DE102013202300A1

DE102013202300A1 - Kamerasystem

Info

Publication number: DE102013202300A1
Application number: DE201310202300
Authority: DE
Inventors: Paul W. Alexander; Alan L. Browne; Nancy L. Johnson; James Holbrook BROWN; James Ryan Yates; Brian W. Bowling; James Q. La; Aragorn Zolno
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC; Dynalloy Inc
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC; Dynalloy Inc
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2033-02-14
Also published as: DE102013202300B4

Abstract

Ein Kamerasystem umfasst einen Körper, der darin einen Hohlraum definiert, und eine Kamera, die in dem Hohlraum an dem Körper befestigt ist und eine Linse aufweist. Das Kamerasystem umfasst auch eine Formgedächtnislegierung, die in Ansprechen auf ein thermisches Aktivierungssignal zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand überleitbar ist, sowie einen Wischer, der ausgebildet ist, um Fremdkörper von der Linse zu wischen. Der Wischer ist an dem Kamerasystem befestigt und durch die Formgedächtnislegierung betätigbar. Die Formgedächtnislegierung wechselt zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand, um den Wischer derart zu betätigen, dass der Wischer die Linse berührt und über diese hinweg verschoben wird und dadurch Fremdkörper von der Linse wischt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kamerasystem.
HINTERGRUND
Kameras können in rauen Umgebungen betrieben werden. Beispielsweise kann eine Linse einer Sicherheits- oder Rückfahrkamera eines Fahrzeugs Schmutz, Fremdkörpern und/oder Feuchtigkeit ausgesetzt sein. Ein solcher Schmutz, solche Fremdkörper und/oder solche Feuchtigkeit können die Bildqualität herabsetzen, die durch die Kamera erzeugt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Kamerasystem umfasst einen Körper, der darin einen Hohlraum definiert. Das Kamerasystem umfasst auch eine Kamera, die in dem Hohlraum an dem Körper befestigt ist und eine Linse aufweist. Ferner umfasst das Kamerasystem eine Formgedächtnislegierung, die in Ansprechen auf ein thermisches Aktivierungssignal zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand überleitbar ist. Zusätzlich umfasst das Kamerasystem einen Wischer, der ausgebildet ist, um Fremdkörper von der Linse zu wischen, wobei der Wischer an der Kamera befestigt und durch die Formgedächtnislegierung betätigbar ist. Die Formgedächtnislegierung wechselt zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand, um den Wischer derart zu betätigen, dass der Wischer die Linse berührt und über diese hinweg verschoben wird und dadurch Fremdkörper von der Linse wischt.
Bei einer Ausführungsform ist die Kamera reversibel zwischen einer verstauten Position, in der sich die Kamera vollständig innerhalb des Hohlraums befindet, und einer ausgefahrenen Position überleitbar, in der sich die Linse außerhalb des Hohlraums befindet.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der besten Weisen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung leicht offensichtlich, wenn die Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung gebracht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein Kamerasystem aufweist;
2A ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer ersten Ausführungsform des Kamerasystems von 1, wobei das Kamerasystem einen Wischer umfasst, der sich in einer nicht betätigten Position befindet;
2B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht des Kamerasystems von 2A, wobei sich der Wischer in einer betätigten Position befindet;
3A ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 2A;
3B ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 2B;
4 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des Kamerasystems von 1;
5 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 4;
6A ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Wischers von 2A–3B, wobei sich der Wischer in einer betätigten Position befindet und durch eine Formgedächtnislegierung betätigt wird, die als ein Draht ausgebildet und an einem ersten Ort an dem Wischer befestigt ist;
6B ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 6A, wobei der Draht an einem zweiten Ort an dem Wischer befestigt ist;
7A ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer anderen Ausbildung des Kamerasystems von 6A, wobei die Formgedächtnislegierung als eine Vielzahl von Drähten ausgebildet ist, die an einem dritten Ort an dem Wischer befestigt sind;
7B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht des Kamerasystems von 7A, wobei sich der Wischer in einer betätigten Position befindet;
8A ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Kamerasystems von 1, wobei das Kamerasystem einen Verschluss aufweist, der eine Linse abdeckt;
8B ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 8A, wobei der Verschluss die Linse nicht abdeckt;
9 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer anderen Ausführungsform des Verschlusses von 8A und 8B;
10A ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Wischers von 2A–3B, wobei sich der Wischer in einer verstauten Position befindet;
10B ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 10A, wobei sich der Wischer in einer ausgefahrenen Position befindet;
11A ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des Kamerasystems von 1, wobei sich die Kamera in einer verstauten Position befindet;
11B ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 11A, wobei sich die Kamera in einer ausgefahrenen Position befindet;
12A ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des Kamerasystems von 1, wobei sich die Kamera in einer verstauten Position befindet; und
12B ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Kamerasystems von 12A, wobei sich die Kamera in einer ausgefahrenen Position befindet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Anmeldung schließt die vorläufige Patentanmeldung Nr. 61/599,213 aus den Vereinigten Staaten, die am 15. Februar 2012 eingereicht wurde, durch Bezugnahme in Ihrer Gesamtheit mit ein.
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, ist ein Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 allgemein in 1 gezeigt. Das Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 kann für Fahrzeuge 12 verwendbar sein, wie beispielsweise für Kraftfahrzeuge, die eine Kamera 14 erfordern, z. B. eine Rückfahrkamera, die unter rauen Umgebungsbedingungen betreibbar ist. Das Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 kann beispielsweise unter staubigen, verschmutzten, vereisten, salzhaltigen und/oder nassen Betriebsumgebungen verwendbar sein. Als solches kann das Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 auch für Nicht-Fahrzeuganwendungen und/oder Nicht-Kraftfahrzeuganwendungen verwendbar sein, die beispielsweise Sicherheits- und Luftfahrtanwendungen umfassen.
