DE102018118849A1

DE102018118849A1 - Verstellbare gestapelte Filter für Fahrzeugkameras

Info

Publication number: DE102018118849A1
Application number: DE102018118849.8A
Authority: DE
Inventors: Eric L. Reed; Jonathan Diedrich; Adil Nizam SIDDIQUI
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2019-02-07
Also published as: CN109391753A; US10334187B2; US20190045144A1

Abstract

Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für verstellbare gestapelte Filteranordnungen für Fahrzeugkameras offenbart. Ein beispielhaftes Fahrzeug schließt eine Kamera, einschließend eine Linse und Bildsensoren, ein. Die Kamera schließt außerdem LCD-Passfilterpixel und optische Filterpixel ein, die zwischen der Linse und den Bildsensoren gestapelt sind. Das beispielhafte Fahrzeug schließt außerdem eine Filtersteuerung ein, um einen ersten Satz der optischen Filterpixel zu identifizieren, die eine Filtereinstellung bilden und einen ersten Satz der LCD-Passfilterpixel zu deaktivieren, um den ersten Satz der optischen Filterpixel freizulegen, um die Filtereinstellung zu bilden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Kameras und insbesondere verstellbare gestapelte Filteranordnungen für Fahrzeugkameras.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Oftmals schließt ein Fahrzeug eine oder mehrere Kameras (z. B. Digitalkameras, Analogkameras) ein, die (ein) Bild(er) und/oder ein Video eines Bereichs in einer Kabine des Fahrzeugs und/oder eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs aufnehmen. Die Kamera(s) kann bzw. können in der Kabine und/oder entlang einer Außenfläche des Fahrzeugs positioniert sein. In einigen Fällen wird bzw. werden (ein) Bild(er) und/oder Video, das bzw. die über eine Fahrzeugkamera aufgenommen wurde(n), einem Fahrer (z. B. über eine Mittelkonsolenanzeige) präsentiert, um den Fahrer beim Betreiben des Fahrzeugs zu unterstützen. Ferner wird bzw. werden in einigen Fällen (ein) Bild(er) und/oder Video, das bzw. die über eine Fahrzeugkamera aufgenommen wurde(n), analysiert, um autonome und/oder halbautonome Fahrfunktionen zu aktivieren, die vom Fahrzeug durchgeführt werden.
KURZDARSTELLUNG
Die beigefügten Ansprüche definieren diese Anmeldung. Die vorliegende Offenbarung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und sollte nicht zur Einschränkung der Ansprüche genutzt werden. Andere Umsetzungen werden gemäß den hierin beschriebenen Techniken in Betracht gezogen, wie dem Durchschnittsfachmann bei Durchsicht der folgenden Zeichnungen und detaillierten Beschreibung ersichtlich wird, und diese Umsetzungen sollen innerhalb des Schutzumfangs dieser Anmeldung liegen.
Es sind Ausführungsbeispiele für verstellbare gestapelte Filteranordnungen für Kameras gezeigt. Ein offenbartes beispielhaftes Fahrzeug schließt eine Kamera, einschließend eine Linse und Bildsensoren, ein. Die Kamera schließt außerdem LCD-Passfilterpixel und optische Filterpixel ein, die zwischen der Linse und den Bildsensoren gestapelt sind. Das offenbarte beispielhafte Fahrzeug schließt außerdem eine Filtersteuerung ein, um einen ersten Satz der optischen Filterpixel zu identifizieren, die eine Filtereinstellung bilden und einen ersten Satz der LCD-Passfilterpixel zu deaktivieren, um den ersten Satz der optischen Filterpixel freizulegen, um die Filtereinstellung zu bilden.
Ein offenbartes beispielhaftes Verfahren schließt das Bestimmen einer Filtereinstellung einer Fahrzeugkamera, das Identifizieren eines ersten Satzes von optischen Filterpixeln, die zwischen einer Linse und Bildsensoren der Fahrzeugkamera positioniert sind und die Filtereinstellung bilden und das Deaktivieren eines ersten Satzes von LCD-Passfilterpixeln ein, die mit den optischen Filterpixeln zwischen der Linse und den Bildsensoren gestapelt sind, um den ersten Satz der optischen Filterpixel freizulegen, um die Filtereinstellung zu bilden.
Eine offenbarte beispielhafte Kamera schließt eine Linse und Bildsensoren ein. Die offenbarte beispielhafte Kamera schließt außerdem eine erste Platte, einschließend LCD-Passfilterpixel und positioniert zwischen der Linse und den Bildsensoren, ein. Die offenbarte beispielhafte Kamera schließt außerdem eine zweite Platte, einschließend optische Filteranordnungen und gestapelt mit der ersten Platte zwischen der Linse und den Bildsensoren, ein. Ein erster Satzes der LCD-Passfilterpixel soll deaktiviert werden, um einen ersten Satz der optischen Filterpixel freizulegen, um eine Filtereinstellung zu bilden.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der Erfindung kann auf Ausführungsformen Bezug genommen werden, die in den folgenden Zeichnungen gezeigt sind. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und zugehörige Elemente können weggelassen sein oder in einigen Fällen können Proportionen vergrößert dargestellt sein, um die hier beschriebenen neuartigen Merkmale hervorzuheben und eindeutig zu veranschaulichen. Des Weiteren können Systemkomponenten verschiedenartig angeordnet sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt. Ferner sind in den Zeichnungen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeug gemäß den Lehren in dieser Schrift.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Kamera des Fahrzeugs aus 1 gemäß den Lehren in dieser Schrift.
3A veranschaulicht eine LCD-Filteranordnung der Kamera aus 2, die LCD-Pixel in einem ersten Muster einschließt.
3B veranschaulicht eine LCD-Filteranordnung der Kamera aus 2, die LCD-Pixel in einem zweiten Muster einschließt.
4 veranschaulicht eine optische Filteranordnung der Kamera aus 2.
5A veranschaulicht eine LCD-Filteranordnung der Kamera aus 2 mit aktivierten und deaktivierten LCD-Pixeln.
5B veranschaulicht eine optische Filteranordnung der Kamera aus 2.
5C veranschaulicht die LCD-Filteranordnung aus 5A, gestapelt mit der optischen Filteranordnung aus 5B.
6 veranschaulicht eine andere beispielhafte Kamera des Fahrzeugs aus 1 gemäß den Lehren in dieser Schrift.
7 ist ein Blockdiagramm von elektronischen Komponenten des Fahrzeugs aus 1.
8 ist ein Ablaufdiagramm zum Verstellen eines Filters einer Kamera über verstellbare gestapelte Filteranordnungen gemäß den Lehren in dieser Schrift.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wenngleich die Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt sein kann, sind in den Zeichnungen einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen gezeigt und nachfolgend beschrieben, wobei es sich versteht, dass die vorliegende Offenbarung als eine Erläuterung der Erfindung anhand von Beispielen anzusehen ist und damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die konkreten veranschaulichten Ausführungsformen zu beschränken.
Oftmals schließt ein Fahrzeug eine oder mehrere Kameras (z. B. Digitalkameras, Analogkameras) ein, die (ein) Bild(er) und/oder ein Video eines Bereichs in einer Kabine des Fahrzeugs und/oder eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs aufnehmen. Die Kamera(s) kann bzw. können in der Kabine und/oder entlang einer Außenfläche des Fahrzeugs positioniert sein. In einigen Fällen wird bzw. werden (ein) Bild(er) und/oder Video, das bzw. die über eine Fahrzeugkamera aufgenommen wurde(n), einem Fahrer (z. B. über eine Mittelkonsolenanzeige) präsentiert, um den Fahrer beim Betreiben des Fahrzeugs zu unterstützen. Ferner wird bzw. werden in einigen Fällen (ein) Bild(er) und/oder Video, das bzw. die über eine Fahrzeugkamera aufgenommen wurde(n), analysiert, um autonome und/oder halbautonome Fahrfunktionen zu aktivieren, die vom Fahrzeug durchgeführt werden. Einige Fahrzeugkameras schließen einen Filter ein, um den Erhalt klarer Bilder zu erleichtern. Üblicherweise erleichtert der Filter es der Fahrzeugkamera, klare Bilder in einer Beleuchtungsumgebung (z. B. klarer Himmel) zu erhalten, erleichtert es der Fahrzeugkamera jedoch nicht, in anderen Beleuchtungsumgebungen (z. B. neblige Bedingungen) klare Bilder zu erhalten.
