DE102014214480A1 - Selbstreinigendes kameraobjektiv - Google Patents

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Abstract

Ein Kamerasystem enthält ein Objektiv, das Licht auf einen Bildsensor lenkt, einen Aktuator, der das Objektiv in Schwingungen versetzt, und einen Ladungsgenerator, der eine Oberfläche des Objektivs auflädt. Das Kamerasystem enthält weiterhin einen Controller, der eine Änderung bei der Durchlässigkeit des Objektivs bestimmen und den Aktuator mindestens teilweise auf der Basis der Änderung bei der Durchlässigkeit selektiv aktivieren kann. Das Verfahren beinhaltet: elektrisches Aufladen einer Oberfläche eines Kameraobjektivs; Bestimmen einer Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs, Vergleichen der Änderung bei der Durchlässigkeit mit einem vorbestimmten Schwellwert und selektives Aktivieren eines Aktuators, um das Objektiv in Schwingungen zu versetzen, falls die Änderung bei der Durchlässigkeit über einem vorbestimmten Schwellwert liegt.

Description

  • Kameratechnologie wird in vielen verschiedenen Umgebungen implementiert. Kameras, die für den Außeneinsatz gedacht sind, wie etwa solche außerhalb eines Fahrzeugs oder Gebäudes, können den Elementen, Staub, mineralischen Ablagerungen oder dergleichen ausgesetzt sein. Eine derartige Exposition kann eine Ansammlung von Rückständen bewirken, was die Qualität der von der Kamera aufgenommenen Bilder reduziert. Kameralinsen werden oftmals gereinigt, indem die Rückstände von dem Objektiv gewischt oder abgewaschen werden. Ausgeklügeltere Techniken werden verwendet, um Schmutz von der Innenseite des Kameraobjektivs zu entfernen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Kamerasystems mit einem selbstreinigenden Objektiv.
  • 2 ist eine Perspektivansicht einer Kamera, die mit dem in 1 gezeigten Kamerasystem verwendet werden kann.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht der Kamera von 2.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines weiteren beispielhaften Kamerasystems mit einem selbstreinigenden Objektiv.
  • 5 ist eine Perspektivansicht einer Kamera, die mit dem in 4 gezeigten Kamerasystem verwendet werden kann.
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses, der durch das Kamerasystem implementiert werden kann.
  • Ein beispielhaftes selbstreinigendes Kamerasystem enthält ein Objektiv, das Licht auf einen Bildsensor lenkt, einen Aktuator, der das Objektiv in Schwingungen versetzt, und einen Ladungsgenerator, der eine Oberfläche des Objektivs auflädt. Das Kamerasystem enthält weiterhin einen Controller, der eine Änderung bei der Durchlässigkeit des Objektivs bestimmen und den Aktuator mindestens teilweise auf der Basis der Änderung bei der Durchlässigkeit selektiv aktivieren kann. Das Verfahren beinhaltet: elektrisches Aufladen einer Oberfläche eines Kameraobjektivs; Bestimmen einer Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs, vergleichen der Änderung bei der Durchlässigkeit mit einem vorbestimmten Schwellwert, und selektives Aktivieren eines Aktuators, um das Objektiv in Schwingungen zu versetzen, falls die Änderung bei der Durchlässigkeit über einem vorbestimmten Schwellwert liegt.
  • Das selbstreinigende Kamerasystem kann in vielen verschiedenen Umgebungen verwendet werden, einschließlich Umgebungen mit häufiger Exposition gegenüber den Elementen, Staub, mineralischen Ablagerungen oder dergleichen. Beispielsweise kann das Kamerasystem mit Nutz- oder Personenkraftwagen oder in anderen Implementierungen verwendet werden, wo der Kontakt mit den Elementen, Staub, mineralischen Ablagerungen usw. häufig oder unvermeidbar ist. Zu Beispielen für andere mögliche Implementierungen können Außen- oder Innensicherheitskameras, handgehaltene Kameras (d.h. „Point and Shot“-Kameras, SLR-Kameras, Videokameras usw.), Projektoren, Webcams, Fahrzeugglas, Computerbildschirme, Fernsehgeräte, mobile Einrichtungen einschließlich Handys und Tablet-Computer oder irgendeine andere Einrichtung zählen, wo erwartet wird, dass Licht durch ein allgemein transparentes Medium hindurchtritt.
  • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes Kamerasystem mit einem selbstreinigenden Objektiv. Das System kann viele verschiedene Formen annehmen und mehrere und/oder alternative Komponenten und Vorrichtungen enthalten. Wenngleich beispielhafte Systeme gezeigt sind, sollen die dargestellten beispielhaften Komponenten keine Beschränkung darstellen. Tatsächlich können zusätzliche oder alternative Komponenten und/oder Implementierungen verwendet werden.
  • Wie in 1 dargestellt, enthält das Kamerasystem 100 einen Bildsensor 105, ein Kameraobjektiv 110, einen Aktuator 115, einen Ladungsgenerator 120, einen Lichtsensor 125, eine Heizung 130 und einen Controller 135.
