-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kameramodul für Kraftfahrzeuge und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kameramoduls. Ein solches Kameramodul umfasst ein Objektiv mit wenigstens einer Linse, ein Kameragehäuse, über welches das Objektiv gehalten ist, eine Leiterplatte, welche mit dem Kameragehäuse befestigt ist und auf der ein zur Linse korrespondierender Bildsensor angeordnet ist, und eine elektrische Leitung, welche eine elektrische Objektivheizung mit der Leiterplatte elektrisch verbindet.
-
Stand der Technik
-
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Kraftfahrzeugtechnik. Um beispielsweise Kamerasysteme und Sensoren in Kraftfahrzeugen auch bei kalten Temperaturen in schnelle Einsatzbereitschaft zu versetzen, sind diese erforderlichenfalls zu enteisen und während des Betriebes eisfrei zu halten. Ferner ist ein Schutz vor Beschlagen durch Feuchtigkeit erforderlich. Hierzu wird in der Regel bei Kamerasystemen nahe der vordersten optischen Linse eine Wärmequelle angebracht. Auf diese Weise können Eis- und Schneeschichten beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges aufgetaut werden und die Abdeckung während der Fahrt eis- und schneefrei gehalten werden, wodurch alternative Wischer- oder Spritzsysteme entbehrlich sind.
-
Die
DE 10 2015 116 962 A1 offenbart eine Kamera mit einer Linse und einer Heizeinheit zum Heizen der Linse. Die Kamera weist ein Objektiv auf, in welchem sich ein axialer Kanal erstreckt. In diesem Kanal ist ein Verbindungselement angeordnet. Dieses Verbindungselement stellt eine elektrische Verbindung zwischen einem an der Linse angeordneten Heizelement und einem elektrischen Kontakt auf der Leiterplatte her.
-
Viele Verbindungstechniken der elektrischen Heizleitung mit der Leiterplatte haben das Problem, dass damit der Bildsensor beispielsweise durch Partikel verschmutzt werden kann und damit die Bildqualität verschlechtert wird. Andere Verbindungstechniken müssen die Ausrichtschnittstelle von Objektivbildschale und Bildsensor während der aktiven Ausrichtung des Objektivs/Bildsensors überbrücken. Obwohl es Verbindungstechniken gibt, welche zu keiner Verschmutzung des Bildsensors führen, wie beispielsweise Federverbindungen, können diese dauerhaft eine Kraft auf die Leiterplatte ausüben, so dass es über die Lebensdauer des Kameramoduls zu einem Fokusdrift kommen kann. Auch dadurch wird die Bildqualität verschlechtert.
-
Die Aufgabe der Erfindung liegt somit darin, eine Verbindung der Linsenheizung mit der Leiterplatte anzugeben, mit welcher dauerhaft eine hohe Bildqualität sichergestellt werden kann. Ebenso ist die Aufgabe der Erfindung den üblichen Aufbauprozess ohne Anbindung eines Heizelementes zur Leiterplatte möglichst wenig zu beeinflussen/abzuändern.
-
Die Aufgabe wird durch ein Kameramodul mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Zusätzlich gibt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des Kameramoduls mit den Merkmalen nach Anspruch 7 an. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrische Leitung außenseitig am Kameragehäuse angeordnet ist und mit einer Kontaktstelle auf einer dem Bildsensor entgegengesetzten Seite der Leiterplatte elektrisch verbunden ist. Die elektrische Leitung der Objektivheizung wird somit nicht durch den Bereich zwischen Linse und Bildsensor geführt. Dadurch kann dieser Bereich unter hohen Sauberkeitsbedingungen gefertigt werden, ohne dass z.B. Partikel durch die Verbindung zwischen elektrischer Leitung und Leiterplatte erzeugt werden und sich auf dem Bildsensor absetzen. Dadurch wird eine hohe Bildqualität erhalten. Da der Bereich zwischen Leiterplatte und Linse verschlossen wird, können für den Kontakt zwischen Leiterplatte und der elektrischen Leitung Verbindungstechniken gewählt werden, die geringere Sauberkeitsbedingungen benötigen.
