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Dokumentenidentifikation DE102006022404A1 15.11.2007
Titel Kameraanordnung für ein Kraftfahrzeug
Anmelder Hella KGaA Hueck & Co., 59557 Lippstadt, DE
Erfinder Schäfer, Heiko, 59597 Erwitte, DE;
Schulte, Michael, 33106 Paderborn, DE
DE-Anmeldedatum 13.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006022404
Offenlegungstag 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse G01W 1/14(2006.01)A, F, I, 20060513, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60R 1/10(2006.01)A, L, I, 20060513, B, H, DE   B60R 16/02(2006.01)A, L, I, 20060513, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kameraanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Gehäuse (2), das im Bereich einer Innenseite einer Windschutzscheibe (3) eines Kraftfahrzeugs anbringbar ist, mindestens eine Kamera (5), die im Gehäuse (2) untergebracht ist, eine Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16), geeignet zur Erfassung der Befeuchtung der Windschutzscheibe (3), wobei die Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16) eine nicht-optische Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16) ist.

Beschreibung[de]
STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kameraanordnung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kameraanordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungsformen bereits bekannt. Die DE 43 29 983 A1 offenbart zum Beispiel eine Kameraanordnung, die in ein Dachmodul integriert ist. Die Kameraanordnung weist neben einer Kamera, die zur Erfassung des Verkehrablaufs in Fahrtrichtung geeignet ist, eine oder mehrere Sensoreinrichtungen zum Empfangen oder Senden optischer und/oder elektromagnetischer Strahlung auf. Die Kameraanordnung umfasst unter anderem einen optischen Feuchtigkeitssensor (Regensensor), der an der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und die von einer Befeuchtung der Außenseite der Windschutzscheibe verursachten Reflexionsänderungen eines Lichtstrahls erfasst. Ein Nachteil dieser bekannten Kameraanordnung besteht insbesondere darin, dass der optische Feuchtigkeitssensor eine optische Kopplung mit der Innenseite der Windschutzscheibe erfordert. Diese optische Kopplung wird durch geeignete optische Kopplungsmittel, wie zum Beispiel durch transparente Klebemittel oder durch ein transparentes Gelkissen, hergestellt. Daraus ergibt sich der Nachteil, dass durch das optische Kopplungsmittel eine Montage der Kameraanordnung nur in einer zur Windschutzscheibe senkrecht verlaufenden Bewegung erfolgen kann. Mit dem optischen Kopplungsmittel ist der Montageprozess relativ stark eingeschränkt, da eine Montagebewegung (Schub- oder Drehbewegung) an beziehungsweise auf der Windschutzscheibe nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Kameraanordnung besteht darin, dass bei einem Austausch der Windschutzscheibe nur ein Teil der Komponenten der Kameraanordnung wiederverwendet werden kann, da die übrigen Komponenten mit der Windschutzscheibe verklebt sind.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kameraanordnung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die im Bereich einer Innenseite einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs einfach montierbar ist.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Kameraanordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäße Kameraanordnung zeichnet sich gemäß Anspruch 1 dadurch aus, dass die Feuchtigkeitssensoreinrichtung eine nicht-optische Feuchtigkeitssensoreinrichtung ist. Die hier vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, dass keine optischen Kopplungsmittel, die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kameraanordnungen zwischen der optischen Feuchtigkeitssensoreinrichtung und der Innenseite der Windschutzscheibe angeordnet und insbesondere dazwischen verklebt sind, erforderlich sind. Durch die Integration einer Kamera und einer nicht-optischen Feuchtigkeitssensoreinrichtung in eine Kameraanordnung kann die Montage der Kameraanordnung im Bereich der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs stark vereinfacht werden, da unter anderem die Montageschritte entfallen können, bei denen eine optische Kopplung zwischen der Windschutzscheibe und der optischen Feuchtigkeitssensoreinrichtung durch ein transparentes Gelkissen oder einen transparenten Kleber hergestellt werden musste. Ferner kann die Montage zum Beispiel in Form einer Schubmontage, Drehmontage oder Rastmontage erfolgen. Ein weiterer Vorteil der hier vorgestellten Lösung besteht darin, dass die Kameraanordnung nach einem Austausch der Windschutzscheibe wieder verwendet werden kann, da sie nicht mit der Windschutzscheibe verklebt ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Feuchtigkeitssensoreinrichtung Mittel zur kapazitiven Erfassung der Befeuchtung der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Windschutzscheibe auf. Durch diese Maßnahme kann die Befeuchtung der Außenfläche der Windschutzscheibe beziehungsweise die Intensität des Niederschlags zuverlässig erfasst werden, so dass mit der Feuchtigkeitssensoreinrichtung gekoppelte Scheibenwischeinrichtungen des Kraftfahrzeugs automatisiert aktiviert beziehungsweise wieder deaktiviert werden können. Bei einer Erfassung der Feuchtigkeit der Innenfläche der Windschutzscheibe kann ein Beschlagen der Windschutzscheibe sensiert und eine Klimatisierungseinrichtung des Kraftfahrzeugs aktiviert werden, damit der Beschlagneigung entgegengewirkt werden kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Feuchtigkeitssensoreinrichtung mindestens eine Leiteranordnung, die in der Windschutzscheibe, an der Windschutzscheibe oder von der Windschutzscheibe beabstandet angeordnet ist, und mindestens eine Spule umfasst, die der mindestens einen Leiteranordnung zugeordnet ist. Die Leiteranordnung kann zum Beispiel eine Drahtanordnung sein. Auf diese Weise wird eine kapazitive, nicht-optische Feuchtigkeitssensoreinrichtung mit einer Spule als induktivem Kopplungsmittel in besonders vorteilhafter Weise zur Verfügung gestellt und in die Kameraanordnung integriert.

