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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kamera zur Verwendung in Straßenfahrzeugen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Montageverfahren einer solchen Kamera.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Rückblickbaugruppen für Straßenfahrzeuge können eine Vielzahl von verschiedenen Bauteilen umfassen, durch welche der Benutzer eine nach hinten gerichtete Sicht auf die Rückseite des benutzten Fahrzeugs erhalten kann. Um einen Blick auf die nach hinten gewandte Seite zu ermöglichen, wurden verschiedene Technologien eingesetzt, von spiegelbasierten Lösungen bis hin zu kamerabasierten Lösungen, die auch als Kameraüberwachungssysteme (CMS) bezeichnet werden.
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In diesen kamerabasierten Lösungen wird zumindest eine das Heck und/oder die Umgebung erfassende Kamera eingesetzt, um die aufgenommenen Bilder dem Fahrzeugführer über einen Monitor oder ähnliches bereitzustellen. Die kamerabasierten Lösungen umfassen häufig einen Bildsensor, auch Bildgeber genannt, welcher auf einer Leiterplatte angeordnet oder aufgenommen ist, die wiederum auf die optische Achse einer Linse oder eines Linsenpakets ausgerichtet ist. Diese Ausrichtung der optischen Achse der Linse und des Bildgebers ist entscheidend für die Schärfe, die Qualität und/oder die Verwendbarkeit des gesammelten Bildes des Bildgebers, das dem Benutzer bereitgestellt wird. Auf diese Weise müssen kamerabasierte Lösungen und damit auch ihre Baugruppen für den Einsatz in Straßenfahrzeugen gestaltet und ausgelegt werden, um diese entscheidende Ausrichtung zu ermöglichen.
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So wird in der
US 11,267,408 B2 eine Fahrzeugkamera beschrieben, die einen hinteren Gehäuseabschnitt mit einem integrierten hinteren Befestigungsabschnitt umfasst, der ein leitendes Element aufweist, das eingerichtet ist, um einen elektrischen Verbinder aufzunehmen und die erforderliche Ausrichtung zu ermöglichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Anbetracht der obigen Ausführungen ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kamera zur Verwendung mit Straßenfahrzeugen, die eine erhöhte Flexibilität der Gestaltung und eine Kostenreduzierung ermöglicht, sowie ein entsprechend verbessertes Montageverfahren einer Kamera bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Kamera nach Anspruch 1 und ein Montageverfahren einer Kamera nach Anspruch 12 bereitgestellt.
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Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Kamera, insbesondere für eine Rückblickvorrichtung, zur Verwendung mit Straßenfahrzeugen bereit. Die Kamera umfasst ein Gehäuse mit einer Blende; eine Leiterplatte, die eingerichtet ist, mit dem Gehäuse gekoppelt zu werden; einen Verbinder, der eingerichtet ist, mit der Leiterplatte in Kontakt zu kommen; und ein Verbindergehäuse, das eingerichtet ist, mit dem Gehäuse gekoppelt zu werden. Der Verbinder ist eingerichtet um durch die Blende hervorzustehen und mit dem Verbindergehäuse gekoppelt zu werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Montageverfahren einer Kamera bereit, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Gehäuses, einer Leiterplatte, eines Verbinders und eines Verbindergehäuses, wobei das Gehäuse eine Blende aufweist; Inkontaktbringen des Verbinders mit der Leiterplatte; Koppeln der Leiterplatte mit dem Gehäuse; Anordnen der Leiterplatte derart, dass der Verbinder durch die Blende hervorsteht; und Koppeln des Verbindergehäuses mit dem Verbinder.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, um zu vermeiden, dass ein Zwischenbauteil im Gehäuse der Baugruppe bereitgestellt werden muss, um die Endposition des Verbinders aufgrund der Ausrichtung von Bildsensor und Linse auszugleichen.
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Der Gedanke, der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht daher darin, eine Blende im Gehäuse bereitzustellen, durch die der Verbinder hervorstehen kann, um in der Endposition des Verbinders nach dem Ausrichten des Bildsensors und der Linse mit einem Verbindergehäuse verbunden zu werden.
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Vorteilhafterweise muss kein Zwischenbauteil bereitgestellt werden, das eingerichtet ist, um den Verbinder physisch und/oder elektrisch im Gehäuse aufzunehmen, um die Endposition des Verbinders aufgrund der Ausrichtung des Bildsensors und der Linse auszugleichen. Auf diese Weise ist es möglich, das Gehäuse mit weniger konstruktiven Einschränkungen herzustellen, wodurch die Herstellungskosten und die Herstellungsdauer effektiv reduziert werden können. Darüber hinaus besteht das Gehäuse selbst und die gesamte Baugruppe aus einer geringeren Anzahl von Einzelteilen, was wiederum zu einer höheren Kosteneffizienz und weniger Gesamtfertigungs- oder Montageschritten führt. Außerdem muss das Gehäuse, da es keine zusätzlichen Zwischenbauteile umfasst, bei der Montage weniger sorgfältig gehandhabt werden, was zu einer Verringerung der Rüst- und/oder Vorbereitungszeiten für die Montage führen kann. Auf diese Weise können auch die Transportkosten gesenkt werden, da weniger Dämpfung bereitgestellt werden muss, da sich keine zwischengeschalteten und möglicherweise zerbrechlichen elektrischen und/oder physikalischen Bauteile im Gehäuse befinden.