Wie es am besten unter Bezugnahme auf 3A und 3B zu beschreiben ist, umfasst das Kamerasystem 10 einen Körper 16, der darin einen Hohlraum 18 definiert. Der Körper 16 kann beispielsweise, wie es in 1 gezeigt ist, eine Heckklappe des Fahrzeugs 12 sein. Alternativ kann der Körper 16, obwohl dies nicht gezeigt ist, ein äußeres Gehäuse einer Sicherheitseinrichtung sein, wie beispielsweise einer Überwachungskamera.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3A und 3B umfasst das Kamerasystem 10 auch eine Kamera 14, die in dem Hohlraum 18 an dem Körper 16 befestigt ist und eine Linse 20 aufweist. Im Allgemeinen kann die Linse 20 eine optische Linse mit einem Sichtfeld sein, z. B. vor der Kamera 14, und sie kann ausgebildet sein, um Licht derart zu bündeln, dass die Kamera 14 ein Bild erzeugen kann. Zusätzlich kann das Kamerasystem 10, obwohl dies nicht gezeigt ist, mehrere Kameras 14 umfassen, z. B. zwei oder mehr Kameras 14, die in einem entsprechenden von mehreren Hohlräumen 18 (nicht gezeigt) an dem Körper 16 nicht befestigt sind.
Gemäß einer Ausführungsform, wie sie unter Bezugnahme auf 2A–10B beschrieben wird, kann die Kamera 14 zumindest teilweise aus dem Hohlraum 18 herausragen, so dass sich die Linse 20 ständig außerhalb des Hohlraums 18 befindet. Ferner kann die Kamera 14 an dem Körper 16 fest angebracht sein, so dass sich die Kamera 14 bezogen auf den Körper 16 nicht dreht oder verschiebt. Das heißt, dass die Kamera 14 bezogen auf den Körper 16 stationär sein kann und dass sie beispielsweise nicht während der Verwendung verschwenken oder in Position ausgefahren werden kann.
Unter Bezugnahme auf 2A–12B, und wie es nachstehend in weiterem Detail dargelegt ist, umfasst das Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 zusätzlich einen Wischer 22, 122, 222, 322, der an der Kamera 14 befestigt und ausgebildet ist, um Fremdkörper (die in 2A allgemein bei 24 gezeigt sind) von der Linse 20 zu wischen. Die Fremdkörper 24 können beispielsweise Wasser, Eis, Nebel, Schmutz, Staub, Salz, Partikel, Schmutzflecken, Objekte und Kombinationen von diesen sein. Somit kann der Wischer 22, 122, 222, 322 die Linse 20 reinigen und schützen, um sicherzustellen, dass ein sichtbares Bild sogar unter staubigen, verschmutzten, nassen und/oder eisig kalten Betriebsbedingungen durch die Kamera 14 erzeugt wird. Ferner kann das Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410, obwohl dies nicht gezeigt ist, mehrere Wischer 22, 122, 222 umfassen, z. B. zwei oder mehr Wischer 22, 122, 222, die an der Kamera 14 befestigt sind.
Nun auf 2A–9 Bezug nehmend, kann der Wischer 22, 122, 222 ständig außerhalb des Hohlraums 18 angeordnet sein. Das heißt, dass der Wischer 22, 122, 222 von einem Betrachtungspunkt außerhalb des Kamerasystems 10, 110, 210 aus zu allen Zeiten sichtbar sein kann. Alternativ kann der Wischer 322, wie es durch einen Vergleich von 10A und 10B gezeigt ist, nur periodisch oder vorübergehend außerhalb des Hohlraums 18 angeordnet sein, wie es nachstehend in weiterem Detail dargelegt ist. Ferner kann der Wischer 22, 222, 322, wie es in 2A–3B und 6A–10B gezeigt ist, verschoben werden oder verschwenken, d. h., dass er bezogen auf die Kamera 14 bewegt werden kann. Alternativ kann der Wischer 122, wie es in 4 und 5 gezeigt ist, bezogen auf die Kamera 14 stationär sein und nicht bezogen auf die Kamera 14 verschoben werden oder verschwenken. Das heißt, dass der Wischer 122 bezogen auf die Kamera 14 fixiert sein kann, wie es ebenso nachstehend im weiteren Detail dargelegt ist.
Wie es am besten in 3A–4, 6A–8B und 10A–12B gezeigt ist, umfasst das Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 ferner eine Formgedächtnislegierung 26, die in Ansprechen auf ein thermisches Aktivierungssignal (das in 3B, 4, 7A, 10B, 11B und 12B allgemein bei 32 gezeigt ist), z. B. Wärme, zwischen einem ersten Zustand (der in 3A, 7B, 8B, 10A, 11A und 12A allgemein bei 28 gezeigt ist) und einem zweiten Zustand (der in 3B, 7A, 8A, 10B, 11B und 12B allgemein bei 30 gezeigt ist) überleitbar ist. Somit wechselt die Formgedächtnislegierung 26, wie es nachstehend im weiteren Detail dargelegt ist, zwischen dem ersten Zustand 28 und dem zweiten Zustand 30, um den Wischer 22, 122, 222, 322 derart zu betätigen, dass der Wischer 22, 122, 222, 322 die Linse 20 berührt und über diese hinweg verschoben wird und dadurch Fremdkörper 24 (2A) von der Linse 20 wischt.
