DE-102024132194-A1 - Kamera sowie Herstellungsverfahren

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kamera, aufweisend einen Kamerasupport mit einer Objektivauflage zur Aufnahme eines austauschbaren Objektivs; eine Leiterplatte zur elektrischen Verschaltung eines Bildsensors; den Bildsensor; ein plattenartiges Rahmenelement mit einer Aussparung zum Freilegen des Bildsensors; sowie lösbare Fixiermittel zum Befestigen des Rahmenelements am Kamerasupport in einem festgelegten Zustand. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Rahmenelement Befestigungsstifte umfasst, und bei einer ersten Alternative die Leiterplatte Ausnehmungen umfasst, wobei in einem Endzustand die Ausnehmungen die Befestigungsstifte aufnehmen, derart, dass der Bildsensor parallel zur Objektivauflage ausgerichtet ist, und der Endzustand durch eine Klebeverbindung zwischen dem Rahmenelement und der Leiterplatte fixiert ist, oder dass bei einer zweiten Alternative ein Kühlkörper von der Kamera umfasst ist, der den Bildsensor mechanisch aufnimmt und Ausnehmungen umfasst, wobei in einem Endzustand die Ausnehmungen des Kühlkörpers die Befestigungsstifte aufnehmen, derart, dass der Bildsensor parallel zur Objektivauflage ausgerichtet ist, und der Endzustand durch eine Klebeverbindung zwischen dem Rahmenelement und der Kühlkörper fixiert ist.

Inventors

• Ulrich Geisler
• Henrik Richter
• Steffen Wagner

Assignees

• BAUMER OPTRONIC GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (9)

