WO2018069090A1 - Dispositif de camera comportant un systeme d'alignement avec un capteur d'image - Google Patents

Dispositif de camera comportant un systeme d'alignement avec un capteur d'image Download PDF

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WO2018069090A1
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axis
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image sensor
support
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Marek Wojcik
Lukasz LECH
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Phinia Delphi France SAS
Delphi Technologies Inc
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Delphi France SAS
Delphi Technologies Inc
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/023—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils

Definitions

  • the present invention relates to a camera device and more particularly to means for aligning the lens of the camera with the image sensor of said camera.
  • Camera devices providing safety functions for motor vehicles are subject to a hostile environment, such as strong temperature gradients, which can affect the mechanical and electrical parameters of such devices.
  • the distance between a camera lens and its image sensor is fundamental to optimal performance of camera vision systems. It is known today to be able to adjust and readjust this previously optimized distance when a difference occurs. Current solutions only allow the distance between the lens and the image sensor to be adjusted along a single axis. However, it has become apparent that these devices are not sufficient to correct all the misalignments between the lens and the image sensor of a camera device, in particular a misalignment of inclination of the lens with the image sensor, even a horizontal shift between the lens and the image sensor.
  • a motor vehicle camera device comprises a printed circuit board, an image sensor mounted on the printed circuit board, the image sensor comprising a main sensor axis, a lens mounted on a support which is fixed on the printed circuit board, the lens being arranged vis-à-vis the image sensor, its main optical axis being provided to be aligned with the main sensor axis.
  • the lens is mounted on the support via at least three pillars, each pillar having a variable height electrically controlled in the direction of the main sensor axis so as to allow alignment of the optical axis of the lens with the main sensor axis. This arrangement also makes it possible to control the distance between the image sensor and the lens.
  • Each pillar can be fixed at each of its ends by a flexible and elastic adhesive.
  • the pillars may include piezoelectric elements.
  • the pillars may be three in number and may be spaced apart from each other at an angle of about 120 degrees around the main sensor axis.
  • the printed circuit board may include an electrical control circuit that allows the height of the pillars to be changed.
  • the control circuit can be configured to independently adjust the height of each pillar.
  • the lens can be arranged in a frame and the pillars can be interposed directly between the support and the frame.
  • a seal may be compressed between a cylindrical wall of the frame and a cylindrical wall of the support.
  • a seal may be compressed in a cylindrical groove dug on the surface of the upper end of the carrier by the free end of a cylindrical wall of the frame.
  • the frame may comprise two concentric vertical walls, the free ends of the two vertical walls being supported in two concentric grooves arranged on the surface of the upper end of the support.
  • the camera device may also comprise at least 3 actuators adjustable in length in directions transverse to the main sensor axis, said actuators being interposed between the frame and the lens so as to allow the alignment of the main optical axis of the camera. the lens with the main axis of the sensor.
  • the actuators may be three in number and may each be spaced from each other by an angle of about 120 degrees around the main sensor axis.
  • Figure 1 is a perspective view in section along a vertical axis which shows a camera device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a view from above without the optical lens of the device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a profile view in transparency of the device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagrammatic view in axial section of the holding zone of the optical lens of the camera device according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic axial sectional view of the holding zone of the optical lens of the camera device according to a third embodiment.
  • Figure 6 is a perspective view in axial section of the holding zone of the optical lens of the camera device, without the lens, according to a fourth embodiment.
  • a camera device 10 for a motor vehicle comprises an image sensor 12 and an optical lens 14.
  • the image sensor 12 is disposed on a printed circuit board 16.
  • the lens 14 rests directly on pillars 18, 20.
  • the said pillars 18, 20 rest on a support 24 of hollow cylindrical type fixed on the printed circuit board 16.
  • the support 24 extends along a vertical axis V, the said vertical axis V being also the axis of revolution of the cylinder.
  • the support 24 is a circular base cylinder, whose circular base surrounds the image sensor 12.
  • the support 24 has a thickness of a few millimeters.
  • the pillars 18, 20 are therefore interposed between the lens 14 and the upper end 26 of the support 24.
  • the lens 14 is fixed on the pillars 18, 20 by means of an elastic-type adhesive.
  • the lens 14, of circular general shape comprises a main optical axis OP oriented along a vertical axis V perpendicular to the surface 17 of the printed circuit board 16.
  • the main optical axis OP is the axis passing through the center of gravity of the lens 14; a light beam passing through the lens 14 by the center of gravity is not deflected.
  • the image sensor 12 comprises a main axis of the AC sensor.
  • the main axis of the image sensor AC is defined as the vertical axis at the sensor AC passing through the barycenter of the sensor 12.
  • the lens 14 and the image sensor 12 are arranged so that the main optical axis OP of the lens is ideally aligned with the main axis of the AC image sensor.
  • the camera device 10 is shown in plan view, without the lens 14.
  • the pillars 18, 20, 22 are three in number.
  • the three pillars 18, 20, 22 are fixed on the surface 27 of the upper end 26 of the support 24.
  • the three pillars 18, 20, 22 are fixed with a flexible adhesive on the surface 27 of the upper end 26 of the support 24.
  • the pillars 18, 20, 22 are separated from each other equidistantly.
  • the three pillars 18, 20, 22 are separated by an angular distance a of about 120 degrees.
  • the three pillars 18, 20, 22 are substantially of the same height His, H20, H22.
  • the height His, H20, H22 of each pillar 18, 20, 22 is adjusted so as to align the main optical axis OP of the lens 14 with the main axis AC of the image sensor 12.
