用于在车辆处可动地安装摄像机的摆动机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于在车辆(1;23)处可动地安装摄像机(12)的摆动机构。该摆动机构包括车辆侧的部件(8)、安装在车辆侧的部件(8)处的第一旋转关节(15)、第一摆臂(16)(其第一端可旋转地支承在第一旋转关节(15)处)、安装在车辆侧的部件(8)处的第二旋转关节(17)、第二摆臂(18)(其第一端可旋转地支承在第二旋转关节(17)处)、摄像机支架(19)、第三旋转关节(20)(其安装在摄像机支架(19)处且在其处可旋转地支承有第一摆臂(16)的第二端)和第四旋转关节(23)(其安装在摄像机支架(19)处且在其处可旋转地支承有第二摆臂(18)的第二端)。
【专利说明】用于在车辆处可动地安装摄像机的摆动机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在车辆处可动地安装摄像机、尤其用于安装所谓的倒车摄像机(Rueckfahrkamera)(其设计用于探测在车辆后面的外部区域)的摆动机构。
【背景技术】
[0002]为了使车辆(例如轿车或载重汽车)的驾驶员易于倒车(例如在停车时)，设置有所谓的倒车摄像机，其能够探测车辆的后方的外部区域且例如显示在车辆的仪表板中的显示装置上。例如可将摄像机在车辆的背侧处安装成使得其能够拍摄在车辆后面的区域(包括车辆的后面的保险杠的至少一部分)。为了保护摄像机可设置成，摄像机可下沉地布置在车身的开口中。如果摄像机例如可下沉地布置在车身的开口(在其中附加地布置有用于打开车辆的后盖或行李箱盖的操作元件、例如手柄)中，产生特别不显眼的外观。
[0003]就此而言，由文件EP 2 054 572 BI公开了一种用于打开车锁和用于在车辆的外部区域中图像探测的装置。该装置包括壳状的支撑体(其位于车身的外衬的缺口中)、把手(Handhabe)(其可翻转运动地支承在支撑体壳(Traegerschale)中且可在两个翻转位置之间转移)和用于图像探测的摄像机。把手可在合上位置(在其中未操纵的把手封闭支撑体壳的壳开口且可使锁未操纵)与翻开位置(在其中操纵的把手手动地从支撑体壳中翻转运动出来和/或进入支撑体壳中并且操纵锁)之间转移。摄像机处在支撑体壳的后壁处。支撑体壳的后壁具有孔，在其后面固定模块壳体的壳体，在模块壳体中用于摄像机的摄像机支架(Kamerahalter)不仅可摆动地来支承而且平移地来引导，以便使摄像机在两个位置之间摆动，即一方面是驶入位置而另一方面是驶出位置。在模块壳体处不仅布置有驱动器而且布置有用于摄像机支架的旋转-平移运动的传动装置。尤其由于平移运动然而需要比较强的电动机作为驱动器，由此该装置可变得比较昂贵。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的是提供一种用于摄像机、尤其倒车摄像机的改善的安装。
[0005]根据本发明，该目的通过一种根据权利要求1的摆动机构、一种根据权利要求5的摄像机模块、一种根据权利要求7的操作装置和一种根据权利要求9的车辆来实现。从属权利要求限定了本发明的优选的和有利的实施形式。
[0006]根据本发明，提供一种用于在车辆处可动地安装摄像机的摆动机构。该摆动机构包括车辆侧的部件、摄像机支架、第一摆臂、第二摆臂、第一旋转关节(Drehgelenk)、第二旋转关节、第三旋转关节和第四旋转关节。车辆侧的部件可安装在车辆处。第一旋转关节安装在车辆侧的部件处而第二旋转关节以相对于第一旋转关节的第一间距安装在车辆侧的部件处。第三旋转关节安装在摄像机支架处而第四旋转关节以相对于第三旋转关节的第二间距安装在摄像机支架处。第一摆臂包括第一端、第二端和第一长度。第一端可旋转地支承在第一旋转关节处而第二端可旋转地支承在第三旋转关节处。第二摆臂包括第一端、第二端和第二长度。第一端可旋转地支承在第二旋转关节处而第二端可旋转地支承在第四旋转关节处。因此，摆动机构形成四关节轴承或四关节铰链，由此摄像机支架与装配在其上的摄像机一起例如能够被从下沉的第一位置移动到驶出的第二位置中。因为对于移动摄像机支架仅需要在旋转关节处的旋转运动而不需要例如在导轨上或在导向槽中的平移运动，可以以比较小的力消耗操纵摆动机构。由此可使用较小的且成本较有利的驱动器用于移动摄像机。
