DE102020007881B3

DE102020007881B3 - Camera and method for producing a camera with a housing with a temperature control channel

Info

Publication number: DE102020007881B3
Application number: DE102020007881.8A
Authority: DE
Inventors: Henrik Richter; Torsten Wehner
Original assignee: Baumer Optronic GmbH
Current assignee: Baumer Optronic GmbH
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2040-12-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kamera (100) zum Erfassen eines Bildes. Die Kamera (100) umfasst elektronische und/oder optische Bauelemente (111) zum Erfassen des Bildes und ein Gehäuse aus einem wärmeleitfähigen Material mit einer Vielzahl von Gehäusewänden, einschließlich einer Stirnwand (110) und wenigstens einer Seitenwand (120a-c). Dabei sind die elektronischen und/oder optischen Bauelemente (111) in und/oder an dem Gehäuse angebracht. Ferner umfasst die Kamera (100) einen Temperierkanal (130a-d), der in der Stirnwand (110) und/oder der wenigstens einen Seitenwand (120a-c) ausgebildet ist, um mit einem Temperierfluid durchströmt zu werden, um die elektronischen und/oder optischen Bauelemente (111) zu temperieren. Dabei sind die Stirnwand (110) und die wenigstens eine Seitenwand (120a-c) einteilig ausgebildet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der Kamera (100). Das einteilige Gehäuse der Kamera (100) kann mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere eines selektiven Laserschmelzverfahrens hergestellt werden.The invention relates to a camera (100) for capturing an image. The camera (100) comprises electronic and/or optical components (111) for capturing the image and a housing made of a thermally conductive material with a plurality of housing walls, including an end wall (110) and at least one side wall (120a-c). The electronic and/or optical components (111) are fitted in and/or on the housing. Furthermore, the camera (100) comprises a temperature control channel (130a-d), which is formed in the end wall (110) and/or the at least one side wall (120a-c) so that a temperature control fluid can flow through it in order to or to control the temperature of optical components (111). The end wall (110) and the at least one side wall (120a-c) are designed in one piece. The invention also relates to a method for producing the camera (100). The one-piece housing of the camera (100) can be produced using an additive manufacturing process, in particular a selective laser melting process.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kamera zur Erfassung eines Bildes, beispielsweise eines optischen Bildes. Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Kamera mit einem Gehäuse mit einem Temperierkanal für ein Durchleiten eines Temperierfluids durch das Gehäuse, um elektronische und optische Bauelemente der Kamera zu temperieren, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kamera.The invention relates to a camera for capturing an image, for example an optical image. In particular, the invention relates to such a camera having a housing with a temperature control channel for passing a temperature control fluid through the housing in order to temperature control electronic and optical components of the camera, and to a method for producing such a camera.

Elektronische Bauelemente einer Kamera können sich im Betrieb der Kamera erwärmen, beispielweise ein elektronischer Bildsensor der Kamera beim Erfassen eines Bildes mit der Kamera. Um die elektronischen Bauelemente vor Beschädigungen oder Verschmutzungen zu schützen, sind die elektronischen Bauelemente in der Regel in einem Gehäuse der Kamera verbaut. Oftmals sind in oder an einem solchen Gehäuse, in dem die elektronischen Bauelemente der Kamera verbaut sind, auch optische Komponenten der Kamera angebracht, insbesondere ein Objektiv mit einer Fokussierungslinse zur Fokussierung eines Bildes auf dem Bildsensor. Dies hat zur Folge, dass sich bei einer Erwärmung der elektronischen Bauelemente der Kamera insbesondere auch dessen Objektiv mit der Fokussierungslinse erwärmt, was die optischen Eigenschaften der Fokussierungslinse und damit der Kamera negativ beeinflussen kann.Electronic components of a camera can heat up during operation of the camera, for example an electronic image sensor of the camera when capturing an image with the camera. In order to protect the electronic components from damage or dirt, the electronic components are usually built into a housing of the camera. Optical components of the camera are often also fitted in or on such a housing, in which the electronic components of the camera are installed, in particular a lens with a focusing lens for focusing an image on the image sensor. The consequence of this is that when the electronic components of the camera heat up, its lens with the focusing lens also heats up in particular, which can have a negative effect on the optical properties of the focusing lens and thus the camera.

