DE102013212990A1 - Ribbon cable for vehicle cameras - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Flachbandkabel 1, insbesondere zum Verbinden von elektronischen Komponenten in einem Fahrzeugkamerasystem, mit mehreren Adern 2, die über eine Isolierung 3 miteinander verbunden und in einer flachen Ebene parallel nebeneinander geführt sind.The invention relates to a flat cable 1, in particular for connecting electronic components in a vehicle camera system, with a plurality of wires 2, which are connected to each other via an insulation 3 and guided in a flat plane parallel to each other.
Description
Die Erfindung betrifft ein Flachbandkabel, insbesondere zum Verbinden von elektronischen Komponenten in einem Fahrzeugkamerasystem. The invention relates to a ribbon cable, in particular for connecting electronic components in a vehicle camera system.
In Fahrzeugen finden vermehrt Kamerasysteme Anwendung. Die Kamerasysteme haben dabei vielfältige Aufgaben, z.B. Spur-, Verkehrszeichen- und Objekterkennung zur Umsetzung von unterschiedlichen Fahrerassistenzfunktionen. In vehicles, more and more camera systems are used. The camera systems have a variety of tasks, e.g. Track, traffic sign and object recognition for the implementation of different driver assistance functions.
Zu den derzeit komplexesten Varianten von Fahrzeugkameras zählen Stereokamerasysteme, mittels derer Tiefen- bzw. Entfernungsinformationen gewonnen werden können. Hierzu ist es erforderlich, dass die beiden Kameramodule einer Stereokamera gegeneinander ausgerichtet werden. Das erfordert wiederum eine flexible Anbindung zumindest eines der beiden Kameramodule. At present, the most complex variants of vehicle cameras include stereo camera systems, by means of which depth or distance information can be obtained. For this it is necessary that the two camera modules of a stereo camera are aligned against each other. This in turn requires a flexible connection of at least one of the two camera modules.
Fahrzeugkamerasysteme haben im Allgemeinen einen Aufbau aus einem Kameramodul, mit Objektiv und Bildaufnahmeelement, sowie aus einer Auswerteelektronik. Kameramodul und Auswerteelektronik sind dabei in der Regel in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Im Falle einer Stereokamera umfasst diese zwei Kameramodule. Vehicle camera systems generally have a structure consisting of a camera module, with lens and image recording element, as well as an evaluation electronics. Camera module and evaluation are usually arranged in a common housing. In the case of a stereo camera, this includes two camera modules.
Um Fahrzeugkamerasysteme möglichst kompakt aufzubauen, wird die Auswerteelektronik meist unterhalb des Sichttrichters des Kameramoduls sowie mit einem kleinen Winkel relativ zu der horizontalen Blickrichtung des Kameramoduls verbaut. Das Kameramodul selbst erfordert dabei eine annähernd senkrechte Ausrichtung, um den gewünschten Sichtbereich vor dem Fahrzeug abdecken zu können. In order to build vehicle camera systems as compact as possible, the evaluation is usually installed below the viewing funnel of the camera module and with a small angle relative to the horizontal viewing direction of the camera module. The camera module itself requires an approximately vertical orientation in order to cover the desired field of vision in front of the vehicle.
Ein solcher Aufbau ist beispielsweise aus der
Für die elektrische Verbindung der beiden Leiterplatten gibt es verschiedenste Technologien wie z.B. Steckverbinder, Leiterplattensteckverbinder oder flexible Leiterplatten. Die meisten dieser Verbindungstechnologien haben jedoch den Nachteil, dass diese relativ starr sind, wodurch keine oder nur geringe Toleranzen bei der Ausrichtung des Kameramoduls zur Auswerteeinheit ausgeglichen werden können. Selbst Verbindungstechnologien die Toleranzen zulassen, bringen oft relativ große Kräfte in die Verbindung und Leiterplatten ein. Dieser Krafteintrag kann zur Defokussierung des Kameramoduls führen. For the electrical connection of the two circuit boards, there are various technologies such. Connectors, printed circuit board connectors or flexible printed circuit boards. However, most of these connection technologies have the disadvantage that they are relatively rigid, whereby no or only small tolerances in the alignment of the camera module can be compensated for evaluation. Even connection technologies that tolerate, often bring relatively large forces in the connection and PCBs. This force entry can lead to defocusing of the camera module.
Eine Möglichkeit die Kräfte zu reduzieren, ist die Verwendung von flexiblen Flachbandkabeln zusammen mit Nullkraftsteckern. Flachbandkabel sind u.a. auch unter den Begriffen Flexverbinder, Flexfolien, Flexkabel, Flexible flat cable oder Ribbon cable bekannt. One way to reduce power is to use flexible ribbon cables together with zero force connectors. Ribbon cables are u.a. also known under the terms flex connector, flex film, flex cable, flexible flat cable or ribbon cable.
