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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugkamerasystem eines Fahrzeugs, aufweisend ein Gehäuse, welches einen hohen Gehäuseabschnitt und einen niedrigen Gehäuseabschnitt aufweist, wobei der hohe Gehäuseabschnitt senkrecht oder quer zu einer Kameraachse betrachtet eine größere Höhe aufweist als der niedrige Gehäuseabschnitt, wobei in dem Gehäuse wenigstens eine Haupt-Baugruppe und wenigstens eine wenigstens einen Bildaufnehmer aufweisende Bildaufnehmer-Baugruppe angeordnet sind, wenigstens ein Bildaufnehmer in dem hohen Gehäuseabschnitt und wenigstens ein Teil der wenigstens einen Haupt-Baugruppe wenigstens teilweise in dem niedrigen Gehäuseabschnitt angeordnet sind und das Fahrzeugkamerasystem wenigstens ein Objektiv aufweist, dessen Lichteintrittsseite sich auf der gleichen Seite des hohen Gehäuseabschnitts befindet wie der niedrige Gehäuseabschnitt und das so positioniert ist, dass es Licht zu dem wenigstens einen Bildaufnehmer leiten kann.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Objektivmodul eines Fahrzeugkamerasystems.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugkamerasystems eines Fahrzeugs, bei dem wenigstens eine Haupt-Baugruppe und wenigstens eine wenigstens einen Bildaufnehmer aufweisende Bildaufnehmer-Baugruppe in einem Gehäuse angeordnet werden, wobei wenigstens ein Bildaufnehmer in einem hohen Gehäuseabschnitt des Gehäuses und wenigstens ein Teil der wenigstens einen Haupt-Baugruppe in wenigstens einem bezüglich des hohen Gehäuseabschnitts niedrigen Gehäuseabschnitt angeordnet werden, und wenigstens ein Objektiv so positioniert wird, dass es Licht zu dem wenigstens einen Bildaufnehmer leiten kann, wobei seine Lichteintrittsseite auf der gleichen Seite des hohen Gehäuseabschnitts angeordnet wird wie der niedrige Gehäuseabschnitt.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 11 2012 003 221 T5 ist ein Fahrzeugkamerasystem bekannt. Das Fahrzeugkamerasystem weist eine Bildaufnehmer-Baugruppe, die einen auf einer Bildaufnehmer-Leiterplatte angeordneten Bildaufnehmer enthalten kann, sowie ein Objektiv auf, das so positioniert ist, dass es Licht zu dem Bildaufnehmer leitet. Eine Haupt-Leiterplatte ist betriebswirksam mit der Bildaufnehmer-Leiterplatte verbunden. Die Haupt-Leiterplatte kann mindestens einen Prozessor zum Verarbeiten von von dem Bildaufnehmer erfassten Bildern aufweisen. Die Haupt-Leiterplatte weist eine Öffnung auf, und mindestens ein Abschnitt der Bildaufnehmer-Baugruppe erstreckt sich durch die Öffnung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugkamerasystem und ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugkamerasystems der eingangs genannten Art zu gestalten, die einfacher und mit geringerem Aufwand, insbesondere mit geringerem Montageaufwand und/oder weniger Bauteilen, realisierbar sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Objektiv an wenigstens einem Gehäuseteil des Gehäuses befestigt ist.
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Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Objektiv an wenigstens einem Gehäuseteil des Gehäuses befestigt. Das wenigstens eine Gehäuseteil bildet den Objektivhalter für das wenigstens eine Objektiv wenigstens mit. Auf diese Weise ist kein separater Objektivhalter erforderlich. Es kann auf entsprechende Befestigungs- und/oder Verbindungsmittel, insbesondere Schrauben oder dergleichen, verzichtet werden, wie diese bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeugkamerasystem erforderlich sind. Ferner können entsprechende Objektivdichtungen zum Abdichten des wenigstens einen Objektivs gegen das Gehäuse entfallen. Die Fixierung des wenigstens einen Objektivs relativ zu dem wenigstens einen Bildaufnehmer kann an dem wenigstens einen Gehäuseteil erfolgen.
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Die Kameraachse definiert die „Blickrichtung“ des Fahrzeugkamerasystems. Die Kameraachse kann durch die optische Achse und die Lichteintrittsseite des wenigstens einen Objektivs definiert werden.
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Der niedrige Gehäuseteil befindet sich bezüglich der Blickrichtung des Fahrzeugkamerasystems vor dem wenigstens einen Objektiv. Die Höhe des Gehäuses vor der Lichteintrittsseite des wenigstens einen Objektivs ist geringer als die Höhe hinter dem wenigstens einen Objektiv. So wird die Sicht durch das Gehäuse, insbesondere den niedrigen Gehäuseteil, nicht behindert. Ferner befindet sich das Objektiv platzsparend innerhalb einer gedachten Umhüllenden des Gehäuses. Das Fahrzeugkamerasystem kann außerdem mit dem niedrigen Gehäuseabschnitt an einer bezüglich der Kameraachse schräg verlaufenden Fläche, insbesondere einer schrägen Windschutzscheibe, befestigt werden.
