CN114845012A - 用于车辆内部的监控单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆内部(20)的监控单元(1)。根据本发明提供的监控单元具有作为传感器组件(2‑4)的用于产生近红外辐射(N1‑N4)的照明单元(2)、对近红外辐射(N1‑N4)敏感的第一摄像机(3)以及对中红外辐射(M1‑M4)敏感的第二摄像机(4)以及将传感器组件(2‑4)与车辆内部隔开的盖(5)，盖(5)在分配至照明单元(2)和第一摄像机(3)的至少一个近红外透射部分(5.2、5.3)中对于近红外辐射(N1‑N4)以及在分配至第二摄像机(4)的中红外透射部分(5.4)中对于中红外辐射(M1‑M4)具有的透射率，分别高于对可见光(L1‑L6)的透射率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆内部的监控单元。
背景技术
在现代机动车辆中，尤其是豪华车辆中，使用用于各种目的的系统以在视觉上监控内部。例如，可以监控驾驶员的头部运动和眼球运动以识别可能影响驾驶能力的潜在的疲劳或健康问题。还可以识别单个座椅的占用情况以激活比如安全带提醒装置或安全气囊这样的安全系统。另一选择是识别手势，驾驶员或车辆的另一乘员可以通过该手势来控制特定车辆功能，例如空调、娱乐系统等。由于车辆内部的光照条件在某些情况下可以使可见光范围内(大约380nm-780nm)的识别更加困难，所以已经提出在近红外范围(NIR)内进行评估。许多图像传感器，例如对可见光敏感的基于CMOS(互补金属氧化物半导体)的传感器，也可以检测NIR范围(大约850nm-1200nm)内的辐射。然而，在这里被动检测是不可能的，而是必须使用辐射源(例如一个或多个LED(发光二极管))来照亮观察区域。可以通过NIR敏感摄像机检测从这个区域中的物体反射的辐射。此外，除更精确地调节车辆气候之外，已经提出通过热成像摄像机以非接触的方式监控车辆乘员的温度。通过热成像摄像机捕获的辐射的波长通常在大约7000-14000nm的中红外范围(MIR)内。热成像摄像机测量来源于人或物体的MIR辐射，该MIR辐射主要起源于它们固有温度下的热辐射，尽管可以捕获来自其他源的反射辐射分量。与NIR辐射相比，热成像摄像机不需要单独的辐射源，即热成像摄像机可以单独被动地操作。
NIR摄像机和MIR摄像机以及NIR照明装置都必须相对于车辆的内部被屏蔽以保护它们免受机械损坏。此外，由于美学原因，盖是可取的。理想地，监控装置完全不应被乘员察觉到以便防止乘员感觉到被观察。在这里，实现相应装置的机械保护并且在没有显著损害它们功能的情况下对乘员隐藏它们，是有问题的。
文件JP 2016-049259 A公开一种用于捕获用户的视角方向的装置。照明和成像部分具有摄像机和光源。用于遮盖照明和成像部分的前侧的前部部分具有透光元件和邻近其设置的挡光元件。透光元件的前盖部分的厚度尺寸不超过2mm，借以通过透光元件里面的反射对摄像机的可能照明降到最低限度。光源特别地可以设计为LED，该LED在例如850nm的红外范围内发射。在这种情况下，透光元件设计用于阻挡可见光。例如，透光元件可以由填充的丙烯酸树脂组成。
文件CN 108173986 A公开一种用于电子装置的虹膜识别部件，虹膜识别部件具有红外线灯、虹膜摄像机、以及与红外线灯间隔开的盖板。盖板设置有第一透光部分，该第一透光部分定位在虹膜摄像机的对面并且具有第一涂层，该第一涂层配置成使得红外光能够穿透并且防止可见光穿透。特别地，可以传输具有超过900nm的波长的红外线辐射，同时阻挡具有低于800nm的波长的光。可以在红外线灯的对面设置相应的涂层。提到二氧化硅和二氧化钛的组合作为可能的涂层材料。
从文件US 10 674 052 B1已知一种具有数码摄像机和红外线辐射器的紧凑型装置。紧凑型装置包含多个红外辐射器，红外辐射器邻近数码摄像机设置，其中数码摄像机具有摄像机镜头，其中每个红外辐射器都包含至少一个红外发光二极管(LED)。单盖镜头定位成使得其遮盖至少一个IR-LED(红外发光二极管)和摄像机镜头，其中遮盖至少一个IR-LED的单盖镜头的区域阻挡可见光并且遮盖摄像机镜头的单盖镜头的区域是中性镜头，该中性镜头传输可见光。镜头盖可以可选地过滤光使得仅在特定波长范围内的光可以进入摄像机传感器，例如摄像机可以设置成使得其只基于红外辐射来记录图像。
