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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Sichtsystem mit wenigstens einem Systemgehäuse, in dem wenigstens ein Bildsensor angeordnet ist und welches wenigstens eine Objektivaufnahme aufweist, in der wenigstens ein Objektiv angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Objektiv auf den wenigstens einen Bildsensor ausgerichtet ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Systemgehäuse für ein Fahrzeug-Sichtsystem, welches wenigstens ein Gehäuseteil aufweist, in dem wenigstens ein Bildsensor angeordnet werden kann und welches wenigstens eine Objektivaufnahme aufweist, in der wenigstens ein Objektiv so angeordnet werden kann, dass es auf den wenigstens einen Bildsensor ausgerichtet ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Objektivaufnahme-Gehäuseteil für ein Systemgehäuse, welches einen Bereich zur Anordnung wenigstens eines Bildsensors und wenigstens eine Objektivaufnahme aufweist, in der wenigstens ein Objektiv so angeordnet werden kann, dass es auf den wenigstens ein Bildsensor ausgerichtet ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Objektiv für ein Fahrzeug-Sichtsystem, welches wenigstens ein Element aufweist, mit dem es mit einem Systemgehäuse des Fahrzeug-Sichtsystems verbunden werden kann.
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Im Übrigen betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einem Fahrzeug-Sichtsystem, wobei das wenigstens eine Fahrzeug-Sichtsystem wenigstens ein Systemgehäuse aufweist, in dem wenigstens ein Bildsensor angeordnet ist und welches wenigstens eine Objektivaufnahme aufweist, in der wenigstens ein Objektiv angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Objektiv auf den wenigstens einen Bildsensor ausgerichtet ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeug-Sichtsystems, bei dem in wenigstens einem Systemgehäuse wenigstens ein Bildsensor angeordnet wird und in wenigstens einer Objektivaufnahme des Systemgehäuses wenigstens ein Objektiv angeordnet wird, wobei das wenigstens eine Objektiv auf wenigstens einen Bildsensor ausgerichtet wird.
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Stand der Technik
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Aus der
US 2014/0313337 A1 ist ein Fahrzeugkamerasystem bekannt, das an der Innenseite der Frontscheibe eines Fahrzeugs, z. B. eines Pkw, Lkw, Busses oder Transporters, installiert werden kann. Das Kamerasystem umfasst ein Gehäuse und ein Objektiv mit einem daraus herausragenden Objektivtubus. Das Kfz-Kamerasystem umfasst eine Objektivhalterbaugruppe, die durch Schrauben mit einer oberen Abdeckung verbunden ist. Es ist eine Verarbeitungsplatine vorgesehen, die einen Bildprozessor umfasst. Die Objektivhalterbaugruppe umfasst ein Imager-Schaltungselement oder eine Leiterplatte (PCB), auf der ein Bildsensor angeordnet ist, beispielsweise durch Auflöten des Imagers auf die PCB. Das Objektiv ist (z. B. durch Klebstoff) am Objektivhalter befestigt, so dass das Objektiv fokussiert und relativ zum Bildsensor ausgerichtet ist, wenn das Objektiv und der Objektivhalter relativ zur Bildverarbeitungsplatine befestigt sind.
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US 2011 / 0 234 803 A1 offenbart eine Bildgebungsvorrichtung umfassend ein optisches Element, das ein Bild eines Objekts bildet, einen Linsentubus, der das optische Element hält, einen Bildaufnahmevorrichtungabschnitt, der eine Bildaufnahmevorrichtung aufweist und das Bild des Objekts erhält, einen Montagewandabschnitt, der ein Endteil des Linsentubus an einer Objektseite umgibt, eine Linsentubusseitenschraubnut, die auf einer äußeren Umfangsfläche des Linsentubus vorgesehen ist, und einen Schraubenbefestigungsabschnitt am Montagewandabschnitt und Verschraubung mit der Linsentubusseitenschraubnut, um den Linsentubus am Montagewandabschnitt zu befestigen, während der eine Endteil des Linsentubus in Richtung einer fotografischen optischen Achse auf den Montagewandabschnitt gedrückt wird.
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DE 10 2014 218 932 B3 beschreibt eine Kamera zur Verwendung an Fahrzeugen, insbesondere an Nutzfahrzeugen, umfassend ein modulares Gehäuse, das ein Gehäusevorderteil, ein Gehäusemittelteil mit variablem Bauraum und Gehäuserückteil aufweist, wobei das Gehäusevorderteil über eine erste Verbindungsschnittstelle mit dem Gehäusemittelteil und das Gehäusemittelteil über eine zweite Verbindungsschnittstelle mit dem Gehäuserückteil verbunden ist. Eine Kameraobjektiveinheit ist im Gehäusevorderteil angeordnet und eine Elektronikeinheit ist im Gehäusemittelteil angeordnet. Über die beiden Verbindungsschnittstellen sind unterschiedliche Gehäusevorder-, Gehäusemittel- und Gehäuserückteile miteinander kombinierbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug-Sichtsystem, ein Systemgehäuse, ein Objektivaufnahme-Gehäuseteil, ein Objektiv, ein Fahrzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem eine Anordnung und Ausrichtung wenigstens eines Objektivs an dem wenigstens einen Systemgehäuse verbessert, insbesondere vereinfacht, wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei dem Fahrzeug-Sichtsystem dadurch gelöst, dass
das wenigstens eine Objektiv mittels einer Dreh-Steck-Verbindung in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt ist, wobei die Dreh-Steck-Verbindung mittels einer Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs relativ zu der wenigstens einen Objektivaufnahme bezüglich einer gedachten Verbindungsachse realisierbar ist,
und zwischen einem Objektivgehäuse des wenigstens einen Objektivs und dem wenigstens einen Systemgehäuse wenigstens eine Dichteinrichtung realisiert ist.
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Erfindungsgemäß wird das wenigstens eine Objektiv mittels einer Dreh-Steck-Verbindung in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Objektiv schnell, gut, sicher und preisgünstig in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt werden. Eine derartige Dreh-Steck-Verbindung kann schnell und mit geringem Aufwand realisiert werden. Auf diese Weise kann bei der Herstellung des Fahrzeug-Sichtsystems die Prozesszeit verkürzt werden. Bei der erfindungsgemäßen Dreh-Steck-Verbindung ist kein Klebstoff zum Fixieren des wenigstens einen Objektivs in der wenigstens einen Objektivaufnahme erforderlich. Somit entfallen außerdem die Kosten für Klebe- und Aushärtezellen, in denen das Kleben und Aushärten des Klebstoffs erfolgt. Mithilfe der Dreh-Steck-Verbindung kann eine präzise Anordnung des wenigstens einen Objektivs in der wenigstens einen Objektivaufnahme durchgeführt werden. So kann eine Ausrichtung des wenigstens einen Objektivs auf den wenigstens einen Bildsensor vereinfacht werden. Ferner entfallen etwaige Nachbearbeitungen für den Fall, dass die Erstausrichtung des wenigstens einen Objektivs korrigiert werden muss.
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Ferner ist erfindungsgemäß zwischen einem Objektivgehäuse des wenigstens einen Objektivs und dem wenigstens einen Systemgehäuse wenigstens eine Dichteinrichtung angeordnet. Mit der wenigstens einen Dichteinrichtung kann die Dreh-Steck-Verbindung insbesondere zur Umgebung hin abgedichtet werden. So kann ein Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus der Umgebung in den Innenraum des Systemgehäuses verhindert werden. Ferner kann die wenigstens eine Dichteinrichtung zum Toleranzausgleich dienen. Auf diese Weise können insbesondere herstellungsbedingte Toleranzen zwischen dem Objektivgehäuse und der wenigstens einen Objektivaufnahme kompensiert werden.
