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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kamera und eine Kamera gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Stand der Technik
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Bei bekannten Herstellungsverfahren von Kameras können Fehlausrichtungen von optischen Achsen auftreten, welche die Erkennung eines Fahrzeugumfeldes mittels der Kamera signifikant verschlechtern. Um derartige Fehlausrichtungen zu vermeiden, können Bauteile von Kameras bei der Herstellung aufeinander ausgerichtet werden. So kann eine Objektivachse, d.h. eine Symmetrieachse eines Objektivs einer Kamera, derart ausgerichtet werden, dass sie mit einer auf einer Sensoroberfläche senkrecht stehenden Flächennormalen der Sensoroberfläche zusammenfällt. Hierdurch können Winkelverkippungen der Objektivachse zur Flächennormalen ausgeglichen werden. Das Objektiv und der Bildsensor können eine gemeinsame optische Achse aufweisen. Je präziser eine solche Ausrichtung erfolgt, desto zuverlässiger kann eine entsprechende Kamera arbeiten.
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Die Winkelverkippungen können durch Verbindungs- und Fertigungstoleranzen bei der Herstellung einer Kamera entstehen. Auch eine toleranzbedingte Verschiebung oder eine Verkippung einzelner optischer Linsen des Objektivs kann eine Ursache sein. Diese Verkippung ist eine ein Objektiv charakterisierende Größe, die durch eine entsprechende Gegenverkippung des Objektivs wieder ausgeglichen werden kann. Da ein reales Objekt im Allgemeinen auf eine Bildschale abgebildet wird, kann diese Verkippung als sogenannte Bildschalenverkippung bezeichnet werden.
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Die
DE 10 2014 211 879 A1 stellt ein Verfahren zum Herstellen einer Kamera vor, mittels dem ein Ausgleich einer solchen Bildschalenverkippung ermöglicht werden kann. Die hergestellte Kamera weist einen Schaltungsträger, einen Objektivhalter mit Tubus und Auflagestiften, einen auf dem Schaltungsträger montierten Bildsensor und ein im Objektivhalter aufgenommenes Objektiv auf, wobei der Objektivhalter mit seinen Auflagestiften auf der Bildsensor-Oberfläche oder dem Schaltungsträger aufliegt. Hierbei ist vorgesehen Objektivhalter mit unterschiedlicher Ausbildung der Auflagestifte als Objektivhalter unterschiedlicher Klassen oder Kategorien bereitzustellen. Auch Objektive werden anhand ihrer spezifischen Bildschalenverkippung klassifiziert oder kategorisiert. Anschließend wird zu einem Objektiv einer spezifischen Klasse jeweils ein Objektivhalter der hierzu vorgesehenen Klasse oder Kategorie gewählt und diese zur Ausbildung einer Kamera verwendet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Kamera aufweisend die Schritte: Zusammenfügen eines Schaltungsträgers und eines Metallrahmens an einer einen Bildsensor tragenden Oberfläche des Schaltungsträgers zum Bereitstellen einer Schaltungsträgeranordnung; Optische Vermessung der Schaltungsträgeranordnung zur Ermittlung einer Lage des Bildsensors auf dem Schaltungsträger; Einbringen eines Objektivs mit Objektivgehäuse in ein Kameragehäuse, wobei das Kameragehäuse einen sich in ein Inneres des Kameragehäuses erstreckenden Kameragehäusekragen mit einem auf einer dem Bildsensor zugewandten Seite angeordneten Stauchelement aufweist; und Befestigen des Objektivgehäuse am Kameragehäuse; optische Vermessung des am Kameragehäuse befestigten Objektivs zur Ermittlung eines Fokus und einer Bildebenenverkippung des Objektivs; Stauchen des Stauchelements in Abhängigkeit der optischen Vermessung der Schaltungsträgeranordnung und der optischen Vermessung des am Kameragehäuse befestigten Objektivs zur Einstellung einer Ausrichtung des Objektivs zur am Kameragehäuse anzuordnenden Schaltungsträgeranordnung entlang einer ersten Koordinatenachse und entlang zweier Rotationsachsen; Anordnen der Schaltungsträgeranordnung am Kameragehäuse und Ausrichten entlang zweier weiterer Koordinatenachsen und einer weiteren Rotationsachse; und Verbinden der Schaltungsträgeranordnung und des Kameragehäuses.
