-
Stand der Technik
-
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
-
Ein Fahrzeug kann ein Kamerasystem mit Objektiven im Innen- und Außenbereich des Fahrzeugs aufweisen. Die Objektive können aus mehreren Glas- oder Kunststofflinsenelementen aufgebaut sein. Dabei kann eine Abschlusslinse mit einem Kleberand an einem Objektivgehäuse fixiert werden.
-
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Kameraobjektiv für eine Kamera für ein Fahrzeug, eine Kamera für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines Kameraobjektivs für eine Kamera für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
-
Der vorliegende Ansatz ermöglicht eine fluiddichte Fixierung einer Abschlusslinse an einem Objektivgehäuse eines Kameraobjektivs. Gemäß einer Ausführungsform weist die fluiddichte Fixierung zudem eine hohe Temperaturbeständigkeit auf. Dazu ist an einer Außenseite der Abschlusslinse eine die Abschlusslinse überspannende Verbindungsschicht angeordnet, die die Abschlusslinse mit dem Objektivgehäuse verbindet. Die Verbindungsschicht ist vorteilhafterweise aus einem Material mit selbstheilender Eigenschaft ausgeformt, das ausgebildet ist, Beschädigungen wie beispielsweise Kratzer selbstheilend zurückzubilden. Vorteilhafterweise ist es möglich, den hier vorgestellten Ansatz kostengünstig zu realisieren.
-
Es wird ein Kameraobjektiv für eine Kamera für ein Fahrzeug vorgestellt. Das Kameraobjektiv weist ein Objektivgehäuse, eine Abschlusslinse und eine Verbindungsschicht auf. Das Objektivgehäuse umfasst eine Linsenauflagefläche, die an einem Endabschnitt des Objektivgehäuses angeordnet ist. Die Abschlusslinse ist auf der Linsenauflagefläche angeordnet. Die Verbindungsschicht ist aus einem Material mit selbstheilender Eigenschaft ausgeformt. Zudem ist die Verbindungsschicht dazu ausgeformt, die Abschlusslinse mit dem Objektivgehäuse fluiddicht zu verbinden und eine Außenseite der Abschlusslinse zu überspannen und eine Außenseite des Endabschnitts des Objektivgehäuses zumindest teilweise zu überspannen.
-
Bei der Kamera kann es sich um eine für einen Innen- oder Außenbereich, beispielsweise eines Fahrzeugs, verwendbare Kamera handeln. Das Kameraobjektiv kann zusätzlich zu der Abschlusslinse eine oder eine Mehrzahl an weiteren Linsen aufweisen, die beabstandet voneinander in dem Objektivgehäuse angeordnet sein können. Das Objektivgehäuse kann beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt und aus einem Duroplast ausgeformt sein. Die Linsenauflagefläche kann durch einen Rand des Objektivgehäuses oder beispielsweise als umlaufender Steg oder als in dem Objektivgehäuse ausgeformte umlaufende Nut realisiert sein. Die Abschlusslinse kann aus Glas oder aus einem Kunststoff wie beispielsweise einem Cycloolefin-Copolymer oder einem Cycloolefin Polymer ausgeformt sein. Die Verbindungsschicht kann aus einem Polymer, einem Elastomer, einem Kunstharz oder einem Gemisch der genannten Stoffe ausgeformt sein. Die selbstheilende Eigenschaft der Verbindungsschicht kann darin bestehen, Beschädigungen wie beispielsweise Kratzer in der Oberfläche der Verbindungsschicht durch eine Fließeigenschaft des Materials zurückzubilden. Vorteilhafterweise kann dabei auf bereits bekannte Materialen zurückgegriffen werden, die entsprechende selbstheilende Eigenschaften aufweisen (z.B. „Optically healable supramolecular polymers“, Nature volume 472, pages 334-337 (21 April 2011)). Die Materialien können sich beispielsweise durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht selbst heilen. Hierzu kann die Strahlung aus natürlicher Sonneneinstrahlung ausreichend sein. Das Material der Verbindungsschicht beispielsweise intramolekulare Bindungen aufweisen, die sich nach einem Auseinanderbrechen zurückbilden können. Zudem kann die Verbindungsschicht ausgebildet sein, auch bei einem Temperaturwechsel mediendicht und spannungsfrei sein. Die Verbindungsschicht kann transparent sein. Die Verbindungsschicht kann ausgeformt sein, die Abschlusslinse zu überspannen, um die Abschlusslinse mediendicht zu versiegeln. Somit kann die Verbindungsschicht eine äußere Schutzschicht des Kameraobjektivs ausformen. Zum stoffschlüssigen Verbinden mit dem Endabschnitt kann die Verbindungsschicht ausgeformt sein, den Endabschnitt zumindest teilweise zu überspannen. Zudem kann die Verbindungsschicht auch ausgeformt sein, den Endabschnitt zumindest teilweise formschlüssig zu umschließen.
