CN102193277B - 以车载形式安装适用于车辆的照相机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以车载形式安装适用于车辆的照相机(1)，所述照相机包括：电子传感器(2)；多焦点光学装置，尤其是双焦点光学装置(3)；光学透镜(4)，被在长范围场上进行聚焦，所述多焦点光学装置和所述光学透镜被安装成使得在所述传感器上形成在长范围场中被聚焦的第一图像(IM1)和在近范围场上被聚焦的第二图像(IM2)，所述第一和第二图像扩展到所述传感器的各个不同的区域中。

Description

以车载形式安装适用于车辆的照相机
技术领域
本发明尤其涉及一种以车载形式安装适用于车辆的照相机。
背景技术
专利申请EP1923280已知为光敏传感器，该光敏传感器可以用作多种应用。
当前，对于车辆，在与前照相机分立的雨水传感器的帮助下，检测雨水。这用于驱动辅助功能，其需要长范围的视场(大约达150米)。
为了使得所述系统更加紧凑且降低成本，设想将雨水检测功能集成到机动车辆的多功能照相机中。
因此，本发明尤其致力于在单个照相机的帮助下获得长范围场(在大约150米)中的道路和挡风玻璃(大约30mm)的情形的重放。
专利申请WO2006/015905已知为车载式光学模块。通过在照相机的外部添加元件，进行雨水检测。安装所述系统可能引起尺寸水平上和定位(对准等)的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，包括：
-电子传感器，
-多焦点光学装置，尤其是双焦点光学装置，
-光学透镜，尤其在长范围场上进行聚焦，
所述多焦点光学装置和所述光学透镜被安装，以使得能够在所述传感器上形成在长范围场中被聚焦的第一图像和在近范围场上被聚焦的第二图像，所述第一和第二图像扩展到所述传感器的各个不同的区域中。
或者说，根据本发明，所述第一和第二图像不能完全重叠。可能的话，这些图像可以部分重叠。这些图像可以甚至是明显地并置的，且没有重叠。
根据本发明，所述照相机优选地用于检测雨水，尤其是车辆的挡风玻璃上的雨滴，且还优选地用于一个或更多的其它驱动辅助功能，诸如检测道路上的障碍物、前照灯的自动操作、界线检测、雾检测、可见度测量等。
根据本发明所述的照相机因此可以是多功能照相机。
如果这样期望的话，在长范围场上被聚焦的图像可以覆盖比在传感器上的近范围场中的图像所覆盖的表面积更大的表面积。
例如，长范围场中的图像可以覆盖传感器的表面积的约80％，近范围场中的图像可以覆盖传感器的表面积的约20％。
如果需要的话，本发明使得甚至在挡风玻璃上具有水滴的情况下，可以在传感器上获得挡风玻璃上的水滴的清晰的第一图像，在所述第一图像内的背景中道路的情形被模糊，清晰的第一图像明显地与道路的情形的清晰的第二图像并置。
因此，同时保有至无穷远处的清晰的景象和在近范围场中的清晰的景象的优点。
因此可以根据它们的需要，以优化的方式将检测的算法施加到图像的区域上。
图像的每一部分在某种程度上对于每一类的软件是优化的：在近范围场中进行聚焦的图像的所述部分对于液滴的检测是优化的，和被聚焦至无穷远处的图像的所述部分对于长范围场中的应用是优化的。
在实施本发明的一个例子中，多焦点装置放置在传感器和透镜之间。
本发明使得具有减小的尺寸、和相对简单的和合理地便宜的照相机。
有利地，照相机包括支撑件，尤其包括印刷电路板，传感器放置在印刷电路板上。
多焦点光学装置可以与所述支撑件是一体的，或作为变形，其双焦点装置可以是远离所述支撑件的；多焦点光学装置例如与透镜接触和/或与透镜是一体的，或甚至远离支撑件和透镜。
优选地，照相机包括传感器保护叶片，例如多焦点光学装置与所述保护叶片并排地放置，尤其是粘结到所述保护叶片上。
如果需要的话，多焦点光学装置直接放置在传感器的前面，优选地还用于保护传感器。
在实施本发明的一个例子中，多焦点光学装置包括叶片，尤其是由塑料或玻璃制成，例如由N-BK7制成。
优选地，多焦点装置由单件制成。
作为变形，多焦点装置包括多个元件，所述多个元件可以被装配在一起。
在实施本发明的一个例子中，所述多焦点装置包括光学中性区和光学活性区，所述光学中性区与长范围场中的第一图像相关联，例如形成在所述装置的两个明显平行的主侧之间，所述光学活性区与近范围中的第二图像相关联，所述光学活性区尤其是形成会聚透镜的区域。
光学活性区尤其用于使得挡风玻璃的充足的区域成像到传感器上。
如果需要的话，光学活性区远离多焦点装置的边缘，尤其远离在所述区域形成在叶片上时叶片的边缘。
如果需要的话，所述透镜提供光轴，所述光学活性区提供光学中心，所述光学中心被相对于所述透镜的光轴偏移。
在光学装置中，光学中心表示系统的特定点，使得入射到这一点上的光线没有被偏转：其入射形成部分彼此平行。
