EP1955537A1 - Bildaufnahmeeinrichtung für den infrarotbereich - Google Patents

Bildaufnahmeeinrichtung für den infrarotbereich

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Publication number
EP1955537A1
EP1955537A1 EP06807150A EP06807150A EP1955537A1 EP 1955537 A1 EP1955537 A1 EP 1955537A1 EP 06807150 A EP06807150 A EP 06807150A EP 06807150 A EP06807150 A EP 06807150A EP 1955537 A1 EP1955537 A1 EP 1955537A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image sensor
recording device
sensor
image
infrared range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06807150A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz-Bernhard Abel
Manfred Hähl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP1955537A1 publication Critical patent/EP1955537A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • Image recording device for the infrared range
  • the invention relates to an image recording device for the infrared range.
  • near infrared image sensors and far infrared image sensors are used.
  • substantially the same sensors as for visible light can be used.
  • best ⁇ immediate lighting systems (headlights) are - if necessary with minor changes - suitable for near infrared range.
  • an NIR image sensor behind the windshield of a motor vehicle in the area of the rearview mirror.
  • a conventional FIR image sensor on the one hand because of the size of the previously known FIR image sensors and on the other hand because of the lack of permeability of the windshield for long-wave infrared radiation.
  • images of spatially separated sensors can be overlaid only insufficient.
  • the object of the present invention is to specify an image recording device which operates in both infrared ranges and permits overlapping of the two information.
  • an NIR image sensor for the near infrared range and a FIR image sensor for the far infrared range each with one objective and one each with an optoelectric converter.
  • the image recording device also has the advantage that compared to sensors in the far infrared range with area sensors a much smaller size and lower production costs can be achieved.
  • the invention enables a small overall size of both ren Senso ⁇ . This is made possible in particular through a further development of the invention in that the FIR-state image sensor and the NIR image sensor are combined in an assembly.
  • At least the FIR image sensor contains a line sensor as the opto-electrical converter and that an optical deflection device is provided between the lens of the FIR image sensor and the line sensor.
  • the NIR image sensor contains an area sensor as an optoelectric converter, or that the NIR image sensor contains a line sensor as an optoelectric converter and that an optical deflection device is provided between the lens of the NIR image sensor and the line sensor.
  • the NIR image sensor also works with one sensor line, according to an advantageous embodiment, be provided that the NIR image sensor and the FIR image sensor have a common optical deflection.
  • the common op ⁇ table deflection device is a rotating polygon mirror.
  • other deflection devices such as oscillating mirrors, are available.
  • Another development of the invention therefore provides that image data generated by the NIR image sensor and the FIR image sensor are written into memory and that the write and / or read operations are controlled in such a way that the recorded images are made to coincide and superimposed ,
  • Fig. 1 shows a first embodiment
  • Fig. 2 shows a second embodiment.
  • Both embodiments have a near-infrared lens 1 and a far-infrared lens 2.
  • a housing 3, in which the lenses 1, 2 and other components are stored, is single ⁇ Lich indicated.
  • the radiation in the near infrared range originating from a scene which is not to be depicted is imaged row by line by the objective 1 onto a line sensor 4 for the near infrared range, with an opaque Table deflection means 5 in the form of a pivotable mirror, the image shifts so that successively the entire image is scanned.
  • the line sensor 4 has at ⁇ to play, 640 light sensitive elements, where 5 480 lines marrie ⁇ be ben by the deflection by means of the mirror.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that fixed mirrors 11, 12 and a common deflecting device 13 in the form of a rotating polygon mirror are provided in the beam paths for the near infrared range and for the far infrared range ,
  • the line sensors 4, 6 can be arranged together with the associated circuits, for example the processor 8, on a common carrier, for example a chip.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

Eine Bildaufnahmeeinrichtung für den Infrarotbereich enthält einen NIR-Bildsensor für den nahen Infrarotbereich und einen FIR-Bildsensor für den fernen Infrarotbereich mit je einem Objektiv und je einem optoelektrischen Wandler.