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Das Gehäuse kann als Kameragehäuse ausgebildet sein, wobei das Gehäuse eingerichtet ist, alle für den Betrieb einer Kamera erforderlichen Bauteile aufzunehmen. Auf diese Weise kann das Gehäuse einen physischen Schutz, Festigkeit, Stabilität und/oder Dichtheit gegenüber den eingeschlossenen Bauteilen bereitstellen. Insbesondere kann das Gehäuse eine Dichtigkeit von mindestens IP67 und bis zu IP69 bereitstellen. Außerdem kann das Gehäuse interne Befestigungspunkte und/oder Befestigungsabschnitte zur Aufnahme der eingeschlossenen Bauteile aufweisen.
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Außerdem kann die Rückblickvorrichtung für den Einsatz in einem Kamera-Überwachungssystem eingerichtet werden. Darüber hinaus kann die Rückblickvorrichtung eingerichtet werden, um eine nach hinten gerichtete Sicht auf ein Fahrzeug bereitzustellen. Insbesondere kann die Rückblickvorrichtung als Rückspiegel ausgebildet sein, wobei ein Spiegel in Kombination mit einer Kamera verwendet wird, um eine nach hinten gerichtete Sicht auf ein Fahrzeug bereitzustellen.
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Außerdem weist das Gehäuse eine Blende auf. Insbesondere kann die Blende als jede Art von Öffnung in der Oberfläche des Gehäuses ausgebildet sein, die einen Durchgang von der äußeren Umgebung des Gehäuses zum Inneren des Gehäuses und umgekehrt bereitstellt. Darüber hinaus kann die Blende gleichzeitig mit der Herstellung des Gehäuses selbst hergestellt werden, insbesondere als integraler Bestandteil des Gehäuses geformt oder gegossen werden, oder sie kann zu einem späteren Zeitpunkt durch Bohren und/oder Schneiden in das Gehäuse eingearbeitet werden.
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Insbesondere kann die Leiterplatte als gedruckte Leiterplatte (PCB) ausgeführt sein, die eine elektrische Anschlussschnittstelle für die Kamera bereitstellt. Auf diese Weise wird ein zentrales elektrisches Bauteil bereitgestellt, das die Kommunikation zwischen den einzelnen Bauteilen innerhalb der Kamera ermöglicht. Der Verbinder kann als elektrischer Verbinder ausgebildet sein, der mit der Leiterplatte elektrisch in Kontakt steht, um Signale zu senden und zu empfangen, insbesondere um Signale zu senden und zu empfangen, die sich auf den Betrieb einer Kamera beziehen.
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Außerdem kann der Verbinder eingerichtet werden, um vollständig aus der Blende des Gehäuses hervorzustehen. Insbesondere kann der Verbinder eingerichtet sein, um in die Blende an einer ersten Seite des Gehäuses einzutreten und die Blende an einer zweiten Seite des Gehäuses zu verlassen. Die erste und zweite Seite des Gehäuses können sich auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses befinden, wobei eine Seite des Gehäuses eine Innenseite und die andere Seite des Gehäuses eine Außenseite des Gehäuses ist. Außerdem kann der Verbinder eingerichtet werden, um vollständig durch die Blende des Gehäuses hindurchzugehen, wobei sich ein Abschnitt des Verbinders physisch über die äußere Begrenzung des Gehäuses hinaus erstreckt. Der Verbinder kann eingerichtet sein, um einen vorstehenden Abschnitt zu umfassen, wobei der vorstehende Abschnitt um einen vorbestimmten Abstand durch die Blende hervorsteht. Der vorbestimmte Abstand kann zwischen 5 und 15 mm, insbesondere zwischen 7,5 und 12,5 mm betragen.
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Das Kuppeln des Verbinders und des Verbindergehäuses kann formschlüssig, insbesondere kraftschlüssig, form- und/oder pressschlüssig erfolgen, um eine physikalisch stabile Verbindung zu gewährleisten. Insbesondere kann das Verbindergehäuse so gestaltet sein, dass es einen Basisabschnitt umfasst, der eine große Oberfläche zum Koppeln mit dem Gehäuse bereitstellt. Insbesondere kann das Gehäuse ausgebildet sein, um einen Befestigungsabschnitt zu umfassen, der eingerichtet ist, um eine große Oberfläche zur Aufnahme des Verbindergehäuses, insbesondere des Basisabschnitts des Verbindergehäuses, bereitzustellen.