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In dem hohen Gehäuseabschnitt ist der wenigstens eine Bildaufnehmer, insbesondere die entsprechende Bildaufnehmer-Baugruppe, angeordnet. Darüber hinaus können dort auch andere, vergleichsweise hohe Bauteile des Fahrzeugkamerasystems enthalten sein. In dem niedrigen Gehäuseabschnitt können andere, weniger hohe Bauteile angeordnet sein. Die maximale Höhe des Fahrzeugkamerasystems kann auf diese Weise reduziert werden.
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Insgesamt kann bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugkamerasystem das Gehäuse optimal genutzt werden. Das Gehäuse selbst kann so kleiner und kompakter aufgebaut sein
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Das wenigstens eine Objektiv kann wenigstens eine optische Linse aufweisen oder aus dieser bestehen. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Objektiv einstellbar sein. Alternativ kann das wenigstens eine Objektiv nicht einstellbar sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Haupt-Baugruppe und/oder wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe jeweils wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Funktionselement, insbesondere wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement und/oder wenigstens ein elektrisches Anschluss- und/oder Verbindungselement, aufweisen.
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Vorteilhafterweise können wenigstens eine Haupt-Baugruppe und wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe funktional, insbesondere mittels entsprechender elektrischer/elektronischer Verbindungen, miteinander verbunden sein.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeugkamerasystem wenigstens eine elektrische Anschluss- und/oder Verbindungseinrichtung, insbesondere wenigstens einen Teil einer Steckverbindung, aufweisen. Mit der wenigstens einen Anschluss- und/oder Verbindungseinrichtung können entsprechende Leitungen, insbesondere Stromleitungen, Signalleitungen und/oder Steuerleitungen oder dergleichen, mit dem Fahrzeug, insbesondere mit einem Steuersystem und/oder einer Stromversorgung des Fahrzeugs, verbunden werden.
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Mit dem wenigstens einen Bildaufnehmer kann ein mit dem wenigstens einen Objektiv auf den wenigstens einen Bildaufnehmer projiziertes Bild erfasst und in elektrische/elektronische Signale umgewandelt werden. Diese Signale können mit einer entsprechenden Auswerteelektronik ausgewertet werden.
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Wenigstens ein Bildaufnehmer kann vorteilhafterweise einen zweidimensionalen Chip, insbesondere einen CMOS-Sensor, Active Pixel Sensor (APS) und/oder Ladungsspeicherbaustein (CCD) oder dergleichen, oder einen andersartigen ortsaufgelösten optischen Sensor, aufweisen oder daraus bestehen.
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Das Fahrzeugkamerasystem kann im oder am Fahrzeug so angeordnet sein oder werden, dass es eine Szene in Blickrichtung erfassen kann.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeugkamerasystem als insbesondere standardisiertes Kameramodul realisiert sein. So kann es mit geringeren Einbautoleranzen vorgefertigt werden. Das Kameramodul kann abhängig von dem Einsatzzweck mit entsprechenden Adapterteilen, insbesondere Halteeinrichtungen oder Befestigungseinrichtungen, zur Befestigung an dem Fahrzeug kombiniert werden. Bei dem Adapterteil kann es sich um eine Kamerahalterung zur Befestigung an einer Scheibe des Fahrzeugs handeln.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeugkamerasystem, insbesondere das Gehäuse, wenigstens ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit wenigstens einem Adapterteil aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeugkamerasystem als sogenannte Frontkamera ausgestaltet sein. Die Blickrichtung des Fahrzeugkamerasystems kann in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet werden. So kann mit dem Fahrzeugkamerasystem ein Bereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug erfasst werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise das Fahrzeugkamerasystem als Scheibenkamera ausgestaltet sein. Das Fahrzeugkamerasystem kann an einer Scheibe des Fahrzeugs, insbesondere einer Windschutzscheibe, befestigt sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeugkamerasystem durch die entsprechende Scheibe hindurch die Szene in Blickrichtung vor dem Objektiv erfassen.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeugkamerasystem an einer Innenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeugkamerasystem zur Umgebung hin geschützt werden.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeugkamerasystem mit einem Steuersystem des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem, einer Fahrwerksteuerung, einem Beleuchtungssystem, einem Informationsausgabesystem oder dergleichen, verbunden sein oder Teil von diesem sein. Auf diese Weise können die mit dem Fahrzeugkamerasystem aufgenommenen Informationen zur Steuerung von entsprechenden Funktionen des Fahrzeugs, insbesondere der Lenkung, des Bremssystems, des Motors, des Fahrwerks, der Beleuchtung und/oder zur Ausgabe von optischen oder akustischen Signalen oder Informationen herangezogen werden. Mit einem Informationsausgabesystem können akustische und/oder optische Warnsignale und/oder optische Darstellungen der mit dem Fahrzeugkamerasystem erfassten Szene ausgegeben werden. Die Erfindung kann auch für vollständiges oder wenigstens teilweise autonomes Fahren eingesetzt werden.