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Die mittels des Verfahrens hergestellte Kamera kann insbesondere zur Erfassung eines Umfeldes eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die mittels des Verfahrens hergestellte Kamera kann insbesondere eine Fahrzeugkamera sein. Der Schaltungsträger ist insbesondere als eine Leiterplatte ausgebildet. Das Objektiv kann eine oder mehrere optische Linsen aufweisen, welche in einem Inneren des Objektivgehäuses angeordnet sind. Das Objektiv weist insbesondere einen am Objektivgehäuse angeordneten, zylindrischen Objektivgehäusekragen auf. Das Befestigen des Objektivgehäuses am Kameragehäuse kann insbesondere derart stattfinden, dass der Objektivgehäusekragen auf einer dem Schaltungsträger zugewandten Seite am Kameragehäusekragen befestigt wird. Das Objektivgehäuse kann somit am Kameragehäusekragen befestigt werden. Insbesondere sind der Objektivgehäusekragen und der Kameragehäusekragen miteinander verbunden.
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Der Kameragehäusekragen ist insbesondere an einer dem Objektiv zugewandten Seite des Kameragehäuses angeordnet. Das Kameragehäuse mit dem Kameragehäusekragen kann einteilig ausgebildet sein. Der Kameragehäusekragen kann alternativ am Kameragehäuse befestigt, zum Beispiel verschweißt, sein. Die Anordnung des Stauchelements auf einer dem Bildsensor zugewandten Seite bedeutet mit anderen Worten, dass das Stauchelement auf einer der Schaltungsträgeranordnung zugewandten Seite des Kameragehäuses angeordnet ist. Die Anordnung des Stauchelement auf einer dem Bildsensor zugewandten Seite bedeutet mit anderen Worten, dass das Stauchelement auf einer dem Objektivgehäusekragen abgewandten Seite des Kameragehäusekragens angeordnet ist. Das Stauchelement kann verschiedenartig ausgebildet sein. Das Stauchelement ist insbesondere als ein das Objektivgehäuse umlaufender, stauchbarer oder gestauchter Steg ausgebildet. Alternativ weist das Stauchelement insbesondere drei, um das Objektivgehäuse herum angeordnete, stauchbare oder gestauchte Zapfen auf. Hierbei sind drei Zapfen vorteilhaft, da durch drei Punkte eine Ebene definiert ist. Hierdurch kann eine definierte Auflage der Schaltungsträgeranordnung am Kameragehäuse ermöglicht werden. Die drei Zapfen können in einer Ebene liegend angeordnet sein. Die drei Zapfen können um 120 Grad beabstandet angeordnet sein.
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Das Anordnen der Schaltungsträgeranordnung am Kameragehäuse kann derart geschehen, dass der Metallrahmen in Kontakt dem Stauchelement kommt. Das Verbinden der Schaltungsträgeranordnung und des Kameragehäuses kann mittels Laserschweißen, Schrauben oder auch Nieten geschehen. Nach dem Verbinden der Schaltungsträgeranordnung und des Kameragehäuses kann weiterhin ein Deckel und/oder ein Stecker an das Kameragehäuse angefügt werden.
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Der Schritt des Stauchens des Stauchelements kann beim hier vorgestellten Verfahren als erster Ausrichtungsschritt, der Schritt des Ausrichtens der Schaltungsträgeranordnung als zweiter Ausrichtungsschritt aufgefasst werden. Die erste und die zwei weiteren Koordinatenachse bilden insbesondere ein kartesisches Koordinatensystem. Die erste Koordinatenachse ist insbesondere die Achse, die parallel zur Objektivachse und/oder zu einer Flächennormalen des Bildsensors verläuft. Die erste Koordinatenachse kann als Z-Achse bezeichnet werden. Die zwei weiteren Koordinatenachsen liegen insbesondere in einer durch die Schaltungsträgeranordnung aufgespannte Ebene. Die zwei weiteren Koordinatenachsen können als X- und Y-Achse bezeichnet werden. Die zwei Rotationsachsen, entlang derer die Ausrichtung des Objektivs zur am Kameragehäuse anzuordnenden Schaltungsträgeranordnung vorgenommen wird, fallen insbesondere mit den zwei weiteren Koordinatenachsen zusammen. Entsprechend können die zwei Rotationsachsen als X-Rotationsachse (kurz: rotX) und Y-Rotationsachse (kurz: rotY) bezeichnet werden. Die weitere Rotationsachse fällt insbesondere mit der ersten Koordinatenachse zusammen. Entsprechend kann die weitere Rotationsachse als Z-Rotationsachse (kurz: rotZ) bezeichnet werden.
