WO2016004936A1 - Kamerasystem für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2016004936A1
WO2016004936A1 PCT/DE2015/200332 DE2015200332W WO2016004936A1 WO 2016004936 A1 WO2016004936 A1 WO 2016004936A1 DE 2015200332 W DE2015200332 W DE 2015200332W WO 2016004936 A1 WO2016004936 A1 WO 2016004936A1
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WO
WIPO (PCT)
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camera system
air flow
outlet
socket
optics
Prior art date
Application number
PCT/DE2015/200332
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Bone
Robert GILLOTT
Mike GRANGE
Simon RAFFERTY
Karlheinz Seitz
Dave Wibberley
Georg Halasy-Wimmer
Peter Gagnon
Duncan BARROWS
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
Application Solutions (Electronics and Vision) Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/54—Cleaning windscreens, windows or optical devices using gas, e.g. hot air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
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    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0833—Optical rain sensor
    • B60S1/0844—Optical rain sensor including a camera
    • B60S1/0848—Cleaning devices for cameras on vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens

Definitions

  • the invention relates to a camera system for a vehicle, with an optical system oriented in a viewing direction, which comprises a surface to be kept clean.
  • Such a camera system is known for example from DE 100 12 004 A1.
  • Camera systems for vehicles serve, among other things, the environment detection, that is, the detection of the environment of the vehicle.
  • the environment detection that is, the detection of the environment of the vehicle.
  • the traffic situation in the environment of the vehicle is detected by means of such a camera system or the camera system serves as an exterior mirror replacement of the vehicle. Therefore, the camera system is often mounted on the outside of the vehicle or at least has an optic that is located in the outer area of the vehicle.
  • the optics is exposed to environmental influences or the weather in particular and accordingly prone to contamination.
  • any contamination of the optics usually has a negative effect on the operation of the camera system.
  • dirt or dust deposits on the optics lead to a deteriorated view and thus a limited functionality of the camera system.
  • water deposits can lead to a distortion of the field of view and also cause dirt on the optics.
  • a cover for a camera is provided in DE 100 12 004 A1, that the cover is acted upon by an air flow such that when moving the cover relative to the environment no ambient atmosphere reaches the surface of the cover. To do this, a stream of air is directed from the side over the cover.
  • an annular sleeve is integrally formed on the cover and the air flow is injected laterally, so that forms a kind of air cushion in front of the sleeve, laterally
  • a development is additionally provided for cleaning the surface of the cover at least one diesstechnikssspritzdüse.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a compact camera system whose optics are kept as clean as possible.
  • the camera system is designed for use on a vehicle, in particular a motor vehicle, and has optics oriented in a viewing direction, which comprises a surface to be kept clean.
  • the optics is held in a separate, annular socket, which is designed to generate an air flow, which is formed in operation in front of the optics and oriented in the viewing direction.
  • An advantage achieved by the invention is, in particular, that the version of the optics simultaneously fulfills two functions, namely, on the one hand, the mounting of the optics and, on the other hand, the cleanness of the surface of the optics.
  • the camera system is therefore particularly compact.
  • the optics and the socket are also two separate parts and therefore advantageously each independently manufactured and shaped.
  • the camera system has a high degree of design freedom and is nevertheless compact.
  • a further advantage is in particular that the camera system dispenses with mechanical wipers.
  • the advantageous embodiment of the version allows the clean holding of a virtually arbitrarily shaped, in particular strongly curved surface or a sensitive, for example, coated surface.
  • the camera system comprises, in particular, a camera housing on which the mount and the optics held therein are mounted.
  • the surface of the optics to be kept clean in this case points outward with respect to the camera housing and is thus exposed to environmental influences.
  • environmental influences are, for example, air or rain, which flow counter to the surface when driving and possibly contain dust or dirt.
  • the optics are in particular a lens, lens arrangement or a lens and the surface of the optics is in particular the surface of a lens. This means in particular that no further coverage of the optics is provided, but the optics or at least their surface is exposed directly to the environmental influences.
  • the optics is grasped in particular for alignment and holding of the mount and supported by means of this.
  • the optics is also attached to the socket, for example, clamped, screwed or glued.
  • the socket is annular and surrounds the optics in a circumferential direction, which is in particular perpendicular to the viewing direction. In other words, the optic is inserted into a particular circular opening of the annular socket.
  • the optics in particular are substantially rotationally symmetrical with respect to a viewing axis which extends in the direction of view.
  • the socket and the optics extend over at least one common section in the viewing direction.
  • the socket is designed to form an air flow and in particular comprises a device for forming the air flow.
  • the air flow is formed in front of the optics in operation and directed substantially in the direction of view.
  • the air flow is generated during operation by the socket and not achieved for example by deflecting wind, whereby it is advantageously possible to provide the air flow regardless of the speed of the vehicle.
  • the air flow and in particular its Flow rate in the direction of view as a function of the speed of the vehicle adjustable.
  • At least one outlet opening is introduced into the socket.
  • This is preferably used for the ejection of compressed air.
  • compressed air By the use of compressed air, it is particularly possible to generate an air flow that is largely free of dirt or dust.
  • the compressed air is exhausted at a predetermined pressure or at a predetermined Ausdüs biology, the pressure or the Ausdüs beau are suitably adjustable. This makes it possible to adjust the ejection of the compressed air environmental conditions and adjust, for example, depending on the speed of the vehicle.
