WO2020200814A1 - Method for arranging an optical device and camera device - Google Patents

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WO2020200814A1
WO2020200814A1 PCT/EP2020/057625 EP2020057625W WO2020200814A1 WO 2020200814 A1 WO2020200814 A1 WO 2020200814A1 EP 2020057625 W EP2020057625 W EP 2020057625W WO 2020200814 A1 WO2020200814 A1 WO 2020200814A1
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WO
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image
optical device
target position
devices
recording device
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PCT/EP2020/057625
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German (de)
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Inventor
Andreas Kugler
Martin Winkler
Alexander Fischer
Istvan Denes
Ulrich Seger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/62Optical apparatus specially adapted for adjusting optical elements during the assembly of optical systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
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    • G02B7/023Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment
    • GPHYSICS
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    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/025Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using glue

Definitions

  • the invention relates to a method for arranging an optical device to form an image-recording device that interacts with the optical device, as can be used in particular as a component of a driver assistance system in a vehicle.
  • the invention also relates to a method for producing a printed circuit board with a plurality of circuit carriers and a camera device with an optical device and an image-recording device.
  • the optical device is a lens system and the image recording device is an imager, which together form a component of a camera, for example a camera in a driver assistance system in a vehicle.
  • the optical device When assembling the image-generating parts of the camera, it is essential that the optical device is in a defined position for the image-taking
  • Position facility The defined position is important because the recorded images should have a certain quality so that their image data can be processed, for example, in the context of a driver assistance system. For this purpose, it is necessary to move the lens system in relation to the light-sensitive surface of the imager both in the three spatial axes and in relation to three tilt axes which are spatially perpendicular to one another to position. This is done with the one known in the cited document
  • the method providing for the quality of the image generated by the lean to be compared with a test image or image data of a test image.
  • the optical device is positioned or fixed in relation to the image-receiving device, in particular, by means of a UV-curing adhesive, for example, although not yet
  • the lens system can be moved to the required target position.
  • the device for the image-recording device is required because of the different tolerances or properties of the imager and the lens system, which are largely production-related.
  • a further method with the features of the preamble of claim 1 is also known from DE 10 2016 221 664 A1. Although it is mentioned there that production-related tolerances of the components are taken into account, these production-related tolerances only cause a
  • Pre-positioning of a component is adapted to its existing tolerances.
  • an active setting process of the devices (with evaluation of image data) to one another is also provided.
  • the method according to the invention for arranging an optical device to form an image-recording device interacting with the optical device and having the features of claim 1 has the advantage that it can be used without the active alignment process provided in the production line when the optical device is assembled with the image-recording device which requires an active evaluation of data from the imager. As a result, the positioning and fixing method according to the invention takes place particularly quickly and therefore inexpensively.
  • the invention is based on the idea of reducing production-related tolerances of both the optical device and the image-recording device
  • the method according to the invention also makes it possible in principle to be able to make pairings between the individual devices with knowledge of the production-related tolerances of both the optical device and the image-recording device, for example in such a way that the production-related tolerances of the respective device are at least partially equalized.
  • This has the advantage that the target positions of the optical device in relation to the image-recording device change only relatively little during the ongoing production.
  • this also has the advantage that, for example, the amount of auxiliary materials, in particular adhesives, which on the one hand serves to fix the two devices to one another in the cured state and on the other hand enables the desired tolerance compensation to achieve the target position, can be reduced.
  • the teaching of the invention according to claim 1 therefore proposes that the target position of the two devices is determined using an algorithm taking into account the first and second manufacturing tolerances of the two devices, and that an actual position of the Optical device for the image-recording device is detected by means of a measuring system in order to set the target position by means of a handling device.
  • the measuring system thus serves to control or ensure the desired position of the optical device in relation to the image-recording device determined by means of the algorithm on the basis of the recorded actual position.
  • the target position is a position defined by three perpendicular spatial axes and three perpendicular tilting axes .
  • An auxiliary material in particular a heat-conducting adhesive or a solder, is preferably used to fix the optical device to the image-recording device in the desired position, the auxiliary material not yet being used
  • cured state allows a positioning of the two devices to each other within certain tolerances. This makes it possible, in particular, to use one and the same amount of auxiliary material to enable different positioning of the optical device in relation to the image-recording device in order to compensate for the manufacturing-related tolerances. There are also no, for example, a certain thickness or the like due to the auxiliary. having spacer elements or the like. required. There is also no mechanical connection process in the sense of a screw connection or the like. required between facilities. In particular, if a thermally conductive adhesive is used as an auxiliary material or a solder, an improved heat transfer of the elements of the devices for
  • Allows circuit carrier which on the one hand reduces thermal stresses, and on the other hand also counteracts expansion of the components through temperature compensation, which could possibly deteriorate the quality of recorded images due to the changed geometry.
  • auxiliary material which, on the one hand, enables the components or devices to be aligned with one another in the not yet hardened state of the auxiliary substance, and which, on the other hand, ensures the required firm connection. It can also be provided in a further development of the fixation, in addition to the auxiliary substance, solid particles or elements or the like. to be used to set the target position. This is particularly advantageous if the auxiliary would otherwise have to be applied in a relatively large layer thickness or in order to optimize other specific properties, for example heat transfer.
  • the method according to the invention which has basically been described so far, assumes that the algorithm uses the tolerances of the two devices to determine an optimal target position.
  • other circumstances can possibly also influence the quality of the images of the image-recording device, for example the accuracy with which the desired position can be maintained by appropriate devices. For example, results in a
  • a further preferred method provides that the optical device and the image recording device after their positioning and fixing to a camera unit or the like. be completed that preferably randomly the quality of the images generated by the image recording unit is assessed, and that based on the assessed quality of the images generated and taking into account the first and second tolerances of the two devices and the actual position of the two devices to each other of the camera unit examined or similar the algorithm for determining the target position is adapted in the case of devices that are not yet arranged in relation to one another.
  • the invention also comprises a method for producing a printed circuit board panel with a plurality of circuit carriers, each circuit carrier having at least one optical device and one
  • Such a circuit board benefit has the advantage that under a production-engineering perspective, without having to evaluate the data from the image-recording devices, they may not even be in this state are connected to corresponding components, the positioning of the optical device to the image receiving device is made possible.
  • image-receiving device is connected to the circuit carrier, preferably using a further adhesive or solder layer, that the image-receiving device is then connected to an electrically conductive structure of the circuit carrier, and that the optical device is then positioned and fixed to the image-receiving device.
  • the invention further comprises a camera device comprising an optical device and an image-recording device, the two devices being positioned and fixed to one another according to a method according to the invention.
  • the optical device comprises a lens system with at least one lens, which is connected to a circuit carrier by means of a lens holder connected to the at least one lens with the interposition of an auxiliary material, as well as with an image-recording device designed as an imager, which is also connected to the
  • Circuit carrier is connected.
  • FIG. 1 shows a partial area of a circuit carrier with an image-recording device and optical device arranged thereon in a simplified longitudinal section.
  • FIG. 2 shows a flowchart to explain the essential method steps for positioning and fixing the optical device for the image-recording device on the circuit carrier according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a plurality of
  • Circuit carriers having printed circuit board panels
  • FIG. 4 shows a further flow chart to explain the essential steps in the production of the printed circuit board panel according to FIG. 3.
  • a circuit carrier 10 is a detail in the form of a
  • the circuit carrier 10 On the upper side of the circuit carrier 10, the latter has an imager 12 as an image-recording device 14 and an electrically conductive structure 16, for example in the form of conductor tracks or the like.
  • the electrically conductive structure 16 is preferably also provided on the underside and, if necessary, in intermediate layers of the circuit carrier 10, the individual structures 16 using vias or the like in a known manner. can be connected.
