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Die Erfindung betrifft ein Beobachtungssystem, insbesondere Fahrerbeobachtungssystem, für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Kameraeinrichtung, die einen zylinderförmigen Linsenhalter mit wenigstens einer Linse aufweist, und mit wenigstens einem Leuchtmittel, insbesondere Infrarotstrahler.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Aufsteckmodul für ein derartiges Beobachtungssystem.
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Stand der Technik
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Beobachtungssysteme, insbesondere Fahrerbeobachtungssysteme, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Um das Fahrerverhalten zu erfassen, beispielsweise um feststellen zu können, ob der Fahrer das Verkehrsgeschehen beobachtet oder Müdigkeitserscheinungen aufweist, sind kamerabasierte Fahrerbeobachtungssysteme bekannt, die das Gesicht des Fahrers erfassen und in Abhängigkeit der erfassten Gesichtszüge oder der Ausrichtung des Fahrerkopfes auf das Verhalten des Fahrers schließen. Entsprechend weisen derartige Beobachtungssysteme eine oder mehrere Kameraeinrichtungen auf, die auf die Kopfposition des Fahrers ausgerichtet sind. Um den Fahrer auch dann beobachten zu können, wenn die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs dunkel ist, beispielsweise während einer Nachtfahrt, ist es außerdem bekannt, einen oder mehrere Leuchtmittel, insbesondere Infrarotstrahler vorzusehen, die den Fahrer anstrahlen, sodass die Kameraeinrichtung den Fahrer auch im Dunkeln erfassen kann, insbesondere ohne dass der Fahrer geblendet wird.
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Die jeweilige Kameraeinrichtung weist dabei in der Regel einen Kamerachip beziehungsweise -sensor auf, dem ein Objektiv, bestehend aus einem Linsenhalter und wenigstens einer Linse, zugeordnet ist. Die Variabilität derartiger Kameraeinrichtungen aus dem Stand der Technik ist begrenzt. Insbesondere in Bezug auf die Anzahl und Anordnung von Leuchtmitteln bedarf es bisher entsprechender konstruktiver Maßnahmen, die bereits bei der Planung und Entwicklung berücksichtigt werden müssen, um die Anzahl und Position der Leuchtmittel zu verändern beziehungsweise an einen Anwendungsfall anzupassen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Beobachtungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Kameraeinrichtung auf einfache und kostengünstige Art und Weise durch ein oder mehrere Leuchtmittel, insbesondere Infrarotstrahler ergänzt werden kann. Durch einen vorteilhaften modularen Aufbau des Beobachtungssystems lässt sich die Kameraeinrichtung mit unterschiedlichen Infrarotstrahlern, die in unterschiedlicher Art und Weise angeordnet sind, verbinden. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass mindestens ein Aufsteckmodul vorgesehen ist, dass einen plattenförmigen Träger aufweist, auf dem der mindestens eine Infrarotstrahler angeordnet ist, und der auf den Linsenhalter aufgesteckt oder aufsteckbar ist. Es ist also vorgesehen, dass der Infrarotstrahler beziehungsweise das Leuchtmittel direkt an dem Linsenhalter durch den Träger befestigt wird. Der Linsenhalter, der bei Kameraeinrichtungen in der Regel sowieso vorgesehen ist, dient somit gleichzeitig als Halterung für ein oder mehrere Infrarotstrahler. So können beispielsweise an dem Träger mehrere Infrarotstrahler angeordnet sein. Dadurch, dass der Träger auf den Linsenhalter aufsteckbar ist, lassen sich die Infrarotstrahler somit auf einfache Art und Weise an der Kameraeinrichtung und insbesondere an dem Linsenhalter anordnen. Dabei kann bei der Montage durch Verwenden unterschiedlicher beziehungsweise unterschiedlich gestalteter Aufsteckmodule, beispielsweise mit einer unterschiedlichen Anzahl von Infrarotstrahlern, das Beobachtungssystem an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Vorzugsweise ist der Träger als Leiterplatte ausgebildet, wobei die Leiterplatte insbesondere mehrere Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Infrarotstrahlers aufweist.
