本文所述的主題涉及攝像頭適配器和用于安裝攝像頭的方法。

背景技術：

1、攝像頭系統(tǒng)具有各種應用，并且例如用作更高級單元的一部分。例如，攝像頭系統(tǒng)用于諸如汽車的車輛中。攝像頭系統(tǒng)可以將攝像頭圖像作為視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶，例如駕駛員，從而提高駕駛安全性。

2、更高級單元通常具有控制單元，該控制單元可以經(jīng)由連接器連接到攝像頭。標準化連接器（在本文中也稱為插頭）通常用于車輛中。因此，需要適配器來將攝像頭連接到更高級單元的線束。適配器是用于具有例如不同標稱寬度或連接系統(tǒng)標準的不同裝置的機械和電連接的連接件。

技術實現(xiàn)思路

1、圖15示出了可以通過攝像頭適配器2000連接到未示出的更高級單元的攝像頭1000的示例。

2、攝像頭1000包括具有對光敏感的傳感器1110（例如ccd傳感器）的傳感器板1100。此外，攝像頭1000包括用于在傳感器1110上使對象成像的光學系統(tǒng)1200，例如透鏡，該光學系統(tǒng)由攝像頭殼體1300保持。

3、光學器件1200限定攝像頭的光軸z。光軸（oa）是對稱光學系統(tǒng)的對稱軸。光學器件的表面的對稱性在此是重要的。傳感器1110和光學器件1300之間的距離和對準顯著地確定了攝像頭的成像特性。例如，傳感器表面在光學器件的焦點處垂直于oa對準，以實現(xiàn)清晰的圖像。

4、為了在更高級單元（例如車輛）中使用，需要攝像頭適配器2000將傳感器1110連接到車輛中的控制單元（未示出）。通常，攝像頭適配器2000具有適配器蓋2100，適配器蓋2100具有連接器2200，連接器2200能夠經(jīng)由傳感器板1100上的插座（下文中也稱為連接單元1120）連接至傳感器1110。如圖15所示，連接器2200包括連接器殼體2210、連接觸頭2220和屏蔽元件2230。

5、圖15示出安裝之前的攝像頭1000和攝像頭適配器2000。圖16示出了安裝之后的部件1000和2000。特別地，攝像頭殼體1300和適配器蓋2100在連接方向z上朝向彼此移動，在此平行于所述光軸z朝向彼此移動，使得傳感器板被包圍在由攝像頭殼體1300和適配器蓋2100形成的腔室中。此外，在組裝步驟中將連接單元1120連接到連接器2200。這建立了傳感器1110和更高層單元之間的電連接。

6、透鏡1200通常由攝像頭殼體1300保持。當安裝攝像頭1000和攝像頭適配器2000時，由于連接單元1120連接到連接器2200，所以傳感器1110與攝像頭殼體1300之間的位置可能改變。換句話說，發(fā)生導致傳感器板的位移和/或變形的力。

7、在組裝期間還提供公差以實現(xiàn)安裝。這些公差尤其是由光學要求（例如，傳感器1110和光學器件1200的對準的可允許變化）和電連接要求（例如，連接器2200和連接單元1120的牢固接觸）引起的。

8、特別地，應當注意，傳感器1110，即攝像頭傳感器芯片，非常敏感，因此在傳感器板1100上僅允許在法向（垂直）方向上，即在光軸方向上的非常低的插入力。換句話說，在圖15和圖16中的設置中，光軸z的方向上的公差較低。在插入期間和之后，傳感器板上的插入力和張力可能損壞敏感的傳感器1110。誤差包括例如攝像頭本身的彎曲，這導致成像數(shù)據(jù)中的誤差。

9、在圖15和16的布置中，垂直于光軸z（即在x和y方向上）的公差較大。特別地，當安裝攝像頭時，傳感器與光學器件對準以形成攝像頭。然而，即使連接器2100垂直于光軸z偏移，連接器2100（即，到更高層單元的電接口）也必須由連接單元1120牢固地接觸。然而，在x和y方向上的不對準導致配合力的增加，因為連接器和插座的彈簧顯著彎曲。然而，這增加了z方向上的誤差。

