WO2011107071A1 - Optische vorrichtung und verfahren zur ausrichtung und fixierung der optischen vorrichtung - Google Patents

Optische vorrichtung und verfahren zur ausrichtung und fixierung der optischen vorrichtung Download PDF

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WO2011107071A1
WO2011107071A1 PCT/DE2011/000174 DE2011000174W WO2011107071A1 WO 2011107071 A1 WO2011107071 A1 WO 2011107071A1 DE 2011000174 W DE2011000174 W DE 2011000174W WO 2011107071 A1 WO2011107071 A1 WO 2011107071A1
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camera module
optical device
opening
module
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Andreas Gruber
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Aumovio Microelectronic GmbH
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Definitions

  • the invention relates to an optical device and a method for aligning and fixing the optical device according to the preamble of the independent claims.
  • Cameras with a photosensitive chip as an imaging unit are used in vehicles in driver assistance systems, among others. These cameras are used to record the environment of a vehicle and to pass on evaluable images. For example, the driver can be warned by the driver assistance system in the event of a dangerous situation with an emergency brake assistant, or safety systems can be triggered.
  • the quality of the cameras is crucial. The quality depends, among other things, on camera-intrinsic tolerances, installation tolerances and vehicle tolerances. In addition to the position and position tolerance, the roll, yaw and pitch angles in particular have an influence on the functional quality of the camera.
  • the invention has for its object to provide an optical device in which a simple roll angle compensation can be made, and a method for compensating for a roll angle error.
  • An optical device comprises a carrier with at least one rotationally symmetrical opening and at least one camera module.
  • the carrier may be part of the outer housing of the camera.
  • the camera module comprises an image sensor, at least one lens and a module housing with a housing opening through which electromagnetic radiation can reach the image sensor.
  • the module housing can be identical to the lens housing. For the purposes of the invention may be meant with the module housing and only the lens housing when the camera module is formed without a complete module housing.
  • the module housing or lens housing is rotationally symmetrical at least in a region between the housing opening and the image sensor, so that the camera module can be mounted in the rotationally symmetrical opening of the carrier.
  • a roll angle error can be effected in a simple manner by the rotation of the camera module in the housing opening.
  • Such an embodiment also proves to be cost effective, since only the interface between the camera module and the carrier must be performed the same.
  • the two rotationally symmetrical regions of the carrier opening and of the module housing are designed conically.
  • the cone shape ensures fast fixation during the manufacturing process.
  • the camera module aligned with respect to pitch and / or yaw angle as well as the distance between image sensor and lens (s) is clamped in the carrier by pressing in the direction of the optical axis. This clamping can serve as a pre-fixing in order subsequently to enable further fastening measures.
  • only partial regions of the two rotationally symmetrical regions of the carrier opening and of the module housing are designed to be cone-shaped.
  • the design of the module housing can have any shape in other areas.
  • the rotationally symmetrical support opening may be configured conical in only one subregion, but have a different shape in other regions. It is also possible, the aligned camera module in At least pre-fix carrier for further processing steps.
  • the carrier and the camera module are fixed to each other, so that a certain orientation of the carrier and the camera module is ensured.
  • the carrier and the camera module can preferably be fixed to one another by gluing, clamping, welding or shrinking.
  • the carrier and the camera module can be fixed to one another in the two rotationally symmetrical regions of the carrier opening and of the module housing.
  • the carrier has two openings for receiving two camera modules, so that the optical device can be operated as a stereo camera.
  • the parallax of the two camera modules can be kept small with sufficient length of the storage or fitting system and the image sensors of the respective camera modules can still be optimally rectified by rotating each other.
  • At least one rotationally symmetrical opening is produced in a support, for example drilled, milled or rubbed.
  • At least one camera module with an at least partially rotationally symmetrical module housing is inserted in the at least one carrier opening up to the stop.
  • an adjustment the roll angle of the camera module is performed by rotation about the optical axis of the camera module in the carrier opening.
  • the camera module and the carrier are fixed to each other.
  • Figure la a carrier with a rotationally symmetrical opening.