文件EP 3 609 168 A1公开一种由壳体和输入/输出装置组成的终端设备，该输入/输出装置安装在壳体中。终端设备可选地可以具有盖板，其中壳体设置有第一通孔、第二通孔、和第三通孔，并且第一通孔对应于红外成像模块，第二通孔对应于接收器，以及第三通孔对应于激光投影模块。盖板在对应于第一通孔或第三通孔的位置处设置有红外透射墨水，例如该红外透射墨水传输85％的红外辐射，同时减弱至少70％的可见光，使得从外面很难看到红外成像模块和激光投影模块。
文件EP 2 764 686 B1公开一种监控摄像机系统，该监控摄像机系统具有用于记录场景的热图像的热成像摄像机、用于使用可见光和/或近红外光照亮场景的光源、用于记录场景的附加图像的摄像机、以及处理器，其中摄像机是非热成像摄像机。这设计用于根据热图像来检测场景中的候选对象、响应于候选对象的检测来确定候选对象是否为感兴趣的对象，并且作为响应来驱动光源照亮场景并且驱动摄像机记录场景的图像。红外图像生成模块可以具有盖，该盖是由例如硅、锗、硒化锌或硫属化物玻璃的传输红外辐射的材料组成的。例如，还可以提供可以切换的红外线滤光器以提高白天的图像质量。
从文件DE 27 15 186 A1已知一种具有20-120μm厚度的薄膜，该薄膜对近红外的阳光是透明的并且对可见光辐射是不透明的，该可见光辐射干扰叶绿素同化。薄膜包含88-98.5wt.％的聚烯烃和0.5-4wt.％的以晶型γ的基本无水氧化铁，以及1-8wt.％的至少一种硅酸盐。该薄膜特别地提供用于遮盖土，以同时实现其加热和除草效应。
鉴于所示的现有技术，离散和全面监控车辆内部当然还有改进的空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于监控车辆内部的改进装置。
根据本发明的目的是通过具有权利要求1的特征的监控单元来实现的，其中从属权利要求与本发明的有利实施例有关。
应该注意的是，在下面的描述中单独列出的特征和措施可以以任何技术上合理的方式彼此结合并且显示本发明的更多实施例。此外，描述特别是与附图一起表征和具体说明本发明。
本发明提供一种用于车辆内部的监控单元。监控单元提供用于在感官上监控车辆内部，其中特别是捕获来自各种范围的红外光谱的电磁波，该监控单元也可以被称为监控总成或监控装置。车辆内部通常是比如客运车辆或卡车这样的机动车辆的内部。然而，在某些情况下，使用没有独立驱动的车辆、轨道车辆、飞机或水上交通工具也是可想到的。特别地，也可以是自主驾驶车辆。在这种背景下，术语“监控单元”不应被解释为意指监控单元必须配置成独立地评估在感官上捕获的测量值或数据并且根据测量值或数据触发某些动作。更确切地说，监控单元可以连接至高阶评估和控制单元，该高阶评估和控制单元根据测量值激活车辆的各种系统。
监控单元具有作为传感器组件的用于产生NIR辐射的照明单元、对NIR辐射敏感的第一摄像机、以及对MIR辐射敏感的第二摄像机。与两个摄像机一样，照明单元在这里被称为“传感器组件”，因为照明单元与第一摄像机一起在某种意义上构成有源传感器的一部分，如将在下面所解释的。
照明单元配置成产生NIR辐射，因此是在近红外范围内的辐射。通常，在850nm和1200nm之间的波长范围在这里被称为近红外范围或NIR范围。通常，照明单元配置成产生具有至少一个在NIR范围内的波长的辐射。在某些情况下，还可以产生在NIR范围内的多个波长或连续的波长光谱。在这里不排除照明单元附加地产生辐射，辐射的波长高于或低于NIR范围。照明单元的设计不限制在本发明的范围内。照明单元可以适当地具有至少一个在NIR范围内发射的LED。在安装状态下，照明单元更准确地说配置成使用NIR辐射至少部分地照亮车辆内部。
