-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kamera-Unterbaugruppe, wobei eine Objektivanordnung mit einem Objektiv und einem Objektivhalter bereitgestellt wird, wobei das Objektiv mit einem Objektivtubus und mindestens einem im Objektivtubus aufgenommenen, optischen Element bereitgestellt wird, und wobei dem Objektiv eine optische Achse zugeordnet ist. Weiterhin wird eine Bildsensoranordnung mit einem Träger und einem auf dem Träger angeordneten Bildsensor bereitgestellt und die Bildsensoranordnung am Objektivhalter der Objektivanordnung angeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Kamera-Unterbaugruppe sowie eine Kraftfahrzeugkamera mit einer solchen Kamera-Unterbaugruppe.
-
Kamerasysteme, wie sie zum Beispiel für autonome Fahrsysteme von Kraftfahrzeugen verwendet werden, umfassen üblicherweise ein optisches Modul, welches an einer Hauptleiterplatte für die Datenverarbeitung angeordnet sein kann oder an einer Steuereinheit, insbesondere einer elektronischen Steuereinheit. Ein solches optisches Modul umfasst ein Objektiv. Dieses Objektiv weist wiederum einen Objektivtubus auf, in welchem einer oder mehrere optische Elemente, zum Beispiel Linsen, angeordnet sein können. Diese können zudem mittels Abstandshalter voneinander separiert sein. Der äußere Teil des Objektivtubus kann einen Flansch oder ein Gewinde aufweisen, um das Objektiv an einem Gehäuse für das Optikmodul oder einem Linsenhalter zu fixieren. Um die verschiedenen Komponenten einer solchen Kamera-Unterbaugruppe zueinander anzuordnen und zu fixieren, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann die Leiterplatte des Bildsensors an einem Teil eines Frontgehäuses befestigt werden und anschließend das Objektiv in Bezug auf den Bildsensor ausgerichtet und ebenfalls am Frontgehäuse angeklebt werden. Der Kleber stellt dabei den Kontakt zwischen dem Objektivtubus und dem Objektivhalter her, der in diesem Fall gleichzeitig durch das Frontgehäuse bereitgestellt ist. Dieser Kleber kann sich aufgrund des thermischen Verhaltens ausdehnen oder zusammenziehen, was im Laufe der Zeit zu einer Fehlausrichtung zwischen dem Objektiv und dem Bildsensor führen kann. Bei einer weiteren Variante wird das Objektiv zunächst am äußeren Teil des Frontgehäuses befestigt und dann der Bildsensor beziehungsweise die Bildsensorleiterplatte in Bezug auf das Objektiv ausgerichtet. Schließlich wird die Bildsensorleiterplatte befestigt. Auch hier kann zur Befestigung wieder ein Kleben verwendet werden, was wiederum zu den oben genannten Problemen einer möglichen Fehlausrichtung im Laufe der Lebensdauer bedingt durch das thermische Verhalten des Klebstoffs führen kann. Bei der Fixierung des Objektivs am Frontgehäuse muss nicht notwendigerweise ein Klebstoff verwendet werden. Diese Befestigung kann zum Beispiel auch mittels Schrauben erfolgen. Eine Schraubverbindung ermöglicht jedoch keine Ausrichtung des Objektivs relativ zum Bildsensor. Entsprechend wird diese Ausrichtung über die Ausbildung der Klebestelle realisiert, zum Beispiel über die Dicke und Formgebung dieser Klebestelle. Daher wird üblicherweise immer mindestens eine Klebeverbindung beim Zusammenfügen der Bauteile vorgesehen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass ein vom Kamerafrontgehäuse separater Objektivhalter als Verbindungsglied zwischen dem Objektiv und der Leiterplatte vorgesehen ist. Dabei wird dann die Bildsensorleiterplatte zunächst am Objektivhalter zu befestigen. Das Objektiv wird dann relativ zum Bildsensor ausgerichtet und an den Objektivhalter geklebt. Schließlich wird der Linsenhalter am Frontgehäuse des Optikmoduls fixiert. In diesem Fall ist also der Objektivhalter separat vom Frontgehäuse ausgeführt. Dies erhöht die Anzahl an Einzelteilen und führt damit zu einer komplizierteren Anordnung und einem aufwendigeren Herstellungsprozess. Außerdem ist auch hier wiederum eine Klebeverbindung mit den oben beschriebenen Nachteilen erforderlich.
-
Wünschenswert wäre es daher, eine solche Kamera-Unterbaugruppe auf möglichst einfache, effiziente, kompakte, kostengünstige und gleichzeitig möglichst genau justierte und auch über Lebenszeit möglichst wenig fehleranfällige Weise bereitstellen zu können.
-
Die
US 2020/033 6633 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bereitstellung einer Kamera-Unterbaugruppe für eine Fahrzeugkamera mit einem Linsentubus, einem Linsenhalter und einer Bildsensorleiterplatte. Dabei wird ein Klebstoff in einem unausgehärteten Zustand an einer ringförmigen Befestigungsfläche des Linsenhalters und/oder des Linsentubus aufgebracht. Dann werden diese beiden Bauteile miteinander in Kontakt gebracht und dabei das Objektiv relativ zum Bildsensor auf der Bildsensorleiterplatte ausgerichtet. Der Linsenhalter kann dabei auch mit einem Frontgehäuse kombiniert sein beziehungsweise dieses bereitstellen. Der Bildsensor beziehungsweise die Bildsensorleiterplatte kann mittels Schrauben am Gehäuse oder dem Linsenhalter angeordnet sein. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Linsentubus und das Kamerafrontgehäuse als ein einziges Teil auszubilden. Dieses kann als Kunststoffspritzgussbauteil gefertigt sein oder durch ein geeignetes Metallbearbeitungsverfahren. Die Bildsensorleiterplatte kann dann an diesem Teil angeordnet werden. Hierfür kann wiederum ein Klebstoff verwendet werden. Alternativ kann das integrale Bauteil auch über Einsätze verfügen, die auf die Leiterplatte mittels Reflow-Löten aufgelötet werden. Im ersten Fall ergibt sich wiederum das oben beschriebene Problem der thermischen Eigenschaften eines solchen Klebers, die im Laufe der Zeit zu einer Fehlausrichtung zwischen Objektiv und Bildsensor führen können, und im zweiten Fall scheint keine genaue Ausrichtung und Positionierung dieser beiden Komponenten relativ zueinander möglich zu sein.
-
Des Weiteren beschreibt die
US 2019/0381952 A1 eine Fahrzeugkamera mit einem Kameragehäuse, einer Leiterplatte und einem Objektivtubus mit einem Flansch an einem Ende. Der Flansch und die Leiterplatte werden an die gleiche Seite des Kameragehäuses angeklebt, wobei auch die Ausrichtung des Bildsensors zu den Linsen, die im Objektivtubus aufgenommen sind, erfolgt.