Hier offenbarte beispielhafte Verfahren und Vorrichtungen schließen eine Kamera ein, die konfiguriert ist, um eine Vielzahl unterschiedlicher Filter zu verwenden und um einzustellen, welcher der Vielzahl unterschiedlicher Filter in einem bestimmten Moment verwendet wird. Hier offenbarte Beispiele schließen einen Filtermechanismus einer Fahrzeugkamera ein. Der Filtermechanismus schließt Filterschichten ein, die auf eine überlappende Weise zwischen einer Linse und Bildsensoren der Fahrzeugkamera positioniert sind. Eine erste Filterschicht ist eine LCD-Passanordnungssteuerung, die ein Muster von LCD-Passanordnungspixeln einschließt, die konfiguriert sind, um als lichtundurchlässige Pixel zu fungieren, wenn sie aktiviert sind und als lichtdurchlässige Pixel, wenn sie deaktiviert sind. Die LCD-Passanordnungspixel können in einer standardmäßigen Pixelanordnung oder einem Photonensiebmuster vorliegen, wodurch die Notwendigkeit einer Fokussierung der Linse verringert wird. Eine zweite Filterschicht schließt eine Anordnung optischer Filter ein, die zum Beispiel klare Filter, NIR-Passfilter, NIR-Cut-Filter und lineare Polarisationsfilter einschließt. Um eine Filtereinstellung der Fahrzeugkamera zu aktivieren, können ein oder mehrere der LCD-Passanordnungspixel über ein elektrisches Signal aktiviert werden, um Licht zu einem ersten Satz der optischen Filter zu blockieren und um Licht zu einem zweiten Satz der optischen Filter zuzulassen, der die Filtereinstellung bildet.
Unter Bezugnahme auf die Figuren veranschaulicht 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100 gemäß den Lehren in dieser Schrift. Das Fahrzeug 100 kann ein standardmäßiges benzinbetriebenes Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder ein Fahrzeugtyp mit beliebiger anderer Antriebsart sein. Das Fahrzeug 100 beinhaltet Teile, die mit dem Antrieb in Verbindung stehen, wie z. B. einen Antriebsstrang mit einem Motor, einem Getriebe, einer Aufhängung, einer Antriebswelle und/oder Rädern usw. Das Fahrzeug 100 kann nichtautonom, halbautonom (z. B. werden einige routinemäßige Fahrfunktionen durch das Fahrzeug 100 gesteuert) oder autonom (z. B. werden Fahrfunktionen durch das Fahrzeug 100 ohne direkte Fahrereingabe gesteuert) sein. In dem veranschaulichten Beispiel schließt das Fahrzeug 100 eine Kamera 102 (z. B. eine erste Kamera), die entlang einer Außenseite des Fahrzeugs 100 positioniert ist, und eine andere Kamera 104 (z. B. eine zweite Kamera) ein, die in einer Kabine des Fahrzeugs 100 positioniert ist.
Die Kamera 102 des veranschaulichten Beispiels ist eine nach vorn gerichtete Kamera (z. B. eine erste nach vorn gerichtete Kamera), die (ein) Bild(er) und/oder Video eines Bereichs vor dem Fahrzeug 100 aufnimmt. Zusätzlich oder alternativ schließt das Fahrzeug 100 eine andere Kamera ein, die an einer anderen Stelle entlang der Außenseite des Fahrzeugs 100 positioniert ist. Zum Beispiel kann bzw. können die Kamera 102 und/oder eine andere Kamera so positioniert sein, dass sie einer Seitenkamera, einer Rückfahrkamera usw. entspricht bzw. entsprechen.
Ferner befindet sich die Kamera 104 des veranschaulichten Beispiels an einem Rückspiegel 106 innerhalb einer Kabine des Fahrzeugs 100. Zum Beispiel ist die Kamera 104 eine nach vorn gerichtete Kamera (z. B. eine zweite nach vorn gerichtete Kamera), die in eine Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeugs 100 gerichtet und/oder ausgerichtet ist, um der Kamera 104 zu ermöglichen, (ein) Bild(er) und/oder Video des Bereichs vor dem Fahrzeug 100 (z. B. durch eine vordere Windschutzscheibe) aufzunehmen. In anderen Beispielen ist die Kamera 104 in eine andere Richtung gerichtet und/oder ausgerichtet, um (ein) Bild(er) und/oder Video in dieser Richtung aufzunehmen. Zum Beispiel kann die Kamera 104 gerichtet und/oder ausgerichtet sein, um (ein) Bild(er) und/oder Video in der Kabine des Fahrzeugs und/oder in einer anderen Richtung außerhalb des Fahrzeugs 100 aufzunehmen. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug 100 eine andere Kamera einschließen, die sich an einer beliebigen anderen Position in der Kabine des Fahrzeugs 100 befindet, um (ein) Bild(er) und/oder Video innerhalb und/oder außerhalb der Kabine des Fahrzeugs 100 aufzunehmen.
In einigen Beispielen wird bzw. werden das/die Bild(er) und/oder Video, das bzw. die von der Kamera 102 und/oder der Kamera 104 aufgenommen wird bzw. werden, einem Fahrer und/oder (einem) anderen Insassen (z. B. Fahrgästen) des Fahrzeugs 100 über eine Anzeige 108, wie etwa eine Mittelkonsolenanzeige, präsentiert, um es dem Fahrer zu vereinfachen, das Fahrzeug 100 zu manövrieren. Ferner wird bzw. werden das/die aufgenommene(n) Bild(er) und/oder Video in einigen Beispielen verwendet, um es dem Fahrzeug 100 zu vereinfachen, (ein) autonome(s) und/oder halbautonome(s) Fahrmanöver durchzuführen.
Die Kamera 102 und/oder die Kamera 104 des veranschaulichten Beispiels sind konfiguriert, um eine Leuchtkraft, eine Helligkeit und/oder andere Eigenschaften von Umgebungslicht zu messen. Zum Beispiel schließt die Kamera 102 Sensoren ein, die Eigenschaften von Umgebungslicht (z. B. eine Leuchtkraft, eine Helligkeit und/oder andere Eigenschaften) um die Kamera 102 detektieren, und die Kamera 104 schließt Sensoren ein, die Eigenschaften von Umgebungslicht um die Kamera 104 detektieren. Ferner schließt das Fahrzeug 100 des veranschaulichten Beispiels Sensoren ein, die konfiguriert sind, um Eigenschaften von Umgebungslicht um die Kameras des Fahrzeugs 100 herum zu detektieren. Zum Beispiel detektiert ein Umgebungslichtsensor 110 (z. B. ein erster Umgebungslichtsensor) Eigenschaften des Umgebungslichts um die Kamera 102, und ein Umgebungslichtsensor 112 (z. B. ein zweiter Umgebungslichtsensor) detektiert Eigenschaften des Umgebungslichts um die Kamera 104. Das heißt, dass die Kamera 102 und/oder der Umgebungslichtsensor 110 verwendet werden kann bzw. können, um Umgebungslichteigenschaften der Kamera 102 zu bestimmen, und die Kamera 104 und/oder der Umgebungslichtsensor 112 verwendet werden kann bzw. können, um Umgebungslichteigenschaften der Kamera 104 zu bestimmen.