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Vorteilhafterweise umfasst das Montageverfahren einer Kamera einen zusätzlichen Schritt des Ausrichtens eines auf der ersten Seite der Leiterplatte angeordneten Bildsensors mit einer Linse, wobei die optische Achse der Linse mit der entsprechenden Achse des Bildsensors ausgerichtet ist. Insbesondere wird das Ausrichten durchgeführt, um zu gewährleisten, dass die Kamera ein hinreichend scharfes und fokussiertes Bild aufnehmen kann. Darüber hinaus umfasst der Schritt des Inkontaktbringens des Verbinders mit der Leiterplatte das Verlöten des Verbinders mit der Leiterplatte, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
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Vorteilhafte oder bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gehäuse einen vorderen Gehäuseabschnitt und einen hinteren Gehäuseabschnitt, wobei die Leiterplatte eingerichtet ist, um mit dem vorderen Gehäuseabschnitt gekoppelt zu werden, und das Verbindergehäuse eingerichtet ist, um mit dem hinteren Gehäuseabschnitt gekoppelt zu werden. Auf diese Weise wird das Gehäuse in zwei einzelne Abschnitte geteilt, was eine leichtere Montage durch einen besseren Zugang zu den inneren Oberflächen, insbesondere den inneren Anschlussbereichen, des jeweiligen vorderen Gehäuseabschnitts und des hinteren Gehäuseabschnitts ermöglicht. Der vordere Gehäuseabschnitt und der hintere Gehäuseabschnitt können als zwei ähnlich große Abschnitte ausgebildet sein, oder einer der Abschnitte kann deutlich größer als der andere Abschnitt sein. Insbesondere kann der größere der beiden Abschnitte als der vorgesehene Abschnitt ausgebildet sein, der alle oder den größten Teil der internen Bauteile aufnimmt, während der kleinere Abschnitt als Abdeckung und/oder Deckel ausgebildet sein kann, der mit dem größeren Abschnitt kompatibel ist. Insbesondere sind der vordere Gehäuseabschnitt und der hintere Gehäuseabschnitt eingerichtet, um gekoppelt zu werden, um das Gehäuse zu bilden. Darüber hinaus können der vordere Gehäuseabschnitt und der hintere Gehäuseabschnitt durch geeignete mechanische Verbindungselemente oder durch eine Materialverbindung gekoppelt werden. Insbesondere kann der hintere Gehäuseabschnitt die Blende umfassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verbinder eingerichtet, um den Kontakt mit dem hinteren Gehäuseabschnitt zu vermeiden. Auf diese Weise kann auf die Aufnahme des Verbinders innerhalb des hinteren Gehäuseabschnitts verzichtet werden, was zu einem weniger komplexen hinteren Gehäuseabschnitt mit größerer Gestaltungsfreiheit führt. Insbesondere kann der Verbinder eingerichtet werden, um den elektrischen Kontakt mit dem hinteren Gehäuseabschnitt zu vermeiden. Auf diese Weise kann auf das Bereitstellen eines elektrischen Zwischenbauteils im hinteren Gehäuse verzichtet werden. Darüber hinaus kann der Verbinder eingestaltet werden, um den direkten Kontakt mit dem hinteren Gehäuseabschnitt zu vermeiden, wobei der Verbinder nicht physisch an dem hinteren Gehäuseabschnitt anliegt. Insbesondere kann der Verbinder eingerichtet werden, um den Kontakt mit dem Gehäuse zu vermeiden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindergehäuse als schwebendes Bauteil ausgebildet, insbesondere räumlich verstellbar. Auf diese Weise ist das Verbindergehäuse eingerichtet, um, je nach Endposition des Verbinders, in verschiedenen Positionen mit dem Gehäuse, insbesondere dem hinteren Gehäuseabschnitt, gekoppelt werden zu können. Insbesondere kann die räumliche Verstellbarkeit des Verbindergehäuses gegenüber dem Gehäuse, insbesondere dem hinteren Gehäuseabschnitt, zwischen 10 und 40 Mikrometern, insbesondere 20 und 30 Mikrometern betragen. Auf diese Weise ist es möglich, das Ausrichten des Bildsensors und der Linse, das die Position des Verbinders beeinflusst, durchzuführen und trotzdem das Verbindergehäuse mit dem Gehäuse oder dem hinteren Gehäuseabschnitt zu koppeln, ohne das Risiko einer Inkompatibilität einzugehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der hintere Gehäuseabschnitt eine nach außen gewandte Oberfläche, und das Verbindergehäuse ist eingerichtet, um mit der Oberfläche gekoppelt zu werden. Auf diese Weise umfasst der hintere Gehäuseabschnitt einen optimalen Befestigungsabschnitt, der eingerichtet ist, um das Verbindergehäuse adäquat aufzunehmen, um die Stabilität des Verbinders zu gewährleisten. Die nach außen gewandte Oberfläche kann als ausreichend ebene Oberfläche, insbesondere als optimal bearbeitete Oberfläche, ausgebildet sein, um das Kuppeln des Verbindergehäuses zu erleichtern. Alternativ kann die nach außen gewandte Oberfläche derart ausgebildet sein, dass sie ein komplementäres Oberflächenmuster zum Verbindergehäuse, insbesondere einer Unterseite des Verbindergehäuses, aufweist, um eine optimale Passform bereitzustellen und/oder den Kopplungsvorgang zu erleichtern. Darüber hinaus kann die Unterseite des Verbindergehäuses als Basisabschnitt des Verbindergehäuses ausgebildet sein. Insbesondere kann die nach außen gewandte Oberfläche als eine von den Inneren der Kamera abgewandte Oberfläche ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die nach außen gewandte Oberfläche des hinteren Gehäuseabschnitts eingerichtet sein, um eine große Oberfläche zur Aufnahme des Verbindergehäuses, insbesondere des Basisabschnitts des