DE102024206077A1 - Camera for a motor vehicle and a method for mounting a camera - Google Patents
Camera for a motor vehicle and a method for mounting a cameraInfo
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Abstract
Kamera (100) für ein Kraftfahrzeug umfassend: ein Objektiv (101) mit wenigstens einer optischen Linse (102); ein Kamerafrontgehäuse (104) und ein Kamerarückgehäuse (110), wobei das Objektiv (101) an dem Kamerafrontgehäuse (104) fixiert ist; eine Leiterplatte (105), mit einem auf der Leiterplatte (105) angeordneten Bildsensor (106), wobei der Bildsensor (106) dem Objektiv (101) zugewandt und optisch zu diesem ausgerichtet ist; und wenigstens zwei Halteelemente (109-2), welche dazu eingerichtet sind, die Leiterplatte (105) beabstandet zum Kamerafrontgehäuse (104) zu halten; und wobei die Leiterplatte (105) zu den wenigstens zwei Halteelementen (109-2) korrespondierende Durchgangsöffnungen (111) aufweist, wobei jeweils eines der Halteelemente (100-2) zumindest bereichsweise durch eine der Durchgangsöffnungen (111) geführt ist. Hierbei sind die wenigstens zwei Halteelemente (109-2) Bestandteil eines einteilig ausgebildeten Ausrichtselements (109), und wobei das Ausrichtelement (109) weiterhin einen ebenen Trägerrahmen (109-1) aufweist, welcher mit dem Kamerafrontgehäuse (104) verbunden ist, und wobei die wenigstens zwei Halteelemente (109-2) von einer dem Kameragehäuse gegenüberliegenden Seite des Trägerrahmens (109-1) aus in Richtung der Leiterplatte (105) wegragend angeordnet sind. A camera (100) for a motor vehicle comprising: a lens (101) with at least one optical lens (102); a camera front housing (104) and a camera rear housing (110), wherein the lens (101) is fixed to the camera front housing (104); a printed circuit board (105) with an image sensor (106) arranged on the printed circuit board (105), wherein the image sensor (106) faces the lens (101) and is optically aligned with it; and at least two retaining elements (109-2) which are configured to hold the printed circuit board (105) at a distance from the camera front housing (104); and wherein the printed circuit board (105) has through-openings (111) corresponding to the at least two retaining elements (109-2), wherein one of the retaining elements (100-2) is guided at least partially through one of the through-openings (111). In this case, the at least two retaining elements (109-2) are part of a one-piece alignment element (109), and wherein the alignment element (109) further comprises a flat support frame (109-1) which is connected to the camera front housing (104), and wherein the at least two retaining elements (109-2) are arranged projecting away from a side of the support frame (109-1) opposite the camera housing in the direction of the circuit board (105).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kamera für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Montage einer Kamera gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The present invention relates to a camera for a motor vehicle and a method for mounting a camera according to the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Kamera für ein Kraftfahrzeug. Die Kamera umfasst ein Objektiv mit wenigstens einer optischen Linse; ein Kamerafrontgehäuse und ein Kamerarückgehäuse, wobei das Objektiv an dem Kamerafrontgehäuse fixiert ist; eine Leiterplatte, mit einem auf der Leiterplatte angeordneten Bildsensor, wobei der Bildsensor dem Objektiv zugewandt und optisch zu diesem ausgerichtet ist; und wenigstens zwei Halteelemente, welche dazu eingerichtet sind, die Leiterplatte beabstandet zum Kamerafrontgehäuse zu halten; und wobei die Leiterplatte zu den wenigstens zwei Halteelementen korrespondierende Durchgangsöffnungen aufweist, wobei jeweils eines der Halteelemente zumindest bereichsweise durch eine der Durchgangsöffnungen geführt ist.The present invention relates to a camera for a motor vehicle. The camera comprises a lens with at least one optical lens; a camera front housing and a camera rear housing, wherein the lens is fixed to the camera front housing; a printed circuit board with an image sensor arranged on the printed circuit board, wherein the image sensor faces the lens and is optically aligned with it; and at least two retaining elements, which are configured to hold the printed circuit board at a distance from the camera front housing; and wherein the printed circuit board has through-holes corresponding to the at least two retaining elements, wherein one of the retaining elements is guided at least partially through one of the through-holes.
