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Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinheit für einen Fahrzeuginnenraum.
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In modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere Fahrzeugen der Oberklasse, werden zu verschiedenen Zwecken Systeme eingesetzt, um den Innenraum optisch zu überwachen. Beispielsweise können Kopf- und Augenbewegungen des Fahrers überwacht werden, um mögliche Müdigkeit oder gesundheitliche Probleme zu erkennen, die die Fahrtüchtigkeit beeinträchtigen könnten. Auch könnte die Belegung der einzelnen Sitze erkannt werden, um Sicherheitssysteme wie Gurtwarner oder Airbags zu aktivieren. Eine weitere Option ist die Erkennung von Gesten, mittels derer der Fahrer oder ein anderer Insasse des Fahrzeugs bestimmte Fahrzeugfunktionen wie z.B. Klimaanlage, Unterhaltungssysteme oder dergleichen steuern kann. Da die Lichtverhältnisse innerhalb des Fahrzeugs eine Erkennung im Bereich sichtbaren Lichts (ca. 380 nm - 780 nm) unter Umständen erschweren können, ist bereits vorgeschlagen worden, eine Auswertung im nahen Infrarotbereich (NIR) vorzunehmen. Zahlreiche Bildsensoren, z.B. CMOS-basierte Sensoren, die für sichtbares Licht empfindlich sind, können auch Strahlung im NIR-Bereich (ca. 850 nm - 1.200 nm) detektieren. Allerdings ist hier keine passive Detektion möglich, sondern es muss eine Strahlungsquelle (z.B. ein oder mehrere LEDs) eingesetzt werden, um den beobachteten Bereich auszuleuchten. Die von den Objekten in diesem Bereich reflektierte Strahlung kann dann von einer NIR-empfindlichen Kamera detektiert werden. Außerdem ist bereits vorgeschlagen worden, die Temperatur von Fahrzeuginsassen berührungslos mittels einer Wärmebildkamera zu überwachen, u.a. für eine genauere Regelung des Fahrzeugklimas. Die Wellenlänge einer von der Wärmebildkamera erfassten Strahlung liegt typischerweise im mittleren Infrarotbereich (MIR) bei ca. 7.000 - 14.000 nm. Die Wärmebildkamera misst die von einer Person oder einem Gegenstand ausgehende MIR-Strahlung, die überwiegend als Wärmestrahlung auf dessen eigene Temperatur zurückgeht, wenngleich reflektierte Strahlungsanteile von anderen Quellen erfasst werden können. Im Gegensatz zur NIR-Strahlung benötigt die Wärmebildkamera keine eigene Strahlungsquelle, d.h. sie kann rein passiv arbeiten.
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Sowohl NIR- und MIR-Kameras als auch NIR-Beleuchtungsvorrichtungen müssen gegenüber dem Innenraum des Fahrzeugs abgeschirmt werden, um sie vor mechanischen Beschädigungen zu schützen. Außerdem ist eine Abdeckung aus ästhetischen Gründen wünschenswert. Idealerweise sollten die Überwachungseinrichtungen von den Insassen gar nicht wahrgenommen werden, um zu vermeiden, dass sich die Insassen beobachtet fühlen. Problematisch ist hierbei, einen mechanischen Schutz der entsprechenden Einrichtungen zu erreichen und sie vor den Insassen zu verbergen, ohne ihre Funktion wesentlich zu beeinträchtigen.
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Die
JP 2016-049259 A offenbart eine Vorrichtung zur Blickrichtungserfassung eines Benutzers. Ein Beleuchtungs-und-Bildgebungsabschnitt weist eine Kamera und eine Lichtquelle auf. Ein Frontteil für die Abdeckung der Vorderseite des Beleuchtungs-und-Bildgebungsabschnitts weist ein lichtdurchlässiges Element auf sowie ein benachbart hierzu angeordnetes lichtblockierendes Element. Eine Dickenabmessung eines vorderen Abdeckteils des lichtdurchlässigen Elements beträgt höchstens 2 mm, wodurch eine mögliche Beleuchtung der Kamera durch Reflexionen innerhalb des lichtdurchlässigen Elements minimiert wird. Die Lichtquelle kann insbesondere als LED ausgebildet sein, die im Infrarotbereich von z.B. 850 nm emittiert. Das lichtdurchlässige Element ist in diesem Fall dazu ausgebildet, sichtbares Licht zu blockieren. Es kann z.B. aus einem gefüllten Acrylharz bestehen.
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Die
CN 108173986 A zeigt eine Iriserkennungskomponente für eine elektronische Vorrichtung, mit einer Infrarotlampe, einer Iriskamera und einer Abdeckplatte, die von der Infrarotlampe beabstandet ist. Die Abdeckplatte ist mit einem ersten lichtdurchlässigen Teil versehen, der sich gegenüber der Iriskamera befindet und eine erste Beschichtung aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie das Eindringen von Infrarotlicht ermöglicht und das Eindringen von sichtbarem Licht verhindert. Insbesondere kann Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge oberhalb von 900 nm durchgelassen werden, während Licht mit einer Wellenlänge unter 800 nm blockiert wird. Eine entsprechende Beschichtung kann gegenüber der Infrarotlampe vorgesehen sein. Als mögliches Beschichtungsmaterial wird eine Kombination aus Siliziumoxid und Titanoxid genannt.
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Aus der
US 10 674 052 B1 ist eine kompakte Vorrichtung mit Digitalkamera und Infrarot-Strahlern bekannt. Diese umfasst eine Vielzahl von IR-Strahlern, die neben der Digitalkamera angeordnet sind, wobei die Digitalkamera eine Kameralinse aufweist, wobei jeder IR-Strahler mindestens eine IR-Leuchtdiode (LED) umfasst. Eine einzelne Abdecklinse ist so positioniert, dass sie die mindestens eine IR-LED und die Kameralinse abdeckt, wobei ein Bereich der einzelnen Abdecklinse, der die mindestens eine IR-LED abdeckt, sichtbares Licht blockiert und ein Bereich der einzelnen Abdecklinse, der die Kameralinse abdeckt, eine neutrale Linse ist, die sichtbares Licht durchlässt. Optional kann die Abdecklinse Licht so filtern, dass nur Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs in den Kamerasensor gelangen kann, z.B. kann die Kamera so eingestellt werden, dass sie nur Bilder auf der Basis von IR-Strahlung aufnimmt.