第一摄像机对NIR辐射敏感，即第一摄像机可以检测由照明单元发出的包含在NIR辐射中的至少一部分波长。如果NIR辐射具有多个波长，则第一摄像机对不同波长的敏感度不同或也可能没有捕获某些波长，也是可能的。在这里不排除的是第一摄像机可以附加地捕获辐射，辐射的波长高于或低于NIR范围。第一摄像机也可以被称为NIR摄像机。第一摄像机特别地可以设计为CMOS摄像机。术语“摄像机”在这种背景下广义地被理解并且不一定意指相应的摄像机必须设计为捕获由像素的行和列构成的两维图像。例如，摄像机在每种情况下可以只捕获一条线，也就是说具有一维图像传感器，也将是可想到的。这可能是一种情况，例如在深度摄像机的情况下，在该情况下确定单个像素的距离值，其中照明单元可以是逐行和逐点扫描车辆内部的红外(IR)激光器。显而易见的是，各自摄像机可以具有比如镜头或光圈的光学元件以在入射辐射到达摄像机的图像传感器之前以适当的方式修改入射辐射。
第二摄像机对MIR辐射敏感，因此对中红外范围内的辐射敏感。通常，在7000nm和14000nm之间的波长范围在这里被称为中红外范围或MIR范围。通常，也可以被称为MIR摄像机的第二摄像机，配置成检测具有至少一个在MIR范围内的波长的辐射。在某些情况下，第二摄像机还可以检测在MIR范围内的多个波长或连续的波长光谱。通常，在这种背景下，第二摄像机对其敏感的7000nm和14000nm之间的光谱分量被称为“MIR辐射”。第二摄像机对不同波长的敏感度不同或也可能没有捕获波长范围内的某些波长，是可能。虽然不是优选的，但第二摄像机可以附加地捕获辐射，也是可能的，辐射的波长高于或低于MIR范围。只要MIR范围以通常来源于车辆内部的表面的热辐射为特征，第二摄像机就还可以被称为热成像摄像机，其中是否实际显示图像显然是不重要的。
此外，观察单元具有将传感器组件与车辆内部隔开的盖，该盖在分配至照明单元和第一摄像机的至少一个NIR透射部分中对于NIR辐射以及在分配至第二摄像机的MIR透射部分中对于MIR辐射具有的透射率，分别高于对可见光的透射率。至少在一些实施例中也可以被称为盖元件或壳体元件的盖，将传感器组件与车辆内部隔开，即盖或其一部分插入车辆内部和传感器组件之间。也可以说从车辆内部看，传感器组件设置在盖的后部区域中。相应地，来源于传感器组件的任何类型的辐射必须穿过盖以到达车辆内部。这同样适用于来源于车辆内部并且到达传感器组件的任何类型的辐射。特别地，NIR辐射必须从照明单元传输穿过盖以到达车辆内部并且照亮车辆内部。NIR辐射也必须从车辆内部传输穿过盖以到达第一摄像机。这同样适用于从车辆内部到达第二摄像机的MIR辐射。
在这种情况下，盖在分配至照明单元和第一摄像机的至少一个NIR透射部分中对于NIR辐射以及在分配至第二摄像机的MIR透射部分中对于MIR辐射具有的透射率，分别高于对可见光的透射率。换句话说，在各自NIR透射部分中盖对NIR辐射的透射率高于对可见光的透射率。相应地，在各自NIR透射部分中盖对MIR辐射的透射率高于对可见光的透射率。也就是说，在NIR透射部分中NIR辐射比可见光更好地传输，并且在MIR透射部分中MIR辐射比可见光更好地传输。透射率在这里通常也是典型地定义为透射波的强度除以入射波的强度的商，其中透射率在这里在更严格的意义上意指垂直入射(即，光束或波的传播方向垂直于表面或界面地延伸)。当然，透射率依赖于频率或波长。因此规定对所有波长的NIR辐射或MIR辐射的透射率，分别高于对所有波长的可见光的透射率。在这种情况下，“可见光”被定义为具有在380nm和780nm之间的波长的电磁辐射。相应的NIR透射部分分配至照明单元或第一摄像机，这意指NIR透射部分设置成使得来自照明单元的NIR辐射可以穿过NIR透射部分到达车辆内部或来自车辆内部的NIR辐射可以穿过NIR透射部分到达第一摄像机。也就是说，NIR透射部分设置在相应的传感器组件和车辆内部之间。通常，第一摄像机或照明单元设置成垂直于NIR透射部分后面的盖的外表面的(局部)轮廓平面。NIR透射部分通常也是最接近第一摄像机或照明单元的盖的区域。相应的陈述适用于MIR透射部分和第二摄像机。
