DE112018002840T5

DE112018002840T5 - Elektronikgerät, das innere Gerätewärme über einen Kühlkörper mit freiliegender Oberfläche ableitet

Info

Publication number: DE112018002840T5
Application number: DE112018002840.2T
Authority: DE
Inventors: Winson Chan; Thomas W. HOLBROOK; Colin Paul Janssen
Original assignee: Avigilon Corp
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2020-02-20
Also published as: TWI739007B; CA3065590A1; GB2576665A; US20180348600A1; WO2018223224A1; CA3065590C; US10795242B2; TW201903502A; GB201917159D0

Abstract

Eine leistungsverbrauchende elektronische Vorrichtung, die die Wärme der internen Vorrichtung über einen Kühlkörper ableitet, wird offenbart. Die leistungsverbrauchende elektronische Vorrichtung beinhaltet erste und zweite komplementäre Gehäuseteile. Der erste Gehäuseteil beinhaltet eine erste Oberfläche, die an einer ersten Umfangskante endet, und der zweite Gehäuseteil beinhaltet eine zweite Oberfläche, die an einer zweiten Umfangskante endet. Die leistungsverbrauchende elektronische Vorrichtung beinhaltet auch einen Kühlkörper mit einer luftexponierten Oberfläche, die zwischen der ersten und zweiten Umfangskante angeordnet ist. Die Oberflächenkanten der luftexponierten Oberfläche grenzen an die ersten und zweiten Umfangskanten der Gehäuseteile und sind entsprechend in Form und Abmessung so angepasst, dass eine durch die ersten und zweiten Oberflächen der Gehäuseteile und die luftexponierte Oberfläche des Kühlkörpers gebildete Gesamtverbundoberfläche im Wesentlichen kontinuierlich und gleichmäßig ist.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGSDATEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der am 5. Juni 2017 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/515,330 , deren Inhalt hiermit durch Verweis in seiner Gänze aufgenommen wird.
GEBIET
Der vorliegende Gegenstand bezieht sich darauf, Wärme über Kühlkörper abzuleiten, und insbesondere bezieht er sich auf ein Elektronikgerät, das innere Gerätewärme über einen Kühlkörper mit einer Luft ausgesetzten Oberfläche ableitet.
HINTERGRUND
Wärmemanagement bezieht sich darauf, wie überschüssige Wärme, die durch elektronische Geräte und Schaltungen erzeugt wird, reduziert und gesteuert wird, um die Zuverlässigkeit zu verbessern und vorzeitigen Ausfall zu verhindern. Im Zusammenhang mit Wärmemanagement besteht eine Methodik zum Kühlen von elektronischen Geräten und Schaltungen darin, eine oder mehrere Kühlkörper vorzusehen. Bei einem Kühlkörper handelt es sich um eine Metallmasse mit einer speziellen Gestaltung, um Wärme von einem elektrischen Bauteil abzuleiten und abzustrahlen.
ZUSAMMENFASSUNG
Nach einer beispielhaften Ausführungsform wird ein energieverbrauchendes Elektronikgerät (im Folgenden auch als energieverbrauchende elektronische Vorrichtung bezeichnet) bereitgestellt, das ein erstes und zweites komplementäres Gehäuseteil aufweist. Das erste Gehäuseteil weist eine erste Oberfläche auf, die an einem ersten Umfangsrand endet, und das zweite Gehäuseteil weist eine zweite Oberfläche auf, die an einem zweiten Umfangsrand endet. Das energieverbrauchende Elektronikgerät weist auch eine Kühlkörper mit einer Luft ausgesetzten Oberfläche auf, die ringförmig und zwischen dem ersten und zweiten Umfangsrand eingefügt ist. Oberflächenränder der Luft ausgesetzten Oberfläche, die am ersten und zweiten Umfangsrand der Gehäuseteile anliegen, sind jeweils von der Form und Abmessung her an diese angeglichen, so dass eine durch die erste und zweite Oberfläche der Gehäuseteile und die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers gebildete Gesamtverbundoberfläche im Wesentlichen durchgehend und gleichmäßig ist. Das energieverbrauchende Elektronikgerät weist auch mindestens ein wärmeerzeugendes Gerätebauteil auf, das sich in dem Elektronikgerät befindet und mit dem Kühlkörper verbunden ist. Wärme wird aus dem Gerätebauteil weg über die Kühlkörper abgezogen, wenn das Elektronikgerät eingeschaltet ist und das Gerätebauteil Wärme erzeugt.
