CN113825675A - 用于将光学系统安装在车辆的车身元件上的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将光学系统安装在车辆的车身元件上的装置，该光学系统包括图像捕获装置和用于投射流体以清洁图像捕获装置的流体投射装置。所述装置包括：用于将所述光学装置保持在安装位置的外壳元件，所述外壳元件具有电气接口，所述电气接口被构造成当所述图像捕获装置被设置在所述安装位置时联接到所述图像捕获装置的电连接器；用于保持所述流体投射装置的元件；和用于将所述外壳元件和所述保持元件紧固到所述车辆的所述车身元件的元件。

Description

用于将光学系统安装在车辆的车身元件上的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将光学系统安装在车辆的车身元件上的装置。

背景技术

给车辆尤其是机动车辆装备图像捕获装置越来越普遍。因此，该图像捕获装置可以是集成到车辆的后行李箱门或其整流罩中或集成到外后视镜中以提供环境的后侧图像的后视摄像头(reversing camera)。文献EP3149433提出了用于这种装置的安装装置。它还可以是远程感测激光装置(通常由首字母缩写“LIDAR”表示)或红外图像传感器。

在文献US2019028618中，描述了一种旨在装备机动车辆的图像捕获装置。该图像捕获装置以模块化和紧凑的形式提供，以集成到所有类型的车身元件中。该模块化装置由保持光学器件的塑料壳体构成。所述壳体包含并保护面向所述光学器件布置在印刷电路上的集成电子图像传感器。壳体通过承载电连接器的盖封闭。该连接器电连接到印刷电路，并且可以满足连接标准，例如FAKRA，从而方便其经由标准连接电缆电连接到车辆计算机。

诸如前述文献中描述的图像捕获装置之类的光学器件容易被雨水、飞溅物或灰尘污染，这导致所提供的图像质量的劣化并且可能造成安全问题。为了解决这个问题，已经提出了在图像捕获装置的光学器件的紧邻区域中将投射清洁流体的装置放置在车辆上。通过根据需要将此流体(液体或压缩空气)投射到图像捕获装置的光学器件上，目的是消除阻碍光学器件的颗粒或材料，以便重新获得令人满意的图像质量。在文献WO2018043743、US20180345917和EP2873571中特别地描述了这样的解决方案，其中图像捕获装置和流体投射装置的壳体被直接组装到支撑件。

发明目的

总体上是寻求简化构成车辆的部件的组装，特别是那些将被放置在该车辆的车身部件上的部件的组装。本发明旨在提供一种便于安装由图像捕获装置和用于清洁该图像捕获装置的装置组成的光学系统的装置。

发明内容

考虑到实现该目的，本发明的目的提供了一种用于将光学系统安装在车辆的车身元件上的安装装置，该光学系统包括图像捕获装置和用于投射用于清洁图像捕获装置的流体的装置，该安装装置包括：

-外壳元件，所述外壳元件用于将所述光学装置保持在安装位置，所述外壳元件设置有电气接口，所述电气接口被构造成当所述图像捕获装置被保持在所述安装位置中时与设置在所述图像捕获装置的壳体上的电连接器联接；

-保持元件，所述保持元件用于保持所述流体投射装置，以将所述流体投射装置相对于设置在所述安装位置中的所述图像捕获装置放置在功能位置；

-保持元件，所述保持元件用于将所述外壳元件和所述保持元件紧固到所述车辆的所述车身元件。

根据本发明的其他有利和非限制性的特征，单独地或以任何技术上可行的组合：

·所述外壳元件具有侧壁，在所述侧壁中布置有至少一个柔性突片，所述柔性突片具有承载凹口的自由端部，所述柔性突片能够变形以允许将所述光学图像捕获装置引入所述外壳元件中并且在图像捕获装置被设置在所述安装位置中时闭合所述柔性突片上的所述凹口；

·所述外壳元件具有底部，并且所述电气接口包括设置在所述外壳元件的底部上的连接器；

·所述电气接口包括电连接到设置在所述外壳元件的所述底部上的所述连接器的连接电缆；

·所述外壳元件和所述投射装置的所述保持元件是同一主体的一部分；

·所述紧固元件包括设置在所述主体上并且被构造成卡合到所述车身元件上的多个柔性突片；

·所述紧固元件包括多个卡合支脚，所述多个卡合支脚设置在所述主体上并且被构造成进入布置在所述车身元件上的开口；

·所述安装装置包括锁定元件，所述锁定元件能够选择性地在解锁位置和锁定位置中移动，在所述解锁位置中，所述卡合支脚能够从所述车身元件的所述开口移除，在所述锁定位置中，所述卡合支脚不能从所述车身元件的所述开口移除；