Das Fahrzeug 100 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet auch ein Kameramodul 114 und eine Filtersteuerung 116. Das Kameramodul 114 steuert den Betrieb der Kamera 102, der Kamera 104 und/oder einer beliebigen anderen Kamera des Fahrzeugs 100, um (ein) Bild(er) und/oder Video zu sammeln, das bzw. die (einem) Insassen des Fahrzeugs 100 präsentiert und/oder verwendet wird/werden, um es dem Fahrzeug 100 zu vereinfachen, (ein) autonome(s) und/oder halbautonome(s) Fahrmanöver durchzuführen. Die Filtersteuerung 116 identifiziert (eine) Umgebungslichtbedingung(en) der Kamera 102 und/oder der Kamera 104, bestimmt (eine) Filtereinstellung(en) für die Kamera 102 und/oder die Kamera 104 auf Grundlage der identifizierten Umgebungslichtbedingung(en), und steuert den Betrieb der Kamera 102 und/oder der Kamera 104, um die entsprechende(n) Filtereinstellung(en) zu bilden.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Kamera 200 gemäß den Lehren in dieser Schrift. Zum Beispiel repräsentiert die Kamera 200 die Kamera 102, die Kamera 104, und/oder eine beliebige andere Kamera des Fahrzeugs 100. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet die Kamera 200 eine Linse 202, die in einem Linsengehäuse 203 der Kamera 200 aufgenommen ist. Wie in 2 veranschaulicht, ist das Linsengehäuse 203 an eine Vorderseite des Kamerakörpers 204 der Kamera 200 gekoppelt. Der Kamerakörper 204 definiert einen Hohlraum 206, in dem die Bildsensoren 208 und eine Filterbaugruppe 210 positioniert sind. Die Bildsensoren 208 befinden sich in Richtung einer Rückseite des Kamerakörpers 204 in dem Hohlraum 206, und die Filterbaugruppe 210 ist zwischen der Linse 202 und den Bildsensoren 208 in dem Hohlraum 206 (z. B. zwischen der Vorder- und Rückseite des Kamerakörpers 204) positioniert. Das heißt, dass der Kamerakörper 204 des veranschaulichten Beispiels die Bildsensoren 208 und die Filterbaugruppe 210 aufnimmt.
Die Linse 202 der Kamera 200 des veranschaulichten Beispiels lenkt Licht zu den Bildsensoren 208, indem Licht auf die Bildsensoren 208 (z. B. auf eine durch die Bildsensoren 208 definierte Bildebene) gebrochen wird. Zum Beispiel ist die Linse 202 aus einem Glasmaterial gebildet, um das Licht zu brechen. Die Linse 202 beinhaltet eine Brennweite, die eine Vergrößerung eines auf die Bildebene der Bildsensoren 208 projizierten Bildes bestimmt und beinhaltet eine maximale Blende, die sich auf eine Intensität von durch die Kamera 200 aufgenommenem Licht auswirkt. Die Bildsensoren 208 der Kamera 200 sammeln Licht, das durch die Linse 202 auf die durch die Bildsensoren 208 gebildete Bildebene gelenkt wird, wandeln die Dämpfung von Lichtwellen des gesammelten Lichtes in Signale um und erzeugen ein Bild auf Grundlage dieser Signale. Zum Beispiel sind die Bildsensoren 208 digitale Bildgebungssensoren wie zum Beispiel Ladungskopplungsvorrichtungs(Charge-Couple Device - CCD)-Sensoren, komplementäre Metalloxidhalbleiter(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor - CMOS)-Sensoren, N-Typ-Metalloxidhalbleiter(N-type Metal-Oxide-Semiconductor - NMOS)-Sensoren usw.
Die Filterbaugruppe 210 des veranschaulichten Beispiels schließt eine Platte 212 (z. B. eine erste Platte) und eine Platte 214 (z. B. eine zweite Platte) ein. In dem veranschaulichten Beispiel sind die Platte 212 und die Platte 214 voneinander in dem Hohlraum 206 des Kamerakörpers 204 beabstandet. Die Platte 212 schließt eine Anordnung von Flüssigkristallanzeige(Liquid Crystal Display - LCD)-Passfilterpixeln (z. B. die LCD-Passfilterpixel 302 aus 3A-3B) ein und die Platte schließt eine Anordnung von optischen Filterpixeln (z. B. die optischen Filterpixel 402 aus 4) ein, sodass die LCD-Passfilterpixel und die optischen Filterpixel in Bezug aufeinander zwischen der Linse 202 und den Bildsensoren 208 der Kamera 200 gestapelt sind. In dem veranschaulichten Beispiel ist die Platte 212 zwischen der Linse 202 und der Platte 214 positioniert, sodass die LCD-Passfilterpixel zwischen der Linse 202 und den optischen Filterpixeln gestapelt sind. In anderen Beispielen kann die Platte 212 zwischen den Bildsensoren 208 und der Platte 214 positioniert sein, sodass die LCD-Passfilterpixel zwischen den Bildsensoren 208 und den optischen Filterpixeln positioniert sind.
In dem veranschaulichten Beispiel ist jedes der optischen Filterpixel der Platte 214 ein optischer Filter (z. B. gebildet aus Glas, Kunststoff und/oder anderen transparenten Materialien), der selektiv Licht mit verschiedenen Wellenlängen zu den Bildsensoren 208 überträgt, um das bzw. die von der Kamera 200 aufgenommene(n) Bild(er) und/oder Video zu beeinflussen. Zum Beispiel schließen die optischen Filterpixel der Platte 214 eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von optischen Filtern (z. B. Nah-Infrarot-Passfilter, Nah-Infrarot-Cut-Filter, Polarisierungsfilter, klare Filter usw.) ein, die in Bezug auf die anderen Typen von optischen Filtern Licht jeweils unterschiedlich filtern.
Ferner ist jedes der LCD-Passfilterpixel der Platte 212 ein LCD-Passfilter, der konfiguriert ist, um über ein elektrisches Signal aktiviert und/oder deaktiviert zu werden. Zum Beispiel wird jedes der LCD-Passfilterpixel der Platte 212 aktiviert, wenn es ein elektrisches Signal empfängt und deaktiviert, wenn es kein elektrisches Signal empfängt. Wenn ein LCD-Passfilterpixel aktiviert ist, wird der LCD-Passfilter undurchlässig, um zu blockieren und/oder zu verhindern, dass Licht durch das LCD-Passfilterpixel hindurchgeht. Umgekehrt wird der LCD-Passfilter transparent, wenn ein LCD-Passfilterpixel deaktiviert wird, um zu ermöglichen, dass Licht durch das LCD-Passfilterpixel hindurchgeht (z. B. zu einem oder mehreren der optischen Filterpixel und/oder den Bildsensoren 208).
Im Betrieb bestimmt die Filtersteuerung 116 eine Lichtbedingung auf Grundlage von Eigenschaften von Licht (z. B. Umgebungslicht), das die Kamera 200 umgibt. Zum Beispiel kann die Filtersteuerung 116 die Lichtbedingung auf Grundlage von durch die Kamera 200 (z. B. die Kamera 102, die Kamera 104) und/oder einen nahen Umgebungslichtsensor (z. B. den Umgebungslichtsensor 110, den Umgebungslichtsensor 112) gesammeltem Licht bestimmen. Auf Grundlage der Lichtbedingung bestimmt die Filtersteuerung 116 eine Filtereinstellung (z. B. eine erste Filtereinstellung) der Filterbaugruppe 210, um der Kamera 200 das Aufnehmen von (einem) Bild(ern) und/oder Video des Umgebungsbereichs zu erleichtern.
Ferner identifiziert die Filtersteuerung 116 einen ersten Satz von optischen Filterpixeln der Platte 214, welche die Filtereinstellung für die Kamera 200 bilden. Anschließend deaktiviert die Filtersteuerung 116 einen ersten Satz der LCD-Passfilterpixel der Platte 212, der dem ersten Satz der optischen Filterpixel der Platte 214 entspricht, um den ersten Satz der optischen Filterpixel freizulegen und demnach zu ermöglichen, dass sich Licht durch den ersten Satz der optischen Filterpixel bewegt. Ferner aktiviert die Filtersteuerung 116 einen zweiten Satz der LCD-Passfilterpixel der Platte 212, der einem zweiten Satz der optischen Filterpixel der Platte 214 entspricht, die nicht die Filtereinstellung bilden, um den zweiten Satz der optischen Filterpixel abzudecken und demnach zu verhindern, dass sich Licht durch den zweiten Satz der optischen Filterpixel bewegt. Das heißt, dass die Filtersteuerung 116 den ersten Satz von LCD-Passfilterpixeln zum Deaktivieren identifiziert, den zweiten Satz von LCD-Passfilterpixeln zum Aktivieren identifiziert und ein elektrisches Signal zu dem zweiten Satz von LCD-Passfilterpixeln sendet, um die Filtereinstellung zu bilden.