  • the imager 12 is connected to the circuit carrier 10 in the area of the electrically conductive structure 16 with an auxiliary material 18 interposed, in particular in the form of an adhesive or solder layer. Furthermore, the imager 12 is exemplarily above
  • Wire bond connections 20 are connected to other regions of the electrically conductive structure 16.
  • the imager 12 is in operative connection with an electronic circuit or the like via the electrically conductive structure 16. connected, which the electrical pulses generated by the imager 12 due to the incidence of light in images or
  • Image data transformed (not shown). As this process is known per se and is not essential to the invention, will not be discussed further in this regard.
  • imager 12 is an optical one in operative connection therewith
  • the optical device 22 comprises, for example, a one-part or multi-part lens holder 24 which is designed to attach at least one lens 25, in the illustrated embodiment three lenses 25, of a lens system 26.
  • the at least one lens 25 or the lens system 26 can, for example, have been connected to the lens holder 24 by overmolding when the lens holder 24 is designed as a plastic injection-molded part.
  • the exemplary cup-shaped lens holder 24 has on the side facing the circuit carrier 10 a contact surface 30 that runs radially around a longitudinal axis 28 and is connected to the top of the circuit carrier 10 with an auxiliary material 32 with a thickness d in between.
  • the auxiliary material 32 which is preferably designed as a UV-curing adhesive or as a solder layer, enables positioning or relative movement of the optical device 22 or the lens system 26 to the surface of the imager 12 in a not yet cured or solid state, and on the other hand serves in the cured state of the auxiliary material 32 of the fixation of the optical
  • the nominal position SP of the optical device 22 to the imager 12 or to the image recording device 14 is characterized by nominal positions in three perpendicular spatial axes x, y and z and about three tilting axes k x , k y and k z arranged perpendicular to one another.
  • the target position SP of the optical device 22 relative to the imager 12 results from the fact that the imager 12 or the image-recording device 14
  • Image data are to be generated which, for example, map the images of the surroundings projected by the lens system 26 onto the imager 12 as truthfully as possible or must have a certain minimum quality.
  • This against the background that the elements described so far are preferably part of a camera 35, which can be used, for example, in a driver assistance system of a vehicle to record the environment.
  • Device 22 have manufacturing-related tolerances Ti 2 or T22, which occur during the manufacture of optical device 22 or imager 12
  • these tolerances T12 and T22 can be geometric deviations from the ideal dimensions of the components, or, for example, functional tolerances, e.g. with regard to the focal position of the lens system 26.
  • Device 14 or for imager 12 has a manufacturing device in addition to a handling device 34, shown only schematically, which is used for this purpose
  • the manufacturing apparatus comprises a control device 38, or the measurement system 36 is disposed in operative connection with the handling device 34 to the target position SP of the optical device 22 to the image receiving means 14 on the basis of which is the present position detected by the measuring system 36 P the optical device 22 to set.
  • the control device 38 includes an algorithm 40 which, in particular, knowing the tolerances T12 and T22 of the image recording device 12 or the optical device 22, which are fed to the control device 38 or the algorithm 40 as input variable, the required target position SP of the optical Device 22 for image-recording device 14 is calculated in order to ensure the desired quality of the image data or images that are generated by imager 12.
  • the control device 38 thus calculates the target position SP and controls the handling device 34 in accordance with the detected actual position P ist in order to control the optical device 22 or the
  • the control device 38 controls a Dosing device 42 for dosing a certain amount of auxiliary material 32.
  • the handling device 34 can use the optical
  • Position device 22 in target position SP Compliance with the target position SP must be guaranteed until the auxiliary material 32 has hardened.
  • the algorithm 40 can also modify this via a correction value KW that not only the tolerances Ti 2 and T22 of current optical devices 22 or image recording devices 12 are taken into account when calculating the target position SP, but also other influences that lead to a deviation in the quality of the image data generated in cameras 50 that have already been manufactured have led.
  • the tolerances Ti 2 and T 22 are fed to the algorithm 40 as an input variable.
  • the algorithm 40 possibly taking into account a correction value KW, calculates the target position SP of a special optical device 22 for a special image-recording device 14 on the basis of the tolerances Ti 2 and T 22 and possibly the
  • Metering device 42 is controlled in order to meter a certain amount of auxiliary material 32, as well as the handling device 34 for positioning the optical device 22 in the desired position SP.
  • the measuring device 36 is switched into operative connection with the handling device 34 such that the target position SP between the devices 14, 22 can be maintained with the desired tolerances.
  • 3 shows a printed circuit board 50 which comprises a plurality of circuit carriers 10 as described above, which are arranged next to one another without gaps within the printed circuit board 50, and which, after their manufacture, are separated or isolated from one another, in particular by cutting or sawing will.
  • an image-recording device 14 or an imager 12 as well as an optical device 22 can already be seen in the area of each circuit carrier 10.
  • a first step 201 the image-recording device 14 or the imager 12 is interposed with the auxiliary material 18 or solder with the respective
  • Circuit carrier 10 are connected. Then, in a second step 202, the connections between the respective imager 12 or the respective image-recording device 14 and the respective
  • a fourth step 204 the individual circuit carriers 10 are separated from the printed circuit board 50.
  • a fifth step 205 further equipping or assembly of the takes place
  • Circuit carrier 10 to a camera 50.
  • circuit carrier 10 and the image-recording device 14 and the optical device 22 can be modified or modified in many ways without deviating from the inventive concept.

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Abstract

The invention relates to a method for arranging an optical device (22) relative to an image-capturing device (14), cooperating with the optical device (22), on a circuit carrier (10), wherein the optical device (22) is positioned relative to the image-capturing device (14) in a target position (SP) and then the two devices (14, 22) are fixed relative to one another in the target position (SP), wherein the optical device (22) has first manufacturing-related tolerances (T22) and the image-capturing device (14) has second manufacturing-related tolerances (T14), which are taken into account in the positioning of the two devices (14, 22) in the target position (SP).

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Anordnung einer optischen Einrichtung und Kameraeinrichtunq Method for the arrangement of an optical device and camera device
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung einer optischen Einrichtung zu einer mit der optischen Einrichtung zusammenwirkenden, bildaufnehmenden Einrichtung, wie sie insbesondere als Bestandteil eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug eingesetzt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterplattennutzens mit einer Vielzahl von Schaltungsträgern sowie eine Kameraeinrichtung mit einer optischen Einrichtung und einer bildaufnehmenden Einrichtung. The invention relates to a method for arranging an optical device to form an image-recording device that interacts with the optical device, as can be used in particular as a component of a driver assistance system in a vehicle. The invention also relates to a method for producing a printed circuit board with a plurality of circuit carriers and a camera device with an optical device and an image-recording device.
Stand der Technik State of the art
Aus der DE 10 2014 220 519 A1 der Anmelderin ist ein Verfahren zur Anordnung einer optischen Einrichtung zu einer mit der optischen Einrichtung DE 10 2014 220 519 A1 by the applicant discloses a method for arranging an optical device with the optical device
zusammenwirkenden, bildaufnehmenden Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Bei der optischen Einrichtung handelt es sich um ein Linsensystem und bei der bildaufnehmenden Einrichtung um einen Imager, die zusammen ein Bestandteil einer Kamera, beispielsweise einer Kamera in einem Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug, ausbilden. cooperating, image-recording device with the features of the preamble of claim 1 known. The optical device is a lens system and the image recording device is an imager, which together form a component of a camera, for example a camera in a driver assistance system in a vehicle.