-
Weitere Fahrzeugkameras oder Unterbaugruppen sind zum Beispiel in der
US 2016/0037028 A1 ,
KR 20130056435 A ,
CN 212207800 U ,
US 2021/0103119 A1 und der
US 2020/0382682 A1 beschrieben. Eine zufriedenstellende Lösung für oben genannte Problematik wird hierbei jedoch nicht aufgezeigt.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, eine Kamera-Unterbaugruppe und eine Kraftfahrzeugkamera bereitzustellen, die eine möglichst einfache, kostengünstige und effiziente Herstellung einer möglichst kompakten Kamera-Unterbaugruppe erlauben und gleichzeitig eine möglichst einfache und genaue Ausrichtung eines Objektivs relativ zu einem Bildsensor, die über Lebenszeit eine möglichst geringer Fehleranfälligkeit aufweist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Kamera-Unterbaugruppe und eine Kraftfahrzeugkamera mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung, sowie der Figuren.
-
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Kamera-Unterbaugruppe wird eine Objektivanordnung mit einem Objektiv und einem Objektivhalter bereitgestellt, wobei das Objektiv mit einem Objektivtubus und mindestens einem im Objektivtubus aufgenommenen optischen Element bereitgestellt wird, wobei dem Objektiv eine optische Achse zugeordnet ist. Weiterhin wird eine Bildsensoranordnung mit einem Träger und einem auf dem Träger angeordneten Bildsensor bereitgestellt und die Bildsensoranordnung am Objektivhalter der Objektivanordnung angeordnet. Dabei sind der Objektivhalter und der Objektivtubus einstückig ausgebildet und eines der beiden Elemente aus Träger und Objektivhalter ist mit mindestens einem Pin ausgebildet und das andere der beiden Elemente ist mit mindestens einer korrespondierenden Öffnung ausgebildet, in welche der mindestens eine Pin beim Anordnen der Bildsensoranordnung am Objektivhalter durch eine zur optischen Achse des Objektivs parallele Relativbewegung von Bildsensoranordnungen und Objektivhalter eingeführt wird.
-
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass es einerseits durch die einstückige Ausbildung des Objektivhalters und des Objektivtubus möglich ist, die Gesamtanordnung, nämlich die Kamera-Unterbaugruppe, um eine Fügestelle zu reduzieren, was die thermische Stabilität dieser Gesamtanordnung deutlich erhöht. Außerdem vereinfacht sich hierdurch auch der Montageprozess und verringert die Anzahl zu montierender Bauteile. Dies reduziert auch die Anzahl der nötigen Verbindungselemente, zum Beispiel Schrauben. Hierdurch entfällt jedoch gerade auch die Flugverbindung, die bislang bevorzugt zur Ausrichtung von Objektiv und Bildsensor verwendet wurde. Dabei beruht die Erfindung zudem auf der Erkenntnis, dass eine Ausrichtung von Objektiv und Bildsensor zueinander in diesem Fall dann über die Fügeverbindung zwischen der Bildsensoranordnung und der Objektivanordnung möglich ist, und diese Ausrichtung sich gerade dann besonders vorteilhaft und vor allem auch über Lebensdauer robust bereitstellen lässt, wenn hierfür keine zur optischen Achse senkrechte und flächig ausgedehnte Klebefläche verwendet wird, sondern mindestens ein Pin, das heißt ein länglicher Stift, und eine zu diesem Pin korrespondierende Öffnung verwendet werden, in die der Pin beim Anordnen der Bildsensoranordnung an der Objektivanordnung eingeschoben wird. Der mindestens eine Pin kann beispielsweise am Objektivhalter angeordnet sein und die mindestens eine Öffnung im Träger des Bildsensors oder umgekehrt. Der mindestens eine Pin und die korrespondierende Öffnung sind dabei so ausgebildet, dass das Anordnen der Bildsensoranordnung und der Objektivanordnung gemäß einer Relativbewegung erfolgt, welche parallel zur optischen Achse des Objektivs ausgerichtet ist. Dies ermöglicht einerseits eine besonders genaue Positionierung von Objektiv und Bildsensor zueinander, vor allem aber ermöglicht dies auf besonders vorteilhafte Weise eine Ausrichtung von Objektiv relativ zum Bildsensor dadurch, wie tief ein solcher Pin in die zugeordnete korrespondierende Öffnung eingeschoben wird. Ist dann das Objektiv letztendlich in seiner finalen Position relativ zum Bildsensor orientiert und positioniert, so kann letztendlich der mindestens eine Pin in der Öffnung fixiert werden. Zudem beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass, selbst wenn für diese Fixierung ein Klebstoff verwendet werden würde, was nicht notwendigerweise der Fall sein muss, eine thermische Verformung dieser Klebestelle keinen oder kaum Einfluss auf die relative Positionierung zwischen Bildsensor und Objektiv vor allem nicht in Richtung der optischen Achse zur Folge hat, da sich dann der Klebstoff, wenn dieser zum Beispiel in der mindestens einen Öffnung angeordnet wird, vielmehr zwischen dem Pin und der Innenwandung der Öffnung befinden würde und damit nicht mehr in axialer Richtung bezogen auf die optische Achse zwischen der Bildsensoranordnung und der Objektivanordnung angeordnet wäre. Durch das synergetische Zusammenwirken all dieser Merkmale lässt es sich letztendlich bewerkstelligen, dass eine Kamera-Unterbaugruppe gefertigt werden kann, die über Lebenszeit sehr temperaturstabil ist, so dass Umwelteinflüsse und vor allem Temperatureinflüsse die Ausrichtung des Objektivs relativ zum Bildsensor im Laufe der Zeit kaum beeinträchtigen, und zugleich lässt sich der Herstellungsprozess deutlich vereinfachen, da deutlich weniger einzelne Bauteile zueinander gefügt werden müssen und entsprechend auch deutlich weniger Herstellungsschritte erforderlich sind, sowie weniger Material. Die Erfindung ermöglicht eine besonders vorteilhafte Einstellung und Ausrichtung des Bildsensors relativ zum Objektiv, minimiert die Degradierung über Lebenszeit sowie auch temperaturbedingte Veränderungen, beschleunigt den Herstellungsprozess, verringert die Kosten des Prozesses und letztendlich auch die Kosten der resultierenden Kamera-Unterbaugruppe.