[0007]根据一实施形式，在第一与第二旋转关节之间的第一间距和在第三与第四旋转关节之间的第二间距不同。备选地或附加地，第一摆臂的第一长度以第二摆臂的第二长度可以不同。通过摆动机构的这样的类非对称的设计，摄像机支架和安装在其上的摄像机的运动轨迹可如所需要的那样来设立，例如可实现一运动轨迹，在其中使摄像机至少部分地移动穿过在车辆的车身中的开口且附加地摆动以便适合于所期望的探测区域来取向。
[0008]根据另一实施形式，第一间距、第二间距、第一长度和第二长度尺寸设定成使得摄像机支架可在第一位置与第二位置之间关于车辆侧的部件移动。此外，第一和第二间距以及第一和第二长度尺寸设定成使得摄像机支架的至少一个区域在摄像机支架第一位置与第二位置之间关于车辆侧的部件运动时沿着S形的运动轨迹运动。通过S形的运动轨迹例如可实现，装配在摄像机支架上的摄像机在车辆内以节省空间的取向被保持在第一位置中，以便然后沿着S形的运动轨迹通过在车辆的车身中的开口至少部分地被向外摆动且最终被取向成使得摄像机能够拍摄所期望的探测区域。换言之，摆动机构实施两个旋转运动，其中，发生从第一旋转运动至第二旋转运动的方向改变。
[0009]根据另一实施形式，摆动机构包括驱动单元、例如带有传动装置的电动机，其设计成在第一与第二位置之间移动摄像机支架。驱动单元例如可作用在四个旋转关节中的一个处且通过旋转运动操纵摆动机构。因为摆动机构可无平移运动地进行，可使用简单的仅提供力矩传动的传动装置。而不需要将电动机的旋转运动转换成平移运动，从而可成本有利地、紧凑地且轻地来构造驱动单元。
[0010]根据本发明，此外提供一种用于车辆的摄像机模块。摄像机模块包括之前所说明的摆动机构和安装在摆动机构的摄像机支架处的摄像机。借助于之前所说明的四关节铰链可将摄像机节省空间地安置在摄像机模块中且此外节省空间地移动到第二位置中，以对准预先确定的拍摄区域。
[0011]根据一实施形式，车辆侧的部件包括带有开口的壳体、例如摄像机模块壳体。摆动机构的第一间距、第二间距、第一长度和第二长度尺寸设定成使得摄像机可在第一位置与第二位置之间关于壳体移动。在第一位置中摄像机布置在壳体的内部中而在第二位置中摄像机至少部分地向外通过壳体的开口伸出。在摄像机模块的壳体中，此外可安置之前所说明的驱动单元。通过将摆动机构、摄像机和必要时驱动单元安置在摄像机模块的壳体中且壳体同时包括车辆侧的部件(在其处安置第一和第二旋转关节)，可提供一种紧凑的摄像机模块，其作为可容易更换的模块单元在车身的内侧处可被安置在车身中的合适的开口处。
[0012]根据本发明，此外提供一种用于打开车锁的操作装置。操作装置包括操作把手(Bediengriff)和之前所说明的摄像机模块。操作把手可安装在车身的外壳(Aussenhaut)的开口中且为了打开车锁可从静止位置移动到操纵位置中。操作把手在静止位置中大致封闭外壳的开口而在操纵位置中至少部分地从外壳伸出。操作把手例如可具有类似活门的形状且在操纵时至少部分地被从外壳向外翻出。摄像机模块在外壳内在车辆的内部区域中可安装成使得摄像机模块的壳体的开口和外壳的开口彼此相对而置成使得摄像机在第二位置中至少部分地通过壳体的开口和通过外壳的开口向外伸出。而在第一位置中摄像机完全安置在摄像机模块的壳体内；使得操作把手可平地处在外壳处或在其中且因此封闭在车身中的开口。同时由此朝向外保护摄像机。
[0013]根据一实施形式，与摄像机从第一位置到第二位置中的移动一起将操作把手从静止位置移动到操纵位置中。由此自动地开启在车身的外壳中的开口，使得摄像机可被引导通过在外壳中的开口这样使得可来探测所期望的拍摄区域。附加地，在摄像机模块的壳体的开口处可设置有带有密封件的另外的翻盖(Klappe)、例如保护盖，其通过摄像机的运动被从第一位置翻开到第二位置中。当手动地操纵操作把手且例如使用者的手在操作把手之下伸入车身的开口中时，该附加的保护盖提供摄像机和摄像机模块的保护。
