DE20313726U1

DE20313726U1 - Linsenjustierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE20313726U1
Application number: DE20313726U
Authority: DE
Original assignee: Nucam Corp
Current assignee: Nucam Corp
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2013-09-05
Also published as: GB2404745A; GB2404745B; GB0318216D0

Description

Dipl.-Chem. E.L. FRITZ Dr. Dipl.-Phys. R. BASFELD Dipl.-Ing. J. GRAEFE Patentanwälte

M. HOFFMANN

B. HEIN Rechtsanwälte

Ostentor 9 59757 Arnsberg GM 03/061
01.09.2003/DE/WO

NuCam Corporation

16F., No. 736 Chung Cheng

Road

Chung Ho City Taipei County

TAIWAN R.O.C.

"Linsenjustierungsvorrichtung"

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Linsenjustierungsvorrichtung, welche die Senkrechtgenauigkeit einer optischen Achse einer Linse zu einer Bildsensoroberfläche in der Mitte des Bildsensors justiert, und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Linsenjustierung, welche den Justierungsvorgang vereinfacht und die Anzahl der Teile der Vorrichtung reduziert.

2. Stand der Technik

Im Allgemeinen umfasst ein Produkt zum optischen Abbilden üblicherweise eine Linsengruppe, einen Bildsensor und dergleichen.

Während der Handhabung des Produkts, wie einer Digitalkamera, ist es zur Erlangung scharfer Bilder sehr wichtig sicherzustellen, dass die Achse der Linsengruppe vertikal fluchtend zu einer Mitte der Bilderfassungsfläche (IDA = image detecting area) des Bildsensors angeordnet ist.

Bisher ist es sehr schwierig, im Verlauf der Herstellung von Digitalkameras sicherzustellen, dass die Achse der Linsengruppe vertikal zur IDA und präzise fluchtend zur Normalen der IDA durch die Mitte der IDA angeordnet ist. Beispielsweise fertigt eine Fabrik zur Herstellung von Digitalkameras üblicherweise nicht alle Bauteile. Der Bildsensor, wie ein CCD oder CMOS, werden in der Verpackungsfabrik verpackt und getestet, nachdem diese in der Halbleiterfabrik hergestellt wurden. Jedoch stellt der das Produkt zusammenbauende Hersteller in einem üblichen Herstellungsprozess fest, dass die Achse der Linsengruppe nicht vertikal zur IDA und präzise fluchtend mit der Normalen durch die Mitte des IDA

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angeordnet ist und dass die Anordnung von Chips während der Durchführung des Verpackens des Gehäuses nicht exakt fixiert.

Da nach der Verpackung des Bildsensors die Lageabweichung zu diesem Zeitpunkt nicht korrigiert werden kann, dient derzeit eine Vorrichtung zur Korrektur der Lageabweichung zur Justierung der Linsen. Die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung zeigt ein Verfahren zur Justierung der Linsen durch ein Paar von Schrauben. Es ist notwendig, beide Schrauben zur gleichen Zeit zu justieren. Die Durchführung der Justierung ist sehr schwierig. Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform zur Justierung der Linsen, bei welcher eine Schraube einstellt und eine Feder betätigt wird. Die Justierung ist nicht präzise. Ein solches Verfahren ist nicht vorteilhaft und erfordert zusätzliche Bauteile wie Federn oder dergleichen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Linsenjustierungsvorrichtung zur Justierung der Senkrechtgenauigkeit der optischen Achse einer Linse zur IDA im Zentrum der IDA sowie die Vereinfachung des Justierungsprozesses und die Reduzierung der Anzahl der Teile der Vorrichtung.

Zum Erlangen des zuvor genannten Zieles stellt die vorliegende Erfindung eine Linsenjustierungsvorrichtung bereit, welche einen ersten Aufbau, einen zweiten Aufbau, ein Befestigungsfuß und ein schraubenförmiges Verriegelungsmittel aufweist. Eine erste Montageöffnung ist entlang des Randes des ersten Aufbaus ausgebildet. Eine zweite Montageöffnung ist entsprechend der ersten Montageöffnung des ersten Aufbaus entlang des Randes des zweiten Aufbaus ausgebildet. Der zweite Aufbau ist oberhalb des ersten Aufbaus befestigt, wobei das schraubenförmige Verriegelungsmittel

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sich durch die erste Montageöffnung und die zweite Montageöffnung erstrecken. Der zweite Aufbau weist einen an die zweite Montageöffnung angrenzenden flexiblen Abschnitt auf. Eine Gelenkrinne ist zwischen der zweiten Montageöffnung und einem Endabschnitt des flexiblen Abschnitts angeordnet, so dass der flexible Abschnitt durchbiegbar ist. Der Befestigungsfuß stützt sich an dem ersten Abschnitt und gegen den Endabschnitt des flexiblen Abschnitts ab.