  • the introduction of the Auslasso réelle in the version also leads to a particularly compact design of the camera system.
  • a plurality of outlet openings are arranged annularly around the optics.
  • the annular arrangement follows the annular course of the socket, the outlet openings are thus arranged along the circumferential direction.
  • the outlet openings are evenly distributed, that is, each have the same distance in the circumferential direction to each other or are arranged in each case the same radial distance with respect to the visual axis. As a result, a particularly suitable air flow can be generated.
  • the outlet openings are shaped in particular circular or elliptical.
  • the at least one outlet opening is oriented in an outlet direction and the outlet direction encloses, with the viewing direction, a radial angle of at least 20 ° and at most 60 °.
  • radial angle is understood in particular to mean an angle which is perpendicular to the outlet opening and from the viewing axis from the viewing axis extending radius is included.
  • the outlet direction is equal to the viewing direction.
  • the at least one outlet opening is set in the circumferential direction of the socket, and the outlet direction encloses, with the circumference, a circumferential angle of at least 20 ° and at most 60 °.
  • the air flow is designed in operation in a particularly suitable direction.
  • this makes it possible to achieve a particularly advantageous rotation or rotation of the air flow.
  • circumferential angle is meant in particular an angle which is enclosed by the outlet and the designedsnchtung at the location of the outlet opening.
  • the outlet direction is equal to the circumferential direction at the location of the outlet opening.
  • the outlet opening is formed annularly around the optics, whereby a particularly suitable for keeping the surface clean air flow can be achieved.
  • the camera system has an annular channel with an axial feed.
  • the annular channel serves, in particular, for supplying air or compressed air to the annularly arranged outlet openings or the annularly designed outlet opening.
  • the supply of compressed air by means of the axial feed takes place in a particularly simple manner and the camera system is particularly compact. This is understood to mean axially in particular in the direction of view.
  • the annular channel is introduced as an annular groove in the socket, whereby the socket is formed in a particularly simple manner for generating a suitable air flow.
  • the corresponding camera system is particularly easy to manufacture.
  • the annular groove extends in particular in the circumferential direction along the socket and is preferably designed to be continuous. alternatives however, it is possible to form the annular groove as a plurality of ring segments.
  • an air cushion is formed in front of the lens, as a result of which, in particular, wind currents flowing into the lens and dirt possibly contained therein can be deflected to the side and thus kept away from the lens efficiently.
  • the version has a
  • Swirl body which is designed to produce a swirling air flow. As a result, keeping the surface clean is particularly effective. It is understood by swirling understood that the air flow is provided in addition to the flow in the direction of rotation or rotation.
  • the swirl body rotates about an axis of rotation pointing in the direction of view, in particular around the viewing axis. As a result, the air flow, which generally flows in the viewing direction, is set in a suitable rotational movement.
  • the swirl body has a number of vanes for swirling the airflow.
  • the swirl body and the wings are made of the same material, that is, in particular made in one piece, whereby the swirl body and thus the camera system are particularly easy and inexpensive manufacturable.
  • the wings are attached internally to the swirl body.
  • the swirl body is designed in particular in the form of a ring or a hollow cylinder, for example in the manner of a camera aperture, and extends in the direction of the axis of rotation.
  • the wings are then attached or formed on the inner wall of the ring or hollow cylinder and extend from there over a predetermined wing width in the radial direction, that is approximately in the direction of the visual axis.
  • the wings extend along the inner wall in the axial direction.
  • the wings follow a helical course around the viewing axis.
  • the one in the interior Injected air flow is in particular thereby offset during operation in a rotational movement, to form a swirling air flow.
  • the camera system has at least one actuator, for example a motor.
  • an improved twisting of the air flow can be achieved.
  • a plurality of annularly arranged actuators drive the swirl body sequentially, for the twisting of the air flow.
  • Arranged annularly is understood in particular to mean that the actuators are each arranged at the same radial distance from the viewing axis, similar to the above-described annular arrangement in the case of a plurality of outlet openings.
  • At least one actuator is designed as a piezoactuator.
  • several or all actuators are designed as piezo actuators, whereby a suitable twisting of the air flow can be achieved in a simple and compact manner.
  • FIG. 1 shows a camera system with an optic and a socket
  • 2 shows the optics and the socket of FIG. 1 in a plan view
  • FIG. 3 shows the arrangement according to FIG. 2 in a sectional view
  • FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5 in a sectional view
  • Fig. 7 shows a further variant of the optics and the socket with a swirl body in a plan view
  • Fig. 8 shows the arrangement of FIG. 7 in a sectional view.
  • a camera system 2 for a vehicle is shown schematically in a side view.
  • the camera system 2 comprises an optic 4, with a clean surface to be held 5.
  • the optics 4 is mounted in a socket 6 and aligned in a viewing direction B, to observe the lying in this direction environment.
  • the optics 4 and the socket 6 are also rotationally symmetrical with respect to a viewing direction B extending viewing axis A.
  • To capture images of the environment is in the camera system 2 and with respect to the line B behind the optics 4 a here not shown camera module arranged.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the optic 4 and the socket 6 in a plan view, that is opposite to the viewing direction B to the optics 4 to.
