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Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem zur Verwendung an Fahrzeugen, sowie ein Kameragehäuse für ein derartiges Kamerasystem.
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Die Verwendung von Kameras an Fahrzeugen zusätzlich zu oder anstelle von herkömmlichen Spiegeln als Einrichtungen zur indirekten Sicht ist seit längerer Zeit bekannt. Verwiesen werden darf z. B. auf die
EP 2 451 147 A1 oder die
US 8,506,185 B2 .
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Kameras der infrage stehenden Art weisen ein in der Regel fluiddicht ausgebildetes Gehäuse auf, das zur Aufnahme beziehungsweise Lagerung der für einen Kamerabetrieb notwendigen Bauelemente und Einzelteile dient. Es handelt sich hierbei im Wesentlichen um ein optisches Objektiv, wenigstens einem hinter dem Objektiv angeordneten bildaufnehmenden Element, beispielsweise einen CCD-Sensor, CMOS-Sensor oder dergleichen, sowie elektronische Bauelemente und Schaltungen, die dem bildaufnehmenden Element nachgeschaltet sind und zur Signal- beziehungsweise Bildverarbeitung und zur Signalausgabe an eine externe Bildanzeigevorrichtung dienen. Die hierzu benötigten elektronischen Bauelemente sind üblicherweise auf einer oder mehreren Platinen angeordnet, die im Inneren des Gehäuses geeignet aufgenommen und gelagert sind.
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In demjenigen Bereich, in dem das optische Objektiv in das Gehäuse eingesetzt ist, müssen an dem Gehäuse oder dem dortigem Gehäuseabschnitt oftmals aufwendige Maßnahmen ergriffen werden, um die entsprechenden optischen und/oder mechanischen Eigenschaften erfüllen und auch über längere Betriebsdauer hinweg aufrecht erhalten zu können. Es sind aufwendige Halterungs- und Dichtungsgeometrien erforderlich, um das Objektiv dauerhaft betriebssicher einsetzen, justieren und betreiben zu können. Ebenso aufwendig kann sich unter Umständen derjenige Abschnitt des Gehäuses herausstellen, an welchem die erforderlichen Signal- und Versorgungsleitungen in das Gehäuse hinein- beziehungsweise aus diesem herausgeführt werden. Schließlich kann sich die Größe des Gehäuses selbst je nach der Anzahl der in dem Gehäuse aufzunehmenden zusätzlichen (elektronischen) Komponenten ändern, dass heißt, eine (nötig gewordene) größere Anzahl elektronischer Bauteile oder Komponenten kann unter Umständen mit einer größeren Anzahl von Platinen zur Aufnahme diese Komponenten einhergehen, welche wiederum mehr Platz benötigen, sodass das Gehäuse entsprechend groß ausfallen muss. Weniger Bauelemente bedingen weniger oder gegebenenfalls eine Platine, welche dann an sich in einem kleinerem Gehäuse unterzubringen wäre.
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Je nach Einbaulage oder Einbauort können sich die Anforderungen an eine Kamera beziehungsweise das zugehörige Kameragehäuse (gegebenenfalls bei Beibehaltung der sonstigen optischen und/oder elektronischen Eigenschaften) ändern: beispielsweise ist bei einer bestimmten Einbaulage oder einem bestimmten Einbauort an oder im Fahrzeug eine andere Herausführung der Signal- und Versorgungsleitungen gegenüber einer hiervon abweichenden Einbaulage oder einem hiervon abweichenden Einbauort notwendig.
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Man ist daher gezwungen, eine Anzahl unterschiedlicher Kameragehäuse bereitzustellen, mit welchen die oben aufgeführten, sich je nach Einsatzzweck ändernden und oftmals wechselseitig beeinflussenden Anforderungen und gegebenenfalls noch weitere Anforderungen erfüllbar seien müssen. So benötigt man bei Kameras, deren gesamte Elektronik auf nur wenigen oder gar nur einer Platine untergebracht werden kann, kleinere Gehäusegrößen als bei Kameras, welche eine größere Anzahl von Platinen und/oder größer bauende elektronische Bauteile aufnehmen müssen. Unterschiedliche Einbaulagen oder Einbauorte bedingen oftmals unterschiedliche Herausführorte an dem Gehäuse für die jeweiligen Signal- oder Versorgungsleitungen.
