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STAND DER TECHNIK
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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kameravorrichtung und ein Kameramodul für ein Fahrzeug.
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[Betreffender Stand der Technik]
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Aus den vergangenen Jahren sind Fahrzeuge bekannt, in denen eine Kamera auf einer Windschutzscheibe von innerhalb des Fahrzeugraums angeordnet ist, dessen Aufgabe die Durchführung einer Fahrunterstützungssteuerung und dergleichen ist. Als Kamera zur Verwendung in einem derartigen Fahrzeug ist eine in der JP A 2007 225991 beschriebene On-Board-Kamera bekannt. Die in der JP A 2007 225991 beschriebene On-Board-Kamera weist einen Objektivtubus und ein Gehäuse auf. Der Objektivtubus hat ein Objektiv und einen etwa rohrförmigen Objektiv-Halteabschnitt, der das Objektiv hält. Das Gehäuse hat einen Objektivträger-Halteabschnitt und einen Gehäusehauptkörperabschnitt. Der Objektivtubus-Halteabschnitt ist etwa rohrförmig und hält den Objektivtubus. Der Gehäusehauptkörperabschnitt ist etwa gehäuseartig und nimmt einen Bildsensor darin auf. Ein Endabschnitt des Objektivtubus ist in den Objektivtubus-Halteabschnitt eingepasst und an einer Position befestigt, an welcher der Fokus eingestellt wird.
DE 11 2012 003 221 T5 offenbart ein Fahrzeugkamerasystem mit einer Leiterplatte, in der sich eine Öffnung befindet und eine Bildaufnehmer-Baugruppe des Fahrzeugkamerasystems, welche einen Abschnitt wie beispielsweise einen flexiblen Abschnitt enthalten kann, der sich durch die Öffnung in der Leiterplatte erstreckt.
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Im Allgemeinen ist die On-Board-Kamera wie die zuvor beschriebene an einem Kameragehäuse zusammen mit einem Aufsatz befestigt, welcher das Objektiv der On-Board-Kamera von unten her abdeckt. Das Kameragehäuse, an dem die On-Board-Kamera und der Aufsatz befestigt sind, ist an einem Stützelement angebracht, das an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Aufsatz, der das Objektiv von unten her abdeckt, blockiert Licht, das von unterhalb des Objektivs eintritt und vermeidet eine Situation, in der die Szenerie außerhalb des Bereichs des Blickwinkels der On-Board-Kamera in dem Objektiv reflektiert wird.
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In konventioneller Weise wurde die relative Position einer Lichtempfangsfläche des Bildsensors relativ zu einer optischen Achse des Objektivs durch eine vierachsige Einstellung eingestellt. Bei einer vierachsigen Einstellung wird jedoch die Neigung der Lichtempfangsfläche des Bildsensors relativ zur optischen Achse des Objektivs nicht eingestellt. Deshalb kann eine Teilunschärfe und dergleichen auftreten. Folglich ist eine sechsachsige Einstelltechnik vorgeschlagen worden. Bei dieser Technik wird auch die Neigung der Lichtempfangsfläche des Bildsensors relativ zur optischen Achse des Objektivs eingestellt.
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In der zuvor beschriebenen On-Board-Kamera kann sich, wenn eine sechsachsige Einstellung für die Positionierung des Objektivtubus relativ zu dem Objektivtubus-Halteabschnitt angewendet wird, der Objektivtubus relativ zu dem Objektivtubus-Halteabschnitt neigen. Hier ist die Windschutzscheibe eines typischen Fahrzeugs in Schräglage. Wenn deshalb der Abstand zwischen dem Kameragehäuse und der Windschutzscheibe klein ist und sich der Objektivtubus nach oben neigen sollte, kommen die Windschutzscheibe und der Objektivtubus in Kontakt. Das Kameragehäuse kann nicht angeordnet werden. Folglich ist es erforderlich, das Stützelement an der Windschutzscheibe derart anzuordnen, dass der Abstand zwischen der Windschutzscheibe und dem Kameragehäuse eine Größe aufweist, die Spielraum erlaubt. Wenn jedoch der Abstand größer wird, ist es erforderlich, den Aufsatz zum Blockieren von Licht größer zu machen. Wenn der Aufsatz größer gemacht wird, wird das Sichtfeld der Windschutzscheibe in demselben Ausmaß blockiert. Deshalb ist der Aufsatz vorzugsweise klein.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist somit erwünscht, eine Kameravorrichtung bereitzustellen, die kleiner in der Dimensionierung realisiert werden kann und ein Kameramodul, das es der Kameravorrichtung ermöglicht, kleiner in der Dimensionierung zu werden. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel sieht eine Kameravorrichtung vor, die ein Kameragehäuse und ein Kameramodul aufweist. Das Kameragehäuse ist an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs von innerhalb eines Fahrzeugraums des Fahrzeugs befestigt. Das Kameramodul weist eine optische Einheit und ein Kamerasubstrat auf und ist an dem Kameragehäuse befestigt. Die optische Einheit weist ein Objektiv auf. Das Kamerasubstrat weist einen Bildsensor auf und ist an einem Endabschnitt der optischen Einheit befestigt. Die optische Einheit weist einen Objektivtubusabschnitt und einen Basisabschnitt auf. Der Objektivtubusabschnitt hält das Objektiv darin. Der Basisabschnitt weist eine Bezugsfläche auf, die als Referenz für die Positionierung des Kameramoduls relativ zu dem Kameragehäuse zum Befestigen des Kameramoduls an dem Kameragehäuse dient. Der Basisabschnitt weist einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen des Kameramoduls an dem Kameragehäuse auf, wobei der Befestigungsabschnitt eine erste Oberfläche, die dem Kameragehäuse zugewandt ist, aufweist. Die Bezugsfläche des Basisabschnitts ist einer Innenwand des Kameragehäuses zugewandt und ist parallel zu dem Bildsensor und der Innenwand des Kameragehäuses, wobei die optische Einheit eine Struktur hat, in welcher der Objektivtubusabschnitt und der Basisabschnitt einstückig geformt sind, und wobei die Bezugsfläche und die erste Oberfläche parallel sind. Der Objektivtubusabschnitt ist an dem Basisabschnitt befestigt, um eine feste Lagebeziehung zu erhalten. Das Kamerasubstrat ist an der optischen Einheit in einer Position befestigt, in der eine optische Achse des Objektivs des Objektivtubusabschnitt, der an dem Basisabschnitt befestigt ist, durch eine Mitte einer Lichtempfangsfläche des Bildsensors hindurchgeht und senkrecht zur Lichtempfangsfläche des Bildsensors ist.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die optische Einheit aus dem Objektivtubusabschnitt und dem Basisabschnitt zusammengesetzt. Das Kameramodul ist derart konfiguriert, dass das Kamerasubstrat an dem Endabschnitt der optischen Einheit befestigt ist. Das Kameramodul ist am Kameragehäuse in Bezug zu der Bezugsfläche des Basisabschnitts befestigt. Da hier das Kamerasubstrat in Bezug zu der optischen Einheit eingestellt ist, ist es nicht erforderlich, dass der Objektivtubusabschnitt in Bezug zu dem Basisabschnitt eingestellt werden muss. Deshalb wird ein Neigen des Objektivtubusabschnitts relativ zu der Bezugsfläche des Basisabschnitts vermieden. Wenn folglich die Kameravorrichtung an der Windschutzscheibe angebracht wird, ist die Toleranz von Verriegelungsabschnitten des Kameragehäuses, die an Stützelementen an der Windschutzscheibe an der Spitze des Objektivtubusabschnitts verriegelt sind, kleiner als diejenige, wenn der Objektivtubusabschnitt mittels sechsachsiger Einstellung relativ zum Basisabschnitt eingestellt wird. Dadurch kann der Abstand zwischen der Windschutzscheibe und dem Kameragehäuse reduziert werden und die Abmessung des Aufsatzes kann reduziert werden.
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Bezugszeichen innerhalb der Klammern in den Ansprüchen bezeichnen entsprechende Beziehungen zu bestimmten Mitteln gemäß eines Ausführungsbeispiels, das nachfolgend als ein Aspekt beschrieben wird, und beschränken nicht den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Figurenliste
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In der beigefügten Zeichnung sind:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbildes einer Kameravorrichtung;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbildes eines Kameramoduls;
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 2;
- 4 ist eine Draufsicht eines Innenraums eines Kameragehäuses;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht der Einzelteile des Kameramoduls;
- 6 ist eine Querschnittsansicht entsprechend der 4 in einem Fall, in dem ein Objektivtubusabschnitt und ein Basisabschnitt getrennte Komponenten sind;
- 7 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem die Kameravorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angebracht ist; und
- 8 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem eine Kameravorrichtung, in welcher der Objektivtubusabschnitt und der Basisabschnitt getrennte Komponenten sind, an der Windschutzscheibe angebracht ist.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein Ausführungsbeispiel eines Kameramoduls und einer Kameravorrichtung wird nachfolgend in Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
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1. Konfiguration
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Wie in 1 gezeigt, weist eine Kameravorrichtung 1 ein Kameragehäuse 3, ein Kameramodul 4 und ein Aufsatz 5 auf. Die Kameravorrichtung 1 ist eine On-Board-Kamera, die von innerhalb eines Fahrzeugraums 101 eines Fahrzeugs 100 (siehe 7 und 8) an einer Halterung (nicht gezeigt) angebracht ist, die an einer Windschutzscheibe 7 des Fahrzeugs 100 befestigt ist (siehe 7 und 8). Nachfolgend werden die Vorwärts-, Rückwärts-, Links-, Rechts-, Aufwärts- und Abwärtsrichtungen jeder Komponente der Kameravorrichtung 1 als die Vorwärts-, Rückwärts-, Links-, Rechts-, Aufwärts- und Abwärtsrichtung der Komponente in einem Zustand definiert, in dem die Kameravorrichtung 1 an der Windschutzscheibe 7 angebracht ist. Das heißt, basierend auf dieser Definition stimmt die Vorwärtsrichtung einer Komponente mit der Richtung vor dem Fahrzeug 100 überein. Zusätzlich zeigen die FR-, UPR- und RH-Richtungen in der Zeichnung jeweils die Vorwärts-, die Aufwärts- und die Rechtsrichtung.
