WO2023041244A1 - Imagermodul für eine kamera oder einen sensor - Google Patents

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WO2023041244A1
WO2023041244A1 PCT/EP2022/071668 EP2022071668W WO2023041244A1 WO 2023041244 A1 WO2023041244 A1 WO 2023041244A1 EP 2022071668 W EP2022071668 W EP 2022071668W WO 2023041244 A1 WO2023041244 A1 WO 2023041244A1
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WO
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lens
housing
imager module
holding element
sensor
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PCT/EP2022/071668
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Nikolai Bauer
Andreas Moehrle
Moritz Winkler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G03B2217/002—Details of arrangement of components in or on camera body

Definitions

  • Imager module for a camera or a sensor
  • the invention relates to an imager module for a camera or a sensor.
  • the preferred areas of application for the camera or sensor are video-based driver assistance systems, industrial and/or security camera applications, and consumer goods, such as smartphones and tablets.
  • An imager module for a camera or a sensor usually includes an image sensor arranged on a sensor carrier and a lens with at least one optical lens. Since an axial distance between the lens and the image sensor must be bridged and the lens must be aligned in relation to the image sensor, a holding device can be provided between the lens and the image sensor, which is glued to the lens on the one hand and to the sensor carrier on the other to fix the focused position .
  • the objective element group has a tube with at least one lens accommodated therein, the tube being accommodated in a holding device of the image acquisition device, which has a first holding adhesive area for adhering to a sensor carrier and a second holding adhesive area for adhering to the tube.
  • adhesive connections have the disadvantage that they tend to swell under the influence of temperature and/or moisture, so that the set focus position is endangered.
  • adhesives change their properties as they age. This can also result in defocusing due to changing axial distance between the lens and the image sensor.
  • the present invention is therefore concerned with the task of specifying an imager module for a camera or a sensor, which has a focus position that is as stable as possible even under the influence of temperature and/or moisture.
  • the imager module should be as simple and thus inexpensive to produce.
  • the imager module proposed for a camera or a sensor comprises a housing that is preferably designed in several parts, a sensor carrier which is firmly connected to the housing and on which an image sensor is arranged, a lens and a holding element.
  • the lens is held by the holding element and aligned in relation to the image sensor.
  • the holding element has a plate-shaped section arranged eccentrically with respect to the objective and a collar-shaped section arranged at an angle thereto, which surrounds the objective only over a partial peripheral area and is welded to it, preferably at certain points.
  • the usually provided adhesive connection between the lens and the lens holder or the holding element is replaced by a welded connection.
  • a stable focus position can be achieved with the help of the welded connection, even under the influence of temperature and/or moisture. Accordingly, a robust connection between the lens and the holding element is achieved with the aid of the welded connection.
  • the welded connection also has advantages when assembling the imager module. Because before welding, the lens can be aligned in relation to the image sensor and then fixed by setting the weld seam. Welding seams are preferably only set at certain points, so that the heat input during welding is minimal.
  • the welded connection is preferably produced with the aid of a laser, so that this is a laser welded connection. With the help of the laser, individual spot welds can be set in a targeted manner.
  • the plate-shaped section of the holding element is welded to the housing and/or to the sensor carrier, preferably at points.
  • the focus position of the lens is therefore doubly fixed and therefore particularly stable. This is particularly true because there is no adhesive connection at all, so that changes in temperature and/or humidity have no effect on the focal position of the lens.
  • the welded connection can also be produced here by means of a laser. Welding seams or spot welds are preferably only set at certain points in order to minimize the heat input.
  • the holding element is preferably made of metal. This ensures that the holding element can be welded. Furthermore, the holding element is preferably made of a metal sheet, since this enables the holding element to be produced particularly cost-effectively as a stamped/bent part.
  • the objective has a metallic contour for welding to the holding element, at least in the area of the collar-shaped section of the holding element.
  • the lens is made of metal at least in a partial peripheral area. This is the partial peripheral area that is surrounded by the collar-shaped section of the holding element.
