ES2290011T3 - Dispositivo de vigilancia optoelectronico para un vehiculo motorizado. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de supervisión opto-electrónico para un automóvil - con varios sistemas de representación (AS1 - AS9) asignados a diferentes objetos que se han de supervisar, que en su parte de salida actúan sobre la superficie fotosensible (3) de un grupo de sensores (2, 15) fotoeléctricos común, formado por un gran número de elementos convertidores fotoeléctricos que conforman puntos de imagen individuales, elementos convertidores que generan, en función de su exposición a la luz, una señal eléctrica correspondiente a la intensidad luminosa, estando dispuesta la salida de cada uno de los sistemas de representación (AS1 - AS9) para la representación de la información óptica proporcionada por este sistema de representación (AS1 - AS9) en una región de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) que se solapa, al menos parcialmente, con las regiones de exposición de los otros sistemas de representación (AS1 - AS9), - con una unidad de obturador (7, 14) dispuesta en la trayectoria de los rayos de cada uno de los sistemas de representación (AS1 - AS9), controlable eléctricamente aprovechando un efecto electro-óptico, para el control de una exposición de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) por medio de este sistema de representación (AS1 - AS9), y - con un controlador (8) al cual se aplican las señales eléctricas de salida del grupo de sensores con el propósito de actuar sobre la unidad de obturador (7, 14), para la evaluación de las informaciones ópticas y para el control de actuadores (10, 11, 12) en función del resultado de una evaluación de las informaciones referidas al objeto.

Description

Dispositivo de vigilancia optoelectrónico para un vehículo motorizado.
La invención se basa en un dispositivo de supervisión opto-electrónico para un automóvil.
Un dispositivo de supervisión de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento EP 0 832 798 A2. Este dispositivo de supervisión se emplea como sensor de lluvia y está formado por un dispositivo de representación para la representación de las gotas de agua que se encuentran sobre el parabrisas de un vehículo en un sensor de una cámara, cuyo objetivo está desviado desde el espacio interior del automóvil hacia el parabrisas, y está enfocado sobre la sección del parabrisas registrada. El sensor de la cámara está dispuesto en la región del espejo retrovisor del espacio interior mirando hacia delante en la dirección de marcha. Una evaluación de los datos registrados de la imagen se realiza en una unidad de procesador, que está prevista, asimismo, para el control del motor de un limpiaparabrisas en función de los datos registrados de la cámara.
Con el sistema de representación y el sensor de la cámara es posible, finalmente, una detección de gotas de agua en el parabrisas de un automóvil. En el campo del automóvil se emplean también sensores ópticos para el registro de otras informaciones ópticas. Por ejemplo, este tipo de sistemas de sensores se emplean en el registro del estado del sol, en el control de las luces de marcha o por ejemplo para la supervisión del espacio interior. Todos estos sistemas disponen de grupos de sensores fotoeléctricos correspondientes así como de sistemas de representación corres-
pondientes.
Partiendo de este estado de la técnica discutido, la invención se basa en el objetivo de sugerir un dispositivo de supervisión opto-electrónico, con el que se puedan registrar diferentes informaciones ópticas de diferentes sistemas de sensores ópticos.
Este objetivo se consigue, según la invención, gracias a un dispositivo de supervisión opto-electrónico para un automóvil, que comprenda:
-
varios sistemas de representación asignados a diferentes objetos que se han de supervisar, que en la parte de salida inciden en la superficie fotosensible de un grupo de sensores fotoeléctricos común, formado por un gran número de elementos convertidores fotoeléctricos que conforman puntos de imagen individuales, elementos convertidores que generan, en función de su solicitud de luz correspondiente, una señal eléctrica correspondiente a la intensidad de la luz, estando dispuesta la salida de cada uno de los sistemas de representación para la representación de la información óptica proporcionada por este sistema de representación en una región de la superficie fotosensible del grupo de sensores que se solapa, al menos parcialmente, con las regiones de exposición de los otros sistemas de representación,
-
una unidad de obturador dispuesta en la trayectoria de los rayos de cada uno de los sistemas de representación, controlable eléctricamente aprovechando un efecto electro-óptico, para el control de una exposición de la superficie fotosensible del grupo de sensores por medio de este sistema de representación y
-
un controlador que se puede activar por medio de las señales de salida eléctricas del grupo de sensores para el control de la unidad de obturador, para la evaluación de las informaciones ópticas y para el control de actuadores en función del resultado de una evaluación de las informaciones referidas al objeto.
