DE102004045395B4

DE102004045395B4 - Bildaufnahmesystem

Info

Publication number: DE102004045395B4
Application number: DE102004045395.0A
Authority: DE
Inventors: Volker Uffenkamp; Ulrich Seger; Uwe Apel; Andre Skuppin; Robert Dujmovic; Konrad Hentschel; Juergen Seekircher; Stefan Bischoff; Helmut Eggers
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-18
Filing date: 2004-09-18
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2024-09-19
Also published as: DE102004045395A1

Abstract

Bildaufnahmesystem (1) mit einem Bildsensor (3) und einem optischen System (4, 6A, 6B, 6C), wobei das optische System eine Mehrzahl von in einem Tubus (4) angeordnete optische Elemente (6A, 6B, 6C) umfasst, die derart hintereinander gestaffelt angeordnet sind, dass sie Zwischenräume (7A, 7B, 7C) zwischen sich einschließen, und die in ihrer Position relativ zu dem Tubus nicht verstellbar sind, wobei jeder Zwischenraum (7A, 7B, 7C) über eine gasdurchlässige Verbindung (Kanäle 9A, 9B, 9C) mit einem Reservoir (8, 8A, 8B, 8C) für ein Trocknungsmittel verbunden ist, wobei die Zwischenräume (7A, 7B, 7C) untereinander durch wenigstens einen gasdurchlässigen Kanal (20) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (20) in der Innenwandung des Tubus (4) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Bildaufnahmesystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bildaufnahmesysteme der gattungsgemäßen Art werden bevorzugt in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um dem Fahrer die Handhabung des Fahrzeugs zu erleichtern. Sie ermöglichen beispielsweise eine Verbesserung der Rundumsicht auch bei widrigen Witterungsbedingungen, die Erkennung von Fahrspuren, Verkehrszeichen oder dergleichen. Ein Bildaufnahmesystem der gattungsgemäßen Art umfasst einen Bildsensor und ein mit diesem Bildsensor in optischer Wirkverbindung stehendes optisches System. Das optische System bildet einen Aufnahmebereich aus dem Umfeld des Fahrzeugs auf den Bildsensor ab. Es umfasst dazu optische Elemente oder Gruppen von optischen Elementen, die mit Abstand zueinander in einem Tubus derart angeordnet sind, dass sie Zwischenräume zwischen sich einschließen. Infolge ihres Einsatzes in Kraftfahrzeugen sind Bildaufnahmesysteme der gattungsgemäßen Art widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Infolge der harten Umgebungsbedingungen kann nicht ausgeschlossen werden, dass Feuchtigkeit in das optische System eindringt und sich auf den optischen Elementen niederschlägt. Dadurch leidet die optische Abbildung und das Bildaufnahmesystem wird zumindest zeitweilig in seiner Funktion beeinträchtigt.
JP H 06-258 561 A beschreibt eine Fernsehkamera mit einem Objektiv, das eine Trocknungskammer aufweist. Die Trocknungskammer ist mit einem Innenbereich des Objektivs strömungstechnisch verbunden. Zudem sind Linsen innerhalb des Objektivs derart angeordnet, das Gas an ihnen vorbei strömen kann, so dass das Gas innerhalb des gesamten Objektivs zirkulieren kann und somit von der einen Trocknungskammer getrocknet werden kann.
DE 199 40 844 A1 betrifft eine Befestigungseinrichtung für ein Trocknungsmittel mit einem Objektivtubus. Die Befestigungseinrichtung wird außerhalb des Objektivtubus angeordnet, wobei eine Öffnung im Objektivtubus mit einer Öffnung in der Befestigungseinrichtung zusammenwirkt und einen Gasaustausch zwischen einer von der Befestigungseinrichtung bereitgestellten Kammer und einem Raum innerhalb des Objektivtubus ermöglicht.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet den Vorteil, dass das Bildaufnahmesystem auch unter widrigen Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeitet. Dadurch, dass jeder Zwischenraum zwischen den optischen Elementen der Gruppen von optischen Elementen über einen gasdurchlässigen Kanal mit einem Reservoir für ein Trockenmittel verbunden ist, kann Feuchtigkeit, die in das optische System eingedrungen ist, durch ein geeignetes Trocknungsmittel gebunden werden. Als Trocknungsmittel eignet sich vorzugsweise Silicagel oder eine Substanz aus der Gruppe der Zeolithe. Wenn das optische System mehrere optische Elemente oder mehrere Gruppen von optischen Elementen umfasst, die entsprechend viele Zwischenräume zwischen sich einschließen, führt dies zu einer vergleichsweise aufwendigen und teuren Konstruktion, da eine entsprechend große Anzahl von Reservoirs für Trocknungsmittel vorgesehen werden muss. In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsvariante des Bildaufnahmesystems ist daher nur ein einziges Reservoir für Trocknungsmittel vorgesehen, das dabei mit allen Zwischenräumen verbunden ist. Die Zwischenräume sind dazu untereinander über gasdurchlässige Kanäle miteinander verbunden. In einem besonders einfach gestalteten und daher auch einfach und kostengünstig zu fertigenden Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmesystems ist in die Innenwandung des Tubus des optischen Systems eine Nut eingebracht, die sich im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse des optischen Systems erstreckt. Diese Nut stellt eine gasdurchlässige Verbindung zwischen den Zwischenräumen her und verbindet diese somit mit dem Reservoir für Trocknungsmittel. Um die Ausbreitung von Streulicht über diese Nut zu erschweren, kann anstelle einer einzigen, lang gestreckten Nut in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung auch eine Mehrzahl von kürzeren Kanälen vorgesehen sein, die jeweils zwei benachbarte Zwischenräume miteinander verbinden. Bevorzugt sind diese Kanäle dann noch um einen vorgebbaren Winkel, beispielsweise 90°, zueinander versetzt auf dem Innenumfang des Tubus angeordnet. In einer weiteren Ausführungsvariante ist wiederum ein einziger Kanal vorgesehen, der jedoch spiralförmig ausgestaltet ist und die Zwischenräume untereinander und mit dem Reservoir für Trocknungsmittel verbindet. Bevorzugt sind das oder die Reservoirs für Trocknungsmittel austauschbar ausgestaltet, um erschöpftes Trocknungsmittel im Zuge der Wartung des Bildaufnahmesystems leicht austauschen zu können.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmesystems im Längsschnitt,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmesystems im Längsschnitt,
