DE102014009561A1 - Camera system for a motor vehicle - Google Patents

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Christian Herrmann
Benedikt Dremel
Thomas Weingärtner
Franz Bauer
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Abstract

Ein erfindungsgemäßes Kamerasystem (1) für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Auswerteelektronik (4) sowie Mittel zum Schutz (15, 20) der Auswerteelektronik (4) gegen Überhitzung.An inventive camera system (1) for a motor vehicle comprises evaluation electronics (4) and means for protecting (15, 20) the evaluation electronics (4) against overheating.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a camera system for a motor vehicle.

In modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Personenkraftwagen kommen zunehmend Kamerasysteme zum Einsatz. Diese dienen meist im Rahmen von sogenannten Fahrerassistenzsystemen (insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit eingeschränkter Sicht in die rückwärtige Fahrzeugumgebung) zur Unterstützung des Fahrers bei Rangier- und Parkmanövern. Ferner werden in Kraftfahrzeugen Kamerasysteme auch dazu eingesetzt, bei Vorwärtsfahrt mögliche Hindernisse im Fahrweg und/oder Geschwindigkeitsbegrenzungen frühzeitig zu erkennen und dem Fahrer gegebenenfalls einen Warnhinweis anzuzeigen. Hierzu sind die Kamerasysteme am Fahrzeugheck und/oder im Bereich der Fahrzeugfront eingebaut.In modern motor vehicles, especially in passenger cars increasingly camera systems are used. These are usually used in the context of so-called driver assistance systems (especially in motor vehicles with limited visibility in the rear vehicle environment) to assist the driver in maneuvering and parking maneuvers. Furthermore, camera systems are also used in motor vehicles to detect possible obstacles in the travel path and / or speed limits when traveling forwards and, if appropriate, to indicate a warning to the driver. For this purpose, the camera systems are installed at the rear of the vehicle and / or in the area of the vehicle front.

Bei den Kamerasystemen handelt es sich regelmäßig um digitale Kamerasysteme, die eine Auswerteelektronik zur Bilderfassung umfassen. Die Auswerteelektronik weist herkömmlicherweise einen (Bilderfassungs-)Sensor (regelmäßig ein sogenannter CCD-Chip) auf, mittels dessen auf den Sensor auftreffende Strahlung (meist Licht im sichtbaren und ggf. angrenzenden nicht sichtbaren Spektralbereich) in elektrische Signale umgewandelt wird. Die Bildqualität des Sensors, d. h. insbesondere dessen Messgenauigkeit im Hinblick auf die einfallende Lichtintensität, hängt dabei häufig von der Betriebstemperatur des Sensors ab. Häufig führt bei einer hohen Sensortemperatur bereits eine verhältnismäßig geringe Lichtintensität zur Überbelichtung des Sensors, so dass eine Auswertung des erfassten Bilds nahezu unmöglich wird. Dadurch wird wiederum die Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs verringert, da sich Fahrer häufig auf die zur Verfügung gestellten Fahrerassistenzsysteme verlassen.The camera systems are regularly digital camera systems, which include evaluation electronics for image acquisition. The transmitter conventionally has an (image acquisition) sensor (usually a so-called CCD chip), by means of which the radiation incident on the sensor (usually light in the visible and possibly adjacent non-visible spectral range) is converted into electrical signals. The image quality of the sensor, d. H. in particular its accuracy of measurement with regard to the incident light intensity, often depends on the operating temperature of the sensor. Frequently, at a high sensor temperature, a comparatively low light intensity already leads to overexposure of the sensor, so that an evaluation of the acquired image is almost impossible. This in turn reduces the operational safety of the motor vehicle, since drivers often rely on the driver assistance systems made available.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebsstabilität eines Kamerasystems für ein Kraftfahrzeug zu verbessern.The invention has for its object to improve the operational stability of a camera system for a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kamerasystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.This object is achieved by a camera system with the features of claim 1. Advantageous and partly inventive embodiments and further developments of the invention are set forth in the dependent claims and the description below.

Das erfindungsgemäße Kamerasystem für ein (Kraft-)Fahrzeug umfasst eine Auswerteelektronik sowie Mittel zum Schutz der Auswerteelektronik gegen Überhitzung.The camera system according to the invention for a (power) vehicle comprises evaluation electronics as well as means for protecting the evaluation electronics against overheating.