  • FIG. 3 shows the arrangement of FIG. 2 along the sectional plane indicated in FIG. 2.
  • the pointing in the direction B optics 4 which is designed here as a lens, and this enclosing socket 6, which extends in the circumferential direction U around the optics 4 in an annular manner.
  • a number of outlet openings 8 for discharging compressed air is introduced.
  • the outlet openings 8 are introduced here frontally in the socket 6.
  • Each of the outlet openings 8 is adjoined by an outlet channel 10 extending in a respective outlet direction AR.
  • the outlet direction AR runs obliquely with respect to the viewing axis B such that the outlet channel 10 points obliquely in the direction of the viewing axis B.
  • an air flow 12 which is discharged through the outlet openings 8 in operation is brought into an area 14 in front of the optics 4, whereby in particular dust and dirt of the environment are kept away from the optics 4.
  • the outlet direction AR includes, with a radius R originating from the viewing axis B, a radial angle W1 which, in FIG. 2, corresponds to approximately 45 °.
  • FIG. 4 shows a variant in which the outlet channels 10 are additionally set in the circumferential direction U in a circumferential angle W2.
  • the circumferential angle W2 is in particular that angle which is enclosed by the outlet direction AR and the circumferential direction U and in FIG. 4 is approximately 60 °. In this way, the air is not exhausted to the viewing axis B but to this past, whereby an advantageous twisting of the air flow 12 can be achieved.
  • in addition to the outlet channels 10 and the axial channels 16 are employed accordingly and run in particular helically around the visual axis A.
  • Each of the outlet channels 10 is adjoined by an axial channel 16 which extends in each case from a common annular channel 18 in the axial direction, that is to say in the direction of view B.
  • the annular channel 18 is in turn supplied via an axial feed 20 with compressed air.
  • the compressed air is then fed via the feed 20 into the annular channel 18 and distributed from there into the respective axial and outlet channels 16, 10, in order finally to exit through the outlet openings 8.
  • a cleaning liquid instead of compressed air.
  • a reversible valve 22 is used here.
  • the compressed air is guided from a compressed air reservoir, not shown here, first through an air filter 24 and then via the valve 22 and a hydraulic pump 26 into the socket 6.
  • the cleaning liquid is removed according to a liquid reservoir 28, which is for example a wiper water reservoir of the vehicle.
  • FIG. 5 and 6 show a variant of the optics 4 and the socket 6, in which the compressed air is expelled via a single, annular outlet opening 8 substantially in the radial direction on or in front of the optics 4. 2, via an axial feed 20 and an annular channel 18.
  • the annular outlet opening 8 is designed such that the outlet direction AR also occurs obliquely with respect to the viewing axis A.
  • a larger air cushion is also formed in front of the lens, in particular in comparison to the arrangement shown in FIG.
  • the wind and the dirt contained therein is additionally deflected in addition to the side and kept away from the lens in this way.
  • the socket 6 additionally comprises a swirl body 30, which is formed in the embodiment shown here as a hollow cylinder.
  • the swirl body 30 is driven by means of an actuator 32.
  • the actuator 32 is, for example, a motor, by means of which the swirl body 30 is rotatable about an axis of rotation, which corresponds to the viewing axis A in FIG. 7.
  • the actuator 32 is, for example, a motor, by means of which the swirl body 30 is rotatable about an axis of rotation, which corresponds to the viewing axis A in FIG. 7.
  • Swirl body 30 is attached a number of vanes 36, through which, in particular during rotation of the swirl body 30, a twisting of the air takes place in the region 14 in front of the optical system 4.
  • the wings 36 shown in FIGS. 7 and 8 are set in particular with respect to the circumferential direction U, similar to the outlet directions AR shown in FIG. 3, and thus extend obliquely along the inner wall 34.
  • the swirler 30 is rigid, so not rotatable and in this case, in particular, with the socket 6 made in one piece.
  • a compressed air injection as shown for example in FIGS. 1 and 2 present and the exhausted by means of the outlet port 8 or outlet 8 compressed air is twisted in the area 14 in front of the optics 4 by the particular rigid wings 36, that is in a rotary motion added.
  • the actuator 32 is a
  • Piezoaktuator which generates a stroke such that the swirler 30 is slightly tilted against the visual axis A.
  • Piezoactuators distributed annularly around the visual axis A around and generate by a sequential control periodic Verkipppung the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem (2) für ein Fahrzeug, mit einer in einer Blickrichtung (B) orientierten Optik (4), die eine sauber zu haltende Oberfläche (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (4) in einer separaten, ringförmigen Fassung (6) gehalten ist, die zur Erzeugung eines Luftstroms (12) ausgebildet ist, der im Betrieb vor der Optik (4) ausgebildet und in Blickrichtung (B) orientiert ist.

Description

Beschreibung
Kamerasystem für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem für ein Fahrzeug, mit einer in einer Blickrichtung orientierten Optik, die eine sauber zu haltende Oberfläche umfasst.
Ein solches Kamerasystem ist beispielsweise aus der DE 100 12 004 A1 bekannt.
