WO2017198395A1 - Kameramodul für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2017198395A1
WO2017198395A1 PCT/EP2017/058798 EP2017058798W WO2017198395A1 WO 2017198395 A1 WO2017198395 A1 WO 2017198395A1 EP 2017058798 W EP2017058798 W EP 2017058798W WO 2017198395 A1 WO2017198395 A1 WO 2017198395A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens holder
sensor carrier
camera module
recess
sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/058798
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolai Bauer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2017198395A1 publication Critical patent/WO2017198395A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/025—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using glue
    • 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
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Definitions

  • the invention relates to a camera module for a vehicle.
  • the invention relates to a camera module, which is provided in particular for vehicles. It includes a lens holder and a sensor carrier.
  • the core of the invention is that the sensor carrier has at least one recess which is designed to receive an adhesive and at least a portion of the lens holder.
  • This invention offers the advantage that attachment and alignment of the lens holder with respect to the sensor carrier is possible solely by means of the adhesive. There are no other components, such as screws or alignment means needed.
  • the recess in the sensor carrier offers the great advantage that the adhesive does not run even at low viscosity and thus remains at the desired position. In this way, a higher column of adhesive can be generated in the z-direction, as would be possible without the depression.
  • the z direction describes this the direction of a vector which is perpendicular to the lens holder facing surface of the sensor carrier and pointing in the direction of the lens holder.
  • a lens holder is understood to mean a device which is adapted to receive at least one optical element.
  • a sensor carrier is understood to mean a device which is set up to receive an image sensor, if appropriate also with additional fastening parts.
  • Sensor carrier may, for example, be designed as a printed circuit board.
  • an image sensor can be integrated into the sensor carrier or mounted as a separate component on the sensor carrier.
  • the image sensor may, for example, be mounted on the sensor carrier by means of a reflow method.
  • Lens holder can be downsized. Through miniaturization, the camera module can be used more versatile, manufacturing, storage and logistics are cheaper.
  • the structure according to the invention offers the possibility of a multi-axial alignment of the lens holder or an optic mounted in the lens holder relative to
  • At least a portion of the lens holder is formed such that it can be received in at least one recess.
  • This embodiment has the advantage that the lens holder can be optimally adapted to the sensor carrier. If at least a portion of the lens holder is receivable to the bottom of the recess in the recess, the entire depth of the recess can be used for an alignment of the lens holder to the sensor carrier in the z-direction. If the subregion is designed in such a way that it can only be accommodated to a certain depth, this depth can accordingly be used for the alignment in the z direction. If the subregion is designed in such a way that there is sufficient lateral play (in relation to the surface of the sensor carrier on which the image sensor can be attached) in the depression, an alignment in the lateral direction is also possible. Furthermore, the subregion can be formed in such a way that there is sufficient clearance in the depression so that tilting about an arbitrary axis is possible. The overall construction thus creates the overall construction.
  • the depression is formed along an entire circumference of the lens holder.
  • the circumference of the lens holder is understood in particular to be the circumference of the surface of the lens holder facing the sensor carrier.
  • the surface does not have to be even or uniform and may, for example, have steps.
  • the sensor carrier has at least two recesses. The depressions are here spatially separated from each other.
  • Recesses on the sensor carrier is possible.
  • the space on the sensor carrier can be optimally utilized.
  • the sensor carrier can also have three depressions which are each mounted offset by 120 ° relative to one another along a circumference of the lens holder facing the sensor carrier.
  • three recesses creates a relation to bends / lateral load of lens holder and / or sensor carrier very stable connection.
  • the sensor carrier has three or more recesses.
  • a seal is attached to the camera module.
  • the seal is preferably mounted between lens holder and sensor carrier and protects the interior of the camera module against moisture and moisture.
  • the lens holder has at least two partial regions, which can be received in the at least two recesses of the sensor carrier.
  • the two partial regions can be accommodated in both depressions at the same time, so that at least one partial region in each case can be received in each case.
  • Lens holder optimally matched to the structure / structure of the sensor carrier.
  • the partial regions can be designed as complementary structures to the depressions, wherein a certain clearance is advantageous for a variable orientation of the lens holder to the sensor carrier.
  • the sub-areas can be realized differently.
  • in the form of two positive contours for example, as pins or protruding curves can be configured.
  • Embodiments are also conceivable in which the lens holder has three or more subregions.
  • a camera module in which the sensor carrier carries an image sensor and radiation occurring on the image sensor is guided at least partially through a lens, which is held by the lens holder.
  • a sensor carrier for mounting in a camera module.
  • the sensor carrier in this case has at least one recess which is formed to receive adhesive and at least a portion of a lens holder, in order to position the lens holder with respect to the sensor carrier and to fix it by means of the adhesive.
  • the recess may be formed, for example, as a rectangular trench or as a rounded groove or as a shaped hemisphere.
  • the camera module in this case comprises a sensor carrier and a lens holder.
  • the method comprises the following steps:
  • This method has the advantage that a very flexible and easy attachment of the lens holder to the sensor carrier is possible.