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Fahrzeuge im Sinne der Erfindung können Landfahrzeuge, Wasserfahrzeuge und/oder Luftfahrzeuge sein. Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug ein maschinell angetriebenes selbstfahrendes, insbesondere ein Kraftfahrzeug, sein. Vorteilhafterweise kann das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Kraftrad, ein Kraftomnibus, eine Zugmaschine, ein landwirtschaftliches Fahrzeug und/oder ein Baufahrzeug oder dergleichen sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Bildaufnehmer, insbesondere wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, in einem von dem Objektiv aus betrachtet vorderen Bereich des hohen Gehäuseabschnitts angeordnet sein. Auf diese Weise können von dem Objektiv aus betrachtet hinter dem wenigstens einen Bildaufnehmer weitere Bauteile angeordnet sein. Insbesondere können hinter dem wenigstens einen Bildaufnehmer Bauteile angeordnet sein, welche einen in der Höhe größeren Platzbedarf benötigen.
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Vorteilhafterweise kann sich die wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe mit dem wenigstens einen Bildaufnehmer in dem vorderen Bereich des hohen Gehäuseabschnitt befinden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Bildaufnehmer, insbesondere wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, an wenigstens einem Gehäuseteil befestigt sein. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Bildaufnehmer, insbesondere die wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, einfacher und/oder mit geringeren Toleranzen relativ zu dem wenigstens einen Objektiv fixiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Bildaufnehmer, insbesondere wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, an demselben Gehäuseteil befestigt sein wie das wenigstens eine entsprechende Objektiv. Auf diese Weise können das wenigstens eine Objektiv und der entsprechende wenigstens eine Bildaufnehmer der wenigstens einen Bildaufnehmer-Baugruppe einfacher vormontiert und/oder justiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuse wenigstens zwei Gehäuseteile aufweisen. Der Einbau der wenigstens einen Haupt-Baugruppe und der wenigstens einen Bildaufnehmer-Baugruppe in das Gehäuse kann so vereinfacht werden.
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Das Gehäuse kann aus den Gehäuseteilen zusammengesetzt werden. Die entsprechenden Bauteile, insbesondere die wenigstens eine Haupt-Baugruppe und/oder die wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, können durch wenigstens eine Einbauöffnung in wenigstens einen der Gehäuseteile eingebracht werden. Die wenigstens eine Einbauöffnung kann anschließend mit wenigstens einem weiteren der Gehäuseteile verschlossen werden.
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Vorteilhafterweise kann das Gehäuse wenigstens ein abgestuftes Hauptgehäuseteil aufweisen. Die Stufe des Hauptgehäuseteils kann den hohen Gehäuseabschnitt wenigstens mit bilden. Ein Bereich des Hauptgehäuseteils vor der Stufe kann den niedrigen Gehäuseabschnitt wenigstens mit bilden.
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Das wenigstens eine Hauptgehäuseteil kann wenigstens eine Haupteinbauöffnung insbesondere zum Einbau wenigstens einer Haupt-Baugruppe aufweisen. Die Haupteinbauöffnung kann vorteilhafterweise mit einem Abdeckgehäuseteil verschließbar sein.
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Ferner kann das wenigstens eine Hauptgehäuseteil wenigstens eine Nebeneinbauöffnung im Bereich des hohen Gehäuseabschnitts aufweisen. Durch die wenigstens eine Nebeneinbauöffnung können entsprechende Bauteile in den hohen Gehäuseabschnitt eingebracht werden. Die wenigstens eine Nebeneinbauöffnung kann mit wenigstens einem Bildaufnehmer-Gehäuseteil verschlossen werden. Das wenigstens eine Bildaufnehmer-Gehäuseteil kann dabei den hohen Gehäuseabschnitt des Gehäuses wenigstens mit bilden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Bildaufnehmer-Gehäuseteil eine Objektivhalterung für das wenigstens eine Objektiv aufweisen. Das wenigstens eine Bildaufnehmer-Gehäuseteil kann gemeinsam mit dem Objektiv vormontiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Bildaufnehmer-Gehäuseteil wenigstens ein Befestigungsmittel, insbesondere wenigstens einen Abstandshalter, wenigstens eine Befestigungsschraube oder eine Aufnahme für wenigstens eine Befestigungsschraube oder dergleichen, für wenigstens einen Bildaufnehmer, insbesondere wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, aufweisen. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Bildaufnehmer, insbesondere die wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, an dem Bildaufnehmer-Gehäuseteil befestigt werden. Das wenigstens eine Bildaufnehmer-Gehäuseteil kann gemeinsam mit dem wenigstens einen Bildaufnehmer, insbesondere der wenigstens einen Bildaufnehmer-Baugruppe, vormontiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Bildaufnehmer-Gehäuseteil mit wenigstens einem Objektiv und wenigstens einem Bildaufnehmer, insbesondere wenigstens einer Bildaufnehmer-Baugruppe, als Objektivmodul realisiert sein. Das Objektivmodul kann als optische Baugruppe vormontiert, justiert und/oder gemeinsam mit den entsprechenden Komponenten mit weiteren Gehäuseteilen, insbesondere dem Hauptgehäuseteil, verbunden werden.