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird eine Kuppelkamera bereitgestellt, die ein erstes halbkugelförmiges Gehäuseteil mit einer ersten Oberfläche aufweist, die an einem ersten Umfangsrand endet. Die Kuppelkamera weist auch ein zweites halbkugelförmiges Gehäuseteil mit einer zweiten Oberfläche auf, die an einem zweiten Umfangsrand endet. Das zweite halbkugelförmige Gehäuseteil ist komplementär zum ersten halbkugelförmigen Gehäuseteil. Die Kuppelkamera weist auch einen Kühlkörper mit einer Luft ausgesetzten Oberfläche auf, die ringförmig und zwischen dem ersten und zweiten Umfangsrand eingesetzt ist. Oberflächenränder der Luft ausgesetzten Oberfläche, die am ersten und zweiten Umfangsrand der Gehäuseteile anliegen, sind jeweils von der Form und Abmessung her an diese angeglichen, so dass eine durch die erste und zweite Oberfläche der Gehäuseteile und die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers gebildete Gesamtverbundoberfläche im Wesentlichen kontinuierlich und gleichmäßig ist. Die Kuppelkamera weist auch mindestens ein wärmeerzeugendes Gerätebauteil auf, das sich in der Kuppelkamera befindet und mit dem Kühlkörper verbunden ist. Wärme wird aus dem Gerätebauteil weg über den Kühlkörper abgezogen, wenn die Kuppelkamera eingeschaltet ist und das Gerätebauteil Wärme erzeugt.
Nach noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein Gerät bereitgestellt, das ein erstes und ein zweites, komplementäres Gehäuseteil aufweist. Das erste Gehäuseteil weist eine erste Oberfläche auf, die an einem ersten Umfangsrand endet. Das zweite Gehäuseteil weist eine zweite Oberfläche auf, die an einem zweiten Umfangsrand endet. Ein Kühlkörper mit einer Luft ausgesetzten Oberfläche ist zwischen dem ersten und zweiten Umfangsrand eingesetzt. Oberflächenränder der Luft ausgesetzten Oberfläche sind zur bündigen Anlage jeweils an den ersten und zweiten Umfangsrand der Gehäuseteile angeglichen, um eine Kombinationsschlichtheit einer Gesamtverbundoberfläche bereitzustellen, die durch die erste und zweite Oberfläche der Gehäuseteile und die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers gebildet ist. Mindestens ein wärmeerzeugendes Gerätebauteil, das sich in dem Gerät befindet, ist mit dem Kühlkörper verbunden. Wenn das Gerätebauteil Wärme erzeugt, wird die Wärme aus dem Gerätebauteil weg über den Kühlkörper abgezogen.
Figurenliste
Nun wird beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen:

1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Kuppelkamera nach mindestens einer beispielhaften Ausführungsform dar, wobei die Kuppelkamera einen beweglichen kugelförmigen Aufbau und einen stationären Einfassungsabschnitt aufweist;
2 stellt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 2-2 des in 1 gezeigten kugelförmigen Aufbaus der Kuppelkamera dar;
3 stellt eine perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten kugelförmigen Aufbaus dar, wobei ein Gehäuseteil des kugelförmigen Aufbaus als teilweise auseinandergenommen gezeigt ist, um innenliegende Bauteile des kugelförmigen Aufbaus zu enthüllen;
4 ist eine in ihre Einzelteile zerlegte Ansicht der in 3 gezeigten innenliegenden Bauteile;
5 ist eine perspektivische Rückansicht des in 2 gezeigten kugelförmigen Aufbaus; und
6 stellt einen Seitenaufriss des in 2 gezeigten kugelförmigen Aufbaus dar, wobei ein Gehäuseteil des kugelförmigen Aufbaus als teilweise auseinandergenommen gezeigt ist, um Details eines Kühlkörpers zu enthüllen.

Ähnliche oder dieselben Bezugszeichen können in verschiedenen Figuren verwendet werden, um ähnliche beispielhafte Merkmale zu bezeichnen, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es sollte klar sein, dass wenn ein Element, auf das hier als „verbunden mit“, „in Kommunikation mit“ einem anderen Element oder „angeschlossen“ an ein anderes Element bezeichnet wird, es direkt verbunden, direkt in Kommunikation mit dem anderen Element oder direkt an das andere Element angeschlossen sein kann oder dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wird hingegen auf ein Element hier als „direkt verbunden“, „direkt in Kommunikation mit“ einem anderen Element oder „direkt angeschlossen“ an ein anderes Element verwiesen, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Worte, die zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen (d.h. „zwischen“ im Vergleich zu „direkt dazwischen“, „angrenzend“ im Vergleich zu „direkt angrenzend“, etc.) verwendet werden, sollten auf gleiche Weise interpretiert werden.
So wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff „ringförmig“ auf eine Kreisform im Hinblick auf zwei Dimensionen, und im Hinblick auf drei Dimensionen auf einen Abschnitt einer Kugel, die zumindest teilweise durch gegenüberliegende Grenzen definiert sind, die durch zwei auf der Oberfläche der Kugel nachgezeichnete Kreise gebildet sind.
Bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf Kameras (zum Beispiel Kuppelkameras und andere Arten von Sicherheitskameras); jedoch richten sich einige beispielhafte Ausführungsformen auf andere Elektronikgeräte als Kameras. Zum Beispiel lassen sich beispielhafte Ausführungsformen auf Smartphones, Handcomputergeräte, intelligente Küchengeräte, Drohnen, etc. anwenden.
Nun wird Bezug auf 1 genommen, die eine perspektivische Ansicht eines Kuppelkamerageräts 100 nach mindestens einer beispielhaften Ausführungsform darstellt. Das Kuppelkameragerät 100 weist einen beweglichen kugelförmigen Aufbau 110 und einen stationären Einfassungs-oder Rahmenabschnitt 120 auf. Im Hinblick auf die Bewegung des kuppelförmigen Aufbaus 110 kippt der kugelförmige Aufbau ungefähr von null bis 90 Grad und schwenkt drehend über mehr als 360 Grad, um sicherzustellen, dass das Kuppelkameragerät 100 auf ein gewünschtes Sichtfeld eingestellt werden kann. Auch ist ein Abschnitt des kugelförmigen Aufbaus 110 so bemessen, dass er in den Einfassungsabschnitt 120 passt. Eine flache Oberfläche 122 des Einfassungsabschnitts 120 deckt das Innere des Einfassungsabschnitts 120 ab.
Ein oberer kreisförmiger Rand 123 des Einfassungsabschnitts 120 ist dazu ausgelegt, bündig an einer geeigneten flachen Oberfläche wie etwa zum Beispiel einer Deckenplatte anliegend installiert zu werden. Darüber hinaus kann das Kuppelkameragerät 100 an einer Decke installiert werden, wobei eine zu der Oberfläche 122 parallele Ebene ebenfalls parallel zur Decke verläuft. Das Kuppelkameragerät 100 kann auch an einem Pendel installiert werden, wobei die zu der Oberfläche 122 parallele Ebene ebenfalls wiederum parallel zur Decke verläuft, von der sich das Pendel nach unten erstrecken kann. Das Kuppelkameragerät 100 kann auch an einer Wand mit der Ebene parallel zu der Oberfläche 122 installiert werden, die auch parallel zu der Wand ist.
Der kugelförmige Aufbau 110 weist ein erstes Gehäuseteil 124, einen Kühlkörper 128 und ein zweites Gehäuseteil 132 auf. Nach mindestens einigen Beispielen können das erste Gehäuseteil 124, das zweite Gehäuseteil 132 und der Einfassungsabschnitt 120 allesamt aus einer Kombination aus Polycarbonat (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) hergestellt sein.
Was den Kühlkörper 128 betrifft, so kann dieser nach einigen Beispielen ganz oder zum Teil aus Aluminium hergestellt sein. Der Kühlkörper 128 hat eine Luft ausgesetzte Oberfläche, die zwischen dem ersten Gehäuseteil 124 und dem zweiten Gehäuseteil 132 eingesetzt ist. Da es sich bei Rändern 144 und 148 der Luft ausgesetzten Oberfläche um flache Krümmungen handelt, die sich vollständig um eine kugelförmige Oberfläche ziehen, ist die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers 128 ringförmig. In alternativen beispielhaften Ausführungsformen hat die freiliegende Oberfläche irgendeine andere Art von Form. Zum Beispiel könnte im Falle eines Elektronikgeräts, das ein Gehäuse mit einer insgesamt rechteckigen Prismaform hat, die freiliegende Oberfläche die Abmessungen von vier Rechtecken annehmen, die zur Anpassung an die Gesamtform des Gehäuses angeordnet sind. Andere geeignete Formen sind auch in Erwägung zu ziehen. Zum Beispiel könnte im Falle eines Elektronikgeräts, das ein Gehäuse mit einer insgesamt dreieckigen Prismaform hat, die freiliegende Oberfläche die Abmessungen von drei Rechtecken annehmen, die zur Anpassung an die Gesamtform des Gehäuses angeordnet sind. Als noch ein anderes Beispiel könnte im Falle eines Elektronikgeräts, das ein Gehäuse mit einer insgesamt fünfeckigen Prismaform hat, die freiliegende Oberfläche die Abmessungen von fünf Rechtecken annehmen, die zur Anpassung an die Gesamtform des Gehäuses angeordnet sind. Somit können zahlreiche verschiedene Formmöglichkeiten in Erwägung gezogen werden.
