DE102013210887B4 - Optical sensor arrangement for a vehicle and vehicle with such a sensor arrangement - Google Patents

Optical sensor arrangement for a vehicle and vehicle with such a sensor arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102013210887B4
DE102013210887B4 DE102013210887.7A DE102013210887A DE102013210887B4 DE 102013210887 B4 DE102013210887 B4 DE 102013210887B4 DE 102013210887 A DE102013210887 A DE 102013210887A DE 102013210887 B4 DE102013210887 B4 DE 102013210887B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical
optical element
vehicle
radiation
sensor arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102013210887.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013210887A1 (en
Inventor
Jan Weingarten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102013210887.7A priority Critical patent/DE102013210887B4/en
Publication of DE102013210887A1 publication Critical patent/DE102013210887A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013210887B4 publication Critical patent/DE102013210887B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B27/0103Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/80Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497Means for monitoring or calibrating
    • G01S2007/4975Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen
    • G01S2007/4977Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen including means to prevent or remove the obstruction
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0179Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0187Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

Optische Sensoranordnung (1) für ein Fahrzeug (2), wobei die optische Sensoranordnung (1) mindestens aufweist:
eine Sensoreinrichtung (3, 22, 103) zur Aufnahme optischer Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) aus einem Fahrzeug-Umfeld (12),
mindestens ein optisches Element (4, 4.1, 4.2), das in einem Erfassungsbereich (6, 6.2) der Sensoreinrichtung (3, 22, 103) angeordnet ist und die optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) zu der Sensoreinrichtung (3, 22, 103) ablenkt, und
das optische Element (4, 4.1, 4.2) aus mindestens einem von der optischen Achse (A.3) des optischen Elementes (4, 4.1, 4.2) abweichenden Blickwinkel (β) eines Fahrers (18) optisch transparent erscheint,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine optische Element (4, 4.1, 4.2) als ein holografisch optisches Element (4, 4.1, 4.2) ausgebildet ist, das die optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) zu der Sensoreinrichtung (3, 22, 103) transmittiert;
und wobei das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) zwei Reflexions-Hologramme aufweist, die derartig zueinander angeordnet sind, dass einfallende optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) durch mindestens zweimalige Reflexion transmittiert wird.

Figure DE102013210887B4_0000
Optical sensor arrangement (1) for a vehicle (2), the optical sensor arrangement (1) comprising at least:
a sensor device (3, 22, 103) for receiving optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) from a vehicle environment (12),
at least one optical element (4, 4.1, 4.2), which is arranged in a detection area (6, 6.2) of the sensor device (3, 22, 103) and the optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) to the sensor device (3 , 22, 103) distracts, and
the optical element (4, 4.1, 4.2) appears optically transparent from at least one viewing angle (β) of a driver (18) that deviates from the optical axis (A.3) of the optical element (4, 4.1, 4.2),
characterized in that
the at least one optical element (4, 4.1, 4.2) is designed as a holographically optical element (4, 4.1, 4.2) which transmits the optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) to the sensor device (3, 22, 103) transmitted;
and wherein the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) has two reflection holograms which are arranged relative to one another in such a way that incident optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) is transmitted by at least two reflections.
Figure DE102013210887B4_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine optische Sensoranordnung für ein Fahrzeug, die insbesondere in einem Innenraum eines Fahrzeugs einsetzbar und zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung durch eine Fahrzeugscheibe vorgesehen ist, sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Sensoranordnung.The invention relates to an optical sensor arrangement for a vehicle, which can be used in particular in an interior of a vehicle and is provided for detecting a vehicle environment through a vehicle window, and to a vehicle with such a sensor arrangement.

Derartige optische Sensoranordnungen werden in Fahrzeugen eingesetzt, um ein Fahrzeug-Umfeld zu erfassen und weiteren Funktionen wie z. B. einer Anzeigeeinrichtung oder einem Fahrerassistenzsystem zur Verfügung zu stellen. Die Sensoranordnung weist eine Sensoreinrichtung auf, die insbesondere eine Kameraanordnung, aber auch z. B. eine andere optische Messeinrichtung zur Erfassung eines Fahrzeugumfeldes durch eine Fahrzeugscheibe wie z. B. eine Laser- Sensoreinrichtung sein kann. Weiterhin weist die Sensoranordnung ein im Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung angeordnetes optisches Element auf.Such optical sensor arrangements are used in vehicles to detect a vehicle environment and other functions such. B. to provide a display device or a driver assistance system. The sensor arrangement has a sensor device, in particular a camera arrangement, but also, for. B. another optical measuring device for detecting a vehicle environment through a vehicle window such. B. can be a laser sensor device. Furthermore, the sensor arrangement has an optical element arranged in the detection area of the sensor device.

Eine derartiges Kamerasystem ist in der WO 2012/098192 A1 gezeigt; als optisches Element ist ein Prismas an einer Innenseite der Fahrzeugscheibe vorgesehen, das von dem Fahrzeug-Umfeld kommende und durch die Fahrzeugscheibe tretende optische Strahlung zu der Kameraoptik umlenkt. Durch die Dispersion des Prismas erfolgt eine wellenlängenselektive Strahlverbreitung der auf den Bildsensor abgebildeten Strahlung auftritt, wobei die Strahlverbreitung unterhalb der Auflösung des Bildsensors liegt und somit von dem Bildsensor nicht wahrgenommen wird.Such a camera system is in the WO 2012/098192 A1 shown; As an optical element, a prism is provided on an inside of the vehicle window, which deflects optical radiation coming from the vehicle surroundings and passing through the vehicle window to the camera optics. The dispersion of the prism results in a wavelength-selective beam spread of the radiation imaged on the image sensor, the beam spread being below the resolution of the image sensor and thus not being perceived by the image sensor.

Bei einer derartigen Sensoranordnung ist der Winkel zwischen der Kamera und dem optischen Element fest vorgegeben, da der Austrittswinkel der optischen Strahlung aus dem Prisma abhängig vom Aufbau des Prismas ist. Eine Vergrößerung des Austrittswinkels bewirkt gleichzeitig auch eine Vergrößerung des Prismas; somit wird auch mehr Bauraum benötigt, der bei der steigenden Anzahl an Sensoren im Fahrzeuginnenraum begrenzt ist.With such a sensor arrangement, the angle between the camera and the optical element is fixed, since the angle of exit of the optical radiation from the prism is dependent on the structure of the prism. An increase in the exit angle also causes an increase in the prism; thus more installation space is required, which is limited by the increasing number of sensors in the vehicle interior.

In der DE 10 2007 022 247 A1 ist eine holografische Abbildungsoptik vorgesehen, durch die einfallende optische Strahlung eines schmalen Frequenzbandes unter einem frei wählbaren Austrittswinkel aus dem optischen Element geleitet werden kann. Die holografische Abbildungsoptik weist zwei Reflexions- Hologramme auf, die so zueinander angeordnet sind, dass optische Strahlung jeweils nur unter einem bestimmten Eintrittswinkel von dem jeweiligen Reflexions-Hologramm reflektiert wird. Werden die Eintrittswinkel aufeinander abgestimmt, so kann erreicht werden, dass von einer Seite des optischen Elements einfallende optische Strahlung nacheinander von beiden aufeinanderliegenden Reflexions-Hologrammen reflektiert wird und unter einem bestimmten Austrittswinkel auf der anderen Seite des optischen Elements wieder austritt. Hierzu sind die beiden Reflexions-Hologramme genau aufeinander abzustimmen.In the DE 10 2007 022 247 A1 Holographic imaging optics are provided, through which incident optical radiation of a narrow frequency band can be guided out of the optical element at a freely selectable exit angle. The holographic imaging optics have two reflection holograms, which are arranged relative to one another in such a way that optical radiation is only reflected from the respective reflection hologram at a certain entry angle. If the entry angles are coordinated with one another, it can be achieved that incident optical radiation from one side of the optical element is successively reflected by both superimposed reflection holograms and exits again at a specific exit angle on the other side of the optical element. For this purpose, the two reflection holograms must be coordinated exactly with one another.

Allgemein ist der Einbau von optischen Sensorsystemen in Fahrzeugen hinter der Fahrzeugscheibe problematisch, da der Bauraum im Innenraum des Fahrzeuges, z.B. am Dachhimmel, begrenzt ist, die Anzahl der Sensorsysteme aber gleichzeitig immer weiter ansteigt. Dadurch wird die Integration der optischen Sensorsysteme immer anspruchsvoller, wobei auch die Leistungsfähigkeit der Kamerasysteme von der Größe der Sensoren abhängig ist. So kann z.B. mit kleineren Sensoren nur eine geringere Lichtmenge aufgenommen werden, wodurch deren Leistungsfähigkeit sinkt.In general, the installation of optical sensor systems in vehicles behind the vehicle window is problematic, since the installation space in the interior of the vehicle, e.g. on the headlining, is limited, but the number of sensor systems continues to increase at the same time. This makes the integration of optical sensor systems more and more demanding, whereby the performance of the camera systems also depends on the size of the sensors. For example, with smaller sensors only a smaller amount of light can be recorded, which reduces their performance.

Weiterhin ist die Funktionstüchtigkeit herkömmlicher Sensoren bei verschmutzter Scheibe, z. B. bei Schnee oder Regen, nicht immer gewährleistet, da derartige Sensoren meist nicht in dem vom Scheibenwischer eines Fahrzeugs gewischten Bereich angeordnet sind.Furthermore, the functionality of conventional sensors when the disc is dirty, e.g. B. in snow or rain, not always guaranteed, since such sensors are usually not arranged in the area wiped by the wiper of a vehicle.

