DE102013108676A1 - Steckerverbindung für ein Kameramodul - Google Patents

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Franz Pfeiffer
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    • H01R12/70—Coupling devices
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Abstract

Steckverbinder (1) zur Anbindung eines Datenübertragungskabels (2) an eine Leiterplatte (3) eines Kameramoduls, wobei der Steckverbinder (1) in einer Einschubrichtung (y) in eine Aufnahmevorrichtung des Kameramoduls einschiebbar ist, wobei der Steckverbinder derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktierung vom Steckverbinder zur Leiterplatte (3) nicht in der Einschubrichtung (y) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steckerverbindung für ein Kameramodul, welches insbesondere in einem Fahrzeug für Fahrerassistenzlösungen wie Surround View, Rear-View oder als Rückspiegelersatz eingesetzt werden kann.
  • Kleine Kameramodule für die Linienmontage sind ein wachsender Geschäftsbereich in der Automobilindustrie Eine Kameravariante sendet das Bildsignal über LVDS-Signale. LVDS (Low Voltage Differential Signaling) ist eine Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle, welche insbesondere zur seriellen Datenübertragung verwendet wird. Wesentliche Merkmale von LVDS gegenüber anderen Schnittstellen sind die Verwendung von differentiellen Spannungspegeln, relativ niedrigen Spannungspegeln und die Signale können von einer Konstantstromquelle erzeugt werden. Die Übertragung von LVDS-Signalen erfordert geschirmte twisted-pair Kabel. Eine dafür erforderliche LVDS-Steckverbinderlösung, welche gleichzeitig den Anforderungen im Automobilbereich wie auch den Miniaturisierungsanforderungen der Kameramodule für Surround View oder vergleichbaren Fahrerassistenzlösungen entspricht, ist bisher nicht verfügbar.
  • Bekannte Lösungen umfassen einen wie folgt beschriebenen Steckverbinderblock. Bisherige geschirmte Steckverbinder bestehen aus einem Steckerendstück mit angeschlossenem Kabel sowie einem Gegenstück (Buchse), welches auf der Leiterplatte angelötet wird. Die Verbindung erfolgt über frontales lneinanderstecken von z.B. Stift/Hülsen- oder Platten/Feder-Paaren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindungslösung anzugeben, welche eine hohe Datenübertragung, insbesondere von Bilddaten zwischen einem Kameramodul und einem Datenübertragungskabel im Automobilbereich, zuverlässig sicherstellt.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner vorteilhafter Merkmale miteinander denkbar sind.
  • 1 zeigt beispielhaft einen Aufbau eines Steckverbinders (1) für ein Datenübertragungskabel (2), insbesondere ein LVDS-Kabel. Der Kabelsatz bzw. das Datenübertragungskabel (2) umfasst mehrere Einzelkabel (2b), insbesondere twisted pair-Kabel, und eine Kabelabschirmung (2a). Der Steckverbinder (1) umfasst eine Schirmhülse (1b), welche mit der Kabelabschirmung (2a) kontaktiert ist, und ein Plastikgehäuse (1a), welches die Schirmhülse (1b) aufnimmt. 1c zeigt eine Draufsicht des Plastikgehäuses (1a) des Steckverbinders. 1b zeigt eine Draufsicht von Datenübertragungskabel (2) und Schirmhülse (1b) des Steckverbinders in Kabellängsrichtung, 1a zeigt einen Querschnitt durch die Schirmhülse (1b) mit integriertem Kabelsatz (2).
  • 2 zeigt eine Leiterplatte (3), z.B. eine PCB, die einen Interposer (3a), z.B. als stufenförmige Erhöhung, umfasst, durch den hochgesetzte Landeflächen (3b) für Federkontakte (4) des Steckverbinders (1) realisiert sind. Auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte (3) ist ein Bauelement (Chip, IC) (3c) angeordnet.
  • 3 (Queransicht) und 4 (perspektivische Darstellung) zeigen die Kontaktierung zwischen dem Steckverbinder (1) des Datenübertragungskabels (2) und den Landeflächen (3b) der Leiterplatte (3) mittels Federkontakten (4). Das Datenübertragungskabel (2) verläuft jeweils in y-Richtung bzw. die Einschubrichtung des Steckverbinders (1) genau genommen in negativer y-Richtung, die Leiterplatte (2) bzw. die Landeflächen (3b) sind parallel zur x-y-Ebene angeordnet und die Federkontakte (4) sind senkrecht dazu in z-Richtung angeordnet.