Erfindungsgemäß sind die wenigstens zwei Halteelemente Bestandteil eines einteilig ausgebildeten Ausrichtelements, und wobei das Ausrichtelement weiterhin einen ebenen Trägerrahmen aufweist, welcher mit dem Kamerafrontgehäuse verbunden ist, und wobei die wenigstens zwei Halteelemente von einer dem Kameragehäuse gegenüberliegenden Seite des Trägerrahmens aus in Richtung der Leiterplatte wegragend angeordnet sind.According to the invention, the at least two retaining elements are part of a one-piece alignment element, wherein the alignment element further comprises a flat support frame which is connected to the camera front housing, and wherein the at least two retaining elements are arranged projecting away from a side of the support frame opposite the camera housing in the direction of the circuit board.
Das Objektiv kann zur Fixierung in das Kamerafrontgehäuse eingeschraubt sein. Alternativ kann die Kamera zur Fixierung des Objektivs an dem Kamerafrontgehäuse wenigstens eine Schweiß- oder Lötverbindung aufweisen. Die optischen Linsen können als Linsenstapel ausgebildet sein. Die wenigstens eine optische Linse kann in einem Linsengehäuse des Objektivs angeordnet sein. Hierbei ist das Linsengehäuse an dem Kamerafrontgehäuse fixiert. Alternativ können das Kamerafrontgehäuse und das Linsengehäuse als einteiliges Bauteil ausgebildet sein. Die wenigstens eine Linse des Objektivs ist in diesem Fall in einem hierfür vorgesehenen Bereich des Kamerafrontgehäuses angeordnet.The lens can be screwed into the camera front housing for fixation. Alternatively, the camera can have at least one welded or soldered connection to fix the lens to the camera front housing. The optical lenses can be designed as a lens stack. The at least one optical lens can be arranged in a lens housing of the lens. In this case, the lens housing is fixed to the camera front housing. Alternatively, the camera front housing and the lens housing can be designed as a single component. In this case, the at least one lens of the lens is arranged in a designated area of the camera front housing.
Der ebene Trägerrahmen weist insbesondere eine Aussparung auf, durch die wenigstens ein Teil des Objektivs ragt.The flat support frame has, in particular, a recess through which at least part of the lens protrudes.
Die Leiterplatte ist insbesondere dazu ausgebildet den Bildsensor und die wenigstens zwei Halteelemente aufzunehmen. Die Leiterplatte kann weitere Komponenten, wie beispielsweise einen Stecker der Kamera, sowie weitere elektronische Komponenten aufnehmen. Dass der Bildsensor zum Objektiv optisch ausgerichtet ist, bedeutet insbesondere, dass der Bildsensor während eines Verfahrens zur Montage einer Kamera derart platziert wurde, dass Bilder, die durch das Objektiv auf den Bildsensor projiziert werden, die bestmögliche Qualität aufweisen. Dies wird im Weiteren bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Kamera näher erläutert.The circuit board is specifically designed to accommodate the image sensor and at least two mounting elements. The circuit board can also accommodate other components, such as a camera connector, as well as other electronic components. The fact that the image sensor is optically aligned with the lens means, in particular, that during a camera assembly process, the image sensor was positioned such that images projected onto the image sensor through the lens exhibit the best possible quality. This will be explained in more detail in the subsequent description of the inventive method for assembling a camera.
Die wenigstens zwei Halteelemente und die Leiterplatte sind insbesondere jeweils mittels einer Lötverbindung miteinander verbunden.The at least two retaining elements and the circuit board are each connected to each other by means of a soldered connection.