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All diese Faktoren machen in Kombination untereinander ein mehr oder minder großes Sortiment an unterschiedlichen Kameras beziehungsweise Kameragehäusen notwendig. Hieraus ergeben sich Nachteile hinsichtlich Kosten, Lager- und Logistikaufwand, Ersatzteilbeschaffung oder -bevorratung, Service etc.
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Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, diesen Umstand zu beseitigen, das heißt ein Kamerasystem beziehungsweise ein Kameragehäuse hierfür so auszugestalten, dass dieses besonders flexibel ist.
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Geschaffen wird erfindungsgemäß ein Kamerasystem zur Verwendung an Fahrzeugen, mit: einem modularen Gehäuse, das ein Gehäusevorderteil, ein bestimmtes Gehäusemittelteil und ein Gehäuserückteil aufweist, wobei das bestimmte Gehäusemittelteil aus einer Mehrzahl von Gehäusemittelteilen unterschiedlicher Längen zur Erzielung eines unterschiedlichen Bauraums auswahlbar ist; und das Gehäusevorderteil über eine erste Verbindungsschnittstelle mit dem bestimmten Gehäusemittelteil und das bestimmte Gehäusemittelteil über eine zweite Verbindungsschnittstelle mit dem Gehäuserückteil verbunden ist; einer Kameraobjektiveinheit, die im Gehäusevorderteil angeordnet ist; einer Elektronikeinheit, die im bestimmten Gehäusemittelteil angeordnet ist; und einer Energieversorgungsschnittstelle zur Energieversorgung der Kamera in dem Gehäuserückteil.
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Der Lösungsgedanke der vorliegenden Erfindung sieht demnach vor, dass das Gehäuse modular aus einem Gehäusevorderteil, einem bestimmten Gehäusemittelteil mit variablen Bauraum und einem Gehäuserückteil aufgebaut ist. Zwischen Gehäuserückteil und dem bestimmten Gehäusemittelteil befindet sich eine erste Verbindungsschnittstelle und zwischen dem bestimmten Gehäusemittelteil und Gehäuserückteil befindet sich eine zweite Verbindungsschnittstelle. Insbesondere ist hierbei das bestimmte Gehäusemittelteil aus einer Mehrzahl von Gehäusemittelteilen unterschiedlicher Längen zur Erzielung eines unterschiedlichen Bauraums auswahlbar. Hierbei bleiben bevorzugt die Profilquerschnittsabmessungen, also etwa der Durchmesser des Gehäusemittelteils beziehungsweise seine Abmessungen in Höhen- und Breitenrichtung im Wesentlichen unverändert, sodass die Modularität des Gehäuses über die ersten und zweiten unveränderten Verbindungsschnittstellen zu Gehäusevorderteil und Gehäuserückteil nicht leidet.
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Im Gehäuserückteil kann auch eine Signalschnittstelle zur Zuführung und Abführung von Bild und Steuersignalen zu der Kamera und aus der Kamera heraus vorgesehen sein.
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Durch den modularen Aufbau ist es möglich, beispielsweise unter Beibehaltung eines bestehenden Gehäusevorderteils und des bestimmten Gehäusemittelteils durch Verwendung unterschiedlicher Gehäuserückteile unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden, was beispielsweise den Einbauort oder die Einbaulage und damit die Herausführung von Signal- oder Versorgungsleitungen betrifft. Genauso gut kann unter Beibehaltung eines bestimmten Gehäusevorderteils und eines bestimmten Gehäuserückteils ein Gehäusemittelteil zum Einsatz gelangen, das hinsichtlich seines Bauraums beziehungsweise Volumens optimal ausgelegt ist, also beispielsweise nur die zur Aufnahme der erforderlichen Anzahl von Platinen notwendige Mindestgröße hat.