  • an alignment along all spatial directions and / or a corresponding rotation or inclination about an arbitrary axis can take place.
  • an image sensor is mounted on the sensor carrier and at least one optical element is arranged in the lens holder. In the step of positioning the lens holder, it is positioned in such a way to the sensor carrier, that the image sensor after fixing the
  • Lens holder in a preferred image plane of at least one optical
  • This embodiment has the advantage that a very exact positioning of the lens holder or an existing in the lens holder optics to the image sensor is possible. This allows an optimal mapping of an environment on the
  • Image sensor can be enabled.
  • the preferred image plane is understood to be an image plane in which an image sensor should be arranged in order to produce the best possible image.
  • the positioning may, for example, be carried out by known methods such as "active alignment.”
  • the optical element may, for example, be one or more lenses or further optical elements common to an objective For example, only the sensor carrier with respect to the lens holder or only the lens holder with respect to the sensor carrier can be positioned, It is also conceivable that both components are positioned relative to each other and the position of
  • Recess containing adhesive moves that a lateral displacement of the lens holder with respect to the sensor carrier and / or a tilting of the
  • Lens holder in relation to the sensor carrier takes place.
  • Lens holder with respect to the sensor carrier.
  • a shift along all spatial directions, as well as a tilt around any axis are possible. It is both possible to first introduce the adhesive into the recess and then make the alignment, as well as first make the alignment and then introduce adhesive into the recess.
  • FIG. 1 schematically shows an assembled camera module in a sectional view.
  • FIG. 2 shows a schematic structure of the camera module in FIG
  • FIG. 3 shows a section through the camera module in an exploded view.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the camera module.
  • FIG. 5 shows the further exemplary embodiment of the camera module in FIG.
  • FIG. 6 shows a further embodiment.
  • FIG. 7 shows a process diagram
  • the lens holder 101 holds a lens consisting of a plurality of lenses 106.
  • the sensor carrier 103 which is designed as a printed circuit board (PCB)
  • an image sensor 105 is attached on the sensor carrier 103.
  • the image sensor 105 was attached to the sensor carrier 103 in a reflow process.
  • the sensor carrier has a recess 102 for receiving the
  • the recess is in this case implemented continuously over the circumference of the lens holder 101 directed in the direction of the sensor carrier 103.
  • the sensor carrier 103 has a plurality of spatially separated depressions 402.
  • the adhesive bond can thus be implemented completely continuously or partially by means of the adhesive 104.
  • the lens holder 101 is attached to the sensor carrier by means of the adhesive 104.
  • the recess 102, 402 has a depth of about 1 mm.
  • a depression 102, 402 can have depths of a few micrometers to several millimeters.
  • the dimension of the recess 102, 402 also depends on the size of the camera module and the resulting tolerances. In order to ensure sufficient clearance for the alignment of the lens holder 101 to the sensor carrier in the z-direction, the depth should be greater than 0.3 mm, in particular greater than 0.5 mm.
  • the recess 102 may be specifically designed to have a
  • the recess may be formed, for example, angular or round, or in locally separated recesses, for example.
  • the lens holder 101 has a portion 107 which can be received by the recess 102.
  • the recess 102 can be received by the recess 102.
  • Subregion 107 or the portion 107 may be adapted to the shape of the recess 102 or both the recess 102 and the portion 107 may be adapted to each other.
  • the portion 107 does not differ in shape from the portion of the lens holder 101 to which it is adjacent. Consequently, no adaptation of the partial region 107 of the lens holder 101 is necessary, since the depression 102 is formed in accordance with the shape of the partial region 107.
  • the sensor carrier has three
  • Recesses 402 offset by the installation location for the image sensor 105 on the
  • the depressions 407 are in this case cylindrical, so that they can be inserted, for example, simply by means of a bore. In general, the depressions 102, 402 can already be applied during the production of the sensor carrier 103 or subsequently by different processing methods.
  • the partial regions 407 of the sensor carrier 103 are adapted to the shape of the depressions 402. As shown in FIG. 5, the partial regions 407 can be realized, for example, in the form of a cylinder. It should be noted that the diameter of the cylindrical portions 407 is smaller than the diameter of the cylindrical recesses 402, so that sufficient clearance for a change in the position in the lateral direction (relative to the surface of the sensor carrier on which the
  • Image sensor is attached) and remains for tilting.
  • other shapes of the partial regions 407 and the depressions 402 are also conceivable.
  • a seal 610 between lens holder 101 and sensor carrier 103.
  • a possible embodiment of the seal 610 is shown in FIG. The seal 610 is particularly useful if the recess 102, 402 not along an entire circumference of the
  • Lens holder 101 is formed and may possibly residual gaps arise.
  • the seal 610 may be used in any embodiment, even with a recess 102 formed along the entire circumference of the lens holder 101.
  • the seal 610 is designed, for example, as a fillet weld from a potting compound.
  • the adhesive 104 may be used.