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Mittels der zwei Ausrichtungsschritte wird eine 6-Achsen-Ausrichtung ermöglicht. Mittels der zwei Ausrichtungsschritte können das Objektiv und der Bildsensor derart zueinander ausgerichtet werden, dass der Bildsensor präzise im Fokus des Objektivs angeordnet ist. Letzteres wird insbesondere durch die Ausrichtung entlang der ersten Koordinatenachse erreicht. Mittels der zwei Ausrichtungsschritte können zudem das Objektiv der Bildsensor derart zueinander ausgerichtet werden, dass eine Bildebenenverkippung bzw. Bildschalenverkippung des Objektivs ausgeglichen ist. Dies wird insbesondere durch die Ausrichtung entlang der zwei Rotationsachsen erreicht. Durch die Ausrichtung entlang der zwei weiteren Koordinatenachsen kann das Objektiv in Bezug auf den Bildsensor zentrisch angeordnet werden. Die Schaltungsträgeranordnung kann präzise zum Kameragehäuse ausgerichtet werden. Die Objektivachse kann mit der Flächennormale des Bildsensors zusammenfallen. Das Objektiv und der Bildsensor können eine gemeinsame optische Achse aufweisen. Die Ausrichtung entlang der dritten Rotationsachse erlaubt eine präzise Einstellung eines Wankwinkels einer Fahrzeugkamera.
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Der Vorteil der Erfindung besteht zum einen darin, dass der Einsatz von Klebstoff bei der Herstellung der Kamera, insbesondere bei den Ausrichtungsschritten, vermieden werden kann. Es können hierdurch Kosten für das Herstellungsverfahren verringert werden, da aufwändige Dosier- und Applikationsvorrichtungen für Klebstoffe vermieden werden. Trocknungszeiten für Klebstoffverbindungen werden vermieden, und somit das Herstellungsverfahren beschleunigt. Es werden Veränderungen der optischen Eigenschaften der Kamera, zum Beispiel durch Temperaturänderungen, Feuchtigkeit oder über die Lebensdauer der Kamera, vermieden, wie sie bei bekannten, Klebstoffverbindungen aufweisenden Kameras erfahrungsgemäß auftreten. Außerdem wird durch das Stauchen des Stauchelements ein individuelles Anpassen des Kameragehäuses in Abhängigkeit der optischen Vermessung der Schaltungsträgeranordnung und der optischen Vermessung des am Kameragehäuse befestigten Objektivs ermöglicht. Im Vergleich zu einer Bereitstellung unterschiedlicher Klassen oder Kategorien von Objektivhaltern mit unterschiedlicher Ausbildung der Auflagestifte, wie zum Beispiel in der
DE 10 2014 211 879 A1 beschrieben, kann das hier vorgestellte Verfahren etwas zeitaufwendiger sein. Doch gerade durch dieses individuelle Anpassen wird es möglich, Kameras mit sehr hohen Schärfeanforderungen (Abbildungstiefe < 15-20 µm) herzustellen. Bekannte andere, zum Beispiel auch Klebstoffverbindungen aufweisende, Kameras können derartige Schärfeanforderungen nicht bzw. nicht über die gesamte Lebensdauer einer Kamera konstant gewährleisten. Die optischen Eigenschaften der nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Kameras sind über eine lange Lebensdauer konstant. Es wird eine lange haltbare Kamera mit sehr geringen Abbildungstiefen realisiert, welche sowohl präzise die optischen Achsen von Bildsensor und Objektiv vereint, als auch den Bildsensor präzise im Fokus des Objektivs hält. Zudem kann durch das Verbinden der Schaltungsträgeranordnung und des Kameragehäuses mittels Laserschweißens eine Kamera metallisch dicht miteinander verbunden werden. Hierdurch wird die Kamera weniger anfälliger für ungewollte Veränderungen der optischen Eigenschaften über die Lebensdauer. Zudem kann der Bildsensor vor äußeren Einflüssen geschützt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der optischen Vermessung der Schaltungsträgeranordnung ein Abstand einer sensitiven