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Da hierbei erste Verbindungsschnittstelle zwischen dem Gehäusevorderteil und dem Gehäusemittelteil und zweite Verbindungsschnittstelle zwischen dem Gehäusemittelteil und dem Gehäuserückteil in jedem Fall gleich, dass heißt bleibend kompatibel untereinander ausgebildet sind, kann die Kamera des erfindungsgemäßen Kamerasystems beziehungsweise das erfindungsgemäße Kameragehäuse bei jeder Konfiguration des modularen Gehäuseaufbaus eine betriebssichere, fluiddichte Ausbildung haben.
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Die Energieversorgungsschnittstelle zur Energieversorgung der Kamera ist im Bereich des Gehäuserückteils angeordnet. Hierdurch werden die Anforderungen für das Gehäuserückteil (z. B. variable Herausführmöglichkeit diverser Signalleitungen) von demjenigen beispielsweise des Gehäusemittelteils (variabler Bauraum) entkoppelt, sodass die Vielseitigkeit der Kamera beziehungsweise des Kameragehäuses erhöht ist.
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Die erste Verbindungsschnittstelle beziehungsweise die zweite Verbindungsschnittstelle verbinden das Gehäusevorderteil und das Gehäusemittelteil beziehungsweise das Gehäusemittelteil und das Gehäuserückteil bevorzugt direkt fluiddicht miteinander. Unter „direkt” sei hierbei im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass diese fluiddichte Verbindung ohne zusätzliche Hilfsmittel erfolgen kann, also durch die unmittelbare Ausgestaltung der Verbindungsschnittstellen bzw. deren Passung oder eingriff in- oder miteinander. Gegebenenfalls können noch geeignete Dichtmittel mit eingebracht werden, z. B. O-Ringe, eine Vergussmasse oder dergleichen, welche die Dichtigkeit der Verbindung unterstützen.
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Das Gehäusevorderteil und das Gehäuserückteil können bevorzugt aus einem geeigneten Kunststoffmaterial gefertigt sein. Hieraus ergeben sich Vorteile hinsichtlich geringerer Wärmeleitfähigkeit (also beispielsweise einer thermischen Isolierung zwischen dem betreffenden Gehäuseteil und beispielsweise der Sensorplatine), hohe geometrische und damit gestalterische Freiheit, geringes Gewicht, leicht Bearbeitbarkeit beziehungsweise Herstellbarkeit, geringer Preis und elektrische Isolationseigenschaften.
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Das Gehäusemittelteil ist bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Die hiermit erzielbaren Vorteile sind unter anderem die Herstellbarkeit in Form eines Profils, bevorzugt z. B. eines Strangpressprofils, eine hohe gestalterische Freiheit hinsichtlich des Profils beziehungsweise des Profilquerschnitts, wobei eventuell die Verwendung von Normprofilen möglich ist, eine gute Wärmeableitung, eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischen Feldern, eine ausgezeichnete mechanische Stabilität und eine stabile Ausgestaltung der Anbindungsgeometrie zur Ausbildung von erster und zweiter Verbindungsschnittstelle.
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Gehäusevorderteil und/oder Gehäusemittelteil und/oder Gehäuserückteil können eine Anbindungsgeometrie für eine externe Halterung aufweisen.