  • Figure lb a camera module with an image sensor.
  • FIG. 1c shows an optical device with a camera module arranged in a carrier.
  • FIG. 2 shows an optical device with a camera module arranged in a carrier with cone-shaped rotationally symmetrical regions.
  • FIG. 3 shows a further optical device with a camera module arranged in a carrier with rotationally symmetrical regions designed in part in a conical shape.
  • a carrier (2) for receiving a camera module (4) is shown.
  • the carrier (2) has a rotationally symmetrical opening (3).
  • Within the rotationally symmetrical opening (3) are the joining areas (11) at which the camera module (4) is connected to the carrier (2).
  • a camera module (4) goes up to the stop surfaces (10) of the carrier (2) inserted so far that the module housing (7), as shown in Fig. Lc, abuts the stop surfaces (10) of the carrier (2).
  • Fig. Lb shows a camera module (4).
  • the camera module (4) has a module housing (7) which has a housing opening (8) through which electromagnetic radiation passes via an unillustrated lens package with at least one lens onto an image sensor (5).
  • the image sensor is mounted on a carrier plate (9).
  • the carrier plate (9) is connected to the module housing (7).
  • FIGS. 1a and 1b show in cross-section an optical device (1) according to the invention with a carrier (2) and a camera module (4) (compare FIGS. 1a and 1b).
  • the carrier (2) has a rotationally symmetrical opening (3), in which the camera module (4) is arranged.
  • the camera module (4) has in its module housing (7) on a housing opening (8), passes through the electromagnetic radiation via a lens package with at least one lens, which is not shown in Fig. Lc, on an image sensor (5).
  • the image sensor (5) is arranged on a support plate (9), e.g. a printed circuit board or an aluminum plate with flex circuit board or a ceramic substrate, and connected via not-shown electrical contacts with the support plate (9).
  • the camera module (4) can also be designed in several parts, or have a different shape than shown in Fig. Lb or lc.
  • the image sensor (5) can also be used directly with the camera module (4) or the module housing (7) of the camera module (4) be connected. It is crucial in the design of the camera module (4) and the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) that the module housing (7) is configured at least in a region such that it in the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) can be stored.
  • the region of the module housing (7), which is mounted in the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2), as well as the rotationally symmetrical opening (3) itself can also be interrupted and rotationally symmetrical. That the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) and the region of the module housing (7) which is mounted in the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) can have a groove or bore running transversely to the circumference of the rotationally symmetrical regions , which can be manufacturing technical nature.
  • the camera module (4) and the carrier (2) are connected to one another via the module housing (7) of the camera module (4) and the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) in a joining region (11).
  • the module housing (7) of the camera module (4) is introduced to a stop surface (10) in the carrier (2), so that the part of the camera module (4) in which the image sensor (5) and the support plate (9) are located on an inside of the carrier (2), which may be a camera body of the optical device (1).
  • a rotationally symmetrical opening (3) is formed in a carrier (2). drills and in this rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (3), an at least partially rotationally symmetrical constructed camera module (4) is inserted up to the stop. Subsequently, the camera module (4) is adjusted by rotating the camera module (4) about the optical axis in the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2). In this case, the roll angle error is determined in various positions of the camera module (4) and the camera module (4) is rotated until the roll angle error compensates and an optimum position for the camera module (4) is determined.
  • the camera module (4) and the carrier (2) are fixed to one another.
  • the fixation is carried out as shown in Figures 1 to 3 preferably in the joint areas (11, 12, 13).
  • the module housing (7) of the camera module (4) and the carrier (2) can also be connected to one another on the stop surface (10).
  • the carrier (2) and the camera module (4) can preferably be fixed to one another by means of gluing, clamping, welding or shrinking. It would also be conceivable, however, to realize the fixation with other means and methods as well as on other areas of the carrier (2) and the camera module (4) or of the module housing (7).
  • FIG. 2 shows an optical device (1) with a carrier (2) and a camera module (4).
  • the construction of the camera module (4) from FIG. 2 largely corresponds the description of the camera module (4) of FIG. Ib.