Verbindergehäuses, bereitzustellen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind der hintere Gehäuseabschnitt und/oder das Verbindergehäuse aus einem nichtmetallischen Material, insbesondere aus Kunststoff, hergestellt. Auf diese Weise werden der hintere Gehäuseabschnitt und/oder das Verbindergehäuse aus kostengünstigen, leichten und designfreundlichen Materialien hergestellt, was auch eine allgemeine Kostenreduzierung der Kamera ermöglicht. Darüber hinaus wird durch die Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe die Gefahr der Rosterzeugung durch eindringende Feuchtigkeit oder der Materialverschlechterung durch andere Umwelteinflüsse verringert. Darüber hinaus kann der hintere Gehäuseabschnitt und/oder das Verbindergehäuse Formkodierungsmerkmale aufweisen. Auf diese Weise wird der Montageprozess der Kamera verbessert, da Fehlmontagen während des Montageprozesses vollständig vermieden werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leiterplatte eine erste Seite, wobei die erste Seite angeordnet und eingerichtet ist, um dem vorderen Gehäuseabschnitt zuzuwenden, und wobei eine Linse eingerichtet ist, um mit dem vorderen Gehäuseabschnitt gekoppelt zu sein, und wobei ein Bildsensor eingerichtet ist, um auf der ersten Seite angeordnet zu sein. Auf diese Weise kann die Leiterplatte die einzelnen Bauteile aufnehmen, die für die korrekte Funktion der Kamera erforderlich sind. Insbesondere kann die Linse als eine Linsenanordnung ausgebildet sein, die mehrere Linsen umfasst. Darüber hinaus kann der Bildsensor ein digitaler Bildsensor sein, insbesondere ein Active-Pixel-Sensor oder ein CMOS-Sensor.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leiterplatte eine zweite Seite, wobei die zweite Seite eingerichtet ist, um dem hinteren Gehäuseabschnitt zugewandt zu sein, und der Verbinder eingerichtet ist, um an die zweite Seite verlötet zu werden. Auf diese Weise wird die Leiterplatte als zentrales elektrisches Bauteil bereitgestellt, das auf der ersten Seite den Bildsensor und auf der zweiten Seite den Verbinder aufnimmt. Darüber hinaus, und aufgrund der ersten und zweiten Seite der Leiterplatte, wird die Ausrichtung des Bildsensors und des Objektivs auf die Endposition des Verbinders auf der zweiten Seite der Leiterplatte übertragen. Insbesondere können der Bildsensor und der Verbinder eingerichtet werden, um an die erste Seite verlötet zu werden. Darüber hinaus können der Verbinder und der Bildsensor eingerichtet werden, um auf der gleichen Seite der Leiterplatte angeordnet zu werden. Auf diese Weise kann die Kamera für spezielle Anwendungen eingesetzt werden, wobei der Bildsensor und der Verbinder auf derselben Seite der Leiterplatte angeordnet sein müssen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verbinder als Fakra-Verbinder ausgeführt. Damit ist der Verbinder optimal für den Einsatz in Straßenfahrzeugen und ähnlichen Anwendungen ausgelegt. Insbesondere kann der Verbinder die Anforderungen nach DIN 72594-1 und USCAR-18 erfüllen.
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Darüber hinaus kann der Verbinder eine Farbkodierung sowie eine mechanische Kodierung aufweisen, um die Montage zu verbessern und/oder falsche Verbindungen zu vermeiden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindergehäuse durch eine Materialverbindung, insbesondere eine Laserschweißung, mit dem Gehäuse gekoppelt. Auf diese Weise wird eine starke, robuste und dauerhafte Materialverbindung bereitgestellt. Darüber hinaus wird eine Laserschweißung aufgrund der geringen thermischen Belastung der umliegenden Bauteile und der minimalen Nachbearbeitungskosten bevorzugt. Alternativ kann die Materialverbindung auch als Lösungsmittelschweißung, Reibschweißung, Heißgasschweißung und/oder Infrarotschweißung ausgeführt werden. Insbesondere kann das Verbindergehäuse mit dem hinteren Gehäuseabschnitt durch eine Materialverbindung, insbesondere durch eine Laserschweißung, gekoppelt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindergehäuse aus einem zumindest teilweise optisch transparenten Material hergestellt. Auf diese Weise kann das Schmelzen der äußeren Oberfläche des Verbindergehäuses vermieden werden, während das darunter liegende Gehäuse, insbesondere der hintere Gehäuseabschnitt, mit Hilfe eines Lasers geschmolzen wird. Insbesondere ist das Material zumindest teilweise optisch transparent für eine Wellenlänge eines verwendeten Lasers. Auf diese Weise lassen sich Verbindergehäuse und Gehäuse, insbesondere hinterer Gehäuseabschnitt, nach einem indirekten Laserschmelzverfahren koppeln.