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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit, umfassend ein Heizelement, eine Streulichtblende, das Sichtfenster und die Bilderfassungseinheit. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung.
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Moderne Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Assistenz- und Sicherheitssystemen ausgestattet, welche Daten von Bilderfassungseinheiten, wie beispielsweise Kameras, auswerten. Die Funktion der Assistenz- und Sicherheitssysteme wird beeinträchtigt, wenn ein Sichtfenster der Bilderfassungseinheit beschlägt, beispielsweise mit Wassertröpfchen oder Eiskristallen.
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Aus der
WO 2012/069115 A1 ist eine Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit bekannt, bei der ein Heizelement auf der Streulichtblende aufgebracht ist und mittels Wärmestrahlung das Sichtfenster beheizt, um ein Beschlagen des Sichtfensters zu verhindern oder zu reduzieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Beheizung des Sichtfensters zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zusätzlich zur Beheizung durch Wärmestrahlung eine Beheizung durch Wärmeleitung, diffusiv und/oder konvektiv, bereitzustellen. Dazu weist die Anordnung ein optisch transparentes Wärmeleitmedium auf, welches zwischen dem Heizelement und dem Sichtfenster angeordnet ist. Auf diese Weise kann weiterhin die Wärme mittels Wärmestrahlung übertragen werden. Darüber hinaus erfolgt eine Wärmeleitung durch das Wärmeleitmedium.
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Eine günstige Möglichkeit sieht einen indirekten Kontakt, beispielsweise über eine Klebesicht, oder einen direkten Kontakt zwischen dem Wärmeleitmedium und dem Sichtfenster vor. Auf diese Weise kann die Wärme von dem Wärmeleitmedium auf das Sichtfenster übertragen werden.
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Eine weitere günstige Möglichkeit sieht einen indirekten Kontakt, beispielsweise über eine Klebeschicht, oder einen direkten Kontakt zwischen dem Wärmeleitmedium und dem Heizelement oder der Streulichtblende vor. Auf diese Weise kann die Wärme von dem mindestens einen Heizelement in das Wärmeleitmedium geleitet werden oder falls das mindestens eine Heizelement die Streulichtblende aufheizt, kann Wärme von der Streulichtblende in das Wärmeleitmedium geleitet werden. Somit kann eine effektive und gleichmäßige Heizung des Sichtfensters ermöglicht werden.
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Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Wärmeleitmedium eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist, somit wird die Wärmeleitung zu dem Sichtfenster und damit die Beheizung des Sichtfensters verbessert.
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Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass das Wärmeleitmedium einen Raum, der zwischen dem Sichtfenster und der Streulichtblende aufgespannt ist, im Wesentlichen ausfüllt, so dass eine unterbrechungsfreie Wärmeleitung zwischen dem Sichtfenster und der Streulichtblende oder dem Heizelement gegeben ist.
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Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Wärmeleitmedium einen Festkörper aufweist, insbesondere ist das Wärmeleitmedium im Wesentlichen durch den Festkörper gebildet. Festkörper, wie beispielsweise Glas, weisen in der Regel eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit auf als Luft, so dass durch das Wärmeleitmedium eine gute Wärmeübertragung zu dem Sichtfenster ermöglicht ist.
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Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Wärmeleitmedium eine Flüssigkeit aufweist, insbesondere ist das Wärmeleitmedium im Wesentlichen durch eine Flüssigkeit gebildet ist. Flüssigkeiten weisen in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als Luft. Darüber hinaus können Flüssigkeiten durch Konvektion zusätzlich Wärme transportieren, so dass eine gute Wärmeübertragung zu dem Sichtfenster gewährleistet ist.
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Ferner sieht eine günstige Möglichkeit vor, dass das Wärmeleitmedium ein Gel aufweist, insbesondere ist das Wärmeleitmedium im Wesentlichen durch ein Gel gebildet. Gele haben den Vorteil, dass sie viskoelastisch sind und somit einen direkten Kontakt zu dem Sichtfenster ermöglichen und gleichzeitig formstabil sind, das heißt dass sie nicht extra abgedichtet werden müssen. Gele weisen in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als Luft, so dass eine gute Wärmeleitung zu dem Sichtfenster gewährleistet ist.
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Eine günstige Lösung sieht vor, dass das Wärmeleitmedium ein Gas oder Gasgemisch aufweist, insbesondere durch das Gas oder Gasgemisch gebildet ist. Gase mit kleinem Molekulargewicht, insbesondere Wasserstoff und/oder Helium, weisen eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Luft auf, so dass die Verwendung solcher Gase als Wärmeleitmedium ebenfalls zu einer verbesserten Wärmeleitung zu dem Sichtfenster bewirken.