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Das Kameragehäuse 3 ist eine kastenförmige Komponente bestehend aus Metall oder Harz. Das Kameragehäuse 3 ist derart geformt, dass die Dicke zur Vorderseite hin abnimmt. Das Kameramodul 4 ist innerhalb des Kameragehäuses 3 befestigt. Der Aufsatz 5 ist an einem Vorderabschnitt des Kameragehäuses 3 befestigt. Eine Oberseite 3a des Kameragehäuses 3 weist einen vorderen ebenen Abschnitt 3b, einen aufrechten ebenen Abschnitt 3c und einen hinteren ebenen Abschnitt 3d auf. Der vordere ebene Abschnitt 3b, der aufrechte ebene Abschnitt 3c und der hintere ebene Abschnitt 3d sind drei Flächen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln. Der vordere ebene Abschnitt 3b ist eine Fläche, die sich in der Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechtsrichtung erstreckt. Der aufrechte ebene Abschnitt 3c ist eine Fläche, die an einem Hinterseiten-Endabschnitt des vorderen ebenen Abschnitts 3b nach oben aufrecht ist. Zusätzlich ist der hintere ebene Abschnitt 3d eine Fläche, die sich in der Rückwärtsrichtung an dem Oberseiten-Endabschnitt des aufrechten ebenen Abschnitts 3c erstreckt.
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Hier ist ein Belichtungsloch 3e von der Mitte des aufrechten ebenen Abschnitts 3c in der Aufwärts-Abwärtsrichtung hin zu der Umgebung des Vorderabschnitts des hinteren ebenen Abschnitts 3d ausgebildet. Das Kameramodul 4 ist von dem Belichtungsloch 3e freiliegend. Zusätzlich hat der vordere ebene Abschnitt 3b eine trapezförmige ebene Form. Die inneren Seitenflächen 3f und 3g sind auf beiden, sowohl der linken als auch der rechten Seite des vorderen ebenen Abschnitts 3b derart ausgebildet, dass sie sich entlang der Aufwärtsrichtung erstrecken. Eine trapezförmige Ausnehmung 3h ist durch den vorderen ebenen Abschnitt 3b, die inneren Flächen 3f und 3g und den aufrechten ebenen Abschnitt 3c gebildet. Der Aufsatz 5 ist in die Ausnehmung 3h eingepasst. Deshalb sind von den Flächen, welche die Ausnehmung 3h bilden, der vordere ebene Abschnitt 3b und die inneren Seitenflächen 3f und 3g unter dem Aufsatz 5 verborgen.
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Zusätzlich sind insgesamt vier Verriegelungsabschnitte 3k auf einer linken äußeren Seitenfläche 3i und einer rechten äußeren Seitenfläche 3j der äußeren Seitenflächen des Kameragehäuses 3 vorgesehen. Die linke äußere Seitenfläche 3i ist in der Linksrichtung positioniert. Die rechte äußere Seitenfläche 3j ist in der Rechtsrichtung positioniert. Jeder Verriegelungsabschnitt 3k ist nahe der Oberseite 3a vorgesehen und steht in einer kreis-säulenförmigen Form vor. In der Halterung, die an der Windschutzscheibe 7 befestigt ist, sind vier Hakenabschnitte (nicht gezeigt) vorgesehen. Das Kameragehäuse 3 ist an der Windschutzscheibe 7 durch die vier Verriegelungsabschnitte 3k befestigt, die jeweils an den Hakenabschnitte der Klammer verriegeln.