Por medio del dispositivo de supervisión conforme a la invención, al que están asignados varios sistemas de representación, de modo adecuado, sujetos por un soporte común, que reúne los sistemas de representación, se puede emplear este dispositivo de evaluación usando un único grupo de sensores para los más diferentes sistemas de sensores ópticos. Como sistemas de representación se consideran tanto sistemas que proyecten imágenes, como por ejemplo lentes, como sistemas que conduzcan luz. A la salida de cada sistema de representación puede estar asignado un determinado grupo de elementos convertidores del grupo de sensores, de manera que sea posible una asignación unívoca de determinadas señales de grupo con determinados sistemas de representación, y con ello con informaciones ópticas determinadas que hayan de ser registradas. El grupo de elementos convertidores asignado a un sistema de representación del grupo de sensores se solapa al menos parcialmente con el de otro sistema de representación. En este caso, está previsto, de modo adecuado, que el tamaño del grupo de sensores se determine por medio del mayor de los tamaños de representación requerido por un sistema de representación, y que todos los demás sistemas de representación, asimismo, iluminen en esta región la superficie fotosensible del grupo de sensores. Esto tiene como consecuencia que el tamaño del grupo de sensores, empleándose preferentemente un chip de sensor de una cámara, a pesar del gran número de informaciones ópticas representadas en él, se pueda conformar de un modo correspondientemente pequeño. Para la sincronización de la exposición del grupo de sensores por medio de los sistemas de representación individuales, en la trayectoria de los rayos de cada uno de los sistemas de representación está introducida una unidad de obturador controlable eléctricamente. La unidad de obturador trabaja aprovechando un efecto electro-óptico, y con ello, puede estar conformada, por ejemplo, como filtro de cristal líquido o trabajando según un principio electrocrómico. La representación sincronizada temporalmente de informaciones ópticas de los diferentes sistemas de representación en el grupo de sensores se puede emplear como codificación para la identificación de la información óptica de un sistema de representación determinado. A diferencia de una codificación a través de un grupo de elementos convertidores asignados a un sistema de representación determinado, es posible una asignación de las informaciones ópticas recibidas a un sistema de representación independientemente de la región iluminada realmente por el sistema de representación del grupo de sensores.
Los sistemas de representación individuales están unidos en la región del grupo de sensores fotoeléctricos, de modo adecuado, para formar una unidad gráfica, y están fijados sobre el soporte del circuito del grupo de sensores, de manera que el grupo de sensores, referido a las salidas de los sistemas de representación, está sujeto en una posición fija respecto a éste.
Al equipar un grupo de sensores fotoeléctricos usado en un automóvil con una lente como uno de los sistemas de representación, ésta está indicada para el registro de las informaciones de representación de la imagen. Un sistema de este tipo, debido a ello, se puede usar, por ejemplo, como sistema de supervisión del espacio interior, o también para la supervisión del entorno del automóvil, por ejemplo para la recepción de señales con un sistema de sensores de distancia o de lluvia. Por medio de la representación sincronizada de la información óptica de los sistemas de representación individuales, también se pueden evaluar a través del grupo de sensores aquellas informaciones que no han de ser proporcionadas de modo continuo, sino únicamente en caso necesario. Por ejemplo, un sistema de representación que represente imágenes se puede emplear como protección contra inmovilización para evitar una inmovilización de objetos, por ejemplo al cerrar un techo corredizo accionable eléctricamente. Este dispositivo de supervisión se encuentra entonces en su función de supervisión, cuando el techo corredizo se cierra realmente. Sólo en este intervalo de tiempo necesario para el cierre del techo corredizo se ilumina la superficie fotosensible del grupo de sensores con esta información óptica. El control de la unidad de obturador individual y la evaluación de las informaciones ópticas recibidas se realiza en un controlador.