Das Kamerafrontgehäuse und das Kamerarückgehäuse können derart miteinander verbunden sein, dass die Kamera vor dem Eindringen von Medien aus der Umgebung der Kamera geschützt ist. Das Kamerafrontgehäuse und das Kamera Rückgehäuse können stoffschlüssig oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Die Kamera kann zusätzlich einen Gehäusedeckel aufweisen. Der Gehäusedeckel kann auf einer dem Objektiv abgewandten Seite des Kamerarückgehäuses angeordnet sein.The camera's front housing and rear housing can be connected in such a way as to protect the camera from the ingress of materials from its surroundings. The front and rear housings can be connected by a material-fit or form-fit connection. The camera may also have a housing cover. The housing cover can be located on the side of the rear housing facing away from the lens.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Klebstoffverbindungen in der Kamera vermieden werden können. Klebstoffverbindungen haben den Nachteil eines ungünstigen Verhaltens durch eine Ausdehnung bei Temperaturschwankungen, eine Quellung aufgrund von Feuchtigkeit und/oder der Alterung ihrer Eigenschaften über die Zeit. Durch die Vermeidung derartiger Klebstoffverbindung in der hier vorgestellten Kamera kann erreicht werden, dass die optische Ausrichtung des Bildsensors zum Objektiv konstant gehalten werden kann. So kann beispielsweise eine Veränderung des Abstandes zwischen dem Bildsensor und dem Objektiv und eine damit einhergehende Defokussierung selbst bei Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit oder über die Zeit vermieden werden. Die Verbindungen des Objektivs zum Kamerafrontgehäuse und auch der Leiterplatte zu den Halteelementen sind hier sehr robust gestaltet. Das einteilige Ausrichtelement ist hierbei in vorteilhafter Weise ein äußerst robust ausgebildetes Bauteil. Der ebene Trägerrahmen des Halteelements liegt insbesondere vollständig am Kamerafrontgehäuse auf. Durch die Verbindung des ebenen Trägerrahmens mit dem Kamerafrontgehäuse und der direkten und robusten Verbindung des ebenen Trägerrahmens mit den wenigstens zwei Halteelemente kann die Montage der Kamera und insbesondere das optische Ausrichten mit wesentlich weniger Ausschussteilen stattfinden. Die Verbindung der Leiterplatte und des Kamerafrontgehäuses über das einteilig ausgebildete Ausrichtelement ist auch bei einem Einsatz der Kamera in einem Kraftfahrzeug äußerst stabil.The advantage of the invention lies in the fact that adhesive bonds in the camera can be avoided. Adhesive bonds have the disadvantage of undesirable behavior due to expansion during temperature fluctuations, swelling due to moisture, and/or the deterioration of their properties over time. By avoiding such adhesive bonds in the camera presented here, it is possible to maintain a constant optical alignment of the image sensor to the lens. For example, a change in the distance between the image sensor and the lens and This prevents the associated defocusing, even with temperature fluctuations, humidity, or over time. The connections between the lens and the camera front housing, as well as between the circuit board and the mounting elements, are designed to be very robust. The one-piece alignment element is advantageously an extremely robust component. The flat support frame of the mounting element rests completely against the camera front housing. The connection of the flat support frame to the camera front housing, and the direct and robust connection of the flat support frame to the at least two mounting elements, allows for significantly fewer rejects during camera assembly and, in particular, optical alignment. The connection between the circuit board and the camera front housing via the one-piece alignment element remains extremely stable, even when the camera is used in a motor vehicle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Trägerrahmen und das Kamerafrontgehäuse mittels einer formschlüssigen oder einer stoffschlüssigen Verbindung verbunden sind. Eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise eine Nietverbindung sein. Eine stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise eine Schweißverbindung sein. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der Trägerrahmen und das Kamerafrontgehäuse äußerst stabil miteinander verbunden sind. Eine Veränderung der optischen Ausrichtung des Objektivs zum Bildsensor über die Zeit wird hiermit wesentlich unwahrscheinlicher.In an advantageous embodiment, the support frame and the camera front housing are connected by means of a positive-locking or a material-locking connection. A positive-locking connection can, for example, be a riveted joint. A material-locking connection can, for example, be a welded joint. The advantage of this embodiment is that the support frame and the camera front housing are extremely stable. This significantly reduces the likelihood of a change in the optical alignment of the lens to the image sensor over time.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Kamerafrontgehäuse einen ersten Bereich, in den das Objektiv eingeführt und fixiert ist, und einen, auf einer der Leiterplatte zugewandten Seite des ersten Bereichs, vom ersten Bereich nach außen ragenden Objektivkragen aufweist, und wobei der Trägerrahmen des Ausrichtelements an dem Objektivkragen anliegend angeordnet ist. Der Objektivkragen kann hierbei in vorteilhafter Weise eine Auflagefläche für den ebenen Trägerrahmens ausbilden. An dieser Auflagefläche kann der Trägerrahmen besonders stabil befestigt sein. Der erste Bereich des Kamerafrontgehäuse ist hierbei insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet. Der hohlzylinderförmige erste Bereich des Kameragehäuses kann in diesem Fall ein wenigstens teilweise zylinderförmige ausgebildetes Objektiv aufnehmen.In a further advantageous embodiment, the camera front housing has a first area into which the lens is inserted and fixed, and a lens collar projecting outwards from the first area on a side facing the circuit board, with the support frame of the alignment element being arranged abutting the lens collar. The lens collar can advantageously form a bearing surface for the flat support frame. The support frame can be attached to this bearing surface with particular stability. The first area of the camera front housing is, in particular, designed as a hollow cylinder. In this case, the hollow cylindrical first area of the camera housing can accommodate a lens that is at least partially cylindrical.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Objektivkragen und der Trägerrahmen eine viereckige Grundstruktur aufweisen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der Trägerrahmen einer Grundstruktur der Leiterplatte angepasst sein kann, welche zum Beispiel auch viereckig sein kann. Gleichzeitig kann der Trägerrahmen mit der viereckigen Grundstruktur an dem Objektivkragen mit der viereckigen Grundstruktur als Auflagefläche anliegen und hier besonders stabil befestigt sein.In an advantageous embodiment, the lens collar and the support frame have a square base structure. The advantage of this embodiment is that the support frame can be adapted to a base structure of the printed circuit board, which can also be square, for example. At the same time, the support frame with its square base structure can rest against the lens collar, which also has a square base structure, as a contact surface and be attached there particularly securely.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Halteelemente stiftförmig ausgebildet sind und wobei die Halteelemente Walls wenigstens teilweise einen Hohlraum aufweisen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise das Gewicht des Ausrichtelements verringert.In an advantageous embodiment, the retaining elements are pin-shaped and at least partially have a cavity. This advantageously reduces the weight of the alignment element.