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Weiterhin bevorzugt kann eine Gehäuseabdichtung vorgesehen sein, welche das Gehäusevorderteil und/oder das Gehäusemittelteil und/oder das Gehäuserückteil zumindest abschnittsweise nach Außen hin abdeckt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Kameragehäuse für ein Kamerasystem gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem modularen Gehäuse, das ein Gehäusevorderteil, ein bestimmtes Gehäusemittelteil und ein Gehäuserückteil aufweist, wobei das Gehäusevorderteil über eine erste Verbindungsschnittstelle und das Gehäusemittelteil über eine zweite Verbindungsschnittstelle mit dem Gehäuserückteil verbunden ist. Das bestimmte Gehäusemittelteil ist aus einer Mehrzahl von Gehäusemittelteilen unterschiedlicher Längen zur Erzielung eines unterschiedlichen Bauraums auswählbar.
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Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben besser aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Außenansicht auf eine erfindungsgemäße Kamera beziehungsweise ein erfindungsgemäßes Kameragehäuse;
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2 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kamera;
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3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kamera.
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Die Figuren der Zeichnung zeigen eine Kamera 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, welche ein Kameragehäuse 20 aufweist, in welchem die zum Betrieb der Kamera 100 erforderlichen Komponenten eingebaut beziehungsweise an welchem die hierzu notwendigen Komponenten angeordnet sind.
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Besagte Komponenten umfassen im Wesentlichen gemäß 2 (wenigstens) ein Objektiv 1, (wenigstens) einen in Lichteinfallsrichtung hinter dem Objektiv 1 liegenden Bildsensor 3, der auf einer Sensorplatine 2 angeordnet ist, gegebenenfalls wenigstens eine weitere Leiterplatte oder Platine 4, auf welcher sich elektronische Bauteile 6 zur Bildverarbeitung und Signalausgabe befinden und eine Anschlussplatine 5, welche eine Art Schnittstelle zwischen dem signalverarbeitenden Abschnitt seitens der Sensorplatine 6 und eventuell der weiteren Platine 4 oder der Platinen 4 und einem nach außen führenden Signalanschluss ist. Insbesondere erfolgt über die Anschlussplatine die Energieversorgung der Kamera bzw. derer Komponenten. Die Signalein- und ausgabe kann unter Umständen auch drahtlos, z. B. über WLAN oder dergleichen erfolgen. Die Verbindung zwischen Sensorplatine 2 und der wenigsten einen weiteren Platine 4 beziehungsweise gegebenenfalls weiteren Platinen 4 und der Anschlussplatine 5 erfolgt über feste oder flexible Anschlussverbindungen 7.
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Das Kameragehäuse 20 ist erfindungsgemäß modular aufgebaut und umfasst im Wesentlichen ein Gehäusevorderteil oder erstes Gehäuseteil 9.1, ein Gehäusemittelteil oder zweites Gehäuseteil 9.3 und ein Gehäuserückteil oder drittes Gehäuseteil 9.2. Das Gehäusevorderteil 9.1 dient zur Lagerung und Aufnahme des Objektives 1, sowie der Sensorplatine 2 mit dem sich hierauf befindlichen Bildsensor 3, wobei etwa gemäß 2 zur Aufnahme und Lagerung des Objektives 1 und/oder zur Fixierung der Sensorplatine 2 eine in das Gehäusevorderteil 9.1 eingesetzte Hülse 10 vorgesehen sein kann. Insbesondere dann, wenn das Gehäusevorderteil 9.1 aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, kann das Vorsehen der Hülse 10, welche dann bevorzugt aus einem metallischen Material ist, vorteilhaft dahingehend sein, dass das Objektiv 1 in ein Metallgewinde der Hülse 10 eingeschraubt und somit hinreichend stabil justiert und bleibend gelagert werden kann.