Es ist bekannt, zur Vermeidung einer unerwünschten Erwärmung der elektronischen und optischen Bauelemente einer Kamera einen Temperierkanal in einem mehrteiligen Gehäuse einer Kamera vorzusehen, durch den im Betrieb der Kamera ein Temperierfluid, beispielsweise gekühlte Druckluft gefördert werden kann. Beispielsweise ist es bekannt, Befestigungsbohrungen in unterschiedlichen Wänden eines Kameragehäuses vorzusehen, die von einer Seite zur anderen durchgebohrt sind und mit Gewindestiften so verschlossen sind, dass die Gehäusewände miteinander verbunden sind und ein Temperierkanal ausgebildet wird. Dabei ergibt sich das Problem, dass in den Bereichen des Temperierkanals, die an den Verbindungsstellen zwischen den Wänden liegen, Undichtigkeiten auftreten können, aufgrund derer Temperierfluid entweichen kann und somit die Sicherheit der Temperierung negativ beeinträchtigt wird. Derartige Undichtigkeiten können beispielsweise durch den Montageprozess der Gewindestifte auftreten. Eine Undichtigkeit dieser Art bewirkt eine Kontaminierung der Kameraumgebung und kann zu einem Ausfall der Kamera führen, welcher in eng getakteten Produktionsprozessen einen unnötigen Kostenanstieg verursacht.To avoid undesired heating of the electronic and optical components of a camera, it is known to provide a temperature control channel in a multi-part housing of a camera, through which a temperature control fluid, for example cooled compressed air, can be conveyed during operation of the camera. For example, it is known to provide mounting holes in different walls of a camera housing, which are drilled through from one side to the other and are closed with threaded pins in such a way that the housing walls are connected to one another and a temperature control channel is formed. This results in the problem that in the areas of the temperature control channel that are located at the connection points between the walls, leaks can occur, as a result of which temperature control fluid can escape and the safety of the temperature control is thus adversely affected. Such leaks can occur, for example, due to the assembly process of the threaded pins. A leak of this type causes contamination of the camera environment and can lead to camera failure, which causes an unnecessary increase in costs in tightly timed production processes.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Kamera mit einem Temperierkanal zum Temperieren der elektronischen und optischen Bauteile der Kamera bereitzustellen, die eine erhöhte Sicherheit gegenüber Undichtigkeiten des Temperierkanals bei gleichmäßiger Temperierung aufweist.Against this background, the object of the present invention is to provide an improved camera with a temperature control channel for temperature control of the electronic and optical components of the camera, which has increased security against leaks in the temperature control channel with uniform temperature control.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die vorstehende Aufgabe durch eine Kamera zum Erfassen eines Bildes gelöst. Dabei umfasst die Kamera elektronische und/oder optische Bauelemente zum Erfassen des Bildes und ein Gehäuse, das ein wärmeleitfähiges Material und eine Vielzahl von Gehäusewänden umfasst. Die Vielzahl von Gehäusewänden umfassen eine Stirnwand, die eine Vorderseite des Gehäuses und der Kamera definiert, sowie wenigstens eine Seitenwand. Dabei sind die elektronischen und/oder optischen Bauelemente der Kamera in und/oder an dem Gehäuse, d.h. den Gehäusewänden angebracht. Die Kamera umfasst ferner einen Temperierkanal, der in wenigstens einer Seitenwand und/oder in der Stirnwand ausgebildet ist, um im Betrieb der Kamera mit einem Temperierfluid durchströmt zu werden, um das Gehäuse und somit die mit diesem in wärmeleitender Verbindung stehenden elektronischen oder optischen Bauelemente zu temperieren.According to a first aspect, the above object is achieved by a camera for capturing an image. In this case, the camera comprises electronic and/or optical components for capturing the image and a housing which comprises a thermally conductive material and a multiplicity of housing walls. The plurality of housing walls include an end wall defining a front of the housing and the camera, and at least one side wall. The electronic and/or optical components of the camera are mounted in and/or on the housing, i.e. the housing walls. The camera also includes a temperature control channel, which is formed in at least one side wall and/or in the front wall, so that a temperature control fluid can flow through it during operation of the camera in order to close the housing and thus the electronic or optical components that are in thermally conductive connection with it temper.

Erfindungsgemäß ist das Gehäuse einteilig ausgebildet. Vorteilhafterweise kann durch die einteilige Ausgestaltung des Gehäuses, mit dem darin ausgebildeten Temperierkanal erreicht werden, dass keine Undichtigkeiten des Temperierkanals beim Übergang von der wenigstens einen Seitenwand in die Stirnwand auftreten, was zu einer sicheren Temperierwirkung des Temperierkanals führt.According to the invention, the housing is designed in one piece. Advantageously, the one-piece design of the housing with the temperature control channel formed therein means that there are no leaks in the temperature control channel at the transition from the at least one side wall to the end wall, which leads to a reliable temperature control effect of the temperature control channel.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Temperierkanal nur in der Stirnwand ausgebildet. Wird der Temperierkanal mit dem Temperierfluid durchströmt, so können optische und ggf. daran positionierte elektronischen Bauelemente der Kamera direkt auf eine vorgegebene Solltemperatur temperiert werden.In an advantageous embodiment, the temperature control channel is only formed in the end wall. If the temperature control channel is flowed through with the temperature control fluid, the temperature of the optical and, if necessary, electronic components of the camera that are positioned thereon can be temperature controlled directly to a predetermined desired temperature.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Temperierkanal in der Stirnwand und in wenigstens einer Seitenwand ausgebildet. Wird der Temperierkanal mit dem Temperierfluid durchströmt, so können elektronische oder optische Bauelemente der Kamera direkt auf eine vorgegebene Solltemperatur temperiert werden.In an advantageous embodiment, the temperature control channel is formed in the end wall and in at least one side wall. If the tempering fluid flows through the tempering channel, electronic or optical components of the camera can be tempered directly to a predetermined target temperature.

