DE19950681A1

DE19950681A1 - Bilderfassungssystem

Info

Publication number: DE19950681A1
Application number: DE19950681A
Authority: DE
Inventors: Harald Goellinger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-04-26

Abstract

Es wird ein Bilderfassungssystem vorgeschlagen, bei dem sich im Strahlengang zu einer Kamera (5) eine Spiegeleinrichtung (1) befindet, die aus einer Vielzahl von elektrisch auslenkbaren Mikrospiegeln besteht. Zur Abdunklung einzelner Bildteile mit zu großer Helligkeit werden die entsprechenden Mikrospiegel so ausgelenkt, daß die von ihnen reflektierten Lichtstrahlen aus dem zur Kamera (5) führenden Strahlengang abgelenkt werden. Zur Helligkeitsbestimmung können die abgedunkelten Bildpunkte in kurzen Zeitintervallen auf "Hell" umgeschaltet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilderfassungssystem gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind elektrooptische Bilderfassungssyteme bekannt, die eine Intensitätsmodulation der auf ein optisches Element fallenden Lichtstrahlen ermöglichen. Besonders helle Bildausschnitte lassen sich partiell abdunkeln, um den Effekt einer Überbelichtung zu vermeiden und eine bessere Bildverarbeitung zu ermöglichen.

Aus der US-PS 5,305,012 ist ein elektrooptisches System bekannt, bei dem eine elektrisch pixelweise ansteuerbare Blende vor einem Spiegel angeordnet ist. Jedes Pixel beziehungsweise jeder Bildpunkt hat eine steuerbare Lichtdurchlässigkeit, die mittels eines Computersystems in Abhängigkeit von der Intensität des einfallenden Lichts einstellbar ist. Die in ihrer Lichtdurchlässigkeit veränderbaren Bildpunkte werden von einer Flüssigkristallschicht gebildet, die beispielsweise eine variable Blende für den Rückspiegel eines Kraftfahrzeugs bilden kann.

Aus der US-PS 5,797,050 ist ein weiteres Bilderfassungssystem bekannt, bei dem eine selektive Okularabdunklung einer Kameraanordnung vorgesehen ist. Zur Lichtdämpfung wird als aktives Element eine Flüssigkristallanordnung vorgeschlagen.

Bei den elektrooptischen Bildsystemen besteht die Problematik, daß bei einer Aufnahme von bewegten Bildern sich die besonders hellen Bildteile in der Regel bezüglich ihrer Position und bezüglich ihrer Helligkeit ständig verändern können und somit die Abdunklung der Bildpunkte ständig entsprechend verändert werden muß, um eine optimale Bilderfassung zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bilderfassungssystem mit einer im Strahlengang einer Kamera befindlichen und partiell abdunkelbaren Spiegeleinrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine Bestimmung der Helligkeit der abgedunkelten Bildpunkte ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch ein Bilderfassungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Um auch an den Positionen der abgedunkelten Bildpunkte eine Helligkeitsbestimmung vornehmen zu können, wird die Abdunklung in kurzen Zeitintervallen aufgehoben, so daß über die im Strahlengang befindliche Kamera in Verbindung mit einer Bildauswerteeinrichtung eine Helligkeitsbestimmung und gegebenenfalls eine erneute Abdunklung zu heller Bildpunkte vorgenommen werden kann.

Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Abdunklung abgedunkelter Bildpunkte einzeln nacheinander für kurze Zeit zur Helligkeitsbestimmung aufgehoben wird. Wird dabei festgestellt, daß die zuvor abgedunkelten Bildpunkte keine zu hohe Helligkeit mehr aufweisen, unterbleibt natürlich eine erneute Abdunklung dieser Bildpunkte.

Die Abdunklung der Bildpunkte erfolgt vorzugsweise mittels eines im Strahlengang der Kamera angeordneten Spiegels, dessen Spiegelteilflächen in ihrer Spiegelwirkung zwischen »spiegelnd" und "nichtspiegelnd" umschaltbar ist. Die Spiegelteilflächen sind dabei vorzugsweise als elektrisch verstellbare Mikrospiegel ausgebildet, so daß die an ihnen als Bildpunkte reflektierten Lichtstrahlen wahlweise im oder zur Abdunklung außerhalb des Strahlengangs der Kamera liegen.

