DE102013020203A1 - Elektronische Kamera und diese verwendendes Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Eine elektronische Kamera (4) umfasst einen für sichtbares Licht und Infrarotlicht empfindlichen elektronischen Bildsensor (12), ein für sichtbares Licht und Infrarotlicht transparentes Objektiv (13) zum Projizieren eines Bildes auf den Bildsensor (12) und eine vor dem Bildsensor (11) angeordnete Filterbaugruppe (9), wobei die Kamera (4) zwischen einem ersten Betriebszustand, in dem ein von dem Bildsensor (12) geliefertes Bildsignal allein auf der Erfassung von sichtbarem Licht basiert, und einem zweiten Betriebszustand umschaltbar ist, in dem ein von dem Bildsensor (12) geliefertes Bildsignal wenigstens zum Teil auf der Erfassung von Infrarotlicht basiert.

Description

  • Elektronische Kameras finden in diversen Fahrerassistenzsystemen für Kraftfahrzeuge Verwendung. Aus EP 1 418 089 A2 ist eine elektronische Kamera für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei der die Oberfläche eines lichtempfindlichen Sensors in verschiedene Bereiche aufgeteilt ist, die jeweils unterschiedlichen Anwendungen wie etwa der Erfassung von Bildern der Umgebung, der Erkennung von Nebel, Regen etc. zugeordnet sind.
  • Je zahlreicher die Anwendungen sind, für die bei dieser herkömmlichen Kamera der Sensor eingesetzt werden soll, um so größer sind die erforderliche Fläche des Sensors und der Platzbedarf diverser optischer Systeme, mit denen Licht auf den Sensor geleitet wird. Der in einem herkömmlichen Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Einbauraum für eine solche Kamera befindet sich vorzugsweise in einem Bereich am oberen mittleren Rand der Windschutzscheibe, zwischen der Windschutzscheibe und einem in der Fahrgastzelle montierten Rückspiegel. Eine an dieser Stelle eingebaute Kamera sollte möglichst kompakt sein, damit sie die Sicht des Fahrers durch die Windschutzscheibe nicht unnötig einschränkt.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Kamera anzugeben, die für unterschiedliche Anwendungen in Kraftfahrzeugen einsetzbar ist und dennoch in ihren Abmessungen kompakt gehalten werden kann.
  • Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch eine elektronische Kamera mit einem für sichtbares Licht und Infrarotlicht empfindlichen elektronischen Bildsensor, einem für sichtbares Licht und Infrarotlicht transparenten Objektiv zum Projizieren eines Bildes auf den Bildsensor und einer vor dem Bildsensor angeordneten Filterbaugruppe, wobei die Kamera zwischen einem ersten Betriebszustand, in dem ein von dem Bildsensor geliefertes Bildsignal alleine auf der Erfassung von sichtbarem Licht basiert, und einem zweiten Betriebszustand umschaltbar ist, in dem ein von dem Bildsensor geliefertes Bildsignal wenigstens zum Teil auf der Erfassung von Infrarotlicht basiert.
  • Wie die Umschaltung zwischen den zwei Betriebszuständen realisierbar ist, hängt von der Bauart der Filterbaugruppe ab. Einer ersten Ausgestaltung zufolge kann die Filterbaugruppe ein aus einer Vielzahl von Filterelementen zusammengesetztes Filter umfassen, wobei jedes der Filterelemente Licht zu genau einem von verschiedenen Oberflächenbereichen des Bildsensors durchlässt, und wobei sich unter den Filterelementen Filterelemente eines ersten Typs, die für das Infrarotlicht durchlässig sind, und Filterelemente eines zweiten Typs befinden, die für das Infrarotlicht undurchlässig sind. Bei einem solchen Filter ist eine Umschaltung zwischen den Betriebszuständen der Kamera über den Bildsensor allein, ohne Einflussnahme auf die Filterbaugruppe, möglich: Indem im ersten Betriebszustand nur solche Pixel des Bildsensors ausgelesen werden, die über die infrarotundurchlässigen Filterelemente des zweiten Typs beleuchtet werden, kann im ersten Betriebszustand ein ausschließlich auf der Erfassung von sichtbarem Licht basierendes Bildsignal erhalten werden; im zweiten Betriebszustand können wahlweise sämtliche Pixel oder nur diejenigen, die über die infrarotdurchlässigen Filterelemente des ersten Typs beleuchtet werden, ausgewertet werden.