Die Mittel zum Schutz der Auswerteelektronik gegen Überhitzung sind dabei insbesondere derart ausgebildet, dass die Auswerteelektronik im bestimmungsmäßigen Betrieb des Kamerasystems, d. h. unter gewöhnlichen Umständen, vor Überhitzung geschützt ist. Im bestimmungsgemäßen Betrieb wird die Auswerteelektronik insbesondere durch Strahlungsabsorption erwärmt. Unter „Überhitzung” wird hier und im Folgenden folglich eine übermäßige Erwärmung der Auswerteelektronik, insbesondere eines dieser zugeordneten lichtsensitiven Sensors verstanden, die zu einer Fehlfunktion wie beispielsweise eine verringerte Auflösung, Überbelichtung (oder „Übersteuern”, in diesem Fall wird der Sensor nahezu „blind”) oder gar zu einem Schaden der Auswerteelektronik führen kann.The means for protecting the evaluation against overheating are in particular designed such that the transmitter in the intended operation of the camera system, d. H. under normal circumstances, is protected against overheating. In normal operation, the transmitter is heated in particular by radiation absorption. By "overheating" is here and below consequently understood to be an excessive heating of the evaluation electronics, in particular of a light-sensitive sensor associated therewith, resulting in a malfunction such as a reduced resolution, overexposure (or "oversteer", in which case the sensor becomes almost "blind ") Or even cause damage to the transmitter.

Im bestimmungsgemäßen Einbauzustand in dem Fahrzeug ist das Kamerasystem vorzugsweise als Rückfahrkamera (zur Unterstützung von Rangiermanövern) im Bereich eines Heckklappenspoilers eingebaut, bspw. in einen solchen integriert. Zusätzlich oder alternativ ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Kamerasystem im vorderen Bereich des Fahrzeugs, z. B. zur Beobachtung von quer zum Fahrzeug liegenden Bereichen in den vorderen Kotflügeln oder zur Erfassung der Verkehrssituation vor dem Fahrzeug, in einer Rückspiegelhalterung oder im Bereich des vorderen Nummernschilds eingebaut ist.In the intended installation state in the vehicle, the camera system is preferably installed as a reversing camera (to support shunting maneuvers) in the area of a tailgate spoiler, for example. Integrated in such. Additionally or alternatively, it is conceivable within the scope of the invention that the camera system in the front region of the vehicle, for. B. for the observation of transverse to the vehicle areas in the front fenders or for detecting the traffic situation in front of the vehicle, is installed in a rearview mirror mount or in the front license plate area.

Durch die Mittel zum Schutz der Auswerteelektronik vor Überhitzung kann im bestimmungsgemäßen Betrieb des Kamerasystems das Risiko, dass die Auswerteelektronik überhitzt, vorteilhafterweise verringert werden. Dies ermöglicht eine besonders stabile, hohe Bildqualität des Kamerasystems und führt somit auch zu einer Verbesserung der Betriebssicherheit des Fahrzeugs.By the means for protecting the transmitter from overheating, the risk that the transmitter overheats can be advantageously reduced during normal operation of the camera system. This allows a particularly stable, high image quality of the camera system and thus also leads to an improvement in the operational safety of the vehicle.

Zweckmäßigerweise umfasst das Kamerasystem eine Optik zur Lenkung und Formung der einfallenden Strahlung, um eine möglichst vollflächige Ausleuchtung und scharfe Belichtung des Sensors zu erreichen. Die Optik weist insbesondere ein Linsensystem auf, das aus einer optischen Linse oder mehreren solchen Linsen (beispielsweise Sammel- und/oder Kollimatorlinsen) gebildet ist. Vorzugsweise weist die Optik zusätzlich eine Deckscheibe (auch als Abdeckglas bezeichnet) zum Schutz des Linsensystems sowie der Auswerteelektronik vor Verschmutzung auf.Expediently, the camera system comprises an optical system for guiding and shaping the incident radiation, in order to achieve illumination of the sensor which is as full as possible over the entire surface and sharp exposure. In particular, the optics has a lens system which is formed from one or more such lenses (for example collection lenses and / or collimator lenses). Preferably, the optic additionally has a cover plate (also referred to as covering glass) for protecting the lens system and the evaluation electronics from contamination.