[0014]根据本发明此外提供了一种车辆，其包括车身和之前所说明的操作装置。在车身的外壳中设置有开口且操作装置的操作把手安装在外壳的开口中。操作装置的摄像机模块在车辆的内部区域中安装成使得壳体的开口和外壳的开口彼此相对而置成使得摄像机在第二位置中至少部分地通过壳体的开口和通过外壳的开口向外伸出。在这样的车辆中，摄像机在需要时(例如在停车或倒车时)被驶出而在未利用的状态中被受保护地保存在车辆的内部中。通过使摄像机构造为操作装置的一部分，摄像机可不显眼地安装在车辆处。
[0015]车辆的车身例如可包括车辆的后盖或行李箱盖。在该情况中，操作装置可用于打开用于后盖或行李箱盖的锁。摄像机在第一位置中受保护地安置在后盖或行李箱盖内而在第二位置中摄像机从操作装置中伸出成使得在后盖关闭或行李箱盖关闭时摄像机的镜头可拍摄在车辆后面的后方的地面区域。带有集成的摄像机的这样的操作装置然而也可被应用在车辆的其它部位处、例如在车辆的侧门区域中，以便例如探测车辆与车道边缘或车道标记的侧面间距。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]接下来参考附图来详细说明本发明。
[0017]图1显示了在车辆的后盖中根据本发明的一实施形式的操作装置。
[0018]图2-5显示了图1的操作装置的摄像机和摆动机构的运动过程的快照(Momentaufnahme)。
[0019]图6从后面显示了根据本发明的一实施形式的车辆。
[0020]图7从侧面显示了根据本发明的一实施形式的车辆。
【具体实施方式】
[0021]图1显示了带有外侧2的车辆的后盖I的截段。外侧2形成车辆的车身的一部分。在后盖I中设置有开口，在其中有用于打开后盖I的车锁(其在图1中未示出)的操作装置3。操作装置3包括壳体4，其插入后盖I的开口中。在壳体4中围绕旋转轴6可摆动地支承地布置有操作把手5。在操作把手5的未操纵的状态中,操作把手5与后盖I的外壳2大致齐平地结束。在图1中显示了操作把手5的操纵状态，在其中操作把手的上部翻入操作装置的壳体4中而操作把手5的下部从壳体4和后盖I的外壳2伸出。此外，操作装置3包括带有摄像机模块壳体8的摄像机模块7。摄像机模块壳体8具有开口 9，其可由翻盖10(其围绕轴线11可旋转地支承)封闭。在图1中显示了在打开状态中的翻盖10，从而在图1中存在从模块壳体8的内腔通过开口 10和向外伸出的操作把手5向车辆之外的连接。在摄像机模块壳体8中存在带有镜头13的摄像机12。镜头13具有图像探测区域，其通过虚线和角弧(Winkelbogen) 14在图1中示意性示出。
[0022]摄像机12经由四关节铰链可动地安装在摄像机模块壳体8处。四关节铰链包括安装在摄像机模块壳体8处的第一旋转关节15、以第一端可旋转地支承在第一旋转关节15处的第一摆臂16、第二旋转关节17(其以相对于第一旋转关节15的第一间距安装在摄像机模块壳体8处)、以第一端可旋转地支承在第二旋转关节17处的第二摆臂18、摄像机支架19 (在其处安装摄像机12)、第三旋转关节20 (其安装在摄像机支架19处且在其处可旋转地支承有第一摆臂16的第二端)和第四旋转关节21 (其以相对于第三旋转关节20的第二间距安装在摄像机支架19处且在其处可旋转地支承有第二摆臂18的第二端)。第二摆臂18在图1中部分地被摄像机12和摄像机支架19遮盖且因此在图1中部分地以虚线绘出。第一摆臂16具有第一长度，其不同于第二摆臂18的长度。同样地，在第一旋转关节15与第二旋转关节17之间的间距和在第三旋转关节20与第四旋转关节21之间的间距不同。摆臂16和18的长度以及旋转关节之间的间距选择成使得摄像机12可在第一位置与第二位置之间被移动。在第一位置中摄像机12位于在图1中所示的位置中而在第二位置中摄像机12位于在图5中所示的位置中。摄像机12在图1中所示的位置与在图5中所示的位置之间的运动的快照在图2、3和4中示出。在图1-5中，相同的附图标记表示相同的部件。