Die DE 10 2009 027 512 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Erfassung von Bilddaten in einem Fahrzeug, mit einer lichtlenkenden Einrichtung als optisches Element, die optische Strahlung aus einem Erfassungsbereich zu einer Kamera umlenkt, indem die optische Strahlung zur Kamera reflektiert wird. Aus dem Blickwinkel des Fahrers erscheint die lichtlenkende Einrichtung transparent.The DE 10 2009 027 512 A1 shows a device for capturing image data in a vehicle, with a light-directing device as an optical element, which deflects optical radiation from a detection area to a camera by reflecting the optical radiation to the camera. From the driver's point of view, the light-directing device appears transparent.

Die DE 38 25 663 A1 zeigt einen Regensensor für ein Fahrzeug, bei dem optische Strahlung einer Lichtquelle, die sich außerhalb eines Innenraumes des Fahrzeuges befindet, von einer Sensoreinrichtung im Innenraum detektiert wird. Die optische Strahlung trifft dabei auf ein an der Innenseite des Fahrzeuges befestigtes optisches Element, das beispielsweise als holographische Optik ausgeführt sein kann, und wird von diesem in Richtung der Sensoreinrichtung abgelenkt.The DE 38 25 663 A1 shows a rain sensor for a vehicle in which optical radiation from a light source, which is located outside an interior of the vehicle, is detected by a sensor device in the interior. The optical radiation strikes an optical element fastened to the inside of the vehicle, which can be designed, for example, as holographic optics, and is deflected by the latter in the direction of the sensor device.

Die DE 10 2007 004 609 A1 zeigt Lidar-Systeme und Verfahren sind unter Verwendung mehrerer Laser. Jeder Laser in einem Array von Lasern kann nacheinander aktiviert werden, so dass ein entsprechendes optisches Element, das in Bezug auf das Array von Lasern befestigt ist, jeweilige Abfragestrahlen in im Wesentlichen unterschiedlichen Richtungen erzeugt. Licht von diesen Strahlen wird durch Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs reflektiert und erfasst, um so Informationen ueber die Objekte an Fahrzeugfuehrer und/oder Insassen zu liefern.The DE 10 2007 004 609 A1 shows lidar systems and procedures are using multiple lasers. Each laser in an array of lasers can be activated in succession so that a corresponding optical element, which is attached with respect to the array of lasers, generates respective interrogation beams in essentially different directions. Light from these rays is reflected and detected by objects in a vehicle environment, so as to provide information about the objects to vehicle drivers and / or occupants.

Die US 5 550 677 A zeigt eine Systemvorrichtung zum Steuern einer Mehrzahl von Spiegeln mit variablem Reflexionsvermögen (oder Spiegelsegmenten), die ihren Reflexionsgrad in Reaktion auf eine Mehrzahl von daran angelegten Antriebsspannungen ändern. The US 5,550,677 A FIG. 5 shows a system device for controlling a plurality of mirrors with variable reflectivity (or mirror segments) that change their reflectance in response to a plurality of drive voltages applied thereto.

Die US 2002 / 0 196 486 A1 zeigt einen holografische optische Filter, der ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Speichern mehrerer gemultiplexter Reflexionshologramme enthält, die durch aufeinanderfolgende Interferenz zwischen zwei oder mehr kollimierten Objektstrahlen mit einem gemeinsamen kollimierten Referenzstrahl gebildet werden. Die Objektstrahlen fallen in einer Reihe von Winkeln auf das Aufzeichnungsmaterial, die so gewählt sind, dass sie eine Reflektionseffizienz über das gewünschte Sichtfeld bei der angegebenen Wellenlänge liefern.The US 2002/0 196 486 A1 shows a holographic optical filter that includes an optical recording medium for storing a plurality of multiplexed reflection holograms formed by successive interference between two or more collimated object beams with a common collimated reference beam. The object rays fall onto the recording material at a number of angles, which are selected such that they provide a reflection efficiency over the desired field of view at the specified wavelength.

Die EP 2 390 141 A1 zeigt ein System zum Reduzieren des Flächen- und Volumenbedarfs und zum Optimieren der Transmission für am Fenster angebrachte optische Sensoren für Kraftfahrzeuge.The EP 2 390 141 A1 shows a system for reducing the area and volume requirements and for optimizing the transmission for window-mounted optical sensors for motor vehicles.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine optische Sensoranordnung für ein Fahrzeug zur Erfassung eines Fahrzeugumfeldes durch eine Fahrzeugscheibe vorgeschlagen, die ein holografisch optisches Element aufweist, das vom Fahrzeugumfeld einfallende und vorzugsweise durch die Fahrzeugscheibe gelangende optische Strahlung zu der Sensoreinrichtung ablenkt oder umlenkt.According to the invention, an optical sensor arrangement for a vehicle for detecting a vehicle environment through a vehicle window is proposed, which has a holographically optical element that deflects or deflects optical radiation incident from the vehicle environment and preferably passing through the vehicle window to the sensor device.

Als holografisch optisches Element wird im Rahmen der Erfindung ein optisches Element verstanden, in dem in hinreichend bekannter Weise ein Hologramm, d.h. ein Interferenzmuster, aufgenommen ist. Somit ist das holografisch optische Element im Wesentlichen als ein Hologramm, vorzugsweise als ein Volumen-Hologramm, ausgebildet. Verfahren zur Herstellung derartiger Hologramme sind bereits hinreichend bekannt. Das holografisch optische Element ist vorzugsweise biplanar, z. B. eine Folie, insbesondere eine an der Scheibeninnenseite anbringbare Folie.In the context of the invention, a holographic optical element is understood to mean an optical element in which a hologram, i.e. an interference pattern is recorded. The holographic optical element is thus essentially designed as a hologram, preferably as a volume hologram. Methods for producing such holograms are already well known. The holographic optical element is preferably biplanar, e.g. B. a film, in particular a film attachable to the inside of the pane.

Die von dem holografisch optischen Element umgelenkte optische Strahlung kann insbesondere im IR- oder sichtbaren Wellenlängenbereich liegen. Es kann insbesondere optische Strahlung von im wesentlichen einer Wellenlänge umgelenkt werden. So kann z. B. auch IR-Strahlung zur Verwendung in einem Nachtsichtsystem oder Laserstrahlung für einen Laserdistanz-Sensor (LIDAR) eingesetzt werden.The optical radiation deflected by the holographically optical element can lie in particular in the IR or visible wavelength range. In particular, optical radiation of essentially one wavelength can be deflected. So z. B. IR radiation for use in a night vision system or laser radiation for a laser distance sensor (LIDAR) can also be used.

Die Sensoreinrichtung kann zum einen bildgebend sein, d.h. mit mindestens einer Kamera, die eine Kameraoptik (Objektiv) und einen Bildsensor, insbesondere mit einer Matrixanordnung von Bildpixeln aufweist. Weiterhin kann z. B. auch ein Lasersystem, z. B. ein Lidar-System zur Abstandsmessung vorgesehen sein, das somit Licht aussendet und reflektiertes Licht aufnimmt.On the one hand, the sensor device can be imaging, i.e. with at least one camera that has camera optics (lens) and an image sensor, in particular with a matrix arrangement of image pixels. Furthermore, e.g. B. also a laser system, e.g. B. a lidar system for distance measurement may be provided, which thus emits light and receives reflected light.

Erfindungsgemäß ergeben sich einige Vorteile:According to the invention, there are several advantages:

Durch die Ausbildung des optischen Elementes als holografisch optisches Element kann die einfallende optische Strahlung auf vielfältige Art und Weise abgelenkt werden. Vorzugsweise kann die Ablenkung durch ein in dem Hologramm aufgenommenen Interferenzmuster festgelegt sein. So können Interferenzmuster gewählt werden, die beispielsweise die optischen Achse umlenken und/oder die einfallende optische Strahlung, fokussieren und/oder wellenlängenselektiv bzw. wellenlängendispersiv aufspalten.By designing the optical element as a holographic optical element, the incident optical radiation can be deflected in a variety of ways. The deflection can preferably be determined by an interference pattern recorded in the hologram. In this way, interference patterns can be selected which, for example, deflect the optical axis and / or focus and / or split the incident optical radiation and / or split wavelength-dispersively.

Trifft optische Strahlung auf das holografisch optische Element, so wird die optische Strahlung am aufgenommenen Interferenzmuster transmittiert. Im Rahmen der Erfindung wird ein holografisch optisches Element verwendet, das optische Strahlung transmittiert. Das Element kann hierbei auch aus zwei reflektierenden Schichten ausgebildet sein, die jeweils reflektieren, so dass insgesamt eine Transmission erfolgt.If optical radiation strikes the holographically optical element, the optical radiation is transmitted on the recorded interference pattern. In the context of the invention, a holographically optical element is used which transmits optical radiation. In this case, the element can also be formed from two reflecting layers, each reflecting, so that overall transmission takes place.

Das holografisch optische Element kann die optische Strahlung auf die Sensoreinrichtung insbesondere umlenken, d.h. die Achsrichtung ändern, und/oder die Fokussierung, d.h. die Bildweite ändern, z. B. stärker fokussieren und somit die Bildweite verkürzen. Somit kann das holografisch optische Element wie ein optisches Bauelement, z. B. eine Linse oder ein Prisma wirken.The holographic optical element can in particular deflect the optical radiation onto the sensor device, i.e. change the axis direction and / or focus, i.e. change the image width, e.g. B. focus more and thus shorten the image width. Thus, the holographic optical element such as an optical component, for. B. act a lens or a prism.