In einer vorteilhaften Ausführung sind die Mittel zum Schutz der Auswerteelektronik vor Überhitzung in die Optik integriert. In diesem Fall umfasst die Optik als Mittel zum Schutz ein Sperrfilter für einen Teil der einfallenden Strahlung. Mittels des Sperrfilters wird dieser Teil der Strahlung geblockt. Somit trifft vorteilhafterweise insgesamt eine verringerte Strahlungsintensität auf die Auswerteelektronik, insbesondere den Sensor, auf, so dass die Auswerteelektronik einer entsprechend geringeren Erwärmung ausgesetzt ist.In an advantageous embodiment, the means for protecting the transmitter from overheating are integrated into the optics. In this case, the optics as a means of protection comprises a barrier filter for a portion of the incident radiation. By means of the blocking filter this part of the radiation is blocked. Thus, advantageously, overall, a reduced radiation intensity strikes the evaluation electronics, in particular the sensor, so that the Evaluation is exposed to a correspondingly lower heating.

In einer zweckmäßigen Ausführungsvariante ist das Sperrfilter dabei dazu eingerichtet, die gesamte Strahlungsintensität (nachfolgend kurz: Gesamtintensität) des einfallenden Lichts spektral unabhängig zu verringern. In diesem Fall wird die einfallende Strahlung somit in allen relevanten Spektralbereichen zumindest näherungsweise homogen abgeschwächt. Das Sperrfilter ist hierfür vorzugsweise aus einem (insbesondere grau) eingefärbten Material (Glas oder transparenter Kunststoff wie z. B. PMMA, PC oder COC) mit einem ausgewählten, unveränderlichen Tönungswert (vergleichbar einer herkömmlichen Sonnenbrille) gebildet. Dadurch kann auf einfache Weise auch eine Überbelichtung (und somit Übersteuerung) der Auswerteelektronik verhindert werden.In an expedient embodiment variant, the blocking filter is in this case configured to reduce the total radiation intensity (in the following short: total intensity) of the incident light spectrally independently. In this case, the incident radiation is thus at least approximately homogeneously attenuated in all relevant spectral ranges. For this purpose, the barrier filter is preferably formed from a (in particular gray) colored material (glass or transparent plastic such as PMMA, PC or COC) with a selected, unchanging tint value (comparable to conventional sunglasses). As a result, overexposure (and thus overloading) of the evaluation electronics can be prevented in a simple manner.

Um Schwankungen der auf die Auswerteelektronik auftreffenden Strahlungsintensität unabhängig von der Beleuchtungssituation, also unabhängig von dem Bewölkungsgrad des Himmels und/oder von der Tageszeit, möglichst gering halten zu können, ist das Sperrfilter in besonders vorteilhafter Ausführung selbsttönend („phototrop”) ausgebildet. Das heißt, dass der Tönungswert und damit die Absorption des Sperrfilters abhängig von der einfallenden Strahlungsintensität, insbesondere der UV-Strahlungsintensität sind. Mit zunehmender (UV-)Strahlungsintensität dunkelt das Sperrfilter also stärker ab, so dass ein größerer Teil der einfallenden Strahlung von dem Sperrfilter absorbiert wird.In order to be able to keep fluctuations in the intensity of radiation impinging on the evaluation unit as low as possible irrespective of the lighting situation, ie irrespective of the degree of cloudiness of the sky and / or the time of day, the notch filter is embodied in a particularly advantageous embodiment in a "phototropic" manner. This means that the tint value and thus the absorption of the notch filter are dependent on the incident radiation intensity, in particular the UV radiation intensity. With increasing (UV) radiation intensity, the blocking filter thus darkens more sharply, so that a larger part of the incident radiation is absorbed by the blocking filter.

In alternativer Ausführungsvariante ist das Sperrfilter dazu eingerichtet, selektiv einen ausgewählten Spektralbereich der einfallenden Strahlung, vorzugsweise Strahlungsanteile mit Wellenlängen im Infrarot-Spektrum (auch: Infrarotstrahlung), vollständig zu blocken oder zumindest in ihrer Intensität signifikant zu verringern. Somit wird die Erwärmung der Auswerteelektronik auf besonders effektive Weise reduziert. Für kurzwelligere Strahlung, insbesondere für sichtbares Licht, ist das Sperrfilter aber zweckmäßigerweise durchlässig.In an alternative embodiment variant, the blocking filter is set up to selectively block a selected spectral range of the incident radiation, preferably radiation components with wavelengths in the infrared spectrum (also: infrared radiation), or at least significantly reduce their intensity. Thus, the heating of the transmitter is reduced in a particularly effective manner. For short-wave radiation, in particular for visible light, the barrier filter is expediently permeable.

