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Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftwagen mit einem derartigen Kamerasystem.
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Bei der Montage einer Kamera hinter einer Windschutzscheibe, welche in Fahrtrichtung ausgerichtet ist, kann es zu störenden Reflektionen des Armaturenbretts in der Windschutzscheibe kommen. Diese Reflektionen treten vor allem bei Sonneneinstrahlung auf und machen sich als störende Geisterbilder im Bild der Kamera bemerkbar. Hierdurch wird der optische Eindruck bei der Anzeige des mittels der Kamera aufgezeichneten Bildes erheblich verschlechtert. Ebenso wird eine Bildverarbeitung, zum Beispiel im Zuge einer Spur- oder Objekterkennung, erheblich erschwert.
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Um dieser Problematik entgegenzuwirken, werden zum Teil unterhalb der Kamera, also in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Kamera, Streulichtblenden montiert, welche das von dem Armaturenbrett ausgehende störende Licht fernhält, so dass es zu keinen Reflektionen in der Windschutzscheibe kommen kann. Nachteilig bei derartigen Lösungen ist vor allem die notwendige Größe derartiger Streulichtblenden. Je nach Öffnungswinkel der Kamera und der Neigung der Windschutzscheibe fällt eine derartige Streulichtblende sehr groß aus. Dies ist insbesondere bei Kameras mit großem Öffnungswinkel, die zum Beispiel für Augmented Reality Anwendungen benötigt werden, und bei Fahrzeugen mit besonders flacher Windschutzscheibe, wie beispielsweise bei Coupes oder auch bei vielen Limousinen, der Fall. Hierdurch wird ein großer Teil der Windschutzscheibe verdeckt, wodurch die Sicht des Fahrers erheblich eingeschränkt wird, insbesondere auch auf Ampelanlagen.
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Aus der
DE 10 2009 026 463 A1 ist ein gattungsgemäßes Kamerasystem für einen Kraftwagen als bekannt zu entnehmen, welche eine hinter einer Windschutzscheibe eines Kraftwagens anordnenbare Kamera und einen in Aufnahmerichtung vor der Kamera angeordneten Polarisationsfilter aufweist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung bereitzustellen, mittels welcher auf besonders effektive Weise Reflektionen von einem Armaturenbrett eines Kraftwagens, welche einen negativen Einfluss auf eine Kamera haben, verringert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kamerasystem für einen Kraftwagen sowie durch einen Kraftwagen mit einem derartigen Kamerasystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um den störenden Einfluss von an einem Armaturenbrett eines Kraftwagens reflektiertem Licht auf eine hinter einer Windschutzscheibe des Kraftwagens angeordnete Kamera zu verringern, ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass der Polarisationsfilter derart angeordnet ist, dass bei einem im Kraftwagen eingebauten Zustand des Kamerasystems von dem Armaturenbrett des Kraftwagens reflektiertes Licht über den Polarisationsfilter in die Kamera eintritt.
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Erfindungsgemäß wird vor der Kamera also ein Polarisationsfilter angebracht, welcher so ausgerichtet ist, dass das reflektierte Licht des Armaturenbretts vor dem Kameraobjektiv herausgefiltert wird. Durch die Erfindung kann die eingangs erwähnte, benötigte Streulichtblende erheblich verkleinert, insbesondere verkürzt, werden. Hierdurch reduziert sich der benötigte Bauraum für das Kamerasystem hinter der Windschutzscheibe, wobei insbesondere eine hierdurch verdeckte Fläche der Windschutzscheibe erheblich verkleinert wird. Dies führt zu einer wesentlich verbesserten Sicht für den Fahrer. Darüber hinaus ergeben sich weniger Probleme bei einer Zertifizierung eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein derartiges Kamerasystem eingesetzt wird, für welche ein bestimmter Sichtbereich durch die Windschutzscheibe benötigt wird.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kamerasystem eine bei einem im Kraftwagen eingebauten Zustand des Kamerasystems unterhalb der Kamera angeordnete Streulichtblende umfasst, welche derart dimensioniert ist, dass direkt vom Armaturenbrett ausgehendes Licht auf die Streulichtblende trifft. Vorzugsweise wird also eine Art verkürzte Streulichtblende montiert, welche so lang ist, dass kein direktes Licht vom Armaturenbrett in das Kameraobjektiv der Kamera einfällt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kamerasystem eine auf einer Innenseite einer Windschutzscheibe des Kraftwagens angebrachte Schicht, insbesondere eine Metallschicht, aufweist, welche derart angeordnet ist, dass von dem Armaturenbrett reflektiertes Licht auf die Schicht und von dort erst in die Kamera eintritt. Typischerweise können die Reflektionen jedoch nicht vollständig unterdrückt werden, da das reflektierte Licht nicht perfekt polarisiert ist. Daher wird vorzugsweise vorgeschlagen, an der Innenseite der Windschutzscheibe in dem Bereich, in dem die störenden Reflektionen auftreten können, die besagte Schicht aufzutragen, welche die Polarisation der unerwünschten Reflektion vorteilhaft beeinflusst. Die vorzugsweise als dünne Metallschicht aufgetragene Schicht wirkt dabei als sogenannter Drahtgitterpolarisator.