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Zur Realisierung der Dreh-Steck-Verbindung werden wenigstens eine Steckbewegung und wenigstens eine Drehbewegung des wenigstens Objektivs relativ zur wenigstens einen Objektivaufnahme bezüglich einer gedachten Verbindungsachse kombiniert. Mittels Steckbewegungen kann das wenigstens eine Objektiv in die wenigstens eine Objektivaufnahme eingeführt werden. Mittels Drehbewegungen können entsprechende zusammenwirkende Teile aufseiten des wenigstens einen Objektivs, insbesondere des Objektivgehäuses, einerseits und aufseiten der wenigstens einen Objektivaufnahme andererseits aneinander entlang geführt werden. In einer Endposition des wenigstens einen Objektivs können sich die Teile gegenseitig hintergreifen. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Objektiv bezüglich der gedachten Verbindungsachse axial in der wenigstens einen Objektivaufnahme gehalten werden.
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Vorteilhafterweise kann die Dreh-Steck-Verbindung eine bajonettverschlussartige Verbindung sein. Bei einer bajonettverschlussartigen Verbindung werden Führungselemente eines der Bauteile an Führungskonturen des anderen Bauteils mittels kombinierten Dreh-Steck-Bewegungen entlang geführt und gehalten.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug-Sichtsystem eine Kamera, insbesondere eine Fahrzeugkamera, wie eine Frontkamera, eine Heckkamera, eine Bodenkamera, eine Dachkamera, eine Windschutzscheibenkamera, eine Innenraumkamera oder dergleichen, sein. Mit Fahrzeugkameras können Bilder von Überwachungsbereichen, insbesondere von Objekten in Überwachungsbereichen, erfasst werden. Mit Fahrzeugkameras können eine Umgebung und/oder ein Innenraum eines Fahrzeugs auf Objekte hin überwacht werden.
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Alternativ kann das Fahrzeug-Sichtsystem auch ein andersartiges Fahrzeug-Sichtsystem, insbesondere ein LiDAR-System oder ein Radarsystem oder dergleichen, sein.
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Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Landfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, Motorrädern oder dergleichen, Luftfahrzeugen, insbesondere Drohnen, und/oder Wasserfahrzeugen verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb, in der Robotik und/oder bei Maschinen, insbesondere Bau- oder Transportmaschinen, wie Kränen, Baggern oder dergleichen, eingesetzt werden.
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Das Fahrzeug-Sichtsystem kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs oder der Maschine autonom oder teilautonom ausgeführt werden.
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Das Fahrzeug-Sichtsystem kann zur Erfassung von stehenden oder bewegten Objekten, insbesondere Fahrzeugen, Personen, Tieren, Pflanzen, Hindernissen, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöchern oder Steinen, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräumen, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, und/oder von Bewegungen und/oder Gesten eingesetzt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann
die wenigstens eine Dichteinrichtung bezüglich der Verbindungsachse axial und/oder radial dichtend wirken
und/oder die wenigstens eine Dichteinrichtung wenigstens ein elastisches
und/oder ringförmiges Dichtungselement aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichteinrichtung bezüglich der Verbindungsachse axial dichtend wirken. Bei einer axial dichtend wirkenden Dichteinrichtung liegen axiale Stirnseiten von gegenüberliegenden Dichtungselementen und/oder Dichtflächen aneinander an. Auf diese Weise kann die Dichtwirkung der wenigstens einen Dichteinrichtung durch in axialer Richtung wirkende Kräfte, welche beim Ineinandergreifen der Komponenten der Dreh-Steck-Verbindung realisiert werden können, verbessert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die wenigstens eine Dichteinrichtung bezüglich der Verbindungsachse radial dichtend wirken. Bei einer radial dichtend wirkenden Dichteinrichtung liegen radial äußere und radial innere Seiten von gegenüberliegenden Dichtungselementen und/oder Dichtflächen aneinander an. Auf diese Weise können die Komponenten in axialer Richtung toleranter verbaut werden. Ferner ist eine radial wirkende Dichtung von axial wirkenden Kräften der Dreh-Steck-Verbindung weitestgehend unbelastet.
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Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine Dichteinrichtung bezüglich der Verbindungsachse sowohl axial als auch radial dichtend wirken. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass entsprechende axial stirnseitige und radiale Dichtflächen und/oder Dichtungsflächen vorgesehen sind. Auf diese Weise können die Vorteile einer radial wirkenden Dichteinrichtung und einer axial wirkenden Dichteinrichtung kombiniert werden. Es können auch schräg zur Verbindungsachse verlaufende Dichtflächen und/oder Dichtungsflächen vorgesehen sein, welche radiale und axiale Dichtungskomponenten bewirken.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die wenigstens eine Dichteinrichtung wenigstens ein elastisches Dichtungselement aufweisen. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Dichtungselement ein Toleranzausgleich in axialer Richtung verbessert werden. Ferner kann mit dem wenigstens einen elastischen Dichtungselement durch entsprechendes Verpressen eine elastische mechanische Vorspannung realisiert werden, mit welcher das wenigstens eine Objektiv stabiler in der wenigstens einen Objektivaufnahme gehalten werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Dichtungselement ringförmig sein. Auf diese Weise kann sich das wenigstens eine Dichtungselement insbesondere bezüglich der Verbindungsachse umfangsmäßig erstrecken.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Dichtungselement eine Ringdichtung, insbesondere eine O-Ring-Dichtung, sein. O-Ring-Dichtungen eignen sich als axial wirkende Dichtung, als radial wirkende Dichtung und als kombinierte axial-radial wirkende Dichtung.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
die wenigstens eine Dichteinrichtung wenigstens eine Dichtfläche aufseiten des Objektivgehäuses aufweisen
und/oder die wenigstens eine Dichteinrichtung wenigstens eine Dichtfläche aufseiten des Systemgehäuses aufweisen
und/oder die wenigstens eine Dichteinrichtung wenigstens eine Dichtfläche aufweisen, welche sich bezüglich der Verbindungsachse umfangsmäßig erstreckt. Auf diese Weise kann die Dichtwirkung der wenigstens einen Dichteinrichtung verbessert werden.
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An Dichtflächen können entsprechende Dichtungselemente, insbesondere Ringdichtungen, und/oder andere Dichtflächen dichtend anliegen.
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Mittels einer die Verbindungsachse umfangsmäßig erstreckenden Dichtfläche kann die wenigstens eine Dreh-Steck-Verbindung umfangsmäßig abgedichtet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
wenigstens ein objektivseitiges Teil der wenigstens einen Dichteinrichtung an der bezüglich der Verbindungsachse radial äußeren Umfangsseite des Objektivgehäuses angeordnet sein
und/oder wenigstens ein aufnahmeseitiges Teil an einer bezüglich der Verbindungsachse axialen Stirnseite des Systemgehäuses angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein objektivseitiges Teil an der radial äußeren Umfangsseite des Objektivgehäuses angeordnet sein. Auf diese Weise kann die bezüglich der Verbindungsachse axiale Ausdehnung des Objektivgehäuses minimiert werden.