Um den Grad der Abdunklung der Bildpunkte verändern zu können, kann das Hell- Dunkel-Tastverhältnis einstellbar sein. Das Hell-Dunkel-Tastverhältnis kann dabei pulsweitenmoduliert sein, um für besonders helle Bildpunkte einen stärkeren Abdunklungseffekt zu erzielen als für weniger helle Bildpunkte.

Anstelle der abgedunkelten Bildpunkte kann während der Dunkelphase eine Darstellung zwischengespeicherter Bildpunkte zusammen mit dem Kamerabild an einem Bildschirm vorgenommen werden. Die abgedunkelten Bildpunkte könnten aber auch mit einer dem oben erwähnten Hell-Dunkel-Tastverhältnis entsprechenden Abdunklungsfaktor im Kamerabild dargestellt werden.

Das Bilderfassungssystem kann besonders vorteilhaft in einem Kraftfahrzeug so angeordnet werden, daß die Kamera den Verkehrsbereich hinter dem Kraftfahrzeug erfaßt und diesen an einem vom Fahrer einsehbaren Bildschirm anzeigt. Der Bildschirm kann somit anstelle eines Rückspiegels im Kraftfahrzeug Verwendung finden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau des Bilderfassungssystems,

Fig. 2 eine an eine Bildauswerteeinrichtung angeschlossene Spiegeleinrichtung, die aus einer Vielzahl von verstellbaren Mikrospiegeln besteht, und

Fig. 3 die Anordnung des Bilderfassungssystems an einem Kraftfahrzeug.

Das in Fig. 1 dargestellte Bilderfassungssystem besteht aus einer im Strahlengang einer Kamera 5 angeordneten Spiegeleinrichtung 1, die die von einer Bildebene 2 ausgehenden Lichtstrahlen 3 zur Optik 4 der Kamera 5 reflektiert, und aus einer Bildauswerteeinrichtung 6 sowie einem Bildschirm 7.

Die Spiegeleinrichtung 1 besitzt eine Vielzahl von elektrisch beeinflußbaren Spiegelteilflächen, die von der Bildauswerteeinrichtung 6 so gesteuert werden, daß zu helle Bildteile der einfallenden Lichtstrahlen 3 nicht zur Optik 4 der Kamera 5 reflektiert werden. Durch Verstellen der einzelnen Spiegelteilflächen lassen sich einzelne Lichtstrahlen aus dem zur Kamera 5 führenden Strahlengang ablenken, beispielsweise in die mit unterbrochener Linie dargestellte Richtung 8. Dadurch lassen sich Bildpunkte von zu hellen Bildteilen abdunkeln, da die Kamera 5 die in Richtung 8 abgelenkten Lichtstrahlen nicht mehr erfassen kann. Die Bildauswerteeinrichtung 6 kann die Ablenkung und die damit verbundene Abdunklung der zu hellen Bildpunkte in einem veränderlichen Hell-Dunkel-Tastverhältnis vornehmen, so daß die Bildauswerteeinrichtung 6 auch an den abgedunkelten Bildpunkten in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgende Helligkeitsmessungen durchführen kann. Liegt die Helligkeit dieser Bildpunkte nicht mehr über einem maximalen Wert, so kann die Abdunklung dieser Bildpunkte von der Bildauswerteeinrichtung 6 dadurch aufgehoben werden, daß der oder die entsprechenden Mikrospiegel wieder in die dargestellte Normalebene 9 der Spiegeleinrichtung 1 zurückgestellt werden.

Die am Bildschirm 7 dargestellten Bilder können im Bereich der zu hellen Bildteile vollständig oder teilweise abgedunkelt sein. Der Grad der Abdunklung kann dabei durch das gewählte Hell-Dunkel-Tastverhältnis, mit dem die Mikrospiegel der Spiegeleinrichtung 1 ausgelenkt werden, eingestellt werden.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die Spiegeleinrichtung 1, deren Mikrospiegel 10 von der Bildauswerteeinrichtung 6 aus der Normalebene auslenkbar sind. Die Mikrospiegel 10 sind der besseren Darstellung wegen vergrößert eingezeichnet.

