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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Kamerasysteme für den automobilen Einsatz sollen einerseits sehr robust und genau, andererseits preiswert sein. Neben der Ausrichtung der Kamera ist es wichtig, dass möglichst wenig Streulicht durch die Gehäuseoberfläche oder die Gehäusegeometrie zum Imager gelangt. Aus diesem Grund können Bereiche um das Objektiv mit entsprechenden konstruktiven Maßnahmen ausgelegt werden.
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Die
US 6,243,540 B1 befasst sich mit einem zylinderförmigen Objektiv über das eine Streulichtblende gestülpt und verrastet werden kann. Die
JP 2010 -
79 123 A befasst sich mit einer Onboard-Kamera, wobei eine Streulichtblende mit einem Kameragehäuse verschraubt wird. Die
DE 102014224860 A1 befasst sich mit einer Streulichtblende für ein hinter einer Fahrzeugscheibe eines Fahrzeuges positioniertes optisches Erfassungssystem.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Kameramodul für ein Fahrzeug, ein Kamerasystem und ein Verfahren zum Herstellen eines Kameramoduls gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.
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Es wird ein Kameramodul für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Kameramodul folgende Merkmale aufweist:
- ein Kameragehäuse mit zumindest einer Lichteintrittsöffnung; und
- zumindest eine an der Lichteintrittsöffnung mit dem Kameragehäuse verrastbare Streulichtblende zum Absorbieren von Streulicht.
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Unter einem Fahrzeug kann beispielsweise ein Personen- oder Lastkraftwagen verstanden werden. Das Kameragehäuse ist ausgebildet, um einen Imager oder ein Objektiv aufzunehmen. Unter einer Lichteintrittsöffnung kann eine gegenüber dem Objektiv angeordnete Öffnung im Kameragehäuse verstanden werden. Beispielsweise kann die Lichteintrittsöffnung als Lichtführungskanal realisiert sein. Unter einer Streulichtblende kann ein Bauteil verstanden werden, dessen Geometrie oder Oberflächenbeschaffenheit ausgelegt ist, um Licht zu absorbieren oder zu reflektieren. Beispielsweise kann eine lichtzugewandte Oberfläche der Streulichtblende eine spezielle lichtabsorbierende oder -reflektierende Struktur aufweisen. Auch kann die Streulichtblende zumindest abschnittweise aus einem lichtabsorbierenden Kunststoff gefertigt sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein in ein Fahrzeug integrierbares Kamerasystem sehr einfach vor störenden Streulichteinflüssen geschützt werden kann, indem eine entsprechende Streulichtblende in ein Kameragehäuse eingeclipst wird, insbesondere in einen Bereich rund um ein Objektiv. Somit kann einfallendes Licht von der Gehäuseoberfläche bis über die Windschutzscheibe effektiv absorbiert werden. Beispielsweise kann mithilfe einer Clips-Konstruktion gemäß dem hier vorgestellten Ansatz bei Wahl einer geeigneten Geometrie und eines geeigneten Materials der Streulichtblende ein sehr einfacher Aufbau bei hoher Streulichtreduzierung realisiert werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht somit eine effiziente Kamerafertigung in hohen Stückzahlen sowie eine einfache Handhabung der gesamten Kamera, insbesondere beim Einbau in einen Lastkraftwagen, wobei die Kamera beispielsweise durch Verschieben und Drehen gelöst werden kann. Durch die konstruktive Gestaltung der Streulichtblende wird das Streulicht dauerhaft reduziert und vom Objektiv oder vom Imager ferngehalten.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Streulichtblende zumindest abschnittsweise aus einem lichtabsorbierenden Kunststoff gefertigt sein. Dadurch kann eine hohe Lichtabsorption erreicht werden.