Kamerasysteme für Fahrzeuge, beispielsweise Personen kraft- oder Lastkraftkraftfahrzeuge, dienen unter anderem zur Umfelderfassung, das heißt der Erfassung der Umgebung des Fahrzeuges. Beispielsweise wird mittels eines solchen Kamerasystems das Verkehrsgeschehen im Umfeld des Fahrzeuges erfasst oder das Kamerasystem dient als Außenspiegelersatz des Fahrzeuges. Daher ist das Kamerasystem häufig außenseitig an dem Fahrzeug montiert oder weist zumindest eine Optik auf, die sich im Außenbereich des Fahrzeuges befindet. Dadurch ist die Optik insbesondere Umwelteinflüssen oder der Witterung ausgesetzt und entsprechend anfällig für Verschmutzungen. Jegliche Verschmutzung der Optik wirkt sich jedoch zumeist negativ auf den Betrieb des Kamerasystems aus. Beispielsweise führen Schmutz- oder Staubablagerungen auf der Optik zu verschlechterter Sicht und damit einer eingeschränkten Funktionsfähigkeit des Kamerasystems. Insbesondere können auch Wasserablagerungen zu einer Verzerrung des Sichtfeldes führen und zudem Schmutzrückstände auf der Optik verursachen.
Zum Sauberhalten eines optischen Elementes, insbesondere einer Abdeckung für eine Kamera ist in der DE 100 12 004 A1 vorgesehen, dass die Abdeckung mit einem Luftstrom derart beaufschlagt wird, dass bei Bewegung der Abdeckung relativ zur Umgebung keine Umgebungsatmosphäre die Oberfläche der Abdeckung erreicht. Hierzu wird ein Luftstrom von der Seite über die Abdeckung geleitet. In einer Ausführungsvariante ist an der Abdeckung eine ringförmigen Hülse angeformt und der Luftstrom wird seitlich eingeblasen, so dass sich eine Art Luftpolster vor innerhalb der Hülse ausbildet, seitlich In einer Weiterbildung ist zum Reinigen der Oberfläche der Abdeckung zusätzlich zumindest eine Flüssigkeitsspritzdüse vorgesehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein möglichst kompaktes Kamerasystem anzugeben, dessen Optik möglichst effektiv sauber gehalten wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kamerasystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Kamerasystem ist zur Verwendung an einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug ausgebildet und weist eine in einer Blickrichtung orientierte Optik auf, die eine sauber zu haltende Oberfläche umfasst. Die Optik ist hierbei in einer separaten, ringförmigen Fassung gehalten, die zur Erzeugung eines Luftstroms ausgebildet ist, der im Betrieb vor der Optik ausgebildet und in Blickrichtung orientiert ist.
Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht insbesondere darin, dass die Fassung der Optik zugleich zwei Funktionen erfüllt, nämlich zum Einen die Halterung der Optik und zum Anderen das Sauberhalten der Oberfläche der Optik. Das Kamerasystem ist daher besonders kompakt. Die Optik und die Fassung sind zudem zwei separate Teile und daher vorteilhaft jeweils unabhängig fertigbar und gestaltbar. Dadurch weist das Kamerasystem einen hohen Grad an Gestaltungsfreiheit auf und ist dennoch kompakt. Ein weiterer Vorteil ist insbesondere, dass bei dem Kamerasystem auf mechanische Wischer verzichtet wird. Zudem ermöglicht die vorteilhafte Ausbildung der Fassung das Sauberhalten einer nahezu beliebig geformten, insbesondere stark gekrümmten Oberfläche oder einer empfindlichen, beispielsweise beschichteten Oberfläche. Insbesondere ist es möglich, auf eine zusätzliche, insbesondere separate Abdeckung oder Schutzabdeckung der Optik zu verzichten, wodurch das Kamerasystem mit verringertem Materialaufwand herstellbar ist.
Das Kamerasystem umfasst insbesondere ein Kameragehäuse, an dem die Fassung und die darin gehalterte Optik angebracht sind. Die sauber zu haltende Oberfläche der Optik weist dabei nach außen bezüglich des Kameragehäuses und ist dadurch Umwelteinflüssen ausgesetzt. Solche Umwelteinflüsse sind beispielsweise Luft oder Regen, die bei der Fahrt der Oberfläche entgegen strömend und möglicherweise Staub oder Schmutz enthalten. Die Optik ist insbesondere eine Linse, Linsenanordnung oder ein Objektiv und die Oberfläche der Optik ist insbesondere die Oberfläche einer Linse. Das heißt insbesondere, dass keine weitere Abdeckung der Optik vorgesehen ist, sondern die Optik oder zumindest deren Oberfläche direkt den Umwelteinflüssen ausgesetzt ist.
Die Optik ist insbesondere zur Ausrichtung und Halterung von der Fassung einge- fasst und mittels dieser gehaltert. Insbesondere ist die Optik auch an der Fassung befestigt, beispielsweise geklemmt, geschraubt oder geklebt. Die Fassung ist ringförmig ausgebildet und umläuft die Optik in einer Umfangsrichtung, die insbesondere senkrecht zur Blickrichtung ist. Mit anderen Worten: die Optik ist in eine insbesondere kreisförmige Öffnung der ringförmigen Fassung eingesetzt. Zudem ist insbesondere die Optik im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich einer Blickachse, die sich in Blickrichtung erstreckt. Die Fassung sowie die Optik erstrecken sich dabei über zumindest ein gemeinsames Teilstück in Blickrichtung.
