DE112022000621T5

DE112022000621T5 - Optische baugruppen und verfahren zu ihrer herstellung mit lichthärtendem klebstoff

Info

Publication number: DE112022000621T5
Application number: DE112022000621.8T
Authority: DE
Inventors: Mark Drzymala; Bryan E. Joles
Original assignee: Zebra Technologies Corp
Current assignee: Zebra Technologies Corp
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2023-11-09
Also published as: US20220221683A1; BE1028943A1; WO2022155095A1; GB2617748A; BE1028943B1; CN117063106A

Abstract

Optische Baugruppen und Verfahren zur Herstellung derselben mit lichthärtendem Klebstoff werden offenbart. Ein Beispielverfahren zum Zusammenbauen einer optischen Baugruppe umfasst das Koppeln einer Linsenbaugruppe mit einem Linsenbaugruppenhalter, um eine Linsenunterbaugruppe zu bilden, und das Auftragen eines lichthärtbaren Klebstoffs auf ein Linsengestell, das fest auf einer Leiterplatte (PCB) befestigt ist. Das Verfahren kann das optische Ausrichten der Linsenunterbaugruppe mit einem fest auf der Leiterplatte befestigten Bildsensor umfassen. Wenn die optische Ausrichtung abgeschlossen ist, kann das Verfahren beinhalten, dass der Klebstoff mit Licht im Wesentlichen ausgehärtet wird, um die Linsenunterbaugruppe fest an dem Linsengestell zu befestigten, um die Linsenbaugruppe in einer festen optischen Ausrichtung mit dem Bildsensor zu halten.

Description

HINTERGRUND
Bildgebungsvorrichtungen (z. B. eine Kamera) erfassen Bilder von Objekten innerhalb eines bestimmten Sichtfelds (FOV). Häufig ist es erforderlich, dass Bildverarbeitungsgeräte, Strichcodeleser usw. Bilder mit einer Auflösung erfassen, die bei geeigneten Abständen für eine wirksame Dekodierung der in einem Bild erfassten Zeichen ausreicht, z. B. für Bildverarbeitungsanwendungen, die Dekodierung von Strichcodes usw.
Das Erfassen eines klaren, unverzerrten Bildes erfordert eine Bildvorrichtung (z. B. eine Kamera) mit einer sorgfältig zusammengebauten und ausgerichteten Linsenbaugruppe und einem Bildsensor. Die Linsenbaugruppe und der Bildsensor müssen sorgfältig ausgerichtet werden, damit der Brennpunkt des optischen Strahlengangs der Linsenbaugruppe auf dem Bildsensor zentriert und senkrecht zu diesem ausgerichtet ist. Bei Kameras mit einer festen Linsenbaugruppe kann diese Ausrichtung während der Fertigung und Montage erfolgen, wo die Produktionsanlagen so eingerichtet werden können, dass sie den Konstruktionsspezifikationen entsprechen. In der Praxis sind die Fertigungsprozesse bei hohen Stückzahlen jedoch nicht perfekt und können zu Kameras führen, die nicht den Spezifikationen entsprechen, was zu teurem Ausschuss oder, schlimmer noch, zu einem unzufriedenen Kunden führt.
BESCHREIBUNG
Aktive Ausrichtungsprozesse können während der Herstellung verwendet werden, um die Position der Linsenbaugruppe und des Bildsensors dynamisch auf der Grundlage der tatsächlichen Kameraleistung anzupassen. Der Bildsensor erfasst Bilder, während die Position der Linsenbaugruppe relativ zum Bildsensor dynamisch angepasst wird (z. B. in fünf oder sechs Freiheitsgraden), bis die erfassten Bilder eine beabsichtigte optische Ausrichtung der Linsenbaugruppe und des Bildsensors wiedergeben. Ein Klebstoff wird verwendet, um die Linsenbaugruppe in dieser ausgerichteten Position relativ zum Bildsensor zu halten.
Üblicherweise wird der Linsenbaugruppenhalter, der eine Linsenbaugruppe in Ausrichtung mit einem Bildsensor hält, aus einem undurchsichtigen Material hergestellt, um zu verhindern, dass Fremdlicht den Bildsensor erreicht. Da der Linsenbaugruppenhalter jedoch lichtundurchlässig ist, wird der Klebstoff, mit dem der Linsenbaugruppenhalter und die von ihm gehaltene Linsenbaugruppe auf den Bildsensor ausgerichtet werden, durch den Linsenbaugruppenhalter abgeschattet. Dementsprechend kann der Klebstoff nicht vollständig mit Licht ausgehärtet werden. Daher kann Licht nur zur vorübergehenden Aushärtung des Linsenbaugruppenhalters verwendet werden, während eine vollständige Aushärtung des Klebstoffs durch Wärme erforderlich ist. Zum Aushärten des Klebstoffs ist daher ein Ofen erforderlich. Die Verwendung eines Ofens zur Aushärtung des Klebstoffs kann jedoch beispielsweise teuer sein, viel Platz am Fließband beanspruchen, den kontinuierlichen Fluss, der normalerweise an einem Fließband herrscht, verlangsamen und/oder stören, insbesondere bei größeren Produkten.
Es besteht daher ein Bedarf an optischen Baugruppen und Verfahren zu deren Herstellung mit lichthärtendem Klebstoff. Dementsprechend offenbart die vorliegende Anmeldung Linsenbaugruppenhalter, die aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet werden (z. B. einem Material, durch das Licht im Wesentlichen ungehindert hindurchtreten kann), so dass der Klebstoff nicht mehr durch den Linsenbaugruppenhalter abgeschattet wird. Daher verhindert der Linsenbaugruppenhalter nicht, dass Licht den Klebstoff erreicht. Somit kann der Klebstoff ein lichthärtender Klebstoff sein, d. h. der Klebstoff kann im Wesentlichen nur mit Licht (z. B. UV-Licht) ausgehärtet werden. Da die beschriebenen Linsenbaugruppenhalter jedoch aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt werden, kann Fremdlicht den Bildsensor erreichen. Daher kann in den beschriebenen Beispielen eine Lichtblende aus einem lichtundurchlässigen Material verwendet werden, um das Ende der Linsenbaugruppe abzudichten und so zu verhindern, dass Fremdlicht über das Ende der Linsenbaugruppe zum Bildsensor gelangt. Da in den beschriebenen Beispielen die Klebstoffraupe im Wesentlichen mit Licht ausgehärtet werden kann, entfällt die Verwendung von Öfen, die damit verbundenen Kosten, die Betriebskosten, der Platzbedarf in den Fertigungsstraßen, die damit verbundenen zusätzlichen Fertigungsschritte usw.