Description

Beschreibung
Bildaufnahmeeinrichtung für den Infrarotbereich
Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmeeinrichtung für den Infrarotbereich .
Zur Verbesserung der Sicht aus einem Kraftfahrzeug während der Nacht werden Bildsensoren für den nahen Infrarotbereich und Bildsensoren für den fernen Infrarotbereich benutzt. Im nahen Infrarotbereich können im Wesentlichen gleiche Sensoren wie für sichtbares Licht verwendet werden. Auch beste¬ hende Beleuchtungssysteme (Scheinwerfer) sind - gegebenen- falls mit geringen Änderungen - für den nahen Infrarotbereich geeignet.
Während die Bildaufnahme im nahen Infrarotbereich ein na¬ türliches erweitertes Erscheinungsbild bietet, zeigt eine Aufnahme im fernen Infrarotbereich insbesondere Wärmequel¬ len, wie beispielsweise Fußgänger und Tiere, besonders deutlich, die wiederum im nahen Infrarotbereich kaum auffallen. Eine Überlagerung beider Informationen bei hoher Auflösung wäre sinnvoll, bereitet jedoch wegen der Ver- schiedenartigkeit, insbesondere der räumlichen Trennung der Sensoren, und wegen der hohen Kosten für hochauflösende FIR-Bildsensoren Probleme.
So ist es beispielsweise möglich, einen NIR-Bildsensor hin- ter der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs im Bereich des Rückspiegels anzuordnen. Dies ist jedoch für einen herkömmlichen FIR-Bildsensor einerseits wegen der Größe der bisher bekannten FIR-Bildsensoren und andererseits wegen der mangelnden Durchlässigkeit der Windschutzscheibe für langwelligere Infrarot-Strahlung nicht möglich. Außerdem können Bilder von räumlich getrennten Sensoren nur unzureichend überlagert werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bildaufnahmeeinrichtung anzugeben, welche in beiden Infrarotbereichen arbeitet und eine Überlagerung beider Informationen ermög- licht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen NIR- Bildsensor für den nahen Infrarotbereich und einen FIR- Bildsensor für den fernen Infrarotbereich mit je einem Ob- jektiv und je einem optoelektrischen Wandler.
Die erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung hat ferner den Vorteil, dass gegenüber Sensoren im fernen Infrarotbereich mit Flächensensoren eine wesentlich geringere Baugröße und geringere Herstellungskosten erreicht werden. Außerdem ermöglicht die Erfindung eine geringe Baugröße beider Senso¬ ren. Dies wird insbesondere durch eine Weiterbildung der Erfindung dadurch ermöglicht, dass der FIR-Bildsensor und der NIR-Bildsensor in einer Baugruppe zusammengefasst sind.
Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung besteht darin, dass mindestens der FIR- Bildsensor als optoelektrischen Wandler einen Zeilensensor enthält und dass zwischen dem Objektiv des FIR-Bildsensors und dem Zeilensensor eine optische Ablenkeinrichtung vorgesehen ist .
Für den NIR-Bildsensor stehen verschiedene Techniken zur Verfügung. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der NIR-Bildsensor als optoelektrischen Wandler einen Flächensensor enthält oder dass der NIR-Bildsensor als optoelektrischen Wandler einen Zeilensensor enthält und dass zwischen dem Objektiv des NIR-Bildsensors und dem Zeilensensor eine optische Ablenkeinrichtung vorgesehen ist.
Für den Fall, dass der NIR-Bildsensor ebenfalls mit einer Sensorzeile arbeitet, kann gemäß einer vorteilhaften Aus- gestaltung vorgesehen sein, dass der NIR-Bildsensor und der FIR-Bildsensor eine gemeinsame optische Ablenkeinrichtung aufweisen .
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die gemeinsame op¬ tische Ablenkeinrichtung ein rotierender Polygon-Spiegel ist. Es stehen jedoch auch andere Ablenkeinrichtungen, beispielsweise Schwingspiegel, zur Verfügung.
Durch den Abstand der Objektive voneinander und Differenzen der Abbildungseigenschaften der Objektive, des Strahlenganges und der geometrischen Eigenschaften der optoelektri- schen Wandler kann es zu geometrischen Abweichungen (Deckungsfehlern) der aufgenommenen Bilder kommen. Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass von dem NIR-Bildsensor und von dem FIR-Bildsensor erzeugte Bilddaten in Speicher geschrieben werden und dass die Einschreib- und/oder Auslesevorgänge derart gesteuert werden, dass die aufgenommenen Bilder zur Deckung gebracht und überlagert werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sind schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.