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Die
EP 3 609 168 A1 offenbart ein Endgerät, bestehend aus einem Gehäuse und einer Eingabe/Ausgabe-Anordnung, die in dem Gehäuse montiert ist. Optional kann es eine Abdeckplatte aufweisen, wobei das Gehäuse mit einem ersten Durchgangsloch, einem zweiten Durchgangsloch und einem dritten Durchgangsloch versehen ist und das erste Durchgangsloch einem Infrarot-Abbildungsmodul entspricht, das zweite Durchgangsloch einem Empfänger entspricht und das dritte Durchgangsloch einem Laserprojektionsmodul entspricht. Die Abdeckplatte ist an Positionen, die dem ersten Durchgangsloch bzw. dem dritten Durchgangsloch entsprechen, mit einer Infrarot-Übertragungstinte versehen, die z.B. Infrarotstrahlung zu 85% durchlässt, während sie sichtbares Licht um wenigstens 70% abschwächt, so dass das Infrarot-Abbildungsmodul und das Laserprojektionsmodul von außen schwer zu sehen sind.
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Die
EP 2 764 686 B1 zeigt ein Überwachungskamerasystem mit einer Wärmebildkamera zum Aufnehmen von Wärmebildern einer Szene, einer Lichtquelle zum Beleuchten der Szene mit sichtbarem Licht und/oder Nahinfrarotlicht, einer Kamera zum Aufnehmen von zusätzlichen Bildern der Szene, wobei die Kamera eine Nicht-Wärmebildkamera ist, und einem Prozessor. Dieser ist ausgebildet, ein Kandidatenobjekt in der Szene auf Basis der Wärmebilder zu detektieren, als Reaktion auf das Detektieren des Kandidatenobjekts zu bestimmen, ob das Kandidatenobjekt einem Objekt von Interesse ist, und als Reaktion hierauf die Lichtquelle zum Beleuchten der Szene und die Kamera zum Aufnehmen von Bildern der Szene zu betätigen. Ein Infrarotbildgebermodul kann eine Abdeckung aufweisen, die aus einem Material besteht, welches Infrarotstrahlung hindurchlässt, z.B. Silizium, Germanium, Zinkselenid oder Chalkogenglas. Es kann auch ein zuschaltbarer Infrarotfilter vorgesehen sein, um z.B. bei Tageslicht die Bildqualität zu verbessern.
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Aus der
DE 27 15 186 A1 ist eine Folie mit einer Stärke von 20 - 120 µm bekannt, die gegenüber Sonnenstrahlung im nahen Infrarot durchlässig und gegenüber sichtbarer Strahlung, die die Chlorophyllassimilation stört, opak ist. Die Folie enthält 88 - 98,5 Gew.-% eines Polyolefins und 0,5 - 4 Gew.-% im Wesentlichen wasserfreies Eisenoxid in der kristallographischen Form γ, sowie 1 - 8 Gew.-% wenigstens eines Silikates. Sie ist insbesondere vorgesehen zum Abdecken von Erdboden, um gleichzeitig eine Erwärmung desselben sowie eine herbizide Wirkung zu erreichen.
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Aus der
DE 10 2013 002 687 A1 ist eine Überwachungseinheit für einen Fahrzeuginnenraum bekannt, aufweisend als Sensorkomponenten eine Beleuchtungseinheit zur Erzeugung einer Infrarotstrahlung, eine für die Infrarotstrahlung empfindliche erste Kamera sowie einen für eine MIR-Strahlung empfindliche zweite Kamera.
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Aus der
DE 10 2015 007 362 A1 ist eine Überwachungseinheit für einen Fahrzeuginnenraum bekannt aufweisend als Sensorkomponenten eine Beleuchtungseinheit zur Erzeugung einer Infrarotstrahlung, eine für die Infrarotstrahlung empfindliche Kamera sowie eine die Sensorkomponenten vom Fahrzeuginnenraum trennende Abdeckung in Form eines verschwenkbaren Polarisationsfilters.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die diskrete und umfassende Überwachung eines Fahrzeuginnenraums durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Mittel zur Überwachung eines Fahrzeuginnenraums zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Überwachungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird eine Überwachungseinheit für einen Fahrzeuginnenraum zur Verfügung gestellt. Die Überwachungseinheit, die auch als Überwachungsbaugruppe oder Überwachungsanordnung bezeichnet werden kann, ist dazu vorgesehen, einen Fahrzeuginnenraum sensorisch zu überwachen, wobei insbesondere elektromagnetische Wellen aus verschiedenen Bereichen des Infrarotspektrums erfasst werden. Bei dem Fahrzeuginnenraum handelt es sich normalerweise um den Innenraum eines Kraftfahrzeugs wie eines PKWs oder LKWs. Unter Umständen ist aber auch eine Anwendung für Fahrzeuge ohne eigenen Antrieb, Schienenfahrzeuge, Luft- oder Wasserfahrzeuge denkbar. Insbesondere könnte es sich auch um ein autonom fahrbares Fahrzeug handeln. Der Begriff „Überwachungseinheit“ ist in diesem Zusammenhang nicht dahingehend auszulegen, dass die Überwachungseinheit dazu eingerichtet sein muss, selbstständig die sensorisch erfassten Messwerte bzw. Daten auszuwerten und in Abhängigkeit hiervon bestimmte Aktionen auszulösen. Vielmehr kann die Überwachungseinheit mit einer übergeordneten Auswertungs- und Steuereinheit verbunden sein, die in Abhängigkeit von den Messwerten verschiedene Systeme des Fahrzeugs ansteuert.
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Die Überwachungseinheit weist als Sensorkomponenten eine Beleuchtungseinheit zur Erzeugung einer NIR-Strahlung, eine für die NIR-Strahlung empfindliche erste Kamera sowie eine für eine MIR-Strahlung empfindliche zweite Kamera auf. Dabei wird die Beleuchtungseinheit hier wie die beiden Kameras als „Sensorkomponente“ bezeichnet, da sie zusammen mit der ersten Kamera gewissermaßen Teile eines aktiven Sensors bildet, wie im Weiteren noch erläutert wird.
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Die Beleuchtungseinheit ist dazu eingerichtet, eine NIR-Strahlung zu erzeugen, also eine Strahlung innerhalb des nahen Infrarotbereichs. Als naher Infrarotbereich bzw. NIR-Bereich wird hierbei allgemein der Wellenlängenbereich zwischen 850 nm und 1.200 nm bezeichnet. Allgemein ist die Beleuchtungseinheit dazu eingerichtet, eine Strahlung mit wenigstens einer Wellenlänge innerhalb des NIR-Bereichs zu erzeugen. Unter Umständen können auch mehrere Wellenlängen bzw. ein kontinuierliches Spektrum von Wellenlängen innerhalb des NIR-Bereichs erzeugt werden. Es ist dabei nicht ausgeschlossen, dass die Beleuchtungseinheit zusätzlich Strahlung erzeugt, deren Wellenlänge oberhalb oder unterhalb des NIR-Bereichs liegt. Die Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit ist im Rahmen der Erfindung nicht beschränkt. Geeigneterweise kann sie wenigstens eine LED aufweisen, die im NIR-Bereich abstrahlt. In eingebautem Zustand ist die Beleuchtungseinheit genauer gesagt dazu eingerichtet, den Fahrzeuginnenraum wenigstens teilweise mit der NIR-Strahlung zu beleuchten.
