JP6756928B2 - 自動車用撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文の特徴を含む自動車用撮像システムに関する。

請求項１の前文の特徴を含む自動車用撮像システムは、例えば、欧州特許第２９４２９３９（Ａ１）号から知られている。

当該撮像システムは、カメラハウジング部と、カメラハウジング部の取り付け壁に装着される少なくとも１つのカメラモジュールとを含み、カメラモジュールは、対物レンズと、対物レンズを保持するレンズホルダと、画像センサと、画像センサを保持するバックプレートと、を含む。

カメラモジュールは、ここでは、カメラハウジング部において、互いに協働する第１の回転ロック手段及び第２の回転ロック手段によって取り付けられる。第１の回転ロック手段は、例えば２つのピンによって実現することができ、第２の回転ロック手段は、ピンが挿入され得るカメラハウジング部の２つの穴によって実現することができる。したがって、カメラハウジング部での取り付け後、及び車両での撮像システムの取り付け後に、カメラモジュールが既定のロール角に対してそれ自体の位置又は向きを変化させ得ることが防止される。

カメラハウジング部におけるカメラモジュールの取り付けは、ここではいくつかの組み立て工程によって実現される。最初に、カメラモジュールを既定の位置に位置決めする必要があり、カメラモジュールの穴とカメラハウジング部の穴とが位置整合される。第２の工程及び第３の工程では、２つのピンを異なる穴に挿入する必要がある。カメラモジュールが２つのピンを介して固定されると、既定のロール角に対するカメラモジュールの向きが、取り付け後に固定される。それにもかかわらず、カメラモジュールの向きは、許容誤差のために、又はピンのうちの一方が穴のうちの一方に適切に装着されていないときに、既定の向きから逸脱し得る。更に、２つのピンは、カメラモジュールの傾斜をもたらし得る異なる装着力で装着され得る。

欧州特許第２９４２９３９（Ａ１）号

この先行技術に対して、本発明の目的は、カメラハウジング部内のカメラモジュールの取り付けが更に容易になり、既定の装着位置及び向きに対するカメラモジュールの取り付け及び向きのより一層の精度の改善を可能にする画像システムを提供することである。

本発明によれば、請求項１の特徴を含む撮像システムが提案され、その一方で、更なる好ましい実施形態が、下位請求項、図面及び関連する説明に包含される。

本発明の基本的思想によれば、カメラモジュールは、半径方向外側に向けられたフランジと、いくつかの半径方向外側に向けられた突出部と、閉鎖リテーナリングとを備え、突出部及び／又はリテーナリングが弾性変形可能であり、リテーナリングが、リテーナリング及び／又は突出部の弾性変形下で突出部の上でリテーナリングを取り付け位置まで押すことによって取り付けられ、カメラモジュールが、リテーナリングが取り付け位置にあるときに、取り付け壁をリテーナリングとカメラモジュールのフランジとの間に挟持することによって、取り付け壁に取り付けられることが提案される。

提案される撮像システムは、いくつかの利点を含む。最初に、取り付けに必要なリテーナリングは、一部品のみ存在する。組み立ては、カメラモジュールをカメラハウジングの開口部に挿入し、リテーナリングをカメラモジュールの上で取り付け位置まで押すという２つの工程のみに、更に容易になり得る。更に、本発明の解決策は、リテーナリングと取り付け壁とフランジとの間に均等に分布した挟持力を有する追加の穴などを伴わずに単一の開口部に取り付けることを可能とする。したがって、取り付けの領域におけるカメラモジュール及びカメラハウジングの最大負荷を低減することができ、これにより、取り付け位置におけるカメラモジュールの最終の向きへの取り付け力の影響が低減されることともなる。したがって、本発明は、所定の取り付け位置及び向きに対して、より高い精度でカメラモジュールを取り付けることを可能にする。

更に、突出部は、フランジへの方向に厚さが増加する円錐形状を含んでもよい。この実施形態の利点は、リテーナリングが突出部の後方で取り付け位置まで挟持されるまで、リテーナリング及び／又は突出部の弾性変形が取り付け動作中に連続的に増加しながら、リテーナリングをカメラモジュールの上で容易に押すことができることである。

更に、フランジ及び／又は取り付け壁は、好ましくは、円錐形状、球形状又は平坦な形状を含んでもよい、他の部品に向かって面する側に配置された３つのセンタリング表面を備える。最初に、３つのセンタリング表面の使用は、３つのセンタリング面が平面を画定するのが好ましく、カメラモジュールが、それによってカメラハウジング部に対して何らの傾斜動作を行わないことが可能である。