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Eine weitere günstige Lösung sieht eine Kapselung der Flüssigkeit, Gels und/oder des Gases in einem Hohlkörper vor, der an dem Sichtfenster anliegt und/oder an dem Heizelement oder an der Streulichtblende anliegt. Dadurch kann das Wärmeleitmedium in einfacher weise an der Stelle gehalten werden, an der es zur Wärmeleitung benötigt wird.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug mit einer Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit nach der vorstehenden Beschreibung erfüllt. Die Vorteile der Anordnung übertragen sich somit auf das Kraftfahrzeug, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigt die einzige
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1 eine Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit.
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Eine in 1 dargestellte Anordnung 10 zum Beheizen eines Sichtfensters 12 einer Bilderfassungseinheit 14 umfasst ein Heizelement 16, eine Streulichtblende 18 und ein Wärmeleitmedium 20. Die Anordnung 10 ist insbesondere für eine Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einen PKW oder LKW, vorgesehen.
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Die Bilderfassungseinheit 14 weist ein Objektiv 22 auf, welches eine Blickrichtung 24 der Bilderfassungseinheit 14 definiert. In Blickrichtung 24 der Bilderfassungseinheit 14 liegt das Sichtfenster 12 der Bilderfassungseinheit 14. Das Sichtfenster 12 ist groß genug, um ein Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 zumindest im Wesentlichen vollständig abzudecken. Somit ermöglicht es das Sichtfenster 12 der Bilderfassungseinheit 14, beispielsweise von einem Fahrzeuginneren aus, das Fahrzeugäußere, insbesondere die Umgebung des Kraftfahrzeugs zu beobachten. Dazu ist das Sichtfenster 12 beispielsweise Teil einer Windschutzscheibe, einer Seitenscheibe, einer Heckscheibe oder einer Scheinwerferabdeckung des Kraftfahrzeugs. Ferner verläuft das Sichtfenster 12 schräg zur Blickrichtung 24 der Bilderfassungseinheit 14.
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Die Bilderfassungseinheit 14 mit dem Objektiv 22, das Sichtfenster 12 und die Streulichtblende 18 umschließen einen Raum 26, der im Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 liegt. Das Sichtfenster 12 erstreckt sich dabei von dem Objektiv 22 der Bilderfassungseinheit 14 schräg zur Blickrichtung 24, so dass das Sichtfenster 12 das Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 abdeckt. Die Streulichtblende 16 erstreckt sich von dem Objektiv 22 aus zu dem Sichtfenster 12, ohne in dem Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 zu liegen. Ferner ist die Streulichtblende 16 an der dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite des Blickfeldes der Bilderfassungseinheit 14 angeordnet. Streulicht aus dem Fahrzeuginneren wird von der Streulichtblende 18 abgefangen, so dass es nicht in das Objektiv 22 der Bilderfassungseinheit 14 fallen kann.
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Streulichtblende 18 weist eine dem Sichtfenster 12 zugewandte Oberseite 25 und eine dem Sichtfenster 12 abgewandte Unterseite 28 auf. Die Oberseite 25 weist eine dunkle, insbesondere schwarze matte Oberfläche auf, um möglichst wenig Licht, das von einem Fahrzeugäußeren durch das Sichtfenster 12 auf die Streulichtblende 18 fällt, zu der Bilderfassungseinheit 14 zu streuen oder reflektieren.
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Aufgrund der Witterungsbedingungen kann sich auf dem Sichtfenster 12 ein Beschlag, beispielsweise in Form von Wasser oder Eis bilden, wodurch die Bilderfassung der Bilderfassungseinheit 14 gestört wird.
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Um das Beschlagen zu verhindern, den Beschlag rückgängig zu machen oder zu reduzieren, ist das mindestens eine Heizelement 16 vorgesehen, welches im Bereich der Streulichtblende 18 angeordnet ist. Das mindestens eine Heizelement 16 kann an, in oder hinter der Streulichtblende 18 angeordnet sein.
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Da das mindestens eine Heizelement 16 nicht angrenzend zu dem Sichtfenster 12 angeordnet werden kann, da ansonsten das Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 abgedeckt werden würde, muss die Wärme von einem Bereich, der nicht im Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 liegt, beispielsweise von der Streulichtblende 18 aus zu dem Sichtfenster 12 übertragen werden.