  • all common sealing materials are conceivable.
  • Fig. 7 is an exemplary process flow for mounting the disclosed
  • Camera module consisting of a sensor carrier 103 and a lens holder 101, shown. The method starts in step 701.
  • an adhesive 104 is applied in the recess.
  • the adhesive 104 may be applied rather thin or such an amount of adhesive 104 may be selected that the
  • Well 102, 402 is filled up to a predetermined height.
  • step 703 the positioning of the lens holder 101 with respect to the
  • the lens holder 101 Due to the adhesive 104 used, alignment in all directions is possible. In addition, the lens holder 101 can be tilted in all directions or be inclined because no fixed axes of rotation or directions of movement are specified by the adhesive 104. Depending on the height of the depression 102, the amount of the adhesive 104 and the height of the depression 102 can cause a very large displacement in the z-direction, the z-direction being formed by a vector perpendicular to the sensor carrier 103, which moves in the direction of the Lens holder 101 shows.
  • step 704 the lens holder 102 is fixed to the sensor carrier 103.
  • the adhesive 104 is cured.
  • the adhesive 104 can be cured by means of UV light, for example. Alternatively, a cure by heat or cold is possible. It can also be different
  • a pre-curing of the adhesive 104 by means of UV radiation take place and the adhesive 104 for complete curing in a further process step with a further process, for example. By further heating, treated.
  • an image sensor 105 is mounted on the sensor carrier 103 and the lens holder 101 carries at least one optical element.
  • the lens holder 101 is positioned to the sensor carrier 103 so that the image sensor 105 after fixing the lens holder 101 is in a preferred image plane of the at least one optical element. Possible position changes of the
  • Lens holder 101 after curing of the adhesive 104 may in this
  • Positioning be considered. For positioning known
  • the steps 702 and 703 can also be reversed, so that first of all an exact alignment of the lens holder 101 to the carrier element 103 takes place and then the adhesive is placed in the depression 102, 402.
  • a further step may be provided, in which after the positioning of the lens holder 101, a seal 610 on
  • Camera module is attached. This can be applied, for example, along the entire circumference of the lens holder 101 or only in sections along the circumference of the lens holder 101.
  • the seal 610 is sealed by means of a molding compound designed to seal against dust and moisture.
  • the adhesive 104 is used for the gasket 610.
  • FIG. 3 once again illustrates which degrees of freedom can be utilized in the positioning of the lens holder 101 in relation to the sensor carrier 103. There are shifts in all spatial directions of a Cartesian
  • more or less play can be provided. Consequently, depending on the tolerance range of the components used for the camera module, lens holders 101 and sensor carriers 103 can be selected, in which the depressions 102, 402 and the partial regions 107, 407 have a greater or a smaller clearance. Through a smaller game can possibly space and adhesive 104 can be saved. By a larger clearance tolerances can be compensated better, which also parts with a larger tolerance range can be used and consequently costs can be reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kameramodul, welches insbesondere für Fahrzeuge vorgesehen ist. Es umfasst einen Linsenhalter (101) und einen Sensorträger (103). Der Kern der Erfindung liegt darin, dass der Sensorträger (103) wenigstens eine Vertiefung (102) aufweist, welche zur Aufnahme eines Klebstoffs (104) und wenigstens eines Teilbereichs (107) des Linsenhalters (101) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung Titel
Kameramodul für ein Fahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kameramodul für ein Fahrzeug.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Aufbauten von Kameras bekannt In der DE 10 2014 103 473 AI wird beispielsweise ein Sensorträger mittels einer Schraubverbindung befestigt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Kameramodul, welches insbesondere für Fahrzeuge vorgesehen ist. Es umfasst einen Linsenhalter und einen Sensorträger. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass der Sensorträger wenigstens eine Vertiefung aufweist, welche zur Aufnahme eines Klebstoffs und wenigstens eines Teilbereichs des Linsenhalters ausgebildet ist.
Diese Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Befestigung und Ausrichtung des Linsenhalters in Bezug zu dem Sensorträger allein mittels des Klebstoffs möglich ist. Es werden keine weiteren Komponenten, wie bspw. Schrauben oder Mittel zur Ausrichtung benötigt. Die Vertiefung im Sensorträger bietet den großen Vorteil, dass der Klebstoff auch bei niedriger Viskosität nicht verläuft und somit an der gewünschten Position verbleibt. Hierdurch kann eine höhere Klebstoffsäule in z-Richtung erzeugt werden, als dies ohne die Vertiefung möglich wäre. Die z-Richtung beschreibt hierbei die Richtung eines Vektors, der senkrecht auf der dem Linsenhalter zugewandten Fläche des Sensorträgers steht und in Richtung des Linsenhalters zeigt. Da zudem ein Teilbereich des Linsenhalters in der Vertiefung aufnehmbar ist, steht durch die Menge und/oder Höhe des Klebstoffs mehr Spiel bei der Ausrichtung des Linsenhalters zu dem Sensorträger in z-Richtung zur Verfügung. Folglich können Toleranzen in einer ggf. in dem Linsenhalter aufgenommenen Optik und/oder Toleranzen eines ggf. vom Sensorträger aufgenommenen Bildsensors und/oder Toleranzen des Linsenhalters und/oder Sensorträgers besser ausgeglichen werden.