Die Erfindung geht weiterhin aus von einem Verfahren zur Montage einer Kamera. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Bereitstellen einer Vorbaugruppe bestehend aus einem Kamerafrontgehäuse und einem an dem Kamerafrontgehäuse fixierten Objektiv; Bereitstellen eines einteilig ausgebildeten Ausrichtelements, wobei das Ausrichtelement einen ebenen Trägerrahmen aufweist, wobei von einer Seite des Trägerrahmens aus wegragend wenigstens zwei Halteelemente angeordnet sind; Anordnen und Befestigen des Trägerelements des Ausrichtelement am Kamerafrontgehäuse derart, dass die wenigstens zwei Halteelemente von einer dem Kameragehäuse gegenüberliegenden Seite des Trägerrahmens wegragend angeordnet sind; Bereitstellen einer Leiterplatte, mit einem auf der Leiterplatte angeordneten Bildsensor, wobei die Leiterplatte zu den wenigstens zwei Halteelementen korrespondierende Durchgangsöffnungen aufweist; Führen der Halteelemente wenigstens bereichsweise durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen der Leiterplatte, wobei der Bildsensor dem Objektiv zugewandt ist und wobei die Leiterplatte beabstandet zum Kamerafrontgehäuse gehalten wird; optisches Ausrichten des Bildsensors zum Objektiv; und Verbinden der Halteelemente und der Leiterplatte.The invention further relates to a method for mounting a camera. The method comprises the following steps: providing a pre-assembly consisting of a camera front housing and a lens fixed to the camera front housing; providing a one-piece alignment element, wherein the alignment element has a flat support frame, with at least two retaining elements projecting from one side of the support frame; arranging and attaching the support element of the alignment element to the camera front housing such that the at least two retaining elements project from a side of the support frame opposite the camera housing; providing a printed circuit board with an image sensor arranged on the printed circuit board, wherein the printed circuit board has through-holes corresponding to the at least two retaining elements; guiding the retaining elements at least partially through the respective through-holes of the printed circuit board, wherein the image sensor faces the lens and the printed circuit board is held at a distance from the camera front housing; optically aligning the image sensor with the lens; and connecting the retaining elements and the printed circuit board.
Die Leiterplatte kann auf einer dem Bildsensor gegenüberliegenden Seite weiterhin einen elektrischen Stecker aufweisen. Das Verfahren kann den weiteren Schritt des Befestigens eines Kamerarückgehäuses am Kamerafrontgehäuse umfassen.The circuit board may still have an electrical connector on a side opposite the image sensor. The procedure may include the further step of attaching a camera rear housing to the camera front housing.
Insbesondere lässt sich mittels des Verfahrens eine Kamera aufbauen, wie sie vorab beschrieben wurde.In particular, the method can be used to build a camera as described above.
Im Schritt des optischen Ausrichtens des Bildsensors zum Objektiv wird der Bildsensor zum im Kamerafrontgehäuse fixierten Objektiv ausgerichtet. Während der Montage wird hierfür der Bildsensor vorteilhafterweise aktiv betrieben, wobei die erhaltene Abbildung des über dem fixierten Objektiv aufgenommenen Testbildes hinsichtlich der Schärfe in verschiedenen Bildausschnitten und für verschiedene Positionierungen automatisch ausgewertet wird. Die endgültige Positionierung des Bildsensors wird auf der Basis der durch die Bildverarbeitung ermittelten Kontrastverläufe vorgenommen. Die endgültige Positionierung des Bildsensors erfolgt so, dass ein vorgegebenes Kriterium für die Bildqualität über das gesamte Bildfeld erfüllt wird.In the step of optically aligning the image sensor with the lens, the image sensor is aligned with the lens fixed in the camera's front housing. During assembly, the image sensor is advantageously operated, whereby the resulting image of the test image captured above the fixed lens is automatically evaluated for sharpness in various image sections and for different positions. The final positioning of the image sensor The positioning is based on the contrast profiles determined by image processing. The final positioning of the image sensor is then determined so that a predefined criterion for image quality is met across the entire image field.
Das optische Ausrichten erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer rechnergesteuerten mechanischen Justiereinheit. Für das optische Ausrichten des Bildsensors zum Objektiv stehen hierbei sechs Freiheitsgrade zur Verfügung, wie nachfolgend aufgeführt:
- a) Es ist eine Verschiebung des Bildsensors entlang der optischen Achse (z-Achse) möglich (Fokussierung).
- b) Es ist eine Verschiebung des Bildsensors in der Bildebene entlang einer ersten Richtung (Bildvertikale, x-Achse) möglich.
- c) Der Bildsensor kann in der Bildebene entlang einer zweiten Richtung im rechten Winkel zur Bildvertikalen (Bildhorizontale, y-Achse) verschoben werden.
- d) Der Bildsensor kann um die optische Achse gedreht werden (Rz).