更に、センタリング表面は、例えば、円錐形状又は球形状を有してもよく、これは、それらの形状のため、半径方向及び周方向の既定の位置へのセンタリング効果を有する。これに代えて、センタリング表面はまた、他のセンタリング表面との組み合わせでセンタリング効果を有し得る平坦な形状を有してもよい。平坦な表面は、非常に精密に加工又は製造された幾何形状及び向きを有してもよく、カメラモジュールを既定の方向に付勢するために、カメラモジュールの長さ軸に対して９０度とは異なる角度で配向されてもよい。

カメラモジュールの向きと一致する、負荷の最大が低い、ほぼ均等な負荷分布は、装着位置においてカメラモジュールの長さ軸に対して互いに対して１２０度の角度で配置されるときに達成され得る。

更に、カメラモジュールは、カメラモジュールの長さ軸に関して互いに対して１２０度の角度で配置された３つの突出部を含んでもよく、これにより、リテーナリング及び取り付け壁における作用する挟持力の均等な分布を可能にすることが好ましい。

更に、３つの突出部及び３つのセンタリング面は、カメラモジュールの長さ軸に対して互いに対して６０度の角度で配置されることが好ましい。３つの突出部は、センタリング表面間のカメラモジュールの前側上への視野内に配置される。そのため、取り付け壁は、カメラモジュールの長さ軸に対して周方向に約６０度の角度で分布する当接点でリテーナリングと共に装填され、これにより、更に均等化された負荷分布と、既定の位置及び向きに関する非常に高い精度を有する取り付けとがもたらされる。

更に、リテーナリングは、管状部と、管状部から半径方向内側に延在するカラーと、を含むことが提案される。リテーナリングは、したがって、それに加えて、カメラモジュールを部分的に取り囲み、特に管状部を有する前側の対物レンズを取り囲むことによって、カメラモジュールの保護として作用し得る。リテーナリングは、カメラモジュールをカメラハウジング部に固定する、突出部と取り付け壁との間のカラーと係合するのみであり、管状部は装填されない。更に、リテーナリングをカラーと反対側から管状部において把持し、リテーナリングをカメラモジュール及び突出部の上でカラーと共に押すことによって、リテーナリングをより容易に取り扱うことができるため、組み立ては容易になる。カラーは、装着位置で取り付け壁に向かって面する管状部の端部に配置され、その結果、リテーナリングは、リテーナリングを介してカメラモジュールをカメラハウジングに装着するときにリテーナリングが第１の工程で突出部の上でカラーと共に押され、最終の取り付け位置に達するまで突出部の上で移動する。

更に好ましい実施形態によれば、カメラモジュールは円筒形状を含み、リテーナは円形のリング形状を含むことが提案される。したがって、リテーナリングは、カメラハウジングに取り付けられるときに均等に分布する負荷によって装填され、リテーナリングがリテーナリングの円周方向から独立して取り付けられ得るため、組み立ては容易になる。

以下では、添付の図面を参照して、好ましい実施形態に基づいて本発明を例解する。
異なる側からのカメラモジュールを示す。 異なる側からのカメラモジュールを示す。 異なる側からのカメラモジュールを示す。 異なる側からのカメラモジュールを示す。 異なる側からのカメラモジュールを示す。 異なる幾何形状を有する異なるセンタリング表面を示す。 異なる幾何形状を有する異なるセンタリング表面を示す。 異なる幾何形状を有する異なるセンタリング表面を示す。 カメラハウジング部及びカメラモジュールを有する撮像システムを異なる図で示す。 カメラハウジング部及びカメラモジュールを有する撮像システムを異なる図で示す。 カメラハウジング部及びカメラモジュールを有する撮像システムを異なる図で示す。

図１Ａ〜図１Ｅに、基本構成要素として、対物レンズ２と、対物レンズ２を保持するレンズホルダ３と、レンズホルダ３に固定されたプリント回路基板（ＰＣＢ）６と、を含む、予め組み立てられたモジュールとしてのカメラモジュール１を示す。対物レンズ２は、レンズホルダ３にねじ込まれてもよく、それ自体がいくつかの単一レンズの積層体を含んでもよい。ＰＣＢ６は、対物レンズ２に対して既定の位置に位置決めされた図示しない画像センサを含んでもよく、それにより、対物レンズ２のレンズに入る光が、既定の方向から画像センサ上に当たる。レンズホルダ３は、対物レンズ２を固定し、またＰＣＢ６を固定する役割を果たすため、カメラモジュール１の中央部とみなすことができ、そのため、両方の部品は、共通部で固定されることから互いに対して位置整合する。

