-
Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung für ein Fahrzeug, die zur Erfassung von Bildern aus mindestens zwei unterschiedlichen Entfernungsbereichen ausgebildet ist.
-
Fahrerassistenzsysteme in Kraftfahrzeugen verwenden häufig ein Kamerasystem zur Bilderfassung. Die Kamerasysteme sind dabei in der Regel im Innenraum des Fahrzeugs hinter der Windschutzscheibe angeordnet und blicken in Fahrtrichtung durch diese hindurch. Beispiele hierfür sind Fahrzeugkameras zur Erkennung verschiedenster Objekte im Umfeld des Fahrzeugs oder zur Regenerkennung auf der Fahrzeugscheibe.
-
Die bekannten Fahrzeugkameras bestehen in der Regel aus einer Kameraoptik, sogenannte Monokameras, oder auch aus mehreren Kameraoptiken, sogenannte Stereokameras, und benutzen eine feste Fokuseinstellung, d.h. die Fahrzeugkameras sind auf eine bestimmte Objektentfernung bzw. auf einen bestimmten Entfernungsbereich fokussiert. Für eine Änderung der Fokuseinstellung müssten bewegliche Elemente in der Kamera verbaut werden, welche im Feldeinsatz generell ungeeignet sind. Aufgrund der festen Fokuseinstellung ist es jedoch nicht möglich, einen Fernbereich, z.B. Objektentfernungen größer als 2 m, und einen Nahbereich, z.B. Objektentfernungen kleiner als 0,5 m, gleichzeitig zu erfassen. Eine wichtige Anwendung, welche dadurch insbesondere nicht möglich ist, ist die gleichzeitige Erfassung der Windschutzscheibe des Fahrzeugs, z.B. zu Regen- oder Schmutzerkennung, und der Szene vor dem Fahrzeug, z.B. zur Erfassung von Objekten, wie Verkehrszeichen, Fahrspuren, anderen Fahrzeugen und Fußgängern.
-
Bisherige Ansätze, die versuchen dieses Problem zu lösen, beruhen auf der Verwendung mehrerer Kameramodule in einem Fahrzeug, was mit entsprechend hohen Kosten und einem zusätzlichen Bedarf an Einbauraum im Fahrzeug verbunden ist.
-
Bei anderen bekannten Lösungen, insbesondere um gleichzeitig unterschiedliche Entfernungsbereiche mit nur einer Kamera erfassen zu können, werden teilweise zusätzliche optische Elemente in den optischen Pfad, d.h. in den Strahlengang des in die Kamera einfallenden Lichts bzw. der elektromagnetischen Strahlung, eingebracht. Bei den zusätzlichen optischen Elementen handelt es sich beispielsweise um Elemente zur Erzeugung einer bifokalen Abbildung auf einem einzelnen Bildaufnahmeelement. Die zusätzlichen Elemente erlauben es somit, mit nur einem in der Kamera angeordneten Bildaufnahmeelement, z.B. einem CMOS- oder CCD-Bildsensor, gleichzeitig zwei unterschiedliche Entfernungsbereiche fokussiert zu erfassen.
-
Die
DE 10 2008 062 977 A1 zeigt hierzu eine optische Vorrichtung mit einem Halbleiterelement als Bildaufnahmeelement, umfassend eine für elektromagnetische Strahlung sensitive Fläche, und mit einem Objektiv zum Projizieren elektromagnetischer Strahlung auf die sensitive Fläche des Halbleiterelements. In einem definierten Teilvolumen im Raum zwischen dem Objektiv und der sensitiven Fläche des Halbleiterelements ist ein zusätzliches optisches Element angeordnet, so dass in einem ersten Bereich der sensitiven Fläche des Halbleiterelements ein erster Entfernungsbereich und in einem zweiten Bereich der sensitiven Fläche, vor dem sich das zusätzliche optische Element nicht befindet, ein zweiter Entfernungsbereich abgebildet wird. Weiterhin wird beschrieben, wie mit einem derartig ausgebildeten optischen System eine Regenerkennung als Fahrerassistenzfunktion umgesetzt werden kann, nämlich indem die bifokale Optik genutzt wird, um gleichzeitig Strahlen aus einem Fernbereich und Strahlen aus einem Nahbereich an unterschiedlichen Stellen auf dem Halbleiterelement bildscharf (d.h. fokussiert) abzubilden. Im Falle der Regenerkennung als Fahrerassistenzfunktion handelt es sich bei dem Nahbereich um ein Teilbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs.