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Die erste Kamera ist für die NIR-Strahlung empfindlich, d. h., sie kann wenigstens einen Teil der Wellenlängen, die in der von der Beleuchtungseinheit abgestrahlten NIR-Strahlung enthalten sind, detektieren. Sofern die NIR-Strahlung mehrere Wellenlängen aufweist, ist es auch möglich, dass die erste Kamera für verschiedene Wellenlängen unterschiedlich empfindlich ist oder ggf. auch einige Wellenlängen nicht erfasst. Es ist dabei nicht ausgeschlossen, dass die erste Kamera zusätzlich Strahlung erfassen kann, deren Wellenlänge oberhalb oder unterhalb des NIR-Bereichs liegt. Die erste Kamera kann auch als NIR-Kamera bezeichnet werden. Sie kann insbesondere als CMOS-Kamera ausgebildet sein. Der Begriff „Kamera“ ist in diesem Zusammenhang weit auszulegen und bedeutet nicht zwangsläufig, dass die entsprechende Kamera dazu ausgelegt sein muss, ein zweidimensionales Bild zu erfassen, das aus Zeilen und Spalten von Pixeln aufgebaut ist. Es wäre bspw. auch denkbar, dass die Kamera jeweils nur eine Zeile erfassen kann, also einen eindimensionalen Bildsensor aufweist. Dies könnte bspw. im Fall einer Tiefenkamera der Fall sein, bei welcher Entfernungswerte zu einzelnen Bildpunkten ermittelt werden, wobei die Beleuchtungseinheit ein IR-Laser sein könnte, der zeilen- und punktweise den Fahrzeuginnenraum abtastet. Es versteht sich, dass die jeweilige Kamera optische Elemente wie eine Linse oder eine Blende aufweisen kann, um die einfallende Strahlung in geeigneter Weise zu modifizieren, bevor sie den Bildsensor der Kamera erreicht.
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Die zweite Kamera ist für eine MIR-Strahlung empfindlich, also für eine Strahlung innerhalb des mittleren Infrarotbereichs. Als mittlerer Infrarotbereich bzw. MIR-Bereich wird hierbei allgemein der Wellenlängenbereich zwischen 7.000 nm und 14.000 nm bezeichnet. Allgemein ist die zweite Kamera, welche auch als MIR-Kamera bezeichnet werden kann, dazu eingerichtet, eine Strahlung mit wenigstens einer Wellenlänge innerhalb des MIR-Bereichs zu detektieren. Unter Umständen kann sie auch mehrere Wellenlängen bzw. ein kontinuierliches Spektrum von Wellenlängen innerhalb des MIR-Bereichs detektieren. Allgemein wird in diesem Zusammenhang derjenige Anteil des Spektrums zwischen 7.000 nm und 14.000 nm, für den die zweite Kamera empfindlich ist, als „MIR-Strahlung“ bezeichnet. Dabei ist es möglich, dass die zweite Kamera für verschiedene Wellenlängen unterschiedlich empfindlich ist oder ggf. auch einige Wellenlängen innerhalb eines Wellenlängenbereichs nicht erfasst. Es ist auch möglich, wenngleich nicht bevorzugt, dass die zweite Kamera zusätzlich Strahlung erfassen kann, deren Wellenlänge oberhalb oder unterhalb des MIR-Bereichs liegt. Insofern, als der MIR-Bereich charakteristisch ist für Wärmestrahlung, die üblicherweise von Oberflächen im Fahrzeuginnenraum ausgeht, kann die zweite Kamera auch als Wärmebildkamera bezeichnet werden, wobei es selbstverständlich unerheblich ist, ob tatsächlich ein Bild angezeigt wird.
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Weiterhin weist die Beobachtungseinheit eine die Sensorkomponenten vom Fahrzeuginnenraum trennende Abdeckung auf, welche in wenigstens einem der Beleuchtungseinheit und der ersten Kamera zugeordneten NIR-Durchlassabschnitt bezüglich der NIR-Strahlung und in einem der zweiten Kamera zugeordneten MIR-Durchlassabschnitt bezüglich der MIR-Strahlung jeweils einen höheren Transmissionsgrad aufweist als für sichtbares Licht. Die Abdeckung, die zumindest in einigen Ausgestaltungen auch als Abdeckungselement oder Gehäuseelement bezeichnet werden kann, trennt die Sensorkomponenten vom Fahrzeuginnenraum, d.h. die Abdeckung bzw. ein Abschnitt derselben ist zwischen dem Fahrzeuginnenraum und den Sensorkomponenten zwischengeordnet. Man kann auch sagen, dass die Sensorkomponenten vom Fahrzeuginnenraum aus gesehen in einem Rückraum der Abdeckung angeordnet sind. Dementsprechend muss jegliche Art von Strahlung, die von den Sensorkomponenten ausgeht, die Abdeckung durchqueren, um in den Fahrzeuginnenraum zu gelangen. Gleiches gilt für jegliche Art von Strahlung, die vom Fahrzeuginnenraum ausgeht und zu den Sensorkomponenten gelangt. Insbesondere muss NIR-Strahlung aus der Beleuchtungseinheit durch die Abdeckung transmittiert werden, um in den Fahrzeuginnenraum zu gelangen und diesen zu beleuchten. Ebenso muss NIR-Strahlung aus dem Fahrzeuginnenraum durch die Abdeckung transmittiert werden, um zur ersten Kamera zu gelangen. Gleiches gilt für MIR-Strahlung aus dem Fahrzeuginnenraum, die zur zweiten Kamera gelangt.