Bei der Montage der bilderzeugenden Teile der Kamera ist es wesentlich, die optische Einrichtung in einer definierten Position zur bildaufnehmenden When assembling the image-generating parts of the camera, it is essential that the optical device is in a defined position for the image-taking
Einrichtung zu positionieren. Die definierte Position ist deshalb wichtig, da die aufgenommenen Bilder eine bestimmten Qualität aufweisen sollen, damit deren Bilddaten beispielsweise im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems verarbeitet werden können. Hierzu ist es erforderlich, das Linsensystem in Bezug zur lichtempfindlichen Oberfläche des Imagers sowohl in den drei Raumachsen, als auch in Bezug zu drei räumlich senkrecht zueinander angeordneten Kippachsen zu positionieren. Dies erfolgt bei dem in der genannten Schrift bekannten Position facility. The defined position is important because the recorded images should have a certain quality so that their image data can be processed, for example, in the context of a driver assistance system. For this purpose, it is necessary to move the lens system in relation to the light-sensitive surface of the imager both in the three spatial axes and in relation to three tilt axes which are spatially perpendicular to one another to position. This is done with the one known in the cited document
Verfahren bereits mittels eines modifizierten, eine kürzere Einrichtzeit Method already using a modified, a shorter set-up time
benötigenden Verfahrens, wobei es das Verfahren vorsieht, das von dem I mager erzeugte Bild hinsichtlich seiner Qualität mit einem Testbild bzw. Bilddaten eines Testbilds zu vergleichen. Die Positionierung bzw. Fixierung der optischen Einrichtung zu der bildaufnehmenden Einrichtung erfolgt insbesondere mittels eines beispielsweise UV-härtenden Klebstoffs, wobei in noch nicht required method, the method providing for the quality of the image generated by the lean to be compared with a test image or image data of a test image. The optical device is positioned or fixed in relation to the image-receiving device, in particular, by means of a UV-curing adhesive, for example, although not yet
ausgehärtetem Zustand des Klebstoffs das Linsensystem zu dem I mager in die erforderliche Soll-Position gebracht werden kann. Wesentlich bei dem bekannten Verfahren ist es, dass die Positionierung und Fixierung der beiden Einrichtungen zueinander durch einen aktiven Positionierprozess des Linsensystems bei gleichzeitiger Auswertung von Bilddaten des Imagers erfolgt. Dies macht es erforderlich, dass der Imager zumindest soweit vormontiert und elektrisch mit einer Auswerteeinrichtung kontaktiert ist, dass dessen erfasste Bilddaten ausgewertet werden können. Der aktive Positionierprozess der optischen Once the adhesive has cured, the lens system can be moved to the required target position. In the known method, it is essential that the two devices are positioned and fixed to one another by an active positioning process of the lens system with simultaneous evaluation of image data from the imager. This makes it necessary for the imager to be preassembled and electrically connected to an evaluation device at least to the extent that its captured image data can be evaluated. The active positioning process of the optical
Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung ist aufgrund der unterschiedlichen Toleranzen bzw. Eigenschaften des Imagers und des Linsensystems erforderlich, die größtenteils fertigungsbedingt sind. The device for the image-recording device is required because of the different tolerances or properties of the imager and the lens system, which are largely production-related.
Aus der DE 10 2016 221 664 A1 ist darüber hinaus ein weiteres Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Dort ist es zwar erwähnt, dass fertigungsbedingte Toleranzen der Bauteile berücksichtigt werden, diese fertigungsbedingten Toleranzen bewirken jedoch nur, dass eine A further method with the features of the preamble of claim 1 is also known from DE 10 2016 221 664 A1. Although it is mentioned there that production-related tolerances of the components are taken into account, these production-related tolerances only cause a
Vorpositionierung eines Bauteils an dessen vorhandene Toleranzen angepasst wird. Insbesondere bei Kamerasystemen ist es jedoch erwähnt, dass weiterhin ein aktiver Einstellvorgang der Einrichtungen (mit Auswertung von Bilddaten) zueinander vorgesehen ist. Pre-positioning of a component is adapted to its existing tolerances. In the case of camera systems in particular, however, it is mentioned that an active setting process of the devices (with evaluation of image data) to one another is also provided.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Anordnung einer optischen Einrichtung zu einer mit der optischen Einrichtung zusammenwirkenden, bildaufnehmenden Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es ohne den in der Fertigungslinie bei der Montage der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung vorgesehenen aktiven Ausrichtprozess auskommt, bei dem eine aktive Auswertung von Daten des Imagers erforderlich ist. Dadurch erfolgt das erfindungsgemäße Positionier- und Fixierverfahren besonders schnell und damit kostengünstig. The method according to the invention for arranging an optical device to form an image-recording device interacting with the optical device and having the features of claim 1 has the advantage that it can be used without the active alignment process provided in the production line when the optical device is assembled with the image-recording device which requires an active evaluation of data from the imager. As a result, the positioning and fixing method according to the invention takes place particularly quickly and therefore inexpensively.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, fertigungsbedingte Toleranzen sowohl der optischen Einrichtung als auch der bildaufnehmenden Einrichtung in The invention is based on the idea of reducing production-related tolerances of both the optical device and the image-recording device
vorgelagerten Prozessen genau zu erfassen und mittels eines Algorithmus auf Grundlage der erfassten fertigungsbedingten Toleranzen eine Soll-Position der Einrichtungen zueinander zu ermitteln, bei der mit hinreichender Sicherheit gewährleistet ist, dass Bilder mit gewünschter Qualität durch die to precisely record upstream processes and to determine a target position of the devices to each other using an algorithm on the basis of the recorded production-related tolerances, in which it is ensured with sufficient certainty that images with the desired quality through the
bildaufnehmende Einrichtung erzeugt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es darüber hinaus grundsätzlich, in Kenntnis der fertigungsbedingten Toleranzen sowohl der optischen Einrichtung als auch der bildaufnehmenden Einrichtung Paarungen zwischen den einzelnen Einrichtungen vornehmen zu können, beispielsweise derart, dass sich die fertigungsbedingten Toleranzen der jeweiligen Einrichtung zumindest teilweise egalisieren. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass die Soll-Positionen der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung sich während der fortlaufenden Fertigung nur relativ wenig ändern. Insbesondere wird dadurch auch der Vorteil erzielt, dass beispielsweise die Menge von Hilfsstoffen, insbesondere Klebstoffen, die einerseits im ausgehärteten Zustand der Fixierung der beiden Einrichtungen zueinander dient, und andererseits den gewünschten Toleranzausgleich zur Erzielung der Soll-Position ermöglicht, verringert werden kann. image-receiving device can be generated. The method according to the invention also makes it possible in principle to be able to make pairings between the individual devices with knowledge of the production-related tolerances of both the optical device and the image-recording device, for example in such a way that the production-related tolerances of the respective device are at least partially equalized. This has the advantage that the target positions of the optical device in relation to the image-recording device change only relatively little during the ongoing production. In particular, this also has the advantage that, for example, the amount of auxiliary materials, in particular adhesives, which on the one hand serves to fix the two devices to one another in the cured state and on the other hand enables the desired tolerance compensation to achieve the target position, can be reduced.
Vor dem Hintergrund der oben angeführten Überlegungen schlägt die Lehre der Erfindung gemäß des Anspruchs 1 daher vor, dass die Soll-Position der beiden Einrichtungen anhand eines Algorithmus unter Einbeziehung der ersten und zweiten Fertigungstoleranzen der beiden Einrichtungen ermittelt wird, und dass eine Ist-Position der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung mittels eines Messsystems erfasst wird, um die Soll-Position mittels einer Handlingseinrichtung einzustellen. Das Messsystem dient somit der Kontrolle bzw. Sicherstellung der mittels des Algorithmus ermittelten Soll-Position der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung anhand der erfassten Ist- Position. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Against the background of the above considerations, the teaching of the invention according to claim 1 therefore proposes that the target position of the two devices is determined using an algorithm taking into account the first and second manufacturing tolerances of the two devices, and that an actual position of the Optical device for the image-recording device is detected by means of a measuring system in order to set the target position by means of a handling device. The measuring system thus serves to control or ensure the desired position of the optical device in relation to the image-recording device determined by means of the algorithm on the basis of the recorded actual position. Advantageous developments of the method according to the invention are listed in the subclaims.