  • the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) is cone-shaped in Fig. 2 and has in this area, with the carrier (2) via the odulgeophuse (7) with the camera module (4) is connected, a conical joining region (12).
  • the module housing (7) of the camera module (4) is also designed conically in the region in which the camera module (4) is arranged in the carrier (2).
  • the camera module (4) can be pushed into the carrier (2) as far as it will go and also pre-fixed there become. Subsequently, an adjustment of the camera module (4) and a fixation of the camera module (4) take place.
  • the connection between the region of the camera module (4) via the module housing (7) and the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) can also be effected by a plug connection. In this case, both parts can be designed so that clipping of the camera module (4) via the module housing (7) in the rotationally symmetrical opening (3) is possible.
  • the camera module (4) can be pushed or pressed so far that the camera module (4) firmly in the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) sits.
  • the conical or partially conical region of the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) and the module housing (7) of the camera module (4) can also be designed such that the larger diameter of the conical opening on the side facing the image sensor (5) or side facing away.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of an inventive optical device (1) with a carrier (2) and a camera module (4).
  • the construction of the camera module (4) from FIG. 3 largely corresponds to the description of the camera module (4) from FIG. 2.
  • the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) is configured only partially conical.
  • the module housing (7) of the camera module (4) is configured only partially conical.
  • the camera module (4) can also be inserted so far that it is fixed in the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) sits. It is likewise possible to realize a plug connection, as described under FIG. 2, between the module housing (7) of the camera module (4) and the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2).
  • the partially conical region of the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) and the module housing (7) of the camera module (4) can also be designed such that the larger diameter of the conical opening either on the image sensor (5) or facing away. If the smaller diameter of the cone-shaped rotationally symmetrical opening (3) lies on the side facing the image sensor (5) Side, this is at a small difference between the larger and smaller diameter of the rotationally symmetrical opening (3) of the carrier (2) and a small difference of the larger to the smaller diameter in the cone-shaped portion of the module housing (7) of the camera module (4 ) makes sense, as by pressing the camera module (4) in the rotationally symmetrical opening (3), the camera module (4) firmly or securely against rotation in the carrier (2) sits. In this embodiment can advantageously be dispensed with an additional Liehe fixing of the camera module (4) in the carrier (2) such as welding or gluing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung für eine Halbleiterkamera und ein Verfahren zur Ausrichtung und Fixierung einer optischen Vorrichtung für eine Halbleiterkamera. Eine erfindungsgemäße optische Vorrichtung weist einen Träger mit mindestens einer rotationssymmetrischen Öffnung und mindestens einem Kameramodul auf. Das Kameramodul umfasst einen Bildsensor, mindestens eine Linse und ein Modulgehäuse mit einer Gehäuseöffnung, durch die elektromagnetische Strahlung auf den Bildsensor gelangen kann, wobei das Modulgehäuse zumindest in einem Bereich zwischen der Gehäuseöffnung und dem Bildsensor rotationssymmetrisch aufgebaut ist, so dass das Kameramodul in der Öffnung des Trägers gelagert werden kann.