  • the particularity of the invention lies in the fact that the three pillars 18, 20, 22 are electrically adjustable in height in the vertical direction, preferably of the order of a few micrometers, so as to precisely align the main optical axis OP of the lens 14 with the main axis AC of the image sensor 12.
  • the three pillars 18, 20, 22 are piezoelectric elements capable of retracting or extending a few micrometers by means of a voltage control.
  • the pillars 18, 20, 22 are of cylindrical shape or can also be in the form of prisms or truncated prisms.
  • the camera device 10 comprises a voltage control circuit 28 for independently applying to each pillar 18, 20, 22 an adjustment voltage of its height His, H20, H22.
  • the control circuit 28 is thus electrically connected to the pillars 18, 20, 22.
  • the control circuit 28 may be disposed elsewhere in the vehicle, in particular in an electronic computer electrically connected to the device. of camera 10.
  • the invention not only makes it possible to adjust the distance D between the image sensor 12 and the lens 14, so as to adjust the sharpness of the image, but also adjust the inclination of the lens 14 with the image sensor 12 so as not to have image distortion if it turns out that the main optical axis OP of the lens 14 was not aligned with the main axis AC of the image sensor 12.
  • This invention makes it possible to adjust the sharpness of the captured images and to suppress the image distortions dynamically, more particularly in vehicle running condition. Indeed, the automobile environment, in particular the climatic conditions, and other mechanical stress factors can cause a misalignment of the main optical axis OP of the lens 14 with the main axis AC of the image sensor 12 by deformation of the printed circuit board 16 and / or the support 24.
  • the equidistant disposition of approximately 120 degrees between each pillar 18, 20, 22 makes it possible to correct any vertical misalignment between the main optical axis OP of the lens 14 and the main axis AC of the image sensor 12.
  • a second embodiment is shown.
  • the pillar 18 shown is identical to the pillars 18, 20, 22 described in FIGS. 1, 2 and 3. Although only one pillar 18 is shown, the two other pillars 20, 22 are arranged in a manner identical to that shown on FIGS. FIG. 4. In contrast to the first embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 3, the lens 14 rests on a frame 30 resting on the pillar 18.
  • the upper end 26 of the support 24 has a fork-shaped axial section profile with three straight teeth 32, 34, 36, a central tooth 34, an external tooth 32 to the device, and an inner tooth
  • the three teeth 32, 34, 36 are spaced apart by two inter-tooth spaces 38, 40, an outer tooth gap 38 to the device 10 and an inner tooth space 40 to the device 10.
  • the abutment 18 is arranged on the central tooth 34.
  • the frame 30 has a generally hollow cylindrical shape having a shape complementary to the upper end 26 of the support 24.
  • the axis of revolution of the frame 30 coincides with the axis of revolution of the support 24.
  • the frame 30 therefore comprises an opening central circular 15 covered by the lens 14. More specifically, the frame 30 has an axial section profile of 'U' inverted thus comprising a base 42 and two parallel walls 48, 50. The frame 30 is therefore inserted in a complementary manner with the upper end 26 of the support 24, so as to rest on the pillars 18, 20, 22.
  • the horizontal circular base 42 of the frame 30 is supported on the pillar 18 and the two vertical walls 48, 50 cylindrical and concentric extend parallel on either side of the base 42 towards the inter-tooth spaces 38 40.
  • the horizontal base 42 has an inner surface 46 facing the pillar 18 and an outer surface 44 opposite to the inner surface 46.
  • the inner surface 46 of the base 42 of the 'U' bears on the pillar 18.
  • the inner surface 46 of the base 42 of the 'U' is fixed with an elastic adhesive on the pillar 18 so as to resist the elongations or retractions of the pillar 18.
  • the free ends 52, 54 of the two walls 48, 50 are inserted into the two interspace teeth 38, 40.
  • each free end 52, 54 of the two walls 48, 50 compresses an annular seal 56, 58 arranged on each bottom 60, 62 of each space i nter teeth 38, 40.
  • the structure obtained makes it possible to protect the image sensor by a double wall which is impervious to water and dust.
  • the free ends 52, 54 of the vertical walls 48, 50 can be arranged in abutment against the support 24 and more particularly against the bottom 60, 62 spaces in teeth 38, 40.
  • the free ends 52, 54 of the two concentric vertical walls 48, 50 of the frame 30 abut in two concentric grooves arranged on the surface 27 of the upper end 26 of the support 24. This embodiment ensures a certain level of protection against dust and the introduction of liquid.
  • the frame 30 may have only one vertical wall 48.
  • the upper end 26 of the support 24 may have a fork-shaped axial section profile with two straight teeth 32, 36, an outer tooth 32 at the end. device, and an inner tooth 36 to the device 10.
  • the two teeth 32, 36 are spaced apart by a central inter-tooth space 38.
  • the pillar 18 is arranged on the inner tooth 36.
  • the free end 52 of said vertical wall 48 compresses a seal 56 arranged in the bottom of the inter-tooth space 38.
  • the seal is obtained by the compression of the seal 56 arranged in a cylindrical groove hollowed on the surface 27 of the upper end 26 of the support 24 by the free end 52 of a cylindrical wall 48 of the frame 30.
  • a single inter-tooth space 38 may be provided at its bottom 60 with a seal 56 compressed by the free end 52, 54 of one of the two walls 48, 50.
  • the outer perimeter 64 of the lens 14 is fixed on the outer surface 44 of the base 42 of the 'U'.
  • the outer surface 44 of the base 42 of the 'U' is complementary to the shape of the outer perimeter 64 of the lens 14.