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Der Aufsatz 5 ist eine schwarz gefärbte Komponente, die aus Harz besteht. Der Aufsatz 5 hat eine trapezförmige Bodenwand und ein Paar Seitenflächen, die auf der linken und rechten Seite der Bodenwand aufrecht stehen. Der Aufsatz 5 ist in die Ausnehmung 3h des Kameragehäuses 3 eingepasst und daran befestigt. Der Aufsatz 5 bedeckt ein Objektiv 41, das nachfolgend beschrieben wird, von unten. Das Objektiv 41 ist aus dem Belichtungsloch 3e in dem Kameragehäuse 3 freiliegend. Durch die Anordnung des Aufsatzes 5 auf diese Weise wird Licht blockiert, das von unterhalb des Objektivs 41 eintritt, so wie beispielsweise Licht, das von einem Armaturenbrett 8 (siehe 7 und 8) des Fahrzeugs 100 reflektiert wird. Dadurch wird eine Szenerie, wie beispielsweise ein Armaturenbrett 8 des Fahrzeugs 100, d.h. eine außerhalb des Blickwinkels des Kameramoduls 4 befindliche Szenerie daran gehindert, in dem Objektiv 41 reflektiert zu werden.
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Als nächstes wird eine Konfiguration des Kameramoduls 4 in Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. Das Kameramodul 4 ist eine Spiegelreflexkamera, die eine optische Einheit 42 und ein Kamerasubstrat 43 aufweist.
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Die optische Einheit 42 weist einen Objektivtubusabschnitt 42a und einen Basisabschnitt 42b auf. Der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b sind einstückig mit Harz geformt. Thermoplastisches Harz, wie Polyphenylensulfid(PPS)-Harz, wird als Harz verwendet.
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Der Objektivtubusabschnitt 42a ist rohrförmig und hält das Objektiv 41 darin. Das Objektiv 41 besteht aus einer Vielzahl von Linsen unterschiedlicher Größe. Die Linsen des Objektivs 41 sind in einer Richtung einer optischen Achse AX des Objektivs 41 derart angeordnet, dass die optische Achse AX mit einer Mittelachse des Objektivtubusabschnitts 42a übereinstimmt. Die Innenwand des Objektivtubusabschnitts 42a ist derart ausgebildet, dass sie den Umfang jeder Linse des Objektivs 41 umgibt. Dadurch werden die Linsen des Objektivs 41 innerhalb des Objektivtubusabschnitts 42a positioniert.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 3 gezeigt, sind die Linsen der Objektivs 41 derart angeordnet, dass die Abmessung des Objektivs 41 nach hinten kleiner wird. Der Innendurchmesser des Objektivtubusabschnitts 42a wird ebenfalls kleiner. Dadurch, dass der Objektivtubusabschnitt 42a auf diese Weise geformt ist, kann eine Form zum Bilden der Innenwandfläche des Objektivtubusabschnitts 42a von der Vorderseite des Objektivtubusabschnitts 42a entfernt werden. Deshalb können der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b einstückig auf einfache Weise geformt sein.
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Nachdem die Linsen der Objektivs 41 nacheinander in dem Objektivtubusabschnitt 42a aufgenommen und positioniert werden, wird die Innenwand des Objektivtubusabschnitts 42a in dem hinteren Abschnitt der Linse des Objektivs 41, die der Seite des Basisabschnitts 42b am nächsten liegt, erhitzt. Die Form der Innenwand wird verformt und ein Befestigungsabschnitt 42i wird gebildet. Das Objektiv 41 ist am Innenraum der rohrförmigen Wand durch den Befestigungsabschnitt 42i befestigt, der einstückig mit dem Harz ausgebildet ist, das die rohrförmige Wand des Objektivtubusabschnitts 42a bildet. Das heißt, nachdem das Objektiv 41 in dem Objektivtubusabschnitt 42a aufgenommen ist, wird das Objektiv 41 in dem Objektivtubusabschnitt 42a durch Heißverstemmen befestigt.
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Der Basisabschnitt 42b hat eine rechteckige Parallelepipedform, die sich in Richtung senkrecht zur optischen Achse AX des Objektivs 41 erstreckt und nach hinten offen ist. Insbesondere weist der Basisabschnitt 42b eine plattenförmige Bezugsfläche 42e und plattenförmige Seitenflächen auf. Die Bezugsfläche 42e dient als Referenz für die Positionierung, wenn das Kameramodul 4 am Kameragehäuse 3 befestigt wird. Die Seitenflächen sind obere, untere, linke und rechte Seitenflächen, die von der Bezugsfläche 42e aufrecht stehen. Die Längen der oberen, unteren, linken und rechten Seitenflächen sind in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung alle identisch. Des Weiteren weist der Basisabschnitt 42b einen Befestigungsabschnitt 42c zum Befestigen des Kameramoduls 4 an dem Kameragehäuse 3 auf. Der Befestigungsabschnitt 42c ist ein plattenförmiger Abschnitt, der sich in der Linksrichtung und der Rechtsrichtung von der Bezugsplatte 42e aus erstreckt. Der Befestigungsabschnitt 42c und die Fläche der Bezugsfläche 42e sind auf der Vorwärtsseite bündig miteinander. Schraublöcher 42d sind in dem Befestigungsabschnitt 42c ausgebildet.