这种偏心尤其使得可以以最佳的可能的方式划分传感器。
如果需要的话，所述多焦点装置包括光学中性区和光学活性区，所述光学中性区尤其形成在所述装置的两个明显平行的主侧之间，所述光学活性区具有不同于光学中性区的材料的材料。
双焦点装置的定位优选地固定在照相机的透镜和其传感器之间。
有利地，多焦点装置包括形成遮蔽件的区域，所述遮蔽件布置在光学中性区和光学活性区之间，形成所述遮蔽件的所述区域被安装用于限制所述传感器上的第一和第二图像之间的重叠。
该遮蔽件可以与多焦点装置的叶片相关联，或作为变形，可以直接形成在叶片上。
所述遮蔽件使得可以切断来自挡风玻璃的光线，这些光线在第一和第二图像的重叠区域中被进行聚焦，从而给出了两个图像的更好的并置。
如果需要的话，多焦点装置(尤其是叶片)不会具有旋转对称性，尤其是，其为非圆形形状。
例如叶片具有明显的矩形形状。
本发明还具有的目的是一个或更多的机动车辆的挡风玻璃雨刷的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
-在如上文所限定的照相机的帮助下检测所述车辆的挡风玻璃上的雨水的存在，
-如果挡风玻璃上有雨水，则启动所述一个雨刷或更多个雨刷。
根据本发明，优选地通过多功能照相机进行雨水检测，且不需要与所述照相机分立的传感器的帮助。
本发明的另外的目的是使用如上文所限定的照相机的雨水检测方法。
附图说明
在阅读实施本发明的非限制性例子的下述的详细描述和审视附图时，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1以图示的形式部分地显示根据实施本发明的一个例子的照相机中的元件；
图2以图示的形式部分地显示图1的照相机中的元件的下述的不同的视图；
图3以图示的形式部分地显示图1和2的照相机中的双焦点装置；
图4以图示的形式显示照相机的传感器上的图像；和
图5示出完成本发明的另一例子。
具体实施方式
图1和2显示根据实施本发明的一个例子的照相机1中的不同的元件，该照相机以车载形式安装适用于机动车辆，该照相机包括：
-光敏电子传感器2，具有光敏单元的矩阵，
-双焦点光学装置3，明显具有矩形形状，
-在长范围场上进行聚焦的光学透镜4。
双焦点光学装置3和光学透镜4被安装成使得能够在传感器2上形成在长范围场上进行聚焦的第一图像IM1和在近范围场上进行聚焦的第二图像IM2，如图4所示。
有利地，将照相机设置在车辆内的经过擦拭的区域内。
例如，将照相机放置在内部的后视镜的后面，抵靠车辆的挡风玻璃。
第一和第二图像IM1和IM2延伸到传感器2的各个不同的区域R1和R2中。
或者说，根据本发明，所述第一和第二图像IM1和IM2不完全重叠。可能的话，所述图像可以部分重叠。作为一个变形，所述图像可以是并置的，基本上没有重叠。
照相机1用于雨水检测，尤其是车辆的挡风玻璃上的雨滴，另外还用于一种或更多的其它驱动辅助功能，诸如检测道路上的障碍物、前照灯自动操作、界线(line)检测、雾检测、可见度测量等。
照相机1因此是多功能的照相机。
如果需要的话，在长范围场上被聚焦的图像IM1在传感器上覆盖比近范围场中的图像IM2在传感器上所覆盖的表面积更大的表面积。
例如，长范围场中的图像IM1可以覆盖传感器2的表面积的约80％，近范围场中的图像IM2可以覆盖传感器2的表面积的约20％。
本发明使得甚至在挡风玻璃上具有多个水滴的情况下，可以在传感器2上获得挡风玻璃上的水滴的清晰的第一图像IM2，在所述第一图像内的背景中道路的情形被模糊，所述第一图像基本上与道路的情形的清晰的第二图像IM1并置。
在所述的例子中，双焦点装置3放置在传感器2和透镜4之间。
在本发明的一个非限制性的例子中，照相机1包括支撑件5，尤其是包括印刷电路板，传感器2放置在印刷电路板上。
如在图1所能够看见的，双焦点光学装置3可以与所述支撑件5是一体的。
作为一个变形，双焦点装置3与透镜4接触，和/或与透镜4是一体的。
作为另一变形，双焦点装置3放置在传感器2和透镜4之间，既与支撑件5的传感器2不是一体的，也与透镜4不是一体的。
在图1和2的例子中，双焦点光学装置3直接放置在传感器2的前面，且还用于保护传感器2。
双焦点光学装置3包括叶片7，该叶片7由N-BK7制成。
这一双焦点装置3包括光学中性区10(与IM1相关联)和光学活性区12(与IM2相关联)，该光学中性区10形成在所述装置的两个明显平行的主侧11之间，这一光学活性区12是例如形成会聚透镜的区域。
光学活性区12被保持成离开双焦点装置的边缘15，尤其是离开所述区域形成在叶片7上时的所述叶片的边缘。
这一区域12例如呈现凸起形状。
透镜4具有光轴Ox，光学活性区12具有光学中心CO，该光学中心CO被相对于透镜的光轴Ox偏移。