Unter einem Linsenhalter wird eine Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens ein optisches Element aufzunehmen. Unter einem Sensorträger wird eine Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist, einen Bildsensor aufzunehmen, gegebenenfalls auch mit zusätzlichen Befestigungsteilen. Der
Sensorträger kann bspw. als Leiterplatte ausgebildet sein. Hierbei kann ein Bildsensor in den Sensorträger integriert oder als separates Bauteil auf dem Sensorträger angebracht sein. Der Bildsensor kann bspw. mittels eines Reflow- Verfahrens auf dem Sensorträger angebracht sein.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird die Klebestelle sehr nah an dem
Sensorträger angeordnet, wodurch die Konstruktion insgesamt verschlankt und der erforderliche Bauraum verkleinert wird. Zudem entfallen Schraubverbindung sowie ein ggf. notwendiges weiteres Bauteil zum Halten des Linsenhalters. Da keine Schrauben, Bohrungen und Mindestdicken des Linsenhalters mehr notwendig sind, ist folglich eine Miniaturisierung des gesamten Aufbaus/Kameramoduls möglich. Der maximale Durchmesser des Kameramoduls kann theoretisch auf den Durchmesser des
Linsenhalters verkleinert werden. Durch die Miniaturisierung kann das Kameramodul vielseitiger eingesetzt werden, die Fertigung, die Lagerung und die Logistik werden kostengünstiger.
Der erfindungsgemäße Aufbau bietet die Möglichkeit einer mehrachsigen Ausrichtung des Linsenhalters bzw. einer im Linsenhalter angebrachten Optik relativ zum
Sensorträger bzw. einem auf dem Sensorträger angebrachten Bildsensor. Des Weiteren werden eine kompakte Bauweise und eine stabile Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten ermöglicht. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Teilbereich des Linsenhalters derart ausgebildet ist, dass er in wenigstens einer Vertiefung aufnehmbar ist.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Linsenhalter optimal an den Sensorträger angepasst werden kann. Ist wenigstens ein Teilbereich des Linsenhalters bis zum Boden der Vertiefung in der Vertiefung aufnehmbar, kann die gesamte Tiefe der Vertiefung für eine Ausrichtung des Linsenhalters zum Sensorträger in z-Richtung verwendet werden. Ist der Teilbereich derart gestaltet, dass er nur bis zu einer gewissen Tiefe aufnehmbar ist, so kann entsprechend diese Tiefe für die Ausrichtung in z-Richtung verwendet werden. Ist der Teilbereich derart ausgebildet, dass genügend laterales (bezogen auf die Fläche des Sensorträgers, auf welcher der Bildsensor anbringbar ist) Spiel in der Vertiefung besteht, so ist zudem eine Ausrichtung in lateraler Richtung möglich. Des Weiteren kann der Teilbereich derart ausbildet sein, dass genügend Spiel in der Vertiefung vorhanden ist, sodass eine Verkippung um eine beliebige Achse möglich ist. Durch die Gesamtkonstruktion entsteht somit die
Möglichkeit einer stufenlosen Ausrichtung des Linsenhalters zu dem Sensorträger, wobei sowohl eine Verschiebung in alle Raumrichtungen als auch eine Verkippung um eine beliebige Achse möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kameramoduls ist die Vertiefung entlang eines gesamten Umfangs des Linsenhalters ausgebildet. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Vertiefung entlang des dem Sensorträger zugewandten Umfangs des Linsenhalters ausgebildet ist.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine sehr stabile Verbindung zwischen Linsenhalter und Sensorträger möglich ist. Des Weiteren ist mittels des Klebstoffs eine hermetische Abschirmung des Bildsensors bzw. des Inneren des Kameramoduls möglich. Unter dem Umfang des Linsenhalters wird hierbei insbesondere der Umfang der dem Sensorträger zugewandten Oberfläche des Linsenhalters verstanden. Die Fläche muss hierbei nicht eben oder gleichförmig sein und kann beispielsweise Stufen aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Sensorträger wenigsten zwei Vertiefungen auf. Die Vertiefungen sind hierbei räumlich voneinander getrennt angebracht.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine flexible Anordnung der
Vertiefungen auf dem Sensorträger möglich ist. Hierdurch kann beispielsweise der Bauraum auf dem Sensorträger optimal ausgenutzt werden. Beispielsweise kann der Sensorträger auch drei Vertiefungen aufweisen, die jeweils um 120° versetzt zueinander entlang eines dem Sensorträger zugewandten Umfangs des Linsenhalters angebracht sind. Mittels drei Vertiefungen entsteht eine gegenüber Biegungen / seitlicher Belastung von Linsenhalter und/oder Sensorträger sehr stabile Verbindung. Es sind somit auch Ausführungsformen denkbar, bei welchen der Sensorträger drei oder mehr Vertiefungen aufweist.