- e) Es kann eine Drehung des Bildsensors um die Bildhorizontale erfolgen (Ry). und
- f) Es kann eine Drehung des Bildsensors um die Bildvertikale vorgenommen werden (Rx).
- a) It is possible to shift the image sensor along the optical axis (z-axis) (focusing).
- b) It is possible to shift the image sensor in the image plane along a first direction (image vertical, x-axis).
- c) The image sensor can be moved in the image plane along a second direction at a right angle to the image vertical (image horizontal, y-axis).
- d) The image sensor can be rotated around the optical axis (R z ).
- e) The image sensor can be rotated about the image horizontal (R y ). and
- f) The image sensor can be rotated about the image vertical (R x ).
Durch die optische Ausrichtung des Bildsensors zum Objektiv können nachteilige Auswirkung von verschiedenen Toleranzbeiträgen optischer und mechanischer Komponenten des Kameramoduls minimiert werden. Objektiv und Bildsensor können aufgrund der sechs Freiheitsgrade sehr präzise zueinander ausgerichtet werden. Dies ermöglicht das Erreichen einer Bildqualität des Kameramoduls, wie es zum Beispiel für Anwendungen im Automobilbereich nötig ist.The optical alignment of the image sensor with the lens minimizes the adverse effects of various tolerances in the optical and mechanical components of the camera module. Thanks to the six degrees of freedom, the lens and image sensor can be aligned very precisely. This enables the camera module to achieve the image quality required, for example, for automotive applications.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combinations specified, but also in other combinations or on their own, without leaving the scope of the present invention.
ZeichnungenDrawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemente. Es zeigen:
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1 dreidimensionale Schnittzeichnung eines Ausführungsbeispiels einer Kamera; -
2 zweidimensionale Schnittzeichnung des Ausführungsbeispiels einer Kamera; -
3 dreidimensionale Ansicht eines an einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera befestigten Ausrichteelements in der Art eines ersten Ausführungsbeispiels; -
4 Draufsicht auf ein an einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera befestigten Ausrichteelements in der Art des ersten Ausführungsbeispiels; -
5 Beispiel einer Verbindung zwischen einem Kamerafrontgehäuse und einem Ausrichtelement in der Art des ersten Ausführungsbeispiels; -
6 dreidimensionale Ansicht eines an einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera befestigten Ausrichteelements und einer daran befestigten Leiterplatte in der Art des ersten Ausführungsbeispiels; -
7 zweidimensionale Schnittzeichnung einer Baugruppe aus einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera, einem daran befestigten Ausrichteelement und einer daran befestigten Leiterplatte in der Art des ersten Ausführungsbeispiels; -
8 dreidimensionale Ansicht eines an einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera befestigten Ausrichteelements in der Art eines zweiten Ausführungsbeispiels; -
9 Draufsicht auf ein an einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera befestigten Ausrichteelements in der Art des zweiten Ausführungsbeispiels; -
10 Beispiel einer Verbindung zwischen einem Kamerafrontgehäuse und einem Ausrichtelement in der Art des zweiten Ausführungsbeispiels; -
11 dreidimensionale Ansicht eines an einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera befestigten Ausrichteelements und einer daran befestigten Leiterplatte in der Art des zweiten Ausführungsbeispiels; -
12 zweidimensionale Schnittzeichnung einer Baugruppe aus einem Kamerafrontgehäuse einer Kamera, einem daran befestigten Ausrichteelement und einer daran befestigten Leiterplatte in der Art des zweiten Ausführungsbeispiels; -
13 Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Montage einer Kamera.