-
Gemäß einer Ausführungsform kann das Objektivgehäuse einen Vakuumkanal zum Anlegen eines Vakuums aufweisen, um die Abschlusslinse an die Linsenauflagefläche zu fixieren. Beispielsweise kann das Vakuum verwendet werden, um die Abschlusslinse während eines Herstellungsschritts eines Verfahrens zum Herstellen des Kameraobjektiv an der Linsenauflagefläche zu fixieren. Beispielsweise kann die Abschlusslinse unter Verwendung des Vakuums während eines Aufbringens der Verbindungsschicht an der Linsenauflagefläche fixiert werden. Der Vakuumkanal kann beispielsweise als ein Zwischenraum innerhalb des Objektivgehäuses ausgeformt sein, also als ein von einer Innenwand und einer Außenwand des Objektivgehäuses umschlossener Raum. Vorteilhafterweise ist es somit möglich, die Abschlusslinse ohne eine Klebeverbindung an die Linsenauflagefläche zu fixieren, wodurch die Fixierung auch bei Temperaturschwankungen temperaturbeständig ist.
-
Wenn das Objektivgehäuse gemäß einer Ausführungsform den Vakuumkanal aufweist, kann der Vakuumkanal in die Linsenauflagefläche münden. Dies ist vorteilhaft, um die Abschlusslinse positionsgenau zu fixieren. Alternativ kann der Vakuumkanal in einen einer Innenseite der Abschlusslinse zugewandten Innenraum des Objektivgehäuses münden. Bei der Innenseite der Abschlusslinse kann es sich um eine der Verbindungsschicht abgewandte Oberfläche der Abschlusslinse handeln. Bei dem Innenraum kann es sich um einen von dem Objektivgehäuse umschlossenen Raum handeln. Vorteilhafterweise ist die Ausformung des Vakuumkanals kostengünstig und einfach realisierbar.
-
Die Verbindungsschicht kann gemäß einer Ausführungsform unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens ausgeformt sein. Vorteilhafterweise ist durch das Spritzgießen gewährleiste, dass sich eine Form der Verbindungsschicht unabhängig von der Ausformung des Objektivgehäuses und der Abschlusslinse an eine Außenkontur des Objektivgehäuses und der Abschlusslinse anpasst. Zudem ist die Verbindungsschicht durch das Spritzgussverfahren kostengünstig herstellbar.
-
Die Verbindungsschicht kann gemäß einer Ausführungsform aus Polyurethan oder Polyurea ausgeformt sein. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine kostengünstige Herstellung und Realisierung der selbstheilenden Eigenschaft der Verbindungsschicht.
-
Ferner kann die Verbindungsschicht gemäß einer Ausführungsform eine Lotuseffekt-Struktur aufweisen. Die Verbindungsschicht kann beispielsweise an einer Oberfläche eine Mikrostruktur aufweisen, die ausgeformt ist, einen partikelabweisenden Lotuseffekt zu bewirken. Wenn die Verbindungsschicht durch ein Spritzgussverfahren ausgeformt ist, kann die Lotuseffekt-Struktur beispielsweise durch ein Spritzgusswerkzeug mit einem Formeinsatz aufgebacht sein, der eine Negativ-Struktur der Lotuseffekt-Struktur aufweist. Vorteilhafterweise weist die Lotuseffekt-Struktur wasserabweisende und selbstreinigende Eigenschaften auf, wodurch eine Trübung einer Sicht eines Bildaufnehmers durch auf der Oberfläche der Verbindungsschicht haftende Schmutzpartikel verhindert werden kann. Zudem reduziert die Lotuseffekt-Struktur vorteilhafterweise eine Reflexion und erhöht eine Transmission der Abschlusslinse.
-
Das Objektivgehäuse kann gemäß einer Ausführungsform in dem Endabschnitt ein Formelement zum formschlüssigen Verbinden mit der Verbindungsschicht aufweisen. Das Formelement kann beispielsweise an einer Außenwand des Objektivgehäuses ausgeformt sein. Bei dem Formelement kann es sich beispielsweise um einen umlaufenden Steg, eine Nut oder eine oder mehrere Nasen handeln. Die Verbindungsschicht kann ein dem Formelement entsprechendes Gegenstück aufweisen, das beispielsweise auch im Spritzgussverfahren ausgeformt sein kann. Das Formelement zum formschlüssigen Verbinden ermöglicht vorteilhafterweise einen zusätzlichen mechanischen Halt der Verbindungsschicht.
