JP2018522285A

JP2018522285A - 移動ユニットのカメラのための散乱光トラップ

Info

Publication number: JP2018522285A
Application number: JP2018502628A
Authority: JP
Inventors: ファリディアン，アハマド
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2018-08-09
Also published as: WO2017016770A1; CN107850820A; US20180217474A1; EP3329326A1; DE102015214189A1

Abstract

移動ユニット（１２０）のカメラ（１１０）のための散乱光トラップ（１００）であって、前記散乱光トラップ（１００）が散乱光を抑制する構造（１０１）を有しており、前記散乱光を抑制する構造（１０１）が、前記カメラ（１１０）に入射する光線（１）の方向で交互に繰り返し設けられた、上昇する平坦な面（１０２）と下降する面（１０３）とを有しており、この場合、前記上昇する平坦な面（１０２）と前記移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度が、所定の基準に依存して、少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する。【選択図】図２

Description

本発明は、移動ユニットのカメラのための散乱光トラップであって、散乱光トラップが散乱光を抑制する構造を有しており、前記散乱光を抑制する構造が、カメラに入射する光線の方向で交互に繰り返し設けられた、上昇する平坦な面と下降する面とを有している形式のものに関する。

特許文献１には、カメラに入射する散乱光を抑制するための散乱光絞りが開示されており、この散乱光絞りは、それぞれ一次構造より成っていて、追加的に二次構造を有している。開示された一次構造は、特に平坦な面いわゆる前面側を特徴としており、この前面側は交互に繰り返し設けられている。この場合、平坦な面は、０ではない傾斜角度αで延在しており、つまり平坦な面は個別の段の縁部に関連して上方または下方に傾いて構成されている。個別の段の前面側を基準にして、平坦な面は、９０°に等しくない傾斜角度βに向けられている。つまり、個別の段の前面側は垂直線を基準にして８０°〜１１０°の角度範囲内に延在するように構成されている。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００４０５８６８３号明細書

本発明によれば、移動ユニットのカメラのための散乱光トラップが開示されており、この場合、散乱光トラップは散乱光を抑制する構造を有していて、この構造は、カメラに入射する光線の方向で交互に繰り返し設けられた、上昇する平坦な面と下降する面とを有している。

本発明の核心は、上昇する平坦な面と移動ユニットの運動平面との間の角度が、所定のパラメータに依存して、少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する、という点にある。

移動ユニットは、例えば有人の車両、例えば四輪および二輪の自動車、船等、または飛行可能な車両であってもよい。また、例えば無人の車両、例えばドローン等であってもよい。

移動ユニットの運動平面とは、移動ユニットがどの時点でも存在する平面のことである。つまり運動平面は車両と一緒に移動しかつ回転する、ということである。移動ユニットが例えば四輪自動車である場合、移動ユニットの運動平面とは、例えば自動車の４つの車輪に対して平行な平面と理解されてよい。

散乱光を抑制するための構造が、この構造内で散乱光を可能な限り抑制するという課題に応じるために、最大可能な角度は、まさに、上昇する平坦な面と運動平面との間に存在するべき角度である。

本発明は、本発明による形状に基づく、散乱光トラップの散乱光を抑制する構造によって、反射された光線がカメラの対物レンズ内に全く若しくはほとんど入射することがない、という利点を有している。幾何学的な構造によるこのような効果は、すなわち散乱光を抑制する構造の幾何学的な構造によって得られるので、散乱光トラップを形成する材料は重要ではない。従って、このような散乱光トラップを製造するために安価な材料が使用されてもよい。さらに、散乱光トラップの幾何学的な形状に基づいて、入射した光の様々な波長も重要ではない。このような利点は特に、散乱光トラップが、例えば赤外線の光線のためにも機能し、散乱光をカメラの対物レンズ内に入射しないようにフィルタアウトするという効果をもたらす。これは、吸収性の材料の代わりに使用することができる。吸収性の材料は、非常に頻繁に所定の波長の光のためにだけ散乱光トラップのように機能し、しかも高価である。散乱光トラップ若しくは散乱光を抑制するトラップの構造の、例えばカメラおよび／または移動ユニットのパラメータへの考えられ得る適合によって、散乱光トラップは非常に多様な形式で、つまりほとんどすべての考えられ得る移動ユニットのほとんどすべての考えられ得るカメラに使用することができる。

特に好適な実施例では、上昇する平坦な面と移動ユニットの運動平面との間の角度は、少なくとも１つの所定の構造パラメータに依存して、および／または移動ユニットの少なくとも１つの所定の特徴付けられたパラメータ、特に移動ユニットの構造形式に関するパラメータに依存して、および／または少なくとも１つの所定のカメラパラメータに依存して、少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する。