Die wärmeübertragende Eigenschaften des wärmeleitfähigen Materials können in einer bevorzugten Ausführungsform optimal genutzt werden, wenn das Gehäuse komplett aus diesem Material besteht.In a preferred embodiment, the heat-transferring properties of the thermally conductive material can be used optimally if the housing consists entirely of this material.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse quaderförmig ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform können die Stirnwand und die wenigstens eine Seitenwand im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander verlaufen.In a further embodiment, the housing is cuboid. In a wide In another embodiment, the end wall and the at least one side wall can essentially run at right angles to one another.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Gehäuse ferner eine Rückwand, wobei die Rückwand, die die Rückseite des Gehäuses definiert, einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss des Temperierkanals ausbildet. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kamera ferner eine Vorrichtung, welche ausgebildet, ein Temperierfluid, insbesondere temperierte Druckluft durch den Temperierkanal zu befördern. Vorteilhafterweise kann diese Vorrichtung mit dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss an der Rückseite des Gehäuses in Verbindung stehen.In a further embodiment, the housing also includes a rear wall, the rear wall, which defines the rear side of the housing, forming an inlet connection and an outlet connection of the temperature control channel. In a further embodiment, the camera also includes a device which is designed to transport a temperature control fluid, in particular temperature-controlled compressed air, through the temperature control channel. Advantageously, this device can communicate with the inlet port and the outlet port at the rear of the housing.

In einer weiteren Ausführungsform weist zumindest ein Abschnitt des Temperierkanals in der wenigstens einen Seitenwand einen mäanderförmigen Verlauf auf. Diese Ausführungsform führt zu einer besonders effektiven Wärmeübertragung zwischen dem durch den mäanderförmigen Verlauf des Temperierkanals strömenden Temperierfluids und der wenigstens einen Seitenwand des Gehäuses.In a further embodiment, at least one section of the temperature control channel has a meandering course in the at least one side wall. This embodiment leads to a particularly effective heat transfer between the temperature control fluid flowing through the meandering course of the temperature control channel and the at least one side wall of the housing.

In einer weiteren Ausführungsform umfassen die elektronischen und/oder optischen Bauelemente ein Objektiv mit einer Fokussierungslinse zum Fokussieren des Bildes, wobei das Objektiv in einer Öffnung der Stirnwand aufgenommen ist und wobei ein Abschnitt des Temperierkanals in der Stirnwand zumindest teilweise, vorzugsweise nahezu vollständig um die Öffnung herum verläuft. Vorteilhafterweise erlaubt diese Ausführungsform eine besonders effektive Temperierung des Objektivs der Kamera und somit eine optimale Abbildung durch das Objektiv.In a further embodiment, the electronic and/or optical components include a lens with a focusing lens for focusing the image, the lens being accommodated in an opening in the front wall and a section of the temperature control channel in the front wall at least partially, preferably almost completely, surrounding the opening runs around. Advantageously, this embodiment allows a particularly effective temperature control of the lens of the camera and thus optimal imaging through the lens.

In einer weiteren Ausführungsform umfassen die elektronischen und/oder optischen Bauelemente einen Bildsensor zum Erfassen des Bildes, wobei der Bildsensor in dem Gehäuse montiert ist und mit der Stirnwand und der wenigstens einen Seitenwand des Gehäuses in wärmeleitender Verbindung steht. Vorteilhafterweise erlaubt diese Ausführungsform eine besonders effektive Abführung der durch den Bildsensor im Betrieb, d.h. beim Erfassen eines Bildes erzeugten Wärme.In a further embodiment, the electronic and/or optical components include an image sensor for capturing the image, the image sensor being mounted in the housing and being in thermally conductive connection with the end wall and the at least one side wall of the housing. Advantageously, this embodiment allows a particularly effective dissipation of the heat generated by the image sensor during operation, i.e. when capturing an image.