因此，根据本发明，一旦每个相关透射穿过盖，就相对于NIR辐射或MIR辐射抑制可见光。通过这种方式，一方面，至少减少可见光对第一或第二摄像机的可能干扰。特别是在第一摄像机的情况下，这可能是相关的，因为例如CMOS摄像机通常不仅对可见光敏感而且也对NIR辐射敏感。然而，首先传感器组件从车辆内部是不可见的或几乎不可见。通常可能只导致相应元件的可能可见性，因为可见光从车辆内部穿过盖入射到元件上、被这个元件反射、并且再次穿透盖到外部。这是因为摄像机和照明装置通常都不主动地发出可见光。由于通过盖透射两次是必要的，所以发生显著的衰减，这基本上对应于透射率的平方。因此，例如，如果可见光的透射率是0.3，则强度衰减0.09倍，借以位于盖后面的元件实际上是不可见的。根据结构，除其他方面之外，照明单元可以部分地发出可见红光。如果是这样，则相应的发射通常较小并且一旦穿过盖就被透射进一步地衰减。也就是说，车辆的乘员只感知盖的表面(在可见范围内)而不是位于它后面的摄像机或照明单元。通过这种方式，导致车辆内部更好的整合整体，在许多情况下这被认为更具有美学吸引力。根据实施例，盖的表面与周围表面很难区分或根本无法区分。然而，首先乘员没有感知到车辆内部被第一和第二摄像机监控，这可能潜在地被认为是不愉快的。
同时，监控单元能够有效地监控车辆内部，其中通过摄像机捕获的数据可以用于不同的目的。可以通过评估第一摄像机的数据来监控驾驶员的头部运动和眼球运动以便识别潜在的疲劳或健康问题。此外，可以识别单个座椅的占用情况以激活比如安全带提醒装置或安全气囊这样的安全系统。另一选择是识别手势，驾驶员或车辆的另一乘员可以通过该手势控制特定车辆功能，例如空调、娱乐系统等。例如，通过评估第二摄像机的数据，可以精确地控制空调，特别地在多区空调的情况下。在这种情况下，在车辆内部不需要温度传感器。
根据各种参数，例如照明单元的辐射功率或摄像机的灵敏度，可以以上面提到的透射率相对较小的差异实施本发明的优势。然而，通常，优选的是盖在NIR透射部分对于NIR辐射以及在MIR透射部分中对于MIR辐射具有至少0.5的透射率。相应值有利地可以是至少0.6或至少0.7。此外，优选地盖在NIR透射部分以及在MIR透射部分对可见光具有至多0.3的透射率。此外，提到的透射率可以优选地是至多0.2或0.1。然而，如上面已经解释的，0.3的值已经导致位于盖后面的基本变暗区域，归因于通过盖透射两次。
极其优选的是盖是整体成型的。如果盖是由不同的子部分(例如由不同的材料制成)构成的，则优选的是这些子部分例如通过粘接、气相沉积、多组分注射成型、或取决于材料的任何其他合适的方法而在物质上结合。整体成型的盖因此形成一模块，如果需要的话该模块可以容易地被移除例如以获得对传感器组件的访问或同样替换损坏的盖。
例如，盖可以具有盖表面，在上面提到的透射区域形成在该盖表面上并且在其边缘处至少在部分上形成(侧)凸缘，该侧凸缘用于机械稳定并且同时可以用于紧固盖。例如，可以在那里形成闩锁元件，该闩锁元件与周围车辆内饰中的相应结构相互作用。因此盖可以通过锁定容易地紧固并且通过释放闩锁连接而再次移除。凸缘可以在物质上结合到盖表面或甚至可能由与盖表面的至少部分相同的材料组成。
在某些情况下，盖可以由至少一个透射部分上的单个连续层形成。相应层接着对选择性透射并且对其他性能负责，例如这个部分中的机械稳定性。例如，合适的聚合物可以用于这个目的，例如
是基于聚甲基丙烯酸甲酯的黑色着色热塑性塑料。聚合物具有从大约800nm开始的高红外线透射率。具有合适性能的玻璃陶瓷也是已知的，例如具有合适的透射光谱的材料可在商标名
下获得。