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Das wenigstens eine Objektiv und der wenigstens eine Bildaufnehmer, insbesondere die wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, können so einfach und zuverlässig zueinander justiert werden. Auf diese Weise können etwaige Toleranzen, insbesondere bauteilbedingte und/oder montagebedingte und/oder betriebsbedingte Toleranzen, verringert und einfacher kontrolliert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Haupt-Baugruppe wenigstens eine Haupt-Leiterplatte und/oder wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe wenigstens eine Bildaufnehmer-Leiterplatte aufweisen oder daraus bestehen. Mit Leiterplatten können entsprechende Funktionsbauteile gehalten, elektrisch miteinander verbunden und/oder gemeinsam in dem Gehäuse positioniert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine der Leiterplatten eben und/oder flach sein. Auf diese Weise kann sie platzsparend angeordnet werden.
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An/auf wenigstens einer Haupt-Leiterplatte und/oder an/auf wenigstens einer Bildaufnehmer-Leiterplatte können elektrische und/oder elektronische Bauelemente und/oder elektrische und/oder mechanische Anschluss- und/oder Verbindungselemente realisiert sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Haupt-Leiterplatte wenigstens eine Auswerteelektronik aufweisen. Mit dieser können die mit dem Fahrzeugkamerasystem aufgenommenen Bilder ausgewertet und/oder zur Weiterverarbeitung aufbereitet oder vorbereitet werden.
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An/auf der wenigstens einen Bildaufnehmer-Leiterplatte kann wenigstens ein Bildaufnehmer angeordnet sein. Es können auch mehrere Bildaufnehmer an/auf wenigstens einer Bildaufnehmer-Leiterplatte angeordnet sein.
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Wenigstens eine Bildaufnehmer-Leiterplatte und/oder wenigstens eine Haupt-Leiterplatte kann vorteilhafterweise als gedruckte Leiterplatten (PCB) oder in anderer Weise realisiert sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Bildaufnehmer-Leiterplatte der Bildaufnehmer-Baugruppe wenigstens teilweise in dem hohen Gehäuseabschnitt angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Höhe des hohen Gehäuseabschnitts mit der wenigstens einen Bildaufnehmer-Leiterplatte ausgenutzt werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Haupt-Leiterplatte der wenigstens einen Haupt-Baugruppe wenigstens teilweise in dem niedrigen Gehäuseabschnitt angeordnet sein oder sich zumindest in diesen wenigstens teilweise erstrecken. Auf diese Weise kann der niedrige Gehäuseabschnitt effizient ausgenutzt werden.
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Vorteilhafterweise können wenigstens eine Haupt-Leiterplatte und wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, insbesondere eine Bildaufnehmer-Leiterplatte, schräg oder quer zueinander in dem Gehäuse angeordnet werden. Der Innenraum des Gehäuses kann so insgesamt effizienter ausgenutzt werden.
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Die Bildaufnehmer-Leiterplatte kann vorteilhafterweise senkrecht zu der Kameraachse verlaufen. Die Bildaufnehmer-Leiterplatte kann vorteilhafterweise senkrecht zu der Haupt-Leiterplatte verlaufen. Auf diese Weise kann die Kameraachse im Wesentlichen parallel zur Haupt-Leiterplatte verlaufen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuse auf der Lichteintrittsseite des wenigstens einen Objektivs einen Aufnahmebereich für wenigstens eine Streulichtabschirmung aufweisen. Dort kann wenigstens eine Streulichtabschirmung angeordnet werden. Mit der wenigstens einen Streulichtabschirmung kann das wenigstens eine Objektiv vor Streulicht geschützt werden.
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Vorteilhafterweise kann der Aufnahmebereich für wenigstens eine Streulichtabschirmung an dem niedrigen Gehäuseabschnitt realisiert sein. Auf diese Weise kann ein Raumbereich neben dem hohen Gehäuseabschnitt für die Streulichtabschirmung genutzt werden.
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Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß mit dem Objektivmodul dadurch gelöst, dass das Objektivmodul ein Bildaufnehmer-Gehäuseteil aufweist, an welchem wenigstens ein Bildaufnehmer und wenigstens ein Objektiv derart befestigt sind, dass das Objektiv Licht zu dem wenigstens einen Bildaufnehmer leiten kann.
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Die Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Objektiv an wenigstens einem Gehäuseteil des Gehäuses befestigt wird. So kann das wenigstens eine Objektiv stabil an dem Gehäuseteil gehalten werden. Das wenigstens eine Objektiv kann mit dem wenigstens einen Gehäuseteil vormontiert werden.
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Vorteilhafterweise kann zusätzlich wenigstens ein Bildaufnehmer, insbesondere wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, an dem wenigstens einen Gehäuseteil vormontiert werden. Auf diese Weise kann die Montage vereinfacht werden.