Tatsächlich können derartige Mikrospiegel eine Spiegelfläche von einem Bruchteil eines Quadratmillimeters haben.

Von den sichtbaren Mikrospiegeln 10 sind insgesamt vier Mikrospiegel 10a aus der Normalebene der Spiegeleinrichtung 1 ausgelenkt und erscheinen somit für die Kamera 5 (Fig. 1) als dunkle Bildpunkte. Um festzustellen, ob eine Abdunklung der entsprechenden Bildpunkte überhaupt noch erforderlich ist, kann die Bildauswerteeinrichtung 6 die ausgelenkten Mikrospiegel 10a nacheinander in die Normalebene der Spiegeleinrichtung 1 zurückschwenken, wobei die Auswerteeinrichtung 6 dann die Helligkeit der einzelnen Bildpunkte erneut bestimmen kann.

Während der abgedunkelten Phasen kann die Bildauswerteeinrichtung 6 anstelle der dunkel getasteten Bildpunkte zuvor abgespeicherte Bildpunkte wiedergeben, um Dunkelstellen an dem am Bildschirm dargestellten Bild zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann die Bildauswerteeinrichtung 6 über einen Pfad 11 (Fig. 1) aus einem nicht näher dargestellten Bildspeicher abgespeicherte Bildpunkte am Bildschirm 7 anstelle der abgedunkelten Bildpunkte zur Darstellung bringen.

In Fig. 3 ist die Anordnung des Bilderfassungssystems an einem Kraftfahrzeug 12 dargestellt. Die Kamera befindet sich am Heck 13, während der Bildschirm 7 sich an der Position 14 des sonst vorhandenen Rückspiegels im Innenraum des Kraftfahrzeugs 12 befindet. Das Bilderfassungssystem ist jedoch nicht auf die Anwendung in Kraftfahrzeugen beschränkt, sondern kann universell dort eingesetzt werden, wo eine Abdunklung zu heller Bildteile im Strahlengang einer Kamera gewünscht wird.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Spiegeleinrichtung

2

Bildebene

3

Lichtstrahlen

4

Optik

5

Kamera

6

. Bildauswerteeinrichtung

7

Bildschirm
g Richtung
g Normalebene

10

Mikrospiegel

11

Pfad

12

Kraftfahrzeug

13

Heck

14

Position

Claims

1. Bilderfassungssystem mit einer im Strahlengang einer Kamera (5) befindlichen Spiegeleinrichtung (1), die zur Abdunklung der Bildpunkte von zu hellen Bildteilen aus einer Vielzahl von elektrisch beeinflußbaren Spiegelteilflächen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdunklung abgedunkelter Bildpunkte in kurzen Zeitintervallen zur Helligkeitsbestimmung aufgehoben wird.

2. Bilderfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdunklung abgedunkelter Bildpunkte einzeln nacheinander für kurze Zeit zur Helligkeitsbestimmung aufgehoben wird.

3. Bilderfassungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdunklung von Bildpunkten die Spiegelwirkung der Spiegelteilflächen zwischen "spiegelnd" und nichtspiegelnd" umschaltbar ist.

4. Bilderfassungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelteilflächen als elektrisch verstellbare Mikrospiegel (10) ausgebildet sind, und daß die an ihnen als Bildpunkte reflektierten Lichtstrahlen wahlweise im oder zur Abdunklung außerhalb des Strahlengangs der Kamera (5) liegen.

5. Bilderfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Abdunklung der Bildpunkte mittels eines veränderlichen Hell-Dunkel-Tastverhältnisses einstellbar ist.

6. Bilderfassungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hell- Dunkel-Tastverhältnis pulsweitenmodulierbar ist.

7. Bilderfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der abgedunkelten Bildpunkte während der Dunkelphase zwischengespeicherte Bildpunkte mit dem Kamerabild an einem Bildschirm (7) dargestellt werden.

8. Bilderfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) in einem Kraftfahrzeug (12) angeordnet ist und das von der Kamera (5) erfaßte Bild den Verkehrsbereich hinter dem Kraftfahrzeug (12) an einem vom Fahrer einsehbaren Bildschirm (7) zeigt.