Um eine bestmögliche Qualität der von der bildaufnehmenden Einrichtung erzeugten Bilder zu erzielen bzw. die fertigungsbedingten Toleranzen der Einrichtungen optimal ausgleichen zu können, ist es vorgesehen, dass die Soll- Position eine durch drei senkrecht zueinander angeordnete Raumachsen und drei senkrecht zueinander angeordnete Kippachsen definierte Position ist. In order to achieve the best possible quality of the images generated by the image-taking device or to be able to optimally compensate for the manufacturing-related tolerances of the devices, it is provided that the target position is a position defined by three perpendicular spatial axes and three perpendicular tilting axes .
Zur Fixierung der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung in der Soll-Position findet bevorzugt ein Hilfsstoff, insbesondere ein wärmeleitender Klebstoff oder ein Lot Verwendung, wobei der Hilfsstoff in noch nicht An auxiliary material, in particular a heat-conducting adhesive or a solder, is preferably used to fix the optical device to the image-recording device in the desired position, the auxiliary material not yet being used
ausgehärtetem Zustand eine Positionierung der beiden Einrichtungen zueinander innerhalb bestimmter Toleranzen ermöglicht. Dies ermöglicht es insbesondere, mit ein und derselben Menge von Hilfsstoff unterschiedliche Positionierungen der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung zu ermöglichen, um die fertigungsbedingten Toleranzen auszugleichen. Es sind durch den Hilfsstoff auch keine beispielsweise eine bestimmte Dicke o.ä. aufweisender Distanzelemente o.ä. erforderlich. Auch ist kein mechanischer Verbindungsvorgang im Sinne einer Verschraubung o.ä. zwischen den Einrichtungen erforderlich. Insbesondere wenn ein wärmeleitender Klebstoff als Hilfsstoff bzw. ein Lot verwendet wird, wird ein verbesserter Wärmeübergang der Elemente der Einrichtungen zum cured state allows a positioning of the two devices to each other within certain tolerances. This makes it possible, in particular, to use one and the same amount of auxiliary material to enable different positioning of the optical device in relation to the image-recording device in order to compensate for the manufacturing-related tolerances. There are also no, for example, a certain thickness or the like due to the auxiliary. having spacer elements or the like. required. There is also no mechanical connection process in the sense of a screw connection or the like. required between facilities. In particular, if a thermally conductive adhesive is used as an auxiliary material or a solder, an improved heat transfer of the elements of the devices for
Schaltungsträger ermöglicht, der einerseits thermische Spannungen reduziert, und andererseits durch den Temperaturausgleich auch Ausdehnungen der Bauteile entgegenwirkt, die ggf. die Qualität von aufgenommenen Bildern aufgrund der veränderten Geometrie verschlechtern könnten. Allows circuit carrier, which on the one hand reduces thermal stresses, and on the other hand also counteracts expansion of the components through temperature compensation, which could possibly deteriorate the quality of recorded images due to the changed geometry.
In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags bei Verwendung eines Hilfsstoffs ist es vorgesehen, dass die Menge des Hilfsstoffs unter In a further development of the last proposal made when using an auxiliary substance, it is provided that the amount of auxiliary substance is below
Berücksichtigung der Soll-Position der Einrichtungen dosiert wird. Damit wird stets nur diejenige Menge an Hilfsstoff verwendet, die einerseits noch eine Ausrichtung der Bauteile bzw. Einrichtungen zueinander im noch nicht ausgehärteten Zustand des Hilfsstoffs ermöglicht, und die andererseits die erforderliche feste Verbindung sicherstellt. Es kann in einer Weiterbildung der Fixierung auch vorgesehen sein, zusätzlich zum Hilfsstoff feste Partikel bzw. Elemente o.ä. zur Einstellung der Soll-Position zu verwenden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Hilfsstoff ansonsten in einer relativ großen Schichtdicke aufgetragen werden müsste bzw. um andere spezifische Eigenschaften, z.B. den Wärmeübergang, zu optimieren. Consideration of the target position of the devices is dosed. In this way, only that amount of auxiliary material is used which, on the one hand, enables the components or devices to be aligned with one another in the not yet hardened state of the auxiliary substance, and which, on the other hand, ensures the required firm connection. It can also be provided in a further development of the fixation, in addition to the auxiliary substance, solid particles or elements or the like. to be used to set the target position. This is particularly advantageous if the auxiliary would otherwise have to be applied in a relatively large layer thickness or in order to optimize other specific properties, for example heat transfer.
Das soweit grundsätzlich beschriebene erfindungsgemäße Verfahren setzt voraus, dass der Algorithmus anhand der Toleranzen der beiden Einrichtungen eine optimale Soll-Position ermittelt. Jedoch können ggf. auch andere Umstände die Qualität der Bilder der bildaufnehmenden Einrichtung beeinflussen, beispielsweise die Genauigkeit, mit der die Soll-Position durch entsprechende Einrichtungen eingehalten werden kann. Ergibt sich beispielsweise ein The method according to the invention, which has basically been described so far, assumes that the algorithm uses the tolerances of the two devices to determine an optimal target position. However, other circumstances can possibly also influence the quality of the images of the image-recording device, for example the accuracy with which the desired position can be maintained by appropriate devices. For example, results in a
Verschleiß an der Fertigungseinrichtung zur Positionierung bzw. zur Einstellung der Soll-Position der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung, so ergibt sich eine Abweichung der Ist-Position zur Soll-Position, die zu qualitativ schlechteren Aufnahmen bzw. Bildern führen kann. Um derartige Einflüsse zu vermeiden bzw. eine Optimierung der Ist-Position zur Soll-Position zu Wear on the manufacturing device for positioning or setting the target position of the optical device relative to the image recording device results in a deviation of the actual position from the target position, which can lead to poor quality recordings or images. In order to avoid such influences or to optimize the actual position relative to the target position
ermöglichen, sieht ein weiteres bevorzugtes Verfahren vor, dass die optische Einrichtung und die bildaufnehmende Einrichtung nach deren Positionierung und Fixierung zu einer Kameraeinheit o.ä. vervollständigt werden, dass vorzugsweise stichprobenartig die Qualität der von der bildaufnehmenden Einheit erzeugten Bilder bewertet wird, und dass anhand der bewerteten Qualität der erzeugten Bilder und unter Berücksichtigung der ersten und zweiten Toleranzen der beiden Einrichtungen und der Ist-Position der beiden Einrichtungen zueinander der untersuchten Kameraeinheit o.ä. eine Anpassung des Algorithmus zur Ermittlung der Soll-Position bei noch nicht zueinander angeordneten Einrichtungen erfolgt. allow, a further preferred method provides that the optical device and the image recording device after their positioning and fixing to a camera unit or the like. be completed that preferably randomly the quality of the images generated by the image recording unit is assessed, and that based on the assessed quality of the images generated and taking into account the first and second tolerances of the two devices and the actual position of the two devices to each other of the camera unit examined or similar the algorithm for determining the target position is adapted in the case of devices that are not yet arranged in relation to one another.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterplattennutzens, mit einer Vielzahl von Schaltungsträgern, wobei jeder Schaltungsträger zumindest eine optische Einrichtung und eine Furthermore, the invention also comprises a method for producing a printed circuit board panel with a plurality of circuit carriers, each circuit carrier having at least one optical device and one
bildaufnehmenden Einrichtung aufweist, die nach einem soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zueinander auf dem Leiterplattennutzen positioniert werden. Ein derartiger Leiterplattennutzen hat den Vorteil, dass unter fertigungstechnisch optimierter Sicht, ohne die Daten der bildaufnehmenden Einrichtungen auswerten zu müssen, die in diesem Zustand ggf. noch gar nicht mit entsprechenden Bauelementen verbunden sind, die Positionierung der optischen Einrichtung zur der bildaufnehmenden Einrichtung ermöglicht wird. having image-recording device, which are positioned relative to one another on the printed circuit board using a method according to the invention as described so far. Such a circuit board benefit has the advantage that under a production-engineering perspective, without having to evaluate the data from the image-recording devices, they may not even be in this state are connected to corresponding components, the positioning of the optical device to the image receiving device is made possible.
