DE102006059555A1

DE102006059555A1 - Kameraanordnung

Info

Publication number: DE102006059555A1
Application number: DE200610059555
Authority: DE
Inventors: Frank BLÄSING; Carsten Neumann
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-12-16
Filing date: 2006-12-16
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-12-17
Also published as: DE102006059555B4

Abstract

Beschrieben wird eine Kameraanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer eine Scheibe durchblickenden Kamera, wobei ein Raum zwischen Kamera und Scheibe mit einem kondensierten Medium gefüllt ist, wobei die Kamera zumindest einen Kamerachip und ein vor dem Kamerachip angeordnetes Kameraobjektiv aufweist und dass vor und hinter dem Kameraobjektiv im Kamerastrahlengang liegende Kavitäten innerhalb eines Gehäuses mit einem kondensierten Medium gefüllt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kameraanordnung mit einer eine Scheibe durchblickenden Kamera, wobei ein Raum zwischen Kamera und Scheibe mit einem kondensierten Medium gefüllt ist.
Die DE 10 2004 024 735 A1 zeigt eine Kameraanordnung, bei der zwischen Kameraobjektiv und Fahrzeugscheibe ein Lichtleitkörper aus einem festen und optisch transparenten Material angeordnet ist. Die Kamera ist hier als ein einheitliches Bauteil ohne Darstellung eines inneren Aufbaus beschrieben.
Es stellte sich die Aufgabe, eine besonders einfache und kostengünstige Kameraanordnung zu schaffen, die sich durch gute optische Eigenschaften auszeichnet und unempfindlich gegen Verschmutzung und Niederschlagsbildung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kamera zumindest einen Kamerachip und ein vor dem Kamerachip angeordnetes Kameraobjektiv aufweist und dass vor und hinter dem Kameraobjektiv im Kamerastrahlengang liegende Kavitäten innerhalb eines Gehäuses mit einem kondensierten Medium gefüllt sind.
Besonders vorteilhaft ist, dass alle Kamerakomponenten vollständig vor Schmutz und Beschlag geschützt sind, da sie, bis auf ohnehin bedeckte Befestigungsflächen, von einem kondensierten Medium umgeben sind. Mit dem Begriff „kondensiertes Medium" ist in diesem Dokument jede Art einer nicht gasförmigen Substanz angesprochen. Er umfasst damit Flüssigkeiten, flüssigkristalline Stoffe, Feststoffe, sowie auch gelartige Substanzen, wie insbesondere jede Art von Silikongel.
Die Wahl des entsprechenden Mediums kann dabei in Abhängigkeit der gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften weitgehend frei erfolgen, besonders unter Berücksichtigung optischer Eigenschaften, wie des Brechungsindexes. Auch können selbstverständlich verschiedene Kavitäten der Kameraanordnung bedarfsweise durchaus mit unterschiedlichen Medien befüllt sein, auch wenn nachfolgend zur Vereinfachung der Darstellung nur ein Medium erwähnt ist.
Als besonders vorteilhaft haben sich Silikongele, die z. B. unter der Handelsbezeichnung Silgel erhältlich sind, als Füllmedien erwiesen, da sich diese durch ein chemisch weitgehend inertes Verhalten und physiologische Unbedenklichkeit auszeichnen. Außerdem weisen sie äußerst günstige optische Eigenschaften auf, insbesondere eine hohe Transparenz, sowie Brechungsindizes, die denen optischer Gläser ähnlich sind.
Da allerdings Kameraobjektive im allgemeinen optisch an Luft als äußeres Medium angepaßt sind, ist es nicht ohne weiteres möglich, die Linsen eines Kameraobjektivs mit einem anderen Medium zu umgeben, ohne dass es zu Abbildungsfehlern kommt. Daher ist es vorteilhaft, das Kameraobjektiv beidseitig mit einer noch vor der jeweils äußersten Objektivlinse liegenden Planscheibe abzuschließen. Die so zwischen den Objektivlinsen und den Planscheiben gebildeten Zwischenräume sind gegenüber dem vor der Planscheibe befindlichen Medium abgedichtet. Der Zwischenraum ist mit einem, vorzugsweise gereinigten und entfeuchteten Gas, zumeist Luft oder Stickstoff gefüllt, so dass ein herkömmliches, insbesondere ein für Luft berechnetes, Objektiv einsetzbar ist.
Statt je einer Planscheibe auf beiden Seiten des Kameraobjektivs kann auch ein Kameraobjektiv mit einer speziell auf die Brechungseigenschaften des Mediums berechneten Optik vorgesehen sein.
Damit können das Kameraobjektiv einer Kamera und vorzugsweise auch weitere optische Komponenten der Kameraanordnung mit einem geeigneten kondensierten Medium umgeben werden, um diese Komponenten vor ungünstigen äußeren Einflüssen zu schützen. Die Kameraanordnung bildet hierzu mehrere Kavitäten aus, die mit dem Medium befüllbar sind. Vorzugsweise verbinden die mit dem Medium ausgefüllten Kavitäten auch verschiedene Komponenten der Kameraanordnung optisch miteinander, wie beispielsweise den Kamerachip mit dem Kameraobjektiv oder das Kameraobjektiv mit einem aus einem Feststoff bestehenden Optikkörper, der beispielsweise eine Linse oder ein Prisma ausbildet.
