CN105376472B - 模块化pcb电路板摄像系统 - Google Patents

Abstract

一个车用摄像系统，包括一个物镜、第一电路板（5），电路板上有通过物镜（2）获取图像信息的图像传感器（4）、至少一个附加电路板（7，11）用于为摄像系统（10，20）提供预设基本功能；其中第一电路板（5）和每个附加电路板（7，11）都设有至少一个连接单元（6），其中所有的PCB电路板（5、7、11）都具有模块化替换方式的电气连接，根据预设的基本功能，分别的通过连接单元（6）以适应不同功能的摄像系统（10，20）。

Description

模块化PCB电路板摄像系统

技术领域

本发明涉及一种模块化PCB摄像系统，可应用于交通工具，如商用车辆。

背景技术

摄像系统通常包含的多层PCB电路板上都有一个既定的电路板布局。要改变相机的基础，如图像采集、图像处理、信号传输、电气连接以及尽可能附加新的功能，对于常规的相机必须改变整个电路板布局来交换、增加或省略所需功能。这样对于全电路板的改变复杂并且昂贵。

WO 00/46984 A1提供了一种构建和组装包含电子排布的智能化相机的方法。WO2007/036308 A1提供了一种用分立的模块构成的电子成像系统，该电子成像系统利用一个通用总线系统，实现了多个接口模块的灵活交换。DE 199 63 836 A1提供了一种电子相机，该电子相机在第一电路板上设有一个光敏传感器芯片，并且至少含有一个控制电路用来驱动所述传感器芯片。US 2005/0099521 A1提供了一种广角光学成像的相机。

发明内容

本发明目的在于提供一种摄像系统，该系统能够快速有效的适应新的相机版本，同时具有独立适应用户需求的多种功能。

为实现上述目的，本发明提供的摄像系统具有权利要求1所述的特征，有利于本发明技术特征在从属权利中进一步给出。

本发明提供的摄像系统基于模块化系统，所述模块化系统的组件具有明确的零件簇。

本发明所提供的摄像系统包括一个物镜，用于给图像传感器提供图像信息，传感器设置于第一电路板上。因此，第一电路板具有利用物镜获取图像数据的基本功能。进一步的，本发明所述的摄像系统包括至少一个附加电路板，为摄像系统提供预设的附加功能，例如图像处理、信号转换、无线电传输、电源供应、图像传输、信号传输、加热控制、测量值传输、录音等。

本发明所述第一电路板和每个至少一个附加的电路板包括至少一个用于与各个电路板以模块化可交换方式进行电气连接的连接单元，用于适应摄像系统的多种功能。

通过所述模块化的PCB电路板布局，可以开发出开发成本和费用更低的新版本相机，同时能提供多种功能，适应不同用户的需求。进一步的，模块化PCB电路板布局能够根据用户需求，增加或省略用户需要或不需要的功能/PCB电路板。

通过使用标准化的零件簇，能够降低故障的风险，同时也可减少摄像系统的制造成本。

优选的，根据本发明所述的摄像系统，所述PCB电路板上至少有一面设有连接单元，所述各自的连接单元排布在预定的位置上，且互相之间几何兼容。例如，每个连接单元可以放置在一个PCB电路板的单面，或者电路板的两面（如双面印刷的PCB电路板一个放在正面，一个放在背面）。

优选的，本发明所述摄像系统的每个PCB电路板包括至少一个连接单元，每个连接单元包括多个电气连接组，所述电路板通过电气连接组与其他电路板连接，为摄像系统提供多种预设基础功能。

优选的，第一电路板通过电路板上连接单元的电气连接组，与附加电路板相连。所述第一电路板即传感器电路板，上设有图像传感器；所述附加电路板用于为摄像系统提供如图像处理等功能。进一步的，提供图像处理功能的附加电路板可通过电路板上连接单元的电气连接组连接到另外的附加电路板上，所述另外的附加电路板提供如电源供应等功能。

为保证摄像系统功能快速稳定的扩展，相应电气连接组的电气连接设置于预定的位置上。

优选的，本发明的摄像系统的每个PCB电路板可以有多个连接单元，每个连接单元包括多个电气连接组，所述电气连接组最好顺次并排放置（相邻放置）。所述连接单元可以放置在电路板的一面，或一个在正面，一个在背面，这样连接单元便呈几何相对。

优选的，本发明的摄像系统的PCB电路板并排布局，第一电路板放置于物镜背面，其他PCB电路板依照第一电路板顺次排列布局。优选的，顺次放置的最后一个电路板上设有电气连接部件，用于将视频信号、音频信号和/或控制信号传输到外部，或将外部信号输入摄像系统。所述电气连接部件也可放置在一个或多个其他PCB电路板上。