  • the outer perimeter 64 of the lens 14 has a curved shape.
  • the lens 14 is fixed on the outer surface 44 of the base 42 of the 'U' with a flexible adhesive.
  • a third embodiment is shown.
  • the pillar 18 shown is identical to the pillars 18, 20, 22 described in FIGS. 1, 2 and 3. Although only one pillar 18 is shown, the two other pillars 20, 22 are arranged in a manner identical to that shown on FIGS.
  • the lens 14 rests on a frame 66 different from that of the second embodiment.
  • This frame 66 is supported on the pillar 18.
  • the support 24 is identical to that of the first embodiment shown through Figures 1, 2 and 3.
  • the pillar 18 is interposed between the surface 27 of the upper end 26 of the support 24 and the frame 66.
  • the frame 66 has a generally hollow cylindrical shape.
  • the axis of revolution of the frame 66 is coincident with the axis of revolution of the support 24.
  • the frame 66 thus comprises a central circular opening 67 covered by the lens 14. More specifically, the frame 66 comprises a circular base 68 horizontal support on the pillar 18.
  • the circular base 68 has a horizontal inner surface 70 facing the pillar 18 and in contact with the pillar 18 and an upper surface 72, opposite the inner surface 70, complementary to the shape of the outer perimeter 64 of the lens 14.
  • the lens 14 of this embodiment is identical to that of the second embodiment.
  • the frame 66 also has a vertical wall 74 extending along the vertical axis from the outer end of the circular base 68, along the pillar 18, to be opposite the support 24 so as to form a cylindrical vertical side wall 74 for protection against the intrusion of water or dust on the sensor image.
  • this vertical wall 74 compresses against a wall 77 of the support 24 a circular seal 76, arranged around the support 24.
  • this seal is rubber.
  • the camera device 10 comprises pillars 18, 20 identical to the pillars 18, 20, 22 described through FIGS. 1, 2 and 3, allowing an electrical adjustment along the vertical axis V of the height of the lens 14 vis-à- screw of the image sensor 12 or the inclination of the lens 14.
  • this embodiment lies in the fact that it also comprises actuators 78, 80 electrically adjustable in length along directions D1, D2 transverse to the vertical axis V, allowing electrical adjustment of the horizontal lens position 14 vis-à-vis the image sensor 12.
  • the actuators are piezoelectric elements controlled in voltage by the control circuit 28 (shown in Figure 3).
  • FIG. 6 only shows two pillars 18, 20 and two actuators 78, 80
  • the device 10 preferably comprises three pillars 18, 20, 22 and three actuators 78, 80.
  • the pillars 18, 20 are fixed on the surface 27 of the upper end 26 of the support 24. More particularly, the pillars 18, 20 are arranged on the central tooth 34 of the support 24 having an axially fork-shaped profile with three straight teeth 32, 34, 36. Preferably, the pillars 18, 20 are fixed with a flexible adhesive on the central tooth 34 of the support 24.
  • the device 10 shown comprises a frame 82 having a first frame member 84 and a second frame member 86.
  • the first element 84 has similarities with the chassis 30 of the second embodiment shown in FIG. 4.
  • the first element 84 has a generally hollow cylindrical shape.
  • the axis of revolution of the first element 84 coincides with the axis of revolution of the support 24.
  • the first element 84 comprises a generally annular and horizontal base 88 bearing on the pillars 18, 20 and a cylindrical wall 90 extending vertically from the base 88 towards the outer inter-tooth space 38 to the device 10.
  • the base 88 is attached to the pillars 18, 20 with an elastic adhesive so as to resist elongation or retraction of the electrically height-adjustable pillars 18, 20 in the vertical direction.
  • the base 88 has a central circular opening 92 in which the lens 14 is arranged.
  • the circular opening 92 is delimited by the inner periphery 94 of the base 88.
  • the base 88 has an inner flat surface 96 oriented towards the first pillars 18, 20 and a flat outer surface 98 opposite to the inner surface 96. In other words, the inner surface 96 of the base 88 abuts on the pillars 18, 20.
  • the inner surface 96 of the base 88 is secured with an elastic adhesive on the pillars 18, 20 so as to resist the elongation or retraction of the pillars 18, 20.
  • the inner surface 96 of the base 88 and the outer surface 98 of the base 88 are spaced apart by a thickness E.
  • the base 88 of the first element 84 comprises a circular groove 100 arranged at the inner periphery 94 of the base 88 and opening towards the circular opening 92 of the base 88.
  • the groove 100 is hollowed out between the inner surface 96 of the base 88 and the outer surface 98 of the base 88.
  • the circular groove 100 thus comprises a ceiling 114 opposite the flat outer surface 98 of the base 88 and a bottom 112 opposite the inner surface 96 of the base 88.
  • the groove 100 also includes a circular side wall 110 extending vertically from the ceiling 114 to the bottom 112 of the groove 100.
  • the free end 116 of the vertical wall 90 is inserted into the outer inter-tooth space 38.
  • the free end 116 of the vertical wall 90 compresses an annular seal (not shown) arranged on the The structure obtained makes it possible to protect the image sensor 12 by a wall 90 that is impervious to water and dust.
  • the second member 86 is a disk-shaped annular member having a central circular aperture 118.
  • the periphery of the lens (not shown) is arranged on the second member 86 so as to be aligned with the image sensor (not shown). ).
  • the second element 86 comprises an outer edge 120 bordering its outer periphery 122.