Fläche des Bildsensors von der Oberfläche des Schaltungsträgers und/oder eine Flächennormale des Bildsensors ermittelt wird. Hierbei wird insbesondere eine Ebene der sensitive Fläche in Bezug auf Referenzflächen der Schaltungsträgeranordung vermessen. Hierbei wird insbesondere eine Ebene der sensitive Fläche in Bezug auf den Metallrahmen der Schaltungsträgeranordung vermessen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass das Stauchen des Stauchelements noch präziser erfolgt. Das individuelle Anpassen des Kameragehäuses erfolgt noch präziser und eine Kamera mit sehr geringer Abbildungstiefe kann realisiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Schritt des Stauchens das Stauchelement an drei verschiedenen Stellen gestaucht wird, und wobei an den drei verschiedenen Stellen mit gleichem und/oder verschiedenem Druck oder mit gleichem und/oder verschiedenem Weg gestaucht wird. Das Stauchelement kann insbesondere mittels einer ebenen Platte gestaucht werden. Als Führungsgröße für das Stauchen kann ein Weg der Platte verwendet werden. Der Druck und/oder der Weg, mit dem jede Stelle eingedrückt wird, ist hierbei insbesondere abhängig von der optischen Vermessung. Ist zum Beispiel ein Ausrichten des Objektivs zu der am Kameragehäuse anzuordnenden Schaltungsträgeranordnung nötig, sprich wurden bei den optischen Vermessungen Winkelfehler ermittelt, so kann der Weg an den drei Stellen unterschiedlich sein. Wurden hingegen bei den optischen Vermessungen keine Winkelfehler ermittelt, so kann der Weg an den drei Stellen gleich sein. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der erste Ausrichtungsschritt sehr präzise erfolgen kann. Insbesondere können die Korrekturen der Abweichungen der Ausrichtung des Objektivs entlang der ersten Koordinatenachse und entlang der zwei Rotationsachsen sehr präzise erfolgen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Objektiv derart in das Kameragehäuse eingebracht wird, dass eine Symmetrieachse des Kameragehäuses und eine optische Achse des Objektivs zusammenfallen. Hierbei wird zunächst das Objektiv in einer geeigneten Rotationsposition (Azimutwinkel) in das Kameragehäuse eingesetzt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass hierdurch Winkelverkippungen durch Verbindungs- und Fertigungstoleranzen geringgehalten oder vermieden werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Befestigen des Objektivgehäuses am Kameragehäuse mittels Laserschweißen oder mittels einer Schraubverbindung erfolgt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass auch diese Befestigungsstelle ohne Klebstoff auskommt. Veränderungen der optischen Eigenschaften der Kamera, zum Beispiel durch Temperaturänderungen, Feuchtigkeit oder über die Lebensdauer, können noch besser vermieden werden. Die Kosten für das Herstellungsverfahren können weiter verringert werden. Zudem können Kameragehäuse und Objektivgehäuse metallisch dicht miteinander verbunden werden. Dies ist insbesondere beim Befestigen mittels Laserschweißen der Fall. Hierdurch wird die Kamera weniger anfällig für ungewollte Veränderungen der optischen Eigenschaften über die Lebensdauer.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zusammenfügen des Schaltungsträgers mit dem Metallrahmen durch Nieten oder Schrauben erfolgt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass eine stabile Schaltungsträgeranordnung zur Verfügung gestellt werden kann. Durch den direkten metallischen Kontakt zwischen Schaltungsträger und Rahmen kann eine gute thermische Anbindung der Elektronik erfolgen. Dadurch kann die Temperatur des Bildsensors deutlich reduziert werden. Auch hier kann die Verwendung von Klebstoff vermieden werden.