In einer Ausführungsform kann ein Verfahren zum Zusammenbauen einer optischen Baugruppe das Koppeln einer Linsenbaugruppe mit einem Linsenbaugruppenhalter, um eine Linsenunterbaugruppe zu bilden, und das Auftragen eines lichthärtenden Klebstoffs auf ein Linsengestell, das fest auf einer Leiterplatte (PCB) befestigt ist, umfassen. Das Verfahren kann das optische Ausrichten der Linsenunterbaugruppe mit einem fest auf der Leiterplatte befestigten Bildsensor umfassen. Wenn die optische Ausrichtung abgeschlossen ist, kann das Verfahren beinhalten, dass der Klebstoff mit Licht im Wesentlichen ausgehärtet wird, um die Linsenunterbaugruppe fest an dem Linsengestell zu befestigen, um die Linsenbaugruppe in einer festen optischen Ausrichtung mit dem Bildsensor zu halten.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform ist der Linsenbaugruppenhalter aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet, und das Verfahren kann ferner das Durchlassen von Licht von außerhalb des Linsenbaugruppenhalters durch den Linsenbaugruppenhalter umfassen, nachdem die optische Ausrichtung abgeschlossen ist, um den lichthärtenden Klebstoff auszuhärten.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführung ist das Licht ein ultraviolettes Licht und der Linsenbaugruppenhalter ist aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Kunststoffmaterial gebildet.
In einer oder mehreren Variationen der vorliegenden Ausführungsform kann das Koppeln der Linsenbaugruppe mit dem Linsenbaugruppenhalter das Einpressen der Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter umfassen.
In einer oder mehreren Variationen der vorliegenden Ausführungsform kann das Koppeln der Linsenbaugruppe mit dem Linsenbaugruppenhalter beinhalten, dass die Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter eingeschraubt wird.
In einer oder mehreren Variationen der vorliegenden Ausführungsform kann das Koppeln der Linsenbaugruppe mit dem Linsenbaugruppenhalter das Ankleben der Linsenbaugruppe an den Linsenbaugruppenhalter umfassen.
In einer oder mehreren Variationen der vorliegenden Ausführungsform kann das Verfahren ferner das Anlöten des Bildsensors an die Leiterplatte, das Befestigen einer Lichtblende an der Leiterplatte um den Bildsensor herum und das feste Befestigen des Linsengestells an der Leiterplatte um die Lichtblende herum umfassen.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann ein dem Bildsensor gegenüberliegendes Ende der Lichtblende gegen ein Ende der Linsenunterbaugruppe abgedichtet werden.
In einer oder mehreren Variationen der vorliegenden Ausführungsform kann das Verfahren ferner das Anlöten einer Steuerung an die Leiterplatte umfassen, wobei die Steuerung so konfiguriert sein kann, dass sie Zeichen dekodiert, die in Bildern erfasst werden, die am Bildsensor gebildet werden, und dekodierte Zeichen-Nutzdaten an ein Host-System übermittelt.
In einer anderen Ausführungsform umfasst eine Baugruppe eine optische Baugruppe, die ein fest auf einer Leiterplatte (PCB) befestigtes Linsengehäuse und einen fest auf der PCB befestigten Bildsensor umfasst. Die optische Baugruppe kann eine Linsenunterbaugruppe mit einem lichtdurchlässigen Linsenbaugruppenhalter enthalten, der mit einer Linsenbaugruppe verbunden ist. Die optische Baugruppe kann einen im Wesentlichen lichthärtenden Klebstoff zwischen einer Oberfläche des Linsengestells und der Linsenunterbaugruppe enthalten, um die Linsenbaugruppe in einer festen optischen Ausrichtung mit dem Bildsensor zu halten.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Baugruppe ferner ein Gehäuse. Die optische Baugruppe kann zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Die Baugruppe kann einen Strichcode-Dekodierer enthalten, der in dem Gehäuse angeordnet und so konfiguriert ist, dass er Zeichen dekodiert, die in Bildern erfasst werden, die am Bildsensor gebildet werden.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann die Baugruppe ein Strichcodelesegerät umfassen.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann der Linsenbaugruppenhalter aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet sein, das so konfiguriert ist, dass es Licht von außerhalb des Linsenbaugruppenhalters durch den Linsenbaugruppenhalter durchlässt, um den lichthärtenden Klebstoff auszuhärten.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann das Licht ultraviolettes Licht sein, und der Linsenbaugruppenhalter kann aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Kunststoffmaterial gebildet sein.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann die Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter eingepresst werden.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann die Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter eingeschraubt werden.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann die Linsenbaugruppe an den Linsenbaugruppenhalter geklebt werden.
In einer oder mehreren Variationen der vorliegenden Ausführungsform kann die optische Baugruppe außerdem eine Lichtblende umfassen, die um den Bildsensor herum an der Leiterplatte befestigt ist, wobei der Bildsensor unterhalb der Lichtblende fest an die Leiterplatte gelötet sein kann und das Linsengestell um die Lichtblende herum fest an die Leiterplatte geklebt sein kann.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann ein dem Bildsensor gegenüberliegendes Ende der Lichtblende gegen ein Ende der Linsenunterbaugruppe abgedichtet werden.
In einer oder mehreren Varianten der vorliegenden Ausführungsform kann der Bildsensor eine Schnittstelle zur Übermittlung von Bildern an eine Steuerung enthalten. Die Steuerung kann fest mit der Leiterplatte verlötet und so konfiguriert sein, dass sie Zeichen dekodiert, die in den Bildern erfasst werden, und die dekodierten Zeichen an ein Host-System übermittelt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder funktional ähnliche Elemente in den einzelnen Ansichten bezeichnen, sind zusammen mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in die Offenbarung inkorporiert und bilden einen Bestandteil der Offenbarung und dienen dazu, hierin beschriebene Ausführungsformen von Konzepten, die die beanspruchte Erfindung umfassen, weiter zu veranschaulichen und verschiedene Prinzipien und Vorteile dieser Ausführungsformen zu erklären.

1 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer beispielhaften optischen Baugruppe gemäß dieser Offenbarung.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der optischen Baugruppe von 1.
3 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Verfahren, Hardware-Logik und/oder maschinenlesbare Anweisungen für den Zusammenbau einer optischen Baugruppe, wie die beispielhafte optische Baugruppe der 1 und 2, darstellt.
4A, 4B und 4C sind perspektivische Explosionsansichten, die ein Beispiel für den Zusammenbau der optischen Baugruppe der 1 und 2 gemäß dem Flussdiagramm von 3 zeigen.
5 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Logikschaltung zur Steuerung des Zusammenbaus optischer Baugruppen gemäß dieser Offenbarung.