Die Fassung ist zur Ausbildung eines Luftstroms ausgebildet und umfasst dazu insbesondere eine Vorrichtung zur Ausbildung des Luftstroms. Der Luftstrom ist im Betrieb vor der Optik ausgebildet und im Wesentlichen in Blickrichtung gerichtet. Insbesondere wird der Luftstrom im Betrieb durch die Fassung erzeugt und nicht beispielsweise durch ein Umlenken von Fahrtwind erzielt, wodurch es vorteilhaft möglich ist, den Luftstrom unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bereitzustellen. Vorzugsweise ist der Luftstrom und insbesondere dessen Strömungsgeschwindigkeit in Blickrichtung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges einstellbar.
Zur Erzeugung des Luftstroms ist in die Fassung zumindest eine Auslassöffnung eingebracht. Diese dient vorzugsweise dem Ausdüsen von Druckluft. Durch die Verwendung von Druckluft ist es insbesondere möglich einen Luftstrom zu erzeugen, der weitestgehend frei von Schmutz oder Staub ist. Die Druckluft wird mit einem vorgegebenen Druck oder mit einer vorgegebenen Ausdüsgeschwindigkeit ausgedüst, wobei der Druck beziehungsweise die Ausdüsgeschwindigkeit zweckmäßigerweise einstellbar sind. Dadurch ist es möglich, das Ausdüsen der Druckluft den Umweltbedingungen anzupassen und beispielsweise in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges einzustellen. Das Einbringen der Auslassoffnung in die Fassung führt zudem zu einer besonders kompakten Ausgestaltung des Kamerasystems.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind mehrere Auslassöffnungen ringförmig um die Optik herum angeordnet. Insbesondere folgt die ringförmige Anordnung dem ringförmigen Verlauf der Fassung, die Auslassöffnungen sind demnach entlang der Umfangsrichtung angeordnet. Vorzugsweise sind die Auslassöffnungen gleichmäßig verteilt, das heißt, weisen in Umfangsrichtung zueinander jeweils den gleichen Abstand auf oder sind in jeweils gleichem radialen Abstand bezüglich der Blickachse angeordnet. Dadurch ist ein besonders geeigneter Luftstrom erzeugbar. Die Auslassöffnungen sind insbesondere kreisförmig oder elliptisch geformt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Auslassoffnung in einer Auslassrichtung orientiert und die Auslassrichtung schließt mit der Blickrichtung einen Radialwinkel von wenigstens 20° und höchstens 60° ein. Dadurch ist der Luftstrom im Betrieb in einer besonders geeigneten Richtung ausgebildet. Unter Radialwinkel wird dabei insbesondere ein Winkel verstanden, der von der Auslassrichtung und einem sich von der Blickachse aus senkrecht zur Auslassoffnung erstreckenden Radius eingeschlossen ist. Insbesondere ist bei einem Radialwinkel von 90° die Auslassrichtung gleich der Blickrichtung.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Auslassöff- nung in Umfangsnchtung der Fassung angestellt und die Auslassrichtung schließt mit der Umfangsnchtung einen Umfangswinkel von wenigstens 20° und höchstens 60° ein. Dadurch ist der Luftstrom im Betrieb in einer besonders geeigneten Richtung ausgebildet. Insbesondere ist es hierdurch möglich, eine besonders vorteilhafte Rotation oder Verdrehung des Luftstroms zu erzielen. Unter Umfangswinkel wird dabei insbesondere ein Winkel verstanden, der von der Auslassrichtung und der Umfangsnchtung am Ort der Auslassöffnung eingeschlossen ist. Insbesondere ist bei einem Umfangswinkel von 0° die Auslassrichtung gleich der Umfangsnchtung am Ort der Auslassöffnung.
In einer alternativen, zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Auslassöffnung ringförmig um die Optik herum ausgebildet, wodurch ein zum Sauberhalten der Oberfläche besonders geeigneter Luftstrom erzielbar ist.
Bevorzugterweise weist das Kamerasystem einen Ringkanal mit einer axialen Zuführung auf. Der Ringkanal dient insbesondere der Zuführung von Luft oder Druckluft zu den ringförmig angeordneten Auslassöffnungen oder der ringförmig ausgestalteten Auslassöffnung. Insbesondere erfolgt die Zufuhr von Druckluft mittels der axialen Zuführung auf besonders einfache Weise und das Kamerasystem ist besonders kompakt. Dabei wird unter axial insbesondere in Blickrichtung verstanden.
Vorzugsweise ist der Ringkanal als Ringnut in die Fassung eingebracht, wodurch die Fassung auf besonders einfache Weise zur Erzeugung eines geeigneten Luftstroms ausgebildet ist. Zudem ist das entsprechende Kamerasystem besonders einfach zu fertigen. Die Ringnut erstreckt sich insbesondere in Umlaufrich- tung entlang der Fassung und ist vorzugsweise durchgängig ausgeführt. Alterna- tiv ist es jedoch möglich, die Ringnut als eine Mehrzahl von Ringsegmenten auszubilden.
