随着汽车行业与安防技术的快速发展,车载摄像头的应用也越来越广泛,成了交通安全必不可少的设备之一,总的来说,车载摄像头的主要用途有以下四个方面:①便于驾乘人员查看车内情况;②提供车厢内外环境的监控,为车辆安全行驶提供保障;③为车内乘客的纠纷、防劫防盗、查找失物等突发情况提供依据;④为交通事故的分析、判定提供可靠的凭证。
车载摄像头特别是倒车后视摄像头,长期暴露于户外,除了要经受风吹、日晒、雨淋,还要面对洗车水枪的喷射,因此防水设计尤为重要。
车载摄像头防水结构设计主要考虑以下四个部位的防水:①镜头防水;② 前后壳防水;③引出线防水;④玻璃防水。
1.前壳 2. 后壳 3. 前后壳防水圈 4. 出线防水圈 5. 尾通螺母 6. 引出线 7. PCBA辅助板 8. PCBA主板 9. 镜头座10. 镜头 11. 玻璃压板 12. 玻璃防水圈 13. 玻璃
上图是车载摄像头的典型结构图,由上图可知,车载摄像头的防水主要是通过O型圈和硅胶防水圈。
镜头防水
镜头是摄像头的重要原件,根据防水功能分为防水镜头和不防水镜头,产品设计时,首先需要知道摄像头镜头是否为防水镜头,对于防水镜头,需要在壳和镜头之间安装O型圈来实现防水功能,具体结构有两种:①径向压缩防水,如下图(左) 所示;② 轴向压缩防水,如下图 (右)所示。对于不防水摄像头,镜头需要安装在玻璃内侧,只要保证玻璃防水即可。
设计要点:
①径向压缩防水,需要设计O型圈的径向压缩量,压缩量经验值为 20%~25%;
② 轴向压缩防水,O型圈的压缩量经验值为30%~40%,另外由于镜头轴向受力传递给镜头座和主板,因此镜头安装座最好采用金属材质,塑胶材质的镜头座高温下受到挤压力,容易出现微小的变形,容易导致摄像头图像发朦。
前后壳防水
前壳和后壳是构成摄像头的主体,也是PCB板的直接载体,因此前后壳之间的防水更为重要。根据外形来分,摄像头壳体可以分为回转体外壳和非回转体外壳两大类。回转体外壳大部分为车削件,壳体之间的连接方式为螺纹连接,依
靠前后壳挤压凹槽内的O型圈来防水,如下图所示。
非回转体壳体主要靠螺钉把前后壳组装在一起,依靠前后壳之间的防水圈来防水,如下图所示。
另外,前后壳之间也经常会采用结构胶防水,如下图所示。
以上三种前后壳防水方式的主要特点及应用如下表所示。
设计要点:
①对于回转体壳体,前后壳防水O型圈设计压缩量经验值为20%~30%;
②非回转体壳身防水圈设计时,应注意压缩量,因为前后壳连接靠螺钉,而螺钉锁紧力很难做到一致,需要在壳体结构上做限位设计,防止防水圈
过度压缩;
③打胶防水,设计时注意打胶槽宽度和深度,经验值为(2~4)mm × (2~3)mm。
引出线防水
对于有线摄像头,供电和信号输出需要通过线材进行,对于无线摄像头,则必须有供电的电源线。现行摄像头都必须从壳体内部引线出来,因此引出线防水设计是摄像头防水设计必须考虑的。
现行引出线防水结构,主要有两种,第一,O型圈防水,如下图(左)所示;第二,结构胶填充防水,如下图(右)所示。
设计要点:
①O型圈防水,要注意O型圈压缩量和硬度的关系,选择合适的压缩量,保证防水效果的同时,也要保证不能超过O型圈的压缩极限;
②结构胶防水,要注意结构胶填充位置预留凹槽的直径和出线孔的直径,凹槽直径经验值一般是线材直径的2倍,出线孔直径一般为线径 0.2 mm,取上偏差。
璃防防水
摄像头基本都有玻璃窗口,玻璃的透明度很高,保证透光度的同时,起到防尘和防水的作用,且摄像头玻璃都是经过钢化的玻璃,强度比普通的玻璃好很多,作为主要功能,玻璃的防水作用是非常重要的,玻璃常见的防水结构有两
种:玻璃防水圈防水和结构胶防水,如下图所示。
设计要点:
①玻璃防水圈一般为硅胶材质,设计时注意玻璃防水圈的压缩量,一般来
说,压缩比为30%时防水效果最好,玻璃防水圈的硬度一般选择 30~40 HA。②结构胶防水,一般玻璃和金属的粘接大多都用UV胶,也叫无影胶,速度快,而且透明无色,看不出施胶痕迹,但需要紫外灯来固化。玻璃与前壳粘合部位的宽度至少为2 mm。
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