Wie hierin verwendet, bezieht sich die Terminologie ”Formgedächtnislegierung 26” auf Legierungen, die einen Formgedächtniseffekt zeigen und die Fähigkeit aufweisen, und die Fähigkeit aufweisen, Eigenschaften bezogen auf die Steifigkeit, die Federkonstante und/oder die Formstabilität schnell zu ändern. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung 26 eine kristallographische Phasenänderung im Festkörper mittels einer molekularen oder kristallinen Umordnung durchlaufen kann, um zwischen einer Martensitphase, d. h. einem ”Martensit”, und einer Austenitphase, d. h. einem ”Austenit”, zu wechseln. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung 26 eine Verschiebungstransformation anstelle einer Diffusionstransformation durchlaufen kann, um zwischen Martensit und Austenit zu wechseln. Eine Verschiebungstransformation ist als eine Strukturänderung definiert, die durch die koordinierte Bewegung von Atomen oder Gruppen von Atomen relativ zu Nachbaratomen oder benachbarten Gruppen von Atomen auftritt. Ferner bezieht sich die Martensitphase im Allgemeinen auf eine Phase bei vergleichsweise niedrigerer Temperatur, und sie ist oft besser verformbar als die Austenitphase, die bei vergleichsweise höheren Temperaturen existiert.
Die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung 26 beginnt, von der Austenitphase in die Martensitphase zu wechseln, ist als die Martensit-Starttemperatur M_s bekannt. Die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung 26 den Wechsel von der Austenitphase zu der Martensitphase abschließt, ist als die Martensit-Endtemperatur M_f oder Transformationstemperatur T_trans bekannt. Wenn die Formgedächtnislegierung 26 erwärmt wird, ist die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung 26 beginnt, von der Martensitphase in die Austenitphase zu wechseln, auf ähnliche Weise als die Austenit-Starttemperatur A_s bekannt. Die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung 26 den Wechsel von der Martensitphase in die Austenitphase abschließt, ist als die Austenit-Endtemperatur A_f oder Transformationstemperatur T_trans bekannt.
Die Formgedächtnislegierung 26 kann eine beliebige geeignete Form, d. h. Gestalt, aufweisen. Beispielsweise kann die Formgedächtnislegierung 26 als ein die Gestalt änderndes Element ausgebildet sein, wie beispielsweise als ein Draht 34 (3A), eine Feder, ein Streifen, ein Band, ein Endlosband und Kombinationen von diesen. Ferner kann die Formgedächtnislegierung 26 eine beliebige geeignete Zusammensetzung aufweisen. Insbesondere kann die Formgedächtnislegierung 26 in Kombination ein Element umfassen, das aus der Gruppe von Kobalt, Nickel, Titan, Indium, Mangan, Eisen, Palladium, Zink, Kupfer, Silber, Gold, Cadmium, Zinn, Silizium, Platin und Gallium ausgewählt ist. Beispielsweise können geeignete Formgedächtnislegierungen 26 auf Nickel-Titan basierende Legierungen, auf Nickel-Aluminium basierende Legierungen, auf Nickel-Gallium basierende Legierungen, auf Indium-Titan basierende Legierungen, auf Indium-Cadmium basierende Legierungen, auf Nickel-Kobalt-Aluminium basierende Legierungen, auf Nickel-Mangan-Gallium basierende Legierungen, auf Kupfer basierende Legierungen (z. B. Kupfer-Zink-Legierungen, Kupfer-Aluminium-Legierungen, Kupfer-Gold-Legierungen und Kupfer-Zinn-Legierungen), auf Gold-Cadmium basierende Legierungen, auf Silber-Cadmium basierende Legierungen, auf Mangan-Kupfer basierende Legierungen, auf Eisen-Platin basierende Legierungen, auf Eisen-Palladium basierende Legierungen und Kombinationen einer oder mehrerer von jeder dieser Kombinationen umfassen. Die Formgedächtnislegierung 26 kann binär, ternär oder von einer beliebigen höheren Ordnung sein, solange die Formgedächtnislegierung 26 einen Formgedächtniseffekt zeigt, z. B. eine Änderung in der Ausrichtung ihrer Gestalt, eine Dämpfungskapazität und dergleichen. Im Allgemeinen kann die Formgedächtnislegierung 26 gemäß gewünschten Betriebstemperaturen des Kamerasystems 10, 110, 210, 310, 410 ausgewählt werden. Bei einem speziellen Beispiel kann die Formgedächtnislegierung 26 Nickel und Titan umfassen.
Gemäß einem Beispiel, das unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben ist, kann die Formgedächtnislegierung 26 daher als ein Draht 34 ausgebildet sein. Der Draht 34, der aus der Formgedächtnislegierung 26 gebildet ist, kann durch den ersten Zustand 28 charakterisiert sein, d. h., wenn eine Temperatur der Formgedächtnislegierung 26 unterhalb der Martensit-Endtemperatur M_f oder Transformationstemperatur T_trans der Formgedächtnislegierung 26 liegt. Auf ähnliche Weise kann der Draht 34, der aus der Formgedächtnislegierung 26 gebildet ist, auch durch den zweiten Zustand 30 charakterisiert sein, d. h., wenn die Temperatur der Formgedächtnislegierung 26 oberhalb der Austenit-Endtemperatur A_f oder Transformationstemperatur T_trans der Formgedächtnislegierung 26 liegt. Zusätzlich kann das Kamerasystem 10, 210, 310, 410, wie es unter Bezugnahme auf 7A–8B und 10A–12B beschrieben ist, mehrere Formgedächtnislegierungen 26 und/oder mehrere Drähte 34, 134 umfassen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, wie sie unter Bezugnahme auf 2A–3B beschrieben ist, kann die Kamera 14 eine erste Außenfläche 36 und eine zweite Außenfläche 38 aufweisen, die von der ersten Außenfläche 36 beabstandet ist. Die Kamera 14 kann beispielsweise eine kastenförmige Konfiguration aufweisen. Ferner kann der Wischer 22 derart verschwenkbar an der ersten Außenfläche 36 und der zweiten Außenfläche 38 befestigt sein, dass sich der Wischer 22 in periodischem Kontakt mit der Linse 20 befindet. Das heißt, dass der Wischer 22 als ein Balken ausgebildet sein kann, der zwischen einer nicht betätigten Position (in 2A allgemein bei 40 gezeigt), in welcher der Wischer 22 die Linse 20 nicht berührt, und einer betätigten Position verschwenkt (in 2B allgemein bei 42 gezeigt), in welcher der Wischer 22 die Linse 20 berührt und über diese hinweg verschoben wird, um dadurch Fremdkörper 24 (2A) von der Linse 20 zu wischen. Auf diese Weise kann sich der Wischer 22 in periodischem Kontakt mit der Linse 20 befinden.