Es besteht in einer bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass die Kameraanordnung eine Anzahl von Leiterplatten mit optoelektronischen Bauteilen aufweist, die innerhalb des Gehäuses untergebracht sind. Beispielsweise kann auf mindestens einer der Leiterplatten eine Steuerungs- und/oder Auswerteelektronik für die Kamera ausgebildet sein. Es besteht in einer alternativen Ausführungsform die Möglichkeit, eine einzelne Leiterplatte einzusetzen, die eine Anzahl starrer Leiterplattenteile aufweist, die über flexible Leiterplattenteile miteinander verbunden sind. Die starren Leiterplattenteile tragen dann die optoelektronischen Bauelemente.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass mindestens eine der Leiterplatten oder alternativ eines der starren Leiterplattenteile nach der Montage des Gehäuses im Wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe orientiert ist. Vorzugsweise ist auf dieser/diesem parallel zur Windschutzscheibe orientierten Leiterplatte/starren Leiterplattenteil die Spule der kapazitiven Feuchtigkeitssensoreinrichtung angeordnet.

Um die Funktionalität der Kameraanordnung zu erweitern, kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Kameraanordnung mindestens eine weitere optische und/oder elektromagnetische Sensoreinrichtung aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die mindestens eine weitere optische und/oder elektromagnetische Sensoreinrichtung in das Gehäuse integriert sein. Dadurch wird ein Platz sparender und kompakter Aufbau der Kameraanordnung mit mehreren Sensorfunktionen erreicht.

Es besteht in einer vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung eine Solarsensoreinrichtung ist, die zur Erfassung der Intensität der Sonneneinstrahlung geeignet ist. Die Solarsensoreinrichtung kann wiederum mit der Klimatisierungseinrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, so dass die Klimatisierungseinrichtung in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung gezielt aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden kann.

Die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eine Umfeldsensoreinrichtung sein, die zur Erfassung des Umgebungslichts geeignet ist. Eine Kopplung der Umfeldsensoreinrichtung mit einer Fahrlichtsteuerung des Kraftfahrzeugs ermöglicht ein automatisiertes, umgebungslichtabhängiges Einschalten beziehungsweise Ausschalten des Fahrlichts.

Es besteht in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung eine Lichtsensoreinrichtung ist, die zur Erfassung der Helligkeit einer Straßenoberfläche geeignet ist. Diese Lichtsensoreinrichtung eignet sich insbesondere in Verbindung mit einem so genannten Head-Up-Display, mit dem (insbesondere fahrzeugspezifische) Informationen auf die Windschutzscheibe projiziert werden können. zur Verbesserung der Informationsdarstellung benötigt das Head-Up-Display Informationen über die momentane Helligkeit der Straßenoberfläche, die mittels der Lichtsensoreinrichtung erfasst werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung eine Vorfeldsensoreinrichtung ist, die für eine Sensierung einer Vorfeldbeleuchtung des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Kameraanordnung Mittel zur rastbaren Montage an einem Innenspiegel eines Kraftfahrzeugs aufweist. Durch diese Maßnahme kann eine relativ einfache Montage der Kameraanordnung ermöglicht werden.

ZEICHNUNGEN

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende 1, die einen Schnitt durch eine Kameraanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In 1 ist eine Kameraanordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Die Kameraanordnung 1 umfasst ein Gehäuse 2, das mit Hilfe geeigneter Befestigungselemente 4a, 4b an einer Innenseite einer Windschutzscheibe 3 eines Kraftfahrzeugs angebracht ist.

