用於攝像機系統的模塊設備、保持彈簧裝置和相應的攝像機系統的製作方法

2023-05-19 20:17:36 1

用於攝像機系統的模塊設備、保持彈簧裝置和相應的攝像機系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於攝像機系統的模塊設備(100)，所述模塊設備具有殼體裝置(140)、傳感器保持裝置(130)、鏡組裝置(120)、保持彈簧裝置(170),所述殼體裝置具有多個開口(140a)並且設計用於實現所述模塊設備在機動車中的安裝位置的調節，所述傳感器保持裝置具有上部區域(130a)和底座區域(130b)並且與所述殼體裝置(140)通過至少一個承載元件(131a-131c)耦合併且所述傳感器保持裝置設計用於容納圖像傳感器(150)，所述鏡頭裝置與所述傳感器保持裝置(130)在所述上部區域(130a)上通過至少一個連接元件(132a，132b)耦合併且所述鏡頭裝置設計用於在所述圖像傳感器(150)上產生光學成像，所述保持彈簧裝置與所述殼體裝置(140)和所述傳感器保持裝置(130)的底座區域(130b)耦合併且所述保持彈簧裝置設計用於將所述圖像傳感器壓緊到所述傳感器保持裝置(130)上。
【專利說明】用於攝像機系統的模塊設備、保持彈簧裝置和相應的攝像 機系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於攝像機系統的模塊設備、一種保持彈簧裝置和一種相應的攝 像機系統。

【背景技術】
[0002] DE 10 2009 056 200 A1描述了一種用於車輛的攝像機模塊，所述車輛具有攝像 機、尤其視頻攝像機和殼體，藉助所述攝像機至少能夠檢測攝像機模塊的周圍環境的運動 圖像，攝像機至少局部容納在所述殼體中並且所述殼體具有穿透口，通過所述穿透口能夠 藉助攝像機檢測運動圖像，其中，殼體的指向周圍環境的端面在穿透口的區域內設有環繞 穿透口的密封元件，所述密封元件與殼體連接，以及在車輛的保持模塊上設有固定裝置。
[0003] DE 10 2008 001 675 A1描述了一種用於拍攝圖像數據、尤其用於機動車領域的 攝像機模塊。攝像機模塊包括至少一個圖像傳感器晶片、尤其一個未封裝的圖像傳感器芯 片。此外，攝像機模塊包括至少一個拍耳帖元件（Peltierelement)，其具有至少一個冷卻表 面。圖像傳感器晶片通過至少一個集熱元件、尤其至少一個集熱薄膜與冷卻表面相連。
[0004] DE 10 2007 017 238 A1描述了一種尤其用於車輛的攝像機模塊，所述攝像機模 塊至少具有：具有殼體內部空間的殼體並且具有光學模塊，所述光學模塊設置在殼體內部 空間中並且具有電路載體和電接觸單元，所述電路載體具有圖像拍攝晶片，其中，光學模塊 通過光學出口定向到殼體之外的外部空間，其中，光學模塊的電接觸單元通過殼體中的穿 透單元向外引導用於攝像機模塊的接觸，其中，穿透單元在電絕緣所述接觸單元的情況下 通過玻璃密封單元來密封，其中，殼體內部空間相對於外部空間被嚴密地密封，其中，殼體 具有至少兩個殼體部件，其以嚴密地密封的連接（例如焊接連接或者焊錫連接）相互連接。
[0005] 圖6示例性示出用於攝像機模塊10的殼體模塊40。用於攝像機系統的模塊設備 由各個子系統構造。
[0006] 在圖6中示例性示出的攝像機模塊10的殼體模塊40能夠通過鎖定裝置41a_41b 與圖像傳感器模塊30的承載元件31a-31b耦合。圖像傳感器模塊30設計用於容納圖像傳 感器50並且在內部的開口 30a中允許鏡頭模塊20的容納，所述鏡頭模塊具有多個光學透 鏡61、62、63、64並且所述鏡頭模塊在圖像傳感器50上產生對象的或者物體的真實的光學 成像。


【發明內容】

[0007] 本發明實現一種用於具有權利要求1的特徵的攝像機系統的模塊設備、一種用於 根據權利要求9的機動車的攝像機系統和一種具有權利要求11的特徵的保持彈簧裝置。