·所述紧固元件由中间部件承载，所述中间部件以可逆方式紧固到所述主体；

·所述中间部件包括由连接环连接的两个部件，每个部件被构造成在布置在所述主体上的组装导轨中滑动；

·所述紧固元件和所述流体投射装置的所述保持元件由以可逆方式紧固到所述外壳元件的中间部件承载。；

·所述中间部件以不可逆方式紧固到所述车身元件；

·所述紧固元件包括多个金属夹，所述多个金属夹被构造成与设置在所述车辆的所述车身元件上的保持元件配合；

·所述紧固元件包括设置在所述中间部件上的粘合材料；

·所述中间部件包括用于调节所述外壳元件的角位置的元件。

附图说明

从下面参考附图的本发明的详细描述中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，其中：

[图1a]

[图1b]

[图1c]

[图1d]图1a至图1d示出了根据第一实施例的安装装置；

[图2a]图2b示出了第一实施例的变型；

[图2b]图2b以分解图示出了图2a的变型。

[图3a]

[图3b]图3a和图3b示出了根据另一实施例的安装装置；

[图4a]

[图4b]

[图4c]

[图4d]图4a至图4d示出了根据另一实施例的安装装置；

[图5a]

[图5b]

[图5c]

[图5d]图5a至5d示出了根据又一实施例的安装装置。

具体实施方式

在本说明书的其余部分中，术语“光学系统”将表示由图像捕获装置2’和流体投射装置3’组成的组件，该组件旨在组装到车辆的车身元件。另外，术语“图像捕获装置”表示能够形成车辆的环境的表示的任何装置；其尤其可以是在可见范围中或红外范围中或在任何其它波长范围中的图像传感器。它也可以是基于激光的装置，例如激光雷达(LIDAR)，如已经在本申请的背景技术中详细说明的。在所有情况下，图像捕获装置以模块化形式提供：其包括例如由塑料制成的保持光学器件的壳体。该壳体包括并保护设置在印刷电路上的传感器。壳体承载电连接到印刷电路的电连接器。

在所选择的方法中，光学系统可以预先安装在装置1上，以便于将其组装到车身元件上。为此目的，车身元件设置有开口，这些开口被配置为接收图像捕获装置2’的光学器件和投射装置3的端部喷嘴。

非常大体地并且参考附图，根据构成本说明书的不同实施例的光学系统的安装装置1包括：

-外壳元件2，外壳元件2用于保持光学图像捕获装置2’并与该装置电电气接口；

-保持流体投射装置3’的保持元件3；

-用于将外壳元件2和保持元件3紧固到车辆的车身元件的紧固元件4。

外壳元件2例如由限定外壳5的四个侧壁形成，在外壳5中可以将图像捕获装置2’放置在安装位置。图像捕获装置2’可以例如在外壳5中通过任何装置紧固到外壳元件2，以便将图像捕获装置2’保持在该安装位置。

在图1a至图1d所示的示例中，外壳元件2具有布置在侧壁中的一个侧壁上的柔性突片6。柔性突片6在其自由端部处承载凹口6a，凹口朝向外壳5的内部定向。柔性突片6可以朝向外壳的外部变形，以允许将图像捕获装置2’引入到外壳5中并且在图像捕获装置被放置在安装位置时闭合在外壳上。在该位置，光学图像捕获装置2’的电连接器联接到外壳元件2所设置的电气接口7。

通常，外壳元件2的电气接口7具有在图1a中示出的情况下在外壳5内出现的第一侧，当图像捕获装置2’被外壳元件2保持时，允许电气接口7连接到图像捕获装置2’的电连接器。如在图1中清楚可见，电气接口7可以包括布置在形成外壳元件2的底部的壁上的连接器。在图1c中所示的情况下，电气接口7还包括在外壳5外部出现的第二侧，允许电气接口7连接到连接电缆，以便将图像捕获装置2’电连接到车辆的计算机。电气接口7的第一侧和第二侧可以满足不同的标准，例如FAKRA标准。电气接口7与外壳元件2之间的连接可以是紧密的。电气接口7可以包括电缆段，电缆段的端部可以装配有连接器，以便于车辆的接线，特别是当光学系统必须定位在车辆的难以接近的位置时。

当图像捕获装置2’处于安装位置时，保持元件3旨在将流体投射装置3’相对于图像捕获装置2’保持在功能位置。流体投射装置3’具有用于连接到用于供应流体的端口的一个端部和形成用于投射流体的喷嘴的另一端部。在功能位置中，流体由端部喷嘴有效且精确地投射到图像捕获装置2’的光学器件上。保持元件3能够将投射装置3’牢固地保持在其功能位置。它们尤其可以通过夹持而彼此固定，如所示示例中的情况。