[0023]接下来详细来说明摄像机12从第一位置到第二位置中的运动。在图1中，摄像机12完全地且节省空间地(也就是说几乎竖直地在后盖内)安置在摄像机模块壳体7中。在图2中示出一状态，在其中摄像机12的镜头13已通过摄像机模块壳体7的开口 9部分地伸出。在图3中显示了下一状态，在其中镜头13已完全布置在摄像机模块壳体7之外且摄像机12的一部分通过摄像机模块壳体7的壳体9伸出。摄像机12在其图1至图3的运动总体上旋转成使得其被移动沿着通过开口 9。在图4中示出一状态，在其中摄像机12还进一步在后盖I的外壳2的方向上移动且因此镜头13已具有对在后盖I后面或在车辆后面的区域的自由视野。为了实现尤其对直接在车辆的保险杠后面的区域或甚至从上面对车辆的保险杠的更好的视野，使摄像机12 (如在图5中所示)进一步向外移动成使得镜头13通过在后盖I的外壳2中的开口向外伸出且附加地使摄像机12旋转成使得在车辆的保险杠的方向上扩宽可视范围14，也就是说摄像机的纵轴线被放置得更陡。在图5中作为运动轨迹22示出了镜头3的整个运动过程。沿着运动轨迹22的十字标记显示了图1-5的快照，也就是说最左侧的十字表示图1中的镜头13的位置，下一十字表示图2中的镜头13的位置等等，直到最后在运动轨迹22上最右侧的十字表示图5的镜头13的位置。如由图5可见，运动轨迹22具有S形的走向。由此可以以省空间的方式将摄像机12从其初始位置(如其在图1中所示)转移到其工作位置中(如其在图5中所示)。四关节铰链的运动例如可借助于电动机作为驱动单元与传动装置相连接地来实施。驱动单元例如可在第一旋转关节15处或在第二旋转关节17处实施旋转运动。因此由此来实现运动到在图5中所示的拍摄位置中，即借助于带有拐点的两个旋转运动将摄像机带到充分向外伸出的位置中。与仅仅一个旋转运动相比，这两个旋转运动使能够不仅在上部区域中而且在下部区域中不存在可视范围的限制，也就是说尤其存在对保险杠的自由视野。
[0024]保护盖10可经由旋转关节11被移动成使得不由于在保护盖10与摄像机12之间的接触和摩擦产生噪声。此外，翻盖10是对灰尘、溅水和摄像机的操控的保护。保护盖10的旋转关节11例如可经由联接机构以相同的驱动单元(其驱动四关节铰链)来操纵。
[0025]图6显示了带有后盖I的车辆23，在后盖I中在图1_5中所示的操作装置3布置在后盖I的开口中。操作把手5在图6中所示的实施形式中构造为车标(Fahrzeugemblem)。
[0026]图7以侧视图显示了车辆23。操作装置3的操作把手5位于操纵位置中，使得在操作把手5之下摄像机12 (如在图1-5中所示)可被驶出，以拍摄图像探测区域I。由摄像机12所拍摄的图像例如可在车辆23的显示单元24上示出，使得车辆23的驾驶员在倒车时(例如在停车或调车时)获得关于在车辆后面的区域14的视觉信息。
[0027]虽然在用于在后盖或行李箱盖I处可动地安装摄像机12的摆动机构的先前的说明中被描述为四关节铰链，但是本发明不限于此，而是还包括具有带有多于四个关节的多关节铰链的摆动机构。此外，本发明不限于将摆动机构安装在车辆的后盖或行李箱盖中。其它可能的安装位置例如是在车辆的前部区域(例如散热器格栅或散热器把手标志(Kuehlergriffemblem))中或在车辆的侧面区域中(例如在门把手中或在车辆的外后视镜中)。
【权利要求】