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Dies geschieht zum Einen durch Wärmestrahlung, welche von der Streulichtblende 18 oder dem Heizelement 16 aus auf das Sichtfenster 12 trifft. Zum Anderen erfolgt die Wärmeleitung über das Wärmeleitmedium, welches zwischen dem Heizelement 16 und dem Sichtfenster 12 angeordnet ist.
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Das Wärmeleitmedium 20 füllt im Wesentlichen einen Raum 26, welcher sich zwischen der Streulichtblende 18, dem Sichtfenster 12 und dem Objektiv 22 der Bilderfassungseinheit 14 erstreckt. Dadurch liegt das Wärmeleitmedium 20 im Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14.
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Um eine Bilderfassung der Bilderfassungseinheit 14 zu ermöglichen, ist das Wärmeleitmedium 20 optisch transparent ausgebildet. Ferner wird dadurch, dass das Wärmeleitmedium 20 optisch transparent ist eine Wärmeleitung mittels Wärmestrahlung zu dem Sichtfenster 12 weiterhin ermöglicht.
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Mögliche Stoffe, aus denen das Wärmeleitmedium 20 gebildet ist, sind beispielsweise transparente Festkörper, Flüssigkeiten, Gele, Gase oder Gasgemische. Auch eine Kombination verschiedener Stoffe ist möglich.
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Ist das Wärmeleitmedium 20 durch einen Festkörper gebildet, steht das Wärmeleitmedium vorzugsweise in einem indirekten Kontakt, beispielsweise durch eine Klebeschicht, zu dem Sichtfenster 12. Es ist aber auch möglich, dass das Wärmeleitmedium 20 in einem direkten Kontakt zu dem Sichtfenster 12 steht, beispielsweise wenn Wärmeleitmedium 20 und Sichtfenster 12 einstückig ausgebildet sind.
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Der Raum 26 zwischen dem Sichtfenster 12, der Streulichtblende 18 und dem Objektiv 22 muss nicht vollständig von dem Wärmeleitmedium 20 ausgefüllt sein. Insbesondere kann vor dem Objektiv 22 ein Bereich ohne Wärmeleitmedium 20 liegen. Ebenso kann ein Luftspalt zwischen Wärmeleitmedium 20 und der Streulichtblende 18 vorhanden sein.
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Ist das Wärmeleitmedium 20 durch eine Flüssigkeit, Gel, Gas oder Gasgemisch gebildet, ist es vorteilhaft, wenn das Wärmeleitmedium 20 in direktem Kontakt zu dem Sichtfenster 12 steht. Auf diese Weise wird die Wärmeübertragung am Übergang zwischen Wärmeleitmedium 20 und dem Sichtfenster 12 verbessert.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Wärmeleitmedium 20 in einem Hohlkörper gekapselt sein, wenn das Wärmeleitmedium 20 durch eine Flüssigkeit, Gel, Gas oder Gasgemisch gebildet ist. Insbesondere kann der Hohlkörper auch durch das Sichtfenster 12 und/oder das Heizelement 16 und/oder die Streulichtblende 18 gebildet sein, so dass das Wärmeleitmedium 20 einen direkten Kontakt zu dem Sichtfenster 12 und/oder dem Heizelement 16 und/oder der Streulichtblende 18 aufweist.
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Ist das Wärmeleitmedium 20 durch eine Flüssigkeit oder ein Gas oder Gasgemisch gebildet, tritt eine Wärmeübertragung durch Konvektion auf. Dabei wird, beispielsweise durch einen Temperaturunterschied zwischen der Streulichtblende 18 oder dem Heizelement 16 und dem Sichtfenster 12, also einem Temperaturunterschied an Unter- und Oberseite des Wärmeleitmediums 20, das Wärmeleitmedium 20 in Bewegung versetzt. Dabei kann sich das Wärmeleitmedium 20 an dem warmen Heizelement 16 oder der warmen Streulichtblende 18 aufwärmen, so aufgewärmt nach oben steigen und die aufgenommene Wärme am Sichtfenster 12 wieder abgeben. Abgekühlt kann das Wärmeleitmedium 20 wieder absinken um daraufhin an dem mindestens einen Heizelement 16 oder der Streulichtblende 18 erneut aufgewärmt zu werden.
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Insgesamt wird durch das Wärmeleitmedium 20 der Wärmetransport von dem Heizelement 16 zu dem Sichtfenster 12 verbessert und zudem wird eine gleichmäßigere Beheizung des Sichtfensters 12 ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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