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Vorteilhafterweise kann das Objektivgehäuse wenigstens einen bezüglich der Verbindungsachse sich radial erstreckenden Kragen aufweisen. An dem wenigstens einen Kragen kann wenigstens eine Dichtfläche und/oder wenigstens eine Dichtungsaufnahme für wenigstens ein Dichtungselement realisiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein aufnahmeseitiges Teil an einer axialen Stirnseite des Systemgehäuses angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine radiale Ausdehnung der wenigstens einen Objektivaufnahme minimiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Dichteinrichtung wenigstens eine Dichtungsaufnahme für wenigstens ein Dichtungselement aufweisen. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Dichtungselement genauer und/oder einfacher platziert und/oder gehalten werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Dichteinrichtung wenigstens eine Dichtungsnut aufweisen. Eine Dichtungsnut kann als Dichtungsaufnahme für eine Dichtung dienen. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichtungsnut eine bezüglich der Verbindungsachse umfangsmäßig verlaufende Dichtungsnut sein. In einer umfangsmäßigen Dichtungsnut kann ein ringförmiges Dichtungselement, insbesondere eine Ringdichtung, im Besonderen eine O-Ring-Dichtung, angeordnet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
die wenigstens eine Dreh-Steck-Verbindung wenigstens ein Führungselement und wenigstens eine Führungskontur aufweisen, welche bei der Dreh-Steck-Bewegung eine Führung für das wenigstens eine Führungselement bildet,
und/oder wenigstens ein Führungselement der Dreh-Steck-Verbindung an dem Objektivgehäuse angeordnet sein
und/oder wenigstens eine Führungskontur der Dreh-Steck-Verbindung an dem wenigstens einen Systemgehäuse angeordnet sein.
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Durch das Zusammenwirken wenigstens eines Führungselements einerseits und wenigstens einer Führungskontur andererseits können das wenigstens eine Objektiv und das wenigstens eine Systemgehäuse bei der Dreh-Steck-Bewegung relativ zueinander geführt werden.
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Vorteilhafterweise können mehrere Führungskonturen und entsprechende Führungselemente bezüglich der Verbindungsachse umfangsmäßig verteilt angeordnet sein. Auf diese Weise können Kräfte, welche bei der Realisierung der Dreh-Steck-Verbindung zwischen den Führungskonturen und den entsprechenden Führungselementen wirken, gleichmäßiger eingeleitet werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Führungselement der Dreh-Steck-Verbindung an dem Objektivgehäuse angeordnet sein. Führungselemente können einfacher ausgestaltet sein als Führungskonturen. Auf diese Weise kann die Herstellung des Objektivgehäuses mit Führungselementen einfacher realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Führungselement der Dreh-Steck-Verbindung an der bezüglich der Verbindungsachse radial äußeren Umfangsseite des Objektivgehäuses angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Objektivgehäuse in axialer Richtung platzsparender aufgebaut sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die wenigstens eine Führungskontur an dem wenigstens einen Systemgehäuse angeordnet sein. An dem wenigstens einen Systemgehäuse kann auch eine komplexe Führungskontur realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Führungskontur an einer Innenseite der Objektivaufnahme angeordnet sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Führungskontur und später die gesamte Dreh-Steck-Verbindung zur Umgebung hin geschützt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Führungselement aufseiten des wenigstens einen Systemgehäuses angeordnet sein und/oder wenigstens eine Führungskontur aufseiten des Objektivgehäuses angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Bauart der Dreh-Steck-Verbindung flexibler an das verwendete Objektiv und die verwendete Objektivaufnahme angepasst werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Führungselement der Dreh-Steck-Verbindung ein Führungsstift sein. Führungsstifte können einfach und platzsparend realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann sich wenigstens ein Führungselement an einer radial äußeren Umfangsseite des Objektivgehäuses von radial innen nach radial außen erstrecken. Auf diese Weise kann beim Zusammenführen des Führungsstifts und der entsprechenden Führungskontur ein bezüglich der Verbindungsachse axiale Verbindungskraft realisiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Führungskontur der Dreh-Steck-Verbindung
wenigstens eine Einführöffnung aufweisen, welche sich wenigstens abschnittsweise mit wenigstens einer Richtungskomponente parallel zur Verbindungsachse erstreckt, und/oder wenigstens einen Rampenabschnitt aufweisen, der sich mit wenigstens einer Richtungskomponente umfangsmäßig zur Verbindungsachse erstreckt und dessen bezüglich der Verbindungsachse axiale Höhe in Umfangsrichtung variiert,
und/oder wenigstens einen Plateauabschnitt aufweisen, der sich mit wenigstens einer Richtungskomponente umfangsmäßig zur Verbindungsachse erstreckt und dessen bezüglich der Verbindungsachse axiale Höhe in Umfangsrichtung konstant ist,
und/oder wenigstens eine Rastvertiefung aufweisen, welche auf bezüglich der Verbindungsachse in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten jeweilige Flanken aufweist, und/oder wenigstens einen Konturanschlag aufweisen, welcher die bezüglich der Verbindungsachse axial höchste Stelle des wenigstens einen Plateauabschnitts und des wenigstens einen Rampenabschnitts in axialer Richtung überragt.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Führungskontur wenigstens eine Einführöffnung aufweisen. Beim Einbau des wenigstens einen Objektivs in die wenigstens eine Objektivaufnahme kann wenigstens ein Führungselement durch die wenigstens eine Einführöffnung hindurch geführt werden. Auf diese Weise können weitere Abschnitte der wenigstens einen Führungskontur auf der einer Einsteckseite des Objektivs in die wenigstens eine Objektivaufnahme axial abgewandten Seite eines Randabschnitts der Objektivaufnahme, welcher eine Durchstecköffnung für das Objektiv umgibt, angeordnet sein. So kann das wenigstens eine Führungselement die wenigstens eine Führungskontur in diesen weiteren Abschnitten hintergreifen.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die wenigstens eine Führungskontur wenigstens einen Rampenabschnitt aufweisen. Der wenigstens eine Rampenabschnitt erstreckt sich mit wenigstens einer Richtungskomponente umfangsmäßig zur Verbindungsachse. So kann ein Führungselement bei einer Drehbewegung des Objektivs an dem wenigstens einen Rampenabschnitt entlanggleiten. Die axiale Höhe des Rampenabschnitts variiert in Umfangsrichtung.
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Vorteilhafterweise steigt der wenigstens eine Rampenabschnitt in Umfangsrichtung bezüglich Verbindungsachse von der Einsteckseite des wenigstens einen Objektivs in die wenigstens eine Objektivaufnahme aus betrachtet an. Auf diese Weise wird bei der entsprechenden Drehbewegung zur Realisierung der Dreh-Steck-Verbindung durch die Führung des wenigstens einen Führungselements entlang des Rampenabschnitts das wenigstens eine Objektiv weiter in die wenigstens eine Objektivaufnahme gezogen. Außerdem kann durch das Drehen des Objektivs eine bezüglich der Verbindungsachse axiale Kraft vergrößert werden. In Verbindung mit wenigstens einem elastischen, in axialer Richtung dichtend wirkenden Dichtungselement kann durch die elastische Vorspannung des wenigstens einen Dichtungselements ein Kraftanstieg bis zum Ende des Rampenabschnitts realisiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die wenigstens eine Führungskontur wenigstens einen Plateauabschnitt aufweisen. Der wenigstens eine Plateauabschnitt erstreckt sich mit wenigstens einer Richtungskomponente umfangsmäßig zur Verbindungsachse. So kann ein Führungselement bei einer Drehbewegung des Objektivs an dem wenigstens einen Rampenabschnitt entlang gleiten.