-
Die Linsenauflagefläche kann gemäß einer Ausführungsform als umlaufender Steg des Objektivgehäuses ausgeformt sein. Der umlaufende Steg kann an einer Innenwand des Objektivgehäuses in den Innenraum des Objektivgehäuses hineinragend ausgeformt sein. Der umlaufende Steg als Linsenauflagefläche ist vorteilhaft in Bezug auf eine exakte Positionierung und Fixierung der Abschlusslinse.
-
Auch kann das Objektivgehäuse gemäß einer Ausführungsform zumindest eine weitere Linsenauflagefläche für zumindest eine weitere Linse aufweisen. Die zumindest eine weitere Linsenauflagefläche kann an einer der Verbindungsschicht abgewandten Seite der Abschlusslinse angeordnet sein. Das Objektivgehäuse kann auch eine Mehrzahl von weiteren Linsenauflageflächen zum Aufnehmen mehrerer Linsen aufweisen, die beabstandet voneinander an der Innenwand des Objektivgehäuses an der der Verbindungsschicht abgewandten Seite der Abschlusslinse, also beispielsweise unterhalb der Abschlusslinse, angeordnet sind. Zwischen der Linsenauflagefläche und der zumindest einen weiteren Linsenauflagefläche kann zudem ein Abstandhalter angeordnet sein, um die Position der auf der Linsenauflagefläche positionierten Abschlusslinse und der zumindest einen weiteren Linsenauflagefläche positionierten Linsen zu stabilisieren. Vorteilhafterweise ist somit ein Aufbau des Kameraobjektivs mit mehreren Linsen möglich.
-
Mit diesem Ansatz wird zudem eine Kamera für ein Fahrzeug vorgestellt. Die Kamera weist zumindest ein Kameragehäuse und eine Ausführungsform des vorstehend genannten Kameraobjektivs auf, das in dem Kameragehäuse angeordnet ist. Das Kameragehäuse und das Objektivgehäuse können auch einteilig oder als kombiniertes Bauteil ausgeformt sein, beispielsweise indem die Struktur des Objektivgehäuses direkt in das Kameragehäuse integriert wird. Dazu kann die Kamera beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt sein.
-
Gemäß einer Ausführungsform kann die Verbindungsschicht auch dazu ausgeformt sein, eine Außenseite eines Endabschnitts des Kameragehäuses zumindest teilweise zu überspannen. Dazu kann die Verbindungsschicht beispielsweise die Abschlusslinse vollständig und die Außenseite des Endabschnitts des Objektivgehäuses und die Außenseite des Endabschnitts des Kameragehäuses teilweise überspannen. Das Kameragehäuse kann zudem auch eine Hinterschneidung zum formschlüssigen Verbinden mit der Verbindungsschicht aufweisen. Vorteilhafterweise bildet die Verbindungsschicht somit eine geschlossene und mediendichte Schicht auf, was einer Beschädigung oder Verschmutzung des Objektivgehäuses vorbeugt.
-
Es wird mit diesem Ansatz auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kameraobjektivs für eine Kamera für ein Fahrzeug vorgestellt. Mit diesem Verfahren kann beispielsweise eine Ausführungsform des vorstehend genannten Kameraobjektivs hergestellt werden. Das Verfahren umfasst zumindest einen Schritt des Anordnens, einen Schritt des Positionierens, einen Schritt des Abdeckens und einen Schritt des Einspritzens. Im Schritt des Anordnens wird ein Objektivgehäuse in einem Spritzgusswerkzeug angeordnet. Das Objektivgehäuse weist dabei eine Linsenauflagefläche auf, die an einem Endabschnitt des Objektivgehäuses angeordnet ist. Im Schritt des Positionierens wird eine Abschlusslinse auf der Linsenauflagefläche positioniert. Im Schritt des Abdeckens wird das Objektivgehäuse mit einem weiteren Spritzgusswerkzeug abgedeckt. Im Schritt des Einspritzens wird ein Material in einen Zwischenraum zwischen dem weiteren Spritzgusswerkzeug und der Abschlusslinse eingespritzt, um eine Verbindungsschicht auszuformen. Die Verbindungsschicht wird dazu ausgeformt, die Abschlusslinse mit dem Objektivgehäuse fluiddicht zu verbinden und eine Außenseite der Abschlusslinse zu überspannen und eine Außenseite des Endabschnitts des Objektivgehäuses zumindest teilweise zu überspannen. Im ausgehärteten Zustand weist das Material eine selbstheilende Eigenschaft auf.