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Gehäuse einen vorderen Gehäuseabschnitt und einen hinteren Gehäuseabschnitt. Das Verfahren umfasst ferner die Schritte des Anordnens der Leiterplatte am vorderen Gehäuseabschnitt und des Anordnens des Verbindergehäuses am hinteren Gehäuseabschnitt. Insbesondere weist der hintere Gehäuseabschnitt eine nach außen gewandte Oberfläche auf, und das Verfahren umfasst den Schritt des Anordnens des Verbindergehäuses auf der nach außen gewandten Oberfläche. Auf diese Weise ist das Gehäuse in zwei verschiedene Abschnitte unterteilt, wobei jeder Abschnitt eine spezifische Funktion für die Montage der Kamera bereitstellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Koppelns des Verbindergehäuses mit dem Gehäuse das Bereitstellen einer Materialverbindung, insbesondere nach einem Laserschweißverfahren. Auf diese Weise entsteht eine starke, robuste und dauerhafte Verbindung, die in einen automatisierten Montageprozess integriert werden kann. Insbesondere ist die Materialverbindung zum Koppeln des Verbindergehäuses mit dem hinteren Gehäuseabschnitt vorgesehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Bereitstellens einer Materialverbindung die folgenden Schritte: Schmelzen des Verbindergehäuses durch Erwärmen und Schmelzen des Gehäuses durch einen Laser mittels Wärmeleitung, wobei das Gehäuse Energie vom Laser absorbiert; und Anlegen von Druck auf das Verbindergehäuse und/oder das Gehäuse. Insbesondere weist das Verbindergehäuse ein zumindest teilweise optisch transparentes Material auf, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, den Laser durch das Verbindergehäuse und auf die Oberfläche des Gehäuses, insbesondere den hinteren Gehäuseabschnitt, zu richten. Auf diese Weise wird das Material des Gehäuses oder des hinteren Gehäuseabschnitts, auf den der Laser auftrifft, geschmolzen. Insbesondere überträgt das geschmolzene Material des Gehäuses oder des hinteren Gehäuseabschnitts die Wärme durch Wärmeleitung auf das Verbindergehäuse und schmilzt das Verbindergehäuse unter Bildung eines gegenseitigen Schmelzbades auf, wodurch eine hochwertige Materialverbindung entsteht. Insbesondere der Schritt des Anlegens von Druck, der das Verbindergehäuse und/oder das Gehäuse während der Dauer des Schmelzvorgangs gegeneinander presst. Insbesondere der Schritt des Anlegens von Druck, der das Verbindergehäuse und/oder das Gehäuse während der Dauer des Schmelzvorgangs gegeneinander presst.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Inkontaktbringens ferner das Inkontaktbringen eines Bildsensors mit der Leiterplatte. Darüber hinaus kann der Schritt des Inkontaktbringens eines Bildsensors und des Verbinders mit der Leiterplatte einen Schritt des Verlötens des Verbinders mit der Leiterplatte während des SMT-Prozesses (Surface Mount Technology) umfassen, wobei der Bildsensor in und/oder an die Leiterplatte verlötet wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Koppelns ferner das Koppeln einer Linse mit dem Gehäuse. Insbesondere kann die Linse mit Hilfe von mechanischen Verbindungsmitteln und/oder einer Klebelösung an das Gehäuse gekoppelt werden. Außerdem kann der Schritt des Koppelns des Objektivs mit dem Gehäuse einen Schritt des Ausrichtens, insbesondere des aktiven Ausrichtens, des Bildsensors und des Objektivs umfassen, wobei insbesondere die optische Achse des Objektivs mit der entsprechenden Achse des Bildsensors ausgerichtet wird.
Die obigen Ausführungsformen können nach Wunsch miteinander kombiniert werden, falls sinnvoll. Weitere mögliche Ausführungsformen, weitere Konfigurationen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von Merkmalen der hierin bezüglich der Ausführungsformen beschriebenen Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann dabei auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Vorteile werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen und in welchen zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Kamera; und
- 2 eine schematische Darstellung einer Kamera gemäß einer Ausführungsform; und
- 3 ein Verbindergehäuse und einen hinteren Gehäuseabschnitt; und
- 4 eine Schnittansicht A-A der in 3 gezeigten Ausführungsform; und
- 5 eine Explosionsdarstellung der in 3 gezeigten Ausführungsform; und
- Die 6A bis 6D die Stufen des Koppelns des Verbindergehäuses und des Gehäuses; und
- 7 ein Flussdiagramm für ein Montageverfahren einer Kamera.
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Die beiliegenden Zeichnungen sind enthalten, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen und sind einbezogen in und bilden einen Bestandteil von dieser Beschreibung. Die Zeichnungen veranschaulichen besondere Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsformen der Erfindung und viele der damit verbundenen Vorteile der Erfindung werden leicht nachvollziehbar, so sie mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verständlich werden.
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Es versteht sich von selbst, dass gängige und/oder wohlverstandene Elemente, die in einer kommerziell durchführbaren Ausführungsform nützlich oder notwendig sein können, nicht notwendigerweise abgebildet sind, um eine abstraktere Darstellung der Ausführungsformen zu ermöglichen. Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Es versteht sich außerdem von selbst, dass bestimmte Aktionen und/oder Schritte in einer Ausführungsform eines Verfahrens in einer bestimmten Reihenfolge der Vorgänge beschrieben oder dargestellt sein können, während die Fachleute verstehen, dass eine solche Spezifität in Bezug auf die Reihenfolge nicht wirklich erforderlich ist. Es versteht sich auch, dass die in der vorliegenden Spezifikation verwendeten Begriffe und Ausdrücke die übliche Bedeutung haben, die diesen Begriffen und Ausdrücken in Bezug auf die entsprechenden jeweiligen Untersuchungs- und Studiengebiete zukommt, mit Ausnahme wo hierin anderweitig spezifische Bedeutungen angegeben wurden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kamera 1. Die gezeigte schematische Darstellung stellt eine stark vereinfachte Version der Kamera 1 dar.