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Die bezüglich der Verbindungsachse axiale Höhe des wenigstens einen Plateauabschnitts ist in Umfangsrichtung konstant. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Führungselement entlang des wenigstens einen Plateauabschnitts geführt werden, ohne dass bei der Drehbewegung das Objektiv weiter in die Objektivaufnahme gezogen wird. Bei der Verwendung eines elastischen Dichtungselements kann im Unterschied zum Rampenabschnitt eine konstante zum Drehen erforderliche Kraft realisiert werden. So kann erfasst werden, dass sich das wenigstens eine Führungselement auf dem Plateauabschnitt befindet.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens eine Führungskontur wenigstens eine Rastvertiefung aufweisen. Die Rastvertiefung weist auf bezüglich der Verbindungsachse in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten jeweils Flanken auf. In der wenigstens einen Rastvertiefung kann das wenigstens eine Führungselement verrasten. Die wenigstens eine Rastvertiefung kann eine Endposition der Dreh-Steck-Verbindung bilden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Objektiv in der wenigstens einen Objektivaufnahme fixiert werden. Zum Lösen der Dreh-Steck-Verbindung kann durch eine Drehung mit einer erhöhten Kraft zumindest die Flanke der wenigstens einen Rastvertiefung, von der das Führungselement bei der Schließ-Drehbewegung der Dreh-Steck-Verbindung kommt, mit dem wenigstens einen Führungselement überwunden werden. Durch die entsprechend erhöhte Kraft kann verhindert werden, dass sich die Fixierung der Dreh-Steck-Verbindung unkontrolliert löst.
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Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Führungskontur wenigstens einen Konturanschlag aufweisen. Der wenigstens eine Konturanschlag überragt die bezüglich der Verbindungsachse axial höchste Stelle des wenigstens einen Plateauabschnitts und des wenigstens einen Rampenabschnitts in axialer Richtung. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Konturanschlag verhindert werden, dass das wenigstens eine Objektiv über die Endposition der Dreh-Steck-Verbindung hinausgedreht und/oder zum Lösen der Dreh-Steck-Verbindung in die falsche Richtung gedreht werden kann. Das Erreichen des wenigstens einen Konturanschlags mit dem wenigstens einen Führungselement signalisiert daher das Ende der Dreh-Steck-Bewegung.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Abschnitt einer Führungskontur auf der einer Einsteckseite des wenigstens einen Objektivs in die wenigstens eine Objektivaufnahme bezüglich der Verbindungsachse axial abgewandten Seite realisiert sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Führungselement den wenigstens einen Abschnitt der Führungskontur hintergreifen. So kann eine bezüglich der Verbindungsachse axiale Haltekraft erzeugt werden, mit welcher das wenigstens eine Objektiv in der wenigstens einen Objektivaufnahme gehalten werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
eine bezüglich der Verbindungsachse axiale Ausdehnung wenigstens einer Rastvertiefung wenigstens einer Führungskontur der wenigstens einen Dreh-Steck-Verbindung kleiner oder gleich der axialen Ausdehnung eines elastischen Dichtungselements der wenigstens einen Dichteinrichtung in entspanntem Zustand sein
und/oder ein bezüglich der Verbindungsachse axialer Abstand zwischen der axial höchsten Stelle eines Plateauabschnitts und eines Rampenabschnitts wenigstens einer Führungskontur der wenigstens einen Dreh-Steck-Verbindung und einem Anschlag aufseiten des die wenigstens eine Führungskontur tragenden Bauteils kleiner sein als ein axialer Abstand zwischen wenigstens einem Führungselement der Dreh-Steck-Verbindung und einem Anschlag aufseiten des das wenigstens eine Führungselement tragenden Bauteils, welcher mit dem Anschlag aufseiten des die wenigstens eine Führungskontur tragenden Bauteils zusammenwirkt,
und/oder ein bezüglich der Verbindungsachse axialer Abstand zwischen der axial höchsten Stelle eines Konturanschlags wenigstens einer Führungskontur wenigstens einer Dreh-Steck-Verbindung und einem Anschlag aufseiten des die wenigstens eine Führungskontur tragenden Bauteils größer sein als ein axialer Abstand zwischen wenigstens einem Führungselement der Dreh-Steck-Verbindung und einem Anschlag aufseiten des das wenigstens eine Führungselement tragenden Bauteils, welcher mit dem Anschlag aufseiten des die wenigstens eine Führungskontur tragenden Bauteils zusammenwirkt.
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Vorteilhafterweise kann eine axiale Ausdehnung wenigstens einer Rastvertiefung kleiner oder gleich der axialen Ausdehnung eines elastischen Dichtungselements der wenigstens einen Dichteinrichtung in entspanntem Zustand sein. Auf diese Weise kann in der Position des Objektivs, in der das wenigstens eine Führungselement in die wenigstens eine Rastvertiefung greift, das wenigstens eine elastische Dichtungselement mit einer Restkompression belegt werden. Dadurch wird mit dem wenigstens einen elastischen Dichtungselement eine Spannkraft erzeugt, mit welcher das wenigstens eine Führungselement axial in die wenigstens eine Rastvertiefung gezogen wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise ein axialer Abstand zwischen der axial höchsten Stelle eines Plateauabschnitts und eines Rampenabschnitts einerseits und einem Anschlag aufseiten des die wenigstens eine Führungskontur tragenden Bauteils andererseits kleiner sein als ein axialer Abstand zwischen dem wenigstens einen Führungselement und einem Anschlag aufseiten des das wenigstens eine Führungselement tragenden Bauteils. Auf diese Weise passen der Plateauabschnitt und der Rampenabschnitt axial zwischen das wenigstens eine Führungselement und den entsprechenden Anschlag aufseiten des das wenigstens eine Führungselement tragenden Bauteils. So kann das wenigstens eine Führungselement bei der Drehbewegung des Objektivs relativ zu Objektivaufnahme an dem Plateauabschnitt und dem Rampenabschnitt der wenigstens einen Führungskontur entlang geführt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise ein axialer Abstand zwischen der axial höchsten Stelle eines Konturanschlags wenigstens einer Führungskontur einerseits und einem Anschlag aufseiten des die wenigstens eine Führungskontur tragenden Bauteils andererseits größer sein als ein axialer Abstand zwischen wenigstens einem Führungselement und einem Anschlag aufseiten des das wenigstens eine Führungselement tragenden Bauteils. Beim Zusammentreffen des Anschlags aufseiten des die wenigstens eine Führungskontur tragenden Bauteils an und dem Anschlag aufseiten des das wenigstens eine Führungselement tragenden Bauteils wird ein axialer Weg beim Einstecken des Objektivs in die Objektivaufnahme begrenzt, bevor das wenigstens eine Führungselement die höchste Stelle des Konturanschlags erreicht. So kann mit dem Konturanschlag das Weiterdrehen des wenigstens einen Objektivs relativ zur wenigstens einen Objektivaufnahme verhindern werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
das wenigstens eine Systemgehäuse aus wenigstens zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt sein
und/oder die wenigstens eine Objektivaufnahme in einem Objektivaufnahme-Gehäuseteil des wenigstens einen Systemgehäuses angeordnet sein
und/oder das Objektivgehäuse ein Objektivtubus sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Systemgehäuse aus wenigstens zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt sein. Auf diese Weise können Bauteile, insbesondere wenigstens ein Bildsensor, elektrische und/oder elektronische Bauteile, Träger, insbesondere Leiterplatten, Verbindungsstecker oder dergleichen, einfacher in dem wenigstens einen Systemgehäuse untergebracht werden.
