DE102006028622B4

DE102006028622B4 - Rückblicksystem

Info

Publication number: DE102006028622B4
Application number: DE102006028622A
Authority: DE
Inventors: Daniel K. Allen Park Angell; Michael J. Bloomfield Hills Luettgen; Matthew M. Novi Mikolajczak
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2026-06-17
Also published as: US20070001095A1; US7365300B2; DE102006028622A1

Abstract

Rückblicksystem mit mehreren Sichtfeldern, bestehend aus einer Sensormatrix mit mehreren Sensorsektionen und einem optischen System, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (12) aus einer in der Mitte parallel zur Sensormatrix (14) angeordneten ersten Linse (22) besteht, wobei das durch die erste Linse (22) einfallende Licht aus dem ersten Sichtfeld (62) auf die Sensormatrix (14) fällt und dass winklig zur Sensormatrix (14) eine erste Reflexionswand (32) und eine zweite Reflexionswand (34) mit reflektierenden Oberflächen (36, 38) angeordnet sind und jeweils winklig zu den Reflexionswänden (32, 34) weitere Linsen (52, 54) angeordnet sind, so dass das seitlich durch diese Linsen (52, 54) einfallende Licht der weiteren Sichtfelder (64, 66) durch die Reflexionswände (34, 36) auf die Sensormatrix (14) reflektiert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Mehrfachsichtanzeigesysteme und speziell auf in Kraftfahrzeugen verwendete Mehrfachsichtanzeigesysteme.
Größere Kraftfahrzeuge, wie z. B. Geländewagen, sind manchmal mit Fahrzeugrückblicksystemen ausgestattet, um die Sicht des Fahrers nach hinten zu verbessern. Diese Rückblicksysteme haben typischerweise eine einzige Kamera, die in der Lage ist, die Umgebung hinter dem Fahrzeug direkt zu erfassen. Die Kamera sendet die Anzeigeinformationen an ein Betrachtungsgerät, das innerhalb des Fahrgastinnenraums des Fahrzeugs so angeordnet ist, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Betrachtungsgerät einsehen kann. Diese Lösung hat den Nachteil, dass nur die Umgebung hinter dem Fahrzeug und nicht die Umgebung links oder rechts vom Heck des Fahrzeugs direkt angezeigt werden kann. Eine Lösung dieses Problems besteht in der Stationierung von drei Kameras. Die erste Kamera ist so positioniert, dass sie die Umgebung hinter dem Fahrzeug direkt erfassen kann. Eine zweite und eine dritte Kamera sind so platziert, dass sie die Umgebung links und rechts vorn Heck des Fahrzeugs direkt erfassen können. Bei dieser Lösung besteht jedoch der Nachteil von zusätzlichen Kosten, weil drei Kameras mit der zugehörigen Elektronik, Hardwaremontage und Verkabelung erforderlich sind.
Aus der EP 1452899 A1 ist ein optisches Weitwinkel-Abbildungssystem mit einer Bilderfassungseinheit bekannt. Dabei wird das aus seitlichen Richtungen einfallende Licht über Linsen und zwei gewölbte Reflexionsflächen auf die Bilderfassungseinheit gelenkt.
Weiterhin ist aus der DE 101 41 220 A1 ein Umfelderkennungssystem bekannt, bei dem durch zweifache Reflexion in Prismen das Licht aus einem 180°-Sichtfeld auf den elektronischen Bildaufnehmer gelenkt wird. Der Bildaufnehmer weist mehrere Aufnahmeabschnitte zur Erfassung des aus unterschiedlichen Sichtfeldern einfallenden Lichts auf.
Die DE 103 41 817 A1 offenbart eine weitere Fahrzeugumgebungsvisualisierungseinrichtung. Dabei wird das aus unterschiedlichen Sichtfeldern erfasste Licht über Prismen und nachfolgend Linsen auf das Bildaufnahmeelement gelenkt.
Deshalb ist es wünschenswert, eine kostengünstige Lösung bereitzustellen, die durch Verwendung nur einer Kamera eine Sicht auf die Umgebung hinter dem Fahrzeug sowie links und rechts vom Heck des Fahrzeugs bietet.