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Das Gehäuserückteil 9.2 weist wenigstens eine Anschlussmöglichkeit für die hier in das Kameragehäuse 20 einzuführenden beziehungsweise herauszuführenden Signal-Versorgungsleitungen auf, beispielsweise in Form eines in der Zeichnung exemplarisch dargestellten Gewindestutzens 8 für eine entsprechende Überwurfmutter seitens eines Kabelbaums oder eines mehradrigen Kabels oder dergleichen. Weitere Anschlussmöglichkeiten wären z. B. ein Stecker, eine Durchführungstülle oder dergleichen. Die Anordnung beispielsweise eines Steckers oder des Gewindestutzens 8 an dem Gehäuserückteil 9.2 richtet sich nach dem jeweiligen Anforderungen der Kamera 100 hinsichtlich Einbaulage und Einbauort. So kann der Gewindestutzen 8 oder eine vergleichbare Anschlussmöglichkeit die in 2 dargestellte außermittige Lage zur optischen Achse A des Objektives 1 haben oder kann auch mit dieser optischen Achse A fluchten. Genauso gut ist es möglich, über den Stutzen 8 oder ein vergleichbares Anschlussmittel die Signalleitungen etc. seitlich, das heißt radial aus dem Kameragehäuse 20 herauszuführen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Stutzen 8 und das Gehäuserückteil 9.2 als separate Bauteile ausgeführt, wobei die Verbindung zwischen dem Gehäuserückteil 9.2 und dem Gehäusemittelteil 9.3 dann den Stutzen 8 an dem Kameragehäuse 20 festlegt. Genauso gut kann der Stutzen 8 einteilig an dem Gehäuserückteil 9.2 ausgebildet sein.
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Das Gehäusemittelteil 9.3 hat im Wesentlichen zylindrische Formgebung mit beliebigem, das heißt dem jeweiligen Einsatzzweck oder gestalterischen Überlegungen angepasstem Querschnitt, also beispielsweise mit einem runden Querschnitt oder einem viereckig/schachtelförmigen Querschnitt gemäß 1. Das Gehäusemittelteil 9.3 dient im Wesentlichen zur Aufnahme der wenigsten einen weiteren Platine 4 und der Anschlussplatine 5 und steht über eine erste beziehungsweise zweite Verbindungsschnittstelle mit dem Gehäusevorderteil 9.1 beziehungsweise Gehäuserückteil 9.2 in Verbindung. Die erste Verbindungsschnittstelle 11 liegt hierbei zwischen dem Gehäusevorderteil 9.1 und dem Gehäusemittelteil 9.3 und die zweite Verbindungsschnittstelle 12 liegt zwischen dem Gehäusemittelteil 9.3 und dem Gehäuserückteil 9.2.
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Das Gehäusemittelteil 9.3 hat in sämtlichen Ausprägungen bevorzugt eine konstante Querschnittsgröße und/oder konstante Form, jedoch variable Länge, das heißt eine variable Abmessung B (2) zwischen dem Gehäusevorderteil 1 und dem Gehäuserückteil 9.2. Unter „variable Abmessung” sei hier verstanden, dass unterschiedliche Gehäusemittelteile 9.3 mit unterschiedlichen, jedoch jeweils für sich gesehen festen Längenabmessungen zur Verfügung gestellt werden, die je nach Einsatzzweck bzw. -anforderungen Verwendung finden. Hierdurch ist es z. B. möglich, eine unterschiedliche Anzahl von Platinen 4 im Inneren des Gehäusemittelteils 9.3 aufzunehmen beziehungsweise die Abmessung oder Länge B des Gehäusemittelteils 9.3 optimal an die verwendete Anzahl von Platinen 4 anpassen zu können, sodass mit einem Minimum an Baulänge für das Kameragehäuse 20 gearbeitet werden kann.
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Die Verbindungsschnittstellen 11 und 12 können hierbei unterschiedliche Ausprägungen haben, beispielsweise können entsprechende Innen- und Außengewinde seitens der Gehäuseteile 9.1 bis 9.3 vorgesehen sein. Genauso gut ist es möglich, unter Zwischenschaltung entsprechender Dichtmittel 9, beispielsweise O-Ringen, Gehäusevorderteil 9.1 und Gehäusemittelteil 9.3 beziehungsweise Gehäuserückteil 9.2 und Gehäusemittelteil 9.3 auf- oder ineinander zu stecken und dann durch durchgehende Schraubverbindungen miteinander zu verbinden, wobei die hierzu benötigten Einführöffnungen in 1 mit 13 bezeichnet sind. Weiterhin denkbar sind Schnapp-, Rast- oder Bajonettverbindungen, je nach Ausgestaltung mit oder ohne zusätzlichen Dichtmitteln (O-Ringen, Vergussmassen, Klebern oder dergleichen).