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Die Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Die Erfindung geht weiterhin aus von einer nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Kamera umfassend ein Kameragehäuse mit einem sich in ein Inneres des Kameragehäuses erstreckenden Kameragehäusekragen, wobei auf einer einem Bildsensor zugewandten Seite des Kameragehäusekragens ein Stauchelement angeordnet ist; ein in das Kameragehäuse eingebrachtes Objektiv, wobei ein Objektivgehäuse des Objektivs am Kameragehäuse befestigt ist; und eine Schaltungsträgeranordnung mit einem Schaltungsträger, dem Bildsensor und einem Metallrahmen, welcher auf einer, den Bildsensor tragenden Oberfläche des Schaltungsträgers angeordnet ist. Hierbei sind die Schaltungsträgeranordnung und das Kameragehäuses mittels Laserschweißverbindungen miteinander verbunden. Insbesondere ist die Schaltungsträgeranordnung derart am Kameragehäuse angeordnet, dass der Metallrahmen in Kontakt mit dem Stauchelement steht. Insbesondere sind der Metallrahmen und das Stauchelement mittels einer Laserschweißverbindungen miteinander verbunden. Das Stauchelement ist insbesondere gestaucht oder stauchbar.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Metallrahmen aus Aluminium ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der Metallrahmen eine Federwirkung in Richtung von Befestigungspunkten zum Schaltungsträger aufweist. Zudem gleicht der Aluminium-Metallrahmen temperaturbedingte Ausdehnungen des Kameragehäuses aus. Hierdurch wird ein Durchbiegen des Schaltungsträgers verhindert. Es wird verhindert, dass sich der Schaltungsträger und mit ihm der Bildsensor bei Temperatüränderungen oder über die Zeit hebt oder senkt. Die Ausrichtung von Objektiv und Bildsensor wird stabil gehalten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stauchelement als ein das Objektivgehäuse umlaufender, stauchbarer oder gestauchter Steg ausgebildet ist oder dass das Stauchelement drei, um das Objektivgehäuse herum angeordnete, stauchbare oder gestauchte Zapfen aufweist. Die drei Zapfen können in einer Ebene liegend angeordnet sein.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemente. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Kamera;
- 2 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsträgeranordnung;
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines an einem Kameragehäuse befestigten Objektivs in einer Schnittdarstellung;
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines an einem Kameragehäuse befestigten Objektivs in einer Untersicht;
- 5 eine Darstellung des Anordnens der Schaltungsträgeranordnung am Kameragehäuse in einer Schnittdarstellung;
- 6 eine Darstellung des Anordnens und des Ausrichtens der Schaltungsträgeranordnung am Kameragehäuse in einer Unteransicht;
- 7 ein Ausführungsbeispiel einer Kamera.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100 zur Herstellung einer Kamera. Im Schritt 101 werden ein Schaltungsträger und ein Metallrahmen an einer einen Bildsensor tragenden Oberfläche des Schaltungsträgers zusammengefügt. Hierdurch wird eine Schaltungsträgeranordnung bereitgestellt. Im Schritt 102 wird die Schaltungsträgeranordnung optisch vermessen, um eine Lage des Bildsensors auf dem Schaltungsträger zu ermitteln. Im Schritt 103 wird ein Objektiv mit Objektivgehäuse in ein Kameragehäuse eingebracht, wobei das Kameragehäuse einen sich in ein Inneres des Kameragehäuses erstreckenden Kameragehäusekragen mit einem auf einer dem Bildsensor zugewandten Seite angeordneten Stauchelement aufweist. Im Schritt 104 wird das Objektivgehäuse am Kameragehäuse befestigt. Im Schritt 105 wird das am Kameragehäuse befestigte Objektivs optisch vermessen, um einen Fokus und eine Bildebenenverkippung des Objektivs zu ermitteln. Die Ergebnisse der beiden optischen Vermessungen aus Schritt 102 und 105 werden anschließend im Schritt 106 verwendet. Im Schritt 106 wird das Stauchelement in Abhängigkeit der optischen Vermessung der Schaltungsträgeranordnung und der optischen Vermessung des am Kameragehäuse befestigten Objektivs gestaucht. Hierdurch wird eine Ausrichtung des Objektivs zur am Kameragehäuse anzuordnenden Schaltungsträgeranordnung entlang einer ersten Koordinatenachse und entlang zweier Rotationsachsen ausgerichtet. Im Schritt 107 wird die Schaltungsträgeranordnung am Kameragehäuse angeordnet und im Schritt 108 entlang zweier weiterer Koordinatenachsen und einer weiteren Rotationsachse ausgerichtet. Im Schritt 109 werden die Schaltungsträgeranordnung und das Kameragehäuse miteinander verbunden. Nach dem Verbinden der Schaltungsträgeranordnung und des Kameragehäuses kann in einem optionalen, hier nicht gezeigten, Schritt ein Deckel und/oder ein Stecker an das Kameragehäuse angefügt werden.
