用于车辆的相机装置和车辆的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的相机装置和具有这种相机装置的车辆。

背景技术：

1、目前，车辆的前置相机和诸如雨水传感器的环境传感器是两个独立的装置，它们被放置在挡风玻璃上靠近内部后视镜的相同区域中。这具有以下缺陷：这些装置需要相对较大的空间，并且使驾驶员的视野变窄。jp 2015-120492a公开了共享公共外壳并且机械固定到同一板的前置相机和雨水传感器。jp 2015-120492 a的雨水传感器容纳在外壳的凹部中，并借助于板簧压靠在挡风玻璃上。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于车辆的改进的相机装置。

2、因此，提供了一种用于车辆的相机装置。该相机装置包括：

3、成像模块，用于提供车辆周围的图像数据，

4、印刷电路板，具有用于处理来自成像模块的图像数据的处理单元，

5、外壳，用于附接至车辆的窗户，该外壳容纳成像模块和印刷电路板并包括凹部，

6、环境传感器装置，布置在该凹部中，

7、盘簧，布置在凹部的底表面和环境传感器装置之间，该盘簧被配置用于将环境传感器装置压靠在窗户上，以及

8、连接构件，电子连接环境传感器装置和印刷电路板，并被引导穿过盘簧的内部孔和凹部的底表面的孔。

9、具有盘簧允许向环境传感器装置施加力，以将其压靠在车辆窗户的内侧上。由此，即使在行驶期间振动的情况下，环境传感器装置也可以相对于窗玻璃保持在限定的位置。因此，可以提高环境传感器(特别是雨水传感器和/或光传感器)的测量精度。

10、此外，盘簧允许将环境传感器装置可释放地附接至相机装置外壳。因此，可在无需替换整个相机装置的情况下修理、维护和替换环境传感器装置。

11、通过将环境传感器装置电子连接至相机装置的(例如，主)印刷电路板，环境传感器装置可以使用相机装置的(例如，主)印刷电路板。由此，成像模块(例如，前置相机)和环境传感器装置的集成度得以提高。因此，简化了具有环境传感器装置的相机装置的制造。此外，成像模块和环境传感器装置可以通过单个接口连接至车辆总线系统和/或车辆的中央电子控制单元(ecu)。

12、此外，具有其内部孔的盘簧和也具有相应孔的外壳凹部允许环境传感器装置易于与相机装置的(主)印刷电路板电子连接。

13、该相机装置尤其应用在诸如机动车辆的车辆中。该车辆例如是客车、汽车、公共汽车、运动型多用途车、卡车、火车、船只和/或飞机。该相机装置也可以用于允许自动或半自动驾驶的车辆中。

14、车辆的窗户优选是车辆的挡风玻璃(前窗)或后窗。例如，窗户是由玻璃制成的。特别地，相机装置被布置在窗户的内侧。如果相机装置布置在挡风玻璃(前窗)的内侧，则称为前置相机。然而，相机装置也可以布置在车辆的不同窗户处。

15、相机装置包括用于拍摄车辆周围图像的成像模块。根据相机装置和成像模块在车辆中的布置，可以监测车辆前部、后部和/或侧面的不同监测区域。特别地，通过使用成像模块，可以检测静止的对象或移动的对象，例如其他车辆、人、动物、植物、障碍物、道路不平(例如，坑洞或石头)、车道标记、交通标志或自由空间(例如，停车空间)。

16、相机装置的成像模块尤其包括光学系统，该光学系统包括例如物镜、透镜等。此外，成像模块包括图像传感器单元，该图像传感器单元包括例如ccd相机(电荷耦合器件)或cmos传感器(互补金属氧化物半导体传感器)。成像模块例如被配置成拍摄车辆周围的高分辨率图像。

17、相机装置包括(例如，主)印刷电路板。所述(例如，主)印刷电路板包括该处理单元。特别地，处理单元被实现为安装在(主)印刷电路板上的电子部件。特别地，处理单元被配置用于分析和解释由成像模块获得的图像数据。处理单元包括例如图像处理器和存储单元。

18、除了处理单元之外，若干其他的电气和/或电子部件可以被布置在(主)印刷电路板上。

19、(例如，主)印刷电路板可以例如包括成像模块的图像传感器单元。在这种情况下，(主)印刷电路板被布置成使得它(在图像传感器单元的位置处)与成像模块的光学系统的光轴重合。特别地，图像传感器单元可以是安装在(主)印刷电路板上的电子部件。特别地，图像传感器单元电子连接至印刷电路板的布线图案。

20、替代地，除了上述(主)印刷电路板之外，相机装置、特别是成像模块，可以包括另一印刷电路板，其上布置有图像传感器单元。在这种情况下，具有图像传感器单元的该另一印刷电路板电子连接至(主)印刷电路板。特别地，图像传感器单元可以是安装在成像模块的该另一印刷电路板上的电子部件。