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Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Gehäuseteile zerstörungsfrei trennbar sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Systemgehäuse insbesondere zu Wartungszwecken wieder geöffnet werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die wenigstens eine Objektivaufnahme einen einem Objektivaufnahme-Gehäuseteil des Systemgehäuses angeordnet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Systemgehäuse modular hergestellt werden. So kann das wenigstens eine Objektivaufnahme-Gehäuseteil für das wenigstens eine Objektiv individuell angepasst sein. Außerdem kann das wenigstens eine Objektiv mit dem wenigstens einen Objektivaufnahme-Gehäuseteil vorgefertigt werden und anschließend mit einem weiteren Gehäuseteil des wenigstens einen Systemgehäuses verbunden werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Objektivaufnahme-Gehäuseteil einen Aufnahmebereich insbesondere für wenigstens einen Bildsensor, insbesondere eine Bildsensor-Leiterplatte, aufweisen. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Bildsensor, insbesondere die Bildsensor-Leiterplatte, an dem Objektivaufnahme-Gehäuseteil befestigt werden und anschließend gemeinsam mit diesem und dem montierten wenigstens einen Objektiv mit wenigstens einem weiteren Gehäuseteil des wenigstens einen Systemgehäuses verbunden werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise das Objektivgehäuse ein Objektivtubus sein. In einem Objektivtubus können optische Elemente, insbesondere optische Linsen, Filter oder dergleichen einfach und stabil montiert werden. Ein Objektivtubus kann darüber hinaus bezüglich der Verbindungsachse rotationssymmetrisch sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Objektiv flexibler bezüglich seiner Drehorientierungen bezüglich der Verbindungsachse mit der wenigstens einen Objektivaufnahme verbunden werden.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Systemgehäuse dadurch gelöst, dass das Systemgehäuse wenigstens ein Teil einer Dreh-Steck-Verbindung aufweist, mit der das wenigstens eine Objektiv in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt werden kann, wobei die Dreh-Steck-Verbindung mittels einer Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs relativ zu der wenigstens einen Objektivaufnahme bezüglich einer gedachten Verbindungsachse realisierbar ist,
und das Systemgehäuse wenigstens ein Teil wenigstens einer Dichteinrichtung aufweist, welche zwischen einem Objektivgehäuse des wenigstens einen Objektivs und dem Systemgehäuse realisiert werden kann.
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Erfindungsgemäß weist das Systemgehäuse wenigstens einen Teil der Dreh-Steck-Verbindung und wenigstens ein Teil der wenigstens einen Dichteinrichtung auf. Auf diese Weise können das Systemgehäuse und das Objektiv zuverlässig und dicht miteinander verbunden werden.
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Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Objektivaufnahme-Gehäuseteil dadurch gelöst, dass das Systemgehäuse wenigstens ein Teil einer Dreh-Steck-Verbindung aufweist, mit der das wenigstens eine Objektiv in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt werden kann, wobei die Dreh-Steck-Verbindung mittels einer Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs relativ zu der wenigstens einen Objektivaufnahme bezüglich einer gedachten Verbindungsachse realisierbar ist,
und das Systemgehäuse wenigstens ein Teil wenigstens einer Dichteinrichtung aufweist, welche zwischen einem Objektivgehäuse des wenigstens einen Objektivs und dem Systemgehäuse realisiert werden kann.
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Erfindungsgemäß weist das Objektivaufnahme-Gehäuseteil wenigstens einen Teil der Dreh-Steck-Verbindung und wenigstens ein Teil der wenigstens einen Dichteinrichtung auf. Auf diese Weise können das Objektivaufnahme-Gehäuseteil und das Objektiv miteinander vorgefertigt werden und anschließend gemeinsam mit wenigstens einem anderen Gehäuseteil des Systemgehäuses verbunden werden.
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Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Objektiv dadurch gelöst, dass das Objektiv wenigstens ein Teil wenigstens einer Dreh-Steck-Verbindung aufweist, mit der das Objektiv in wenigstens einer Objektivaufnahme des Systemgehäuses befestigt werden kann, wobei die Dreh-Steck-Verbindung mittels einer Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs relativ zu der wenigstens einen Objektivaufnahme bezüglich einer gedachten Verbindungsachse realisierbar ist, und das Objektiv wenigstens ein Teil wenigstens einer Dichteinrichtung aufweist, welche zwischen einem Objektivgehäuse des Objektivs und dem Systemgehäuse realisiert werden kann.
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Auf diese Weise kann das Objektiv speziell zur Verwendung mit der entsprechenden Objektivaufnahme vorbereitet werden. So kann die Gefahr einer Falschmontage verringert werden.
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Im Übrigen wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Objektiv mittels einer Dreh-Steck-Verbindung in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt ist, wobei die Dreh-Steck-Verbindung mittels einer Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs relativ zu der wenigstens einen Objektivaufnahme bezüglich einer gedachten Verbindungsachse realisierbar ist,
und zwischen einem Objektivgehäuse des wenigstens einen Objektivs und dem wenigstens einen Systemgehäuse wenigstens eine Dichteinrichtung realisiert ist.
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Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug wenigstens ein Fahrzeug-Sichtsystem auf, mit dem die Umgebung und/oder der Innenraum des Fahrzeugs insbesondere auf Objekte hin überwacht werden kann.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug wenigstens ein Fahrassistenzsystem aufweisen. Mit dem Fahrerassistenzsystem kann das Fahrzeug autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Fahrzeug-Sichtsystem mit wenigstens einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs verbunden sein. Auf diese Weise können mit dem wenigstens einen Fahrzeug-Sichtsystem gesammelte Informationen über den wenigstens einen Überwachungsbereich mit dem wenigstens einen Fahrerassistenzsystem zum autonomen oder wenigstens teilautonomen Betreiben des Fahrzeugs verwendet werden.
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Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Objektiv mittels einer Dreh-Steck-Verbindung in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt wird, wobei eine Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs relativ zu der wenigstens einen Objektivaufnahme bezüglich einer gedachten Verbindungsachse durchgeführt wird, und zwischen einem Objektivgehäuse des wenigstens einen Objektivs und dem wenigstens einen Systemgehäuse wenigstens eine Dichteinrichtung realisiert wird.
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Erfindungsgemäß wird das wenigstens eine Objektiv mittels einer Dreh-Steck-Verbindung einfach und präzise in der wenigstens einen Objektivaufnahme befestigt.
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Ferner wird zwischen dem Objektivgehäuse und dem wenigstens einen Systemgehäuse wenigstens eine Dichteinrichtung realisiert, mit welcher die Dreh-Steck-Verbindung und/oder das Innere des Systemgehäuses zur Umgebung hin abgedichtet wird. So kann verhindert werden, dass Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus der Umgebung in das Innere des Systemgehäuses des Fahrzeug-Sichtsystems gelangen können.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sichtsystem, dem erfindungsgemäßen Systemgehäuse, dem erfindungsgemäßen Objektivaufnahme-Gehäuseteil, dem erfindungsgemäßen Objektiv, dem erfindungsgemä-ßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und einer Fahrzeugkamera zur Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
- 2 eine isometrische Darstellung der Fahrzeugkamera aus der 1 von schräg oben betrachtet;
- 3 einen Teilschnitt der Fahrzeugkamera aus den 1 und 2;
- 4 einen weiteren Teilschnitt der Fahrzeugkamera aus den 1 bis 3 in einer anderen Perspektive;
- 5 den Teilschnitt der Fahrzeugkamera aus der 3, wobei hier das Objektiv entfernt ist,
- 6 eine Detailansicht einer Objektivaufnahme für das Objektiv der Fahrzeugkamera aus den 1 bis 5 im Bereich einer Führungskontur einer Dreh-Steck-Verbindung, mit der das Objektiv in der Objektivaufnahme befestigt werden kann;
- 7 eine isometrische Darstellung des Objektivs der Fahrzeugkamera aus den 1 bis 5;
- 8 eine isometrische Darstellung des Objektivaufnahme-Gehäuseteils mit dem Objektiv der Fahrzeugkamera aus den 1 bis 5 in Blickrichtung auf die Innenseite des Objektivaufnahme-Gehäuseteils;
- 9 eine Explosionsdarstellung des Objektivaufnahme-Gehäuseteils und des Objektivs der Fahrzeugkamera aus den 1 bis 5 in Blickrichtung auf die Außenseite des Objektivaufnahme-Gehäuseteils;
- 10 die Explosionsdarstellung des Objektivaufnahme-Gehäuseteils und des Objektivs aus den 1 bis 5 in Blickrichtung auf die Innenseite des Objektivaufnahme-Gehäuseteils.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht.