1.一种用于将摄像机可动地安装在车辆处的摆动机构，其中，所述摆动机构包括: -车辆侧的部件(8)，其能够安装在所述车辆(1;23)处， -第一旋转关节(15)，其安装在车辆侧的所述部件(8)处， -第一摆臂(16)，其带有第一端、第二端和第一长度，其中，所述第一端被可旋转地支承在所述第一旋转关节(15)处， -第二旋转关节(17)，其以相对于所述第一旋转关节(15)的第一间距安装在车辆侧的所述部件处， -第二摆臂(18)，其带有第一端、第二端和第二长度，其中，所述第一端可旋转地支承在所述第二旋转关节(17)处， -摄像机支架(19)，其能够安装在所述摄像机(12)处， -第三旋转关节(20)，其安装在所述摄像机支架(19)处且在其处可旋转地支承有第一摆臂(16)的第二端，以及 -第四旋转关节(21)，其以相对于所述第三旋转关节(20)的第二间距安装在所述摄像机支架(19)处且在其处可旋转地支承有第二摆臂(18)的第二端。
2.根据权利要求1所述的摆动机构，其中，所述第一间距与所述第二间距不同并且/或者所述第一长度与所述 第二长度不同。
3.根据权利要求1或2所述的摆动机构，其中，所述第一间距、所述第二间距、所述第一长度和所述第二长度尺寸设定成使得所述摄像机支架(19)能够在第一位置与第二位置之间关于车辆侧的所述部件(8)移动，并且所述摄像机支架(19)的至少一个区域在所述摄像机支架(19)在所述第一位置与所述第二位置之间关于车辆侧的所述部件移动时沿着S形的运动轨迹(22)运动。
4.根据权利要求3所述的摆动机构，其此外包括驱动单元，它设计成在所述第一位置与所述第二位置之间移动所述摄像机支架(19)。
5.一种用于车辆的摄像机模块，其包括: -根据权利要求1-4中任一项所述的摆动机构，以及 -摄像机(12)，其安装在所述摆动机构的摄像机支架(19)处。
6.根据权利要求5所述的摄像机模块，其中，车辆侧的所述部件(8)包括带有开口(9)的壳体，其中，所述摆动机构的第一间距、第二间距、第一长度和第二长度尺寸设定成使得所述摄像机(12)能够在第一位置与第二位置之间关于所述壳体(8)移动，其中，所述摄像机(12)在所述第一位置中布置在所述壳体(8)的内部中，且其中，所述摄像机(12)在所述第二位置中至少部分地向外通过所述壳体(8)的开口(9)伸出。
7.一种用于打开车锁的操作装置，其包括: -操作把手(5)，其能够安装在车身⑴的外壳⑵的开口中，其中，所述操作把手(5)为了打开所述车锁能够从静止位置移动到操纵位置中，其中，所述操作把手(5)在所述静止位置中大致封闭在所述外壳(2)中的开口而在操纵位置中至少部分地从所述外壳(2)伸出，以及 -根据权利要求6所述的摄像机模块(7)，其在所述车辆(1;23)的内部区域中在所述外壳⑵内能够安装成使得所述壳体⑶的开口(9)和在所述外壳(2)中的开口彼此相对而置成使得所述摄像机(12)在所述第二位置中至少部分地通过所述壳体(8)的开口(9)和通过所述外壳⑵的开口向外伸出。
8.根据权利要求7所述的操作装置，其中，所述操作把手(5)随着所述摄像机从所述第一位置到所述第二位置中的移动被从所述静止位置移动到操纵位置中。
9.一种车辆，其包括: -带有外壳(2)的车身(I)，在所述外壳(2)中设置有开口，以及 -根据权利要求7或8所述的操作装置(3)，其中，所述操作装置(3)的操作把手(5)安装在所述外壳(2)的开口中，且其中，所述操作装置(3)的摄像机模块(7)在所述车辆(I； 23)的内部区域中带到成使得所述壳体(8)的开口(9)和所述外壳(2)的开口彼此相对而置成使得所述摄像机(12)在所述第二位置中至少部分地通过所述壳体(8)的开口(9)和通过所述外壳⑵的开口向外伸出。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述车身(I)包括所述车辆(23)的后盖或行李箱盖，其中，所述操作装置(3)用于打开所述后盖或所述行李箱盖的锁，其中，所述摄像机模块(7)安装成使得在后盖关闭或行李箱盖关闭时所述摄像机(12)的镜头(13)在所述第二位置中对准在所述车辆(23)后面的后方的地面区域(14)。
【文档编号】B60R11/04GK103764446SQ201280041902
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2011年8月27日
【发明者】R.汉森 申请人:大众汽车有限公司