In Weiterbildung des zuletzt beschriebenen Verfahrens ist es vorgesehen, dass vor der Positionierung und Fixierung der optischen Einrichtung die In a further development of the method described last, it is provided that before the positioning and fixing of the optical device, the
bildaufnehmende Einrichtung auf dem Schaltungsträger, vorzugsweise unter Verwendung einer weiteren Klebe- oder Lotschicht, verbunden wird, dass anschließend die bildaufnehmende Einrichtung mit einer elektrisch leitenden Struktur des Schaltungsträgers verbunden wird, und dass anschließend die Positionierung und Fixierung der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung erfolgt. image-receiving device is connected to the circuit carrier, preferably using a further adhesive or solder layer, that the image-receiving device is then connected to an electrically conductive structure of the circuit carrier, and that the optical device is then positioned and fixed to the image-receiving device.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Kameraeinrichtung, umfassend eine optische Einrichtung und eine bildaufnehmende Einrichtung, wobei die beiden Einrichtungen nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zueinander positioniert und fixiert sind. The invention further comprises a camera device comprising an optical device and an image-recording device, the two devices being positioned and fixed to one another according to a method according to the invention.
Insbesondere umfasst die optische Einrichtung ein Linsensystem mit wenigstens einer Linse, die mittels eines mit der wenigstens einen Linse verbundenen Linsenhalters unter Zwischenlage eines Hilfsstoffs mit einem Schaltungsträger verbunden ist, sowie mit einer als Imager ausgebildeten bildaufnehmenden Einrichtung, die ebenfalls unter Verwendung eines Hilfsstoffs mit dem In particular, the optical device comprises a lens system with at least one lens, which is connected to a circuit carrier by means of a lens holder connected to the at least one lens with the interposition of an auxiliary material, as well as with an image-recording device designed as an imager, which is also connected to the
Schaltungsträger verbunden ist. Circuit carrier is connected.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Fig. 1 zeigt einen Teilbereich eines Schaltungsträgers mit darauf angeordneter bildaufnehmender Einrichtung und optischer Einrichtung in einem vereinfachten Längsschnitt, Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der wesentlichen Verfahrensschritte zur Positionierung und Fixierung der optischen Einrichtung zur bildaufnehmenden Einrichtung auf dem Schaltungsträger gemäß der Fig. 1 , 1 shows a partial area of a circuit carrier with an image-recording device and optical device arranged thereon in a simplified longitudinal section. FIG. 2 shows a flowchart to explain the essential method steps for positioning and fixing the optical device for the image-recording device on the circuit carrier according to FIG. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines eine Vielzahl von 3 shows a schematic representation of a plurality of
Schaltungsträgern aufweisenden Leiterplattennutzens und Circuit carriers having printed circuit board panels and
Fig. 4 ein weiteres Ablaufdiagramm zur Erläuterung der wesentlichen Schritte bei der Herstellung des Leiterplattennutzens gemäß der Fig. 3. FIG. 4 shows a further flow chart to explain the essential steps in the production of the printed circuit board panel according to FIG. 3.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. The same elements or elements with the same function are provided with the same reference numbers in the figures.
In der Fig. 1 ist ausschnittsweise ein Schaltungsträger 10 in Form eines In Fig. 1, a circuit carrier 10 is a detail in the form of a
Substrats bzw. einer Leiterplatte ausschnittsweise dargestellt. Auf der Oberseite des Schaltungsträgers 10 weist dieser einen Imager 12 als bildaufnehmende Einrichtung 14 sowie eine elektrisch leitende Struktur 16, beispielsweise in Form von Leiterbahnen o.ä., auf. Die elektrisch leitende Struktur 16 ist vorzugsweise auch an der Unterseite sowie ggf. in Zwischenschichten des Schaltungsträgers 10 vorgesehen, wobei in bekannter Art und Weise die einzelnen Strukturen 16 mittels Durchkontaktierungen o.ä. verbunden sein können. Der Imager 12 ist unter Zwischenlage eines Hilfsstoffs 18, insbesondere in Form einer Klebstoff oder Lotschicht, mit dem Schaltungsträger 10 im Bereich der elektrisch leitenden Struktur 16 verbunden. Weiterhin ist der Imager 12 beispielhaft über Substrate or a circuit board shown in detail. On the upper side of the circuit carrier 10, the latter has an imager 12 as an image-recording device 14 and an electrically conductive structure 16, for example in the form of conductor tracks or the like. The electrically conductive structure 16 is preferably also provided on the underside and, if necessary, in intermediate layers of the circuit carrier 10, the individual structures 16 using vias or the like in a known manner. can be connected. The imager 12 is connected to the circuit carrier 10 in the area of the electrically conductive structure 16 with an auxiliary material 18 interposed, in particular in the form of an adhesive or solder layer. Furthermore, the imager 12 is exemplarily above
Drahtbondverbindungen 20 mit anderen Bereichen der elektrisch leitenden Struktur 16 verbunden. Wire bond connections 20 are connected to other regions of the electrically conductive structure 16.
Der Imager 12 ist über die elektrisch leitende Struktur 16 in Wirkverbindung mit einer elektronischen Schaltung o.ä. verbunden, der die von dem Imager 12 erzeugten elektrischen Impulse aufgrund eines Lichteinfalls in Bilder bzw. The imager 12 is in operative connection with an electronic circuit or the like via the electrically conductive structure 16. connected, which the electrical pulses generated by the imager 12 due to the incidence of light in images or
Bilddaten transformiert (nicht dargestellt). Da dieser Vorgang an sich bekannt und nicht erfindungswesentlich ist, wird diesbezüglich im weiteren Verlauf nicht näher eingegangen. Image data transformed (not shown). As this process is known per se and is not essential to the invention, will not be discussed further in this regard.
Oberhalb des Imagers 12 ist in Wirkverbindung mit diesem eine optische Above the imager 12 is an optical one in operative connection therewith
Einrichtung 22 angeordnet. Die optische Einrichtung 22 umfasst beispielhaft einen ein- oder mehrteilig ausgebildeten Linsenhalter 24, der zur Befestigung wenigstens einer Linse 25, im dargestellten Ausführungsbeispiel dreier Linsen 25, eines Linsensystems 26 ausgebildet ist. Die wenigstens eine Linse 25 bzw. das Linsensystem 26 kann beispielsweise bei einer Ausbildung des Linsenhalters 24 als Kunststoff-Spritzgussteil durch Umspritzen mit dem Linsenhalter 24 verbunden worden sein. Device 22 arranged. The optical device 22 comprises, for example, a one-part or multi-part lens holder 24 which is designed to attach at least one lens 25, in the illustrated embodiment three lenses 25, of a lens system 26. The at least one lens 25 or the lens system 26 can, for example, have been connected to the lens holder 24 by overmolding when the lens holder 24 is designed as a plastic injection-molded part.