  • Der Bildsensor 105 kann konfiguriert sein zum Aufnehmen eines optischen Bilds, Umwandeln des optischen Bilds in ein digitales Signal und Ausgeben des digitalen Signals. Bei einem möglichen Ansatz kann der Bildsensor 105 ein CCD-Element (Charge-Coupled Device) oder einen CMOS-Aktivpixelsensor (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) enthalten. Der Bildsensor 105 kann ein Farbfilterarray implementieren, wobei jeder Filter rotes, grünes oder blaues Licht durchlässt. Alternativ kann der Bildsensor 105 ein Array von geschichteten Pixelsensoren zum Trennen von Farben von erfasstem Licht verwenden. Bei einigen möglichen Implementierungen kann der Bildsensor 105 konfiguriert sein zum Messen einer Lichtmenge, die durch das Kameraobjektiv 110 hindurchtritt. Der Bildsensor 105 kann weiterhin konfiguriert sein zum Ausgeben eines Signals, das die Lichtmenge darstellt, die durch das Kameraobjektiv 110 hindurchtritt.
  • Das Kameraobjektiv 110 kann konfiguriert sein zum Lenken von Licht auf den Bildsensor 105. Das Kameraobjektiv 110 kann aus einem beliebigen allgemein transparenten Material wie etwa Glas oder einem transparenten Kunststoff wie etwa Polymethylmethacrylat (PMMA), manchmal als „Acrylglas“ bezeichnet, geformt sein. Das Kameraobjektiv 110 kann eine gerundete Gestalt aufweisen, um Licht zum Bildsensor 105 zu lenken. Bei einigen möglichen Ansätzen kann das Kameraobjektiv 110 mit einer allgemein transparenten hydrophoben Beschichtung beschichtet sein, um Flüssigkeiten wie etwa Wasser abzustoßen. Zu Beispielen für hydrophobe Beschichtungen können ein Manganoxid-Polystyrol-(MnO2/PS)Nanocomposit, ein Zinkoxid-Polystyrol-(ZnO/PS)Nanocomposit, abgeschiedenes Calciumcarbonat, eine Kohlenstoffnanoröhrenstruktur oder eine Silziumoxidnanobeschichtung oder irgendeine andere Art von gelbasierter Beschichtung zählen. Die hydrophobe Beschichtung kann auf das Kameraobjektiv 110 aufgebracht werden, indem das Kameraobjektiv 110 in eine flüssige Form des hydrophoben Materials getaucht oder indem die hydrophobe Beschichtung auf das Kameraobjekt 110 gesprüht wird. Es können auch andere Verfahren zum Aufbringen der hydrophoben Beschichtung auf das Kameraobjektiv 110 verwendet werden.
  • Der Aktuator 115 kann konfiguriert sein, das Kameraobjektiv 110 in Schwingungen zu versetzen. Der Aktuator 115 kann ein piezoelektrisches Material enthalten, das schwingt, wenn es einem Spannungspotential ausgesetzt wird. Der Aktuator 115 kann bewirken, dass das Kameraobjektiv 110 mit einer Intensität schwingt, die ausreicht, um Verschmutzung von dem Kameraobjektiv 110 abzuschütteln. Zu Beispielen für Verschmutzung können Staub, Schmutz, Dreck, Schnee, mineralische Ablagerungen, Salz, Wasser oder irgendein anderes Substrat zählen, die sich auf dem Kameraobjektiv 110 ansammeln können.
  • Der Ladungsgenerator 120 kann konfiguriert sein zum Generieren einer positiven elektrischen Ladung oder einer negativen elektrischen Ladung und Anlegen der generierten elektrischen Ladung an die Oberfläche des Kameraobjektivs 110. Bei einigen Implementierungen kann der Ladungsgenerator 120 gemäß einem elastomeren Verbinder verwendet werden, der eine auf eine nichtleitende Schicht 145 gestapelte leitende Schicht 140 aufweist. Die leitende Schicht 140 kann die elektrische Ladung zur Oberfläche des Kameraobjektivs 110 durchlassen. Der Ladungsgenerator 120 kann elektrisch mit der leitenden Schicht 140 verbunden sein, und wenn der Ladungsgenerator 120 eingeschaltet wird, kann die Oberfläche des Kameraobjektivs 110 eine positive oder negative elektrische Ladung aufweisen, mit der Verschmutzung abgestoßen werden kann. Durch Abstoßen der Verschmutzung kann die elektrische Ladung verhindern, dass sich Verschmutzung auf dem Kameraobjektiv 110 ansammelt.
  • Die angelegte Ladung kann zu der Zielverschmutzung, die abgestoßen werden soll, in Beziehung stehen. Beispielsweise weist Staub allgemein möglicherweise eine positive Ladung auf, so dass das Anlegen einer positiven Ladung an die Oberfläche des Kameraobjektivs 110 Staub abstoßen kann. Wenn das Kamerasystem 100 in einem Fahrzeug implementiert wird, kann der Ladungsgenerator 120 die elektrische Ladung immer dann, wenn das Fahrzeug fährt, ständig an die Oberfläche des Kameraobjektivs 110 anlegen. In einigen Fällen kann der Ladungsgenerator 120 eingeschaltet werden, sobald das Fahrzeug gestartet wird, während in anderen Fällen der Ladungsgenerator 120 selektiv aktiviert werden kann, wie etwa, wenn eine bestimmte Art von Verschmutzung, die durch eine elektrische Ladung abgestoßen wird, detektiert wird oder sich auf dem Kameraobjektiv 110 zu sammeln beginnt.