Unter Bezugnahme auf 3A und 3B kann die Formgedächtnislegierung 26 für diese Ausführungsform als der Draht 34 ausgebildet sein, der an dem Wischer 22 befestigt ist und sich in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 (3B) in Längsrichtung zusammenziehen kann, um dadurch den Wischer 22 über die Linse 20 hinweg zu verschieben. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung 26 von dem ersten Zustand 28 (3A), z. B. einem kalten Zustand, in den zweiten Zustand 30 (3B) z. B. einen heißen Zustand, wechseln kann und dass sich der Draht 34 dementsprechend in Längsrichtung zusammenziehen kann. Wenn sich der Draht 34 in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 in Längsrichtung zusammenzieht, kann der Draht 34 den Wischer 22 betätigen, z. B. an diesem ziehen, um dadurch den Wischer 22 über die Linse 20 hinweg zu verschieben. Nach dem Wischen der Linse 20 kann das thermische Aktivierungssignal 32 von dem Draht 34 entfernt werden, und die Formgedächtnislegierung 26 kann sich derart entspannen, dass sich der Draht 34 in Längsrichtung ausdehnt und dadurch den Wischer 22 in die nicht betätigte Position 40 (3A) zurückstellt. Das heißt, dass das thermische Aktivierungssignal 32 derart von dem Draht 34 entfernt werden kann, dass die Formgedächtnislegierung 26 von dem zweiten Zustand 30 (3B), z. B. dem heißen Zustand, in den ersten Zustand 28 (3A), z. B. den kalten Zustand, wechselt und dadurch den Wischer 22 in die nicht betätigte Position 40 zurückstellt.
Für eine beliebige der hierin beschriebenen Ausführungsformen kann die Formgedächtnislegierung 26 betätigt werden, indem die Formgedächtnislegierung 26 dem thermischen Aktivierungssignal 32 ausgesetzt wird. Ferner kann die Betätigung der Formgedächtnislegierung 26 bei Anwendungen im Fahrzeug 14 (1) und in einem stationären Überwachungssystem (nicht gezeigt) automatisch durch Sensoren ausgelöst werden, die ausgebildet sind, um beispielsweise die Temperatur, Wasser, Eis, Staub und dergleichen zu detektieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Formgedächtnislegierung 26 bei einem Start des Fahrzeugs 14 oder des Sicherheitsüberwachungssystems oder beispielsweise dann automatisch ausgelöst werden, wenn das Fahrzeug 14 in den Rückwärtsgang umschaltet, einen Fahrtrichtungsanzeiger aktiviert, usw. Darüber hinaus kann die Formgedächtnislegierung 26 ausschließlich bei einer Bedienereingabe ausgelöst werden, d. h. bei einer Anforderung, wie sie durch einen Bediener festgelegt wird.
Nun auf 6A–7B Bezug nehmend, kann der Draht 34 auf eine beliebige Weise und an einem beliebigen Ort an dem Wischer 222 befestigt sein. Beispielsweise kann der Draht 34 an dem Wischer 222 an einem nahen Ende 44 (6A) oder an einem entfernten Ende 46 (6B) des Wischers 22 befestigt sein. Ferner kann die Formgedächtnislegierung 26, wie es in 7A und 7B gezeigt ist, als eine Vielzahl von Drähten 34, 134 ausgebildet sein, die in einer Bogensehnen-Konfiguration angeordnet sein können.
Nun auf 4 und 5 Bezug nehmend, kann die Kamera 14 bei einer zweiten Ausführungsform auch eine erste Außenfläche 36 und eine zweite Außenfläche 38 aufweisen, die von der ersten Außenfläche 36 beabstandet ist, wie vorstehend dargelegt wurde. Zusätzlich kann das Kamerasystem 110 ferner eine erste durchsichtige Abdeckung 48 umfassen, die an der ersten Außenfläche 36 und der zweiten Außenfläche 38 befestigt ist. Die erste durchsichtige Abdeckung 48 kann beispielsweise entgegengesetzt zu der Linse 20 beabstandet sein und entlang der ersten Außenfläche 36 und der zweiten Außenfläche 38 über die Kamera 14 zuschnappen. Das heißt, dass die erste durchsichtige Abdeckung 48 mittels einer Presspassung an der Kamera 14 befestigt sein kann. Die erste durchsichtige Abdeckung 48 kann daher die Linse 20 der Kamera 14 abdecken und schützen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 4 und 5 kann die Linse 20 der Kamera 14 bei dieser Ausführungsform eine zweite durchsichtige Abdeckung 50 aufweisen, die zwischen der Kamera 14 und der ersten durchsichtigen Abdeckung 48 angeordnet ist. Ferner kann der Wischer 122, wie es am besten in 5 gezeigt ist, zwischen der ersten durchsichtigen Abdeckung 48 und der zweiten durchsichtigen Abdeckung 50 angeordnet sein und mit diesem in Kontakt stehen. Der Wischer 122 kann beispielsweise an der ersten durchsichtigen Abdeckung 48 fest angebracht sein, und er kann ausgebildet sein, um die zweite durchsichtige Abdeckung 50 der Linse 20 zu wischen.