Im Gehäuse 2 der Kameraanordnung 1 ist eine Kamera 5 mit einem Kameraobjektiv 50 untergebracht, die während ihres Betriebs das Verkehrsgeschehen in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs erfassen kann. Der Erfassungsbereich 51 der Kamera 5 ist in 1 schematisch dargestellt.

Im Gehäuse 2 ist eine erste Leiterplatte 6 mit optoelektronischen Bauteilen untergebracht, die in diesem Ausführungsbeispiel nach der Montage des Gehäuses 2 im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Man erkennt ferner ein Anschlusskabel 7 mit einem Stecker und mehreren elektrischen Leitern, welche an der ersten Leiterplatte 6 elektrisch angeschlossen sind. Ferner ist im Gehäuse 2 eine zweite Leiterplatte 8 untergebracht, die mit der ersten Leiterplatte 6 elektrisch verbunden ist. Man erkennt, dass die zweite Leiterplatte 8 im Wesentlichen parallel zur ersten Leiterplatte 6 und somit ebenfalls im Wesentlichen vertikal orientiert ist.

Innerhalb des Gehäuses 2 sind darüber hinaus mehrere Sensoreinrichtungen untergebracht, die zum Senden und/oder zum Empfangen optischer und/oder elektromagnetischer Strahlung geeignet sind. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Kameraanordnung 1 eine Solarsensoreinrichtung 9, die ein transparentes optisches Element 9a, das in einer Wand des Gehäuses 2 angeordnet ist, und eine diesem zugeordnete Empfangsdiode 9b, die auf einer dritten Leiterplatte 13 angeordnet ist, aufweist. Man erkennt, dass die zweite, im Wesentlichen vertikal orientierte Leiterplatte 8 und die dritte Leiterplatte 13 ebenfalls elektrisch miteinander verbunden sind. Die Solarsensoreinrichtung 9 ist zur Erfassung der Intensität der auf die Windschutzscheibe 3 treffenden Sonnenstrahlung geeignet. Die Solarsensoreinrichtung 9 kann mit einer Klimatisierungseinrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, so dass die Klimatisierungseinrichtung in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung gezielt aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden kann.

Ferner ist im Gehäuse 2 eine Umfeldsensoreinrichtung 10 untergebracht, die ein transparentes optisches Element 10a und eine diesem zugeordnete Empfangsdiode 10b aufweist, die ebenfalls auf der dritten Leiterplatte 13 angeordnet ist. Die Umfeldsensoreinrichtung 10 ist zur Erfassung des Umgebungslichts geeignet ist. Eine Kopplung der Umfeldsensoreinrichtung 10 der Kameraanordnung 1 mit einer Fahrlichtsteuerung des Kraftfahrzeugs ermöglicht das automatisierte Einschalten beziehungsweise Ausschalten des Fahrlichts bei entsprechenden Beleuchtungssituationen im Umfeld des Kraftfahrzeugs.

Die Kameraanordnung 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel ferner eine vierte Leiterplatte 14 auf, die im Wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe 3 orientiert ist und über ein elastisches Verbindungselement 15 mit der dritten Leiterplatte 13 verbunden ist. Die Sensoreinrichtungen der Kameraanordnung 1 umfassen eine Lichtsensoreinrichtung 11, die ein transparentes optisches Element 11a und eine diesem zugeordnete Empfangsdiode 11b auf der vierten Leiterplatte 14 aufweist. Die Lichtsensoreinrichtung 11 ist so ausgebildet, dass sie zur Bestimmung der Lichtverhältnisse und insbesondere der Helligkeit der Straßenoberfläche geeignet ist, die für einen Betrieb eines so genannten Head-Up-Display erforderlich sind, welches Informationen auf die Windschutzscheibe 3 projizieren kann. Darüber hinaus umfassen die Sensoreinrichtungen in diesem Ausführungsbeispiel eine Vorfeldsensoreinrichtung 12, die ein transparentes optisches Element 12a und eine diesem zugeordnete Empfangsdiode 12b auf der vierten Leiterplatte 14 aufweist.