-
Das Verfahren kann gemäß einer Ausführungsform zudem einen Schritt des Anlegens eines Vakuums an einen Vakuumkanal des Objektivgehäuses aufweisen, um die Abschlusslinse an die Linsenauflagefläche zu fixieren. Die Fixierung der Abschlusslinse mittels Vakuum ist vorteilhaft, um eine Verwendung eines Klebstoffes zum Fixieren der Abschlusslinse zu vermeiden oder zu reduzieren, was vorteilhaft in Bezug auf eine Temperaturbeständigkeit der Fixierung bei Temperaturwechsel ist.
-
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Kamera mit einem Kameraobjektiv gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung einer Struktur einer Verbindungsschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine zum Herstellen eines Kameraobjektivs für eine Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine zum Herstellen eines Kameraobjektivs für eine Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 5 eine schematische Darstellung eines Kameragehäuses mit einem Kameraobjektiv gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Kameraobjektivs für eine Kamera für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
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.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kamera 100 mit einem Kameraobjektiv 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Kamera 100 ist beispielsweise für einen Innbereich oder einen Außenbereich eines Fahrzeugs verwendbar. Es ist ein Querschnitt durch die Kamera 100 gezeigt. Das Kameraobjektiv 105 ist hier in einem Kameragehäuse 110 angeordnet. Das Kameraobjektiv 105 umfasst ein Objektivgehäuse 115, eine Abschlusslinse 120 und eine Verbindungsschicht 125. Das Objektivgehäuse 115 umfasst eine Linsenauflagefläche 130, die an einem Endabschnitt des Objektivgehäuses 115 angeordnet ist. Die Abschlusslinse 120 ist auf der Linsenauflagefläche 130 angeordnet. Die Verbindungsschicht 125 ist aus einem Material mit selbstheilender Eigenschaft ausgeformt. Zudem ist die Verbindungsschicht 125 dazu ausgeformt, die Abschlusslinse 120 mit dem Objektivgehäuse 115 fluiddicht zu verbinden und eine Außenseite der Abschlusslinse 120 zu überspannen und eine Außenseite des Endabschnitts des Objektivgehäuses 115 zumindest teilweise zu überspannen.
-
Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Außenseite der Abschlusslinse 120, als eine einem Innenraum des Objektivgehäuses 115 abgewandte Oberfläche der Abschlusslinse 120, vollständig durch die Verbindungsschicht 125 abgedeckt. Beispielhaft ist eine Dicke der Verbindungsschicht 125 im Bereich der Außenseite der Abschlusslinse 120 geringer als eine maximale Dicke der Abschlusslinse 120. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Außenseite der Abschlusslinse 120 eine Wölbung auf, und die Verbindungsschicht 125 weist im Bereich der Außenseite der Abschlusslinse 120 eine entsprechende Wölbung auf.
-
Das Überspannen der Abschlusslinse 120 und des hier beispielhaft gezeigten Abschnitts des Objektivgehäuses 105, der Außenseite des Endabschnitts, ermöglicht vorteilhafterweise eine Fixierung der Abschlusslinse 120 ohne eine Verwendung eines Klebstoffs. Ein Klebstoffmaterial weist beispielsweise einen anderen Ausdehnungskoeffizienten auf als ein Material des Objektivgehäuses 105, was bei Temperaturschwankungen zu Spannungen oder Ablösungen an den Grenzschichten führen kann. Dies kann durch die hier gezeigte Ausformung der Verbindungsschicht 125 vorteilhafterweise vermieden werden. Zudem verbindet die Verbindungsschicht 125 die Abschlusslinse 120 fluiddicht mit dem Objektivgehäuse und schützt somit vor einem Eindringen von Medien oder Partikeln. Zudem ermöglichen die Verbindungsschicht 125 aus einem transparenten Material und die transparente Abschlusslinse 120 eine ungetrübte und ungehinderte Sicht für eine Bildaufnahme mittels der Kamera 100.