In einer weiteren Ausführungsform kann das einteilig ausgebildete Gehäuse mit der Stirnwand und der wenigstens einen Seitenwand und dem darin ausgebildeten Temperierkanal ein Produkt eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere eines selektiven Laserschmelzverfahrens (SLM, Selective Laser Melting auch als „3D-Druck“ bekannt) sein. Dabei kann das wärmeleitfähige Material, aus dem das Gehäuse besteht, insbesondere Aluminium umfassen. Bei der Verwendung von Aluminium als Gehäusematerial haben die Oberflächen der Stirnwand und der wenigstens einen Seitenwand und des darin ausgebildeten Temperierkanals aufgrund des additiven Fertigungsverfahrens eine angeraute Struktur und damit eine vergrößerte Oberfläche, was zu einer verbesserten Wärmeübertragung führt.In a further embodiment, the one-piece housing with the end wall and the at least one side wall and the temperature control channel formed therein can be a product of an additive manufacturing process, in particular a selective laser melting process (SLM, Selective Laser Melting, also known as “3D printing”). In this case, the thermally conductive material from which the housing is made can, in particular, comprise aluminum. When aluminum is used as the housing material, the surfaces of the end wall and the at least one side wall and the temperature control channel formed therein have a roughened structure due to the additive manufacturing process and thus an enlarged surface, which leads to improved heat transfer.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen der Kamera gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt. Dabei umfasst das Verfahren den Schritt des Herstellens eines Gehäuses der Kamera mittels eines additiven Fertigungsverfahrens. Dabei besteht das Gehäuse aus einem wärmeleitfähigen Material und umfasst eine Vielzahl von Gehäusewänden, einschließlich einer Stirnwand und wenigstens einer Seitenwand, wobei in der Stirnwand und/oder in der wenigstens einen Seitenwand ein Temperierkanal ausgebildet ist und wobei die Stirnwand und die wenigstens eine Seitenwand einteilig ausgebildet sind. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Anbringens von elektronischen und/oder optischen Bauelementen der Kamera in und/oder an dem Gehäuse.According to a second aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing the camera according to the first aspect. The method includes the step of producing a housing for the camera using an additive manufacturing process. The housing consists of a thermally conductive material and comprises a large number of housing walls, including an end wall and at least one side wall, with a temperature control channel being formed in the end wall and/or in the at least one side wall and with the end wall and the at least one side wall being formed in one piece are. The method also includes the step of attaching electronic and/or optical components of the camera in and/or on the housing.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem additiven Fertigungsverfahren um ein selektives Laserschmelzverfahren (SLM, Selective Laser Melting auch als „3D-Druck“ bekannt). Dabei kann als Material für das Gehäuse Aluminium eingesetzt werden. Bei der Verwendung von Aluminium als Gehäusematerial haben die Oberflächen der Stirnwand und der wenigstens einen Seitenwand und des darin ausgebildeten Temperierkanals aufgrund des additiven Fertigungsverfahrens eine angeraute Struktur und damit eine vergrößerte Oberfläche, was zu einer verbesserten Wärmeübertragung führt.In one embodiment, the additive manufacturing process is a selective laser melting process (SLM, Selective Laser Melting, also known as “3D printing”). Aluminum can be used as the material for the housing. When aluminum is used as the housing material, the surfaces of the end wall and the at least one side wall and the temperature control channel formed therein have a roughened structure due to the additive manufacturing process and thus an enlarged surface, which leads to improved heat transfer.

Weitere Merkmale des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ergeben sich aus den vorstehend und nachstehend beschriebenen weiteren Ausführungsformen der Kamera gemäß dem ersten Aspekt.Further features of the method according to the second aspect of the invention result from the further embodiments of the camera according to the first aspect described above and below.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:

1a eine perspektivische Ansicht der Vorderseite einer Kamera mit einem Gehäuse mit einem Temperierkanal gemäß einer Ausführungsform;
1b eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Kamera von 1a;
1c eine Draufsicht der Rückseite der Kamera von 1a;
1d eine Querschnittsansicht der Kamera von 1c entlang H-H;
1e eine Querschnittsansicht der Kamera von 1c entlang G-G;
2a eine perspektivische Ansicht der Vorderseite einer Kamera mit einem Gehäuse mit einem Temperierkanal gemäß einer weiteren Ausführungsform;
2b eine Draufsicht der Rückseite der Kamera von 2a;
2c eine Querschnittsansicht der Kamera von 2b entlang F-F; und
3 ein Flussdiagramm, welches Schritte eines Verfahrens zum Herstellen einer Kamera gemäß einer Ausführungsform zeigt.

The invention is described in more detail below using exemplary embodiments and the figures. In the figures show:

1a a perspective view of the front of a camera with a housing with a temperature control channel according to an embodiment;
1b a perspective view of the back of the camera of FIG 1a ;
1c a top view of the back of the camera 1a ;
1d a cross-sectional view of the camera of FIG 1c along HH;
1e a cross-sectional view of the camera of FIG 1c along GG;
2a a perspective view of the front of a camera with a housing with a temperature control channel according to a further embodiment;
2 B a top view of the back of the camera 2a ;
2c a cross-sectional view of the camera of FIG 2 B along FF; and
3 12 is a flow chart showing steps of a method for manufacturing a camera according to an embodiment.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. It is understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the concept of the present invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense. Furthermore, it is understood that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another, unless specifically stated otherwise.

Die Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Aspects and embodiments of the present invention are described with reference to the figures, wherein like reference numbers generally refer to like elements. In the following description, numerous specific details are set forth for purposes of explanation in order to provide a thorough understanding of one or more aspects of the present invention.