Vorzugsweise ist es auch möglich, unterschiedliche optische Bauelemente mit einem holografisch optischen Element zu realisieren, indem das aufgenommene Interferenzmuster beispielsweise fokussierend und strahlablenkend auf die transmittierte optische Strahlung wirkt. Dadurch kann vorteilhafterweise Platz und Material gespart werden. Bei einer derartigen Strahlablenkung entsprechend einer Spiegel- und Sammellinsen-Funktion, kann somit der Ausfallswinkel der transmittierten optischen Strahlung in Richtung der Sensoreinrichtung variabel angepasst werden.It is preferably also possible to implement different optical components with a holographically optical element, in that the recorded interference pattern has a focusing and beam deflecting effect on the transmitted optical radiation, for example. This advantageously saves space and material. With such a beam deflection corresponding to a mirror and converging lens function, the angle of reflection of the transmitted optical radiation can thus be variably adjusted in the direction of the sensor device.

Hierdurch ergeben sich weitere Vorteile:This results in further advantages:

Die Sensoreinrichtung kann im Fahrzeuginnenraum flexibler verbaut werden, z.B. platzsparend am Dachhimmel oder im Bereich des Rückspiegels. So kann die optische Achse der Sensoreinrichtung in Richtung einer Motorhaube des Fahrzeugs ausgerichtet sein und das holografisch optische Element die optische Achse der Sensoreinrichtung auf das Fahrzeug-Umfeld ablenken. Hierdurch kann auch die Bildweite als Abstand des optischen Elementes von der Sensoreinrichtung vergrößert werden, wodurch sich die optischen Eigenschaften verbessern.The sensor device can be installed more flexibly in the vehicle interior, for example space-saving on the headlining or in the area of the rear-view mirror. For example, the optical axis of the sensor device can be aligned in the direction of a hood of the vehicle and the holographically optical element deflect the optical axis of the sensor device onto the vehicle surroundings. As a result, the image width as the distance of the optical element from the sensor device can also be increased, which improves the optical properties.

Durch die Ausführung des holografisch optischen Elements als Sammellinse kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die optische Strahlung von einem größeren Bereich auf die Sensoreinrichtung fokussiert werden kann, wodurch die Lichtausbeute erhöht wird, was z. B. bei Laserdistanz-Sensoren dazu führt, dass entferntere Objekte detektiert werden können.By designing the holographic optical element as a converging lens, it can advantageously be achieved that the optical radiation can be focused from a larger area onto the sensor device, which increases the light yield. B. with laser distance sensors leads to the fact that more distant objects can be detected.

Vorteilhafterweise kann das holografisch optische Element auch so ausgebildet sein, dass unwichtige Objekte des Fahrzeug-Umfeldes, z. B. die Motorhaube, ausgeblendet werden können. Dadurch kann die Verarbeitung unnötiger Informationen im Wesentlichen vermieden werden.Advantageously, the holographic optical element can also be designed such that unimportant objects in the vehicle environment, eg. B. the hood can be hidden. This essentially prevents the processing of unnecessary information.

Weiterhin vorteilhaft ist, dass das holografisch optische Element, insbesondere bei Ausbildung mit einer Prisma-Funktion, auch wellenlängenselektiv einfallende optische Strahlung ablenken kann.It is also advantageous that the holographically optical element, in particular when configured with a prism function, can also deflect incident optical radiation that is selective in terms of wavelength.

Zudem kann das Hologramm sehr dünn gefertigt werden, beispielsweise als eine Folie mit einer Dicke von z.B. 10µm - 25µm, vorzugsweise 20µm, bis maximal 200µm.In addition, the hologram can be made very thin, for example as a film with a thickness of e.g. 10µm - 25µm, preferably 20µm, up to a maximum of 200µm.

Durch die dünne Ausbildung ergibt sich der Vorteil, dass das optische Element sehr wenig Platz im Innenraum des Fahrzeugs in Anspruch nimmt. Zudem kann die Folie einfach z.B. auf einer Innenseite der Fahrzeugscheibe aufgebracht werden, wobei sich die Folie leicht an die Wölbung der Innenseite der Fahrzeugscheibe anpassen lässt. Dadurch kann der Aufwand zur Befestigung eines derartigen optischen Elements gering gehalten werden. Es ist aber auch denkbar, das Hologramm direkt in der Scheibe zu integrieren.The thin design has the advantage that the optical element takes up very little space in the interior of the vehicle. In addition, the film can simply be e.g. be applied to an inside of the vehicle window, the film being easily adaptable to the curvature of the inside of the vehicle window. As a result, the outlay for fastening such an optical element can be kept low. However, it is also conceivable to integrate the hologram directly into the pane.

Erfindungsgemäß ist das holografisch optische Element so ausgebildet, dass es aus unterschiedlichen Blickwinkeln unterschiedlich wahrgenommen wird; insbesondere wirkt das holografisch optische Element aus der Blickrichtung des Fahrers optisch transparent, während aus dem Blickwinkel der Sensoreinrichtung die optische Strahlung aus dem Fahrzeug-Umfeld entsprechend der Ausbildung des holografisch optischen Elementes abgelenkt wird. Somit wirkt das holografisch optische Element für den Fahrer nicht störend oder auffällig.According to the invention, the holographic optical element is designed such that it is perceived differently from different angles; in particular, the holographically optical element appears optically transparent from the driver's line of sight, while from the point of view of the sensor device the optical radiation is deflected from the vehicle environment in accordance with the design of the holographically optical element. The holographic optical element is therefore not distracting or noticeable to the driver.

Dadurch ergeben sich weitere Vorteile:This results in further advantages:

Durch die unterschiedliche Wahrnehmung aus unterschiedlichen Blickrichtungen kann das holografisch optische Element nicht wie herkömmlich nur in einem bestimmten Bereich, in dem das Sichtfeld des Fahrers nicht beeinflusst wird, angeordnet werden, sondern es kann vielmehr auch in das Sichtfeld des Fahrers hineinragen. Somit kann das holografisch optische Element auch im durch den Scheibenwischer gewischten Bereich z.B. an einer Innenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet werden, ohne dass das Sichtfeld des Fahrers dadurch beeinträchtigt wird.As a result of the different perception from different viewing directions, the holographic optical element cannot, as is conventional, be arranged only in a specific area in which the driver's field of vision is not influenced, but rather can also protrude into the driver's field of vision. The holographic optical element can thus also be used in the area wiped by the windshield wiper, e.g. be arranged on an inside of the vehicle window without the driver's field of vision being impaired thereby.

Weiterhin können auch mehrere holografisch optische Elemente vorgesehen sein, die mit der Sensoreinrichtung, insbesondere einzelnen Sensoren der Sensoreinrichtung, mehrere Abbildungssysteme bilden. So können z. B unterschiedliche Erfassungsbereiche des Fahrzeug-Umfelds auf die Sensoreinrichtung(en) abgebildet werden können. Die unterschiedlichen holografisch optischen Elemente können dabei direkt aneinander angrenzen oder mit einem Abstand zueinander beispielsweise auf der Innenseite der Fahrzeugscheibe befestigt sein. Insbesondere können auch mehrere holografisch optische Elemente auf einer Folie realisiert werden.Furthermore, a number of holographically optical elements can also be provided, which form a plurality of imaging systems with the sensor device, in particular individual sensors of the sensor device. So z. B different detection areas of the vehicle environment can be mapped to the sensor device (s). The different holographic optical elements can adjoin one another directly or can be attached at a distance from one another, for example on the inside of the vehicle window. In particular, several holographically optical elements can also be implemented on one film.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein Stereo-Kamerasystem ausgebildet werden, das zwei beabstandete Kameras aufweist, die beispielsweise im Dachhimmel des Fahrzeuges angeordnet sind und die optische Strahlung von dem Fahrzeug-Umfeld aufnehmen. Jeder Kamera ist dabei ein holografisch optisches Element vorzugsweise auf der Innenseite der Fahrzeugscheibe zugeordnet, das die optische Achse der jeweiligen Kamera auf das Fahrzeug-Umfeld so ausrichtet, dass die beiden optischen Achsen außerhalb des Fahrzeuges auf einen unterschiedlichen Erfassungsbereich gerichtet sind und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die holografisch optischen Elemente sind dabei vorzugsweise weiter voneinander beabstandet als die Kameras und lenken somit die optische Strahlung von den zwei Erfassungsbereichen nach innen auf die jeweiligen Kameras ab. Die Kameras erfassen somit zwar die gleiche Fahrzeugumgebung allerdings aus leicht versetzten Positionen, so dass durch Synchronisierung der beiden Kameras in bekannter Weise ein räumliches Bild erstellt werden kann.According to one embodiment, a stereo camera system can be formed which has two spaced cameras which are arranged, for example, in the headlining of the vehicle and which absorb the optical radiation from the vehicle surroundings. Each camera is assigned a holographic optical element, preferably on the inside of the vehicle window, which aligns the optical axis of the respective camera with the vehicle surroundings such that the two optical axes outside the vehicle are directed towards a different detection area and essentially parallel to one another run. The holographically optical elements are preferably spaced further apart from one another than the cameras and thus deflect the optical radiation inward from the two detection areas onto the respective cameras. The cameras thus capture the same vehicle environment from slightly offset positions, so that a spatial image can be created in a known manner by synchronizing the two cameras.

