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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einer Bilderfassungseinrichtung mit einer Entkopplungseinrichtung zum Entkoppeln von mechanischen Kräften und einer Sensoreinheit, Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Bilderfassungseinrichtungen sind in verschiedenen Bereichen, wie beispielsweise in der Automobilbranche, einsetzbar. Die von ihnen erfassten Daten können beispielsweise für sicherheitsrelevante Funktionen verwendet werden. Äußere Einflüsse, wie beispielsweise Temperaturschwankungen oder mechanische Kräfte können dabei die Daten oder beispielsweise eine Bildqualität nachteilig beeinflussen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine verbesserte Bilderfassungseinrichtung mit einer Entkopplungseinrichtung zum Entkoppeln von mechanischen Kräften und einer Sensoreinheit, einem verbesserten Verfahren zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung, weiterhin eine verbesserte Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass äußere Einflüsse beispielsweise ein Erfassungsergebnis der Bilderfassungseinrichtung beeinträchtigen.
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Es wird eine Bilderfassungseinrichtung mit einer Entkopplungseinrichtung zum Entkoppeln von mechanischen Kräften und einer Sensoreinheit vorgestellt. Dabei weist die Bilderfassungseinrichtung ein Trägerelement mit einem Verbindungsbereich zum Tragen der Sensoreinheit, ein von dem Trägerelement beabstandet angeordnetes Leiterelement mit einem weiteren Verbindungsbereich und ein Verbindungselement auf, das ausgebildet ist, um den Verbindungsbereich des Trägerelements mit dem weiteren Verbindungsbereich des Leiterelements elektrisch leitfähig zu verbinden.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann beispielsweise als eine Kameraeinheit realisiert sein. Die mechanischen Kräfte können beispielsweise durch Temperatureinwirkungen auf die Sensoreinheit bewirkt werden. Das Trägerelement kann beispielsweise als eine Leiterplatte ausgeformt sein. Der Verbindungsbereich kann beispielsweise an einer Seite des Trägerelements angeordnet sein. Das Leiterelement kann beispielsweise analog zu dem Trägerelement ebenfalls als eine Leiterplatte ausgeformt sein. Der weitere Verbindungsbereich kann beispielsweise ebenfalls seitlich an einer Fläche des Leiterelements angeordnet sein. Beispielsweise kann der Verbindungsbereich und zusätzlich oder alternativ der weitere Verbindungsbereich zumindest einen Kontakt aufweisen, an dem das Trägerelement und zusätzlich oder alternativ das Leiterelement mit dem Verbindungselement verbunden sind. Das Verbindungselement kann beispielsweise flexibel ausgeformt sein, sodass vorteilhafterweise eine Beschädigung, wie beispielsweise ein Brechen dessen, vermieden werden kann. Beispielsweise kann das Verbindungselement aus elektrisch leitfähigem Material ausgeformt sein oder beispielsweise zumindest eine Leitung aufweisen, um das Trägerelement und das Leiterelement elektrisch leitfähig zu verbinden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verbindungselement an einem ersten Ende mit dem Verbindungsbereich und an einem zweiten Ende mit dem weiteren Verbindungsbereich verbunden sein. Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement nur so lang wie benötigt realisiert, sodass beispielsweise Material eingespart werden kann und beispielsweise eine Schlaufenbildung vermieden wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Verbindungsbereich des Trägerelements auf einer der Sensoreinheit abgewandten Fläche des Trägerelements angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann der weitere Verbindungsbereich auf einer dem Trägerelement abgewandten weiteren Fläche des Leiterelements angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist dadurch das Verbindungselement bei beispielsweise einem Fertigungsprozess leicht anbringbar.
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Das Verbindungselement kann gemäß einer Ausführungsform mit dem Trägerelement und dem Leiterelement durch eine Klebung und zusätzlich oder alternativ eine Lötung verbunden sein. Vorteilhafterweise ist ein Klebematerial und zusätzlich oder alternativ ein Lötmaterial leitfähig realisiert. Beispielsweise kann die Klebung mittels eines so genannten ACF-Klebstoffs ausgeführt sein.
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Das Verbindungselement kann einen mit dem Leiterelement verbindbaren oder verbundenen Stecker aufweisen, insbesondere wobei der Stecker als ein Board-to-Board-Stecker ausgeformt ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Stecker eine Mehrzahl von Steckkontakten aufweisen, die in einer Mehrzahl von Reihen und zusätzlich oder alternativ Spalten angeordnet sind. Vorteilhafterweise kann die Bilderfassungseinrichtung dadurch eine hohe Steckerdichte aufweisen, was beispielsweise als eine standardisierte Anordnung realisiert oder realisierbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verbindungselement als ein flexibles Kabel oder in einer Folienform ausgeführt sein. Vorteilhafterweise kann das Verbindungselement dadurch schwer brechen oder leicht verbiegen, sodass robust eine elektrische Leitfähigkeit sichergestellt werden kann.