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Vorteilhafterweise kann die Streulichtblende zumindest ein erstes Rastelement und ein zweites Rastelement mit je einer Rastnase zum Verrasten mit dem Kameragehäuse aufweisen. Unter einem Rastelement kann beispielsweise ein finger- oder zungenartiger Fortsatz an der Streulichtblende verstanden werden. Dadurch kann eine sichere Verrastung mit geringem konstruktivem Aufwand gewährleistet werden.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Lichteintrittsöffnung zumindest einen als Anschlag für die Rastnasen fungierenden Verrastungsrand aufweist. Unter einem Verrastungsrand kann beispielsweise eine Nut oder ein Kragen im Bereich der Lichteintrittsöffnung, beispielsweise entlang eines Umfangs der Lichteintrittsöffnung oder an einer Innenfläche der Lichteintrittsöffnung, verstanden werden. Auch durch diese Ausführungsform kann eine sichere Verrastung mit geringen Mitteln erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Verrastungsrand an einem einer Innenseite des Kameragehäuses zugewandten Ende der Lichteintrittsöffnung angeordnet sein. Dadurch befindet sich der Verrastungsrand an einer für die Montage günstigen Stelle im Inneren des Kameragehäuses.
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Das Kameragehäuse kann zumindest einen ersten Verrastungsrand und einen gegenüber dem ersten Verrastungsrand versetzten zweiten Verrastungsrand aufweisen. Dabei kann das erste Rastelement mit dem ersten Verrastungsrand und das zweite Rastelement mit dem zweiten Verrastungsrand verrastbar sein. Der erste Verrastungsrand und der zweite Verrastungsrand können beispielsweise axial oder radial zueinander versetzt sein. Dadurch wird eine mehrstufige Verrastung in unterschiedlichen Ebenen innerhalb des Kameragehäuses ermöglicht.
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Des Weiteren eine Innenfläche der Lichteintrittsöffnung im montierten Zustand des Kameramoduls zumindest abschnittsweise durch die Streulichtblende abgedeckt. Dadurch können Streulichtreflexionen an der Innenfläche der Lichteintrittsöffnung vermieden werden.
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Erfindungsgemäß weist die Streulichtblende eine ebene Streulichtabsorptionsfläche auf. Die ebene Streulichtabsorptionsfläche kann im montierten Zustand des Kameramoduls flächenbündig mit einem die Lichteintrittsöffnung aufweisenden Außenwandabschnitt des Kameragehäuses sein. Dadurch kann das Kameramodul mit einer ebenen Stirnfläche zur einfachen und platzsparenden Montage hinter einer Windschutzscheibe ausgeführt werden.
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Die Streulichtblende kann zudem ringförmig ausgestaltet sein. Dadurch kann die Streulichtabsorption ohne Beeinträchtigung der einfallenden Lichtmenge erfolgen.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft zudem ein Kamerasystem mit folgenden Merkmalen:
- einer Fahrzeugscheibe; und
- einem Kameramodul gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei die Lichteintrittsöffnung und die Fahrzeugscheibe einander gegenüberliegend angeordnet sind.
