CN108111719B - 用于机动车辆的摄像机装置和组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于机动车辆的摄像机装置和组装方法。该摄像机装置(12)包括：总体上为矩形的母板(24)；包括摄像机模块(16)的子板(26)，该摄像机模块的光轴(AO)垂直于子板(26)的主平面；母板(24)包括刚性的主区段(32)，该主区段包括图像处理电子部件(36)；母板包括次区段(34)，该次区段由与主区段相同的材料制成并且与主区段一体地形成。次区段部分地被空隙包围；次区段具有限定主区段和次区段之间的结合部的线性界线，该线性界线限定次区段的枢转轴线(P)；子板(26)垂直地安装在次区段上，使得次区段相对于主区段的表面围绕所述枢转轴线(P)倾斜，以便允许调节摄像机模块(16)的光轴(AO)和主区段之间的倾斜角度(α)。

Description

用于机动车辆的摄像机装置和组装方法

技术领域

本发明涉及一种用于监测机动车辆前方的视野的摄像机装置。

背景技术

在车辆中，摄像机通常在挡风玻璃的中上部分中接近中央反射镜安装在挡风玻璃上。这种位置允许系统有一个宽阔且无阻挡的视野。

摄像机装置通常包括摄像机模块部分，该摄像机模块部分包括摄像机的透镜和图像传感器，该模块被布置在第一印刷电路板上，使得透镜的光轴垂直于该印刷电路板。摄像机装置通常还包括用于处理图像并且与车辆接口的部分，该部分布置在第二印刷电路板上。

由这些摄像机装置构成的最普通的要求之一是主光轴平行于车辆的纵向轴线。

因为该要求，印刷电路板垂直于车辆纵向轴线放置，使得摄像机的光轴平行于车辆的纵向轴线。

摄像机系统的图像处理在比包括图像传感器的印刷电路板大得多并且更复杂的印刷电路板上执行。集成化要求的趋势是减小车载摄像机系统的尺寸。

已知的是，将布置有执行图像处理的印刷电路板的摄像机系统布置成相对于车辆纵向轴线倾斜达大约几十度。这通常导致利用柔性带状电缆将包括图像传感器的印刷电路板连接至执行图像处理的印刷电路板。在狭小环境中进行三个元件的这种组装是一个复杂且昂贵的操作。

因此，重要的是提供一种解决这些问题的新颖方案。

发明内容

一种摄像机装置，该摄像机装置包括：总体上为矩形的母板；和包括摄像机模块的子板，该摄像机模块的光轴垂直于所述子板的主平面。所述母板包括刚性的主区段，该主区段包括图像处理电子部件。所述母板包括次区段，该次区段由与所述主区段相同的材料制成并且与所述主区段一体地形成。所述次区段部分地被空隙包围。所述次区段具有限定所述主区段和所述次区段之间的结合部的线性界线，该线性界线限定所述次区段的枢转轴线。所述子板垂直地安装在所述次区段上。因而，所述次区段可相对于所述主区段的表面围绕所述枢转轴线倾斜，以便允许调节所述摄像机模块的光轴和所述主区段之间的倾斜角度。

优选地，所述光轴可以垂直于所述枢转轴线。所述次区段可以包括中间区段和连接区段。所述中间区段在所述线性界线和所述连接区段之间延伸。所述中间区段可以具有相对于所述主区段的厚度来说减小的厚度。因而，特别当所述子板被布置在所述连接区段上时，可以便于所述次区段相对于所述主区段倾斜。所述中间区段也可以具有相对于所述连接区段的厚度来说减小的厚度。

优选地，所述次区段可以以从所述母板的线性边缘延伸至所述次区段的枢转轴线的至少一个槽缝为界线。所述次区段可以以位于该次区段的两侧的两个槽缝为界线，所述两个槽缝从所述母板的所述线性边缘延伸至所述次区段的枢转轴线。

所述摄像机装置可以被构造成在车辆的乘客轿厢中安装在所述车辆的挡风玻璃上。所述摄像机装置可以包括壳体组件，该壳体组件包括底壁和上罩。所述母板可以被平放地紧固至所述壳体的底壁。所述摄像机模块可以被紧固至所述上罩。因而，所述母板的次区段相对于所述主区段的表面围绕所述枢转轴线以一角度α倾斜。

