimiert, weshalb eine möglichst dicke Klebstofffolie 116 vorteilhaft ist.
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Um die Gegenkraft der Klebstofffolie 116 auf das Trägerelement 108 zu verringern wird die Leiterbahn 700 verwendet. Im montierten Zustand ist die Leiterbahn 700 direkt unter der Klebstofffolie 116 angeordnet. Typischerweise handelt es sich dabei um eine geschlossene Kupferbahn. Alternativ kann die Leiterbahn 700 aus anderen Materialien wie Nickel oder Gold ausgeformt sein. Die Leiterbahn 700 weist dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine deutlich geringere Breite als die Klebstofffolie 116 auf. Beispielsweise ist eine Breite der Leiterbahn 700 kleiner als ein Drittel der Breite der Klebstofffolie 116.
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Die Dimensionen der Bauteile sind dabei so ausgelegt, dass nun nicht mehr die gesamte Klebstofffolie 116 zu überdrücken ist, um einen direkten Kontakt zwischen Objektivhalter 114 und Trägerelement 108 herzustellen, sondern die Leiterbahn 700 die Klebstofffolie 116 verformt und so eine Dichtwirkung erzeugt wird. Durch die geringere Breite der Leiterbahn 700 erhöht sich lokal eine auf die Klebstofffolie 116 wirkende Normalspannung, wodurch die Kraft, die notwendig ist, um einen Kontakt zwischen Objektivhalter 114 und Trägerelement 108 herzustellen, vorteilhaft abgesenkt wird. Durch die verringerte Kraft verringert sich ebenfalls die erzeugte Gegenkraft der Klebstofffolie 116 und damit die Verformung oder Durchbiegung des Trägerelements 108.
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9 zeigt eine schematische Darstellung einer Geometrie einer Klebstofffolie 116 mit einer Leiterbahn 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier abgebildete Klebstofffolie 116 ist dabei wie die in 5 beschriebene Klebstofffolie 116 ausgeformt und ist für eine Bilderfassungseinrichtung verwendbar, wie sie in 8 beschrieben wurde. Lediglich ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich die Leiterbahn 700 abgebildet, die entlang eines Verlaufs der Klebstofffolie 116 verläuft. Beispielsweise ist die ringförmige Leiterbahn 700 in etwa mittig an der Klebstofffolie 116 angeordnet
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10 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Geometrie einer Klebstofffolie 116 mit einer Leiterbahn 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht die hier abgebildete Klebstofffolie 116 einem Querschnitt einer Klebstofffolie 116, wie sie in 9 beschrieben wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass der Querschnitt rechteckig ausgeformt ist und die Klebstofffolie 116 die Leiterbahn 700 zumindest teilweise umgibt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind eine Dicke 1000 und eine Breite 1002 der Klebstofffolie 116 größer als die der Leiterbahn 700.
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In anderen Worten ausgedrückt sind die Geometrien von Leiterbahn 700 und Klebstofffolie 116 derart gewählt, dass diese übereinander liegen, die Breite 1002 der Klebstofffolie 116 jedoch deutlich größer ist als die der Leiterbahn 700. Beispielsweise entspricht die Breite 1002 der Klebstofffolie 116 in etwa dem zwei- bis vierfachen der Dicke 1000 der Klebstofffolie 116. Die Dicke 1000 der Klebstofffolie 116 entspricht beispielsweise zumindest dem dreifachen der Dicke der der Leiterbahn 700
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11 zeigt eine schematische Darstellung einer Klebstofffolie 116 mit einer Leiterbahn 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ähnelt die hier abgebildete Klebstofffolie 116 mit der Leiterbahn 700 der in einer der 9 bis 10 beschriebenen Klebstofffolie 116 mit der Leiterbahn 700. Lediglich die Leiterbahn 700 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel anders ausgeformt als in den zuvor genannten Figuren. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Leiterbahn 700 einen ersten Leiterbahnabschnitt 1100 und einen zweiten Leiterbahnabschnitt 1102 auf. Dabei ist der erste Leiterbahnabschnitt 1100 breiter ausgeformt als der zweite Leiterbahnabschnitt 1102. Weiterhin weist die Leiterbahn 700 gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen dem ersten Leiterbahnabschnitt 1100 gegenüberliegenden dritten Leiterbahnabschnitt 1104 und einen dem zweiten Leiterbahnabschnitt 1102 gegenüberliegenden vierten Leiterbahnabschnitt 1106 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Leiterbahnabschnitt 1100 und der dritte Leiterbahnabschnitt 1104 breiter ausgeformt als der zweite Leiterbahnabschnitt 1102 und der vierte Leiterbahnabschnitt 1106.