Der Abstand der beiden holographisch optischen Elemente ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass die beiden optischen Achsen in etwa einen Abstand im Bereich von z.B. 10cm bis 30cm, vorzugsweise ca. 20cm aufweisen, wobei der Abstand eine Tiefenauflösung des Stereo-Kamerasystems bestimmt und je nach Anwendung variabel eingestellt werden kann. Ein zu großer Abstand der optischen Achsen behindert die Erfassung eines Teils des Nahbereiches vor dem Fahrzeug.The distance between the two holographically optical elements is preferably chosen so that the two optical axes are approximately a distance in the range of e.g. Have 10cm to 30cm, preferably about 20cm, the distance determines a depth resolution of the stereo camera system and can be adjusted depending on the application. An excessive distance between the optical axes hinders the detection of a part of the close range in front of the vehicle.

Dadurch ergeben sich weitere Vorteile: This results in further advantages:

Zur Verbesserung der Tiefenauflösung, die durch die Basisweite, d. h. den Abstand der beiden optischen Achsen außerhalb des Fahrzeugs, bestimmt wird, ist lediglich der Abstand der beiden holografisch optischen Elemente zueinander anzupassen; der Abstand zwischen der Kameras kann klein gewählt werden, um den benötigten Platz im Innenraum des Fahrzeugs gering zu halten.To improve the depth resolution, which is determined by the base width, i.e. H. the distance between the two optical axes outside the vehicle is determined, only the distance of the two holographically optical elements from one another has to be adjusted; The distance between the cameras can be chosen to be small in order to keep the space required inside the vehicle small.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung, 1 shows a side view of a vehicle with a sensor arrangement according to the invention,
  • 2 eine Detailansicht der Sensoranordnung gemäß 1, 2 a detailed view of the sensor arrangement according to 1 .
  • 3 eine Darstellung des optischen Strahlenverlaufes gemäß der Ausführungsform der 1 und 2, und 3 a representation of the optical beam path according to the embodiment of 1 and 2 , and
  • 4 ein Stereokamerasystem in einem Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform. 4 a stereo camera system in a vehicle according to another embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine in 1 bis 3 gezeigte Sensoranordnung 1 in einem Fahrzeug 2 weist eine als Sensoreinrichtung dienende Kamera 3 und weiterhin ein holografisch optisches Element 4 auf, das in einem Erfassungsbereich 6 der Kamera 3 angeordnet ist. Das holografisch optische Element 4 ist an einer Fahrzeugscheibe 5, vorzugsweise an einer Innenseite 5.1 der Fahrzeugscheibe 5 befestigt, z. B. verklebt oder laminiert; das optische Element 4 kann aber grundsätzlich auch in die Fahrzeugscheibe 5 integriert sein.One in 1 to 3 shown sensor arrangement 1 in a vehicle 2 has a camera serving as a sensor device 3 and still a holographic optical element 4 on that in a coverage area 6 the camera 3 is arranged. The holographic optical element 4 is on a vehicle window 5 , preferably on the inside 5.1 the vehicle window 5 attached, e.g. B. glued or laminated; the optical element 4 can basically also in the vehicle window 5 be integrated.

Die Kamera 3 weist gemäß 2 eine Kameraoptik 9, z. B. ein Objektiv, und einen Bildsensor 10 auf. In der Kameraoptik 9 sind vorteilhafterweise mehrere einzelne Linsen angeordnet, die durch die Kameraoptik 9 aufgenommene optische Strahlung auf den Bildsensor 10 abbilden. Der Bildsensor 10 und die Kameraoptik 9 bilden somit eine optische Achse A.3 aus.The camera 3 points according to 2 a camera optics 9 , e.g. B. a lens, and an image sensor 10 on. In camera optics 9 Several individual lenses are advantageously arranged through the camera optics 9 optical radiation recorded on the image sensor 10 depict. The image sensor 10 and the camera optics 9 thus form an optical axis A.3 out.

Als optische Strahlung wird dabei vorzugsweise Licht im sichtbaren Bereich oder IR-Bereich verstanden, insbesondere auch Strahlung in einem begrenzten Frequenzbereich, z. B. IR-Strahlung zur Verwendung z. B. in Nachtsicht-Systemen oder Laserstrahlung zur Verwendung in Laserabstands-Sensoren (LIDAR).Optical radiation is preferably understood to mean light in the visible range or IR range, in particular also radiation in a limited frequency range, e.g. B. IR radiation for use e.g. B. in night vision systems or laser radiation for use in laser distance sensors (LIDAR).

Die Kamera 3 ist in platzsparend in einem Innenraum 11 des Fahrzeuges 2, z. B. an einem Dachhimmel 13 und/oder hinter einem Rückspiegel 14, angeordnet. Dazu kann eine hier nicht näher beschriebene Fixiereinrichtung verwendet werden, die die Kamera 3 in einem festen relativen Abstand zu dem holografisch optischen Element 4 oder der Fahrzeugscheibe 5 fixiert.The camera 3 is space-saving in an interior 11 of the vehicle 2 , e.g. B. on a headliner 13 and / or behind a rearview mirror 14 , arranged. For this purpose, a fixing device (not described in more detail here) can be used, which is the camera 3 at a fixed relative distance from the holographic optical element 4 or the vehicle window 5 fixed.

Die Kamera 3 ist im Fahrzeug 2 so ausgerichtet, dass die optische Achse A.3, wie insbesondere in 1 zu sehen, zunächst auf die Motorhaube 2.1 des Fahrzeugs 2 zeigt. Durch das holografisch optische Element 4 wird die optische Achse A.3 so auf ein Fahrzeug-Umfeld 12 abgelenkt, dass die für die Kamera 3 unwichtigen Objekte des Fahrzeug-Umfeldes 12, z.B. die Motorhaube 2.1, ausgeblendet werden können. Dadurch kann die Ausbeute an Nutzdaten der Kamera 3 erhöht werden, indem nur der relevante Teil des Fahrzeug-Umfeldes 12 erfasst wird.The camera 3 is in the vehicle 2 aligned so that the optical axis A.3 , as in particular in 1 first seen on the hood 2.1 of the vehicle 2 shows. Through the holographic optical element 4 becomes the optical axis A.3 so on a vehicle environment 12 distracted that for the camera 3 unimportant objects of the vehicle environment 12 , for example the bonnet 2.1 , can be hidden. This can reduce the yield of user data from the camera 3 can be increased by only the relevant part of the vehicle environment 12 is recorded.

Das holografisch optische Element 4 ist, wie insbesondere in den 2 und 3 dargestellt, an der Innenseite 5.1 der Fahrzeugscheibe 5 angeordnet und liegt planar auf dieser auf. Insbesondere passt sich das optische Element 4 an die Innenseite 5.1 der Fahrzeugscheibe 5 an, so dass keine Lufteinschlüsse zwischen Fahrzeugscheibe und dem holografisch optischen Element 4 entstehen, die die Qualität der optischen Abbildung beeinträchtigen. Dazu kann das holografisch optische Element 4 vorzugsweise als eine biplanare Folie ausgebildet sein, wobei durch die biplanare Ausgestaltung ungewollte prismatische Effekte weitestgehend vermieden werden können. Bei Ausführung als Folie lässt sich das holografisch optische Element 4 vorzugsweise an die Form der Fahrzeugscheibe 5 einfach anpassen. Zudem können Platz und Gewicht eingespart werden.The holographic optical element 4 is, as in particular in the 2 and 3 shown on the inside 5.1 the vehicle window 5 arranged and lies planar on this. In particular, the optical element adapts 4 to the inside 5.1 the vehicle window 5 so that there are no air pockets between the vehicle window and the holographic optical element 4 arise that affect the quality of the optical image. The holographic optical element can be used for this 4 preferably be designed as a biplanar film, the unwanted prismatic effects being largely avoided by the biplanar design. When implemented as a film, the holographic optical element can be 4 preferably to the shape of the vehicle window 5 just customize. Space and weight can also be saved.

Vorteilhafterweise wird das holografisch optische Element 4 in einem durch einen Scheibenwischer wischbaren Bereich der Fahrzeugscheibe 5 angeordnet, so dass optische Strahlung 15 von dem Fahrzeug-Umfeld 12 auch bei Regen oder Schnee durch die Fahrzeugscheibe 5 auf das holografisch optische Element 4 gelangen kann und somit auch dann noch eine Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung1 gewährleistet ist.The holographic optical element is advantageous 4 in a region of the vehicle window that can be wiped by a windshield wiper 5 arranged so that optical radiation 15 from the vehicle environment 12 even in the rain or snow through the vehicle window 5 on the holographic optical element 4 can reach and thus still a functionality of the sensor arrangement 1 is guaranteed.

Das holografisch optische Element können je nach Ausführung unterschiedliche optische Funktionen entsprechend unterschiedlicher optischer Bauelemente, z.B. Linse, Spiegel oder Prisma, realisiert werden können. Das holografisch optische Element 4 weist dazu eine lichtempfindliche Schicht auf, auf der entsprechend der optischen Funktion Interferenzmuster aufgenommen sind. Die Aufnahme derartiger Interferenzmuster bzw. Verfahren zur Herstellung derartiger Hologramme sind hinreichend bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Trifft optische Strahlung 15 auf das holografisch optische Element 4, so wird die optische Strahlung 15 entsprechend der optischen Funktion des holografisch optischen Elements 4, beispielsweise durch Beugung der optischen Strahlung 15 am aufgenommenen Interferenzmuster, beeinflusst.Depending on the design, the holographic optical element can be used to implement different optical functions corresponding to different optical components, for example a lens, mirror or prism. The holographic optical element 4 for this purpose has a light-sensitive layer on which interference patterns are recorded in accordance with the optical function. The inclusion of such interference patterns or methods for producing such holograms are sufficiently known and are not explained in more detail here. Strikes optical radiation 15 on the holographic optical element 4 , so is the optical radiation 15 according to the optical function of the holographic optical element 4 , for example by diffraction of the optical radiation 15 on the recorded interference pattern.