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Dabei weist die Abdeckung in wenigstens einem der Beleuchtungseinheit und der ersten Kamera zugeordneten NIR-Durchlassabschnitt bezüglich der NIR-Strahlung und in einem der zweiten Kamera zugeordneten MIR-Durchlassabschnitt bezüglich der MIR-Strahlung jeweils einen höheren Transmissionsgrad auf als für sichtbares Licht. Anders ausgedrückt, in dem jeweiligen NIR-Durchlassabschnitt weist die Abdeckung einen höheren Transmissionsgrad für NIR-Strahlung auf als für sichtbares Licht. Entsprechend weist die Abdeckung in dem jeweiligen NIR-Durchlassabschnitt einen höheren Transmissionsgrad für MIR-Strahlung auf als für sichtbares Licht. D.h., in einem NIR-Durchlassabschnitt wird NIR-Strahlung besser transmittiert als sichtbares Licht und in einem MIR-Durchlassabschnitt wird MIR-Strahlung besser transmittiert als sichtbares Licht. Dabei ist der Transmissionsgrad hier wie auch allgemein üblich definiert als Quotient aus der Intensität der transmittierten Welle geteilt durch die Intensität der eingestrahlten Welle, wobei hier im engeren Sinne der Transmissionsgrad für senkrechte Inzidenz gemeint ist (d.h. der Strahl bzw. die Ausbreitungsrichtung der Welle verläuft senkrecht zur Oberfläche bzw. Grenzfläche). Der Transmissionsgrad hängt selbstverständlich von der Frequenz bzw. der Wellenlänge ab. Insofern ist vorgesehen, dass der Transmissionsgrad für sämtliche Wellenlängen der NIR-Strahlung bzw. MIR-Strahlung höher ist als für sämtliche Wellenlängen des sichtbaren Lichts. Hierbei wird „sichtbares Licht“ als elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 380 nm und 780 nm definiert. Der jeweilige NIR-Durchlassabschnitt ist der Beleuchtungseinheit bzw. der ersten Kamera zugeordnet, was bedeutet, dass er so angeordnet ist, dass NIR-Strahlung aus der Beleuchtungseinheit durch den NIR-Durchlassabschnitt in den Fahrzeuginnenraum gelangen kann bzw. dass NIR-Strahlung aus dem Fahrzeuginnenraum durch den NIR-Durchlassabschnitt zur ersten Kamera gelangen kann. D.h. der NIR-Durchlassabschnitt ist zwischen der jeweiligen Sensorkomponente und dem Fahrzeuginnenraum angeordnet. Normalerweise ist die erste Kamera bzw. die Beleuchtungseinheit senkrecht zur (lokalen) Verlaufsebene der Außenfläche der Abdeckung hinter dem NIR-Durchlassabschnitt angeordnet. Ebenfalls ist der NIR-Durchlassabschnitt normalerweise ein Bereich der Abdeckung, der am nächsten an der ersten Kamera bzw. der Beleuchtungseinheit angeordnet ist. Entsprechende Ausführungen gelten hinsichtlich des MIR-Durchlassabschnitt und der zweiten Kamera.
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Somit wird erfindungsgemäß erreicht, dass bei jeder relevanten Transmission durch die Abdeckung sichtbares Licht gegenüber NIR-Strahlung bzw. MIR-Strahlung unterdrückt wird. Hierdurch wird zum einen erreicht, dass eine mögliche Störung der ersten oder zweiten Kamera durch sichtbares Licht zumindest verringert wird. Dies kann insbesondere bei der ersten Kamera relevant sein, da bspw. CMOS-Kameras üblicherweise sowohl für sichtbares Licht als auch für NIR-Strahlung empfindlich sind. Vor allem wird allerdings erreicht, dass die Sensorkomponenten vom Fahrzeuginnenraum aus nicht oder kaum sichtbar sind. Eine mögliche Sichtbarkeit des jeweiligen Elements könnte in der Regel nur daraus resultieren, dass sichtbares Licht durch die Abdeckung vom Fahrzeuginnenraum auf das Element trifft, von diesem reflektiert wird und wiederum durch die Abdeckung hindurch nach außen dringt. Dies deshalb, weil in der Regel weder die Kameras noch die Beleuchtungseinheit aktiv sichtbares Licht emittieren. Da somit eine zweimalige Transmission durch die Abdeckung notwendig ist, erfolgt eine erhebliche Abschwächung, die im Wesentlichen dem Quadrat des Transmissionsgrades entspricht. Wenn also bspw. der Transmissionsgrad für sichtbares Licht 0,3 beträgt, wird die Intensität um einen Faktor von 0,09 abgeschwächt, womit die hinter der Abdeckung liegenden Elemente praktisch unsichtbar sind. Je nach Bauart kann die Beleuchtungseinheit u.U. teilweise sichtbares rotes Licht abstrahlen. Sofern dies der Fall ist, sind die entsprechenden Emissionen in der Regel gering und werden durch die einmalige Transmission durch die Abdeckung weiter abgeschwächt. D. h., die Insassen des Fahrzeugs nehmen (im sichtbaren Bereich) nur die Oberfläche der Abdeckung war und nicht die dahinter liegenden Kameras oder die Beleuchtungseinheit. Hierdurch ergibt sich eine insgesamt bessere Integration innerhalb des Fahrzeuginnenraums, die in vielen Fällen als ästhetisch ansprechender empfunden wird. Je nach Ausgestaltung kann die Oberfläche der Abdeckung nicht bzw. kaum von umliegenden Oberflächen zu unterscheiden sein. Vor allem aber nehmen die Insassen nicht wahr, dass der Fahrzeuginnenraum durch die erste und zweite Kamera überwacht wird, was potenziell als unangenehm empfunden werden könnte.
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Gleichzeitig ermöglicht die Überwachungseinheit eine effiziente Überwachung des Fahrzeuginnenraums, wobei die von den Kameras erfassten Daten zu unterschiedlichen Zwecken verwendet werden können. Durch Auswertung der Daten der ersten Kamera können Kopf- und Augenbewegungen des Fahrers überwacht werden, um mögliche Müdigkeit oder gesundheitliche Probleme zu erkennen. Des Weiteren könnte die Belegung der einzelnen Sitze erkannt werden, um Sicherheitssysteme wie Gurtwarner oder Airbags zu aktivieren. Eine weitere Option ist die Erkennung von Gesten, mittels derer der Fahrer oder ein anderer Insasse des Fahrzeugs bestimmte Fahrzeugfunktionen wie z.B. Klimaanlage, Unterhaltungssysteme oder dergleichen steuern kann. Durch Auswertung der Daten der zweiten Kamera kann z.B. die Klimaanlage exakt gesteuert werden, insbesondere im Falle einer Mehrzonen-Klimaanlage. Es sind dabei keine Temperatursensoren im Fahrzeuginnenraum notwendig.
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In Abhängigkeit von verschiedenen Parametern wie bspw. der Strahlungsleistung der Beleuchtungseinheit oder der Empfindlichkeit der Kameras können die Vorteile der Erfindung bereits bei relativ kleinen Unterschieden der o.g. Transmissionsgrade realisiert werden. Im Allgemeinen ist es allerdings bevorzugt, dass die Abdeckung im NIR-Durchlassabschnitt bezüglich der NIR-Strahlung sowie im MIR-Durchlassabschnitt bezüglich der MIR-Strahlung jeweils einen Transmissionsgrad von wenigstens 0,5 aufweist. Vorteilhaft kann der entsprechende Wert bei wenigstens 0,6 oder wenigstens 0,7 liegen. Außerdem ist es bevorzugt, dass die Abdeckung sowohl im NIR-Durchlassabschnitt als auch im MIR-Durchlassabschnitt für sichtbares Licht einen Transmissionsgrad von höchstens 0,3 aufweist. Der genannte Transmissionsgrad kann weiter bevorzugt bei höchstens 0,2 oder 0,1 liegen. Wie bereits oben erläutert, führt allerdings schon einen Wert von 0,3 aufgrund der zweimaligen Transmission durch die Abdeckung zu einer weitgehenden Verdunkelung des dahinterliegenden Bereichs.