-
Unter einer Kamera-Unterbaugruppe ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Unterbaugruppe einer Fahrzeugkamera zu verstehen, die ein Objektiv umfasst. Entsprechend kann die Kamera-Unterbaugruppe beispielsweise auch als optisches Modul bezeichnet werden. Die Kamera-Unterbaugruppe stellt zum Beispiel einen Teil einer Kraftfahrzeugkamera dar. Das Verfahren zum Herstellen einer Kamera-Unterbaugruppe kann entsprechend Teil eines Verfahrens zum Herstellen einer Kamera, insbesondere Kraftfahrzeugkamera sein. Das Objektiv kann darüber hinaus wie eingangs beschrieben ausgebildet sein. Im Allgemeinen umfasst dieses einen Objektivtubus, in welchem mindestens ein optisches Element aufgenommen ist. Bei einem solchen optischen Element kann es sich um eine Linse handeln, jedoch sind auch andere optische Elemente denkbar, die im Objektivtubus aufgenommen sein können, zum Beispiel Filterelemente, diffraktive optische Elemente, oder ähnliches. Weiterhin kann im Objektivtubus nicht nur ein solches optisches Element, sondern auch mehrere, insbesondere verschiedene, optische Elemente aufgenommen sein, insbesondere verschiedene Linsen und/oder Filter. Die optischen Elemente können dabei zudem durch Abstandselemente in Richtung der optischen Achse voneinander separiert sein und gehalten werden. Durch diese Abstandselemente können die optischen Elemente in einem definierten Abstand zueinander gehalten werden, um die gewünschten optischen Eigenschaften des Objektivs bereitzustellen. Der Objektivtubus weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und fungiert als Gehäuse für das mindestens eine optische Element. Unter einem Objektivhalter ist im Allgemeinen eine Anbindungsstelle zu verstehen, über welche das Objektiv an der Bildsensoranordnung angebunden wird. Ein solcher Objektivhalter kann zum Beispiel lediglich die beim Zusammenbau der Bildsensoranordnung zugewandte Stirnseite des Objektivtubus darstellen, oder einen an dieser Stirnseite ringförmig angeordneten Flansch oder eine Verbreiterung des Objektivtubus oder ähnliches. Als Objektivhalter kann beispielsweise auch nur der mindestens eine Pin als solcher aufgefasst werden und/oder das Teil oder der Abschnitt des Objektivtubus, in dem die mindestens eine zum Pin korrespondierende Öffnung angeordnet ist. In jedem Fall wird das Objektiv, genauer gesagt der Objektivtubus mittels des mindestens einen Pins und der korrespondierenden Öffnung direkt am Träger des Bildsensors angeordnet und befestigt, ohne ein separates Zwischenteil oder separates Verbindungsglied. Wie später näher erläutert ist, kann zusätzlich auch ein Gehäuseteil, insbesondere ein Frontgehäuseteil, vorgesehen sein, welches ebenfalls einstückig mit dem Objektivhalter beziehungsweise dem Objektivtubus ausgebildet sein kann. Hierdurch lässt sich die Anzahl zu fügende Bauteile weiter reduzieren.
-
Der Träger der Bildsensoranordnung, auf welchem der Bildsensor angeordnet ist, kann zum Beispiel eine Leiterplatte umfassen oder durch eine solche Leiterplatte bereitgestellt sein. Bei dem Bildsensor kann es sich zum Beispiel um einen CMOS-Sensor oder einen CCD-Sensor oder einen anderen aus dem Stand der Technik bekannten Bildsensor handeln. Der Träger kann dabei zum Beispiel eben ausgebildet sein mit einer Ebene, die parallel zur Bildsensorebene des Bildsensors ausgerichtet ist. Die Fügerichtung beziehungsweise die oben genannte Relativbewegung von Bildsensoranordnung und Objektivhalter beim Anordnen der Bildsensoranordnung an der Objektivanordnung ist dabei im Wesentlichen senkrecht zu dieser Bildsensorebene ausgerichtet. Eine Detailausrichtung zwischen Objektiv und Bildsensor kann dabei, wie später noch näher erläutert, stattfinden, wenn der mindestens eine Pin bereits zumindest zum Teil in der korrespondierenden mindestens einen Öffnung angeordnet ist. In der finalen Anordnung von Bildsensoranordnung und Objektivanordnung zueinander steht die optische Achse des Objektivs im Wesentlichen senkrecht auf der Bildsensorebene des Bildsensors. Auch kann die Ausrichtung z.B. dergestalt erfolgen, dass sich der Bildsensor beziehungsweise die Bildsensorebene dann zumindest näherungsweise im Fokus beziehungsweise in der Brennebene des Objektivs befindet.
-
Die einzelnen Komponenten, nämlich der mindestens eine Pin, der Objektivhalter und der Objektivtubus können im Allgemeinen aus jedem beliebigen Material gefertigt sein, zum Beispiel einem Kunststoff, faserverstärkten Kunststoff oder einem Metall oder einer Legierung. Eine Ausbildung aus einem metallischen Werkstoff ist jedoch bevorzugt, da sich hierdurch die Robustheit und Stabilität deutlich steigern lässt. Gerade für die Ausbildung des mindestens einen Pins ist dies besonders vorteilhaft, da dieser länglich ausgebildet ist und im Durchmesser vorzugsweise möglichst dünn ausgebildet ist. Dadurch kann durch eine Ausbildung des mindestens einen Pins aus einem metallischen Werkstoff die Stabilität und Robustheit deutlich erhöht werden. Im Allgemeinen soll unter einem Pin ein Stift verstanden werden, d.h. ein längliches Bauteil, dessen Länge um ein Vielfaches größer ist als dessen Breite und Höhe bzw. Durchmesser. Der Pin weist zum Beispiel eine glatte Außenfläche auf und umfasst insbesondere kein Außengewinde oder Ähnliches. Zudem ist der Pin bevorzugt kreisförmig im Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckungsrichtung ausgebildet. Grundsätzlich sind aber auch andere Geometrien denkbar. Die korrespondierende Öffnung ist so ausgebildet, dass der Pin in diese einführbar ist, oder zum Teil auch durch diese hindurchführbar ist.