Fachleute werden erkennen, dass Elemente in den Figuren der Einfachheit und Klarheit halber dargestellt sind und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Zum Beispiel können die Dimensionen einiger der Elemente in den Figuren relativ zu anderen Elementen übertrieben sein, um das Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Die Baugruppen- und Verfahrenskomponenten wurden, wo es angemessen ist, durch herkömmliche Symbole in den Zeichnungen dargestellt, die nur jene spezifischen Details zeigen, die zum Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung relevant sind, um somit die Offenbarung nicht mit Einzelheiten zu verdecken, die für die Fachleute auf dem Gebiet, die auf die vorliegende Beschreibung zurückgreifen, ohne weiteres ersichtlich sind. Fachleute werden aus der nachfolgenden Erörterung erkennen, dass alternative Beispiele der hier dargestellten Baugruppen und Verfahren verwendet werden können, ohne von den hier dargelegten Prinzipien abzuweichen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird auf nicht einschränkende Beispiele verwiesen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
Eine seitliche Querschnittsansicht einer beispielhaften optischen Baugruppe 100 gemäß dieser Offenbarung ist in 1 dargestellt. 2 ist eine Explosionsdarstellung der optischen Baugruppe 100 von 1. Die optische Baugruppe 100 kann z. B. zur Implementierung einer Kamera zur Erfassung von Bildern für eine beliebige Anzahl von Systemen und Vorrichtungen verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf maschinelle Bildverarbeitungssysteme, Strichcodeleser, DPM (Direct Part Marking) - Leser usw.
Zur Erfassung von Bildern umfasst die optische Baugruppe 100 einen Beispiel-Bildsensor 105 und eine Beispiel-Linsenbaugruppe 110. Der Bildsensor 105 ist so konfiguriert, dass er ein Bild eines Zielobjekts in einem Sichtfeld (FOV) der optischen Baugruppe 100 über die Linsenbaugruppe 110 empfängt und ein elektrisches Signal (d. h. ein Bildframe) erzeugt, das das Bild einer Umgebung darstellt, die in einem Sichtfeld erscheint, das ein Ziel enthalten kann. Im dargestellten Beispiel von 1 ist der Bildsensor 105 fest, mechanisch und/oder elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) 115 verlötet. Die Leiterplatte 115 ist unter anderem so konfiguriert, dass sie den Bildsensor 105 zur Erfassung von Bildern steuert. Die Leiterplatte 115 kann zusätzliche Komponenten enthalten, wie z. B. eine Steuerung (z. B. einen oder mehrere allgemeine oder spezialisierte Prozessoren wie Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), kundenspezifische Prozessoren, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) usw.), um zu steuern, wann der Bildsensor 105 aktiviert werden soll, um Bilder zu erfassen, um Zeichen und/oder Markierungen zu dekodieren, die in den vom Bildsensor 105 erzeugten Bildern erfasst wurden, um dekodierte Zeichen-Nutzdaten an ein Host-System zu übertragen usw. Darüber hinaus kann die Leiterplatte 115 einen oder mehrere zugreifbare, nicht transitorische Speicher und/oder Speichervorrichtungen zum Speichern des Bildframes, computerlesbare Anweisungen zum Steuern des Bildsensors 105 und/oder, allgemeiner, von Operationen der Leiterplatte 115 oder einer Vorrichtung, die die Leiterplatte 115 enthält, usw. enthalten. Die Leiterplatte 115 kann ferner ein Kommunikationsmodul, Eingabe-/Ausgabevorrichtungen und/oder Anschlüsse für die Kommunikation mit externen Systemen, Vorrichtungen und Netzwerken enthalten. In einigen Beispielen bezieht sich „fest gekoppelt“, „befestigt“ usw. auf zwei Komponenten, die physisch gekoppelt und für ihre beabsichtigte Endanwendung bereit sind, und nicht für eine Entkopplung vorgesehen sind.
In Ausführungsformen kann die optische Baugruppe 100 in einer Vorrichtung (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) enthalten sein, die in einem Gehäuse implementiert ist, wie z. B. eine maschinelle Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Strichcode-Lesegerät usw., das zusätzliche Elemente enthält, oder sie kann so angepasst sein, dass sie in eine Docking-Station mit zusätzlichen Elementen, wie z. B. eine Wechselstromquelle zur Stromversorgung der Vorrichtung, oder eine andere Rechenvorrichtung, ein externes Netzwerk oder ein Kommunikationsmodul zur Kommunikation zwischen der Vorrichtung und externen Vorrichtungen und Systemen, eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung kann außerdem eine eingebaute Stromversorgung, wie z. B. eine Batterie, enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie die Leiterplatte 115 mit Strom versorgt. Außerdem kann die Vorrichtung einen Speicher und eine Steuerung enthalten, die den Betrieb der Vorrichtung steuert. In bestimmten Ausführungsformen kann die Vorrichtung einen Auslöser (in der Figur nicht dargestellt) enthalten, der dazu dient, die optische Baugruppe 100 zur Erfassung eines Bildes zu aktivieren. Die Vorrichtung kann eine beliebige Anzahl zusätzlicher Komponenten enthalten, wie z. B. einen Strichcode-Dekodierer zum Dekodieren von Zeichen in erfassten Bildern, Dekodiersysteme, Prozessoren und/oder Schaltkreise, die mit der PCB 115 gekoppelt sind, und/oder andere Schaltkreise und Leiterplatten zur Unterstützung des Betriebs der Vorrichtung.
Der Bildsensor 105 umfasst eine Vielzahl lichtempfindlicher Elemente, die eine im Wesentlichen flache Oberfläche 120 bilden. Der Bildsensor 105 hat eine definierte zentrale Bildgebungsachse 125, die senkrecht zu der von den lichtempfindlichen Elementen gebildeten, im Wesentlichen flachen Oberfläche 120 verläuft.
Die Linsenbaugruppe 110 kann eine beliebige Anzahl und/oder Art(en) optischer Elemente zur Bildgebung von Zielobjekten auf der Oberfläche 120 des Bildsensors 105 enthalten. In Ausführungsformen umfasst die Linsenbaugruppe 110 eine oder mehrere Linsen (z. B. asphärische Linsen, Glaslinsen, Linsen mit variablem Fokus usw.), von denen eine mit der Referenznummer 130 bezeichnet ist, Filter (z. B. Raumfilter, optische Filter, Blenden, Bandpassfilter, Hochpassfilter, Tiefpassfilter, Kerbfilter, chromatische Filter, Neutraldichtefilter usw.), Fokusmotoren oder eine andere Komponente, Linse und/oder ein optisches Element. In bestimmten Fällen kann die Linsenbaugruppe 110 so konfiguriert sein, dass sie chromatische Dispersion, optische Feldkrümmung, Koma, chromatische Aberrationen und/oder andere optische Feldverzerrungen korrigiert oder abschwächt. In einigen Ausführungsformen ist die Linsenbaugruppe 110 so konfiguriert, dass ein Bild eines Zielobjekts wie vorgesehen auf der Oberfläche 120 des Bildsensors 105 erzeugt werden kann.
