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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kamerabaugruppe gemäß dem Anspruch 1 bzw. ein Fahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch.
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Außen an einem Kraftfahrzeug montierte Kameras sind harten Umwelteinflüssen ausgesetzt. Feuchtigkeit und Schmutz können sich auf einem Objektiv der Kamera ablagern und deren Funktion beeinträchtigen. Im ungünstigsten Fall kann die Kamera keine verwertbaren Bilddaten mehr liefern. Das Objektiv kann durch den Kontakt mit dem Schmutz oder durch unsachgemäße Reinigung beschädigt werden. Es sind Vorrichtungen oder Mechanismen bekannt, mit welchen eine Kamera vor solchen Umwelteinflüssen geschützt werden kann. Da insbesondere als Einparkhilfe genutzte Kameras nur kurzzeitig betrieben werden, kann die Linse der Kamera situationsbedingt für den Betrieb freigegeben werden.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2009 008 283 A1 zeigt eine durch eine Deckeleinheit geschützte Kameraeinheit, wobei die Deckeleinheit einen langgestreckten Objektivdeckel aufweist, der durch Verdrehen um eine Drehachse vor ein Objektiv der Kameraeinheit verlagerbar ist. In einer die Kameraeinheit freigebenden Position ist der Objektivdeckel seitlich von der Kameraeinheit angeordnet und kann zum Schutz der Kameraeinheit vor diese geschwenkt werden. Wenn die Umgebung des Objektivdeckels stark verschmutzt ist, kann anhaftender, insbesondere festgetrockneter Schmutz die Bewegung des Objektivdeckels blockieren.
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Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung ist, eine Kamerabaugruppe mit einer Vorrichtung zum Schutz gegenüber Umwelteinflüssen bereitzustellen, welche störungssicher betrieben werden kann und bevorzugt auch einen einfachen Aufbau aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelost durch eine Kamerabaugruppe mit
- – einer Kamera, die ein Objektiv aufweist;
- – einem drehbar um eine Drehachse gelagerten Schutzkörper; und
- – einem Aktuator zum Drehen des Schutzkörpers um die Drehachse;
bei welcher erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Drehachse zentral durch den Schutzkörper verläuft und der Schutzkörper eine exzentrisch zur Drehachse angeordnete Öffnung aufweist, welche durch eine Drehung des Schutzkörpers in einer das Objektiv verdeckenden Schutzposition sowie einer das Objektiv freilegenden Offenposition positionierbar ist.
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Die Gestaltung des Schutzkörpers mit Öffnung und zentraler Drehachse minimiert die Fläche, an der an der Karosserie in der Umgebung des Schutzkörpers Schmutz haften kann, der eine Drehung des Schutzkörpers blockieren könnte. Daher ist der Schutzkörper auch bei begrenzter Antriebskraft störungssicher verstellbar.
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Ein Höchstmaß an Betriebssicherheit ist erreichbar, wenn der Schutzkörper als Kreisscheibe geformt ist, durch deren Mittelpunkt die Drehachse verläuft. Durch die Kreisform ist die Menge an Schmutz, die eventuell losgebrochen werden muss, um den Schutzkörper drehen zu können, minimiert.
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Die Öffnung des Schutzkörpers ist bevorzugt nur so groß, dass ein Sichtfeld (erfassbarer Bildbereich) der Kamera soeben nicht eingeschränkt wird.
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Ein einfacher und preiswerter Aktuator kann durch Aktuator wenigstens einen Elektromagneten gebildet sein, der mit einem Permanentmagneten des Schutzkörpers wechselwirkt, um den Schutzkörper wenigstens in die Offenposition zu drehen.
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Derselbe Aktuator kann auch zum Drehen in die Schutzposition dienen. Zu diesem Zweck kann insbesondere ein Schalter vorgesehen sein, der in zwei Schaltstellungen jeweils verschiedene Anschlüsse des Elektromagneten mit einem Versorgungs- und einem Masseanschluss verbindet, um jeweils unterschiedlich orientierte Magnetfelder zu erzeugen, in denen sich der Permanentmagnet in der Offen- bzw. Schutzposition ausrichtet.
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Es kann ein Rückstellelement, z. B. eine Feder oder eine exzentrisch am Schutzkörper angeordnete Masse, vorgesehen sein, um den Schutzkörper in die Schutzposition zu beaufschlagen und in dieser zu halten, wenn der Elektromagnet stromlos ist.