[0008] 因此，根據本發明設置一種用於攝像機系統的模塊設備，所述模塊設備：具有殼體 裝置，所述殼體裝置具有內部開口並且其設計用於實現模塊設備在機動車中的安裝位置的 調節；具有傳感器保持裝置，所述傳感器保持裝置具有上部區域和底座區域並且所述傳感 器保持裝置與殼體裝置通過至少一個承載元件耦合併且所述殼體裝置設計用於容納圖像 傳感器；具有鏡頭裝置，所述鏡頭裝置與傳感器保持裝置在上部區域上通過至少一個連接 元件耦合併且所述鏡頭裝置設計用於在圖像傳感器上產生光學成像；並且具有保持彈簧裝 置，所述保持彈簧裝置與傳感器保持裝置的底座區域耦合併且所述保持彈簧裝置設計用於 藉助彈力將圖像傳感器連同導熱的中間層壓緊到傳感器保持裝置上並且在此通過導熱的 中間層構造導熱路徑。
[0009] 本發明還涉及一種用於機動車的攝像機系統，所述攝像機系統：具有根據權利要 求1至8中任一項所述的模塊設備；具有用於信號轉換的攝像機電子器件，其中，攝像機電 子器件集成在主印製電路板上並且與模塊設備的圖像傳感器耦合併且所述模塊設備設計 用於將從圖像傳感器接收的信號轉換成圖像信息；並且具有攝像機殼體，所述攝像機殼體 設計用於容納模塊設備和主印製電路板並且所述攝像機殼體具有調節凹部，所述調節凹部 設計用於容納保持彈簧裝置並且用於將模塊設備固定在攝像機殼體中。
[0010] 此外，本發明實現一種保持彈簧裝置，所述保持彈簧裝置能夠與傳感器保持裝置 的底座區域耦合併且所述彈簧保持裝置設計用於將圖像傳感器連同導熱的中間層壓緊到 傳感器保持裝置上並且在此通過導熱的中間層構造導熱路徑。
[0011] 根據本發明的構思在於改善圖像傳感器與冷卻體的作為散熱器起作用的輻射面。 在此，通過保持彈簧裝置藉助保持彈簧裝置的彈力實現傳感器保持裝置壓緊到圖像傳感器 上。
[0012] 在此，通過構造為導熱的保持彈簧的保持彈簧裝置實現所述壓緊，其中，通過導 熱的保持彈簧也構造至殼體裝置的附加的導熱路徑，其中，殼體裝置和保持彈簧裝置自身 設置為冷卻體和/或散熱器。
[0013] 本發明的另一個優點在於，藉助彈力將圖像傳感器連同導熱的中間層壓緊到傳 感器保持裝置上並且在此通過導熱的中間層構造導熱路徑。這允許在同時存在靈活性來降 低可能出現的機械應力的情況下熱耦合元件的持久固定，基於攝像機系統的組件的由溫度 引起的長度變化感應出機械應力。
[0014] 這允許透鏡與攝像機系統的光學軸線和機動車的行駛軸線的之間的機械公差鏈 (Toleranzkette)的減小。因此，還得到攝像機系統通過相應設計的承載點的有利的耦合。
[0015] 由從屬權利要求以及參考附圖的描述得出有利的實施方式和擴展方案。
[0016] 根據本發明的一種有利的擴展方案設置，保持彈簧裝置實施為板簧、片簧、異形彈 簧（Formfeder)或者衝彎件（Drahtbiegeteil)。因此，由保持彈簧裝置導致的彈力可以有 利匹配於以下：藉助預先確定的彈力將圖像傳感器連同導熱的中間層壓緊到傳感器保持裝 置上。
[0017] 根據本發明的另一種有利的擴展方案設置，保持彈簧裝置具有鋼、彈簧鋼、不鏽 鋼、非鐵金屬、纖維複合材料或者玻璃纖維強化的塑料。這有利地允許保持彈簧裝置的成本 有利的製造。
[0018] 根據本發明的另一種有利的擴展方案設置，通過三個承載元件構造傳感器保持裝 置和殼體裝置之間的三點承載。因此，可以無間隙地支承模塊設備。
[0019] 根據本發明的另一個有利的擴展方案設置，圖像傳感器包括光敏感的電子構件並 且實施為C⑶圖像傳感器。
[0020] 根據本發明的另一個有利的擴展方案設置，傳感器保持裝置的至少一個連接元件 實施為精確匹配的開口。由此可以簡單裝配模塊設備和攝像機系統。
[0021] 根據本發明的另一種有利的擴展方案設置，保持彈簧裝置設置用於構造從圖像傳 感器至殼體裝置的導熱路徑。
[0022] 根據本發明的另一種有利的擴展方案設置，保持彈簧裝置設置為用於產熱的圖像 傳感器的餘熱的熱輻射的冷卻體。
[0023] 根據本發明的另一種有利的擴展方案設置，攝像機系統還具有窗玻璃保持裝置， 所述窗玻璃保持裝置與攝像機殼體耦合併且設計用於將攝像機系統與機動車連接。
[0024] 只要有意義，就可以任意相互組合以上的構型和擴展方案。
[0025] 本發明的其他可能的構型、擴展方案和實現也包括先前或者以下在實施例方面所 描述的本發明特徵的未明確提到的組合。在此特別地，本領域技術人員也將單個方面作為 改進或補充添加至本發明的相應的基本形式。