Zusätzlich oder alternativ bestimmt die Filtersteuerung 116 eine andere Filtereinstellung (z. B. eine zweite Filtereinstellung) der Filterbaugruppe 210 auf Grundlage von unterschiedlichen Lichtbedingungen, welche die Kamera 200 umgeben. Um die andere Filtereinstellung zu bilden, identifiziert die Filtersteuerung 116 einen dritten Satz von optischen Filterpixeln der Platte 214, welche die andere Filtereinstellung bilden, identifiziert und deaktiviert einen dritten Satz der LCD-Passfilterpixel der Platte 212, der dem dritten Satz der optischen Filterpixel der Platte 214 entspricht, und identifiziert und aktiviert (z. B. durch das Senden eines elektrischen Signals) einen vierten Satz der LCD-Passfilterpixel der Platte 212, der einem vierten Satz der optischen Filterpixel der Platte 214 entspricht.
3A und 3B veranschaulichen die Platte 212, einschließend eine Anordnung von LCD-Passfilterpixeln 302 in unterschiedlichen entsprechenden Mustern. Insbesondere bildet 3A die LCD-Passfilterpixel 302 in einem ersten Muster ab, und 3B bildet die LCD-Passfilterpixel 302 in einem zweiten Muster ab.
In den veranschaulichten Beispielen ist jedes der LCD-Passfilterpixel 302 ein elektrisch moduliertes optisches Pixel, das Lichtmodulationseigenschaften von Flüssigkristallen für einen Übergang zwischen einer undurchlässigen Einstellung und einer transparenten Einstellung verwendet. Das heißt, dass jedes der LCD-Passfilterpixel 302 auf Grundlage eines elektrischen Signals zwischen einem undurchlässigen und einem transparenten Zustand moduliert. Zum Beispiel ist jedes der LCD-Passfilterpixel 302 transparent, wenn es deaktiviert ist (z. B. um ein angrenzendes oder mehrere der optischen Filterpixel 402 aus 4 freizulegen) und undurchlässig, wenn es aktiviert ist (z. B. um das angrenzende oder mehrere angrenzende der optischen Filterpixel 402 abzudecken). Ferner ist jedes der LCD-Passfilterpixel 302 deaktiviert, wenn das eine der LCD-Passfilterpixel 302 kein elektrisches Signal empfängt und es ist aktiviert, wenn das eine der LCD-Passfilterpixel 302 ein elektrisches Signal empfängt (z. B. von der Filtersteuerung 116). Obwohl die Platte 212 des veranschaulichten Beispiels die LCD-Passfilterpixel 302 einschließt, kann die Platte 212 eine beliebige andere Art von Pixeln einschließen, die dazu in der Lage ist, zwischen einer undurchlässigen Einstellung und einer transparenten Einstellung auf kontrollierte Art und Weise zu modulieren.
In 3A bilden die LCD-Passfilterpixel 302 ein Photonensiebmuster auf der Platte 212, bei dem diejenigen der LCD-Passfilterpixel 302, die einem Zentrum des Photonensiebmusters und/oder der Platte 212 näher sind, größer sind als diejenigen der LCD-Passfilterpixel 302, die weiter von dem Zentrum des Photonensiebmusters und/oder der Platte 212 entfernt und/oder einer äußeren Kante davon näher sind. Bei dem Photonensiebmuster der LCD-Passfilterpixel 302 werden eine Beugung und Interferenz von Licht verwendet, das sich durch die LCD-Passfilterpixel 302 bewegt, um Licht zu beeinflussen, das von der Kamera 200 aufgenommen wird. In einigen Beispielen erhöht das Photonensiebmuster der LCD-Passfilterpixel 302 einen Fokus von Licht, das von der Kamera 200 aufgenommen wird.
In 3B bilden die LCD-Passfilterpixel 302 ein Eins-zu-Eins-Muster in Bezug auf zugehörige optische Filterpixel (z. B. die optischen Filterpixel 402 aus 4) der Platte 214. Das heißt, dass jedes der LCD-Passfilterpixel 302 der Platte 212 konfiguriert ist, um sich mit einem entsprechenden der optischen Filterpixel der Platte 214 auszurichten, um zu steuern, ob sich Licht durch das entsprechende der optischen Filterpixel bewegt. Wenn zum Beispiel eines der LCD-Passfilterpixel 302 undurchlässig ist, ist Licht nicht dazu in der Lage, sich durch das entsprechende der optischen Filterpixel zu den Bildsensoren 208 zu bewegen. Umgekehrt ist Licht, wenn eines der LCD-Passfilterpixel 302 transparent ist, dazu in der Lage, sich durch das entsprechende der optischen Filterpixel zu den Bildsensoren 208 zu bewegen.
4 veranschaulicht ein Beispiel der Platte 214 der Filterbaugruppe 210 der Kamera 200. Die optischen Filterpixel 402 des veranschaulichten Beispiels schließen eine Vielzahl von Filtertypen ein. Zum Beispiel schließen die optischen Filterpixel 402 aus 4 ein oder mehrere Nah-Infrarot(NIR)-Passfilterpixel 404, ein oder mehrere Nah-Infrarot(NIR)-Cut-Filterpixel 406, ein oder mehrere Polarisierungsfilterpixel 408 und ein oder mehrere klare Filterpixel 410 ein.
NIR-Passfilter ermöglichen Licht nahe dem sichtbaren Lichtspektrum (z. B. Licht, das Wellenlängen von ungefähr 700 Nanometern bis 1100 Nanometern aufweist). Die NIR-Passfilterpixel 404 ermöglichen, dass das Nah-Infrarotlicht zu den Bildsensoren 208 hindurchgeht, um zu veranlassen, dass (ein) von der Kamera 200 aufgenommene(s) Bild(er) Licht beinhaltet/beinhalten, das demjenigen ähnlich ist, das durch menschliches Sehen erfasst wird.
NIR-Cut-Filter ermöglichen, dass sichtbares Licht (z. B. Licht, das Wellenlängen von ungefähr 400 Nanometern bis 700 Nanometern aufweist) hindurchgeht und reflektieren Infrarotlicht, das nahe dem sichtbaren Lichtspektrum ist (z. B. Licht, das Wellenlängen von ungefähr 700 Nanometern bis 2500 Nanometern aufweist). Die NIR-Cut-Filterpixel 406 filtern das Nah-Infrarotlicht aus dem von den Bildsensoren 208 gesammeltem Licht heraus, um zu veranlassen, dass (ein) von der Kamera 200 aufgenommene(s) Bild(er) Licht beinhaltet/beinhalten, das demjenigen ähnlich ist, das Menschen mit einem Auge ohne Hilfe sehen.
Polarisierungsfilter (z. B. lineare Polarisationsfilter, kreisförmige Polarisationsfilter) ermöglichen, dass Lichtwellenlängen in einigen Ausrichtungen hindurchgehen und verhindern, dass andere Lichtwellenlängen in anderen Ausrichtungen hindurchgehen. Zum Beispiel filtert ein linearer Polarisationsfilter eben polarisierte Wellenlängen heraus, die in vorbestimmten Ausrichtungen ausgerichtet sind. Die Polarisierungsfilterpixel 408 (z. B. lineare Polarisierungsfilter) verhindern in einigen Ausrichtungen, dass Lichtwellenlängen zu den Bildsensoren 208 der Kamera 200 hindurchgehen und ermöglichen dies in anderen Ausrichtungen, um Blendung zu reduzieren, die durch (eine) reflektierende Fläche(n) in (einem) durch die Kamera 200 aufgenommene(n) Bild(ern) verursacht wird.