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Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen eines Kameramoduls für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
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Bereitstellen eines Kameragehäuses, das zumindest eine Lichteintrittsöffnung aufweist, und zumindest einer Streulichtblende zum Absorbieren von Streulicht; und
Verrasten der Streulichtblende mit dem Kameragehäuse an der Lichteintrittsöffnung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kamerasystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Kameramoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Darstellung eines Kameramoduls aus 2;
- 4 eine schematische Darstellung eines Kameramoduls aus 2;
- 5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Kameramodul aus 2;
- 6 eine schematische Darstellung einer Streulichtblende gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 7 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Kameramodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 8 eine schematische Darstellung einer Streulichtblende aus 7;
- 9 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Kameramodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 10 eine schematische Darstellung einer lichtabgewandten Innenseite eines Kameragehäuses aus 9;
- 11 eine schematische Darstellung eines Lastkraftwagens mit einem Kamerasystem gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kamerasystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Kamerasystem 100 umfasst eine Fahrzeugscheibe 102, hier beispielhaft eine Windschutzscheibe eines Lastkraftwagens, und ein Kameramodul 104, das hinter der Fahrzeugscheibe 102 angeordnet ist. Das Kameramodul 104 weist ein Kameragehäuse 106 mit einer Lichteintrittsöffnung 108 und eine im Bereich der Lichteintrittsöffnung 108 am Kameragehäuse 106 angeordnete Streulichtblende 110 zum Absorbieren von Streulicht auf. Die Lichteintrittsöffnung 108 und die Streulichtblende 110 liegen der Fahrzeugscheibe 102 gegenüber. Die Streulichtblende 110 ist mit dem Kameragehäuse 106 mittels eines nachfolgend näher beschriebenen Verrastungsmechanismus verbunden. Durch den Verrastungsmechanismus wird eine kosteneffiziente Montage des Kameramoduls 104 für hohe Stückzahlen ermöglicht. Lichtstrahlen, die von einer Lichtquelle 112 ausgesandt und durch die Fahrzeugscheibe 102 in das Kameragehäuse 106 einfallen und teilweise an einer Innenseite der Fahrzeugscheibe 102 reflektiert werden, sind mit mehreren Pfeilen markiert.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kameramoduls 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Kameramodul 104 kann es sich um das vorangehend anhand von 1 beschriebene Kameramodul handeln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Kameramodul 104 einen Gehäusedeckel 200 und ein Objektiv 202 zum Lenken der einfallenden Lichtstrahlen auf einen Imager. Die Lichteintrittsöffnung 108 ist in 2 beispielhaft als runde Öffnung im Kameragehäuse 106 realisiert.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kameramoduls 104 aus 2. Die Streulichtblende 110, hier in der Vorderansicht gezeigt, ist mit einer zylinder- oder konusförmigen Vertiefung ausgestaltet, durch die eine Innenfläche der Lichteintrittsöffnung 108 größtenteils abgedeckt wird. Dadurch können Streulichtreflexionen an der Innenfläche der Lichteintrittsöffnung 108 wirkungsvoll vermieden werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Streulichtblende 110 zumindest im Bereich der Lichteintrittsöffnung 108 aus einem lichtabsorbierenden, insbesondere schwarzen Kunststoff gefertigt. Zusätzlich oder alternativ ist eine lichtzugewandte Oberfläche der Streulichtblende 110 zumindest abschnittsweise mit einer lichtabsorbierenden Struktur strukturiert, durch die der Effekt der Lichtabsorption weiter erhöht werden kann.
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Das Kameramodul 104 ist in 3 hinter einer Abdeckplatte 300 mit einer Abdeckplattenöffnung 302 angeordnet. Bei der Abdeckplatte 300 handelt es sich beispielsweise um eine Halteplatte zur Montage des Kameramoduls 104 an der Fahrzeugscheibe. Die Lichteintrittsöffnung 108 und die Abdeckplattenöffnung 302 sind einander gegenüberliegend angeordnet.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Kameramoduls 104 aus 2 ohne die Abdeckplatte. Wie in 4 zu erkennen, ist die Streulichtblende 110 ringförmig ausgestaltet und erstreckt sich entlang eines gesamten Umfangs der Lichteintrittsöffnung 108. Zusätzlich weist die Streulichtblende 110 eine an einen ringförmigen Abschnitt der Streulichtblende 110 anschließende ebene Streulichtabsorptionsfläche 400 auf, die mit dem Gehäusedeckel 200 flächenbündig ist. Der Gehäusedeckel 200 weist hierzu beispielsweise eine Vertiefung mit einer der Streulichtabsorptionsfläche 400 entsprechenden Kontur auf. Dadurch kann die Streulichtabsorptionsfläche 400 bei der Montage flächenbündig im Gehäusedeckel 200 versenkt werden.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Kameramodul 104 aus 2. Zu erkennen ist unter anderem ein Imager 500 des Kameramoduls 104. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Streulichtblende 110 mit einem fingerartigen ersten Rastelement 502 und einem ebenfalls fingerartigen zweiten Rastelement 504 mit je einer Rastnase 506 realisiert. Die Innenfläche der Lichteintrittsöffnung 108 weist einen Verrastungsrand 508 auf, hier beispielhaft in Form einer umlaufenden Nut. Die Rastnasen 506 sind im montierten Zustand der Streulichtblende 110 mit dem Verrastungsrand 508 formschlüssig verrastet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kameramodul 104 zwei oder mehr Verrastungsränder auf. Die Verrastungsränder sind dabei beispielsweise axial oder radial zueinander versetzt. Entsprechend der jeweiligen Lage der Verrastungsränder können die Rastelemente unterschiedlich lang sein und im montierten Zustand der Streulichtblende 110 mit je einem anderen Verrastungsrand verrastet sein.