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Vorteilhafterweise können der wenigstens eine Bildaufnehmer, insbesondere die wenigstens eine Bildaufnehmer-Baugruppe, und das wenigstens eine Objektiv nach der Montage an dem wenigstens einen Gehäuseteil justiert werden. Auf diese Weise können etwaige Toleranzen verringert werden.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugkamerasystem, dem erfindungsgemäßen Objektivmodul und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
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1 eine Vorderansicht eines Fahrzeuges mit einem Fahrzeugkamerasystem, welches von innen an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist;
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2 eine isometrische Darstellung des Fahrzeugkamerasystems aus der 1;
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3 eine Explosionsdarstellung des Fahrzeugkamerasystems aus den 1 und 2;
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4 einen Längsschnitt des Fahrzeugkamerasystems aus den 1 bis 3;
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5 eine isometrische Darstellung eines Objektivmoduls des Fahrzeugkamerasystems aus den 1 bis 4 von schräg vorne unten;
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6 eine isometrische Darstellung des Objektivmoduls aus der 5 von schräg hinten unten;
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7 eine isometrische Explosionsdarstellung des Objektivmoduls aus den 5 und 6 von schräg hinten unten.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der 1 ist ein Fahrzeug 10 beispielhaft in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Fahrzeug 10 verfügt über ein Fahrzeugkamerasystem 12, das als Frontscheibenkamera ausgestaltet ist. Das Fahrzeugkamerasystem 12 ist an der Innenseite einer schrägen Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 angeordnet. Abhängig von der Höhe des Fahrzeugs 10 kann das Fahrzeugkamerasystem 12 in einer entsprechenden Höhe an der Windschutzscheibe angeordnet sein, um einen günstigen Blickwinkel zu erzielen. In der 1 sind beispielhaft zwei optionale Positionen des Fahrzeugkamerasystems 12 im Bereich des oberen Randes der Windschutzscheibe und im Bereich des unteren Randes der Windschutzscheibe angedeutet. Bei hohen Fahrzeugen, beispielsweise bei Lastkraftwagen oder Bussen, kann es sinnvoll sein, das Fahrzeugkamerasystem 12 im Bereich des unteren Randes der Windschutzscheibe anzuordnen. Eine Blickrichtung 14 des Fahrzeugkamerasystems 12 zeigt in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10. Mit dem Fahrzeugkamerasystem 12 kann ein Überwachungsbereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 erfasst werden. Das Fahrzeugkamerasystem 12 ist in den 2 bis 4 in unterschiedlichen Perspektiven und Darstellungen gezeigt.
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Das Fahrzeugkamerasystem 12 ist mit einem nicht gezeigten Steuersystem des Fahrzeugs 10, beispielsweise einem Fahrerassistenzsystem, einer Fahrwerkssteuerung, einem Beleuchtungssystems und/oder einem Informationsausgabesystem, verbunden. Die Informationen des Fahrzeugkamerasystems 12 können zur Steuerung von entsprechenden Funktionen des Fahrzeugs 10, beispielsweise einer Lenkung, eines Bremssystems, eines Motors, eines Fahrwerks, einer Beleuchtung und/oder zur Ausgabe von optischen oder akustischen Signalen oder Informationen, herangezogen werden.
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Zur einfacheren Erläuterung sind in den 1 bis 4 die entsprechenden Achsen eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems dargestellt. Wenn im Folgenden von „x-Achse“, „y-Achse“, „z-Achse“, „x-y-Ebene“, „x-z-Ebene“ oder „y-z-Ebene“ die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf das x-y-z-Koordinatensystem.
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Sofern sich das Fahrzeug 10 auf einer horizontalen Fahroberfläche, insbesondere einer Straße oder einem Weg, befindet, erstreckt sich die z-Achse räumlich vertikal. Die x-y-Ebene erstreckt sich dann räumlich horizontal. Die Orientierung des Fahrzeugkamerasystems 12 im Raum ist für die Erfindung nicht entscheidend. Das Fahrzeugkamerasystem 12 kann auch in anderen räumlichen Orientierungen angeordnet sein.
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Das Fahrzeugkamerasystem 12 umfasst ein Gehäuse 16, in dem eine Haupt-Leiterplatte 18, eine Bildaufnehmer-Baugruppe 20 und ein Anschlussstecker 22, welcher in der 4 angedeutet ist, angeordnet sind. Die Haupt-Leiterplatte 18, die Bildaufnehmer-Baugruppe 20 und der Anschlussstecker 22 sind funktional miteinander verbunden.
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Die Haupt-Leiterplatte 18 bildet eine Haupt-Baugruppe des Fahrzeugkamerasystems 12. Die Haupt-Leiterplatte 18 ist beispielsweise als gedruckte Leiterplatte (PCB) ausgestaltet. Die Haupt-Leiterplatte 18 weist diverse elektrische/elektronische Funktionsbauteile, beispielsweise eine Auswerteelektronik und Verbindungen zu dem Anschlussstecker 22 und der Bildaufnehmer-Baugruppe 20, auf. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in den 1 bis 4 die Funktionsbauteile der Haupt-Leiterplatte 18 nicht gezeigt. Mit der Haupt-Leiterplatte 18 und den dortigen Funktionsbauteilen kann beispielsweise eine Bildverarbeitung, eine Objekterkennung oder dergleichen realisiert werden.
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Die Bildaufnehmer-Baugruppe 20 verfügt über eine Bildaufnehmer-Leiterplatte 24. Die Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 ist als gedruckte Leiterplatte ausgestaltet. Auf der Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 ist ein Bildaufnehmer 26 angeordnet. Ferner weist die Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 weitere, der besseren Übersichtlichkeit wegen in den Figuren nicht gezeigte, elektrische/elektronische Funktionsbauteile, beispielsweise Verbindungen zu der Haupt-Leiterplatte 18, auf.
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Bei dem Bildaufnehmer 26 kann es sich beispielsweise um einen Ladungsspeicher-Baustein oder dergleichen handeln. Mit dem Bildaufnehmer 26 kann Licht empfangen und ortsaufgelöst in elektrische Signale umgewandelt werden.