-
Derartige Lösungen, wie in der
DE 10 2008 062 977 A1 , führen jedoch zu starken Abschattungen bestimmter Regionen des Bildaufnahmeelements. Weiterhin wird durch die Verwendung eines einzelnen Bildaufnahmeelements sowohl für die Erfassung des Nahbereichs und Fernbereich, die allein für die Fernbereichserfassung nutzbare Sensorfläche eingeschränkt. Diese sollte jedoch möglichst groß sein, um möglichst viele verschiedene Fahrerassistenzfunktionen im Fernbereich abdecken zu können.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Vorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, mittels der Bilder aus mindestens zwei unterschiedliche Entfernungsbereiche erfassbar sind und bei der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermieden werden.
-
Diese Aufgabe wird durch eine optische Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
-
Aus dem Bereich der Fotografie sind sogenannte 3 CCD Kameras bekannt, welche drei Bildaufnahmeelemente anstatt nur einem einzelnem Bildaufnahmeelement verwenden. Die drei Bildaufnahmeelemente sind jeweils nur für eine der Spektralfarben Rot, Grün und Blau sensitiv. Die optischen Strahlengänge der drei Bildaufnahmeelemente einer 3 CCD Kamera werden dabei räumlich durch sogenannte Strahlteiler getrennt. Dadurch ist eine Trennung der üblicherweise auf einem einzelnen Bildaufnahmeelement mit Bayer-Farbfilter aufgenommen Bilder möglich. Das resultierende Gesamtbild der 3 CCD Kamera ist dadurch qualitativ hochwertiger als das aufgenommene Bild eines einzelnen Bildsensors mit Bayer-Farbfilter.
-
Die verwendeten Strahlteiler basieren in der Regel auf der optischen Eigenschaft von Materialien, insbesondere Gläser, bei denen ein Teil der einfallenden elektromagnetischen Strahlung das Material passiert, während der andere Teil reflektiert wird. Strahlteiler können wellenlängenselektiv hergestellt werden, wie z.B. im Fall der 3 CCD Kamera oder nicht-wellenlängenselektiv bzw. mit nur vernachlässigbarer Wellenlängenabhängigkeit.
-
Stellt man zum Beispiel ein Glas in einem 45° Winkel in einen Lichtstrahl, wird ein Teil des Lichts an der Oberfläche der Scheibe im Winkel von 90° reflektiert, ein weiterer Teil durchdringt die Scheibe. Durch Aufbringung einer geeigneten teilreflektierenden Beschichtung auf die Oberfläche der Scheibe, kann der Strahl auf diese Weise in zwei Strahlen gleicher oder unterschiedlicher Intensität geteilt werden. Derartige Strahlteiler sind auch unter dem Begriff halb- bzw. teildurchlässiger Spiegel oder auch als sogenannte Teilerspiegel bekannt.
-
Ein Strahlteiler kann auch aus zwei Prismen bestehen, die an ihrer Basis zusammengekittet werden. Das Prinzip, nach dem ein solcher Strahlteiler, auch als Strahlteilerwürfel bezeichnet, funktioniert, ist die verhinderte Totalreflexion. Das Teilungsverhältnis ist in der Regel abhängig von der Wellenlänge des Lichts. Die Dicke der Harzschicht bestimmt das Verhältnis, mit dem der einfallende Lichtstrahl geteilt wird.
