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Die Erfindung betrifft gemäß dem unabhängigen Anspruch eine Vorrichtung zur Befestigung einer Kamera an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe.
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Moderne Fahrzeuge werden zunehmend mit Kamera-basierten Fahrerassistenzsystemen ausgestattet, beispielsweise zur intelligenten Scheinwerfersteuerung, Fahrspurerkennung, Verkehrszeichenerkennung oder Hindernisdetektion. Kameras zur Erfassung des Fahrzeugumfelds vor und hinter einem Fahrzeug werden in der Regel an der Windschutz- oder Frontscheibe bzw. an der Heckscheibe von innen befestigt. Bei den eingesetzten Kameras handelt es sich üblicherweise um Module, die sowohl eine Optik und einen bildgebenden Sensor (Imager) als auch eine Elektronik zur Bildverarbeitung in einem Gehäuse integrieren. Im Betrieb können solche Kameramodule durch Verlustleistung eine beträchtliche Abwärme entwickeln, die für einen zuverlässigen Betrieb abgeführt werden muss. Durch starke Sonneneinstrahlung auf die Fahrzeugscheiben kann die Betriebstemperatur dieser Kameramodule zusätzlich erhöht werden.
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Bei den an der Front- und/oder Heckscheibe innen befestigten Kameramodulen ist zudem eine möglichst genaue und stabile Befestigung erforderlich, um die zur Erfüllung der Systemfunktionen erforderliche Abbildungsgenauigkeit zu erhalten. Die Befestigung sollte hierbei geringe Toleranzmasse auch nach langjährigem Betrieb aufweisen. Um solche Anforderungen zu erfüllen, kann ein Kameramodul zur Befestigung im Fahrzeug nach unten auf Referenzflächen eines an der Scheibe angebrachten Halters mittels Federn gedrückt werden. Hierbei weist das Kameramodul üblicherweise Befestigungsmerkmale, z.B. in Form von Bolzen auf, die die Referenzflächen des Halters kontaktieren.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 200 966 A1 beschreibt eine Modulvorrichtung für ein Kamerasystem mit einer Gehäuseeinrichtung, die eine innere Öffnung aufweist und welche dazu ausgelegt ist, eine Justage einer Einbauposition der Modulvorrichtung in einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen. Weiterhin umfasst die Modulvorrichtung eine Haltefedereinrichtung, welche an einem Sockelbereich einer Sensorhalterungseinrichtung gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, einen Bildsensor mit einer wärmeleitenden Zwischenschicht an die Sensorhalterungseinrichtung mittels Federkraft anzupressen und dabei einen Wärmeleitungspfad über die wärmeleitende Zwischenschicht auszubilden.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2011 116 388 A1 ist eine optische Vorrichtung mit einem optischen Modul bekannt. Das optische Modul ist z. B. über eine verstellbare Haltevorrichtung mit dem Gehäuse der optischen Vorrichtung verbunden bzw. in dem Gehäuse angeordnet. Bei der verstellbaren Haltevorrichtung handelt es sich z. B. um eine mechanische verstellbare Haltevorrichtung, umfassend Verbindungselemente zwischen optischen Modul und Gehäuse sowie eine Feder und eine Verstellschraube.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 222 905 A1 betrifft eine Kameraanordnung mit einem Bildsensor, welcher über ein Wärmeleitmittel an einem metallischen Gehäuseteil des Kameragehäuses anliegt.
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Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, die Befestigung einer Kamera an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein der Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, die eingangs geschilderte Befestigung einer Kamera bzw. eines Kameramoduls an der Innenseite der Scheibe eines Fahrzeugs dadurch zu verbessern, dass eine Wärmeübertragung zwischen der Kamera und Fahrzeugteilen stattfinden kann. Erreicht wird dieses Ziel dadurch, dass zwischen einer in Bezug zur Fahrzeugscheibe feststehende Abdeckung der Kamera und der Kamera selbst ein oder mehrere elastische, wärmeleitende Elemente angeordnet werden, welche die Kamera gegen die Innenseite der Fahrzeugscheibedrücken, insbesondere gegen ein an der Innenseite der Fahrzeugscheibe angebrachtes Befestigungselement (Halter). Die wärmeleitenden Elemente können insbesondere zwischen der Kamera und in den Fahrzeuginnenraum gerichteten Elementen wie beispielsweise ein Beauty cover angeordnet sein. Von der Kamera im Betrieb durch Verlustleistung erzeugte Abwärme kann somit über das oder die elastischen, wärmeleitenden Elemente auf die Abdeckung übertragen werden. Die Abdeckung kann wiederum Wärme in den Fahrzeuginnenraum abstrahlen oder über Konvektion abgeben. Für diese neuartige Befestigung werden die Bezüge der Kamera am Fahrzeug so geändert, dass die Kamera an mindestens zwei oder mehr Punkten unmittelbar gegen die Innenseite der Fahrzeugscheibe oder mittelbar gegen einen auf der Scheibe angebrachten Halter abgestützt wird, bei einer Frontkamera beispielsweise drei Punkte nach oben und zwei weitere Punkte in Fahrtrichtung. Die Abstützpunkte können beispielsweise durch Klammern gebildet werden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zur Befestigung einer Kamera an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe umfassend eine in Bezug zur Fahrzeugscheibe feststehende Abdeckung der Kamera und ein oder mehrere elastische, wärmeleitende Elemente, die zwischen der Abdeckung und der Kamera derart angeordnet sind, dass sie die Kamera gegen die Innenseite der Fahrzeugscheibe oder ein an der Fahrzeugscheibe angebrachtes Element drücken. Durch Verlustleistung der Kamera im Betrieb erzeugte Abwärme kann durch das mindestens eine elastische, wärmeleitende Element auf die Abdeckung übertragen werden, die wiederum die Abwärme in den Fahrzeuginnenraum abstrahlen oder durch Konvektion in den Fahrzeuginnenraum übertragen kann.