&iacgr;&ogr; Beim Anschrauben des schraubenförmigen Verriegelungsmittels

erlangt der zweite Aufbau eine vorgesehene Neigung durch eine durch das schraubenförmige Verriegelungsmittel einwirkende Zugkraft und eine durch den flexiblen Abschnitt einwirkende Druckkraft. Somit kann die auf dem zweiten Aufbau angeordnete Linse entsprechend der vorgesehenen Neigung justiert werden und die Senkrechtgenauigkeit der optischen Achse der Linse zur Bildsensoroberfläche im Zentrum des Bildsensors sichergestellt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart sich dem Fachmann unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer

Linsenjustierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der

Linsenjustierungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der

Linsenjustierungsvorrichtung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 eine Teilschnittansicht der Linsenjustierungsvorrichtung

zur Darstellung des Zusammenwirkens eines schraubenförmigen Verriegelungsmittels mit einem ersten und einem zweiten Aufbau zwischen diesen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Linsenjustierungsvorrichtung

gemäß Fig. 1 zur Beschreibung eines nicht justierten Zustandes der Linsenjustierungsvorrichtung zeigt;

Fig. 6 eine Schnittansicht der Linsenjustierungsvorrichtung

gemäß Fig. 1 zur Beschreibung des justierten Zustandes der Linsenjustierungsvorrichtung zeigt;

Fig. 7 eine Schnittansicht einer konventionellen Vorrichtung

zeigt;

Fig. 8 eine Schnittansicht einer weiteren konventionellen

Vorrichtung zeigt; und

Fig. 9 eine Schnittansicht einer anderen konventionellen

Vorrichtung zeigt.

Bevor die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wird, wird ein Überblick über den Abbildungsprozess von Produkten zur optischen Abbildung gegeben. Das Abbildungslicht eines Gegenstandes ist zunächst in Richtung auf eine Linse des optischen Produkts zur

Abbildung gerichtet. Anschließend fokussiert die Linse das Abbildungslicht auf einer Optik und einem Bildsensormittel. Die Optik und das Bildsensormittel umfassen zumindest einen Bildsensor. Sobald der Bildsensor der Optik und das Bildsensormittel dem Abbildungslicht ausgesetzt sind, kann eine endgültige, dem Gegenstand entsprechende Abbildung erzeugt werden.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Linsenjustierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, welche allgemein mit dem

&iacgr;&ogr; Bezugszeichen 100 versehen ist. Die Linsenjustierungsvorrichtung

100 umfasst einen ersten, im Wesentlichen rechteckförmigen Aufbau 10, einen zweiten, im Wesentlichen runden Aufbau 20 und eine Vielzahl von schraubenförmigen Verriegelungsmitteln 30, wie Schrauben, die den ersten Aufbau 10 und den zweiten Aufbau 20 miteinander verbinden.

Der erste und der zweite Aufbau 10, 20, nehmen die Optik und die Bildsensormittel und die zweite Linse darin auf. Um das Abbildungslicht von der Linse auf die Optik und das Bildsensormittel zu richten, ist im mittleren Abschnitt des zweiten Aufbaus 20 eine Blende 21 ausgebildet. Der zweite Aufbau 20 ist oberhalb des ersten Aufbau 10 befestigt, wobei die schraubenförmigen Verriegelungsmittel 30 sich durch eine Vielzahl von ersten und zweiten Montageöffnungen 12, 22 des ersten Aufbaus 10 und des zweiten Aufbaus 20 erstrecken, die zur Verriegelung des ersten Aufbaus 10 und des zweiten Aufbaus 20 dienen. Die ersten Montageöffnungen 12 sind entlang eines Randes des ersten Aufbaus 10 ausgebildet, die zweiten Montageöffnungen 22 sind entlang eines Randes des zweiten Aufbaus 20 entsprechend den ersten Montageöffnungen 12 ausgebildet. In der dargestellten ersten, zweiten und dritten Ausführungsform sind drei erste und zweite Montageöffnungen vorgesehen, deren Mittelpunkt am Umfang und unter einem Umfangwinkel von ca. 120° zwischen zwei

