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Stand der Technik
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Der Ansatz geht von einer Bilderfassungseinrichtung und einem Verfahren zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Die
DE 100 36 901 C2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Laserschweißverbindung zwischen einer beidseitig von einer Isolationsschicht abgedeckten Metallfolie, insbesondere Cu-Folie, einer flexiblen Leiterplatte mit zweiseitigem Zugriff und einem metallischen Kontaktpartner.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine verbesserte Bilderfassungseinrichtung sowie 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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Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine Möglichkeit geschaffen, um vorteilhafterweise eine Montage einer Bilderfassungseinrichtung, wie sie beispielsweise in der Automobilbranche eingesetzt wird, zu vereinfachen. Weiterhin können durch den hier vorgestellten Ansatz auf einen Sensorträger der Bilderfassungseinrichtung wirkende Kräfte reduziert und dennoch eine stabile Verbindung der einzelnen Komponenten erreicht werden.
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Es wird eine Bilderfassungseinrichtung vorgestellt, die einen Sensorträger mit einem Sensorelement, ein Objektiv sowie einen Objektivhalter zum Halten des Objektivs aufweist. Außerdem weist die Bilderfassungseinrichtung ein Fügehilfselement zum Koppeln des Sensorträgers mit dem Objektivhalter auf, wobei das Fügehilfselement mit dem Sensorträger verbunden ist. Das Fügehilfselement ist in verbautem Zustand mit dem Objektivhalter verschweißt.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann beispielsweise als eine Kamera realisiert sein, wie sie beispielsweise für Fahrzeuge eingesetzt wird. Die Bilderfassungseinrichtung kann alternativ beispielsweise in Verbindung mit Sicherheitsvorrichtungen realisiert werden. Der Sensorträger kann beispielsweise als eine PCB-Leiterplatte ausgeformt sein. Das Objektiv kann beispielsweise eine Vielzahl von Linsen zum Lenken eines Lichtstrahls zu dem Sensorelement aufweisen. Der Objektivhalter kann beispielsweise eine Mantelfläche des Objektivs vollständig oder alternativ teilweise umgeben. Der Objektivhalter kann einteilig ausgeformt sein. Der Objektivhalter kann eine objektivseitige Verbindungsschnittstelle zum Verbinden des Objektivhalters mit dem Objektiv und eine trägerseitige Verbindungsschnittstelle zum Aufsetzen des Objektivhalters auf den Sensorträger aufweisen. Weiterhin kann das Objektiv nach dem Sensorelement ausgerichtet und vorteilhafterweise in einem vorgegebenen Abstand zu dem Sensorelement angeordnet sein, um eine vorteilhafte Bildqualität zu erreichen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Objektivhalter zusätzlich ein Gehäuse der Bilderfassungseinrichtung ausformen. Das Fügehilfselement kann vorteilhafterweise wärmeleitend und zusätzlich oder alternativ elektrisch leitend ausgeformt sein. Beispielsweise ist das Fügehilfselement aus Metall ausgeformt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Sensorträger eine Durchgangsöffnung aufweisen. Das Fügehilfselement kann in die Durchgangsöffnung eingeführt sein. Dazu kann das Fügehilfselements beispielsweise als eine Hülse ausgeformt sein. Vorteilhafterweise können über eine solche Hülse unterschiedliche Leiterbahnebenen des Sensorträgers elektrisch miteinander verbunden werden.
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Alternativ kann das Fügehilfselement die Durchgangsöffnung überbrückend angeordnet sein. Dies ermöglicht eine einfache Ausführung des Fügehilfselements, beispielsweise in Form eines dünnen Plättchens. Die Durchgangsöffnung kann vorteilhafterweise als ein Bohrloch ausgeformt sein. Weiterhin kann die Durchgangsöffnung in einem Verbindungsabschnitt der Bilderfassungseinrichtung angeordnet sein, in dem der Objektivhalter mit dem Sensorträger verbunden ist. Die Durchgangsöffnung ermöglicht eine Ausrichtung eines zum Herstellen der Schweißverbindung verwendeten Laserstrahls auf eine dem Objektivhalter abgewandte Oberfläche des Fügehilfselements.
