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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Halterung eines Moduls auf einer Leiterplatte eines tragbaren
Gerätes.
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Nach und nach werden Multimediafunktionen
auch in mobile Geräte,
beispielsweise Mobilfunkendgeräte,
integriert. In einem ersten Schritt wurden dazu Soundkarten, über die
auch komplexere Klänge oder
Melodien abspielbar sind, in die Geräte implementiert. In einem
nächsten
Schritt wird derzeit an der Integration bildgebender Bauteile mit
unterschiedlicher Auflösung
und auch unterschiedlichen Technologien gearbeitet. Beispiele für Kameras
mit unterschiedlicher Auflösung
wären sogenannte CIF-Kameras
(CIF: Common Interface Format), welche eine Auflösung von 352 × 288 Pixels
aufweisen oder auch VGA (VGA: Video Graphics Array), welche eine
Auflösung
von 640 × 480
Pixels besitzen. Die einer Kamera zugrunde liegende Technologie
kann beispielsweise die sogenannte CCD-Technologie (CCD: Carge Coupled
Device) oder auch die CMOS-Technologie (CMOS: Complementary Metal-Oxide-Silicon)
sein.
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Es stellt sich nun das Problem, diese
Kameramodule in einem mobilen Gerät fertigungstechnisch und im
Bezug auf die Funktion der Kamera zufriedenstellend zu befestigen.
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Generell wird zur Kontaktierung von
Chipkarten in der Druckschrift
DE 100 21396 A1 eine Kontaktiereinrichtung
vorgeschlagen, welche einen beweglichen Schieber aufweist, der an
einer Basis befestigt ist und mit dem die Chipkarte zwischen einer
einer Eingabe/Ausgabeposition und einer Leseposition verschiebbar
ist.
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Bisher werden Kameramodule über eine Druckkontaktierung
zur Leiterplatte (PCB: (printed circuit boards) im Gehäuse gelagert.
Allerdings sind die Kameramodule sehr druckempfindlich und müssen daher
vor Druck, Erschütterungen
und generell vor von außen
einwirkenden Kräften
geschützt
werden. Eine mechanische Belastung würde weiterhin sogar zu einer
Defokusierung und möglicherweise zur
Zerstörung
eines Silikonchips in der Kamera führen. Um diese Nachteile zu
beseitigen, wurde bisher bei einer Lösung mit einer Druckkontaktierung
eine aufwendige Umgebungskonstruktion gefertigt, die eine mögliche Erschütterungsbelastung
des Kameramoduls durch von außen
einwirkende Kräfte
reduzieren sollte.
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Nachteil dieser Umgebungskonstruktion
ist allerdings der fertigungstechnischer Aufwand sowie oft auftretende
Kontaktprobleme zwischen dem Leitungsanschluss des Kameramoduls
und dem Druckkontakt oder der Leiterplatte. Auch wurden die von außen auftretenden
Kräfte
nicht zufriedenstellend reduziert, was im Extremfall zur Zerstörung des
Kameramoduls führen
kann.
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Eine andere Möglichkeit bestünde darin,
Kameramodule direkt in einem Aufschmelzlötverfahren auf eine Leiterplatte
zu löten.
Allerdings kann so kein Schutz gegenüber mechanischen Belastungen
gewährleistet
werden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben,
mit der ein Modul an einer Leiterplatte fertigungstechnisch einfach
derart angebracht werden kann, dass das Modul vor mechanischen Belastungen
geschützt
ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Es ist Kern der Erfindung, dass ein
Modul mit einem elektrischen Bauelement an einer Leiterplatte über ein
flexibles Adapterelement angebracht wird. Das flexible Adapterelement
besitzt eine Ausnehmung, in welche das Modul eingefügt werden kann und
wenigstens eine Ausnehmung für
eine Anschluss-Leitung.
Um das Adapterelement an der Leiterplatte anzubringen, ist ein Halteelement
an der Leiterplatte befestigt, mit welchem das Adapterelement so
gekoppelt wird, dass das Adapterelement vom Halteelement so umfasst
wird, dass eine Haltefunktion realisiert ist.
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Der Vorteil einer derartigen Lösung besteht darin,
dass das Modul durch das flexible Adaptermodul gut gegenüber von
aussen einwirkenden Kräften geschützt ist.