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Der Permanentmagnet kann kreisbogenförmig und konzentrisch zur Drehachse angeordnet sein. Dies ermöglicht insbesondere einen kompakten Aufbau der Kamerabaugruppe.
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Einer Ausgestaltung zufolge kann der Schutzkörper mehrere symmetrisch in Bezug auf die Drehachse angeordnete Permanentmagnete aufweisen. Diese halten einander aufgrund der Symmetrie gegenseitig im Gleichgewicht, so dass der Schutzkörper in jeder Drehstellung stabil sein kann.
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Um ein großes, ggf. auch zum Losbrechen einer anhaftenden Verschmutzung ausreichendes Drehmoment auf den Schutzkörper ausüben zu können, sollte jedem Permanentmagnet ein Elektromagnet des Aktuators zugeordnet sein.
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Mehrere symmetrisch in Bezug auf die Drehachse angeordnete Öffnungen am Schutzkörper können ebenfalls dazu beitragen, dass der Schutzkörper in jeder Drehstellung stabil ist. Außerdem verringern sie die Anforderungen an die Steuerung des Schutzkörpers durch das Stellglied, da es für die Nutzbarkeit der Kamera egal ist, welche der mehreren Öffnungen vor ihrem Objektiv liegt.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Zahl der Permanentmagnete zwei.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeug mit einer Kamerabaugruppe wie oben beschrieben.
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Wenn die Kamera am Heck des Fahrzeugs angeordnet ist, um z. B. das Rückwärtseinparken zu erleichtern, dann ist der Aktuator zweckmäßigerweise an den Betrieb eines Rückfahrscheinwerfers des Fahrzeugs gekoppelt, um den Schutzkörper immer dann in die Offenstellung zu versetzen, wenn am Fahrzeug der Rückwärtsgang eingelegt ist und dies in an sich üblicher Weise durch Aufleuchten des Rückfahrscheinwerfers nach außen sichtbar gemacht wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Außenansicht einer erfindungsgemäßen Kamerabaugruppe mit einem Schutzkörper in Offenposition;
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2 einen Schnitt durch die Kamerabaugruppe der 1 entlang der Ebene II-II;
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3 einen Schnitt durch die Kamerabaugruppe der 1 entlang der Ebene III-III;
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4 die Kamerabaugruppe aus 1 mit dem Schutzkörper in Schutzposition; und
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5 eine abgewandelte Ausgestaltung der Kamerabaugruppe in einer zu 3 analogen Ansicht.
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1 zeigt eine schematische Außenansicht einer Kamerabaugruppe, die am Heck eines Fahrzeugs, zum Beispiel in einen hinteren Stoßfänger eingelassen, montiert ist, um beim Zurücksetzen den hinter dem Fahrzeug liegenden Verkehrsraum zu überwachen und Bilder zu liefern, die auf einem Anzeigeschirm in der Fahrgastzelle wiedergegeben werden können, um dem Fahrer eine Beurteilung der Position des Fahrzeugs relativ zu hinter dem Fahrzeug befindlichen äußeren Hindernissen zu ermöglichen. Von der Kamerabaugruppe der 1 ist außen am Fahrzeug im Wesentlichen nur ein scheibenförmiger, kreisrunder Schutzkörper 1 zu erkennen, der in einer Aussparung der ihn umgebenden Karosserieoberfläche, hier einer hinteren Stoßfängerverkleidung 2, aufgenommen ist. Der Schutzkörper 1 ist vorzugsweise aus demselben schlagzähen Kunststoff wie die Stoßfängerverkleidung 2 geformt und in derselben Farbe wie diese getönt.
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Der Schutzkörper 1 hat bei der hier gezeigten Ausgestaltung zwei Öffnungen 3, die symmetrisch in Bezug auf eine sich zentral durch den Schutzkörper 1 und senkrecht zu dessen dem Betrachter zugewandter Vorderseite erstreckender Drehachse 4 angeordnet sind. In einer der Öffnungen 3 ist das Objektiv 5 einer Kamera zu sehen, die in einer hinter dem Schutzkörper 1 liegenden Vertiefung der Stoßfängerverkleidung 2 untergebracht ist.