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Um eine gleichzeitig hohe Elastizität und gute Wärmeleitung zu erzielen, kann ein elastisches, wärmeleitendes Element durch ein Wärmeleitpad, insbesondere, aber nicht nur, aus Graphit oder einem wärmeleitfähigen Gummi, durch eine oder mehrere Kugeln aus wärmeleitfähigem Silikon oder durch eine Metallfeder gebildet sein.
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Die Abdeckung kann aus einem thermisch leitenden Material bestehen, wodurch die über das mindestens eine elastische, wärmeleitende Element von der Kamera zugeführte Abwärme effizient auf die gesamte Abdeckung verteilt und durch die gesamte Fläche der Abdeckung abgestrahlt werden kann.
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Die Abdeckung kann derart ausgebildet sein, dass sie über das mindestens eine elastische, wärmeleitende Element von der Kamera zugeführte Abwärme derart in den Fahrzeuginnenraum abstrahlen kann, dass die Betriebstemperatur der Kamera innerhalb eines vorgegebenen Bereichs bleibt. Beispielsweise kann die Abdeckung derart gestaltet werden, dass die Abstrahlfläche ausreichend groß ist, um die Kamera-Betriebstemperaturen auch bei ungünstigsten Bedingungen im vorgesehenen Bereich zu halten. Weiterhin kann die Abdeckung derart ausgebildet sein, dass sie die Kamera zum Fahrzeuginnenraum vollständig umschließt. Hierdurch kann der Gestaltungsspielraum für das Design der Abdeckung vergrößert werden, wodurch die Abdeckung beispielsweise so ausgebildet werden kann, dass eine möglichst gute Konvektion für die Abwärme der Kamera durch eine von einer Lüftung erzeugten Luftströmung im Fahrzeuginnenraum erreicht werden kann.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem/den in der/den Zeichnung(en) dargestellten Ausführungsbeispiel(en).
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der/den Zeichnung(en) werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
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Die Zeichnung(en) zeigt/zeigen in
- 1 eine Seitenansicht eines Teil-Schnitts durch ein Ausführungsbeispiel einer Befestigungsvorrichtung für eine Kamera an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe gemäß der Erfindung; und
- 2 drei verschiedene Ausführungsbeispiele von zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Kamera-Befestigungsvorrichtung ausgebildeten elastischen, wärmeleitenden Elementen.
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In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.
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1 zeigt ein Kameramodul 10, im Folgenden kurz als Kamera bezeichnet, und die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung in einer teilweisen Schnittansicht von der Seite. Die Kamera 10 umfasst ein keilförmig ausgebildetes Gehäuse 18, das zur Montage im Bereich des Rückspiegels an der Innenseite der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Im montierten Zustand ist die Frontseite 24 des Gehäuses 18 der Windschutzscheibe zugewandt. In einer Aussparung 26 des Gehäuses befindet sich die Optik 16 der Kamera, um den Bereich vor einem Fahrzeug erfassen zu können.
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Das Gehäuse 18 wird über zwei Abstützklammern 20, 22 gegenüber Abstützflächen an der Windschutzscheibe abgestützt: die Klammer 20 stützt das Gehäuse 18 nach oben gegen die Windschutzscheibe und die Klammer 22 stützt das Gehäuse 18 nach vorne in Fahrtrichtung gegen die Windschutzscheibe ab. Die Kamera 10 bzw. deren Gehäuse 18 wird von unten an die Abstützflächen an die Windschutzscheibe gedrückt.