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In der gezeigten Darstellung ist die Kamera 1 für den Einsatz in Straßenfahrzeugen ausgelegt. Insbesondere kann die Kamera 1 für eine Rückblickvorrichtung konfiguriert sein.
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Die Kamera 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Blende 3, eine Leiterplatte 4, die eingerichtet ist, mit dem Gehäuse 2 gekoppelt zu werden, einen Verbinder 5, der eingerichtet ist, mit der Leiterplatte 4 in Kontakt zu kommen, und ein Verbindergehäuse 6, das eingerichtet ist, mit dem Gehäuse 2 gekoppelt zu werden. Der Verbinder 5 ist eingerichtet um durch die Blende 3 hervorzustehen und mit dem Verbindergehäuse 6 gekoppelt zu werden. In der gezeigten schematischen Darstellung reicht der Verbinder 5 über die Blende 3 hinaus, jedoch nicht über das Verbindergehäuse 6. Alternativ kann sich der Verbinder 5 sowohl über das Verbindergehäuse 6 als auch über die Blende 3 hinaus erstrecken.
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Darüber hinaus ist der Verbinder 5 eingerichtet, um den Kontakt mit dem Gehäuse 2 zu vermeiden. In der gezeigten Ausführungsform ist das Gehäuse 2 rechteckig dargestellt. Die Form des Gehäuses 2 ist frei gestaltbar, um baulichen und/oder gestalterischen Anforderungen gerecht zu werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Kamera 10 gemäß einer Ausführungsform.
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In dieser Ausführungsform umfasst das Gehäuse 2 einen vorderen Gehäuseabschnitt 7 und einen hinteren Gehäuseabschnitt 8. Der vordere Gehäuseabschnitt 7 und der hintere Gehäuseabschnitt 8 sind als ähnlich große Rechtecke dargestellt, die entlang einer ihrer jeweiligen längeren Seiten miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist die Leiterplatte 4 eingerichtet, um mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 7 gekoppelt zu werden. Das Koppeln der Leiterplatte 4 mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 7 wird durch das Anordnen der Leiterplatte 4 innerhalb der Begrenzungen des vorderen Gehäuseabschnitts 7 dargestellt. Außerdem ist das Verbindergehäuse 6 eingerichtet, um mit dem hinteren Gehäuseabschnitt 8 gekoppelt zu werden. Außerdem wird gezeigt, dass die Blende 3 in dem hinteren Gehäuseabschnitt 8 enthalten ist. Darüber hinaus ist der vorstehende Abschnitt 5a als der Abschnitt des Verbinders 5 dargestellt, der aus der Blende 3 hervorsteht. Außerdem weist das Verbindergehäuse 6 zwei L-förmige Querschnitte auf beiden Seiten des hervorstehenden Abschnitts 5a des Verbinders 5 auf.
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Wie dargestellt, weist die Leiterplatte 4 eine erste Seite 10 auf, die angeordnet und eingerichtet ist, um dem vorderen Gehäuseabschnitt 7 zugewandt zu sein. Darüber hinaus ist eine Linse 11 eingerichtet, mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 7 gekoppelt zu werden, und ein Bildsensor 12 ist eingerichtet, auf der ersten Seite 10 angeordnet zu werden. Das entscheidende Ausrichten der optischen Achse der Linse 11 und des Bildsensors 12 ist durch die gestrichelte Linie dargestellt.
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Außerdem weist die Leiterplatte 4 eine zweite Seite 13 auf, die dem hinteren Gehäuseabschnitt 8 zugewandt ist. Wie dargestellt, ist der Verbinder 5 eingerichtet, um an die zweite Seite 13 der Leiterplatte 4 verlötet zu werden. Die Positionierung des Bildsensors 12 und des Verbinders 5 auf der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 13 der Leiterplatte 4 ist rein beispielhaft. Außerdem weist der hintere Gehäuseabschnitt 8 eine nach außen gewandte Oberfläche 9 auf, und das Verbindergehäuse 6 ist eingerichtet, um mit der nach außen gewandten Oberfläche 9 gekoppelt zu werden. Darüber hinaus ist der Verbinder 5 als Fakra-Verbinder ausgeführt.
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3 zeigt ein Verbindergehäuse 6 und einen hinteren Gehäuseabschnitt 8.
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In dieser Ausführungsform ist der hintere Gehäuseabschnitt 8 als quadratisches Bauteil mit abgerundeten Ecken und einer im Wesentlichen kreisförmigen Schnittstelle 14 dargestellt, die zur Aufnahme des Verbindergehäuses 6 dient. Die zentrale Lage und die kreisförmige Form der Schnittstelle 14 sind lediglich beispielhaft. Wie dargestellt, weist der hintere Gehäuseabschnitt 8 an jeder seiner vier Ecken Verbindungselemente 15 auf, die dazu dienen, den hinteren Gehäuseabschnitt 8 mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 7 zu koppeln, um das Gehäuse 2 zu bilden.
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Die gezeigten Verbindungselemente 15 können je nach konstruktiven oder funktionellen Anforderungen auch als Knöpfe, Nieten, Klammern, Bolzen, Schrauben, Klammern, Schlitze und/oder Winkel ausgeführt werden. Außerdem ist am Verbindergehäuse 6 eine Raste 16 dargestellt, die dazu dient, ein angeschlossenes Kabel oder ähnliches am Verbindergehäuse 6 zu befestigen.