-
Aufgrund der Tatsache, dass die Kontaktstelle nicht im Bereich zwischen Objektiv und Leiterplatte angeordnet ist, ist es nicht notwendig die elektrische Leitung bereits mit Einbau des Objektivs zu verbinden. Die elektrische Verbindung kann somit nachdem das Objektiv ausgerichtet und dauerhaft befestigt worden ist, hergestellt werden. Dadurch können wesentlich einfachere Verbindungsmöglichkeiten gewählt werden, welche keine Kraft auf die Leiterplatte oder das Objektiv ausüben. Die Bildqualität kann dadurch auch über die Lebensdauer des Kameramoduls sichergestellt werden.
-
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die elektrische Leitung in einer außenseitig des Gehäuses ausgebildeten Gehäusenut angeordnet. Als Nut wird eine Vertiefung in dem Gehäuse verstanden, in welcher die elektrische Leitung geführt ist. Dies hat den Vorteil, dass die elektrische Leitung nicht über die äußere Kontur des Kameramoduls hinausragt. Dadurch ist die Außenkontur des Kameramoduls mit einer Objektivheizung unverändert zu einem Kameramodul ohne eine Objektivheizung. Dadurch kann der Einbauort der Kamera unverändert gelassen werden, wodurch zusätzliche Kosten für unterschiedliche Einbauaufnahmen der unterschiedlichen Ausführungen des Kameramoduls entfallen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Kontaktstelle zwischen Leiterplatte und elektrischen Leitung als Steckverbindung ausgebildet. Unter einer Steckverbindung werden Ausführungen verstanden, welche einen Stecker aufweisen, welcher mit einer Aufnahme verbunden ist. Solche Ausführungen haben den Vorteil, dass diese einfach realisierbar und entsprechende Stecker in vielfältigen Ausführungen am Markt erhältlich sind. Durch eine solche Steckverbindung wird die Leiterplatte zudem nicht mechanisch belastet, so dass dauerhaft eine hohe Bildqualität sichergestellt werden kann.
-
Vorzugsweise ist die Gehäusenut verschlossen, so dass die elektrische Leitung vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Zum Verschließen der Gehäusenut kann entweder beispielsweise eine Füllmasse in die Gehäusenut eingebracht, oder etwas diese Abdeckendes aufgebracht werden. Vorteilhafterweise ist die Gehäusenut mit einem vom Kunden geforderten Label abgedeckt. Mit einem solchen Label werden Produktdaten angezeigt. Dadurch erfüllt dieses Label ein Doppelfunktion.
-
Vorteilhafterweise ist die Gehäusenut über eine Abdeckfolie verschlossen, welche derart flächig an der Außenseite des Kameragehäuses verklebt ist, so dass die elektrische Leitung abgedichtet ist. Die Abdeckfolie überdeckt dabei die Gehäusenut vollständig, so dass die elektrische Leitung durch die Abdeckfolie fixiert ist und diese vor Beschädigung geschützt ist. Die Abdeckfolie ist dabei flächig mit Kleber an der Außenseite verklebt. Dadurch wird eine dichte Verbindung zwischen Abdeckfolie und Kameragehäuse gebildet, so dass die elektrische Leitung gegenüber beispielsweise Feuchtigkeit oder Schmutz abgedichtet ist. Die Lebensdauer eines solchen Kameramoduls wird dadurch erhöht.
-
Bevorzugt bildet das Gehäuse im Bereich der Gehäusenut eine zweite breitere Nut aus, welche eine geringere Tiefe als die Gehäusenut aufweist. Vorzugsweise überragt eine Breite der zweiten Nut die Gehäusenut um wenigstens 1-4mm. Dadurch wird randseitig um die Gehäusenut ein flächiger Bereich gebildet. Dieser flächige Bereich ist ausreichend, um beispielsweise die Abdeckfolie, welche vorzugsweise die gleiche Breite wie die zweite Nut aufweist, aufzukleben. Durch die Nut werden die äußeren Abmessungen des Kameramoduls durch ein Aufbringen der Abdeckfolie nicht erhöht.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die elektrische Leitung als Folienleiter ausgebildet. Ein Folienleiter ist ein auf eine Folie aufgebrachte Leiterbahn. Dieser Folienleiter zeichnet sich dadurch aus, dass dieser eine geringe Dicke aufweist, so dass auch die Gehäusenut nur gering ausgebildet sein muss. Zusätzlich weist ein solcher Folienleiter eine hohe Flexibilität auf, so dass sich dieser optimal der äußeren Kontur des Kameragehäuses anpassen kann.