一种组装摄像机装置的方法包括如下步骤：

提供总体上为矩形的母板，该母板包括刚性的主区段和部分地被空隙包围的次区段，该次区段具有限定所述主区段和所述次区段之间的结合部的线性界线，该线性界线限定所述次区段的枢转轴线，从而使得所述次区段可相对于所述主区段的表面围绕所述枢转轴线倾斜；

在所述次区段上形成连接区段，该连接区段旨在连接子板；

提供包括摄像机模块的子板，该摄像机模块的光轴垂直于子板的主平面；

提供包括上罩和下壳体的壳体组件；

将所述摄像机模块紧固至所述上罩；

通过将所述子板正交地连接至所述连接区段来组装所述母板和所述子板；

将所述下壳体与所述上罩组装在一起从而将所述壳体组件关闭；

将所述母板平放地紧固至所述下壳体的底壁，所述摄像机模块的光轴相对于所述母板的主区段的表面以一角度α倾斜。

优选地，紧固所述母板和所述摄像机模块的步骤是螺钉紧固步骤。

附图说明

通过参照附图阅读如下详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将变得清楚，这些附图是以非限制性示例的方式给出的，在附图中：

图1是配备有根据本发明的摄像机装置的车辆的示意图；

图2是紧固至车辆的挡风玻璃的根据本发明的摄像机装置的示意性透视图；

图3是根据本发明的摄像机装置的母板的立体示意图；

图4是沿着与根据本发明的母板组装在一起的子板的竖直轴线剖切的示意性剖视图；

图5是摄像机装置的分解示意图。

具体实施方式

在图1中，车辆10配备有成像组件，下面表示为摄像机装置12，该组件/装置适合于捕获接近于车辆10的视野18的图像。在该示例中，该摄像机12被示出为安装在车辆10的挡风玻璃14后面。摄像机装置12包括摄像机模块16，该摄像机模块16被构造成穿过挡风玻璃14的一部分捕获车辆10的视野18的图像。车辆10的视野18沿着摄像机的主光轴AO从车辆10向前水平延伸。光轴AO大体上平行于车辆的纵向轴线LV。表述“车辆的纵向轴线LV”应该理解为是指车辆10从后向前延伸所沿并且大体平行于搁置车辆10的平坦路面的轴线。此外，该摄像机装置12允许检测到车道、方向标识、交通标识、障碍物、人行道等(不限于这些)。

在图2中，摄像机装置12朝向车辆10的前方布置。更具体地说，摄像机装置12在车辆10的内部后视镜20前方布置在挡风玻璃14的中上部分中，从而使得视野18位于车辆10前方。摄像机装置12包括壳体组件22，该壳体组件22例如借助于框架或保持件(该框架或保持件通过粘合剂紧固至挡风玻璃14或紧固元件)紧固至挡风玻璃14。

摄像机装置12包括被称为母板的第一印刷电路板和被称为子板26的第二印刷电路板。母板24沿着被称为母板的纵向轴线LM的纵向轴线平放地布置在壳体组件22的底壁28上。子板26被布置在母板24上，从而垂直于车辆的纵向轴线LV。

子板26配备有包括摄像机的物镜30的摄像机模块16。本发明的特殊性在于：摄像机模块16的物镜30的光轴AO平行于车辆的纵向轴线LV，而母板24相对于车辆的纵向轴线LV以角度α倾斜。换言之，光轴AO相对于母板的纵向轴线LM具有倾角α。

在图3中，总体为矩形形状的母板24包括主区段32和次区段34。因此，母板24是其中次区段34由与主区段32相同的材料制成并且与主区段32一体地形成的单个印刷电路板。