Zusätzlich kann das Kamerasystem 110, wie es in 4 und 5 gezeigt ist, ferner eine Rastungsvorrichtung 52 umfassen, die an der zweiten durchsichtigen Abdeckung 50 befestigt ist. Gemäß einem Beispiel, wie es in 4 gezeigt ist, kann die Rastungsvorrichtung 52 einen Arm 54 aufweisen, der ausgebildet ist, um iterativ mit einer Vielzahl von Zähnen 56 zu kämmen, die entlang eines Umfangs der zweiten durchsichtigen Abdeckung 50 angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform kann die Formgedächtnislegierung 26 die Rastungsvorrichtung 52 betätigen, indem sie derart zwischen dem ersten Zustand 28 (nicht gezeigt) und dem zweiten Zustand 30 (nicht gezeigt) wechselt, dass die zweite durchsichtige Abdeckung 50 den Wischer 122 berührt und sich über diesen hinweg dreht, um dadurch Fremdkörper 24 (2A) von der zweiten durchsichtigen Abdeckung 50 zu wischen. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung 26 als der Draht 34 ausgebildet sein kann und dass sie dem thermischen Aktivierungssignal 32 (4) vorübergehend ausgesetzt sein kann, um dadurch alternativ von dem ersten Zustand 28 in den zweiten Zustand 30 und von dem zweiten Zustand 30 zurück in den ersten Zustand 28 zu wechseln.
Unter weiterer Bezugnahme auf 4 und 5 kann der Draht 34 insbesondere dann, wenn die Formgedächtnislegierung 26 von dem ersten Zustand 28 (nicht gezeigt), d. h. dem kalten Zustand, in den zweiten Zustand 30 (nicht gezeigt) wechselt, z. B. in den heißen Zustand, sobald sie dem thermischen Aktivierungssignal 32 (4) ausgesetzt wird, sich in Längsrichtung zusammenziehen und den Arm 54 von einem Zahn 56 zu dem benachbarten Zahn 56 ziehen und dadurch bewirken, dass sich die zweite durchsichtige Abdeckung 50 dreht, z. B. in einer Richtung 58 gegen den Uhrzeigersinn (4). Danach kann das thermische Aktivierungssignal 32, sobald sich die zweite durchsichtige Abdeckung 50 ausreichend entlang eines gewünschten Weges gedreht hat, von dem Draht 34 entfernt werden, und die Formgedächtnislegierung 26 kann derart von dem zweiten Zustand 30 in den ersten Zustand 28 wechseln, dass der Arm 54 zwischen benachbarten Zähnen 56 hängenbleiben und eine weitere Drehung der zweiten durchsichtigen Abdeckung 50 verhindern kann. Daher kann sich die zweite durchsichtige Abdeckung 50 auf eine einrastende Weise um den Wischer 122 herum drehen. Obwohl der Wischer 122 bei dieser Ausführungsform stationär ist, bedeutet dies, dass der Wischer 122 trotzdem Fremdkörper 24 (2A) von der zweiten durchsichtigen Abdeckung 50 wischen kann, d. h. von der Linse 20, um dadurch die Linse 20 zu schützen und zu reinigen.
Nun auf 10A und 10B Bezug nehmend, kann der Wischer 322 bei einer anderen Ausführungsform reversibel zwischen einer verstauten Position 60 (10A), in welcher sich der Wischer 322 vollständig innerhalb des Hohlraums 18 befindet, und einer ausgefahrenen Position 62 (10B), in welcher sich der Wischer 322 zumindest teilweise aus dem Hohlraum 18 erstreckt und die Linse 20 berührt, überleitbar sein. Wie es in 10A gezeigt ist, heißt das, dass der Wischer 322 dann, wenn sich der Wischer 322 in der verstauten Position 60 befindet, für einen Beobachter außerhalb des Kamerasystems 10 nicht sichtbar sein kann, da der Wischer 322 vollständig in den Hohlraum 18 zurückgezogen ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Wischer 322 eine angelenkte Konfiguration aufweisen, und er kann eine Spitze 64 umfassen, die ausgebildet ist, um die Linse 20 zu berühren und über diese hinweg verschoben zu werden, um dadurch Fremdkörper 24 (2A) von der Linse 20 zu wischen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 10A und 10B kann die Formgedächtnislegierung 26 bei dieser Ausführungsform auch als der Draht 34 ausgebildet sein, der an dem Wischer 322 befestigt ist. Der Wischer 34 kann sich in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 (10B) in Längsrichtung zusammenziehen, um dadurch den Wischer 322 von der verstauten Position 60 (10A) in die ausgefahrene Position 62 (10B) überzuleiten. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung 26 von dem ersten Zustand 28 (10A), z. B. einem kalten Zustand, in den zweiten Zustand 30 (10B), z. B. einen heißen Zustand, wechseln kann, und der Draht 34 kann sich dementsprechend in Längsrichtung zusammenziehen. Wenn sich der Draht 34 in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 in Längsrichtung zusammenzieht, kann der Draht 34 den Wischer 322 betätigen, z. B. an diesem ziehen, um dadurch den Wischer 322 in die ausgefahrene Position 62 überzuleiten und den Wischer 322 über die Linse 20 hinweg zu verschieben. Nach dem Wischen der Linse 20 kann das thermische Aktivierungssignal 32 von dem Draht 34 entfernt werden, und die Formgedächtnislegierung 26 kann sich derart entspannen, dass sich der Draht 34 in Längsrichtung ausdehnt und dadurch den Wischer 322 in die verstaute Position 60 zurückstellt. Das heißt, dass das thermische Aktivierungssignal 32 derart von dem Draht 34 entfernt werden kann, dass die Formgedächtnislegierung 26 von dem zweiten Zustand 30, z. B. dem heißen Zustand, in den ersten Zustand 28, z. B. den kalten Zustand, wechselt und dadurch den Wischer 322 in die verstaute Position 60 zurückstellt.