Auch kann die Ankopplung eines Optikkörpers an die Fahrzeugscheibe über das kondensierte Medium erfolgen, welches in eine dafür vorgesehene Kavität der Kameraanordnung eingefüllt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kameraanordnung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Kameraanordnung,
2 eine Seitenansicht der Kameraanordnung.
Die 2 zeigt eine Kameraanordnung in einem Kraftfahrzeug, die an eine Fahrzeugscheibe (1) angekoppelt ist. Ein Gehäuse (4) beinhaltet eine Kamera zur Erfassung der Fahrzeugumgebung. Die mechanische Verbindung des Gehäuses (4) mit der Fahrzeugscheibe (1) erfolgt über einen mit der Fahrzeugscheibe (1) verbundenen Haltering (3). Das Gehäuse (4) ist hierzu mittels einer bügelförmigen Drahtfeder (10) am Haltering (3) befestigt, wobei die Drahtfeder (10) zugleich eine mit einem gelartigen Medium (5) (in 2 nicht zu sehen, dafür in 1) versehene Fläche an die Fahrzeugscheibe (1) anpresst.
Die 1 zeigt die Kameraanordnung in einer Schnittansicht. Erkennbar ist das Gehäuse (4), das aus zwei miteinander verbundenen Gehäuseteilen (4a, 4b) besteht. Innerhalb des Gehäuses (4) sind mehrere optische Elemente angeordnet und zwar ein Kameraobjektiv (8), ein Kamerachip (7) und ein Optikkörper (6). Der Kamerachip (7) ist auf einer Leiterplatte (9) befestigt, welche zugleich eine offene Seite des Gehäuseteils 4b abschließt. Der Optikkörper (6), der hier ein Prisma ausbildet, hat die Funktion, durch eine Umlenkung des einfallenden Lichts, den Strahlengang von der Fahrzeugscheibe (1) bis zum Kameraobjektiv (8) möglichst kurz zu halten, um einen kompakten Aufbau der Kameraanordnung zu ermöglichen und um den Strahlengang weitgehend gegen Umwelteinflüsse abzuschirmen.
Die Kameraanordnung weist mehrere Kavitäten (13, 14, 15) auf, die mit einem kondensierten Medium (5) luftblasenfrei ausgefüllt sind. Die optischen Elemente (6, 7, 8) sind zwischen diesen Kavitäten (13, 14, 15) angeordnet oder reichen in die Kavitäten hinein, wobei die optisch wirksamen Flächen der optischen Elemente (6, 7, 8) an das Medium (5) ankoppeln.
In einer ersten Kavität (13) stellt das Medium (5) die optische Verbindung zwischen dem Kamerachip (7) und dem Kameraobjektiv (8) her. Das Medium (5) in einer zweite Kavität (14) verbindet auf gleiche Weise die Lichteintrittsseite des Kameraobjektivs (8) mit dem Optikkörper (6), während der Optikkörper (6) über das in einer dritten Kavität (15) befindliche Medium (5) optisch an die Innenseite der Fahrzeugscheibe (1) angekoppelt ist.
Diese dritte Kavität (15) ist im Unterschied zu den beiden vorgenannten Kavitäten (13, 14) nicht durch das Gehäuse (4) gebildet, sondern durch eine am Optikkörper (6) angeordnete umlaufende Dichtung (2), die mit einer umlaufenden Kante (2a) einen Bereich umrandet, der mit dem Medium (5) ausgefüllt ist. Beim Anfügen des Gehäuses (4) an die Fahrzeugscheibe (1) wird auch das Medium (5) gegen die Fahrscheibe (1) gepresst. Der durch den Anpressvorgang in das Medium (5) eingetragene Druck überträgt sich auf die flexibel ausgebildete Kante (2a) der Dichtung (2), die sich dadurch ein Stück weit nach außen wölbt. Hierdurch gelingt es, den Lichtleitkörper (6) über das Medium (5) blasenfrei an die i. a. gekrümmte Fahrzeugscheibe (1) mit vertretbarem Kraftaufwand optisch anzufügen.
Der Strahlengang der beschriebenen Kameraanordnung ist somit vollständig durch die optischen Elemente (6, 7, 8) und das zwischen den optischen Elementen (6, 7, 8) eingebrachte Medium (5) ausgefüllt. Eine Ausnahme hiervon bildet lediglich das Kameraobjektiv (8), bei dem die Frontlinse und die Hinterlinse durch jeweils eine Planscheibe (11, 12) abgedeckt sind, damit sich der zu Luft unterschiedliche Brechungsindex des Mediums (5) nicht negativ auf die optischen Eigenschaften des Kameraobjektivs (8) auswirkt. Das Kameraobjektiv (8) selbst ist zumindest soweit abgedichtet, dass das Medium (5) nicht in die Zwischenräume zwischen den Planscheiben (11, 12) und den Objektivlinsen, sowie in den Zwischenraum zwischen den ggf. mehreren Objektivlinsen, eindringen kann. Damit ist die Gefahr einer Verschmutzung oder Niederschlag auf dem Kameraobjektiv (8) auszuschließen. Auch die übrigen optischen Komponenten (6, 7) der Kameraanordnung sind entsprechend durch das eingefüllte Medium (5) vor Beeinträchtigungen durch äußere Einflüsse geschützt.
Als Medium kommt vorzugsweise ein gelartiges, optisch hochtransparentes Silikongel zur Anwendung, das unter dem Handelsnamen „Silgel" erhältlich ist. Bedarfsweise, etwa wenn spezielle optische Eigenschaften erwünscht sind, können verschiedene Kavitäten auch mit unterschiedlichen Medien ausgefüllt sein. Geeignete Medien können ihrer Konsistenz nach dünnflüssig, zähflüssig, gelartig oder fest ausgebildet sein, wobei ein festes Medium vorteilhaft durch eine Flüssigkeit realisiert sein kann, die nach dem Einfüllen in eine Kavität blasenfrei aushärtet.