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Darüber hinaus ist eine gestrichelte Linie A-A eingezeichnet, die die Schnittebene des Abschnitts in 4 angibt.
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4 zeigt eine Schnittansicht A-A der in 3 gezeigten Ausführungsform.
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Wie dargestellt, ist das Verbindergehäuse 6 mit dem hinteren Gehäuseabschnitt 8 an einer nach außen gewandten Oberfläche 9 gekoppelt. Der hintere Gehäuseabschnitt 8 und/oder das Verbindergehäuse 6 sind aus einem nichtmetallischen Material hergestellt. Insbesondere kann der hintere Gehäuseabschnitt 8 und/oder das Verbindergehäuse 6 aus Kunststoff hergestellt werden. Die Größe des Überlappungsbereichs der nach außen gewandten Oberfläche 9 zwischen dem Verbindergehäuse 6 und dem hinteren Gehäuseabschnitt 8 kann entsprechend den konstruktiven und/oder funktionellen Anforderungen dimensioniert werden. Darüber hinaus kann eine größere Überlappungsfläche der nach außen gewandten Oberfläche 9 dazu beitragen, eine feste und stabile Verbindung zwischen dem Verbindergehäuse 6 und dem hinteren Gehäuseabschnitt 8 bereitzustellen.
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5 zeigt eine Explosionsdarstellung der in 3 gezeigten Ausführungsform.
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Wie dargestellt, sind das Verbindergehäuse 6 und der hintere Gehäuseabschnitt 8 beispielhaft getrennt. Außerdem umfasst der hintere Gehäuseabschnitt 8 die Blende 3, durch die der Verbinder 5 (nicht dargestellt) hervorsteht. Das Verbindergehäuse 6 ist als schwebendes Bauteil ausgeführt. Das Verbindergehäuse 6 wird mit dem hinteren Gehäuseabschnitt 8 gekoppelt, nachdem der Verbinder 5 (nicht abgebildet) seine Endposition erreicht hat, die von der Ausrichtung des Objektivs und des Bildsensors abhängt. Insbesondere ist das Verbindergehäuse 6 derart eingerichtet, um zum Ausgleich der genannten Endposition des Verbinders 5 (nicht dargestellt) räumlich verstellbar zu sein.
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Die 6A bis 6D zeigen die Stufen des Kopplungsvorgangs des Verbindergehäuses 6 und des hinteren Gehäuseabschnitts 8.
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Wie gezeigt, enthalten die jeweiligen Abbildungen A-D schematische Darstellungen des Verbindergehäuses 6 und des hinteren Gehäuseabschnitts 8, die jeweils als parallel zueinander angeordnete Rechtecke dargestellt sind. Die alphabetische Reihenfolge A-D der jeweiligen Abbildungen gibt die Stufen des Kopplungsvorgangs in chronologischer Reihenfolge an, wobei das Verbindergehäuse 6 mit dem Gehäuse 2 mittels einer Materialverbindung, insbesondere einer Laserschweißung, gekoppelt wird. Die folgende Beschreibung des Kopplungsvorgangs bezieht sich auf das Verbindergehäuse 6 und den hinteren Gehäuseabschnitt 8. Das Gleiche wird jedoch auch für das Verbindergehäuse 6 im Kombinationsgehäuse 2 verwendet.
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6A zeigt einen Laser 18, der auf die Oberfläche des hinteren Gehäuseabschnitts 8 trifft und ein Schmelzbecken 17 aus dem Material des hinteren Gehäuseabschnitts 8 erzeugt. Das Verbindergehäuse 6 ist aus einem zumindest teilweise optisch transparenten Material hergestellt, insbesondere transparent für eine Wellenlänge des verwendeten Lasers 18. Auf diese Weise durchdringt der Laser 18 das Verbindergehäuse 6, ohne dieses zu erwärmen und/oder zu schmelzen.
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6B zeigt eine Ausbreitung des Schmelzbeckens 17 des hinteren Gehäuseabschnitts 8, wobei sich das Schmelzbecken 17 vergrößert hat und effektiv an das Verbindergehäuse 6 angrenzt. Das Verbindergehäuse 6 wird durch Wärmeleitung aus dem Schmelzbecken 17 des hinteren Gehäuseabschnitts 8 aufgeschmolzen.
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6C zeigt die Beaufschlagung des Verbindergehäuses 6 und/oder des hinteren Gehäuseabschnitts 8 mit Druck 19, um die einzelnen Bauteile zusammenzupressen. Außerdem ist ein gegenseitiges Schmelzbecken 17a dargestellt, in dem das geschmolzene Material des Verbindergehäuses 6 und des hinteren Gehäuseabschnitts 8 vermischt wird. Das gemeinsame Schmelzbecken 17a bildet eine hochwertige Materialverbindung.
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6D zeigt die letzte Stufe des Kopplungsvorgangs, in der das Verbindergehäuse 6 und der hintere Gehäuseabschnitt 8 aufgrund des Drucks 19 aneinanderstoßen und das gemeinsame Schmelzbecken 17a abzukühlen beginnt, um eine feste Materialverbindung zu gewährleisten.
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7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Montageverfahren einer Kamera 10.