  • the outer periphery 122 of the second element 86 is arranged in the circular opening 92 of the first element 84. More particularly, the outer periphery 122 of the second element 86 is inserted into the circular groove 100 of the base 88 of the first element 84. The second element 86 comes from therefore resting on the bottom 112 of the groove 100.
  • the particularity of this embodiment lies in the fact that the actuators 78, 80 are interposed horizontally between the side wall 110 of the circular groove 100 and the outer edge 120 of the second element 86.
  • the actuators 78, 80 are fixed in a horizontal position on the one hand on the side wall 110 of the circular groove 100, and on the other hand on the outer edge 120 of the second element 86.
  • the actuators 78, 80 are fixed by an elastic adhesive so as to resist the elongations or to the retractions according to the directions D1, D2 transverse to the vertical axis V.
  • the device comprises three actuators 78, 80 separated by an angular distance of approximately 120 °.
  • this fourth embodiment in addition to being able to adjust the distance between the image sensor 12 and the lens 14, so as to adjust the sharpness of the image, and also to adjust the inclination of the lens, it is possible, thanks to the actuators 78, 80 to adjust the horizontal alignment of the lens 14 with the image sensor 12 so as to obtain the best possible resolution of the image, ie so as to be able to capture the image through the lens 14 with a maximum of pixels of the image sensor 12.
  • the support 24 and the frames 30, 66, 82 may be made of plastic.

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Abstract

Un dispositif de caméra (10) pour véhicule automobile comprend une carte à circuit imprimé (16), un capteur d'image (12) monté sur la carte à circuit imprimé (16), le capteur d'image (12) comprenant un axe de capteur principal (AC), une lentille (14) montée sur un support (24) qui est fixé sur la carte à circuit imprimé (16), la lentille (14) étant agencée en vis-à-vis du capteur d'image (12), son axe optique principal (OP) étant prévu pour être aligné avec l'axe de capteur principal (AC) la lentille (14) est montée sur le support (24) par l'intermédiaire d'au moins trois piliers (18, 20, 22), chaque pilier (18, 20, 22) ayant une hauteur variable contrôlée électriquement dans la direction de l'axe de capteur principal (AC), de manière à permettre l'alignement de l'axe optique (OP) de la lentille (14) avec l'axe de capteur principal (AC).

Description

DISPOSITIF DE CAMERA COMPORTANT UN SYSTEME
D'ALIGNEMENT AVEC UN CAPTEUR D'IMAGE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif de caméra et plus particulièrement des moyens d'alignement de la lentille de la caméra avec le capteur d'image de ladite caméra.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Les dispositifs de caméra assurant des fonctions de sécurité pour les véhicules automobiles sont soumis à un environnement hostile, telle que des forts gradients de température, pouvant influer sur les paramètres mécaniques et électriques de tels dispositifs. La distance entre une lentille de caméra et son capteur d'image est fondamentale pour une performance optimale des systèmes de vision par caméra. Il est connu aujourd'hui de pouvoir ajuster et réajuster cette distance préalablement optimisée lorsqu'une différence se produit. Les solutions actuelles ne permettent que d'ajuster la distance entre la lentille et le capteur d'image selon un seul axe. Cependant, il est apparu que ces dispositifs ne suffisent pas à corriger l'ensemble des désalignements entre la lentille et le capteur d'image d'un dispositif de caméra, notamment un désalignement d'inclinaison de la lentille avec le capteur d'image, voire un décalage horizontal entre la lentille et le capteur d'image.
II est donc important de proposer une solution nouvelle résolvant ces problèmes.
RESUME DE L'INVENTION
Un dispositif de caméra pour véhicule automobile comprend une carte à circuit imprimé, un capteur d'image monté sur la carte à circuit imprimé, le capteur d'image comprenant un axe de capteur principal, une lentille montée sur un support qui est fixé sur la carte à circuit imprimé, la lentille étant agencée en vis-à-vis du capteur d'image, son axe optique principal étant prévu pour être aligné avec l'axe de capteur principal. La lentille est montée sur le support par l'intermédiaire d'au moins trois piliers, chaque pilier ayant une hauteur variable contrôlée électriquement dans la direction de l'axe de capteur principal de manière à permettre l'alignement de l'axe optique de la lentille avec l'axe de capteur principal. Cet agencement permet également de contrôler la distance entre le capteur d'image et la lentille.
Chaque pilier peut être fixé à chacune de ses extrémités par un adhésif souple et élastique. Les piliers peuvent comprendre des éléments piézoélectriques. Les piliers peuvent être au nombre de trois et peuvent être espacés chacun l'un de l'autre d'un angle d'environ 120 degrés autour de l'axe de capteur principal. La carte à circuit imprimé peut comprendre un circuit de commande électrique qui permet de modifier la hauteur des piliers. Le circuit de commande peut être configuré pour ajuster indépendamment la hauteur de chaque pilier. La lentille peut être agencée dans un châssis et les piliers peuvent être interposés directement entre le support et le châssis.
Si nécessaire, notamment si le dispositif a besoin d'être protégé contre un environnement hostile, un joint d'étanchéité peut être comprimé entre une paroi cylindrique du châssis et une paroi cylindrique du support. Un joint d'étanchéité peut être comprimé dans une rainure cylindrique creusée sur la surface de l'extrémité supérieure du support par l'extrémité libre d'une paroi cylindrique du châssis.
Le châssis peut comprendre deux parois verticales concentriques, les extrémités libres des deux parois verticales étant en appui dans deux rainures concentriques agencées sur la surface de l'extrémité supérieure du support.