  • 5 zeigt eine perspektivische Darstellung (vergleichbar mit 4), wobei zusätzlich ein Kameragehäuse (5) dargestellt ist. Das Kameragehäuse ist derart ausgestaltet, dass es eine Öffnung zur Aufnahme bzw. zum Einschieben des Steckverbinders (1) des Datenübertragungskabels (2) aufweist, wobei die Federkontakte (4) des aufgenommenen Steckverbinders (1) die Landeflächen (3b) der Leiterplatte (3) bzw. des Interposers der Leiterplatte (3a) kontaktieren. Über die Schirmhülse (1b) des Steckverbinders ist somit eine direkte Schirmverbindung zum Kameragehäuse (5) möglich.
  • 6 zeigt schematisch eine räumliche Durchsicht in z-Richtung, die die Positionstoleranzen in allen drei Raumrichtungen veranschaulicht, welche durch den Einsatz von Federkontakten (4) und Landeflächen (3b) erzielt werden. Die Landeflächen (3b) sind vorteilhaft so dimensioniert, dass in der x-y-Ebene ausreichend Toleranzen für die Kontaktierung der Federkontakte verfügbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung (1, 3 und 4) besteht aus einem Steckverbinderblock (1) mit integrierter Schirmhülse (1b) und Zugentlastung sowie 90 Grad Federkontakten (4), sowie als Gegenstück einer Landefläche (3b) direkt auf der Leiterplatte (PCB) (3), welche optional mittels einer lnterposerlösung (3a) über hochgesetzten Landeflächen (3b) verfügen kann (2, 3 und 4). Vorteilhaft erlauben die Federkontakte (4) das Einstecken des Steckverbinders (1) lateral zur Kontaktfläche und stellen die elektrische Verbindung zu der parallel angeordneten Leiterplatte (3) sicher (3–5). Die Schirmhülse (1b) stellt die Schirmverbindung zu einem Kameragehäuse (5) sicher.
  • Das bietet die folgenden Vorteile:
    • – Anders als existierende 90 Grad Steckverbinder mit frontalem lneinanderstecken erlaubt die laterale Federkontaktlösung (4; 3b) hohe Positionstoleranzen in alle Richtungen (6).
    • – Die gegenüberliegenden Landeflächen (3b) auf der Leiterfläche bzw. PCB (2) oder dem lnterposer (3a) bei nicht gestecktem Stecker erlauben eine einfache Kontaktierung über Nadeln, z.B. für Produktionstests.
    • – Sowohl beim Stecken als auch beim Betrieb mit evtl. Vibrationen bringt diese Lösung keinen mechanischen Stress auf die Leiterplatte (2), was die Zuverlässigkeit erhöht.
    • – Der Ersatz des Steckergegenstücks auf der Leiterplatte (2) durch einfache Landeflächen (3b) ggfs. mit lnterposer (3a) ist kostengünstiger als eine üblicherweise verwendete Buchse.
    • – Ein Höhenausgleich zwischen Leiterplatte (3) und Stecker (1) ist durch lnterposer (3a) möglich, der Stecker selbst muss nicht angepasst werden.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anstatt des integrierten Kabels (,Pigtail") der Steckverbinderblock als Steckerbuchse ausgeführt, was den Anschluss eines Standardsteckers ermöglicht.
  • Dazu könnte in 5 anstelle des Datenübertragungskabels (2) mit Steckverbinder (1) und Federkontakten (4) eine Steckerbuchse mit Federkontakten in die Öffnung des Kameragehäuses (5) aufgenommen werden, wobei die Federkontakte der Steckerbuchse die Landeflächen (3b) der Leiterplatte (3) bzw. des Interposers der Leiterplatte (3a) des Kameramoduls kontaktieren. Ein Datenübertragungskabel kann nun mittels eines zur Steckerbuchse passenden Steckerenstücks an die Leiterplatte (3) angeschlossen werden. Die Vorteile der Positionstoleranzen gelten in diesem Fall für die Aufnahme der Steckerbuchse in die Öffnung des Kameragehäuses bzw. die Kontaktierung zwischen Steckerbuchse und Leiterplatte (3) mittels Federkontakten und Landeflächen (3b).