3 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in 2,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmesystems im Längsschnitt,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmesystems im Längsschnitt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bildaufnahmesystems 1 in einem Längsschnitt dargestellt. Die 1 zeigt dabei nur die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Bestandteile des Bildaufnahmesystems 1. Das Bildaufnahmesystem 1 umfasst einen Bildsensor 3 und ein mit diesem Bildsensor 3 in optischer Wirkverbindung stehendes optisches System 4, 6A, 6B, 6C. Vorzugsweise sind Bildsensor 3 und optisches System baulich vereinigt. Das optische System umfasst mehrere optische Elemente 6A, 6B, 6C oder Gruppen von optischen Elementen, die mit Abstand voneinander derart in einem Tubus 4 angeordnet sind, dass sie Zwischenräume 7A, 7B, 7C zwischen sich einschließen. Das optische System bildet Szenen aus dem Aufnahmebereich des Bildaufnahmesystems 1 auf den Bildsensor 3 ab. Bildaufnahmesysteme der gattungsgemäßen Art, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, sind extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt. Trotz sorgfältiger Konstruktion und Abdichtung der Bauteile kann daher nicht ausgeschlossen werden, dass Feuchtigkeit in das optische System gelangt, sich dort auf den optischen Elementen 6A, 6B, 6C niederschlägt und dadurch die Abbildungseigenschaften nachteilig beeinflusst. Um dies zu verhindern, ist gemäß der Erfindung jeder Zwischenraum 7A, 7B, 7C zwischen den optischen Elementen 6A, 6B, 6C oder Gruppen von optischen Elementen mit einem ein Trocknungsmittel aufnehmendes Reservoir 8A, 8B, 8C verbunden. Die Verbindung zwischen den Zwischenräumen 7A, 7B, 7C und den Reservoirs 8A, 8B, 8C wird durch gasdurchlässige Kanäle 9A, 9B, 9C bewerkstelligt. In die Zwischenräume 7A, 7B, 7C eingedrungene Feuchtigkeit kann daher über die gasdurchlässigen Kanäle 9A, 9B, 9C in die Reservoirs 8A, B, 8C gelangen und dort von dem Trocknungsmittel aufgenommen werden. Als Trocknungsmittel eignet sich zweckmäßig Silicagel oder eine Substanz aus der Klasse der Zeolithe. Bevorzugt sind die Reservoirs 8A, 8B, 8C leicht auswechselbar ausgebildet. Im Zuge einer Wartung des Bildaufnahmesystems 1 kann so auf einfache Weise ein mit Feuchtigkeit gesättigtes Trocknungsmittel wieder regeneriert werden. Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung jeder Zwischenraum 7A, 7B, 7C zwischen den optischen Elementen 6A, 6B, 6C oder Gruppen von optischen Elementen mit einem eigenen Reservoir 8A, 8B, 8C für Trocknungsmittel verbunden ist, ist seine Konstruktion vergleichsweise aufwändig.
In 2 ist daher ein einfacher gestaltetes Bildaufnahmesystem 1 in einem Längsschnitt dargestellt, das sich kostengünstiger realisieren lässt. Das Bildaufnahmesystem 1 umfasst lediglich noch ein einziges Reservoir 8 für Trocknungsmittel, das allen Zwischenräumen 7A, 7B, 7C zugeordnet ist. Die gasdurchlässige Verbindung zwischen den Zwischenräumen 7A, 7B, 7C und dem einzigen Reservoir 8 wird durch einen einzigen Kanal 20 bewirkt, der zunächst alle Zwischenräume 7A, 7B, 7C miteinander verbindet. Einer der Zwischenräume 7A, 7B, 7C ist dann über einen Kanal 9 mit dem einzigen Reservoir 8 verbunden. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der alle Zwischenräume 7A, 7B, 7C verbindende Kanal 20 in die Innenwandung des Tubus 4 eingebracht und erstreckt sich vorzugsweise parallel zu der Achse des optischen Systems. Dies geht auch deutlich aus 3 hervor, die einen Querschnitt durch das Bildaufnahmesystem 1 gemäß 2 entlang der Linie A-A darstellt. Der den Kanal 20 mit dem Reservoir 8 verbindende Kanal 9 und das Reservoir 8 sind in 3 nur schematisch angedeutet. Anstelle eines einzigen, alle Zwischenräume 7A, 7B, 7C verbindenden Kanals 20 können in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 4 in einem Längsschnitt dargestellt ist, auch mehrere kürzere Kanäle 40A, 40B vorgesehen sein, die jeweils zwei benachbarte Zwischenräume 7A, 7B bzw. 7B, 7C miteinander verbinden. Um das Eindringen von Streulicht über diese Kanäle 40A, 40B zu nachfolgenden optischen Elementen zu verhindern, werden diese Kanäle 40A, 40B zweckmäßig auf dem Innenumfang des Tubus 4 winklig versetzt zueinander angeordnet. Beispielsweise derart, dass benachbarte Kanäle 40A, 40B in einem Winkelabstand von 90° zueinander angeordnet sind.
In einem weiteren, in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der die Zwischenräume 7A, 7B, 7C verbindende Kanal 50 schraubenförmig ausgestaltet. Auch hierdurch kann das Eindringen von Streulicht wirksam unterbunden werden. Der Kanal 50 ist über einen Kanal 9 wiederum mit dem Reservoir 8 für Trocknungsmittel verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Bildaufnahmesystem
2: Träger
3: Bildsensor
4: Tubus
5: Frontscheibe
6A: optisches Element
6B: optisches Element
6C: optisches Element
7A: Zwischenraum
7B: Zwischenraum
7C: Zwischenraum
8: Reservoir
8A: Reservoir
8B: Reservoir
8C: Reservoir
9: Kanal
9A: Kanal
9B: Kanal
9C: Kanal
20: Kanal
40A: Kanal
40B: Kanal
50: Kanal