Le dispositif de caméra peut également comprendre au moins 3 actionneurs ajustables en longueur selon des directions transversales à l'axe de capteur principal, lesdits actionneurs étant interposés entre le châssis et la lentille de manière à permettre l'alignement de l'axe optique principal de la lentille avec l'axe principal du capteur. Les actionneurs peuvent être au nombre de trois et peuvent être espacés chacun l'un de l'autre d'un angle d'environ 120 degré autour de l'axe de capteur principal.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels:
La figure 1 est une vue en perspective et en coupe selon un axe vertical qui représente un dispositif de caméra selon un premier mode de réalisation.
La figure 2 est une vue de dessus sans la lentille optique du dispositif de la figure 1.
La figure 3 est vue de profil en transparence du dispositif de la figure 1.
La figure 4 est une vue schématique en coupe axiale de la zone de maintien de la lentille optique du dispositif de caméra selon un second mode de réalisation.
- La figure 5 est une vue schématique en coupe axiale de la zone de maintien de la lentille optique du dispositif de caméra selon un troisième mode de réalisation.
La figure 6 est une vue en perspective et en coupe axiale de la zone de maintien de la lentille optique du dispositif de caméra, sans la lentille, selon un quatrième mode de réalisation.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Selon la figure 1 un dispositif de caméra 10 pour un véhicule automobile comprend un capteur d'image 12 et une lentille optique 14. Le capteur d'image 12 est disposé sur une carte à circuit imprimé 16. La lentille 14 repose directement sur des piliers 18, 20. Les dits piliers 18, 20 reposent sur un support 24 de type cylindrique creux fixé sur la carte à circuit imprimé 16. Le support 24 s'étend selon un axe vertical V, le dit axe vertical V étant également l'axe de révolution du cylindre. Le support 24 est un cylindre de base circulaire, dont la base circulaire entoure le capteur d'image 12. Le support 24 a une épaisseur de quelques millimètres. Les piliers 18, 20 sont donc interposés entre la lentille 14 et l'extrémité supérieure 26 du support 24. De préférence la lentille 14 est fixée sur les piliers 18, 20 par l'intermédiaire d'un adhésif de type élastique.
La lentille 14, de forme générale circulaire, comprend un axe optique principal OP orienté selon un axe vertical V perpendiculaire à la surface 17 de la carte à circuit imprimé 16. L'axe optique principal OP est l'axe passant par le barycentre de la lentille 14; un rayon lumineux traversant la lentille 14 par le barycentre n'étant pas dévié. Le capteur d'image 12 comprend un axe principal de capteur AC. L'axe principal du capteur d'image AC est défini comme l'axe vertical au capteur AC passant par le barycentre du capteur 12. La lentille 14 et le capteur d'image 12 sont agencés de sorte que l'axe optique principal OP de la lentille est idéalement aligné avec l'axe principal du capteur d'image AC.
Selon la figure 2, le dispositif de caméra 10 est représenté en vue de dessus, sans la lentille 14. Les piliers 18, 20, 22 sont au nombre de trois. Les trois piliers 18, 20, 22 sont fixés sur la surface 27 de l'extrémité supérieure 26 du support 24. De préférence, les trois piliers 18, 20, 22 sont fixés avec un adhésif souple sur la surface 27 de l'extrémité supérieure 26 du support 24. Les piliers 18, 20, 22 sont séparés les uns des autres de manière équidistante. De façon particulière, les trois piliers 18, 20, 22 sont séparés d'une distance angulaire a d'environ 120 degré.
Selon la figure 3, les trois piliers 18, 20, 22 sont substantiellement de la même hauteur His, H20, H22. La hauteur His, H20, H22 de chaque pilier 18, 20, 22 est ajustée de sorte à aligner l'axe optique principal OP de la lentille 14 avec l'axe principal AC du capteur d'image 12. La particularité de l'invention réside dans le fait que les trois piliers 18, 20, 22 sont électriquement ajustables en hauteur selon la direction verticale, de préférence de l'ordre de quelques micromètres, de sorte à aligner précisément l'axe optique principal OP de la lentille 14 avec l'axe principal AC du capteur d'image 12. De préférence, les trois piliers 18, 20, 22 sont des éléments piézoélectriques capables de se rétracter ou de s'étendre de quelques micromètres par le biais d'une commande en tension. De préférence, les piliers 18, 20, 22 sont de forme cylindrique ou également peuvent être en forme de prismes ou prismes tronqués. Le dispositif de caméra 10 comprend un circuit de contrôle 28 en tension permettant d'appliquer indépendamment à chaque pilier 18, 20, 22 une tension d'ajustement de sa hauteur His, H20, H22. Le circuit de contrôle 28 est donc électriquement relié aux piliers 18, 20, 22. Bien que représenté sur la carte à circuit imprimé 16, le circuit de contrôle 28 peut être disposé ailleurs dans le véhicule, notamment dans un calculateur électronique connecté électriquement au dispositif de caméra 10.
L'invention permet non seulement d'ajuster la distance D entre le capteur d'image 12 et la lentille 14, de sorte à ajuster la netteté de l'image, mais également d'ajuster l'inclinaison de la lentille 14 avec le capteur d'image 12 de sorte à ne pas avoir de distorsion d'image s'il s'avérait que l'axe optique principal OP de la lentille 14 n'était pas aligné avec l'axe principal AC du capteur d'image 12. Cette invention permet de pouvoir ajuster la netteté des images capturées et de supprimer les distorsions d'images de façon dynamique, plus particulièrement en condition de roulage de véhicule. En effet, l'environnement automobile, notamment les conditions climatiques, et d'autres facteurs de stress mécanique peuvent provoquer un désalignement de l'axe optique principal OP de la lentille 14 avec l'axe principal AC du capteur d'image 12 par déformation de la carte à circuit imprimé 16 et/ou du support 24. La disposition équidistante d'environ 120 degré entre chaque pilier 18, 20, 22 permet de corriger tout désalignement vertical entre l'axe optique principal OP de la lentille 14 et l'axe principal AC du capteur d'image 12.