-
Die hier gezeigte Kamera 100 umfasst neben dem Kameraobjektiv 105 und dem Kameragehäuse 110 beispielhaft einen Schaltungsträger 135 und einen Bildaufnehmer 140. Das Kameragehäuse 110 ist auf den Schaltungsträger 135 aufgesetzt. Somit verschließt der Schaltungsträger 135 das Kameragehäuse auf einer dem Kameraobjektiv 105 abgewandten Seite. Alternativ kann der Schaltungsträger 135 innerhalb des Gehäuses 110 angeordnet sein. Der Bildaufnehmer 140 ist gegenüberliegend zu dem Kameraobjektiv 105 auf dem Schaltungsträger 135 angeordnet. Der Bildaufnehmer 140 ist in einem durch die Abschlusslinse 120 verlaufenden Strahlengang angeordnet. In dem Kameraobjektiv 105 sind außer der Abschlusslinse 120 beispielhaft noch fünf weitere Linsen 142 angeordnet, die jeweils durch einen Abstandhalter voneinander getrennt sind. Jede der weiteren Linsen 142 liegt auf einer weiteren Linsenauflagefläche auf, die durch das Objektivgehäuse 105 ausgeformt sind. Das Objektivgehäuse weist hier neben der Linsenauflagefläche 130 beispielhaft fünf weitere Linsenauflageflächen auf, auf denen jeweils eine der weiteren Linsen 142 angeordnet ist. Zwischen der Linsenauflagefläche 130 und der weiteren Linsenauflagefläche sowie zwischen jeder der weiteren Linsenauflageflächen ist je einer der Abstandhalter angeordnet. Die Linsen 120, 142 werden verwendet, um einen in das Kameraobjektiv 105 einfallenden Lichtstrahl auf einen Bildsensor des Bildaufnehmers 140 zu fokussieren.
-
Beispielhaft weist das Kameragehäuse 110 einen stufenförmigen Aufbau mit einem zylinderförmigen Abschnitt zum Aufnehmen des Objektivgehäuses 105 auf. Ein dem zylinderförmigen Abschnitt abgewandter umlaufender Rand des Kameragehäuses 110 ist über eine Klebeverbindung fluiddicht mit dem Schaltungsträger 135 verbunden.
-
Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Objektivgehäuse 105 einen Vakuumkanal 145 zum Anlegen eines Vakuums auf, um die Abschlusslinse 120 an die Linsenauflagefläche 130 zu fixieren. Das Fixieren der Abschlusslinse 120 erfolgt beispielsweise mittels eines Ansaugens der Abschlusslinse 120 an die Auflagefläche unter Verwendung des angelegten Vakuums. Hier weist das Objektivgehäuse 105 beispielhaft an zwei gegenüberliegenden Seiten je einen Vakuumkanal 145 auf.
-
Der Vakuumkanal 145 mündet gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel in einen einer Innenseite der Abschlusslinse 120 zugewandten Innenraum des Objektivgehäuses 105. Der Innenraum, also der von dem Objektivgehäuse 105 umschlossene Raum, weist zwischen der Abschlusslinse 120 und der darunter angeordneten weiteren Linse 142 sowie zwischen je zwei der weiteren Linsen 142 Luftzwischenräume auf, wenn an den Vakuumkanal 145 kein Vakuum angelegt ist. Der Vakuumkanal kann alternativ zu dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel auch in die Linsenauflagefläche 130 münden.
-
Die Verbindungsschicht 125 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel aus Polyurethan oder Polyurea ausgeformt. Dies ist vorteilhaft in Bezug auf die selbstheilende Eigenschaft des Materials der Verbindungsschicht 125. Die selbstheilende Eigenschaft der Verbindungsschicht 125 besteht beispielsweise darin, Beschädigungen wie beispielsweise Kratzer in einer Oberfläche der Verbindungsschicht 125 durch eine Fließeigenschaft des Materials zurückzubilden. Selbst wenn bei einer Verwendung der Kamera 100 in einem Fahrzeug Schmutz oder harte Partikel von außen auf die Verbindungsschicht 125 prallen, hinterlassen diese durch die selbstheilende Eigeschafft des Materials der Verbindungsschicht 125 keine dauerhaften Markierungen oder Trübungen für den Bildaufnehmer 140. Das für die Verbindungsschicht 125 verwendete Material, dass gemäß einem Ausführungsbeispiel Polyurethan oder Polyurea umfasst, ist beispielsweise transparent. Zudem ist es möglich, eine Härte des vernetzenden Polyurethans oder Polyureas einzustellen, um eine Wärmeausdehnung der Verbindungsschicht 125 entsprechend einer Wärmeausdehnung eines Trägermaterials beispielsweise des Objektivgehäuses 105 einzustellen.