Bei einer noch anderen Ausführungsform, wie sie unter Bezugnahme auf 8A–9 beschrieben wird, kann das Kamerasystem 210 ferner einen Verschluss 66, 166 umfassen, der an der Kamera 14 befestigt und ausgebildet ist, um die Linse 20 selektiv abzudecken. Das heißt, dass der Verschluss 66, 166 alternativ die Linse 20 abdecken kann, um die Linse 20 dadurch vor Fremdkörpern 24 (2A) zu schützen, wenn die Formgedächtnislegierung 26 in den zweiten Zustand 30 wechselt (8A), und von der Linse 20 weg verschoben werden kann, um die Linse 20 dadurch freizulegen, wenn die Formgedächtnislegierung 26 in den ersten Zustand 28 (8B) wechselt. Der Verschluss 66, 166 kann eine beliebige Konfiguration aufweisen. Beispielsweise kann der Verschluss 66, wie es in 8A und 8B gezeigt ist, verschwenkbar an der ersten Außenfläche 36 (nicht gezeigt) und der zweiten Außenfläche 38 der Kamera 14 befestigt sein, und er kann während des Betriebs über die Linse 20 verschwenken. Unter erneuter Bezugnahme auf 8B kann der Verschluss 66 eine Innenfläche 68, die entgegengesetzt der Linse 20 beabstandet ist, und eine Außenfläche 70 aufweisen, die entgegengesetzt der Innenfläche 68 beabstandet ist, und er kann einen Spiegel 72 umfassen, der sich an der Innenfläche 68 befindet und ausgebildet ist, um Licht zu der Linse 20 zu reflektieren. Da die Kamera 14 bei dieser Ausführungsform bezogen auf den Körper 16 stationär ist, wie vorstehend dargelegt wurde, heißt das, dass Licht von dem Spiegel 72 in die Linse 20 reflektiert werden kann, sobald der Verschluss 66 derart verschwenkt, dass die Linse 20 nicht abgedeckt wird.
Wie es in 9 gezeigt ist, kann der Verschluss 166 alternativ in einer offenen oder nicht abgedeckten Position als ein kreisförmiger Ring ausgebildet sein, der mit der Linse 20 konzentrisch ist. Bei diesem Beispiel kann sich der Verschluss 166 bei einer Betätigung über die Linse 20 hinweg in die Richtung der Pfeile 74 verschließen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 8A und 8B kann die Formgedächtnislegierung 26 als der Draht 34 ausgebildet sein, der an dem Wischer 22 befestigt ist. Auf ähnliche Weise kann ein zusätzlicher Draht 134 an dem Verschluss 66 befestigt sein. Der Draht 134 kann den Verschluss 66 von einer abdeckenden Position 76 (8A) in eine nicht abdeckende Position 78 (8B) überleiten. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung 26 von dem zweiten Zustand 30 (8A), z. B. einem kalten Zustand, in den ersten Zustand 28 (8B), z. B. einen heißen Zustand, wechseln kann, und der Draht 134 kann sich dementsprechend in Längsrichtung zusammenziehen. Wenn sich der Draht 134 in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 in Längsrichtung zusammenzieht, kann der Draht 134 den Verschluss 66 betätigen, z. B. an diesem ziehen, um den Verschluss 66 dadurch in die abdeckende Position 76 überzuleiten. Nachdem die Linse 20 freigelegt ist, kann das thermische Aktivierungssignal 32 von dem Draht 134 entfernt werden, und die Formgedächtnislegierung 26 kann sich derart entspannen, dass sich der Draht 134 in Längsrichtung ausdehnt und den Verschluss 66 dadurch in die nicht abdeckende Position 78 zurückstellt. Das heißt, dass das thermische Aktivierungssignal 32 derart von dem Draht 134 entfernt werden kann, dass die Formgedächtnislegierung 26 von dem zweiten Zustand 30, z. B. dem heißen Zustand, in den ersten Zustand 28, z. B. den kalten Zustand, wechselt und dadurch den Verschluss 66 in die nicht abdeckende Position 78 zurückstellt.
Nun auf 11A–12B Bezug nehmend, ist die Kamera 14 bei einer Ausführungsform reversibel zwischen der verstauten Position 60 (11A und 12A), in welcher sich die Kamera 14 vollständig innerhalb des Hohlraums 18 befindet, und der ausgefahrenen Position 62 (11B und 12B) überleitbar, in welcher sich die Linse 20 außerhalb des Hohlraums 18 befindet. Das heißt, dass die Kamera 14 in den Hohlraum 18 verschwenken und für einen Betrachter außerhalb des Körpers 16 nicht sichtbar sein kann, wenn die Kamera 14 nicht in Verwendung ist.