Selon la figure 4, un second mode de réalisation est représenté. Le pilier 18 représenté est identique aux piliers 18, 20, 22 décrits au travers des figures 1, 2 et 3. Bien qu'un seul pilier 18 soit représenté, les deux autres piliers 20, 22 sont agencés de façon identique à celui représenté sur la figure 4. Contrairement au premier mode de réalisation représenté au travers des figures 1, 2 et 3, la lentille 14 repose sur un châssis 30 en appui sur le pilier 18.
Selon ce mode de réalisation, l'extrémité supérieure 26 du support 24 a un profil en section axiale de forme de fourche à trois dents droites 32, 34, 36, une dent centrale 34, une dent extérieure 32 au dispositif, et une dent intérieure 36 au dispositif 10. Les trois dents 32, 34, 36 sont espacées entre elles par deux espaces inter dents 38, 40, un espace inter dent extérieur 38 au dispositif 10 et un espace inter dent intérieur 40 au dispositif 10. Le pilier 18 est agencé sur la dent centrale 34.
Le châssis 30 a une forme globalement cylindrique creuse ayant une forme complémentaire à l'extrémité supérieure 26 du support 24. L'axe de révolution du châssis 30 est confondu avec l'axe de révolution du support 24. Le châssis 30 comprend donc une ouverture circulaire centrale 15 recouverte par la lentille 14. Plus précisément, le châssis 30 a un profil en section axial de 'U' renversé comprenant donc une base 42 et deux parois parallèles 48, 50. Le châssis 30 vient donc s'insérer de façon complémentaire avec l'extrémité supérieure 26 du support 24, de manière à reposer sur les piliers 18, 20, 22.
Plus particulièrement, la base circulaire horizontale 42 du châssis 30 est en appui sur le pilier 18 et les deux parois verticales 48, 50 cylindriques et concentriques s'étendent parallèlement de part et d'autre de la base 42 vers les espaces inter-dents 38, 40. La base horizontale 42 comporte une surface intérieure 46 orientée vers le pilier 18 et une surface extérieure 44 opposée à la surface intérieure 46. Autrement dit, la surface intérieure 46 de la base 42 du 'U' vient en appui sur le pilier 18. De préférence la surface intérieure 46 de la base 42 du 'U' est fixée avec un adhésif élastique sur le pilier 18 de sorte à résister aux allongements ou aux rétractations du pilier 18. Les extrémités libres 52, 54 des deux parois 48, 50 viennent s'insérer dans les deux espaces inter dents 38, 40. De préférence, chaque extrémité libre 52, 54 des deux parois 48, 50 comprime un joint d'étanchéité annulaire 56, 58 agencé sur chaque fond 60, 62 de chaque espace inter dents 38, 40. La structure obtenue permet de protéger le capteur d'image par une double paroi étanche à l'eau et à la poussière.
Il est tout à fait possible de concevoir un dispositif 10 sans joint d'étanchéité 56, 58. Les extrémités libres 52, 54 des parois verticales 48, 50 peuvent être agencées en appui contre le support 24 et plus particulièrement contre le fond 60, 62 des espaces inter dents 38, 40. En d'autres termes, les extrémités libres 52, 54 des deux parois verticales 48, 50 concentriques du châssis 30 viennent en appui dans deux rainures concentriques agencées sur la surface 27 de l'extrémité supérieure 26 du support 24. Ce mode de réalisation permet de garantir un certain niveau de protection contre la poussière et l'introduction de liquide.
Alternativement, le châssis 30 peut n'avoir qu'une une seule paroi verticale 48. L'extrémité supérieure 26 du support 24 peut avoir un profil en section axiale de forme de fourche à deux dents droites 32, 36, une dent extérieure 32 au dispositif, et une dent intérieure 36 au dispositif 10. Les deux dents 32, 36 sont espacées entre elles par un espace inter dents central 38. Le pilier 18 est agencé sur la dent intérieure 36. L'extrémité libre 52 de ladite paroi verticale 48 comprime un joint d'étanchéité 56 agencé dans le fond de l'espace inter-dent 38. Autrement dit, de façon plus générale, l'étanchéité est obtenue par la compression du joint d'étanchéité 56 agencé dans une rainure cylindrique creusée sur la surface 27 de l'extrémité supérieure 26 du support 24 par l'extrémité libre 52 d'une paroi cylindrique 48 du châssis 30.
Egalement, dans le cas d'un support de lentille comprenant deux parois verticales 48, 50, un seul espace inter dent 38 peut être muni en son fond 60 d'un joint d'étanchéité 56 comprimé par l'extrémité libre 52, 54 d'une des deux parois 48, 50.
Le périmètre extérieure 64 de la lentille 14 est fixé sur la surface extérieure 44 de la base 42 du 'U'. La surface extérieure 44 de la base 42 du 'U' est complémentaire à la forme du périmètre extérieure 64 de la lentille 14. Tel que représenté, le périmètre extérieur 64 de la lentille 14 à une forme incurvée. De préférence, la lentille 14 est fixée sur la surface extérieure 44 de la base 42 du 'U' par un adhésif souple.