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Das gezeigte Montageverfahren umfasst fünf Verfahrensschritte M1-M5. Die Nummerierung der Verfahrensschritte M1-M5 dient nur zur Unterscheidung der verschiedenen Verfahrensschritte M1-M5 voneinander und bedeutet nicht, dass die Verfahrensschritte M1 bis M5 in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden müssen. Die Reihenfolge der Verfahrensschritte M1 bis M5 kann in einer anderen als der in 7 dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden.
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Das Montageverfahren einer Kamera 1 umfasst den Schritt des Bereitstellens M1 eines Gehäuses 2, einer Leiterplatte 4, eines Verbinders 5 und eines Verbindergehäuses 6, wobei das Gehäuse 2 eine Blende 3 umfasst. Das Verfahren umfasst darüber hinaus den Schritt des Inkontaktbringens M2 des Verbinders 5 mit der Leiterplatte 4.
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Das Verfahren umfasst auch die Schritte M3 des Koppelns der Leiterplatte 4 mit dem Gehäuse 2 und des Anordnens M4 der Leiterplatte 4 so, dass der Verbinder 5 aus der Blende 3 hervorsteht. Außerdem umfasst das Verfahren den Schritt des Koppelns M5 des Verbindergehäuses 6 mit dem Verbinder 5.
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Darüber hinaus umfasst das Gehäuse 2 einen vorderen Gehäuseabschnitt 7 und einen hinteren Gehäuseabschnitt 8, und das Verfahren umfasst ferner die Schritte des Anordnens der Leiterplatte 4 an dem vorderen Gehäuseabschnitt 7 und des Anordnens des Verbindergehäuses 6 an dem hinteren Gehäuseabschnitt 8.
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In einer Ausführungsform umfasst der zuvor beschriebene Schritt des Koppelns des Verbindergehäuses 6 mit dem Verbinder 5 das Bereitstellen einer Materialverbindung, insbesondere nach einem Laserschweißverfahren.
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Außerdem umfasst der Schritt des Bereitstellens einer Materialverbindung die Schritte des Schmelzens des Verbindergehäuses 6 durch Erwärmen und Schmelzen des Gehäuses 2 durch einen Laser 18 mittels Wärmeleitung, wobei das Gehäuse 2 Energie vom Laser 18 absorbiert und Druck 19 auf das Verbindergehäuse 6 und/oder das Gehäuse 2 verwendet wird.
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Darüber hinaus umfasst der Schritt des Inkontaktbringens M2 auch das Inkontaktbringen eines Bildsensors 12 mit der Leiterplatte 4. Insbesondere kann der Bildsensor 12 auf die Leiterplatte 4 verlötet werden. Außerdem umfasst der Schritt des Koppelns M3 auch das Koppeln einer Linse 11 mit dem Gehäuse 2. Darüber hinaus kann die Linse 11 mit dem Bildsensor 12 auf der Leiterplatte 4 ausgerichtet werden, insbesondere aktiv ausgerichtet werden.
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Obwohl spezifische Ausführungsformen der Erfindung hierin dargestellt und beschrieben sind, werden die Fachleute erkennen, dass eine Vielzahl alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen existieren. Es sollte beachtet werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr werden die vorstehende Zusammenfassung und die detaillierte Beschreibung den Fachleuten einen praktischen Leitfaden zur Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform bereitstellen, wobei selbstverständlich ist, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können in der Funktion und der Anordnung von Elementen, welche in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen sind, ohne vom Umfang abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtsgültigen Äquivalenten dargelegt ist. Im Allgemeinen soll diese Anmeldung alle Anpassungen oder Variationen der hierin erörterten spezifischen Ausführungsformen abdecken.
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Es sollte auch beachtet werden, dass in diesem Dokument die Begriffe „umfassen“, „umfassend“, „beinhalten“, „beinhaltend“, „enthalten“, „enthaltend“, „haben“, „habend“ , und jegliche Variationen davon, dazu gedacht sind, dass sie in einem umfassenden (d. h. nicht-ausschließenden) Sinne zu verstehen sind, so dass der hier beschriebene Prozess, das Verfahren, die Vorrichtung, die Anordnung oder das System nicht auf die genannten Merkmale oder Teile oder Elemente oder Schritte beschränkt ist, sondern auch andere Elemente, Merkmale, Teile oder Schritte umfassen kann, die nicht explizit aufgeführt sind oder dem Prozess, dem Verfahren, dem Gegenstand oder der Anordnung inhärent sind. Des Weiteren sind die hierin verwendeten Begriffe „a“ und „an“ so zu verstehen, dass sie eines oder mehrere bedeuten, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Darüber hinaus werden die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen nicht dazu dienen, numerische Anforderungen an ihre Gegenstände zu stellen oder eine bestimmte Rangfolge ihrer Bedeutung festzulegen.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Kamera
- 2
- Gehäuse
- 3
- Blende
- 4
- Leiterplatte
- 5
- Verbinder
- 5a
- hervorstehender Abschnitt
- 6
- Verbindergehäuse
- 7
- vorderer Gehäuseabschnitt
- 8
- hinterer Gehäuseabschnitt
- 9
- Oberfläche
- 10
- erste Seite
- 11
- Linse
- 12
- Bildsensor
- 13
- zweite Seite
- 14
- Schnittstelle
- 15
- Verbindungselement
- 16
- Raste
- 17
- Schmelzbecken
- 17a
- gemeinsames Schmelzbecken
- 18
- Laser
- 19
- Druck
- M1 bis M5
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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