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In der Ausführungsform gemäß 3, in welcher gleicher Bezugszeichen wie in 1 und 2 gleiche oder einander entsprechende Teile bezeichnen, sind das Gehäusevorderteil 9.1 und das Gehäuserückteil 9.2 mit becherförmigen Verlängerungen 14.1 und 14.2 versehen, welche in der aus 3 ersichtlichen Weise den Außenumfang des Gehäusemittelteils 9.3 halbschalenartig übergreifen, sodass eine bessere Abkapselung oder Gehäuseabdichtung des gesamten Kameragehäuses 20 gegeben ist. In besonders vorteilhafter Weise bilden die beiden Verlängerungen 14.1 und 14.2 im montierten Zustand eine Kalottenoberfläche, die als Gegenfläche für eine Halterung 15 dienen kann. Die Halterung 15 liegt am Außenumfang der Verlängerungen 14.1 und 14.2 an und dient zur Halterung des Kameragehäuses 20, welches somit in der Halterung innerhalb eines bestimmten Bereichs dreh- oder schwenkbar ist. Eine derartige oder funktionell vergleichbare, konstruktiv aber anders aufgebaute Halterung kann auch an dem Gehäusevorderteil 9.1 und/oder dem Gehäuserückteil 9.2 vorgesehen werden. Insbesondere die Ausgestaltung von Gehäusevorderteil 9.1 und/oder Gehäuserückteil 9.2 aus Kunststoff erlaubt eine einfache und optimierbare Ausgestaltung von dortigen Haltemitteln oder Halterungen bzw. Anschlussgeometrien hierfür.
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Das Gehäusemittelteil 9.3 ist bevorzugt aus Metall oder einer metallischen Legierung, bevorzugt, jedoch nicht ausschließlich aus Aluminium oder einer Aluminium legierung und kann somit beispielsweise auch in Form eines Strangpressprofils zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin ermöglicht die Ausgestaltung des Gehäusemittelteils 9.3 aus einem metallischen Werkstoff eine zuverlässige elektromagnetische Abschirmung der sich hierin befindlichen Elektronik.
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Durch den modularen Aufbau des Kameragehäuses 20 in Form der drei Gehäuseteile 9.1 bis 9.3, sowie durch die unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeit zumindest des Gehäusemittelteils 9.3, bevorzugt jedoch sämtlicher Gehäuseteile 9.1 bis 9.3 bei gleichbleibenden Verbindungsschnittstellen 11 und 12 kann die erfindungsgemäße Kamera 100 beziehungsweise das erfindungsgemäße Gehäuse 20 mit geringem Lagerhaltungsaufwand auf unterschiedlichste Einsatzzwecke, Einsatzbedingungen, Einbaulagen und Einbauorte angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Kamera
- 20
- Kameragehäuse
- 1
- Objektiv
- 3
- Bildsensor
- 2
- Sensorplatine
- 4
- Platine
- 6
- Bauteile
- 5
- Anschlussplatine
- 7
- Verbindung
- 9.1
- Gehäusevorderteil
- 9.2
- Gehäuserückteil
- 9.3
- Gehäusemittelteil
- 10
- Hülse
- 8
- Anschluss (Stutzen)
- 11
- erste Verbindungsschnittstelle
- 12
- zweite Verbindungsschnittstelle
- 9
- Dichtung (O-Ring)
- 13
- Einführöffnungen
- 14.1
- Verlängerung
- 14.2
- Verlängerung
- 15
- Halterung
- A
- optische Achse
- B
- Längenabmessung von 9.3