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Ferner kann die Bilderfassungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform ein Gehäuse aufweisen, wobei das Leiterelement und das Trägerelement durch zumindest einen Teilabschnitt des Gehäuses räumlich voneinander getrennt sein können. Vorteilhafterweise ist das Leiterelement in einem Inneren des Gehäuses angeordnet und das Trägerelement in einem Außenbereich um das Gehäuse. Der Teilabschnitt kann beispielsweise als Querverbindung zwischen zwei Wänden des Gehäuses ausgeformt sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Trägerelement mittels eines Halteelements an dem Teilabschnitt des Gehäuses befestigt sein. Das Halteelement kann beispielsweise federnd ausgeformt sein, um beispielsweise Erschütterungen auszugleichen, sodass vorteilhafterweise ein erfasstes Bild wenig verfälscht oder unscharf wird.
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Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung in einer der zuvor genannten Varianten, wobei das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens und einen Schritt des Zusammenfügens umfasst. Im Schritt des Bereitstellens wird das Trägerelement mit dem Verbindungsbereich zum Tragen der Sensoreinheit, das von dem Trägerelement beabstandet angeordnete Leiterelement mit dem weiteren Verbindungsbereich und das Verbindungselement bereitgestellt, das ausgebildet ist, um den Verbindungsbereich mit dem weiteren Verbindungsbereich elektrisch zu verbinden. Im Schritt des Zusammenfügens wird das Trägerelement, das Leiterelement und das Verbindungselement zusammengefügt, um die Bilderfassungseinrichtung herzustellen.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer Entkopplungseinrichtung und einer Sensoreinheit;
- 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer Entkopplungseinrichtung und einer Sensoreinheit;
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 5 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 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 Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer Entkopplungseinrichtung 105 und einer Sensoreinheit 110. Die Bilderfassungseinrichtung 100 ist beispielsweise als eine Kamera realisiert. Die Entkopplungseinrichtung 105 ist dabei ausgebildet, um mechanische Kräfte zu entkoppeln. Die Bilderfassungseinrichtung 100 weist dabei ein Trägerelement 115 mit einem Verbindungsbereich 120 auf, wobei das Trägerelement 115 ausgebildet ist, um die Sensoreinheit 110 zu tragen. Weiterhin weist die Bilderfassungseinrichtung 100 ein von dem Trägerelement 115 beabstandet angeordnetes Leiterelement 125 mit einem weiteren Verbindungsbereich 130 und ein Verbindungselement 135 auf, das ausgebildet ist, um den Verbindungsbereich 120 des Trägerelements 115 mit dem weiteren Verbindungsbereich 130 des Leiterelements 125 elektrisch zu Verbinden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise ein oder mehrere Kontakte an einem der Verbindungsbereiche 120, 130 angeordnet sein.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind das Trägerelement 115 und/oder das Leiterelement 125 als Leiterplatten ausgeformt, die beispielsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 135 an einem ersten Ende 140 mit dem Verbindungsbereich 120 verbunden und an einem zweiten Ende 145 mit dem weiteren Verbindungsbereich 130. Der Verbindungsbereich 120 des Trägerelements 115 ist dabei auf einer der Sensoreinheit 110 abgewandten Fläche des Trägerelements 115 angeordnet. Der weitere Verbindungsbereich 130 ist auf einer dem Trägerelement 115 abgewandten weiteren Fläche des Leiterelements 125 angeordnet. Weiterhin ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Verbindungselement 135 mit dem Trägerelement 115 und dem Leiterelement 125 mittels beispielsweise einer Klebung und/oder einer Lötung verbunden. Die Klebung ist beispielsweise mittels eines so genannten ACF-Klebstoffs möglich, sodass beispielsweise eine elektrische Leitfähigkeit beibehalten wird. Das Verbindungselement 135 ist weiterhin optional gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein flexibles Kabel oder in einer Folienform ausgeführt. Dadurch können beispielsweise mechanische Kräfte abgemildert werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Verbindungselement 135 einen mit dem Leiterelement 125 verbindbaren oder verbundenen Stecker 150 auf, der beispielsweise als ein Board-to-Board-Stecker (B2B-Stecker) ausgeformt ist. Zusätzlich oder alternativ weist der Stecker 150 dabei Mehrzahl von Steckkontakten auf, die in einer Mehrzahl von Reihen und/oder Spalten angeordnet sind.