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Besonders bevorzugt weist die Leiterplatte wenigstens ein Kontaktmittel zum elektrischen Kontaktieren der Kameraeinrichtung auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Träger wenigstens eine Öffnung zur Aufnahme des Linsenhalters aufweist. Dadurch lässt sich der Linsenhalter einfach in den Träger einstecken und dadurch der Träger auf beziehungsweise an dem Linsenhalter befestigen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Öffnung einen Querschnitt aufweist, der zumindest im Wesentlichen dem Querschnitt des Linsenhalters insbesondere in zumindest einem Axialabschnitt des Linsenhalters entspricht. Hierdurch wird ein sicherer Anlagekontakt des Trägers an dem Linsenhalter gewährleistet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Querschnitte kreisförmig ausgebildet sind. Alternativ ist es von Vorteil, wenn die Querschnitte des Linsenhalters und des Trägers eine von einem Kreis abweichende Form aufweisen, weil dadurch außerdem eine Verdrehsicherung gebildet wird, die die Ausrichtung des Trägers und damit des Aufsteckmoduls und des daran angeordneten mindestens einen Leuchtmittels, gewährleistet. Alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die Öffnung einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Außendurchmesser des Linsenhalters in zumindest einem weiteren Axialabschnitt des Linsenhalters. Weisen der Linsenhalter und die Öffnung jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf, wird dadurch erreicht, dass der Träger nur bis zu einem bestimmten Axialabschnitt auf den Linsenhalter aufschiebbar ist. Dadurch ist auch die axiale Position der Leuchtmittel zu der Kameraeinrichtung durch einfache Art und Weise festlegbar.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Linsenhalter eine zumindest im Wesentlichen kegelförmige Mantelaußenwand aufweist. Dadurch nimmt der Durchmesser des Linsenhalters in eine Richtung stetig zu beziehungsweise ab. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Durchmesser des Linsenhalters in Richtung des Kamerachips zunimmt, sodass der Träger einfach auf den Linsenhalter aufschiebbar ist, bis er den Abschnitt erreicht, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung. Die Kegelform dient dabei insbesondere als Aufsteckhilfe und zur Zentrierung.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Linsenhalter und/oder der Träger Mittel zum Ausrichten des Trägers zu dem Linsenhalter aufweisen. Bei den Mitteln kann es sich – wie oben bereits erwähnt – um einen jeweiligen Querschnitt handeln, der eine von einer Kreisform abweichende Kontur aufweist. Durch eine derartige Polygonform der Querschnitte lässt sich auch eine eindeutige Ausrichtung des Trägers auf den Linsenhalter erreichen und insbesondere eine Verdrehsicherung herstellen.
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Bevorzugt weisen die Mittel wenigstens eine Führungsnut und wenigstens einen mit der Führungsnut in Wirkverbindung bringbaren/stehenden Führungsstift auf. Die Führungsnut kann dabei an dem Linsenhalter oder an dem Träger ausgebildet sein, während der Führungsstift entsprechend an dem Träger oder an dem Linsenhalter vorgesehen ist. Beim Aufstecken des Trägers auf den Linsenhalter muss der Führungsstift in die Führungsnut eingebracht werden, um das Aufschieben zu ermöglichen. Dadurch wird eine vorgebbare Ausrichtung des Trägers zu dem Linsenhalter im Sinne einer Winkelstellung sowie eine Verdrehsicherung erreicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Träger wenigstens ein Anschlussstecker zum elektrischen Kontaktieren der Kameraeinrichtung vorgesehen ist. Durch den Anschlussstecker lässt sich insbesondere der wenigstens eine Infrarotstrahler kontaktieren und insofern durch die Kameraeinrichtung ansteuern. Zweckmäßigerweise weist die Kameraeinrichtung einen entsprechenden Anschlussstecker auf, der mit dem Anschlussstecker des Trägers in Wirkverbindung bringbar ist. Insbesondere sind die Anschlussstecker derart angeordnet, dass sie beim Aufstecken des Trägers auf den Linsenhalter in der durch die Mittel vorgegebenen Ausrichtung automatisch zusammengeführt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass an dem Träger wenigstens ein Kühlelement angeordnet ist, das insbesondere zum Kühlen der Leuchtmittel beziehungsweise Infrarotstrahler dient. Bei dem Kühlelement kann es sich beispielsweise um einen Kupferkörper, insbesondere Kupfer-Plate, oder um einen anderen metallischen Kühlkörper handeln.