In einer geeigneten Ausgestaltung wird vor der Linse ein Luftpolster ausgebildet, wodurch insbesondere auf die Linse zuströmender Fahrtwind und darin möglicherweise enthaltener Schmutz zur Seite ablenkbar sind und somit effizient von der Linse ferngehalten werden.
In einer weiteren, zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Fassung einen
Drallkörper auf, der zur Erzeugung eines drallbehafteten Luftstromes ausgebildet ist. Dadurch ist das Sauberhalten der Oberfläche besonders effektiv. Dabei wird unter drallbehaftet verstanden, dass der Luftstrom zusätzlich zum Strömen in Blickrichtung mit einer Rotations- oder auch Drehbewegung versehen ist. In einer geeigneten Ausführungsform rotiert der Drallkörper um eine in Blickrichtung weisende Rotationsachse, insbesondere um die Blickachse. Dadurch wird der generell in Blickrichtung strömende Luftstrom in eine geeignete Rotationsbewegung versetzt.
In einer weiteren geeigneten Ausführungsform weist der Drallkörper eine Anzahl von Flügeln auf, um den Luftstrom mit einem Drall zu versehen. Vorzugsweise sind der Drallkörper und die Flügel aus dem gleichen Material gefertigt, das heißt insbesondere einstückig ausgeführt, wodurch der Drallkörper und somit auch das Kamerasystem besonders einfach und kostengünstig fertigbar sind. In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind die Flügel innenwändig an dem Drallkörper angebracht. Dazu ist der Drallkörper insbesondere ringförmig oder hohlzylinder- förmig ausgebildet, beispielsweise nach Art einer Kamerablende und erstreckt sich in Richtung der Rotationsachse. Die Flügel sind dann an der Innenwand des Ringes oder Hohlzylinders angebracht oder angeformt und erstrecken sich von dort aus über eine vorgegebene Flügelbreite in radialer Richtung, das heißt etwa in Richtung zur Blickachse. Weiterhin erstrecken sich die Flügel entlang der Innenwand in axialer Richtung. In einer geeigneten Ausgestaltung folgen die Flügel dabei einem helixförmigen Verlauf um die Blickachse. Der in den Innenraum eingedüste Luftstrom wird insbesondere dadurch im Betrieb in eine Rotationsbewegung versetzt, zur Ausbildung eines drallbehafteten Luftstroms.
Zum Antrieb des Drallkörpers weist das Kamerasystem wenigstens einen Aktuator auf, beispielsweise einen Motor. Durch ein aktives Antreiben des Drallkörpers ist insbesondere eine verbesserte Verdrallung des Luftstroms erzielbar. In einer geeigneten Ausgestaltung treiben mehrere ringförmig angeordnete Aktuatoren den Drallkörper sequentiell an, zur Verdrallung des Luftstromes. Unter ringförmig angeordnet wird dabei insbesondere verstanden, dass die Aktuatoren jeweils mit gleichem radialen Abstand von der Blickachse angeordnet sind, ähnlich der oben beschriebenen, ringförmigen Anordnung im Falle mehrerer Auslassöffnungen. Durch eine sequentielle Ansteuerung oder Aktivierung der Aktuatoren ist es möglich, eine periodische oder peristaltische Bewegung des Drallkörpers zu erzielen und auf diese Weise insbesondere auch eine geeignete Verdrallung des Luftstroms. Insbesondere dazu ist in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein Aktuator als Piezoaktuator ausgebildet. Vorzugsweise sind mehrere oder alle Aktuatoren als Piezoaktuator ausgebildet, wodurch in einfacher und kompakter Weise eine geeignete Verdrallung des Luftstroms erzielbar ist.
Die Ausführungsvariante mit dem Drallkörper, wie er insbesondere im Anspruch 9 angeführt ist sowie die Weiterbildungen hierzu insbesondere gemäß den Ansprüchen 10 bis 15, lassen sich grundsätzlich auch ohne die spezielle Fassung, wie sie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist, verwirklichen, beispielsweise durch einen Aufsatz vor der Optik. Das Konzept mit dem Drallkörper insbesondere gemäß Anspruch 9 wird als eigenständig erfinderisch ohne die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 angesehen. Die Einreichung einer Teilanmeldung hierauf bleibt vorbehalten.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Kamerasystem mit einer Optik und einer Fassung, Fig. 2 die Optik und die Fassung gemäß Fig. 1 in einer Aufsicht,
Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 in einer Schnittansicht,
Fig. 4 eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 2,
Fig. 5 eine Variante der Optik und der Fassung in einer Aufsicht,
Fig. 6 die Anordnung gemäß Fig. 5 in einer Schnittansicht,
Fig. 7 eine weitere Variante der Optik und der Fassung mit einem Drallkörper in einer Aufsicht, und
Fig. 8 die Anordnung gemäß Fig. 7 in einer Schnittansicht.