  • Die Filterelemente des ersten und zweiten Typs können in einem periodischen Gitter angeordnet und so jeweils gleichmäßig über eine Bildebene des Objektivs verteilt sein.
  • Einer zweiten Ausgestaltung zufolge kann die Filterbaugruppe einen für Infrarot undurchlässigen Filterkörper umfassen, der zwischen einer dem ersten Betriebszustand entsprechenden wirksamen Stellung im Strahlengang der Kamera und einer dem zweiten Betriebszustand entsprechenden unwirksamen Stellung bewegbar ist. Bei dieser Ausgestaltung kann ein und dasselbe Pixel des Bildsensors je nach Stellung des Filterkörpers mit Infrarotlicht beleuchtet oder nicht beleuchtet werden; deswegen kann Bildsignal mit höherer Auflösung als im Falle der zweiten Ausgestaltung erhalten werden.
  • Einer dritten Ausgestaltung zufolge kann die Filterbaugruppe einen Filterkörper mit elektrisch steuerbarer Durchlässigkeit für Infrarotlicht umfassen. Ein solcher Filterkörper muss beim Umschalten zwischen den Betriebszuständen der elektronischen Kamera nicht bewegt werden, deswegen ist es auch nicht notwendig, Platz außerhalb des Strahlengangs bereit zu halten, in den der Filterkörper im zweiten Betriebszustand ausweichen kann.
  • Insbesondere kann der Filterkörper ein Material enthalten, dessen Doppelbrechung von einem darauf einwirkenden elektrischen Feld abhängig ist. Die mit Hilfe einer solchen gesteuerten Doppelbrechung induzierte Phasenverschiebung zwischen unterschiedlich polarisierten Komponenten des Lichts kann mittels geeigneter Polarisationsfilter ausgenutzt werden, um unterschiedliche spektrale Anteile des Lichts selektiv zu unterdrücken.
  • Die elektronische Kamera kann ferner einen Umgebungslichtsensor und eine Steuereinheit umfassen, die den Betriebszustand anhand der von dem Umgebungslichtsensor erfassten Umgebungshelligkeit einstellt. In dunkler Umgebung wird eine solche Steuereinheit typischerweise den zweiten Betriebszustand wählen, da mit Hilfe des sichtbaren Lichts allein kein für einen Betrachter aufschlussreiches Bild erzeugbar ist.
  • Der Umgebungslichtsensor kann den Bildsensor selbst umfassen, insbesondere können Ausgabesignale von einzelnen Pixeln des Bildsensors genutzt werden, um sowohl das Bildsignal als auch eine für die Umgebungshelligkeit repräsentatives Signal zu erzeugen. Wenn die Umgebungshelligkeit so weit abnimmt, dass basierend auf sichtbarem Licht allein kein brauchbares Bildsignal mehr erzeugt werden kann, so ist dies anhand der Ausgabesignale der Pixel ohne weiteres erkennbar.
  • Wenn der Filterkörper in beiden Betriebszuständen für sichtbares Licht durchlässig ist, dann kann, wenn sich die Kamera in dem zweiten Betriebszustand befindet, auch eine Zunahme der Umgebungshelligkeit, die ein Zurückschalten auf die rein auf sichtbarem Licht basierende Bilderfassung möglich machen würde, an den Ausgabesignalen der Pixel des Bildsensors erfasst werden.