Ferner weist die Kameraanordnung 1 eine nicht-optische Feuchtigkeitssensoreinrichtung 16 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel als kapazitive Feuchtigkeitssensoreinrichtung 16 ausgebildet ist. Die Feuchtigkeitssensoreinrichtung 16 umfasst eine Leiteranordnung 16a, die in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb der Windschutzscheibe 3 angeordnet ist. Es besteht alternativ auch die Möglichkeit, dass die Leiteranordnung 16a an der Windschutzscheibe 3 oder von der Windschutzscheibe 3 beabstandet angeordnet ist. Die Leiteranordnung kann zum Beispiel eine Drahtanordnung sein. Ferner umfasst die kapazitive Feuchtigkeitssensoreinrichtung 16 eine Spule 16b, die in diesem Ausführungsbeispiel auf der vierten Leiterplatte 14 angeordnet ist. Mit Hilfe der Leiteranordnung 16a, die als Resonanzstruktur dient, und der Spule 16b ist eine kapazitive Erfassung der Benetzungssituation auf der Außenseite der Windschutzscheibe 3 und eine Erfassung der Beschlagsituation auf der Innenseite der Windschutzscheibe 3 durch eine Bestimmung von feuchtigkeitsabhängigen Änderungen einer Resonanzschwingung möglich. In Abhängigkeit von der erfassten Benetzung der Innenseite der Windschutzscheibe 3 kann eine Klimatisierungseinrichtung des Kraftfahrzeugs aktiviert werden, um der Beschlagneigung entgegenzuwirken. In Abhängigkeit von der erfassten Benetzung der Außenseite der Windschutzscheibe und der Intensität des Niederschlags kann eine Scheibenwischeinrichtung des Kraftfahrzeugs aktiviert werden.

Die hier gezeigte Kameraanordnung 1 stellt eine Kombination mehrerer vorstehend beschriebener Einzelfunktionen zur Verfügung. Ein besonderer Vorteil der hier beschriebenen Kameraanordnung 1 besteht darin, dass wesentliche Komponenten der kapazitiven Feuchtigkeitssensoreinrichtung 16 unmittelbar in die Kameraanordnung 1 integriert ist. Die Kameraanordnung 1 für Kraftfahrzeuge stellt mehrere optische und/oder elektronische Sensoreinrichtungen zur Verfügung, die in das Gehäuse 2 integriert sind, um die weiteren Funktionen automatische Fahrlichtsteuerung, Sonnensensorik, Beschlagsensorik und kapazitive Regensensorik in einem einzelnen Kameramodul zu realisieren. Diese Integration hat den Vorteil, dass im Vergleich zu den bekannten Kameraanordnungen die Herstellungskosten und der Montageaufwand verringert werden können. Ferner ist die hier vorgestellte Kameraanordnung 1 relativ Bauraum sparend.


Anspruch[de]
Kameraanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend:

– ein Gehäuse (2), das im Bereich einer Innenseite einer Windschutzscheibe (3) eines Kraftfahrzeugs anbringbar ist;

– mindestens eine Kamera (5), die im Gehäuse (2) untergebracht ist;

– eine Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16), geeignet zur Erfassung der Befeuchtung der Windschutzscheibe (3);

dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16) eine nicht-optische Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16) ist.
Kameraanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16) Mittel zur kapazitiven Erfassung der Befeuchtung der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Windschutzscheibe (3) aufweist. Kameraanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeitssensoreinrichtung (16) mindestens eine Leiteranordnung (16a), die in der Windschutzscheibe (3), an der Windschutzscheibe (3) oder von der Windschutzscheibe (3) beabstandet angeordnet ist, und mindestens eine Spule (16b) umfasst, die der mindestens einen Leiteranordnung (16a) zugeordnet ist. Kameraanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraanordnung (1) eine Anzahl von Leiterplatten (6, 8, 13, 14) mit optoelektronischen Bauteilen aufweist, die innerhalb des Gehäuses (2) untergebracht sind. Kameraanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Leiterplatten (6, 8, 13, 14) nach der Montage des Gehäuses (2) im Wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe (3) orientiert ist. Kameraanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraanordnung (1) mindestens eine weitere optische und/oder elektromagnetische Sensoreinrichtung aufweist. Kameraanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere optische und/oder elektromagnetische Sensoreinrichtung in das Gehäuse (2) integriert ist. Kameraanordnung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung eine Solarsensoreinrichtung (9) ist, die zur Erfassung der Intensität der Sonneneinstrahlung geeignet ist. Kameraanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung eine Umfeldsensoreinrichtung (10) ist, die zur Erfassung des Umgebungslichts geeignet ist. Kameraanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung eine Lichtsensoreinrichtung (11) ist, die zur Erfassung der Helligkeit einer Straßenoberfläche geeignet ist. Kameraanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Sensoreinrichtung eine Vorfeldsensoreinrichtung (12) ist, die für eine Sensierung einer Vorfeldbeleuchtung des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist. Kameraanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraanordnung (1) Mittel zur rastbaren Montage an einem Innenspiegel eines Kraftfahrzeugs aufweist.






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