Al usar este grupo de sensores para la supervisión del espacio interior es adecuado disponer un grupo de sensores de este tipo en la región del espejo retrovisor interior o bien en la región de una consola del techo, por ejemplo como módulo del techo mirando hacia atrás. Otras informaciones ópticas pueden ser suministradas al grupo de sensores a través de conductores de luz ópticos como sistemas de representación adicionales, pudiendo emplearse fibras individuales para la transmisión, por ejemplo, de intensidades de luz o haces de fibras para la transmisión de informaciones que representan imágenes.
Un grupo de sensores de este tipo con una óptica multifunción conformada por medio de la reunión de diferentes sistemas de representación también puede estar dispuesto en otra posición en un automóvil. La información óptica suministrada al grupo de sensores puede estar filtrada ya por lo que se refiere a la información que realmente se ha de registrar. Puesto que el grupo de sensores puede estar configurado para la recepción de un gran ancho de banda de frecuencias, un grupo de sensores de este tipo está indicado al mismo tiempo para los más diferentes tipos de sistemas de sensores ópticos.
Otras configuraciones y ventajas de la invención son parte constituyente del resto de reivindicaciones subordinadas así como de la siguiente descripción haciendo referencia a las figuras anexas. Se muestra:
Fig. 1: una representación esquemática de un dispositivo de supervisión opto-electrónico para un automóvil a modo de un diagrama de bloques,
Fig. 2: el dispositivo de supervisión de la Figura 1 en una recepción de informaciones ópticas de uno de los sistemas de representación empleados,
Fig. 3: una vista en planta desde arriba esquemática de otro dispositivo de supervisión opto-electrónico y
Fig. 4: un dispositivo de supervisión opto-electrónico empleado como sensor de lluvia para un automóvil.
Un dispositivo de supervisión 1 opto-electrónico comprende un sensor de cámara 2, sobre cuya superficie 3 fotosensible varios sistemas de representación AS_{1} - AS_{3} representan la información óptica proporcionada por medio de los sistemas de representación AS_{1} - AS_{3}. El sistema de representación AS_{1} está conformado como objetivo 4 con una lente convexa. Los sistemas de conformación AS_{2} y AS_{3} son igualmente sistemas de representación de imágenes, en los que la información de la imagen se aproxima a través de haces de fibras 5 y 6 al sensor de la cámara 2. Los extremos de los haces de fibras 5, 6 de la parte frontal del lado del sensor de la cámara están curvados de modo convexo para una mejor representación de la información proporcionada de la imagen. Al extremo de la parte de excitación de los haces de fibras 5, 6 está asignada, igualmente, una lente.
Los sistemas de representación AS_{1} y AS_{3} iluminan la misma región de la superficie 3 fotosensible del sensor de la cámara 2. El sistema de representación AS_{2} ilumina únicamente una parte de la región del sensor iluminada por los sistemas de representación AS_{1} y AS_{3}.
En la trayectoria de los rayos de los sistemas de representación AS_{1} - AS_{3} está conectada una unidad de obturador 7 que está segmentada en un número de campos de obturación V_{1} - V_{3} correspondiente al número de los sistemas de representación AS_{1} - AS_{3}. La unidad de obturador 7 está conformada como filtro de cristal líquido, cuyos campos de obturación V_{1} - V_{3} se puede conmutar eléctricamente individualmente y de modo independiente entre ellos a su posición que deja pasar la luz o que bloquea la luz.
El control dependiente de los pasos de contador de los campos de obturación V_{1} - V_{3} de la unidad de obturador 7 se realiza por medio de un microprocesador 8 que está unido por medio de una línea de control 9 con la unidad de obturador 7. Al microprocesador 8 están conectadas adicionalmente las salidas del sensor de la cámara 2. En función de la información óptica recibida, el microprocesador 8 sirve adicionalmente para el control de diferentes actuadores 10, 11, 12. Adicionalmente, el microprocesador 8 puede ser activado con otros parámetros necesarios para la evaluación de la información óptica. También pueden activar el microprocesador 8 informaciones adicionales para el control de la unidad de obturador 7. Estas informaciones adicionales que activan el microprocesador 8 están indicadas en la Figura 1 por medio del término "INFO".
