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WO2013007701A1 - Kamerasystem für den einsatz in einem fahrzeug sowie fahrzeug mit einem derartigen kamerasystem - Google Patents

Kamerasystem für den einsatz in einem fahrzeug sowie fahrzeug mit einem derartigen kamerasystem Download PDF

Info

Publication number
WO2013007701A1
WO2013007701A1 PCT/EP2012/063426 EP2012063426W WO2013007701A1 WO 2013007701 A1 WO2013007701 A1 WO 2013007701A1 EP 2012063426 W EP2012063426 W EP 2012063426W WO 2013007701 A1 WO2013007701 A1 WO 2013007701A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mirror
camera
camera system
vehicle
image sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/063426
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Pack
Axel Schwarz
Bruno Hodapp
Henry Blitzke
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201280034409.4A priority Critical patent/CN103648854A/zh
Priority to US14/131,889 priority patent/US20140232868A1/en
Priority to EP12735838.0A priority patent/EP2731831A1/de
Publication of WO2013007701A1 publication Critical patent/WO2013007701A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/04—Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0833—Optical rain sensor
    • B60S1/0844—Optical rain sensor including a camera
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/10—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used
    • B60R2300/108—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used using 'non-standard' camera systems, e.g. camera sensor used for additional purposes i.a. rain sensor, camera sensor split in multiple image areas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G01N2021/155—Monitoring cleanness of window, lens, or other parts
    • G01N2021/157—Monitoring by optical means