Wie unter weiterer Bezugnahme auf 11A–12B beschrieben wird, kann das Kamerasystem 310, 410 zu diesem Zweck ferner eine Tür 80 umfassen, die an dem Körper 16 befestigt und ausgebildet ist, um den Hohlraum 18 abzudecken, wenn sich die Kamera 14 in der verstauten Position 60 befindet (11A und 12A). Das heißt, dass die Tür 80 die Kamera 14 vor einer Ansicht verbergen kann, wenn die Kamera 14 in den Hohlraum 18 hinein zurückgezogen ist. Die Tür 80 kann durch eine oder mehrere Haltefedern 84 federbelastet sein, damit sie in einer geschlossenen Position 82 (11A) vorgespannt ist. Ferner kann das Kamerasystem 310, 410 einen Träger 86 umfassen, der an der Kamera 14 befestigt und an dem Körper 16 verschwenkbar angebracht ist. Der Träger 86 kann beispielsweise an der ersten Außenfläche 36 (nicht gezeigt) und der zweiten Außenfläche 38 der Kamera 14 befestigt sein, und er kann die Kamera 14 sowohl in der verstauten als auch in der ausgefahrenen Position 60, 62 tragen.
Zusätzlich kann das Kamerasystem 310, wie am besten in 11A und 11B gezeigt ist, auch eine Halteklinke 88 umfassen, die ausgebildet ist, um alternativ den Träger 86 zu berühren, um die Kamera 14 in der verstauten Position 60 (11A) zu halten, und von dem Träger 86 weg verschoben zu werden, um die Kamera 14 in die ausgefahrene Position 62 (11B) überzuleiten. Der Träger 86 kann beispielsweise ein drehbares Element 90 aufweisen, und die Halteklinke 88 kann derart geformt sein, dass sie mit dem drehbaren Element 90 in Eingriff gelangen kann. Ferner kann die Formgedächtnislegierung 26 als der Draht 34 ausgebildet sein, der an dem drehbaren Element 90 befestigt ist. Wenn die Formgedächtnislegierung 26 dem thermischen Aktivierungssignal 32 ausgesetzt ist (11B), kann sich der Draht 34 in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 in Längsrichtung zusammenziehen, um die Halteklinke 88 bezüglich des drehbaren Elements 90 des Trägers 86 freizugeben. Das heißt, dass sich der Draht 34 derart in Längsrichtung zusammenziehen kann, dass sich das drehbare Element 90 von der Halteklinke 88 wegdreht und die Kamera 14 teilweise aus der verstauten Position 60 (11A) freigegeben wird.
Wie ferner in 11A und 11B gezeigt ist, kann das Kamerasystem 310 auch ein elastisches Element 92 umfassen, z. B. eine Feder, welches an dem Körper 16 und dem Träger 86 befestigt und ausgebildet ist, um die Kamera 14 in die ausgefahrene Position 62 (11B) überzuleiten. Das heißt, dass das elastische Element 92, nachdem die Halteklinke 88 bezüglich des drehbaren Elements 90 freigegeben ist, wie vorstehend dargelegt ist, die eine oder die mehreren Haltefedern 84 überwinden kann, um dadurch die Tür 80 zu öffnen und die Kamera 14 in die ausgefahrene Position 62 überzuleiten, z. B. durch Verschwenken, Verschieben und/oder Gleiten.
Wie am besten in 11B gezeigt ist, kann das Kamerasystem 310 einen zweiten Draht 134 aufweisen, der aus der Formgedächtnislegierung 26 gebildet und ausgebildet ist, um das Kamerasystem 14 in die verstaute Position 60 (11A) überzuleiten. Das heißt, dass sich die Formgedächtnislegierung 26, die als der an dem Träger 86 befestigte Draht 134 ausgebildet ist, nach dem Ausfahren in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 in Längsrichtung zusammenziehen kann, um die Kamera 14 in die verstaute Position 60 überzuleiten. Das heißt, dass der Draht 134 die Kamera zurück in den Hohlraum 18 ziehen kann und dass die Haltefedern 84 die Tür 80 derart schließen können, dass die Kamera 14 verstaut und vor einer Ansicht verborgen ist.
Nun auf 12A und 12B Bezug nehmend, kann das Kamerasystem 410 ferner eine Rastungsbaugruppe 94 umfassen, die an dem Träger 86 befestigt und ausgebildet ist, um die Kamera 14 in die verstaute Position 60 (12A) überzuleiten. Wie vorstehend dargelegt ist, kann sich der Draht 134 bei dieser Ausführungsform zusammenziehen, wenn die Formgedächtnislegierung 26 dem thermischen Aktivierungssignal 32 ausgesetzt ist (12B), um die Halteklinke 88 bezüglich der Rastungsbaugruppe 94 freizugeben. Das heißt, dass sich der Draht 134 derart in Längsrichtung zusammenziehen kann, dass sich die Rastungsbaugruppe 94 von der Halteklinke 88 wegdreht und die Kamera 14 bezüglich der verstauten Position 60 teilweise freigegeben ist.
Wie es in 12A und 12B gezeigt ist, kann das elastische Element 92, nachdem die Halteklinke 88 bezüglich der Rastungsbaugruppe 94 freigegeben ist, die eine oder mehreren Haltefedern 84 überwinden, um dadurch die Tür 80 zu öffnen und die Kamera 14 in die ausgefahrene Position 62 (12B) überzuleiten, z. B. durch Verschwenken, Verschieben und/oder Gleiten.