Der beispielhaft topfförmig ausgebildete Linsenhalter 24 weist auf der dem Schaltungsträger 10 zugewandten Seite eine radial um eine Längsachse 28 umlaufende Kontaktfläche 30 auf, die unter Zwischenlage eines Hilfsstoffs 32 mit einer Dicke d mit der Oberseite des Schaltungsträgers 10 verbunden ist. Der Hilfsstoff 32, der vorzugsweise als UV-härtender Klebstoff oder als Lotschicht ausgebildet ist, ermöglicht in noch nicht ausgehärtetem bzw. festem Zustand eine Positionierung bzw. Relativbewegung der optischen Einrichtung 22 bzw. des Linsensystems 26 zur Oberfläche des Imagers 12, und dient andererseits im ausgehärtetem Zustand des Hilfsstoffs 32 der Fixierung der optischen The exemplary cup-shaped lens holder 24 has on the side facing the circuit carrier 10 a contact surface 30 that runs radially around a longitudinal axis 28 and is connected to the top of the circuit carrier 10 with an auxiliary material 32 with a thickness d in between. The auxiliary material 32, which is preferably designed as a UV-curing adhesive or as a solder layer, enables positioning or relative movement of the optical device 22 or the lens system 26 to the surface of the imager 12 in a not yet cured or solid state, and on the other hand serves in the cured state of the auxiliary material 32 of the fixation of the optical
Einrichtung 22 bzw. des Linsensystems 26 in einer Soll-Position SP zum Imager 12. Die Soll-Position SP der optischen Einrichtung 22 zum Imager 12 bzw. zur bildaufnehmenden Einrichtung 14 ist gekennzeichnet durch Soll-Positionen in drei senkrecht zueinander angeordneten Raumachsen x, y und z sowie um drei, senkrecht zueinander angeordnete Kippachsen kx, ky und kz. Insbesondere ergibt sich die Soll-Position SP der optischen Einrichtung 22 zum Imager 12 dadurch, dass mittels des Imagers 12 bzw. der bildaufnehmenden Einrichtung 14 Device 22 or of the lens system 26 in a nominal position SP to the imager 12. The nominal position SP of the optical device 22 to the imager 12 or to the image recording device 14 is characterized by nominal positions in three perpendicular spatial axes x, y and z and about three tilting axes k x , k y and k z arranged perpendicular to one another. In particular, the target position SP of the optical device 22 relative to the imager 12 results from the fact that the imager 12 or the image-recording device 14
Bilddaten erzeugt werden sollen, die beispielsweise die von dem Linsensystem 26 auf den Imager 12 projizierte Bilder der Umgebung möglichst wahrheitsgetreu abbilden bzw. eine bestimmte Mindestqualität aufweisen müssen. Dies vor dem Hintergrund, dass die soweit beschriebenen Elemente vorzugsweise Bestandteil einer Kamera 35 sind, die beispielsweise in einem Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs zur Erfassung der Umwelt eingesetzt werden kann. Sowohl der Imager 12 als auch das Linsensystem 26 bzw. die optische Image data are to be generated which, for example, map the images of the surroundings projected by the lens system 26 onto the imager 12 as truthfully as possible or must have a certain minimum quality. This against the background that the elements described so far are preferably part of a camera 35, which can be used, for example, in a driver assistance system of a vehicle to record the environment. Both the imager 12 and the lens system 26 or the optical
Einrichtung 22 weisen fertigungsbedingte Toleranzen Ti2 bzw. T22 auf, die bei der Fertigung der optischen Einrichtung 22 bzw. des Imagers 12 durch Device 22 have manufacturing-related tolerances Ti 2 or T22, which occur during the manufacture of optical device 22 or imager 12
entsprechende Testeinrichtungen detektiert werden können. Diese Toleranzen T12 sowie T22 können im einfachsten Fall geometrische Abweichungen von Idealmaßen der Bauteile sein, oder aber beispielsweise funktionale Toleranzen, z.B. hinsichtlich der Fokuslage des Linsensystems 26. corresponding test facilities can be detected. In the simplest case, these tolerances T12 and T22 can be geometric deviations from the ideal dimensions of the components, or, for example, functional tolerances, e.g. with regard to the focal position of the lens system 26.
Zur Positionierung der optischen Einrichtung 22 zur bildaufnehmenden For positioning the optical device 22 for image recording
Einrichtung 14 bzw. zum Imager 12 weist eine Fertigungseinrichtung neben einer lediglich schematisch dargestellten Handlingseinrichtung 34, die dazu Device 14 or for imager 12 has a manufacturing device in addition to a handling device 34, shown only schematically, which is used for this purpose
ausgebildet ist, die optische Einrichtung 22 bzw. den Linsenhalter 24 in der Soll- Position SP zum Imager 12 zu positionieren auch ein Messsystem 36 auf, beispielsweise ein optisches auf Laserstrahlen o.ä. basierendes Messsystem 36, um die Einhaltung der Soll-Position SP der optischen Einrichtung 22 zur bildaufnehmenden Einrichtung 14 bzw. zum Imager 12 zu kontrollieren. Hierzu ist es erforderlich, auch die Ist-Position der bildaufnehmenden Einrichtung 22 zu kennen bzw. zu erfassen, was entweder mittels des Messsystems 36 erfolgt, oder auf andere Art und Weise. Ferner umfasst die Fertigungseinrichtung eine Steuereinrichtung 38, die in Wirkverbindung mit der Handlingseinrichtung 34 bzw. dem Messsystem 36 angeordnet ist, um die Soll-Position SP der optischen Einrichtung 22 zur bildaufnehmenden Einrichtung 14 auf Grundlage der von dem Messsystem 36 erfassten Ist-Position Pist der optischen Einrichtung 22 einzustellen. is designed to position the optical device 22 or the lens holder 24 in the desired position SP to the imager 12 and a measuring system 36, for example an optical one on laser beams or the like. based measuring system 36, in order to control compliance with the desired position SP of the optical device 22 to the image-recording device 14 or to the imager 12. To this end, it is necessary to also know or detect the actual position of the image recording device 22, which is either done by means of the measuring system 36 or in some other way. Further, the manufacturing apparatus comprises a control device 38, or the measurement system 36 is disposed in operative connection with the handling device 34 to the target position SP of the optical device 22 to the image receiving means 14 on the basis of which is the present position detected by the measuring system 36 P the optical device 22 to set.
Die Steuereinrichtung 38 umfasst einen Algorithmus 40, der insbesondere in Kenntnis der Toleranzen T12 und T22 der bildaufnehmenden Einrichtung 12 bzw. der optischen Einrichtung 22, die der Steuereinrichtung 38 bzw. dem Algorithmus 40 als Eingangsgröße zugeführt werden, die erforderliche Soll-Position SP der optischen Einrichtung 22 zur bildaufnehmenden Einrichtung 14 berechnet, um die gewünschte Qualität der Bilddaten bzw. Bilder, die von dem Imager 12 erzeugt werden, sicherzustellen. Die Steuereinrichtung 38 berechnet somit die Soll-Position SP und steuert die Handlingseinrichtung 34 entsprechend der erfassten Ist-Position Pist an, um die optische Einrichtung 22 bzw. das The control device 38 includes an algorithm 40 which, in particular, knowing the tolerances T12 and T22 of the image recording device 12 or the optical device 22, which are fed to the control device 38 or the algorithm 40 as input variable, the required target position SP of the optical Device 22 for image-recording device 14 is calculated in order to ensure the desired quality of the image data or images that are generated by imager 12. The control device 38 thus calculates the target position SP and controls the handling device 34 in accordance with the detected actual position P ist in order to control the optical device 22 or the
Linsensystems 26 in der Soll-Position SP zu der bildaufnehmenden Einrichtung 14 positionieren. Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 38 eine Dosiereinrichtung 42 zur Dosierung einer bestimmten Menge an Hilfsstoff 32 an. Solange der Hilfsstoff 32, also beispielsweise Klebstoff bzw. Lot, noch nicht ausgehärtet bzw. fest ist, kann die Handlingseinrichtung 34 die optische Position the lens system 26 in the desired position SP in relation to the image-recording device 14. Furthermore, the control device 38 controls a Dosing device 42 for dosing a certain amount of auxiliary material 32. As long as the auxiliary material 32, for example adhesive or solder, is not yet hardened or solid, the handling device 34 can use the optical
Einrichtung 22 in der Soll-Position SP positionieren. Die Einhaltung der Soll- Position SP muss solange gewährleistet sein, bis der Hilfsstoff 32 ausgehärtet ist. Position device 22 in target position SP. Compliance with the target position SP must be guaranteed until the auxiliary material 32 has hardened.