  • Der Lichtsensor 125 kann konfiguriert sein zum Messen einer Menge von Umgebungslicht nahe dem Kamerasystem 100 und insbesondere nahe dem Kameraobjektiv 110. In einigen Fällen kann der Lichtsensor 125 einen Sonnenlastsensor beinhalten, der zum Beispiel auf einem Fahrzeugarmaturenbrett montiert ist. die Menge an Umgebungslicht kann zu der Menge an Sonnenlicht oder Licht von künstlichen Quellen wie etwa inneren oder äußeren Beleuchtungskörpern, im Bereich nahe dem Kameraobjekt 110 in Beziehung stehen. Der Lichtsensor 125 kann konfiguriert sein zum Generieren und Ausgeben eines Signals, das die gemessene Menge an Umgebungslicht darstellt.
  • Die Heizung 130 kann konfiguriert sein zum Generieren einer ausreichenden Wärmemenge, um Schnee oder Eis innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer von dem Kameraobjektiv 110 abzuschmelzen. Die Heizung 130 kann ein Heizelement wie etwa ein resistives Heizelement enthalten, das Wärme generiert, wenn es ein elektrisches Signal geliefert bekommt. Die Heizung 130 kann an oder nahe dem Kameraobjektiv 110 angeordnet sein, um das Kameraobjektiv 110 durch Leitung, Konvektion, Strahlen oder eine Kombination aus diesen Erwärmungsprozessen zu erwärmen.
  • Der Controller 135 kann konfiguriert sein zum Ausgeben von Signalen, die den Betrieb des Bildsensors 105, des Aktuators 115, des Ladungsgenerators 120 und der Heizung 130 beeinflussen. Beispielsweise kann der Controller 135 konfiguriert sein zum Generieren von Signalen, die den Bildsensor 105, den Aktuator 115, den Ladungsgenerator 120, die Heizung 130 oder eine beliebige Kombination aus diesen Einrichtungen aktivieren. Zudem kann der Controller 135 konfiguriert sein zum Generieren von Steuersignalen, die den Betrieb einer oder mehrerer dieser Komponenten des Kamerasystems 100 steuern. In einigen Fällen kann der Controller 135 konfiguriert sein zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen, die von irgendeiner oder mehreren dieser Komponenten des Kamerasystems 100 empfangen werden.
  • Der Controller 135 kann eine beliebige Anzahl an Verarbeitungseinrichtungen enthalten, die konfiguriert sind zum Ausführen von Anweisungen, die den Betrieb des Controllers 135 definieren. Beispielsweise kann der Controller 135 konfiguriert sein zu bestimmen, ob das Kameraobjektiv 110 schmutzig ist, und falls dies der Fall ist, den Aktuator 115, den Ladungsgenerator 120, die Heizung 130 oder eine beliebige Kombination dieser Komponenten selektiv zu aktivieren, um das Kameraobjektiv 110 zu säubern. Bei einer möglichen Implementierung kann der Controller 135 konfiguriert sein, eine Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 zu bestimmen und den Aktuator 115 mindestens teilweise auf der Basis der Änderung bei der Durchlässigkeit selektiv zu aktivieren, in der Regel, wenn das Kameraobjektiv 110 weniger transparent wird.
  • Um die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 zu bestimmen, kann der Controller 135 konfiguriert sein zum Empfangen eines von dem Lichtsensor 125 ausgegebenen Signals, das die Menge an Umgebungslicht in der Umgebung um das Kameraobjektiv 110 herum darstellt, und eines Signals von dem Bildsensor 105, das die Lichtmenge darstellt, die durch das Kameraobjektiv 110 hindurchgetreten ist. Der Controller 135 kann konfiguriert sein zum Vergleichen der durch den Lichtsensor 125 gemessenen Menge an Umgebungslicht mit der von dem Bildsensor 105 empfangenen Lichtmenge, um die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 zu bestimmen. Falls die Menge an Umgebungslicht gleich der von dem Bildsensor 105 empfangenen Lichtmenge ist, kann der Controller 135 konfiguriert sein zu bestimmen, dass das Kameraobjektiv 110 vollständig transparent ist, was bedeutet, dass sich auf dem Kameraobjektiv 110 keine Verschmutzung oder keine Rückstände angesammelt haben. Falls jedoch die von dem Bildsensor 105 empfangene Lichtmenge kleiner ist als die Menge an Umgebungslicht, kann der Controller 135 konfiguriert sein zu bestimmen, dass sich auf dem Kameraobjektiv 110 mindestens etwas Verschmutzung angesammelt hat.