  • the partial peripheral area extend over more or less than 180°. If only a collar-shaped section is provided, this preferably extends over a partial peripheral area of the objective of at least 180°, so that a robust connection between the objective and the holding element is ensured by setting at least three spot welds.
  • a continuous collar-shaped section several short collar-shaped sections can also be provided, which are then welded to the lens. For example, three short collar-shaped sections, two of which are opposite one another on the lens, can be provided.
  • the housing is at least partially made of metal. This enables a welded connection between the holding element and the housing. Furthermore, a metallic housing has a particularly high level of robustness, so that the components accommodated therein are particularly well protected against external influences.
  • the sensor carrier on which the image sensor is arranged can in particular be a printed circuit board.
  • the image sensor can then be electrically contacted via conductor tracks arranged on the printed circuit board.
  • the sensor carrier is positively connected to the housing.
  • the position of the sensor carrier and thus of the image sensor arranged thereon can be fixed in relation to the housing via the positive fit.
  • the positive connection can be produced, for example, with the aid of at least one geometry on the housing, which engages in a recess in the sensor carrier. At least two, for example three or four, such geometries are preferably provided, which are furthermore preferably arranged in a spatially distributed manner.
  • the geometries can also be used to connect the housing to the holding element.
  • the geometries can form bases for placing the holding element.
  • the retaining element can then be welded to the housing in the area of the geometries.
  • the housing advantageously comprises at least a first housing part for connection to the sensor carrier and a second part designed as a cover housing part.
  • the multi-part design of the housing facilitates the assembly of the imager module.
  • the sensor carrier including the image sensor can be inserted into the housing and connected to it.
  • the mounting element and the lens are then assembled, with the lens being aligned in relation to the image sensor.
  • the second housing part designed as a cover can be mounted so that the housing is closed and the components accommodated therein are optimally protected.
  • the first and the second housing part are preferably connected in a material and/or form-fitting manner.
  • the contact area can have a rabbeted edge through which the two housing parts engage.
  • the two housing parts can be glued together. Both measures - individually and in combination - prevent dirt from entering the housing.
  • the integral connection by means of the adhesive also causes the housing to be sealed in the connection area.
  • the second housing part designed as a cover preferably has a recess through which the lens is passed. This ensures that the optics accommodated in the lens are not covered by the second housing part.
  • a seal is advantageously used to seal the housing in an annular gap between the housing part and the lens.
  • the seal can be accommodated in a circumferential ring groove of the lens so that it is mounted together with the lens. The inclusion of the seal in the annular groove prevents the seal from being displaced during assembly of the second housing part designed as a cover.
  • the recess of the second housing part is preferably bordered by a collar, which comes into contact with the seal when the second housing part is installed. In this way, the sealing of the housing can be further optimized.
  • the objective preferably has at least one optical lens, which forms the optics.
  • Several optical lenses can be combined, for example, in the form of a lens pack. This can be pre-assembled and inserted into the lens as a unit, further simplifying assembly.
  • an electrical consumer for example a heating device, be integrated into the lens and the electrical contact be realized in an outer peripheral area of the lens that is released by the eccentrically arranged holding element.
  • the proposed eccentric arrangement of the holding element therefore has several advantages.
  • a first advantage is that material and costs can be saved.
  • the holding element leaves free spaces which facilitate the necessary electrical contacting. This can be produced with the help of conductor tracks, cables and/or pins. There is sufficient space for accommodating these elements due to the eccentric arrangement of the holding element.
  • FIG. 1 shows a cut perspective view of an imager module according to a first preferred embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through the imager module of Fig. 1.
  • FIG. 3 shows another longitudinal section through the imager module of FIG. 1, but rotated by 90°
  • FIG. 4 shows a plan view of the lens and the holding device of the imager module of FIG. 1, a) before assembly and b) after assembly,
  • FIG. 5 shows a perspective representation of the housing of the imager module of FIG. 1 with the sensor carrier and image sensor inserted
  • FIG. 6 shows a perspective representation of the housing of FIG. 5 after the insertion of the holding element and the lens
  • Fig. 7 shows the housing of Fig. 6, but rotated by 45° and with details of the welding points
  • 8 shows the housing of FIG. 7, but rotated again by 180°
  • FIG. 9 shows a perspective representation of an imager module according to a further preferred embodiment of the invention (without cover part) and
  • FIG. 10 shows a longitudinal section through the imager module of FIG. 9, but with a cover part.