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Weiterhin kann das Fügehilfselement als ein Clipelement, als ein Einsetzelement oder als ein Plättchen ausgeformt sein. Als Clipelement kann das Fügehilfselement beispielsweise klammerartig ausgeformt sein. Als Einsetzelement kann das Fügehilfselement als Inlay bezeichnet werden und kann beispielsweise in eine dafür vorgesehene Öffnung einschiebbar sein.
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Das Fügehilfselement kann eine zylinderförmige Seitenwand aufweisen, wobei ein erstes Ende der Seitenwand von einem Koppelabschnitt verschlossen sein kann, und wobei das Fügehilfselement an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der Seitenwand einen Flansch aufweisen kann. Vorteilhafterweise kann der Koppelabschnitt deckelartig ausgeformt sein und beispielsweise quer zu der Seitenwand ausgeformt sein. Der Koppelabschnitt kann im verbauten Zustand mit dem Objektivhalter verschweißt sein. Der Flansch kann einen um die Seitenwand umlaufenden Kragen darstellen. Das Fügehilfselement kann von einer dem Objektivhalter abgewandten Seite in eine Durchgangsöffnung des Sensorträgers eingeführt sein und durch den Flansch vor einem Durchrutschen durch die Durchgangsöffnung gehindert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Koppelabschnitt von einer dem Objektivhalter zugewandten Oberfläche des Sensorträgers beabstandet angeordnet sein, um einen Spalt zwischen dem Koppelabschnitt und dem Objektivhalter auszuformen. Dazu kann eine Länge der Seitenwand des Fügehilfselements kürzer als eine Tiefe einer Durchgangsöffnung ausgeführt sein, in die das Fügehilfselement eingeführt ist. Vorteilhafterweise kann sich die Schweißverbindung zwischen dem Objektivträger und dem Koppelabschnitt über den Spalt hinweg erstrecken und eine Zugspannung zwischen dem Objektivträger und dem Koppelabschnitt bewirken.
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Entsprechend kann das Fügehilfselement als Einsetzelement von einer dem Sensorelement abgewandten Seite des Sensorträgers ausgehend in eine Durchgangsöffnung des Sensorträgers eingesetzt sein. Vorteilhafterweise kann das Einsetzelement stöpselartig ausgeformt sein und die Durchgangsöffnung verschließen und dadurch ein Eindringen von Schmutz verhindern.
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Das Fügehilfselement kann als Clipelement einen Rand des Sensorträgers umgreifen. Das bedeutet, dass das Fügehilfselement beispielsweise eine Oberseite, eine Unterseite und eine Kante des Sensorträgers kontaktieren kann und dadurch vorteilhafterweise formschlüssig mit dem Sensorträger verbunden sein kann. Dies eignet sich bei einer Anordnung des Fügehilfselements am Rand des Sensorträgers.
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Ferner kann das Fügehilfselement als Plättchen zwischen dem Sensorträger und dem Objektivhalter angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann das Plättchen derart angeordnet sein, dass es eine Durchgangsöffnung des Sensorträgers abdeckt. Das Fügehilfselement kann beispielsweise mit dem Sensorträger verlötet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Fügehilfselement mit dem Sensorträger stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden sein. Vorteilhafterweise können das Fügehilfselement und der Sensorträger mittels einer Lötverbindung miteinander verbunden sein. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Verrutschen des Fügehilfselements verhindert werden und optional eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Sensorträger und dem Objektivträger hergestellt werden.
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Weiterhin kann das Fügehilfselement ein elektrisch leitendes Material aufweisen. Vorteilhafterweise kann das Fügehilfselement dasselbe Material aufweisen wie der Objektivhalter. Vorteilhafterweise kann dadurch zwischen diesen beiden Bauteilen eine stabilere Verbindung erreicht werden, da beide Bauteile die gleichen Materialeigenschaften aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Objektivhalter ein umlaufendes Wandelement aufweisen. Vorteilhafterweise kann das Wandelement um das Objektiv herum angeordnet sein und dadurch das Objektiv stabil an einer für das Objektiv vorgesehenen Position halten.