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Um 90° versetzt zu den Öffnungen 3 sind zwei Permanentmagnete 6 an dem Schutzkörper 1 angebracht. Die Permanentmagnete 6 sind kreisbogenförmig, und ungleichnamige Pole sind einander entlang des Umfangs des Schutzkörpers 1 zugewandt, so dass die beiden Magnete 6 eine Quadrupolanordnung bilden. Eng benachbart zu den Permanentmagneten 6 sind zwei ebenfalls kreisbogenförmige Elektromagnete 7 ortsfest auf Seiten der Stoßfängerverkleidung 2 angebracht. Die Elektromagnete 7 sind über einen Schalter 9 mit Strom von einer Fahrzeugbatterie 8 beaufschlagbar, um Magnetfelder zu erzeugen, die, wie in der Figur dargestellt, entgegengesetzt zu denen der Permanentmagnete 6 gepolt sind und so den Schutzkörper 1 in der gezeigten Stellung, mit vor dem Kameraobjektiv 5 liegender Öffnung 3, festhalten bzw. ihn aus einer abweichenden Orientierung in die dargestellte Orientierung ziehen und so dafür sorgen, dass die Kamera Bilder liefern kann. Der Schalter 9 ist an die Gangschaltung des Fahrzeugs gekoppelt und wird durch Einlegen des Rückwärtsgangs geschlossen; ein Rückfahrscheinwerfer 10 am Heck des Fahrzeugs ist parallel zu den Elektromagneten 7 mit dem Schalter 9 verbunden, so dass die Elektromagneten 7 immer dann bestromt sind, wenn auch der Rückfahrscheinwerfer 10 in Betrieb ist.
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2 zeigt einen Schnitt durch die Kamerabaugruppe der 2 entlang der Ebene II-II aus 1, und 3 zeigt einen zweiten Schnitt entlang der zur Ebene II-II orthogonalen Ebene III-III. Der Schutzkörper 1 ist an seinem Rand durch einen umlaufenden Wulst 11 verstärkt, in den, wie in 3 gezeigt die Permanentmagnete 6 eingelassen sind. Die Vertiefung in der Stoßfängerverkleidung 2, hier mit 12 bezeichnet, kann einteilig durch Tiefziehen der Stoßfängerverkleidung 2 selbst gebildet sein; es kann sich aber auch, wie in 2 und 3 dargestellt, um ein eigenständiges schalenartiges Bauteil handeln, das an einer in die Stoßfängerverkleidung 2 geschnittenen Öffnung, z. B. durch Klebung, befestigt ist. Die Vertiefung 12 als eigenständiges Bauteil auszuführen hat den Vorteil, dass die Kamerabaugruppe daran komplett vormontiert und als fertige, funktionsbereite Einheit am Fahrzeug montiert werden kann.
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Die Vertiefung 12 umfasst zum Einen eine ringförmige Nut 13, die den Wulst 11 aufnimmt, und, von der Nut 13 umgeben, eine Stirnfläche 14 und eine Aussparung 15. Die Stirnfläche 14 erstreckt sich um die Drehachse 4 über einen Winkel von mehr als 180° in geringer Entfernung von einer Rückseite des Schutzkörpers 1, so dass sie, wenn sich dieser, wie in den 1 bis 3 der Fall, in der Offenstellung befindet, eine der beiden Öffnungen 3 des Schutzkörpers 1 im Wesentlichen schmutzdicht verschließt.
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In der Aussparung 15 ist die hier mit 16 bezeichnete Kamera untergebracht. Ihr Objektiv 5 liegt in der Offenstellung zentral hinter der anderen Öffnung 3.
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Eine Welle 17 des Schutzkörpers 1 ist hier in einem Wälzlager 18 gehalten, um die Lage der Drehachse 4 festzulegen. Bei der hier betrachteten Ausgestaltung greift ein Rückstellelement, hier eine Spiralfeder 19, einerseits an der Vertiefung 12, andererseits an der Welle 17 an, um ein Drehmoment auf den Schutzkörper 1 auszuüben, das diesen, wenn die Elektromagnete 7 stromlos sind, aus der Offenstellung in eine Schutzstellung verdreht, in der beide Öffnungen 3 mit der Stirnfläche 14 überlappen und durch diese verschlossen sind. Da sich die Aussparung 15 nur unterhalb der Drehachse 4 erstreckt, gelangen insbesondere durch eine 90°-Drehung des Schutzkörpers 1 beide Öffnungen 3 in eine Stellung, in der sie durch die Stirnfläche 14 verschlossen sind.