Description

Conti Temic microelectronic GmbH
Sieboldstr. 19, 90411 Nürnberg
Optische Vorrichtung und Verfahren zur Ausrichtung und Fi- xierung der optischen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausrichtung und Fixierung der optischen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Kameras mit einem lichtempfindlichen Chip als bildgebende Einheit, z.B. einem CMOS- oder CCD-Chip, werden unter ande- rem in Fahrzeugen bei Fahrerassistenzsystemen eingesetzt. Diese Kameras dienen dazu das Umfeld eines Fahrzeugs aufzunehmen und auswertbare Bilder weiterzugeben. Der Fahrer kann beispielsweise bei einem Notbremsassistenten durch das Fahrerassistenzsystem bei Vorliegen einer Gefahrensituation gewarnt werden oder Sicherheitssysteme können ausgelöst werden. Speziell für den Einsatz solcher Kameras bei Fahrerassistenzsystemen ist die Güte der Kameras entscheidend. Die Güte hängt dabei u.a. von kameraintrinsischen Toleranzen, Einbautoleranzen und Fahrzeugtoleranzen ab. Einen Ein- fluss auf die Funktionsqualität der Kamera haben neben der Lage- und Positionstoleranz insbesondere der Roll-, Gier- und Nickwinkel. Da sich die Fahrzeugtoleranzen im Allgemeinen nicht wesentlich beeinflussen lassen, muss zur Optimierung der Güte der Kamera in erster Linie auf die kamerain- trinsischen Toleranzen geachtet werden. Häufig werden Kameras aus fertigungstechnischen Gründen so aufgebaut, dass ein fokussiertes Modul in einen Träger, der z.B. als Gehäuse ausgestaltet ist, montiert wird. Während des Fokussiervorgangs kann beispielsweise für das Kameramodul der optische Nick- und/oder Gierwinkel bezüglich mechanischer Referenzmerkmale1 ausgerichtet werden. Dabei erfolgt der Nick- bzw. Gierwinkelausgleich durch laterale Bewegung des Brennpunkts der Kameraoptik bezüglich des Bild- sensors und einem nachfolgenden oder gleichzeitigen Schwenken der Kameraoptik um die Hoch- bzw. Querachse. Um einen Rollwinkelfehler auszugleichen, bedarf es wegen der Rotationssymmetrie des Kameraoptik bzw. des Objektivs eines Drehens des Bildsensors oder der gesamten Kameraanordnung um die Längsachse.
Die DE 103 48 777 AI beschreibt ein Verfahren für eine Justage eines optischen Moduls und ein optisches Modul. Der Ausgleich von Nick-, Gier- und Rollwinkel, der häufig auch als Wankwinkel bezeichnet wird, erfolgt dabei über die Bearbeitung einer Grundplatte, auf der das optische Modul über Schrauben befestigt ist, sowie über die Schrauben selbst . Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen zur Ausrichtung einer Kamera ist auf der einen Seite der komplexe Kameraaufbau und auf der anderen Seite die Notwendigkeit, zur
1 Das kann so gemacht werden, muss aber nicht Sinnvoller ist es eigentlich die Optik nicht bezüglich mechanischer Referenzen sondern wie im nächsten Satz (Zeile 7ff) beschrieben bezüglich des Bildsensors auszugleichen Rollwinkeljustage die gesamte Kameraanordnung um die Längsachse zu verdrehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine optische Vor- richtung anzugeben, bei der ein einfacher Rollwinkelausgleich vorgenommen werden kann, sowie ein Verfahren zum Ausgleichen eines Rollwinkelfehlers.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen An- sprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind. Eine erfindungsgemäße optische Vorrichtung umfasst einen Träger mit mindestens einer rotationssymmetrischen Öffnung und mindestens ein Kameramodul . Der Träger kann Bestandteil des äußeren Gehäuses der Kamera sein. Das Kameramodul umfasst einen Bildsensor, mindestens eine Linse und ein Mo- dulgehäuse mit einer Gehäuseöffnung, durch die elektromagnetische Strahlung auf den Bildsensor gelangen kann. Das Modulgehäuse kann identisch mit dem Objektivgehäuse sein. Im Sinne der Erfindung kann mit dem Modulgehäuse auch nur das Objektivgehäuse gemeint sein, wenn das Kameramodul ohne vollständiges Modulgehäuse ausgebildet ist. Das Modulgehäuse bzw. Objektivgehäuse ist zumindest in einem Bereich zwischen der Gehäuseöffnung und dem Bildsensor rotationssymmetrisch aufgebaut, so dass das Kameramodul in der rotationssymmetrische Öffnung des Trägers gelagert werden kann. Hierbei entsteht eine Lager-Welle-Verbindung. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Rollwinkel - fehler durch das Verdrehen des Kameramoduls in der Gehäuseöffnung auf einfache Art und Weise erfolgen. Zudem ist es nicht notwendig den Bildsensor bzw. die Leiterplatte, auf der der Bildsensor aufgebracht ist, separat zu verdrehen. Eine solche Ausführung erweist sich darüber hinaus als kostengünstig, da nur die Schnittstelle zwischen Kameramodul und Träger gleich ausgeführt werden muss .