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Dabei kann der Objektivhalter einen Haltefuß zum Aufsetzen des Objektivhalters auf den Sensorträger aufweisen. Der Haltefuß kann ausgeformt sein, um den Objektivhalter mit dem Fügehilfselement zu verbinden. Der Haltefuß kann beispielsweise quer zu dem Wandelement des Objektivhalters angeordnet sein, beispielsweise in einem rechten Winkel.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Haltefuß eine Ausnehmung an einer dem Fügehilfselement gegenüberliegenden Seite des Haltefußes aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Ausnehmung ausgeformt sein, um den Objektivhalter mit dem Fügehilfselement verschweißen zu können. Vorteilhafterweise kann die Ausnehmung ausgeformt sein, um beispielsweise einen für einen Schweißprozess benötigten Zugang zu einem vorgesehenen Schweißpunkt zu ermöglichen. Der Schweißpunkt kann vorteilhafterweise in der Ausnehmung angeordnet sein. Dazu kann eine Wandstärke des Haltefußes durch die Ausnehmung ausreichend reduziert sein.
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Es wird weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung in einer zuvor genannten Variante vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Sensorträgers mit einem Sensorelement, eines Objektivs, eines Objektivhalters zum Halten des Objektivs, und eines Fügehilfselements zum Koppeln des Sensorträgers mit dem Objektivhalter, einen Schritt des Verbindens des Fügehilfselements mit dem Sensorträger, und einen Schritt des Verschweißens des Fügehilfselements mit dem Objektivhalter umfasst.
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Das Verfahren kann beispielsweise maschinell durchgeführt 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 Darstellung einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Bilderfassungseinrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung eines Einsetzelements gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine Bilderfassungseinrichtung;
- 4 eine schematische Darstellung eines Clipelements gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine Bilderfassungseinrichtung;
- 5 eine schematische Darstellung eines Plättchens gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine Bilderfassungseinrichtung; und
- 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes 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 Darstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Bilderfassungseinrichtung 100 weist einen Sensorträger 102 mit einem Sensorelement 104, beispielsweise in Form eines Bildsensors auf. Ferner weist die Bilderfassungseinrichtung 100 ein Objektiv 106 auf, das unter Verwendung eines Objektivhalters 108 nach dem Sensorelement 104 ausgerichtet ist. Der Objektivhalter 108 zum Halten des Objektivs 106 ist mit dem Sensorträger 102 unter Verwendung eines Fügehilfselements 110 verbunden. In dem in 1 dargestellten verbautem Zustand ist das Fügehilfselement 110 mit dem Objektivhalter 108 verschweißt. Das Fügehilfselement 110 ist mit dem Sensorträger 102 formschlüssig und zusätzlich alternativ stoffschlüssig oder kraftschlüssig verbunden. Lediglich optional ist der Objektivhalter 108 mittels einer Klebeverbindung 111 mit dem Objektiv 106 verbunden.
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Die Bilderfassungseinrichtung 100 weist lediglich optional gemäß einem Ausführungsbeispiel mindestens ein Dichtelement 112 auf, das ausgebildet ist, um ein Eindringen von beispielsweise Feuchtigkeit oder Schmutzpartikeln in einen Innenraum 114 der Bilderfassungseinrichtung 100 zu verhindern oder zu erschweren. Das Dichtelement 112 ist beispielsweise als ein Dichtring ausgeformt, der in eine umlaufende Ausnehmung des Objektivhalters 108 eingesetzt ist.
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Der Sensorträger 102 weist beispielsweise zumindest eine Metallschicht 116 zum Ausformen einer Leiterbahnebene oder Massefläche auf. Die Metallschicht 116 ist elektrisch leitend und ist beispielsweise als eine Kupferschicht ausgeführt. Auf Höhe des Sensorelements 104, das beispielsweise mittels eines Klebstoffs 118, auch als Kleber bezeichnet, auf dem Sensorträger 102 angeordnet ist, weist der Sensorträger 102 gemäß diesem Ausführungsbeispiel thermische Durchganskontaktierungen 120 auf, sogenannte Vias, um eine Wärme des Sensorelements 104 abzuleiten.