Definitions

  • the present invention relates to a camera system for use in a vehicle for the simultaneous detection of rain on the
  • the subject of the present invention is a vehicle with such a camera system.
  • the problem with the known systems is that the camera system for monitoring the environment is formed separately from the rain sensor. On the one hand, this increases the complexity of the overall system and, on the other hand, its costs.
  • a combination of the detection of raindrops on the windshield for controlling a windshield wiper with a known camera system is not yet known. Also, such a combination would lead to problems, since for the monitoring of the environment a focus range between 3 and 30 meters and for monitoring the Wndtikectomy a focus area in the vicinity of the camera is necessary.
  • the near zone is in particular a distance of 10 to 50 cm, e.g. 30 cm, defined in front of the camera.
  • Windscreen and to monitor the environment on vehicles to fix are an object of the present invention.
  • An inventive camera system is designed for use in a vehicle for the simultaneous detection of rain on the Wndtikus and to monitor the environment. It has a camera with a
  • the camera lens can thereby provide different complex optical devices to direct incident light on the image sensor.
  • the image sensor is advantageously a digital one
  • Image sensor that can take either still or motion pictures.
  • the camera itself can already be equipped with an evaluation device for
  • a camera system according to the invention further comprises a mirror system with at least one first mirror and at least one second mirror.
  • the invention will be described in part with reference to a first and a second mirror. The following description also concludes
  • Camera systems with at least a second mirror and at least a first mirror. These mirrors are arranged such that they have a
  • an image of a monitored area of the windshield on the image sensor is generated by the beam path.
  • the monitored area in its image on the image sensor only occupies a first subarea thereof.
  • the remaining area of the image sensor is thus still available for a primary task of the camera. It is thus possible that in the first subarea of the image sensor the detection of rain on its Wndtikectomy, in particular for the monitored area of the windshield is performed.
  • the remaining area is used to perform a primary function, so for example, the monitoring of the environment of the vehicle, in particular for the exercise of a
  • Traffic sign recognition a distance control or a
  • Camera lens smaller than the distance along the beam path between the at least one second mirror and the monitored area. This means that the distance that a light beam travels from the monitored area to the second mirror is longer than the distance this light beam travels from the second mirror to the camera lens.
  • the distance between the monitored area and the second mirror passes through the first mirror and the beam is deflected.
  • the second mirror can be placed very close to the camera lens.
  • the camera lens and the second mirror need thus in their combination a very small space. As it is for a
  • Illustration of a particularly large monitored area of the windshield is important that the distance between the second mirror and this monitored area is chosen as large as possible, the first mirror can be arranged substantially freely in the region of the beam path between the second mirror and the monitored area.
  • the route divides into sections between the monitored area and the first mirror as well as between the first mirror and the second mirror.
  • the distance along the beam path between the at least one second mirror and the camera lens is smaller than the distance between the at least one second mirror and the at least one first mirror and / or smaller than the distance between the at least one first mirror and the monitored area ,
  • a division of the total length of the beam path is carried out as follows. If the entire beam path is defined as a distance of 100%, the beam path between the second mirror and the camera objective advantageously accounts for less than 20%, in particular less than 15%, particularly preferably less than 10%, of the entire route.
  • Installation space can be achieved that is covered by the further deflection by means of the first mirror a correspondingly large distance between the second mirror and the Wndtikcase. Due to the free disposability of the first mirror, it is again possible in particular also in the vicinity, so to arrange with a short distance distance in the direction of the beam path of the second mirror. Accordingly, the camera and mirror system can together form a compact unit, which can be arranged together, for example, in the vicinity of the headliner of a vehicle. Despite this compact design, a relatively long distance between the second mirror and the monitored area of the Wndtikusion is executable. This increases the entire monitored area and improves the depth of focus for this picture. In other words, by increasing the distance between the second mirror and the
  • a single camera is able to perform on a single image sensor both functions, namely the detection of rain on the Wndtikus and the monitoring of the environment. In particular, it is at a
  • Camera system by a mirror system, which is capable of the second mirror from the rays along the beam path substantially parallel, ie in particular afocal, the camera lens zuzu meetings.
  • the first portion of the image sensor can vary in strength
  • the first portion of the image sensor makes up between and 5 and 20% of the total area of the image sensor.
  • 50 lines can be defined as the first subarea, onto which the beam path is guided via the mirror system of a camera system according to the invention.
  • the separation between the subregions on the image sensor is as sharp as possible, so that no or substantially no superimposition of the images from the detection of rain on the
  • Windscreen and the monitoring of the environment of the vehicle takes place.
  • the definition of the path along the beam path is to be understood as meaning the route which, in particular, the average distance of a beam along the beam path
  • Beam path between the individual structural components represents.
  • the distance between the second mirror and the camera lens is advantageously minimized, so reduced to a structural minimum. Since it is due to the substantially parallel, so afocal, training the
  • Beam path between the second mirror and the camera lens is a beam path, which for the enlargement of monitoring area on the windscreen does not matter, a minimization is possible here purely from a purely structural point of view.
  • the second mirror can therefore be arranged very close to the camera objective in accordance with the invention, so that the entire space for an inventive
  • Windshield means all the windows of a vehicle, in addition to the front window of a vehicle through which the driver can look at the road in front of the vehicle, other windows of the vehicle, such as the rear window,
  • Windscreen of the vehicle Windscreen of the vehicle.
  • the monitored area on the windshield can at a
  • Camera system according to the invention both directly in front of the camera system, as well as offset from this lie. For example, if the camera system is in the center of the windshield near a rearview mirror of a
  • the monitored area is in a further spaced-apart area of the area
  • Windscreen especially in one of the corners of the windshield is located. This has the advantage that the distance between the second mirror and the monitored area on the Wndschutzectomy can be further maximized by this asymmetric arrangement of the individual mirror of the mirror system, without a structural change of the
  • the mirror system is configured in such a way that the beam path between the at least one second mirror and the camera lens runs parallel or nearly parallel.
  • parallel beam path is a so-called afocal Beam path to understand. This means that an illustration on the
  • Image sensor takes place almost at infinity. This improved optics makes it possible to optically couple the rays received from the monitored area of the windshield into the camera.
  • a further advantage is when, in a camera system according to the invention, at least one of the mirrors has a curvature, in particular a spherical curvature.
  • a curvature in particular a spherical curvature.
  • the monitored area can be widened in two ways, namely by providing a curvature for at least one of the two mirrors and by increasing the distance between the at least one second mirror and the monitored area
  • an illumination system which is designed such that it can illuminate the monitored area of the windshield at least in sections.
  • a lighting system is for example a