In vorstehend beschriebener Ausführung ist das Sperrfilter insbesondere dazu eingerichtet, die Strahlung in dem ausgewählten Spektralbereich (also die Infrarotstrahlung) zu absorbieren. Vorzugsweise weist das Sperrfilter hierbei einen festen Absorptionswert auf. Alternativ kann das Sperrfilter im Rahmen der Erfindung für diesen Spektralbereich auch phototrop ausgeführt sein.In the embodiment described above, the notch filter is particularly adapted to absorb the radiation in the selected spectral range (ie the infrared radiation). In this case, the blocking filter preferably has a fixed absorption value. Alternatively, in the context of the invention, the notch filter can also be made phototropic for this spectral range.

Um eine übermäßige Erwärmung des Sperrfilters aufgrund der Strahlungsabsorption zu vermeiden, ist das Sperrfilter in zweckmäßiger Ausführung der Erfindung thermisch leitfähig mit einer Wärmesenke gekoppelt. Durch die Entwärmung des Sperrfilters wird einer temperaturabhängigen Änderung der optischen Eigenschaften des Sperrfilters entgegengewirkt, wodurch wiederum die Bildqualität des Kamerasystems stabilisiert wird. Bei der Wärmesenke handelt es sich beispielsweise um einen Kühlkörper oder eine andere hinreichend große „thermische Masse” wie beispielsweise ein Gehäuse des Kamerasystems (das im bestimmungsgemäßen Einbauzustand zweckmäßigerweise wiederum thermisch leitfähig mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist).In order to avoid excessive heating of the barrier filter due to the radiation absorption, the barrier filter in an expedient embodiment of the invention is thermally coupled to a heat sink. The cooling of the blocking filter counteracts a temperature-dependent change in the optical properties of the blocking filter, which in turn stabilizes the image quality of the camera system. The heat sink is, for example, a heat sink or another sufficiently large "thermal mass" such as, for example, a housing of the camera system (which, in the intended installation state, is expediently in turn thermally coupled to the vehicle body).

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Sperrfilter derart ausgebildet, dass der (zu blockende) Teil der einfallenden Strahlung – insbesondere der ausgewählte Spektralbereich – reflektiert wird. In diesem Fall ist das Sperrfilter vorzugsweise als teildurchlässige Verspiegelung ausgebildet. Diese ist insbesondere zur Reflektion von Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) eingerichtet. Durch die Reflektion kann auf einfache Weise verhindert werden, dass das Sperrfilter selbst durch Absorption der zu blockenden Strahlung übermäßig erwärmt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the notch filter is designed such that the (to be blocked) part of the incident radiation - in particular the selected spectral range - is reflected. In this case, the barrier filter is preferably formed as a partially transparent mirror coating. This is especially adapted for the reflection of heat radiation (infrared radiation). The reflection can be prevented in a simple manner that the barrier filter itself is excessively heated by absorption of the radiation to be blocked.

Im Rahmen der Erfindung ist es grundsätzlich denkbar, dass das Sperrfilter als separates Bauteil (beispielsweise als zusätzliche Scheibe) der Optik ausgeführt ist. Für den Fall, dass die Optik die Deckscheibe aufweist, ist in einer zweckmäßigen Ausführung aber die Deckscheibe als Sperrfilter ausgebildet (im Fall des absorbierenden Sperrfilters) oder das Sperrfilter ist als Verspiegelung (schichtartig) auf die Deckscheibe aufgebracht. In einer alternativen Ausführung ist das Sperrfilter in das Linsensystem der Optik integriert. Hierbei ist die Linse oder wenigstens eine der Linsen des Linsensystems absorbierend für den zu blockenden Spektralbereich ausgebildet oder aber mit einer diesen Spektralbereich reflektierenden Schicht ausgestattet. In letzterem Fall kann optional die Deckscheibe der Optik auch entfallen. Durch beide Ausführungen wird vorteilhafterweise eine kompakte Bauform des Kamerasystems ermöglicht.In the context of the invention, it is basically conceivable that the blocking filter is designed as a separate component (for example, as an additional disk) of the optics. In the event that the optics has the cover disk, however, in an expedient embodiment, the cover disk is designed as a barrier filter (in the case of the absorbing barrier filter) or the barrier filter is applied as a mirror coating (layer-like) on the cover disk. In an alternative embodiment, the barrier filter is integrated into the lens system of the optics. In this case, the lens or at least one of the lenses of the lens system is designed to be absorbent for the spectral range to be blocked or else provided with a layer reflecting this spectral range. In the latter case optionally the cover of the optics can be omitted. Both versions advantageously allow a compact design of the camera system.