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In 1 sind unterschiedliche Ausformungen des Fügehilfselements 110 dargestellt, die beispielsweise kombiniert oder alternativ einzeln in der Bilderfassungseinrichtung 100 realisierbar sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Fügehilfselemente 110 kombiniert dargestellt, um die entsprechenden Unterschiede zu verdeutlichen. So ist eines der gezeigten Fügehilfselemente 110 als ein Clipelement 122 und das andere als ein Einsetzelement 124 dargestellt, das beispielsweise auch als Inlay bezeichnet wird. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest eines der Fügehilfselemente 110 als ein Plättchen ausgeformt sein, wie es beispielsweise in einer der nachfolgenden Figuren dargestellt ist. Das Fügehilfselement 110 in Form des Clipelements 122 umgreift gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Rand 126 des Sensorträgers 102. Das bedeutet, dass das Fügehilfselement 110 formschlüssig mit dem Sensorträger 102 beispielsweise in einem Verbindungsabschnitt 127 der Bilderfassungseinrichtung 100 verbunden ist.
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Optional ist das Clipelements 122 ferner stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit dem Sensorträger 102 verbunden.
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Jedes der Fügehilfselemente 110 weist eine Schweißstelle 128 auf, beispielsweise einen Schweißpunkt oder eine Schweißnaht, über die das jeweilige Fügehilfselement 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Objektivhalter 108 fixiert. Beispielsweise weisen die Fügehilfselemente 110 im Bereich des Schweißpunkts 128 eine Dicke von weniger als 2mm oder weniger als 1mm auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die Fügehilfselemente 110 ein elektrisch leitendes Material auf, beispielsweise das gleiche Material wie der Objektivhalter 108.
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Lediglich optional weist der Objektivhalter 108 ein umlaufendes Wandelement 130 auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Objektivhalter 108 einteilig ausgeformt. Der Objektivhalter 108 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mindestens einen Haltefuß 132 zum Aufsetzen des Objektivhalters 108 auf den Sensorträger 102 auf. Der Haltefuß 132 ist dabei ausgeformt, um den Objektivhalter 108 mit den Fügehilfselementen 110 zu verbinden. Außerhalb der Fügehilfselemente 110 liegt der Haltefuß 132 gemäß einem Ausführungsbeispiel direkt auf einer Oberfläche des Sensorträgers 102 auf.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Haltefuß 132 auf Höhe zumindest eines der Fügehilfselemente 110, hier beispielsweise auf Höhe des als Clipelement 122 ausgeformten Fügehilfselements 110 eine Ausnehmung 134 an einer dem entsprechenden Fügehilfselement 110 gegenüberliegenden Seite des Haltefußes 132 auf. Die Ausnehmung 134 ist ausgeformt, um eine Erstellung der Schweißstelle 128 von der Seite des Objektivhalters 108 her zu ermöglichen. Dazu wird ein Boden der Ausnehmung 124 erhitzt, beispielsweise unter Verwendung eines Laserstrahls, um das Fügehilfselement 110 mit dem Haltefuß 132 zu verschweißen.
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Alternativ kann die Erstellung der Schweißstelle 128 von einer dem Objektivhalter 108 gegenüberliegenden Seite des Sensorträgers 102 erfolgen. Dazu weist der Sensorträger 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Durchgangsöffnung 136 auf, beispielsweise eine Bohrung, wobei das zu verschweißende Fügehilfselement 110 auf Höhe der Durchgangsöffnung 136 angeordnet ist. Beispielhaft ist ein solches Fügehilfselement 110 in Form des Einsetzelements 124 in die Durchgangsöffnung 136 eingeführt ist. Alternativ ist das Fügehilfselement 110, beispielsweise als Plättchen, die Durchgangsöffnung 136 überbrückend angeordnet, wie es beispielsweise in einer der nachfolgenden Figuren beschrieben ist. In diesem Fall kann eine dem Objektivhalter 108 abgewandte Seite des Fügehilfselement 110 erhitzt werden, beispielsweise unter Verwendung eines Laserstrahls, um das Fügehilfselement 110 mit dem Objektivhalter 108 zu verschweißen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Wandelement 130 des Objektivhalters 108 kreiszylindrisch ausgeformt. Der Haltefuß 132 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel als ein umlaufender äußerer Kragen an einem dem Sensorträger 102 zugewandten Ende des Wandelements 130 angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das dem Sensorträger 102 abgewandte Ende des Wandelements 130 einen umlaufenden inneren Kragen auf. Das Objektiv 106 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel einen Flansch auf, der an dem inneren Kragen anliegt und beispielsweise mittels der Klebeverbindung 111 mit dem inneren Kragen verbunden ist.