-
Weiterhin ist es bevorzugt, dass nicht nur ein Pin und eine korrespondierende Öffnung vorgesehen sind, sondern mehrere Pins und den jeweiligen Pins zugeordnete Öffnungen. Die Pins können zum Beispiel am Objektivhalter angeordnet sein und die korrespondierenden Öffnungen am Träger der Bildsensoranordnung vorgesehen sein, oder umgekehrt, oder es kann zum Beispiel auch der Objektivhalter über mehrere Pins und gleichzeitig über mehrere Öffnungen verfügen, wobei der Träger dann entsprechend über Öffnungen verfügt, die zu den Pins des Objektivhalters korrespondieren, sowie gleichzeitig auch weitere Pins aufweist, die zu den Öffnungen des Objektivhalters korrespondieren. Eine geringe Anzahl von Pins und korrespondierenden Öffnungen, insbesondere im einstelligen Zahlenbereich, hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen. Daher ist es bevorzugt, dass die Kamera-Unterbaugruppe über insgesamt drei oder vier Pins und korrespondierende Öffnungen verfügt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Längserstreckungsrichtung des mindestens einen Pins und/oder eine Längserstreckungsrichtung der mindestens einen Öffnung parallel zur optischen Achse des Objektivs ausgerichtet. Dies ist sehr vorteilhaft, da somit eine Relativverschiebung zwischen den Pins und den korrespondierenden Öffnungen dazu genutzt werden kann, um das Objektiv relativ zum Bildsensor in Richtung der optischen Achse auszurichten. Bevorzugt sind die Öffnungen auch mit einem gewissen Spiel bezüglich der Pins ausgebildet, so dass auch in gewissem Ausmaß eine Neigungseinstellung des Objektivs relativ zum Bildsensor möglich ist, indem zum Beispiel unterschiedliche Pins unterschiedlich tief in die korrespondierenden Öffnungen eingeführt und/oder durchgeführt werden.
-
Daher stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn das Objektiv relativ zum Bildsensor zumindest zum Teil durch das Einführen des mindestens einen Pins in die mindestens eine Öffnung ausgerichtet wird, insbesondere wobei das Ausrichten und Einstellen einer Eindringtiefe des Pins in der Öffnung bezüglich einer zur optischen Achse parallelen Richtung umfasst. Somit kann zum Beispiel der Bildsensor sehr einfach in Bezug auf den Fokus des Objektivs ausgerichtet werden. Hat das Objektiv dann nach diesem Ausrichten letztendlich seine finale Position relativ zum Bildsensor erreicht, so können die Pins entsprechend in ihren jeweiligen zugeordneten Öffnungen fixiert werden.
-
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Pin am Objektivhalter angeordnet und steht von diesem in eine zur optischen Achse parallele Richtung in eine beim Anordnen der Bildsensoranordnung am Objektivhalter in Richtung der Bildsensoranordnung weisende Richtung ab, und die mindestens eine korrespondierende Öffnung ist im Träger angeordnet. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich eine solche Öffnung besonders einfach in den Träger integrieren lässt, da dieser typischerweise ohnehin als flaches Bauteil bereitgestellt ist. Die Öffnung kann somit zum Beispiel einfach als Sackloch oder bevorzugt Durchgangsbohrung bzw. Durchgangsöffnung im Träger bereitgestellt werden. Da, wie nachfolgend noch näher erläutert, die Ausbildung der Öffnung als Durchgangsöffnung sehr vorteilhaft ist, lässt sich die mindestens eine Öffnung einfacher im Träger integrieren als beispielsweise am Objektivhalter. Hierzu müsste sonst nämlich der Objektivhalter mit einem entsprechenden Flansch an der Stirnseite des Objektivtubus ausgebildet sein, dann kann auch in einen solchen Flansch eine Öffnung als Durchgangsöffnung integriert werden. Einfacher ist es jedoch zum Beispiel, wenn entsprechende Pins einfach stirnseitig am Objektivtubus angeordnet werden. Dieser kann stirnseitig dann zwar ebenfalls mit einer Verbreiterung oder einem Flansch ausgebildet sein, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist und mehr Flexibilität bezüglich der Ausbildungsmöglichkeiten bietet.
-
Daher stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die mindestens eine Öffnung als eine den Träger vollständig durchdringende Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Dies ermöglicht ein besonders hohes Maß an Flexibilität bezüglich der Ausrichtung der Pins in den Öffnungen. Insbesondere ist hierbei die Verschiebbarkeit der Pins innerhalb der Öffnungen lediglich durch die Länge der Pins in axialer Richtung limitiert und nicht durch die Länge der Öffnung selbst, wenn diese als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Nichts desto weniger wäre auch eine Ausbildung der mindestens einen Öffnung lediglich als Vertiefung bzw.Sackloch im Träger denkbar, die entsprechend den Träger nicht vollständig durchdringt. Um hierbei eine ausreichende Einstellmöglichkeit in axialer Richtung zu bieten, ist der Träger im Bereich dieser Öffnung dann entsprechend dick in axialer Richtung auszubilden.
-
Eine Ausbildung als Durchgangsöffnung vereinfacht zudem die Fixierung des Pins in der Öffnung, insbesondere wenn eine solche Fixierung zum Beispiel durch Schweißen oder Löten erfolgen soll, da dies dann rückseitig am Träger erfolgen kann, das heißt, von einer dem Objektiv abgewandten Seite des Trägers aus. Hier ist deutlich mehr Bauraum für die Durchführung solcher Fixierungsschritte bereitgestellt.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine Pin in der mindestens einen Öffnung fixiert, nachdem das Objektiv relativ zu Bildsensoranordnung ausgerichtet wurde. Sind insbesondere mehrere Pins und korrespondierende Öffnungen vorgesehen, so kann eine Ausrichtung nicht nur eine Einstellung eines Abstands in axialer Richtung beinhalten, sondern auch eine Einstellung einer Neigung gegenüber der optischen Achse, zum Beispiel wenn verschiedene Pins mehr oder weniger tief in ihren jeweiligen zugeordneten Öffnungen angeordnet werden. Die Öffnungen können dabei mit ausreichend Spiel bereitgestellt sein, um eine solche Ausrichtung zu ermöglichen. Ist letztendlich das Objektiv in seiner vorbestimmten Position relativ zur Bildsensoranordnung ausgerichtet, so kann diese Relativposition durch Fixierung der Pins in den korrespondierenden Öffnungen ebenfalls einfach fixiert werden. Die Fixierung der Pins in der Öffnung erfolgt also entsprechend nach der Ausrichtung des Objektivs relativ zum Bildsensor.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine Pin in der mindestens einen Öffnung mittels eines Klebers fixiert, der in die mindestens eine Öffnung eingebracht wird, insbesondere bevor der mindestens eine Pin in die mindestens eine Öffnung eingeführt wird. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Fixierung des Pins in der Öffnung. Hierbei kann der Kleber zunächst in flüssiger oder viskoser Form in die Öffnung eingebracht werden, anschließend der Pin in die mindestens eine Öffnung eingeführt werden, anschließend das Objektiv relativ zum Bildsensor ausgerichtet werden, und wenn die Ausrichtung erfolgt ist, kann der Klebstoff ausgehärtet werden und hierdurch der Pin in der mindestens einen Öffnung und damit einhergehend auch das Objektiv relativ zum Bildsensor fixiert werden. Wie oben bereits beschrieben, befindet sich ein solcher Kleber dann entsprechend zwischen dem Pin und der Innenwandung der Öffnung und ist damit hauptsächlich in radialer Richtung in Bezug auf den Pin angeordnet. Selbst bei einem temperaturbedingten Ausdehnen oder Zusammenziehen des Klebstoffs wird hierdurch keine Fehleinstellung oder Verschiebung des Objektivs relativ zum Bildsensor in axialer Richtung bewirkt. Mit anderen Worten beeinflusst ein thermisches Ausdehnen oder Zusammenziehen des Klebstoffs bei dieser Art der Verbindung von Pin und Öffnung nicht oder kaum die axiale Ausrichtung zwischen Objektiv und Bildsensor. Dies bezieht sich insbesondere auf alle Pins und korrespondierenden Öffnungen, so dass vorteilhafterweise auch kein Neigen des Objektivs durch thermische Veränderungen des Klebstoffs im Laufe der Lebensdauer möglich ist, zumindest nicht in signifikanter Weise, wie dies beim Vorsehen einer Klebefläche senkrecht zur optischen Achse der Fall wäre.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine Pin in der mindestens einen Öffnung mittels Löten oder Schweißen fixiert, insbesondere Laserschweißen oder Laserlöten. Hierbei kommt die Fixierung des Pins in der Öffnung vollständig ohne die Verwendung eines Klebstoffs aus. Eine solche Verbindung ist damit noch deutlich temperaturstabiler, das heißt robuster gegenüber Umgebungseinflüssen. Die Fixierung mittels Löten ist dabei bevorzugt. Hierbei ist es zudem von Vorteil, wenn der Pin aus einem metallischen Material ist. Dies erleichtert das Schweißen beziehungsweise Löten des Pins.