[0026] 由以下參考附圖的描述得出本發明的實施方式的其它特徵和優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 附圖示出：
[0028] 圖1 :用於根據本發明的一種實施方式的攝像機系統的模塊設備的示意圖；
[0029] 圖2 :根據本發明的另一種實施方式的攝像機系統的示意圖；
[0030] 圖3a_3c :根據本發明的三個其他的實施方式的調節裝置和所屬的承載元件的示 意圖；
[0031] 圖4 :調節裝置的和根據本發明的另一種實施方式的傳感器保持裝置的內部開口 的不意圖；
[0032] 圖5a :用於根據本發明的另一種實施方式的攝像機系統的模塊設備的示意圖；
[0033] 圖5b :根據本發明的另一種實施方式的傳感器保持裝置的示意圖；
[0034] 圖5c :根據本發明的另一種實施方式的保持彈簧裝置的示意圖；
[0035] 圖5d :用於根據本發明的另一種實施方式的攝像機系統的模塊設備的示意圖；
[0036] 圖6 :根據現有技術的攝像機模塊的示例圖。

【具體實施方式】
[0037] 在附圖的示圖中，如果沒有其他說明，相同和功能相同的元素、特徵和元件分別設 有相同的參考標記。
[0038] 還要理解的是，為清楚起見和可理解性沒有必要彼此成比例地複述附圖中的元件 和元素。
[0039] 圖1示出用於根據本發明的一種實施方式的攝像機系統的模塊設備的示意圖。
[0040] 用於攝像機系統的模塊設備100包括殼體裝置140、傳感器保持裝置130、鏡頭裝 置120和保持彈簧裝置170。
[0041] 殼體裝置140例如具有內部開口 140a並且設計用於實現模塊設備100在機動車 中的安裝位置的調節。
[0042] 傳感器保持裝置130例如具有上部區域130a和底座區域130b並且與殼體裝置 140通過至少一個承載元件131a-131c耦合。此外，傳感器保持裝置130例如設計用於容納 圖像傳感器150。
[0043] 殼體裝置140還具有用於容納至少一個承載元件131a_131c的至少一個調節裝置 141a-141c。
[0044] 圖像傳感器150例如設計為用於通過光感應的電信號發生裝置拍攝二維圖像的 傳感器，尤其設計為CCD傳感器或者CCD圖像傳感器或者具有並排或者重疊的顏色靈敏的 傳感器的CMOS傳感器。在此，CO)表示"電荷稱合構件（charge-coupled device)"，德語 "Ladungsgekoppeltes Bauelement，'。
[0045] 鏡頭裝置120例如與傳感器保持裝置130在上部區域130a上通過至少一個連接 元件132a、132b耦合併且還設計用於在圖像傳感器150上產生光學成像。鏡頭裝置120例 如具有多個光學透鏡161、162、163、164、165。透鏡161、162、163、164、165例如構成以具有 光學軸線0A的光學透鏡系統的形式的鏡頭。
[0046] 保持彈簧裝置170例如與傳感器保持裝置130的底座區域130b耦合併且設計用 於將圖像傳感器150壓緊到傳感器保持裝置130上。在此，保持彈簧裝置170構造用於壓 向傳感器保持裝置130的底座區域130b。
[0047] 例如在保持彈簧裝置170與圖像傳感器150之間構造導熱的中間層151，所述導 熱的中間層藉助圖像傳感器150的表面的低的機械應力能夠實現圖像傳感器150的導熱接 觸。
[0048] 保持彈簧裝置170可以藉助至少一個連接裝置145a、145b與傳感器保持 裝置130的底座區域130b耦合。對此，底座區域130b可以具有相應的切口元件 (Einkerbungselement)146a、146b〇
[0049] 所述至少一個連接裝置145a、145b構造為螺栓連接。所述至少一個連接裝置 145a、145b同樣可以構造為鉚釘連接或卡緊連接或者構造為其他的固定裝置。
[0050] 圖2示出根據本發明的另一種實施方式的攝像機系統的示意圖。
[0051] 用於機動車的攝像機系統包括模塊設備100、攝像機電子器件200和攝像機殼體 300。
[0052] 模塊設備100包括殼體裝置140、傳感器保持裝置130、鏡頭裝置120和保持彈簧 裝置170。