-
Das Objektivgehäuse 105 weist gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel in dem Endabschnitt ein Formelement 150 zum formschlüssigen Verbinden mit der Verbindungsschicht 125 auf. Hier ist das Formelement 150 als umlaufender Steg ausgeformt. Alternativ ist das Formelement 150 beispielsweise auch als Nut oder als Nase ausformbar. Die Verbindungsschicht 125 umschließt das Formelement 150 oder greift in das Formelement 150 ein und formt somit ein Gegenstück zu dem Formelement 150 aus. Das Formelement 150 ermöglicht vorteilhafterweise neben der stoffschlüssigen Verbindung mittels der Verbindungsschicht 125 eine mechanische Unterstützung der Fixierung der Verbindungsschicht 125 und damit der Fixierung der Abschlusslinse 120 an das Objektivgehäuse 105.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Struktur einer Verbindungsschicht 125 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Verbindungschicht ähnelt oder entspricht der anhand von 1 beschriebenen Verbindungsschicht. Es ist ein Querschnitt durch einen Abschnitt der Verbindungsschicht 125 gezeigt, um ihre Struktur darzustellen. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Verbindungsschicht 125 eine Lotuseffekt-Struktur auf. Auf einer Oberfläche weist die Verbindungsschicht 125 eine Mikrostruktur auf, die ausgeformt ist, den wasser- und partikelabweisenden Lotuseffekt zu bewirken. Dazu weist die Verbindungsschicht 125 an der Oberfläche die für den Lotuseffekt charakteristische Ausformung auf. Ein Wassertropen 205 perlt kugelförmig an der Oberfläche ab und nimmt dabei einen Schmutzpartikel 210 auf der Oberfläche der Verbindungsschicht 125 mit. Die hier gezeigte Lotuseffekt-Struktur der Verbindungsschicht 125 ist in Bezug auf eine selbstreinigende Eigenschaft der Verbindungsschicht 125 vorteilhaft, insbesondere im Hinblick auf eine Verwendung des Kameraobjektivs für eine Kamera im Außenbereich des Fahrzeugs. Durch die abgeformte Lotuseffekt-Mikrostruktur der Verbindungsschicht 125 auf einer äußeren Linsenschicht der Abschlusslinse haftet kein Schmutzpartikel auf der Oberfläche und die Sicht des Bildaufnehmers wird nicht getrübt. Gleichzeitig reduziert die hier gezeigte Struktur der Verbindungsschicht 125 eine Reflexion der Abschlusslinse und erhöht die Transmission.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine 300 zum Herstellen eines Kameraobjektivs 105 für eine Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Spritzgießmaschine 300 weist ein Mehrkavitäten-Spritzwerkzeug, eine Vakuumfixierung 302 zum Anlegen eines Vakuums 305 auf, eine Polyurethan Dosieranlage und ein Handling auf. Gezeigt ist ein Querschnitt durch einen Ausschnitt der Spritzgießmaschine 300, in der beispielhaft zwei Kameraobjektive 105 angeordnet sind. Die hier gezeigten Kameraobjektive 105 ähneln oder entsprechen dem anhand von 1 beschriebenem Kameraobjektiv.
-
Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Verbindungsschicht 125 unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens ausgeformt. Zudem sind hier beispielhaft auch das Objektivgehäuse 115 und das Kameragehäuse 110 unter Verwendung des Spritzgussverfahrens ausgeformt. Jedes der hier beispielhaft gezeigten zwei Kameraobjektive 105 ist einem der Kameragehäuse 110 angeordnet. Die Kameragehäuse 110 sind jeweils auf einem Auswerfer 310 angeordnet. Wie anhand von 1 beschrieben, weist das Objektivgehäuse 115 zumindest einen Vakuumkanal 145 auf, der in einen von der Vakuumfixierung 302 ausgeformten weiteren Kanal mündet, an den beispielsweise unter Verwendung eines Vakuumgenerators das Vakuum 305 angelegt wird. Das Vakuum 305 wird verwendet, um über den Vakuumkanal 145 eine Vakuumfixierung 302 der der Abschlusslinse 120 zu erreichen.
-
Zwischen den beiden Kameraobjektiven 105 ist ein weiterer Auswerfer 315 mit einem Rückhalter 320 und einem Angussverteiler 325 zum Ausformen der Verbindungsschicht 125 angeordnet. Beim Ausformen der Verbindungsschicht 125 entsteht eine durchgehende Schicht, beispielsweise eine Kunststoffschicht. Zudem wird mit dem Ausformen der Verbindungsschicht 125 die Abschlusslinse 120 stoffschlüssig und formschlüssig an das Objektivgehäuse 115 fixiert.