  • FIG. 1 shows a first preferred embodiment of an imager module 1 according to the invention. This comprises a housing 2 with a first housing part
  • a sensor carrier 3 with an image sensor 4 arranged thereon is inserted into the first housing part 2.1.
  • a lens 5 with at least one lens 10 is arranged above the image sensor 4 and is aligned with respect to the image sensor 4 .
  • the lens 5 is held and fixed by a holding element 6 .
  • the second housing part 2.2 is arranged above the holding element 6, the lens 5 passing through a recess 7 of the housing part
  • the seal 9 is inserted in an annular gap 8 between the lens 5 and the housing part 2.2, so that the housing 2 is sealed off from the outside.
  • the holding element 6 is arranged eccentrically in relation to the objective 5, so that the holding element 6 surrounds the objective 5 only partially or over a partial peripheral region.
  • the holding element 6 also has a plate-shaped section 6.1 and a collar-shaped section 6.2, which is arranged at an angle, here at right angles, with respect to the plate-shaped section 6.1.
  • the collar-shaped section 6.2 can thus be easier Way a connection of the holding element 6 with the lens 5 are made.
  • FIGS. 4a) and 4b) show that the collar-shaped section 6.2 extends over a part of the circumference, which in the present case corresponds to an angle a of 180°.
  • the angle a can be chosen freely.
  • several shorter collar-shaped sections 6.2 can also be provided analogously to the further embodiment of an imager module 1 according to the invention shown in Figures 9 and 10.
  • the holding element 6 is mounted on geometries 13 on the housing side in the form of bases. These are inserted into recesses 14 of the sensor carrier 3 and protrude beyond the sensor carrier 3. In this way, a form fit between the sensor carrier 3 and the housing 2 is achieved. As shown by way of example in FIG. 5, a total of four of these geometries 13 can be provided, onto which the sensor carrier 3 is placed from above during assembly. The holding element 6 can then be placed on the geometries 13 . The lens 5 can then be placed above the image sensor 4, aligned in relation to the image sensor 4 and welded to the holding element 6 for too long a fixation, so that the arrangement shown by way of example in FIG. 6 is obtained.
  • the holding element 6 is preferably connected to the lens 5 and to the housing 2 via individual spot welds 12, which can be set according to FIGS.
  • Three spot welds 12 are sufficient to produce a robust connection, two of which are arranged opposite each other.
  • the free space provided by the eccentric arrangement of the holding element 6 can be used, as shown in FIGS.
  • the plate-shaped section 6.1 of that shown in FIGS Retaining element 6 is designed to be significantly larger than in the case of the retaining element 6 of FIGS. 1 to 8, there is sufficient free space for accommodating contact means.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Imagermodul (1) für eine Kamera oder einen Sensor, umfassend ein vorzugsweise mehrteilig ausgeführtes Gehäuse (2), einen mit dem Gehäuse (2) fest verbundenen Sensorträger (3), auf dem ein Bildsensor (4) angeordnet ist, ein Objektiv (5) sowie ein Halteelement (6), über welches das Objektiv (5) gehalten und in Bezug auf den Bildsensor (4) ausgerichtet ist, wobei das Halteelement (6) einen exzentrisch in Bezug auf das Objektiv (5) angeordneten plattenförmigen Abschnitt (6.1) sowie einen winklig hierzu angeordneten kragenförmigen Abschnitt (6.2) aufweist, der das Objektiv (5) lediglich über einen Teilumfangsbereich umgibt und mit diesem, vorzugsweise punktuell, verschweißt ist.

Description

Beschreibung
Titel:
Imagermodul für eine Kamera oder einen Sensor
Die Erfindung betrifft ein Imagermodul für eine Kamera oder einen Sensor.