[0053] 傳感器保持裝置130例如由熱塑性塑料或者由能夠在某個溫度區間成型的其他 塑料製造並且例如設有結構化的金屬化部，通過所述金屬化部通過鍵合接線能夠接觸圖像 傳感器150。
[0054] 攝像機電子器件200設計用於信號轉換，其中，攝像機電子器件200集成在主印製 電路板210上並且與模塊設備100的圖像傳感器150耦合併且設計用於將從圖像傳感器 150接收的信號轉換為圖像信息。
[0055] 攝像機殼體300設計用於容納模塊設備100和主印製電路板210並且具有卡鎖保 持裝置，所述卡鎖保持裝置設計用於攝像機系統的裝配。
[0056] 模塊設備100例如通過窗玻璃保持裝置320錨定在機動車的前窗玻璃上。通過設 置在軸承座300a中的調節芯軸320a相對於機動車調節攝像機殼體300。通過保持彈簧裝 置170,相對於攝像機殼體300調節模塊設備。
[0057] 在此，模塊設備100的殼體裝置140可以固定地與攝像機殼體300相連。
[0058] 通過與主印製電路板210的鍵合接線實現圖像傳感器150的電接觸。
[0059] 可以通過夾緊連接、粘合連接、卡緊連接或者螺栓連接實現攝像機殼體300與窗 玻璃保持裝置320的機械耦合。通過調節裝置141a-141c結合承載元件131a-131c實現承 載點確定，所述承載元件例如實施為3點承載。
[0060] 圖3a、3b和3c示出根據本發明的三個其他的實施方式的調節裝置和所屬的承載 元件的示意圖。
[0061] 如圖3a中示出的那樣，調節裝置141a_141c例如構造為球形的凹部並且設置用於 容納至少一個錐形的承載元件131a-131c。
[0062] 如圖3b中示出的那樣，調節裝置141a_141c例如構造為切口形式的凹部並且設置 用於容納至少一個具有球狀表面的承載元件131a-131c。
[0063] 如圖3c中示出的那樣，調節裝置141a例如構造為錐形的凹部並且設置用於容納 至少一個球形的承載元件131a。
[0064] 在此，在圖3c中示出，在傳感器保持裝置130的哪個位置上保持彈簧170施加壓 緊力F到傳感器保持裝置130的球形的承載元件131a上，以便使所述球形的承載元件131a 壓緊到球形的調節裝置141a上。
[0065] 通過相應設置的容納元件131a_131c和所屬的調節裝置141a_141c的使用，可以 藉助通過保持彈簧裝置170產生的壓緊力F實現模塊設備100的自身調節、尤其傳感器保 持裝置130的位置相對於殼體裝置140的位置的自身調節。
[0066] 這允許，通過如此產生的壓緊力F使傳感器保持裝置130和殼體裝置140移動到 以下位置中：所述位置能夠實現保持彈簧裝置170的最大延展。
[0067] 圖4示出調節裝置141a_141c的和根據本發明的另一種實施方式的傳感器保持裝 置130的內部開口 143的示意圖。
[0068] 在傳感器保持裝置130的在圖4中示出的實施方式中，通過V溝槽結構構造調節 裝置141a-141c。傳感器保持裝置130的內部開口 143允許鏡頭裝置120的容納。
[0069] 圖5a示出用於根據本發明的另一種實施方式的攝像機系統的模塊設備的示意 圖。
[0070] 模塊設備包括傳感器保持裝置130、殼體裝置140以及保持彈簧裝置170。
[0071] 傳感器保持裝置130、殼體裝置140、鏡頭裝置120例如還構造為空間上注模的電 路載體（Molded Interconnect Device，MID :模塑互連器件）。
[0072] 圖5b示出根據本發明的另一種實施方式的傳感器保持裝置的示意圖。
[0073] 例如一件式地構造傳感器保持裝置130。但傳感器裝置130也可以由多個部件構 造。
[0074] 圖5c示出根據本發明的另一種實施方式的保持彈簧裝置的示意圖。
[0075] 保持彈簧裝置170例如設計為片簧並且由弧形地預拉伸的板狀的金屬帶構成。保 持彈簧裝置170可以具有鋼、彈簧鋼、不鏽鋼、非鐵金屬、纖維複合材料或者玻璃纖維強化 的塑料。
[0076] 圖5d示出用於根據本發明的另一種實施方式的攝像機系統的模塊設備的示意 圖。
[0077] 殼體裝置140例如實施為空間上注模的模製件。