In einer weiteren alternativen Ausführung der Erfindung umfasst das Kamerasystem als Mittel zum Schutz gegen Überhitzung der Auswerteelektronik eine Fluidleitung, in der eine Flüssigkeit geführt ist. Die Fluidleitung ist dabei vorteilhafterweise thermisch leitfähig mit der Auswerteelektronik, insbesondere mit dem Sensor gekoppelt.In a further alternative embodiment of the invention, the camera system as means for protection against overheating of the evaluation electronics comprises a fluid line in which a liquid is guided. The fluid line is advantageously thermally conductive with the transmitter, in particular coupled to the sensor.

Besonders bevorzugt bildet die Fluidleitung im bestimmungsgemäßen Einbauzustand des Kamerasystems in dem Fahrzeug einen Teil einer Leitung einer Scheibenwaschanlage des Fahrzeugs. Somit ist als Flüssigkeit die Scheibenwaschflüssigkeit an der Auswerteelektronik vorbei geführt und bildet dabei eine Wärmesenke für die von der Auswerteelektronik abgegebene Wärme. Vorzugsweise ist dabei die Fluidleitung in das Kamerasystem integriert und weist Verbindungsstellen (Kopplungsstücke) auf, an denen beim Einbau des Kamerasystems die Leitung der Scheibenwaschanlage mit der Fluidleitung gekoppelt wird. Die Kühlung der Auswerteelektronik mittels Scheibenwaschflüssigkeit ist insbesondere beim Einsatz des Kamerasystems als Rückfahrkamera besonders zweckmäßig, da das Kamerasystem am Heck des Fahrzeugs regelmäßig in der Nähe der Scheibenwaschdüsen für die Heckscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist, so dass die Zuführung der Leitung zu dem Kamerasystem besonders einfach ist.Particularly preferably, the fluid line forms in the intended installation state of the camera system in the vehicle part of a line of a windscreen washer system of the vehicle. Thus, as a liquid, the windshield washer fluid passed to the transmitter and thereby forms a heat sink for the heat emitted by the transmitter. Preferably is the fluid line integrated into the camera system and has connection points (coupling pieces), at which the installation of the camera system, the line of the windscreen washer system is coupled to the fluid line. The cooling of the transmitter by means of windshield washer fluid is especially useful when using the camera system as a reversing camera, since the camera system is arranged at the rear of the vehicle regularly near the windshield washing nozzles for the rear window of the vehicle, so that the supply of the line to the camera system is particularly simple ,

Im Rahmen der Erfindung ist es dabei denkbar, dass das Kamerasystem eine von der Scheibenwaschanlage separate Umwälzung für die Scheibenwaschflüssigkeit aufweist, mittels derer zumindest ein Teil der Scheibenwaschflüssigkeit im Bereich des Kamerasystems umgewälzt und somit die Wärmeabfuhr begünstigt wird.In the context of the invention, it is conceivable that the camera system has a separate from the windscreen washer circulation for the windshield washer, by means of which at least a portion of the windscreen washer fluid circulates in the camera system and thus the heat dissipation is favored.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin ebenfalls denkbar, dass das Kamerasystem eine oder mehrere Aufnahmen aufweist, mittels derer die Leitung der Scheibenwaschanlage im bestimmungsgemäßen Einbauzustand an dem Kamerasystem oder durch dieses hindurch geführt ist. Dadurch kann die Auswerteelektronik des Kamerasystems mittels der Scheibenwaschflüssigkeit gekühlt werden, ohne dass deren Leitung unterbrochen zu werden braucht.In the context of the invention, it is also conceivable that the camera system has one or more shots, by means of which the management of the windscreen washer system is guided in the intended installation state on the camera system or through it. As a result, the evaluation electronics of the camera system can be cooled by means of the windshield washer fluid, without the need for interrupting the line.

Ferner ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Kamerasystem sowohl das Sperrfilter als auch die Fluidleitung aufweist.Furthermore, it is conceivable within the scope of the invention that the camera system has both the blocking filter and the fluid line.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 in schematischer Darstellung ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Auswerteelektronik, einer Optik und Mitteln zum Schutz der Auswerteelektronik gegen Überhitzung, und 1 a schematic representation of a camera system for a motor vehicle with an evaluation, an optic and means for protecting the transmitter against overheating, and

2 und 3 in Ansicht gemäß 1 jeweils ein alternatives Ausführungsbeispiel des Kamerasystems. 2 and 3 in view according to 1 in each case an alternative embodiment of the camera system.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are always provided with the same reference numerals in all figures.