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden rotationssymmetrischen Bereiche der Trägeröffnung und des Modulgehäuses konusförmig ausgestaltet. Durch die Konusform wird eine schnelle Fixierung während des Fertigungsprozes- ses erreicht. Dabei wird das bezüglich Nick- und/oder Gierwinkel sowie dem Abstand zwischen Bildsensor und Linse (n) ausgerichtete Kameramodul durch Einpressen in Richtung der optischen Achse im Träger geklemmt. Diese Klemmung kann als Vorfixierung dienen, um anschließend weitere Be- festigungsmaßnahmen zu ermöglichen.
Bevorzugt sind nur Teilbereiche der beiden rotationssymmetrischen Bereiche der Trägeröffnung und des Modulgehäuses konusförmig ausgeführt. Die Ausgestaltung des Modulgehäuses kann dabei in anderen Bereichen eine beliebige Form aufweisen. Ebenso kann die rotationssymmetrische Trägeröffnung nur in einem Teilbereich konusförmig ausgestaltet sein, in anderen Bereichen jedoch eine andere Form aufweisen. Hierbei ist es auch möglich, das ausgerichtete Kameramodul im Träger für weitere Bearbeitungsschritte zumindest vorzufixieren .
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Träger und das Kameramodul aneinander fixiert, so dass eine bestimmte Ausrichtung des Trägers und des Kameramoduls gewährleistet wird. Hierzu können der Träger und das Kameramodul bevorzugt durch Verkleben, Klemmen, Schweißen oder Aufschrumpfen aneinander fixiert sein.
Bevorzugt können der Träger und das Kameramodul in den beiden rotationssymmetrischen Bereichen der Trägeröffnung und des Modulgehäuses aneinander fixiert sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Träger zwei Öffnungen zur Aufnahme von zwei Kameramodulen auf, so dass die optische Vorrichtung als Stereokamera betrieben werden kann. Bei dieser Ausführung kann die Parallaxe der beiden Kameramodule bei ausreichender Länge des Lagerungs- bzw. Passungssystems klein gehalten werden und die Bildsensoren der jeweiligen Kameramodule können dennoch optimal durch Drehen zueinander rektifiziert werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung wird in einem Träger mindestens eine rotationssymmetrische Öffnung hergestellt, z.B. gebohrt, gefräst oder gerieben'. Mindestens ein Kameramodul mit einem zumindest teilweise rotationssymmetrisch aufgebauten Modul - gehäuse wird in der mindestens eine Trägeröffnung bis zum Anschlag eingeschoben. Anschließend wird eine Justierung des Rollwinkels des Kameramoduls durch Drehung um die optische Achse des Kameramoduls in der Trägeröffnung durchgeführt. Anschließend werden Kameramodul und Träger aneinander fixiert .
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele und Zeichnungen näher erläutert .
Es zeigen
Figur la : ein Träger mit einer rotationssymmetrischen Öffnung .
Figur lb : ein Kameramodul mit einem Bildsensor.
Figur lc : eine optische Vorrichtung mit einem in einem Träger angeordnetem Kameramodul .
Figur 2 : eine optische Vorrichtung mit einem in einem Trä- ger angeordneten Kameramodul mit konusförmigen rotationssymmetrischen Bereichen.