Zur Überwindung der Nachteile und Beschränkungen des Standes der Technik stellt die Erfindung ein Rückblicksystem bereit, das mit einer eine erste Sektion, eine zweite Sektion und eine dritte Sektion umfassenden Sensormatrix und einem optischen System mit einem ein erstes Sichtfeld auf die erste Sektion der Sensormatrix lenkenden ersten Abschnitt, einem ein zweites Sichtfeld auf die zweite Sektion der Sensormatrix lenkenden zweiten Abschnitt und einem ein drittes Sichtfeld auf die dritte Sektion der Sensormatrix lenkenden dritten Abschnitt ausgestattet ist. Der erste Abschnitt des optischen Systems ist vorzugsweise eine Wand mit einer darin ausgebildeten Öffnung. Innerhalb der Öffnung befindet sich eine Linse, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht, jedoch auch aus Glas gefertigt sein kann.
Der zweite und der dritte Abschnitt des optischen Systems umfassen eine erste und eine zweite Reflexionswand, wobei jede Wand eine erste Seite mit einer reflektierenden Oberfläche hat. Die erste und die zweite Reflexionswand sind angrenzend an die erste Wand positioniert und in Bezug zur Sensormatrix um einen ersten festgelegten Winkel abgewinkelt. Der festgelegte Winkel beträgt etwa 45°, kann jedoch von etwa 30° bis etwa 60° variieren. Das System kann außerdem eine erste und eine zweite Wand mit darin ausgebildeten Öffnungen umfassen. Die erste und die zweite Wand befinden sich angrenzend an die erste bzw. zweite Reflexionswand und sind senkrecht zur Sensormatrix positioniert. Innerhalb der Öffnung der ersten Seitenwand und der Öffnung der zweiten Seitenwand befindet sich eine Linse, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht, jedoch auch aus Glas gefertigt sein kann. Die Sensormatrix ist entweder eine komplementäre Metalloxid-Halbleiter-(CMOS-)Kamera oder eine Kamera mit ladungsgekoppeltem Bauelement (CCD-Kamera). An die Sensormatrix ist ein Elektroniksystem angeschlossen, das seinerseits mit einem Anzeigegerät verbunden ist. Das Elektroniksystem kann das erste, das zweite und das dritte Sichtfeld gleichzeitig oder eine beliebige Kombination von Sichtfeldern anzeigen.
Diese und andere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung werden in den nachfolgenden Zeichnungen, der ausführlichen Beschreibung und den Patentansprüchen deutlich aufgezeigt.
1 ist eine Darstellung des die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Rückblicksystems.
2 ist eine perspektivische Darstellung des optischen Systems des die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Rückblicksystems.
3 ist die Darstellung des die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Rückblicksystems als Schnitt entlang der Linie 3-3.
4 ist die Darstellung des die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Rückblicksystems als Schnitt entlang der Linie 4-4.
5 ist die Darstellung des die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Rückblicksystems als Schnitt entlang der Linie 5-5.
In den 1, 2 und 3 ist ein Rückblicksystem 10 mit einem optischen System 12, einer Sensormatrix 14 und einem Anzeigegerät 16 dargestellt. Das optische System 12 umfasst eine erste Wand 18 mit einer darin ausgebildeten Öffnung 20. Innerhalb der Öffnung 20 ist eine erste Linse 22 platziert, die in der Öffnung 20 vorzugsweise durch reibschlüssige Bindung festgehalten wird. Die erste Linse 22 kann jedoch in der Öffnung 20 durch einen Klebstoff oder jedes andere geeignete Mittel festgehalten werden. Die Linse besteht vorzugsweise aus Kunststoff, kann jedoch auch aus Glas gefertigt sein.