In Fig. 1 ist schematisch ein Kamerasystem 2 für ein Fahrzeug in einer Seitenansicht dargestellt. Das Kamerasystem 2 umfasst eine Optik 4, mit einer sauber zu haltenden Oberfläche 5. Die Optik 4 ist in einer Fassung 6 gehaltert und in einer Blickrichtung B ausgerichtet, zur Beobachtung des in dieser Richtung liegenden Umfeldes. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Optik 4 und die Fassung 6 zudem rotationssymmetrisch bezüglich einer sich in Blickrichtung B erstreckenden Blickachse A. Zur Aufnahme von Bildern des Umfeldes ist in dem Kamerasystem 2 und bezüglich der Blickrichtung B hinter der Optik 4 ein hier nicht gezeigtes Kameramodul angeordnet.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Optik 4 und der Fassung 6 in einer Aufsicht, das heißt entgegen der Blickrichtung B auf die Optik 4 zu. In Fig. 3 ist die Anordnung der Fig. 2 entlang der in der Fig. 2 gekennzeichneten Schnittebene gezeigt. Deutlich erkennbar ist die in Blickrichtung B weisende Optik 4, die hier als Linse ausgebildet ist, und die diese einfassende Fassung 6, die sich ringförmig in Umlaufrichtung U um die Optik 4 herum erstreckt. In die Fassung 6 ist eine Anzahl von Auslassöffnungen 8 zum Ausdüsen von Druckluft eingebracht. Dabei sind die Auslassöffnungen 8 hier stirnseitig in die Fassung 6 eingebracht. An jede der Auslassöffnungen 8 schließt sich ein in eine jeweilige Auslassrichtung AR verlaufender Auslasskanal 10 an. Die Auslassrichtung AR verläuft dabei derart schräg bezüglich der Blickachse B, dass der Auslasskanal 10 schräg in Richtung der Blickachse B weist. Auf diese Weise wird ein Luftstrom 12, der durch die Auslassöffnungen 8 im Betrieb ausgeströmt wird in einen Bereich 14 vor der Optik 4 gebracht, wodurch insbesondere Staub und Schmutz der Umgebung von der Optik 4 ferngehalten werden. Die Auslassrichtung AR schließt dabei mit einem von der Blickachse B ausgehenden Radius R einen Radialwinkel W1 ein, der in Fig. 2 etwa 45° entspricht.
In Fig. 4 ist eine Variante gezeigt, bei der die Auslasskanäle 10 zusätzlich in Um- fangsrichtung U in einem Umfangswinkel W2 angestellt sind. Der Umfangswinkel W2 ist dabei insbesondere derjenige Winkel, der von der Auslassrichtung AR und der Umfangsrichtung U eingeschlossen wird und beträgt in Fig. 4 etwa 60°. Auf diese Weise wird die Luft nicht auf die Blickachse B zu sondern an dieser vorbei ausgedüst, wodurch eine vorteilhafte Verdrallung des Luftstroms 12 erzielbar ist. In einer zweckmäßigen, hier nicht gezeigten Weiterbildung sind zusätzlich zu den Auslasskanälen 10 auch die Axialkanäle 16 entsprechend angestellt und verlaufen insbesondere helixartig um die Blickachse A.
An jeden der Auslasskanäle 10 schließt sich ein Axialkanal 16 an, der sich jeweils von einem gemeinsamen Ringkanal 18 in axialer Richtung, das heißt in Blickrichtung B erstreckt. Der Ringkanal 18 ist wiederum über eine axiale Zuführung 20 mit Druckluft versorgbar. Im Betrieb wird dann über die Zuführung 20 die Druckluft in den Ringkanal 18 geleitet und von dort in die jeweiligen Axial- und Auslasskanäle 16, 10 verteilt, um schließlich durch die Auslassöffnungen 8 auszutreten.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist es zusätzlich möglich, anstelle von Druckluft auch eine Reinigungsflüssigkeit zuzuführen. Dabei wird das gleiche Ka- nalsystem für Druckluft wie für Reinigungsflüssigkeit verwendet. Zum Umschalten zwischen Druckluftbetrieb und Flüssigkeitsbetrieb wird hier ein umschaltbares Ventil 22 verwendet. Die Druckluft wird dabei aus einem hier nicht näher dargestellten Druckluftreservoir zunächst durch einen Luftfilter 24 und anschließend über das Ventil 22 und eine Hydraulikpumpe 26 in die Fassung 6 geführt. Die Reinigungsflüssigkeit wird entsprechend einem Flüssigkeitsreservoir 28 entnommen, welches beispielsweise ein Wischwasserreservoir des Fahrzeuges ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Variante der Optik 4 und der Fassung 6, bei der die Druckluft über eine einzelne, ringförmige Auslassöffnung 8 im Wesentlichen in radialer Richtung auf der oder auch vor die Optik 4 ausgedüst wird. Die Zuleitung von Druckluft erfolgt dabei ähnlich wie in Fig. 2 gezeigt über eine axiale Zuführung 20 und einen Ringkanal 18. In einer hier nicht gezeigten Variante ist die ringförmige Auslassöffnung 8 derart ausgebildet, dass auch hierbei die Auslassrichtung AR schräg bezüglich der Blickachse A erfolgt. Durch erhöhten Aufbau wird zudem vor der Linse ein größeres Luftpolster ausgebildet, insbesondere im Vergleich zu der in Fig. 3 gezeigten Anordnung. Insbesondere wird dadurch Fahrtwind und darin enthaltener Schmutz zusätzlich zur Seite abgelenkt und auf diese Weise von der Linse fern gehalten.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Variante der Optik 4 und der Fassung 6, wobei die Fassung 6 zusätzlich einen Drallkörper 30 aufweist, der in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgebildet ist. Der Drallkörper 30 wird mittels eines Aktuators 32 angetrieben. Dabei ist der Aktuator 32 beispielsweise ein Motor, durch welchen der Drallkörper 30 um eine Rotationsachse, die in Fig. 7 der Blickachse A entspricht, rotierbar ist. Auf der Innenwand 34 des
Drallkörpers 30 ist eine Anzahl von Flügeln 36 angebracht, durch welche insbesondere bei Rotation des Drallkörpers 30 eine Verdrallung der Luft im Bereich 14 vor der Optik 4 erfolgt. Die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Flügel 36 sind insbesondere bezüglich der Umfangsrichtung U angestellt, ähnlich der in Fig. 3 gezeigten Auslassrichtungen AR und verlaufen demnach entlang der Innenwand 34 schräg. In einer alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsform ist der Drallkörper 30 starr, also nicht rotierbar und in diesem Fall insbesondere auch mit der Fassung 6 einstückig gefertigt. Zusätzlich ist dann eine Drucklufteindüsung, wie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 dargestellt vorhanden und die mittels der Auslassöffnung 8 oder Auslassöffnungen 8 ausgedüste Druckluft wird im Bereich 14 vor der Optik 4 durch die dann insbesondere starren Flügel 36 verdrallt, das heißt in eine Drehbewegung versetzt.
In weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsform ist der Aktuator 32 ein
Piezoaktuator, der einen Hub derart erzeugt, das der Drallkörper 30 gegen die Blickachse A leicht verkippt wird. Zweckmäßigerweise sind dann mehrere
Piezoaktuatoren ringförmig um die Blickachse A herum verteilt und erzeugen durch eine sequentielle Ansteuerung eine periodische Verkipppung des
Drallkörpers 30. Auf diese Weise wird die Luft im Bereich vor der Optik 4 vorteilhaft verdrallt.
In weiteren, hier nicht gezeigten Variante werden insbesondere mehrere Merkmale der verschiedenen, oben genannten Ausführungsformen miteinander kombiniert.
Bezugszeichenliste Kamerasystem
Optik
Oberfläche
Fassung
Auslassöffnung
10 Auslasskanal
12 Luftstrom
14 Bereich
16 Axialkanal
18 Ringkanal
20 Zuführung
22 Ventil
24 Luftfilter
26 Hydraulikpumpe
28 Flüssigkeitsreservoir
30 Drallkörper
32 Aktuator
34 Innenwand
36 Flügel
A Blickachse
AR Auslassrichtung
B Blickrichtung
R Radius
U Umfangsrichtung
W1 Radialwinkel
W2 Umfangswinkel

Claims

Ansprüche
Kamerasystem (2) für ein Fahrzeug, mit einer in einer Blickrichtung (B) orientierten Optik (4), die eine sauber zu haltende Oberfläche (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet,
dass die Optik (4) in einer separaten, ringförmigen Fassung (6) gehalten ist, die zur Erzeugung eines Luftstroms (12) ausgebildet ist, der im Betrieb vor der Optik (4) ausgebildet und in Blickrichtung (B) orientiert ist.
Kamerasystem (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung des Luftstroms (12) zumindest eine Auslassöffnung (8) in die Fassung (6) eingebracht ist zum Ausdüsen von Druckluft.
Kamerasystem (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Auslassöffnungen (8) ringförmig um die Optik (4) herum angeordnet sind.
Kamerasystem (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die zumindest eine Auslassöffnung (8) in einer Auslassrichtung (AR) orientiert ist und die Auslassrichtung (AR) mit der Blickrichtung (B) einen Radialwinkel (W1 ) von wenigstens 20° und höchstens 60° einschließt.
Kamerasystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zumindest eine Auslassöffnung (8) in Umfangsrichtung (U) der Fassung (6) angestellt ist und die Auslassrichtung (AR) mit der Umfangsrichtung (U) einen Umfangswinkel (W2) von wenigstens 20° und höchstens 60° einschließt.
6. Kamerasystem (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auslassöffnung (8) ringförmig um die Optik (4) herum ausgebildet ist.
7. Kamerasystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses einen Ringkanal (18) mit einer axialen Zuführung (20) aufweist.
8. Kamerasystem (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ringkanal (18) als Ringnut in die Fassung (6) eingebracht ist.
9. Kamerasystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fassung (6) einen Drallkörper (30) aufweist, der zur Erzeugung eines drallbehafteten Luftstromes (12) ausgebildet ist.
10. Kamerasystem (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drallkörper (30) um eine in Blickrichtung (B) weisende Rotationsachse rotiert.
1 1 . Kamerasystem (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Drallkörper (30) eine Anzahl von Flügeln (36) aufweist, um den Luftstrom (12) mit einem Drall zu versehen.
12. Kamerasystem (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (36) innenwändig an dem Drallkörper (30) angebracht sind.
13. Kamerasystem (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses wenigstens einen Aktuator (32) aufweist zum Antrieb des Drallkörpers (30).
14. Kamerasystem (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere ringförmig angeordnete Aktuatoren (32) zur Verdrallung des Luftstromes (12) den Drallkörper (30) sequentiell antreiben.
15. Kamerasystem (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Aktuator (32) als Piezoaktuator ausgebildet ist.
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