Wie es am besten in 12B gezeigt ist, kann das Kamerasystem 410 den zweiten Draht 134 umfassen, der aus der Formgedächtnislegierung 26 gebildet und ausgebildet ist, um die Kamera 14 in die verstaute Position 60 (12A) überzuleiten. Das heißt, dass sich die Formgedächtnislegierung 26, die als der an der Rastungsbaugruppe 94 befestigte Draht 134 ausgebildet ist, in Ansprechen auf das thermische Aktivierungssignal 32 in Längsrichtung zusammenziehen kann, um die Kamera 14 in die verstaute Position 60 überzuleiten. Insbesondere kann der Draht 134 die Rastungsbaugruppe 94 betätigen und die Kamera zurück in den Hohlraum 18 ziehen. Die Haltefedern 84 können die Tür 80 schließen, sodass die Kamera 14 verstaut und vor der Ansicht verborgen ist.
Das zuvor erwähnte Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 liefert eine hervorragende Bildqualität und eine hervorragende Lebensdauer der Linse für Kameras 14, die rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Das heißt, dass das Kamerasystem 10, 110, 210, 310, 410 eine Reinigungs-, Verstau-, Wisch- und Schutzfunktionalität für die Kamera 14 liefert, die Schmutz, Staub, Fremdkörpern, Eis, Schnee, Wasser und dergleichen ausgesetzt ist. Insbesondere kann die Formgedächtnislegierung 26 ein Leistungsverhalten und eine Funktionalität von Kameras 14 optimieren, die den Elementen während des Betriebs ausgesetzt sind. Spezieller kann eine Betätigung des Wischers 22, 122, 222, 322, der zweiten durchsichtigen Abdeckung 50, des Verschlusses 66, 166, des Trägers 86 und/oder der Rastungsbaugruppe 94 die Kamera 14 schützen, reinigen und/oder verstauen. Durch das Reinigen, Schützen und/oder Verstauen der Kamera 14 kann die Linse 20 gegenüber einer Bildung von Fremdkörpern, Staub und/oder Eis freigehalten werden, sodass die Linse 20 und die Kamera 14 eine optimierte Bildqualität liefern können. Ferner kann die Formgedächtnislegierung 26 ein Gewicht des Kamerasystems 10, 110, 210, 310, 410 im Vergleich zu anderen Kamerasystemen (nicht gezeigt) verringern. Zusätzlich ist die Formgedächtnislegierung 26 wirtschaftlich, und sie kann eng gepackt werden, um die zuvor erwähnten Vorteile zu liefern. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung 26 einen Aktuator mit geringem Bauraum für die Kamera 14 liefern kann und beispielsweise fahrzeugeigene Kameras 14 ermöglicht, die ausgebildet sind, um eine hervorragende Bildqualität ohne häufige Reinigung und/oder Wartung zu liefern.
Obgleich die besten Weisen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche auszuüben.

Claims

Kamerasystem, das umfasst: einen Körper, der darin einen Hohlraum definiert; eine Kamera, die in dem Hohlraum an dem Körper befestigt ist und eine Linse aufweist; eine Formgedächtnislegierung, die in Ansprechen auf ein thermisches Aktivierungssignal zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand überleitbar ist; und einen Wischer, der ausgebildet ist, um Fremdkörper von der Linse zu wischen, wobei der Wischer an der Kamera befestigt und durch die Formgedächtnislegierung betätigbar ist; wobei die Formgedächtnislegierung zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand wechselt, um den Wischer derart zu betätigen, dass der Wischer die Linse berührt und über diese hinweg verschoben wird und dadurch Fremdkörper von der Linse wischt.
Kamerasystem nach Anspruch 1, wobei die Kamera derart zumindest teilweise aus dem Hohlraum herausragt, dass sich die Linse ständig außerhalb des Hohlraums befindet.
Kamerasystem nach Anspruch 2, wobei die Kamera an dem Körper fest angebracht ist, sodass sich die Kamera bezogen auf den Körper nicht dreht oder verschiebt.
Kamerasystem nach Anspruch 2, wobei sich der Wischer ständig außerhalb des Hohlraums befindet.
Kamerasystem nach Anspruch 4, wobei die Kamera eine erste Außenfläche und eine zweite Außenfläche aufweist, die von der ersten Außenfläche beabstandet ist, und wobei der Wischer ferner derart verschwenkbar an der ersten Außenfläche und der zweiten Außenfläche befestigt ist, dass sich der Wischer mit der Linse in periodischem Kontakt befindet.
Kamerasystem nach Anspruch 4, wobei der Wischer bezogen auf die Kamera stationär ist.
Kamerasystem nach Anspruch 6, wobei die Kamera eine erste Außenfläche und eine zweite Außenfläche aufweist, die von der ersten Außenfläche beabstandet ist, und wobei das Kamerasystem ferner eine erste durchsichtige Abdeckung umfasst, die an der ersten Außenfläche und der zweiten Außenfläche befestigt ist.
Kamerasystem nach Anspruch 7, wobei die Linse eine zweite durchsichtige Abdeckung aufweist, die zwischen der Kamera und der ersten durchsichtigen Abdeckung angeordnet ist.
Kamerasystem nach Anspruch 8, wobei der Wischer zwischen der ersten durchsichtigen Abdeckung und der zweiten durchsichtigen Abdeckung und in Kontakt mit diesen angeordnet ist.
Kamerasystem nach Anspruch 2, wobei der Wischer reversibel zwischen einer verstauten Position, in welcher sich der Wischer vollständig innerhalb des Hohlraums befindet, und einer ausgefahrenen Position, in welcher sich der Wischer zumindest teilweise aus dem Hohlraum erstreckt und die Linse berührt, überleitbar ist.