Figur 3 : eine weitere optische Vorrichtung mit einem in einem Träger angeordneten Kameramodul mit teilweise konusformig ausgestalteten rotationssymmetrischen Bereichen. In Fig. la ist ein Träger (2) zur Aufnahme eines Kameramoduls (4) dargestellt. Der Träger (2) weist eine rotationssymmetrische Öffnung (3) auf. Innerhalb der rotationssymmetrischen Öffnung (3) befinden sich die Fügebereiche (11) , an denen das Kameramodul (4) mit dem Träger (2) verbunden wird. Ein Kameramodul (4) wird bis zu den Anschlagflächen (10) des Trägers (2) so weit eingeschoben, dass das Modulgehäuse (7) , wie in Fig. lc gezeigt, an den Anschlagflächen (10) des Trägers (2) anliegt. Fig. lb zeigt ein Kameramodul (4) . Das Kameramodul (4) hat ein Modulgehäuse (7), das eine Gehäuseöffnung (8) aufweist, durch die elektromagnetische Strahlung über ein nicht dargestelltes Linsenpaket mit mindestens einer Linse auf einen Bildsensor (5) gelangt. Der Bildsensor ist auf einer Trä- gerplatte (9) angebracht. Die Trägerplatte (9) ist mit dem Modulgehäuse (7) verbunden.
Fig. lc zeigt im Querschnitt eine erfindungsgemäße optische Vorrichtung (1) mit einem Träger (2) und einem Kameramodul (4) (vgl. Fig. la und lb) . Der Träger (2) weist eine rotationssymmetrische Öffnung (3) auf, in der das Kameramodul (4) angeordnet ist. Das Kamerämodul (4) weist in seinem Modulgehäuse (7) eine Gehäuseöffnung (8) auf, durch die elektromagnetische Strahlung über ein Linsenpaket mit min- destens einer Linse, das in Fig. lc nicht dargestellt ist, auf einen Bildsensor (5) gelangt. Der Bildsensor (5) ist auf einer Trägerplatte (9) angeordnet, z.B. eine Leiterplatte oder eine Aluminiumplatte mit Flex-Leiterplatte oder ein Keramiksubstrat, und über nicht dargestellte elektri- sehe Kontakte mit der Trägerplatte (9) verbunden.
Das Kameramodul (4) kann auch mehrteilig ausgestaltet sein, bzw. eine andere Form als in Fig. lb bzw. lc dargestellt aufweisen. Z.B. kann der Bildsensor (5) auch direkt mit dem Kameramodul (4) bzw. dem Modulgehäuse (7) des Kameramoduls (4) verbunden sein. Entscheidend ist bei der Gestaltung des Kameramoduls (4) und der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) , dass das Modulgehäuse (7) zumindest in einem Bereich derart ausgestaltet ist, dass es in der rotati- onssymmetrische Öffnung (3) des Trägers (2) gelagert werden kann .
Der Bereich des Modulgehäuses (7) , der in der rotationssym- metrische Öffnung (3) des Trägers (2) gelagert wird, sowie die rotationssymmetrische Öffnung (3) selbst können auch unterbrochen rotationssymmetrisch ausgestaltet sein. D.h. dass die rotationssymmetrische Öffnung (3) des Trägers (2) und der Bereich des Modulgehäuses (7) , der in der rotationssymmetrische Öffnung (3) des Trägers (2) gelagert wird, eine quer zum Umfang der rotationssymmetrischen Bereiche verlaufende Nut oder Bohrung aufweisen können, die fertigungstechnischer Natur sein können.
Das Kameramodul (4) und der Träger (2) sind über das Modul - gehäuse (7) des Kameramoduls (4) und der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) in einem Fügebereich (11) miteinander verbunden. Das Modulgehäuse (7) des Kameramoduls (4) ist bis zu einer Anschlagfläche (10) im Träger (2) eingebracht, so dass der Teil des Kameramoduls (4), in dem sich der Bildsensor (5) und die Trägerplatte (9) befinden, auf einer Innenseite des Trägers (2) , der ein Kameragehäuse der optischen Vorrichtung (1) sein kann, ist.