-
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Abschirmelement als Teil der Bildsensoranordnung und/oder der Objektivanordnung bereitgestellt, das, wenn die Bildsensoranordnung an der Objektivanordnung angeordnet ist, die optische Achse in radialer Richtung vollständig umschließt und bezüglich der optischen Achse radial außerhalb eines optischen Pfads vom Objektiv zum Bildsensor angeordnet ist und radial innerhalb des mindestens einen Pins. Dadurch dass dieses Abschirmelement außerhalb des optischen Pfads angeordnet ist, beeinträchtigt dieses die Bildaufnahme nicht. Das Vorsehen eines solchen Abschirmelements hat dabei den großen Vorteil, dass Schmutz, Staub, Teilchen, und so weiter, die durch den Fixierungsprozess entstehen können oder aus anderen Quellen stammen, vom optischen Pfad ferngehalten werden können und die Bildsensoroberfläche oder Teile des mindestens einen optischen Elements des Objektivs nicht kontaminieren können. Mit anderen Worten kann somit sowohl der Bildsensor als auch das Objektiv beziehungsweise dessen optischen Elemente vor Verunreinigungen und Staub geschützt werden, vor allem während des Herstellungs- und Fixierungsprozesses. Dieses Abschirmelement kann dabei entweder an der Bildsensoranordnung angeordnet sein oder an der Objektivanordnung, und wenn die Bildsensoranordnung und die Objektivanordnung zueinander angeordnet werden, befindet sich das Abschirmelement in beiden Fällen sowohl in Kontakt mit der Bildsensoranordnung und der Objektivanordnung. Es können auch mehrere Abschirmelemente an der Bildsensoranordnung und/oder der Objektivanordnung, z.B. auch eines an der Bildsensoranordnung und eines an der Objektivanordnung. Diese können dann z.B. mit unterschiedlichen Radien ausgebildet.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Abschirmelement als eine Dichtung bereitgestellt, mittels welcher die Objektivanordnung zur Bildsensoranordnung abgedichtet wird. Beispielsweise kann das Abschirmelement als eine Art Dichtring ausgebildet sein, welcher zwischen einer der Bildsensoranordnung zugewandten Stirnseite der Objektivanordnung und einer der Objektivanordnung zugewandten Stirnseite der Bildsensoranordnung angeordnet ist. Die Dichtung kann dabei elastisch deformierbar ausgebildet sein, so dass trotz dieser Dichtung eine Ausrichtung des Objektivs relativ zum Bildsensor wie oben beschrieben möglich ist. In der Endposition von Bildsensoranordnung und Objektivanordnung befindet sich also zwischen den entsprechenden einander zugewandten Stirnseiten eine kleine Lücke insbesondere in axialer Richtung bezogen auf die optische Achse, die durch die besagte Dichtung geschlossen ist. Durch eine solche Lücke kann vorteilhafterweise eine ausreichende mechanische Toleranz für die Ausrichtung des Objektivs relativ zum Bildsensor bereitgestellt werden. Durch die Dichtung kann gewährleistet werden, dass durch diese Lücke keine Verunreinigungen in den Bereich des optischen Pfads und der optischen Komponenten und des Bildsensors gelangen können.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Objektiv ein lichteintrittsseitiges erstes Ende auf und ein bildsensorseitiges zweites Ende auf, wobei die Objektivanordnung derart an der Bildsensoranordnung angeordnet wird, dass das zweite Ende der Bildsensoranordnung zugewandt ist, wobei der Objektivtubus am zweiten Ende mit einer Verbreiterung ausgebildet ist, die den Objektivhalter darstellt und an welcher der mindestens eine Pin angeordnet ist, insbesondere wobei die Verbreiterung durch eine gegenüber dem ersten Ende vergrößerte Wandstärke des Objektivtubus bereitgestellt ist und/oder durch einen um die optische Achse umlaufend ausgebildeten Befestigungsflansch. Durch eine solche Verbreiterung lässt sich also der mindestens eine Pin besonders einfach am Objektivhalter beziehungsweise am Objektivtubus selbst integrieren. Insbesondere können dabei auch mehrere Pins vorgesehen sein, die in Umlaufsrichtung verteilt an dieser Verbreiterung angeordnet sind und in Richtung der optischen Achse des Objektivs ausgerichtet sind. Zudem ermöglicht eine solche Verbreiterung beziehungsweise ein solcher Flansch auch eine besonders vorteilhafte Anbindung an ein Frontgehäuse, wie dies später näher beschrieben wird.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Objektivanordnung ein Frontgehäuseteil aufweist, welches einstückig mit dem Objektivtubus und dem Objektivhalter ausgebildet ist. Mit anderen Worten sind nunmehr der Objektivtubus, der Objektivhalter und dieses Frontgehäuseteil als ein gemeinsames einstückig ausgebildetes Bauteil gefertigt. Dieses Bauteil ist bevorzugt wiederum aus einem metallischen Werkstoff bereitgestellt. Auch die beschriebenen Pins können damit einhergehend gleichzeitig ausgebildet sein. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass die Pins nicht nachträglich am Objektivhalter angeordnet werden, sondern ebenfalls integral mit diesem ausgebildet sein können. In diesem Fall sind also drei Bauteile, nämlich der Objektivtubus, der Objektivhalter und das Kamerafrontgehäuseteil in einem Bauteil vereint. Entsprechende sonst notwenige Fügeschritte zum Fügen separat gefertigter Bauteile können entsprechend entfallen. Dies erhöht wiederum die Robustheit der Gesamtanordnung, beschleunigt den Herstellungsprozess, vereinfacht den Herstellungsprozess und auch die Prozesskosten und erlaubt eine möglichst kostengünstige Bereitstellung der Kamera-Unterbaugruppe.