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Die nachfolgenden 2 bis 7 zeigen weitere Details zu einzelnen Verfahrensschritten, einzelnen Bauteilen der Kamera bzw. die Kamera als solche. In den hier gezeigten Beispielen weist das Stauchelement drei, um das Objektivgehäuse herum angeordnete, stauchbare oder gestauchte Zapfen auf. Die Ausführungen sind analog auch auf Verfahrensschritte bzw. eine Kamera anwendbar, bei denen das Stauchelement anders ausgebildet ist, zum Beispiel in der Art eines das Objektivgehäuse umlaufenden, stauchbaren oder gestauchten Steges oder in einer anderen Geometrie.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsträgeranordnung 200. Hierbei ist in 2A eine Steckerseite der Schaltungsträgeranordnung 200 und in 2B eine Bildsensorseite der Schaltungsträgeranordnung 200 zu sehen. Auf der Steckerseite der Schaltungsträgeranordnung 200 sind die zwei Stellen 202 erkennbar, an denen zum Beispiel mittels Nieten oder Schrauben der Metallrahmen 204 und der Schaltungsträger 201 zusammengefügt werden oder sind. Weiterhin sind die drei Stellen 203 erkennbar, an denen im Schritt 109 des oben beschriebenen Verfahrens 100 die Schaltungsträgeranordnung 200 an das Kameragehäuse geschweißt werden kann. Auf der Bildsensorseite der Schaltungsträgeranordnung 200 in 2B ist neben dem Schaltungsträger 201 und dem Bildsensor 205 auch der Metallrahmen 204 erkennbar. Der Metallrahmen 204 umrahmt im hier gezeigten Beispiel den Schaltungsträger 201 gleichmäßig, wobei der Metallrahmen 204 an den zwei Stellen 202, an denen er mit dem Schaltungsträger 201 zusammengefügt wird oder ist, zum Bildsensor 205 ausgerichtete Ausbuchtungen aufweist. Der Metallrahmen 204 kann aus Aluminium ausgebildet sein.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines an einem Kameragehäuse 304 befestigten Objektivs 301 in einer Schnittdarstellung, sprich das Verfahren 100 nach dem Schritt 104. Das Objektiv 301 und das Kameragehäuse 304 können hierbei mittels einer Laserschweißverbindung oder mittels einer Schraubverbindung aneinander befestigt worden sein. In 3 ist erkennbar, dass das Kameragehäuse 304 einen sich in ein Inneres des Kameragehäuses 304 erstreckenden Kameragehäusekragen 305 aufweist. Das Objektiv 301 weist das Objektivgehäuse 302 und den am Objektivgehäuse 302 angeordneten, zylindrischen Objektivgehäusekragen auf. Das Objektiv 301 und das Kameragehäuse 304 sind derart aneinander befestigt, dass der Objektivgehäusekragen 303 auf einer dem Schaltungsträger 201 zugewandten Seite am Kameragehäusekragen 305 befestigt ist. Weiterhin sind die Zapfen 306-1 und 306-2 auf der dem Objektivgehäusekragen 303 abgewandten Seite des Kameragehäusekragen 305 erkennbar. Aufgrund der Schnittdarstellung ist der dritte am Kameragehäusekragen 305 angeordnete Zapfen in 3 nicht zu sehen. Die drei Zapfen lassen sich besser in 4 erkennen.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines an einem Kameragehäuse 304 befestigten Objektivs 301 in einer Untersicht. Auf einer dem Objektivgehäusekragen 303 abgewandten Seite des Kameragehäusekragen 305 sind hier die drei Zapfen 306-1, 306-2 und 306-3 angeordnet. Die drei Zapfen 306-1, 306-2 und 306-3 können im Schritt 106 des oben beschriebenen Verfahrens 100 in Abhängigkeit der optischen Vermessungen aus den Schritten 102 und 105 gestaucht werden. Es kann eine erste Korrektur der Abweichungen der Ausrichtung des Objektivs 301 entlang einer ersten, zum Beispiel in 5 gezeigten, Koordinatenachse Z und entlang einer ersten und einer zweiten Rotationsachse, hier X-Rotationsachse rotX und Y-Rotationsachse rotY erfolgen. Hierbei können die drei Zapfen 306-1, 306-2 und 306-3 mit gleichem und/oder verschiedenem Druck gestaucht werden.