1. Kamera (1), aufweisend - einen Kamerasupport (2) mit einer Objektivauflage (3) zur Aufnahme eines austauschbaren Objektivs; - eine Leiterplatte (4) zur elektrischen Verschaltung eines Bildsensors (5); - den Bildsensor (5); - ein plattenartiges Rahmenelement (6) mit einer Aussparung (7) zum Freilegen des Bildsensors (5); sowie lösbare Fixiermittel (8) zum Befestigen des Rahmenelements (6) am Kamerasupport (2) in einem festgelegten Zustand (30); dadurch gekennzeichnet , dass das Rahmenelement (6) Befestigungsstifte (9) umfasst, und bei einer ersten Alternative die Leiterplatte (4) Ausnehmungen (10) umfasst, wobei in einem Endzustand (40) die Ausnehmungen (10) die Befestigungsstifte (9c/d) aufnehmen, derart, dass der Bildsensor (5) parallel zur Objektivauflage (3) ausgerichtet ist, und der Endzustand (40) durch eine Klebeverbindung (11) zwischen dem Rahmenelement (6) und der Leiterplatte (4) fixiert ist ODER dass bei einer zweiten Alternative ein Kühlkörper (12) von der Kamera (1) umfasst ist, der den Bildsensor (5) mechanisch aufnimmt und Ausnehmungen (10) umfasst, wobei in einem Endzustand (40) die Ausnehmungen (10) des Kühlkörpers (12) die Befestigungsstifte (9) aufnehmen, derart, dass der Bildsensor (5) parallel zur Objektivauflage (3) ausgerichtet ist, und der Endzustand (30) durch eine Klebeverbindung zwischen dem Rahmenelement (6) und dem Kühlkörper (12), insbesondere im Bereich der Ausnehmung (10), fixiert ist.
2. Kamera nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Klebeverbindung (11) zwischen dem wenigstens einen Befestigungsstift (9) und einer der Ausnehmung (10) ausgebildet ist und/oder dass der wenigstens eine Befestigungsstift (9) eine runde oder ovale oder mehreckige Querschnittsfläche umfasst, insbesondere um umfangsseitig eine Kontaktfläche für den Klebstoff auszubilden und/oder dass die Ausnehmungen (10) jeweils durch ein rundes Durchgangsloch und/oder eine randseitige Aussparung mit im Wesentlichen halbkreisförmiger Kontur (23) ausgebildet sind.
3. Kamera nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Klebeverbindung (11) durch einen UV-härtenden Klebstoff oder durch einen wärmehärtenden Klebstoff, insbesondere einen IR-härtenden Klebstoff, ausgebildet ist.
4. Kamera nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die lösbaren Fixiermittel (8) wenigstens eine Schraube (13) umfassen, und das Rahmenelement (6) zum Aufnehmen der wenigstens einen Schraube (13) eine entsprechende Anzahl an Bohrungen (14) und der Kamerasupport (2) zum Festlegen der wenigstens einen Schraube (13) eine entsprechende Anzahl an Innengewindeabschnitten (15) umfasst.
5. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die lösbaren Fixiermittel (8) wenigstens einen Gewindebolzen und wenigstens ein mit dem Gewindebolzen zusammenwirkendes Befestigungselement, insbesondere eine Gewindemutter, umfassen, wobei der wenigstens eine Gewindebolzen an einem Ende am Kamerasupport (2) festgelegt ist und das Rahmenelement (6) Durchgangsöffnungen zur Aufnahme des wenigstens einen Gewindebolzens umfasst.
6. Kamera nach einem der Ansprüche 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet , dass im festgelegten Zustand (30) eine Schraubensicherung (19) über eine chemische Verbindung am Gewinde vorgesehen ist, um das ungewollte Lösen des festgelegten Zustands (30) aufgrund Temperaturänderungen und/oder mechanischer Belastung zu verhindern.
7. Kamera nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die lösbaren Fixiermittel (8) wenigstens ein elastisches Rastelement sowie wenigstens ein zum elastischen Rastelement komplementär ausgebildetes Fixierelement umfassen.
8. Kamera nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass der Kamerasupport (2) ein Befestigungsgewinde (20) zur lösbaren Befestigung des Objektivs umfasst, um eine Kamera (1) mit einem austauschbaren Objektiv auszubilden.
9. Herstellungsverfahren für eine Kamera (1), wobei die Kamera (1) insbesondere nach einem der vorgenannten Ansprüche ausgebildet ist, und das Herstellungsverfahren bei einer ersten Alternative die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Kamerasupports (2) mit einer Objektivauflage (3) zur Aufnahme eines Objektivs; - Bereitstellen eines Rahmenelements (6) mit einer Aussparung (7) zur Aufnahme des Bildsensors (5) und mit Befestigungsstiften (9); - Befestigen des Rahmenelements (6) am Kamerasupport (2) mittels lösbarer Fixiermittel (8); - Bereitstellen einer Leiterplatte (4) mit Ausnehmungen (10), wobei die Ausnehmungen (10) ausgebildet sind die Befestigungsstifte (9) aufzunehmen; - Mechanisches und elektrisches Verbinden eines Bildsensors (5) mit der Leiterplatte (4); - Auftragen einer Klebeverbindung (11) im Bereich der Befestigungsstifte (9); - Anordnen der Befestigungsstifte (9) in jeweils einer der Ausnehmungen (10) der Leiterplatte; - Ausrichten der Leiterplatte (4) relativ zum Rahmenelement (6) derart, dass der Bildsensor (5), insbesondere die aktive Fläche des Bildsensors, parallel zur Objektivauflage (3) ausgerichtet ist und - Aushärten der Klebeverbindung (11), um einen Endzustand (40) zu erzielen; oder bei einer zweiten Alternative die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Kamerasupports (2) mit einer Objektivauflage (3) zur Aufnahme eines Objektivs; - Bereitstellen eines Rahmenelements (6) mit einer Aussparung (7) zur Aufnahme