然而，可替代地，盖还可以具有在至少一个透射部分中的滤光层，并且具有加强层，该滤光层在NIR透射部分中对于NIR辐射以及在MIR透射部分中对于MIR辐射，分别显示比对可见光更高的透射率，加强层对可见光的透射率高于滤光层对可见光的透射率，其中加强层和滤光层一个设置在另一个上面。也就是说，在这个实施例中，主要或完全通过滤光层实现滤光效果，因此实现对可见光透射的抑制。例如，机械稳定性的其他功能可以由加强层接管。通过这种方式，例如比较便宜的材料可以用于加强层，该加强层可以形成的比较厚。例如厚度达到5mm的聚乙烯(PE)可能是合适的，聚乙烯不仅透射MIR辐射而且透射NIR辐射，而且在某些情况下还对可见光具有更高的透射率。合适材料的滤光层可以施加于聚乙烯上，滤光层确保光透射所需的抑制。通常，可以用于单层结构的材料还可以用于双层结构的滤光层。在后一种情况下，可以减少材料的层厚度，因为可以通过加强层来确保机械稳定性。加强层可以设置为背对着车辆内部的滤光层的侧面上的基层，使得滤光层可以形成从车辆内部可见的盖的表面。加强层还可以设置成朝向车辆内部，因此设置在滤光层上。在这种情况下，加强层还可以被称为保护层，该保护层保护滤光层免受损坏(刮伤等)。
盖可以在至少一个透射部分中具有反射层，该反射层对可见光具有至少0.5的反射率。也就是说，相应的反射层可以设置在NIR透射部分中和/或设置在MIR透射部分中。反射层特别地还可以从至少一个NIR透射部分连续地延伸至MIR透射部分。反射层可以邻接车辆内部设置，使得通过某种的方式反射层形成盖的表面。另一方面，反射层还可以朝向车辆内部被另一层遮盖，例如该另一层基本上对可见光是透明的。反射层可以与滤光层相同或可以形成滤光层的一部分或反射层可以是相对于滤光层通常朝向车辆内部设置的附加层。反射层还可以与加强层相同。反射率定义为反射波强度除以入射波强度的商，其中反射率在这里在更严格的意义上意指垂直入射(即，光束或波的传播方向垂直于表面或界面地延伸)。在某些情况下，反射率可以更高，例如至少0.6或至少0.7。一方面，显而易见的是，如果反射率至少为0.5，则可见光的透射率不能高于0.5，使得位于盖后面的区域因此基本上变暗。然而，除此之外，可见光的反射具有以下结果：从传感器组件的区域向外透入到车辆内部的少量光被大量的反射光掩盖，使得乘员基本上感知(部分)镜面。例如，反射层可以由金属(例如银)或合金组成，该金属或合金例如可以通过气相沉积施加。硅涂层也可以用作为反射层。
根据一实施例，在NIR透射部分中的盖的至少一层与在MIR透射部分中的盖的至少一层具有相同的成分。这可以与滤光层、加强层和/或反射层有关。这还可以与盖只具有单层的实施例有关。相应层存在于相同材料的两个透射部分中，借以可以简化盖的制造过程。特别地，相应层可以从NIR透射部分到MIR透射部分由相同成分连续地形成。因此产生连续层，该连续层可以进一步地简化制造过程。硅将是用于滤光层的合适的材料，硅可以用于两个透射部分。硅在1000nm以下具有低的透射率，然而在1000nm以上透射率显著地增加，使得相应的滤光层可以被认为对1000nm以上的NIR辐射并且对于MIR辐射是透射的。例如，滤光层还可以形成盖的表面，使得对外部产生均匀连续的外观。如果在两个区域中的加强层或反射层具有相同的成分，通常该层朝向车辆内部设置在最上方并且因此形成盖的可见表面，则这也可以实现。
在某些情况下，如果在NIR透射部分中的盖的至少一层与在MIR透射部分中的盖的至少一层具有不同的成分，则这也可以是有利的。如果提供，则这可以与滤光层、加强层和/反射层有关。这还可以与实施例有关，在该实施例中不提供一层设置在另一层上的多层并且盖因此具有单层。例如，滤光层可以分段调整以选择性地传输特定波长范围。如果像这样的滤光层或盖在MIR透射部分中例如由锗组成，则由此实现大约1800nm以上的良好透射率。相比之下，这将不适合于NIR透射部分。如果这被认为是合理的，则加强层还可以在某种程度上用作为辅助滤光层。NIR透射部分中和MIR透射部分中的(主要)滤光层在这里可以相同地成型，特别是连续地成型。例如，位于滤光层上方或下方的加强层可以在NIR透射部分中对MIR辐射具有较低的透射率并且在MIR透射部分中对NIR辐射具有较低的透射率。
为了实现摄像机中的成像的改进，还可以规定盖在至少一个透射部分中具有偏振滤光片。一方面，这样的偏振滤光片可以设置在分配至照明单元的NIR透射部分中，并且另一方面可以设置在分配至第一摄像机的NIR透射部分中。如果NIR辐射的偏振不由于车辆内部的反射而改变，则因此在某种程度上可以选择性地捕获照明单元的反射辐射。然而，在某些情况下，还可以在MIR透射部分中提供偏振滤光片。偏振滤光片可以集成在上面提到的一层中或相应层可以充当偏振滤光片。可替代地，偏振滤光片可以提供为附加层。如果偏振滤光片设置在多个透射部分中，则其在不同的透射部分中可以具有相同成分或不同的成分。