Die holografisch optischen Elemente 4 können dabei als Transmissions- oder Reflexions-Hologramme ausgeführt sein, d.h. die optische Funktion wird durch Transmission oder Reflexion der einfallenden optischen Strahlung 15 erzielt. Vorteilhafterweise ist hier ein Transmissions-Hologramm vorgesehen, bei dem die einfallende optische Strahlung 15 transmittiert und anschließend zu der Kamera 3 abgelenkt wird. Durch zwei aufeinanderliegende, entsprechend ausgebildete Reflexions-Hologramme kann aber auch die Wirkung eines Transmissions-Hologramms erzielt werden, wie z.B. in der DE 10 2007 022 247 A1 beschrieben ist. Die Ausführung des holografisch optischen Elementes 4 ist daher grundsätzlich nicht auf ein Transmissions-Hologramm begrenzt.The holographic optical elements 4 can be designed as transmission or reflection holograms, ie the optical function is achieved by transmission or reflection of the incident optical radiation 15 achieved. A transmission hologram is advantageously provided here, in which the incident optical radiation 15 transmitted and then to the camera 3 is distracted. However, the effect of a transmission hologram can also be achieved by two correspondingly designed reflection holograms, for example in FIG DE 10 2007 022 247 A1 is described. The execution of the holographic optical element 4 is therefore generally not limited to a transmission hologram.

Vorzugsweise ist das holografisch optische Element 4 weiterhin als Volumen-Hologramm ausgebildet, d.h. die lichtempfindliche Schicht des optischen Elements 4 weist z.B. eine Dicke von 10µm - 25µm, vorzugsweise 20µm, auf, so dass ein Interferenzmuster in mehreren Ebenen übereinander aufgenommen werden kann.The holographic optical element is preferably 4 furthermore formed as a volume hologram, ie the light-sensitive layer of the optical element 4 For example, it has a thickness of 10 µm - 25 µm, preferably 20 µm, so that an interference pattern can be recorded in several planes one above the other.

Gemäß 1 wird eine erste optische Funktion des optischen Elementes 4 durch eine Strahlablenkung und eine Fokussierung der transmittierten optischen Strahlung 15 realisiert. D.h. das optische Element 4 wirkt als Ablenkspiegel, der die transmittierte optische Strahlung 15 des Fahrzeug-Umfelds 12, vorzugsweise unabhängig von der Wellenlänge, in Richtung der Kamera 3 ablenkt und auf die Kameraoptik 9 fokussiert, so dass die um den Winkel α gegenüber dem optischen Element 4 geneigte Kameraoptik 9 die optische Strahlung 15 auf den Bildsensor 10 abbilden kann. Ein Einfallswinkel γ der einfallenden optischen Strahlung 15 bzgl. der optischen Achse A entspricht dabei nicht gleich dem Ausfallswinkel α der transmittierten optischen Strahlung 15.According to 1 becomes a first optical function of the optical element 4 through beam deflection and focusing of the transmitted optical radiation 15 realized. Ie the optical element 4 acts as a deflecting mirror, which is the transmitted optical radiation 15 of the vehicle environment 12 , preferably regardless of the wavelength, in the direction of the camera 3 distracts and on the camera optics 9 focused so that the angle α relative to the optical element 4 inclined camera optics 9 the optical radiation 15 on the image sensor 10 can map. An angle of incidence γ the incident optical radiation 15 with respect to the optical axis A does not equal the angle of reflection α of the transmitted optical radiation 15 ,

Somit kann die Kamera 3 auch um einen größeren Winkel α als in herkömmlichen Kamerasystemen, insbesondere in einem Bereich zwischen 145° und 170°, vorzugsweise 160°, gegenüber dem optischen Element 4 geneigt sein. Dadurch kann die Kamera 3 weiter oben im Dachhimmel 13 eingebaut werden als bei herkömmlichen Kamerasystemen, wodurch Platz im Innenraum 11 geschaffen werden kann. Zudem kann dadurch der optische Abbildungsweg verlängert werden, wodurch sich die optischen Eigenschaften der Abbildung verbessern.So the camera can 3 also by a larger angle α than in conventional camera systems, in particular in a range between 145 ° and 170 °, preferably 160 °, with respect to the optical element 4 be inclined. This allows the camera 3 further up in the headlining 13 can be installed than with conventional camera systems, which creates space in the interior 11 can be created. In addition, the optical imaging path can be extended as a result, which improves the optical properties of the imaging.

Als weitere Funktionalität kann eine wellenlängenselektive Strahlablenkung vorgesehen sein, die z.B. für ein Nachtsicht-System lediglich IR-Strahlung in Richtung Kamera 3 ablenkt. Das holografisch optische Element 4 weist somit eine prismatische Wirkung auf. Dies kann beispielsweise durch Aufnahme einer gleichmäßigen Interferenz-Gitterstruktur in einem Volumen-Hologramm umgesetzt werden, wodurch eintreffende optische Strahlung 15 wellenlängenselektiv und winkelabhängig an den Gitterebenen gebeugt wird, was durch die allgemein bekannte Bragg-Bedingung mathematisch beschrieben werden kann. Durch Auswahl der Gitterabstände kann somit die Wellenlänge bzw. ein begrenzter Wellenlängenbereich gewählt werden, der um den Winkel α auf die Kamera 3 abgelenkt wird.As a further functionality, a wavelength-selective beam deflection can be provided which, for example for a night vision system, only IR radiation in the direction of the camera 3 distracting. The holographic optical element 4 thus has a prismatic effect. This can be implemented, for example, by recording a uniform interference grating structure in a volume hologram, as a result of which incoming optical radiation 15 is diffracted at the grating planes in a wavelength-selective and angle-dependent manner, which can be described mathematically by the well-known Bragg condition. By selecting the grating spacing, the wavelength or a limited wavelength range can be selected which is directed at the camera by the angle α 3 is distracted.

Weiterhin kann durch das optische Element 4 auch eine Sammellinsenfunktion realisiert werden, indem als Interferenzmuster z.B. eine sog. Fresnel-Zonenplatte (Zonenlinse) aufgenommen wird, die die einfallende optische Strahlung 15 auf einen ausgedehnten Punkt fokussieren kann. Eine derartige Funktion kann z.B. für einen Laserabstands-Sensor (LIDAR) 22 vorgesehen sein, der einen Laser 25 zum Aussenden von Laserstrahlung 21a und einen LIDAR-Sensor 24, d.h. einen wellenlängenspezifischen Photodetektor aufweist und durch eine Laufzeitmessung eine Abstandsmessung ermöglicht. Hier ist somit das holografisch optische Element 4 im Erfassungsbereich 6.2 des LIDAR-Sensors 22 angeordnet. Die zurückreflektierte Laserstrahlung 21b wird von dem optischen Element 4 auf den LIDAR-Sensor 22 fokussiert. Ist das optische Element 4 als eine Sammellinse ausgeführt, so kann erreicht werden, dass reflektierte Laserstrahlung 21b in einem größeren Bereich erfasst und auf den LIDAR-Sensor 22 fokussiert werden kann. Dadurch kann von dem Sensor 22 eine größere Lichtmenge aufgenommen werden, was zu einer gesteigerten Leistungsfähigkeit des LIDAR-Sensors 22 führt. Insbesondere kann dadurch die Reichweite des LIDAR-Sensors 22 vergrößert werden, da auch von weiter entfernten Objekten noch reflektierte Laserstrahlung 21b erfasst werden kann.Furthermore, through the optical element 4 a converging lens function can also be realized by recording, for example, a so-called Fresnel zone plate (zone lens) as the interference pattern, which detects the incident optical radiation 15 can focus on an extended point. Such a function can be used, for example, for a laser distance sensor (LIDAR) 22 be provided by a laser 25 for emitting laser radiation 21a and a LIDAR sensor 24 , ie has a wavelength-specific photodetector and enables a distance measurement by means of a transit time measurement. So here is the holographic optical element 4 in the detection area 6.2 of the LIDAR sensor 22 arranged. The reflected laser radiation 21b is from the optical element 4 on the LIDAR sensor 22 focused. Is the optical element 4 designed as a converging lens, it can be achieved that reflected laser radiation 21b recorded in a larger area and on the LIDAR sensor 22 can be focused. This allows the sensor 22 a larger amount of light can be recorded, which leads to an increased performance of the LIDAR sensor 22 leads. In particular, this can increase the range of the LIDAR sensor 22 be enlarged because laser radiation still reflected from objects further away 21b can be recorded.