Bevorzugter Einsatzbereich der Kamera bzw. des Sensors sind videobasierte Fahrerassistenzsysteme, industrielle und/oder sicherheitstechnische Kameraanwendungen sowie Konsumgüter, beispielsweise Smartphones und Tablets.
Stand der Technik
Ein Imagermodul für eine Kamera oder einen Sensor umfasst üblicherweise einen auf einem Sensorträger angeordneten Bildsensor sowie ein Objektiv mit mindestens einer optischen Linse auf. Da ein axialer Abstand zwischen Objektiv und Bildsensor überbrückt sowie das Objektiv in Bezug auf den Bildsensor ausgerichtet werden muss, kann zwischen dem Objektiv und dem Bildsensor eine Halteeinrichtung vorgesehen sein, die zur Fixierung der fokussierten Lage einerseits mit dem Objektiv, andererseits mit dem Sensorträger verklebt ist.
Eine derartige Anordnung geht beispielhaft aus der DE 10 2019 200 061 Al hervor, die eine Bilderfassungsvorrichtung mit einer Objektivelementgruppe offenbart. Die Objektivelementgruppe weist einen Tubus mit mindestens einer hierin aufgenommenen Linse auf, wobei der Tubus in einer Halteeinrichtung der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommen ist, die einen ersten Halteklebebereich zur Verklebung mit einem Sensorträger und einen zweiten Halteklebebereich zur Verklebung mit dem Tubus aufweist. Klebstoffverbindungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie unter Temperatur- und/oder Feuchteeinwirkung zum Quellen neigen, so dass die eingestellte Fokuslage gefährdet ist. Des Weiteren verändern Klebstoffe durch Alterung ihrer Eigenschaften. Dies kann ebenfalls eine Defokussierung aufgrund eines sich ändernden axialen Abstands zwischen dem Objektiv und dem Bildsensor zur Folge haben.
Die vorliegende Erfindung ist daher mit der Aufgabe befasst, ein Imagermodul für eine Kamera oder einen Sensor anzugeben, das auch unter Temperatur- und/oder Feuchteeinwirkung eine möglichst stabile Fokuslage aufweist. Darüber hinaus soll das Imagermodul möglichst einfach und damit kostengünstig herstellbar sein.
Zur Lösung der Aufgabe wird das Imagermodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Offenbarung der Erfindung
Das für eine Kamera oder einen Sensor vorgeschlagene Imagermodul umfasst ein vorzugsweise mehrteilig ausgeführtes Gehäuse, einen mit dem Gehäuse fest verbundenen Sensorträger, auf dem ein Bildsensor angeordnet ist, ein Objektiv sowie ein Halteelement. Über das Halteelement ist das Objektiv gehalten und in Bezug auf den Bildsensor ausgerichtet. Das Halteelement weist dabei einen exzentrisch in Bezug auf das Objektiv angeordneten plattenförmigen Abschnitt sowie einen winklig hierzu angeordneten kragenförmigen Abschnitt auf, der das Objektiv lediglich über einen Teilumfangsbereich umgibt und mit diesem, vorzugsweise punktuell, verschweißt ist.
Bei dem vorgeschlagenen Imagermodul wird demnach die üblicherweise vorgesehene Klebeverbindung zwischen dem Objektiv und dem Objektivhalter bzw. dem Halteelement durch eine Schweißverbindung ersetzt. Im Unterschied zu Klebeverbindung kann mit Hilfe der Schweißverbindung eine stabile Fokuslage auch unter Temperatur- und/oder Feuchteeinwirkung erzielt werden. Mit Hilfe der Schweißverbindung wird demnach eine robuste Verbindung zwischen Objektiv und Halteelement erreicht.
Die Schweißverbindung weist zudem Vorteile bei der Montage des Imagermoduls auf. Denn vor dem Verschweißen kann das Objektiv in Bezug auf den Bildsensor ausgerichtet und anschließend durch Setzen der Schweißnaht fixiert werden. Vorzugsweise werden lediglich punktuell Schweißnähte gesetzt, so dass der Wärmeeintrag beim Verschweißen minimal ist.