Claims

Bildaufnahmesystem (1) mit einem Bildsensor (3) und einem optischen System (4, 6A, 6B, 6C), wobei das optische System eine Mehrzahl von in einem Tubus (4) angeordnete optische Elemente (6A, 6B, 6C) umfasst, die derart hintereinander gestaffelt angeordnet sind, dass sie Zwischenräume (7A, 7B, 7C) zwischen sich einschließen, und die in ihrer Position relativ zu dem Tubus nicht verstellbar sind, wobei jeder Zwischenraum (7A, 7B, 7C) über eine gasdurchlässige Verbindung (Kanäle 9A, 9B, 9C) mit einem Reservoir (8, 8A, 8B, 8C) für ein Trocknungsmittel verbunden ist, wobei die Zwischenräume (7A, 7B, 7C) untereinander durch wenigstens einen gasdurchlässigen Kanal (20) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (20) in der Innenwandung des Tubus (4) angeordnet ist.
Bildaufnahmesystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (20) im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des optischen Systems (4, 6A, 6B, 6C) erstreckt.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zwischenraum (7A, 7B, 7C) mit einem benachbarten Zwischenraum (7A, 7B, 7C) über den wenigstens einen gasdurchlässigen Kanal (40A, 40B) verbunden ist, wobei die Kanäle (40A, 40B) auf dem Innenumfang des Tubus (4) versetzt zueinander angeordnet sind und sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des optischen Systems (4, 6A, 6B, 6C) erstrecken.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zwischenraum (7A, 7B, 7C) mit einem benachbarten Zwischenraum über den gasdurchlässigen Kanal (50) verbunden ist, wobei der Kanal (50) schraubenförmig verlaufend auf dem Innenumfang des Tubus (4) angeordnet ist.
Bildaufnahmesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reservoire (8, 8A, 8B, 8C) mit einem Trocknungsmittel, gefüllt sind.