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Es ist äußerst bevorzugt, dass die Abdeckung einteilig ausgebildet ist. Sofern die Abdeckung aus unterschiedlichen Teilbereichen (z.B. aus unterschiedlichen Materialien) aufgebaut ist, ist es bevorzugt, dass diese Teilbereiche stoffschlüssig verbunden sind, z.B. durch Verkleben, Aufdampfen, Mehrkomponenten-Spritzgießen oder andere je nach Material geeignete Verfahren. Die einteilig ausgebildete Abdeckung bildet somit ein Modul, welches bei Bedarf einfach herausgenommen werden kann, um beispielsweise Zugang zu den Sensorkomponenten zu erlangen oder auch um eine beschädigte Abdeckung zu ersetzten.
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Die Abdeckung kann bspw. eine Deckfläche aufweisen, an der die o.g. Durchlassbereiche ausgebildet sind, sowie randseitig derselben einen wenigstens abschnittsweise ausgebildeten (Seiten-)Flansch, der zur mechanischen Stabilisierung dient und der gleichzeitig zur Befestigung der Abdeckung dienen kann. Bspw. können dort Rastelemente ausgebildet sein, die mit entsprechenden Strukturen in einer umgebenden Fahrzeugverkleidung zusammenwirken. Somit kann die Abdeckung einfach durch Einrasten befestigt werden und durch Lösen der Rastverbindung wieder entfernt werden. Dabei kann der Flansch stoffschlüssig mit der Deckfläche verbunden sein oder ggf. sogar aus dem gleichen Material bestehen wie zumindest Teile der Deckfläche.
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Unter Umständen kann die Abdeckung in wenigstens einem Durchlassabschnitt durch eine einzige, durchgehende Schicht gebildet sein. Die entsprechende Schicht ist dann sowohl für die selektive Transmission verantwortlich als auch für weitere Eigenschaften wie z.B. die mechanische Stabilität in diesem Abschnitt. Hierzu können beispielsweise geeignete Polymere verwendet werden, wie z.B. LUXACRYL®-IR, welches ein schwarz eingefärbter, auf Polymethylmethacrylat basierender thermoplastischer Kunststoff ist. Er weist eine hohe Infrarotdurchlässigkeit ab ca. 800 nm auf. Es sind auch Glaskeramiken mit geeigneten Eigenschaften bekannt, z.B. sind unter dem Markennamen NEXTREMA® Materialien mit geeigneten Transmissionsspektren erhältlich.
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Alternativ hierzu ist es allerdings auch möglich, dass die Abdeckung in wenigstens einem Durchlassabschnitt eine Filterschicht aufweist, welche in einem NIR-Durchlassabschnitt bezüglich der NIR-Strahlung und in einem MIR-Durchlassabschnitt bezüglich der MIR-Strahlung jeweils einen höheren Transmissionsgrad aufweist als für sichtbares Licht, sowie eine Verstärkungsschicht, deren Transmissionsgrad für sichtbares Licht höher ist als der der Filterschicht, wobei die Verstärkungsschicht und die Filterschicht übereinander angeordnet sind. D.h. bei dieser Ausführungsform wird die Filterwirkung, also die Unterdrückung der Transmission von sichtbarem Licht, vornehmlich oder vollständig durch die Filterschicht erreicht. Andere Funktionen wie z.B. die mechanische Stabilität, können von der Verstärkungsschicht übernommen werden. Auf diese Weise kann z.B. ein vergleichsweise preiswertes Material für die Verstärkungsschicht verwendet werden, welche vergleichsweise dick ausgebildet sein kann. Geeignet wäre z.B. Polyethylen (PE) in einer Dicke bis zu 5 mm, welches sowohl MIR-Strahlung als auch NIR-Strahlung durchlässt, dabei unter Umständen allerdings ebenfalls einen hohen Transmissionsgrad für sichtbares Licht aufweist. Hierauf kann eine Filterschicht geeigneten Materials aufgebracht werden, das für die notwendige Unterdrückung der Lichttransmission sorgt. Im Allgemeinen können Materialien, die für einen einschichtigen Aufbau verwendet werden können, auch für die Filterschicht eines zweischichtigen Aufbaus verwendet werden. In letzterem Fall kann die Schichtdicke des Materials verringert werden, da die mechanische Stabilität durch eine Verstärkungsschicht gewährleistet werden kann. Die Verstärkungsschicht kann als Basisschicht auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite der Filterschicht angeordnet sein, so dass die Filterschicht die vom Fahrzeuginnenraum aus sichtbare Oberfläche der Abdeckung bilden kann. Die Verstärkungsschicht kann aber auch zum Fahrzeuginnenraum hin, also auf der Filterschicht, angeordnet sein. In diesem Fall kann sie auch als Schutzschicht bezeichnet werden, die die Filterschicht vor Beschädigung (Verkratzen oder dergleichen) schützt.