Die Schweißverbindung wird vorzugsweise mit Hilfe eines Lasers hergestellt, so dass es sich hierbei um eine Laserschweißverbindung handelt. Mit Hilfe des Lasers können gezielt einzelne Schweißpunkte gesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der plattenförmige Abschnitt des Halteelements mit dem Gehäuse und/oder mit dem Sensorträger, vorzugsweise punktuell, verschweißt. Die Fokuslage des Objektivs ist somit doppelt fixiert und damit besonders stabil. Dies gilt insbesondere, da auf eine Klebeverbindung in Gänze verzichtet wird, so dass Änderungen hinsichtlich der Temperatur und/oder der Feuchte keine Auswirkungen auf die Fokuslage des Objektivs haben. Die Schweißverbindung kann auch hier mittels eines Lasers hergestellt werden. Vorzugsweise werden lediglich punktuell Schweißnähte bzw. Schweißpunkte gesetzt, um den Wärmeeintrag zu minimieren.
Bevorzugt ist das Halteelement aus Metall gefertigt. Dadurch ist die Verschweißbarkeit des Halteelements gewährleistet. Ferner bevorzugt ist das Halteelement aus einem metallischen Blech gefertigt, da dies eine besonders kostengünstige Herstellung des Halteelements als Stanz-/Biegeteil ermöglicht.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Objektiv zumindest im Bereich des kragenförmigen Abschnitts des Halteelements eine metallische Kontur zur Verschweißung mit dem Halteelement aufweist. Das heißt, dass das Objektiv zumindest in einem Teilumfangsbereich aus Metall gefertigt ist. Hierbei handelt es sich um den Teilumfangsbereich, der von dem kragenförmigen Abschnitt des Halteelements umgeben ist. Abhängig von der Gestaltung des Halteelements, insbesondere des kragenförmigen Abschnitts, kann sich der Teilumfangsbereich über mehr oder weniger als 180° erstrecken. Sofern lediglich ein kragenförmiger Abschnitt vorgesehen ist, erstreckt sich diese bevorzugt über einen Teilumfangsbereich des Objektivs von mindestens 180°, so dass durch Setzen von mindestens drei Schweißpunkten eine robuste Verbindung zwischen dem Objektiv dem Halteelement gewährleistet ist. Anstelle eines durchgehenden kragenförmigen Abschnitts können auch mehrere kurze kragenförmige Abschnitte vorgesehen sein, die dann mit dem Objektiv verschweißt werden. Beispielsweise können drei kurze kragenförmige Abschnitte, von denen zwei sich am Objektiv gegenüberliegen, vorgesehen sein.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse zumindest teilweise aus Metall gefertigt ist. Dies ermöglicht eine Schweißverbindung zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse. Ferner weist ein metallisches Gehäuse eine besonders hohe Robustheit auf, so dass die hierin aufgenommenen Komponenten besonders gut vor äußeren Einwirkungen geschützt sind.
Der Sensorträger, auf dem der Bildsensor angeordnet ist, kann insbesondere einer Leiterplatte sein. Über auf der Leiterplatte angeordnete Leiterbahnen kann dann der Bildsensor elektrisch kontaktiert werden.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Sensorträger formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist. Über den Formschluss kann die Lage des Sensorträgers und damit des hierauf angeordneten Bildsensors in Bezug auf das Gehäuse fixiert werden. Der Formschluss kann beispielsweise mit Hilfe mindestens einer gehäuseseitigen Geometrie hergestellt werden, die in eine Ausnehmung des Sensorträgers eingreift. Vorzugsweise sind mindestens zwei, beispielsweise drei oder vier solcher Geometrien vorgesehen, die weiterhin vorzugsweise räumlich verteilt angeordnet sind. In diesem Fall können die Geometrien zugleich zur Verbindung des Gehäuses mit dem Halteelement genutzt werden. Beispielsweise können die Geometrien Sockel zum Aufsetzen des Halteelements ausbilden. Im Bereich der Geometrien kann dann das Halteelement mit dem Gehäuse verschweißt werden.