-
Die Verwendung des Prinzips der 3 CCD Kameras im Automobilbereich ist aus dem Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt.
-
Die
DE 10 2004 037 870 B4 zeigt bereits eine optische Vorrichtung, welche ein erstes Halbleiterelement umfasst, bei dem es sich um einen hoch auflösenden 2D-Bildsensor handelt, und welche weiterhin ein zweites Halbleiterelement umfasst, dessen sensitive Fläche als 3D-Laufzeitsensor ausgebildet ist. Die Vorrichtung umfasst zudem eine Infrarotlichtquelle zum Aussenden von infrarotem Licht in eine vorausliegende Fahrzeugumgebung. Im Strahlengang der optischen Vorrichtung ist ein Strahlenteiler oder Spiegel angeordnet, welcher elektromagnetische Strahlung wellenlängenspezifisch auf die sensitiven Flächen des ersten bzw. des zweiten Haltleiterelements verteilt. Dabei wird sichtbares Licht auf die sensitive Fläche des ersten Haltleiterelements und längere Wellenlängen, wie das Nahe Infrarotlicht, auf die sensitive Fläche des zweiten Haltleiterelements geführt. Der eingesetzte Strahlenteiler bzw. Spiegel besitzt damit eine Art Filterfunktion, indem er dem jeweiligen Halbleiterelement nur die entsprechende Wellenlänge bzw. Lichtanteile zuführt, welche auch genutzt werden. Das in der
DE 10 2004 037 870 B4 offenbarten System ermöglicht damit eine reine Bilderfassung mittels des ersten Halbleiterelements und eine gleichzeitige Abstandmessung mittels des zweiten Halbleiterelements, basierend auf einer Messung der Lichtlaufzeit des infraroten Lichts.
-
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht nun darin, in einer optischen Vorrichtung einen Strahlteiler sowie zwei separate Bildaufnahmeelemente anzuordnen und einen Teil der vom Abbildungssystem projizierten elektromagnetischen Strahlung derart abzulenken, dass aus einem einzelnen mittels der optischen Vorrichtung erfassten Bild auf den zwei getrennt angeordneten Bildaufnahmeelementen zwei separate Bilder erzeugt werden. Wird ein nicht-wellenlängenselektiver Strahlteiler verwendet, dann ist es möglich dabei zwei Bilder mit dem vollen Farbspektrum zu erzeugen. Ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, den Abstand des zweiten Bildaufnahmeelements zum Abbildungssystem verschieden zum Abstand des ersten Bildaufnahmeelements zum Abbildungssystem zu wählen. Die verschiedenen Abstände der Bildaufnahmeelemente zum Abbildungssystem korrelieren dabei zu verschiedenen Bildebenen im Bildraum, in welchen vom Abbildungssystem unterschiedliche Objektentfernungen, d.h. unterschiedlicher Entfernungen bzw. Entfernungsbereiche im Objektraum, bildscharf abgebildet werden.
-
Mittels der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung kann auf besonders vorteilhafte Weise für eine Fahrzeugkamera eine Erfassung von Bildern aus mindestens zwei unterschiedlichen Entfernungsbereichen realisiert werden. Es kann beispielsweise auf einem der beiden Bildaufnahmeelemente die Windschutzscheibe des Fahrzeugs bildscharf abgebildet werden, z.B. zur Regenerkennung, während auf dem zweiten Bildaufnahmeelement ein Fernbereich vor dem Fahrzeug bildscharf abgebildet wird, z.B. zur Objekterkennung. Die erfindungsgemäße optische Vorrichtung bietet dabei eine kompakte und robuste Lösung, um mit nur Abbildungsoptik zwei unterschiedliche Objektentfernungen fokussiert abzubilden, insbesondere ohne, dass es dabei bewegliche Elemente im Aufbau der optischen Vorrichtung benötigt. Dabei kann für beide Entfernungsbereiche jeweils die vollständige Sensorfläche des jeweiligen Bildaufnahmeelements verwendet werden, insbesondere ohne Abschattungseffekte wie bei den bekannten Lösungen mit bifokalen optischen Elementen. Die vorgeschlagene Vorrichtung umgeht außerdem die erhöhten Kosten und den zusätzlichen Aufwand, die bei Lösungen entstehen, die zwei separate Kameras verwenden, um auf zwei Objektentfernungen zu fokussieren.