-
Vorteilhafterweise ist ein Verschlussdeckel an einer Unterseite des Kameramoduls angeordnet, welcher das Kameramodul verschließt. Über einen solchen Verschlussdeckel wird die elektrische Verbindung zwischen elektrischer Leitung und Leiterplatte geschützt. Zudem kann ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenraum des Kameramoduls verhindert werden.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zusätzlich durch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kameramoduls gelöst. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des mechanischen Fixierens der Leiterplatte im Kameragehäuse, des Ausrichtens des eine Objektivheizung aufweisenden Objektivs zum Bildsensor, des Fixierens des ausgerichteten Objektivs, des Führens der elektrischen Leitung entlang einer Außenseite des Kameragehäuse, und des elektrischen Kontaktierens der elektrischen Leitung mit einer Kontaktstelle auf einer dem Bildsensor entgegengesetzten Seite der Leiterplatte. Eine weitere Möglichkeit zum Aufbau des Kameramoduls besteht darin, dass die Schnittstelle zur Ausrichtung des Objektivs zum Sensor zwischen Leiterplatte und Gehäuse liegt. In dem Fall ist die Verbindung Objekt zu Gehäuse nicht Toleranzausgleichend ausgeführt. Für die Führung der elektrischen Leitung hat dies keinen Einfluss.
-
Das Verfahren hat den Vorteil, dass dieses im Wesentlichen den selben Ablauf aufweist, wie ein Kameramodul ohne Objektivheizung. Bei dem Verfahren werden lediglich die Schritte zum Führen der elektrischen Leitung und dem elektrischen Kontaktieren zusätzlich ausgeführt. Dadurch werden Produktionskosten aufgrund des gleichen Verfahrensablauf eingespart. Die Herstellung eines solchen Kameramoduls kann somit wirtschaftlich durchgeführt werden. Darüber hinaus werden die bereits für das Kameramodul genannten Vorteile erzielt.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung wird die elektrische Leitung in eine Gehäusenut eingebracht. Dieser Verfahrensschritt weist die bereits für das Kameramodul genannten Vorteile auf.
-
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird die Gehäusenut nach Einbringen der elektrischen Leitung verschlossen. Dadurch kann die elektrische Leitung vor äußeren Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit oder Schmutz und mechanischer Belastung geschützt werden.
-
Vorteilhafterweise wird zum Verschließen der Gehäusenut eine Abdeckfolie über die elektrische Leitung verklebt. Dadurch kann die Gehäusenut auf einfache Weise gegen äußere Einflüsse geschützt werden. Darüber hinaus kann die elektrische Leitung dauerhaft in der Gehäusenut fixiert werden.
-
Die Erfindung gibt zusätzlich eine Kameraanordnung an, welche ein solches Kameramodul umfasst. Mit einer solchen Kameraanordnung können die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 Schnittansicht eines Kameramoduls nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 Perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung vor dem Aufbringen einer Abdeckfolie,
- 3 Perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 2, nach dem Aufbringen der Abdeckfolie, und
- 4 Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Kameramoduls.
-
In 1 ist eine Schnittansicht eines Kameramoduls 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Kameramodul 10 umfasst ein Objektiv 14, in welchem mehrere Linsen 18 angeordnet sind. An einer äußeren Linse 18 ist eine Objektivheizung 22 vorgesehen, welche die äußere Linse 18 randseitig umgibt. Das Objektiv 14 wird über ein Kameragehäuse 26 gehalten, in welches das Objektiv 14 hineinragt. Zwischen Objektiv 14 und Kameragehäuse 26 ist eine Klebestelle 30 ausgebildet, über welche das Objektiv 14 in einer ausgerichteten Stellung an dem Kameragehäuse 26 fixiert ist.
-
Eine elektrische Leitung 34 ist mit der Objektivheizung 22 verbunden und an einer Außenseite 36 an dem Kameragehäuse 26 angeordnet. Das Kameragehäuse 26 weist eine Gehäusenut 38 auf, in welcher die elektrische Leitung 34 eingebracht ist. Die Gehäusenut 38 ist über ein Gehäuselabel 42 abgedeckt, so dass die elektrische Leitung 34 gegen Umwelteinflüsse geschützt ist. Das Kameragehäuse 26 bildet einen Innenraum 46 aus, in welchem eine Leiterplatte 50 aufgenommen ist. Diese Leiterplatte 50 ist an dem Kameragehäuse 26 befestigt. Auf der Leiterplatte 50 ist ein Bildsensor 54 angeordnet, der dem Objektiv 14 gegenüber liegt.