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Ferner verfügt das Fahrzeugkamerasystem 12 über ein Objektiv 28. Das Objektiv 28 ist an einem Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 befestigt. Das Objektiv 28 ist relativ zu dem Bildaufnehmer 26 so angeordnet, dass Licht, welches aus der Blickrichtung 14 des Fahrzeugkamerasystems 12 kommt, mit dem Objektiv 28 auf den Bildaufnehmer 26 geleitet wird, sodass eine Szene im Überwachungsbereich des Fahrzeugkamerasystems 12 vor dem Fahrzeug 10 erfasst werden kann.
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Das Gehäuse 16 umfasst ein Hauptgehäuseteil 32, ein Abdeckgehäuseteil 34 und das bereits erwähnte Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30. Das Gehäuse 16 hat einen hohen Gehäuseabschnitt 36 und einen niedrigen Gehäuseabschnitt 38. Der hohe Gehäuseabschnitt 36 hat senkrecht zu einer Kameraachse 40 betrachtet in Richtung der z-Achse eine größere Höhe 42 als der niedrige Gehäuseabschnitt 38. Die Kameraachse 40 verläuft in der Darstellung des Ausführungsbeispiels koaxial zur Blickrichtung 14, bei dem Ausführungsbeispiel parallel zur y-Achse. Eine Höhe 42 des Gehäuses 16 verringert sich in Richtung der Kameraachse 40 in Blickrichtung 14 betrachtet.
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Das Hauptgehäuseteil 32 ist abgestuft. Die Stufe 44 des Hauptgehäuseteils 32 befindet sich auf der bezüglich der Blickrichtung 14 des Fahrzeugkamerasystems 12 hinteren Seite des Gehäuses 16. Die Stufe 44 bildet einen hinteren Teil des hohen Gehäuseabschnitts 36.
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In dem hohen Gehäuseabschnitt 36 sind der Anschlussstecker 22 und weitere, in den Figuren der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigte, verhältnismäßig hohe Bauteile des Fahrzeugkamerasystems 12. Eine Wand auf der Rückseite des Hauptgehäuseteils 32 weist einen Durchbruch 46 für den Anschlussstecker 22 auf. Der Anschlussstecker 22 befindet sich in einer Kammer 48 des hohen Gehäuseabschnitt 36, welcher durch entsprechende Wände abgetrennt ist.
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Auf der senkrecht zur Kameraachse 40 in Richtung der z-Achse betrachtet der Stufe 44 axial gegenüberliegenden Seite weist das Hauptgehäuseteil 32 eine rechteckige Haupteinbauöffnung 50 auf. Die Haupteinbauöffnung 50 erstreckt sich parallel zur Kameraachse 40 und parallel zur x-y-Ebene über den gesamten Hauptgehäuseteil 32. Durch die Haupteinbauöffnung 50 können die Haupt-Leiterplatte 18 und der Anschlussstecker 22 in das Gehäuse 16 eingebaut werden.
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Die Haupteinbauöffnung 50 ist mit dem rechteckigen Abdeckgehäuseteil 34 verschlossen. Das Abdeckgehäuseteil 34 weist Durchgangslöcher für Schrauben 52 auf. Die Haupt-Leiterplatte 18 weist entsprechende Durchgangslöcher für die Schrauben 52 auf. Die Haupt-Leiterplatte 18 und das Abdeckgehäuseteil 34 sind mit den Schrauben 52 trennbar an dem Hauptgehäuseteil 32 befestigt.
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Die Stufe 44 des Hauptgehäuseteils 32 ist auf ihrer dem niedrigen Gehäuseabschnitt 38 zugewandten Vorderseite offen. Die Öffnung der Stufe 44 erstreckt sich parallel zur x-Achse und leicht schräg zur z-Achse, also schräg zur x-z-Ebene. An die Stufe 44 grenzt ein vorderer Bereich 54 des Hauptgehäuseteils 32 ein. Der vordere Bereich 54 erstreckt sich parallel zur Kameraachse 40 und parallel zur x-y-Ebene in den niedrigen Gehäuseabschnitt 38. Der vordere Bereich 54 weist auf seiner der Stufe 44 zugewandten Seite eine Öffnung auf. Die Öffnung der Stufe 44 und die Öffnung des vorderen Bereichs 54 gehen ineinander über und bilden eine Nebeneinbauöffnung 56.
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Die Nebeneinbauöffnung 56 erstreckt sich senkrecht zur Kameraachse 40 über die gesamte Breite des Hauptgehäuseteils 32. Die Nebeneinbauöffnung 56 ist durch das Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 verschlossen. Das Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 bildet einen vorderen Teil des hohen Gehäuseabschnitts 36.
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An seiner Außenseite verfügt das Hauptgehäuseteil 32 über diverse Befestigungsmittel 58, von denen einige zur Befestigung des Fahrzeugkamerasystems 12 an einer nicht gezeigten Halteeinrichtung zur Halterung an der Windschutzscheibe vorgesehen sind. Einige der Befestigungsmittel 58 sind zur Befestigung einer ebenfalls nicht gezeigten Streulichtabschirmung vorgesehen. Mit der Streulichtabschirmung kann Streulicht von dem Objektiv 28 ferngehalten werden. Der Bereich oberhalb des niedrigen Gehäuseabschnitts 38 auf der der Kameraachse 40 zugewandten Seite dient als Aufnahmebereich für die Streulichtabschirmung.