好適な形式で、上昇する平坦な面と移動ユニットの運動平面との間の角度が、少なくとも１つの所定の構造パラメータに依存している。この場合、この構造パラメータは、散乱光トラップの構造に対して相対的なおよび／若しくは移動ユニットに対して相対的な、上昇する面の位置に、並びに／またはカメラおよび／若しくは移動ユニットに対して相対的な構造の上昇する面の延在形状に依存している。上昇する平坦な面と移動ユニットの運動平面との間の角度は、少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する。

好適には、上昇する平坦な面と移動ユニットの運動平面との間の角度は、移動ユニットのフロントガラスの傾斜角度に依存する、移動ユニットの少なくとも１つの所定の特徴付けられたパラメータに依存して、少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する。

好適な形式で、上昇する平坦な面と移動ユニットの運動平面との間の角度は、カメラの視野に依存する少なくとも１つの所定のカメラパラメータに依存して、少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する。

特に好適な実施例では、上昇する平坦な面と移動ユニットの運動平面との間の角度が、それぞれの上昇する面とカメラの対物レンズとの間の間隔に依存して、カメラの対物レンズに向かって少なくとも部分的に大きくなるか、または所定の基準に従って決定された最大可能な角度に相当する。

好適には、上昇する面の大きさが、カメラの対物レンズに対するそれぞれの上昇する面の間隔に依存して、カメラの対物レンズに向かって少なくとも部分的に小さくなるか、または所定の基準に従って決定された最小可能な大きさに相当する。

好適な形式で、散乱光トラップの下降する面が、凹状または凸状または波形に成形されている。

好適には、散乱光トラップの下降する面が、凹状または凸状に成形されており、この場合、下降する面の曲率が所定の曲率半径に依存している。

好適には、散乱光トラップの下降する面が凹状または凸状に成形されており、この場合、下降する面の曲率が所定の曲率半径に依存していて、曲率半径が少なくとも部分的に異なっている。

移動ユニット（１２０）のフロントガラス（１２１）の下の散乱光トラップ（１００）を示す図である。散乱光を抑制する構造（１０１）を有する散乱光トラップ（１００）を示す図である。上昇する平坦な面（１０２）および下降する面（１０３）の一例としての配置の詳細を示す、散乱光トラップ（１００）の散乱光を抑制する構造（１０１）の断面図である。

本発明の実施例を図面に示し、以下に詳しく説明する。

図１、図２および図３に関する以下の説明および構成は、選択された一例としての配置構成（図１）を用いて、および詳細が示されているが一例として構成される（図３）、純粋に一例としての実施例（図２）を用いて、散乱光トラップ（１００）の機能形式を純粋に一例として示す。

図１には、移動ユニット（１２０）のフロントガラス（１２１）の下の構造（１０１）に関する散乱光トラップ（１００）が概略的に示されている。

移動ユニット（１２０）は、例えば有人の車両、例えば四輪および二輪の自動車、船等、または飛行可能な車両であってもよい。また、例えば無人の車両、例えばドローン等であってもよい。

ここでは、移動ユニット（１２０）のフロントガラス（１２１）は、その散乱光を抑制する構造（１０１）を備えた、ここで要求された散乱光トラップ（１００）の形態可能性を好適な形式で具体的に示す反射対象物を表している。この場合、別の反射対象物も、およびひいては散乱光トラップ（１００）の別の配置構成の可能性も考えられる。

散乱光トラップはカメラ（１１０）の前で対物レンズ（１１１）の下に取り付けられている。入射する光線（１）および光線のその先の経路（２，３，４）によって、散乱光トラップの機能形式が描かれる。散乱光を抑制する構造（１０１）なしでは、入射する光線（１）は反射され、次いで再び移動ユニット（１２０）のフロントガラス（１２１）にぶつかる。この際に、光線（３）の一部は再び反射され、それによってカメラ（１１０）の対物レンズ（１１１）内に入射する。光線（４）の他の部分はフロントガラスを通過し、従って、もはやカメラ（１１０）の対物レンズ（１１１）内に入射することはない。

つまり移動ユニット（１２０）のフロントガラス（１２１）を新たに通過する光線（４）の成分なしに、対物レンズ（１１１）内に入射する光線（１，２，３）の経路は、カメラ（１１０）の誤ったおよび／または不正確な若しくは不鮮明な撮影をもたらす。何故ならば、反射してからカメラ（１１０）の対物レンズ（１１１）に入射する、反射された光線（３）は、例えば移動ユニット（１２０）の周囲の誤った表示を提供するか、または露光過度およびひいては使用できない撮影の原因となるからである。本明細書に開示されているように、散乱光を抑制する構造（１０１）を備えた散乱光トラップ（１００）を取り付けることによって、反射された光線（３）は、カメラ（１１０）の視野内に入射しないように偏向され得る。