Weiterhin kann das Adaptermodul so gestaltet werden, dass es in
ein standardisiertes, auf der Leiterplatte angebrachtes Halterelement
passt, jedoch die Ausnehmung auf das individuelle Modul, beispielsweise
Kameramodul, angepasst ist. Dies stellt einen großen fertigungstechnischen
Vorteil dar. Ein weiterer fertigungstechnischer Vorteil liegt darin, dass
die Leiterplatte mit einem elektrischen Modul eine betriebsfähige Einheit
bildet, welche sich komplett auf Funktion überprüfen lässt. Falls das Haltemodul aus
einem Metall gefertigt ist, kann es neben der Haltefunktion auch
Abschirmfunktionen erfüllen. Man
spricht in diesem Zusammenhang auch von der sogenannten EMI-Abschirmung (EMI:
Electro Magnetic Interference)
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Vorteilhafte beispielhafte Ausgestaltungen der
Erfindung werden im Folgenden erklärt, wobei die Ausgestaltungen
teilweise in Figuren dargestellt sind. Es zeigen
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1:
eine perspektivische Darstellung eines miniaturisierten Kameramoduls,
welches mit einer erfindungsgemäßen Halterung
an der Leiterplatte befestigt ist.
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2:
perspektivische Darstellung des Haltelements aus 1 und
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3:
perspektivische Darstellung des Adapterelements aus 1
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In 1 ist
die Halterung eines Kameramoduls 1 auf einer Leiterplatte 2 zu
sehen. Das Kameramodul 1 ist in ein Adapterelement 3 eingefügt. Dazu
besitzt das Adapterelement 3 eine Ausnehmung 4,
welche in Ihrer Form an das Kameramodul 1 angepasst ist.
Das Adapterelement 3 wird über ein Halteelement 5 in
einer bestimmten Position gehalten. Um die Kamera anzuschließen, führt eine
flexible Leitung 6 zu einem Kontaktelement 7.
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Das Adapterelement 3 ist
zumindest teilweise aus flexiblem oder elastischem Material gefertigt, so
dass durch das Adapterelement 3 gleichzeitig Stöße oder
sonstige äußere Kräfte abgefedert
werden können.
Die Ausnehmung 4 ist derart an das Kameramodul 1 angepasst,
dass dieses sicher gehalten werden kann, beispielweise in dem es
streng in der Ausnehmung 4 sitzt. Das Halteelement 5 dient
dazu, das Adapterelement 3 mit dem Kameramodul 1 an der
Leiterplatte 2 anzubringen. In der in 1 gezeigten vorteilhaften Ausgestaltung
ist es als Wandelement ausgebildet, dessen Seitenwände 8 an
der Leiterplatte 2 befestigt sind. Die Seitenwand 8 kann auch
ein Führungselement 9 aufweisen,
welches das Einführen
des Adapterelements 3 in das Halteelement 5 erleichtert.
Um die Haltefunktion noch weiter zu verbessern, kann am Halteelement 5 neben
den Seitenwänden 8 auch
eine Deckenwand 10 vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise
ist diese Deckenwand 10 so gestaltet, dass das Kameramodul 1 in
das Adapterelement 3 einführbar ist, auch wenn das Adapterelement 3 sich
bereits in dem Haltelement 5 befindet.
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Um das Kameramodul 1 mit
einem Kontaktelement 7 zu kontaktieren, ist die flexible
Leitung 6 vorgesehen, welche mittels einer Steckervorrichtung an
dem Kameramodul 1 befestigbar und über eine am Adapterelement 3 vorgesehene
weitere Ausnehmung 4 nach außen geführt ist. Damit kann eine sichere
Kontaktierung gewährleistet
werden.
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Das das Modul 1 umschließende Adapterelement 3 hat
gleichzeitig eine Dämpfungsfunktion, wodurch
die von außen
einwirkenden Kräfte
gedämpft
werden. Das Halteelement 5 kann gleichzeitig als elektromagnetische
Abschirmung dienen, wenn beispielsweise zu seiner Herstellung elektrisch
leitendes Material verwendet wird. Durch die mehrfache Funktion
der einzelnen Bauteile werden in fertigungstechnisch vorteilhafter
Weise zusätzlich
Teile eingespart, welche an sich notwendig wären um einen funktionsgerechten
Einbau zu ermöglichen.