-
Die erfindungsgemäße optische Vorrichtung kann in einem Fahrzeug angeordnet werden, insbesondere in einer Fahrzeugkamera, und dient zur Erfassung von Bildern aus mindestens zwei unterschiedlichen Entfernungsbereichen. Die optische Vorrichtung umfasst dabei wenigstens ein erstes und ein zweites Bildaufnahmeelement, die jeweils mit einer für elektromagnetische Strahlung sensitiven Fläche ausgestaltet sind. Die optische Vorrichtung umfasst weiterhin wenigstens ein Abbildungssystem, zur Projektion von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von in die optische Vorrichtung einfallender elektromagnetischer Strahlung, auf die sensitiven Flächen des ersten und des zweiten Bildaufnahmeelements. Die optische Vorrichtung umfasst zudem wenigstens einen im Strahlengang der vom Abbildungssystem projizierten elektromagnetischen Strahlung angeordneten Strahlteiler, der die elektromagnetische Strahlung auf die sensitiven Flächen des ersten und des zweiten Bildaufnahmeelements verteilt. Erfindungsgemäß sind dabei das erste und das zweite Bildaufnahmeelement in unterschiedlichen Bildebenen des Abbildungssystems angeordnet.
-
Der Begriff elektromagnetische Strahlung kann sich sowohl auf elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich (Farbspektrum), d.h. insbesondere auf für das menschliche Auge sichtbares Licht, als auch auf elektromagnetische Strahlung im nicht sichtbaren Spektralbereich beziehen, d.h. insbesondere auf für das menschliche Auge nicht sichtbares Licht, z.B. Infrarot- und/oder Ultraviolettstrahlung.
-
Das Bildaufnahmeelement kann beispielsweise als CCD-Bildsensor (CCD: Charge-Coupled Device) oder als CMOS-Bildsensor (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor) sowie insbesondere als aktiver Pixelsensor (engl. Active Pixel Sensor, APS), ausgestaltet sein, mit einer Vielzahl an lichtempfindlichen Sensorelementen, z.B. Fotodioden, die beispielsweise in einem matrixförmigen Raster angeordnet sind.
-
Bei dem Abbildungssystem handelt es sich vorzugsweise um ein Objektiv, das eine oder mehrere Linsen sowie andere optische Strahlformungs-/Strahllenkungselemente aufweisen kann. Das Abbildungssystem dient insbesondere zur Projektion von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von elektromagnetischer Strahlung aus einem vor einem Fahrzeug liegenden Umgebungsbereich bzw. aus dem mittels der optischen Vorrichtung erfassten Beobachtungsbereich, in einen hinter dem Abbildungssystem liegenden Bildraum.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung handelt es sich bei dem Strahlteiler um einen nicht-wellenlängenselektiven Strahlteiler.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung ist das erste Bildaufnahmeelement derart angeordnet, dass mittels dessen sensitiver Fläche die vom Strahlteiler transmittierte elektromagnetische Strahlung erfassbar ist, und das zweite Bildaufnahmeelement derart angeordnet, dass mittels dessen sensitiver Fläche die vom Strahlteiler reflektierte elektromagnetische Strahlung erfassbar ist.