  • Beim Bestimmen der Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 kann der Controller 135 so konfiguriert sein, dass er einen gewissen Unterschied zwischen der Menge an Umgebungslicht und der von dem Bildsensor 105 empfangenen Lichtmenge gestattet, um Faktoren wie etwa Rauschen oder Unvollkommenheiten der zum Ausbilden des Kameraobjektivs 110 verwendeten Materialien zu eliminieren, dass sie nicht die Bestimmung durch den Controller 135 hinsichtlich Durchlässigkeit verzerren. Der Controller 135 kann deshalb so konfiguriert sein, dass er bestimmt, dass ein Unterschied von z.B. 10% oder mehr eine problematische Menge an Anhäufung von Verschmutzung auf dem Kameraobjektiv 110 anzeigt, während ein Unterschied von z.B. weniger als 10% ein ausreichend sauberes Kameraobjektiv 110 anzeigen kann. Dementsprechend kann der Controller 135 so konfiguriert sein, dass er den Unterschied gegenüber einem vorbestimmten Schwellwert (z.B. 10%) vergleicht und auf der Basis des Unterschieds relativ zum vorbestimmten Schwellwert bestimmt, ob die Transparenz des Kameraobjektivs 110 beeinträchtigt worden ist.
  • Wenn die Lichtmenge, die den Bildsensor 105 erreicht, kleiner ist als die Menge an Umgebungslicht, oder wenn der Unterschied den vorbestimmten Schwellwert erreicht oder übersteigt, kann der Controller 135 so konfiguriert sein, dass er den Aktuator 115 aktiviert, das Kameraobjektiv 110 in Schwingungen zu versetzen und mindestens einen Teil der Verschmutzung zu lösen, die sich auf dem Kameraobjektiv 110 angesammelt hat. Der Controller 135 kann so konfiguriert sein, dass er den Aktuator 115 nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder wenn der Unterschied zwischen der Lichtmenge, die den Bildsensor 105 erreicht, etwa gleich dem vorbestimmten Schwellwert oder innerhalb des vorbestimmten Schwellwerts relativ zu der gemessenen Menge an Umgebungslicht liegt, deaktiviert. In einigen Fällen kann der Controller 135 den Aktuator 115 aktivieren, bis die den Bildsensor 105 erreichende Lichtmenge größer ist als die Zeit, während der der Aktuator 115 aktiviert war. Unter Fortsetzung des vorausgegangenen Beispiels kann der Controller 135 den Aktuator 115 aktivieren, wenn der Unterschied zum Beispiel 10% beträgt oder darunter liegt, den Aktuator 115 aber deaktivieren, wenn der Unterschied bei z.B. 5% oder darüber liegt. Wenngleich 10% als ein Beispiel für einen Schwellwert verwendet wird, sind andere Werte möglicherweise angemessener. Beispielsweise kann das Erhöhen des Schwellwerts auf beispielsweise 50% bewirken, dass der Controller 135 den Aktuator 115 weniger häufig aktiviert, als wenn der vorbestimmte Schwellwert auf 10% eingestellt wäre. Eine weitere Berücksichtigung ist die Bildqualität. Das Heruntersetzen des vorbestimmten Schwellwerts (z.B. von 10% auf 50%) kann in Fällen angebracht sein, wenn die Bildqualität weniger wichtig ist oder wenn das Ausmaß an Durchlässigkeit bei 50% den Betrieb des Kamerasystems 100 oder die Verwendung des Kamerasystems 100 durch den Fahrer nicht signifikant beeinträchtigt.
  • 2 ist eine Perspektivansicht einer beispielhaften Kamera 150, die mit dem in 1 gezeigten Kamerasystem 100 verwendet werden kann. Wie dargestellt, enthält die Kamera 150 ein Gehäuse 155 zum Tragen des Bildsensors 105 und des Kameraobjektivs 110. Die leitende Schicht 140 ist auf dem Kameraobjektiv 110 angeordnet, und die nichtleitende Schicht 145 ist auf der leitenden Schicht 140 angeordnet. Wie oben erörtert, ist die leitende Schicht 140 elektrisch mit dem Ladungsgenerator 120 verbunden. Die Bewegung des Aktuators 115 kann direkt auf das Kameraobjektiv 110 oder die nichtleitende Schicht oder das Gehäuse 155, um das Kameraobjektiv 110 indirekt in Schwingungen zu versetzen, übertragen werden. 3 ist eine Querschnittsansicht der beispielhaften Kamera 150 von 2 entlang der Linie 3-3 von 2. Insbesondere zeigt die in 3 gezeigte Kamera 150 ein Beispiel der Beziehung zwischen der leitenden Schicht 140 und der nichtleitenden Schicht 145 relativ zum Kameraobjektiv 110.