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5 zeigt eine Darstellung des Anordnens 107 der Schaltungsträgeranordnung 200 am Kameragehäuse 304 und des Ausrichtens 108 in einer Schnittdarstellung. Die Schaltungsträgeranordnung 200 bestehend aus dem Schaltungsträger 201 und dem Metallrahmen 204 wird derart am Kameragehäuse 304 angeordnet, dass der Metallrahmen 204 in Kontakt mit den Zapfen, hier der Zapfen 306-1 und der Zapfen 306-2 zu sehen, kommt. Im Schritt 108 wird die Schaltungsträgeranordnung 200 entlang zweier weiterer Koordinatenachsen, hier der X- und Y-Achse, und entlang einer weiteren Rotationsachse, hier der Z-Rotationsachse rotZ ausgerichtet.
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Durch die zwei Schritte 106 und 108 können das Objektiv 301 und der Bildsensor 205 derart zueinander ausgerichtet werden, dass Fehler aller sechs Raumachsen ausgeglichen sind. Das Objektiv 301 und der Bildsensor 205 können hierdurch eine gemeinsame optische Achse 506 aufweisen.
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6 zeigt eine Darstellung des Ausrichtens 108 der Schaltungsträgeranordnung am Kameragehäuse in einer Unteransicht. Hier sind noch einmal genauer die zwei weiteren Koordinatenachsen X und Y, sowie die weitere Rotationsachse rotZ erkennbar.
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7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kamera 700. Die Kamera 700 kann durch das oben beschriebene Verfahren 100 hergestellt worden sein. Die Kamera 700 umfasst eine Schaltungsträgeranordnung mit einem Schaltungsträger 201 und eine Metallrahmen 204, welche an einer einen Bildsensor tragenden Seite des Schaltungsträgers 201 angeordnet ist. Die Kamera 700 umfasst weiterhin ein Kameragehäuse 304 mit einem sich in ein Inneres des Kameragehäuses 304 erstreckenden Kameragehäusekragen 305, wobei auf einer der Schaltungsträgeranordnung zugewandten Seite des Kameragehäusekragen 305 ein Stauchelement, hier die drei stauchbaren oder gestauchten Zapfen 306-1 und 306-2, angeordnet sind. Die Schaltungsträgeranordnung ist hierbei derart am Kameragehäuse 304 angeordnet, dass der Metallrahmen 204 in Kontakt mit den drei Zapfen steht. Die Schaltungsträgeranordnung und das Kameragehäuse 304 sind mittels der Laserschweißverbindungen 701-1, 702-2 verbunden. Die Laserschweißverbindungen 701-1, 702-2 sind insbesondere an den in 2 gezeigten Stellen 203 angeordnet. Die Laserschweißverbindungen 701-1, 702-2 können somit als Verbindungsstellen der Schaltungsträgeranordnung mit dem Stauchelement, hier den drei Zapfen 306-1 bis 306-3, des Kameragehäuses 304 aufgefasst werden. Die Kamera 700 umfasst weiterhin ein Objektiv 301 mit einem Objektivgehäuse 302 und einem am Objektivgehäuse 302 angeordneten, zylindrischen Objektivgehäusekragen 303. Der Objektivgehäusekragen 303 ist auf einer dem Schaltungsträger 201 zugewandten Seite am Kameragehäusekragen 305 angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014211879 A1 [0004, 0011]