  • LED light source in particular by means of a light stick conceivable. It is to be used for night driving or when the outside light is not sufficient to provide the monitored area with sufficient light, so a
  • a lighting system when such a lighting system is used, it is advantageously arranged on at least one of the two mirrors.
  • the arrangement is advantageously carried out such that the two mirrors are not or preferably not on their mirror surfaces barely lit. In other words, the lighting is done
  • the at least one second mirror is within a defined by the camera detection range thereof.
  • the at least one second mirror blocks, so to speak, a part of this detection range, which is also referred to as a field of view. This area of the
  • Detection area which is blocked by the at least one second mirror, that is no longer accessible for the primary perception of the camera. This can be advantageous if a particularly sharp separation of the individual partial areas on the image sensor is desired. Thus, overlay effects on the subareas can be avoided or at least reduced in this way.
  • the evaluation of the individual image information, in particular that in the first subregion of the image sensor, is improved in this way.
  • Mirror system of the first mirror be formed independently of the detection range of the camera, so that no impairment of the same takes place. It is also advantageous if, in a camera system according to the invention, the first subarea of the image sensor has a range between 5 and 30%, in particular between 7 and 15%, of the entire sensor range of the
  • Image sensor so the second or the other parts thereof, reserved for primary use.
  • a camera system according to the invention can be further developed such that the camera lens is designed such that the beam paths from the at least one second mirror through the camera lens and the
  • Beam paths for monitoring the environment through the camera lens on the image sensor do not overlap or substantially overlap. With others Words, therefore, a particularly sharp separation of the individual sections on the image sensor is desired. An overlapping of the individual subareas and, accordingly, an overlapping of the respectively present image is reduced or avoided in this way. In particular, this offers an advantage, since in the overlap areas either a more complex
  • Evaluation would have to be made or these overlapping areas of the evaluation would not be accessible.
  • a vehicle comprising a windshield and a camera system according to the invention. Accordingly, such a vehicle brings with it the same advantages as have been explained in detail above for a camera system according to the invention.
  • Lighting system can be integrated very efficiently.
  • the optically relevant distance between the windshield and the second mirror can be further extended if the second and / or the first mirror is placed to the left or right of the camera lens, resulting in an asymmetrical structure in a horizontal perspective.
  • Such an asymmetric structure is particularly advantageous in the case of an asymmetrical camera housing for the camera.
  • the mirrors can have a much more complex shape.
  • the mirrors are formed in such an embodiment as free-form surfaces.
  • Figure 1 in schematic cross section a first embodiment of a
  • Figure 2 shows another embodiment of an inventive
  • Figure 3 is a schematic representation of the image on an image sensor
  • Figure 4 shows an embodiment of a vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention
  • Camera system 10 shown.
  • a camera 20 is provided inside a vehicle 100.
  • the camera 20 has a
  • Camera lens 22 and an image sensor 24 are equipped, for example, with different optical lenses to direct incident light onto the image sensor 24.
  • a detection region 26, which is also referred to as a "field of view" can be assigned to the camera 20. This depends on the one hand on the design of the image sensor 24 and on the other on the formation of the camera objective 22.
  • a camera 20 of this embodiment serves the primary benefit of surrounding the vehicle 100 through the windshield 10
  • the monitoring may be, for example, for the control by a distance assistance system, a lane keeping assistance system or a
  • Traffic sign monitoring system can be used.
  • an inventive camera system 10 of this embodiment is also adapted to detect rain on the windshield 110. This is done as follows.
  • a mirror system 30 includes a first mirror 32 and a second mirror 34. These are arranged such that three partial sections A, B and C result. Between the second mirror 34 and the camera lens 22 is the leg A between the two mirrors 32 and 34 is the
  • Section B Between the first mirror 32 and a monitored area 1 12 on the windshield 1 10 is the distance C. These three distances or distances have different effects for the image on the first portion 24 a of the image sensor 24th
  • the route A is a route that is the part of the
  • Beam path 60 which has substantially parallel rays, ie afocal rays. This is used in particular for the optimal coupling of these beams into the camera lens 22.
  • the track sections B and C are in particular not parallel, that is partially scattered. This has the consequence that by the widening of the beam path between the first mirror 32 and the monitored area 1 12 of the windshield 110 and between the two mirrors 32 and 34 of the monitored area 1 12 is increased.
  • a compact design of the entire camera system 10 is achieved by the compact arrangement of the two mirrors 32 and 34 close to the camera 20, at the same time a sufficiently large distance between the second mirror 34 and the monitored area 1 12 is obtained.
  • the distance A is minimized while the sum of the distances B and C is maximized. It is irrelevant which distribution is taken between the routes B and C. It is advantageous, however, if also the distance B is chosen to be small, so that as a result both mirrors 32 and 34 can be arranged in the vicinity of the camera 20. By this arrangement, it is possible to provide, for example, a single housing, which both the camera 20, and the Mirror system 30 receives.
  • the route B corresponds advantageously to the route A.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the embodiment of FIG. This differs in that one of the two mirrors 32 and 34, namely the first mirror 32, is designed as a spherical mirror.
  • both mirrors 32 and 34 or only the second mirror 34 are formed as a spherical mirror.
  • the curvature of at least one of the two mirrors does not necessarily have to be spherical, but may also have more complex shapes. The basic provision of such a curvature entails that the beam path 60 between the second mirror 34 and the monitored area 12
  • FIG. 3 shows an example of the image on the image sensor 24 of FIG.
  • the first portion 24 A is imaged from the beam path 60 via the mirror system 30 of the monitored area 1 12.
  • the second subregion 24b is imaged from the primary function, ie from the direct monitoring with the aid of the camera 20.
  • a traffic sign in the second sub-area 24b and raindrops from the monitored area 112 of the windshield 110 are shown in the first sub-area 24a.
  • An evaluation device serves to evaluate the two sub-areas together or independently.
  • the boundary between the subregions 24a and 24b is advantageously drawn as sharply as possible. Possible overlap areas between the two images are advantageously filtered out during the evaluation of the image.
  • FIG. 4 shows a vehicle 100 according to the invention in accordance with a first embodiment
  • a camera system 10 according to the present invention is located inside the vehicle behind the windshield 110.
  • This windshield 110 is the windshield of the vehicle 10.
  • the camera system 10 is arranged such that its detection area 26 can receive the surroundings of the vehicle 100 through the windscreen 110 and a monitored area 112 on the windshield 110.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem (10) für den Einsatz in einem Fahrzeug (100) zur gleichzeitigen Erkennung von Regen auf dessen Windschutzscheibe (110) und zur Überwachung der Umgebung, aufweisend • eine Kamera (20) mit einem Kameraobjektiv (22) und einem Bildsensor (24), • ein Spiegelsystem (30) mit wenigstens einem ersten Spiegel (32) und zumindest einem zweiten Spiegel (34), die derart angeordnet sind, dass sie einen Strahlengang (60) von einem überwachten Bereich (112) der Windschutzscheibe (110) zum ersten Spiegel (32), von diesem zum zweiten Spiegel (34) und von diesem durch das Kameraobjektiv (22) auf einen ersten Teilbereich (24a) des Bildsensors (24) definieren, wobei die Strecke entlang des Strahlengangs (60) zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel (34) und dem Kameraobjektiv (22) kleiner als die Strecke entlang des Strahlengangs (60) zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel (34) und dem überwachten Bereich (112) ist.