Eine solche Verbindung mittels Flachbandkabel ist aus der
Mit einer derartigen Verbindung, die in
- – Laterale Verschiebung in X-Richtung
10 - – Laterale Verschiebung in Z-
Richtung 11 - – Verdrehung um die Y-
Achse 12
- - Lateral displacement in the
X direction 10 - - Lateral displacement in the
Z direction 11 - - Rotation around the Y-
axis 12
Nachteilig ist jedoch, dass Toleranzen in den folgenden Freiheitsgraden weiterhin nur bedingt aufgefangen werden können:
- – Laterale Verschiebung in Y-Richtung
- – Verdrehung um die X-Achse (Rollwinkel)
- – Verdrehung um die Z-Achse (Gierwinkel)
- - Lateral displacement in the Y direction
- - rotation about the X-axis (roll angle)
- - rotation about the Z axis (yaw angle)
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zur Verbindung von elektronischen Komponenten anzugeben, insbesondere für in ein Fahrzeugkamerasystem, mit der auch die vorangehend genannten Freiheitsgrade abgefangen werden können. The invention is therefore based on the object to provide a solution for the connection of electronic components, in particular for in a vehicle camera system, with which also the aforementioned degrees of freedom can be intercepted.
Diese Aufgabe wird durch Flachbandkabel mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind. This object is achieved by ribbon cables having the features of
Das erfindungsgemäße Flachbandkabel dient bevorzugt zum Verbinden von elektronischen Komponenten in einem Fahrzeugkamerasystem. Das Flachbandkabel umfasst dabei mehrere Adern, die über eine Isolierung miteinander verbunden und in einer flachen Ebene parallel nebeneinander geführt sind. Das Flachbandkabel kann hierzu mit einer bestimmten Länge ausgeführt und, beispielsweise zur Verbindung mit Nullkraftsteckern, an beiden Enden abisoliert sowie einseitig verstärkt sein. The ribbon cable according to the invention is preferably used for connecting electronic components in a vehicle camera system. The ribbon cable comprises several wires, which are connected to each other via insulation and guided parallel to each other in a flat plane. The ribbon cable can this run with a certain length and, for example, for connection to zero force connectors, stripped at both ends and reinforced on one side.
Erfindungsgemäß ist das Flachbandkabel in mehrere Segmente aufgeteilt. Die Segmente sind dadurch gekennzeichnet, dass diese jeweils eine Vielzahl der Adern des Flachbandkabels umfassen, insbesondere zwei oder mehr Adern, wobei die Adern eines Segments über die Isolierung des Flachbandkabels miteinander verbunden, d.h. mechanisch gekoppelt, und in einer flachen Ebene parallel nebeneinander geführt sind. Die Segmente sind weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den Segmenten, d.h. die Verbindung zwischen den äußeren Adern jeweils zweier benachbarter Segmente über die Isolierung des Flachbandkabels, zumindest über eine bestimmte Länge aufgetrennt ist. Dabei ist die eine mechanische Verbindung herstellende Isolierung des Flachbandkabels zwischen den jeweils äußeren Adern zweier benachbarter Segmente des Flachbandkabels über die entsprechende Länge unterbrochen, bevorzugt durch eine spalt- bzw. schlitzartige Auftrennung bzw. Aussparung, wodurch die Segmente in dem entsprechenden Bereich mechanisch voneinander getrennt bzw. entkoppelt sind. According to the invention, the ribbon cable is divided into several segments. The segments are characterized in that each one Variety of wires of the ribbon cable include, in particular two or more wires, wherein the wires of a segment connected to each other via the insulation of the ribbon cable, ie, mechanically coupled, and are guided parallel to each other in a flat plane. The segments are further characterized in that the connection between the segments, ie the connection between the outer strands of each two adjacent segments on the isolation of the ribbon cable, at least over a certain length is separated. In this case, the isolation of the ribbon cable producing a mechanical connection between the respective outer cores of two adjacent segments of the ribbon cable is interrupted over the corresponding length, preferably by a gap-like or slit-like separation or recess, whereby the segments are mechanically separated from one another in the corresponding region are decoupled.
Das Flachbandkabel kann beispielsweise in zwei, drei oder vier Segmente aufgeteilt sein, wobei die Segmente jeweils bevorzugt eine identische Anzahl an Adern umfassen und/oder eine identische Breite aufweisen. Ist das Flachbandkabel beispielsweise mit bis zu 96 Kontakten und entsprechend 96 Adern ausgebildet, so kann das Flachbandkabel beispielsweise in zwei Segmente mit je 48, drei Segmente mit je 32 oder vier Segmente mit je 24 Adern aufgeteilt sein. The ribbon cable can be divided into, for example, two, three or four segments, wherein the segments each preferably comprise an identical number of wires and / or have an identical width. If the ribbon cable is formed, for example, with up to 96 contacts and correspondingly 96 cores, then the ribbon cable can be divided, for example, into two segments of 48 each, three segments of 32 each, or four segments of 24 cores each.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flachbandkabels beträgt die Länge der Auftrennung der verbindenden Isolierung zwischen den Segmenten weniger als 50% der Gesamtlänge des Flachbandkabels. Dies dient dazu, dass insbesondere für die automatisierte Handhabung des Flachbandkabels im Fertigungs- bzw. Montageprozess, beispielsweise bei der Anordnung des Flachbandkabels in einem Kameramodul, möglichst große Versteifungsbereiche zur Verfügung stehen. According to a preferred embodiment of the ribbon cable according to the invention, the length of the separation of the connecting insulation between the segments is less than 50% of the total length of the ribbon cable. This serves in particular for the automated handling of the ribbon cable in the production or assembly process, for example in the arrangement of the ribbon cable in a camera module, as large as possible stiffening areas are available.