Selon la figure 5, un troisième mode de réalisation est représenté. Le pilier 18 représenté est identique aux piliers 18, 20, 22 décrits au travers des figures 1, 2 et 3. Bien qu'un seul pilier 18 soit représenté, les deux autres piliers 20, 22 sont agencés de façon identique à celui représenté sur la figure 5. Dans ce mode de réalisation, la lentille 14 repose sur un châssis 66 différent de celui du second mode de réalisation. Ce châssis 66 est en appui sur le pilier 18. Le support 24 est identique à celui du premier mode de réalisation représenté au travers des figures 1, 2 et 3. Le pilier 18 est donc interposé entre la surface 27 de l'extrémité supérieure 26 du support 24 et le châssis 66.
Le châssis 66 a une forme globalement cylindrique creuse. L'axe de révolution du châssis 66 est confondu avec l'axe de révolution du support 24. Le châssis 66 comprend donc une ouverture circulaire centrale 67 recouverte par la lentille 14. Plus précisément, le châssis 66 comporte une base circulaire 68 horizontale en appui sur le pilier 18.
La base circulaire 68 comporte une surface intérieure horizontale 70 orientée vers le pilier 18 et en contact avec le pilier 18 et une surface supérieure 72, opposée à la surface intérieure 70, complémentaire à la forme du périmètre extérieur 64 de la lentille 14. Telle que représentée, la lentille 14 de ce mode de réalisation est identique à celui du second mode de réalisation. Le châssis 66 comporte également une paroi verticale 74 s'étendant selon l'axe verticale depuis l'extrémité extérieure de la base circulaire 68, le long du pilier 18, jusqu'à être en regard du support 24 de sorte à former une paroi latérale 74 cylindrique verticale de protection contre l'intrusion d'eau ou de poussière sur le capteur d'image. Afin de garantir cette étanchéité, cette paroi verticale 74 comprime contre une paroi 77 du support 24 un joint d' étanchéité 76 circulaire, agencé autour du support 24. De préférence, ce joint est en caoutchouc.
Selon la figure 6, un quatrième mode de réalisation est représenté. Le dispositif de caméra 10 comporte des piliers 18, 20 identiques aux piliers 18, 20, 22 décrits au travers des figures 1 , 2 et 3 permettant un ajustement électrique selon l'axe vertical V de la hauteur de la lentille 14 vis-à-vis du capteur d'image 12 ou de l'inclinaison de la lentille 14.
La particularité de ce mode de réalisation réside dans le fait qu'il comprend également des actionneurs 78, 80 ajustables électriquement en longueur selon des directions Dl, D2 transversales à l'axe vertical V, permettant un ajustement électrique de la position horizontale de lentille 14 vis-à-vis du capteur d'image 12. De préférence, les actionneurs sont des éléments piézoélectriques commandés en tension par le circuit de contrôle 28 (représenté sur la figure 3).
Bien que la figure 6 représente uniquement deux piliers 18, 20 et deux actionneurs 78, 80, le dispositif 10 comporte de préférence trois piliers 18, 20, 22 et trois actionneurs 78, 80.
De façon identique au second mode de réalisation représenté à la figure 4, les piliers 18, 20 sont fixés sur la surface 27 de l'extrémité supérieure 26 du support 24. Plus particulièrement, les piliers 18, 20 sont agencés sur la dent centrale 34 du support 24 ayant un profil en section axiale de forme de fourche à trois dents droites 32, 34, 36. De préférence, les piliers 18, 20 sont fixés avec un adhésif souple sur la dent centrale 34 du support 24.
Le dispositif 10 représenté comporte un châssis 82 comportant un premier élément de châssis 84 et un deuxième élément de châssis 86.
Le premier élément 84 comporte des similarités avec le châssis 30 du second mode de réalisation représenté à la figure 4. Le premier élément 84 a une forme globalement cylindrique creuse. L'axe de révolution du premier élément 84 est confondu avec l'axe de révolution du support 24. Le premier élément 84 comporte une base 88 globalement annulaire et horizontale en appui sur les piliers 18, 20 et une paroi cylindrique 90 s 'étendant verticalement de la base 88 vers l'espace inter-dents extérieur 38 au dispositif 10.
La base 88 est fixée sur les piliers 18, 20 avec un adhésif élastique de sorte à résister aux allongements ou aux rétractations des piliers 18, 20 électriquement ajustables en hauteur selon la direction verticale. La base 88 comporte une ouverture circulaire centrale 92 dans laquelle vient s'agencer la lentille 14. L'ouverture circulaire 92 est délimitée par la périphérie intérieure 94 de la base 88. La base 88 comporte une surface plane intérieure 96 orientée vers les premiers piliers 18, 20 et une surface extérieure plane 98 opposée à la surface intérieure 96. Autrement dit, la surface intérieure 96 de la base 88 vient en appui sur les piliers 18, 20. De préférence la surface intérieure 96 de la base 88 est fixée avec un adhésif élastique sur les piliers 18, 20 de sorte à résister aux allongements ou aux rétractations des piliers 18, 20. La surface intérieure 96 de la base 88 et la surface extérieure 98 de la base 88 sont distante d'une épaisseur E.