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Die Bezugsfläche 42e ist mit einem Durchgangsloch 42g vorgesehen, das durch die Bezugsfläche 42e in dem Mittelabschnitt der Bezugsfläche 42e hindurchgeht. Das Durchgangsloch 42g ist derart ausgebildet, dass dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Objektivtubusabschnitts 42a ist. Der Objektivtubusabschnitt 42a ist an der Außenwand-Flächenseite der Bezugsfläche 42e in einer Position angeordnet, die das Durchgangsloch 42g abdeckt. Das heißt, der Innenraum des Objektivtubusabschnitts 42a und des Durchgangslochs 42g kommunizieren miteinander. Eine Innenwandfläche 42f der Bezugsfläche 42e ist mit einer Befestigungsnut 42h zur Befestigung eines optischen Filters 44 vorgesehen. Die Befestigungsnut 42h ist derart ausgebildet, dass sie mit der Innenwandfläche des Durchgangslochs 42g verbunden ist und das Durchgangsloch 42g umgibt.
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Das optische Filter 44 sperrt Licht einer vorbestimmten Wellenlänge. Beispielsweise ist das optische Filter 44 ein IR-Sperrfilter, das Infrarotstrahlen sperrt. Das IR-Sperrfilter ist zwischen dem Objektiv 41 und dem Bildsensor 45 angeordnet, wie nachfolgend beschrieben wird. Wenn also die Bildgebung in einer Umgebung durchgeführt wird, die eine große Menge an Infrarotstrahlen aufweist, wie etwa im Freien, wird eine Situation vermieden, in der das Bild aufgrund der Sättigung der elektrischen Ladung weiß wird. Das optische Filter 44 ist an der Befestigungsnut 42h befestigt, die in der Bezugsfläche 42e durch einen Klebstoff ausgebildet ist.
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Die Form des Objektivtubusabschnitts 42a ist in Bezug zu der optischen Achse AX der des Objektivs 41 symmetrisch. Die Form des Basisabschnitts 42b ist in Bezug zu der optische Achse AX des Objektivs 41 symmetrisch. Wenn hier der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b einstückig mit Harz geformt sind, tritt ein Problem auf, bei dem es schwierig ist, die Genauigkeit der Komponenten zu erzielen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann aufgrund der Einfachheit der Formen des Objektivtubusabschnitts 42a und des Basisabschnitts 42b eine Abnahme der Genauigkeit der Komponenten, die mit dem einstückigen Formen mit Harz einhergehen, vermieden werden.
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Das Kamerasubstrat 43 ist eine plattenförmige Komponente, auf welcher der Bildsensor 45 und ein Verbindungstück 46 montiert sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsstück 46 auf der gleichen Seite der plattenförmigen Komponente wie der Bildsensor 45 montiert. Das Verbindungsstück 46 kann jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der plattenförmigen Komponente montiert sein. Das Kamerasubstrat 43 ist in dem offenen Endabschnitt an der Rückseite des Basisabschnitts 42b derart montiert, dass die Fläche, auf welcher der Bildsensor 45 montiert ist, der Vorderseite zugewandt ist. Das heißt, das Kamerasubstrat 43 ist in dem hinteren Endabschnitt des Basisabschnitts 42b derart montiert, dass der Bildsensor 45 dem optischen Filter 44 gegenüberliegt, das an der Innenwandfläche der Bezugsfläche 42e angeordnet ist.
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In einem Zustand, in dem das Kamerasubstrat 43 und der Basisabschnitt 42b zusammengesetzt sind, sind das Kamerasubstrat 43 und der Basisabschnitt 42b derart geformt, dass relative Positionen derer eingestellt werden können, statt eng in gemeinsame Passung gebracht zu werden und statt einer gegenseitigen Beschränkung der Bewegung. Wie nachfolgend beschrieben, werden das Kamerasubstrat 43 und der Basisabschnitt 42b unter Verwendung eines Klebstoffs in einem Zustand befestigt, in dem die relativen Positionen derer eingestellt sind.