Sollte sich anhand von bereits gefertigten Kameras 50 heraussteilen, dass bei diesen Kameras 50 die Soll-Position mit Blick auf die optimale Qualität von Bilddaten bzw. Bildern des Imagers 12 nicht optimal ist, so kann der Algorithmus 40 darüber hinaus über einen Korrekturwert KW derart modifiziert werden, dass nicht nur die Toleranzen Ti2 und T22 aktueller optischer Einrichtungen 22 bzw. bildaufnehmender Einrichtungen 12 bei der Berechnung der Soll-Position SP berücksichtigt werden, sondern auch andere Einflüsse, die bei bereits gefertigten Kameras 50 zu einer Abweichung der Qualität der erzeugten Bilddaten geführt haben. Should it emerge from cameras 50 that have already been manufactured that the target position for these cameras 50 is not optimal with regard to the optimal quality of image data or images from the imager 12, then the algorithm 40 can also modify this via a correction value KW that not only the tolerances Ti 2 and T22 of current optical devices 22 or image recording devices 12 are taken into account when calculating the target position SP, but also other influences that lead to a deviation in the quality of the image data generated in cameras 50 that have already been manufactured have led.
In der Fig. 2 werden die wesentlichen Verfahrensschritte zur Positionierung der optischen Einrichtung 22 zur bildaufnehmenden Einrichtung 14 wie folgt erläutert: In einem ersten Schritt 101 werden die Toleranzen T12 und T22 der In FIG. 2, the essential method steps for positioning the optical device 22 in relation to the image-recording device 14 are explained as follows: In a first step 101, the tolerances T12 and T 22 of the
bildaufnehmenden Einrichtung 14 sowie der optischen Einrichtung 22 ermittelt. In einem zweiten Schritt 102 werden die Toleranzen Ti2 und T22 dem Algorithmus 40 als Eingangsgröße zugeführt. Im dritten Schritt 103 berechnet der Algorithmus 40, ggf. unter Berücksichtigung eines Korrekturwertes KW, die Soll-Position SP einer speziellen optischen Einrichtung 22 zu einer speziellen bildaufnehmenden Einrichtung 14 auf Grundlage der Toleranzen Ti2 und T22 und ggf. des image-recording device 14 and the optical device 22 determined. In a second step 102, the tolerances Ti 2 and T 22 are fed to the algorithm 40 as an input variable. In the third step 103, the algorithm 40, possibly taking into account a correction value KW, calculates the target position SP of a special optical device 22 for a special image-recording device 14 on the basis of the tolerances Ti 2 and T 22 and possibly the
Korrekturwerts KW. In einem vierten Schritt 104 wird sowohl die Correction value KW. In a fourth step 104, both the
Dosiereinrichtung 42 angesteuert, um eine bestimmte Menge an Hilfsstoff 32 zu dosieren, als auch die Handlingseinrichtung 34 zur Positionierung der optischen Einrichtung 22 in der Soll-Position SP. Gleichzeitig wird in Kenntnis der Ist- Position der bildaufnehmenden Einrichtung 14 auf dem Schaltungsträger 10 die Messeinrichtung 36 derart mit der Handlingseinrichtung 34 in Wirkverbindung geschaltet, dass die Soll-Position SP zwischen den Einrichtungen 14, 22 mit gewünschten Toleranzen eingehalten werden kann. In der Fig. 3 ist ein Leiterplattennutzen 50 dargestellt, der eine Vielzahl von soweit oben beschriebenen Schaltungsträgern 10 umfasst, die beispielhaft lückenfrei aneinander anschließend innerhalb des Leiterplattennutzens 50 angeordnet sind, und die nach deren Fertigung insbesondere durch Trennen bzw. Sägen voneinander getrennt bzw. vereinzelt werden. Weiterhin erkennt man bereits im Bereich jedes Schaltungsträgers 10 eine bildaufnehmende Einrichtung 14 bzw. einen Imager 12 sowie eine optische Einrichtung 22. Mit Blick auf die Fertigung eines derartigen Leiterplattennutzens 50 wird nachfolgend auf das Ablaufdiagramm entsprechend der Fig.4 eingegangen. Dort ist erkennbar, dass in einem ersten Schritt 201 die bildaufnehmende Einrichtung 14 bzw. der Imager 12 unter Zwischenlage des Hilfsstoffs 18 bzw. Lots mit dem jeweiligen Metering device 42 is controlled in order to meter a certain amount of auxiliary material 32, as well as the handling device 34 for positioning the optical device 22 in the desired position SP. At the same time, knowing the actual position of the image recording device 14 on the circuit carrier 10, the measuring device 36 is switched into operative connection with the handling device 34 such that the target position SP between the devices 14, 22 can be maintained with the desired tolerances. 3 shows a printed circuit board 50 which comprises a plurality of circuit carriers 10 as described above, which are arranged next to one another without gaps within the printed circuit board 50, and which, after their manufacture, are separated or isolated from one another, in particular by cutting or sawing will. Furthermore, an image-recording device 14 or an imager 12 as well as an optical device 22 can already be seen in the area of each circuit carrier 10. With a view to the production of such a printed circuit board 50, the flowchart according to FIG. 4 is discussed below. It can be seen there that, in a first step 201, the image-recording device 14 or the imager 12 is interposed with the auxiliary material 18 or solder with the respective
Schaltungsträger 10 verbunden werden. Anschließend werden in einem zweiten Schritt 202 die Verbindungen zwischen dem jeweiligen Imager 12 bzw. der jeweiligen bildaufnehmenden Einrichtung 14 und dem jeweiligen Circuit carrier 10 are connected. Then, in a second step 202, the connections between the respective imager 12 or the respective image-recording device 14 and the respective
Schaltungsträger 10 hergestellt. In einem dritten Schritt 203 folgt anschließend die jeweils individuelle Positionierung und Fixierung der optischen Einrichtung 22 in ihrer jeweiligen Soll-Position SP zu der jeweiligen bildaufnehmenden Circuit carrier 10 produced. In a third step 203, the respective individual positioning and fixing of the optical device 22 in its respective desired position SP relative to the respective image-recording device then follows
Einrichtung 14 anhand der jeweiligen Toleranzen Ti2, T22, wie dies anhand eines einzigen Schaltungsträgers 10 bzw. einer einzigen bildaufnehmenden Device 14 on the basis of the respective tolerances Ti 2 , T22, as is the case on the basis of a single circuit carrier 10 or a single image-recording device
Einrichtung 14 und einer optischen Einrichtung 22 oben erläutert wurde. Device 14 and an optical device 22 was explained above.
Anschließend erfolgt in einem vierten Schritt 204 eine Vereinzelung der einzelnen Schaltungsträger 10 aus dem Leiterplattennutzen 50. Zuletzt erfolgt in einem fünften Schritt 205 eine weitere Bestückung bzw. Montage des Subsequently, in a fourth step 204, the individual circuit carriers 10 are separated from the printed circuit board 50. Finally, in a fifth step 205, further equipping or assembly of the takes place
Schaltungsträgers 10 zu einer Kamera 50. Circuit carrier 10 to a camera 50.