-
Die zur Ausformung der Verbindungsschicht 125 durchgeführte Umspritzung des vorderen Kamerateils, der Außenseite des Endabschnitts des Kameraobjektivs 105, erfolgt in dem Mehrkavitäten-Spritzwerkzeug der Spritzgießmaschine 300, in dem die Kamerakomponenten vor dem Schließen des Werkzeugs mit dem Vakuum 310 fixiert werden. Über den Angussverteiler 325 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel das transparente Polyurethan oder Polyurea auf die einzelnen Kavitäten verteilt und bei entsprechender Werkzeugtemperatur in einer bestimmten Härtezeit vernetzt bzw. ausgehärtet, um die Verbindungsschicht 125 auszuformen. Wenn das Kameraobjektiv 105 mit dem Kameragehäuse 110 entformt und vom Angussverteiler 325 getrennt ist, kann es direkt auf der Klebeschicht des Schaltungsträgers der Kamera zum Bildaufnehmer ausgerichtet und mit dem Aushärten eines Klebstoffes fixiert werden.
-
In mehreren vorgeschalteten Spritzgießprozessen werden die Kameragehäuse 110 aus beispielweise wärmeleitfähigem Duroplast sowie die Kameraobjektive 105 mit den integrierten Vakuumkanälen 145 abgeformt. Zusätzlich werden je nach Ausführung des Kameraobjektivs 105 bei kostengünstigen Varianten Kunststoff-Einzellinsen und die Abstandhalter zwischen weiteren Linsenauflageflächen abgeformt.
-
Zum Positionieren der Abschlusslinse 120 mittels des Vakuums 305 wird zunächst das Kameragehäuse 110 mit dem Handling positionsgenau auf die vorgesehenen Auswerfer in die jeweilige Kavität der Spritzgießmaschine 300 gesetzt, und eine erste Trennebene 330 wird geschlossen. Das Objektivgehäuse 105 sowie die Glas- oder Kunststofflinsen, die beispielweise aus einem Cycloolefin-Copolymere (COC) oder Cycloolefin Polymer (COP) hergestellt sind, werden anschließend mit dem Handling punktgenau eingesetzt, wobei die Abschlusslinse 120 auf die Linsenauflagefläche 130 und optional weitere Linsen auf die weiteren Linsenauflageflächen gesetzt werden. Durch das Anlegen des Vakuums 305 an den integrierten Vakuumkanal 145 des Kameraobjektivs werden die Abschlusslinse 120 und die weiteren Linsen an ihren Positionen fixiert. Sobald die Abschlusslinse 120 in ihrer Position in dem Kameraobjektiv 105 fixiert ist, wird eine zweite Trennebene 335 geschlossen.
-
Über einen Dosierkopf am Spritzgießwerkzeug der Spritzgießmaschine 300 und über den Angussverteiler 325 wird zum Ausformen der Verbindungsschicht 125 das vorgemischte Polyurethan (PUR) oder Polyurea (PUA) in die Kavitäten eingespritzt. Zum Ausformen der Lotuseffekt-Struktur ist über jeder der Abschlusslinsen 120 optional ein mikrostrukturierter Formeinsatz 340 angeordnet, der eine Negativstruktur der Lotuseffekt-Struktur aufweist. Nach einer vorgegebenen Aushärtezeit ist die selbstheilende Verbindungsschicht 125 vernetzt und das Kameraobjektiv 105 in dem Kameragehäuse 110 kann entformt werden. Dabei wird das Kameragehäuse 110 vom Anguss getrennt und direkt auf einer Klebeschicht des Schaltungsträgers der Kamera zum Bildaufnehmer ausgerichtet. Mit der Aushärtung des Klebstoffes wird das Kameragehäuse 110 fixiert.
-
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine 300 zum Herstellen eines Kameraobjektivs 105 für eine Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Spritzgießmaschine 300 und das Kameraobjektiv 105 entsprechen oder ähneln den anhand von 3 beschriebenen Ausführungsbeispielen. Auch hier ist ein Querschnitt durch die Spritzgießmaschine 300 gezeigt, in der beispielhaft zwei in den Kameragehäusen 110 angeordnete Kameraobjektive 105 gezeigt sind. Auch in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Material die Verbindungsschicht 125 über den Angussverteiler 325 in die Kavität eingespritzt, um die Verbindungsschicht 125 auszuformen.
-
Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsschicht 125 dazu ausgeformt, eine Außenseite eines Endabschnitts des Kameragehäuses 110 zumindest teilweise zu überspannen. Entsprechend überspannt die hier gezeigte Verbindungsschicht 125 nicht nur die Abschlusslinse 120 und den Endabschnitt des Objektivgehäuses 115, sondern ist auch mit dem Kameragehäuse 110 stoffschlüssig verbunden. Zudem ist das Kameragehäuse 110 hier dazu ausgeformt, auch formschlüssig mit der Verbindungsschicht 125 verbunden zu sein und weist dazu eine Nut auf. Die Verbindungsschicht 125 umschließt das Kameragehäuse 110 entsprechend formschlüssig mit einem Hinterschnitt. Somit entstehen keine Grenzflächen aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien und der Kamerakopf mit der Abschlusslinse 120, dem Endabschnitt des Objektivgehäuses 115 und dem Endabschnitt des Kameragehäuses 110 ist mediendicht versiegelt.