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1 Three-dimensional sectional drawing of an exemplary embodiment of a camera; -
2 two-dimensional sectional drawing of an exemplary embodiment of a camera; -
3 three-dimensional view of an alignment element attached to a camera front housing of a camera in the manner of a first embodiment; -
4 Top view of an alignment element attached to a camera front housing of a camera in the manner of the first embodiment; -
5 Example of a connection between a camera front housing and an alignment element of the type of the first embodiment; -
6 three-dimensional view of an alignment element attached to a camera front housing of a camera and a circuit board attached thereto in the manner of the first embodiment; -
7 two-dimensional sectional drawing of an assembly consisting of a camera front housing of a camera, an alignment element attached to it and a circuit board attached to it in the manner of the first embodiment; -
8 three-dimensional view of an alignment element attached to a camera front housing of a camera in the manner of a second embodiment; -
9 Top view of an alignment element attached to the front housing of a camera in the manner of the second embodiment; -
10 Example of a connection between a camera front housing and an alignment element of the type of the second embodiment; -
11 Three-dimensional view of an alignment element attached to a camera front housing of a camera and a circuit board attached to it in the manner of the second embodiment; -
12 two-dimensional sectional drawing of an assembly consisting of a camera front housing of a camera, an alignment element attached to it and a circuit board attached to it in the manner of the second embodiment; -
13 Exemplary embodiment of a method for mounting a camera.
Die Kamera 100 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel außerdem einen elektrischen Stecker 108, welche auf einer dem Bildsensor 106 abgewandten Seite der Leiterplatte 105 angeordnet ist. Ein Gehäusedeckel 107 verschließt in diesem Beispiel den Bereich zwischen Stecker 108 und dem Kamerafrontgehäuse 110.In this embodiment, the camera 100 also includes an electrical connector 108, which is arranged on the side of the circuit board 105 facing away from the image sensor 106. A housing cover 107 closes the area between the connector 108 and the camera front housing 110 in this example.
Das Ausrichtelement 109 weist einen ebenen Trägerrahmen 109-1 auf, welcher mit dem Kamerafrontgehäuse 104 verbunden ist. Der Trägerrahmen 109-1 ist im hier gezeigten Beispiel an dem Objektivkragen 104-2 anliegend angeordnet. Der Objektivkragen 104-2 und der ebenen Trägerrahmens 109-1 weisen im hier gezeigten Beispiel jeweils eine viereckige Grundstruktur auf. Weiterhin weist der ebene Trägerrahmen 109-1 eine Aussparung 302 auf, durch die wenigstens ein Teil des Objektivs, hier erkennbar wenigstens die optische Linse 102, ragt.The alignment element 109 has a flat support frame 109-1, which is connected to the camera front housing 104. In the example shown here, the support frame 109-1 is arranged abutting the lens collar 104-2. Both the lens collar 104-2 and the flat support frame 109-1 have a rectangular base structure in this example. Furthermore, the flat support frame 109-1 has a recess 302 through which at least a part of the lens, in this case at least the optical lens 102, protrudes.
Der Trägerrahmens 109-1 und das Kamerafrontgehäuse 104 sind im hier gezeigten ersten Ausführungsbeispiel mittels einer formschlüssigen Verbindung verbunden. Diese formschlüssige Verbindung ist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch drei Nietverbindungen 301 realisiert. Diese Verbindung zwischen dem Kamerafrontgehäuse 104 und dem Ausrichtelement 109 in der Art des ersten Ausführungsbeispiels ist in
In den
Die Halteelemente 109-2 sind dazu eingerichtet, die Leiterplatte 105 der Kamera beabstandet zum Kamerafrontgehäuse 104 zu halten. Dies lässt sich gut in den
Für das optische Ausrichten des Bildsensors 106 zum Objektiv 101 stehen hierbei sechs Freiheitsgrade zur Verfügung: eine Verschiebung des Bildsensors 106 entlang der optischen Achse (z-Achse; Fokussierung); eine Verschiebung des Bildsensors 106 in der Bildebene entlang einer ersten Richtung (Bildvertikale, x-Achse); eine Verschiebung des Bildsensors 106 in der Bildebene entlang einer zweiten Richtung im rechten Winkel zur Bildvertikalen (Bildhorizontale, y-Achse); eine Rotation des Bildsensors 106 um die optische Achse (Rz); eine Rotation des Bildsensors 106 um die Bildhorizontale (Ry); und eine Rotation des Bildsensors 106 um die Bildvertikale (Rx).Six degrees of freedom are available for the optical alignment of the image sensor 106 to the lens 101: a displacement of the image sensor 106 along the optical axis (z-axis; focusing); a displacement of the image sensor 106 in the image plane along a first direction (image vertical, x-axis); a displacement of the image sensor 106 in the image plane along a second direction at right angles to the image vertical (image horizontal, y-axis); a rotation of the image sensor 106 about the optical axis ( Rz ); a rotation of the image sensor 106 about the image horizontal ( Ry ); and a rotation of the image sensor 106 about the image vertical ( Rx ).