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In dem vorderen Bereich 54 verfügt das Hauptgehäuseteil 32 darüber hinaus über mehrere durchgängige Öffnungen 60. Die Öffnungen 60 erstrecken sich jeweils parallel zur z-Achse. Die Öffnungen 60 befinden sich neben der Nebeneinbauöffnung 56. Einige der Öffnungen 60 dienen zur Aufnahme von entsprechenden Justagedomen 62 des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30. Andere der Öffnungen 60 dienen zur Durchführung von Befestigungsschrauben 64 von der Innenseite des Hauptgehäuseteils 32 aus. Die Befestigungsschrauben 64 sind in dem Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 verschraubt.
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Das Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 ist etwa kastenförmig ausgebildet, wobei zwei aneinander angrenzende Seiten offen sind. Das Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 verfügt über eine obere Wand 66, welche parallel zur x-y-Ebene, also parallel zur Kameraachse 40, verläuft, und eine vordere Wand 68, welche parallel zur x-z-Ebene, also senkrecht zur Kameraachse 40, verläuft. An die obere Wand 66 und die vordere Wand 68 jeweils angrenzend erstrecken sich auf gegenüberliegenden Seiten zwei Seitenwände 70. Die Seitenwände 70 erstrecken sich jeweils senkrecht zur oberen Wand 66 und zur vorderen Wand 68, jeweils parallel zur y-z-Ebene, also parallel zur Kameraachse 40. Die der vorderen Wand 68 gegenüberliegende Rückseite und die der oberen Wand 66 gegenüberliegende Unterseite des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 sind jeweils offen.
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An der dem Hauptgehäuseteil 32 zugewandten Unterseite des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 befinden sich die Justagedome 62. Die Justagedome 62 erstrecken sich jeweils parallel zur z-Achse. An der der Stufe 44 des Hauptgehäuseteils 32 zugewandten Rückseite sind entsprechende Justagedorne vorgesehen.
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Die Nebeneinbauöffnung 56 ist mit Positionierstegen 72 umgeben, mit welchen die jeweils zugewandten Ränder der Seitenwände 70 und der oberen Wand 66 des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 ausgerichtet werden können.
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Die Form der Seitenwände 70 ist in Richtung der x-Achse betrachtet jeweils etwa trapezförmig. Die der Stufe 44 des Hauptgehäuseteils 32 zugewandten Ränder der Seitenwände 70 entsprechen dem schrägen Verlauf der Ränder der Seitenwände der Stufe 44 auf deren dem niedrigen Gehäuseabschnitt 38 zugewandten Seite. Bei montiertem Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 liegen die freien Ränder der Seitenwände 70, der vorderen Wand 68 und der oberen Wand 66 jeweils, bevorzugt lichtdicht, an den entsprechenden, die Nebeneinbauöffnung 56 umgebenden Rändern des Hauptgehäuseteils 32 an.
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Auf der der offenen Rückseite des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 zugewandten Innenseite sind an der vorderen Wand 68 vier Abstandshalter 74 angeordnet. An den Abstandshaltern 74 ist die Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 befestigt. Die Abstandshalter 74 sind etwa zylinderförmig gestaltet. Ihre Achsen erstrecken sich parallel zur Kameraachse 40 und zur y-Achse. Zwei der Abstandshalter 74, die sich diagonal gegenüberliegen, weisen, wie in der 7 erkennbar, an ihren freien Stirnseiten Löcher zum Einschrauben von Befestigungsschrauben 76 auf. Mit den Befestigungsschrauben 76 ist die Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 an dem Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 fixiert. Die Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 verfügt über zwei entsprechende diagonal gegenüberliegende Durchgangslöcher für die Befestigungsschrauben 76. Die beiden anderen, sich diagonal gegenüberliegenden, Abstandshalter 74 weisen an ihren freien Stirnseiten jeweils einen Pin zur Vorjustierung der Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 an dem Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 auf. Die Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 verfügt über zwei entsprechende diagonal gegenüberliegende Durchgangslöcher für die Pins.
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Die Bildaufnehmer-Baugruppe 20 befindet sich im vorderen Teil des hohen Gehäuseabschnitts 36. Die Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 erstreckt sich senkrecht zur Kameraachse 40 und senkrecht zur y-Achse. Die Haupt-Leiterplatte 18 erstreckt sich senkrecht zur Bildaufnehmer-Leiterplatte 24, parallel zur x-y-Achse. Die Haupt-Leiterplatte 18 erstreckt sich von dem hohen Gehäuseabschnitt 36 bis in den niedrigen Gehäuseabschnitt 38.
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Die vordere Wand 68 des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 ist mit einer Objektivhalterung 78 für das Objektiv 28 ausgestaltet. Die Objektivhalterung 78 ist als eine nach außen vorspringendes Podest in der vorderen Wand 68 ausgebildet.