Die soweit beschriebenen Verfahren bzw. der Schaltungsträger 10 und die bildaufnehmende Einrichtung 14 und die optische Einrichtung 22 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. The methods described so far or the circuit carrier 10 and the image-recording device 14 and the optical device 22 can be modified or modified in many ways without deviating from the inventive concept.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Anordnung einer optischen Einrichtung (22) zu einer mit der optischen Einrichtung (22) zusammenwirkenden bildaufnehmenden 1. A method for arranging an optical device (22) to form an image-receiving device which cooperates with the optical device (22)
Einrichtung (14) auf einem Schaltungsträger (10), bei dem die optische Einrichtung (22) zu der bildaufnehmenden Einrichtung (14) in einer Soll- Position (SP) positioniert und anschließend die beiden Einrichtungen (14, Device (14) on a circuit carrier (10), in which the optical device (22) is positioned in relation to the image-recording device (14) in a desired position (SP) and then the two devices (14,
22) zueinander in der Soll-Position (SP) fixiert werden, wobei die optische Einrichtung (22) erste fertigungsbedingte Toleranzen (T22) und die bildaufnehmende Einrichtung (14) zweite fertigungsbedingte Toleranzen (T14) aufweist, die bei der Positionierung der beiden Einrichtungen (14, 22) in der Soll-Position (SP) berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Position (SP) der beiden Einrichtungen (14, 22) anhand eines Algorithmus (40) unter Einbeziehung der ersten und zweiten 22) are fixed to each other in the target position (SP), the optical device (22) having first production-related tolerances (T22) and the image-recording device (14) having second production-related tolerances (T14) which, when the two devices are positioned ( 14, 22) are taken into account in the target position (SP), characterized in that the target position (SP) of the two devices (14, 22) using an algorithm (40) including the first and second
Fertigungstoleranzen (T14, T22) ermittelt wird, und dass eine Ist-Position (P,st) der optischen Einrichtung (22) zur bildaufnehmenden Einrichtung (14) mittels eines Messsystems (36) erfasst wird, um die Soll-Position (SP) mittels einer Handlingseinrichtung (34) einzustellen. Manufacturing tolerances (T14, T22) is determined, and that an actual position (P, st ) of the optical device (22) to the image-recording device (14) is detected by means of a measuring system (36) to determine the target position (SP) by means of a handling device (34).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Soll-Position (SP) eine durch drei senkrecht zueinander that the target position (SP) one through three perpendicular to each other
angeordnete Raumachsen (x, y, z) und drei senkrecht zueinander angeordnete Kippachsen (kx, ky, kz) definierte Position ist. arranged spatial axes (x, y, z) and three mutually perpendicular tilting axes (k x , k y , k z ) is a defined position.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zur Fixierung der beiden Einrichtungen (14, 22) ein Hilfsstoff (32) in der Soll-Position (SP), insbesondere ein wärmeleitender Klebstoff oder ein Lot verwendet wird, und dass der Hilfsstoff (32) in noch nicht ausgehärtetem bzw. festem Zustand eine Positionierung der beiden Einrichtungen (14, 22) zueinander in die Soll-Position (SP) ermöglicht. that an auxiliary material (32), in particular a heat-conducting adhesive or solder, is used to fix the two devices (14, 22) in the desired position (SP), and that the auxiliary material (32) is not yet hardened or fixed state enables the two devices (14, 22) to be positioned relative to one another in the desired position (SP).
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Menge des Hilfsstoffs (32) unter Berücksichtigung der Soll-Position (SP) dosiert wird. that the amount of auxiliary substance (32) is dosed taking into account the target position (SP).
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, 5. The method according to claim 3 or 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zusätzlich zum Hilfsstoff (32) feste Partikel, Elemente o.ä. zur that in addition to the auxiliary (32) solid particles, elements or the like. to
Einstellung der Soll-Position (SP) verwendet werden. Setting the target position (SP) can be used.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die optische Einrichtung (22) und die bildaufnehmende Einrichtung (14) nach deren Positionierung und Fixierung zu einer Kamera (35) o.ä. that the optical device (22) and the image-recording device (14) after their positioning and fixing to a camera (35) or the like.
vervollständigt werden, dass vorzugsweise stichprobenartig die Qualität von der bildaufnehmenden Einrichtung (14) erzeugten Bilder bewertet wird, und dass anhand der bewerteten Qualität der erzeugten Bilder und unter Berücksichtigung der ersten und zweiten Toleranzen (T i4, T22) der beiden Einrichtungen (14, 22) und der Ist-Position (Pist) der beiden Einrichtungen (14, 22) zueinander der untersuchten Kamera (35) o.ä. eine Anpassung des Algorithmus (40) zur Ermittlung der Soll-Position (SP) bei noch zueinander anzuordneten Einrichtungen (14, 22) mittels eines Korrekturwerts (KW) erfolgt. be completed that the quality of the images generated by the image recording device (14) is assessed, preferably randomly, and that based on the assessed quality of the images generated and taking into account the first and second tolerances (T i 4 , T22) of the two devices (14, 22) and the actual position (P ist ) of the two devices (14, 22) to one another of the examined camera (35) or the like. the algorithm (40) for determining the target position (SP) is adapted by means of a correction value (KW) when devices (14, 22) are still to be arranged in relation to one another.
7. Verfahren zur Herstellung eines Leiterplattennutzens (50), mit einer Vielzahl von Schaltungsträgern (10), wobei jeder Schaltungsträger (10) zumindest eine optische Einrichtung (22) und eine bildaufnehmende Einrichtung (14) aufweist, die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zueinander auf dem Leiterplattennutzen (50) positioniert werden. 7. A method for producing a printed circuit board panel (50), with a plurality of circuit carriers (10), wherein each circuit carrier (10) has at least one optical device (22) and an image-receiving device (14) which, according to a method according to one of the claims 1 to 6 are positioned relative to one another on the printed circuit board panel (50).
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass vor der Positionierung und Fixierung der optischen Einrichtung (22) die bildaufnehmende Einrichtung (14) auf dem Schaltungsträger (10), vorzugsweise unter Verwendung einer Klebe- oder Lotschicht als Hilfsstoff (18) verbunden wird, dass anschließend die bildaufnehmende Einrichtung (14) mit einer elektrisch leitenden Struktur (16) des Schaltungsträgers (10) verbunden wird, und dass anschließend die Positionierung und Fixierung der optischen Einrichtung (22) zur bildaufnehmenden Einrichtung (14) in der Soll-Position (SP) erfolgt. characterized, that prior to the positioning and fixing of the optical device (22), the image-receiving device (14) is connected to the circuit carrier (10), preferably using an adhesive or solder layer as auxiliary material (18), that the image-receiving device (14) is then connected to an electrically conductive structure (16) of the circuit carrier (10) is connected, and that the positioning and fixing of the optical device (22) to the image-recording device (14) in the target position (SP) then takes place.
9. Kamera (35), umfassend eine optische Einrichtung (22) und eine 9. A camera (35) comprising an optical device (22) and a
bildaufnehmende Einrichtung (14), die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zueinander positioniert und fixiert sind. Image-recording device (14) which are positioned and fixed with respect to one another according to a method according to one of Claims 1 to 6.
10. Kamera nach Anspruch 9, 10. Camera according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die optische Einrichtung (22) ein Linsensystem (26) mit wenigstens einer Linse (25) umfasst, das mittels eines mit der wenigstens einen Linse (25) verbundenen Linsenhalters (24) unter Zwischenlage eines Hilfsstoffs (32) mit einem Schaltungsträger (10) verbunden ist, sowie mit einer als Imager (12) ausgebildeten bildaufnehmenden Einrichtung (14), die unter Verwendung eines weiteren Hilfsstoffs (18) mit dem Schaltungsträger (10) verbunden ist. that the optical device (22) comprises a lens system (26) with at least one lens (25) which is connected to a circuit carrier (10) by means of a lens holder (24) connected to the at least one lens (25) with an auxiliary material (32) in between and to an image-recording device (14) designed as an imager (12) which is connected to the circuit carrier (10) using a further auxiliary material (18).
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