Bei der Herstellung einer optischen Vorrichtung (1) wird in einen Träger (2) eine rotationssymmetrische Öffnung (3) ge- bohrt und in diese rotationssymmetrische Öffnung (3) des Trägers (3) wird ein zumindest teilweise rotationssymmetrisch aufgebautes Kameramodul (4) bis zum Anschlag eingeschoben. AnschlieiSend erfolgt eine Justierung des Kameramo- duls (4) durch Verdrehen des Kameramoduls (4) um die optische Achse in der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) . Dabei wird in verschiedenen Positionen des Kameramoduls (4) der Rollwinkelfehler bestimmt und das Kameramodul (4) solange verdreht bis der Rollwinkelfehler aus- geglichen und eine optimale Position für das Kameramodul (4) bestimmt ist. Nachdem die optimale Position des Kameramoduls (4) gefunden und das Kameramodul (4) in diese Position gebracht wurde, werden das Kameramodul (4) und der Träger (2) aneinander fixiert. Die Fixierung erfolgt wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt bevorzugt in den Fügebereichen (11, 12, 13) .
Das Modulgehäuse (7) des Kameramoduls (4) und der Träger (2) können auch an der Anschlagfläche (10) miteinander ver- bunden werden. Dabei können der Träger (2) und das Kamera- modul (4) vorzugsweise mittels Verkleben, Klemmen, Schweißen oder Aufschrumpfen aneinander fixiert werden. Denkbar wäre es aber auch, die Fixierung mit anderen Mitteln und Verfahren sowie an anderen Bereichen des Trägers (2) und des Kameramoduls (4) bzw. des Modulgehäuses (7) zu realisieren .
In Fig. 2 ist eine optische Vorrichtung (1) mit einem Träger (2) und einem Kameramodul (4) dargestellt. Der Aufbau des Kameramoduls (4) aus Fig. 2 entspricht in weiten Teilen der Beschreibung des Kameramoduls (4) aus Fig. Ib. Die rotationssymmetrische Öffnung (3) des Trägers (2) ist hingegen in Fig. 2 konusförmig ausgestaltet und weist in diesem Bereich, mit dem der Träger (2) über das odulgehäuse (7) mit dem Kameramodul (4) verbunden ist, einen konischen Fügebereich (12) auf. Das Modulgehäuse (7) des Kameramoduls (4) ist in dem Bereich, in dem das Kameramodul (4) im Träger (2) angeordnet ist, ebenfalls konusförmig ausgestaltet. Bei einer konusförmigen Ausgestaltung der rotationssymmet- rischen Öffnung (3) des Trägers (2) und eines Bereichs des Modulgehäuses (7) des Kameramoduls (4) kann das Kameramodul (4) bis zum Anschlag in den Träger (2) eingeschoben und dort auch vorfixiert werden. Im Anschluss kann eine Justierung des Kameramoduls (4) und eine Fixierung des Kameramo- duls (4) erfolgen. Die Verbindung zwischen dem Bereich des Kameramoduls (4) über das Modulgehäuse (7) und der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) kann auch durch eine Steckverbindung erfolgen. Hierbei können beide Teile so ausgestaltet sein, dass ein Verklipsen des Kamera- moduls (4) über das Modulgehäuse (7) in der rotationssymmetrischen Öffnung (3) möglich ist. Ebenso kann das Kameramodul (4) so weit eingeschoben bzw. eingepresst werden, dass das Kameramodul (4) fest in der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) sitzt.
Der konische bzw. teilweise konische Bereich der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) und des Modulgehäuses (7) des Kameramoduls (4) kann auch derart gestaltet sein, dass der größere Durchmesser der konischen Öffnung auf der dem Bildsensor (5) zu- oder abgewandten Seite liegt .
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen optischen Vorrichtung (1) mit einem Träger (2) und einem Kameramodul (4) . Der Aufbau des Kameramoduls (4) aus Fig. 3 entspricht in weiten Teilen der Beschreibung des Kameramoduls (4) aus Fig. 2. Die rotationssymmetrische Öffnung (3) des Trägers (2) ist hier hingegen nur teilweise konusförmig ausgestaltet. Ebenso ist das Modulgehäuse (7) des Kameramoduls (4) nur teilweise konusförmig ausgestaltet .
Bei einer nur teilweise konusförmigen Ausgestaltung der ro- tationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) und eines Bereichs des Modulgehäuses (7) des Kameramoduls (4) kann das Kameramodul (4) auch soweit eingeschoben werden, dass dieses fest in der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) sitzt. Ebenso ist es möglich eine Steckverbin- dung, wie unter Fig. 2 beschrieben, zwischen dem Modulgehäuse (7) des Kameramoduls (4) und der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) zu realisieren.