10、如圖16所示，公差補償插座可以用作連接單元1120以補償這些公差。如圖16所示，該插座1120通常位于傳感器板1100的中心，因此占據(jù)傳感器板1100的中心區(qū)域中的大量空間。

11、還應注意，攝像頭的傳感器1110在x和y方向上通常具有大于或等于0.1?mm至小于或等于2?cm的邊緣長度。傳感器1110的尺寸對于攝像頭的尺寸是決定性的。由此可見，傳感器板1100通常不比傳感器1110大得多。特別地，這確定了垂直于攝像頭的光軸的尺寸。因此，傳感器板上的空間通常對于攝像頭的尺寸是決定性的。換句話說，因為傳感器可以很小，所以傳感器板上的空間是有限的。連接單元1120是特別有問題的，因為它與傳感器1100相比較大，以便確保公差補償和接觸，并且因此占用大量pcb空間，這些大量pcb空間否則可能已經(jīng)裝配有部件，從而使整個pcb更小。該連接單元1120通常布置在光軸上或沿著連接器2000的連接軸線布置。

12、此外，如圖17和18所示，插入力f在法線方向上，即在z方向上（即在光軸方向上）在不利的點處傳遞到傳感器板1100。如圖17所示，傳感器板1100在其邊緣1102處通過例如設置在殼體1300上的緊固元件1302保持。因此，表面曲率通過中間的插入力最大化，如圖18所示。結果，傳感器1110可能容易地從傳感器板脫離。

13、此外，傳感器板的電接觸在攝像頭和攝像頭適配器的安裝期間發(fā)生，而沒有可能的視覺檢查。

14、任務是解決上述問題。特別地，任務是輔助傳感器與攝像頭適配器的非破壞性安裝。特別地，應當增加在光軸方向上的安裝公差。另一個任務是使攝像頭的尺寸最小化。特別地，連接單元在傳感器板上所需的空間應該最小化。另一個任務是確保用于連接到更高層單元的連接器與傳感器之間的連接使得能夠以高帶寬進行傳輸。另一個任務是確?？煽康碾娊佑|，即使不可能進行視覺檢查。

15、上述任務通過獨立專利權利要求的主題來解決。有利的進一步發(fā)展是從屬專利權利要求的主題。

16、根據(jù)一般方面，布置在攝像頭適配器的沿光軸方向延伸的側壁上的接觸表面解決了上述任務，因為傳感器板的邊緣因此能夠沿垂直于攝像頭的光軸的接觸方向被接觸。特別地，這種布置意味著在接觸期間在光軸方向上沒有力施加到傳感器板，并且攝像頭的傳感器不受應力。此外，接觸傳感器板的邊緣意味著傳感器板中間的空間不必用于連接單元。通常，傳感器板的中間的空間可以有利地用于其他單元，因為這些其他單元可以從各種方向容易地接觸。

17、換句話說，為了避免pcb表面上的配合力并節(jié)省pcb上的空間，在邊緣處并且特別是在pcb的側面處進行連接。以這種方式，配合力平行于pcb施加，并且在pcb上不需要插座。因此，沒有被插座占據(jù)的pcb空間?？梢詼p小攝像頭系統(tǒng)的尺寸。

18、波導用于從電纜線束連接器（連接器）的接口到傳感器板（即到pbc邊界）的電路徑，使得不需要腔室內(nèi)的封裝信號線，腔室可以是封閉的屏蔽件，但是可以使用單個導體和例如兩個外部屏蔽導體。

19、現(xiàn)在詳細描述總體思想。第一方面涉及一種用于連接具有光軸的攝像頭的攝像頭適配器。如上所述，攝像頭由傳感器和光學系統(tǒng)組成。在最簡單的情況下，透鏡是孔，即針孔攝像頭。通過將會聚透鏡插入孔中，可以使攝像頭更小并且使圖像更亮和更清晰。圖像由攝像頭的相對后壁上的電子傳感器上的光學器件生成。攝像頭適配器用于將攝像頭機械地和電氣地連接到更高級單元，例如車輛。