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In anderen Worten ausgedrückt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Aufbau eines Kameramoduls, das hier als Bilderfassungseinrichtung 100 beschrieben ist, mit einer stoffschlüssigen Verbindung des Sensorträgers 102, beispielsweise einer FR4-Leiterplatte, zum metallischen Objektivhalter 108 mittels Laserstrahlschweißen vorgestellt. An der Bilderfassungseinrichtungen 100 wird eine Schnittstelle zwischen dem Sensorträger 102 und dem Objektivhalter 108 nicht durch Kleben, Schrauben oder Nieten, sondern durch zumindest eines oder eine Mehrzahl von Fügehilfselementen 110 ausgeformt. Vor diesem Hintergrund ermöglicht der gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgestellte Ansatz eine gute Wärmeleitung, um eine Lebensdauer der Bilderfassungseinrichtung 100 zu erhöhen. Weiterhin ist der Ansatz im Gegensatz zu beispielsweise Schraubverbindungen innerhalb eines begrenzten Bauraumes realisierbar. Es wird anders ausgedrückt eine bauraumoptimierte Verbindung zwischen Sensorträger 102 und Objektivhalter 108 mit guten Wärmeleitungs- und Halteeigenschaften mit einem kostengünstigen und bewährten Leiterplattenaufbau mit beispielsweise einem FR4-Substrat beschrieben.
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Eine Verbindung des Sensorträgers 102 und des Objektivhalters 108 wird beispielsweise mittels einer stoffschlüssigen Schweißverbindung erreicht unter Verwendung des metallischen Fügehilfselements 110, welches beispielsweise in den Sensorträger 102 eingebracht wird und somit eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Fügepartner ermöglicht.
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Um eine stoffschlüssige Verbindung mittels Laserstrahlschweißen zwischen dem Sensorträger 102 und einem metallischen Objektivhalter 108 zu realisieren, wird das zusätzliche Fügehilfselement 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel aus demselben metallischen Werkstoff verwendet. Dieses Fügehilfselement 110 ist hierbei lediglich beispielhaft als metallisches Clipelement 122 auf den Rand 126 des Sensorträgers 102 aufgesteckt oder als Hülse in die Durchgangsöffnung 136 eingeführt.
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Beispielsweise ist der Objektivhalter 108 aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium (AI), einer Kupfer-Zink-Legierung (CuZn), wie beispielsweise Messing, oder beispielsweise Eisenmetallen oder optional auch aus Kunststoffen ausgeformt. Das Fügehilfselement 110 ist beispielsweise ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff wie beispielsweise Aluminium (AI), einer Kupfer-Zink-Legierung (CuZn), wie beispielsweise Messing, oder beispielsweise Eisenmetallen oder optional auch aus Kunststoffen ausgeformt. Beispielsweise beträgt eine Wandstärke des Fügehilfselements 110 durchgängig weniger als 2mm oder weniger als 1 mm, jedoch mehr als 0,05mm oder mehr als 0,1mm. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Fügehilfselements 110 im unverbauten Zustand als ein formstabiles einstückiges Teil ausgeformt.
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Ein Einsatzgebiet der Bilderfassungseinrichtung 100 liegt beispielsweise im Bereich von automotive Kamerasystemen, wobei das Fügehilfselement 110 als Verbindung zwischen dem Sensorträger 102 in Form einer Leiterplatte zu einem Gehäuse oder dem Objektivhalter 108 eingesetzt wird oder bei Steuergeräten als Verbindung zwischen Leiterplatte zu Gehäuse. Außerdem für Kamerasysteme im Konsumerbereich (Smartphone, Konsumer-Kamera) oder Kameras für professionelle Anwendungen (z.B. Wissenschaft).