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Der Bildsensor 45 ist ein Halbleiterbildsensorelement, wie z. B. ein ladung-gekoppeltes Bauelement-(charge-coupled device; CCD) Bildsensor oder ein sich ergänzender Metall-Oxid-Halbleiter-(complementary metal-oxide semiconductor; CMOS) Bildsensor. Der Bildsensor 45 hat eine rechteckige Plattenform. Die Fläche des Bildsensors 45 ist mittels einer Lichtempfangsfläche konfiguriert, die eine einzelne Ebene bildet. Der Bildsensor 45 nimmt ein Subjektbild auf, das auf der Lichtempfangsfläche durch das Objektiv 41 gebildet wird, und gibt ein Bildsignal aus. Zu diesem Zeitpunkt tritt, wenn sich die Lichtempfangsfläche des Bildsensors 45 in Bezug zu der optische Achse AX des Objektivs 41 neigt, eine Teilunschärfe oder dergleichen auf und die Qualität des Bildes verschlechtert sich. Deshalb müssen die optische Einheit 42 und das Kamerasubstrat 43 derart positioniert werden, dass die Lichtempfangsfläche des Bildsensors 45 genau senkrecht zur optischen Achse AX des Objektivs 41 ist. Die Einstellung der relativen Positionen der optischen Einheit 42 und des Kamerasubstrats 43 wird nachfolgend beschrieben.
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Wie in 4 gezeigt, ist das Kameramodul 4 an dem Kameragehäuse 3 befestigt, wobei die Fläche der Bezugsfläche 42e als Referenz für die Positionierung dient. Das heißt, das Kameramodul 4 ist an dem Kameragehäuse 3 befestigt, indem der Befestigungsabschnitt 42c mit Schrauben 30 an einer linken Seitenflächeninnenwand 31 und einer rechten Seitenflächeninnenwand 3m des Kameragehäuses 3 befestigt ist.
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Im Kameragehäuse 3 sind unterhalb des Kameramoduls 4 ein Signalverarbeitungssubstrat und eine Verbindungsverkabelung angeordnet. Das Signalverarbeitungssubstrat ist eine plattenförmige Komponente, welche die vom Kameramodul 4 erfassten Bildsignale verarbeitet. Das Signalverarbeitungssubstrat ist an dem Kameragehäuse 3 unterhalb des Kameramoduls 4 befestigt. Das Signalverarbeitungssubstrat ist mit einem Verbindungsstück vorgesehen. Das Verbindungstück des Signalverarbeitungssubstrats und das Verbindungstück 46 des Kamerasubstrats 43 sind durch die Verbindungsverkabelung elektrisch verbunden. Hier ist eine Komponente, die das Subjektbild erfasst und das Bildsignal erzeugt, das Kameramodul 4. Die Gesamtheit des Kameramoduls 4, das weiterhin Komponenten wie das Signalverarbeitungssubstrat, die Verbindungsverkabelung, das Kameragehäuse 3 und den Aufsatz 5 aufweist, wird als die Kameravorrichtung 1 bezeichnet.
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Nachfolgend werden die Einstellung der relativen Positionen der optischen Einheit 42 und des Kamerasubstrats 43 und die Befestigung der optischen Einheit 42 und des Kamerasubstrats 43 in Bezug auf die 5 beschrieben. Wie zuvor beschrieben, können die relativen Positionen der optischen Einheit 42 und des Kamerasubstrats 43 in einem Zustand eingestellt werden, in dem die optische Einheit 42 und das Kamerasubstrat 43 zusammengesetzt sind. Unter Ausnutzung dieses Freiheitsgrades wird die relative Position des Kamerasubstrats 43 relativ zu der optischen Einheit 42 durch sechsachsige Einstellung eingestellt.
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Das heißt, das Kamerasubstrat 43 ist an der optischen Einheit 42 in einer Position befestigt, in der die optische Achse AX des Objektivs 41 durch die Mitte der Lichtempfangsfläche des Bildsensors 45 hindurchgeht und senkrecht zu der Lichtempfangsfläche des Bildsensors 45 ist. Die sechsachsige Einstellung bezieht sich hier auf die Einstellung in Translationsrichtungen auf der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse und einer Drehrichtung um jede Achse. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die relativen Positionen der optischen Einheit 42 und des Kamerasubstrats 43 durch Einstellen der Form des Klebstoffs eingestellt, wie etwa die Dicke oder die Verteilung des Klebstoffs eingestellt wird.
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2. Montage im Fahrzeug
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Nachfolgend wird ein Zustand, in dem die Kameravorrichtung 1 in einem Fahrzeug 100 montiert ist, in Bezug auf die 7 und 8 beschrieben. Die optische Einheit 42 ist einstückig mit Harz geformt. Deshalb ist der Winkel des Objektivtubusabschnitts 42a relativ zu der Bezugsfläche 42e des Basisabschnitts 42b befestigt. Folglich ist die Gesamttoleranz von den Verriegelungsabschnitten 3k des Kameragehäuses 3 zu der Spitze des Objektivtubusabschnitts 42a eine Summe der Toleranz von den Verriegelungsabschnitten 3k zu der Bezugsfläche 42e und der Toleranz von der Bezugsfläche 42e zu der Spitze des Objektivtubusabschnitts 42a.