An den gegenüberliegenden Enden der ersten Wand 18 sind eine zweite Wand 24 und eine dritte Wand 26 starr befestigt. Vorzugsweise befinden sich die zweite Wand 24 und die dritte Wand 26 im Wesentlichen senkrecht zur ersten Wand 18. An den jeweiligen Enden 28, 30 der zweiten Wand 24 und der dritten Wand 26 sind eine mit einer reflektierenden Oberfläche 36 ausgestattete erste Reflexionswand 32 und eine mit einer reflektierenden Oberfläche 38 ausgestattete zweite Reflexionswand 34 starr befestigt. Diese reflektierenden Oberflächen 36, 38 der ersten und der zweiten Reflexionswand 32, 34 können Spiegel sein. Die zweite und die dritte Wand 24, 26 sind von den Enden 28, 30 nach hinten abgewinkelt, sodass die erste und die zweite Reflexionswand 32, 34 jeweils einen durch die Winkel 29 bzw. 31 dargestellten Winkel von etwa 45° zwischen den reflektierenden Oberflächen 36, 38 und der Sensormatrix 14 bilden. Die Winkel 29, 31 zwischen den reflektierenden Oberflächen 36 bzw. 38 und der Sensormatrix 14 können jedoch von etwa 30° bis etwa 60° variieren.
An den Enden 40, 42 der ersten und der zweiten Reflexionswand 32, 34 sind eine erste Seitenwand 44 bzw. eine zweite Seitenwand 46 starr befestigt. Die erste und die zweite Seitenwand 44, 46 ragen unter einem solchen Winkel von den Reflexionswänden 32, 34 weg, dass sie sich allgemein senkrecht zur Sensormatrix 14 befinden.
Bezug nehmend auf die 4 und 5 haben die erste und die zweite Seitenwand 44, 46 in ihnen ausgebildete Öffnungen 48, 50. Innerhalb der Öffnungen 48, 50 befinden sich vorzugsweise Linsen 52, 54, die durch reibschlüssige Bindung, durch Anwendung eines Klebstoffs oder durch andere Mittel festgehalten werden. Obwohl die Linsen 52, 54 vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, können sie auch aus Glas gefertigt sein.
Die Sensormatrix 14 ist vorzugsweise entweder eine CMOS-Kamera oder eine CCD-Kamera. Da diese Kameras allgemein bekannten Stand der Technik verkörpern und ihre spezielle Wirkungsweise für ein Verstehen der Erfindung nicht erforderlich ist, werden weitere Einzelheiten davon hier nicht bereitgestellt Die Sensormatrix 14 kann jedoch ein anderer bekannter Sichtsystemtyp oder ein zukünftig entwickelter Typ sein. Mit der Sensormatrix 14 steht ein Elektroniksystem 56 in Kommunikation. Das Elektroniksystem 56 empfangt Signale von der Sensormatrix 14 und überträgt sie per Kabel 60 an das Anzeigegerät 16. Alternativ kann das Elektroniksystem 56 per Funksignal zum Anzeigegerät 16 übertragen.
Das Elektroniksystem 56 kann unterschiedliche Sektionen der Sensormatrix 14 erkennen und dementsprechend ein (durch den Pfeil 62 gekennzeichnetes) erstes Sichtfeld, ein (durch den Pfeil 64 gekennzeichnetes) zweites Sichtfeld und ein (durch den Pfeil 66 gekennzeichnetes) drittes Sichtfeld über das Kabel 60 am Anzeigegerät 16 anzeigen. Alternativ können sich das erste (62) und das zweite Sichtfeld (64) in Abhängigkeit der Abwinklung der reflektierenden Oberflächen 36, 38 zur Sensormatrix 14 überlappen. Das Elektroniksystem 56 kann mit dem Anzeigegerät 16 derart kommunizieren, dass das erste (62), das zweite (64) und das dritte Sichtfeld (66) gleichzeitig angezeigt werden oder in beliebiger Kombination angezeigt werden können.
Eine mit dem Fachgebiet vertraute Person wird leicht erkennen, dass die voranstehende Beschreibung als eine Darstellung der Implementierung der Prinzipien der Erfindung aufzufassen ist. Diese Beschreibung ist nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs oder der Anwendung der Erfindung gedacht, insofern als die Erfindung einer Modifikation, Variation oder Änderung unterworfen werden kann, ohne dass vom Sinn der durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Erfindung abgewichen wird.