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Kamerasystem eine an der Windschutzscheibe des Kraftwagens angebrachte Schicht, insbesondere eine Metallschicht, aufweist, welche derart angeordnet ist, dass von dem Armaturenbrett reflektiertes Licht, welches von dort aus in die Kamera eintritt, vor dem Auftreffen auf dem Armaturenbrett durch die Schicht eintritt. Mit anderen Worten wird vorzugsweise die Windschutzscheibe an der Stelle der Kamera mit einer dünnen Schicht versehen, welche als Polarisator wirkt und das von außen einfallende Licht so polarisiert, dass die Polarisationsrichtung möglichst senkrecht zur Polarisationsrichtung des durch die Reflektion entstehenden Lichts ist. Hierdurch kann der Polarisationsfilter vor dem Kameraobjektiv besonders effizient wirken, da der Kontrast zwischen unerwünschter Reflektion und dem gewünschten Bild der Umgebung durch den Polarisationsfilter vor dem Kameraobjektiv besonders groß wird. Als die dünne Schicht kann hierbei wiederum eine Schicht verwendet werden, welche als Drahtgitterpolarisator wirkt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Polarisationsfilter als ein nematisches Display ausgebildet ist, dessen Ausrichtung elektronisch steuerbar ist. Die Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts kann variabel sein, beispielsweise je nach Einstrahlrichtung der Sonne. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn ein nematisches Display als der Polarisationsfilter eingesetzt wird. Ein solches Display kommt beispielsweise auch in TFT-Displays zum Einsatz und wirkt als Polarisationsfilter, bei dem die Ausrichtung elektronisch gesteuert werden kann. Mit Hilfe einer geeigneten Steuerung oder Regelung wird das nematische Display so angesteuert, dass die Polarisation immer möglichst optimal gewählt wird, wodurch besonders wenige Reflektionen des Armaturenbretts im Kamerabild sichtbar werden. Eine Steuerung oder Regelung kann beispielsweise mit Hilfe einer Bildverarbeitung realisiert werden, bei welcher das aufgenommene Bild der Kamera durch eine Regelungseinheit ausgewertet und das nematische Display dann so angesteuert wird, dass die störenden Reflektionen vermieden werden.
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Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Polarisationsfilter mittels einer elektrischen Verstelleinheit verdrehbar ist. Mit anderen Worten kann anstelle des nematischen Displays ein gewöhnlicher Polarisationsfilter verwendet werden, welcher mit Hilfe einer elektrischen Stelleinheit gedreht werden kann. Auf diese Weise kann ebenso wie mit einem nematischen Display der Polarisationsfilter möglichst optimal ausgerichtet werden, so dass möglichst wenige Reflektionen des Armaturenbretts im Kamerabild sichtbar sind.
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Der erfindungsgemäße Kraftwagen umfasst das erfindungsgemäße Kamerasystem oder eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerasystems.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Seitenansicht auf einen teilweise dargestellten Kraftwagen, bei welchem eine Kamera hinter einer Windschutzscheibe des Kraftwagens angeordnet ist, wobei von einem Armaturenbrett des Kraftwagens reflektiertes Licht schematisch dargestellt ist, welches in die Kamera eintritt; und in
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2 eine weitere schematische Seitenansicht des teilweise dargestellten Kraftwagens, wobei dieser ein Kamerasystem aufweist, bei welchem ein Polarisationsfilter derart in Aufnahmerichtung vor der Kamera angeordnet ist, dass bei dem im Kraftwagen eingebauten Zustand des Kamerasystems von dem Armaturenbrett des Kraftwagens reflektiertes Licht über den Polarisationsfilter in die Kamera eintritt.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei dem in 1 schematisch in einer Seitenansicht gezeigten Kraftwagen 10 ist eine Kamera 12 hinter einer Windschutzscheibe 14 des Kraftwagens 10 angeordnet. Die Kamera 12 ist dabei in Fahrtrichtung ausgerichtet, wobei es bei der hier gezeigten Anordnung zu störenden Reflektionen eines Armaturenbretts 18 des Kraftwagens 10 in der Windschutzscheibe 14 kommen kann, wobei mit dem Bezugszeichen 16 jeweiliges Licht bezeichnet ist, das zu den störenden Reflektionen führt. Diese Reflektionen treten vor allem bei Sonneneinstrahlung auf und machen sich als sehr störende Geisterbilder im Bild der Kamera 12 bemerkbar.