  • 4 veranschaulicht Komponenten eines weiteren beispielhaften Kamerasystems 100 mit einem selbstreinigenden Objektiv. Wie dargestellt, enthält das Kamerasystem 100 anstelle des oben erörterten Lichtsensors 125 eine Leuchtdiode 160, wenngleich ein Kamerasystem 100 sowohl den Lichtsensor 125 als auch die Leuchtdiode 160 enthalten kann. Bei diesem beispielhaften Ansatz kann der Controller 135 konfiguriert sein zum Bestimmen, wie viel von der Leuchtdiode 160 generiertes Licht von der Linse der Leuchtdiode 160 zurückreflektiert worden ist. Der Controller 135 kann konfiguriert sein anzunehmen, dass eine derartige Reflexion durch Verschmutzung verursacht werden kann, die sich auf der Linse der Leuchtdiode 160 angesammelt hat und dass sich die gleiche Menge an Verschmutzung möglicherweise auf dem Kameraobjektiv 110 angesammelt hat. Somit kann der Controller 135 so konfiguriert sein, dass er die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 anhand der von der Linse der Leuchtdiode 160 reflektierten Lichtmenge schätzt. Der Controller 135 kann konfiguriert sein, auf der Basis dieses Durchlässigkeitsschätzung den Aktuator 115 zu aktivieren, dass er sowohl das Kameraobjektiv 110 als auch die Linse der Leuchtdiode 160 in Schwingungen versetzt, um Verunreinigung zu entfernen. Bei einigen möglichen Ansätzen kann die Linse der Leuchtdiode 160 auch mit einer hydrophoben Beschichtung beschichtet sein und der Ladungsgenerator 120 kann die gleiche elektrische Ladung an einer Oberfläche der Linse der Leuchtdiode 160 anlegen.
  • 5 ist eine Perspektivansicht einer beispielhaften Kamera 150, die mit dem in 4 gezeigten Kamerasystem 100 verwendet werden kann. Die in 5 gezeigte Leuchtdiode 160 befindet sich nahe dem Kameraobjektiv 110, so dass die Verschmutzungsmenge, die sich auf der Leuchtdiode 160 ansammelt, möglicherweise ähnlich der Verschmutzungsmenge ist, die sich auf dem Kameraobjektiv 110 ansammelt. Außerdem gestattet das Platzieren der Leuchtdiode 160 nahe der Kameralinse 110 einen einzelnen Ladungsgenerator 120 und einen einzelnen Aktuator 115 zum Betreiben sowohl der Leuchtdiode 160 als auch des Kameraobjektivs 110.
  • Allgemein können Rechensysteme und/oder -einrichtungen wie etwa der Controller 135 ein beliebiges einer Anzahl von Computerbetriebssystemen verwenden, einschließlich, aber keineswegs begrenzt auf, Versionen und/oder Varianten des SYNC®-Betriebssystems von Ford Motor Company in Dearborn, Michigan, USA, des Betriebssystems Microsoft Windows®, des Unix-Betriebssystems (z.B. des Betriebssystems Solaris®, vertrieben von Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien, USA), des AIX UNIX-Betriebssystems, das von International Business Machines in Armonk, New York, vertrieben wird, des Linux-Betriebssystems, der Betriebssysteme Mac OS X und iOS, von Apple Inc. in Cupertino, Kalifornien, vertrieben, des BlackBerry OS, von Research In Motion in Waterloo, Kanada, vertrieben, und des Android-Betriebssystems, von Open Handset Alliance entwickelt.
  • Recheneinrichtungen enthalten allgemein computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Recheneinrichtungen ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können kompiliert oder von Computerprogrammen interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder Technologien hergestellt wurden, beispielsweise unter anderem und entweder alleine oder in Kombination JavaTM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. Allgemein empfängt ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) Anweisungen z.B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse einschließlich einem oder mehreren der hierin beschriebenen Prozesse ausgeführt werden. Solche Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielzahl von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
  • Ein computerlesbares Medium (auch als ein prozessorlesbares Medium bezeichnet) enthält ein beliebiges, nicht-vorübergehendes (d.h. dingliches) Medium, das bei der Bereitstellung von Daten (z.B. Anweisungen) partizipiert, die durch einen Computer (z.B. einen Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nicht-flüchtige Medien und flüchtige Medien. Zu nicht-flüchtigen Medien können beispielsweise optische oder magnetische Platten oder ein anderer persistenter Speicher zählen. Zu flüchtigen Medien kann beispielsweise ein DRAM (Dynamic Random Access Memory) zählen, der in der Regel einen Hauptspeicher darstellt. Solche Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik, einschließlich der Drähte, die einen an einen Prozessor eines Computers gekoppelten Systembus umfassen. Zu üblichen Formen von computerlesbaren Medien zählen beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Papierband, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Mustern von Löchern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein Flash-EEPROM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
  • Der Controller 135 kann konfiguriert sein zum Zugreifen auf eine oder mehrere Datenbanken, Daten-Repositorien oder andere Datenspeicher, die verschiedene Arten von Mechanismen beinhalten können, um verschiedene Arten von Daten zu speichern, darauf zuzugreifen und sie abzurufen, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Applikationsdatenbank in einem proprietären Format, eines RDBMS (Relational Database Management System) usw. Jeder derartige Datenspeicher ist allgemein innerhalb einer Recheneinrichtung enthalten, die ein Computerbetriebssystem wie etwa eines der oben erwähnten verwendet, und es kann auf eine beliebige oder mehrere einer Vielzahl von Arten direkt oder über ein Netzwerk darauf zugegriffen werden. Ein Dateisystem kann von einem Computerbetriebssystem zugänglich sein und kann Dateien enthalten, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS verwendet allgemein SQL (Structured Query Language) zusätzlich zu einer Sprache zum Anlegen, Speichern, Editieren und Ausführen gespeicherter Prozeduren, wie etwa die oben erwähnte PL/SQL-Sprache.