Vorteilhafterweise umfasst das Gehäuse mindestens ein erstes Gehäuseteil zur Verbindung mit dem Sensorträger sowie ein als Deckel ausgeführtes zweites Gehäuseteil. Die mehrteilige Ausführung des Gehäuses erleichtert die Montage des Imagermoduls. Denn zunächst kann der Sensorträger einschließlich des Bildsensors in das Gehäuse eingesetzt und mit diesem verbunden werden. Anschließend erfolgt die Montage des Halteelements und des Objektivs, wobei das Objektiv in Bezug auf den Bildsensor ausgerichtet wird. Nach der Fixierung der Fokuslage kann das als Deckel ausgeführte zweite Gehäuseteil montiert werden, so dass das Gehäuse geschlossen wird und die hierin aufgenommenen Komponenten optimal geschützt sind.
Das erste und das zweite Gehäuseteil sind vorzugsweise Stoff- und/oder formschlüssig verbunden. Beispielsweise kann der Kontaktbereich einen Stufenfalz weisen, über die die beiden Gehäuseteil ineinandergreifen. Alternativ oder ergänzend können die beiden Gehäuseteil miteinander verklebt sein. Beide Maßnahmen - jeweils allein und in Kombination - verhindern, dass Schmutz in das Gehäuse gelangt. Die stoffschlüssige Verbindung mittels der Verklebung bewirkt zugleich eine Abdichtung des Gehäuses im Verbindungsbereich.
Das als Deckel ausgeführte zweite Gehäuseteil weist vorzugsweise eine Ausnehmung auf, durch welche das Objektiv hindurchgeführt ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die im Objektiv aufgenommener Optik durch das zweite Gehäuseteil nicht abgedeckt wird. Vorteilhafterweise ist zur Abdichtung des Gehäuses in einem Ringspalt zwischen dem Gehäuseteil und dem Objektiv eine Dichtung eingesetzt. Die Dichtung kann in einer umlaufenden Ringnut des Objektivs aufgenommen sein, so dass sie zusammen mit dem Objektiv montiert wird. Die Aufnahme der Dichtung in der Ringnut verhindert bei der Montage des als Deckel ausgeführten zweiten Gehäuseteils, dass die Dichtung verschoben wird. Des Weiteren bevorzugt ist die Ausnehmung des zweiten Gehäuseteils von einem Kragen eingefasst, der bei der Montage des zweiten Gehäuseteils zur Anlage an der Dichtung gelangt. Auf diese Weise kann die Abdichtung des Gehäuses weiter optimiert werden.
Das Objektiv weist bevorzugt mindestens eine optische Linse auf, welche die Optik ausbildet. Mehrere optische Linsen können beispielsweise in Form eines Linsenpakets zusammengefasst sein. Dieses kann vormontiert und als Einheit in das Objektiv eingesetzt werden, so dass die Montage weiter vereinfacht wird. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass in das Objektiv ein elektrischer Verbraucher, beispielsweise eine Heizeinrichtung, integriert ist und die elektrische Kontaktierung in einem Außenumfangsbereich des Objektivs realisiert ist, der durch das exzentrisch angeordnete Halteelement freigegeben ist. Die vorgeschlagene exzentrische Anordnung des Halteelements weist demnach gleich mehrere Vorteile auf. Ein erster Vorteil besteht darin, das Material und Kosten eingespart werden können. Zudem lässt das Halteelement Freiräume, welche die notwendige elektrische Kontaktierung erleichtern. Diese kann mit Hilfe von Leiterbahnen, Kabeln und/oder Pins hergestellt werden. Raum zur Aufnahme dieser Elemente ist durch die exzentrische Anordnung des Halteelements ausreichend vorhanden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:
Fig. 1 eine angeschnittene perspektivische Darstellung eines Imagermoduls gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Imagermodul der Fig. 1.