Eine Auswirkung des Kühlkörpers 128, welche die Luft ausgesetzte Oberfläche anstelle keiner solchen Oberfläche hat (d.h. der Kühlkörper ist vollständig innenliegend in dem kugelförmigen Aufbau 110 enthalten) besteht darin, dass durch den Kühlkörper hindurch übertragene Wärme nach außen zur Umgebungsluft abgestrahlt werden kann. Nach einigen Beispielen ist die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers 128 eine bearbeitete Oberfläche, wobei es sich bei der Bearbeitung um eine Elektrobeschichtung (e-Beschichtung) oder eine Pulverbeschichtung handelt, welche die Effizienz eines Strahlungswärmeübergangs zur umliegenden Umgebung erhöhen kann. Somit lässt es der Kühlkörper 128 zu, dass eine größere Menge an zulässiger Wärme in dem kugelförmigen Aufbau 110 des Kuppelkamerageräts 100 erzeugt werden kann, als es andernfalls möglich wäre. Auf diese Weise können wärmeerzeugende Bauteile, die normalerweise außerhalb des kugelförmigen Aufbaus 110 (zum Beispiel in einem separaten Kameraendaufbau, wie etwa demjenigen, der in dem in Gemeinschaftsbesitz befindlichen US-Patent Nr. 9,167,137 mit dem Titel „Security Cameras Having a Cable Assembly with an Integrated Processing Module“) gezeigt und beschrieben ist, zu finden sind, in den kugelförmigen Aufbau 110 eingebracht werden. Zum Beispiel kann, was das Beispiel betrifft, in dem das Kameragerät am Kameraendaufbau angebracht ist, die Einbringung der wärmeerzeugenden Bauteile in den kugelförmigen Aufbau 110 zu einer reduzierten Größe oder sogar zum Wegfall des Kameraendaufbaus führen. Nach mindestens einigen Beispielen ermöglicht der Kühlkörper 128 im Hinblick darauf, wenn die Kamera in Betrieb ist eine Aufrechterhaltung einer Umgebungstemperatur für die innenliegenden Bauteile des kugelförmigen Aufbaus 110 innerhalb eines geeigneten Bereichs, der nicht außerhalb von internationalen oder anderen anerkannten Sicherheitsstandards liegt; und hat eine Berührungstemperatur für seine außen freiliegende Oberfläche innerhalb eines geeigneten Bereichs, der nicht außerhalb von internationalen oder anderen anerkannten Sicherheitsstandards liegt.
Hinsichtlich der Geometrie des Kühlkörpers 128, liegt der Oberflächenrand 144 der Luft ausgesetzten Oberfläche des Kühlkörpers 128 an einem Umfangsrand 136 des ersten Gehäuseteils 124 an. Ähnlich liegt der Oberflächenrand 148 der Luft ausgesetzten Fläche des Kühlkörpers 128 an einem Umfangsrand 140 des zweiten Gehäuseteils 132 an. Auch sollte angemerkt werden, dass der Begriff „Umfangsrand“, so wie er hier verwendet wird, manchmal von Fachleuten auf dem Gebiet der Formgebung (zur Herstellung) auch als „Zusammenschlusslinie“ oder „Teilungslinie“ bezeichnet wird.
Wie in 1 gezeigt ist, sind die Oberflächenränder 144 und 148 von der Form und Abmessung her jeweils so an die Umfangsränder 136 und 140 angeglichen, dass eine Gesamtverbundoberfläche, die durch die der Luft ausgesetzten Oberfläche des Kühlkörpers 128 und den Oberflächen des ersten und zweiten komplementären Gehäuseteils 124 und 132 gebildet ist, im Wesentlichen durchgehend und gleichmäßig ist. Auch kann gesagt werden, dass es eine bündige Anlage zwischen den vorstehend erwähnten Rändern gibt, um eine Kombinationsschlichtheit (engl.: „combination-discreetness“) der Gesamtverbundoberfläche bereitzustellen.
Es wird angemerkt, dass, da der Oberflächenrand 136 einen größeren Kreis um die Gesamtkugelform des Aufbaus zieht als der Oberflächenrand 140, auch der durch den Oberflächenrand 144 gezogene Kreis größer ist als der durch den Oberflächenrand 148 gezogene Kreis. Somit verjüngt sich der dargestellte Kühlkörper 128 in dem Bereich der freiliegenden Oberfläche nach hinten. Auch befindet sich in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform der Umfangsrand 136 an einem Mittelpunkt des kugelförmigen Aufbaus 110, dessen Auswirkung darin bestehen kann, die Anzahl von Teilen einzuschränken, die für eine Kugelformkonstruktion während des Einsatzes traditioneller Formgebungsprozesse erforderlich sind. In alternativen beispielhaften Ausführungsformen werden (eine) unterschiedliche Verjüngung(en) und/oder Erweiterung(en) für diesen Kühlkörperbereich in Erwägung gezogen.