1: (Fahrzeug)scheibe
2: umlaufende Dichtung
2a: Kante
3: Haltering
4: Gehäuse
4a, 4b: Gehäuseteile
5: Medium
6: Optikkörper (Prisma)
7: Kamerachip
8: Kameraobjektiv
9: Leiterplatte
10: Drahtfeder
11: vordere Planscheibe
12: hintere Planscheibe
13: erste Kavität
14: zweite Kavität
15: dritte Kavität

Claims

Kameraanordnung, mit einer eine Scheibe durchblickenden Kamera, wobei ein Raum zwischen Kamera und Scheibe mit einem kondensierten Medium gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera zumindest einen Kamerachip (7) und ein vor dem Kamerachip (7) angeordnetes Kameraobjektiv (8) aufweist und dass vor und hinter dem Kameraobjektiv (8) im Kamerastrahlengang liegende Kavitäten (13, 14) innerhalb eines Gehäuses (4) mit einem kondensierten Medium (5) gefüllt sind.
Kameraanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kameraobjektiv (8) sowohl auf seiner Lichteintrittsseite wie auf seiner Lichtaustrittsseite mit jeweils einer Planscheibe (11, 12) dicht gegen das Medium (5) abgeschlossen ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (5) aus einem gelartigen, hochtransparenten Material besteht.
Kameraanordnung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (5) ein Silikongel ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kameraobjektiv (8) und Fahrzeugscheibe (1) ein aus einem Feststoff bestehender Optikkörper (6) angeordnet ist, durch den die Kamera blickt.
Kameraanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörper (6) ein Prisma oder eine Linse ausbildet.
Kameraanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörper (6) mittels des kondensierten Mediums (5) optisch an die Fahrzeugscheibe (1) gekoppelt ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörper (6) mittels des kondensierten Mediums (5) optisch an das Kameraobjektiv (8) gekoppelt ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraanordnung (4) mehrere Kavitäten (13, 14, 15) ausbildet, die mit unterschiedlichen kondensierten Medien (5) befüllt sind.