Um Bilder eines Zielobjekts wie vorgesehen zu erfassen, müssen der Bildsensor 105 und die Linsenbaugruppe 110 optisch ausgerichtet und anschließend in optischer Ausrichtung gehalten werden. So müssen beispielsweise eine definierte zentrale Bildgebungsachse 135 der Linsenbaugruppe 110 und die Bildgebungsachse 125 des Bildsensors 105 ausgerichtet sein (z. B. kollinear, parallel usw.). Um die Linsenbaugruppe 110 in Ausrichtung mit dem Bildsensor 105 zu halten, umfasst die beispielhafte optische Baugruppe 100 von 1 ein beispielhaftes Linsengehäuse 140 und einen beispielhaften lichtdurchlässigen Linsenbaugruppenhalter 145. Wie dargestellt, umgibt das Linsengehäuse 140 den Bildsensor 105 und ist fest und mechanisch mit der Leiterplatte 115 verbunden, z. B. mit Schrauben, Nieten, Lot, Klebstoff usw., so dass sich das Linsengehäuse 140 nach dem Zusammenbau nicht relativ zum Bildsensor 105 bewegen kann. Somit bietet das Linsengehäuse 140 eine solide Basis in Bezug auf den Bildsensor 105, auf der die Objektivbaugruppe 110 in einer festen optischen Ausrichtung mit dem Bildsensor 105 gehalten werden kann.
Der Linsenbaugruppenhalter 145 ist so konfiguriert, dass er die Linsenbaugruppe 110 fest aufnimmt, um eine Linsenunterbaugruppe 150 zu bilden. Sobald die Linsenunterbaugruppe 150 gebildet ist, kann sich die Linsenbaugruppe 110 nicht mehr relativ zum Linsenbaugruppenhalter 145 bewegen. Zum Beispiel kann die Linsenbaugruppe 110 mit einer angewandten Kraft in den Linsenbaugruppenhalter 145 eingepresst werden. Zusätzlich und/oder alternativ kann die Linsenbaugruppe 110 in der Linsenbaugruppenhalterung 145 befestigt werden, z. B. mit Klebstoff und/oder mechanischen Befestigungselement(en). Zusätzlich und/oder alternativ kann die Linsenbaugruppe 110 in den Linsenbaugruppenhalter 145 eingeschraubt werden. Der Linsenhalter 145 ist aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet, d. h. aus einem Material (z. B. durchsichtigem Kunststoff), durch das Licht im Wesentlichen ungehindert hindurchtreten kann.
Im dargestellten Beispiel wird der Linsenbaugruppenhalter 145 oder allgemeiner die Linsenunterbaugruppe 150 mit einer Raupe aus lichthärtendem Klebstoff 155 fest am Linsengehäuse 140 befestigt. Sobald die Klebstoffraupe 155 ausgehärtet ist, ist die Linsenunterbaugruppe 150 fest mit dem Linsengehäuse 140 verbunden, wodurch die Linsenbaugruppe 110 in einer festen optischen Ausrichtung mit dem Bildsensor 105 gehalten wird.
Während der Herstellung, vor dem Aushärten der Klebstoffraupe 155, kann die Position der Linsenunterbaugruppe 150 relativ zum Linsengehäuse 140 eingestellt werden, um die Linsenbaugruppe 110 mit dem Bildsensor 105 auszurichten, beispielsweise durch einen aktiven Ausrichtungsprozess. Unter Verwendung einer beliebigen Anzahl und/oder Art(en) von Algorithmen, Verfahren, Prozessen usw. wird bei der aktiven Ausrichtung die Position der Linsenunterbaugruppe 150 relativ zum Linsengehäuse 140 auf der Grundlage der vom Bildsensor 105 erfassten tatsächlichen Bilder dynamisch angepasst. Bilder werden vom Bildsensor 105 erfasst und analysiert, während die Position der Linsenunterbaugruppe 150 dynamisch relativ zum Bildsensor 105 (z. B. in fünf oder sechs Freiheitsgraden) angepasst wird, bis die erfassten Bilder zeigen, dass die Linsenbaugruppe 110 optisch auf den Bildsensor 105 ausgerichtet ist, z. B. Bilder, die scharf und richtig zentriert sind. Während der aktiven Ausrichtung wird die Linsenunterbaugruppe 150 von einer Prüfvorrichtung für die aktive Ausrichtung gehalten und bewegt, die z. B. einen hochpräzisen Hexapod umfasst.
Sobald die optische Ausrichtung der Linsenbaugruppe 110 und des Bildsensors 105 erreicht ist, hält die Prüfvorrichtung für die aktive Ausrichtung die Linsenunterbaugruppe 150 fest, während die optische Baugruppe 100 mit Licht (z. B. UV-Licht) bestrahlt wird, um die Raupe des lichthärtenden Klebstoffs 155 weitgehend auszuhärten. Da der Halter der Linsenbaugruppe 145 aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, kann das Licht durch den Halter der Linsenbaugruppe 145 dringen und die Raupe des lichthärtenden Klebstoffs 155 im Wesentlichen aushärten. Beispielsweise kann die Klebstoffraupe 155 ausschließlich mit Licht, ohne Wärmezufuhr, in jedem gewünschten, geplanten, beabsichtigten usw. Ausmaß ausgehärtet werden. Zum Beispiel vollständig ausgehärtet, dauerhaft ausgehärtet, so weit ausgehärtet, dass die Haltekraft der Klebstoffraupe 155 einer beabsichtigten endgültigen Haltekraft entspricht, so weit ausgehärtet, dass keine zusätzliche Aushärtung erforderlich ist, um die langfristige mechanische und optische Stabilität der optischen Baugruppe 100 zu gewährleisten, so weit ausgehärtet, dass die optische Baugruppe 100 als endgültig zusammengebaut betrachtet werden kann, so weit ausgehärtet, dass die optische Baugruppe 100 für ihre beabsichtigte Verwendung haltbar ist, usw. Sobald die Klebstoffraupe 155 im Wesentlichen ausgehärtet ist, ist die Linsenunterbaugruppe 150 fest mit dem Linsengehäuse 140 verbunden, die aktive Ausrichtungsprüfvorrichtung kann den Linsenbaugruppenhalter 145 lösen, und die Linsenbaugruppe 110 bleibt dauerhaft oder fest mit dem Bildsensor 105 ausgerichtet.
Da der Linsenbaugruppenhalter 145 aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, kann Fremdlicht über den Linsenbaugruppenhalter 145 an einem Ende 160 der Linsenbaugruppe 110 und/oder über einen Pfad 180 zwischen dem Linsenbaugruppenhalter 145 und dem Linsengehäuse 140 in den Bildsensor 105 gelangen. Daher kann in offenbarten Beispielen eine Lichtblende 165 aus einem lichtundurchlässigen Material mit einem ersten Ende 170 und einem zweiten Ende 175 verwendet werden, um zu verhindern, dass Fremdlicht den Bildsensor 105 über den Linsenbaugruppenhalter 145 und/oder den Pfad 180 erreicht. In einigen Beispielen erstreckt sich das erste Ende 170 bis zum Umfang des Endes 160 der Linsenbaugruppe 110 und dichtet gegen dieses ab. Alternativ, wie in 1 gezeigt, muss das erste Ende 170 nur weit genug reichen, um einen gewundenen Pfad für Licht zu bilden, das über den Linsenbaugruppenhalter 145 und/oder den Pfad 180 eintritt. Das meiste Licht, das über den Linsenbaugruppenhalter 145 und/oder den Pfad 180 eintritt, wird dies in einem Winkel tun, der bewirkt, dass das Licht zwischen dem Linsenbaugruppenhalter 145 und dem Linsengehäuse 140 abprallt und dann in den durch das Linsengehäuse 140 gebildeten Hohlraum in einem Winkel eintritt, der dazu führt, dass das Licht auf die Lichtblende 165 fällt und somit von dieser blockiert wird. Das zweite, gegenüberliegende Ende 175 der Lichtblende 165 ist an der Leiterplatte 115 um den Bildsensor 105 herum befestigt (z. B. angeklebt) und dichtet gegen diese ab. In einigen Beispielen ist die Lichtschranke 165 aus Gummi oder einem anderen flexiblen Material hergestellt. Die Lichtblende 165 kann zusätzlich verhindern, dass sich Staub auf dem Bildsensor 105 ansammelt.