図２には、散乱光トラップ（１００）の、散乱光を抑制する構造（１０１）の可能な１実施例が示されている。この場合、構造（１０１）は、交互に繰り返し設けられた上昇する平坦な面（１０２）と下降する面（１０３）とから成っている。

上昇する平坦な面（１０２）と下降する面（１０３）との違いは、下降する面が、凹状、凸状または波形に成形されていてもよい、という点にある。図２に示された実施例では、下降する面はもっぱら平坦な面である。

この実施例では、構造は３つの異なる領域（１０，２０，３０）より成っていて、これらの領域内において、上昇する平坦な面（１０２）の密度と下降する面（１０３）の密度とは、それぞれの領域内で一定であるが、別の領域と比較してそれぞれ異なっている。密度は、カメラ（１１０）に向かう、入射する光線（１）の方向で次第に増大する。この場合、同じ方向で、先行する領域と比較して、上昇する平坦な面（１０２）の大きさは減少し、上昇する平坦な面（１０２）の勾配は増大する。より正確に言えば、ここに図示された中央の領域（２０）の上昇する平坦な面（１０２）は、先行する領域（１０）の上昇する平坦な面（１０２）の勾配よりも大きい勾配を有している。それとは逆に、上昇する平坦な面（１０２）の大きさは減少する。

別の変化実施例では、すべての上昇する平坦な面（１０２）は、入射する光線（１）の方向で同じ勾配若しくは同じ大きさを有していてよい。勾配がどのように選択されているか、若しくは勾配が何に依存しているかの詳細は、図３の説明に記載されている。

図３には、散乱光を抑制する構造を有する散乱光トラップ（１００）の一部が示されている。この場合、例えば図２に示された図示の３つの領域（１０，２０，３０）のうちの１つが示されている。この領域は、ここでは一般的にｎ番目の領域と称呼され、ｎ番目の領域内の、上昇する平坦な面（１０２）と移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度（若しくは上昇する平坦な面（１０２）と移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）に対して平行なそれぞれの平面との間の角度）は、α_ｎと称呼される。

このことはつまり、ｎ番目の領域の前に任意の複数の領域、つまり領域１乃至ｎ−１が与えられ、その後ろに、指数ｎ＋１並びに後続のすべての指数を有する任意の複数の領域が与えられる、という意味である。この場合に重要なことは、角度α_ｎはそれぞれ、すべての可能な指数ｎのために、角度α_１乃至α_ｎ−１と同じかこれより大きく、また、角度α_ｎはそれぞれ、すべての可能な指数ｎのために、角度α_ｎ＋１乃至角度α_Ｎと同じかこれより小さいということであり、この場合、指数Ｎはここではすべての領域の数を規定する。つまり最大の角度α_ｍａｘおよび最小の角度α_ｍｉｎが得られ、この場合、この最大の角度および最小の角度は、同じ大きさであってよい。つまり、１と同じか１だけ小さいｎ、１と同じか１だけ小さいＮを有するすべての指数ｎのために、α_ｎ＝α_ｍｉｎ＝α_ｍａｘであってよい。

同様に、１と同じか１だけ小さいｎ、１と同じか１だけ小さいＮを有する各領域ｎに、反射された光線（２）と運動平面（１２５）との間の角度を描く反射角φ_ｎが適用される。

上昇する平坦な面（１０２）と移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度α_ｎを決定するための別の値は、入射する光線（１）と移動ユニットの運動平面（１２５）との間の入射角μである。

可能な実施形態では、この角度のために、次の式
α_ｍａｘ＝［φ_ｍａｘ−μ］／２
が、前記のような最大角度α_ｍａｘと、反射された光線（２）と上昇する平坦な面（１０２）との間の最大反射角φ_ｍａｘとの間の関係として適用される。角度φ_ｍａｘは同様に、移動ユニット（１２０）のフロントガラス（１２１）に対して相対的な若しくは別の実施例では別の基準点に対して相対的なカメラ（１１０）の位置並びに配置に依存して、反射された光線（３）がカメラ（１１０）の視野にもはや入射しないように決定することができる。次いで、その他のすべての角度α_ｎは、以上列挙した基準に応じて、ｎ番目の領域内の上昇する平坦な面（１０２）と移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間のそれぞれの角度α_ｎが、次の領域内の相応の角度と同じかそれより小さく、若しくは先行する領域内の相応の角度と同じかそれより大きくなるように、決定される。

もちろん、図示の実施例とは別の実施例および図示の実施例との混合形が可能である。

１光線
２，３，４光線、経路
１０，２０，３０領域
１００散乱光トラップ
１０１散乱光を抑制する構造
１０２上昇する平坦な面
１０３下降する面
１１０カメラ
１１１対物レンズ
１２０移動ユニット
１２１フロントガラス
１２５運動平面
α_ｎ角度
φ_ｎ反射角
μ 入射角

Claims

移動ユニット（１２０）のカメラ（１１０）のための散乱光トラップ（１００）であって、前記散乱光トラップ（１００）が散乱光を抑制する構造（１０１）を有しており、
前記散乱光を抑制する構造（１０１）が、前記カメラ（１１０）に入射する光線（１）の方向で交互に繰り返し設けられた、上昇する平坦な面（１０２）と下降する面（１０３）とを有している形式のものにおいて、
前記上昇する平坦な面（１０２）と前記移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度が、所定のパラメータに依存して、
少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する、
ことを特徴とする、移動ユニット（１２０）のカメラ（１１０）のための散乱光トラップ（１００）。
前記上昇する平坦な面（１０２）と前記移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度が、少なくとも１つの所定の構造パラメータに依存して、
および／または
前記移動ユニット（１２０）の少なくとも１つの所定の特徴付けられたパラメータ、特に前記移動ユニット（１２０）の構造形式に関するパラメータに依存して、
および／または
少なくとも１つの所定のカメラパラメータに依存して、少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する、
ことを特徴とする、請求項１記載の散乱光トラップ（１００）。
前記上昇する平坦な面（１０２）と前記移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度が、
前記散乱光トラップ（１００）の構造（１０１）に対して相対的なおよび／若しくは前記移動ユニット（１２０）に対して相対的な前記上昇する面（１０２）の位置、並びに／または
前記カメラ（１１０）および／若しくは前記移動ユニット（１２０）に対して相対的な前記構造（１０１）の前記上昇する面（１０２）の延在形状に依存する少なくとも１つの所定の構造パラメータに依存して、
少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する、
ことを特徴とする、請求項２記載の散乱光トラップ（１００）。
前記上昇する平坦な面（１０２）と前記移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度が、
前記移動ユニット（１２０）のフロントガラス（１２１）の傾斜角度に依存する、前記移動ユニット（１２０）の少なくとも１つの所定の特徴付けられたパラメータに依存して、
少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する、
ことを特徴とする、請求項２記載の散乱光トラップ（１００）。
前記上昇する平坦な面（１０２）と前記移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度が、
前記カメラ（１１０）の視野に依存する少なくとも１つの所定のカメラパラメータに依存して、
少なくとも部分的に異なっているか、または最大可能な角度に相当する、
ことを特徴とする、請求項２記載の散乱光トラップ（１００）。
前記上昇する平坦な面（１０２）と前記移動ユニット（１２０）の運動平面（１２５）との間の角度が、
それぞれの前記上昇する面（１０２）と前記カメラ（１１０）の対物レンズ（１１１）との間の間隔に依存して、
前記カメラ（１１０）の前記対物レンズ（１１１）に向かって少なくとも部分的に大きくなるか、または所定の基準に従って決定された最大可能な角度に相当する、
ことを特徴とする、請求項２記載の散乱光トラップ（１００）。
前記上昇する平坦な面（１０２）の大きさが、
前記カメラ（１１０）の前記対物レンズ（１１１）に対するそれぞれの前記上昇する面（１０２）の間隔に依存して、
前記カメラ（１１０）の前記対物レンズ（１１１）に向かって少なくとも部分的に小さくなるか、または所定の基準に従って決定された最小可能な大きさに相当する、
ことを特徴とする、請求項２記載の散乱光トラップ（１００）。
前記下降する面（１０３）が、
凹状または
凸状または
波形に
成形されていることを特徴とする、請求項１記載の散乱光トラップ（１００）。
前記下降する面が、凹状または凸状に成形されており、この場合、前記下降する面（１０３）の曲率が所定の曲率半径（１５０）に依存していることを特徴とする、請求項８記載の散乱光トラップ（１００）。
前記下降する面（１０３）が凹状または凸状に成形されており、この場合、前記下降する面（１０３）の曲率が所定の曲率半径（１５０）に依存していて、前記曲率半径（１５０）が少なくとも部分的に異なっていることを特徴とする、請求項８記載の散乱光トラップ（１００）。