  • Unterschiedliche Brechungsindizes herkömmlicher optischer Werkstoffe für sichtbares und infrarotes Licht führen im Allgemeinen dazu, dass ein gegebenes Objektiv sichtbares Licht und Infrarotlicht nicht gleichzeitig scharf auf einen Bildsensor abbilden kann. Um dennoch auch im zweiten Betriebszustand ein scharfes Bild erzeugen zu können, kann ein Stellglied vorgesehen sein, das je nach ausgewähltem Betriebszustand den Abstand zwischen Objektiv und Bildsensor verändert. Wenn der zweite Betriebszustand, wie oben erläutert, nur dann gewählt wird, wenn in der Umgebung nicht genügend sichtbares Licht vorhanden ist, um daraus ein brauchbares Bildsignal abzuleiten, wirkt sich die Tatsache nicht störend aus, dass, wenn das Objektiv für Infrarotlicht fokussiert ist, sichtbares Licht nicht gleichzeitig scharf abgebildet werden kann. Wenn hingegen der zweite Betriebszustand auch in Situationen gewählt werden soll, in denen die Menge des sichtbaren Lichts in der Umgebung für die Erzeugung eines brauchbaren Bildsignals ausreicht, dann kann vorgesehen werden, dass der Filterkörper im zweiten Betriebszustand das sichtbare Licht oder zumindest einen kurzwelligen Teil davon blockiert.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Kamera wie oben beschrieben, die sowohl in einem Nachtsicht-Fahrerassistenzsystem als auch in wenigstens einem anderen, auf Auswertung und/oder Darstellung von mittels sichtbarem Licht erhaltener Bilder basierenden Assistenzsystem verwendbar ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Mehrzweckkamera gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 einen schematischen Schnitt entlang der optischen Achse durch eine Kamera gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
  • 3 einen zu 2 analogen schematischen Längsschnitt gemäß einer zweiten Ausgestaltung; und
  • 4 Teile eines Bildsensors und einer Filterbaugruppe gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung in einer schematischen perspektivischen Ansicht.
  • Bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug 1 ist an der Innenseite einer Windschutzscheibe 2, zwischen dieser und einem Rückspiegel 3, eine elektronische Kamera 4 angeordnet. Ein Objektiv der Kamera 4 ist durch die Windschutzscheibe 2 hindurch auf den vor dem Fahrzeug 1 liegenden Verkehrsraum ausgerichtet. Die Kamera 4 ist verbunden mit einer Steuereinheit 5, die je nach Betriebszustand der Kamera 4 unterschiedliche Funktionen wahrnehmen kann.
  • In einem ersten Betriebszustand der Kamera 4, in welchem diese ein rein auf der Erfassung von sichtbarem Licht basierendes Bildsignal an die Steuereinheit 5 liefert, kann die Steuereinheit 5 beispielsweise als ein Abstandsüberwachungssystem arbeiten, das anhand des empfangenen Bildsignals die Entfernung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug abschätzt und entsprechend dem Ergebnis der Abschätzung einen Motor 6 oder, wenn nötig, in der Figur nicht dargestellte Bremsen ansteuert.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 5 basierend auf den von der Kamera 4 gelieferten Bildern noch andere Fahrerunterstützungsfunktionen wahrnehmen, zum Beispiel die Erkennung von Verkehrsschildern und deren Wiedergabe auf einem Anzeigeschirm 7. Der Anzeigeschirm 7 ist in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs 1 in einer für den Fahrer gut sichtbaren Position, z. B. an einem Armaturenbrett 8 des Fahrzeugs 1, montiert.
  • Um eine weitere Fahrerunterstützungsfunktion wahrnehmen zu können, nämlich die eines Nachtsichtgeräts, das bei ungenügendem Außenlicht den Fahrer auf das Vorhandensein und gegebenenfalls die Position von Wärmequellen, insbesondere von Personen und warmblütigen Tieren, hinweist, muss die Kamera 4 auch für die von diesen Wärmequellen ausgehende, für das bloße Auge nicht sichtbare Infrarotstrahlung empfindlich sein. Die in herkömmlichen elektronischen Kameras eingesetzten Bildsensoren auf Siliziumbasis sind von Natur aus nicht nur für sichtbares Licht empfindlich, sondern auch für Strahlung im nahen Infrarotbereich. Herkömmlicherweise hindert allerdings ein vor dem Bildsensor angeordnetes Filter diese Infrarotstrahlung daran, den Bildsensor zu erreichen, da anderenfalls ein stark Infrarot abstrahlendes Objekt im Bild sehr hell erscheinen würde, unabhängig von seiner mit dem bloßen Auge wahrgenommenen Helligkeit, und eine solche von der menschlichen Wahrnehmung abweichende Darstellung dem Betrachter die Wiedererkennung eines dargestellten Objekts erschwert.