-
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Kameragehäuses 110 mit einem Kameraobjektiv 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Kameraobjektiv 105 ist hier direkt in das Kameragehäuse 110 integriert. Entsprechend sind das Kameragehäuse 110 und das Objektivgehäuse des Kameraobjektivs 105 als kombinierte Komponente ausgeführt.
-
Das Kameragehäuse 110 weist gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Linsenauflagefläche zum Anordnen der Abschlusslinse 120 auf und umfasst den Vakuumkanal 145. Die Verbindungsschicht 145 ist wie in dem anhand von 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel dazu ausgeformt, die Abschlusslinse 120 und die Außenseite des Endabschnitts des Kameragehäuses 110 zu überspannen. Die Kamera mit dem hier gezeigten Kameragehäuse 110 ist wie die anhand vorhergehender Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele als Kamera für Fahrzeuge im Innen- und Außenbereich des Fahrzeugs einsetzbar. Dabei ist der selbstheilende und schmutzabweisende Effekt der Verbindungsschicht 125 vorteilhaft.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Innenraum des Kameraobjektivs 105 ausgehend von der Linsenauflagefläche zum Anordnen der Abschlusslinse 120 und weist eine Mehrzahl von Absätzen auf, die weitere Linsenauflageflächen für weitere Linsen aufweisen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel mündet der Vakuumkanal 145 nicht nur in die Linsenauflagefläche der Abschlusslinse 120 sondern auch in die weiteren Linsenauflageflächen. Auf diese Weise können alle Linsen in das Kameraobjektiv 105 eingesetzt und beispielsweise während des Herstellens der Verbindungsschicht 145 unter Verwendung des Vakuums fixiert werden. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Herstellen eines Kameraobjektivs für eine Kamera für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Mit dem Verfahren 600 ist ein Ausführungsbeispiel des vorstehend beschriebenen Kameraobjektivs herstellbar, beispielsweise in einem Spritzgießverfahren unter Verwendung der obenstehend genannten Spritzgießmaschine. Das Verfahren 600 ermöglicht vorteilhafterweise, in kurzer Fertigungszeit eine kostengünstige und medienbeständige Kamera mit selbstheilenden Abschlusslinse für den Innen- oder Außenbereich eines Fahrzeugs herzustellen. Das Verfahren 600 weist zumindest einen Schritt 605 des Anordnens, einen Schritt 610 des Positionierens, einen Schritt 615 des Abdeckens und einen Schritt 620 des Einspritzens. Im Schritt 605 des Anordnens wird ein Objektivgehäuse in einem Spritzgusswerkzeug angeordnet. Das Objektivgehäuse weist dabei eine Linsenauflagefläche auf, die an einem Endabschnitt des Objektivgehäuses angeordnet ist. Im Schritt 610 des Positionierens wird eine Abschlusslinse auf der Linsenauflagefläche positioniert. Im Schritt 615 des Abdeckens wird das Objektivgehäuse mit einem weiteren Spritzgusswerkzeug abgedeckt. Im Schritt 620 des Einspritzens wird ein Material in einen Zwischenraum zwischen dem weiteren Spritzgusswerkzeug und der Abschlusslinse eingespritzt, um eine Verbindungsschicht auszuformen. Die Verbindungsschicht wird dazu ausgeformt, die Abschlusslinse mit dem Objektivgehäuse fluiddicht zu verbinden und eine Außenseite der Abschlusslinse zu überspannen und eine Außenseite des Endabschnitts des Objektivgehäuses zumindest teilweise zu überspannen. Im ausgehärteten Zustand weist das Material eine selbstheilende Eigenschaft auf.
-
Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Verfahren zudem einen Schritt 625 des Anlegens auf. Im Schritt 625 wird ein Vakuum an einen Vakuumkanal des Objektivgehäuses angelegt, um die Abschlusslinse an die Linsenauflagefläche zu fixieren. Der Schritt 625 wird optional nach dem Schritt 610 des Positionierens und vor oder nach dem Schritt 615 des Abdeckens vor dem Schritt 620 des Einspritzens ausgeführt. Beispielsweise wird das im Schritt 625 angelegte Vakuum aufrechterhalten, bis der Schritt 620 des Einspritzens abgeschlossen ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009056658 A1 [0003]
