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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer Kamera, einem Steuermittel und einer Abdeckung zur Abschattung einer Optik der Kamera sowie ein Verfahren zum Verändern einer Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung.
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Aus der
EP 2 247 468 B1 ist eine Störlichtblende für eine Kamera in einem Kraftfahrzeug bekannt, die eine Kameraoptik von Licht aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs abschirmt und für Licht aus der Umgebung des Fahrzeugs derart optisch durchlässig ist, dass wenigstens ein Insasse des Kraftfahrzeugs die Umgebung des Fahrzeugs durch die Blende optisch wahrnehmen kann.
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Eine Kamera in einem Kraftfahrzeug kann jedoch nicht nur durch Licht aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs, sondern auch durch Licht aus der Umgebung des Fahrzeugs beeinträchtigt werden, beispielsweise Lichteinfall der tief stehenden Sonne, eines Aufblendlichts eines entgegenkommenden Fahrzeugs, Reflexionen, insbesondere an Wassertropfen auf einer Scheibe im Sichtfeld der Kamera, oder dergleichen. Auf der anderen Seite soll die Kamera gerade ein Bild der Umgebung des Fahrzeugs erfassen und muss hierzu Licht aus dieser Umgebung aufnehmen.
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Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer Kamera und/oder dessen Betrieb zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 14 stellt ein Verfahren zum Verändern einer Lichtdurchlässigkeit einer Abdeckung eines solchen Kraftfahrzeugs unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, eine Kamera, ein Steuermittel und eine Abdeckung zur Abschattung einer Optik der Kamera auf.
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Die Kamera kann insbesondere zum Erfassen einer Umgebung vor, neben und/oder hinter dem Kraftfahrzeug eingerichtet bzw. vorgesehen sein, insbesondere zum Erfassen einer Fahrbahn, von Hindernissen oder dergleichen. In einer Ausführung ist die Kamera mit einem Fahrassistenz- und/oder Einparksystem signalverbunden. In einer Ausführung ist die Kamera innenraumseitig an einer Windschutz- oder Heckscheibe des Fahrzeugs angeordnet, insbesondere in einem Gehäuse angeordnet und/oder lösbar oder dauerhaft befestigt.
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Das Steuermittel kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere eine Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung steuern kann.
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Die Abdeckung ist in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zur Abschattung einer Optik der Kamera eingerichtet bzw. vorgesehen. Hierunter wird vorliegend insbesondere verstanden, dass die Abdeckung einen Lichteinfall auf bzw. in die Kamera bzw. deren Optik verändern, insbesondere reduzieren kann.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung durch das Steuermittel lokal bzw. bereichsweise und temporär veränderbar. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft situationsangepasst eine Beeinträchtigung, insbesondere Blendung bzw. Überbelichtung, durch Licht aus der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere Lichteinfall der tief stehenden Sonne, eines Aufblendlichts eines entgegenkommenden Fahrzeugs, Reflexionen an Wassertropfen auf einer Scheibe im Sichtfeld der Kamera oder dergleichen, reduziert werden, indem die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung durch das Steuermittel lokal und temporär reduziert wird, während gleichzeitig vorteilhafterweise die Kamera durch die Abdeckungsbereiche mit nicht oder geringer reduzierter Lichtdurchlässigkeit weiterhin einsatzfähig ist.
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Eine Lichtdurchlässigkeit kann insbesondere ein optischer oder fotometrischer Transmissionsgrad bzw. Quotient einer optischen oder fotometrischen Größe, insbesondere eines Lichtstroms [lm], einer Beleuchtungsstärke [lx], Leuchtdichte, Lichtstärke [cd] oder dergleichen, zwischen der kamerazugewandten und der kameraabgewandten Seite der Abdeckung sein, insbesondere eine Transparenz. Die Lichtdurchlässigkeit kann eine Durchlässigkeit für Licht bestimmter Wellenlängenbereiche sein, insbesondere nur oder auch, sichtbares Licht bzw. in einem Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 780 nm und, insbesondere nur oder auch, nicht sichtbares Licht, insbesondere ultraviolettes Licht bzw. in einem Wellenlängenbereich unter 380 nm und/oder infrarotes Licht bzw. in einem Wellenlängenbereich über 780 nm.
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Eine Abdeckung, deren Lichtdurchlässigkeit lokal bzw. bereichsweise veränderbar ist, weist in einer Ausführung wenigstens zwei fest vorgegebene oder variable Bereiche auf, deren Lichtdurchlässigkeit, insbesondere unabhängig voneinander, auf voneinander unterschiedliche Werte veränderbar ist. Bei einer Abdeckung, deren Lichtdurchlässigkeit lokal und temporär veränderbar ist, ist in einer Ausführung die Lichtdurchlässigkeit wenigstens eines dieser Bereiche über der Zeit zwischen einem ersten und einem hiervon verschiedenen zweiten Wert veränderbar.