优选的，本发明所述的摄像系统，每个PCB电路板上有相应的电气组件和元件，用于提供相应的基础功能。所述预设的基础功能可为视频处理、视频传输、信号转换、音频传输、电源供应、信号传输、加热控制、测量值传输、录音等。

为实现摄像系统快速稳定的配置，所述PCB电路板各自的连接单元可采用插头连接，通过电路板各自的电气连接组，实现电路板相互之间的电气连接。也可以利用其它连接技术，如电缆、焊接、无线电通信等。

本发明的摄像系统可应用于交通工具，特别是商用车辆的后视镜替换，可持久不断的将车辆周围环境的图像信息提供给车辆的显示装置。

下文将结合本发明的优选实施方式与附图说明来对本发明的技术方案做进一步描述。

附图说明

图1是实施例1中所述摄像系统的截面示意图；

图2是实施例2中所述摄像系统的截面示意图；

图3是实施例1和实施例2中所述PCB电路板平面示意图；

图4是实施例1和实施例2中所述连接单元的示意图。

特征号清单

10 摄像系统

2 物镜

3 外壳

4 图像传感器

5 第一电路板

6 连接单元

7 附加电路板

8 电气组件

9 电气连接

20 摄像系统

11 附加电路板d

6a, 6b 连接单元

A, B, C, D 电气连接组

A1 – A4 电气连接（终端）。

具体实施方式

实施例1

图1是本实施例中摄像系统10的截面示意图。摄像系统10包括物镜2，物镜2设置于外壳3内，这样外部的图像信息就可以进入外壳3内部。

进一步的，物镜2将从摄像系统外部获取的图像信息传入位于第一电路板5上的图像传感器4中，第一电路板5配置于外壳3内，图像传感器4与物镜2反向相对。

如图1所示，第一电路板5与附加电路板7通过连接单元6电气连接，连接单元6设置于第一电路板5的下端，与物镜2分位于第一电路板5的正反两面。进一步的，附加电路板7的表面下端也设有一个连接单元6，与第一电路板上的连接单元6反向相对，形成电气连接。

如图1所示，第一电路板5和附加电路板7均包含一个连接单元6，通过插头连接方式，便可实现第一电路板5和附加电路板7之间的电气连接。

根据实施例1，第一电路板5是一个传感器电路板，上设有图像传感器4，如上所述。附加电路板7可带有为摄像系统10提供电源的功能，为实现这一功能，在附加电路板7上设有相应的电气组件8，电气组件8可实现为摄像系统10提供电源的功能。

独立为摄像系统10供源的电气组件8也可以设置于第一电路板5上，在这种情况下，附加电路板7上的电气组件8可以提供信号转换功能，将图像传感器4的输出信号通过电气连接9传到外部的摄像系统。电气连接9也可用于传递控制信号，至附加电路板7上的电气组件8或第一电路板5上的电气组件8。

根据图1所示，第一电路板5与附加电路板7平行放置，各自的连接单元6与电路板表面大体呈正交，进一步的，当第一电路板5和附加电路板7通过连接单元6呈电气连接状态时，连接单元6的纵轴和外壳3的纵轴平行。

如上所述，实施例1提供了通过连接单元6电气连接的PCB电路板5和7。而摄影系统中还可以附加任意个PCB电路板，通过各自的连接单元互相电气连接，实施例2中将会对这部分进行说明。

实施例2

图2是本实施例中摄像系统20的截面示意图。

除实施例1中所述的摄像系统10所包含的部件外，摄像系统20增加了附加电路板11，不同于实施例1中的第一电路板5和附加电路板7，附加电路板11包含两个连接单元6，分别位于附加电路板11下端的正反两面，各自向相反的方向延伸。

如图2所示，附加电路板11上的连接单元6a向第一电路板5方向延伸，用于连接第一电路板5上的连接单元。

进一步的，附加电路板11上的第二连接单元6b沿连接单元6a反方向延伸，与另一个附加电路板11上的连接单元连接。

图2所示的附加电路板11用于提供基础功能和拓展功能，例如：可为摄像系统提供图像处理、无线电传输、图像传输、信号传输、加热控制、测量值传输、录音等功能。

图2清晰的展示了PCB电路板5、11和7在外壳3中的排布方式，三者沿着外壳3的长方向依次平行放置，进一步的，PCB电路板5、7和11与相机外壳3的纵轴大体呈正交。

电路板11与实施例1中的附加电路板7相似，均包含一个电气组件8来提供基础功能和相应拓展功能，用于扩展摄像系统20的功能范围。

如图2所示，PCB电路板5、7和11相应的连接单元6、6a和6b沿同一方向轴延伸，所述方向轴与相机外壳3的纵轴和物镜2的纵轴平行。

进一步的，PCB电路板5、7和11至少有一面设置有相应的连接单元，所述连接单元设置在L1、L2几何相交的位置，如图3所示。

图3为上述实施例1和实施例2中所述PCB电路板5、7、11其中一个电路板的平面示意图。如图3所示，连接单元6位于预定的几何位置（L1，L2）处，所有的附加电路板连接单元位置均相同。