Beide Ausführungsbeispiele weisen ein Objektiv 1 für den nahen Infrarotbereich und ein Objektiv 2 für den fernen Infrarotbereich auf. Ein Gehäuse 3, in welchem die Objektive 1, 2 und weitere Komponenten gelagert sind, ist ledig¬ lich angedeutet . Die von einer nicht dargestellten abzubil- denden Szene stammende Strahlung im nahen Infrarotbereich wird von dem Objektiv 1 zeilenweise auf einen Zeilensensor 4 für den nahen Infrarotbereich abgebildet, wobei eine op- tische Ablenkeinrichtung 5 in Form eines schwenkbaren Spiegels die Abbildung derart verschiebt, dass nacheinander das gesamte Bild abgetastet wird. Der Zeilensensor 4 weist bei¬ spielsweise 640 lichtempfindliche Elemente auf, wobei durch die Ablenkung mit Hilfe des Spiegels 5 480 Zeilen geschrie¬ ben werden.
In ähnlicher Weise wird mit Hilfe eines weiteren Zeilensensors 6, welcher im fernen Infrarotbereich empfindlich ist, eines weiteren Objektivs 2 und einer weiteren optischen Ablenkeinrichtung 7 ein Bild im fernen Infrarotbereich aufgenommen. Die aus den Zeilensensoren 4, 6 ausgelesenen Bilddaten werden einem Prozessor 8 zugeführt, der die Bilddaten in einem zugehörigen nicht explizit dargestellten Speicher zwischenspeichert, unter Berücksichtigung der oben genannten Differenzen zwischen den beiden Bildsensoren eine Korrektur von Deckungsfehlern vornimmt und beide Bilder überlagert, so dass die Bilddaten am Ausgang 9 zur Anzeige oder zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 dadurch, dass in den Strahlengängen für den nahen Infrarotbereich und für den fernen Infrarotbereich feststehende Spiegel 11, 12 und eine gemeinsame Ab- lenkeinrichtung 13 in Form eines rotierenden Polygon- Spiegels vorgesehen sind.
Unter Anwendung geeigneter Technologien können die Zeilensensoren 4, 6 zusammen mit den zugehörigen Schaltungen, beispielsweise dem Prozessor 8, auf einem gemeinsamen Träger, beispielsweise einem Chip, angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Bildaufnahmeeinrichtung für den Infrarotbereich, gekennzeichnet durch einen NIR-Bildsensor (1, 4, 5) für den nahen Infrarotbereich und einen FIR-Bildsensor (2, 6, 7) für den fernen Infrarotbereich mit je einem Objektiv (1, 2) und je einem op- toelektrischen Wandler (4, 6) .
2. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der FIR-Bildsensor (2, 6, 7) und der NIR-Bildsensor (1, 4, 5) in einer Baugruppe (3) zusammengefasst sind.
3. Bildaufnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der FIR-Bildsensor als optoelektrischen Wandler einen Zeilensensor (6) enthält und dass zwi- sehen dem Objektiv (2) des FIR-Bildsensors und dem
Zeilensensor (6) eine optische Ablenkeinrichtung (7, 13) vorgesehen ist.
4. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der NIR-Bildsensor als op¬ toelektrischen Wandler einen Flächensensor enthält.
5. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der NIR-Bildsensor als op- toelektrischen Wandler einen Zeilensensor (4) enthält und dass zwischen dem Objektiv (1) des NIR- Bildsensors und dem Zeilensensor (4) eine optische Ablenkeinrichtung (5, 13) vorgesehen ist.
6. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der NIR-Bildsensor und der FIR-Bildsensor eine gemeinsame optische Ablenkeinrichtung (13) aufweisen.
7. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame optische
Ablenkeinrichtung ein rotierender Polygon-Spiegel (13) ist.
8. Bildaufnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem NIR-Bildsensor und von dem FIR-Bildsensor erzeugte Bilddaten in Speicher (8) geschrieben werden und dass die Einschreib- und/oder Auslesevorgänge derart gesteuert werden, dass die aufgenommenen Bilder zur Deckung gebracht und überlagert werden.
EP06807150A 2005-10-12 2006-10-11 Bildaufnahmeeinrichtung für den infrarotbereich Withdrawn EP1955537A1 (de)

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PCT/EP2006/067280 WO2007042537A1 (de) 2005-10-12 2006-10-11 Bildaufnahmeeinrichtung für den infrarotbereich

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EP1955537A1 true EP1955537A1 (de) 2008-08-13

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DE (1) DE102005049307A1 (de)
WO (1) WO2007042537A1 (de)

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Non-Patent Citations (1)

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