La Figura 2 muestra el dispositivo de supervisión 1 de la Figura 1 con una iluminación de la superficie 3 fotosensible del sensor de la cámara 2 por medio del sistema de representación AS_{1}. El campo de obturación V_{1} asignado al sistema de representación AS_{1} de la unidad de obturador 7 está en su control que deja pasar la luz. Los otros dos campos de obturación V_{2} y V_{3} de los sistemas de representación AS_{2} y AS_{3} se encuentran, por el contrario, en su control que no deja pasar la luz. Por medio de un control correspondiente a través del microprocesador 8 se controlan, o bien temporalmente después de un ciclo prefijado, o bien cuando sea necesario, los campos de obturación V_{1} y V_{3} para dejar pasar la luz, y se conmutan a su posición de bloqueo de luz de modo correspondiente el resto de campos de obturación.
En la Figura 3 está representado de modo esquematizado a modo de una vista en planta desde arriba otro dispositivo de supervisión 13 opto-electrónico. El dispositivo de supervisión 13 está construido de modo correspondiente igual que el dispositivo de supervisión 1, comprendiendo, a diferencia del dispositivo de supervisión 1 de las Figuras 1 y 2, este dispositivo de supervisión seis sistemas de representación AS_{4} - AS_{9}. En estos sistemas de representación AS_{4} - AS_{9} se trata de sistemas de representación de imágenes, como por ejemplo los sistemas de representación AS_{4} - AS_{5} así como AS_{8}, y de sistemas conductores de luz, como por ejemplo los sistemas de representación AS_{7} y AS_{9}. A cada sistema de representación está asignado en la unidad de obturador 14 un campo de obturación V_{4} - V_{9}, campos de obturación V_{4} - V_{9} que pueden ser controlados de modo independiente entre ellos. Se hace referencia, en particular, a los campos de obturación V_{4} y V_{5}, que se solapan en una región. Un solape de este tipo puede estar previsto cuando los sistemas de representación AS_{4} y AS_{5} asignados a estos campos de obturación V_{4} y V_{5} no han de representarse al mismo tiempo sobre la superficie fotosensible del sensor de la cámara 15. La región común del campo de obturación se le incluye de modo correspondiente una vez al campo de obturación V_{4}, y por otro lado al campo de obturación V_{5}.
Para incrementar los sistemas de representación que se han de suministrar a un dispositivo de este tipo, puede estar previsto que la superficie de la unidad de obturador que apunta hacia el sensor de la cámara esté recubierta con una capa reflectora de la luz, por ejemplo que esté vaheada, de manera que los sistemas de representación puedan representar sobre la superficie fotosensible del sensor de la cámara, sus informaciones ópticas que se reflejan en esta parte inferior recubierta de la unidad de obturador. También a estos sistemas de representación adicionales está asignada una unidad de obturación propia. Para el vaheado de la parte inferior de la unidad de obturación está previsto, de este modo, que la luz que pasa desde arriba pueda pasar a través del recubrimiento sin impedimento.
En una variante de una configuración de este tipo, la parte superior de la unidad de obturador que apunta hacia la superficie fotosensible del sensor de la cámara está recubierta con una capa electrocrómica en su conjunto, o también de modo segmentado, de manera que por medio de un control correspondiente de los segmentos electrocrómicos se puedan ocasionar las características reflectantes. Con ello, esta capa o bien estos segmentos sirven tanto para el desvío de luz como a modo de obturador. Una unidad de obturador de este tipo está construida, de modo adecuado, en varias capas, estando previsto un plano de la unidad de obturador para las trayectorias de los rayos, y el resto de planos de la unidad de obturador para las informaciones ópticas desviadas por medio de la reflexión hacia el sensor de la cámara.