根据一有利的实施例，盖在背对着车辆内部的侧面上具有至少一个屏蔽元件，该屏蔽元件邻近至少一个传感器元件设置并且对NIR辐射和/或MIR辐射具有小于0.1的透射率。相应的屏蔽元件提供为基本上阻挡相应的辐射并且优选地可以具有甚至小于0.05或小于0.01的更低的透射率。此外，屏蔽元件可以优选地对可见光具有小于0.1的透射率。屏蔽元件邻近至少一个传感器元件设置，在此情况下屏蔽元件可以例如像肋、凸缘或壁(例如作为内凸缘)一样在背对着车辆内部的侧面上从盖表面突出，盖表面具有上面提到的透射部分。除辐射屏蔽功能之外，屏蔽元件还可以机械地稳定盖。特别地，屏蔽元件可以设置在两个传感器元件之间以例如在来自照明单元的辐射到达车辆内部之前防止该来自照明单元的辐射被反射或散射至一个摄像机。通常，摄像机可以相对于任何类型的散射辐射被屏蔽。屏蔽元件设置在透射区域之间以将位于透射区域后面的传感器元件彼此隔开，也是可能的。
附图说明
在下面根据在附图中说明的示例性实施例更详细地解释本发明的更多有利细节和效果。在附图中：
图1显示根据本发明的监控单元的第一实施例的示意性剖视图；
图2A-3B显示来自图1的监控单元的部分的简化示意性剖视图；
图4显示根据本发明的监控单元的第二实施例的示意性剖视图；以及
图5显示根据本发明的监控单元的第三实施例的示意性剖视图。
具体实施方式
在不同的附图中，相同部分总是设置有相同的附图标记，因此它们通常也只描述一次。
图1显示根据本发明的第一实施例的监控单元1的示意性剖视图，可以通过监控单元1监控例如客运车辆的机动车辆的内部20。监控单元1具有三个传感器元件2-4，即照明单元2、第一摄像机3、以及第二摄像机4。例如，照明单元2可以具有一个或多个LED。照明单元2设计用于产生NIR辐射N1-N4并且因此设计用于照亮内部20的至少一部分。NIR辐射N1-N4具有在850nm和1200nm之间的波长范围内的红外辐射，其中根据实施例，可以产生不同宽度的光谱，也许还可以产生非连续光谱。第一摄像机3被设计为CMOS摄像机并且除对(在380nm-780nm的范围内)可见光L1-L6敏感之外还对NIR辐射N1-N4敏感。作为热成像摄像机的第二摄像机对MIR辐射M1-M4敏感，因此对在7000nm和14000nm之间的波长范围内的红外辐射敏感。
传感器元件2-4通过盖5与车辆内部20隔开并且因此设置在盖5的后部区域15中。盖5反过来插入到内饰元件21的凹槽中。例如，内饰元件21可以是仪表板的一部分。盖5和内饰元件21之间的连接在这里是通过可以弹性偏转的闩锁元件12提供的，使得盖5可以容易地插入并且如果需要的话还可以再次移除以例如获得对传感器元件2-4的访问或在损伤的情况下替换盖5。闩锁元件12形成在外凸缘5.5上，该外凸缘5.5基本上从盖5的盖表面5.1垂直地突出。外凸缘5.5，以及同样两个内凸缘5.6，用于机械稳定盖5。
在这里所示的示例中，盖5是由合适的聚合物整体成型的，例如由
整体成型。这种材料具有主要透过NIR辐射N1-N4和MIR辐射M1-M4的特性，其中透射率大于0.7。这特别地是在盖表面5.1里面形成三个透射部分5.2、5.3、5.4的情况下，即在照明单元2上方的第一NIR透射部分5.2、在第一摄像机3上方的第二NIR透射部分5.3、以及在第二摄像机4上方的MIR透射部分5.4的情况下。同时，至少部分地抑制可见光L1-L6的透射。这在图2A-3B中显示，图2A-3B是非常示意性简化的。