Wie in 2 dargestellt, kann das Linsengehäuse 140 zwei Öffnungen haben, um zwei nebeneinander liegende optische Baugruppen zu tragen, z. B. für dreidimensionale (3D) Sicht für ein maschinelles Sichtsystem.
Ein Flussdiagramm 300, das beispielhafte Prozesse, Verfahren, Software, computer- oder maschinenlesbare Anweisungen usw. zur Steuerung einer Zusammenbaulinie und/oder Fertigungsausrüstung (z. B. Zusammenbaulinie 510 von 5) zum Zusammenbau einer optischen Baugruppe, wie der beispielhaften optischen Baugruppe 100 der 1 und 2, darstellt, ist in 3 dargestellt. 4A, 4B und 4C sind perspektivische Explosionsansichten, die ein Beispiel für den Zusammenbau einer optischen Baugruppe gemäß dem Beispielflussdiagramm 300 von 3 zeigen. Bei den Prozessen, Verfahren, Software und Anweisungen kann es sich um ein ausführbares Programm oder einen Teil eines ausführbaren Programms zur Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren, wie den Prozessor 502 von 5, handeln. Das Programm kann in Software oder Anweisungen verkörpert sein, die auf einem nicht transitorischen, computer- oder maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert sind, wie z. B. einer Compact Disc (CD), einer Festplatte, einer Digital Versatile Disk (DVD), einer Blu-ray-Disk, einem Cache, einem Flash-Speicher, einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einem anderen Speichergerät oder einer Speicherplatte, die mit dem Prozessor 502 verbunden ist und in der Informationen für eine beliebige Dauer gespeichert werden (z. B., für längere Zeiträume, dauerhaft, für kurze Zeiträume, zur vorübergehenden Zwischenspeicherung und/oder zum Zwischenspeichern der Informationen). Obwohl das Beispielprogramm unter Bezugnahme auf das in 3 dargestellte Flussdiagramm beschrieben wird, können alternativ auch viele andere Verfahren zum Zusammenbau der beispielhaften optischen Baugruppe 100 der 1 und 2 verwendet werden. Zum Beispiel kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder einige der beschriebenen Blöcke können geändert, eliminiert oder kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ können einige oder alle Blöcke durch eine oder mehrere Hardwareschaltungen implementiert werden (z. B. diskrete und/oder integrierte analoge und/oder digitale Schaltungen, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), programmierbare Logikbausteine (PLD), FPGA, feldprogrammierbare Logikbausteine (FPLD), Logikschaltungen usw.), die so strukturiert sind, dass sie den entsprechenden Vorgang ohne die Ausführung von Software oder Anweisungen durchführen.
Das Beispiel-Flussdiagramm 300 von 3 beginnt mit einer Leiterplatte 405 (z.B. die Leiterplatte 115), auf die ein Bildsensor 410 (z.B. der Bildsensor 105) gelötet ist, einer Lichtblende 415 (z.B. die Lichtblende 165), einem Linsengehäuse 420 (z.B. das Linsengehäuse 140), einer Linsenbaugruppe 425 (z.B. die Linsenbaugruppe 110) und einem Linsenbaugruppenhalter 430 (z.B. der Linsenbaugruppenhalter 145), wie in 4A gezeigt. Die Lichtblende 415 wird in das Linsengehäuse 420 eingesetzt (Block 305), und das Linsengehäuse 420 mit der darin befindlichen Lichtblende 415 wird an der Leiterplatte 405 um den Bildsensor 410 herum montiert (Block 310), wie in 4B dargestellt. Die Linsenbaugruppe 425 wird in den Linsenbaugruppenhalter 430 eingesetzt, um eine Linsenunterbaugruppe 435 zu bilden (Block 315), wie ebenfalls in 4B dargestellt.
Die Leiterplatte 405 mit dem montierten Linsengehäuse 420 und der Linsenunterbaugruppe 435 wird in eine aktive Ausrichtungsvorrichtung (Block 320) eingesetzt (z. B. die aktive Ausrichtungsvorrichtung 512 von 5). Lichthärtender Klebstoff wird auf das Linsengehäuse 420 aufgetragen (Block 325), und die aktive Ausrichtungsvorrichtung richtet die Linsenunterbaugruppe 435 optisch mit dem Bildsensor 410 auf der Grundlage der vom Bildsensor 410 erfassten Bilder aus (Block 330). Nach der optischen Ausrichtung (Block 330) werden eine oder mehrere Lichtquellen (z. B. eine Lichtquelle 514 der 1 und 5) aktiviert, um die Linsenunterbaugruppe 435 mit Licht 190 (z. B. UV-Licht) zu bestrahlen, um den lichthärtenden Klebstoff im Wesentlichen auszuhärten (Block 335). Das von der Lichtquelle emittierte Licht 190 kann durch den Linsenbaugruppenhalter 430 (z. B. den Linsenbaugruppenhalter 145) und/oder den Spalt 180 auf den lichthärtbaren Klebstoff (z. B. den Klebstoff 155) gelangen. Sobald der Klebstoff durch das Licht 190 im Wesentlichen ausgehärtet ist (Block 335), wie in 4C dargestellt, kann die Leiterplatte 405 mit der fest montierten Linsenunterbaugruppe 435 aus der Halterung entfernt werden (Block 340), und der Zusammenbau einer Vorrichtung mit der optischen Baugruppe von 4C kann fortgesetzt werden.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Logikschaltung in Form einer Beispielverarbeitungsplattform 500 darstellt, die verwendet werden kann, um das Beispielflussdiagramm 300 von 3 auszuführen, um eine optische Baugruppe gemäß dieser Offenbarung zusammenzusetzen. Die Verarbeitungsplattform 500 ist in der Lage, Befehle auszuführen, um beispielsweise Operationen der hierin beschriebenen Beispielverfahren zu implementieren. Andere Beispiel-Logikschaltungen, die beispielsweise in der Lage sind, Operationen der hierin beschriebenen Beispielverfahren zu implementieren, umfassen FPGAs und ASICs.