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Die Objektivhalterung 78 enthält eine Aufnahmeöffnung 80 für das Objektiv 28. Die Aufnahmeöffnung 80 der Objektivhalterung 78 ist in Richtung der Kameraachse 40 betrachtet mittig in der vorderen Wand 68 des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 angeordnet. Sie fluchtet mit dem Bildaufnehmer 26 der Bildaufnehmer-Baugruppe 20. Eine optische Achse des Objektivs 28 trifft etwa mittig auf den Bildaufnehmer 26. Die optische Achse des Objektivs 28 und die Blickrichtung 14 des Fahrzeugkamerasystems 12 definieren die Kameraachse 40. Die optische Achse des Objektivs 28 fällt mit der Kameraachse 40 zusammen. Die optische Achse ist der besseren Übersichtlichkeit wegen in den Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen wie die Kameraachse 40 versehen.
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Zur Herstellung des Fahrzeugkamerasystems 12 werden das Hauptgehäuseteil 32, das Abdeckgehäuseteil 34 und das Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 als separate Teile vorgefertigt. Außerdem werden die Bildaufnehmer-Baugruppe 20 mit der Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 und dem Bildaufnehmer 26, die Haupt-Leiterplatte 18, der Anschlussstecker 22 und weitere, hier nicht weiter interessierende Funktionsbauteile des Fahrzeugkamerasystems 12 als separate Bauteile vorgefertigt. Zudem wird das Objektiv 28 vorgefertigt.
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Aus dem Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30, der Bildaufnehmer-Baugruppe 20 und dem Objektiv 28 wird ein Objektivmodul 82 vorgefertigt. Das Objektivmodul 82 ist im Detail in den 5 bis 7 gezeigt. Dazu wird die Bildaufnehmer-Baugruppe 20 mittels den Pins der entsprechenden Abstandshalter 68 des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 vorjustiert. Anschließend wird die Bildaufnehmer-Baugruppe 20 mit den Befestigungsschrauben 76 an den entsprechenden Abstandshaltern 68 befestigt. Das Objektiv 28 wird von der Außenseite des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 in die Aufnahmeöffnung 80 gesteckt. Das Objektiv 28 und der Bildaufnehmer 26 werden zueinander justiert. Das justierten Objektiv 28 wird anschließend fixiert. Die Fixierung des Objektivs 28 kann beispielsweise mittels kleben oder in anderer Weise erfolgen. Das fertige Objektivmodul 82 ist in den 5 und 6 gezeigt.
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Das vorgefertigte Objektivmodul 82 wird mit der offenen Unterseite und der offenen Rückseite des Bildaufnehmer-Gehäuseteils 30 auf die Nebeneinbauöffnung 56 des Hauptgehäuseteils 32 gesetzt. Dabei werden die entsprechenden Justagedome 62 in die entsprechenden Öffnungen 60 des Hauptgehäuseteils 32 eingebracht. Die Befestigungsschrauben 64 werden von der Unterseite des Hauptgehäuseteils 32 in die noch freien Öffnungen 60 eingebracht und mit dem Bildaufnehmer-Gehäuseteil 30 verschraubt.
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Der Anschlussstecker 22 wird an der Haupt-Leiterplatte 18 befestigt. Elektrische Verbindungen zwischen der Bildaufnehmer-Leiterplatte 24 und der Haupt-Leiterplatte 18 werden hergestellt. Die elektrischen Verbindungen können beispielsweise mit flexiblen Kabeln, Flachbandkabeln oder dergleichen realisiert werden.
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Die Haupt-Leiterplatte 18 wird von der Unterseite des Hauptgehäuseteils 32 durch die Haupteinbauöffnung 50 eingebracht. Dabei wird der Anschlussstecker 22 in der Kammer 48 angeordnet.
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Das Abdeckgehäuseteil 34 wird auf die Haupteinbauöffnung 50 gesetzt. Die Schrauben 52 werden durch die entsprechenden Durchgangslöcher des Abdeckgehäuseteils 34 und der Haupt-Leiterplatte 18 gesteckt und mit dem Hauptgehäuseteil 32 verschraubt.
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Bei dem fertigen Fahrzeugkamerasystem 12 befindet sich die Lichteintrittsseite des Objektivs 28 auf der gleichen Seite des hohen Gehäuseabschnitts 36 wie der niedrige Gehäuseabschnitt 38.
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Das Fahrzeugkamerasystem 12 wird anschließend mit der Streulichtabschirmung versehen und mit der Halteeinrichtung zur Befestigung an der Windschutzscheibe verbunden.
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Schließlich wird das Fahrzeugkamerasystem 12 mit der Halteeinrichtung an der Windschutzscheibe beispielsweise mittels einer Klebeverbindung oder dergleichen befestigt. Entsprechende Kabelverbindungen zu dem Steuersystem des Fahrzeugs 10 werden mit dem Anschlussstecker 22 verbunden.
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Die Halteeinrichtung für das Fahrzeugkamerasystem 12 ist speziell an die verwendete Windschutzscheibe angepasst. Auf diese Weise kann eine Schräge der Windschutzscheibe kompensiert und die Kameraachse 40 auf den Überwachungsbereich ausgerichtet werden. Bei horizontaler Anordnung des Fahrzeugs 10 kann die Blickrichtung 14 etwa räumlich horizontal in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 ausgerichtet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112012003221 T5 [0004]