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Das Kraftfahrzeug 10 umfasst ein Fahrzeug-Sichtsystem in Form einer Fahrzeugkamera 12. Die Fahrzeugkamera 12 ist beispielhaft an der Innenseite der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 angeordnet. Mit der Fahrzeugkamera 12 kann durch die Windschutzscheibe hindurch ein Überwachungsbereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 auf Objekte hin überwacht werden.
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Die Fahrzeugkamera 12 kann sich auch an anderer Stelle am Fahrzeug 10 befinden und anders ausgerichtet sein, um Überwachungsbereiche außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs 10 zu überwachen.
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Bei den Objekten kann es sich um stehende oder sich bewegende Objekte handeln, beispielsweise andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, unebene Fahrbahnoberflächen, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Straßenbegrenzungen, Verkehrsschilder, Freiflächen, beispielsweise Parkplätze, Niederschläge oder ähnliches. Die Fahrzeugkamera 12 kann auch so ausgestaltet sein, dass mit ihr Bewegungen und/oder Gesten erfasst werden können.
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Die Fahrzeugkamera 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 14 verbunden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 14 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
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Die Fahrzeugkamera 12 ist als sogenannte Frontkamera, beispielsweise als Windschutzscheibenkamera, ausgestaltet. Die 2 bis 10 zeigen die Fahrzeugkamera 12 in unterschiedlichen Perspektiven und Detaildarstellungen.
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Die Fahrzeugkamera 12 umfasst ein Kameragehäuse 16, welches aus einem Basis-Gehäuseteil 18, einem Boden-Gehäuseteil 20 und einem Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 zusammengesetzt ist.
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Das Basis-Gehäuseteil 18 weist, in den 2 und 3 oben, einen gestuften Abschnitt auf, in dem sich eine Aufnahmeöffnung für das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 befindet. Die Aufnahmeöffnung ist bei zusammengebautem Kameragehäuse 16 mit dem Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 verschlossen.
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Die dem Boden-Gehäuseteil 20 zugewandte Seite des Basis-Gehäuseteils 18, in den 2 und 3 unten, bildet eine Einbauöffnung für eine Haupt-Leiterplatte 24. Die Einbauöffnung ist bei zusammengebautem Gehäuses 16 mit dem Boden-Gehäuseteil 20 verschlossen.
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In dem Kameragehäuse 16 sind die Haupt-Leiterplatte 24 und eine Sensor-Leiterplatte 26 angeordnet. Die Sensor-Leiterplatte 26 kann als „Imager-PCB“ bezeichnet werden. Die Sensor-Leiterplatte 26 ist innerhalb des Gehäuses 16 an der Rückseite 27 des Objektivaufnahme-Gehäuseteils 22 befestigt.
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Die Sensor-Leiterplatte 26 erstreckt sich schräg zur Haupt-Leiterplatte 24. Auf der Rückseite 27 des Objektivaufnahme-Gehäuseteils 22 zugewandten Seite der Sensor-Leiterplatte 26 ist ein Bildsensor 28 angeordnet. Der Bildsensor 28 kann als „Imager“ bezeichnet werden. Mit dem Bildsensor 28 kann elektromagnetische Strahlung in Form von Licht in elektrische Signale umgewandelt werden. Der Bildsensor 28 ist mit Leiterbahnen der Sensor-Leiterplatte 26 elektrisch kontaktiert.
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Auf der Haupt-Leiterplatte 24 sind unterschiedliche Bauteile, beispielsweise ein Mikrocontroller, angeordnet. Mit dem Mikrocontroller kann die Fahrzeugkamera 12 gesteuert werden. Ferner können mit dem Mikrocontroller von dem Bildsensor 28 kommende elektrische Signale verarbeitet werden.
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Die Haupt-Leiterplatte 24 ist zwischen dem Basis-Gehäuseteil 18 und dem Boden-Gehäuseteil 20 gehalten. Die Sensor-Leiterplatte 26 ist mit einer hier nicht weiter interessierenden elektrischen Verbindungsleitung elektrisch mit der Haupt-Leiterplatte 24 verbunden.
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In seiner Vorderseite weist das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 eine Objektivaufnahme 30 auf. In der Objektivaufnahme 30 ist ein Objektiv 32 befestigt. Das Objektiv 32 ist so ausgerichtet, dass Licht aus dem Überwachungsbereich auf den Bildsensor 28 fokussiert wird.
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Das Objektiv 32 ist mit einer Dreh-Steck-Verbindung 34 in der Objektivaufnahme 30 befestigt. Zwischen einem Objektivgehäuse 36 des Objektivs 32 und dem Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 ist eine Dichteinrichtung 38 angeordnet.
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Die Dreh-Steck-Verbindung 34 ist mittels einer kombinierten Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs 32 bezüglich einer gedachten Verbindungsachse 40 relativ zu der Objektivaufnahme 30 realisierbar.
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Wenn im Folgenden von „radial“, „koaxial“, „axial“, „tangential“, „umfangsmäßig“, „konzentrisch“, „exzentrisch“ oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Verbindungsachse 40.
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Die Dreh-Steck-Verbindung 34 weist beispielhaft zwei Führungsstifte 42 und zwei Führungskonturen 44 auf. Die Führungsstifte 42 befinden sich aufseiten des Objektivs 32. Die Führungskonturen 44 sind aufseiten der Objektivaufnahme 30 angeordnet. Zur Realisierung der Dreh-Steck-Verbindung 34 werden die Führungsstifte 42 mit der Dreh-Steck-Bewegung des Objektivs 32 an den jeweiligen Führungskonturen 44 entlang geführt.
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Das Objektiv 32 umfasst das Objektivgehäuse 36, in dem eine Mehrzahl von optischen Linsen 46 angeordnet ist. Das Objektivgehäuse 36 ist beispielhaft als Objektivtubus ausgelegt, welcher bezüglich der Verbindungsachse 40 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist. Der Teil des Objektivgehäuses 36, welcher bei montiertem Objektiv 32 dem Bildsensor 28 zugewandt ist, ist als bezüglich der Verbindungsachse 40 kreiszylindrischer Einsteckabschnitt 48 ausgestaltet.
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Auf der dem Bildsensor 28 axial abgewandten Seite des Einsteckabschnitts 48 befindet sich ein Kragen 50. Der Kragen 50 erstreckt sich an der radial äußeren Umfangsseite des Objektivgehäuses 36 nach radial außen. Die dem Einsteckabschnitt 48 axial zugewandte Seite des Kragens 50 bildet einen objektivseitigen Anschlag 51. Mit dem Anschlag 51 wird die axiale Freiheit bei der Dreh-Steck-Bewegung zur Realisierung der Dreh-Steck-Verbindung 34 begrenzt.