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In dieser Hinsicht kann in Fällen, in denen ein Objektivtubusabschnitt 420a und ein Basisabschnitt 420b getrennte Komponenten sind und die relative Position des Objektivtubusabschnitts 420a relativ zu dem Basisabschnitt 420b durch eine sechsachsige Einstellung, wie in einem in 6 gezeigten Kameramodul 40 eingestellt wird, der Winkel des Objektivtubusabschnitts 420a relativ zu einer Bezugsfläche 420e des Basisabschnitts 420b groß werden. In diesem Fall ist die Gesamttoleranz die Summe der Toleranz von den Verriegelungsabschnitten 3k zur Bezugsfläche 42e, der Toleranz von der Bezugsfläche 420e zu einem Adhäsionsabschnitt zwischen dem Objektivtubusabschnitt 420a und dem Basisabschnitt 420b und der Toleranz von dem Adhäsionsabschnitt zu der Spitze des Objektivtubusabschnitts 42a. Deshalb wird die Gesamttoleranz des Kameramoduls 40 größer als diejenige gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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Wie in 7 gezeigt ist, kann, da die Gesamttoleranz relativ klein ist, wenn die Kameravorrichtung 1 in dem Fahrzeug 100 montiert ist, der Abstand CL zwischen der Windschutzscheibe 7 und dem Kameragehäuse 3 relativ klein gemacht werden. Dadurch kann die Abmessung in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Aufsatzes 5, der zwischen der Windschutzscheibe 7 und dem Kameragehäuse 3 angeordnet ist und das Objektiv 41 von unten abdeckt, relativ klein gemacht werden. In diesem Fall entspricht die Abmessung in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Aufsatzes 5 LL1, d.h. der Abstand von der vorderen Spitze des Aufsatzes 5 zu der hinteren Fläche des Kameragehäuses 3, wie in 7 gezeigt.
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In der Kameravorrichtung 1 wird die relative Position des Kamerasubstrats 43 zum Kameramodul 4 durch eine sechsachsige Einstellung eingestellt. Deshalb kann sich das Kamerasubstrat 43 in Bezug zu der Bezugsfläche 42e neigen. Folglich ist es erforderlich, dass in der Kameravorrichtung 1 der Abstand CL2 zwischen der hinteren Fläche des Kameramoduls 4 und der hinteren Fläche des Kameragehäuses 3 größer sein muss als derjenige, wenn die relative Position des Objektivtubusabschnitts 42a relativ zu dem Basisabschnitt 42b durch sechsachsige Einstellung ein-gestellt wird. Wenn hier das Verbindungsstück 46 auf der gleichen Seite des Substrats wie der Bildsensor 45 montiert ist, kann der Abstand CL2 verringert werden.
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Im Allgemeinen ist der Bereich des Blickwinkels des Objektivs 41 der Kameravorrichtung 1 derart angeordnet, dass eine weiße Linie auf der Straßenoberfläche eingefangen wird. Deshalb ist der Aufsatz 5 derart ausgebildet, dass die Höhe in der Aufwärts-Abwärtsrichtung niedrig ist und die Länge in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung lang ist, um nicht in den Bereich des Blickwinkels des Objektivs 41 einzudringen. Der Aufsatz 5 füllt den Bereich zwischen der Windschutzscheibe 7 und dem Kameragehäuse 3 auf diese Weise aus. Wenn deshalb der Abstand CL1 ausreichend klein ist, kann die Abmessung in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Aufsatzes 5 vermieden werden. Wenn jedoch der Abstand CL1 zunimmt, nimmt die Abmessung in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Aufsatzes 5 schnell zu.
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Wenn eine Kameravorrichtung 10, in der das Kameramodul 40 an dem Kameragehäuse 3 befestigt ist, in einem Fahrzeug 100 montiert ist, erhöht sich die Toleranz gegenüber der Kameravorrichtung 1. Wie durch die gestrichelten Linien in 8 angedeutet ist, kann die Kameravorrichtung 10 nicht an dem Fahrzeug 100 montiert werden, weil die Windschutzscheibe 7 eines typischen Fahrzeugs 100 hin zu einem Innenraum eines Fahrzeugraums 101 des Fahrzeugs 100 geneigt ist, wenn die Gesamttoleranz groß ist, es sei denn, der Abstand CL1 wird groß gemacht. Wenn deshalb die Kameravorrichtung 10 an dem Fahrzeug 100 montiert ist, wird der Abstand CL1 relativ groß. Dadurch nimmt die Abmessung des Aufsatzes 50 in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung zu. Die Abmessung der Kameravorrichtung 10 in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung entspricht dann LL2, die größer ist als die Abmessung der Kameravorrichtung 1 in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung. Die Kameravorrichtung 10 wird größer in der Dimensionierung als die Kameravorrichtung 1.