图2A关于NIR透射部分5.2、5.3显示从车辆内部20的侧面入射的可见光的分量L1，只有相对较小的透射分量L2到达后部区域15，同时反射分量L3反射回到车辆内部20中，而且在盖5里面发生吸收。相比之下，从车辆内部20的侧面入射的NIR辐射的分量N1几乎完全被传输，使得得到几乎相等强度的透射分量N2。相应地，来自车辆内部20的NIR辐射在没有显著衰减的情况下到达后部区域15和第一摄像机3。图2B显示只有来自从后部区域15入射的可见光的分量L4的相对较小的透射分量L5到达车辆内部20，同时反射分量L6被反射，而且在盖5里面发生吸收。相比之下，从照明单元2的侧面发出的NIR辐射的入射分量N2几乎完全被传输，使得得到几乎相等强度的透射分量N4。相应地，照明单元2的NIR辐射在没有显著衰减的情况下从后部区域15进入到车辆内部20中。然而，由于照明单元2和第一摄像机3只从外部通过可见光照亮，该可见光穿过盖5两次以再次到达车辆内部20，这两个传感器组件2、3几乎不能被来自车辆内部20的乘员看到。特别是当在车辆内部20反射的分量L3比较大时，这是真实的，使得分量L3强过透射分量L5。除其他方面之外，照明单元2还可以部分地发出可见红光。然而，这些发射—如果存在的话—是相当小的并且进一步地被穿过盖5的单次透射衰减。
在图3A中，对应于图2A，再次关于MIR透射部分5.4显示可见光的入射分量L1、透射分量L2、以及反射分量L3。从车辆内部20的侧面入射的MIR辐射的分量M1几乎完全被传输，使得得到几乎相等强度的透射分量M2。相应地，来自车辆内部20的MIR辐射在没有显著衰减的情况下到达第二摄像机4。在图3B中，对应于图2B，关于MIR透射部分5.4再次显示可见光的入射分量L4、透射分量L5、以及反射分量L6。从后部区域15入射的MIR辐射的分量M3几乎完全被传输，使得得到几乎相等强度的透射分量M4。相应地，MIR辐射，因此热辐射，在没有显著衰减的情况下从后部区域15到达车辆内部20。由于第二摄像机4只从外部通过可见光照亮，然而该可见光穿过盖5两次以再次到达车辆内部20，第二摄像机4对车辆内部20里面的乘员是几乎不可见的。特别是当车辆内部20中反射的分量L3比较大时，这是真实的，使得分量L3强过透射分量L5。
图4显示根据本发明的第二实施例的观察单元，第二实施例基本上对应于在图1中显示的实施例并且因此不再再次解释。在这个实施例中，盖5也是整体成型的，但是具有更复杂的结构。一方面，盖表面5.1具有连续的反射层13以及同样连续的加强层或保护层6，加强层或保护层6在NIR透射部分5.2、5.3中连接到下面的第一滤光层7并且在MIR透射部分5.4中连接到下面的第二滤光层8。保护层6例如可以由聚乙烯组成并且对NIR辐射N1-N4和MIR辐射M1-M4而且对可见光L1-L6都具有高的透射率。反射层13(在图4中未按照比例显示)是由例如银的金属组成的，并且可以气相沉积在保护层上。反射层13对可见光L1-L6具有高的反射率，此外有助于向车辆内部20里面的乘员隐藏传感器组件2、3、4。第一滤光层7至少对NIR辐射N1-N4具有高的透射率并且例如可以由硅组成，同时第二滤光层8至少对MIR辐射M1-M4具有高的透射率并且例如可以由锗组成。第二滤光层8完全适合在MIR透射部分5.4中使用，因为第二滤光层8在大约1800nm具有强烈增加的透射率。此外，在这个实施例中，外凸缘5.5以及内凸缘5.6都是由与盖表面5.1不同的材料组成的并且形成为屏蔽元件9、10。每个屏蔽元件9、10在这里对可见光以及对NIR辐射和MIR辐射都具有小于0.1的透射率，并且例如可以由(基于聚丙烯等的)黑色塑料组成。通过这种方式确保没有一个摄像机3、4受到横向入射散射辐射的损害或NIR辐射由照明单元2以不受控制的方式发射到横向区域中。
图5显示根据本发明的第三实施例的观察单元1，第三实施例与第二实施例的不同之处在于盖5具有作为附加层的偏振滤光片14，在这种情况下偏振滤光片14背对着车辆内部20设置在NIR透射部分5.2、5.3中的第一滤光层7的侧面上。第一摄像机3的图像质量的显著改进可以通过存在的偏振滤光片14来实现。可选地，在这个示例中还可以添加反射层13。
附图标记列表：
1 监控单元
2 照明单元
3,4 摄像机
5 盖
5.1 盖表面
5.2,5.3 NIR透射部分
5.4 MIR透射部分
5.5 外凸缘
5.6 内凸缘
6, 保护层/加固层
7,8 滤光层
9,10 屏蔽元件
12 闩锁元件
13 反射层
14 偏振滤光片
15 后部区域
20 车辆内部
21 内饰元件