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Auf der dem Einsteckabschnitt 48 axial zugewandten Seite weist der Kragen 50 ferner eine Dichtungsnut 52 auf. Die Dichtungsnut 52 erstreckt sich umfangsmäßig zusammenhängend. Die Dichtungsnut 52 dient der Aufnahme einer Ringdichtung 54. Die Ringdichtung 54 ist beispielhaft als elastische O-Ring-Dichtung ausgestaltet. Die Wände und der Boden der Dichtungsnut 52 dienen als objektivseitige Dichtflächen 56.
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Die Dichtungsnut 52, die O-Ring-Dichtung 54 und die objektivseitigen Dichtflächen 56 sind Teile der Dichteinrichtung 38.
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Ferner sind an der radial äußeren Umfangsseite des Einsteckabschnitts 52 des Objektivgehäuses 36 die beiden Führungsstifte 42 angeordnet. Die Führungsstifte 42 befinden sich mit ihrer dem Kragen 50 zugewandten Seiten in einem Abstand 58 zu dem Anschlag 51 des Kragens 50.
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Die Führungsstifte 42 ragen jeweils radial nach außen. Beispielhaft sind die Führungsstifte 42 identisch. Die Führungsstifte 42 befinden auf radial gegenüberliegenden Seiten auf der gleichen axialen Höhe. Auf diese Weise kann das Objektiv 32 bezüglich der Drehorientierung flexibler in die Objektivaufnahme 30 eingebaut werden.
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Auf der dem Einsteckabschnitt 48 axial abgewandten Seite weist das Objektivgehäuse 36 einen kreiszylindrischen Betätigungsabschnitt 60. Der Außendurchmesser des Betätigungsabschnitts 60 ist größer als der Außendurchmesser des Einsteckabschnitts 48. An den Betätigungsabschnitt 46 kann das Objektiv 32 zum Bewegen und Einbau in die Objektivaufnahme 30 von außen beispielsweise mit einem Greifwerkzeug eines Roboters oder mit einer Hand gefasst werden.
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Die Objektivaufnahme 30 weist auf ihrer der Sensor-Leiterplatte 26 axial abgewandten Stirnseite eine kreisförmige Durchstecköffnung 62 auf. Der Innendurchmesser der Durchstecköffnung 62 ist so groß, dass der Einsteckabschnitt 48 des Objektivs 32 zur Montage in die Durchstecköffnung 62 eingesteckt werden kann. Der Innendurchmesser der Durchstecköffnung 62 ist etwa so groß wie der Außendurchmesser des Einsteckabschnitts 48.
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Die Durchstecköffnung 62 ist umfangsmäßig zusammenhängend von einem Randabschnitt 64 umgeben. Der Randabschnitt 64 weist auf seiner der Sensor-Leiterplatte 26 abgewandten Vorderseite eine aufnahmeseitige Dichtfläche 66 zum zusammenwirkend mit der Ringdichtung 54 auf. Die aufnahmeseitige Dichtfläche 66 ist Teil der Dichteinrichtung 38.
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Ferner bildet die Vorderseite des Randabschnitts 64 einen aufnahmeseitigen Anschlag 65. Der aufnahmeseitige Anschlag 65 kann mit dem objektivseitigen Anschlag 51 zusammenwirken.
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Im Inneren der Objektivaufnahme 30 sind die Führungskonturen 44 angeordnet. Die Führungskonturen 44 befinden sich auf der der Dichtfläche 66 axial gegenüberliegenden Seite des Randabschnitts 64. Die zwei Führungskonturen 44 sind auf radial gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Die Führungskonturen 44 sind bezüglich der Verbindungsachse 40 achsensymmetrisch. In jeder der Führungskonturen 44 wird bei der Dreh-Steck-Bewegung zur Montage des Objektivs 32 einer der Führungsstifte 42 geführt.
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In der 6 ist ein Schnitt durch die Objektivaufnahme 30 mit Blick auf eine der Führungskonturen 44 gezeigt, die im Folgenden beschrieben wird.
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Die Führungskontur 44 umfasst eine Einführöffnung 68, einen Rampenabschnitt 70, einen Plateauabschnitt 72, eine Rastvertiefung 74 und einen Konturanschlag 76.
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Die Einführöffnung 68 erstreckt sich in der radial inneren Umfangsseite des Randabschnitts 64 in axialer Richtung und radial nach außen.
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Die radiale Ausdehnung der Einführöffnung 64 ist etwas größer als die radiale Ausdehnung der Führungsstifte 42. In axialer Richtung betrachtet weist die Einführöffnung 68 eine konstante umfangsmäßige Ausdehnung auf. Die umfangsmäßige Ausdehnung ist etwas größer als der Durchmesser der Führungsstifte 42. Beim Einbau des Objektivs 32 wird der entsprechende Führungsstift 42 in der Einführöffnung 68 und damit das Objektiv 32 relativ zur Objektivaufnahme 30 in axialer Richtung bis zur Rückseite des Randabschnitts 64 geführt.
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Auf der Rückseite des Randabschnitts 64 befinden sich der Rampenabschnitt 70, der Plateauabschnitt 72, die Rastvertiefung 74 und der Konturanschlag 76.
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In Umfangsrichtung betrachtet neben der Einführöffnung 68 schließt sich der Rampenabschnitt 70 an. Von der Einführöffnung 78 aus in Umfangsrichtung betrachtet nimmt die axiale Höhe des Rampenabschnitt 70 kontinuierlich zu.
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An dem der Einführöffnung 68 umfangsmäßig gegenüberliegen Ende des Rampenabschnitts 70 schließt sich der Plateauabschnitt 72 an. Der Plateauabschnitt 78 befindet sich auf der gleichen Höhe wie die höchste Stelle des Rampenabschnitts 70. Die axiale Höhe des Plateauabschnitts 72 ist in Umfangsrichtung betrachtet konstant.
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An dem dem Rampenabschnitt 70 in Umfangsrichtung betrachtet abgewandten Ende des Plateauabschnitts 72 schließt sich die Rastvertiefung 74 an. Die Rastvertiefung 74 hat etwa das Profil eines Halbzylinders, dessen Achse sich radial erstreckt. Der Durchmesser des Halbzylinders ist etwas größer als der Durchmesser der Führungsstifte 42.
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Auf der dem Plateauabschnitt 72 in Umfangsrichtung betrachtet gegenüberliegenden Seite der Rastvertiefung 74 befindet sich der Konturanschlag 76. Der Konturanschlag 76 erstreckt sich in axialer Richtung und überragt die höchste Stelle des Plateauabschnitts 72 und die höchste Stelle des Rampenabschnitts 70.
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Ein axialer Abstand 78 zwischen der höchsten Stelle des Konturanschlags 76 und dem aufnahmeseitigen Anschlag 65 ist größer als der Abstand 58 zwischen den Führungsstiften 42 und dem objektivseitigen Anschlag 51. Auf diese Weise verhindert das Anschlagen des objektivseitigen Anschlags 51 an den aufnahmeseitigen Anschlag 65, dass der Führungsstift 42 über den Konturanschlag 76 hinweg bewegt und so der Führungsstift 42 ungewollt aus der Führungskontur 44 herausgedreht werden kann.