在某些实施例中，外壳元件2和保持元件3彼此固定。它们可以是安装装置1的同一主体的一部分。该主体可以由塑料制成。在这些实施例的变型中，可以设想以分离的两个零件形成外壳元件2和保持元件3，但是没有任何自由度地彼此固定以形成所述主体。

为了将光学系统组装到车辆的车身元件，安装装置1还提供紧固元件4。该紧固元件4可以采取许多形式，如将在本说明书的各种实施例中呈现的。

在图1a至图1d所示的实施例中，紧固元件4由形成在外壳元件2的相对侧壁上的柔性突片8a形成。这些柔性突片8a分别承载布置在其外表面(也就是说，不朝向外壳5的内部转动的面)上的斜坡。这些斜坡使得在装置1的组装期间柔性突片可以逐渐地变形。这些侧壁的外表面还承载抵靠区域8b，抵靠区域8b与柔性突片8a相应地组合而形成凹槽，在该凹槽中可以容纳车身元件的紧固支撑件9。图1d示出了组装到这样的紧固支撑件9的第一实施例的安装装置1。

这里的紧固支撑件9设置有开口，装置1可以放置在该开口中，并且可以使用紧固元件4卡扣到位，例如使用与刚刚描述的止挡件8组合的柔性突片。

更一般地，紧固元件4被构造成例如通过夹持、卡合紧固、弹性装配或钉合将安装装置1非常简单地组装在车身元件上。该组件可以是可逆的或不可逆的，也就是说，装置1的至少一部分通过紧固元件4保持在车身元件上，而没有易拆装置。

将理解的是，所提出的装置1特别地方便光学系统与车身元件的组装。组装装置1实际上可以预组装有图像捕获装置2’和投射装置3’来交付，也就是说，如在图1a到图1d的示例中看到的那样，组装装置1例如通过夹持预先装配有图像捕获装置2’和投射装置3’来交付。预组装组件可以以单个手动操作组装在车身元件上，例如通过卡合紧固到紧固支撑件9或车身元件的任何其他保持元件上。一旦安装好，图像捕获装置2’可以通过电气接口7的简单布线连接到车辆的计算机。投射装置3’又在其连接端的一侧连接到流体分配端口。

图2a示出了图1a到图1d中所示的示例的变型。根据该变型，紧固元件4由设置在形成安装装置1的主体上的柔性手柄4形成。这些柔性手柄被构造成卡合到车身元件的突出肋上。该变型具有刚才提到的安装装置1的所有优点。它尤其非常简单地组装到车辆的车身元件。可以提供金属部件4’，其装配在柔性手柄和肋之间以加强组件在车辆上的安装，如在图2b中清楚地示出的。

图3a和图3b示出了根据另一实施例的安装装置1。在该实施例中，确实存在固定到保持元件3以便构成主体的外壳元件2。这里，外壳元件2的两个相对的壁各自设置有用于将图像捕获装置2’保持在安装位置的柔性突片6。

这里，该实施例的紧固元件4由两个卡合支脚构成。这些卡合支脚由多个柔性部件限定，所述柔性部件的一端连接到主体，另一个自由端承载紧固凹口。这些柔性部件能够彼此接近以穿过车身元件的保持元件(retaining element)9的开口。柔性部件在穿过开口之后缩回，以便将安装装置1固定到车身元件。

该实施例的安装装置1还包括锁定元件10。该锁定元件承载两个突出部件10a，两个突出部件10a被配置为分别在限定这些支脚的柔性部件之间穿透到卡合支脚中，以便阻挡它们，使得它们不再彼此靠近。这将安装装置1到车身元件的紧固锁定。如图3a所示，可以设置成提供由臂13承载的具有窗口11的锁定元件。这些窗口12与由外壳元件2的壁的外表面承载的至少一个定位凹口11(在图3a的示例中为两个凹口11)配合。

然后可以选择性地将锁定部件10置于解锁位置(图3a所示)，在解锁位置，突出部件10a不完全插入到主体的卡合支脚中。因而，限定这些支脚的柔性部件可以自由地彼此靠近，以便允许光学系统组装到车身元件。通过将定位凹口11放置在窗口12中的一个窗口中来保持该解锁位置。

锁定部件10也可以选择性地放置在锁定位置，在锁定位置，突出部件10a完全插入到卡合支脚中。因而，柔性部件不再能够彼此接近，因而将紧固有效地锁定。通过将每个定位凹口11放置在臂13的窗口12中来保持该位置，如图3a清楚所示。