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In einer Ausführung ist die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung durch das Steuermittel stufenlos veränderbar. Hierdurch kann in einer Ausführung die Wirkung der Abdeckung verbessert werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung durch das Steuermittel in zwei oder mehr diskreten Stufen veränderbar sein. Hierdurch kann in einer Ausführung die Steuerung vereinfacht werden.
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In einer Ausführung ist die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung durch das Steuermittel lokal bzw. bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, auf Null reduzierbar bzw. die Abdeckung lokal bzw. bereichsweise, wenigstens im Wesentlichen, vollständig verdunkelbar. Hierdurch kann in einer Ausführung die Wirkung der Abdeckung maximiert werden. In einer anderen Ausführung ist die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung durch das Steuermittel lokal bzw. bereichsweise nur jeweils auf einen von Null verschiedenen Restwert reduzierbar bzw. die Abdeckung lokal bzw. bereichsweise nur jeweils auf ein weiterhin lichtteildurchlässiges Maß abdunkelbar. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Grund- bzw. Resterfassung durch die Kamera sichergestellt werden. Beides wird vorliegend zur kompakteren Darstellung allgemein als Abschattung bezeichnet.
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In einer Ausführung ist die Abdeckung, insbesondere stationär, in einem Sichtfeld der Kamera angeordnet. Unter einem Sichtfeld wird vorliegend insbesondere ein von der Kamera aufnehmbarer Umgebungsausschnitt verstanden. Durch eine Abdeckung im Sichtfeld können in einer Ausführung vorteilhaft besonders starke Beeinträchtigungen, beispielsweise ein Lichteinfall der tief stehenden Sonne direkt in die Kamera, reduziert werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Abdeckung auch, insbesondere stationär, außerhalb des Sichtfelds der Kamera angeordnet sein. Durch eine solche Abdeckung außerhalb des Sichtfelds können in einer Ausführung vorteilhaft Beeinträchtigungen durch Streulicht, beispielsweise Reflexionen an Einfallkanten oder dergleichen, reduziert werden.
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In einer Ausführung ist die Abdeckung, insbesondere dauerhaft oder lösbar, an einer Scheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet, insbesondere einer Windschutzscheibe oder einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs. Hierdurch kann in einer Ausführung die Abdeckung unabhängig von der Kamera (de)montiert werden. In einer Ausführung ist die Abdeckung innenraumseitig an der Scheibe und/oder innerhalb der Scheibe angeordnet. Hierdurch kann in einer Ausführung die Abdeckung vor Außenumgebungseinflüssen geschützt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Abdeckung auch, insbesondere dauerhaft oder lösbar, an der Optik der Kamera angeordnet sein, insbesondere auf einer Außenfläche einer Front- bzw. Außenlinse der Optik. Hierdurch kann in einer Ausführung die Abdeckung zusammen mit der Kamera (de)montiert werden.
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In einer Ausführung weist die Abdeckung mehrere Bereiche auf, deren Lichtdurchlässigkeit durch das Steuermittel selektiv, insbesondere einzeln und/oder gruppenweise, veränderbar ist, vorzugsweise elektrisch. Die Bereiche können insbesondere eckig, vorzugsweise drei-, vier- oder mehreckig, insbesondere wabenartig, ausgebildet und/oder direkt nebeneinander angeordnet oder durch Zwischenräume, insbesondere Stege, voneinander getrennt sein. In einer Ausführung bilden die Bereiche eine Matrixstruktur mit Zeilen und Spalten. Hierdurch kann in einer Ausführung die Herstellung, Steuerung und/oder optische Wirkung der Abdeckung verbessert werden.
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In einer Ausführung ist die Abdeckung folienartig, insbesondere ein- oder mehrschichtig bzw. -lagig ausgebildet. Hierdurch kann in einer Ausführung die Abdeckung kompakter ausgebildet werden. Wenigstens eine der Schichten weist in einer Ausführung eine, insbesondere elektrisch, magnetisch und/oder thermisch, transmissionssteuerbare Materialschicht auf. In einer Ausführung ist die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung lokal bzw. bereichsweise und temporär durch Bestromen einer Materialschicht der Abdeckung veränderbar.
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Insbesondere kann in einer Ausführung die Abdeckung nematische Drehzellen aufweisen, die durch das Steuermittel, insbesondere einzeln und/oder gruppenweise, steuerbar sind, insbesondere Schadt-Helfrich- bzw. TN-Zellen („twisted nematic”). Hierdurch kann in einer Ausführung die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung präzise, schnell und/oder mit geringem Energiebedarf verändert werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Abdeckung kompakt ausgebildet werden. In einer Weiterbildung sind die Drehzellen stromlos transparente Zellen („Normally white”), so dass eine Ab- bzw. Verdunkelung durch Bestromen der Zellen erfolgt. Hierdurch kann in einer Ausführung der Energiebedarf reduziert werden.