10: Rückblicksystem
12: optisches System
14: Sensormatrix
16: Anzeigegerät
18: erste Wand
20: Öffnung
22: erste Linse
24: zweite Wand
26: dritte Wand
28: Ende
29: Winkel
30: Ende
31: Winkel
32: erste Reflexionswand
34: zweite Reflexionswand
36: reflektierende Oberfläche
38: reflektierende Oberfläche
40: Ende
42: Ende
44: erste Seitenwand
46: zweite Seitenwand
48: Öffnung
50: Öffnung
52: Linse
54: Linse
56: Elektroniksystem
60: Kabel
62: erstes Sichtfeld
64: zweites Sichtfeld
66: drittes Sichtfeld

Claims

Rückblicksystem mit mehreren Sichtfeldern, bestehend aus einer Sensormatrix mit mehreren Sensorsektionen und einem optischen System, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (12) aus einer in der Mitte parallel zur Sensormatrix (14) angeordneten ersten Linse (22) besteht, wobei das durch die erste Linse (22) einfallende Licht aus dem ersten Sichtfeld (62) auf die Sensormatrix (14) fällt und dass winklig zur Sensormatrix (14) eine erste Reflexionswand (32) und eine zweite Reflexionswand (34) mit reflektierenden Oberflächen (36, 38) angeordnet sind und jeweils winklig zu den Reflexionswänden (32, 34) weitere Linsen (52, 54) angeordnet sind, so dass das seitlich durch diese Linsen (52, 54) einfallende Licht der weiteren Sichtfelder (64, 66) durch die Reflexionswände (34, 36) auf die Sensormatrix (14) reflektiert wird.
Rückblicksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormatrix (14) drei Sensorsektionen (72, 74, 76) umfasst, wobei die erste Sensorsektion (72) in der Mitte der Sensormatrix (14) angeordnet ist und durch das erste Sichtfeld (62), die zweite Sensorsektion (74) durch das zweite Sichtfeld (64) und die dritte Sensorsektion (76) durch das dritte Sichtfeld (66) belichtet wird.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (29, 31) der reflektierenden Oberflächen (36, 38) zur Sensormatrix (14) im Bereich von 30° bis 60° liegt.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (29, 31) der reflektierenden Oberflächen (36, 38) zur Sensormatrix (14) 45° beträgt.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen (52, 54) Kunststofflinsen sind.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen (52, 54) Glaslinsen sind.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberflächen (36, 38) der Reflexionswände (32, 34) Spiegel sind.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormatrix (14) eine komplementäre Metalloxid-Halbleiter-(CMOS-)Kamera ist.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormatrix (14) ein Teil einer Kamera mit ladungsgekoppeltem Bauelement (CCD-Kamera) ist.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückblicksystem 10 außerdem ein Elektroniksystem (56) und ein Anzeigegerät (16) umfasst, wobei das Elektroniksystem (56) für das Anzeigen mindestens eines der Sichtfelder (62, 64, 66) auf dem Anzeigegerät (16) konfiguriert ist.
Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (12) aus zueinander winklig angeordneten Wänden besteht, wobei eine erste Wand (18) mittig angeordnet ist und die erste Linse (22) fasst, sich jeweils seitlich und rechtwinklig dazu eine zweite und dritte Wand (24, 26) anschließt, die die erste Wand (18) mit den Reflexionswänden (32, 34) verbindet und sich an die Reflexionswände (32, 34) zu diesen abgewinkelt jeweils Seitenwände (44, 46), die die weiteren Linsen (52, 54) fassen, anschließen.