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Die Abdeckung kann in wenigstens einem Durchlassabschnitt eine Reflexionsschicht aufweisen, die für sichtbares Licht einen Reflexionsgrad von wenigstens 0,5 aufweist. D.h., die entsprechende Reflexionsschicht kann in einem NIR-Durchlassabschnitt und/oder in dem MIR-Durchlassabschnitt angeordnet sein. Sie kann sich insbesondere auch durchgehend von wenigstens einem NIR-Durchlassabschnitt zu dem MIR-Durchlassabschnitt erstrecken. Sie kann angrenzend an den Fahrzeuginnenraum angeordnet sein, so dass sie gewissermaßen die Oberfläche der Abdeckung bildet. Andererseits könnte sie auch zum Fahrzeuginnenraum hin von einer weiteren, bspw. für sichtbares Licht weitgehend transparenten Schicht bedeckt sein. Die Reflexionsschicht kann mit der Filterschicht identisch sein oder ein Teil derselben bilden oder es kann sich um eine zusätzliche Schicht handeln, die normalerweise bezüglich der Filterschicht zum Fahrzeuginnenraum hin angeordnet ist. Auch kann sie mit der Verstärkungsschicht identisch sein. Der Reflexionsgrad ist als Quotient aus der Intensität der reflektierten Welle geteilt durch die Intensität der eingestrahlten Welle definiert, wobei hier im engeren Sinne der Reflexionsgrad für senkrechte Inzidenz gemeint ist (d.h. der Strahl bzw. die Ausbreitungsrichtung der Welle verläuft senkrecht zur Oberfläche bzw. Grenzfläche). Er kann unter Umständen noch höher sein, bspw. wenigstens 0,6 oder wenigstens 0,7. Zum einen versteht sich, dass der Transmissionsgrad für sichtbares Licht nicht höher als 0,5 liegen kann, wenn der Reflexionsgrad wenigstens 0,5 beträgt, so dass insofern der hinter der Abdeckung liegende Bereich weitgehend verdunkelt ist. Darüber hinaus führt allerdings die Reflexion des sichtbaren Lichts dazu, dass geringfügige Lichtmengen, die aus dem Bereich der Sensorkomponenten nach außen in den Fahrzeuginnenraum dringen, durch größere reflektierte Lichtmengen überstrahlt werden, so dass die Insassen im Wesentlichen eine (teil-)verspiegelte Oberfläche wahrnehmen. Die Reflexionsschicht kann bspw. aus einem Metall (z.B. Silber) bzw. einer Legierung bestehen, welche bspw. durch Bedampfung aufgebracht werden können. Auch eine Siliziumbeschichtung kann als Reflexionsschicht dienen.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist wenigstens eine Schicht der Abdeckung in einem NIR-Durchlassabschnitt die gleiche Zusammensetzung auf wie im MIR-Durchlassabschnitt. Dies kann sich auf die Filterschicht, die Verstärkungsschicht und/oder die Reflexionsschicht beziehen. Es kann sich auch auf Ausführungsformen beziehen, bei welchen die Abdeckung nur eine einzige Schicht aufweist. Die jeweilige Schicht besteht in beiden Durchlassabschnitten aus dem gleichen Material, wodurch sich der Herstellungsprozess der Abdeckung vereinfachen lässt. Insbesondere kann die jeweilige Schicht in gleicher Zusammensetzung vom NIR-Durchlassabschnitt zum MIR-Durchlassabschnitt durchgehend ausgebildet sein. Es ergibt sich somit eine durchgehende Schicht, was den Herstellungsprozess weiter vereinfachen kann. Für die Filterschicht wäre Silizium ein geeignetes Material, welches sich für beide Durchlassabschnitte verwenden lässt. Es weist unterhalb von 1.000 nm einen geringen Transmissionsgrad auf, der allerdings oberhalb von 1.000 nm deutlich ansteigt, so dass eine entsprechende Filterschicht für NIR-Strahlung oberhalb von 1.000 nm sowie für MIR-Strahlung als durchlässig angesehen werden kann. Die Filterschicht kann z.B. auch eine Oberfläche der Abdeckung bilden, so dass sich nach außen hin ein einheitliches, durchgehendes Erscheinungsbild ergibt. Dies lässt sich auch erreichen, wenn die Verstärkungsschicht oder die Reflexionsschicht in beiden Bereichen die gleiche Zusammensetzung aufweist, allgemein diejenige Schicht, die zum Fahrzeuginnenraum hin zuoberst angeordnet ist und somit die sichtbare Oberfläche der Abdeckung bildet.
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Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, wenn wenigstens eine Schicht der Abdeckung in einem NIR-Durchlassabschnitt eine andere Zusammensetzung aufweist als im MIR-Durchlassabschnitt. Sofern vorhanden, kann sich dies auf die Filterschicht, die Verstärkungsschicht und/oder die Reflexionsschicht beziehen. Es kann sich auch auf Ausführungsformen beziehen, in denen keine Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten gegeben ist und die Abdeckung somit eine einzige Schicht aufweist. Beispielsweise kann die Filterschicht abschnittsweise angepasst sein, um selektiv einen bestimmten Wellenlängenbereich durchzulassen. Wenn die Filterschicht oder die Abdeckung als solche z.B. im MIR-Durchlassabschnitt aus Germanium besteht, wird hiermit eine gute Durchlässigkeit oberhalb von ca. 1.800 nm erreicht. Dies wäre für den NIR-Durchlassabschnitt hingegen ungeeignet. Sofern dies als sinnvoll erachtet wird, kann auch die Verstärkungsschicht gewissermaßen als sekundäre Filterschicht eingesetzt werden. Dabei könnte eine (primäre) Filterschicht im NIR-Durchlassabschnitt und im MIR-Durchlassabschnitt gleichartig ausgebildet sein, insbesondere durchgehend. Eine z.B. darüber oder darunter liegende Verstärkungsschicht könnte im NIR-Durchlassabschnitt einen geringeren Transmissionsgrad für die MIR-Strahlung aufweisen und im MIR-Durchlassabschnitt einen geringeren Transmissionsgrad für die NIR-Strahlung.
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Um eine Verbesserung der Abbildung bei einer Kamera zu erreichen, kann auch vorgesehen sein, dass die Abdeckung in wenigstens einem Durchlassabschnitt einen Polarisationsfilter aufweist. Ein solcher Polarisationsfilter kann einerseits in einem der Beleuchtungseinheit zugeordneten NIR-Durchlassabschnitt angeordnet sein sowie andererseits in einem der ersten Kamera zugeordneten NIR-Durchlassabschnitt. Sofern sich die Polarisation der NIR-Strahlung durch Reflexionen im Fahrzeuginnenraum nicht ändert, kann somit gewissermaßen selektiv die reflektierte Strahlung der Beleuchtungseinheit erfasst werden. Unter Umständen kann ein Polarisationsfilter aber auch im MIR-Durchlassabschnitt vorgesehen sein. Der Polarisationsfilter kann in eine der o.g. Schichten integriert sein, bzw. die jeweilige Schicht kann als Polarisationsfilter wirken. Alternativ kann der Polarisationsfilter als zusätzliche Schicht vorgesehen sein. Sofern der Polarisationsfilter in mehreren Durchlassabschnitten angeordnet ist, kann er in verschiedenen Durchlassabschnitten die gleiche Zusammensetzung oder eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abdeckung auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite wenigstens ein Abschirmelement auf, welches neben wenigstens einem Sensorelement angeordnet ist und für die