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Eine bezüglich der Verbindungsachse 40 axiale Ausdehnung 80 der Rastvertiefung 74, also deren Tiefe, ist kleiner als die axiale Ausdehnung 82 der Ringdichtung 54, also deren Dicke. Auf diese Weise bleibt beim Eingreifen des Führungsstifts 42 in die Rastvertiefung 74 die Ringdichtung 54 wenigstens zum Teil komprimiert. Mit der verbleibenden elastischen Vorspannung der Ringdichtung 54 kann der Führungsstift 42 in axialer Richtung in der Rastvertiefung 74 gehalten werden.
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Ein axialer Abstand 84 zwischen der axial höchsten Stelle des Plateauabschnitts 72 und des Rampenabschnitts 70 und dem aufnahmeseitigen Anschlag 65 ist kleiner als der Abstand 58 zwischen dem Führungsstift 42 und dem objektivseitigen Anschlag 51. Auf diese Weise ist in axialer Richtung ausreichend Spiel, damit der Führungsstift 42 durch entsprechendes Zusammenpressen der Ringdichtung 54 über die höchsten Stellen des Rampenabschnitts 70 und des Plateauabschnitts 72 hinweg bewegt werden kann.
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Ein Verfahren zur Herstellung der Fahrzeugkamera 12 wird im Folgenden näher erläutert.
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Das Basis-Gehäuseteil 18, das Boden-Gehäuseteil 20 und das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 werden getrennt voneinander beispielsweise aus Kunststoff, Metall oder einem anderen Material oder einer Materialmischung gefertigt, beispielsweise spritzgegossen.
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Unabhängig davon wird die Haupt-Leiterplatte 24 mit den entsprechenden elektronischen Bauteilen, nämlich dem Mikrocontroller und hier nicht weiter interessierenden weiteren Bauteilen, und einem Steckanschluss bestückt. Die Sensor-Leiterplatte 26 wird mit dem Bildsensor 28 bestückt.
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Das Sensor-Modul 28 wird an der Rückseite 27 des Objektivaufnahme-Gehäuseteils 22 befestigt.
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Das Objektiv 32 wird mit dem Einsteckabschnitt 48 voran in axialer Richtung in die Durchstecköffnung 62 der Objektivaufnahme 30 des Objektivaufnahme-Gehäuseteils 22 gesteckt. Dabei kann es erforderlich sein, das Objektiv 32 um die Verbindungsachse 40 zu drehen, um die Führungsstifte 42 und die jeweiligen Einführöffnungen 68 zusammenzubringen.
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Anschließend wird das Objektiv 32 in axialer Richtung mit einer Steckbewegung in die Durchstecköffnung 62 gesteckt, wobei die Führungsstifte 42 in den Einführöffnungen 68 geführt werden.
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Kurz bevor die Führungsstifte 42 die Enden der Einführöffnungen 68 erreichen, stößt die Ringdichtung 54 gegen die aufnahmeseitige Dichtfläche 66. Um das Objektiv 32 tiefer in die Durchstecköffnung 62 zu stecken, ist eine Erhöhung der axial gerichteten Kraft erforderlich. Mit der axial gerichteten Kraft wird die Ringdichtung 54 verpresst und dadurch elastisch vorgespannt. Durch den erhöhten Kraftaufwand kann realisiert werden, dass nun zusätzlich zur Steckbewegung mit Drehbewegung begonnen werden kann.
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Das Objektiv 32 wird beispielhaft von außen betrachtet im Uhrzeigersinn um die Verbindungsachse 40 relativ zur Objektivaufnahme 30 gedreht. Dabei werden die Führungsstifte 42 mit den entsprechenden Rampenabschnitten 70 geführt. Hierbei ist ein zunehmender Kraftaufwand bei der Drehung erforderlich. Durch die zunehmende Verpressung der Ringdichtung 54 nimmt die elastischen Rückstellkraft zu, wodurch die Drehung erschwert wird.
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Durch die Führung der Führungsstifte 42 an den Rampenabschnitten 70 wird das Objektiv 32 kontinuierlich in axialer Richtung gegen die elastische Vorspannkraft der Ringdichtung 54 in die Objektivaufnahme 30 gezogen. Sobald die Plateauabschnitte 72 erreicht werden, ist zum Weiterdrehen des Objektivs 32 keine weitere Erhöhung der Drehkraft erforderlich.
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Sobald beim Weiterdrehen des Objektivs 32 die Führungsstifte 42 jeweiligen Rastvertiefung 74 erreichen, werden die Führungsstifte 42 mit der elastischen Rückstellkraft der Ringdichtung 42 in axialer Richtung in die Rastvertiefung 74 gezogen. Ein Weiterdrehen des Objektivs 32 wird durch den Konturanschlag 76 verhindert.
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Um das Objektiv 32, beispielsweise zu Wartungszwecken, wieder von der Objektivaufnahme 30 zu lösen, muss zunächst die elastische Rückstellkraft der Ringdichtung 54 überwunden werden. Hierzu kann beispielsweise das Objektiv 32 zunächst in axialer Richtung in die Objektivaufnahme 30 gedrückt werden. Anschließend können durch Drehen des Objektivs 32 in Öffnungsrichtung die Führungsstifte 42 jeweils auf die entsprechenden Plateauabschnitte 72, von dort aus auf die entsprechenden Rampenabschnitte 70 und schließlich in die jeweiligen Einführöffnungen 68 geführt werden. Mit einer Zugbewegung kann nun das Objektiv 32 aus der Durchstecköffnung 62 heraus gezogen werden.
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Ein Drehen des Objektivs 32 zum Öffnen in die falsche Richtung wird dadurch verhindert, dass die Führungsstifte 42 jeweils durch die Konturanschläge 76 blockiert werden. Mit den objektivseitigen Anschlag 51 und dem aufnahmeseitigen Anschlag 65 wird, wie bereits oben beschrieben, verhindert, dass die Führungsstifte 42 über die Konturanschläge 76 hinweg bewegt werden können.
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Anschließend wird das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 mit dem Objektiv 32 und der Sensor-Leiterplatte 26 von außen in die Aufnahmeöffnung des Basis-Gehäuseteils 18 gebracht.
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Danach wird die Haupt-Leiterplatte 24 in die Einbauöffnung des Basis-Gehäuseteils 18 gebracht.
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Vor oder nach der Montage der Haupt-Leiterplatte 24 wird die Verbindungsleitung zwischen der Sensor-Leiterplatte 26 und der Haupt-Leiterplatte 24 montiert.
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Das Boden-Gehäuseteil 20 wird in die Einbauöffnung des Basis-Gehäuseteils 18 gebracht. Anschließend wird das Boden-Gehäuseteil 20 beispielhaft mittels Schrauben an dem Basis-Gehäuseteil 18 fixiert.
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Durch die Kombination der Führungsstifte 42 mit den Führungskonturen 44 und der elastischen Vorspannung der Ringdichtung 54 wird eine präzise und sichere Montage des Objektivs 32 in der Objektivaufnahme 30 bewirkt. Ferner wird das Objektiv 32 mit der Dreh-Steck-Verbindung 34 automatisch präzise auf den Bildsensor 28 ausgerichtet. Außerdem wird mit der Ringdichtung 54 verhindert, dass Schmutz und Feuchtigkeit aus der Umgebung in die Objektivaufnahme 30 und zu dem Bildsensor 28 gelangen kann.
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Der Zusammenbau der Fahrzeugkamera 12 wird beispielhaft vollständig automatisiert, beispielsweise mittels Robotern oder dergleichen, durchgeführt. Alternativ können einzelne oder alle Schritte des Herstellungsverfahrens auch manuell ausgeführt werden.
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Die Reihenfolge der Verfahrensschritte beim Zusammenbau der Fahrzeugkamera 12 kann auch zweckmäßig variiert werden.