La base 88 du premier élément 84 comprend une rainure circulaire 100 agencée en périphérie intérieure 94 de la base 88 et s'ouvrant vers l'ouverture circulaire 92 de la base 88. La rainure 100 est creusée entre la surface intérieure 96 de la base 88 et la surface extérieure 98 de la base 88. La rainure circulaire 100 comprend donc un plafond 114 opposé à la surface extérieure plane 98 de la base 88 et un fond 112 opposé à la surface intérieure 96 de la base 88. La rainure 100 comprend également une paroi latérale circulaire 110 s 'étendant verticalement depuis le plafond 114 jusqu'au fond 112 de la rainure 100.
L'extrémité libre 116 de la paroi verticale 90 vient s'insérer dans l'espace inter dents extérieur 38. De préférence, l'extrémité libre 116 de la paroi verticale 90 comprime un joint d'étanchéité (non représenté) annulaire agencé sur le fond de l'espace inter dents extérieur 38. La structure obtenue permet de protéger le capteur d'image 12 par une paroi 90 étanche à l'eau et à la poussière.
Le second élément 86 est un élément annulaire en forme de disque, présentant une ouverture circulaire centrale 118. La périphérie de la lentille (non représentée) est agencée sur le second élément 86 de sorte à être aligné avec le capteur d'image (non représenté). Le second élément 86 comprend un bord extérieur 120 en bordure de sa périphérie extérieure 122. La périphérie extérieure 122 du second élément 86 est agencée dans l'ouverture circulaire 92 du premier élément 84. Plus particulièrement, la périphérie extérieure 122 du second élément 86 est insérée dans la rainure circulaire 100 de la base 88 du premier élément 84. Le second élément 86 vient donc en appui sur le fond 112 de la rainure 100.
La particularité de ce mode de réalisation réside dans le fait que les actionneurs 78, 80 sont interposés horizontalement entre la paroi latérale 110 de la rainure circulaire 100 et le bord extérieur 120 du second élément 86. Les actionneurs 78, 80 sont fixés en position horizontale d'une part sur la paroi latérale 110 de la rainure circulaire 100, et d'autre part sur le bord extérieur 120 du second élément 86. De préférence les actionneurs 78, 80 sont fixés par un adhésif élastique de sorte à résister aux allongements ou aux rétractations selon les directions Dl, D2 transversales à l'axe vertical V.
De façon particulière, le dispositif comporte trois actionneurs 78, 80 séparés d'une distance angulaire d'environ 120°.
Dans ce quatrième mode de réalisation, en plus de pouvoir ajuster la distance entre le capteur d'image 12 et la lentille 14, de sorte à ajuster la netteté de l'image, et également d'ajuster l'inclinaison de la lentille, il est possible, grâce aux actionneurs 78, 80 d'ajuster l'alignement horizontal de la lentille 14 avec le capteur d'image 12 de sorte à obtenir la meilleur résolution possible de l'image, c'est à dire de sorte à pouvoir capturer l'image au travers de la lentille 14 avec un maximum de pixels du capteur d'image 12.
Dans tous les modes de réalisation décrits, le support 24 et les châssis 30, 66, 82 peuvent être réalisés en matière plastique.

Claims

REVENDICATIONS:
1. Dispositif de caméra (10) pour véhicule automobile comprenant une carte à circuit imprimé (16),
un capteur d'image (12) monté sur la carte à circuit imprimé (16), le capteur d'image (12) comprenant un axe de capteur principal (AC),
une lentille (14) montée sur un support (24) qui est fixé sur la carte à circuit imprimé (16), la lentille (14) étant agencée en vis-à-vis du capteur d'image (12), son axe optique principal (OP) étant prévu pour être aligné avec l'axe de capteur principal (AC),
caractérisé en ce que la lentille (14) est montée sur le support (24) par l'intermédiaire d'au moins trois piliers (18, 20, 22), chaque pilier (18, 20, 22) ayant une hauteur variable contrôlée électriquement dans la direction de l'axe de capteur principal (AC), de manière à permettre l'alignement de l'axe optique (OP) de la lentille (14) avec l'axe de capteur principal (AC).
2. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les piliers (18, 20 ,22) comprennent des éléments piézoélectriques.
3. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications caractérisé, en ce que les piliers (18, 20 ,22) sont au nombre de trois et ils sont espacés chacun l'un de l'autre d'un angle d'environ 120 degrés autour de l'axe de capteur principal (AC).
4. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé (16) comprend un circuit de commande électrique (18) qui permet de modifier la hauteur des piliers (18, 20, 22).
5. Dispositif (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de commande (18) est configuré pour ajuster indépendamment la hauteur de chaque pilier (18, 20, 22).
6. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce que la lentille (14) est agencée dans un châssis (30, 66, 82) et en ce que les piliers (18, 20 ,22) sont interposés directement entre le support (24) et le châssis (30, 66, 82).
7. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (76) est comprimé entre une paroi cylindrique (48, 74, 90) du châssis (30, 66, 82) et une paroi cylindrique (77) du support (24).
8. Dispositif (10) selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (56) est comprimé dans une rainure cylindrique creusée sur la surface (27) de l'extrémité supérieure (26) du support (24) par l'extrémité libre (52) d'une paroi cylindrique (48) du châssis (30).
9. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend
au moins 3 actionneurs (78, 80) ajustables en longueur selon des directions
(Dl, D2) transversales à l'axe de capteur principal (AC), lesdits actionneurs (78,
80) étant interposés entre le châssis (82) et la lentille (14) de manière à permettre l'alignement de l'axe optique principal de la lentille (OP) avec l'axe principal du capteur (AC).
10. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que,
les actionneurs (78, 80) sont au nombre de trois et ils sont espacés chacun l'un de l'autre d'un angle d'environ 120 degré autour de l'axe de capteur principal (AC).
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