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In einer Ausführung erfasst das Steuermittel eine Belichtung innerhalb der Kamera, insbesondere eines elektronischen Bildaufnahmemittels wie etwa einem CCD-Sensor zum Erfassen eines Kamerabildes, und verändert die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung lokal und temporär auf Basis dieser erfassten Belichtung bzw. ist hierzu eingerichtet. Insbesondere können Bereiche der Abdeckung derart abge- bzw. verdunkelt werden, dass Bereiche des Bildaufnahmemittels, die durch diese Bereiche der Abdeckung hindurch belichtet werden, nicht (mehr) überbelichtet bzw. -steuert werden bzw. eine lokale Belichtung innerhalb der Kamera einen Grenzwert nicht überschreitet.
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In einer Ausführung werden bzw. sind verschiedenen Bereichen einer Aufnahmefläche eines elektronischen Bildaufnahmemittels der Kamera jeweils Bereiche der Abdeckung zugeordnet, durch die hindurch die jeweiligen Aufnahmeflächenbereiche belichtet werden. Diese Zuordnung kann insbesondere durch theoretische Simulation und/oder durch praktische Versuche ermittelt werden bzw. sein. In einer Ausführung verändert das Steuermittel selektiv die Lichtdurchlässigkeit von Abdeckungsbereichen auf Basis erfasster Belichtungen von diesen zugeordneten Aufnahmeflächenbereichen bzw. ist hierzu eingerichtet. Insbesondere kann das Steuermittel selektiv die Lichtdurchlässigkeit von Abdeckungsbereichen auf Basis erfasster Belichtungen von diesen zugeordneten Aufnahmeflächenbereichen derart verändern bzw. hierzu eingerichtet sein, dass diese Belichtungen jeweils einen vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigen. In einer Ausführung verändert das Steuermittel die Lichtdurchlässigkeit von Abdeckungsbereichen proportional zu erfassten Belichtungen von diesen zugeordneten Aufnahmeflächenbereichen. In einer Ausführung reduziert das Steuermittel die Lichtdurchlässigkeit eines oder mehrerer Abdeckungsbereiche, falls eine Belichtung wenigstens eines diesem Abdeckungsbereich bzw. diesen Abdeckungsbereichen zugeordneten Aufnahmeflächenbereichs einen Grenzwert übersteigt.
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Zusätzlich oder alternativ zu einer Erfassung einer Belichtung innerhalb der Kamera kann das Steuermittel, insbesondere durch einen hierzu eingerichteten bzw. vorgesehenen Lichtsensor, einen Lichteinfall durch die Abdeckung hindurch, insbesondere außerhalb der Optik der Kamera, erfassen und die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung lokal und temporär auf Basis dieses erfassten Lichteinfalls verändern bzw. hierzu eingerichtet sein. Insbesondere können Bereiche der Abdeckung abge- bzw. verdunkelt werden, deren Lichteinfall bzw. Belichtung einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1 einen Teil eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Längsschnitt;
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2A eine Draufsicht auf einen Teil eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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2B eine der 2A entsprechende Draufsicht auf einen Teil eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
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3 ein Verfahren zum Verändern einer Lichtdurchlässigkeit einer Abdeckung des Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt in einem Längsschnitt einen Teil einer Windschutzscheibe 7 eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. In einem Gehäuse 8 ist eine Kamera 1 über einen Träger 5 innenraumseitig (rechts in 1) an der Windschutzscheibe 7 befestigt. In dem Gehäuse 8 sind ein Steuermittel 3 und ein damit signalverbundener Lichtsensor 4 angeordnet. Strichliert ist in 1 eine Frontlinse einer Optik 2 der Kamera 1 angedeutet.
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Zur Abschattung dieser Frontlinse der Optik 8 der Kamera 1 ist eine Lichtdurchlässigkeit einer Abdeckung durch das Steuermittel 3 lokal und temporär veränderbar, das hierzu mit der Abdeckung signalverbunden ist (in 1 punktiert angedeutet).
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In einer in 1, 2A dargestellten Ausführung ist die Abdeckung in Form einer Folie 9 an der Frontlinse der Optik 8 der Kamera 1 im Sichtfeld der Kamera angeordnet.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Abdeckung in Form einer Folie 6 innenraumseitig an der Windschutzscheibe 7 des Kraftfahrzeugs im Sichtfeld der Kamera 1 angeordnet sein, wie dies in 1, 2B dargestellt ist. Zur kompakteren Darstellung sind im Längsschnitt der 1 die beiden Ausführungen der 2A, 2B gemeinsam dargestellt, wobei die Folien 6 oder 9 gemeinsam vorgesehen sein können oder eine von ihnen entfallen kann.