  • 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße elektronische Kamera 4 gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Bei dieser Kamera 4 umfasst eine Filterbaugruppe 9 einen infrarot-undurchlässigen Filterkörper 11 und ein Stellglied wie etwa einen Elektromotor 10, der den Filterkörper 11 zwischen einer mit durchgezogenen Linien dargestellten wirksamen Stellung im Strahlengang der Kamera 4, zwischen Bildsensor 12 und Objektiv 13, und einer gestrichelt dargestellten unwirksamen Stellung bewegt, in der sich der Filterkörper 11 außerhalb des Strahlengangs befindet. Der Filterkörper 11 ist hier um eine Achse 14 schwenkbar, um in der unwirksamen Stellung untergebracht werden zu können, ohne den Platzbedarf der Kamera 4 quer zu ihrer optischen Achse 15 wesentlich zu vergrößern.
  • Um Reflektionen zu minimieren, kann es wünschenswert sein, dass der Filterkörper 11 in der wirksamen Stellung die Oberfläche des Bildsensors 12 unmittelbar berührt. In diesem Falle müsste, abweichend von der Darstellung der 2, die Schwenkachse 14 des Filterkörpers 11 benachbart zu einem Rand desselben verlaufen, und der Abstand d zwischen Bildsensor 12 und Objektiv 13 müsste mindestens gleich der Abmessung des Filterkörpers 11 quer zur Schwenkachse 14 sein, damit dieser, ohne an das Objektiv 13 anzustoßen, seine unwirksame Stellung erreichen kann.
  • Im in 2 dargestellten Fall ist der Filterkörper 11 in der wirksamen Stellung geringfügig von dem Bildsensor 12 beabstandet, um ein Schwenken um die hinter dem Bildsensor 12 verlaufende Achse 14 zu ermöglichen. So kann der Abstand zwischen dem Bildsensor 12 und dem Objektiv 13 kleiner gehalten werden als die Abmessung des Filterkörpers 11.
  • Im ersten Betriebszustand der Kamera 4, mit im Strahlengang in wirksamer Stellung platziertem Filterkörper 11, kann die Kamera 4 für die oben erwähnten Anwendungen wie etwa Entfernungsüberwachung, Verkehrszeichenerkennung etc. eingesetzt werden; im zweiten Betriebszustand, mit dem Filterkörper 11 in unwirksamer Stellung, ist sie auch für Infrarotstrahlung empfindlich und kann daher eine Nachtsichtfunktion wahrnehmen.
  • 3 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Kamera 4 gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Der Bildsensor 12 und das Objektiv 13 sind dieselben wie in der Ausgestaltung der 2. Anstelle eines beweglichen Filterkörpers 11 weist die Filterbaugruppe 9 hier einen ortsfesten Filterkörper 16 mit elektrisch steuerbaren Transmissionseigenschaften sowie eine Spannungsquelle 17 auf, die ein unter Kontrolle der Steuereinheit 5 variables elektrisches Feld am Ort des Filterkörpers 16 erzeugt. Der Filterkörper 16 kann beispielsweise eine Schicht aus einem Flüssigkristallmaterial 20 umfassen, das in von LCD-Anzeigen her bekannter Weise zwischen strukturierten, den Molekülen des Flüssigkristallmaterial 20 eine Orientierung aufprägenden und mit elektrisch leitenden transparenten Schichten versehenen Scheiben 21 und Polfiltern 18, 19 eingeschlossen ist. Die Schichtdicke des Flüssigkristallmaterials 20 kann größer sein als bei herkömmlichen LCD-Anzeigen, damit die unter dem Einfluss eines zwischen den elektrisch leitenden Schichten der Scheiben 21 erzeugten elektrischen Feldes variable Doppelbrechung des Flüssigkristallmaterials 20 einen Laufzeitunterschied zwischen ordentlichem und außerordentlichem Strahl des hindurchtretenden Lichts von mehr als einer Schwingungsperiode induzieren kann. Eine solche große Laufzeitdifferenz führt dazu, dass die Phasendifferenz zwischen ordentlichem und außerordentlichem Strahl stark von der Wellenlänge des Lichts abhängt. Dadurch ist es möglich, die Polfilter 18, 19 so zueinander zu orientieren, dass bei einem ersten Wert der elektrischen Feldstärke, entsprechend einem ersten Betriebszustand der Kamera, sichtbares Licht im Wesentlichen transmittiert, Infrarotlicht aber abgeblockt wird, wohingegen bei einem zweiten Wert der Feldstärke, entsprechend dem zweiten Betriebszustand, die Transmission sowohl für sichtbares Licht als auch für Infrarot gut ist.