Zur Gewährleistung einer hermetischen Abdichtung des kann vorgesehen sein, dass eine Dichtung am Kameramodul angebracht ist. Die Dichtung ist hierbei bevorzugt zwischen Linsenhalter und Sensorträger angebracht und schützt das Innere des Kameramoduls gegen Feuchtigkeit und Nässe.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Linsenhalter wenigstens zwei Teilbereiche auf, die in den wenigstens zwei Vertiefungen des Sensorträgers aufnehmbar sind. Die zwei Teilbereiche sind hierbei zeitgleich in beiden Vertiefungen aufnehmbar, sodass zumindest jeweils ein Teilbereich in jeweils einer Vertiefung aufnehmbar ist.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Aufbau / die Struktur des
Linsenhalters optimal auf den Aufbau / die Struktur das Sensorträgers abgestimmt werden kann. Die Teilbereiche können hierbei als Komplementärstrukturen zu den Vertiefungen ausgebildet sein, wobei ein gewisses Spiel vorteilhaft für eine variable Ausrichtung des Linsenhalters zu dem Sensorträger ist.
Die Teilbereiche können hierbei unterschiedlich realisiert sein. Beispielsweise in Form von zwei Positivkonturen, die z.B. als Stifte oder herausstehende Rundungen ausgestaltet sein können. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei welchen der Linsenhalter drei oder mehr Teilbereiche aufweist.
Zudem wird ein Kameramodul beansprucht, bei welchem der Sensorträger einen Bildsensor trägt und auf den Bildsensor auftretende Strahlung wenigstens teilweise durch eine Linse geführt wird, welche durch den Linsenhalter gehalten wird.
Des Weiteren wird ein Sensorträger zur Montage in einem Kameramodul beansprucht. Der Sensorträger weist hierbei wenigstens eine Vertiefung auf, welche ausgebildet ist, um Klebstoff und wenigstens einen Teilbereich eines Linsenhalters aufzunehmen, um den Linsenhalter in Bezug zu dem Sensorträger zu positionieren und mittels des Klebstoffs zu befestigen.
Die Vertiefung kann beispielsweise als rechteckiger Graben oder als abgerundete Rinne oder als ausgeformte Halbkugel ausgebildet sein.
Zudem wird ein Verfahren zur Montage eines Kameramoduls beansprucht. Das Kameramodul umfasst hierbei ein Sensorträger und einen Linsenhalter. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Aufbringen eines Klebstoffes in wenigstens eine Vertiefung des Sensorträgers; Positionieren des Linsenhalters und des Sensorträgers zueinander;
Fixieren des Linsenhalters an dem Sensorträger.
Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass eine sehr flexible und einfache Anbringung des Linsenhalters an den Sensorträger möglich ist. Mittels des Klebstoffs kann hierbei eine Ausrichtung entlang aller Raumrichtungen und/oder eine entsprechende Drehung oder Neigung um eine beliebige Achse erfolgen.
Bei der Positionierung des Linsenhalters und des Sensorträger können
Aushärtungseffekte des Klebstoffs mitberücksichtigt werden. Folglich ist es möglich, dass sich die Position beim Positionieren des Linsenhalters von der endgültigen Position nach dem Aushärten des Klebstoffs unterscheidet. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist auf dem Sensorträger ein Bildsensor angebracht und in dem Linsenhalter wenigstens ein optisches Element angeordnet. Im Schritt des Positionierens des Linsenhalters wird dieser derart zu dem Sensorträger positioniert, dass sich der Bildsensor nach dem Fixieren des
Linsenhalters in einer bevorzugten Bildebene des wenigstens einen optischen
Elements befindet.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine sehr exakte Positionierung des Linsenhalters bzw. einer im Linsenhalter vorhandenen Optik zu dem Bildsensor möglich ist. Hierdurch kann eine optimale Abbildung einer Umgebung auf dem
Bildsensor ermöglicht werden. Unter der bevorzugten Bildebene wird hierbei eine Bildebene verstanden, in welcher ein Bildsensor angeordnet werden sollte, um ein bestmögliches Bild zu erzeugen. Die Positionierung kann beispielsweise über bekannte Verfahren wie das„active alignment" erfolgen. Bei dem optischen Element kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere Linsen oder weitere für ein Objektiv übliche optische Elemente handeln. Generell ist eine Positionierung von Linsenhalter zu Sensorträger in jeder denkbaren Ausführungsform möglich. So kann bspw. nur der Sensorträger in Bezug zu dem Linsenhalter oder nur der Linsenhalter in Bezug zu dem Sensorträger positioniert werden. Es ist auch denkbar, dass beide Komponenten zueinander positioniert werden und sich beim Positionieren die Position von
Linsenhalter und Sensorträger verändern.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird im Schritt des Positionierens wenigstens ein Teilbereich des Linsenhalters derart in der wenigstens einen
Vertiefung, welche Klebstoff enthält, bewegt, dass eine laterale Verschiebung des Linsenhalters in Bezug zu dem Sensorträger und/oder eine Verkippung des
Linsenhalters in Bezug zu dem Sensorträger erfolgt.