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Das erfindungsgemäße Aufsteckmodul für ein Beobachtungssystem, das wenigstens eine Kameraeinrichtung aufweist, die einen Linsenhalter mit wenigstens einer Linse aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass es einen plattenförmigen Träger aufweist, auf dem mindestens ein Leuchtmittel, insbesondere Infrarotstrahler angeordnet ist, und der auf den Linsenhalter aufsteckbar ist. Es ergeben sich hierdurch die zuvor bereits genannten Vorteile für die Variabilität des Beobachtungssystems.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 ein Fahrerbeobachtungssystem in einer vereinfachten Seitenansicht,
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2 eine Kameraeinrichtung des Beobachtungssystems in einer perspektivischen Darstellung, und
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3 ein Aufsteckmodul des Beobachtungssystems in einer Draufsicht.
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1 zeigt in einer vereinfachten Seitenansicht ein Fahrerbeobachtungssystems 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Fahrerbeobachtungssystems 1 weist eine Kameraeinrichtung 2 auf.
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Die Kameraeinrichtung 2, die in 2 in einer perspektivischen Seitenansicht gezeigt ist, weist einen hier nicht näher dargestellten Kamerasensor auf, dem ein Objektiv 3 zugeordnet ist. Das Objektiv 3 weist einen Linsenhalter 4 sowie eine von dem Linsenhalter 4 getragene Linse 5 auf. Die Linse 5 ist dabei an den dem Kamerasensor gegenüberliegenden Ende des Linsenhalters 4 angeordnet. Der Linsenhalter 4 bildet ein Gehäuseteil der Kameraeinrichtung 2. Der Kamerachip ist auf einer Rückwand 6 des Gehäuses der Kameraeinrichtung 2 angeordnet, wobei die Rückwand 6 an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs anschraubbar ist. Dazu weist das Gehäuse 7 der Kameraeinrichtung 2 zwei seitliche Aussparungen 8 auf, die auf unterschiedlichen Seiten des Linsenhalters 4 vorgesehen sind (hier nur eine ersichtlich), und durch welche Schrauben zur Befestigung des Gehäuses 7 an den Karosserieteilen durchführbar sind.
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An der Kameraeinrichtung 2 ist außerdem ein Aufsteckmodul 9 befestigt. 3 zeigt das Aufsteckmodul 9 in einer vereinfachten Draufsicht. Das Aufsteckmodul 9 weist einen plattenförmigen Träger 10 auf, der mit einer kreisförmigen Öffnung 11 versehen ist. Die Öffnung 11 weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des zylinderförmigen Linsenhalters 4 entspricht, sodass das Aufsteckmodul 9 auf den Linsenhalter 4 bis zu dem Gehäuse 7 aufsteckbar ist, indem der Linsenhalter 4 in die Öffnung 11 eingeführt wird.
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Beidseits der Öffnung 11 weist der Träger seitliche Aussparungen 12 auf, die den Aussparungen 8 des Gehäuses 7 in ihrer Form und Anordnung bezüglich der Öffnung 11 und damit bezüglich des Linsenhalters 4 entsprechen. Dadurch lässt sich der Träger 10 an dem Gehäuse 7 durch die Schrauben befestigen, die das Gehäuse 7 an dem Karosserieteil halten. Darüber hinaus bilden die Aussparungen 12 Mittel 13, die eine Ausrichtung des plattenförmigen Trägers 10 zu der Kameraeinrichtung 2 festlegen und somit eine Verdrehsicherung bilden.
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Auf dem Träger 10 ist außerdem eine Leiterplatte 14 angeordnet, auf welcher zwei Infrarotstrahler 15 angeordnet und über elektrische Leitungen der Leiterplatte 14 mit einem Anschlussstecker 16 elektrisch verbunden sind. Alternativ ist der Träger 10 selbst als Leiterplatte 14 ausgebildet. Die Infrarotstrahler 15 sind in der Draufsicht der 3 oberhalb der Öffnung 11 nebeneinander angeordnet. Auf der den Infrarotstrahlern 15 gegenüberliegenden Seite der Öffnung 11 ist der Anschlussstecker 16 vorgesehen.