angrenzenden ersten oder zweiten Montageöffnungen 12, 22 angeordnet ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 4 und insbesondere auf Fig. 4, weist der zweite Aufbau 20 eine Vielzahl von an die zweite Montageöffnung 22 angrenzenden flexiblen Abschnitten 24 auf. Eine Gelenkrinne 28 ist zwischen jeder der zweiten Montageöffnungen 22 und einem Endabschnitt eines jeden flexiblen Abschnitts 24 angeordnet. Somit ist der flexible Abschnitt 24 durchbiegbar und erzeugt einen auf den zweiten Aufbau 20 einwirkenden Druck durch eine flexible Deformation der Gelenkrinne 28, während das Verschrauben der schraubenförmigen Verriegelungsmittel 30 einen Zug auf den zweiten Aufbau 20 ausübt. Somit können die Schraube oder die Feder, wie sie gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, durch den flexiblen Abschnitt 24 ersetzt werden. Eine Vielzahl von Befestigungsfüßen 26 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Aufbau 10, 20 angeordnet, die sich an dem ersten Aufbau 10 und gegen den Endabschnitt des flexiblen Abschnitts 24 abstützen. Bei der Herstellung kann der Befestigungsfuß 26 auf dem ersten Aufbau 10 (nicht dargestellt) oder dem zweiten Aufbau 20, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, aufbauen und kann ferner individuell (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Gelenkrinne 28 auf der Oberfläche des zweiten Aufbaus 20 ausgebildet sein (dargestellt in den Fig. 1 bis 4) oder an der Unterseite des zweiten Aufbaus 20 (nicht dargestellt).

Unter nochmaliger Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3, in denen die Linsenjustierungsvorrichtung 100 jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, besteht eine abweichende Ausgestaltung dieser in der Anordnung der flexiblen Abschnitte 24. Wie in Fig. 1 dargestellt, erstrecken sich die flexiblen Abschnitte 24 ausgehend von dem zweiten Aufbau 20 in radialer Richtung nach außen. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der zweite Aufbau 20 in seinem

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inneren Abschnitt mit drei U-förmigen Rinnen 25 ausgeführt, die die flexiblen Abschnitte 24' bilden, welche sich in Richtung auf den Kreismittelpunkt des zweiten Aufbaus 20 in einer radialen Richtung erstrecken. Darüber hinaus sind die Gelenkrinnen 28 an der Oberfläche der flexiblen Abschnitte 24" und zwischen den schraubenförmigen Verriegelungsmitteln 30 und dem Befestigungsfuß 26 angeordnet. Wie in Fig. 3 beschrieben, sind die flexiblen Abschnitte 24" in tangentialer Richtung am Rand des zweiten Aufbaus 20 angeordnet und die Gelenkrinnen 28 sind nach wie vor an der Oberfläche der flexiblen Abschnitte 24" und zwischen den schraubenförmigen Verriegelungsmitteln 30 und dem Befestigungsfuß 26 angeordnet.

In den Fig. 5 und 6 sind unterschiedliche Justierungszustände der Linsenjustierungsvorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da jede Ausführungsform das gleiche Justierungsprinzip aufweist, ist nur die erste Ausführungsform in den Zeichnungen dargestellt. Wie in Fig. 6 dargestellt, können die Seitenabschnitte der flexiblen Abschnitte 24 an beiden Seiten der Gelenkrinne 28 als starre Körper angesehen werden. Zur Einrichtung des ersten Aufbaus 10 und der willkürlichen Fixierung zweier schraubenförmiger Verriegelungsmittel 30, und dem Verschrauben des dritten schraubenförmigen Verriegelungsmittels 30 wird der zweite Aufbau 20 mittels eines von dem dritten schraubenförmigen Verriegelungsmittel 30 durch Verschraubung hervorgerufenen Zuges abwärts bewegt.

Gleichzeitig wird die dritte Gelenkrinne 28 entsprechend mit dem dritten schraubenförmigen Verriegelungsmittel 30 aufgrund seiner Flexibilität nach unten gebogen. Die Seitenabschnitte der flexiblen Abschnitte 24 an beiden Seiten der Gelenkrinnen 28 bewegen sich aufwärts wegen des Befestigungsfußes 26 aufwärts und die schraubenförmigen Verriegelungsmitteln 30 befestigen den zweiten Aufbau 20, wobei der zweite Aufbau 20 einen Zug auf diese ausübt.