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Der erforderliche Anpressdruck wird durch eine elastische Matte 14 erzeugt, die zwischen dem Gehäuse 18 der Kamera 10 und einer Abdeckung 12 der Kamera 10 angeordnet ist. Die Abdeckung 12 ist hierzu feststehend in Bezug auf die Windschutzscheibe. Beispielsweise kann sie an der Windschutzscheibe an vorgegebenen Fixierpunkten fixiert sein, oder fest mit dem Fahrzeugdach verbunden sein.
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Die elastische Matte 14 besitzt gute wärmeleitende Eigenschaften, so dass die im Betrieb der Kamera 10 erzeugte Abwärme über das Gehäuse 18, das beispielsweise zur besseren Wärmeabfuhr aus Metall bestehen kann, und die elastische, wärmeleitenden Matte 14 auf die Abdeckung 12 übertragen wird, die vorzugsweise aus einem thermisch leitenden Material besteht und die Wärme in den Fahrzeuginnenraum abstrahlen kann, wie in 1 durch die Pfeile angedeutet ist. Vor allem aufgrund des engen Kontakts zwischen der Matte 14 und dem Gehäuse 18 einerseits bzw. der Abdeckung 12 andererseits kann die Abwärme der Kamera 10 effizient abgeführt werden.
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Die Abdeckung 12 kann so ausgestaltet sein, dass sie die Kamera 10 zum Fahrzeuginnenraum hin vollständig umschließt. Die Abmessungen der Abdeckung 12, insbesondere ihre flächenmäßige Ausdehnung, sind vorzugsweise so bemessen, dass sie eine derart große Abstrahlfläche für die Abwärme der Kamera 10 besitzt, dass die Betriebstemperatur der Kamera innerhalb eines vorgegebenen Bereichs bleibt. Hierbei ist insbesondere auch eine Temperaturerhöhung aufgrund von Sonneneinstrahlung auf die Windschutzscheibe berücksichtigt, welche die Betriebstemperatur der Kamera 10 beträchtlich erhöhen kann.
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2 zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der elastischen, wärmeleitenden Matte 14: die links gezeigte Matte 140 wird durch eine mattenförmige Netzstruktur mit Wärmeleitpads gebildet, die vor allem aus Graphit oder einem Gummimaterial mit guten wärmeleitenden Eigenschaften bestehen können. Die Pads müssen hierbei zwei Eigenschaften besitzen: eine ausreichend große Elastizität, um einen entsprechenden Anpressdruck für die Kamera 10 zu erzeugen; gute wärmeleitende Eigenschaften, um die Abwärme der Kamera 10 effizient abführen zu können, und so die Betriebstemperatur der Kamera 10 in einem vorgegebenen Temperaturbereich halten zu können. In der Mitte von 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei der die Matte 142 durch eine mattenförmige Netzstruktur mit Kugeln aus wärmeleitfähigem Silikon gebildet ist. Schließlich zeigt die rechte Abbildung in 2 ein Ausführungsbeispiel einer wärmeleitende, elastische Matte 144 mit Rillen, um eine Konvektion zwischen dem Gehäuse 18 und der Matte 144 gewährleisten zu können.
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Anstelle einer Matte oder einer mattenförmigen Netzstruktur aus elastischen wärmeleitenden Elementen kann auch eine oder mehrere Metallfedern aus elastisches, wärmeleitendes Element eingesetzt werden.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen einer zur Befestigung an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe vorgesehenen Kamera und einer Abdeckung dieser Kamera zum Fahrzeuginnenraum hin ein oder mehrere elastische, wärmeleitend Elemente angeordnet sind, welche die Kamera gegen die Fahrzeugscheibeninnenseite, insbesondere gegen Abstützpunkte an der Scheibe, definiert drücken. Durch den engen Kontakt zwischen dem oder den elastischen, wärmeleitenden Element(en) und der Kamera einerseits und der Abdeckung andererseits sowie entsprechender Wärmeleitungseigenschaften des Elements bzw. der Elemente kann Abwärme der Kamera effizient über die Abdeckung in den Fahrzeuginnenraum abgegeben werden. Mit der Erfindung kann daher sowohl eine Lösung zur Kamerabefestigung an einer Scheibeninnenseite geschaffen werden, die Gestaltungsspielraum beim Design der Abdeckung schafft und zudem eine effiziente Wärmeabführung gewährleisten kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kamera(modul)
- 12
- Abdeckung der Kamera 10
- 14
- wärmeleitende, elastische Matte
- 140
- mattenförmige Netzstruktur mit Wärmeleitpads
- 142
- mattenförmige Netzstruktur mit Kugeln aus wärmeleitfähigen Silikon
- 144
- wärmeleitende, elastische Matte mit Rillen
- 16
- Optik der Kamera 10
- 18
- Gehäuse der Kamera 10
- 20
- Abstützklammer nach oben
- 22
- Abstützklammer nach vorne
- 24
- Frontseite des Gehäuses 18
- 26
- Aussparung des Gehäuses 18 für die Optik 16