Ferner beeinflussen klare Filter (z. B. aus Glas, Kunststoff und/oder anderen transparenten Materialien gebildet) kein Licht oder filtern dieses. Das heißt, dass die klaren Filterpixel 410 kein Licht beeinflussen oder filtern, das sich zwischen der Linse 202 und den Bildsensoren 208 bewegt.
In dem veranschaulichten Beispiel sind die Filtertypen der optischen Filterpixel 402 entlang der Platte 214 vermischt. Zum Beispiel die NIR-Passfilterpixel 404, die NIR-Cut-Filterpixel 406, die Polarisierungsfilterpixel 408 und die klaren Filterpixel 410 gemäß dem 4-Farben-Satz, sodass keines der NIR-Passfilterpixel 404 aneinander angrenzt, keines der NIR-Cut-Filterpixel 406 aneinander angrenzt, keines der Polarisierungsfilterpixel 408 aneinander angrenzt, und keines der klaren Filterpixel 410 aneinander angrenzt. In anderen Beispielen können die NIR-Passfilterpixel 404, die NIR-Cut-Filterpixel 406, die Polarisierungsfilterpixel 408, und die klaren Filterpixel 410 auf der Platte 214 in einem beliebigen anderen Muster angeordnet sein. Ferner schließen die optischen Filterpixel 402 in anderen Beispielen eine beliebige andere Kombination von Filtertypen ein, die (eine) Filtereinstellung(en) erzeugen, um das Aufnehmen von (einem) Bild(ern) und/oder Video durch die Kamera 200 zu vereinfachen. Zum Beispiel können die optischen Filterpixel 402 mehr Filtertypen, weniger Filtertypen und/oder andere Filtertypen einschließen.
5A-5C bilden die Platte 212 und die Platte 214 der Filterbaugruppe 210 ab, wenn sie übereinander gestapelt sind. Insbesondere veranschaulicht 5A die LCD-Passfilterpixel 302 mit aktivierten und deaktivierten Pixeln, 5B veranschaulicht die optischen Filterpixel 402, und 5C veranschaulicht die LCD-Passfilterpixel 302 und die optischen Filterpixel 402, die übereinander gestapelt sind, um eine Filtereinstellung der Kamera 200 zu bilden.
Wie in 5A veranschaulicht, schließen die LCD-Passfilterpixel 302 der Platte 214 die deaktivierten Pixel 502 und die aktivierten Pixel 504 ein. Die deaktivierten Pixel 502 sind transparent, um zu ermöglichen, dass sich Licht zu einem zugehörigen oder mehreren der optischen Filterpixel 402 bewegt, und die aktivierten Pixel 504 sind undurchlässig, um zu verhindern, dass sich Licht zu dem zugehörigen oder mehreren der optischen Filterpixel 402 bewegt.
5B bildet ferner die optischen Filterpixel 402 der Platte 214 ab. Wie in 5B veranschaulicht, schließen die optischen Filterpixel 402 ein oder mehrere der NIR-Passfilterpixel 404, ein oder mehrere der NIR-Cut-Filterpixel 406, ein oder mehrere der Polarisierungsfilterpixel 408 und ein oder mehrere der klaren Filterpixel 410 ein.
5C veranschaulicht die Platte 212, die über der Platte 214 auf gestapelte Art und Weise positioniert ist, um die Filtereinstellung der Kamera 200 zu bilden. In dem veranschaulichten Beispiel schließt die von der Filterbaugruppe 210 gebildete Filtereinstellung die NIR-Passfilterpixel 404 der optischen Filterpixel 402 ein. Zum Beispiel sind die deaktivierten Pixel 502 transparent, um zu ermöglichen, dass sich Licht zu den NIR-Passfilterpixeln 404 bewegt, um zu ermöglichen, dass die NIR-Passfilterpixel 404 die Filtereinstellung bilden. Ferner sind die aktivierten Pixel 504 undurchlässig, um die NIR-Cut-Filterpixel 406, die Polarisierungsfilterpixel 408 und die klaren Filterpixel 410 abzudecken, um zu verhindern, dass die NIR-Cut-Filterpixel 406, die Polarisierungsfilterpixel 408 und die klaren Filterpixel 410 die Filtereinstellung bilden.
In dem veranschaulichten Beispiel aus 5A-5C identifiziert die Filtersteuerung 116 nach dem Bestimmen, dass die NIR-Passfilterpixel 404 die Filtereinstellung bilden sollen, einen ersten Satz der LCD-Passfilterpixel 302 für die deaktivierten Pixel 502 und einen zweiten Satz der LCD-Passfilterpixel 302 für die aktivierten Pixel 504. Zum Beispiel identifiziert die Filtersteuerung 116 diejenigen der LCD-Passfilterpixel 302, die den NIR-Passfilterpixeln 404 entsprechen, als die deaktivierten Pixel 502, um zu ermöglichen, dass sich Licht durch die NIR-Passfilterpixel 404 bewegt. Ferner identifiziert die Filtersteuerung 116 diejenigen der LCD-Passfilterpixel 302, die den NIR-Passfilterpixeln 404 entsprechen, als die aktivierten Pixel 504, um zu verhindern, dass sich Licht durch die NIR-Cut-Filterpixel 406, die Polarisierungsfilterpixel 408 und die klaren Filterpixel 410 bewegt.
In anderen Beispielen entsprechen die deaktivierten Pixel 502 einem oder mehreren der NIR-Passfilterpixel 404, einem oder mehreren der NIR-Cut-Filterpixel 406, einem oder mehreren der Polarisierungsfilterpixel 408, einem oder mehreren der klaren Filterpixel 410 und/oder einer beliebigen Kombination davon, die eine ausgewählte Filtereinstellung bilden. In solchen Beispielen entsprechen die aktivierten Pixel 504 einem oder mehreren der NIR-Passfilterpixel 404, einem oder mehreren der NIR-Cut-Filterpixel 406, einem oder mehreren der Polarisierungsfilterpixel 408, einem oder mehreren der klaren Filterpixel 410 und/oder einer beliebigen Kombination davon, die keine ausgewählte Filtereinstellung bilden.
6 veranschaulicht eine andere beispielhafte Kamera 600 gemäß den Lehren in dieser Schrift. Zum Beispiel repräsentiert die Kamera 600 die Kamera 102, die Kamera 104, und/oder eine beliebige andere Kamera des Fahrzeugs 100. Die in 6 veranschaulichte Kamera 600 schließt das Linsengehäuse 203, die Linse 202, den Kamerakörper 204, die Filterbaugruppe 210, die Platte 212, die Platte 214, die LCD-Passfilterpixel 302 und die optischen Filterpixel 402 ein, die zu dem Linsengehäuse 203, der Linse 202, dem Kamerakörper 204, der Filterbaugruppe 210, der Platte 212, der Platte 214, den LCD-Passfilterpixeln 302 und den optischen Filterpixeln 402 der Kamera 200 aus 2-5C identisch und/oder anderweitig im Wesentlichen ähnlich sind. Da diese Komponenten zuvor ausführlich in Bezug auf 2-5C veranschaulicht sind, werden einige Eigenschaften dieser Komponenten nachfolgend nicht weiter offenbart.
Wie in 6 veranschaulicht, ist das Linsengehäuse 203 der Kamera 600 an die Vorderseite des Kamerakörpers 204 gekoppelt und nimmt die Linse 202, die Platte 212 und die Platte 214 der Kamera 200 auf. Der Kamerakörper 204 definiert den Hohlraum 206, in dem die Bildsensoren 208 positioniert sind. Ferner sind die Platte 212 und die Platte 214 der Filterbaugruppe 210 zwischen der Linse 202 und den Bildsensoren 208 in dem Linsengehäuse 203 positioniert. In dem veranschaulichten Beispiel ist die Platte 212 zwischen der Linse 202 und der Platte 214 positioniert, sodass die LCD-Passfilterpixel 302 zwischen der Linse 202 und den optischen Filterpixeln 402 gestapelt sind. In anderen Beispielen kann die Platte 212 zwischen den Bildsensoren 208 und der Platte 214 positioniert sein, sodass die LCD-Passfilterpixel 302 zwischen den Bildsensoren 208 und den optischen Filterpixeln 402 positioniert sind.