20、攝像頭適配器包括用于連接至攝像頭的攝像頭殼體的適配器蓋。因此，適配器蓋便于攝像頭、特別是攝像頭殼體機械地連接至攝像頭適配器。

21、此外，一旦適配器蓋和攝像頭殼體連接，這兩個部分就形成包圍腔室的殼體。攝像頭的傳感器板容納在腔室中。因此，適配器蓋有助于形成腔室殼體的一部分，例如腔室的蓋。腔室是大部分或完全封閉的空腔，以保護傳感器板免受諸如水分和污垢的外部影響。特別地，適配器蓋包括屏蔽材料（優(yōu)選鋁）或由屏蔽材料（優(yōu)選鋁）組成，以屏蔽腔室的內(nèi)部免受電場和磁場的影響。

22、攝像頭適配器還包括用于將攝像頭適配器連接至腔室外部的控制單元的連接器。連接器（也稱為插頭）用于斷開和連接電纜或例如用于光輻射的電纜。連接部件，即連接器和配合連接器，可以通過連接器部分的形狀鎖定來對準，通過彈簧力（接觸腳）以可拆卸的方式固定，或者通過螺紋連接額外地緊固以防止無意的松動。特別地，攝像頭適配器因此可以連接到例如車輛的線束。

23、攝像頭適配器還包括用于在腔室中將信號從傳感器板傳輸?shù)竭B接器的波導。經(jīng)由波導的傳輸使得信號能夠在腔室內(nèi)在更大的距離上傳輸。

24、波導是通過定向地限制能量傳輸來傳導波（諸如無線電波（例如射頻波導）或具有最小能量損失的其他電磁波）的結構。在沒有波導的限制的情況下，波的強度將降低，并且不能傳輸用于攝像頭信號的高帶寬。通常，移動攝像頭圖像的傳輸需要若干gbit/s的帶寬。尤其是，波導用于傳輸頻率為大于或等于3?mhz且小于或等于30?thz的波。

25、此外，攝像頭適配器包括布置在波導上的接觸表面，該接觸表面用于使波導與腔室中的傳感器板接觸。接觸表面使得傳感器板和波導的連接端子能夠電接觸，因此能夠有效地傳輸數(shù)據(jù)。接觸表面還可以用于補償公差。特別地，連接器、波導和接觸表面是不同的部件，其可以彼此分開制造，并且僅在制造攝像頭適配器時被放在一起。

26、根據(jù)第一方面，帶有接觸表面的波導布置在攝像頭適配器的在光軸方向上延伸的側壁上。因此，側壁在光軸的方向上延伸。理想地，側壁平行于光軸。作為組裝過程的結果，連接到攝像頭適配器的攝像頭的側壁在公差內(nèi)平行于攝像頭的光軸。

27、傳感器板的傳感器垂直于光軸布置，使得攝像頭能夠生成具有低光學誤差的圖像。傳感器板具有板的形狀，即板在光軸的方向上比在圖像平面中薄得多，圖像平面至少在傳感器的表面上延伸。因此，傳感器板的邊緣處的邊界在光軸的方向上延伸。

28、這種布置使得傳感器板的邊緣可以在垂直于攝像頭的光軸的接觸方向x上被接觸。這意味著沒有力在光軸方向上傳遞到傳感器板。這意味著與接觸傳感器板的后側的情況相比，可以增加光軸方向上的公差。