  • Bezugszeichenliste
    • 1a
    Plastikgehäuse des Steckerverbinders (hellgrün)
    1b
    Schirmhülse des Steckerverbinders (blau)
    1
    Steckerverbinder
    2a
    Abschirmung des Datenkabels (blau)
    2b
    Einzelkabel (rosa)
    2
    Datenübertragungskabel (schwarz)
    3a
    Interposer der Leiterplatte (dunkelgrün)
    3b
    Landefläche (gelb)
    3c
    Bauelement, Chip, IC (gelb)
    3
    Leiterplatte (dunkelgrün)
    4
    Federkontakt (gelb)
    5
    Gehäuse (violett)

Claims (15)

  1. Steckverbinder (1) zur Anbindung eines Datenübertragungskabels (2) an eine Leiterplatte (3) eines Kameramoduls, wobei der Steckverbinder (1) in einer Einschubrichtung (y) in eine Aufnahmevorrichtung des Kameramoduls einschiebbar ist, wobei der Steckverbinder derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktierung vom Steckverbinder zur Leiterplatte (3) nicht in der Einschubrichtung (y) erfolgt.
  2. Steckerbuchse zur Aufnahme eines Steckerendstücks eines Datenübertragungskabels (2), wobei die Steckerbuchse zur Anbindung an eine Leiterplatte (3) eines Kameramoduls in einer Einschubrichtung (y) in eine Aufnahmevorrichtung des Kameramoduls einschiebbar ist, wobei die Steckerbuchse derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktierung vom Steckverbinder zur Leiterplatte (3) nicht in der Einschubrichtung (y) erfolgt.
  3. Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder Steckerbuchse nach Anspruch 2, wobei der Steckverbinder (1) oder die Steckerbuchse derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktierung zur Leiterplatte (3) senkrecht zur Einschubrichtung (y) erfolgt.
  4. Steckverbinder (1) oder Steckerbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steckverbinder (1) oder die Steckerbuchse derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktierung senkrecht zur Leiterplattenfläche erfolgt.
  5. Steckverbinder (1) oder Steckerbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steckverbinder (1) oder die Steckerbuchse derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktierung durch das Aufliegen mindestens eines Federkontakts (4) auf einer Landefläche (3b) bewirkt wird.
  6. Steckverbinder (1) oder Steckerbuchse nach Anspruch 5, wobei der Steckverbinder (1) oder die Steckerbuchse derart ausgestaltet ist, dass der mindestens eine Federkontakt (4) am Steckverbinder (1) oder an einer Außenseite der Steckerbuchse angebracht ist.
  7. Steckverbinder (1) oder Steckerbuchse nach Anspruch 5, wobei der Steckverbinder (1) oder die Steckerbuchse derart ausgestaltet ist, dass mindestens eine Landefläche (3b) am Steckverbinder (1) oder an einer Außenseite der Steckerbuchse angebracht ist, auf der ein Federkontakt zur Kontaktierung aufliegen kann.
  8. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, wobei der Steckverbinder (1) ein integrierte Schirmhülse (1b) umfasst.
  9. Steckverbinder (1) nach Anspruch 8, wobei die integriert Schirmhülse (1b) derart ausgebildet ist, dass bei Kontaktierung eine Schirmverbindung zu einem Gehäuse (5) des Kameramoduls entsteht
  10. Datenübertragungskabel (2) mit einem Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 9
  11. Datenübertragungskabel (2) nach Anspruch 10, wobei das Datenübertragungskabel (2) ein LDVS-Kabel ist.
  12. Kameramodul für eine Fahrzeug(außen)kamera umfassend ein Gehäuse (5) und mindestens eine Leiterplatte, wobei das Kameramodul derart ausgebildet ist, dass beim Einschieben eines Steckverbinders (1) oder einer Steckerbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 10 die Kontaktierung vom Steckverbinder (1) oder der Steckerbuchse zu der mindestens einen Leiterplatte (3) nicht in der Einschubrichtung (y) erfolgt.
  13. Kameramodul nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Leiterplatte (3) einen Interposer (3a) umfasst und mindestens eine Landefläche (3b) oder mindestens ein Federkontakt auf dem Interposer (3a) angeordnet ist.
  14. Kameramodul nach Anspruch 12 oder 13, welches mindestens zwei Leiterplatten umfasst, wobei auf einer ersten Leiterplatte ein Bildsensor angeordnet ist und die Kontaktierung auf einer zweiten Leiterplatte erfolgt.
  15. Kameramodul nach einem der Ansprüche 12 bis 14 umfassend mindestens eine Linse, wobei das Verhältnis der Querschnittsfläche der größten Linse zur Fläche des Kameramoduls senkrecht zur optischen Achse mindestens 20 Prozent beträgt.
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