主区段32是最大面积的区段，在该区段上布置有允许对摄像机模块16捕获的图像进行处理的电子部件36。主区段32还配备有连接器38，该连接器38允许将摄像机装置12电连接至车辆10的电气网络并因而特别地连接至车辆10的安全系统诸如例如紧急制动系统。主区段32的形状总体上为矩形。因此，主区段32包括平行于母板的纵向轴线LM延伸的两个平行边界40、42和沿着垂直于母板的纵向轴线LM的横向轴线T延伸的另外两个其它边界44、46。主区段32的两个横向边界46中的一个边界包括将该边界46分成第一边界区段48和第二边界区段50的不连续部。该不连续部为凹口52，该凹口52总体上也是矩形形状。

次区段34布置在凹口52中。次区段34包括与第一边界区段48和第二边界区段50横向对齐的横向边界53。旨在用来收纳子板26的直角连接器54接近于次区段34的横向边界53平行地布置。次区段34在两侧以第一槽缝56和第二槽缝58为界限，该第一槽缝56和第二槽缝58在直角连接器54的每侧从次区段34的横向边界53延伸至第一端64和第二端66。第一端64和第二端66距离次区段34的横向边界53等距。第一槽缝56和第二槽缝58大体上垂直于次区段34的横向边界53。从第一端64延伸到第二端66的线性界线68也是主区段32的次区段34的界限。线性界线68平行于次区段34的横向边界53。

第一槽缝56和第二槽缝58垂直于第一边界区段48及第二边界区段50延伸，从而形成了主区段32的两个其它边界。这两个边界将被称为主区段32的内部边界60、62。第一槽缝56和第二槽缝58沿着母板的纵向轴线LM具有类似长度。

换言之，这意味着次区段34是母板34的部分地被空隙包围的区段，该空隙包括第一槽缝56和第二槽缝58，并且自由空间超出母板24的区域。线性界线68限定了主区段32和次区段34之间的结合部。

如图所示，所述空隙和线性界线68使得可使次区段34是可倾斜的。更准确地说，次区段34相对于主区段32的表面围绕枢转轴线P倾斜。线性界线68限定次区段34的枢转轴线P，因而允许其倾斜。提供次区段34的可能倾斜是为了允许在将子板26安装在直角连接器54中时调节摄像机模块16的光轴AO的倾角。

此外，在图3中，次区段34包括中间区段70和连接区段72。该中间区段70和连接区段72从线性界线68分别一个接一个地延伸至次区段34的横向边界53。大体为矩形形状的中间区段70因此是次区段34包含在连接区段72和线性界线68之间的部分。

大体为矩形形状的连接区段72包括旨在用来收纳子板26的直角连接器54。连接区段72包括位于直角连接器54任一侧的第一侧向边界74和第二侧向边界76。这些两个侧向边界74、76平行于主区段32的内部边界60、62。这两个侧向边界74、76通过第一槽缝56和第二槽缝58与内部边界60、62分开。

该中间区段70还包括第一侧向边缘78和第二侧向边界80，这两个侧向边界78、80平行于主区段32的内部边界60、62。然而，中间区段70的侧向边界78、80距离内部边界60、62比连接区段72的侧向边界74、76更远。中间区段70的侧向边界78、80总体上与内部边界60、62间隔开相同距离。

参照图3描述的次区段34的布置不是限制性的。具体地说，例如，母板的次区段34也可以位于母板24的角落处。次区段34也可以布置在位于母板24的周边内部的区域中。在这两个示例中，次区段34相对于主区段32的倾斜是借助于部分地包围次区段34的空隙以及布置限定主区段32及次区段34的界线68而获得的。

在图4中，配备有摄像机模块16的子板26布置在直角连接器54中。更准确地说，子板26的插入直角连接器54中的一端包括电端子(未示出)，借助于该电端子将电信号从摄像机模块16传送至母板的电子部件36，从而可对所捕获的图像进行处理。包括组装好的子板26和母板24的组件形成了摄像机装置12中的单个电子装置25。摄像机模块16的物镜30的光轴AO垂直于子板26。子板26垂直于母板24的次区段34。次区段34的表面相对于主区段32的表面围绕枢转轴线P以角度α倾斜。中间区段70具有相对于主区段的厚度来说减小的厚度。根据该实施方式，连接区段72与主区段32具有相同厚度。相对于主区段32限制中间区段70的厚度能够确保获得比利用同等厚度获得的更大的倾斜。连接区段72必须具有足够刚性和足够的厚度以支撑母板26的重量。