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3. Effekte
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Gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die folgenden Effekte erzielt.
- (1) Die optische Einheit 42 ist derart ausgebildet, dass der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b einstückig mit Harz geformt sind. Deshalb ist der Winkel des Objektivtubusabschnitts 42a relativ zu der Bezugsfläche 42e des Basisabschnitts 42b befestigt. Folglich kann, wenn die Kameravorrichtung 1 an dem Kameragehäuse 3 befestigt ist, die Toleranz von den Verriegelungsabschnitten 3k des Kameragehäuses 3 hin zu der Spitze des Objektivtubusabschnitts 42a verringert werden. Des Weiteren kann die Abmessung des Aufsatzes 5 reduziert und die Kameravorrichtung 1 kleiner in der Dimensionierung realisiert werden.
- (2) Selbst wenn der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b eine einstückige Komponente sind, können die relativen Positionen zwischen dem Objektiv 41 und dem Bildsensor 45 in geeigneten Positionen angeordnet werden, da das Kamerasubstrat 43 durch eine sechsachsige Einstellung eingestellt wird. Insbesondere können die relativen Positionen des Objektivs 41 und des Bildsensors 45 derart positioniert sein, dass die optische Achse AX des Objektivs 41 durch die Mitte der Lichtempfangsfläche des Bildsensors 45 hindurchgeht und senkrecht zu der Lichtempfangsfläche des Bildsensors 45 ist.
- (3) Die optische Einheit 42 hat eine relativ einfache Form. Deshalb kann die optische Einheit 42 leicht einstückig mit Harz geformt werden, und Genauigkeit der optischen Einheit 42 kann leicht erzielt werden.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Eine Art zur Durchführung der vorliegenden Erfindung wurde zuvor beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Verschiedene Abwandlungen sind möglich.
- (1) Gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b einstückig mit Harz geformt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b einstückig mit Metall geformt sein. Zusätzlich können der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b getrennte Komponenten sein. Der Objektivtubusabschnitt 42a kann mit Schrauben oder mit einem Klebstoff an dem Basisabschnitt 42b befestigt sein, um eine feste Lagebeziehung zu erhalten. In diesem Fall steigt die Gesamttoleranz im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Objektivtubusabschnitt 42a und der Basisabschnitt 42b einstückig sind. Jedoch kann die Gesamttoleranz im Vergleich zu dem Fall verringert werden, bei dem die relative Position des Objektivtubusabschnitts 42a zu dem Basisabschnitt 42b durch eine sechsachsige Einstellung eingestellt wird. Des Weiteren kann die Kameravorrichtung 1 kleiner in der Dimensionierung realisiert werden.
- (2) Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Einstellung der relativen Positionen der optischen Einheit 42 und des Kamerasubstrats 43 durchgeführt, indem die Form des Klebstoffs eingestellt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die relativen Positionen der optischen Einheit 42 und des Kamerasubstrats 43 durch eine Unterlegungskomponente (Unterlegplatte) oder dergleichen eingestellt werden, die zwischen dem Endabschnitt des Basisabschnitts 42b und dem Kamerasubstrat 43 angeordnet ist.
- (3) Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Kameramodul 4 an dem Kameragehäuse 3 mit Schrauben befestigt. Die vorliegende Er-findung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Kameramodul 4 an dem Kameragehäuse 3 durch Verwendung eines Klebstoffs befestigt werden.
- (4) Eine Vielzahl von Funktionen, die von einem einzigen Bestandteilelement gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel bereitgestellt werden, können durch eine Vielzahl von Bestandteilelementen verwirklicht werden. Alternativ kann eine einzelne Funktion, die durch ein einziges Bestandteilelement bereitgestellt wird, durch eine Vielzahl von Bestandteilelementen verwirklicht werden. Zusätzlich kann eine Vielzahl von Funktionen, die durch eine Vielzahl von Bestandteilelementen bereitgestellt werden, durch ein einziges Bestandteilelement verwirklicht werden. Alternativ kann eine einzelne Funktion, die durch eine Vielzahl von Bestandteilelementen bereitgestellt wird, durch ein einziges Bestandteilelement verwirklicht werden. Des Weiteren kann ein Teil einer Konfiguration gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen weggelassen werden. Zusätzlich kann zumindest ein Teil einer Konfiguration gemäß einem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Konfiguration gemäß einem anderen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel hinzugefügt oder ersetzt werden. Alle Aspekte, die das technische Konzept aufweist, das ausschließlich durch die in den Ansprüchen wiedergegebenen Ausdrücke gekennzeichnet ist, sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