-
In einem Bereich unterhalb der Leiterplatte 50 und des Bildsensors 54 ist ein Durchbruch 58 im Kameragehäuse 26 ausgebildet, über welchen die elektrische Leitung 34 in den Innenraum 46 des Kameragehäuses 26 geführt ist. An der Leiterplatte 50 ist, auf einer dem Bildsensor 54 entgegengesetzten Seite, eine Kontaktstelle 62 für die elektrische Leitung 34 ausgebildet, bei welcher die Leitung 34 elektrisch mit der Leiterplatte 50 kontaktiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktstelle 62 als Steckverbindung ausgebildet.
-
An einem unteren Ende des Kameragehäuses 26 ist ein Verschlussdeckel 66 angeordnet, über welchen der Innenraum 46 verschlossen ist. Der Verschlussdeckel 66 weist zusätzlich eine Dichtung 70 auf, welche innenseitig an dem Kameragehäuse 26 anliegt und den Innenraum 46 gegen äußere Umwelteinflüsse schützt.
-
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung vor dem Aufbringen einer Abdeckfolie 74. Die Abdeckfolie 74 verschließt die Gehäusenut 38 in dieser Figur somit nicht vollständig. In dieser Figur weist die Außenseite 36 des Kameragehäuses 26, zusätzlich zu der Gehäusenut 38 eine zweite Nut 78 auf. Die zweite Nut 78 ist dabei breiter als die Gehäusenut 38, und weist gegenüber der Gehäusenut 38 eine geringere Tiefe auf. Dadurch ist eine gestufte Struktur an der Außenseite 36 des Kameragehäuses 26 ausgebildet. Die Gehäusenut 38 ist dabei durch einen flächigen Bereich 82 der zweiten Nut 78 umgeben.
-
Eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 2, nach dem Aufbringen der Abdeckfolie 74 ist in 3 gezeigt. Eine Breite der Abdeckfolie 74 entspricht dabei der Breite der zweiten Nut 78. Dadurch kann die Abdeckfolie 74 vollständig in die zweite Nut 78 eingebracht werden, so dass eine bündige Außenseite 36 des Kameragehäuses 26 gebildet wird. Die Abdeckfolie 74 liegt in der zweiten Nut 78 flächig auf dem flächigen Bereich 82 auf und ist über Klebemittel mit diesem verbunden. Dadurch kann die elektrische Leitung 34 vollständig abgedichtet werden.
-
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Kameramoduls 10. In einem ersten Schritt A wird die Leiterplatte 50 in dem Kameragehäuse 26 befestigt. In einem nächsten Schritt B wird das Objektiv 14 in das Kameragehäuse 26 eingebracht und zu dem Bildsensor 54 ausgerichtet, so dass ein optimales Bild auf dem Bildsensor 54 erzeugt wird. In einem darauf folgenden Schritt C wird das Objektiv 14 in der ausgerichteten Stellung an dem Kameragehäuse 26 fixiert. Dazu kann beispielsweise ein zwischen Objektiv 14 und Kameragehäuse 26 vorgesehener Kleber über UV-Licht vorgehärtet und anschließend im Ofen ausgehärtet werden.
-
Nachdem das Objektiv 14 zu dem Kameragehäuse 26 mechanisch fixiert worden ist, wird die elektrische Leitung 34 in einem nächsten Schritt D in der Gehäusenut 38 entlang der Außenseite 36 des Kameragehäuses 26 geführt. In einem sich daran anschließenden Schritt E wird die elektrische Leitung 34 mit der Kontaktstelle 62 an der Leiterplatte 50 elektrisch kontaktiert. Dies kann beispielsweise über Laserschweißen, mittels einer Steckverbindung oder mit anderen geeigneten Verbindungsverfahren realisiert werden.
-
In einem weiteren Schritt F wird die Gehäusenut 38 verschlossen, so dass die elektrische Leitung 34 gegen äußere Einflüsse geschützt wird. Zusätzlich wird dabei auch der Durchbruch 58 durch das Kameragehäuse 26 verschlossen. Abschließend wird der Verschlussdeckel 66 aufgebracht, mit welchem der Innenraum 46 des Kameragehäuses 26 gegen äußere Einflüsse geschützt wird.
-
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 102015116962 A1 [0003]