锁定部件10可以容易地从解锁位置滑动到锁定位置，反之亦然。以这种方式，由安装装置1保持的光学系统可逆地紧固到车辆的车身元件，这在需要例如更换损坏车辆的该元件时可能是有利的。

图4a至图4c示出了根据另一实施例的安装装置1。在该实施例中，外壳元件2确实被发现固定到保持元件3，如在先前实施例中一样，该保持元件3构成主体。然而，在该实施例中，紧固元件4包括以可逆方式紧固到主体的中间部件14。在图4a所示的示例中，该中间部件由两个部件14a、14b形成，这两个部件14a、14b通过连接环14c互连并且布置在该环14c的两侧。当图像捕获装置2’被放置在壳体装置2中的安装位置时，连接环14c避免遮蔽图像捕获装置2’的光学器件。

外壳元件2的两个相对壁的外表面承载导轨17，中间部件14的两个部件14a、14b可在导轨17中滑动。这些导轨17可以具有侧开口16，其中横向放置在部件14a、14b上的凸耳15可以接合在侧开口16中以便将中间部件14组装到主体并固定它们的相对位置。

中间部件14设置有分别由两个部件14a、14b承载的两个支脚18，每个支脚18接收采取环的形式的金属夹15。一旦牢固地定位在支脚18上，采取环的形式的这些金属夹15就被配置成与布置在车辆的车身元件上的保持元件9相配合，以便以非可逆方式将中间部件14紧固到该元件。如本身所所公知的，每个金属夹15可以包括突出爪，该突出爪可以被引入到保持元件9中，但是保持元件9阻挡突出爪的移除。

根据该实施例的安装装置1最初可以以预组装方式交付，也就是说，通过可能已经将清洁装置3’和图像捕获装置2’紧固在主体上并且已经将设置有金属夹15的中间部件14放置在主体上以预组装方式交付。该组件可通过将其钉合到车辆的保持元件9(图4b)而以单个步骤安装在车身元件上。如果需要拆卸光学系统，则可以经由导轨17滑动主体以将其与中间部件14分离。中间部件14保持不可逆地紧固到车身元件(图4c)。

在图4d中所示的该实施例的变型中，紧固元件4可以由设置在中间部件14上的粘合材料24形成；该粘合材料24可以例如通过加热来激活，以便将中间部件14不可逆地紧固到车身元件。

图5a至图5c示出了根据又一实施例的安装装置1。在该实施例中，紧固元件4和保持元件3均由中间部件19承载，该中间部件19以可逆的方式紧固到外壳元件2，并且以不可逆的方式紧固到车身元件的保持元件9。

在此实施例中，可相对于中间部件19调节外壳元件2的相对角位置。因此，可以在安装安装装置1之后精确地调节图像捕获装置2的光学元件的取向，这在光场相对窄时可能比较重要，如对于激光雷达型装置来说就是这种情况。

中间部件19承载三个带凹口的轮20，每个轮20具有中心孔。这些孔被配置为接收插入件21，例如塑料插入件，这些插入件在其外表面上承载环形金属夹18。这些插入件21还具有承载内螺纹的轴向凹部。插入件21从带凹口的轮20露出的端部被引入到车身元件的保持元件9中，以便不可逆地紧固其中承载有保持元件3和投射装置3’的中间部件19。在另选方案中，还可以考虑通过粘合材料将中间部件19紧固到车身元件。在这种情况下，插入件21将不是必要的，并且内螺纹将通过轮20的中心孔来承载。

外壳元件2又通过多个旋转部件22(在所示示例中为三个)可逆地联接到中间部件19，以分别与带凹口的车轮20相关联。

每个旋转部件22(在图5d中清楚可见)由中心轴形成，该中心轴的第一端部22a承载外螺纹，该外螺纹被构造成与插入件21的轴向凹部的内螺纹配合。旋转部件22的柔性部件22c与轮20的凹口配合，以允许相对于轮20并且因此相对于通过将旋转部件22旋拧入插入件21而实现的前进(progression)对旋转部件22的角位置进行分度。中心轴的另一端部22b进入在外壳元件2上形成的开口。该开口使轴的端部22b可从外部接近，所述端部22b可被成形为由工具旋转操纵。中心轴还承载球形球接头22d，该球形球接头22d被构造成夹持到外壳元件2的夹持外壳23中，以将该外壳元件固定到旋转部件22并且因此固定到中间元件19。