In 1 ist ein Kamerasystem 1 für ein (Kraft-)Fahrzeug dargestellt. Von dem Fahrzeug ist aus darstellungstechnischen Gründen lediglich ein ausschnitthafter Teil einer Fahrzeugaußenhaut 2 gezeigt. Das Kamerasystem 1 umfasst ein (Kamera-)Gehäuse 3, eine Auswerteelektronik 4 und eine Optik 5. Die Auswerteelektronik 4 und die Optik 5 sind dabei in dem Gehäuse 3 angeordnet. Die Auswerteelektronik 4 weist zur Detektion von durch die Optik 5 einfallender Strahlung im sichtbaren Spektralbereich einen Sensor(-Chip) 6 auf, der auch als CCD-Chip bezeichnet ist. Um das von der Umgebung des Fahrzeugs reflektierte Licht unter möglichst flächiger Ausleuchtung des Sensors 6 auf diesen zu projizeren, umfasst die Optik 5 ein Linsensystem 10, das im vorliegenden Fall eine Zerstreuungslinse 11 und eine Sammellinse 12 aufweist. Des Weiteren umfasst die Optik 5 eine Deckscheibe 13 zum Schutz des Linsensystems 10 vor Verschmutzung.In 1 is a camera system 1 represented for a (force) vehicle. Of the vehicle is for illustrative technical reasons, only a fragmentary part of a vehicle outer skin 2 shown. The camera system 1 includes a (camera) housing 3 , an evaluation 4 and an optic 5 , The evaluation electronics 4 and the optics 5 are in the case 3 arranged. The evaluation electronics 4 points to the detection of the optics 5 incident radiation in the visible spectral range a sensor (chip) 6 on, which is also referred to as a CCD chip. To the light reflected from the environment of the vehicle under as wide as possible illumination of the sensor 6 to project on this, includes the optics 5 a lens system 10 , which in the present case a diverging lens 11 and a condenser lens 12 having. Furthermore, the look includes 5 a cover disk 13 to protect the lens system 10 against pollution.

Im Betrieb des Kamerasystem 1 fällt Licht durch die Optik 5 auf den Sensor 6. Dieser umfasst eine Anzahl von matrixartig angeordneten (Einzel-)Detektorelementen („Bildpunkte” oder „Pixel”). In letzteren werden durch die einfallenden Photonen des Lichts elektrische Ladungen erzeugt, die anschließend mittels einer Schaltung ausgelesen und zur Erzeugung eines elektronischen Bildsignals herangezogen werden. Dabei erwärmt sich der Sensor 6. Einen zusätzlichen und nicht zu vernachlässigenden Teil der Erwärmung erfährt der Sensor 6 aber durch die in dem einfallenden natürlichen (Sonnen-)Licht enthaltene Strahlung im infraroten Spektralbereich (Wärmestrahlung). Mit zunehmender Temperatur des Sensors 6 und der nachgeordneten Schaltungen (z. B. ein Mikroprozessor oder dergleichen) ändert sich allerdings die (Mess-)Genauigkeit der Auswerteelektronik 4, wodurch die Qualität des erfassten Bildes abnimmt.In operation of the camera system 1 light falls through the optics 5 on the sensor 6 , This comprises a number of (single) detector elements ("pixels" or "pixels") arranged in a matrix. In the latter, electrical charges are generated by the incident photons of the light, which are then read out by means of a circuit and used to generate an electronic image signal. The sensor heats up 6 , An additional and not negligible part of the heating is experienced by the sensor 6 but by the radiation contained in the incident natural (solar) light in the infrared spectral range (heat radiation). With increasing temperature of the sensor 6 and the downstream circuits (eg, a microprocessor or the like), however, changes the (measurement) accuracy of the evaluation 4 , whereby the quality of the captured image decreases.