-
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung unterscheiden sich das erste und das zweite Bildaufnahmeelement zumindest hinsichtlich der Größe deren sensitiven Flächen voneinander. Insbesondere dann, wenn durch das erste und das zweite Bildaufnahmeelement unterschiedliche Funktionen bzw. Fahrerassistenzfunktionen umgesetzt werden, kann die Größe der sensitiven Fläche an die für die jeweilige Funktion bzw. für die jeweiligen Funktionen erforderliche Größe angepasst werden. Es kann beispielsweise für bestimmte Funktionen eine kleinere sensitive Fläche zur Bilderfassung ausreichend sein, als im Vergleich zu anderen Funktionen. Wird die Größe der sensitiven Flächen an die tatsächlich erforderliche Fläche angepasst, können auf vorteilhaften insbesondere Bauraum und Kosten gespart werden. Das erste und das zweite Bildaufnahmeelement können sich auch bezüglich weiterer Eigenschaften voneinander unterscheiden, insbesondere bezüglich deren absoluten Abmessungen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung ist das erste Bildaufnahmeelement in einer Bildebene des Abbildungssystems angeordnet, in der eine bildscharfe Abbildung eines Fernbereichs erzeugt wird, insbesondere eines Fernbereichs vor bzw. um das Fahrzeug, in dem die optische Vorrichtung angeordnet ist. Bei der bildscharfen Abbildung des Fernbereichs kann es sich beispielsweise um eine bildscharfe Abbildung von Objektentfernungen gleich 2 m bzw. Objektentfernungen größer oder gleich 2 m handeln.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung ist das zweite Bildaufnahmeelement in einer Bildebene des Abbildungssystems angeordnet, in der eine bildscharfe Abbildung eines Nahbereichs erzeugt wird. Bei der bildscharfen Abbildung des Nahbereichs kann es sich beispielsweise um eine bildscharfe Abbildung von Objektentfernungen kleiner oder gleich 0,5 m handeln.
-
Ist das erste Bildaufnahmeelement in einer Bildebene des Abbildungssystems angeordnet, in der eine bildscharfe Abbildung eines Fernbereichs erzeugt wird und ist das zweite Bildaufnahmeelement in einer Bildebene des Abbildungssystems angeordnet, in der eine bildscharfe Abbildung eines Nahbereichs erzeugt wird, dann handelt es sich bei den abgebildeten Objektentfernungen des Nahbereichs bevorzugt um Objektentfernungen, die größer sind, als die abgebildeten Objektentfernungen des Nahbereichs.
-
Bevorzugt handelt es sich bei der bildscharfen Abbildung des Nahbereichs um eine bildscharfe Abbildung zumindest eines Teilbereichs der Windschutzscheibe des Fahrzeugs, in dem die optische Vorrichtung angeordnet ist, insbesondere um eine bildscharfe Abbildung einer Oberfläche der Windschutzscheibe.
-
Ist das erste Bildaufnahmeelement in einer Bildebene des Abbildungssystems angeordnet, in der eine bildscharfe Abbildung eines Fernbereichs erzeugt wird und ist das zweite Bildaufnahmeelement in einer Bildebene des Abbildungssystems angeordnet, in der eine bildscharfe Abbildung eines Nahbereichs erzeugt wird, und insbesondere dann, wenn es sich bei der bildscharfen Abbildung des Nahbereichs um eine bildscharfe Abbildung zumindest eines Teilbereichs der Windschutzscheibe des Fahrzeugs handelt, dann ist die sensitive Fläche des zweiten Bildaufnahmeelements, gemäß einer besonderes Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung, vorzugsweise kleiner ausgestaltet, als die sensitive Fläche des ersten Bildaufnahmeelements. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Verwendung nur eines kleinen aber ausreichend großen Bildaufnahmeelements, um den üblicherweise kleinen Teil der Windschutzscheibe zu erfassen, welcher für die Umsetzung bestimmter Funktionen, beispielsweise einer Regenerkennungsfunktion, notwendig ist. Dadurch können die Kosten für das zweite Bildaufnahmeelement erheblich reduziert werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung ist der Strahlteiler in einem Winkel von 30° bis 60° zur optischen Achse des Abbildungssystems im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Unter der optischen Achse kann die Gerade zu verstehen, die senkrecht zur Hauptebene des Abbildungssystems bzw. senkrecht zur Hauptebene der Linsen des Abbildungssystems verläuft und die vorzugsweise deren Mittelpunkte schneidet.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung ist der Strahlteiler in einem Winkel von 45° zur optischen Achse des Abbildungssystems im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Weiterhin sind die Bildaufnahmeelemente in dem Fall mit deren sensitiven Flächen bevorzugt in einem Winkel von 90° zueinander ausgerichtet.