Nach dem optischen Ausrichten werden zwischen den Halteelementen 109-2 und der Leiterplatte 105 Verbindungen ausgebildet. Diese sind im hier gezeigten Beispiel als Lötverbindungen 601 ausgebildet.After optical alignment, space is created between the retaining elements 109-2 and the ladder. The plate has 105 connections. In the example shown here, these are designed as solder connections 601.
Die
Das Verfahren 1300 startet im Schritt 1301. Im Schritt 1302 wird eine Vorbaugruppe bestehend aus einem Kamerafrontgehäuse und einem an dem Kamerafrontgehäuse fixierten Objektiv bereitgestellt. Im Schritt 1303 wird ein einteilig ausgebildetes Ausrichtelememts bereitgestellt, wobei das Ausrichtelement einen ebenen Trägerrahmen aufweist, wobei von einer Seite des Trägerrahmens aus wegragend wenigstens zwei Halteelemente angeordnet sind. Im Schritt 1304 wird das Trägerelement des Ausrichtelements am Kamerafrontgehäuse derart angeordnet und befestigt, dass die wenigstens zwei Halteelemente von einer dem Kameragehäuse gegenüberliegenden Seite des Trägerrahmens wegragend angeordnet sind. Im Schritt 1305 wird eine Leiterplatte bereitgestellt, mit einem auf der Leiterplatte angeordneten Bildsensor, wobei die Leiterplatte zu den wenigstens zwei Halteelementen korrespondierende Durchgangsöffnungen aufweist. Im Schritt 1306 werden die Halteelemente wenigstens bereichsweise durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen der Leiterplatte geführt, wobei der Bildsensor dem Objektiv zugewandt ist und wobei die Leiterplatte beabstandet zum Kamerafrontgehäuse gehalten wird. Im Schritt 1307 kommt es zum optischen Ausrichtendes Bildsensors zum Objektiv. Im Schritt 1308 werden die Halteelemente und die Leiterplatte miteinander verbunden. Das Verfahren 1300 endet im Schritt 1309.Method 1300 starts in step 1301. In step 1302, a pre-assembly consisting of a camera front housing and a lens fixed to the camera front housing is provided. In step 1303, a one-piece alignment element is provided, wherein the alignment element has a flat support frame, with at least two retaining elements projecting from one side of the support frame. In step 1304, the support element of the alignment element is arranged and fastened to the camera front housing such that the at least two retaining elements project from a side of the support frame opposite the camera housing. In step 1305, a printed circuit board is provided with an image sensor arranged on the circuit board, wherein the circuit board has through-holes corresponding to the at least two retaining elements. In step 1306, the retaining elements are guided at least partially through the respective through-holes of the circuit board, wherein the image sensor faces the lens and the circuit board is held at a distance from the camera front housing. In step 1307, the optical image sensor is aligned with the lens. In step 1308, the mounting elements and the circuit board are connected. The process 1300 ends in step 1309.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10 2017 124 550 A1 [0002]DE 10 2017 124 550 A1 [0002]
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| JP2010278678A (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Kyocera Corp | Imaging module |
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