根据实施例1和实施例2所述，第一电路板5（传感器板）和附加电路板7仅有一面设置有连接单元6，而附加电路板设有两个连接单元6（6a和6b），在反面的（L1，L2）处（在图3中未显示）也设有连接单元，用于PCB电路板5、7和11各自进行模块更换时的电气连接。

图4为连接单元6的详细结构示意图。如图4所示，现有实施例的连接单元6包含电气连接组A、B、C、D，依次包含相应的电气连接（终端）A1、A2、A3、A4。

根据现有实施例，电气连接组A、B、C适用于提供摄像系统特定的基础功能，如图像采集、信号转换、无线电传输、提供电源、图像处理、图像传输、信号传输、测量值传输、录音等。电气连接组D适用于提供附加功能，如加热控制。

如图4所示的电气连接组A、B、C、D依次排布。进一步的，电气连接组A、B、C、D也可以任意的几何排列方式重新排布，在所有附加电路板上均可以实现电气连接组的任意几何排布，可以在摄像系统模块更换时进行。

如图4所示，电气连接组A包含四个电气连接（终端）A1、A2、A3和A4，电气连接（终端）A1、A2、A3和A4按照预定的几何位置排布，所述预定的几何位置根据功能需求，例如，根据基础功能所需，如尺寸、供源、电压等。电气连接组的其他一些几何排布方式也可在本发明中应用。

上述本发明的摄像系统可独立使用，或应用于交通工具，如后视镜替换系统、商用车辆等。

Claims (8)

1.一种车用摄像系统，包括一个物镜、

第一电路板（5），电路板上有通过物镜（2）获取图像信息的图像传感器（4）、

一个第一附加电路板（7）用于为摄像系统（10，20）提供预设基本功能；

至少一个设置于第一电路板（5）和第一附加电路板（7）之间的第二附加电路板（11），用于为摄像系统（10，20）提供预设基本功能；

其中每个电路板（5，7，11）都设有至少一个连接单元（6），其中所有的PCB电路板（5、7、11）都具有模块化替换方式的电气连接，根据预设的基本功能，分别的通过连接单元（6）以适应不同功能的摄像系统（10，20）；

所述连接单元（6）包括多个电气连接组（A，B，C，D)，所述第一电路板（5）与第一附加电路板（7）和至少一个第二附加电路板（11）通过电气连接组（A，B，C，D）连接，为摄像系统（10，20）提供预设的基础功能；

所述各个电气连接组（A，B，C，D)包括多个电气连接终端（A1，A2，A3，A4）；所述电气接线终端（A1，A2，A3，A4）位于预设的位置上，用于根据基础功能需求，操作第二附加电路板（11）提供摄像系统预设的特定基础功能；

所述第一电路板（5）、第一附加电路板（7）和至少一个第二附加电路板（11）均至少有一面设有连接单元（6），且各自连接单元（6）均设置在预定的位置（L1，L2）上，连接单元（6）互相之间几何兼容；

第二附加电路板（11）在反面的（L1，L2）处也设有连接单元（6；6a，6b），使得PCB电路板（5，7，11）相互间具有模块化替换方式的电气连接。

2.根据权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，所述PCB电路板（5，7，11)可通过多个电气连接终端（A1，A2，A3，A4）相互连接。

3.根据权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，所述多个连接单元（6）设置于每个PCB电路板上。

4.根据权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，所述第一附加电路板（7）和至少一个第二附加电路板（11）包含一个电气连接（9），用于传输数据和/或信号到摄像系统的外部。

5.根据权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，所述第一附加电路板（7）和至少一个第二附加电路板（11）放置于第一电路板（5）的一边，与物镜分位于第一电路板（5）两边；所述第一附加电路板（7）和至少一个第二附加电路板（11）从第一电路板（5）的位置处按照第一电路板（5）、第二附加电路板（11）、第一附加电路板（7）的顺序依次放置。

6.根据权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，所述第一附加电路板（7）和至少一个第二附加电路板（11）均包含至少一个电气组件（8），用于扩展摄像系统预定的基础功能。

7.根据权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，所述扩展摄像系统预定的基础功能至少包括以下一项：信号采集、信号处理、信号传输、电源供应和控制功能。

8.根据权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，所述连接单元（6）为插头连接，将电路板（5，7，11）通过电气连接组（A，B，C，D）上的电气连接终端（A1，A2，A3，A4）各自相连。