レンズホルダ３は、円筒状の管本体１６と正方形状のフランジ５とを有する設計であり、このフランジ５は、管本体１６から外側の方向に半径方向に延在し、ＰＣＢ６に向かって面する管本体１６の端部に配置されている。更に、レンズホルダ３は、カメラモジュール１の長さ軸Ａに対して互いに対して１２０度で配置された３つの突出部４を備える。突出部４は、フランジ５に向かう方向に厚さが増加する円錐面を有する設計である。フランジ５は、突出部４に向かって面する側に配置された３つのセンタリング表面７を備え、この３つのセンタリング表面７はまた、カメラモジュール１の長さ軸Ａに関して互いに対して１２０度で配置されている。更に、図３Ｃに示すように、カメラモジュール１とカメラハウジング部１０との間には、エラストマーシール１４が設けられている。図示した実施形態では、３つの突出部４及び３つのセンタリング表面７が１２０度の角度で配置されており、したがって、２つの平面を画定し、カメラモジュール１は傾斜しないことが可能である、又は別の言い方をすれば、カメラモジュール１がリテーナリングにおいて３つの当接面に当接し、取り付け壁において３つの当接面に当接することが保証されるのが好ましい。より多くの又はより少ない当接面を有する取り付けが妥当である場合にはそれも可能であり、当該当接面は、また他の角度で及び同一でない角度で配置されてもよい。

センタリング表面７は、球状に設計されているが、例えばまた図２Ａ及び図２Ｂのような円錐面として、又は図２Ｃに示すような平坦な表面として設計されてもよい。センタリング表面７は、カメラモジュール１を所定の位置に付勢する形状で設計されている。したがって、センタリング表面７は、カメラモジュール１の長さ軸Ａの方向に、突出部４に向かってフランジ５から露出する非常に正確な幾何形状に加工されている。

図３Ａ〜図３Ｃに、カメラハウジング部１０及びカメラモジュール１が取り付けられた撮像システムを示す。カメラモジュール１は、カメラハウジング部１０の取り付け壁１２の開口部１１に配置されており、以下に記載されるようなリテーナリング８によって固定される。カメラモジュール１は、第１の工程で、対物レンズ２を有して取り付け壁１２の後ろ側から開口部１１に挿入される。第２の工程では、リテーナリング８は、対物レンズ２とレンズホルダ３の管本体１６との上で前側から押される。リテーナリング８は、図３Ｃに示すような管状部９及び半径方向内側に向けられたカラー１３を含む。更に、リテーナリング８及び／又は突出部４は、特別な材料の選択によって、及び／又は、例えば弾性変形可能な態様の弱化部分を有する、特別な幾何形状を設計することによってかのいずれかで設計され、これにより、リテーナリング８は、突出部４の上で、これらの部品のうちの１つの弾性変形下でカラー１３と共に押されて、突出部４の裏側の後ろのカラー１３と共に取り付け位置にスナップ嵌めすることができる。リテーナリング８の厚さ、又はこの特別な場合における長さ軸Ａの方向のカラー１３の厚さは、取り付け壁１２の厚さ、エラストマーシール１４の厚さを含むカラー１３の厚さの加算が、図３Ｃに示すような、フランジ５と、フランジ５に向かって面する突出部４の側面と、の間の距離とほぼ同一であるか、又はわずかに大きいように、設計されている。したがって、シール１４は、圧力による力によって装填され、カメラモジュール１が、リテーナリング８によって装着位置に固定されて取り付け壁１２の開口部１１を締め付けるときに、変形する。突出部４は、フランジ５に向かって軸方向に厚さが増加する円錐面を有する設計であり、円錐状の外面はまた、周方向に球状に成形されてもよい。したがって、リテーナリング８及び／又は突出部４は、リテーナリング８が突出部４の上で押されると、連続的に増加する変形を起こし、これにより、装着プロセスが容易になる。