Durch die Ausbildung des optischen Elementes 4 als holografisch optisches Element kann weiterhin erreicht werden, dass das optische Element 4 aus unterschiedlichen Blickwinkeln oder Winkelbereichen unterschiedlich wahrgenommen wird, wie insbesondere in 3 gezeigt ist. Beispielsweise kann das optische Element 4 für den Fahrer 18 mit einem Sichtfeld 17, das entlang einer Sichtfeldachse B, die mit dem holografisch optischen Element 4 einen Winkel β bzw. einen Winkelbereich Δβ einschließt, ausgerichtet ist, transparent erscheinen, während das optische Element 4 für die Kamera 3, die entlang der optischen Achse A ausgerichtet ist und mit dem optischen Element 4 einen Winkel α einschließt, entsprechend der optischen Funktion des optischen Elements 4 erscheint.Through the formation of the optical element 4 as a holographic optical element, the optical element can also be achieved 4 is perceived differently from different angles or ranges of angles, as in particular in 3 is shown. For example, the optical element 4 for the driver 18 with a field of view 17 that along a field of view axis B using the holographic optical element 4 an angle β or an angular range Δβ includes, is aligned, appear transparent while the optical element 4 for the camera 3 , which is aligned along the optical axis A and with the optical element 4 an angle α includes, according to the optical function of the optical element 4 appears.

Somit kann das optische Element 4 z.B. von dem Bereich hinter dem Rückspiegel 14 auch in das Sichtfeld 17 des Fahrers 18 hineinragen und eine Ausdehnung des optischen Elements 4 ist nicht nur auf einen bestimmten Bereich der Fahrzeugscheibe 5 beschränkt; somit kann sich das optische Element 4 auch über einen großen Bereich der Fahrzeugscheibe 5 erstrecken, ohne dass das Sichtfeld 17 des Fahrers 18 dadurch beeinträchtigt wird. Thus, the optical element 4 eg from the area behind the rearview mirror 14 also in the field of vision 17 of the driver 18 protrude and an expansion of the optical element 4 is not just on a specific area of the vehicle window 5 limited; thus the optical element 4 also over a large area of the vehicle window 5 extend without the field of vision 17 of the driver 18 is affected.

Weiterhin können gemäß 3 und 4 auch mehrere optische Elemente 4, 4.1, 4.2 vorgesehen sein, die entweder voneinander beabstandet sind oder derartig auf einer Folie angeordnet sind, dass beispielsweise jedes optische Element 4.1, 4.2 einen Teilbereich der Folie bildet. Jeder Teilbereich bzw. jedes optische Element 4.1, 4.2 kann dabei zur Umsetzung einer anderen optischen Funktion dienen. Gemäß 3 wird beispielsweise einfallende optische Strahlung 15 von einem ersten optischen Element 4.1 auf die Kameraoptik 9 der Kamera 3 abgelenkt. Das erste optische Element 4.1 bildet somit zusammen mit der Kameraoptik 9 ein erstes Abbildungssystem 16.1 aus. An das erste optische Element 4.1 schließt sich im unteren Bereich direkt ein zweites optisches Element 4.2 an, wobei das zweite optische Element 4.2 z.B. optische Strahlung 21 lediglich einer Wellenlänge transmittiert und sammellinsenartig zu dem Sensor 24 ablenkt. Das zweite optische Element 4.2 bildet somit zusammen mit dem Sensor 24 ein System 16.2 aus.Furthermore, according to 3 and 4 also several optical elements 4 . 4.1 . 4.2 be provided, which are either spaced apart or arranged on a film such that, for example, each optical element 4.1 . 4.2 forms a portion of the film. Every section or optical element 4.1 . 4.2 can be used to implement another optical function. According to 3 becomes, for example, incident optical radiation 15 from a first optical element 4.1 on the camera optics 9 the camera 3 distracted. The first optical element 4.1 thus forms together with the camera optics 9 a first imaging system 16.1 out. The first optical element 4.1 a second optical element closes directly in the lower area 4.2 at, the second optical element 4.2 eg optical radiation 21 only one wavelength is transmitted and converging lens-like to the sensor 24 distracting. The second optical element 4.2 thus forms together with the sensor 24 a system 16.2 out.

Das zweite optische Element 4.2 kann dabei insbesondere auch transparent für die von der Kamera 3 aufgenommene Strahlung 15 sein, so dass die optischen Strahlungen 15, 21 die jeweilig andere Sensoreinrichtung 22, 3 nicht beeinflussen.The second optical element 4.2 can in particular also be transparent to that of the camera 3 absorbed radiation 15 be so the optical radiations 15 . 21 the respective other sensor device 22 . 3 do not affect.

Weiterhin kann das zweite optische Element 4.2 so ausgebildet sein, dass Objekte 20, die sich auf einer Außenseite 5.2 der Fahrzeugscheibe 5 befinden, detektiert werden können. Dadurch kann z. B. ein Regensensor oder ein Verschmutzungssensor für die Fahrzeugscheibe 5 realisiert werden. Derartige holografische Regensensoren sind z.B. aus der EP 1 470 975 B1 bekannt.Furthermore, the second optical element 4.2 be designed so that objects 20 that are on an outside 5.2 the vehicle window 5 located, can be detected. This can, for. B. a rain sensor or a pollution sensor for the vehicle window 5 will be realized. Such holographic rain sensors are, for example, from the EP 1 470 975 B1 known.

Somit können beliebig viele optische Elemente 4, 4.1, 4.2 vorgesehen sein, die auch über die Fahrzeugscheibe 5 verteilt angeordnet sein können, ohne das Sichtfeld 17 des Fahrers 18 zu beeinträchtigen. Insbesondere ist es auch möglich, in lediglich einem optischen Element 4, 4.1, 4.2 mehrere unterschiedliche optische Funktionen - quasi übereinanderliegend - umzusetzen; dies kann insbesondere durch eine entsprechende Aufnahme von zwei unterschiedlichen, überlagerten Interferenzmustern in einem Volumen-Hologramm erzielt werden.This means that any number of optical elements can be used 4 . 4.1 . 4.2 be provided, also over the vehicle window 5 can be arranged distributed without the field of vision 17 of the driver 18 to affect. In particular, it is also possible to use only one optical element 4 . 4.1 . 4.2 to implement several different optical functions - one on top of the other; this can be achieved in particular by appropriately recording two different, superimposed interference patterns in a volume hologram.

Gemäß der Ausführungsform der 4 sind im oberen Bereich der Fahrzeugscheibe 5 zwei voneinander beabstandete holografisch optische Elemente 4.1, 4.2 vorgesehen, die insbesondere in den Bereichen neben dem Rückspiegel 14 in der Fahrzeugscheibe 5 integriert sind. Die holografisch optischen Elemente 4.1, 4.2 wirken dabei strahlablenkend und als Sammellinse, so dass die einfallende Strahlung 15.1, 15.2 transmittiert und nach oben in den Dachhimmel 13 auf zwei in einem ersten Abstand s1 beabstandete Kameras 3.1, 3.2 eines Stereokamerasysetems 103 abgelenkt und fokussiert wird. Die beiden optischen Elemente 4.1, 4.2 bilden dabei mit den Kameras 3.1, 3.2 jeweils ein Abbildungssystem 16.1, 16.2, das die jeweiligen optischen Achsen A.1, A.2 der Kameras 3.1, 3.2 auf einen ersten Erfassungsbereich 23.1 bzw. einen zweiten Erfassungsbereich 23.2 des Fahrzeug-Umfeldes 12 ausrichten. Die Erfassungsbereiche 23.1, 23.2 sind dabei leicht zueinander versetzt, so dass das Fahrzeug-Umfeld 12 aus geringfügig beabstandeten Positionen heraus betrachtet wird.According to the embodiment of the 4 are in the upper area of the vehicle window 5 two spaced apart holographic optical elements 4.1 . 4.2 provided, especially in the areas next to the rearview mirror 14 in the vehicle window 5 are integrated. The holographic optical elements 4.1 . 4.2 act beam deflecting and as a converging lens, so that the incident radiation 15.1 . 15.2 transmitted and up into the headliner 13 on two cameras spaced at a first distance s1 3.1 . 3.2 a stereo camera system 103 is distracted and focused. The two optical elements 4.1 . 4.2 form with the cameras 3.1 . 3.2 one imaging system each 16.1 . 16.2 that the respective optical axes A.1 . A.2 of the cameras 3.1 . 3.2 to a first detection area 23.1 or a second detection area 23.2 of the vehicle environment 12 align. The detection areas 23.1 . 23.2 are slightly offset from each other, so that the vehicle environment 12 is viewed from slightly spaced positions.

Insbesondere verlaufen die optischen Achsen A.1, A.2 vor den holografisch optischen Elementen 4.1, 4.2, d.h. insbesondere im Fahrzeugumfeld 12, im Wesentlichen parallel zueinander, vorzugsweise in einem zweiten Abstand s2 von 30 cm. Zwischen den holografisch optischen Elementen 4.3, 4.4 und den Kameras 3.1, 3.2, also insbesondere im Innenraum 11 des Fahrzeuges 2, laufen die optischen Achsen A.3, A.4 aufeinander zu und schließen somit einen betragsmäßig größeren Winkel ein als die optischen Achsen A.1, A.2 außerhalb des Fahrzeuges 2.In particular, the optical axes run A.1 . A.2 in front of the holographic optical elements 4.1 . 4.2 , ie especially in the vehicle environment 12 , essentially parallel to one another, preferably at a second distance s2 of 30 cm. Between the holographic optical elements 4.3 . 4.4 and the cameras 3.1 . 3.2 , especially in the interior 11 of the vehicle 2 , the optical axes run A.3 . A.4 towards each other and thus form a larger angle than the optical axes A.1 . A.2 outside the vehicle 2 ,

Die beiden Kameras 3.1, 3.2 bilden somit ein Stereo-Kamerasystem 103, mit dem das Fahrzeug-Umfeld 12 räumlich aufgenommen werden kann, wobei zwei synchron aufgenommene Bilder in allgemein bekannter Weise zu einem räumlich wahrnehmbaren Bild zusammengesetzt werden können, wodurch insbesondere Abstände zu vorausfahrenden Objekten bestimmt werden können.The two cameras 3.1 . 3.2 thus form a stereo camera system 103 with which the vehicle environment 12 can be spatially recorded, it being possible for two synchronously recorded images to be combined in a generally known manner to form a spatially perceptible image, as a result of which distances to objects in front can be determined.