因此，旋转部件22可以被旋转驱动，其移动和角位置由容纳在轮20的凹口内的柔性部件22C进行索引或分度。通过将旋转部件22旋拧到插入件21中实现的前进而使外壳元件2通过围绕穿过另两个旋转部件22的轴线旋转而移位。有利地，三个带凹口的轮20(其中心孔限定外壳元件的三个紧固点)将被放置在中间部件19的表面上，使得它们形成直角三角形。以该三角形的直角布置的带凹口的轮20和旋转部件22构成枢轴紧固点，其他两个有凹口的轮-旋转部件对因而使外壳元件2(以及因此图像捕获装置2’)有角度地并且分别沿着彼此垂直的两个轴线定向。

应注意，用于调节外壳元件2的角位置的这些元件与先前实施例(其中彼此固定的外壳元件2和保持元件3与中间部件14相关联)完全兼容。

当然，本发明不限于所描述的实施例，并且可以在不脱离如权利要求所限定的本发明的范围的情况下添加变型。

Claims (15)

1.一种用于将光学系统安装在车辆的车身元件上的安装装置(1)，该光学系统包括图像捕获装置(2’)和用于投射流体以清洁所述图像捕获装置的流体投射装置(3’)，该安装装置包括：

-外壳元件(2)，所述外壳元件(2)用于将所述图像捕获装置(2’)保持在安装位置，所述外壳元件(2)设置有电气接口(7)，所述电气接口(7)被构造成当所述图像捕获装置(2’)被保持在所述安装位置中时与设置在所述图像捕获装置(2’)的壳体上的电连接器联接；

-保持元件(3)，所述保持元件(3)用于保持所述流体投射装置(3’)，以将所述流体投射装置(3’)相对于设置在所述安装位置中的所述图像捕获装置(2’)放置在功能位置；

-紧固元件(4)，所述紧固元件(4)用于将所述外壳元件(2)和所述保持元件(3)紧固到所述车辆的所述车身元件。

2.根据权利要求1所述的安装装置(1)，其中，所述外壳元件(2)具有侧壁，在所述侧壁中布置有至少一个柔性突片(6)，所述柔性突片(6)具有承载凹口(6a)的自由端部，所述柔性突片(6)能够变形以允许将所述光学图像捕获装置(2’)引入所述外壳元件(2)中并且在所述图像捕获装置(2’)被设置在所述安装位置中时闭合所述柔性突片(6)上的所述凹口。

3.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置(1)，其中，所述外壳元件(2)具有底部，并且所述电气接口(7)包括设置在所述外壳元件(2)的底部上的连接器。

4.根据权利要求3所述的安装装置(1)，其中，所述电气接口(7)包括电连接到设置在所述外壳元件(2)的所述底部上的所述连接器的连接电缆。

5.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，所述外壳元件(2)和所述保持元件(3)是同一主体的一部分。

6.根据权利要求5所述的安装装置(1)，其中，所述紧固元件(4)包括设置在所述主体上并且被构造成卡合到所述车身元件上的多个柔性突片(8a)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的安装装置(1)，其中，所述紧固元件(5)包括多个卡合支脚，所述多个卡合支脚设置在所述主体上并且被构造成进入布置在所述车身元件上的开口。

8.根据权利要求7所述的安装装置(1)，所述安装装置包括锁定元件(10)，所述锁定元件(10)能够选择性地在解锁位置和锁定位置中移动，在所述解锁位置中，所述卡合支脚能够从所述车身元件的所述开口移除，在所述锁定位置中，所述卡合支脚不能从所述车身元件的所述开口移除。

9.根据权利要求5所述的安装装置(1)，其中，所述紧固元件(4)由中间部件(14)承载，所述中间部件(14)以可逆方式紧固到所述主体。

10.根据权利要求9所述的安装装置(1)，其中，所述中间部件(14)包括由连接环(14c)连接的两个部件(14a、14b)，每个部件被构造成在布置在所述主体上的组装导轨(17)中滑动。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的安装装置(1)，其中，所述紧固元件(4)和所述保持元件(3)由以可逆方式紧固到所述外壳元件(2)的中间部件(19)承载。

12.根据权利要求9和11中任一项所述的安装装置(1)，其中，所述中间部件(14、19)以不可逆方式紧固到所述车身元件。

13.根据权利要求12所述的安装装置(1)，其中，所述紧固元件(4)包括多个金属夹(15)，所述多个金属夹(15)被构造成与设置在所述车辆的所述车身元件上的保持元件(9)配合。

14.根据权利要求12所述的安装装置(1)，其中，所述紧固元件包括设置在所述中间部件上的粘合材料(24)。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的安装装置(1)，其中，所述中间部件(19)包括用于调节所述外壳元件(2)的角位置的元件。

Images