-
Nichts desto weniger ist es auch denkbar, so wie dies gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass ein Kamerafrontgehäuseteil separat vom Objektivtubus und dem Objektivhalter bereitgestellt wird und an der Objektivanordnung angeordnet wird, insbesondere wobei die Verbreiterung des Objektivtubus am zweiten Ende des Objektivs mit einem Außengewinde ausgebildet ist, auf welches das Kamerafrontgehäuseteil aufgeschraubt wird. Dies erfolgt dann vorzugsweise nachdem die Objektivanordnung an der Bildsensoranordnung angeordnet wurde und die Pins in den Öffnungen fixiert wurden. Dies stellt eine besonders einfache und gleichzeitig auch robuste Befestigungsmöglichkeit des Frontgehäusebauteils am Objektivhalter beziehungsweise am Objektivtubus dar. Nichts desto weniger sind auch hier wiederum andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar, zum Beispiel Schweißen, Löten, Kleben oder ähnliches.
-
Des Weiteren kann auch noch ein Rückgehäuseteil vorgesehen sein, welches am Kamerafrontgehäuseteil angeordnet wird und dann zusammen mit dem Kamerafrontgehäuseteil ein Kameragehäuse bildet, in welchem dann letztendlich die Bildsensoranordnung angeordnet ist, sowie zum Beispiel auch zumindest ein Teil des Objektivs, und vor allem die Verbindungsstelle zwischen der Objektivanordnung und der Bildsensoranordnung. Die beiden Gehäuseteile können dabei ebenfalls in beliebiger Weise aneinander gefügt werden, zum Beispiel mittels Kleben, Schrauben, Schweißen, Löten oder ähnlichem. Dies kann als letzter Verfahrensschritt erfolgen bzw. nach den bereit beschriebenen Verfahrensschritte. Als Ergebnis kann die die Kamera-Unterbaugruppe umfassende Kraftfahrzeugkamera bereitgestellt sein.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Kamera-Unterbaugruppe für eine Kraftfahrzeugkamera, wobei die Kamera-Unterbaugruppe eine Objektivanordnung mit einem Objektiv und einem Objektivhalter aufweist, wobei das Objektiv einen Objektivtubus und mindestens ein im Objektivtubus aufgenommenes optisches Element aufweist, wobei dem Objektivtubus eine optische Achse zugeordnet ist, und wobei die Kamera-Unterbaugruppe eine Bildsensoranordnung mit einem Träger und einem auf dem Träger angeordneten Bildsensor aufweist. Weiterhin ist die Bildsensoranordnung am Objektivhalter der Objektivanordnung angeordnet. Des Weiteren sind der Objektivhalter und der Objektivtubus einstückig ausgebildet und eines der beiden Elemente aus Träger und Objektivhalter ist mit mindestens einem Pin ausgebildet und das andere der beiden Elemente ist mit mindestens einer korrespondierenden Öffnung ausgebildet, in welche der parallel zur optischen Achse ausgerichtete mindestens eine Pin eingeführt ist.
-
Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Kamera-Unterbaugruppe.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Kraftfahrzeugkamera mit einer erfindungsgemäßen Kamera-Unterbaugruppe oder einer ihrer Ausgestaltungen.
-
Auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kraftfahrzeugkamera soll als zur Erfindung gehörend angesehen werden.
-
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kamera-Unterbaugruppe bzw. der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkamera, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kamera-Unterbaugruppe bzw. der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkamera hier nicht noch einmal beschrieben.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
-
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung der einzelnen zu fügenden Elemente einer Kamera-Unterbaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung des Anordnens der Bildsensoranordnung an der Objektivanordnung der Kamera-Unterbaugruppe aus 1;
- 3 eine schematische Darstellung des Anordnens des Kamerafrontgehäuses an der Objektivanordnung der Kamera-Unterbaugruppe aus 1;
- 4 eine schematische Darstellung der zu fügenden Bauteile einer Kamera-Unterbaugruppe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, gemäß welchem das Kamerafrontgehäuse integral mit der Objektivanordnung ausgebildet ist;
- 5 eine schematische Darstellung des Anordnens der Bildsensoranordnung an der Objektivanordnung der Kamera-Unterbaugruppe aus 4; und
- 6 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Objektivs für eine Kamera-Unterbaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Bauteile einer Kamera-Unterbaugruppe 1a gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Kamera-Unterbaugruppe 1a umfasst dabei einerseits eine Objektivanordnung 2, die wiederum ein Objektiv 3 und einen Objektivhalter 4 umfasst. Das Objektiv 3 weist wiederum einen Objektivtubus 5 und mindestens ein im Objektivtubus 5 aufgenommenes optisches Element 6 auf. Ein Beispiel für ein solches Objektiv 3 ist nochmal separat in 6 dargestellt und wird später näher erläutert. In diesem Beispiel umfasst das Objektiv 3 mehrere solcher optischen Elemente 6, die zudem in diesem Beispiel als Linsen 6 ausgeführt sind. Als optische Elemente 6 können aber auch zusätzlich Filter oder Ähnliches verwendet werden. Der Objektivhalter 4 und das Objektiv 3, insbesondere der Objektivtubus 5, sind dabei einstückig ausgebildet, das heißt also durch ein einzelnes integrales Bauteil bereitgestellt, vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff. Die Linsen 6 oder im Allgemeinen die optischen Elemente 6, die im Tubus 5 aufgenommen sind, können zudem durch entsprechende Abstandselemente 17 (vgl. 6) zueinander räumlich beabstandet und in Position gehalten werden. Dem Objektiv 3 ist zudem eine optische Achse A zugeordnet, die durch die Ausbildung der jeweiligen optischen Elemente 6, insbesondere der Linsen 6, festgelegt ist. Wenn vorliegend auf eine axiale Richtung Bezug genommen wird, so ist hierunter eine Richtung zu verstehen, die parallel und koaxial zu dieser optischen Achse A ausgerichtet ist. Das Objektiv 3 kann im Übrigen rotationssymmetrisch bezüglich dieser optischen Achse A ausgebildet sein.