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6 zeigt eine schematische Darstellung einer Streulichtblende 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu 5 weist die Streulichtblende 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich ein drittes Rastelement 600 und ein viertes Rastelement 602 zur Verrastung im Kameragehäuse auf. Wie die beiden Rastelemente 502, 504 sind auch das dritte Rastelement 600 und das vierte Rastelement 602 je mit der Rastnase 506 ausgeformt. Die vier Rastelemente 502, 504, 600, 602 sind beispielsweise sternförmig um eine ringförmige Öffnung in der Streulichtblende 110 angeordnet.
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Beispielsweise sind die Rastelemente je als Clip ausgeformt, die die Streulichtblende 110 über Lebensdauer am Kameragehäuse positionieren und fixieren.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Streulichtblende 110 lediglich drei Clips als Rastelemente auf. Die drei Clips sind in drei Nuten im Kameragehäuse einclipsbar.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Kameramodul 104. Das in 7 gezeigte Kameramodul 104 entspricht im Wesentlichen dem in 5 gezeigten Kameramodul.
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8 zeigt eine schematische Darstellung einer Streulichtblende 110 aus 7.
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9 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Kameramodul 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gezeigt ist ein Einbauraum in einem Lastkraftwagen. Das in 9 gezeigte Kameramodul 104 entspricht im Wesentlichen dem in den 5 und 7 gezeigten Kameramodul.
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10 zeigt eine schematische Darstellung einer lichtabgewandten Innenseite eines Kameragehäuses 106 aus 9. Gut zu erkennen ist die Verrastung der Rastnasen 506 am Verrastungsrand 508. Der Verrastungsrand 508 umfasst hier vier an der lichtabgewandten Innenseite des Gehäusedeckels entlang des Umfangs der Lichteintrittsöffnung 108 angeordnete Flächen zum Einclipsen der Rastnasen 506.
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11 zeigt eine schematische Darstellung eines Lastkraftwagens 1100 mit einem Kamerasystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Kamerasystem 100 ist separat in einer vergrößerten Ansicht dargestellt.
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12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In dem Verfahren 1200 zum Herstellen eines Kameramoduls, beispielsweise des vorangehend anhand der 1 bis 11 beschriebenen Kameramoduls, werden in einem Schritt 1210 das Kameragehäuse mit der Lichteintrittsöffnung und die Streulichtblende bereitgestellt. In einem weiteren Schritt 1220 wird die Streulichtblende mit dem Kameragehäuse an der Lichteintrittsöffnung verrastet.
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Die Streulichtblende wird beispielsweise mit dem Kameragehäuse vormontiert und anschließend am Fahrzeug endmontiert.
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Im Unterschied zu Personenkraftwagen erfolgt die Montage von Kameramodulen in Lastkraftwagen aus Platzgründen in der Regel parallel zur Windschutzscheibe, was den Einbauraum einschränkt. Dabei wird das Kameramodul geschwenkt. Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht die Nutzung einer besonders kleinen Streulichtblende, die möglichst platzsparend direkt am Kameramodul integrierbar ist. Dadurch kann die Montage von Kameramodulen in Lastkraftwagen deutlich vereinfacht und kostengünstiger gestaltet werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