21、相机装置包括例如存储单元，用于存储由成像模块和/或环境传感器装置获得的图像数据以及其他信息。存储单元可以通过安装在(主)印刷电路板上的电子硬件部件来实现。存储单元可以例如连接至处理单元。

22、环境传感器装置包括一个或多个用于检测环境条件的传感器。环境传感器装置包括例如一个或多个用于检测车辆外部环境条件的传感器。相应的示例包括雨水传感器和光传感器。环境传感器装置还可以包括例如一个或多个用于检测车辆内部的环境条件的传感器，特别是在相机装置所附接的窗户的内表面处。相应的示例包括温度传感器和湿度传感器。

23、上面和下面描述的单元，例如处理单元、存储单元和控制单元(例如，主控制单元(mcu))，可以每个用硬件和/或软件来实现。它们优选在硬件中实现。在硬件实现的情况下，相应的单元可以被设计为装置或装置的一部分，例如计算机或微处理器。例如，该装置可以包括中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、可编程硬件逻辑(例如，现场可编程门阵列，fpga)、专用集成电路(asic)等。此外，诸如处理单元、存储单元和控制单元的一个或多个单元可以在单个硬件装置中一起实现，并且它们可以共享例如存储器、接口等。诸如处理单元、存储单元和控制单元之类的单元也可以在分立的硬件装置中实现。

24、根据一个实施例，环境传感器装置包括雨水传感器、光传感器和/或温度传感器。

25、使用雨水传感器，可以检测车辆窗户上雨水的存在，并测量雨水量。使用此信息，可以实现自动刮水器功能，并相应地控制车辆的刮水器。例如，当挡风玻璃变湿时，刮水器系统可以自动启动。此外，刮擦速度可以根据检测到的雨水量和不同的降雨、飞溅等条件而自动调节。

26、雨水传感器包括例如用于发射光的光发射器件和用于接收由光发射器件发射并由窗户表面反射的测量光的光接收器件。因此，可以测量反射光的强度。当挡风玻璃变湿时，反射光的量就会减少。

27、利用具有光检测功能的光传感器，可以实现车辆的自动照明系统。例如，车辆的前照灯可以自动打开，并根据检测到的光量控制近光和远光灯。光传感器包括例如用于接收环境光的光接收器件。

28、温度传感器是环境传感器的一个示例，其检测车辆的内部状况，特别是在相机装置所附接的窗户的内表面处。测得的温度可以例如用于控制车辆的空调系统和鼓风机风速。

29、环境传感器装置还可以包括湿度传感器，用于测量车辆内部的湿度，特别是窗户内部内的湿度，以便例如在车辆的空调系统中使用该信息。

30、环境传感器装置(例如，雨水传感器)还可以包括图像检测器。环境传感器装置的图像检测器可以例如被布置为环境传感器印刷电路板上的硬件部件。在这种情况下，环境传感器印刷电路板通过连接构件与相机装置的(主)印刷电路板电子连接。

31、根据进一步的实施例，连接构件包括在两个端部具有连接器的电子电缆，用于与环境传感器装置和印刷电路板连接。

32、因此，环境传感器装置和(主)印刷电路板之间的电子连接可以通过可释放的连接构件来实现。电子电缆的两个端部处的连接器例如是插入式连接器。此外，相机装置的环境传感器装置(例如，环境传感器印刷电路板)和(主)印刷电路板都包括例如分别连接至电子电缆连接器的相应连接器。

33、根据进一步的实施例，印刷电路板的处理单元被配置用于处理由环境传感器装置提供的数据。在替代实施例中，印刷电路板的控制单元被配置用于处理由环境传感器装置提供的数据。

34、通过借助于相机装置的(主)印刷电路板的处理单元或控制单元执行来自环境传感器装置的数据的唯一或主要处理，可以简化环境传感器装置的配置和生产。特别地，环境传感器装置和成像模块可以共享处理单元和/或控制单元。因此，环境传感器装置不需要自己的处理单元和/或控制单元，而是可以使用(主)印刷电路板的处理单元和/或控制单元。

35、例如，相机装置的(主)印刷电路板的处理单元或控制单元可以通过从获得的雨水传感器数据测量反射光的强度来分析来自雨水传感器的数据。此外，基于所测量的反射光的强度，处理单元或控制单元可以计算雨水量和/或得出是否应该打开刮水器或应该改变(例如，增加)刮水器速度的结论。

36、例如，相机装置的(主)印刷电路板的处理单元或控制单元可以通过从所获得的光传感器数据中测量环境光的强度来分析来自光传感器的数据，并且基于它们来得出是否需要打开或关闭头灯的结论。