[0078] 儘管以上藉助優選實施例描述了本發明，但是本發明不限於此，而是可以通過多 種方式方法進行修改。
【權利要求】
1. 一種用於攝像機系統的模塊設備（100)，所述模塊設備具有： 殼體裝置（140)，所述殼體裝置具有內部開口（140a)並且設計用於實現所述模塊設備 (100)在機動車中的安裝位置的調節； 傳感器保持裝置（130)，所述傳感器保持裝置具有上部區域（130a)和底座區域（130b) 並且所述傳感器保持裝置與所述殼體裝置（140)通過至少一個承載元件（131a-131c)耦合 並且所述傳感器保持裝置設計用於容納圖像傳感器（150); 鏡頭裝置（120)，所述鏡頭裝置與所述傳感器保持裝置（130)在所述上部區域（130a) 上通過至少一個連接元件（132a，132b)耦合併且所述鏡頭裝置設計用於在所述圖像傳感 器（150)上產生光學成像； 保持彈簧裝置（170)，所述保持彈簧裝置與所述傳感器保持裝置（130)的底座區域 (130b)耦合併且所述保持彈簧裝置設計用於藉助彈力將圖像傳感器（150)連同導熱的中 間層（151)壓緊到所述傳感器保持裝置（130)上並且在此通過所述導熱的中間層（151)構 造導熱路徑。
2. 根據權利要求1所述的模塊設備（100)，其中，所述保持彈簧裝置實施為板簧、片簧、 異形彈簧或者衝彎件。
3. 根據權利要求1或2所述的模塊設備（100)，其中，所述保持彈簧裝置（170)具有鋼、 彈簧鋼、不鏽鋼、非鐵金屬、纖維複合材料或者玻璃纖維強化的塑料。
4. 根據以上權利要求中任一項所述的模塊設備（100)，其中，通過三個承載元件 (131a-131c)構造所述傳感器保持裝置（130)和所述殼體裝置（140)之間的三點承載。
5. 根據以上權利要求中任一項所述的模塊設備（100)，其中，所述圖像傳感器（150)包 括光敏感的電子構件並且實施為CCD圖像傳感器。
6. 根據以上權利要求中任一項所述的模塊設備（100)，其中，所述傳感器保持裝置 (130)的至少一個連接元件（132a、132b)實施為精確匹配的開口。
7. 根據以上權利要求中任一項所述的模塊設備（100)，其中，所述保持彈簧裝置（170) 設置用於構造從所述圖像傳感器（150)至所述殼體裝置（140)的導熱路徑。
8. 根據以上權利要求中任一項所述的模塊設備（100)，其中，所述保持彈簧裝置（170) 設置為用於產熱的圖像傳感器（150)的餘熱的熱輻射的冷卻體。
9. 一種用於機動車的攝像機系統，所述攝像機系統具有： 根據權利要求1至8中任一項所述的模塊設備（100); 用於信號轉換的攝像機電子器件（200)，其中，所述攝像機電子器件（200)集成在主印 制電路板（210)上並且與所述模塊設備（100)的圖像傳感器（150)耦合併且設計用於將從 所述圖像傳感器（150)接收的信號轉換為圖像信息； 攝像機殼體（300)，所述攝像機殼體設計用於容納所述模塊設備（100)和所述主印製 電路板（210)並且所述攝像機殼體具有調節凹部（305)，所述調節凹部設計用於容納所述 保持彈簧裝置（170)並且用於將所述模塊設備（100)固定在所述攝像機殼體中。
10. 根據權利要求9所述的攝像機系統，所述攝像機系統還具有： 窗玻璃保持裝置（320)，所述窗玻璃保持裝置與所述攝像機殼體（300)耦合併且設計 用於將所述攝像機系統與機動車連接。
11. 一種保持彈簧裝置（170)，所述保持彈簧裝置能夠與傳感器保持裝置（130)的底座 區域（130b)耦合併且所述保持彈簧裝置設計用於將圖像傳感器（150)連同導熱的中間層 (151)壓緊到傳感器保持裝置（130)上並且在此通過所述導熱的中間層（151)構造導熱路 徑。
12.根據權利要求11所述的保持彈簧裝置，其中，所述保持彈簧裝置（170)實施為板 簧、片簧、異形彈簧或者衝彎件。
【文檔編號】G03B17/55GK104106004SQ201380008384
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年1月23日 優先權日:2012年2月10日
【發明者】U·塞格, N·鮑爾 申請人:羅伯特·博世有限公司