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Weiterhin sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei Fixierelemente 104, die Krafteintrittspunkte darstellen, neben dem ersten Leiterbahnabschnitt 1100 und dem dritten Leiterbahnabschnitt 1104 abgebildet. Dabei ist das Trägerelement hier nicht gezeigt.
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Bei der Verwendung der doppelseitigen Klebstofffolie 116 als Dichtelement ist die Leiterbahn 700 gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass die Breite ortsabhängig ist, wobei die Leiterbahn 700 in der Nähe der Krafteintrittspunkte, hier den Fixierelementen 104, stark verbreitert ist. Beispielsweise ist die Leiterbahn 700 in diesen Bereichen mehr als dreimal so breit, wie in den übrigen Bereichen. Dies hat den Vorteil, dass durch die vergrößerte Fläche eine robustere Klebewirkung zwischen Klebstofffolie 116 und Leiterbahn 700 und damit eine Vorfixierung stattfindet. Gleichzeitig wirkt sich die vergrößerte Fläche in der Nähe der Krafteintrittspunkte nicht oder nur in geringem Maße nachteilig auf die Verformung des Trägerelements 108 aus, da die resultierenden Hebel sehr kurz sind.
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In anderen Worten ausgedrückt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Leiterbahn 700 dargestellt, die eine ortsabhängige Breite in der Nähe des Krafteintritts aufweist, um eine Klebbarkeit zu verbessern.
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12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1200 zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Durch das Verfahren 1200 wird beispielsweise eine Bilderfassungseinrichtung hergestellt, wie sie in einer der 1 bis 4, 7, 8 beschrieben wurde.
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Das Verfahren 1200 umfasst einen Schritt 1202 des Bereitstellens, einen weiteren Schritt 1204 des Bereitstellens sowie einen Schritt 1206 des Zusammenfügens. Im Schritt 1202 des Bereitstellens wird eine Erfassungseinheit, wie sie beispielsweise in 4 beschrieben wurde, bereitgestellt, die ein Trägerelement und einen auf einer Oberfläche des Trägerelements angeordneten Bildsensor aufweist. Im weiteren Schritt 1204 des Bereitstellens wird ein Objektivhalter zum Halten eines Objektivs bereitgestellt. Im Schritt 1206 des Zusammenfügens werden die Erfassungseinheit und der Objektivhalter unter Verwendung einer Klebstofffolie zusammengefügt, die zwischen der Erfassungseinheit und dem Objektivhalter angeordnet ist, um die Erfassungseinheit und den Objektivhalter zu verbinden. Dabei wird der Objektivhalter an der Oberfläche des Trägerelements angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 1200 optional einen Schritt 1208 des kraftschlüssigen Fixierens des Objektivhalters mit dem Trägerelement unter Verwendung zumindest eines Fixierelements.
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In anderen Worten ausgedrückt wird im Schritt 1202 des Bereitstellens der Erfassungseinheit die doppelseitige Klebstofffolie auf eine Unterseite des Objektivhalters oder alternativ auf die Oberseite des Trägerelements aufgebracht. Eventuell vorhandene Schutzfolien der Klebstofffolie werden dabei entfernt. Im weiteren Schritt 1204 des Bereitstellens wird der Objektivhalter auf dem Trägerelement platziert, wodurch eine Position des Objektivhalters definiert und im Schritt 1206 des Zusammenfügens der Innenraum des Objektivhalters abgedichtet wird. Der Objektivhalter wird im Schritt 1208 des kraftschlüssigen Fixierens beispielsweise durch eine Schraubverbindung mit dem Trägerelement verbunden. Durch die vorteilhafte Abdichtwirkung der Klebstofffolie gelangen Partikel, die durch das Schrauben entstehen, nicht in den Innenraum des Objektivhalters. Die Schraubverbindung überdrückt dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel die doppelseitige Klebstofffolie, sodass eine direkte, kraftschlüssige Verbindung zwischen Trägerelement und Objektivhalter entsteht.