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Wird das Aufsteckmodul 9, wie in 1 gezeigt, auf den Linsenhalter 4 aufgesteckt, so liegen die Infrarotstrahler 15 benachbart zu der Kameraeinrichtung 2, insbesondere zu dem Linsenhalter 4. Dadurch ist der Abstand der Infrarotstrahler 15 zu der optischen Achse der Kameraeinrichtung 2 besonders gering, wodurch eine Blickrichtungserkennung bei dem durch das Fahrerbeobachtungssystem 1 zu beobachtenden Fahrer mit hoher Genauigkeit durchführbar ist. Bei den Infrarotstrahlern handelt es sich insbesondere um Infrarotleuchtdioden. Durch den Anschlussstecker 16 ist das Aufsteckmodul 9 auf einfache Art und Weise mit der Kameraeinrichtung 2 wirkverbindbar, sodass insbesondere die Infrarotstrahler 15 durch die Kameraeinrichtung 2 angesteuert werden können. Auf der von den Infrarotstrahlen 15 abgewandten Rückseite des Trägers 10 ist an dem Träger 10 ein Kühlkörper 17, beispielsweise in Art eines Kupferpads, vorgesehen. Dadurch wird eine gute thermische Entwärmung der Leiterplatte 14 und insbesondere der Infrarotstrahler 15 gewährleistet. Der Kühlkörper 17 ist insbesondere mit einem weiteren karosserieseitigen Kühlkörper in Berührungskontakt bringbar oder an diesem anschraubbar oder durch einen Klebefilm damit verbunden, um eine möglichst gute Wärmeableitung zu gewährleisten.
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Alternativ zu dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, ein Aufsteckmodul mit nur einem Infrarotstrahler 15 oder mit mehr als zwei Infrarotstrahlern 15 auszubilden. Zweckmäßigerweise weist das Fahrerbeobachtungssystem 1 mehrere unterschiedlich gestaltete Aufsteckmodule in Bezug auf die Anzahl und Anordnung der Leuchtmittel beziehungsweise Infrarotstrahler 15 auf, aus denen eines zur Montage beziehungsweise Befestigung an der Kameraeinrichtung 2 auswählbar ist. Gegebenenfalls kann ein Adapterring zwischen Träger 10 und Linsenhalter 4 oder Gehäuse 7 vorgesehen werden, um geringe Durchmesserunterschiede oder Höhenunterschiede auszugleichen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegen die Aussparungen 12 und 11 auf einer Höhe, sodass der Träger 10 auch um 180° gedreht auf den Linsenhalter 4 aufsteckbar und an der Kameraeinrichtung 2 befestigbar ist. Hierdurch kann beispielsweise eine optimierte elektrische Verbindung zwischen dem Aufsteckmodul 9 und der Kameraeinrichtung 2 ermöglicht werden.
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Um temperaturbedingte mechanische Verspannungen/Ausdehnungen zu vermeiden, ist es außerdem bevorzugt vorgesehen, dass der Träger 10 aus dem gleichen Material gefertigt ist wie der Linsenhalter 4.
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Der Anschlussstecker 16 lässt sich beispielsweise durch ein Flachbandkabel oder dergleichen mit der Kameraeinrichtung 2 verbinden. Auch ist es denkbar, den Anschlussstecker 16 auf der Seite des Kühlkörpers 17 vorzusehen und die Kameraeinrichtung 2 mit einem entsprechenden, damit verbindbaren Anschlussstecker zu versehen, sodass die beiden Anschlussstecker beim Aufstecken des Trägers 10 auf den Linsenhalter 4 in der vorgegebenen Ausrichtung zueinander automatisch zusammengeführt und damit miteinander verbunden werden. Außerdem können der Träger 10 und der Linsenhalter 4 mit zusammenwirkenden Führungselementen als weitere oder alternative Mittel 13 versehen sein, die eine gewünschte Ausrichtung und Verdrehsicherung gewährleisten. So kann beispielsweise der Linsenhalter 4 eine sich axial entlang des Linsenhalters 4 erstreckende Nut und der Träger 10 einen in die Nut einführbaren und in die Öffnung 11 hineinragenden Führungsstift aufweisen.