-
Bei dem Strahlteiler, der in der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung angeordnet ist und die vom Abbildungssystem projizierte elektromagnetische Strahlung auf die sensitiven Flächen des ersten und des zweiten Bildaufnahmeelements verteilt, handelt es sich bevorzugt um einen Teilerspiegel oder um einen Strahlteilerwürfel.
-
Die erfindungsgemäße Fahrzeugkamera umfasst eine optische Vorrichtung gemäß einer oder mehrerer der vorangehend beschrieben Ausgestaltungen. Die Fahrzeugkamera umfasst dabei bevorzugt ein Kameragehäuse und kann an der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angeordnet sein, insbesondere mit Blickrichtung durch die Fahrzeugscheibe hindurch in die vor dem Fahrzeug liegende Fahrzeugumgebung. Bei der Fahrzeugkamera kann es sich aber auch um eine Kamera handeln, die an einer beliebigen anderen Stelle in bzw. an einem Fahrzeug angeordnet ist, beispielsweise um eine Seitenkamera oder eine Rückraumkamera.
-
Weitere Vorteile sowie optionale Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung.
-
Die optische Vorrichtung ist in 1 hinter der Windschutzscheibe 1 eines Fahrzeugs angeordnet, mit Blickrichtung bzw. Erfassungswinkel 2 durch die Windschutzscheibe 1 hindurch, beispielsweise in Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Das Kamerasystem umfasst ein Abbildungssystem 3, in diesem Fall ein Objektiv, in dem eine oder mehrere Linsen angeordnet sein können. Die optische Vorrichtung umfasst weiterhin ein erstes Bildaufnahmeelement 4, das auf einer ersten Leiterplatte 5 angeordnet ist und ein zweites Bildaufnahmeelement 8, das auf einer zweiten Leiterplatte 9 angeordnet ist. Die zweite Leiterplatte 9 ist mit der ersten Leiterplatte 5 elektrisch verbunden. Die optische Vorrichtung umfasst weiterhin eine dritte Leiterplatte 6, die elektrisch mit der ersten Leiterplatte 5 verbunden ist und auf der beispielsweise Bildverarbeitungseinrichtungen angeordnet sein können. Das Abbildungssystem 3 der optischen Vorrichtung dient zur Projektion von elektromagnetischer Strahlung 7 auf die für elektromagnetische Strahlung sensitiven Flächen des ersten Bildaufnahmeelements 4 und des zweiten Bildaufnahmeelements 8. Die optische Vorrichtung aus 1 umfasst weiterhin einen Strahlteiler 10, in diesem Fall ein Strahlteilerwürfel, welcher derart ausgebildet und im Strahlengang der vom Abbildungssystem 3 projizierten elektromagnetischen Strahlung 7 angeordnet ist, dass der Strahlteiler 10 die elektromagnetische Strahlung 7 auf die sensitiven Flächen des ersten Bildaufnahmeelements 4 und des zweiten Bildaufnahmeelements 8 verteilt. Der Strahlteiler 10 ist dabei in einem Winkel von 45° zur optischen Achse 11 des Abbildungssystems 3 im Strahlengang der vom Abbildungssystem 3 projizierten elektromagnetischen Strahlung 7 angeordnet und das erste Bildaufnahmeelemente 4 und das zweite Bildaufnahmeelement 8 sind mit deren sensitiven Flächen in einem Winkel von 90° zueinander ausgerichtet. Die optische Vorrichtung ist erfindungsgemäß zur Erfassung von elektromagnetischer Strahlung 7 aus wenigstens zwei