2 stellt eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten kugelförmigen Aufbaus 110 des Kuppelkamerageräts 100 dar. Wie gezeigt ist, sind mehrfache Komponenten in dem kugelförmigen Aufbau 110 untergebracht, darunter eine Linsen- und Abbildungseinheit 210, ein IR-Emitter 214, eine Sensorleiterplattenanordnung (PCBA von engl. „printed circuit board assembly“) 218, eine digitale PCBA 222 und ein thermisches Schnittstellenmaterial 226, das zwischen der digitalen PCBA 222 und dem Kühlkörper 128 angeordnet ist (in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem thermischen Schnittstellenmaterial 226 im Spezielleren um einen geeignet bemessenen Lückenbelag („gap pad“)). Was die Linsen- und Abbildungseinheit 210 anbelangt, so nimmt diese Bilder und Videos einer Szene im Sichtfeld des Kuppelkamerageräts 100 auf. Aufgenommene Bilder und Videos werden in den PCBAs verarbeitet, die an die Linsen- und Abbildungseinheit 210 angeschlossen sind. Die Verarbeitung kann beinhalten, die ausgegebenen Bilddaten in verschiedene Bildstandards wie etwa zum Beispiel H.264 oder H.265 zu formatieren. Zusätzlich kann diese Verarbeitung darüber hinaus beinhalten:

Analysieren der aufgenommenen Bilder und Videos anhand einer Videoanalytik, um Objekte zu erfassen und die Objekte zu klassifizieren; und
Komprimieren, Codieren und Decodieren der aufgenommenen Bilder und Videos.

Mit Bezug auf sowohl 1 als auch 2 weist der kugelförmige Aufbau 110 eine optisch klare Sichtöffnung 158 und eine IR-durchlässige Sichtöffnung oder Mikrolinse 162 auf. Der IR-Emitter 214 ist hinter der IR-durchlässigen Sichtöffnung 162 angeordnet. Was die transparente Sichtöffnung 158 anbelangt, lässt diese außerhalb von dem Kuppelkameragerät 100 vorhandenes Licht in den kugelförmigen Aufbau 110 vordringen, das dann von der Abbildungseinheit 210 aufgenommen wird, um die Bilder und Videos zu bilden. Bei dem Bildsensor kann es sich um irgendein Sensorteil handeln, das von einem Fachmann auf dem Gebiet als geeignet verstanden wird, zum Beispiel CMOS, NMOS oder CCD.
Was die IR-Mikrolinse 162 anbelangt, so kann diese aus einem schwarzen Material hergestellt sein, das IR-Licht hindurchtreten lässt, wodurch der IR-Emitter 214 dabei unterstützt wird, mit dem Erscheinungsbild des kugelförmigen Aufbaus 110 zu verschmelzen. Die Verwendung einer glatten, kugelförmigen Oberfläche, welche die IR-Mikrolinse 162 und die transparente Sichtöffnung 158 eingebunden hat, macht es schwieriger, zu sagen, in welche Richtung die Abbildungseinheit 210 gewandt ist, und ermöglicht eine kleinere Architektur des Kuppelkamerageräts 100. Es sollte auch angemerkt werden, dass in manchen Beispielen das Kuppelkameragerät 100 weder den IR-Emitter 214 noch die IR-Mikrolinse 162 enthalten muss. Mit anderen Worten ist der IR-Abschnitt des Kuppelkamerageräts 100 ein optionaler Abschnitt. Eine Auswirkung des Nichtvorhandenseins des IR-Abschnitts des Kuppelkamerageräts 100 kann ein reduzierter Bedarf an Wärmeableitung sein.
Mit Bezug auf 2 definiert der dargestellte Kühlkörper 128 eine Nut 130, die sich in einem vollen Kreis um den Kühlkörper 128 herum erstreckt. Die Nut 130 ist dazu bemessen und geformt, sich mit einer komplementär geformten Raste 137 des zweiten Gehäuseteils 132 auszurichten. Diese Anordnung hält das zweite Gehäuseteil 132 an dem Kühlkörper 128 befestigt, während eine azimutale Drehung des Kühlkörpers 128 und des ersten Gehäuseteils 124 in Bezug auf das zweite Gehäuseteil 132 zugelassen wird.