  • Auch eine Filterbaugruppe, deren Transmission bei einem ersten Wert der Feldstärke für sichtbares Licht hoch und für Infrarotlicht gering und bei einem zweiten Wert der Feldstärke für Infrarotlicht hoch und für sichtbares Licht gering ist, ist mit dem Aufbau der 3 realisierbar. Da allerdings in der Praxis die Nachtsichtfunktion nur dann benutzt wird, wenn das sichtbare Licht in der Umgebung des Fahrzeugs 1 nicht ausreicht, um dem Fahrer eine sichere Erkennung von Personen und Tieren zu ermöglichen, ist eine gezielte Unterdrückung des sichtbaren Lichts im zweiten Betriebszustand der Kamera 4 im Allgemeinen nicht erforderlich.
  • Einer Weiterbildung zufolge ist hinter dem Bildsensor 12 ein Stellglied, hier ein Piezoelement 22, vorgesehen, das es erlaubt, den Abstand d zwischen dem Bildsensor 12 und dem Objektiv 13 zu variieren. Mit Hilfe des Piezoelements 22 können unterschiedliche Brechungsindizes der Linsen des Objektivs 13 und daraus resultierende unterschiedliche Positionen der Bildebene des Objektivs 13 für Sichtbares und für Infrarotlicht ausgeglichen werden, indem die Steuereinheit 5 das Piezoelement 22 jeweils so ansteuert, dass im ersten Betriebszustand der Bildsensor 12 sich in der Bildebene des sichtbaren Lichts und im zweiten Betriebszustand in der des Infrarotlichts befindet. So können in beiden zweiten Betriebszuständen scharfe Bilder erhalten werden.
  • Das Piezoelement 22 ist hier zwar nur in Verbindung mit der Ausgestaltung der 3 dargestellt, doch versteht sich, dass es (oder ein gleich wirkendes Stellglied) bei den anderen hier beschriebenen Ausgestaltungen in gleicher Weise einsetzbar ist.
  • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Bildsensors 12 und einer vor dem Bildsensor 12 angeordneten Filterbaugruppe 9 gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung. Das in 4 nicht dargestellte Objektiv der Kamera 4 ist wiederum dasselbe wie in 2 und 3. Der Bildsensor 12 umfasst in an sich bekannter Weise eine Matrix-Anordnung von elementaren Fotodetektoren oder Pixeln 23, 24, die zur Gewinnung des Bildsignals von der Steuereinheit 5 sukzessive auslesbar sind. Die Fig. zeigt exemplarisch eine Matrix mit vier Zeilen und vier Spalten von Pixeln; in der Praxis ist die Zahl der Zeilen und Spalten wesentlich größer.