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Hierdurch wird der optische Eindruck bei der Anzeige des Kamerabildes erheblich verschlechtert. In 2 ist in einer schematischen Seitenansicht das erfindungsgemäße Kamerasystem 12 dargestellt. Das erfindungsgemäße Kamerasystem 20 umfasst wiederum die hinter der Windschutzscheibe 14 angeordnete Kamera 12, wobei in Aufnahmerichtung vor der Kamera 12, also in Fahrzeuglängsrichtung vor der Kamera 12, ein Polarisationsfilter 22 angeordnet ist. Der Polarisationsfilter 22 ist dabei derart angeordnet, dass bei dem im Kraftwagen 10 eingebauten Zustand des Kamerasystems 12 von dem wie in 1 schematisch gekennzeichneten Armaturenbrett 18 des Kraftwagens 10 reflektiertes Licht 16 über den Polarisationsfilter 22 in die Kamera 12, genauer in ein hier nicht dargestelltes Objektiv der Kamera 12, eintritt. Mit anderen Worten wird das von dem Armaturenbrett 18 reflektierte Licht 16 vor dem Kameraobjektiv der Kamera 12 herausgefiltert.
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Zusätzlich ist eine Streulichtblende 24 unterhalb der Kamera 12, also in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Kamera 12, montiert, welche so dimensioniert ist, dass kein von dem Armaturenbrett 18 reflektiertes Licht 16 direkt in das Kameraobjektiv der Kamera 12 einfällt. Der Polarisationsfilter 22 und die Streulichtblende 24 verhindern in der in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Anordnung also, dass störende Reflektionen, welche von dem Armaturenbrett 18 an der Windschutzscheibe 14 entstehen, in die Kamera 12 einfallen können.
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Typischerweise können derartige Reflektionen jedoch nicht vollständig unterdrückt werden, da das reflektierte Licht 16 nicht perfekt polarisiert ist. Für diesen Fall kann es vorgesehen sein, dass das Kamerasystem 20 eine auf einer nicht näher bezeichneten Innenseite der Windschutzscheibe 14 angebrachte Schicht 26 in dem Bereich aufweist, in dem die störenden Reflektionen auftreten können, welche die Polarisation der unerwünschten Reflektion vorteilhaft beeinflusst. Die Schicht 26 ist vorzugsweise als dünne Metallschicht 26 ausgebildet und wirkt dabei als Drahtgitterpolarisator.
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Zudem ist es auch möglich, dass die Windschutzscheibe 14 mit einer weiteren hier nicht näher gekennzeichneten Schicht, insbesondere wiederum eine als Drahtgitterpolarisator wirkende Metallschicht, derart versehen wird, dass von dem Armaturenbrett 18 reflektiertes Licht, welches von dort aus in die Kamera 12 eintritt, vor dem Auftreffen auf dem Armaturenbrett 18 durch die Schicht eintritt. Mit anderen Worten wird die Windschutzscheibe 14 an einer derartigen Stelle mit der Schicht versehen, dass das von außen durch die Windschutzscheibe 14 einfallende Licht direkt polarisiert wird, wobei die Polarisationsrichtung möglichst senkrecht zur Polarisationsrichtung des durch die Reflektion entstehenden Lichtes ist. Hierdurch kann der vor der Kamera 12 angeordnete Polarisationsfilter 22 besonders effektiv wirken, da der Kontrast zwischen unerwünschten Reflektionen in dem gewünschten Bild der Umgebung durch den Polarisationsfilter 22 vor dem Kameraobjektiv besonders groß wird.
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Die Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts 16 kann variabel sein, beispielsweise je nach Einstrahlungsrichtung der Sonne. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn der Polarisationsfilter 22 als nematisches Display ausgebildet ist. Nematische Displays kommen auch in TFT-Displays zum Einsatz und wirken als Polarisationsfilter, bei denen die Ausrichtung elektronisch gesteuert werden kann. Mittels einer geeigneten Steuerung oder Regelung wird das nematische Display so angesteuert, dass die Polarisation dabei möglichst optimal gewählt wird, wodurch möglichst wenige Reflektionen der Armaturentafel 18 im Kamerabild sichtbar sind. Eine Steuerung oder Regelung kann beispielsweise mit Hilfe einer Bildverarbeitung realisiert werden, bei welcher das aufgenommene Bild der Kamera 12 durch eine Regelungseinheit ausgewertet und das nematische Display dann so angesteuert wird, dass die störenden Reflexionen minimiert werden.
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Alternativ ist es auch möglich, dass anstelle des nematischen Displays der Polarisationsfilter 22 ein ganz gewöhnlicher Polarisationsfilter ist, welcher mit Hilfe einer hier nicht gezeigten elektrischen Stelleinheit verdrehbar ist. Auf diese Weise kann ebenso wie mit einem nematischen Display der Polarisationsfilter 22 immer möglichst optimal ausgerichtet werden, so dass möglichst wenige Reflektionen des Armaturenbretts 18 im Kamerabild sichtbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Kamera
- 14
- Windschutzscheibe
- 16
- Licht
- 18
- Armaturenbrett
- 20
- Kamerasystem
- 21
- Sichtkegel
- 22
- Polarisationsfilter
- 24
- Streulichtblende
- 26
- Schicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009026463 A1 [0004]