L1,L4,M1,
M3,N1,N3 入射分量
L2,L5,M2,
M4,N2,N4 透射分量
L3,L6 反射分量
Claims (10)
1.一种用于车辆内部(20)的监控单元(1)，所述监控单元(1)具有作为传感器组件(2-4)的用于产生近红外辐射(N1-N4)的照明单元(2)、对所述近红外辐射(N1-N4)敏感的第一摄像机(3)以及对中红外辐射(M1-M4)敏感的第二摄像机(4)，以及将所述传感器组件(2-4)与所述车辆内部隔开的盖(5)，所述盖(5)在分配至所述照明单元(2)和所述第一摄像机(3)的至少一个近红外透射部分(5.2、5.3)中对于所述近红外辐射(N1-N4)以及在分配至所述第二摄像机(4)的中红外透射部分(5.4)中对于所述中红外辐射(M1-M4)具有的透射率，分别高于对可见光(L1-L6)的透射率。
2.根据权利要求1所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)在所述近红外透射部分(5.2、5.3)中对于所述近红外辐射(N1-N4)以及在所述中红外透射部分(5.4)中对于所述中红外辐射(M1-M4)分别具有至少0.5的透射率，并且对所述可见光(L1-L6)具有不超过0.3的透射率。
3.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)在所述近红外透射部分(5.2、5.3)和所述中红外透射部分(5.4)中对所述近红外辐射(N1-N4)和所述中红外辐射(M1-M4)具有的透射率，高于对所述可见光(L1-L6)的透射率。
4.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)是整体成型的。
5.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)具有在至少一个透射部分(5.2-5.4)中的滤光层(7、8)，以及加强层(6)，所述滤光层(7、8)在所述近红外透射部分(5.2、5.3)中对于所述近红外辐射(N1-N4)以及在所述中红外透射部分(5.4)中对于所述中红外辐射(M1-M4)具有的透射率，分别高于对所述可见光(L1-L6)的透射率，所述加强层(6)对所述可见光(L1-L6)的透射率高于所述滤光层(7、8)对所述可见光(L1-L6)的透射率，其中所述加强层(6)和所述滤光层(7、8)一个设置在另一个上面。
6.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)在至少一个透射部分(5.2-5.4)中具有反射层(13)，所述反射层(13)对所述可见光(L1-L6)具有至少0.5的反射率。
7.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)的至少一层(6、7、8、12、13、14)在所述近红外透射部分(5.2、5.3)中具有与在所述中红外透射部分(5.4)中相同的成分。
8.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)的至少一层(6、7、8、12、13、14)在所述近红外透射部分(5.2、5.3)中具有与在所述中红外透射部分(5.4)中不同的成分。
9.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)在至少一个透射部分(5.2-5.4)中具有偏振滤光片(14)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的监控单元，
其特征在于，
所述盖(5)在背对着所述车辆内部(20)的侧面上具有至少一个屏蔽元件(9、10)，所述屏蔽元件(9、10)邻近所述至少一个传感器元件(2-4)设置并且对所述近红外辐射(N1-N4)和/或所述中红外辐射(M1-M4)具有小于0.1的透射率。
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