  • Ein zwischen dem Bildsensor 12 und dem Objektiv angeordnetes Filter 25 setzt sich zusammen aus einer Vielzahl von jeweils einem dieser Pixel 23, 24 zugeordneten Filterelemente 26, 27. Die Filterelemente 26, 27 sind in einem periodischen Gitter angeordnet, dessen Elementarzellen 28 jeweils zwei mal zwei Filterelemente, hier jeweils ein für Infrarotlicht durchlässiges Filterelement 26 und drei infrarot-undurchlässige Filterelemente 27, umfassen. Das Filter 25 ist weder beweglich, noch ist die Transmissionscharakteristik seiner einzelnen Filterelemente 26, 27 variabel. Um im ersten Betriebszustand der Kamera ein allein auf der Erfassung von sichtbarem Licht basierendes Bildsignal zu erzeugen, genügt es, dass die Steuereinheit 5 lediglich die über die infrarot-undurchlässigen Filterelemente 27 beleuchteten Pixel 24 ausliest. Im zweiten Betriebszustand können alle Pixel 23, 24 ausgelesen werden, das Bildsignal kann aber auch von den über die Filterelemente 26 beleuchteten, IR-empfindlichen Pixeln 23 allein abgeleitet werden.
  • Im hier betrachteten Fall sind die Filterelemente 27 für alle drei Grundfarben Rot, Grün, Blau in gleicher Weise transparent, so dass die Steuereinheit von ihren Ausgabesignalen ein Schwarzweiß-Bildsignal ableiten kann, dessen Helligkeit der vom menschlichen Auge wahrgenommenen Helligkeit verschiedenfarbiger Objekte im Wesentlichen entspricht; vorzugsweise sind die Filterelemente 27 über den gesamten sichtbaren Spektralbereich hinweg transparent. In der gezeigten Anordnung mit drei Filterelementen 28 pro Elementarzelle 29 bestünde auch die Möglichkeit, die drei Filterelemente 28 durch je ein Filterelement für eine der drei Grundfarben zu ersetzen und durch getrenntes Auslesen der von diesen beleuchteten Pixel ein Farb-Bildsignal zu erhalten.
  • Die Steuereinheit 5 ist einer Weiterentwicklung zufolge eingerichtet, um aus den Signalen der über die Filterelemente 27 beleuchteten Pixel 24 einen für die Umgebungshelligkeit repräsentativen mittleren Helligkeitswert abzuleiten. Anhand eines Vergleichs dieses Helligkeitswerts mit einem vorgegebenen Grenzwert trifft die Steuereinheit 5 eine Entscheidung über den Betriebszustand der Kamera 4: Wenn die Umgebungshelligkeit über dem Grenzwert liegt, sind auf der Erfassung von sichtbarem Licht basierende Assistenzfunktionen wie etwa Verkehrszeichenerkennung möglich, und die Steuereinheit 5 wählt den ersten Betriebszustand, um ein auf der Erfassung von sichtbarem Licht basierendes Bildsignal zu liefern. Wenn die mittlere Helligkeit unter dem Grenzwert liegt, kann davon ausgegangen werden, dass die Nachtsichtfunktion dem Fahrer größeren Nutzen bringt, und die Steuereinheit 5 wählt den zweiten Betriebszustand, um ein im Wesentlichen auf der Erfassung von Infrarotlicht basierendes Bildsignal am Anzeigeschirm 7 auszugeben.
  • Eine entsprechende automatische Umschaltung zwischen den Betriebszuständen ist auch bei den Kameras der 2 und 3 möglich. Auch hier kann aus den Signalen der einzelnen Pixel des Bildsensors 12 ein für die Umgebungshelligkeit repräsentatives mittleres Helligkeitssignal abgeleitet werden, um, wenn die Umgebungshelligkeit einen Grenzwert unterschreitet, den Filterkörper 11 in die unwirksame Stellung zu versetzen bzw. den Filterkörper 16 für Infrarotlicht durchlässig zu schalten. Beim Grenzwertvergleich sollte eine ausreichende Hysterese vorgesehen sein, um zu verhindern, dass eine Zunahme der erfassten Umgebungshelligkeit aufgrund des Zutritts von Infrarotlicht zum Bildsensor 12 ein Zurückschalten in den ersten Betriebszustand bewirkt. Eine tatsächliche Zunahme des sichtbaren Lichts in der Umgebung führt, wenn der Filterkörper 11 für sichtbares Licht transparent ist bzw. der Filterkörper 16 im IR-transparenten Zustand auch für sichtbares Licht durchlässig ist, zu einer Zunahme des mittleren Helligkeitssignals, so dass auch eine automatische Zurückschaltung in den ersten Betriebszustand gewährleistet ist.
  • Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Fahrzeug
    2
    Windschutzscheibe
    3
    Rückspiegel
    4
    Kamera
    5
    Steuereinheit
    6
    Motor
    7
    Anzeigeschirm
    8
    Armaturenbrett
    9
    Filterbaugruppe
    10
    Elektromotor
    11
    Filterkörper
    12
    Bildsensor
    13
    Objektiv
    14
    Schwenkachse
    15
    optische Achse
    16
    Filterkörper
    17
    Spannungsquelle
    18
    Polfilter
    19
    Polfilter
    20
    Flüssigkristallmaterial
    21
    Scheibe
    22
    Piezoelement
    23
    Pixel
    24
    Pixel
    25
    Filter
    26
    Filterelement
    27
    Filterelement
    28
    Elementarzelle
  • 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
    • EP 1418089 A2 [0001]

Claims (12)

  1. Elektronische Kamera (4) mit einem für sichtbares Licht und Infrarotlicht empfindlichen elektronischen Bildsensor (12), einem für sichtbares Licht und Infrarotlicht transparenten Objektiv (13) zum Projizieren eines Bildes auf den Bildsensor (12) und einer vor dem Bildsensor (11) angeordneten Filterbaugruppe (9), wobei die Kamera (4) zwischen einem ersten Betriebszustand, in dem ein von dem Bildsensor (12) geliefertes Bildsignal allein auf der Erfassung von sichtbarem Licht basiert, und einem zweiten Betriebszustand umschaltbar ist, in dem ein von dem Bildsensor (12) geliefertes Bildsignal wenigstens zum Teil auf der Erfassung von Infrarotlicht basiert.
  2. Elektronische Kamera nach Anspruch 1, bei der die Filterbaugruppe (9) ein aus einer Vielzahl von Filterelementen (26, 27) zusammengesetztes Filter (25) umfasst, wobei jedes der Filterelemente (26, 27) Licht zu genau einem von verschiedenen Oberflächenbereichen des Bildsensors (12) durchlässt, und wobei sich unter den Filterelementen (26, 27) Filterelemente (26) eines ersten Typs, die für das Infrarotlicht durchlässig sind, und Filterelemente (27) eines zweiten Typs befinden, die für das Infrarotlicht undurchlässig sind.
  3. Elektronische Kamera nach Anspruch 2, bei der die Filterelemente (27) des zweiten Typs für die Grundfarben des sichtbaren Lichts durchlässig sind.
  4. Elektronische Kamera nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Filterelemente (26, 27) ein periodisches Gitter bilden.
  5. Elektronische Kamera nach Anspruch 1, bei der die Filterbaugruppe (9) einen für Infrarot undurchlässigen Filterkörper (11) umfasst, der zwischen einer wirksamen Stellung im Strahlengang der Kamera (4) und einer unwirksamen Stellung bewegbar ist.
  6. Elektronische Kamera nach Anspruch 1, bei der die Filterbaugruppe (9) einen Filterkörper (16) mit elektrisch steuerbarer Durchlässigkeit für Infrarotlicht umfasst.
  7. Elektronische Kamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (16) ein Material (20) enthält, dessen Doppelbrechung von einem auf das Material (20) einwirkenden elektrischen Feld abhängig ist.
  8. Elektronische Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Umgebungslichtsensor und einer Steuereinheit (5) zum Wählen des Betriebszustandes anhand der von dem Umgebungslichtsensor erfassten Umgebungshelligkeit.
  9. Elektronische Kamera nach Anspruch 8, bei der der Umgebungslichtsensor den Bildsensor (12) umfasst.
  10. Elektronische Kamera nach Anspruch 9, soweit auf Anspruch 5 oder 6 rückbezogen, bei der der Filterkörper (11; 16) in beiden Betriebszuständen für sichtbares Licht durchlässig ist.
  11. Elektronische Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Stellglied (22) zum Verändern des Abstands zwischen Objektiv (13) und Bildsensor (12) je nach ausgewähltem Betriebszustand.
  12. Kraftfahrzeug (1) mit einer elektronischen Kamera (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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