1a zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorderseite einer Kamera 100 mit einem Gehäuse gemäß einer ersten Ausführungsform. Weitere Ansichten der Kamera 100 gemäß der ersten Ausführungsform sind in den 1b (perspektivische Ansicht der Rückseite der Kamera 100, 1c (Draufsicht der Rückseite der Kamera 100), 1d und 1e (Querschnittsansichten der Kamera 100 entlang H-H bzw. entlang G-G) dargestellt. Dabei sind, wie der Fachmann erkennen wird, in den 1a-e einige der bekannten Komponenten einer Kamera (wie ein Bildsensor und eine Steuerelektronik) der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden, um die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung hilfreichen Merkmale deutlicher darstellen zu können. 1a 12 shows a perspective view of the front of a camera 100 with a housing according to a first embodiment. Other views of the camera 100 according to the first embodiment are shown in FIGS 1b (perspective view of the rear of the camera 100, 1c (top view of the rear of the camera 100), 1d and 1e (cross-sectional views of the camera 100 along HH and along GG respectively). 1a-e some of the known components of a camera (such as an image sensor and control electronics) have been omitted for the sake of clarity in order to be able to more clearly present the features helpful for understanding the present invention.

Die in den 1a-e dargestellte Kamera 100 ist dazu ausgebildet, ein Bild, beispielsweise ein optisches Bild, im sichtbaren Bereich zu erfassen. Hierzu umfasst die Kamera 100 elektronische und optische Bauelemente, die beispielsweise ein Objektiv 111 mit einer Fokussierungsline (siehe z.B. 1a) und einen elektronischen Bildsensor (nicht in den Figuren dargestellt) umfassen können. Dabei ist das Objektiv 111 mit der Fokussierungslinse der Kamera 100 ausgebildet, ein Bild auf dem elektronischen Bildsensor zu fokussieren, bei dem es sich beispielsweise um einen CCD- oder CMOS-Bildsensor handeln kann.The in the 1a-e The camera 100 shown is designed to capture an image, for example an optical image, in the visible range. For this purpose, the camera 100 includes electronic and optical components, which include, for example, a lens 111 with a focusing line (see e.g 1a) and an electronic image sensor (not shown in the figures). In this case, the objective 111 with the focusing lens of the camera 100 is designed to focus an image on the electronic image sensor, which can be a CCD or CMOS image sensor, for example.

Wie dies in den 1a-e ersichtlich ist, umfasst die Kamera 100 ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Gehäusewänden, die ein wärmeleitfähiges Material umfassen, beispielsweise Aluminium. Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Kamera 100 bestehen die Gehäusewände aus einer Stirnwand 110, die eine Vorderseite der Kamera 100 definiert, sowie drei Seitenwänden 120a-c. In weiteren Ausführungsformen kann das Gehäuse auch mehr oder weniger als drei Seitenwände 120a-c, beispielsweise 4 oder 2 Seitenwände umfassen. Bei der in den 1a-e dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse der Kamera 100 im Wesentlichen quaderförmig, wobei die Stirnwand 110 und die drei Seitenwände 120a-c in einem rechten Winkel zueinander verlaufen.Like this in the 1a-e As can be seen, the camera 100 includes a housing having a plurality of housing walls comprising a thermally conductive material, such as aluminum. In the embodiments of the camera 100 illustrated in the figures, the housing walls consist of an end wall 110, which defines a front side of the camera 100, and three side walls 120a-c. In further embodiments, the housing can also comprise more or less than three side walls 120a-c, for example 4 or 2 side walls. At the in the 1a-e In the illustrated embodiment, the housing of the camera 100 is essentially cuboid, with the end wall 110 and the three side walls 120a-c running at right angles to one another.

Die elektronischen und/oder optischen Bauelemente der Kamera 100 sind in und/oder an dem Gehäuse angebracht sind, d.h. in dem durch die Gehäusewände 110, 120a-c definierten Gehäuseinneren und/oder an der durch die Gehäusewände 110, 120a-c definierten Gehäuseaußenseite. Beispielsweise kann der Bildsensor der Kamera 100 in dem durch die Gehäusewände 110, 120a-c definierten Gehäuseinneren montiert sein und somit in wärmeleitender Verbindung mit wenigstens einer der Gehäusewände 110, 120a-c stehen. Wie beispielsweise in 1a dargestellt, kann die Stirnwand 110 des Gehäuses eines im Wesentlichen kreisförmige Öffnung 112 umfassen, wobei das Objektiv 111 in der Öffnung 112 der Stirnwand 110 aufgenommen ist und somit in wärmeleitender Verbindung insbesondere mit der Stirnwand 110 steht.The electronic and/or optical components of the camera 100 are mounted in and/or on the housing, ie in the housing interior defined by the housing walls 110, 120a-c and/or on the housing exterior defined by the housing walls 110, 120a-c. For example, the image sensor of the camera 100 can be mounted in the housing interior defined by the housing walls 110, 120a-c and can thus be in thermally conductive connection with at least one of the housing walls 110, 120a-c. As for example in 1a shown, the end wall 110 of the housing can comprise a substantially circular opening 112, the lens 111 being accommodated in the opening 112 of the end wall 110 and thus being in thermally conductive connection with the end wall 110 in particular.