La Figura 4 muestra otro dispositivo de supervisión 16 que está dispuesto como sensor de lluvia para la observación de tres diferentes secciones del parabrisas A_{1}, A_{2} y A_{3}. Las secciones del parabrisas A_{1} - A_{3} observadas son parte constituyente de diferentes campos visuales, designándose el campo visual primario del conductor con el símbolo de referencia G_{1}, el del acompañante con el símbolo de referencia G_{2}, y el campo de visión secundario dispuesto entre los campos de visión G_{1} y G_{2} con el símbolo de referencia G_{3}. La unidad de detección 17 comprende tres objetivos, de los que, cada uno de ellos está dispuesto para la observación de una sección del parabrisas A_{1}, A_{2} ó A_{3}. Los objetivos conforman la sección del parabrisas A_{1}, A_{2} ó A_{3} correspondiente sobre la superficie fotosensible de un sensor de la cámara previsto para todos los objetivos de modo común. En la trayectoria de los rayos de cada objetivo que realiza una representación está dispuesto un conmutador de luz, de manera que el sensor de la cámara puede ser iluminado, opcionalmente, por uno de los tres objetivos. Como conmutador de luz está previsto un filtro de cristal líquido segmentado en tres partes.
Resumen de los símbolos de referencia
1
Dispositivo de supervisión opto-electrónico
2
Sensor de la cámara
3
Superficie fotosensible
4
Objetivo
5
Haz de fibras
6
Haz de fibras
7
Unidad de obturador
8
Microprocesador
9
Línea de control
10
Actor
11
Actor
12
Actor
13
Dispositivo de supervisión opto-electrónico
14
Unidad de obturador
15
Sensor de la cámara
16
Dispositivo de supervisión opto-electrónico
\vskip1.000000\baselineskip
A_{1} - A_{3}
Sección del parabrisas
AS_{1} - AS_{9}
Sistema de representación
G_{1} - G_{3}
Campo de visión
V_{1} - V_{9}
Campo de obturación.

Claims (7)

1. Dispositivo de supervisión opto-electrónico para un automóvil
-
con varios sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}) asignados a diferentes objetos que se han de supervisar, que en su parte de salida actúan sobre la superficie fotosensible (3) de un grupo de sensores (2, 15) fotoeléctricos común, formado por un gran número de elementos convertidores fotoeléctricos que conforman puntos de imagen individuales, elementos convertidores que generan, en función de su exposición a la luz, una señal eléctrica correspondiente a la intensidad luminosa, estando dispuesta la salida de cada uno de los sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}) para la representación de la información óptica proporcionada por este sistema de representación (AS_{1} - AS_{9}) en una región de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) que se solapa, al menos parcialmente, con las regiones de exposición de los otros sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}),
-
con una unidad de obturador (7, 14) dispuesta en la trayectoria de los rayos de cada uno de los sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}), controlable eléctricamente aprovechando un efecto electro-óptico, para el control de una exposición de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) por medio de este sistema de representación (AS_{1} - AS_{9}), y
-
con un controlador (8) al cual se aplican las señales eléctricas de salida del grupo de sensores con el propósito de actuar sobre la unidad de obturador (7, 14), para la evaluación de las informaciones ópticas y para el control de actuadores (10, 11, 12) en función del resultado de una evaluación de las informaciones referidas al objeto.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos convertidores individuales del grupo de sensores (2, 15) son accesibles y legibles libremente.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los elementos convertidores del grupo de sensores (2, 15) están dispuestos en una disposición bidimensional.
4. Dispositivo según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el tamaño de la superficie fotosensible del grupo de sensores está determinado por el tamaño de representación máximo de un sistema de representación y todos los demás sistemas de representación representan en esta región de la superficie fotosensible del grupo de sensores.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de obturador (7, 14) está conformada como diafragma de cristal líquido.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la unidad de obturador está conformada para funcionar según un principio electrocrómico.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque para los diferentes sistemas de representación, está prevista una unidad de obturador (7, 14) que presenta un número de campos de obturación (V_{1} - V_{9}) que se corresponde con el número de los sistemas de representación.
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