29、這種布置還意味著傳感器板中心的空間可用于其他電氣單元。

30、作為第一方面的添加，根據(jù)第二方面，適配器蓋還包括面向由側壁限定的開口的后壁，并且其中側壁在開口的方向上從后壁突出，開口可由攝像頭殼體封閉，攝像頭殼體具有限定光軸的光學器件。特別地，適配器蓋可以具有盆的形狀，其中側壁是盆的壁，例如以將傳感器板容納在盆中。換句話說，后壁由多邊形形成，并且側壁遵循多邊形的邊緣，例如矩形。替代地，側壁也可以僅是從適配器蓋凸起的結構，例如支柱。這些布置允許側壁和后壁被制造成一體。

31、作為第二方面的添加，根據(jù)第三方面，連接器布置在腔室的后壁上。當安裝攝像頭適配器和攝像頭時，攝像頭系統(tǒng)可以安裝在更高層單元中以節(jié)省空間，因為電纜線束遠離攝像頭的視場布線，并且不需要進一步改變電纜布線的方向以避免遮擋攝像頭的視場。替代地，還可以將連接器布置在側壁上。

32、作為上述方面之一的添加，根據(jù)第四方面，連接器被屏蔽，優(yōu)選地，連接器適于連接到同軸電纜。同軸電纜是具有同心結構的兩極電纜。它由內(nèi)導體（也稱為信號導體）組成，內(nèi)導體以恒定距離被中空柱形外導體包圍。外導體屏蔽內(nèi)導體免受干擾輻射。特別優(yōu)選的是，適配器蓋并且特別是側壁也由屏蔽材料制成，優(yōu)選地適配器蓋和/或側壁包括鋁或由鋁組成。

33、作為第四方面的添加，根據(jù)第五方面，連接器的屏蔽件連接到適配器蓋。這意味著整個殼體被屏蔽，并且傳感器板不必額外被屏蔽。

34、作為上述方面中的任一方面的添加，根據(jù)第六方面，波導包括設置在介電基板上以形成引線框架的信號導體軌道。引線框架是芯片（即介電基板）內(nèi)部或芯片上的金屬結構，其傳導信號。這使得在腔室中布線與適配器蓋和側壁分離（decouple）的信號線特別容易。

35、作為第六方面的添加，根據(jù)第七方面，引線框架還包括兩個屏蔽導體軌道，其中屏蔽導體軌道和單個導體跡線布置在基板的一個側面上。換句話說，共面波導連接連接器與接觸表面。

36、共面波導是一種類型的電平面?zhèn)鬏斁€，其可以使用印刷電路板技術制造并且用于傳輸微波信號。例如，共面波導（cpw）包括信號導體軌道和一對屏蔽導體，該信號導體軌道施加到（例如印刷）的介電基板上，該對屏蔽導體在軌道的每一側上各一個。所有三個導體都位于基板的同一側，并且因此是共面的。屏蔽導體軌道與信號導體軌道分開一小間隙，該小間隙的寬度在線的整個長度上是恒定的。屏蔽導體軌道大致遠離信號導體軌道延伸無限但大的距離，使得它們在概念上表示半無限平面。

37、共面波導特別有效地傳輸信號。它們也可以在攝像頭適配器的腔室內(nèi)使用，因為在組裝之后結構被保護以免受外部影響。

38、作為第六或第七方面的添加，根據(jù)第八方面，引線框架還包括后導體屏蔽件，其中后導體屏蔽件布置在基板的后側上，其中后側面向基板的前側，其中單個導體布置在前側上。特別地，這產(chǎn)生了具有接地的共面波導。

39、作為上述方面中的任一方面的添加，根據(jù)第九方面，攝像頭適配器還包括用于將波導附接到殼體蓋的保持器。特別地，保持器可以是絕緣的。這對于以受控方式在腔室的內(nèi)側上引導波導是特別有利的。此外，在屏蔽殼體的情況下，波導可以相對于殼體隔離地安裝，這對于信號傳輸是有利的。此外，可以設置多個保持器以在腔室中的邊緣上引導波導，即部分地在后壁上并且部分地在側壁上。