另选地，主区段32和连接区段72可以具有不同厚度，中间区段70具有减少得最多的厚度，以便允许次区段34围绕枢转轴线P容易地倾斜。

根据一个具体实施方式，母板24为包括多个层的印刷电路板。优选地，中间区段70包括绝缘层和铜层，连接区段72和主区段32包括中间区段70的绝缘层和铜层以及至少一个附加铜层和一个附加绝缘层。

在图5中，示出了组装摄像机12的方法。摄像机装置12设置有包括与子板26组装在一起的母板24的电子装置25以及壳体组件22。

壳体组件22包括两个元件：上罩82和下壳体84。上罩82通常与车辆10的挡风玻璃14接触。上罩82包括孔口(未示出)，摄像机模块16的物镜30可以通过该孔口捕获车辆10的视野18的图像。摄像机模块16的光轴AO平行于车辆的纵向轴线LV。

下壳体84是包括上孔口85和底壁28的壳体，该上孔口85旨在由上罩82关闭，底壁28旨在用来布置母板24。

第一组装步骤包括将电子部件36和连接器38、54安装在母板24上。另一个步骤包括将摄像机模块16安装在子板26上，从而使主光轴AO正交于子板26的表面。

接下来的步骤包括将子板26紧固至上罩82，并且通过孔口布置摄像机模块26的物镜30。因此，将子板26固定至上罩82。

更具体地说，摄像机模块16通过螺钉接合而紧固至上罩82，以便设置光轴AO的取向，从而在将摄像机装置12安装在车辆10的挡风玻璃14的过程中，光轴AO总体上平行于车辆的纵向轴线LV。

接下来，将母板24与子板26组装在一起。在该步骤中，必须将子板26插入到次区段32的连接区段72内。更具体地说，将子板26插入到直角连接器54内，从而使其垂直于连接区段72的表面。

最后，最后的步骤包括通过将下壳体84与上罩82组装在一起而将壳体组件22关闭。在该组装步骤过程中，将母板24布置在下壳体84的底壁28上。将母板平放地紧固至下壳体84的底壁，这通常致使母板24的次区段34相对于主区段32的表面围绕枢转轴线P倾斜角度α。优选地，如图5中所示，摄像机模块16通过螺钉接合而紧固至上罩82。此外，母板24通过螺钉被平放地紧固至下壳体84的底壁28。螺钉连接装置通常是螺钉87、89。通过拧紧螺钉87将母板平放地保持在壳体底壁28使得母板24的次区段34相对于主区段32的表面围绕枢转轴线P倾斜角度α。

挡风玻璃紧固装置不是限制本发明的装置。可以想到其它紧固装置，或者甚至将这些紧固装置组合在一起。举例来说，母板24可以通过螺钉连接而平放地紧固至壳体组件22的底壁28，子板26通过滑块插入，该滑块由与上罩82相同的材料制成并且与上罩82一体地形成。该滑动装置相对于母板24的竖直轴线V倾斜，以便设置光轴AO的取向，从而在将摄像机装置12安装在车辆10的挡风玻璃14的过程中，使光轴AO总体上平行于车辆的纵向轴线LV。

此外，直角连接器54不是必不可少的。允许子板26和母板24之间电接触的其它装置也是可行的，诸如将子板26包括电端子的一端强制插入穿过次区段34的连接区域72。

另选的组装方法可以包括在将母板24与子板26组装在一起之前将母板24平放地组装至下壳体84的底壁28。将组织好的摄像机模块16和子板26预先紧固至上罩82，然后将下壳体84与上罩82组装在一起，从而关闭壳体组件22。

Claims (9)