Um die Erwärmung des Sensors 6 zu reduzieren, weist das Kamerasystem 1 Mittel zum Schutz der Auswerteelektronik 4 und des Sensors 6 gegen Überhitzung auf. Diese Mittel sind im Ausführungsbeispiel nach 1 als Teil der Optik 5, nämlich als Sperrfilter 15 ausgeführt. Dieses Sperrfilter 15 ist in die Deckscheibe 13 integriert. Die Deckscheibe 13 ist dabei durch ein selbsttönendes (sogenanntes phototropes) Material gebildet, das bei zunehmender Strahlungsintensität des einfallenden Lichts – insbesondere bei zunehmender UV-Strahlung – dunkler (opaker) wird und somit eine größere Lichtmenge absorbiert. Dadurch gelangt insgesamt eine geringere Lichtmenge bis zu dem Sensor 6, so dass dieser auch weniger erwärmt wird. Um eine übermäßige Erwärmung der Deckscheibe 13 durch die absorbierte Strahlung zu verhindern, ist die Deckscheibe 13 mit einem als Wärmesenke dienenden Kühlkörper 17 thermisch leitfähig gekoppelt. Dieser Kühlkörper 17 ist als Teil des Gehäuses 3 ausgebildet.To the warming of the sensor 6 reduce, the camera system 1 Means for protecting the transmitter 4 and the sensor 6 against overheating. These means are in the embodiment according to 1 as part of the look 5 , namely as a blocking filter 15 executed. This blocking filter 15 is in the cover disk 13 integrated. The cover disk 13 is formed by a self-tinting (so-called phototropic) material, which becomes darker (opaque) with increasing radiation intensity of the incident light - in particular with increasing UV radiation - and thus absorbs a larger amount of light. This results in a total of a smaller amount of light up to the sensor 6 , so that it is less heated. To prevent excessive heating of the cover disk 13 By preventing the absorbed radiation is the cover disk 13 with a heat sink serving as a heat sink 17 coupled thermally conductive. This heat sink 17 is as part of the housing 3 educated.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel, das ebenfalls anhand 1 erläutert wird, ist das Sperrfilter 15 als reflektierende Schicht auf die Deckscheibe 13 aufgebracht. Das Sperrfilter 15 ist dabei derart ausgebildet, dass der – von der Umgebung des Fahrzeugs auf die Deckscheibe 13 auftreffende – Wärmestrahlungsanteil der einfallenden Strahlung spektralselektiv reflektiert wird. Für sichtbares Licht ist das Sperrfilter 15 dagegen durchlässig.In an alternative embodiment, which is also based on 1 is explained, is the notch filter 15 as a reflective layer on the cover disk 13 applied. The blocking filter 15 is designed such that - from the environment of the vehicle to the cover disk 13 impinging - heat radiation portion of the incident radiation is spectrally selectively reflected. For visible light is the blocking filter 15 on the other hand permeable.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das Sperrfilter 15 in eine Linse des Linsensystems 10 integriert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Linsensystem 10 nur die Sammellinse 12. Andere Ausführungen des Linsensystems 10 mit mehreren Linsen und/oder anderen Linsenformen sind aber im Rahmen der Erfindung ebenfalls denkbar. Die Sammellinse 12 ist hierbei aus phototropen Material gebildet. Zur Wärmeableitung ist die Sammellinse 12 mit dem Kühlkörper 17 thermisch leitfähig gekoppelt.In a further embodiment according to 2 is the blocking filter 15 into a lens of the lens system 10 integrated. In the illustrated embodiment, the lens system comprises 10 only the condenser lens 12 , Other versions of the lens system 10 but with multiple lenses and / or other lens shapes are also conceivable within the scope of the invention. The condenser lens 12 is formed of photochromic material. For heat dissipation is the condensing lens 12 with the heat sink 17 coupled thermally conductive.

In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das Sperrfilter 15 als Wärmestrahlung spektralselektiv reflektierende (spiegelnde) Schicht auf die Sammellinse 12 aufgebracht, so dass die Wärmestrahlung zur Umgebung des Fahrzeugs zurück geworfen wird.In a further alternative embodiment according to 2 is the blocking filter 15 as heat radiation spectrally selective reflecting (reflecting) layer on the convergent lens 12 applied, so that the heat radiation is thrown back to the environment of the vehicle.