Fig. 3 einen weiteren Längsschnitt durch das Imagermodul der Fig. 1, jedoch um 90° gedreht,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Objektiv und die Haltevorrichtung des Imagermoduls der Fig. 1, a) vor der Montage und b) nach der Montage,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses des Imagermoduls der Fig. 1 mit eingesetztem Sensorträger und Bildsensor,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses der Fig. 5 nach dem Einsetzen des Halteelements und des Objektivs,
Fig. 7 das Gehäuse der Fig. 6, jedoch um 45° gedreht und mit Angabe der Schweißpunkte, Fig. 8 das Gehäuse der Fig. 7, jedoch nochmals um 180° gedreht,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Imagermoduls gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (ohne Deckelteil) und
Fig. 10 einen Längsschnitt durch das Imagermodul der Fig. 9, jedoch mit Deckelteil.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Imagermoduls 1. Dieses umfasst ein Gehäuse 2 mit einem ersten Gehäuseteil
2.1 und einem zweiten Gehäuseteil 2.2. In das erste Gehäuseteil 2.1 ist ein Sensorträger 3 mit einem hierauf angeordneten Bildsensor 4 eingesetzt. Oberhalb des Bildsensors 4 ist ein Objektiv 5 mit mindestens einer Linse 10, vorzugsweise in Form eines Linsenpakets, angeordnet und in Bezug auf den Bildsensor 4 ausgerichtet. Das Objektiv 5 ist durch ein Halteelement 6 gehalten und fixiert. Oberhalb des Halteelements 6 ist das zweite Gehäuseteil 2.2 angeordnet, wobei das Objektiv 5 durch eine Ausnehmung 7 des Gehäuseteils
2.2 geführt ist.
Wie insbesondere den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, ist in einem Ringspalt 8 zwischen dem Objektiv 5 und dem Gehäuseteil 2.2 in den Dichtung 9 eingesetzt, so dass das Gehäuse 2 nach außen hin abgedichtet ist.
Aus den Figuren 2 und 3 ist ferner ersichtlich, dass das Halteelement 6 exzentrisch in Bezug auf das Objektiv 5 angeordnet ist, so dass das Halteelement 6 das Objektiv 5 lediglich teilweise bzw. über einen Teilumfangsbereich umgibt. Das Halteelement 6 weist zudem einen plattenförmigen Abschnitt 6.1 sowie einen kragenförmigen Abschnitt 6.2 auf, der winklig, vorliegend rechtwinklig in Bezug auf den plattenförmigen Abschnitt 6.1 angeordnet ist. Über den kragenförmigen Abschnitt 6.2 kann somit in einfacher Weise eine Verbindung des Halteelements 6 mit dem Objektiv 5 hergestellt werden.
Die Figuren 4a) und 4b) zeigen, dass sich der kragenförmige Abschnitt 6.2 über einen Teilumfangsbereich erstreckt, der vorliegend einem Winkel a von 180° entspricht. Der Winkel a kann jedoch frei gewählt werden. Anstelle eines einzelnen kragenförmigen Abschnitts 6.2 können auch mehrere kürzere kragenförmige Abschnitte 6.2 vorgesehen sein analog der in den Figuren 9 und 10 dargestellten weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Imagermoduls 1.
Insbesondere aus der Figur 3 ist ersichtlich, dass das Halteelement 6 auf gehäuseseitigen Geometrien 13 in Form von Sockeln gelagert ist. Diese sind in Ausnehmungen 14 des Sensorträgers 3 eingesetzt und überragen den Sensorträger 3. Auf diese Weise wird ein Formschluss zwischen dem Sensorträger 3 und dem Gehäuse 2 erreicht. Wie beispielhaft in der Figur 5 dargestellt, können insgesamt vier dieser Geometrien 13 vorgesehen sein, auf welche der Sensorträger 3 bei der Montage von oben aufgesteckt wird. Auf die Geometrien 13 kann dann das Halteelement 6 aufgesetzt werden. Anschließend kann das Objektiv 5 oberhalb des Bildsensors 4 platziert, in Bezug auf den Bildsensor 4 ausgerichtet und zu lange Fixierung mit dem Halteelement 6 verschweißt werden, so dass man die beispielhaft in der Figur 6 dargestellte Anordnung erhält.