des Bildsensors (5) und mit Befestigungsstiften (9); - Befestigen des Rahmenelements (6) am Kamerasupport (2) mittels lösbarer Fixiermittel (8); - Bereitstellen eines Kühlkörpers (12) mit Ausnehmungen (10), wobei die Ausnehmungen (10) ausgebildet sind die Befestigungsstifte (9) aufzunehmen; - Mechanisches Verbinden des Bildsensors (5) mit dem Kühlkörper (12); - Elektrisches Verbinden des Bildsensors (5) mit einer Leiterplatte (4); - Auftragen einer Klebeverbindung (11) im Bereich der Befestigungsstifte (9); - Anordnen der Befestigungsstifte (9) in den Ausnehmungen (10) des Kühlkörpers (12); - Ausrichten des Kühlkörpers (12) relativ zum Rahmenelement (6) derart, dass der Bildsensor (5), insbesondere die aktive Fläche des Bildsensors, parallel zur Objektivauflage (3) ausgerichtet ist sowie - Aushärten der Klebeverbindung (11), um einen Endzustand (40) zu erzielen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kamera nach Anspruch 1. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Kamera nach Anspruch 9. Aus dem Stand der Technik sind Kameras für die optische Erfassung von Gegenständen allgemein bekannt. Diese Kameras umfassen einen Kamerasupport mit einer Objektivauflage zur Aufnahme eines zumindest eine Linse aufweisenden Objektivs. Der Kamerasupport behaust zumindest einen Bildsensor sowie eine elektrisch mit dem Bildsensor verschaltete Leiterplatte. Für die optische Erfassung der Gegenstände umfasst der Bildsensor eine aktive Sensorfläche, die relativ zum Objektiv bzw. der Objektivauflage auszurichten ist, um sicherzustellen, dass die vom Objektiv fokussierten Lichtstrahlen auf die aktive Sensorfläche des Bildsensors auftreffen. Bei der Herstellung der Kamera ist es daher erforderlich, dass der Bildsensor möglichst akkurat zur Objektivauflage ausgerichtet wird, um sicherzustellen, dass die durch das Objektiv fallenden Lichtstrahlen auch auf den Bildsensor auftreffen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass der Kamerasupport präzise gefertigte Positionierungsstifte umfasst, die in Positionierungsbohrungen der Leiterplatte eingreifen. Konkret bedeutet dies, dass in der Leiterplatte zumindest zwei Bohrungen mit hoher Fertigungsgenauigkeit eingearbeitet werden und das elektrische und mechanische Festlegen des Bildsensors in Bezug auf diese Bohrungen erfolgen muss. Eine entsprechend hohe Fertigungsgenauigkeit ist auch zum Herstellen der Positionierungsstifte erforderlich, da auch hier nur sehr geringe Toleranzen akzeptabel sind. Die hohen Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit bzw. die geringen zulässigen Toleranzen führen in der Serienfertigung zu hohen Kosten. Zudem ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass zur Positionierung des Bildsensors relativ zum Objektiv ein zusätzliches Rahmenelement genutzt wird. Das Rahmenelement ist so dimensioniert, dass es am Bildsensor außenseitig unmittelbar anliegt und auf der Leiterplatte aufliegt. Von Vorteil ist bei diesem Konzept, dass die Leiterplatte keine Positionierungsbohrungen umfassen muss, was die Herstellungskosten senkt. Jedoch wirken sich hier Fertigungstoleranzen in der Oberflächenbeschaffenheit der Leiterplatte sowie des Bildsensors im Bereich der Kontaktflächen negativ auf die Relativposition zwischen dem Rahmenelement und dem Bildsensor aus. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung beruht darauf, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kamera bereitzustellen, bei der unter geringen Herstellungskosten und unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Leiterplatte eine präzise Ausrichtung des Bildsensors relativ zur Objektivauflage möglich ist. Zudem ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Herstellungsverfahren anzugeben. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Kamera gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe auch durch ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Die erfindungsgemäße Kamera umfasst einen Kamerasupport mit einer Objektivauflage. Die Objektivauflage ist so ausgebildet, dass ein Objektiv am Kamerasupport in einer festgelegten Position aufgenommen werden kann. Bevorzugt ist diese Objektivauflage als eine Objektivauflagefläche ausgebildet. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Kamera eine Leiterplatte zur elektrischen Verschaltung eines Bildsensors sowie den Bildsensor. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Kamera ein plattenartiges Rahmenelement mit einer Aussparung zum Freilegen des Bildsensors sowie mit lösbaren Fixiermitteln zum Befestigen des Rahmenelements am Kamerasupport in einem festgelegten Zustand. Erfindungsgemäß ist es zudem vorgesehen, dass das Rahmenelement Befestigungsstifte umfasst und die Leiterplatte in einer ersten alternativen Ausführungsform Ausnehmungen aufweist, wobei die in der Leiterplatte ausgebildeten Ausnehmungen die Befestigungsstifte in einem Endzustand aufnehmen, derart, dass der Bildsensor parallel zur Auflagefläche des Objektivs und/oder zur optischen Achse des Befestigungsgewindes ausgerichtet ist. Zudem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieser Endzustand durch eine Klebeverbindung zwischen dem Rahmenelement und der Leiterplatte fixiert und/oder dauerhaft gehalten und/oder nichtlösbar festgelegt ist. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung sieht im Zusammenhang der erste