In einem wiederum alternativen Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst das Kamerasystem 1 als Mittel zum Schutz gegen Überhitzung eine Fluidleitung 20, die zur Kühlung des Sensors 6 und der Auswerteelektronik 4 dient. Diese Fluidleitung 20 ist rückseitig zu dem Sensor 6 thermisch leitfähig mit diesem gekoppelt. Im bestimmungsgemäßen Einbauzustand in dem Fahrzeug ist die Fluidleitung 20 außerdem mit einer Leitung einer Scheibenwaschanlage gekoppelt (nicht näher dargestellt), so dass Scheibenwaschflüssigkeit als Kühlmedium durch die Fluidleitung 20 geführt ist. Zur Kopplung mit der Leitung der Scheibenwaschanlage weist die Fluidleitung 20 jeweils endseitig zwei Kopplungsstücke 22 auf.In a turn alternative embodiment according to 3 includes the camera system 1 as a means of protection against overheating a fluid line 20 used to cool the sensor 6 and the transmitter 4 serves. This fluid line 20 is back to the sensor 6 thermally conductive coupled with this. In the intended installation state in the vehicle, the fluid line 20 also coupled to a line of a windscreen washer system (not shown in detail), so that windshield washer fluid as a cooling medium through the fluid line 20 is guided. For coupling with the line of the windscreen washer system, the fluid line 20 each end two coupling pieces 22 on.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.The object of the invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description. In particular, the individual features of the invention described with reference to the various exemplary embodiments and their design variants can also be combined with one another in a different manner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kamerasystemcamera system
22
FahrzeugaußenhautVehicle shell
33
Kameragehäusecamera housing
44
Auswerteelektronikevaluation
55
Optikoptics
66
Sensorchipsensor chip
1010
Linsensystemlens system
1111
Zerstreuungslinsediverging lens
1212
Sammellinseconverging lens
1313
Deckscheibecover disc
1515
Sperrfiltercut filter
1717
Kühlkörperheatsink
2020
Fluidleitungfluid line
2222
Kopplungsstückcoupling piece

Claims (9)

Kamerasystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Auswerteelektronik (4) und mit Mitteln zum Schutz (15, 20) der Auswerteelektronik (4) gegen Überhitzung.Camera system ( 1 ) for a motor vehicle, with evaluation electronics ( 4 ) and means of protection ( 15 . 20 ) of the evaluation electronics ( 4 ) against overheating. Kamerasystem (1) nach Anspruch 1, mit einer Optik (5), die als Mittel zum Schutz der Auswerteelektronik (4) gegen Überhitzung ein Sperrfilter (15) für einen Teil der einfallenden Strahlung aufweist.Camera system ( 1 ) according to claim 1, with an optic ( 5 ), which serve as a means of protecting the evaluation electronics ( 4 ) against overheating a blocking filter ( 15 ) for a portion of the incident radiation. Kamerasystem (1) nach Anspruch 2, wobei das Sperrfilter (15) phototrop ausgebildet ist.Camera system ( 1 ) according to claim 2, wherein the blocking filter ( 15 ) is formed phototropically. Kamerasystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Sperrfilter (15) derart ausgebildet ist, dass als Teil der Strahlung spektralselektiv ein ausgewählter Spektralbereich, insbesondere Infrarotstrahlung, absorbiert wird.Camera system ( 1 ) according to claim 2 or 3, wherein the blocking filter ( 15 ) is formed such that as part of the radiation spectrally selective a selected spectral range, in particular infrared radiation, is absorbed. Kamerasystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Sperrfilter (15) thermisch leitfähig mit einer Wärmesenke (17) gekoppelt ist.Camera system ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, wherein the blocking filter ( 15 ) thermally conductive with a heat sink ( 17 ) is coupled. Kamerasystem (1) nach Anspruch 2, wobei das Sperrfilter (15) derart ausgebildet ist, dass der Teil der einfallenden Strahlung, insbesondere ein ausgewählter Spektralbereich, reflektiert wird.Camera system ( 1 ) according to claim 2, wherein the blocking filter ( 15 ) is designed such that the part of the incident radiation, in particular a selected spectral range, is reflected. Kamerasystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Optik (5) wenigstens eine Linse (11, 12) aufweist, wobei das Sperrfilter (15) in die Linse (11, 12) oder eine der Linsen (11, 12) integriert ist.Camera system ( 1 ) according to one of claims 2 to 6, wherein the optics ( 5 ) at least one lens ( 11 . 12 ), wherein the blocking filter ( 15 ) in the lens ( 11 . 12 ) or one of the lenses ( 11 . 12 ) is integrated. Kamerasystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei als Mittel zum Schutz der Auswerteelektronik (4) gegen Überhitzung eine Fluidleitung (20) thermisch leitfähig mit der Auswerteelektronik (4) gekoppelt ist.Camera system ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, wherein as means for protecting the evaluation ( 4 ) against overheating a fluid line ( 20 ) thermally conductive with the transmitter ( 4 ) is coupled. Kamerasystem (1) nach Anspruch 8, wobei die Fluidleitung (20) einen Teil einer Leitung einer Scheibenwaschanlage des Kraftfahrzeugs bildet.Camera system ( 1 ) according to claim 8, wherein the fluid line ( 20 ) forms part of a line of a windscreen washer system of the motor vehicle.
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