unterschiedlichen Entfernungsbereichen ausgebildet. Erfindungsgemäß sind das erste Bildaufnahmeelement 4 und das zweite Bildaufnahmeelement 8 dazu in unterschiedlichen Bildebenen 13; 14 des Abbildungssystems 3 angeordnet. Dabei ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1 das erste Bildaufnahmeelement 4 derart angeordnet, dass mittels dessen sensitiver Fläche die vom Strahlteiler 10 transmittierte elektromagnetische Strahlung erfassbar ist, wohingegen das zweite Bildaufnahmeelement 8 derart angeordnet ist, dass mittels dessen sensitiver Fläche die vom Strahlteiler 10 reflektierte elektromagnetische Strahlung erfassbar ist. Entsprechend 1 ist das erste Bildaufnahmeelement 4 weiterhin in einer Bildebene 13 des Abbildungssystems 3 angeordnet ist, in der eine bildscharfe Abbildung eines Fernbereichs erzeugt wird, und das zweite Bildaufnahmeelement 8 in einer Bildebene 14 des Abbildungssystems 3, in der eine bildscharfe Abbildung eines Nahbereichs erzeugt wird. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Nahbereich um einen Entfernungsbereich innerhalb dem sich die Windschutzscheibe 1 des Fahrzeugs befindet. Die Erfassung des Bereichs der Windschutzscheibe 1 mittels des zweiten Bildaufnahmeelements 8 kann beispielsweise zur Umsetzung einer Funktion zur Erkennung von Regen 12 auf der Windschutzscheibe 1 genutzt werden. Bei dem Fernbereich, in dessen Bildebene 13 das erste Bildaufnahmeelement 4 angeordnet ist, handelt es sich im vorliegenden Beispiel um einen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden Entfernungsbereich, z.B. mit Objektentfernungen größer oder gleich 2 m, 5 m oder 10 m. Hierdurch können mittels der Bilderfassung des ersten Bildaufnahmeelements 4 eine oder mehrere Fahrerassistenzfunktionen beispielsweise zur Objekterkennung (z.B. Verkehrszeichen, Hindernisse, Fahrspurmarkierungen, Folgeobjekte) umgesetzt werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 1 ist weiterhin das zweite Bildaufnahmeelement 8 bzw. dessen sensitive Fläche, auf der eine bildscharfe Abbildung des Nahbereichs erzeugt wird, kleiner ausgestaltet, als das zweite Bildaufnahmeelement 4 bzw. kleiner als dessen sensitive Fläche. Für die Umsetzung einer Regenerkennungsfunktion mittels des zweiten Bildaufnahmeelements 8, wie in 1 dargestellt, ist nur eine verhältnismäßig kleine Sensorfläche erforderlich, weshalb durch die kleinere Ausgestaltung des zweiten Bildaufnahmeelements 8, insbesondere gegenüber dem ersten Bildaufnahmeelement 4, auf vorteilhafte Weise Kosten und Bauraum gespart werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Windschutzscheibe
- 2
- Erfassungswinkel
- 3
- Abbildungssystem
- 4
- erstes Bildaufnahmeelement
- 5
- erste Leiterplatte
- 6
- dritte Leiterplatte
- 7
- elektromagnetische Strahlung
- 8
- zweites Bildaufnahmeelement
- 9
- zweite Leiterplatte
- 10
- Strahlteiler
- 11
- optische Achse
- 12
- Regen
- 13
- Bildebene eines Fernbereichs
- 14
- Bildebene eines Nahbereichs
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008062977 A1 [0006, 0007]
- DE 102004037870 B4 [0015, 0015]