Durch die Verwendung von holografisch optischen Elementen 4.1, 4.2 kann vorteilhafterweise durch den zweiten Abstand s2 eine größere Basisweite für ein Stereo-Kamerasystem 103 eingestellt werden, wodurch die Tiefenauflösung verbessert wird, ohne den ersten Abstand s1 zwischen den Kameras 3.1, 3.2 zu vergrößern. Somit kann auch bei geringem Bauraum die Tiefenauflösung des Stereo-Kamerasystems 103 erhöht werden.Through the use of holographic optical elements 4.1 . 4.2 can advantageously by the second distance s2 a larger base width for a stereo camera system 103 can be set, which improves the depth resolution without the first distance s1 between the cameras 3.1 . 3.2 to enlarge. This means that the depth resolution of the stereo camera system can also be achieved with limited installation space 103 increase.

Der Einsatz einer derartigen Sensoranordnung1 ist dabei nicht auf die vordere Fahrzeugscheibe 5 beschränkt. Vielmehr können holografisch optische Elemente 4 auch für eine Rückfahrkamera oder seitlich des Fahrzeugs, z. B. unterstützend zu den Seitenspiegeln, eingesetzt werden.The use of such a sensor arrangement 1 is not on the front vehicle window 5 limited. Rather, holographic optical elements 4 also for a rear view camera or on the side of the vehicle, e.g. B. supportive to the side mirrors, are used.

Claims (15)

Optische Sensoranordnung (1) für ein Fahrzeug (2), wobei die optische Sensoranordnung (1) mindestens aufweist: eine Sensoreinrichtung (3, 22, 103) zur Aufnahme optischer Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) aus einem Fahrzeug-Umfeld (12), mindestens ein optisches Element (4, 4.1, 4.2), das in einem Erfassungsbereich (6, 6.2) der Sensoreinrichtung (3, 22, 103) angeordnet ist und die optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) zu der Sensoreinrichtung (3, 22, 103) ablenkt, und das optische Element (4, 4.1, 4.2) aus mindestens einem von der optischen Achse (A.3) des optischen Elementes (4, 4.1, 4.2) abweichenden Blickwinkel (β) eines Fahrers (18) optisch transparent erscheint, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element (4, 4.1, 4.2) als ein holografisch optisches Element (4, 4.1, 4.2) ausgebildet ist, das die optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) zu der Sensoreinrichtung (3, 22, 103) transmittiert; und wobei das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) zwei Reflexions-Hologramme aufweist, die derartig zueinander angeordnet sind, dass einfallende optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) durch mindestens zweimalige Reflexion transmittiert wird.Optical sensor arrangement (1) for a vehicle (2), the optical sensor arrangement (1) comprising at least: a sensor device (3, 22, 103) for receiving optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) from a vehicle environment ( 12), at least one optical element (4, 4.1, 4.2), which is arranged in a detection area (6, 6.2) of the sensor device (3, 22, 103) and the optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) to the Deflects sensor device (3, 22, 103) and the optical element (4, 4.1, 4.2) from at least one viewing angle (β) of a driver that deviates from the optical axis (A.3) of the optical element (4, 4.1, 4.2) (18) appears optically transparent, characterized in that the at least one optical element (4, 4.1, 4.2) is designed as a holographically optical element (4, 4.1, 4.2) which emits the optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b ) transmitted to the sensor device (3, 22, 103); and wherein the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) has two reflection holograms which are arranged relative to one another in such a way that incident optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) is transmitted by at least two reflections. Optische Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) die optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) lediglich in einem begrenzten Wellenlängenbereich, insbesondere einer Wellenlänge, z.B. Laserstrahlung (21b) oder IR-Strahlung, transmittiert.Optical sensor arrangement (1) after Claim 1 , characterized in that the holographic optical element (4, 4.1, 4.2) transmits the optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) only in a limited wavelength range, in particular one wavelength, for example laser radiation (21b) or IR radiation. Optische Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) die transmittierte optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) auf die Sensoreinrichtung (3, 22) bündelt oder fokussiert zur Ausbildung einer Linsen-Funktion, insbesondere einer Sammellinsen-Funktion.Optical sensor arrangement (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) bundles or focuses the transmitted optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) onto the sensor device (3, 22) to form a lens function, in particular a converging lens -Function. Optische Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) die transmittierte optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) um einen Ausfallswinkel (α) ablenkt, wobei der Ausfallswinkel (α) ungleich einem Einfallswinkel (γ) ist, unter dem die optische Strahlung (15; 15.1, 15.2) auf das optische Element (4, 4.1, 4.2) einfällt.Optical sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) deflects the transmitted optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) by an angle of reflection (α), the angle of reflection (α) is not equal to an angle of incidence (γ) at which the optical radiation (15; 15.1, 15.2) is incident on the optical element (4, 4.1, 4.2). Optische Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) die transmittierte optische Strahlung (15; 15.1, 15.2, 21b) wellenlängendispersiv ablenkt zur Ausbildung einer Prisma-Funktion.Optical sensor arrangement (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) deflects the transmitted optical radiation (15; 15.1, 15.2, 21b) in a wavelength-dispersive manner to form a prism function. Optische Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (3, 103) eine Kamera (3, 3.1, 3.2) mit einer Kameraoptik (9) und einem Bildsensor (10) aufweist.Optical sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (3, 103) has a camera (3, 3.1, 3.2) with camera optics (9) and an image sensor (10). Optische Sensoranordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (103) ein Stereo-Kamerasystem (103) mit einer ersten Kamera (3.1) und einer von der ersten Kamera (3.1) beabstandeten zweiten Kamera (3,2) aufweist, wobei die erste Kameraoptik (3.1) mit einem ersten holografisch optischen Element (4.1) ein erstes Abbildungssystem (16.1) zur Abbildung der optischen Strahlung auf den ersten Bildsensor (10) und die zweite Kamera (3.2) mit einem zweiten holografisch optischen Element (4.2) ein zweites Abbildungssystem (16.2) zur Abbildung der optischen Strahlung auf den zweiten Bildsensor (10) ausbildet.Optical sensor arrangement (1) after Claim 6 characterized in that the sensor device (103) has a stereo camera system (103) with a first camera (3.1) and a second camera (3,2) spaced from the first camera (3.1), the first camera optics (3.1) with a first holographic optical element (4.1), a first imaging system (16.1) for imaging the optical radiation onto the first image sensor (10) and the second camera (3.2) with a second holographically optical element (4.2) for a second imaging system (16.2) Imaging the optical radiation on the second image sensor (10). Optische Sensoranordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kameraabstand (s1) der ersten Kamera (3.1) zur zweiten Kamera (3.2) geringer ist als ein Elementabstand (s2) zwischen dem ersten und zweiten holographisch optischen Element (4.1, 4.2).Optical sensor arrangement (1) after Claim 7 , characterized in that a camera distance (s1) of the first camera (3.1) to the second camera (3.2) is less than an element distance (s2) between the first and second holographic optical elements (4.1, 4.2). Optische Sensoranordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Teilachsen (A.1, A.2) vor den holografisch optischen Elementen (4.1, 4.2) einen betragsmäßig kleineren Winkel, insbesondere Null Grad, einschließen als die optischen Teilachsen (A.3, A.4) zwischen den holografisch optischen Elementen (4.1, 4.2) und den Kameras (3.1, 3.2).Optical sensor arrangement (1) after Claim 7 or 8th , characterized in that the optical partial axes (A.1, A.2) in front of the holographically optical elements (4.1, 4.2) enclose an angle that is smaller in amount, in particular zero degrees, than the optical partial axes (A.3, A.4) between the holographic optical elements (4.1, 4.2) and the cameras (3.1, 3.2). Optische Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (22) als Lidar- Sensoreinrichtung (22) ausgebildet ist mit einem Laser (25) zur Aussendung von Laserlicht (21a) und einem Lidar-Sensor (24) zur Aufnahme von aus der Fahrzeugumgebung reflektiertem Laserlicht (21b), wobei das holografisch optische Element (4) das aus der Fahrzeugumgebung reflektierte Laserlicht zu dem Lidar-Sensor (24) ablenkt.Optical sensor arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the sensor device (22) is designed as a lidar sensor device (22) with a laser (25) for emitting laser light (21a) and a lidar sensor (24) for receiving laser light (21b) reflected from the vehicle surroundings ), the holographic optical element (4) deflecting the laser light reflected from the vehicle surroundings to the lidar sensor (24). Optische Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) aus einem Winkelbereich (Δβ) um den Blickwinkel (β) des Fahrers herum, optisch transparent erscheint. Optical sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) appears optically transparent from an angular range (Δβ) around the driver's viewing angle (β). Optische Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) aus einer Position unterhalb des optischen Elementes (4, 4.1, 4.2) optisch transparent erscheint.Optical sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) appears optically transparent from a position below the optical element (4, 4.1, 4.2). Optische Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) als Transmissions-Hologramm ausgebildet ist.Optical sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) is designed as a transmission hologram. Optische Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch optische Element (4, 4.1, 4.2) als eine Folie zur Anbringung an einer Innenseite (5.1) einer Fahrzeugscheibe (5) ausgeführt ist.Optical sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the holographically optical element (4, 4.1, 4.2) is designed as a film for attachment to an inside (5.1) of a vehicle window (5). Fahrzeug (2) aufweisend: eine Fahrzeugscheibe (5), insbesondere Frontscheibe, zur Trennung eines Fahrzeug-Umfelds (12) gegenüber einem Innenraum (11) des Fahrzeugs (2), und eine optische Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, die in dem Innenraum (11) des Fahrzeugs (2) vorgesehen ist, wobei das optische Element (4, 4.1, 4.2) an der Innenseite (5.1) der Fahrzeugscheibe (5) angeordnet ist, und wobei die Sensoreinrichtung (3, 22) das Fahrzeug-Umfeld (12) durch die Fahrzeugscheibe (5) und das optische Element (4, 4.1, 4.2) aufnimmt.Vehicle (2) comprising: a vehicle window (5), in particular a front window, for separating a vehicle environment (12) from an interior (11) of the vehicle (2), and an optical sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, which is provided in the interior (11) of the vehicle (2), wherein the optical element (4, 4.1, 4.2) is arranged on the inside (5.1) of the vehicle window (5), and wherein the sensor device (3, 22) records the vehicle environment (12) through the vehicle window (5) and the optical element (4, 4.1, 4.2).
DE102013210887.7A 2013-06-11 2013-06-11 Optical sensor arrangement for a vehicle and vehicle with such a sensor arrangement Expired - Fee Related DE102013210887B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013210887.7A DE102013210887B4 (en) 2013-06-11 2013-06-11 Optical sensor arrangement for a vehicle and vehicle with such a sensor arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013210887.7A DE102013210887B4 (en) 2013-06-11 2013-06-11 Optical sensor arrangement for a vehicle and vehicle with such a sensor arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013210887A1 DE102013210887A1 (en) 2014-12-11
DE102013210887B4 true DE102013210887B4 (en) 2019-12-12