3 stellt eine perspektivische Ansicht des kugelförmigen Aufbaus 110 dar, wobei das erste Gehäuseteil 124 als teilweise auseinandergenommen gezeigt ist, um die innenliegenden Bauteile des kugelförmigen Aufbaus 110 zu enthüllen. Außennuten 156 am ersten Gehäuseteil 124, die vorgesehen sind, um Formgebungsprobleme zu mildern, sind parallel zur Drehrichtung des kugelförmigen Aufbaus 110 angeordnet. Auch ist in 3 eine Öffnung 302 gezeigt, die in der ringförmigen Wand des Kühlkörpers 128 gebildet ist. Die Öffnung 302 legt einen werksmäßigen Rücksetzschalter (Resetschalter) frei, der vorgesehen ist, um ein Rücksetzen des Kuppelkamerageräts 100 zu ermöglichen. Angrenzend an die Öffnung 302 befindet sich ein Zustandsanzeigelicht 304, um zu ermöglichen, dass sichtbare Lichtdarstellungen von Zustandsinformationen bereitgestellt werden können.
4 ist eine in ihre Einzelteile zerlegte Ansicht der (in 3 gezeigten) innenliegenden Bauteile des kugelförmigen Aufbaus 110. Wie hier zuvor beschrieben, sind in dem dargestellten kugelförmigen Aufbau 110 zwei PCBAs enthalten: die Sensor-PCBA 218 und die digitale PCBA 222. Die Sensor-PCBA 218 weist freiliegendes Kupfer in Form von Kontakten auf der Unterseite der Platte auf. Dieses freiliegende Kupfer wird während des Zusammenbaus des kugelförmigen Aufbaus 110 mit einem Innenring 406 des Kühlkörpers 128 in Kontakt gebracht. Dieser direkte Kontakt zwischen dem Innenring 406 und dem freiliegenden Kupfer ermöglicht die Übertragung von Wärme von der Sensor-PCBA 218 zum Kühlkörper 128. Im Gegensatz zur Sensor-PCBA 218 ist die digitale PCBA 22 über das thermische Schnittstellenmaterial 226 thermisch mit dem Kühlkörper 128 verbunden. In mindestens einem Beispiel ist das thermische Schnittstellenmaterial 226 direkt am Halbleiter-Chip der digitalen PCBA 222 befestigt, der die meiste Wärme erzeugt, bei dem es sich zum Beispiel um ein System-on-Chip (SoC) handeln kann.
Mehrere Langlöcher 416 sind in einer Rückwand des Kühlkörpers 128 gebildet. Die Löcher 416 können es ermöglichen, Temperaturen in den Bereichen der wärmeerzeugenden innenliegenden Bauteile zu senken, indem warmer Luft ein Weg gelassen wird, um in den hinteren Bereich des kugelförmigen Aufbaus 110 zu entweichen. Die Löcher 416 werden durch das zweite Gehäuseteil 132 abgedeckt, wenn der kugelförmigen Aufbau 110 vollständig zusammengesetzt ist; allerdings ist mit Bezug auf 5, die eine perspektivische Rückansicht des kugelförmigen Aufbaus 110 zeigt, im zweiten Gehäuseteil 132 eine Öffnung 185 gebildet, die warme Luft aus dem kugelförmigen Aufbau 110 heraus entweichen lässt. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform befindet sich die Öffnung 185 zwischen Enden eines Schwalbenschwanzes 186. In mindestens einigen Beispielen dient die Öffnung 185 zusätzlich als Kabeldurchlass, in dem das Kabel Energie zu den Gerätebauteilen transportiert.
Wieder mit Bezug auf 4 weist die Linsen- und Abbildungseinheit 210 eine Klemme 432 auf. Die Klemme 432 wird dazu verwendet, die Linsen- und Abbildungseinheit 210 nach dem Fokussieren anhand einer fixierten Fokuslinse an Ort und Stelle zu halten. Auch ist eine IR-Emitter-PCBA 433 gezeigt, die den IR-Emitter 214 hält. Ein Signalkabel 435 schließt die IR-Emitter-PCBA 433 an die digitale PCBA 222 an.
Weitergehend ist in 4 auch eine Dichtung 422 gezeigt. Die Dichtung 422 ist dazu angeordnet, an der Innenseite des kugelförmigen Aufbaus 110 anzuliegen und dadurch eine opake Barriere bereitzustellen, um den IR-Emitter 214 von der Linsen- und Abbildungseinheit 210 zu trennen.