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Bilderfassungseinrichtung 100. Die hier dargestellte Bilderfassungseinrichtung 100 entspricht oder ähnelt mindestens der in 1 beschriebenen Bilderfassungseinrichtung 100. Auch in 2 sind unterschiedliche Ausformungen des Fügehilfselements 110 dargestellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eines der Fügehilfselemente 110 als Plättchen 200 und das andere Fügehilfselement 110 als Einsetzelement 124 dargestellt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Plättchen 200 mit dem Sensorträger 102 stoffschlüssig mittels einer Lötverbindung 202 verbunden. Das Plättchen 200 ist eine Durchgangsöffnung 136 des Sensorträgers 102 überspannend angeordnet und im verbauten Zustand mindestens abschnittsweise zwischen dem Sensorträger 102 und dem Objektivhalter 108 angeordnet. Beispielsweise ist das Plättchen 200 als ein aufgelötetes Metallblech realisiert, welches auf der zu schweißenden Oberseite des Sensorträgers 102 aufgebracht ist.
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Das andere Fügehilfselement 110 in Form des Einsetzelements 124, ist in eine weitere Durchgangsöffnung 136 des Sensorträgers 102 eingesetzt, optional eingepresst.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fügehilfselements 110 in Form eines Einsetzelements 124 gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine Bilderfassungseinrichtung. Das Einsetzelement 124 ist dabei für eine Bilderfassungseinrichtung verwendbar, wie sie beispielsweise in mindestens einer der 1 bis 2 beschrieben wurde. Unter Verwendung des Einsetzelements 124 ist der Objektivträger 108 mit dem Sensorträger 102 verbunden. Das Einsetzelement 124 ist in eine Durchgangsöffnung 136 des Sensorträgers 102 eingeführt. Dazu wird das Einsetzelement 124 von einer dem Objektivhalter 108 abgewandten Seite 318 des Sensorträgers 102 ausgehend in die Durchgangsöffnung 136 des Sensorträgers 102 eingesetzt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Einsetzelement 124 eine zylinderförmige Seitenwand 300 auf. Ein erstes Ende 302 der Seitenwand 300 ist dabei von einem Koppelabschnitt 304 beispielsweise deckelartig verschlossen. An einer dem ersten Ende 302 gegenüberliegenden offenen zweiten Ende 306 der Seitenwand 300 weist das Einsetzelement 124einen Flansch 308 auf. Der Flansch 308 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel quer zu einer durch die Durchgangsöffnung 136 verlaufenden Achse 310 ausgerichtet und formt somit einen äußeren Kragen aus. Ein Außenumfang des Flansch 308 ist größer als ein Umfang der Durchgangsöffnung 136, sodass ein Durchrutschen des Einsetzelements 124 durch die Durchgangsöffnung 136 verhindert wird.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Koppelabschnitt 304 von einer dem Objektivhalter 108 zugewandten Oberfläche 314 des Sensorträgers 102 beabstandet angeordnet. Dadurch wird ein Spalt 316 zwischen dem Koppelabschnitt 304 und dem Objektivhalter 108 ausgeformt. Der Spalt 316 ist beispielsweise als ein definierter, nominaler Spalt 316 ausgeformt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Achse 310 eines Laserstrahls 312 bei einem Schweißvorgang, beispielsweise einem Laserschweißvorgang. Der Laserstrahl 312 ist dabei auf eine dem Objektivhalter 108 abgewandten Seite des Koppelabschnitts 304 gerichtet. Durch eine Schwindung oder Schrumpfung der metallischen Schmelze entstehen beim Laserstrahlschweißen Zugspannungen 320 zwischen den Fügepartnern, das bedeutet zwischen dem Fügehilfselement 110 und dem Objektivhalter 108. Diese Zugspannungen sind hierbei sehr vorteilhaft, da hierdurch eine Vorspannung, Schraubverbindungen ähnlich, realisiert wird.