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Die Abdeckung 6, 9 weist stromlos transparente nematische Dreh- bzw. Schadt-Helfrich-Zellen 6A, 6B, 9A, 9B (vgl. 2A, 2B) auf, die durch das Steuermittel 3 steuer- bzw. bestrombar sind.
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Diese Zellen 6A, 6B, 9A, 9B bilden eine Matrixstruktur mit mehreren Bereichen 6A, 6B, 9A, 9B, deren Lichtdurchlässigkeit durch das Steuermittel 3 selektiv, insbesondere einzeln und/oder gruppenweise, stufenlos oder in diskreten Stufen, insbesondere binär, bis auf Null oder einen von Null verschiedenen Restwert veränderbar ist. Bereiche bzw. Zellen 6A, 9A, die ihre maximale Lichtdurchlässigkeit aufweisen, sind in 2A, 2B leer angedeutet, Bereiche bzw. Zellen 6B, 9B, deren Lichtdurchlässigkeit auf Null bzw. den Restwert reduziert bzw. die ver- bzw. abgedunkelt sind, entsprechend schwarz ausgefüllt.
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Somit kann das Steuermittel 3 die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung 6, 9 lokal, insbesondere selektiv in den Bereichen 6A, 6B, 9A, 9B, und temporär, insbesondere durch zeitweises (Nicht-)Bestromen der einzelnen Zellen, verändern.
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In einer Ausführung erfasst das Steuermittel 3 in einem Schritt S10 (vgl. 3) eine lokale Belichtung von Bereichen eines CCD-Sensors 10 in der Kamera 1. In einem Schritt S20 bestromt das Steuermittel 3 diejenigen Zellen 6B, 9B, durch die CCD-Sensor-Bereiche so belichtet werden, dass deren Belichtung einen Grenzwert übersteigt. Die Zellen 6A, 9A, durch die CCD-Sensor-Bereiche belichtet werden, deren Belichtung den Grenzwert nicht übersteigt, bestromt das Steuermittel 3 in Schritt S20 hingegen nicht.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Steuermittel 3 in Schritt S10 einen Lichteinfall durch die Bereiche 6A, 6B, 9A, 9B der Abdeckung 6, 9 mittels des Lichtsensors 4 erfassen und in Schritt S20 diejenigen Zellen 6B, 9B bestromen, deren durch den Lichtsensor 4 erfasster Lichteinfall einen Grenzwert übersteigt.
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Im Ausführungsbeispiel der 2A kann beispielsweise das Steuermittel 3 eine temporäre Überbelichtung eines in 2A rechten Bereichs des hinter der Frontlinse der Optik 8 angeordneten, in 2A nicht sichtbaren CCD-Sensors durch das Aufblend- bzw. Fernlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs erfassen und verdunkelt daher selektiv die in 2A rechten Bereiche 9B der auf der Frontlinse der Optik 8 angeordneten Abdeckung 9, durch die dieser Bereich des CCD-Sensors temporär überbelichtet wird, um diese Beeinträchtigung der Kamera 1 zu reduzieren, die aufgrund der nicht verdunkelten Bereiche 9A weiterhin einsatzfähig ist.
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Im Ausführungsbeispiel der 2B kann beispielsweise das Steuermittel 3 eine temporäre Überbelichtung eines in 2B unteren Bereichs des hinter der Frontlinse der Optik 8 angeordneten, in 2B nicht sichtbaren CCD-Sensors durch eine tief stehende Sonne erfassen und verdunkelt daher selektiv die in 2B oberen Bereiche 6B der an der Windschutzscheibe 7 angeordneten Abdeckung 6, durch die dieser Bereich des CCD-Sensors temporär überbelichtet wird, um diese Beeinträchtigung der Kamera 1 zu reduzieren, die aufgrund der nicht verdunkelten Bereiche 6A weiterhin einsatzfähig ist.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste
| 1 | Kamera |
| 2 | (Frontlinse der) Optik |
| 3 | Steuermittel |
| 4 | Lichtsensor |
| 5 | Träger |
| 6 | Abdeckung |
| 6A | Abdeckungsbereich mit höherer Lichtdurchlässigkeit |
| 6B | Abdeckungsbereich mit niedrigerer Lichtdurchlässigkeit |
| 7 | Windschutzscheibe |
| 8 | Gehäuse |
| 9 | Abdeckung |
| 9A | Abdeckungsbereich mit höherer Lichtdurchlässigkeit |
| 9B | Abdeckungsbereich mit niedrigerer Lichtdurchlässigkeit |
| 10 | CCD-Sensor |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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