Wie sich dies den 1a, 1d und 1e entnehmen lässt, umfasst die Kamera 100 ferner einen Temperierkanal 130a-d, der bei dieser Ausführungsform der Kamera 100 in der Stirnwand 110 und den drei Seitenwänden 120a-c ausgebildet ist. Mit anderen Worten: jeweilige Abschnitte 130a, 130b, 130c und 130d des Temperierkanals sind in den drei Seitenwänden 120a, 120b, 120c und in der Stirnwand 110 des Gehäuses der Kamera 100 ausgebildet. Der Temperierkanal 130a-d ist dazu ausgebildet, dass ein Temperierfluid, insbesondere ein Kühlfluid (beispielsweise gekühlte Druckluft) im Betrieb der Kamera 100 durch den Temperierkanal strömt, um die drei Seitenwände 120a, 120b, 120c und die Stirnwand 110 des Gehäuses der Kamera 100 zu temperieren, insbesondere zu kühlen.How is this the 1a , 1d and 1e can be seen, the camera 100 also includes a temperature control channel 130a-d, which is formed in this embodiment of the camera 100 in the end wall 110 and the three side walls 120a-c. In other words: respective sections 130a, 130b, 130c and 130d of the temperature control channel are formed in the three side walls 120a, 120b, 120c and in the front wall 110 of the housing of the camera 100. The tempering channel 130a-d is designed so that a tempering fluid, in particular a cooling fluid (for example, cooled compressed air) in Operation of the camera 100 flows through the tempering duct in order to temper the three side walls 120a, 120b, 120c and the end wall 110 of the housing of the camera 100, in particular to cool them.

Erfindungsgemäß ist das Gehäuse mit der Stirnwand 110, den drei Seitenwänden 120a-c und dem darin definierten Temperierkanal 130a-d einteilig, d.h. als eine monolithische Struktur ausgebildet. In einer Ausführungsform kann das einteilig ausgebildete Gehäuse der Kamera 100 mit der Stirnwand 110, den drei Seitenwänden 120a-c und dem darin definierten Temperierkanal 130a-d ein Produkt eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere eines selektiven Laserschmelzverfahrens (SLM, Selective Laser Melting auch als „3D-Druck“ bekannt) sein. Vorteilhafterweise kann durch die einteilige Ausgestaltung des Gehäuses der Kamera 100, d.h. der Stirnwand 110, den drei Seitenwänden 120a-c und dem darin definierten Temperierkanal 130a-d erreicht werden, dass keine Undichtigkeiten des Temperierkanals 130a-d bei den Übergängen zwischen den Gehäusewänden auftreten, was zu einer sicheren Temperierung des Gehäuses der Kamera 100 führt.According to the invention, the housing with the end wall 110, the three side walls 120a-c and the temperature control channel 130a-d defined therein is in one piece, i.e. designed as a monolithic structure. In one embodiment, the one-piece housing of the camera 100 with the end wall 110, the three side walls 120a-c and the temperature control channel 130a-d defined therein can be a product of an additive manufacturing process, in particular a selective laser melting process (SLM, Selective Laser Melting also known as "3D -Pressure") must be known. Advantageously, the one-piece design of the housing of the camera 100, i.e. the front wall 110, the three side walls 120a-c and the temperature control channel 130a-d defined therein, can ensure that no leaks in the temperature control channel 130a-d occur at the transitions between the housing walls. which leads to a secure temperature control of the housing of the camera 100.

In einer Ausführungsform kann das wärmeleitfähige Material, aus dem das Gehäuse der Kamera 100 besteht, insbesondere Aluminium umfassen. Bei der Verwendung von Aluminium als Gehäusematerial haben die Oberflächen der Stirnwand 110, der drei Seitenwände 120a-c und des darin definierten Temperierkanals 130a-d aufgrund des additiven Fertigungsverfahrens eine angeraute Struktur und damit eine vergrößerte Oberfläche, was zu einer verbesserten Wärmeübertragung führt.In one embodiment, the thermally conductive material that makes up the housing of the camera 100 can include, in particular, aluminum. When aluminum is used as the housing material, the surfaces of the end wall 110, the three side walls 120a-c and the temperature control channel 130a-d defined therein have a roughened structure due to the additive manufacturing process and thus an enlarged surface, which leads to improved heat transfer.

Wie dies insbesondere den 1b und 1c entnommen werden kann, umfasst in einer Ausführungsform das Gehäuse der Kamera 100 ferner eine Rückwand 121, wobei an der Rückwand 121 ein Einlassanschluss 140a und ein Auslassanschluss 140b für den Temperierkanal 130a-d ausgebildet ist. Im Betrieb der Kamera 100 kann Temperierfluid über den Einlassanschluss 140a in den Temperierkanal 130a-d eingebracht werden, um durch den Temperierkanal 130a-d hindurch zu dem Auslassanschluss 140b zu strömen. Hierzu kann die Kamera 100 ferner eine Vorrichtung umfassen, welche ausgebildet, das Temperierfluid, insbesondere temperierte Druckluft in den Einlassanschluss 140a einzubringen und durch den Temperierkanal 130a-d hindurch zu dem Auslassanschluss 140b zu befördern.Like this particular the 1b and 1c can be removed, in one embodiment the housing of the camera 100 also comprises a rear wall 121, wherein an inlet connection 140a and an outlet connection 140b for the temperature control channel 130a-d are formed on the rear wall 121. During operation of the camera 100, temperature control fluid can be introduced into the temperature control channel 130a-d via the inlet connection 140a in order to flow through the temperature control channel 130a-d to the outlet connection 140b. For this purpose, the camera 100 can also include a device which is designed to introduce the temperature control fluid, in particular temperature-controlled compressed air, into the inlet connection 140a and convey it through the temperature control channel 130a-d to the outlet connection 140b.

Um ein Wärmeeintrag in das Objektiv zu vermeiden, kann sich, wie in 1a dargestellt, ein Abschnitt 130d des Temperierkanals 130a-d in der Stirnwand 110 um die kreisförmige Öffnung 112 herum winden, in welcher das Objektiv 111 aufgenommen ist. Ferner können Abschnitte des Temperierkanals 130a-d in den Seitenwänden 120a-c einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen, wie dies insbesondere in den 1a, 1d und 1e dargestellt ist.In order to avoid heat input into the lens, as in 1a shown, a section 130d of the tempering channel 130a-d in the end wall 110 winds around the circular opening 112 in which the lens 111 is accommodated. Furthermore, sections of the temperature control channel 130a-d in the side walls 120a-c can have a meandering course, as is particularly the case in FIGS 1a , 1d and 1e is shown.

2a zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorderseite der Kamera 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Weitere Ansichten der Kamera 100 gemäß der weiteren Ausführungsform sind in den 2b (Draufsicht der Rückseite der Kamera 100) und 2c (Querschnittsansicht der Kamera 100 entlang F-F) dargestellt. Die in den 2a-c dargestellte Ausführungsform der Kamera 100 unterscheidet sich von der in den 1a-e dargestellten Ausführungsform der Kamera 100 im Wesentlichen darin, dass bei der in den 2a-c dargestellte Ausführungsform der Kamera 100 der Temperierkanal 130a, 130d in der Stirnwand 110 und nur in einer der drei Seitenwände, nämlich der Seitenwand 120a ausgebildet ist. Entsprechend sind auch sowohl der Einlassanschluss 140a als auch der Auslassanschluss 140b in der Seitenwand 120a an der Rückseite davon ausgebildet. 2a 12 shows a perspective view of the front of the camera 100 according to another embodiment. Further views of the camera 100 according to the further embodiment are shown in FIGS 2 B (Top view of the rear of the camera 100) and 2c (cross-sectional view of the camera 100 along FF). The in the 2a-c The embodiment of the camera 100 shown differs from that in FIGS 1a-e illustrated embodiment of the camera 100 is essentially that in the in the 2a-c illustrated embodiment of the camera 100, the temperature control channel 130a, 130d is formed in the end wall 110 and only in one of the three side walls, namely the side wall 120a. Likewise, both the inlet port 140a and the outlet port 140b are formed in the side wall 120a at the rear thereof.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Temperierkanal nur in der Stirnwand 110 ausgebildet sein. Wird der Temperierkanal 130d mit dem Temperierfluid durchströmt, so können optische und ggf. daran positionierte elektronischen Bauelemente der Kamera direkt auf eine vorgegebene Solltemperatur temperiert werden.In an advantageous embodiment, the temperature control channel can only be formed in the end wall 110 . If the temperature control fluid flows through the temperature control channel 130d, the temperature of the optical and, if necessary, electronic components of the camera that are positioned thereon can be temperature controlled directly to a predetermined target temperature.

Die wärmeübertragende Eigenschaften des wärmeleitfähigen Materials können optimal werden, wenn das Gehäuse komplett aus diesem Material besteht.The heat transfer properties of the thermally conductive material can be optimal if the housing is made entirely of this material.

3 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren 300 zum Herstellen der Kamera 100 illustriert. Dabei umfasst das Verfahren 300 den Schritt 301 des Herstellens des einteiligen Gehäuses der Kamera 100 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens. Dabei besteht, wie bereits vorstehend beschrieben, das Gehäuse der Kamera 100 aus einem wärmeleitfähigen Material und umfasst eine Vielzahl von Gehäusewänden, einschließlich der Stirnwand 110 und der Seitenwände 120a-c, wobei durch das additive Fertigungsverfahren in der Stirnwand 110 und/oder in wenigstens einer Seitenwand 120a-c der Temperierkanal 130a-d ausgebildet wird und wobei die Stirnwand 110 und die Seitenwände 120a-c einteilig ausgebildet sind. Das Verfahren 300 umfasst ferner den Schritt 303 des Anbringens von elektronischen und/oder optischen Bauelementen der Kamera 100 in und/oder an dem Gehäuse. 3 FIG. 12 shows a flow chart illustrating a method 300 for manufacturing the camera 100. FIG. The method 300 includes the step 301 of producing the one-piece housing of the camera 100 by means of an additive manufacturing method. As already described above, the housing of the camera 100 consists of a thermally conductive material and comprises a plurality of housing walls, including the end wall 110 and the side walls 120a-c, with the additive manufacturing process in the end wall 110 and/or in at least one Side wall 120a-c of the temperature control channel 130a-d is formed and wherein the end wall 110 and the side walls 120a-c are formed in one piece. The method 300 further includes the step 303 of attaching electronic and/or optical components of the camera 100 in and/or on the housing.

Wie bereits vorstehend beschrieben, handelt es sich in einer Ausführungsform bei dem additiven Fertigungsverfahren um ein selektives Laserschmelzverfahren (SLM, Selective Laser Melting auch als „3D-Druck“ bekannt). Dabei kann als Material für das Gehäuse der Kamera 100 Aluminium eingesetzt werden. Bei der Verwendung von Aluminium als Gehäusematerial haben die Oberflächen der Stirnwand 110, der Seitenwände 120a-c und des darin ausgebildeten Temperierkanals 130a-d aufgrund des additiven Fertigungsverfahrens eine angeraute Struktur und damit eine vergrößerte Oberfläche, was zu einer verbesserten Wärmeübertragung führt.As already described above, in one embodiment the additive manufacturing method is a selective laser melting process (SLM, Selective Laser Melting also known as “3D printing”). Aluminum can be used as the material for the housing of the camera 100. When aluminum is used as the housing material, the surfaces of the front wall 110, the side walls 120a-c and the temperature control channel 130a-d formed therein have a roughened structure due to the additive manufacturing process and thus an enlarged surface, which leads to improved heat transfer.

Weitere Merkmale des Verfahrens 300 ergeben sich aus den vorstehend beschriebenen weiteren Ausführungsformen der Kamera 100.Further features of the method 300 result from the further embodiments of the camera 100 described above.

Claims

A camera (100) for capturing an image, the camera (100) comprising: electronic and/or optical components (111) for capturing the image; a housing made of a thermally conductive material including an end wall (110) and at least one side wall (120a-c), the electronic and/or optical components (111) being mounted in and/or on the housing; and a temperature control channel (130a-d) which is formed in the end wall (110) and/or the at least one side wall (120a-c) so that a temperature control fluid can flow through it in order to close the electronic and/or optical components (111). to temper; wherein the end wall (110) and the at least one side wall (120a-c) are formed in one piece.

Camera (100) after claim 1 , wherein the housing is cuboid.

Camera (100) after claim 1 or 2 , wherein the end wall (110) and the at least one side wall (120a-c) extend at a right angle to one another.

Camera (100) according to one of the preceding claims, wherein the housing further comprises a rear wall (121) and wherein the rear wall (121) forms an inlet port (140a) and an outlet port (140b) of the temperature control channel (130a-d).

Camera (100) according to one of the preceding claims, wherein the camera (100) further comprises a device which is designed to convey a temperature control fluid, in particular temperature-controlled compressed air, through the temperature control channel (130a-d).

Camera (100) according to one of the preceding claims, wherein at least one section of the temperature control channel (130a-d) in the at least one side wall (120a-c) has a meandering course.

Camera (100) according to one of the preceding claims, wherein the electronic and/or optical components (111) comprise a lens (111) for focusing the image, the lens (111) being accommodated in an opening (112) in the end wall (110). and wherein a section of the temperature control channel (130d) in the end wall (110) runs at least partially around the opening (112).

Camera (100) according to one of the preceding claims, wherein the electronic and/or optical components comprise an image sensor for capturing the image, the image sensor being mounted in the housing.

Camera (100) according to one of the preceding claims, wherein the housing is a product of an additive manufacturing process, in particular a selective laser melting process and/or wherein the thermally conductive material comprises aluminum.

A method (300) for manufacturing a camera (100), the method (300) comprising: - Manufacture (301) of a housing of the camera (100) by means of an additive manufacturing process, the housing consisting of a thermally conductive material and comprising an end wall (110) and at least one side wall (120a-c), wherein in the end wall (110) and/or the at least one side wall (120a-c) is formed with a temperature control channel (130a-d) and wherein the end wall (110) and the at least one side wall (120a-c) are formed in one piece; and - Mounting (303) of electronic and/or optical components (111) of the camera (100) in and/or on the housing.