Der teilweise konische Bereich der rotationssymmetrischen Öffnung (3) des Trägers (2) und des Modulgehäuses (7) des Kameramoduls (4) kann auch derart gestaltet sein, dass der größere Durchmesser der konischen Öffnung entweder auf der dem Bildsensor (5) zu- oder abgewandten Seite liegt. Liegt der kleinere Durchmesser der konusförmigen rotationssymmet - rischen Öffnung (3) auf der dem Bildsensor (5) zugewandten Seite, ist dies bei einem kleinen Unterschied zwischen dem größeren und dem kleineren Durchmesser der rotationssymmet- rischen Öffnung (3) des Trägers (2) und einem kleinen Unterschied des größeren zu dem kleineren Durchmesser im konusförmigen Bereich des Modulgehäuses (7) des Kameramoduls (4) sinnvoll, da durch das Einpressen des Kameramoduls (4) in die rotationssymmetrische Öffnung (3) , das Kameramodul (4) fest bzw. verdrehsicher im Träger (2) sitzt. Bei dieser Ausführung kann vorteilhafter Weise auf eine zusätz- liehe Fixierung des Kameramoduls (4) im Träger (2) wie z.B. Schweißen oder Verkleben verzichtet werden.
Bezugszeichenliste optische Vorrichtung
Träger
rotationssymmetrische Öffnung
Kameramodul
Bildsensor
Modulgehäuse
Gehäuseöffnung
Trägerplatte
Anschlagfläche
Fügebereich
konischer Fügebereich
teilweise konischer Fügebereich

Claims

Patentansprüche
1. Optische Vorrichtung (1) umfassend einen Träger (2) mit mindestens einer rotationssymmetrischen Öffnung (3) und mindestens einem Kameramodul (4) , das einen Bildsensor (5) , mindestens eine Linse und ein Modulgehäuse (7) mit einer Gehäuseöffnung (8) , durch die elektromagnetische Strahlung auf den Bildsensor (5) gelangen kann, umfasst, wobei das Modulgehäuse (7) zumindest in einem Bereich zwischen der Gehäuseöffnung (8) und dem Bildsensor (5) rotationssymmetrisch aufgebaut ist, so dass das Kameramodul (4) in der Öffnung (3) des Trägers (2) gelagert werden kann.
2. Optische Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die beiden rotationssymmetrischen Bereiche der Trägeröffnung und des Modulgehäuses (7) konusformig ausgestaltet sind.
3. Optische Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die beiden rotationssymmetrischen Bereiche der Trägeröffnung und des Modulgehäuses (7) in einem Teilbereich konusformig ausgestaltet sind.
4. Optische Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Träger (2) und das Kameramodul (4) aneinander fixiert sind. Optische Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Träger (2) und das Kameramodul (4) durch Verkleben, Klemmen, Schweißen oder Aufschrumpfen aneinander fixiert sind.
Optische Vorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Fixierung in den beiden rotationssymmetrischen Bereichen der Trägeröffnung und des Modul - gehäuses (7) erfolgt ist.
Optische Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei zwei Öffnungen im Träger (2) zur Aufnahme von zwei Kameramodulen (4) vorgesehen sind, so dass die optische Vorrichtung (1) als Stereokamera betrieben werden kann.
Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung (1), wobei in einen Träger (2) mindestens eine rotationssymmetrische Öffnung (3) hergestellt wird, mindestens ein Kameramodul (4) mit einem zumindest teilweise rotationssymmetrisch aufgebauten Modulgehäuse (7) in die mindestens eine Trägeröffnung bis zum Anschlag eingeschoben wird, anschließend eine Justierung des Kameramoduls (4) durch Drehung um die optische Achse des Kameramoduls (4) in der Trägeröffnung durchgeführt wird, und anschließend Kameramodul (4) und Träger (2) aneinander fixiert werden.
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