DE19842828A1

DE19842828A1 - Gehäuse für ein optisches System und Verfahren zur Herstellung des Gehäuses

Info

Publication number: DE19842828A1
Application number: DE19842828A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mai; Ralf Bergholz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (1) für ein optisches System, insbesondere für eine digitale Kamera, und ein Verfahren zur Herstellung des Gehäuses (1), wobei das Gehäuse (1) und die Eingangsoptik (2) einstückig aus einem optischen Material hergestellt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein optisches System, insbesondere für eine Kamera und ein Verfahren zur Herstellung des Gehäuses.

Insbesondere in Kraftfahrzeugen werden in zunehmendem Maße Kameras für die verschiedensten Zwecke eingesetzt beispielsweise als Sitzplatzerkennungseinrichtung, als zusätzliche Orientierungshilfe neben digitalen Straßenkarten, als Überholhilfen oder zur Erkennung von Verkehrszeichen. Begünstigt wird diese Tendenz durch verhältnismäßig preisgünstige Bildsensoren, vorzugsweise als CCD-Zeilen oder -Matrizen ausgebildet, die sehr leistungsfähig sind. Jedes optische System und somit auch die digitalen Kameras benötigen ein Gehäuse, das einerseits als mechanischer Schutz und andererseits zur optischen Entkopplung dient. Unter optischer Entkopplung ist zu verstehen, daß nur über die Eingangsoptik optische Strahlung in die Kamera gelangen darf, da ansonsten aufgrund der diffusen Streustrahlung keine scharfen Abbildungen möglich sind. Die Herstellung derartiger Gehäuse ist dabei fertigungstechnisch sehr aufwendig, so daß ein nicht zu vernachlässigender Anteil der Gesamtkosten der digitalen Kameras auf das Gehäuse entfällt.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Gehäuse für ein optisches System, insbesondere für eine digitale Kamera, und ein Herstellungsverfahren zu schaffen, mittels derer ein derartiges Gehäuse einfach und kostengünstig realisierbar ist.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 6. Dabei wird das Gehäuse einstückig mit der Eingangsoptik hergestellt, wobei ausgenutzt wird, daß optische Linsen mit ausreichender Genauigkeit in Preßverfahren herstellbar sind. Üblicherweise werden die überstehenden Ränder warm abgetrennt. Dieser überschüssige Rand kann nun bewußt größer gewählt werden, so daß dieser nach dem Preßvorgang der Linse entsprechend der gewünschten Gehäuseform umgeformt wird. Als Ergebnis entsteht eine Einheit aus Eingangsoptik und Gehäuse. Dadurch entfällt jegliche Justierung der Eingangsoptik zum Gehäuse, sowie die dazu entsprechenden mechanischen Verhaltungen. Darüber hinaus läßt sich der Umformvorgang sehr gut in das Preßverfahren integrieren, was den Herstellvorgang zeitlich und kostentechnisch sehr günstig macht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Als Ausgangsmaterial kommen prinzipiell alle optischen Werkstoffe in Betracht, die im Preßverfahren verarbeitbar sind, insbesondere jedoch Glas und thermoplastische Kunststoffe. Die Wahl des geeigneten Ausgangsmaterials kann dabei auch vom Einsatzort und -zweck abhängig sein. So ist Glas im allgemeinen etwas schwerer als die optischen Kunststoffe, jedoch auch gegenüber bestimmten Umgebungsstoffen wie beispielsweise Benzin beständiger. So könnte beispielsweise eine derartige Glaskamera als Überwachungskamera im Benzintank angeordnet werden.

Zur Unterdrückung von Streustrahlung, die durch das Gehäuse auf den Bildsensor fällt, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Dazu kann einerseits das Gehäuse selbst nach behandelt werden, um dessen optische Eigenschaften zu verändern. Beispielsweise kann das Gehäuse schwarz lackiert werden, oder aber mittels einer inneren und/oder äußeren Oberflächenbehandlung wie Ätzen oder Schleifen lichtundurchlässig gemacht werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die optischen Eigenschaften durch die Formgebung des Gehäuses zu verändern. So verlieren einige Kunststoffe ab einer gewissen Dicke ihre lichtundurchlässige Eigenschaft.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dem Bildsensor einen Tubus zuzuordnen, der einen optischen Kanal zwischen Eingangsoptik und Bildsensor schafft. Neben der Abschirmung von Streustrahlung kann der Tubus darüber hinaus zur Justierung des Bildsensors zur Eingangsoptik verwendet werden, wozu dieser beispielsweise bei richtiger Positionierung an den Seitenrändern der Eingangsoptik einrastet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gehäuse,

Fig. 2 eine Perspektivdarstellung des Gehäuses mit eingeschobener Fokalebene und

Fig. 3 eine Perspektivdarstellung der Fokalebene mit äußeren Anschlüssen.

In der Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein Gehäuse 1 einer digitalen Kamera dargestellt. Die digitale Kamera umfaßt neben dem Gehäuse 1 einen Eingangsoptik 2 und eine Fokalebene 3, auf der ein Bildsensor 4 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 und die Eingangsoptik 2 sind dabei einstückig ausgebildet. An der Innenseite ist das Gehäuse 1 mit nutenförmigen Ausnehmungen ausgebildet, in denen die Fokalebene 3 in das Gehäuse 1 eingeschoben werden kann. Der auf der Fokalebene 3 angeordnete Bildsensor 4, der vorzugsweise als CCD-Matrix ausgebildet ist, ist im eingeschobenen Zustand im optischen Strahlengang der Eingangsoptik 2. Das Gehäuse 1 wird bei der Herstellung derart umgeformt, daß dieses nur an der Rückseite offen bleibt. Die Fokalebene 3 ist des weiteren mit den externen Anschlüssen 5 des Bildsensors 4 ausgebildet, die vorzugsweise senkrecht zur Fokalebene 3 angeordnet sind. Nachdem die Fokalebene 3 in das Gehäuse 1 eingeschoben ist, kann dann die Rückseite durch eine separate Abdeckung verschlossen werden. Vorzugsweise wird die Abdeckung mit dem Gehäuse 1 mit Kunststoff vergossen, so daß keinerlei Feuchtigkeit in das Gehäuse 1 eindringen kann.

Claims

1. Gehäuse für ein optisches System, insbesondere für eine Kamera, zur Aufnahme mindestens einer Eingangsoptik, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und die Eingangsoptik (2) einstückig aus einem optischen Material bestehen.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Material ein Glas, ein Polymethacrylat, ein Polystyrol, ein Polycarbonat, ein Polydiallyldiglykolcarbonat oder ein Polydimethylsiloxan ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an der Innenseite mit Nuten zur Aufnahme einer Fokalebene (3) ausgebildet ist.

4. Digitale Kamera, umfassend ein Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und ein mit einem Bildsensor bestückte Fokalebene, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bildsensor (4) ein Tubus zugeordnet ist.

5. Digitale Kamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubus an der Eingangsoptik (2) einrastbar ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (1) für ein optisches System, insbesondere für eine Kamera, zur Aufnahme mindestens einer Eingangsoptik (2), umfassend folgende Verfahrensschritte:

a) Erwärmen eines preßbaren, optischen Materials,
b) Auspressen einer optischen Linse aus dem Material und
c) Umformen der überstehenden Ränder in die gewünschte Gehäuseform.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Formgebung, eine Lackierung und/oder eine innere und/oder äußere Oberflächenbehandlung der Transmissionsgrad des optischen Materials im Bereich des Gehäuses (1) gegen Null erniedrigt wird.