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In 2 ist
das Halteelement 5 aus 1 separat
in einer perspektivischen Darstellung zu sehen. An die Seitenwände 8 schließen sich
Führungselemente 9 an,
welche etwas nach außen
gebogen sind, um das Einführen
des Adapterelements 3 zu erleichtern. An der Deckenwand 10 ist
eine Aussparung 12 für
ein in einer Ausnehmung 4 des Adapterelements 3 eingebettetes
Kameramodul 1 (siehe 1)
vorgesehen. Das aus Metall geformte Halteelement 5 ist
mit Lötfüßen 11 an
die Leiterplatte 2 anbringbar. Das Halteelement 5 ist
einerseits an der der Einstecköffnung
gegenüber
liegenden Seite zumindest so weit offen, dass ein ungehinderter
Zugang zum elektrischen Anschluss des Kameramoduls 1 gewährleistet
ist, andererseits aber so gestaltet, dass das Adapterelement 3 mit
dem Kameramodul 1 weitgehend umhüllt wird, so dass das Halteelement 5 gleichzeitig
als elektrische Abschirmung fungiert. Beispielsweise kann das Halteelement 5 keine
Rückenwand
aufweisen, um einen ungehinderten Zugang zum elektrischen Anschluss
des Kameramoduls 1 zu gewähren. Dies hat den Vorteil
einer sehr einfachen Fertigung. Abhängig von der Qualität der Abschirmung
kann die Form und Größe der Öffnung für den elektrischen
Anschluss unterschiedlich gewählt
werden.
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In 3 ist
das Adapterelement 3 aus 1 separat
in perspektivischer Darstellung zu sehen. Das Adapterelement 3 weist
eine Ausnehmung 4 für das
Kameramodul 1 auf. Diese Ausnehmung 4 weist am
oberen Rand eine ringförmige
Wulst auf, deren Innendurchmesser an das Kameramodul 1 und
deren Außendurchmesser
an die im Halteelement 5 vorgesehene Aussparung 12 angepasst
sind. Für
einen guten Halt des Kameramoduls 1 ist eine von der Ausnehmung 4 nach
außen
führende
Fuge 13 vorgesehen. Durch ein Ausdehnen der Fuge 13 kann
das Kameramodul 1 einerseits leicht eingeführt werden. Befindet
sich das Adapterelement 3 jedoch im Halteelement 5,
wird die Fuge 13 verengt, wodurch eine gute Fixierung des
Kameramoduls 1 ermöglicht
wird.
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Natürlich ist die Erfindung nicht
auf ein Kameramodul beschränkt,
sondern prinzipiell auf alle empfindlichen Bauteile anwendbar, welche
auf einer Leiterplatte angebracht werden. Generell bietet eine erfindungsgemäße Anordnung
den Vorteil einer kompakten Lösung,
welche wenig Raum benötigt.
Darüber
hinaus ist sie einfach zu montieren und robust. Der Kontakt zwischen
Kamera oder dem Modul 1 und einem Kontaktelement 7 ist
sicher hergestellt. Wie bereits mehrfach ausgeführt, bietet ein derartiger Aufbau
einen sicheren Schutz vor mechanischer Belastung. Durch die Einsparung
von Bauteilen aufgrund der Mehrfachfunktion einiger Elemente der
Anordnung wird die gesamte Anordnung kostengünstig. Weiterhin kann die gesamte
Anordnung, bestehend aus der Leiterplatte 2, Kameraelement 1 sowie
gegebenenfalls weiteren zugeschalteten Bauteilen auf der Leiterplatte,
als eine komplette Funktionseinheit getes tet werden. Das Adapterelement 3 erlaubt
die Verwendung von Modulen 1 verschiedener Hersteller ohne
die Leiterplattenanordnung zu verändern. Damit entspricht eine
erfindungsgemäße Anordnung den
Anforderungen einer Großserienfertigung
und ist zudem servicefreundlich.
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- 1
- Modul
- 2
- Leiterplatte
- 3
- Adapterelement
- 4
- Ausnehmung
im Adapterelement 3
- 5
- Haltelement
- 6
- Flexible
Leitung
- 7
- Kontaktelement
- 8
- Seitenwand
- 9
- Führungselement
- 10
- Deckenwand
- 11
- Lötfuß
- 12
- Aussparung
im Halteelement 3
- 13
- Fuge