Die beispielhafte Verarbeitungsplattform 500 von 5 umfasst einen Prozessor 502, wie z. B. einen oder mehrere Mikroprozessoren, Steuerungen und/oder jeden geeigneten Prozessortyp. Die beispielhafte Verarbeitungsplattform 500 von 5 umfasst eine beliebige Anzahl oder Typen von nichttransitorischen Speichern 504 (z. B. flüchtige Speicher, nichtflüchtige Speicher usw.) und/oder Speichervorrichtungen, auf die der Prozessor 502 zugreifen kann (z. B. über eine Speichersteuerung), in denen Informationen für eine beliebige Dauer gespeichert werden können (z. B. dauerhaft, für einen längeren Zeitraum, für einen kurzen Fall, zur vorübergehenden Pufferung, zum Zwischenspeichern der Informationen usw.). Der Beispielprozessor 502 interagiert mit dem Speicher 504, um beispielsweise computer- oder maschinenlesbare Anweisungen zu erhalten, die in dem Speicher 504 gespeichert sind und beispielsweise den hierin offenbarten Operationen entsprechen. Zusätzlich oder alternativ können computer- oder maschinenlesbare Anweisungen, die den hier beschriebenen Beispieloperationen entsprechen, auf einem oder mehreren Wechselmedien (z. B. einem optischen Speicherlaufwerk, einer CD, einer DVD, einem austauschbaren Flash-Speicher usw.) gespeichert sein, die mit der Verarbeitungsplattform 500 verbunden werden können, um Zugriff auf die darauf gespeicherten computer- oder maschinenlesbaren Anweisungen zu ermöglichen.
Die Beispiel-Verarbeitungsplattform 500 von 5 umfasst auch eine Netzwerkschnittstelle 506, um die Kommunikation mit anderen Maschinen, z. B. über ein oder mehrere Netzwerke, zu ermöglichen. Die beispielhafte Netzwerkschnittstelle 506 umfasst jede geeignete Art von Kommunikationsschnittstelle(n) (z. B. drahtgebundene und/oder drahtlose Schnittstellen), die so konfiguriert sind, dass sie mit jedem geeigneten Protokoll arbeiten, wie z. B. einer TCP/IP-Schnittstelle, einem Wi-Fi™-Sendeempfänger (gemäß der IEEE 802.11-Standardfamilie), einem Ethernet-Sendeempfänger, einem Mobilfunknetz, einem Satellitennetzwerk oder anderen geeigneten Kommunikationsprotokollen oder -standards.
Die beispielhafte Verarbeitungsplattform 500 von 5 umfasst auch Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen, Schaltkreise und Komponenten 508, um beispielsweise die Steuerung der Ausrüstung der Montagelinie 510, der aktiven Ausrichtungsvorrichtung 512, der Lichtquelle 514 usw. zu ermöglichen. Zusätzlich und/oder alternativ können sie über die Netzwerkschnittstelle 506 gesteuert werden. Die E/A-Schnittstellen, -Schaltungen und -Komponenten 508 können es dem Prozessor 502 zusätzlich und/oder alternativ ermöglichen, mit peripheren E/A-Vorrichtungen zu kommunizieren. Beispiele für E/A-Schnittstellen, -Schaltkreise und -Komponenten 508 sind das Display 126, die Auslösetaste 124, eine USB-Schnittstelle (Universal Serial Bus), eine Bluetooth^®-Schnittstelle, eine NFC-Schnittstelle, das RFID-Funkgerät 128, eine RFID-Antenne, ein Strichcode-Lesegerät, ein Beschleunigungsmesser, ein GPS (Global Positioning System) -Empfänger, eine Bildgebungseinheit und/oder ein Infrarot-Sender/Empfänger. Bei den peripheren E/A-Vorrichtungen kann es sich um jede beliebige Art von E/A-Vorrichtung handeln, wie z. B. eine Tastatur, ein Navigationsgerät (z. B. eine Maus, ein Trackball, ein kapazitives Touchpad, ein Joystick usw.), einen Lautsprecher, ein Mikrofon, einen Drucker, eine Taste usw.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf ein Blockdiagramm in den beigefügten Zeichnungen. Alternative Ausführungsformen des im Blockdiagramm dargestellten Beispiels umfassen ein oder mehrere zusätzliche oder alternative Elemente, Verfahren und/oder Vorrichtungen. Zusätzlich oder alternativ können einer oder mehrere der Beispielblöcke des Diagramms kombiniert, geteilt, neu angeordnet oder weggelassen werden. Die durch die Blöcke des Diagramms dargestellten Komponenten werden durch Hardware, Software, Firmware und/oder eine beliebige Kombination von Hardware, Software und/oder Firmware implementiert. In einigen Beispielen wird mindestens eine der durch die Blöcke dargestellten Komponenten durch eine Logikschaltung implementiert. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Logikschaltung“ ausdrücklich definiert als eine physische Vorrichtung mit mindestens einer Hardwarekomponente, die (z. B. durch Betrieb gemäß einer vorbestimmten Konfiguration und/oder durch Ausführung gespeicherter computer- oder maschinenlesbarer Anweisungen) konfiguriert ist, um eine oder mehrere Maschinen zu steuern und/oder Operationen einer oder mehrerer Maschinen durchzuführen. Beispiele für Logikschaltungen sind ein oder mehrere Prozessoren, ein oder mehrere Ko-Prozessoren, ein oder mehrere Mikroprozessoren, ein oder mehrere Steuerungen, ein oder mehrere DSPs, ein oder mehrere ASICs, ein oder mehrere FPGAs, eine oder mehrere Mikrocontroller-Einheiten (MCUs), ein oder mehrere Hardware-Beschleuniger, ein oder mehrere spezielle Computerchips und ein oder mehrere System-on-a-Chip (SoC)-Vorrichtungen. Einige Beispiel-Logikschaltungen, wie ASICs oder FPGAs, sind speziell konfigurierte Hardware zur Durchführung von Operationen (z. B. eine oder mehrere der hierin beschriebenen und in den Flussdiagrammen dieser Offenbarung dargestellten Operationen, falls solche vorhanden sind). Einige Beispiel-Logikschaltungen sind Hardware, die computer- oder maschinenlesbare Befehle ausführt, um Operationen durchzuführen (z. B. eine oder mehrere der hierin beschriebenen und/oder durch die Flussdiagramme dieser Offenbarung dargestellten Operationen, falls solche vorhanden sind). Einige Beispiel-Logikschaltungen umfassen eine Kombination aus speziell konfigurierter Hardware und Hardware, die computer- oder maschinenlesbare Befehle ausführt. Die obige Beschreibung bezieht sich auf verschiedene hierin beschriebene Operationen und/oder Flussdiagramme, die zur Veranschaulichung des Ablaufs dieser Operationen angehängt sein können. Alle diese Beschreibungen und/oder Flussdiagramme sind repräsentativ für die hier offenbarten Beispielverfahren. In einigen Beispielen implementieren die durch die Flussdiagramme dargestellten Verfahren die durch die Blockdiagramme dargestellten Vorrichtungen. Alternative Implementierungen der hier offenbarten Beispielverfahren können zusätzliche oder alternative Operationen umfassen. Darüber hinaus können Operationen alternativer Implementierungen der hier offenbarten Verfahren kombiniert, aufgeteilt, neu angeordnet oder weggelassen werden. In einigen Beispielen werden die hier beschriebenen Operationen durch computer- oder maschinenlesbare Anweisungen (z. B. Software und/oder Firmware) implementiert, die auf einem Medium (z. B. einem materiellen computer- oder maschinenlesbaren Medium) zur Ausführung durch eine oder mehrere Logikschaltungen (z. B. Prozessor(en)) gespeichert sind. In einigen Beispielen werden die hier beschriebenen Operationen durch eine oder mehrere Konfigurationen einer oder mehrerer speziell entwickelter Logikschaltungen (z. B. ASIC(s)) implementiert. In einigen Beispielen werden die hier beschriebenen Operationen durch eine Kombination von speziell entwickelten Logikschaltungen und computer- oder maschinenlesbaren Anweisungen implementiert, die auf einem Medium (z. B. einem zugreifbaren computer- oder maschinenlesbaren Medium) zur Ausführung durch die Logikschaltung(en) gespeichert sind.