Im Betrieb bestimmt die Filtersteuerung 116 eine Lichtbedingung auf Grundlage von Eigenschaften von Licht (z. B. Umgebungslicht), das die Kamera 200 umgibt. Auf Grundlage der Lichtbedingung bestimmt die Filtersteuerung 116 eine Filtereinstellung (z. B. eine erste Filtereinstellung, eine zweite Filtereinstellung) der Filterbaugruppe 210, um der Kamera 200 das Aufnehmen von (einem) Bild(ern) und/oder Video des Umgebungsbereichs zu erleichtern. Ferner identifiziert die Filtersteuerung 116 einen Satz von optischen Filterpixeln (z. B. einen ersten Satz von optischen Filterpixeln, einen dritten Satz von optischen Filterpixeln), welche die Filtereinstellung für die Kamera 200 bilden. Anschließend deaktiviert die Filtersteuerung 116 einen zugehörigen Satz der LCD-Passfilterpixel (z. B. einen ersten Satz von LCD-Passfilterpixeln, einen dritten Satz von LCD-Passfilterpixeln), um zu ermöglichen, dass sich Licht durch diesen Satz der optischen Filterpixel bewegt. Ferner aktiviert die Filtersteuerung 116 einen anderen Satz der LCD-Passfilterpixel (z. B. einen zweiten Satz von LCD-Passfilterpixeln, einen vierten Satz von LCD-Passfilterpixeln), der einem anderen Satz der optischen Filterpixel (z. B. einem zweiten Satz von optischen Filterpixeln, einem vierten Satz von optischen Filterpixeln) entspricht, die nicht die Filtereinstellung bilden, um zu verhindern, dass sich Licht durch diesen Satz der optischen Filterpixel bewegt.
7 ist ein Blockdiagramm von elektronischen Komponenten 700 des Fahrzeugs aus 1. Wie in 7 veranschaulicht, beinhalten die elektronischen Komponenten 700 das Kameramodul 114, eine Infotainment-Haupteinheit 702, Kameras 704, Sensoren 706, elektronische Steuereinheiten (Electronic Control Units - ECUs) 708 und einen Fahrzeugdatenbus 710.
Das Kameramodul 114 beinhaltet eine Mikrosteuereinheit, eine Steuerung oder einen Prozessor 712 und einen Speicher 714. In einigen Beispielen ist der Prozessor 712 des Kameramoduls 114 derart strukturiert, dass er die Filtersteuerung 116 beinhaltet. Alternativ dazu ist die Filtersteuerung 116 in einigen Beispielen in eine andere elektronische Steuereinheit (ECU) mit ihrem eigenen Prozessor 712 und Speicher 714 integriert. Bei dem Prozessor 712 kann es sich um jede geeignete Verarbeitungsvorrichtung oder einen Satz von Verarbeitungsvorrichtungen handeln, wie etwa unter anderem einen Mikroprozessor, eine mikrocontrollerbasierte Plattform, eine integrierte Schaltung, ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (field programmable gate arrays - FPGA) und/oder eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application-specific integrated circuits - ASIC). Bei dem Speicher 714 kann es sich um flüchtigen Speicher (z. B. RAM, darunter nichtflüchtiger RAM, magnetischer RAM, ferroelektrischer RAM usw.); nichtflüchtigen Speicher (z. B. Plattenspeicher, FLASH-Speicher, EPROMs, EEPROMs, memristorbasierten nichtflüchtigen Festkörperspeicher usw.); unveränderbaren Speicher (z. B. EPROMs), Festwertspeicher und/oder Speichervorrichtungen mit hoher Kapazität (z. B. Festplatten, Festkörperlaufwerke usw.) handeln. In einigen Beispielen beinhaltet der Speicher 714 mehrere Speicherarten, insbesondere flüchtigen Speicher und nichtflüchtigen Speicher.
Bei dem Speicher 714 handelt es sich um computerlesbare Medien, in denen ein oder mehrere Sätze von Anweisungen, wie etwa die Software zum Ausführen der Verfahren der vorliegenden Offenbarung, eingebettet sein können. Die Anweisungen können eines oder mehrere der Verfahren oder eine Logik, wie hier beschrieben, verkörpern. Beispielsweise befinden sich die Anweisungen während der Ausführung der Anweisungen vollständig oder zumindest teilweise in einem beliebigen oder mehreren von dem Speicher 714, dem computerlesbaren Medium und/oder in dem Prozessor 712.
Die Ausdrücke „nichttransitorisches computerlesbares Medium“ und „computerlesbares Medium“ schließen ein einzelnes Medium oder mehrere Medien ein, wie etwa eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder damit assoziierte Zwischenspeicher und Server, auf denen ein oder mehrere Sätze von Anweisungen gespeichert sind. Ferner schließen die Ausdrücke „nichttransitorisches computerlesbares Medium“ und „computerlesbares Medium“ jedes beliebige physische Medium ein, das zum Speichern, Verschlüsseln oder Tragen eines Satzes von Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor in der Lage ist oder das ein System dazu veranlasst, ein beliebiges oder mehrere der hierin offenbarten Verfahren oder Vorgänge durchzuführen. Im hier verwendeten Sinne ist der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ausdrücklich so definiert, dass er jede beliebige Art von computerlesbarer Speichervorrichtung und/oder Speicherplatte einschließt und das Verbreiten von Signalen ausschließt.
Die Infotainment-Haupteinheit 702 stellt eine Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug 100 und einem Benutzer bereit. Die Infotainment-Haupteinheit 702 beinhaltet digitale und/oder analoge Schnittstellen (z. B. Eingabevorrichtungen und Ausgabevorrichtungen), um Eingaben von dem/den Benutzer(n) zu empfangen und diesem/diesen Informationen anzuzeigen. Die Eingabevorrichtungen beinhalten zum Beispiel einen Steuerknopf, ein Armaturenbrett, eine Digitalkamera zur Bilderfassung und/oder visuellen Befehlserkennung, einen Touchscreen, eine Audioeingabevorrichtung (z. B. ein Kabinenmikrofon), Tasten oder ein Berührungsfeld. Zu den Ausgabevorrichtungen können Kombiinstrumentenausgaben (z. B. Drehscheiben, Beleuchtungsvorrichtungen), Aktoren, die Anzeige 108 (z. B. eine Blickfeldanzeige, eine Mittelkonsolenanzeige wie etwa eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine organische Leuchtdioden(OLED-)Anzeige, eine Flachbildschirmanzeige, eine Festkörperanzeige usw.) und/oder Lautsprecher gehören. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet die Infotainment-Haupteinheit 702 Hardware (z. B. einen Prozessor oder eine Steuerung, Arbeitsspeicher, Datenspeicher usw.) und Software (z. B. ein Betriebssystem usw.) für ein Infotainment-System (wie etwa SYNC® und MyFord Touch® von Ford®). Zusätzlich zeigt die Infotainment-Haupteinheit 702 das Infotainment-System zum Beispiel auf der Anzeige 108 an.
Die Kameras 704 sind in dem und um das Fahrzeug 100 angeordnet, um (ein) Bild(er) und/oder Video eines Bereichs in einer Kabine des Fahrzeugs 100 und/oder eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs 100 aufzunehmen. Eine oder mehrere der Kameras 704 können entlang einer Außenseite des Fahrzeugs 100 und/oder in der Kabine des Fahrzeugs 100 montiert sein. Das bzw. die von den Kameras 704 aufgenommene(n) Bild(er) und/oder Video werden (einem) Insassen des Fahrzeugs 100 präsentiert (z. B. über die Anzeige 108) und/oder verwendet, um die Durchführung von autonomen und/oder halbautonomen Fahrmanövern des Fahrzeugs 100 zu vereinfachen. Die Kameras 704 des veranschaulichten Beispiels schließen die Kamera 102 (z. B. die Kamera 200, die Kamera 600) und die Kamera 104 (z. B. die Kamera 200, die Kamera 600) ein.