Dieser optional zusätzliche Schritt ermöglicht eine präzise Ausrichtung des
Linsenhalters in Bezug zu dem Sensorträger. Hierbei sind eine Verschiebung entlang aller Raumrichtungen, sowie eine Verkippung um eine beliebige Achse möglich. Es ist sowohl möglich, zuerst den Klebstoff in die Vertiefung einzubringen und anschließend die Ausrichtung vorzunehmen, als auch zunächst die Ausrichtung vorzunehmen und anschließend Klebstoff in die Vertiefung einzubringen.
Zeichnungen
Figur 1 zeigt schematisch ein zusammengebautes Kameramodul in Schnittdarstellung. Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau des Kameramoduls in
Explosionsdarstellung.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch das Kameramodul in Explosionsdarstellung. Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kameramoduls.
Figur 5 zeigt das weitere Ausführungsbeispiel des Kameramoduls in
Explosionsdarstellung. Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform.
Figur 7 zeigt ein Verfahrensdiagramm.
Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist ein beispielhafter Aufbau des Kameramoduls gezeigt. Der Linsenhalter 101 fasst ein Objektiv, welches aus mehreren Linsen 106 besteht. Auf dem Sensorträger 103, welcher als Leiterplatte (PCB) ausgebildet ist, ist ein Bildsensor 105 angebracht. Der Bildsensor 105 wurde in einem Reflow- Verfahren an dem Sensorträger 103 angebracht. Der Sensorträger weist eine Vertiefung 102 zur Aufnahme des
Linsenhalters 101 mittels eines Klebstoffs 104 auf. Die Vertiefung ist hierbei über den in Richtung des Sensorträgers 103 gerichteten Umfang des Linsenhalters 101 durchgehend ausgeführt. Alternativ ist auch eine Ausführungsform denkbar, in welcher der Sensorträger 103 mehrere, örtlich voneinander getrennte Vertiefungen 402 aufweist. Je nach Ausführung kann die Klebeverbindung mittels des Klebstoffs 104 somit komplett durchgehend oder partiell umgesetzt werden. Der Linsenhalter 101 ist mittels des Klebstoffs 104 an dem Sensorträger befestigt. Die Vertiefung 102, 402 weist eine Tiefe von etwa 1 mm auf. Generell kann eine Vertiefung 102, 402 Tiefen von einigen Mikrometern bis zu mehreren Millimetern aufweisen. Die Dimension der Vertiefung 102, 402 hängt hierbei auch von der Größe des Kameramoduls und den daraus resultierenden Toleranzen ab. Um genügend Spiel für die Ausrichtung des Linsenhalters 101 zum dem Sensorträger in z-Richtung zu gewährleisten, sollte die Tiefe größer als 0,3 mm, insbesondere größer als 0,5mm gewählt werden.
Die Vertiefung 102 kann im speziellen so ausgeführt sein, dass sie eine
wannenförmige Kontur zur Aufnahme des Klebstoffs 104 bildet. Die Vertiefung kann bspw. eckig oder rund ausgebildet sein, oder bei örtlich separierten Vertiefungen bspw. als zylinderförmige Bohrung / Vertiefung 402.
Der Linsenhalter 101 weist einen Teilbereich 107 auf, welcher von der Vertiefung 102 aufnehmbar ist. Hierbei kann entweder die Vertiefung 102 an die Form des
Teilbereichs 107 oder der Teilbereich 107 an die Form der Vertiefung 102 angepasst sein oder es können sowohl die Vertiefung 102 als auch der Teilbereich 107 aneinander angepasst sein. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 unterscheidet sich der Teilbereich 107 in seiner Form nicht von dem Bereich des Linsenhalters 101, an welchen er angrenzt. Es ist folglich keine Anpassung des Teilbereichs 107 des Linsenhalters 101 notwendig, da die Vertiefung 102 entsprechend der Form des Teilbereichs 107 ausgebildet ist.
In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Sensorträger drei
Vertiefungen 402, versetzt um den Einbauort für den Bildsensor 105 auf dem
Sensorträger 103, auf. Die Vertiefungen 407 sind hierbei zylinderförmig, sodass sie beispielsweise einfach mittels einer Bohrung eingefügt werden können. Generell können die Vertiefungen 102, 402 schon bei der Herstellung des Sensorträgers 103 oder nachträglich durch unterschiedliche Bearbeitungsverfahren angebracht werden. Die Teilbereiche 407 des Sensorträgers 103 sind an die Form der Vertiefungen 402 angepasst. Wie in Fig. 5 abgebildet, können die Teilbereiche 407 beispielsweise zylinderförmig realisiert werden. Hierbei ist zu beachten, dass der Durchmesser der zylinderförmigen Teilbereiche 407 kleiner ist als der Durchmesser der zylinderförmigen Vertiefungen 402, sodass genügend Spiel für eine Veränderung der Position in lateraler Richtung (bezogen auf die Fläche des Sensorträger, auf welcher der
Bildsensor angebracht ist) und für Verkippungen verbleibt. Generell sind, wie oben beschrieben, auch andere Ausformungen der Teilbereiche 407 und der Vertiefungen 402 denkbar.