6 stellt einen Seitenaufriss des kugelförmigen Aufbaus 110 dar, wobei das zweite Gehäuseteil 132 als vom Rest des kugelförmigen Aufbaus 110 abgebaut gezeigt ist, um Details des Kühlkörpers 128 zu enthüllen. Die Nut 130 ist klar sichtbar. Auch ist die Raste 137 an einem Arm 502 gezeigt. Jede geeignete Anzahl an Armen ähnlich dem Arm 502 kann am zweiten Gehäuseteil 132 vorgesehen sein. Als eine Alternative zu dem dargestellten Arm 502 kann eine Rast ähnlich der dargestellten Raste 137 in die Innenfläche des zweiten Gehäuseteils 132 integriert und einstückig mit diesem sein.
Es lassen sich bestimmte Anpassungen und Modifizierungen der beschriebenen Ausführungsformen vornehmen. Zum Beispiel eignen sich, obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung dazu ausgelegt sind, in einer Kamera (zum Beispiel einer Kuppelkamera) enthalten zu sein, andere alternative Ausführungsformen der Erfindung für andere Arten von Elektronikgeräten, bei denen ein freiliegender Kühlkörper zweckmäßig ist. Diese anderen Arten von Elektronikgeräten können zum Beispiel Drohnen, mobile elektronische Geräte, intelligente Küchengeräte, etc. umfassen. Die benötigten Auslegungsmodifizierungen wie zwischen den Kameraausführungsformen und diesen alternativen Ausführungsformen können von einem Fachmann auf dem Gebiet ohne unangemessene Schwierigkeit oder erfinderische Anstrengung vorgenommen werden. Deshalb werden die vorstehend erörterten Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht einschränkend erachtet, und die Erfindung sollte als nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt aufgefasst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62515330 [0001]
US 9167137 [0016]

Claims

Kuppelkamera, umfassend: ein erstes halbkugelförmiges Gehäuseteil, das eine erste Oberfläche aufweist, die an einem ersten Umfangsrand endet; ein zweites halbkugelförmiges Gehäuseteil, das eine zweite Oberfläche aufweist, die an einem zweiten Umfangsrand endet; wobei das zweite halbkugelförmige Gehäuseteil komplementär zum ersten halbkugelförmigen Gehäuseteil ist; einen Kühlkörper mit einer Luft ausgesetzten Oberfläche, die ringförmig ist und zwischen dem ersten und zweiten Umfangsrand eingefügt ist, und Oberflächenränder der Luft ausgesetzten Oberfläche, die am ersten und zweiten Umfangsrand der Gehäuseteile anliegen, jeweils von der Form und Abmessung her an diese angeglichen sind, so dass eine durch die erste und zweite Oberfläche der Gehäuseteile und die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers gebildete Gesamtverbundoberfläche im Wesentlichen kontinuierlich und gleichmäßig ist; und mindestens ein wärmeerzeugendes Gerätebauteil, das sich in der Kuppelkamera befindet und mit dem Kühlkörper verbunden ist, wobei, wenn die Kuppelkamera eingeschaltet ist und das Gerätebauteil Wärme erzeugt, die Wärme über den Kühlkörper von dem Gerätebauteil abgezogen wird.
Kuppelkamera nach Anspruch 1, wobei das erste halbkugelförmige Gehäuseteil einen ersten Gehäuseraum definiert, der Kühlkörper einen zweiten Gehäuseraum definiert, der sich zwischen den Oberflächenrändern erstreckt, und das zweite halbkugelförmige Gehäuseteil einen dritten Gehäuseraum definiert, und ein Gesamtgehäuseraum für die Kuppelkamera durch den ersten Gehäuseraum, den zweiten Gehäuseraum und den dritten Gehäuseraum gebildet ist.
Kuppelkamera nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine wärmeerzeugende Gerätebauteil eine Sensorleiterplattenanordnung und eine digitale Leiterplattenanordnung aufweist, die sich in dem zweiten Gehäuseraum befinden.
Kuppelkamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich bei der Luft ausgesetzten Oberfläche des Kühlkörpers um eine bearbeitete Oberfläche handelt, die elektrobeschichtet oder pulverbeschichtet ist.
Kuppelkamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste und zweite halbkugelförmige Gehäuseteil beide aus einer Kombination aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol hergestellt sind.