1.一种摄像机装置(12)，该摄像机装置(12)包括：

总体上为矩形的母板(24)；

包括摄像机模块(16)的子板(26)，该摄像机模块(16)的光轴(AO)垂直于所述子板(26)的主平面；

所述母板(24)包括刚性的主区段(32)，该主区段(32)包括图像处理电子部件(36)；

所述母板(24)包括次区段(34)，该次区段(34)由与所述主区段(32)相同的材料制成并且与所述主区段(32)一体地形成，

其特征在于，所述次区段(34)部分地被空隙包围；

所述次区段(34)具有限定所述主区段(32)和所述次区段(34)之间的结合部的线性界线(68)，该线性界线(68)限定所述次区段(34)的枢转轴线(P)；

所述次区段(34)包括中间区段(70)和连接区段(72)；

所述中间区段(70)在所述线性界线(68)和所述连接区段(72)之间延伸；

所述中间区段(70)具有相对于所述主区段(32)的厚度来说减小的厚度；

所述子板(26)垂直地安装在所述次区段(34)上；

从而使得所述次区段(34)能相对于所述主区段(32)的表面围绕所述枢转轴线(P)倾斜，以便允许调节所述摄像机模块(16)的光轴(AO)和所述主区段(32)之间的倾斜角度(α)。

2.根据权利要求1所述的摄像机装置(12)，其特征在于，所述光轴(AO)垂直于所述枢转轴线(P)。

3.根据权利要求1或2所述的摄像机装置(12)，其特征在于，

所述子板(26)被布置在所述连接区段(72)上，从而能够便于所述次区段(34)相对于所述主区段(32)倾斜。

4.根据权利要求3所述的摄像机装置(12)，其特征在于，所述中间区段(70)具有相对于所述连接区段(72)的厚度来说减小的厚度。

5.根据权利要求1或2所述的摄像机装置(12)，其特征在于，所述空隙包括从所述母板(24)的线性边缘延伸至所述次区段(34)的枢转轴线(P)的至少一个槽缝，所述次区段(34)以所述至少一个槽缝为界线。

6.根据权利要求5所述的摄像机装置(12)，其特征在于，所述至少一个槽缝包括位于所述次区段(34)的两侧的两个槽缝(56,58)。

7.根据权利要求1或2所述的摄像机装置(12)，所述摄像机装置被构造成在车辆(10)的乘客轿厢中安装在所述车辆(10)的挡风玻璃(14)上，其特征在于，所述摄像机装置(12)包括：

包括底壁(28)和上罩(82)的壳体组件(22)；

所述母板(24)被平放地紧固至所述壳体组件(22)的底壁(28)；

所述摄像机模块(16)被紧固至所述上罩(82)；

从而使得所述母板(24)的所述次区段(34)相对于所述主区段(32)的表面围绕所述枢转轴线(P)以一角度(α)倾斜。

8.一种组装摄像机装置(12)的方法，所述方法的特征在于包括如下步骤：

提供总体上为矩形的母板(24)，该母板包括刚性的主区段(32)和部分地被空隙(56，58)包围的次区段(34)，该次区段具有限定所述主区段(32)和所述次区段(34)之间的结合部的线性界线(68)，该线性界线(68)限定所述次区段(34)的枢转轴线(P)，从而使得所述次区段(34)能相对于所述主区段(32)的表面围绕所述枢转轴线(P)倾斜；

在所述次区段(34)上形成连接区段(72)，该连接区段(72)旨在连接子板(26)；

形成在所述线性界线(68)和所述连接区段(72)之间延伸的中间区段(70)，所述中间区段(70)具有相对于所述主区段(32)的厚度来说减小的厚度；

提供包括摄像机模块(16)的子板(26)，该摄像机模块(16)的光轴(AO)垂直于所述子板(26)的主平面；

提供包括上罩(82)和下壳体(84)的壳体组件(22)；

将所述摄像机模块(16)紧固至所述上罩(82)；

通过将所述子板(26)正交地连接至所述连接区段(72)来组装所述母板(24)和所述子板(26)；

将所述下壳体(84)与所述上罩(82)组装在一起从而将所述壳体组件(22)关闭；

将所述母板(24)平放地紧固至所述下壳体(84)的底壁(28)，所述摄像机模块(16)的光轴(AO)相对于所述母板(24)的所述主区段(32)的所述表面以一角度(α)倾斜。

9.根据权利要求8所述的组装摄像机装置(12)的方法，其特征在于，紧固所述母板(24)和所述摄像机模块(16)的步骤是螺钉紧固步骤。

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