NIR-Strahlung und/oder die MIR-Strahlung einen Transmissionsgrad unter 0,1 aufweist. Das entsprechende Abschirmelement ist dazu vorgesehen, die entsprechende Strahlung weitgehend zu blockieren und kann bevorzugt einen noch niedrigeren Transmissionsgrad von unter 0,05 oder unter 0,01 aufweisen. Es kann darüber hinaus bevorzugt einen Transmissionsgrad unter 0,1 für sichtbares Licht aufweisen. Es ist neben wenigstens einem Sensorelement angeordnet, wobei es z.B. rippenartig, flanschartig oder wandartig (z.B. als Innenflansch) auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite von einer Deckfläche abragen kann, welche die o.g. Durchlassabschnitte aufweist. Neben einer strahlungsabschirmenden Funktion kann es die Abdeckung auch mechanisch stabilisieren. Es kann insbesondere zwischen zwei Sensorelementen angeordnet sein, um zu verhindern, dass bspw. Strahlung von der Beleuchtungseinheit zu einer der Kameras reflektiert oder gestreut wird, bevor sie in den Fahrzeuginnenraum gelangt ist. Generell können die Kameras gegenüber jeder Art von Streustrahlung abgeschirmt werden. Es ist auch möglich, dass ein Abschirmelement zwischen Durchlassbereichen angeordnet ist, um die dahinterliegenden Sensorelemente voneinander zu trennen.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungseinheit;
- 2A-3B vereinfachte schematische Schnittdarstellungen von Teilen der Überwachungseinheit aus 1;
- 4 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungseinheit; sowie
- 5 eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungseinheit.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungseinheit 1, mittels derer ein Innenraum 20 eines Kraftfahrzeugs, bspw. eines PKWs, überwacht werden kann. Die Überwachungseinheit 1 weist drei Sensorelemente 2 - 4 auf, nämlich eine Beleuchtungseinheit 2, eine erste Kamera 3 sowie eine zweite Kamera 4. Die Beleuchtungseinheit 2 kann bspw. eine oder mehrere LEDs aufweisen. Sie ist dazu ausgebildet, eine NIR-Strahlung N1-N4 zu erzeugen und damit wenigstens einen Teil des Innenraums 20 zu beleuchten. Die NIR-Strahlung N1-N4 weist Infrarotstrahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 850 nm und 1200 nm auf, wobei je nach Ausgestaltung ein mehr oder weniger breites, ggf. auch nicht-durchgehendes Spektrum erzeugt werden kann. Die erste Kamera 3 ist als CMOS-Kamera ausgebildet und weist neben einer Empfindlichkeit für sichtbares Licht L1-L6 (im Bereich von 380 nm-780 nm) auch eine Empfindlichkeit für die NIR-Strahlung N1-N4 auf. Die zweite Kamera ist als Wärmebildkamera empfindlich für eine MIR-Strahlung M1-M4, also Infrarotstrahlung, welche im Wellenlängenbereich zwischen 7.000 nm und 14.000 nm liegt.
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Die Sensorelemente 2-4 sind vom Fahrzeuginnenraum 20 durch eine Abdeckung 5 getrennt und insofern in einem Rückraum 15 der Abdeckung 5 angeordnet. Die Abdeckung 5 ist ihrerseits in eine Aussparung eines Verkleidungselements 21 eingesetzt. Das Verkleidungselement 21 kann bspw. Teile eines Armaturenbretts sein. Dabei ist die Verbindung zwischen der Abdeckung 5 und dem Verkleidungselement 21 über elastisch auslenkbare Rastelemente 12 gegeben, so dass die Abdeckung 5 leicht eingesetzt und bei Bedarf auch wieder entfernt werden kann, bspw. um Zugang zu den Sensorelementen 2-4 zu erlangen oder um die Abdeckung 5 bei Beschädigung auszutauschen. Die Rastelemente 12 sind an einem Außenflansch 5.5 ausgebildet, der im Wesentlichen senkrecht von einer Deckfläche 5.1 der Abdeckung 5 abragt. Der Außenflansch 5.5 dient zur mechanischen Stabilisierung der Abdeckung 5, ebenso wie zwei Innenflansche 5.6.
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In dem hier gezeigten Beispiel ist die Abdeckung 5 einstückig aus einem geeigneten Polymer geformt, bspw. aus LUXACRYL®-IR. Dieses Material hat die Eigenschaft, die NIR-Strahlung N1-N4 sowie die MIR-Strahlung M1-M4 überwiegend durchzulassen, wobei der Transmissionsgrad über 0,7 liegt. Dies ist insbesondere in drei innerhalb der Deckfläche 5.1 ausgebildeten Durchlassabschnitten 5.2, 5.3, 5.4 der Fall, nämlich in einem ersten NIR-Durchlassabschnitt 5.2 oberhalb der Beleuchtungseinheit 2, in einem zweiten NIR-Durchlassabschnitt 5.3 oberhalb der ersten Kamera 3 sowie in einem MIR-Durchlassabschnitt 5.4 oberhalb der zweiten Kamera 4. Gleichzeitig wird eine Transmission von sichtbarem Licht L1-L6 wenigstens teilweise unterdrückt. Dies ist in den schematisch stark vereinfachten 2A-3B dargestellt.
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In 2A ist bezüglich der NIR-Durchlassabschnitte 5.2, 5.3 dargestellt, dass aus einem von Seiten des Fahrzeuginnenraums 20 einfallenden Anteil L1 sichtbaren Lichts lediglich ein verhältnismäßig kleinerer transmittierter Anteil L2 in den Rückraum 15 gelangt, während ein reflektierter Anteil L 3 zurück in den Fahrzeuginnenraum 20 geworfen wird und zudem eine Absorption innerhalb der Abdeckung 5 stattfindet. Dagegen wird ein von Seiten des Fahrzeuginnenraums 20 einfallender Anteil N1 der NIR-Strahlung praktisch vollständig durchgelassen, so dass sich ein transmittierter Anteil N2 von nahezu gleich großer Intensität ergibt. Dementsprechend gelangt NIR-Strahlung aus dem Fahrzeuginnenraum 20 ohne wesentliche Abschwächung in den Rückraum 15 und zur ersten Kamera 3. In 2B ist dargestellt, dass aus einem vom Rückraum 15 aus einfallenden Anteil L4 sichtbaren Lichts lediglich ein verhältnismäßig kleiner transmittierter Anteil L5 in den Fahrzeuginnenraum 20 gelangt, während ein reflektierter Anteil L6 zurückgeworfen wird und zudem eine Absorption innerhalb der Abdeckung 5 stattfindet. Dagegen wird ein von Seiten der Beleuchtungseinheit 2 abgestrahlter einfallender Anteil N2 der NIR-Strahlung praktisch vollständig durchgelassen, so dass sich ein transmittierter Anteil N4 von nahezu gleich großer Intensität ergibt. Dementsprechend gelangt NIR-Strahlung von der Beleuchtungseinheit 2 aus dem Rückraum 15 ohne wesentliche Abschwächung in den Fahrzeuginnenraum 20. Da allerdings die Beleuchtungseinheit 2 sowie die erste Kamera 3 lediglich durch sichtbares Licht von außen beleuchtet werden, welches zweimal die Abdeckung 5 passiert, um zurück in den Fahrzeuginnenraum 20 zu gelangen, sind diese beiden Sensorkomponenten 2, 3 für Insassen vom Fahrzeuginnenraum 20 aus praktisch nicht zu sehen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der in den Fahrzeuginnenraum 20 reflektierte Anteil L3 vergleichsweise groß ist, so dass er einen transmittierten Anteil L5 überstrahlt. U.U. kann die Beleuchtungseinheit 2 teilweise auch sichtbares rotes Licht abstrahlen. Diese Emissionen sind aber - sofern überhaupt vorhanden - eher gering und werden durch die einmalige Transmission durch die Abdeckung 5 weiter abgeschwächt.