Energieverbrauchendes Elektronikgerät, umfassend: ein erstes und zweites komplementäres Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil eine erste Oberfläche aufweist, die an einem ersten Umfangsrand endet, und das zweite Gehäuseteil eine zweite Oberfläche aufweist, die an einem zweiten Umfangsrand endet; ein Kühlkörper mit einer Luft ausgesetzten Oberfläche, die geschlossen gekrümmt und zwischen dem ersten und zweiten Umfangsrand eingefügt ist, und Oberflächenränder der Luft ausgesetzten Oberfläche, die am ersten und zweiten Umfangsrand der Gehäuseteile anliegen, jeweils von der Form und Abmessung her an diese angeglichen sind, so dass eine durch die erste und zweite Oberfläche der Gehäuseteile und die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers gebildete Gesamtverbundoberfläche im Wesentlichen kontinuierlich und gleichmäßig ist; und mindestens ein wärmeerzeugendes Gerätebauteil, das sich in der Kuppelkamera befindet und mit dem Kühlkörper verbunden ist, wobei, wenn das Elektronikgerät eingeschaltet ist und das Gerätebauteil Wärme erzeugt, die Wärme über den Kühlkörper von dem Gerätebauteil abgezogen wird.
Energieverbrauchendes Elektronikgerät nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem Elektronikgerät um eine Kuppelkamera handelt und das erste und zweite Gehäuseteil, wenn sie mit dem Kühlkörper zusammengebaut sind, ein kugelförmiges Gehäuse der Kuppelkamera bilden.
Energieverbrauchendes Elektronikgerät nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine wärmeerzeugende Gerätebauteil eine Sensorleiterplattenanordnung und eine digitale Leiterplattenanordnung aufweist, die in dem kugelförmigen Gehäuse enthalten sind.
Energieverbrauchendes Elektronikgerät nach Anspruch 8, darüber hinaus in dem kugelförmigen Gehäuse ein thermisches Schnittstellenmaterial umfassend, das zwischen der digitalen Leiterplattenanordnung und dem Kühlkörper angeordnet ist.
Energieverbrauchendes Elektronikgerät nach Anspruch 8, wobei die Sensorleiterplattenanordnung freiliegendes Kupfer aufweist, das in direktem Kontakt mit dem Kühlkörper ist.
Energieverbrauchendes Elektronikgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei es sich bei der Luft ausgesetzten Oberfläche des Kühlkörpers um eine bearbeitete Oberfläche handelt, die elektrobeschichtet oder pulverbeschichtet ist.
Energieverbrauchendes Elektronikgerät nach Anspruch 6, wobei der erste und zweite Umfangsrand jeweils zumindest teilweise kegelschnittförmig sind.
Gerät, umfassend: ein erstes und zweites komplementäres Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil eine erste Oberfläche aufweist, die an einem ersten Umfangsrand endet, und das zweite Gehäuseteil eine zweite Oberfläche aufweist, die an einem zweiten Umfangsrand endet; einen Kühlkörper mit einer Luft ausgesetzten Oberfläche, die zwischen dem ersten und zweiten Umfangsrand eingefügt ist, und Oberflächenränder der Luft ausgesetzten Oberfläche zur bündigen Anlage jeweils an den ersten und zweiten Umfangsrand der Gehäuseteile angeglichen, um eine Kombinationsschlichtheit einer Gesamtverbundoberfläche bereitzustellen, die durch die erste und zweite Oberfläche der Gehäuseteile und die Luft ausgesetzte Oberfläche des Kühlkörpers gebildet ist; mindestens ein wärmeerzeugendes Gerätebauteil, das sich in dem Gerät befindet und mit dem Kühlkörper verbunden ist, wobei, wenn das Gerätebauteil Wärme erzeugt, die Wärme aus dem Gerätebauteil weg über die Kühlkörper abgezogen wird.
Gerät nach Anspruch 13, wobei es sich bei dem Gerät um eine Kuppelkamera handelt, und das erste und zweite Gehäuseteil, wenn sie mit dem Kühlkörper zusammengebaut sind, ein kugelförmiges Gehäuse der Kuppelkamera bilden.
Gerät nach Anspruch 14, wobei das mindestens eine wärmeerzeugende Gerätebauteil eine Sensorleiterplattenanordnung und eine digitale Leiterplattenanordnung aufweist, die in dem kugelförmigen Gehäuse enthalten sind.
Gerät nach Anspruch 15, darüber hinaus ein thermisches Schnittstellenmaterial in dem kugelförmigen Gehäuse umfassend, das zwischen der digitalen Leiterplattenanordnung und dem Kühlkörper angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 15, wobei die Sensorleiterplattenanordnung freiliegendes Kupfer aufweist, das in direktem Kontakt mit dem Kühlkörper ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei es sich bei der Luft ausgesetzten Oberfläche des Kühlkörpers um eine bearbeitete Oberfläche handelt, die elektrobeschichtet oder pulverbeschichtet ist.
Gerät nach Anspruch 13, wobei der erste und zweite Umfangsrand jeweils zumindest teilweise kegelschnittförmig sind.
Gerät nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das erste und zweite komplementäre Gehäuseteil beide aus einer Kombination aus Polycarbonat (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol hergestellt sind.