Um den Innenraum des Kameramoduls gegen Umwelteinflüsse, wie Feuchtigkeit und Staub zu schützen, kann zudem vorgesehen sein, eine Dichtung 610 zwischen Linsenhalter 101 und Sensorträger 103 einzufügen. Eine mögliche Ausführungsform der Dichtung 610 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Dichtung 610 ist vor allem dann sinnvoll, wenn die Vertiefung 102, 402 nicht entlang eines gesamten Umfangs des
Linsenhalters 101 ausgebildet ist und möglicherweise Restspalte entstehen können. Die Dichtung 610 kann aber bei beliebigen Ausführungsform verwendet werden, auch bei einer Vertiefung 102, die entlang des gesamten Umfangs des Linsenhalters 101 ausgebildet ist. In Fig. 6 ist die Dichtung 610 beispielsweise als Kehlnaht aus einer Vergussmasse ausgeführt. Als Vergussmasse kann beispielsweise auch der Klebstoff 104 verwendet werden. Es sind jedoch alle gängigen Abdichtmaterialien denkbar.
In Fig. 7 ist ein beispielhafter Verfahrensablauf zur Montage des offenbarten
Kameramoduls, bestehend aus einem Sensorträger 103 und einen Linsenhalter 101, dargestellt. Das Verfahren startet in Schritt 701.
In Schritt 702 erfolgt das Aufbringen eines Klebstoffs 104 in die Vertiefung. Je nach Ausführung der Vertiefung 102, 402 kann der Klebstoff 104 eher dünn aufgetragen werden oder eine derartige Menge an Klebstoff 104 gewählt werden, dass die
Vertiefung 102, 402 bis zu einer vorgegebenen Höhe aufgefüllt wird.
In Schritt 703 erfolgt das Positionieren des Linsenhalters 101 in Bezug zu dem
Sensorträger 103. Aufgrund des verwendeten Klebstoffs 104 ist eine Ausrichtung in alle Richtungen möglich. Zudem kann der Linsenhalter 101 in alle Richtungen gekippt bzw. geneigt werden, da durch den Klebstoff 104 keine festen Drehachsen oder Bewegungsrichtungen vorgegeben werden. Je nach Höhe der Vertiefung 102 kann durch die Menge des Klebstoffs 104 und die Höhe der Vertiefung 102 eine sehr große Verschiebung in z-Richtung erfolgen, wobei die z-Richtung durch einen senkrecht auf dem Sensorträger 103 stehenden Vektor gebildet wird, welcher in Richtung des Linsenhalters 101 zeigt.
In Schritt 704 erfolgt das Fixieren des Linsenhalters 102 an dem Sensorträger 103. Zur Fixierung des Linsenhalters 101 wird der Klebstoff 104 ausgehärtet. Hierfür kommen je nach verwendetem Klebstoff 104 unterschiedliche Verfahren infrage. Der Klebstoff 104 kann beispielsweise mittels UV-Licht ausgehärtet werden. Alternativ ist auch eine Aushärtung durch Wärme oder Kälte möglich. Es können auch verschiedene
Härtungsverfahren kombiniert werden, um die Prozesse zu beschleunigen.
Beispielsweise kann eine Vorhärtung des Klebstoffs 104 mittels UV-Strahlung erfolgen und der Klebstoff 104 zur vollständigen Aushärtung in einem weiteren Prozessschritt mit einem weiteren Verfahren, bspw. durch weitere Erwärmung, behandelt werden.
Das Verfahren endet in Schritt 705.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist auf dem Sensorträger 103 ein Bildsensor 105 angebracht und der Linsenhalter 101 trägt wenigstens ein optisches Element. Im Schritt 704 des Positionierens des Linsenhalters 101 wird der Linsenhalter 101 derart zu dem Sensorträger 103 positioniert, dass sich der Bildsensor 105 nach dem Fixieren des Linsenhalters 101 in einer bevorzugten Bildebene des wenigstens einen optischen Elements befindet. Möglicherweise entstehende Positionsänderungen des
Linsenhalters 101 nach dem Aushärten des Klebstoffs 104 können bei dieser
Positionierung berücksichtigt werden. Für die Positionierung können bekannte
Verfahren, wie das„active alignment" eingesetzt werden.