Bevorzugt erfolgt die Verbindung des Halteelements 6 mit dem Objektiv 5 sowie mit dem Gehäuse 2 über einzelne Schweißpunkte 12 die gemäß den Figuren 7 und 8 gesetzt werden können. Zur Herstellung einer robusten Verbindung genügen jeweils drei Schweißpunkte 12, von denen jeweils zwei gegenüberliegend angeordnet werden.
Der Freiraum, der durch die exzentrische Anordnung des Halteelements 6 gegeben ist, kann, wie beispielhaft in den Figuren 9 und 10 dargestellt, zur Realisierung der elektrischen Kontaktierung 11 eines elektrischen Verbrauchers (nicht dargestellt) genutzt werden, der in das Objektiv 5 integriert ist. Gleichwohl der plattenförmige Abschnitt 6.1 des in den Figuren 9 und 10 dargestellten Halteelements 6 deutlich größer ausgeführt ist als bei dem Halteelement 6 der Figuren 1 bis 8 bleibt ausreichend Freiraum für die Aufnahme von Kontaktmitteln.

Claims

Ansprüche
1. Imagermodul (1) für eine Kamera oder einen Sensor, umfassend ein vorzugsweise mehrteilig ausgeführtes Gehäuse (2), einen mit dem Gehäuse (2) fest verbundenen Sensorträger (3), auf dem ein Bildsensor (4) angeordnet ist, ein Objektiv (5) sowie ein Halteelement (6), über welches das Objektiv (5) gehalten und in Bezug auf den Bildsensor (4) ausgerichtet ist, wobei das Halteelement (6) einen exzentrisch in Bezug auf das Objektiv (5) angeordneten plattenförmigen Abschnitt (6.1) sowie einen winklig hierzu angeordneten kragenförmigen Abschnitt (6.2) aufweist, der das Objektiv (5) lediglich über einen Teilumfangsbereich umgibt und mit diesem, vorzugsweise punktuell, verschweißt ist.
2. Imagermodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Abschnitt (6.1) des Halteelements (6) mit dem Gehäuse (2) und/oder mit dem Sensorträger (3), vorzugsweise punktuell, verschweißt ist.
3. Imagermodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (6) aus Metall, vorzugsweise aus einem metallischen Blech, gefertigt ist.
4. Imagermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (5) zumindest im Bereich des kragenförmigen Abschnitts (6.2) eine metallische Kontur zur Verschweißung mit dem Halteelement (6) aufweist.
5. Imagermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zumindest teilweise aus Metall gefertigt ist.
6. Imagermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (3) eine Leiterplatte ist und/oder formschlüssig mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
7. Imagermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mindestens ein erstes Gehäuseteil (2.1) zur Verbindung mit dem Sensorträger (3) sowie ein als Deckel ausgeführtes zweites Gehäuseteil (2.2) umfasst, wobei vorzugsweise das erste und das zweite Gehäuseteil (2.1, 2.2) Stoff- und/oder formschlüssig verbunden sind.
8. Imagermodul (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das als Deckel ausgeführte zweite Gehäuseteil (2.2) eine Ausnehmung (7) aufweist, durch welche das Objektiv (5) hindurchgeführt ist, wobei vorzugsweise in einem Ringspalt (8) zwischen dem Gehäuseteil (2.2) und dem Objektiv (5) eine Dichtung (9) eingesetzt ist.
9. Imagermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (5) mindestens eine optische Linse (10), beispielsweise in Form eines Linsenpakets, aufweist.
10. Imagermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Objektiv (5) ein elektrischer Verbraucher, beispielsweise eine Heizeinrichtung, integriert ist, und die elektrische Kontaktierung (11) in einem Außenumfangsbereich des Objektivs (5) realisiert ist, der durch das exzentrisch angeordnete Halteelement (6) freigegeben ist.
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