  • Bei einigen Beispielen können Systemelemente als computerlesbare Anweisungen (z.B. Software) auf einer oder mehreren Recheneinrichtungen implementiert werden, die auf damit assoziierten computerlesbaren Medien gespeichert sind (z.B. Platten, Speicher usw.). Ein Computerprogrammprodukt kann solche auf computerlesbaren Medien gespeicherte Anweisungen zum Ausführen der hierin beschriebenen Funktionen umfassen.
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses 600, der von dem Kamerasystem 100 implementiert werden kann. Beispielsweise kann der in 6 gezeigte Prozess 600 von dem Controller 135 ausgeführte Operationen darstellen. Wenn das Kamerasystem 100 mit einem Fahrzeug verwendet wird, kann der Prozess 600 beginnen, wenn das Fahrzeug eingeschaltet wird, und kontinuierlich ausführen, bis das Fahrzeug abgeschaltet wird.
  • Bei Block 605 kann der Controller 135 eine oder mehrere Komponenten im Kamerasystem 100 aktivieren. Beispielsweise kann der Controller 135 den Bildsensor 105 und den Ladungsgenerator 120 aktivieren. Das Aktivieren des Ladungsgenerators 120 kann bewirken, dass die Oberfläche des Kameraobjektivs 110 z.B. positiv geladen wird. Zudem kann der Controller 135 je nach der Art und Weise, wie der Controller 135 die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 bestimmt, entweder den Lichtsensor 125 oder die Leuchtdiode 160 aktivieren, wie oben erörtert. In einigen Fällen kann der Controller 135 den Ladungsgenerator 120 selektiv aktivieren, um geladene Partikel wie etwa Staub von dem Kameraobjektiv 110 zu entfernen, nachdem sich solche Partikel angesammelt haben. Alternativ kann der Ladungsgenerator 120 während des ganzen Prozesses 600 aktiviert sein, um eine Ansammlung geladener Partikel auf der Oberfläche des Kameraobjektivs 110 zu verhindern. Der Ladungsgenerator 120 kann bei Aktivierung die Oberfläche des Kameraobjektivs 110 elektrisch laden, wie oben ausführlicher beschrieben.
  • Bei Block 610 kann der Controller 135 die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 bestimmen. Bei einer möglichen Implementierung kann der Controller 135 die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 anhand von Messungen des Umgebungslichts in der Umgebung des Kameraobjektivs 110, die durch den Lichtsensor 125 durchgeführt wurden, bestimmt werden. Der Controller 135 kann die Lichtmenge, die durch das Kameraobjektiv 110 hindurchgetreten ist, mit der von dem Lichtsensor 125 gemessenen Menge an Umgebungslicht vergleichen. Der Controller 135 kann die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 auf der Basis des Unterschieds zwischen der Lichtmenge, die durch das Kameraobjektiv 110 hindurchgetreten ist, und der Menge an Umgebungslicht bestimmen. Der Controller 135 kann auf der Basis von durch den Bildsensor 105 generierten Signalen bestimmen, wie viel Licht durch das Kameraobjektiv 110 hindurchgetreten ist. Bei einer weiteren möglichen Implementierung kann der Controller 135 die Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs 110 auf der Basis einer von der Linse der Leuchtdiode 160 reflektierten Lichtmenge bestimmen.
  • Beim Entscheidungsblock 615 kann der Controller 135 bestimmen, ob die Änderung bei der Durchlässigkeit, z.B. der Unterschied zwischen der vom Bildsensor 105 empfangenen Lichtmenge und der Menge an Umgebungslicht, einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt. Falls die Änderung bei der Durchlässigkeit den vorbestimmten Schwellwert übersteigt, kann der Prozess 600 bei 620 weiergehen. Falls die Änderung bei der Transparenz den vorbestimmten Schwellwert nicht übersteigt, kann der Prozess 600 bei Block 630 weitergehen.
  • Bei Block 620 kann der Controller 135 den Aktuator 115 aktivieren. Das Einschalten des Aktuators 115 kann bewirken, dass das Kameraobjektiv 110 schwingt. Die Schwingung des Kameraobjektivs 110 kann eine gewisse Verschmutzung von dem Kameraobjektiv 110 abschütteln und kann gewisse Verunreinigung mit einer Resonanzfrequenz in Schwingungen versetzen, die die Verunreinigung aufbricht und somit bewirkt, dass die Verunreinigung von der Oberfläche des Kameraobjektivs 110 abfällt. Dementsprechend kann der Aktuator 115 selektiv aktiviert werden, da das ständige Versetzen des Kameraobjektivs 110 in Schwingungen möglicherweise die Qualität der vom Bildsensor 105 erfassten Bilder reduziert.