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Wie aus 3 deutlich wird, können die Elektromagnete 7 sowohl radial außerhalb der Nut 13 rings um den Schutzkörper 1 herum angeordnet sein, sie können aber auch, wie jeweils durch 7' bezeichnet, am Boden der Nut 13 auf im Wesentlichen demselben Radius wie die Permanentmagnete 6 angeordnet sein.
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4 zeigt in einer zu 1 analogen Darstellung den Schutzkörper 1 in der Schutzstellung, um 90° verdreht gegenüber der Offenstellung der 1. Zum Drehen des Schutzkörpers 1 in die Schutzstellung kann die Spiralfeder 19 dienen; der in 4 gezeigten Variante zufolge sind als Rückstellelemente kleine Permanentmagnete 20 vorgesehen, die ein zu den Elektromagneten 7 entgegengesetzt orientiertes Magnetfeld erzeugen und dadurch die Stellung des Schutzkörpers 1 bestimmen, wenn die Elektromagnete 7 ausgeschaltet sind.
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Die Permanentmagnete 20 sind hier eng benachbart zu den Elektromagneten 7 angeordnet, so dass sie deren Eisenkerne nutzen können, um trotz kleiner eigener Abmessungen ein Magnetfeld mit in Bezug auf die Achse 4 jeweils um ca. 90° beabstandeten Polen zu erzeugen, das effektiv an die Permanentmagnete 6 des Schutzkörpers 1 ankoppelt.
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Selbstverständlich können bei den oben betrachteten Ausgestaltungen die Funktionen der Elektromagnete 7 und der Rückstellelemente 19 bzw. 20 dahingehend vertauscht sein, dass die Rückstellelemente den Schutzkörper 1 in die Offenstellung treiben und die Elektromagnete 7 die Rückkehr in die Schutzstellung antreiben. Vorteilhafter ist es jedoch, die Elektromagnete zum Halten des Schutzkörpers in der Offenstellung zu bestromen, da die in dieser Stellung verbrachte Zeit relativ kurz ist und bei Wegfall der Stromversorgung, insbesondere wenn das Fahrzeug abgestellt wird, die Schutzstellung automatisch eingenommen wird.
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5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Kamerabaugruppe in einer zu 1 und 4 analogen Darstellung. Bei dieser Ausgestaltung sind die Elektromagnete 7 über einen Schalter 21 mit wechselnden Polungen mit der Fahrzeugbatterie 8 verbindbar. In der in 5 gezeigten Stellung des Schalters 21 sind die Elektromagnete 7 so bestromt, dass in der Schutzstellung jeweils ungleichnamige Pole von Elektromagneten 7 und Permanentmagneten 6 benachbart sind und der Schutzkörper 1 somit in der Schutzstellung stabil ist. Durch Umlegen des Schalters 21 wird die Richtung des Magnetfelds der Elektromagnete 7 invertiert, so dass diese und die Permanentmagnete 6 einander abstoßen und eine stabile Stellung des Schutzkörpers 1 in der Offenposition erreicht wird.
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Insbesondere bei dieser letzten Ausgestaltung ist es zweckmäßig, das Wälzlager 18 durch ein einfaches Gleitlager zu ersetzen, dessen Reibung zwar gering genug ist, um eine Drehung des Schutzkörpers 1 unter dem Einfluss der Elektromagnete 7 zuzulassen, die aber ausreicht, um spontane Drehungen aufgrund von Erschütterungen während der Fahrt zu verhindern. Die Elektromagnete 7 müssen dann jeweils nur zeitweilig bestromt werden, wenn eine Drehung des Schutzkörpers 1 gewünscht ist; sobald der Schutzkörper 1 die gewünschte Position erreicht hat, können die Elektromagnete 7 wieder ausgeschaltet werden.
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Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzkörper
- 2
- Stoßfängerverkleidung
- 3
- Öffnung
- 4
- Drehachse
- 5
- Objektiv
- 6
- Permanentmagnet
- 7
- Elektromagnet
- 8
- Batterie
- 9
- Schalter
- 10
- Rückfahrscheinwerfer
- 11
- Wulst
- 12
- Vertiefung
- 13
- Nut
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Aussparung
- 16
- Kamera
- 17
- Welle
- 18
- Wälzlager
- 19
- Spiralfeder
- 20
- Permanentmagnet
- 21
- Schalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009008283 A1 [0003]