取り付け壁１２は、センタリング表面７の形状に関連する対応する形状を有する３つの凹部１５を備え、これにより、カメラモジュール１は、センタリング表面７と共に軸方向に所定の位置まで、及び図３Ｃに示すような周方向に、凹部１５内へと降下することができる。センタリング面７及び突出部４は、長さ軸Ａに関して互いに対して１２０度の角度で配置されている。突出部４及びセンタリング面７の配置は、互いに対して６０度だけ回転され、これにより、突出部４が、図１Ｃに示すような長さ軸Ａの方向に突出する隣接するセンタリング表面７に対して６０度の角度で配置される。カメラモジュール１が取り付け位置に装着されると、センタリング表面７は凹部１５に押し込まれ、突出部４は、突出部４の端面がリテーナリング８に押圧され、リテーナリング８が最終的に取り付け壁１２に対して押圧され、これにより、カメラモジュール１が、取り付け壁１２をリテーナリング８とレンズホルダ３のフランジ５との間に挟持することによって、カメラハウジング部１０に取り付けられる。突出部４及びセンタリング面７は、周方向に６０度の角度で配置されているため、カメラモジュール１は、カメラハウジング部１０の取り付け壁１２に均等に分布した挟持力で固定される。

したがって、カメラモジュール１の装着プロセスは、カメラモジュール１を開口部に挿入し、リテーナリング８をレンズホルダ３の上で取り付け位置まで押す、という２つの工程のみを必要とする。画像センサが配置されたＰＣＢ６がレンズホルダ３に固定され、対物レンズ２もレンズホルダに固定されるため、対物レンズ２は、カメラハウジング部１０におけるカメラモジュール１の装着とは無関係である画像センサに関する向き及び位置を取得する。更に、取り付けは、６つの当接点を介して作用する挟持力を介して実現され、リテーナリング８における３つと取り付け壁１２における３つとが、所定の位置に関するカメラハウジング部１０へのカメラモジュール１の非常に正確な取り付けをもたらす。

更に、カメラモジュール１の最終的な取り付け位置はまた、取り付け壁１２の凹部１５内に係合するセンタリング表面７によって画定され、これは、カメラモジュール１を既定の半径方向位置及び周方向位置に付勢する。したがって、カメラモジュール１の更なる調整は必要でない。

Claims (9)

1. カメラハウジング部（１０）と、前記カメラハウジング部（１０）の取り付け壁（１２）に装着される少なくとも１つのカメラモジュール（１）と、を含む自動車用撮像システムであって、
   前記カメラモジュール（１）が、半径方向外側に向けられたフランジ（５）と、いくつかの半径方向外側に向けられた突出部（４）と、を備え、
   閉鎖リテーナリング（８）が設けられており、
   前記突出部（４）及び／又は前記リテーナリング（８）が弾性変形可能であり、前記リテーナリング（８）が、前記リテーナリング（８）及び／又は前記突出部（４）の弾性変形下で、前記突出部（４）の上で前記リテーナリング（８）を取り付け位置まで押すことによって取り付けられ、
   前記カメラモジュール（１）が、前記リテーナリング（８）が取り付け位置にあるときに、前記取り付け壁（１２）を前記リテーナリング（８）と前記カメラモジュール（１）の前記フランジ（５）との間に挟持することによって前記取り付け壁（１２）に取り付けられることを特徴とする自動車用撮像システム。
2. 前記突出部（４）が、前記フランジ（５）への方向に厚さが増加する円錐形状を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記フランジ（５）及び／又は前記取り付け壁（１２）が、他の部品に面する側に配置された３つのセンタリング表面（７）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像システム。
4. 前記センタリング表面（７）が、円錐形状、球形状又は平坦な形状を含むことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
5. 前記センタリング表面（７）が、前記カメラモジュール（１）の長さ軸（Ａ）に対して、互いに対して１２０度の角度で配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の撮像システム。
6. 前記カメラモジュール（１）が、前記カメラモジュール（１）の長さ軸（Ａ）に関して互いに対して１２０度の角度で配置された３つの突出部（４）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像システム。
7. 前記３つの突出部（４）及び前記３つのセンタリング表面（７）が、前記カメラモジュール（１）の前記長さ軸（Ａ）に対して、互いに対して約６０度の角度で配置されていることを特徴とする請求項５及び請求項６に記載の撮像システム。
8. 前記リテーナリング（８）が、管状部（９）と、前記管状部（９）から半径方向内側に延在するカラー（１３）と、を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の撮像システム。
9. 前記カメラモジュール（１）が円筒形状を含み、
   前記リテーナリング（８）が円形のリング形状を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の撮像システム。

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