Generell können die Schritte 702 und 703 auch vertauscht werden, sodass zunächst eine exakte Ausrichtung des Linsenhalters 101 zu dem Trägerelement 103 erfolgt und anschließend der Klebstoff in die Vertiefung 102, 402 gegeben wird. Je nach Ausführungsform des Verfahrens kann ein weiterer Schritt vorgesehen sein, in welchem nach der Positionierung des Linsenhalters 101 eine Dichtung 610 am
Kameramodul angebracht wird. Diese kann beispielsweise entlang des gesamten Umfangs des Linsenhalters 101 oder nur in Abschnitten entlang des Umfangs des Linsenhalters 101 angebracht werden. In einem Ausführungsbeispiel wird die Dichtung 610 mittels einer Gußmasse, welche zur Abdichtung gegen Staub und Feuchtigkeit ausgelegt ist, abgedichtet. In einer weiteren Ausführungsform wird für die Dichtung 610 der Klebstoff 104 verwendet.
In Fig. 3 wird noch einmal verdeutlicht, welche Freiheitsgrade bei der Positionierung des Linsenhalters 101 in Bezug zu dem Sensorträger 103 ausgenutzt werden können. Es sind Verschiebungen in alle Raumrichtungen eines Kartesischen
Koordinatensystems Sx, Sy, Sz und Drehungen cpx, cpy, cpz um dessen drei Achsen möglich. Je nach Gestaltung der Vertiefungen 102, 402 und der Teilbereiche 107, 407 kann mehr oder weniger Spiel bereitgestellt werden. Je nach Toleranzbereich der für das Kameramodul verwendeten Komponenten können folglich Linsenhalter 101 und Sensorträger 103 gewählt werden, bei denen die Vertiefungen 102, 402 und die Teilbereiche 107, 407 ein größeres oder ein kleineres Spiel aufweisen. Durch ein kleineres Spiel kann möglicherweise Bauraum und Klebstoff 104 eingespart werden. Durch ein größeres Spiel können Toleranzen besser ausgeglichen werden, wodurch auch Teile mit größerem Toleranzbereich verwendbar sind und folglich Kosten reduziert werden können.

Claims

Ansprüche
1. Kameramodul, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen Linsenhalter (101) und einen Sensorträger (103), dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger
(103) wenigstens eine Vertiefung (102, 402) aufweist, welche zur Aufnahme eines Klebstoffs (104) und wenigstens eines Teilbereichs (107, 407) des Linsenhalters (101) ausgebildet ist.
2. Kameramodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilbereich (107, 407) des Linsenhalters (101) derart ausgebildet ist, dass er in wenigstens einer Vertiefung (102, 402) aufnehmbar ist.
3. Kameramodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (102) entlang eines gesamten Umfangs des Linsenhalters (101) ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Vertiefung (102) entlang des dem Sensorträger (103) zugewandten Umfangs des Linsenhalters (101) ausgebildet ist.
4. Kameramodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Sensorträger (103) wenigsten zwei Vertiefungen (402) aufweist, wobei die wenigstens zwei Vertiefungen räumlich voneinander getrennt angebracht sind.
5. Kameramodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenhalter (101) wenigstens zwei Teilbereiche (407) aufweist, die in den wenigstens zwei Vertiefungen (402) aufnehmbar sind.
6. Kameramodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensorträger (103) einen Bildsensor (105) trägt und auf den Bildsensor (105) auftreffende Strahlung wenigstens teilweise durch eine Linse (106) geführt wird, welche durch den Linsenhalter (101) gehalten wird.
7. Sensorträger (103) zur Montage in einem Kameramodul nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (103) wenigstens eine Vertiefung (102, 402) aufweist, welche ausgebildet ist, Klebstoff
(104) und wenigstens einen Teilbereich (107, 407) eines Linsenhalters (101) aufzunehmen, um den Linsenhalter (101) in Bezug zu einem Sensorträger (103) zu positionieren und mittels des Klebstoffs (104) zu befestigen.
8. Verfahren zur Montage eines Kameramoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend einen Sensorträger (103) und einen Linsenhalter (101), mit den folgenden Schritten: o Aufbringen eines Klebstoffes (104) in wenigstens eine Vertiefung (102, 402) des Sensorträgers (103);
o Positionieren des Linsenhalters (101) und des Sensorträgers (103)
zueinander;
o Fixieren des Linsenhalters (101) an dem Sensorträger (103).
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei auf dem Sensorträger (103) ein Bildsensor (105) angebracht ist und in dem Linsenhalter (101) wenigstens ein optisches Element angeordnet ist und wobei in dem Schritt des Positionierens Linsenhalter (101) und Sensorträger (103) derart zueinander positioniert werden, dass sich der Bildsensor (105) nach dem Fixieren des Linsenhalters (101) in einer bevorzugten Bildebene des wenigstens einen optischen Elements befindet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Positionierens wenigstens ein Teilbereich (107, 407) des Linsenhalters (101) derart in der wenigstens einen, Klebstoff (104) enthaltenden Vertiefung (102, 402) bewegt wird, dass eine laterale Verschiebung des Linsenhalters (101) in Bezug zu dem Sensorträger (103) und/oder eine Verkippung des Linsenhalters (101) in Bezug zu dem Sensorträger (103) erfolgt.
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