37、根据进一步的实施例，处理单元被配置用于控制成像模块和环境传感器装置。

38、因此，环境传感器装置和成像模块可以共享相同的处理单元。因此，可以简化环境传感器装置的配置，因为环境传感器装置不需要自己的处理单元。因此，利用所提出的包括集成的环境传感器装置的相机装置，可以减少所需部件的数量。

39、控制单元例如是相机装置的主控制单元(mcu)。控制单元例如被配置成控制成像模块的功能，特别是用于拍摄图像和其他相机设置的功能。此外，控制单元例如被配置成控制环境传感器装置的测量单元(例如，雨水检测单元、光检测单元、温度检测单元)的功能，特别是用于获得相应的测量数据(例如，反射光的强度、环境光的强度、温度数据)的功能。

40、根据另一实施例，印刷电路板包括至少一个通信接口和/或连接器，用于向车辆的总线系统和/或向车辆的电子控制单元传输数据。

41、通信接口和/或连接器尤其被配置成将由成像模块获得并由处理单元处理的数据以及由环境传感器装置获得并由处理单元处理的数据传输到车辆的总线系统和/或车辆的电子控制单元。通信接口尤其可以连接至控制单元(例如，主控制单元(mcu))，该控制单元可以连接至处理单元。

42、因此，成像模块和环境传感器装置都可以通过使用单个接口和/或连接器电子连接至车辆的电子系统，特别是车辆的中央电子控制单元(ecu)。因此，可以进一步简化具有环境传感器装置的相机装置的配置，因为环境传感器装置不需要自己的与车辆电子系统的接口和/或连接器。

43、例如，印刷电路板包括单个通信接口和/或单个连接器，用于向车辆的总线系统和/或车辆的电子控制单元传输数据。

44、根据另一实施例，凹部的底表面具有圆形形状，并且环境传感器装置具有圆柱形形状，该圆柱形形状具有容纳在凹部中的圆形基部区域。

45、特别地，环境传感器装置的圆形基部区域的半径小于凹部的圆形基部区域的半径，以便将环境传感器装置容纳在相机装置外壳的凹部中。

46、根据另一实施例，凹部包括至少一个凹槽，并且环境传感器装置包括用于与所述至少一个凹槽接合的至少一个突起。

47、通过应用凹槽-突起(凹槽-卡爪)系统，相对于围绕环境传感器装置的中心轴线(对称轴线)的旋转(例如，相对于圆柱形形状的环境传感器装置的对称轴线)，环境传感器装置在凹部中的位置可以被限制至有限数量的可能位置(例如，仅一个或两个可能位置)。

48、具有环境传感器装置的这种预定义位置(特别是在雨水传感器和/或光传感器的情况下)允许更精确地测量相应的量(例如，雨水量、光量)。特别地，环境传感器装置的测量单元(例如，雨水检测单元、光检测单元)可以被设计用于预定义位置。

49、特别地，该至少一个凹槽是径向凹槽，如在(例如圆柱形形状的)环境传感器装置的中心轴线(对称轴线)的方向上看到的。特别地，该至少一个突起是径向突起，如在(例如圆柱形形状的)环境传感器装置的中心轴线(对称轴线)的方向上看到的。

50、根据另一实施例，凹部包括形状相同的两个凹槽，并且环境传感器装置包括接合这两个凹槽的、形状相同的两个突起。

51、因此，环境传感器装置相对于围绕其中心轴线(对称轴线)的旋转的位置可以被限制至两个可能的位置。

52、根据另一实施例，凹部包括至少一个具有第一形状的凹槽和至少一个具有第二形状的凹槽，第一形状不同于第二形状，并且环境传感器装置包括至少一个具有第一形状的突起，用于与具有第一形状的凹槽接合，以及至少一个具有第二形状的突起，用于与具有第二形状的凹槽接合。

53、因此，通过使用两个不同形状的径向突起(卡爪)，环境传感器装置相对于围绕其中心轴线(对称轴线)的旋转的位置可以被限制至仅仅一个可能的位置。由此，环境传感器装置可以被设计用于环境传感器装置的单个预定义位置。因此，可以进一步提高测量精度。例如，可以更好地避免雨水传感器的错误反射。

54、根据另一方面，提供了一种包括上述相机装置的车辆。

55、结合相机装置描述的特征同样适用于根据另一方面的车辆。

56、本发明的其他可能的实施方式或替代方案也包括上面或下面关于各实施例描述的特征(这里没有明确提到)的组合。本领域技术人员还可以在本发明的最基本形式中增加单独或孤立的方面和特征。

57、从从属权利要求和各实施例的后续描述中，本发明的其它实施例、特征和优点将变得显而易见。