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Weiterhin optional ist um die Entkopplungseinrichtung 105 ein Gehäuse 155 angeordnet. Dabei sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Leiterelement 125 und das Trägerelement 115 durch zumindest einen Teilabschnitt 160 des Gehäuses 155 voneinander räumlich getrennt sind. Dabei ist das Leiterelement 125 gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem Inneren 165 des Gehäuses angeordnet und das Trägerelement 115 in einem Äußeren 170 des Gehäuses 155. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Trägerelement 115 mittels eines Halteelements 175 an dem Teilabschnitt 160 des Gehäuses 155 befestigt, sodass beispielsweise eine federnde Wirkung entsteht. Das Halteelement 175 ist dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittig an dem Trägerelement 115 angeordnet.
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In anderen Worten beschreibt der hier vorgestellte Ansatz ein Leiterplattenkonzept mit einem Flexkabel, das hier als Verbindungselement 135 bezeichnet ist, mit dem Stecker 150 und/oder der ACF-Klebung. Das bedeutet, dass eine oder mehrere Leiterplatten, die hier als Trägerelement 115 und Leiterelement 125 voneinander unterschieden werden, in Kamerakonstruktionen wie der hier beschriebenen Bilderfassungseinrichtung 100 verwendet werden. Bei Konzepten mit mehreren Leiterplatten geschieht die elektrische Verbindung der Leiterplatten meistens durch ein Verbindungselement 135, das beispielsweise als Flexfolie, Flexkabel oder in Form einer flexiblen Leiterplatte „FPC“ ausgeführt ist, oder einen Board to Board (B2B) Verbinder, der hier als Stecker 150 bezeichnet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann der Stecker 150 auf einem Sockel angeordnet sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Konzept zur Entkopplung einer Leiterplatte zu einer zweiten Leiterplatte, die hier als Trägerelement 115 und Leiterelement 125 bezeichnet sind. Diese Entkopplung wird beispielsweise gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch eine Kombination aus einer elektrischen Leitklebung auf der einen Seite des Verbindungselements 135 und beispielsweise einen auf die zweite Seite des Verbindungselements 135 gelöteten Stecker 150 geschehen. Als Alternative kann auch eine zweimalige elektrische Leitklebung der beiden Leiterplatten zu einer Entkopplung führen, wie es beispielsweise in einer der nachfolgenden Fig. gezeigt ist.
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2 zeigt eine eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer Entkopplungseinrichtung 105 und einer Sensoreinheit 110. Die hier dargestellte Bilderfassungseinrichtung 100 kann der in 1 beschriebenen Bilderfassungseinrichtung 100 entsprechen oder ähneln. Lediglich abweichend ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel das zweite Ende 145 des Verbindungselements 135 dargestellt, da es gemäß diesem Ausführungsbeispiel direkt mit dem Leiterelement 125 verbunden ist, das bedeutet, dass kein Stecker zwischengeschaltet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 135 demnach nur mittels Klebung mit dem Trägerelement 115 und mit dem Leiterelement 125 verbunden.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Bilderfassungseinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Bilderfassungseinrichtung 100 kann der in den 1 oder 2 beschriebenen Bilderfassungseinrichtung 100 entsprechen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Bilderfassungseinrichtung 100, insbesondere der Stecker des Verbindungselements eine Mehrzahl von Steckkontakten 300 auf, die in einer Mehrzahl von Reihen und/oder Spalten angeordnet sind.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Herstellen einer Bilderfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Durch das Verfahren 400 wird beispielsweise eine Bilderfassungseinrichtung hergestellt, wie sie in einer der 1 bis 3 beschrieben wurde. Das Verfahren 400 umfasst dabei einen Schritt 405 und einen Schritt 410 des Zusammenfügens. Im Schritt 405 des Bereitstellens wird das Trägerelement mit dem Verbindungsbereich zum Tragen der Sensoreinheit, das von dem Trägerelement beabstandet angeordnete Leiterelement mit dem weiteren Verbindungsbereich und das Verbindungselement bereitgestellt, das ausgebildet ist, um den Verbindungsbereich mit dem weiteren Verbindungsbereich elektrisch leitfähig zu verbinden. Im Schritt 410 des Zusammenfügens wird das Trägerelement, das Leiterelement und das Verbindungselement zusammengefügt, um die Bilderfassungseinrichtung herzustellen.
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5 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 500 ist ausgebildet, um ein Verfahren durchzuführen, wie es in 4 beschrieben wurde. Die Vorrichtung 500 weist dazu eine Ausgabeeinheit 505 auf, die ausgebildet ist, um ein Bereitstellsignal 510 und ein Zusammenfügesignal 515 auszugeben. Durch das Bereitstellsignal 510 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel Trägerelement, das Leiterelement und das Verbindungselement bereitgestellt. Das Zusammenfügesignal 515 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ein Zusammenfügen des Trägerelements, des Leiterelements und des Verbindungselements zu starten.
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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.