-
Des Weiteren umfasst die Kamera-Unterbaugruppe 1a eine Bildsensoranordnung 7. Diese umfasst wiederum einen Träger 8, auf welchem ein Bildsensor 9 angeordnet ist. Der Träger 8 kann zum Beispiel als Leiterplatte ausgebildet sein. Neben dem Bildsensor 9 können noch weitere elektrische oder elektronische Bauteile auf dieser Leiterplatte 8 angeordnet sein, was aus Gründen der Übersichtlichkeit vorliegend jedoch nicht dargestellt ist.
-
Zur Kamera-Unterbaugruppe 1 a gehört zudem noch ein Kamerafrontgehäuseteil 10. Dieses ist im vorliegenden Beispiel als separates Bauteil gefertigt. Zur Bereitstellung einer Kamera kann zudem ein noch vorliegend nicht dargestelltes weiteres Rückgehäuseteil vorgesehen sein, welches zusammen mit diesem Frontgehäuseteil 10 ein Kameragehäuse bildet und dann zumindest die Bildsensoranordnung 7 und zum Beispiel einen Teil des Objektivs 3 oder im Allgemeinen der Objektivanordnung 2 im Inneren einschließt.
-
Zur Herstellung der Kamera-Unterbaugruppe 1 a werden nun diese einzelnen Bestandteile, nämlich die Bildsensoranordnung 7, die Objektivanordnung 2 und das Kamerafrontgehäuse 10 aneinander angeordnet und zueinander fixiert, und dabei insbesondere gleichzeitig das Objektiv 3 relativ zum Bildsensor 9 richtig ausgerichtet und positioniert. Dies lässt sich auf besonders vorteilhafte Weise mit Hilfe von Pins 11 und korrespondierenden Öffnungen 12 bewerkstelligen. Im vorliegenden Beispiel sind solche Pins 11 am Objektivhalter 4 angeordnet, der im Übrigen als Verbreiterung des Objektivtubus 5 in radialer Richtung bezogen auf die optische Achse A angesehen werden kann. Der Objektivtubus 5 weist somit ein lichteintrittsseitiges erstes Ende 5a und ein bildsensorseitiges zweites Ende 5b auf, wobei das erste Ende 5a hinsichtlich seiner Wandstärke in radialer Richtung dünner ausgebildet ist als das zweite Ende 5b. Somit können die genannten Pins 11 besonders einfach stirnseitig an diesem zweiten Ende 5b des Objektivtubus 5 angeordnet werden, der somit gleichzeitig auch den Objektivhalter 4 bereitstellt. Die Pins 11 sind dabei mit ihrer Längserstreckungsrichtung parallel zur optischen Achse A ausgerichtet und weisen senkrecht zu ihrer Längserstreckungsrichtung nur einen sehr geringen Durchmesser auf, der insbesondere deutlich kleiner ist, insbesondere um Größenordnungen, als ihre Länge in Richtung der optischen Achse A. Zu jedem Pin 11 ist eine korrespondierende, zugeordnete Öffnung 12 vorgesehen, die vorliegend im Träger 8 der Bildsensoranordnung 7 angeordnet ist. Diese Öffnung 12 ist zudem vorzugsweise als Durchgangsöffnung 12 ausgebildet, die den gesamten Träger 8, vorzugsweise senkrecht zur Bildsensorfläche des Bildsensors 9 durchdringt. Die Öffnungen 12 können somit einfach als runde Löcher in der Leiterplatte ausgebildet sein. Die Öffnungen 12 sind mit einem derartigen Durchmesser ausgestaltet, dass die Pins 11 in diese Öffnungen 12 einführbar sind.
-
Dies ist in 2 dargestellt. 2 zeigt insbesondere die Objektivanordnung 2 und die Bildsensoranordnung 7, die nunmehr aneinander angeordnet sind. Zu diesem Zweck wurden also die Pins 11 in ihre korrespondierenden Öffnungen 12 im Träger 8 eingeführt, beziehungsweise in diesem Beispiel sogar durchgeführt, so dass diese rückseitig, das heißt, auf einer der Objektivanordnung 2 abgewandten Seite der Leiterplatte 8 aus den Öffnungen 12 hinausstehen. Bevor die Pins 11 nunmehr in den Öffnungen 12 fixiert werden, kann nunmehr noch das Objektiv 3 relativ zum Bildsensor 9 ausgerichtet werden.
-
Diese Ausrichtung ist durch die Pfeile 13 veranschaulicht. Die Ausrichtung kann dabei eine Einstellung des Objektivs 3 in seiner Position relativ zum Bildsensor 9 sowohl in axialer Richtung umfassen, was sich einfach dadurch bereitstellen lässt, indem die Eindringtiefe der Pins 11 in den Öffnungen 12 eingestellt wird, sowie auch ein Neigen und Kippen um zwei zueinander senkrechte Achsen, was sich zum Beispiel einfach dadurch bereitstellen lässt, indem unterschiedliche Pins 11 mehr oder weniger tief bezogen auf die axiale Richtung in ihren jeweiligen Öffnungen 12 positioniert werden. Ein leichtes Verkippen lässt sich einfach dadurch bereitstellen, indem die Öffnungen 12 mit einer entsprechenden mechanischen Toleranz ausgebildet sind. Mit anderen Worten können die Öffnungen 12 mit einem jeweiligen minimalen Innendurchmesser ausgestaltet sein, der etwas größer ist als der maximale Außendurchmesser der jeweiligen Pins 11.
-
Ist nun das Objektiv 3 richtig in Bezug auf den Bildsensor 9 positioniert, so können die Pins 11 in den Öffnungen 12 fixiert werden. Dies kann mittels Kleben oder Löten oder Schweißen erfolgen. Werden die Pins 11 in den Öffnungen 12 festgeklebt, so wird der hierfür verwendete Klebstoff in viskoser Form in den Öffnungen 12 angeordnet, vorzugsweise bevor die Pins 11 in die Öffnungen 12 eingeführt werden. Ist die Ausrichtung des Objektivs 3 relativ zum Bildsensor 9 beendet, so kann dieser Klebstoff aktiv ausgehärtet werden.
-
Anschließend kann noch das Frontgehäuseteil 10 an der Objektivanordnung 2 angeordnet werden. 3 zeigt hierzu die letztendlich bereitgestellte Kamera-Unterbaugruppe 1, bei welcher nunmehr das Kamerafrontgehäuseteil 10 an der Objektivanordnung 2 angeordnet ist. Das Frontgehäuseteil 10 kann zum Beispiel eine Durchgangsöffnung 14 aufweisen, die einen Durchmesser aufweist, der mindestens so groß ist wie der Durchmesser des Objektivs 3, zumindest im Bereich der ersten Seite 5a des Objektivtubus 5. Die Öffnung 14 im Frontgehäuseteil 10 ist dabei kreisförmig ausgebildet. Der Objektivtubus 5 kann entsprechend in diese Öffnung 14 des Frontgehäuseteils 10 eingeführt beziehungsweise durchgeführt werden, wie dies in 3 dargestellt ist. Das Frontgehäuseteil 10 kann beispielsweise an der Objektivanordnung 12 angeklebt werden oder es kann auch über ein Innengewinde 15 verfügen, mittels welchem sich das Frontgehäuseteil 10 auf die Objektivanordnung 12, zum Beispiel auf den Objektivtubus 5 aufschrauben lässt. Dieser kann dann mit einem entsprechenden Außengewinde, welches vorliegend jedoch nicht dargestellt ist, ausgebildet sein.