Family

ID=52009156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013210887.7A Expired - Fee Related DE102013210887B4 (en) 2013-06-11 2013-06-11 Optical sensor arrangement for a vehicle and vehicle with such a sensor arrangement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013210887B4 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018015086A1 (en) * 2016-07-18 2018-01-25 Saint-Gobain Glass France Vehicle composite window panes with optimized beam path for a sensor mounted thereon
DE102016220232A1 (en) 2016-10-17 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Optical element for a lidar system
DE102016225364A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 Conti Temic Microelectronic Gmbh STEREO CAMERA FOR DISTANCE MEASUREMENT, ESPECIALLY FOR USE IN A VEHICLE
DE102017005056A1 (en) 2017-05-26 2017-11-02 Daimler Ag Method for operating a stereo camera system in a vehicle
DE102017216843B4 (en) 2017-09-22 2024-03-21 Audi Ag Method and system for displaying at least a section of space, wherein the section of space is displayed depending on a person's eye position
DE102017216845B3 (en) 2017-09-22 2019-02-21 Audi Ag A display device and motor vehicle for displaying an image with a film for displaying an image with at least one further electrical component
DE102017217193B4 (en) 2017-09-27 2019-07-25 Audi Ag Display device, in particular for a vehicle, and vehicle with such a display device
DE102018206341A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Robert Bosch Gmbh LIDAR system and curved protective glass
DE102018209015A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Device and method for detecting contamination of at least one transmission window and / or a receiving window of a sensor
DE102018209020A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Device, designed to detect contamination of at least one transmission window and / or a receiving window of a sensor
MA55004A (en) * 2019-02-21 2021-12-29 Saint Gobain LAMINATED GLASS WITH INTEGRATED LUMINOSITY SENSOR AND HOLOGRAPHIC OPTICAL ELEMENT
DE102019206357A1 (en) * 2019-05-03 2020-11-05 Audi Ag Camera device
DE102019206355B4 (en) 2019-05-03 2022-07-14 Audi Ag Camera device for generating an image of an environment and motor vehicle with a camera device
DE102022128318A1 (en) 2022-10-26 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Display system and motor vehicle

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3825663A1 (en) 1987-07-31 1989-02-09 Veglia Borletti Srl SENSOR DEVICE FOR DETECTING THE PRESENCE OF WATER DROPS ON A VEHICLE WINDOW AND WINDOW WIPER CONTROL UNIT WORKING WITH THE SENSOR DEVICE
US5550677A (en) 1993-02-26 1996-08-27 Donnelly Corporation Automatic rearview mirror system using a photosensor array
US20020196486A1 (en) 2001-06-11 2002-12-26 Aprilis, Inc. Holographic filter with a wide angular field of view and a narrow spectral bandwidth
EP1470975B1 (en) 2003-03-31 2007-07-18 Robert Bosch Gmbh Rain sensor, in particular for a motor vehicle
DE102007004609A1 (en) 2006-02-06 2007-08-16 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Vertical Resonator Surface Emission Laser (VCSEL) array laser scanner
DE102007022247A1 (en) 2006-05-09 2007-11-22 Hologram Industries Research Gmbh Holographic imaging lens for e.g. front panel of airplane, has reflection holograms forming optical unit and directly arranged one upon other, where one of reflection hologram is provided by imaging of other hologram
DE102009027512A1 (en) 2009-07-08 2011-01-20 Robert Bosch Gmbh Device for capturing image data
EP2390141A1 (en) 2010-05-31 2011-11-30 Volvo Car Corporation Optical sensor interface
WO2012098192A1 (en) 2011-01-21 2012-07-26 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg Camera arrangement for a motor vehicle

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3825663A1 (en) 1987-07-31 1989-02-09 Veglia Borletti Srl SENSOR DEVICE FOR DETECTING THE PRESENCE OF WATER DROPS ON A VEHICLE WINDOW AND WINDOW WIPER CONTROL UNIT WORKING WITH THE SENSOR DEVICE
US5550677A (en) 1993-02-26 1996-08-27 Donnelly Corporation Automatic rearview mirror system using a photosensor array
US20020196486A1 (en) 2001-06-11 2002-12-26 Aprilis, Inc. Holographic filter with a wide angular field of view and a narrow spectral bandwidth
EP1470975B1 (en) 2003-03-31 2007-07-18 Robert Bosch Gmbh Rain sensor, in particular for a motor vehicle
DE102007004609A1 (en) 2006-02-06 2007-08-16 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Vertical Resonator Surface Emission Laser (VCSEL) array laser scanner
DE102007022247A1 (en) 2006-05-09 2007-11-22 Hologram Industries Research Gmbh Holographic imaging lens for e.g. front panel of airplane, has reflection holograms forming optical unit and directly arranged one upon other, where one of reflection hologram is provided by imaging of other hologram
DE102009027512A1 (en) 2009-07-08 2011-01-20 Robert Bosch Gmbh Device for capturing image data
EP2390141A1 (en) 2010-05-31 2011-11-30 Volvo Car Corporation Optical sensor interface
WO2012098192A1 (en) 2011-01-21 2012-07-26 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg Camera arrangement for a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013210887A1 (en) 2014-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013210887B4 (en) Optical sensor arrangement for a vehicle and vehicle with such a sensor arrangement
EP3688511B1 (en) Display device, in particular for a vehicle, and vehicle having a display device of this kind
EP1580092B1 (en) Camera in a vehicle
DE112017006376B4 (en) FIELD OF VIEW DISPLAY DEVICE
DE102011075884A1 (en) HUD with holographic optical elements
EP3918250B1 (en) Functionalized waveguide for a detector system
EP3621841A1 (en) Hud system and method for hud image generation
DE102009027372A1 (en) Camera for a vehicle
DE102009027512A1 (en) Device for capturing image data
EP1159169B1 (en) Optoelectronic monitoring device for a motor vehicle
DE102010002956A1 (en) Head-up display for vehicles, particularly for use as display area for displaying information by imaging unit of lucent surface in vehicle, has imaging lens that is arranged between imaging unit and display area
DE102019102606A1 (en) Functionalized waveguide for a detector system
WO2022057983A1 (en) Apparatus for generating a virtual image, comprising an adjustment mechanism for antireflective slats
DE10323560B4 (en) Camera and device for determining the brightness of the surroundings of a motor vehicle
EP3918249B1 (en) Functionalized waveguide for a detector system
WO2021037556A1 (en) Camera device for generating an image of surroundings
DE102016223709A1 (en) Camera system in or for a motor vehicle, driver assistance system
DE102019102609A1 (en) Functionalized waveguide for a detector system and a lighting and / or projection system
DE102019206370A1 (en) Exterior lighting device for a motor vehicle
WO2017186806A1 (en) Heads-up display device with a holographically optical element for a motor vehicle
DE102019218065A1 (en) Adjustment of size and position of microlenses on an image sensor to correct chromatic aberration
DE102019206379A1 (en) Lighting device with a flat carrier medium designed as a light guide
DE102018206341A1 (en) LIDAR system and curved protective glass
DE102017210101A1 (en) Filter device for an optical sensor
EP3743737B1 (en) Device and method for determining information in a motor vehicle by means of a 3-d sensor with a holographic mirror

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee