JP2009528944A - 自動車用カメラ配列装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
簡単な構成と改良された機能態様を備える自動車用カメラ配列装置を創作すること。
【解決手段】
自動車用のカメラ配列装置は、車両窓ガラス（７）に向けられたカメラ（２）を備えて、カメラが外部領域の像を車両窓ガラス（７）の反対を向いた側面において検出され、さらに、車両窓ガラスと外部空間の間の限界面に反射された光源（３）の照射光線の強度を検出され、車両窓ガラスに配置された光導体（５）が光源（３）の照射光線を車両窓ガラス（７）に接続され且つ車両窓ガラス（７）から離脱される。

Description

この発明は、車両窓ガラスに向けられたカメラを備えて、カメラが外部領域の像を車両窓ガラスの反対を向いた側面において検出され、さらに、車両窓ガラスと外部空間の間の限界面に反射された光源の照射光線の強度を検出され、車両窓ガラスに配置された光導体が光源の照射光線を車両窓ガラスに接続され且つ両窓ガラスから離脱される自動車用のカメラ配列装置に関する。

それ故に、カメラ配列装置は同時に像を検出する並びに強度を検出する機能を有する。像検出機能が例えば車両周辺を光学的表示するのに用いられ、その間に強度検出機能が特に光学湿気センサーを形成するように設けられ得る。

ドイツ特許出願公開第１０２００４０１５０４０号明細書（特許文献１）から、水平方向において車両窓ガラスを覗き込むカメラが知られている。雨センサー機能を形成するために、光源の光が接続要素を介して車両窓ガラスに接続すべきであることが提案されている。光は車両窓ガラスの内部に何回も全反射され、次に車両窓ガラスの配置された離脱要素を介して車両窓ガラスから離脱され、カメラセンサーの像を検出しないように設けられた部分に向けられる。外部領域からの散乱光がカメラセンサーのこの部分から専らこのために設けられたシャッタによって阻止される。再現として接続離脱要素が照射光導体として一つのユニットを形成し得ることが提案されている。この書類には、どのようにカメラがこの種の照射光導体により好ましく実現すべきあったかは開示されていない。
ドイツ特許出願公開第１０２００４０１５０４０号明細書

この課題は、特に簡単な構成と改良された機能態様を特徴とする自動車用カメラ配列装置を創作することである。

この課題は、この発明によると、カメラが外部領域の像を同じ光導体によって撮影することによって解決される。

この発明のカメラ配列装置は、先行技術と比較して、カメラの光強度検出機能用の接続離脱要素としてばかりではなく、むしろ同時にカメラの像検出機能用の対物レンズの一部を形成する光導体を有する。

このカメラ配列装置が像検出と光強度検出カメラ機能用のカメラセンサーの検出領域をそれ以上の費用なしに分離できる。その他に、追加的シャッタが光強度検出機能用の散乱光保護体としてもはや必要とされない。さらに、光導体が車両窓ガラスの改良された光接続部とそれにより改良された湿気確認とを可能とする。

この発明の好ましい構成と再現は従属請求項や次の図の記載に実施されている。

次に、この発明はスケッチを付した図面に基づいて図示され、詳細に説明される。

図１は、カメラが像検出と光強度検出の組合せ機能を実現するこの発明のカメラ配列装置を示す。

車両窓ガラス、しかも特に自動車の風防ガラスの内側には、光導体（５）の外面が接続されている。光導体（５）の面に対置した部分とカメラ（２）が接続されている。この場合には、好ましくは、ここに図示されていない形式に光導体（５）の一部がカメラ対物レンズ（１２）の一部材の部品を形成する。カメラ（２）が内部解像センサーを有し、次に短くカメラチップ（１３）として示され、その表面がカメラ（２）の結像平面（８）を形成する。

カメラ（２）の結像平面（８）がカメラ対物レンズ（１２）の焦点平面に配置し、それによりカメラ（２）が無限遠に焦束されている。それにより平行に入射する光束（１０、６）が結像平面（８）の点（１６、１７）に結像されることが行われる。

光導体（５）が車両窓ガラス（１）と同じ材料或いは同様な屈折率を備える材料から製造され、それ故に、車両窓ガラス（１）から光導体（５）やカメラ（２）までほとんど屈折のない光線経路を可能とする。ここで概略的に図示された光導体（５）が固定プリズム体によって形成され得るか、或いは光学的移送材料により充填されるチューブによって形成され得る。

光導体（５）の下面には、光源（３）が、特に赤外線ＬＥＤとして形成されて、配置されていて、レンズ（１１）を介して平行光束（１０）を光導体（５）の下外面に接続される。この場合には、レンズ（１１）が光導体（５）と一部材で形成されている。光導体（５）を介して光束（１０）が屈折なしに車両窓ガラス（１）に案内され、しかも全反射の限界角度より大きい角度の下で案内される。そこから、光束（１０）が簡単な全反射によってカメラ（２）の対物レンズ開口の方向に偏向されている。

湿気が車両窓ガラス（１）にあるならば、光源（３）から来る光の一部が車両窓ガラス（１）の外面まで放出され、それによりカメラ（２）への方向に全反射された一部が減少される。適切にカメラにより検出された光強度が乾燥された車両窓ガラス（１）の際に検出された強度に比べて減少される。カメラ（２）はこれにより車両窓ガラス（１）の湿りを確認でき、それにより曇りセンサー或いは雨センサーを形成する。

レンズ（１１）の成形によって車両窓ガラスの領域が照射されて、車両窓ガラス（１）上の湿気が検出され得る。車両窓ガラス（１）の照射された領域が大きければ大きいほど、雨小滴が検出される確率が大きくなる。けれども、同時に、例えば一個の雨小滴が惹起される信号変更が低下する。それ故に、好ましくは、複数の光源（３）が一個或いは複数個のレンズ（１１）と一緒に使用される。これら光源（３）がカメラチップ（１３）の種々のピクセルグループに結像される。それにより車両窓ガラス（１）の十分に大きく照射された領域並びに湿気の発生の際に十分に大きい信号変更を得る。

この際に、車両窓ガラス（１）における光源（３）の照射領域が確かに車両窓ガラス（１）の領域と交差していて、その車両窓ガラスを通してカメラ（２）が外部領域の像を検出される。次に示されるように、この際に、カメラ（２）の両機能が影響されない。

選択的に、光源（３）が平行光束（１０）の代わりに収斂するか、或いは分散する光を光導体（５）に接続されることが企図され得る。これにより車両窓ガラス（１）から異なった角度の下で全反射された光がカメラまで到達し、それにより像点（１６）がカメラ（２）の結像平面に適切に拡大する。

車両窓ガラス（１）の外面から入射する光がカメラ（２）により像を与えて検出される。図１には、カメラ（２）の視野（１４）が第一の線影された面として図示されている。光導体（５）が車両窓ガラス（１）における接触なしの接続によって、車両窓ガラス（１）を通して屈折により惹起された光偏向が得られたままであることを奏する。それから、車両窓ガラス（１）の外部領域（１５）にはカメラ（２）の視野（１４）が生じ、カメラ（２）の検出領域が少なくとも一方向からかすめて車両窓ガラス（１）へ入射する光を包含する。

図１には、例として車両窓ガラス（１）の外部領域（１５）から入射する平行光束（６）の光線経路が図示されている。光束（６）が車両窓ガラス（１）に入射する際に屈折後に直線状に搬送され、カメラ対物レンズ（１２）によって結像平面の点（１７）に結像されている。外部領域から入射するすべての光束（６）の全体が外部領域の像（１９）に対するカメラ（２）の結像平面（８）に統合される。

この際に、結像平面（８）における像点（１７）の横方向位置が光束（６）の入射方向に依存する。この際に、カメラ（２）の検出領域は、全視野（１４）がカメラチップ（１３）の光学センサー面の一部にのみ結像されるような大きさである。それから、光が通る光入射の入射角度の下でカメラ（２）から検出され得ることが行われ、それが車両窓ガラス（１）の内側からの光入射に一致する。

この追加的にカメラ（２）によって検出できる角度領域はここで光源（３）によって湿気センサーを実現するために利用される。それで、光源（３）の照射角度が外部視界（１４）により形成された角度領域に接続されているので、カメラ（２）の結像平面（８）における光源（３）の結像領域が横方向に外部領域（１５）の結像領域に交差なしに接続することを生じる。

好ましくは、両領域がカメラ（２）の異なった調整によって検出される。第一撮影では、外部領域の検出用のカメラ（２）の調整が最適に調整され、この際に光源（３）が遮断されたままである。光源からの場合によっては生じる散乱光が外部領域の検出を邪魔し得ない。第二撮影では、光源（３）が非常に明るく接続され、カメラ（２）の調整がこの高光度に適合される。場合によっては非常に明るい外部領域からの生じる散乱光は光源（３）の光の検出で僅かにしか邪魔にならない。

これは図２に図示された例としてカメラ像を具体的に示し、そのカメラ像が無論、圧力技術的理由からここで白黒表示で減少された。無論、図示されたカメラ像の理想的少なくとも灰色レベルがここに図示された原理スケッチとして本質的に詳細に説明される。

上領域には、車両のカメラにより検出された外部領域の像（１９）が確認でき、下領域には、二つの光源のおよそ拡大した像点（１６）が図示されている。像点（１６）が特にカメラの構成部材である図示されていない評価装置によって強度に関して或いは強度変更に関して評価され、例えば窓ガラス拭い装置を制御するように使用される。

外部領域の像（１９）が光導体によって奏したゆがみを有する。この像ゆがみが特に像スクリーン上の検出された像（１９）を表示するように、再び評価装置によって容易に比較され得る。

記載されるように、外部領域（１５）の像付与検出がカメラ（２）の視角（１４）に制限されている。車両窓ガラス（１）を介して半空間の傍に位置して第二線影図示された領域（１８）からカメラ（２）までの光が到達し得ない。図３が示されるように、しかし、この領域からの光が光導体（５）を介して別の光学的センサーに案内されていて、この光学的センサーが周辺光センサー（９）として外部領域（１５）の領域（１８）の光度を検出する。

好ましくは、周辺光センサー（９）が光源（３）と一緒に、共通切換担体（４）に配置され得る。好ましい実施態様には、光源（３）、回路担体（４）及び周辺光センサー（９）又はそのいずれか一方が光導体（５）と一緒に、共通構成ユニットを形成する。

カメラ配列装置の第一実施例を切断表示で示す。 カメラ配列装置により検出された像を示す。 カメラ配列装置の第二実施例を示す。

符号の説明

１．．．．．車両窓ガラス
２．．．．．カメラ
３．．．．．光源
４．．．．．回路担体
５．．．．．光導体
６．．．．．光束
７．．．．．光学軸線
８．．．．．結像平面
９．．．．．周辺光センサー
１０．．．．（光源からの）平行光束
１１．．．．レンズ
１２．．．．カメラ対物レンズ
１３．．．．カメラチップ
１４．．．．視野
１５．．．．外部領域
１６．．．．（像）点
１７．．．．（像）点
１８．．．．（外部領域の）部分
１９．．．．（外部領域の）像

Claims (25)

1. 車両窓ガラスに向けられたカメラを備えて、カメラが外部領域の像を車両窓ガラスの反対を向いた側面において検出され、さらに、車両窓ガラスと外部空間の間の限界面に反射された光源の照射光線の強度を検出され、車両窓ガラスに配置された光導体が光源の照射光線を車両窓ガラスに接続され且つ車両窓ガラスから離脱される自動車用のカメラ配列装置において、カメラ（２）が外部領域（１５）の像を同じ光導体（５）によって撮影することを特徴とするカメラ配列装置。
2. 光導体（５）がプラズマとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
3. 光導体（５）が光学的に有効な材料で充填されたチューブによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
4. 光源（３）が平行な光束（１０）を光導体（５）に照射することを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
5. 平行な光束（１０）を発生させる対物レンズが設けられていることを特徴とする請求項４に記載のカメラ配列装置。
6. 対物レンズが光源（３）と接続されたレンズ（１１）或いはフレネル構造を有することを特徴とする請求項５に記載のカメラ配列装置。
7. 平行な光束（１０）が車両窓ガラス（１）に全反射されることを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載のカメラ配列装置。
8. 平行な光束（１０）が車両窓ガラス（１）に簡単に全反射されることを特徴とする請求項７に記載のカメラ配列装置。
9. 光源（３）が収斂するか、或いは分散する光を光導体（５）に入射することを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
10. 収斂するか、或いは分散する光を発生させるために、対物レンズが設けられていることを特徴とする請求項９に記載のカメラ配列装置。
11. 対物レンズが散乱円板を有することを特徴とする請求項１０に記載のカメラ配列装置。
12. 外部領域（１５）の像や光源（３）の照射のための検出領域がカメラ（２）の結像平面（８）に交差なしに互いに位置していることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
13. カメラ（２）の像検出機能の視野（１４）が車両窓ガラス（１）に、全反射領域が車両窓ガラス（１）の外面に少なくとも部分的に交差していることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
14. カメラ（２）が自動車の外部に位置する平面に焦束されることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
15. カメラ（２）が無限遠に位置する平面に焦束されることを特徴とする請求項１４に記載のカメラ配列装置。
16. カメラ（２）と無関係の周辺光センサー（９）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
17. 周辺光センサー（９）が光導体（５）を介してカメラ（２）の像検出機能の視野（１４）に位置していない車両窓ガラス（１）の外部領域（１５）からの光を受けることを特徴とする請求項１６に記載のカメラ配列装置。
18. 周辺光センサー（９）が光源（３）と共に一つの構成ユニットを形成することを特徴とする請求項１６に記載のカメラ配列装置。
19. 周辺光センサー（９）が光源（３）と一緒に一つの共通の回路担体（４）に配置されていることを特徴とする請求項１８に記載のカメラ配列装置。
20. 少なくとも光源（３）と光導体（５）が互いに一つの構成ユニットを形成することを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
21. 光導体（５）が車両窓ガラス（１）と同様な屈折率を有し、特に同じ材料から成ることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
22. 光導体（５）が車両窓ガラス（１）と機械的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。
23. 光導体（５）が車両窓ガラス（１）と一部材として且つカメラ対物レンズ（１２）の部品として或いはそのいずれか一方として形成されていることを特徴とする請求項２２に記載のカメラ配列装置。
24. 少なくともカメラ（２）、光導体（５）と光源（３）が一つの構成ユニットに組立てられることを特徴とする請求項２２に記載のカメラ配列装置。
25. 評価装置がカメラ（２）により検出された像の歪みを補正することを特徴とする請求項１に記載のカメラ配列装置。

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