在一个实施例中，透镜4通过一组相关联的透镜形成，以便在焦点处对无穷远成像。考虑光路所穿过的光学元件，有利地设置透镜4，使得所述一组透镜的焦点位于传感器2上。
双焦点装置3包括形成遮蔽件17的区域，该遮蔽件17布置在光学中性区10和光学活性区12之间，形成遮蔽件17的这一区域被安装以限制传感器上的第一和第二图像IM1和IM2之间的重叠。
当然，本发明不限于刚才描述的例子。
例如，双焦点装置3可以包括两个元件，该两个元件是独立的且被装配在一起。
例如，光学活性区可以形成在与中性区分离的透镜上。
如图5所示，照相机可以包括传感器2的保护叶片19，多焦点光学装置3例如与所述保护叶片19并排放置，尤其是粘结至所述保护叶片19上。

Claims (14)

1.一种以车载形式安装适用于机动车辆的照相机(1)，所述照相机包括：
-电子传感器(2)，
-多焦点光学装置(3)，
-光学透镜(4)，在长范围场上进行聚焦，
所述多焦点光学装置和所述光学透镜被安装成使得在电子传感器上形成在长范围场中被聚焦的第一图像(IM1)和在近范围场上被聚焦的第二图像(IM2)，所述第一和第二图像扩展到所述电子传感器的各个不同的区域中，其中，所述多焦点光学装置(3)放置在所述电子传感器和所述透镜之间。
2.根据权利要求1所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述多焦点光学装置(3)是双焦点光学装置。
3.根据权利要求1所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述照相机包括支撑件(5)，且其特征在于所述多焦点光学装置与所述支撑件是一体的。
4.根据权利要求3所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述支撑件(5)包括印刷电路板，所述电子传感器放置在所述印刷电路板上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述照相机包括所述电子传感器的保护叶片，且其特征在于，所述多焦点光学装置和所述保护叶片被并排地放置。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述多焦点光学装置直接放置在所述电子传感器(2)的前面，且还用于保护所述电子传感器。
7.根据权利要求1-4中的任一项所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述多焦点光学装置包括叶片。
8.根据权利要求7所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述叶片由玻璃制成。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述多焦点装置包括光学中性区(10)和光学活性区(12)，所述光学中性区形成在所述装置的两个明显平行的主侧之间，所述光学活性区形成会聚透镜的区域。
10.根据权利要求9所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述光学活性区离开所述多焦点光学装置的边缘。
11.根据权利要求9所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，所述透镜具有光轴(Ox)，其特征在于，所述光学活性区具有光学中心，所述光学中心被相对于所述透镜的光轴偏移。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机，其特征在于，所述多焦点光学装置包括形成遮蔽件(17)的区域，所述遮蔽件布置在光学中性区和光学活性区之间，形成遮蔽件的所述区域被安装成用于限制在所述电子传感器上的第一和第二图像之间的重叠。
13.一个或更多的机动车辆的挡风玻璃雨刷的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
-在根据前述的权利要求中的任一项所述的以车载形式安装适用于机动车辆的照相机的帮助下检测所述车辆的挡风玻璃上的雨水的存在，
-根据所述挡风玻璃上的雨水的存在，启动所述一个雨刷或更多个雨刷，
其中第一和第二图像形成在传感器的各个不同的区域中。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，在没有与所述照相机分立的传感器的帮助下，通过多功能照相机进行雨水检测。
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