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In 3A sind bezüglich des MIR-Durchlassabschnitts 5.4 wiederum, entsprechend 2A, der einfallende Anteil L1, der transmittierte Anteil L2 sowie der reflektierte Anteil L3 sichtbaren Lichts dargestellt. Ein von Seiten des Fahrzeuginnenraums 20 einfallender Anteil M1 von MIR-Strahlung wird praktisch vollständig durchgelassen, so dass sich ein transmittierter Anteil M2 von nahezu gleich großer Intensität ergibt. Dementsprechend gelangt MIR-Strahlung aus dem Fahrzeuginnenraum 20 ohne wesentliche Abschwächung zur zweiten Kamera 4. In 3B sind bezüglich des MIR-Durchlassabschnitts 5.4 wiederum, entsprechend 2B, der einfallende Anteil L4, der transmittierte Anteil L5 sowie der reflektierte Anteil L6 sichtbaren Lichts dargestellt. Ein aus dem Rückraum 15 einfallender Anteil M3 von MIR-Strahlung wird praktisch vollständig durchgelassen, so dass sich ein transmittierter Anteil M4 von nahezu gleich großer Intensität ergibt. Dementsprechend gelangt MIR-Strahlung, also Wärmestrahlung, aus dem Rückraum 15 ohne wesentliche Abschwächung in den Fahrzeuginnenraum 20. Da die zweite Kamera 4 allerdings lediglich durch sichtbares Licht von außen beleuchtet werden, welches zweimal die Abdeckung 5 passiert, um zurück in den Fahrzeuginnenraum 20 zu gelangen, ist die zweite Kamera 4 für Insassen innerhalb des Fahrzeuginnenraum 20 praktisch nicht zu sehen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der in den Fahrzeuginnenraum 20 reflektierter Anteil L3 vergleichsweise groß ist, so dass er einen transmittierten Anteil L5 überstrahlt.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beobachtungseinheit, die weitgehend der in 1 dargestellten Ausführungsform entspricht und insofern nicht nochmals erläutert wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Abdeckung 5 einstückig ausgebildet, weist allerdings eine kompliziertere Struktur auf. Zum einen weist die Deckfläche 5.1 eine durchgehende Reflexionsschicht 13 auf sowie eine ebenfalls durchgehende Verstärkungsschicht bzw. Schutzschicht 6, die in den NIR-Durchlassabschnitt 5.2, 5.3 mit einer darunterliegenden ersten Filterschicht 7 verbunden ist und im MIR-Durchlassabschnitt 5.4 mit einer darunterliegenden zweiten Filterschicht 8 verbunden ist. Die Schutzschicht 6 kann z.B. aus Polyethylen bestehen und weist einen hohen Transmissionsgrad sowohl für die NIR-Strahlung N1-N4 als auch für die MIR-Strahlung M1-M4 sowie für sichtbares Licht L1-L6 auf. Die (in 4 nicht maßstäblich dargestellte) Reflexionsschicht 13 besteht aus Metall, z.B. Silber, und kann auf die Schutzschicht aufgedampft sein. Sie weist einen hohen Reflexionsgrad für sichtbares Licht L1-L6 auf, was weiter dazu beiträgt, die Sensorkomponenten 2, 3, 4 vor den Insassen im Fahrzeuginnenraum 20 zu verbergen. Die erste Filterschicht 7 weist zumindest für NIR-Strahlung N1-N4 einen hohen Transmissionsgrad auf und kann bspw. aus Silizium bestehen, während die zweite Filterschicht 8 wenigstens für MIR-Strahlung M1-M4 einen hohen Transmissionsgrad aufweist und bspw. aus Germanium bestehen kann. Letzteres eignet sich ausschließlich für eine Verwendung im MIR-Durchlassabschnitt 5.4, da es einen bei ca. 1.800 nm stark ansteigenden Transmissionsgrad aufweist. Außerdem bestehen bei dieser Ausführungsform sowohl der Außenflansch 5.5 als auch die Innenflansche 5.6 aus einem anderen Material als die Deckfläche 5.1, und sind als Abschirmelemente 9, 10 ausgebildet. Jedes Abschirmelement 9, 10 weist dabei sowohl für sichtbares Licht als auch für NIR-Strahlung und MIR-Strahlung einen Transmissionsgrad unter 0,1 auf und kann z.B. aus schwarzem Kunststoff (auf Basis von Polypropylen oder dergleichen) bestehen. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine der Kameras 3, 4 durch seitlich einfallende Streustrahlung beeinträchtigt wird oder dass NIR-Strahlung von der Beleuchtungseinheit 2 unkontrolliert in seitliche Bereiche abgestrahlt wird.
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5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beobachtungseinheit 1, die sich von der zweiten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Abdeckung 5 in den NIR-Durchlassabschnitten 5.2, 5.3 einen Polarisationsfilter 14 als zusätzliche Schicht aufweist, welche in diesem Fall auf einer vom Fahrzeuginnenraum 20 abgewandten Seite der ersten Filterschicht 7 angeordnet ist. Durch das Vorhandensein des Polarisationsfilters 14 lässt sich eine deutliche Verbesserung der Bildqualität der ersten Kamera 3 erreichen. Optional könnte auch in diesem Beispiel eine Reflexionsschicht 13 ergänzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überwachungseinheit
- 2
- Beleuchtungseinheit
- 3, 4
- Kamera
- 5
- Abdeckung
- 5.1
- Deckfläche
- 5.2, 5.3
- NIR-Durchlassabschnitt
- 5.4
- MIR-Durchlassabschnitt
- 5.5
- Außenflansch
- 5.6
- Innenflansch
- 6,
- Schutzschicht / Verstärkungsschicht
- 7, 8
- Filterschicht
- 9, 10
- Abschirmelement
- 12
- Rastelement
- 13
- Reflexionsschicht
- 14
- Polarisationsfilter
- 15
- Rückraum
- 20
- Fahrzeuginnenraum
- 21
- Verkleidungselement
- L1, L4, M1,
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- M3, N1, N3
- eingestrahlter Anteil
- L2, L5, M2,
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- M4, N2, N4
- transmittierter Anteil
- L3, L6
- reflektierter Anteil