Die Sensoren 706 sind in dem und um das Fahrzeug 100 herum angeordnet, um Eigenschaften des Fahrzeugs 100 und/oder eine Umgebung, in der sich das Fahrzeug 100 befindet, zu überwachen. Einer oder mehrere der Sensoren 706 können zum Messen von Eigenschaften um eine Außenseite des Fahrzeugs 100 herum montiert sein. Zusätzlich oder alternativ können einer oder mehrere der Sensoren 706 innerhalb einer Kabine des Fahrzeugs 100 oder in einer Karosserie des Fahrzeugs 100 (z. B. einem Motorraum, Radkästen usw.) montiert sein, um Eigenschaften in einem Innenraum des Fahrzeugs 100 zu messen. Zu den Sensoren 706 gehören zum Beispiel Beschleunigungsmesser, Wegstreckenzähler, Geschwindigkeitsmesser, Nick- und Gierwinkelsensoren, Raddrehzahlsensoren, Mikrofone, Reifendrucksensoren, biometrische Sensoren und/oder Sensoren einer sonstigen geeigneten Art. Im veranschaulichten Beispiel beinhalten die Sensoren 706 den Umgebungslichtsensor 110 und den Umgebungslichtsensor 112.
Die ECUs 708 überwachen und steuern die Teilsysteme des Fahrzeugs 100. Zum Beispiel handelt es sich bei den ECUs 708 um diskrete Sätze elektronischer Bauteile, die ihre eigene(n) Schaltung(en) (z. B. integrierte Schaltungen, Mikroprozessoren, Arbeitsspeicher, Datenspeicher usw.) und Firmware, Sensoren, Aktoren und/oder Montagehardware beinhalten. Die ECUs 708 kommunizieren über einen Fahrzeugdatenbus (z. B. den Fahrzeugdatenbus 710) und tauschen darüber Informationen aus. Zusätzlich können die ECUs 708 einander Eigenschaften (z. B. Status der ECUs 708, Sensormesswerte, Steuerzustand, Fehler- und Diagnosecodes usw.) kommunizieren und/oder Anforderungen voneinander empfangen. Das Fahrzeug 100 kann zum Beispiel siebzig oder mehr der ECUs 708 aufweisen, die an verschiedenen Stellen um das Fahrzeug 100 positioniert und kommunikativ durch den Fahrzeugdatenbus 710 gekoppelt sind.
In dem veranschaulichten Beispiel beinhalten die ECUs 708 eine Autonomieeinheit 716, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 718 und ein Bremssteuermodul 720. Zum Beispiel steuert die Autonomieeinheit 716 die Durchführung von autonomen und/oder halbautonomen Fahrmanövern des Fahrzeugs 100 zumindest teilweise auf Grundlage von (einem) von den Kameras 704 aufgenommenen Bild(ern) und/oder Video. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 718 steuert autonom eine Geschwindigkeit, mit der sich das Fahrzeug 100 bewegt, zumindest teilweise auf Grundlage von (einem) von den Kameras 704 aufgenommenen Bild(ern) und/oder Video. Ferner betreibt das Bremssteuermodul 720 autonom Bremsen des Fahrzeugs 100 zumindest teilweise auf Grundlage von (einem) von den Kameras 704 aufgenommenen Bild(ern) und/oder Video.
Der Fahrzeugdatenbus 710 koppelt kommunikativ das Kameramodul 114, die Infotainment-Haupteinheit 702, die Kameras 704, die Sensoren 706 und die ECUs 708. In einigen Beispielen beinhaltet der Fahrzeugdatenbus 710 einen oder mehrere Datenbusse. Der Fahrzeugdatenbus 710 kann in Übereinstimmung mit einem Controller-Area-Network(CAN)-Bus-Protokoll laut der Definition durch die International Standards Organization (ISO) 11898-1, einem Media-Oriented-Systems-Transport(MOST)-Bus-Protokoll, einem CAN-Flexible-Data(CAN-FD)-Bus-Protokoll (ISO 11898-7) und/oder einem K-Leitungs-Bus-Protokoll (ISO 9141 und ISO 14230-1) und/oder einem Ethernet™-Bus-Protokoll IEEE 802.3 (ab 2002) usw. umgesetzt sein.
8 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 800 zum Verstellen eines Filters einer Kamera über verstellbare gestapelte Filteranordnungen. Das Ablaufdiagramm aus 8 stellt maschinenlesbare Anweisungen dar, die in Speicher gespeichert werden (wie zum Beispiel dem Speicher 714 aus 7) und ein oder mehrere Programme beinhalten, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden (wie zum Beispiel den Prozessor 712 aus 7), bewirken, dass das Fahrzeug 100 die beispielhafte Filtersteuerung 116 aus 1 und 7 umsetzt. Obwohl das beispielhafte Programm in Bezug auf das in 8 veranschaulichte Ablaufdiagramm beschrieben ist, können alternativ viele andere Verfahren zur Umsetzung der beispielhaften Filtersteuerung 116 verwendet werden. Zum Beispiel kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke neu angeordnet, verändert, beseitigt und/oder kombiniert werden, um das Verfahren 800 durchzuführen. Ferner werden, da das Verfahren 800 in Verbindung mit den Komponenten aus 1-7 offenbart ist, einige Funktionen dieser Komponenten nachfolgend nicht detailliert beschrieben.
Zunächst fängt eine Kamera (z. B. die Kamera 102, die Kamera 104) und/oder ein angrenzender Umgebungslichtsensor (z. B. der Umgebungslichtsensor 110, der Umgebungslichtsensor 112) bei Block 802 Licht (z. B. Umgebungslicht) eines Bereichs auf, der die Kamera umgibt. Bei Block 804 bestimmt die Filtersteuerung 116 eine Filtereinstellung auf Grundlage des aufgefangenen Lichts, die (ein) von der Kamera aufgenommene(s) Bild(er) und/oder Video beeinflusst (z. B. um eine Klarheit des bzw. der aufgenommenen Bildes/Bilder und/oder Videos zu erhöhen).
Bei Block 806 identifiziert die Filtersteuerung 116 einen Satz der Anordnung der optischen Filterpixel 402 auf der Platte 214 (z. B. einen ersten Satz der optischen Filterpixel 402), die konfiguriert sind, um die Filtereinstellung zu bilden. Zum Beispiel identifiziert die Filtersteuerung 116 eines oder mehrere der NIR-Passfilterpixel 404, eines oder mehrere der NIR-Cut-Filterpixel 406, eines oder mehrere der Polarisierungsfilterpixel 408, eines oder mehrere der klaren Filterpixel 410 und/oder eine beliebige Kombination davon, um die Filtereinstellung zu bilden. Bei Block 808 bestimmt die Filtersteuerung 116, welche Pixel der Anordnung der LCD-Passfilterpixel 302 auf der Platte 212 aktiviert werden sollen, auf Grundlage der bei Block 806 identifizierten optischen Filterpixel 402, um die bei Block 804 ausgewählte Filtereinstellung zu bilden. Das heißt, dass die Filtersteuerung 116 einen ersten Satz der LCD-Passfilterpixel 302 zum Deaktivieren identifiziert, um diejenigen der optischen Filterpixel 402 (z. B. einen ersten Satz der optischen Filterpixel 402) freizulegen, welche die Filtereinstellung bilden und einen zweiten Satz der LCD-Passfilterpixel 302 zum Aktivieren identifiziert, um diejenigen der optischen Filterpixel 402 (z. B. einen zweiten Satz der optischen Filterpixel 402) abzudecken, die nicht die Filtereinstellung bilden.