Einige Ausführungsformen können aus einem oder mehreren allgemeinen oder spezialisierten Prozessoren (oder „Verarbeitungsgeräten“) wie Mikroprozessoren, digitalen Signalprozessoren, kundenspezifischen Prozessoren, FPGAs und einzigartigen gespeicherten Programmanweisungen (einschließlich Software und Firmware) bestehen, die den einen oder die mehreren Prozessoren steuern, um in Verbindung mit bestimmten Nicht-Prozessor-Schaltungen einige, die meisten oder alle Funktionen des hier beschriebenen Verfahrens und/oder der Vorrichtung zu implementieren. Alternativ könnten einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert werden, die keine gespeicherten Programmanweisungen hat, oder in einem oder mehreren ASICs, in denen jede Funktion oder einige Kombinationen bestimmter Funktionen als kundenspezifische Logik implementiert sind. Natürlich kann auch eine Kombination der beiden Ansätze verwendet werden.
Darüber hinaus kann eine Ausführungsform als computerlesbares Speichermedium implementiert werden, auf dem ein computerlesbarer Code gespeichert ist, um einen Computer (z. B. mit einem Prozessor) so zu programmieren, dass er ein hierin beschriebenes und beanspruchtes Verfahren durchführt. Beispiele für solche computerlesbaren Speichermedien sind unter anderem ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein Compact-Disc-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung, ein ROM, ein PROM (Programmable Read Only Memory), ein EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) und ein Flash-Speicher. Darüber hinaus wird erwartet, dass ein Fachmann trotz des möglicherweise erheblichen Aufwands und der vielen Designentscheidungen, die beispielsweise durch die verfügbare Zeit, die aktuelle Technologie und wirtschaftliche Erwägungen motiviert sind, wenn er sich von den hier offenbarten Konzepten und Grundsätzen leiten lässt, ohne weiteres in der Lage sein wird, solche Softwareanweisungen und -programme und ICs mit minimalen Experimenten zu erstellen.
In der vorstehenden Beschreibung wurden spezifische Ausführungsformen beschrieben. Ein Durchschnittsfachmann erkennt jedoch, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie sie in den untenstehenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Dementsprechend sind die Beschreibung und die Figuren vielmehr in einem illustrativen als in einem einschränkenden Sinne zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen sollen im Umfang der vorliegenden Lehren eingeschlossen sein. Darüber hinaus sind die beschriebenen Ausführungsformen/Beispiele/Implementierungen nicht als sich gegenseitig ausschließend zu verstehen, sondern vielmehr als potentiell kombinierbar, wenn solche Kombinationen in irgendeiner Weise permissiv sind. Mit anderen Worten kann jedes Merkmal, das in einer der vorgenannten Ausführungsformen/Beispiele/Implementierungen offenbart wird, in jeder der anderen vorgenannten Ausführungsformen/Beispiele/Implementierungen enthalten sein.
Die Nutzen, Vorteile, Lösungen für Probleme und alle Elemente, die zum Auftreten oder einer Verstärkung eines Nutzens, eines Vorteils, oder einer Lösung führen können, sind nicht als kritische, erforderliche oder wesentliche Merkmale oder Elemente in einigen oder sämtlichen Ansprüchen zu verstehen. Die Erfindung ist lediglich durch die angehängten Ansprüche definiert, einschließlich jeglicher Änderungen, die während der Anhängigkeit dieser Anmeldung vorgenommen wurden und aller Äquivalente der erteilten Ansprüche.
Darüber hinaus können in diesem Dokument relationale Begriffe wie erster und zweiter, oberer und unterer und dergleichen lediglich verwendet sein, um eine Entität oder Aktion von einer anderen Entität oder Aktion zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Entitäten oder Aktionen zu erfordern oder zu implizieren. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „hat“, „haben“, „aufweist“, „aufweisend“ „enthält“, „enthaltend“ oder jede andere Variation davon sollen eine nicht-ausschließliche Einbeziehung abdecken, derart, dass ein Prozess, Verfahren, Produkt oder Vorrichtung, das eine Liste von Elementen umfasst, hat, aufweist, enthält, nicht nur diese Elemente aufweist, sondern auch andere Elemente aufweisen kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet sind oder einem solchen Prozess, Verfahren, Produkt oder Vorrichtung inhärent sind. Ein Element, dem „umfasst ... ein“, „hat ... ein“, „aufweist ... ein“ oder „enthält ...ein“ vorausgeht, schließt ohne weitere Einschränkungen die Existenz zusätzlicher identischer Elemente in dem Prozess, dem Verfahren, dem Produkt oder der Vorrichtung, die das Element umfasst, hat, aufweist oder enthält, nicht aus. Die Begriffe „ein“ und „eine“ sind als eine oder mehrere definiert, sofern es hierin nicht ausdrücklich anders angegeben wird. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „im Allgemeinen“, „ungefähr“, „etwa“ oder jede andere Version davon sind so definiert, dass sie von einem Fachmann auf diesem Gebiet nahekommend verstanden werden, und in einer nicht-einschränkenden Ausführungsform ist der Ausdruck definiert als innerhalb von 10%, in einer weiteren Ausführungsform als innerhalb von 5%, in einer weiteren Ausführungsform als innerhalb von 1% und in einer weiteren Ausführungsform als innerhalb von 0,5%. Der Ausdruck „gekoppelt“, wie er hierin verwendet wird, ist als verbunden definiert, jedoch nicht notwendigerweise direkt und nicht notwendigerweise mechanisch. Eine Vorrichtung oder eine Struktur, die auf eine bestimmte Art „konfiguriert“ ist, ist zumindest auch so konfiguriert, kann aber auch auf Arten konfiguriert sein, die nicht aufgeführt sind.
Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, bezieht sich „oder“ auf ein einschließendes oder und nicht auf ein ausschließendes oder. Zum Beispiel bezieht sich „A, B oder C“ auf eine beliebige Kombination oder Untermenge von A, B, C, wie (1) A allein, (2) B allein, (3) C allein, (4) A mit B, (5) A mit C, (6) B mit C und (7) A mit B und mit C. Wie hierin verwendet, soll sich die Formulierung „mindestens eines von A oder B“ auf Implementierungen beziehen, die (1) mindestens ein A, (2) mindestens ein B und (3) mindestens ein A und mindestens ein B umfassen. In ähnlicher Weise soll sich der Ausdruck „mindestens eines von A und B“ auf Implementierungen beziehen, die (1) mindestens ein A, (2) mindestens ein B und (3) mindestens ein A und mindestens ein B umfassen. Der Begriff „und/oder“, wenn er z. B. in einer Form wie A, B und/oder C verwendet wird, bezieht sich auf eine beliebige Kombination oder Untermenge von A, B, C, wie (1) A allein, (2) B allein, (3) C allein, (4) A mit B, (5) A mit C, (6) B mit C und (7) A mit B und mit C.
Wie hierin verwendet, umfassen die Ausdrücke „in Kommunikation“, „gekoppelt“ und „verbunden“, einschließlich Variationen davon, direkte Kommunikation und/oder indirekte Kommunikation über eine oder mehrere Zwischenkomponenten und erfordern keine direkte physische (z. B. drahtgebundene) Kommunikation und/oder ständige Kommunikation, sondern umfassen zusätzlich selektive Kommunikation in periodischen Intervallen, geplanten Intervallen, aperiodischen Intervallen und/oder einmaligen Ereignissen.
Die Zusammenfassung der Offenbarung wird bereitgestellt, um es dem Leser zu ermöglichen, schnell das Wesen der technischen Offenbarung zu ermitteln. Sie wird mit dem Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht zur Auslegung oder Einschränkung des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Ferner kann der vorangehenden detaillierten Beschreibung entnommen werden, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zum Zwecke der Verschlankung der Offenbarung zusammengefasst sind. Diese Art der Offenbarung ist nicht so auszulegen, dass sie die Absicht widerspiegelt, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als ausdrücklich in jedem Anspruch angegeben sind. Vielmehr ist es so, wie die folgenden Ansprüche zeigen, dass der erfinderische Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzigen offenbarten Ausführungsform liegt. Somit werden die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung inkorporiert, wobei jeder Anspruch für sich als ein separat beanspruchter Gegenstand steht.

Claims

Verfahren zum Zusammenbauen einer optischen Baugruppe, wobei das Verfahren umfasst: Koppeln einer Linsenbaugruppe mit einem Linsenbaugruppenhalter, um eine Linsenunterbaugruppe zu bilden; Auftragen eines lichthärtenden Klebstoffs auf ein Linsengestell, das fest an einer Leiterplatte (PCB) befestigt ist; optisches Ausrichten der Linsenunterbaugruppe mit einem Bildsensor, der fest an der Leiterplatte befestigt ist; und wenn die optische Ausrichtung abgeschlossen ist, im Wesentlichen Aushärten des Klebstoffs mit Licht, um die Linsenunterbaugruppe fest an dem Linsengestell zu befestigen, um die Linsenbaugruppe in einer festen optischen Ausrichtung mit dem Bildsensor zu halten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Linsenbaugruppenhalter aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, und ferner umfassend das Durchlassen von Licht von außerhalb der Linsenhalterung durch die Linsenhalterung, nachdem die optische Ausrichtung abgeschlossen ist, um den lichthärtenden Klebstoff auszuhärten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Licht ein ultraviolettes Licht ist und der Linsenbaugruppenhalter aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Kunststoffmaterial gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Koppeln der Linsenbaugruppe mit dem Linsenbaugruppenhalter das Einpressen der Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Koppeln der Linsenbaugruppe mit dem Linsenbaugruppenhalter das Einschrauben der Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Koppeln der Linsenbaugruppe mit dem Linsenbaugruppenhalter das Ankleben der Linsenbaugruppe an den Linsenbaugruppenhalter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Anlöten des Bildsensors an die Leiterplatte; Befestigen einer Lichtblende an der Leiterplatte um den Bildsensor herum; und festes Befestigen des Linsengestells an der Leiterplatte um die Lichtblende herum.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein dem Bildsensor gegenüberliegendes Ende der Lichtblende gegen ein Ende der Linsenunterbaugruppe abdichtet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Anlöten einer Steuerung an die Leiterplatte, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie Zeichen dekodiert, die in Bildern erfasst werden, die am Bildsensor gebildet werden, und dekodierte Zeichen-Nutzdaten an ein Host-System übermittelt.
Baugruppe, wobei die Baugruppe umfasst eine optische Baugruppe, umfassend: ein Linsengestell, das fest an einer Leiterplatte (PCB) befestigt ist; einen Bildsensor, der fest an der Leiterplatte befestigt ist; eine Linsenunterbaugruppe mit einem lichtdurchlässigen Linsenbaugruppenhalter, der mit einer Linsenbaugruppe verbunden ist; und einen im Wesentlichen lichthärtenden Klebstoff zwischen einer Oberfläche des Linsengestells und der Linsenunterbaugruppe, um die Linsenbaugruppe in einer festen optischen Ausrichtung mit dem Bildsensor zu halten.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Baugruppe ferner umfasst: ein Gehäuse, wobei die optische Baugruppe zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist; und einen Strichcode-Dekodierer, der in dem Gehäuse angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass er Zeichen dekodiert, die in Bildern erfasst werden, die am Bildsensor gebildet werden.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Baugruppe einen Strichcodeleser umfasst.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei der Linsenbaugruppenhalter aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, das so konfiguriert ist, dass es Licht von außerhalb des Linsenbaugruppenhalters durch den Linsenbaugruppenhalter durchlässt, um den lichthärtenden Klebstoff auszuhärten.
Baugruppe nach Anspruch 13, wobei das Licht ultraviolettes Licht ist und der Linsenbaugruppenhalter aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Kunststoffmaterial gebildet ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter eingepresst ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Linsenbaugruppe zumindest teilweise in den Linsenbaugruppenhalter eingeschraubt ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Linsenbaugruppe an den Linsenbaugruppenhalter geklebt ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die optische Baugruppe ferner eine Lichtblende umfasst, die um den Bildsensor herum an der Leiterplatte befestigt ist, wobei der Bildsensor unterhalb der Lichtblende fest an der Leiterplatte angelötet ist und das Linsengestell um die Lichtblende herum fest an die Leiterplatte geklebt ist.
Baugruppe nach Anspruch 18, wobei ein dem Bildsensor gegenüberliegendes Ende der Lichtblende gegen ein Ende der Linsenunterbaugruppe abdichtet.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei der Bildsensor eine Schnittstelle zur Übermittlung von Bildern an eine fest mit der Leiterplatte verlötete Steuerung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie in den Bildern erfasste Zeichen dekodiert und dekodierte Zeichen-Nutzdaten an ein Host-System übermittelt.