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Lediglich optional ist das Einsetzelement 124 mit zumindest einer von hier beispielhaft zwei dargestellten Leiterbahnebenen des Sensorträgers 102 elektrisch leitend verbunden.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fügehilfselements 110 in Form eines Clipelements 122 gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine Bilderfassungseinrichtung. Das Clipelement 122 ist dabei in einer Bilderfassungseinrichtung einsetzbar oder verwendbar, wie sie in 1 beschrieben wurde. Das Clipelement 122 umgreift gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Rand 126 des Sensorträgers 102.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Clipelement 122 als metallischer Clip ausgeformt, der auf eine Seitenkante des Sensorträgers 102 aufgesteckt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Sensorträger 102 aufseiten des Objektivhalters 108 eine Vertiefung zum Aufnehmen eines aufseiten des Objektivhalters 108 angeordneten Koppelabschnitts des Clipelements 122 auf. Dadurch schließt der Koppelabschnitt bündig mit einer umgebenden Oberfläche des Sensorträgers 102 ab. Beispielsweise ist der Koppelabschnitt des Clipelements 122 auf eine Leiterbahnebene 440 des Sensorträgers 102 aufgesetzt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Spalt 316 zwischen dem Clipelement 122 und einem Verbindungsabschnitt des Objektivhalters 108 ausgeformt, wodurch bei einem Schweißvorgang entstehende Zugspannungen 320 zwischen dem Clipelement 122 und dem Objektivhalter 108 wirken können. Der Spalt 316 ist beispielsweise durch eine Aussparung an dem Objektivhalters 108 ausgeformt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Objektivhalter 108 auf einer dem Clipelement 122 abgewandten Seite eine Ausnehmung 134 auf, die ausgeformt ist, um den Schweißvorgang an der Schweißstelle 128 zu ermöglichen. Dazu wird gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Laserstrahl 312 auf einen Bolden der Ausnehmung 134 gerichtet.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fügehilfselements 110 in Form eines Plättchens 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine Bilderfassungseinrichtung. Das Plättchen 200 ist dabei in einer Bilderfassungseinrichtung einsetzbar oder verwendbar, wie sie in 2 beschrieben wurde.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Plättchen 200 mittels mindestens einer Lötverbindung 202 mit dem Sensorträger 102 verbunden. Der Objektivhalter 108 weist dabei eine Ausnehmung 134 auf, wie sie anhand von 4 beschrieben wurde, und der Sensorträger 102 weist eine Durchgangsöffnung 136 auf, wie sie anhand von 3 beschrieben wurde. Auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Plättchen 200 und dem Objektivhalter 108 ein Spalt 316 ausgeformt, wie es anhand von 4 beschrieben wurde. Das Plättchen 200 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein aufgelötetes Metallblech ausgeformt, welches auf der zu schweißenden Oberfläche 314 des Sensorträgers 102 aufgebracht ist. Beispielhaft ist das Plättchen 200 direkt auf eine Leiterbahnebene 440 des Sensorträgers 102 aufgelötet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Laserstrahl 312 durch die Durchgangsöffnung 136 hindurch auf das Plättchen 200 gerichtet, um das Plättchen 200 zum Herstellen der Schweißstelle 128 zu erhitzen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Laserstrahl durch die Ausnehmung 134 auf einen Boden der Ausnehmung 134 gerichtet werden, wie es anhand von 4 beschrieben ist.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die durch das Verfahren 600 herstellbare Bilderfassungseinrichtung kann beispielsweise der in einer der 1 bis 2 beschriebenen Bilderfassungseinrichtung entsprechen oder mindestens ähneln.
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Das Verfahren 600 umfasst dabei einen Schritt 602 des Bereitstellens, einen Schritt 604 des Verbindens und einen Schritt 606 des Verschweißens. Im Schritt 602 des Bereitstellens werden ein Sensorträger mit einem Sensorelement, ein Objektivhalter, ein Objektiv und zumindest ein Fügehilfselement bereitgestellt, wie sie anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben wurden. Im Schritt 604 werden das Fügehilfselement und der Sensorträger miteinander verbunden, lediglich beispielhaft miteinander verlötet oder verklemmt. In dem Schritt 606 werden das Fügehilfselement und der Objektivhalter miteinander verschweißt, beispielsweise unter Verwendung eines Laserstrahls. Dabei kann ein Schweißpunkt oder eine Schweißnaht erstellt werden.
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Wenn mehrere Fügehilfselemente verwendet werden, können diese im Schritt des 606 des Verschweißens zeitgleich oder zeitlich aufeinanderfolgend mit dem Objektivhalter verschweißt werden.
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Optional umfasst das Verfahren einen Schritt des Ausrichtens des Objektivs gegenüber dem Sensorelement und einen Schritt des Verklebens, in dem Objektiv und Objektivhalter miteinander verklebt werden, die vor oder nach dem Schritt 606 des Verschweißens ausgeführt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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