40、作為第九方面的添加，根據(jù)第十方面，保持器布置在接觸表面和連接器之間，使得波導能夠在接觸表面上、在垂直于光軸且垂直于接觸方向的補償方向上移動，并且能夠在接觸方向上移動。因此，接觸表面附接到側壁，使得其能夠相對于側壁垂直于光軸在兩個方向上移動?？紤]到傳感器板可以相對于攝像頭殼體以大的公差安裝，這使得接觸表面能夠與攝像頭接觸。傳感器板和攝像頭殼體之間的大公差是有利的，因為這些公差對攝像頭的成像特性幾乎沒有影響，因此攝像頭可以以更大的公差制造。

41、作為上述方面之一的添加，根據(jù)第十一方面，接觸表面包括彈簧元件，使得接觸表面能夠在接觸方向x上移動。有利地，壓力限制器附加地布置在接觸表面上，其中壓力限制器在接觸方向上從波導突出，以便防止彈簧元件過度彎曲。

42、第一彈簧元件（也稱為公差補償彈簧）將波導壓靠在印刷電路板上。第二彈簧元件（也稱為接觸彈簧）允許接觸表面彎曲。壓力限制器保護接觸彈簧免受損壞（過度彎曲）。這導致限定的接觸彈簧力。

43、作為上述方面之一的添加，根據(jù)第十二方面，接觸表面沿光軸z的延伸范圍大于在垂直于光軸z且垂直于接觸方向x的補償方向y上的延伸范圍，以增加沿光軸的連接公差。由于接觸是從邊緣進行的，因此可以通過形成在光軸方向上較長的接觸表面來增加沿光軸的公差。特別地，光軸方向上的接觸表面的長度是垂直于光軸的接觸表面的寬度的至少兩倍。

44、作為上述方面中的任一方面的添加，根據(jù)第十三方面，側壁包括間隔元件，該間隔元件垂直于光軸延伸以限制攝像頭和適配器殼體在光軸z的方向上的移動。例如，側壁包括在邊緣處的凹槽，攝像頭殼體被接收在該凹槽中。間隔元件防止傳感器在安裝期間被損壞，因為側壁不會將任何力傳遞到傳感器板的中心區(qū)域。

45、盡管在上述描述中尚未提及，但是根據(jù)替代方面，攝像頭系統(tǒng)可以包括根據(jù)上述第一至第十三方面之一的攝像頭適配器和如上所述的攝像頭。

46、例如，這種攝像頭系統(tǒng)利用第十四方面的方法來實現(xiàn)。安裝具有光軸的攝像頭的方法包括以下步驟：

47、將傳感器板特別是在光軸方向上插入由具有連接器的攝像頭適配器的適配器蓋部分地形成的腔室中，所述連接器用于連接到控制單元；

48、在接觸方向上，使腔室中的傳感器板的邊緣與攝像頭適配器的側壁上的接觸表面接觸，接觸方向垂直于光軸；以及

49、通過將適配器蓋連接到攝像頭殼體來關閉適配器蓋中的腔室。

50、特別地，攝像頭適配器可以是方面1至13中任一項所述的攝像頭適配器。對于詳細方面的描述，參考對方面1至13的描述，其可單獨補充第十四方面。

51、作為第十四個方面的方法的添加，根據(jù)第十五個方面，該方法還包括：

52、當傳感器板在光軸方向上插入腔室中時，布置在傳感器板邊緣上的凹口由布置在側壁上的波導引導。

53、這允許布置在波導上的觸頭在補償方向上相對于傳感器板對準，補償方向垂直于光軸并且垂直于觸頭方向。換句話說，傳感器板的邊緣上的凹口是使波導對準的一種引導部，該波導可移動地布置在側壁上。

54、這使得特別容易在補償方向上實現(xiàn)大的公差并且促進良好的接觸。

55、附加地或替代地，該方法還可以包括以下步驟：在接觸方向上接觸腔室中的傳感器板的邊緣，使得在光軸z的方向上從傳感器板突出的接觸銷接觸接觸表面。這意味著傳感器板的邊緣不一定必須被金屬化。