  • Bei Block 625 kann der Controller 135 eine Heizung 130 aktivieren, um eine Oberfläche des Kameraobjektivs 110 zu erwärmen. Die Heizung 130 kann jederzeit aktiviert werden, wenn die Änderung bei der Durchlässigkeit über dem bei Block 615 bestimmten vorbestimmten Schwellwert liegt, und in einigen Fällen wird die Heizung 130 möglicherweise nur dann aktiviert, falls bestimmt wird, dass die auf dem Kameraobjektiv 110 angesammelte Verunreinigung Eis, Schnee oder irgendeine andere Substanz ist, die sich bei Erwärmen von dem Kameraobjektiv 110 lösen würde.
  • Bei Entscheidungsblock 630 kann der Controller 135 bestimmen, wann eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist. Falls dem so ist, kann der Prozess 600 bei Block 635 weiter gehen. Falls die vorbestimmte Zeitdauer nicht verstrichen ist, kann der Prozess 600 warten, bis die vorbestimmte Zeitdauer durch den zurückschickenden Block 630 verstrichen ist. Die vorbestimmte Zeitdauer kann auf der Zeitdauer basieren, die der Aktuator 115, die Heizung 130 oder beide benötigen, um Verunreinigungen richtig von dem Kameraobjektiv 110 zu entfernen. In einigen Fällen kann die vorbestimmte Zeitdauer auf einem Kalibrierungswert basieren. Alternativ kann die vorbestimmte Zeitdauer dynamisch durch den Controller 135 zum Beispiel auf der Basis des Typs von Verunreinigung basieren, der sich auf dem Kameraobjektiv 110 angesammelt hat. Beispielsweise kann das Entfernen von Dreck eine längere Schwingungsperiode erfordern als das Entfernen von Staub. Außerdem kann die vorbestimmte Zeitdauer für die Heizung 130 und den Aktuator 115 verschieden sein. Beispielsweise benötigt das Schmelzen von Eis oder Schnee von dem Kameraobjektiv 110 möglicherweise allgemein länger als das Abschütteln von Staub von dem Kameraobjektiv 110. Deshalb wird der Aktuator 115 möglicherweise vor der Heizung 130 abgestellt.
  • Bei Block 635, der auftreten kann, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer bei Block 630 verstrichen ist, kann der Controller 135 den Aktuator 115, die Heizung 130 oder beide abschalten. Wie oben erörtert, kann der Controller 135 den Aktuator 115 und die Heizung 130 nach der gleichen vorbestimmten Zeitdauer abschalten. In einigen Fällen jedoch schaltet der Controller 135 möglicherweise den Aktuator 115 und die Heizung 130 nach verschiedenen vorbestimmten Zeitdauern ab. Die Zeit, zu der der Aktuator 115 und die Heizung 130 abgeschaltet werden, kann auf dem Typ von Verunreinigung basieren, der sich auf dem Kameraobjektiv 110 angesammelt hat.
  • Der Prozess 600 kann solange weiter ausgeführt werden, wie das Fahrzeug läuft. Bei einigen möglichen Implementierungen kann der Prozess 600 durch einen Benutzer des Fahrzeugs manuell gestartet werden. Zudem kann der Benutzer die automatische Ausführung des Prozesses 600 deaktivieren, falls der Benutzer dies wünscht. Weil sich die durch den Aktuator 115 verursachten Schwingungen möglicherweise auf die Qualität von durch den Bildsensor 105 aufgenommenen Bildern auswirkt und weil der Aktuator 115 möglicherweise beim Aktivieren Rauschpegel erhöht, kann der Controller 135 dem Benutzer des Fahrzeugs eine Anzeige liefern, dass das Kamerasystem 100 gegenwärtig eine Reinigungsoperation durchläuft.
  • Bezüglich der hierin beschriebenen Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw. ist zu verstehen, dass zwar die Schritte von solchen Prozessen usw. so beschrieben worden sind, dass sie innerhalb einer gewissen geordneten Sequenz auftreten, solche Prozesse mit den beschriebenen Schritten praktiziert werden könnten, die in einer Ordnung ausgeführt werden, die von der hierin beschriebenen Ordnung abweicht. Es ist weiterhin zu verstehen, dass gewisse Schritte gleichzeitig ausgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass hierin beschriebene gewisse Schritte entfallen könnten. Mit anderen Worten werden die Beschreibungen von Prozessen hierin zum Zweck vorgelegt, gewisse Ausführungsformen zu veranschaulichen, und sollten auf keinerlei Weise so ausgelegt werden, als wenn sie die Ansprüche beschränken.
  • Dementsprechend ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung veranschaulichend und nicht restriktiv sein soll. Viele Ausführungsformen und Anwendungen abgesehen von den bereitgestellten Beispielen ergeben sich bei der Lektüre der obigen Beschreibung. Der Schutzbereich sollte nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit dem gesamten Schutzbereich von Äquivalenten bestimmt werden, auf den solche Ansprüche ein Anrecht haben. Es wird antizipiert und ist beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen in den hierin erörterten Technologien erfolgen und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen integriert werden. Zusammengefasst ist zu verstehen, dass die Anmeldung modifiziert und abgewandelt werden kann.