-
Zudem ist es auch denkbar, dass das Frontgehäuseteil 10 nicht wie in 3 dargestellt, auf dem lichteinfallsseitigen Teil des Objektivs 3 aufsitzt, sondern stattdessen auf dem verbreiterten bildsensorseitigen Teil, der die Objektivhalterung 4 bereitstellt.
-
Weiterhin ist es noch sehr vorteilhaft, wenn ein Abschirmelement 16 vorgesehen ist. Auch dieses ist in 1 bis 3 dargestellt. Dieses Abschirmelement 16 kann zum Beispiel in Form einer Dichtung 16 bereitgestellt sein und ist in den vorliegenden Beispielen als Teil der Bildsensoranordnung 7 bereitgestellt und zum Beispiel auf der Leiterplatte 8 auf einer der Objektivanordnung 2 zugewandten Seite angeordnet. Insbesondere soll dieses Abschirmelement 16, welches geschlossen um die optische Achse A umlaufend angeordnet ist, zumindest wenn die Bildsensoranordnung 7 an der Objektivanordnung 12 angeordnet ist, so angeordnet sein, dass sich dieses Abschirmelement 16 außerhalb eines optischen Pfads vom Objektiv 3 zum Bildsensor 9 befindet, jedoch noch radial innerhalb der Pins 11. Durch dieses Abschirmelement 16 lässt es sich in dieser Position auf besonders vorteilhafte Weise bewerkstelligen, den optischen Pfad, die optischen Elemente 6 sowie auch den Bildsensor 9 vor Verunreinigungen und Verschmutzung, Staub und Partikeln zu schützen, vor allem solchen, die während der Herstellung und der Fixierungsschritte entstehen beziehungsweise aufgewirbelt werden.
-
4 zeigt eine Kamera-Unterbaugruppe 1b bzw. ihre einzelnen Bestandteile gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Übrigen kann diese Kamera-Unterbaugruppe 1b und ihre Bestandteile so ausgebildet sein, wie zu 1 bis 3 bereits beschrieben, bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede. Auch in diesem Beispiel umfasst die Kamera-Unterbaugruppe 1 b eine Bildsensoranordnung 7, die identisch wie zu 1 bis 3 beschrieben ausgebildet sein kann. Der Unterschied zu den vorhergehenden Beispielen besteht nun darin, dass nunmehr das Kamerafrontgehäuse 10 integral mit der Objektivanordnung 2 ausgebildet ist. Das Kamerafrontgehäuseteil 10, der Objektivtubus 5 sowie die Objektivhalterung 4 sind als ein gemeinsames Bauteil bereitgestellt. An diesem sind wiederum an einer zweiten Seite 5b der Objektivhalterung 5 Pins 11 angeordnet, die zu den entsprechenden Öffnungen 12 in der Leiterplatte 8 korrespondieren und zum Zwecke des Fügens der Objektivanordnung 2 mit der Bildsensoranordnung 7 in die Öffnungen 12 gesteckt werden. Dieser Fügeprozess kann im Übrigen wiederum erfolgen, wie zuvor zu 1 besch rieben.
-
5 zeigt die Kamera-Unterbaugruppe 1b, in welche nunmehr die Bildsensoranordnung 7 an der Objektivanordnung 2 angeordnet ist und die Pins 11 entsprechend wiederum in die jeweiligen zugeordneten Öffnungen 12 eingeführt sind. Auch hier wiederum kann eine Ausrichtung 13 des Objektivs 3 relativ zum Bildsensor 9 wie zuvor beschrieben erfolgen, indem die jeweiligen Pins 11 mehr oder weniger tief in den jeweiligen Öffnungen 12 angeordnet werden. Nach dieser Ausrichtung 13 werden die Pins 11 wiederum durch Kleben oder Schweißen oder Löten in ihren jeweiligen Öffnungen 12 fixiert.
-
6 zeigt nochmal eine schematische Darstellung des Objektivs 3 Für eine Kamera-Unterbaugruppe 1a, 1b gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Querschnittsdarstellung. Hierbei sind auch die zwischen den einzelnen optischen Elementen 6 angeordneten Abstandshalter 17 zu erkennen. Manche der optischen Elemente 6 können als Linsen oder auch als Filterelemente oder ähnliches ausgebildet sein. Auch kann hier wiederum der Objektivtubus 5 mit einer bildsensorseitigen verbreiterten Stirnseite 5b ausgebildet sein, wenngleich dies vorliegend auch nicht dargestellt ist. Ebenso wenig sind vorliegend die Pins 11 dargestellt.
-
Während sich herkömmliche Kamera-Unterbaugruppen aus vielzähligen Einzelteilen zusammensetzen, sehr empfindlich gegenüber thermischen Einflüssen sind, was im Laufe der Zeit zu einer Defokussierung führt, und auch sehr empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen sind, was zu einer permanenten Defokussierung durch Feuchtigkeit führen kann, ermöglicht die Erfindung demgegenüber vielzählige Verbesserungen un Vorteile. Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise das Fusionieren von Objektivtubus, Objektivhalter und optional auch des Frontgehäuseteils zu einem integralen Bauteil, so dass die Anzahl an Einzelteilen reduziert werden kann. Gleichzeitig wird durch das beschriebene Fügeverfahren zum Verbinden der Bildsensoranordnung mit der Objektivanordnung eine besonders genaue und thermisch stabile, insbesondere über Lebenszeit thermisch stabile Ausrichtung des Objektivs zum Bildsensor ermöglicht. Durch das optionale Abschirmelement kann zudem die Robustheit gegenüber weiteren Umwelteinflüssen stark erhöht werden. Ein permanente Defokussierung oder eine Defokussierung im Laufe der Zeit kann so insgesamt vermieden werden. Zusätzlich lassen sich auch die Zusammenbauschritte vereinfachen und in ihrer Anzahl reduzieren und die Gesamtkosten für die Fahrzeugkamera können gesenkt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2020/0336633 A1 [0004]
- US 2019/0381952 A1 [0005]
- US 2016/0037028 A1 [0006]
- KR 20130056435 A [0006]
- CN 212207800 U [0006]
- US 2021/0103119 A1 [0006]
- US 2020/0382682 A1 [0006]