Bei Block 810 identifiziert die Filtersteuerung 116 eines der LCD-Passfilterpixel 302 der Anordnung auf der Platte 212. Bei Block 812 bestimmt die Filtersteuerung 116, ob die Filtersteuerung 116 das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 aktivieren soll, um Licht hinsichtlich einer Bewegung durch das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 zu blockieren. Zum Beispiel bestimmt die Filtersteuerung 116, ob Licht hinsichtlich einer Bewegung durch das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 blockiert werden soll, auf Grundlage davon, ob das eine oder die mehreren der optischen Filterpixel 402, die dem ausgewählten der LCD-Passfilterpixel 302 entsprechen, zumindest teilweise die ausgewählte Filtereinstellung bilden. Wenn das eine zugehörige oder mehrere der optischen Filterpixel 402 zumindest teilweise die ausgewählte Filtereinstellung bilden, soll die Filtersteuerung 116 das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 aktivieren, um zu veranlassen, dass das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 undurchlässig wird. Wenn das zugehörige oder mehrere der optischen Filterpixel 402 nicht zumindest teilweise die ausgewählte Filtereinstellung bilden, soll die Filtersteuerung 116 das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 deaktivieren, um zu veranlassen, dass das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 transparent wird.
Als Reaktion darauf, dass die Filtersteuerung 116 bestimmt, dass das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 undurchlässig sein soll, um Licht zu blockieren, sendet die Filtersteuerung 116 ein elektrisches Signal, um das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 zu aktivieren. Nachdem die Filtersteuerung 116 das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 bei Block 814 aktiviert hat oder als Reaktion darauf, dass die Filtersteuerung 116 bei Block 812 bestimmt, dass das ausgewählte der LCD-Passfilterpixel 302 kein Licht blockieren soll, geht das Verfahren 800 zu Block 816 über.
Bei Block 816 bestimmt die Filtersteuerung 116, ob ein anderes der LCD-Passfilterpixel 302 vorhanden ist. Als Reaktion darauf, dass die Filtersteuerung 116 bestimmt, dass ein anderes der LCD-Passfilterpixel 302 vorhanden ist, kehrt das Verfahren 800 zu Block 810 zurück. Andernfalls geht das Verfahren 800 als Reaktion darauf, dass die Filtersteuerung 116 bestimmt, dass ein anderes der LCD-Passfilterpixel 302 vorhanden ist, zu Block 818 über, bei dem die Kamera unter Verwendung der Filtereinstellung (ein) Bild(er) und/oder Video aufnimmt.
In dieser Anmeldung soll die Verwendung der Disjunktion die Konjunktion beinhalten. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll keine Kardinalität anzeigen. Insbesondere soll ein Verweis auf „den“ Gegenstand oder „einen“ Gegenstand auch einen aus einer möglichen Vielzahl von derartigen Gegenständen bezeichnen. Ferner kann die Konjunktion „oder“ dazu verwendet werden, Merkmale wiederzugeben, die gleichzeitig vorhanden sind, anstelle von sich gegenseitig ausschließenden Alternativen. Anders ausgedrückt ist die Konjunktion „oder“ so aufzufassen, dass sie „und/oder“ einschließt. Die Ausdrücke „beinhaltet“, „beinhaltend“ und „beinhalten“ sind einschließend und weisen jeweils denselben Umfang auf wie „umfasst“, „umfassend“ bzw. „umfassen“. Zusätzlich bezeichnen die Ausdrücke „Modul“ und „Einheit“ im vorliegenden Zusammenhang Hardware mit Schaltungen zum Bereitstellen von Kommunikations-, Steuer- und Überwachungsfähigkeiten, oft in Verbindung mit Sensoren. Ein „Modul“ und eine „Einheit“ können zudem Firmware einschließen, die auf der Schaltung ausgeführt wird.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und insbesondere jegliche „bevorzugte“ Ausführungsformen sind mögliche beispielhafte Umsetzungen und werden lediglich für ein eindeutiges Verständnis der Grundsätze der Erfindung dargelegt. Viele Variationen und Modifikationen können an der/den vorstehend beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden, ohne wesentlich vom Geist und von den Grundsätzen der hier beschriebenen Techniken abzuweichen. Jegliche Modifikationen sollen hier im Umfang dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Patentansprüche geschützt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 11898-7 [0053]
ISO 9141 [0053]
ISO 14230-1 [0053]

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Kamera, einschließend: eine Linse; Bildsensoren; und LCD-Passfilterpixel und optische Filterpixel, die zwischen der Linse und den Bildsensoren gestapelt sind; und eine Filtersteuerung zum: Identifizieren eines ersten Satzes der optischen Filterpixel, die eine Filtereinstellung bilden; und Deaktivieren eines ersten Satzes der LCD-Passfilterpixel, um den ersten Satz der optischen Filterpixel freizulegen, um die Filtereinstellung zu bilden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Filtersteuerung einen zweiten Satz der LCD-Passfilterpixel aktiviert, um einen zweiten Satz der optischen Filterpixel abzudecken, um die Filtereinstellung der Kamera zu bilden.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Filtersteuerung, um die Filtereinstellung der Kamera zu bilden, Folgendes tun soll: Identifizieren des ersten Satzes der LCD-Passfilterpixel zum Deaktivieren; Identifizieren des zweiten Satzes der LCD-Passfilterpixel zum Aktivieren; und Senden eines Signals zum Aktivieren des zweiten Satzes der LCD-Passfilterpixel.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Filtersteuerung zu Folgendem konfiguriert ist: Identifizieren eines dritten Satzes der optischen Filterpixel, die eine zweite Filtereinstellung bilden; und Deaktivieren eines dritten Satzes der LCD-Passfilterpixel, um den dritten Satz der optischen Filterpixel freizulegen, um die zweite Filtereinstellung zu bilden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei jedes der LCD-Passfilterpixel transparent ist, wenn es deaktiviert ist, um ein angrenzendes oder mehrere der optischen Filterpixel freizulegen und undurchlässig ist, wenn es aktiviert ist, um das angrenzende oder mehrere der optischen Filterpixel abzudecken.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Kamera ferner eine erste Platte, welche die LCD-Passfilterpixel einschließt und eine zweite Platte einschließt, die von der ersten Platte beabstandet ist und die optischen Filterpixel einschließt.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Kamera ferner einen Kamerakörper einschließt, der die erste Platte, die zweite Platte und die Bildsensoren aufnimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die LCD-Passfilterpixel zwischen der Linse und den optischen Filterpixeln positioniert sind.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die optischen Filterpixel eine Vielzahl von Filtertypen einschließen, die entlang einer Platte vermischt sind, wobei die Vielzahl von Filtertypen einen Nah-Infrarot-Passfilter, einen Nah-Infrarot-Cut-Filter, einen Polarisierungsfilter und einen klaren Filter einschließt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die LCD-Passfilterpixel ein Photonensiebmuster bilden, bei dem die LCD-Passfilterpixel, die einem Zentrum des Photonensiebmusters näher sind, größer sind als die LCD-Passfilterpixel, die weiter von dem Zentrum des Photonensiebmusters entfernt sind.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei sich jedes der LCD-Passfilterpixel mit einem entsprechenden der optischen Filterpixel ausrichtet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner einschließend einen Umgebungslichtsensor, der an die Kamera angrenzt, wobei der Filter das Bestimmen der Filtereinstellung auf Grundlage eines Umgebungslichts steuert, das von dem Umgebungslichtsensor detektiert wird.
Verfahren, umfassend: Bestimmen einer Filtereinstellung einer Fahrzeugkamera; Identifizieren eines ersten Satzes von optischen Filterpixeln, die zwischen einer Linse und Bildsensoren der Fahrzeugkamera positioniert sind und die Filtereinstellung bilden; und Deaktivieren eines ersten Satzes von LCD-Passfilterpixeln, die mit den optischen Filterpixeln zwischen der Linse und den Bildsensoren gestapelt sind, um den ersten Satz der optischen Filterpixel freizulegen, um die Filtereinstellung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner einschließend das Aktivieren eines zweiten Satzes der LCD-Passfilterpixel, um einen zweiten Satz der optischen Filterpixel abzudecken, um die Filtereinstellung der Fahrzeugkamera zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner einschließend: Identifizieren des ersten Satzes der LCD-Passfilterpixel zum Deaktivieren; Identifizieren des zweiten Satzes der LCD-Passfilterpixel zum Aktivieren; und Senden eines Signals zum Aktivieren des zweiten Satzes der LCD-Passfilterpixel, um die Filtereinstellung der Fahrzeugkamera zu bilden.