  • Alle in den Ansprüchen verwendeten Ausdrücke sollen ihre umfassendsten sinnvollen Konstruktionen und ihre üblichen Bedeutungen erhalten, wie der versteht, der sich in den hierin beschriebenen Technologien auskennt, sofern nicht hierin eine explizite gegenteilige Anzeige erfolgt. Insbesondere sollte die Verwendung von Artikeln im Singular wie etwa „ein/eine/einer“, „der/die/das“ usw. so gelesen werden, dass sie eines oder mehrere der angegebenen Elemente erwähnen, sofern nicht ein Anspruch eine explizite gegenteilige Beschränkung anführt.
  • Die Zusammenfassung der Offenbarung wird vorgelegt, damit der Leser schnell das Wesen der technischen Offenbarung feststellen kann. Sie wird in dem Verständnis unterbreitet, dass sie nicht verwendet wird, um den Schutzbereich oder die Bedeutung der Ansprüche auszulegen oder zu beschränken. Außerdem ist in der vorausgegangenen detaillierten Beschreibung zu sehen, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zusammengruppiert sind, um die Offenbarung zu rationalisieren. Dieses Verfahren der Offenbarung ist nicht so auszulegen, dass es eine Absicht wiedergibt, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als in jedem Anspruch ausdrücklich aufgeführt sind. Vielmehr liegt, wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, der erfindungsgemäße Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform. Somit sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als ein separat beanspruchter Gegenstand für sich selbst steht.

Claims (10)

  1. Kamerasystem, das Folgendes umfasst: ein Objektiv, das konfiguriert ist, Licht auf einen Bildsensor zu lenken; einen Aktuator, der konfiguriert ist, das Objektiv in Schwingungen zu versetzen; einen Ladungsgenerator, der konfiguriert ist zum Aufladen einer Oberfläche des Objektivs; und einen Controller, der konfiguriert ist zum Bestimmen einer Änderung bei der Durchlässigkeit des Objektivs und selektiven Aktivieren des Aktuators mindestens teilweise auf der Basis der Änderung bei der Durchlässigkeit.
  2. Kamerasystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Lichtsensor, der konfiguriert ist zum Messen einer Menge an Umgebungslicht.
  3. Kamerasystem nach Anspruch 1, wobei der Controller konfiguriert ist zum Bestimmen der Änderung bei der Durchlässigkeit des Objektivs durch Vergleichen einer durch einen Lichtsensor gemessenen Menge an Umgebungslicht mit einer Lichtmenge, die durch das Objektiv zum Bildsensor hindurchtritt.
  4. Kamerasystem nach Anspruch 3, wobei der Controller konfiguriert ist zum Aktivieren des Aktuators, falls die Lichtmenge, die durch das Objektiv hindurchtritt, kleiner ist als die durch den Lichtsensor gemessene Menge an Umgebungslicht.
  5. Kamerasystem nach Anspruch 1, wobei der Controller konfiguriert ist zum Aktivieren des Aktuators, falls eine Lichtmenge, die durch das Objektiv hindurchtritt, kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert relativ zu einer durch einen Lichtsensor gemessenen Menge an Umgebungslicht.
  6. Verfahren, das Folgendes umfasst: elektrisches Aufladen einer Oberfläche eines Kameraobjektivs; Bestimmen einer Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs; Vergleichen der Änderung bei der Durchlässigkeit; mit einem vorbestimmten Schwellwert; und selektives Aktivieren eines Aktuators, um das Kameraobjektiv in Schwingungen zu versetzen, falls die Änderung bei der Durchlässigkeit über einem vorbestimmten Schwellwert liegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen der Änderung bei der Durchlässigkeit des Kameraobjektivs das Messen einer Menge an Umgebungslicht mit einem Lichtsensor beinhaltet.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Vergleichen der Änderung bei der Durchlässigkeit mit dem vorbestimmten Schwellwert Folgendes beinhaltet: Vergleichen einer durch einen Lichtsensor gemessenen Menge an Umgebungslicht mit einer Lichtmenge, die durch das Kameraobjektiv hindurchtritt; und Bestimmen, ob eine Differenz zwischen der Menge an Umgebungslicht und der Lichtmenge, die durch das Kameraobjektiv hindurchtritt, den vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das selektive Aktivieren des Aktuators beinhaltet, den Aktuator zu aktivieren, falls die Lichtmenge, die durch das Kameraobjektiv hindurchtritt, kleiner ist als die durch den Lichtsensor gemessene Menge an Umgebungslicht.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das selektive Aktivieren des Aktuators beinhaltet, den Aktuator zu aktivieren, falls eine Lichtmenge, die durch das Kameraobjektiv hindurchtritt, unter einem vorbestimmten Schwellwert relativ zu einer durch einen Lichtsensor gemessenen Menge an Umgebungslicht ist.
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