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Folglich können der zweite Aufbau 20 und die darin angeordnete Linse wie zuvor beschrieben durch eine Kombination aus Zug und Druck justiert werden, und die Senkrechtgenauigkeit der optischen Achse der Linse bezogen auf die Bildsensoroberfläche im Zentrum des Bildsensors kann sichergestellt werden.

Darüber hinaus kann das erste und zweite schraubenförmige Mittel einen kleinen Federweg hervorrufen, der der Bewegung des dritten schraubenförmigen Verriegelungsmittels 30 folgt, wodurch eine geringe Justierung der Linsenjustierungsvorrichtung 100 erforderlich ist.

Wie zuvor beschrieben, können der Zug und der Druck infolge der Anordnung der Gelenkrinnen 30 an dem flexiblen Abschnitt 24 des zweiten Aufbaus 20 erreicht werden. Somit entfällt bei der Linsenjustierungsvorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung das Federmittel und stellt eine einfache und vorteilhaft handhabbare Vorrichtung bereit.

Durch denJustierungsvorgang der vorliegenden Erfindung kann jede Konfiguration, welche einen Befestigungsfuß 26, eine Gelenkrinne und ein schraubenförmiges Verriegelungsmittel 30, die einander, entsprechen umfasst, durch eine individuelle Justierrichtung bereitgestellt werden und der abschließende Justierungseffekt ist durch mehrere überlagernde Konfigurationen erreichbar.

Obwohl eine besondere Ausführungsform der Erfindung zum Zweck der Darstellung beschrieben wurde, offenbaren sich dem Fachmann weitere Vorteile und Modifikationen und verschiedene Ausführungen und Verbesserungen, wie die Befestigung der Linse an dem ersten Aufbau und die entsprechende Anordnung der Optik und des Bildsensorabschnitts in dem zweiten Aufbau 20 oder den Einbau der

schraubenförmigen Verriegelungsmittel 30 der zweiten Montageöffnung 22 in die erste Montageöffnung 12, die durchgeführt werden können, ohne dass dabei der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird, der durch die nachfolgend angefügten Ansprüche gegeben sein soll.

Claims

1. Linsenjustierungsvorrichtung umfassend:

- einen ersten Aufbau (10), der zumindest eine erste Montageöffnung (12) entlang eines Randes des ersten Aufbaus (10) aufweist;

- einen zweiten Aufbau (20), der oberhalb über des ersten Aufbaus (10) angeordnet ist, und zumindest eine zweite Montageöffnung (22) entlang eines Randes des zweiten Aufbaus (20) entsprechend der ersten Montageöffnung (12) des ersten Aufbaus (10) aufweist, wobei der zweite Aufbau (20) zumindest einen flexiblen, an die zweite Montageöffnung (22) angrenzenden Abschnitt (24) aufweist;

- eine zwischen der zweiten Montageöffnung (22) und einem Endabschnitt des flexiblen Abschnitts (24) angeordnete Gelenkrinne (28);

- einen Befestigungsfuß (26), der sich an dem ersten Aufbau (10) und gegen den Endabschnitt des flexiblen Abschnitts (24) abstützt; und

- zumindest ein schraubenförmiges Verriegelungsmittel (30), das sich durch die erste Montageöffnung des ersten Aufbaus (10) und die zweite Montageöffnung (22) des zweiten Aufbaus (20) erstreckt, zur Verriegelung zwischen diesen.

2. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsfuß (26) an dem ersten Aufbau (10) montiert ist.

3. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsfuß (26) an dem zweiten Aufbau (20) montiert ist.

4. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkrinne (28) an der Oberfläche des zweiten Aufbaus (20) ausgebildet ist.

5. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkrinne (28) an der Unterseite des zweiten Aufbaus (20) ausgebildet ist.

6. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Abschnitt (24) sich von dem zweiten Aufbau (20) ausgehend in radialer Richtung nach außen erstreckt.

7. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aufbau (20) in seinem Inneren mit einer U-förmigen Rinne zur Ausbildung des flexiblen Abschnitts (24) ausgeführt ist, welche sich in Richtung des Kreismittelpunktes des zweiten Aufbaus (20) in radialer Richtung erstrecken.

8. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Abschnitt (24) in tangentialer Richtung zu dem Rand des zweiten Aufbaus (20) angeordnet ist.

9. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufbau (10) zur Anordnung der Linse auf diesem verwendbar ist.

10. Linsenjustierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aufbau (20) zur Anordnung der Linse auf diesem verwendbar ist.