Die Auftrennung bzw. die Auftrennungen der Isolierung sind weiterhin vorzugsweise mittig zwischen zwei endseitigen Verstärkungen des Flachbandkabels angeordnet, d.h. mittig bzw. zentriert zwischen den äußeren Enden des Flachbandkabels. The separation or the separation of the insulation are further preferably arranged centrally between two end reinforcements of the ribbon cable, i. centered or centered between the outer ends of the ribbon cable.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Kamerasystem, bei dem in einem Gehäuse eine ersten Leiterplatte mit einem Objektiv und einem Bildaufnahmeelement sowie eine zweite Leiterplatte mit einer Auswerteelektronik angeordnet sind, und bei dem die erste Leiterplatte elektrisch mit der zweiten Leiterplatte mittels des erfindungsgemäßen Flachbandkabels flexibel verbunden ist. The invention further comprises a camera system in which a first printed circuit board with a lens and an image pickup element and a second printed circuit board with evaluation electronics are arranged in a housing, and in which the first printed circuit board is flexibly connected to the second printed circuit board by means of the ribbon cable according to the invention.
Das Kamerasystem kann insbesondere auch als Stereokamerasystem ausgebildet sein und hierzu eine dritte Leiterplatte umfassen, die ebenfalls mit einem Objektiv und einem Bildaufnahmeelement ausgestaltet und elektrisch mit der zweiten Leiterplatte mittels des erfindungsgemäßen Flachbandkabels flexibel verbunden ist. The camera system may in particular also be designed as a stereo camera system and for this purpose comprise a third printed circuit board, which is likewise configured with an objective and an image recording element and is flexibly connected to the second printed circuit board by means of the ribbon cable according to the invention.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Fahrzeug, in dem ein Kamerasystem nach einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen angeordnet ist. The invention further comprises a vehicle in which a camera system according to one of the embodiments described above is arranged.
Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Flachbandkabels, insbesondere beim Einsatz in einem Mono- oder Stereokamerasystem, bestehen darin, dass durch die Unterteilung des Flachbandkabels in Segmente, die durch eine zumindest teilweise Auftrennung der verbindenden Isolierung des Flachbandkabels zwischen den Segmenten mechanisch voneinander entkoppelt sind, die Flexibilität des gesamten Flachbandkabels deutlich erhöht wird. Jedes einzelne Segment kann in sich verdreht werden. Dadurch können Rollwinkel und Gierwinkel der elektronischen Komponenten bei deren Ausrichtung zueinander deutlich besser aufgefangen werden. Eine nennenswerte laterale Verschiebung in Y-Richtung (vgl.
Weitere Vorteile sowie optionale Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flachbandkabels gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren hervor. Further advantages and optional embodiments of the ribbon cable according to the invention will become apparent from the following description and the figures.
Es zeigt It shows
In
Erfindungsgemäß ist das Flachbandkabel
- – die laterale Verschiebung in Y-
Richtung 7 , - – die Verdrehung um die X-Achse
8 (Rollwinkel) und - – die Verdrehung um die Z-Achse
9 (Gierwinkel),
- – Laterale Verschiebung in
X-Richtung 10 - – Laterale Verschiebung in Z-
Richtung 11 - – Verdrehung um die Y-
Achse 12
- - the lateral displacement in the
Y direction 7 . - - The rotation about the X-axis
8th (Roll angle) and - - The rotation about the Z-axis
9 (Yaw angle),
- - Lateral displacement in the
X direction 10 - - Lateral displacement in the
Z direction 11 - - Rotation around the Y-
axis 12
Diese zusätzlichen bzw. erhöhten Freiheitsgrade sind insbesondere vorteilhaft bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Flachbandkabels
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Flachbandkabel Ribbon cable
- 2 2
- Adern veins
- 3 3
- Isolierung insulation
- 4 4
- Versteifung stiffening
- 5 5
- Segmente segments
- 6 6
- Auftrennung/ Aussparung Separation / recess
- 7 7
- Laterale Verschiebung in Y-Richtung Lateral displacement in the Y direction
- 8 8th
-
Verdrehung um X-Achse
8 (Rollwinkel) Twist around X axis8th (Roll angle) - 9 9
-
Verdrehung um Z-Achse
9 (Gierwinkel) Twist around Z axis9 (Yaw angle) - 1010
- Laterale Verschiebung in X-Richtung Lateral displacement in the X direction
- 11 11
- Laterale Verschiebung in Z-Richtung Lateral displacement in the Z direction
- 12 12
- Verdrehung um Y-Achse Twist around Y-axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102010023293 A1 [0009] DE 102010023293 A1 [0009]
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