Description

Titel
Kamerasvstem für den Einsatz in einem Fahrzeug sowie Fahrzeug mit einem derartigen Kamerasvstem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kamerasystem für den Einsatz in einem Fahrzeug zur gleichzeitigen Erkennung von Regen auf dessen
Windschutzscheibe und zur Überwachung der Umgebung. Ein weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem solchen Kamerasystem.
STAND DER TECHNIK
Es ist grundsätzlich bekannt Kamerasysteme bei Fahrzeugen zur Überwachung der Umgebung einzusetzen. Zum Beispiel werden solche Kamerasysteme verwendet, um die Umgebung hinsichtlich Verkehrszeichen zu überwachen und auszuwerten. Auch eine Spurüberwachung und eine Abstandsüberwachung zu umgebenden Objekten ist bereits mit Kamerasystemen durchgeführt worden. Darüber hinaus ist es bekannt, dass Regensensoren eingesetzt werden, um die Scheibenwischertätigkeit auf der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs zu regeln.
Problematisch bei den bekannten Systemen ist es, dass das Kamerasystem für die Überwachung der Umgebung separat von dem Regensensor ausgebildet ist. Dies erhöht zum einen die Komplexität des Gesamtsystems und zum anderen dessen Kosten. Eine Kombination der Erkennung von Regentropfen auf der Windschutzscheibe zur Regelung eines Scheibenwischers mit einem bekannten Kamerasystem ist bisher nicht bekannt. Auch würde eine solche Kombination zu Problemen führen, da für die Überwachung der Umgebung ein Schärfebereich zwischen 3 und 30 Metern und für die Überwachung der Wndschutzscheibe ein Schärfebereich im Nahbereich vor der Kamera notwendig ist. Der Nahbereich ist dabei insbesondere als Abstand von 10 bis 50 cm, z.B. 30 cm, vor der Kamera definiert.
Insbesondere problematisch ist dabei, dass für die kameratechnische Erkennung von Regen auf der Wndschutzscheibe ein ausreichend großer Bereich der Windschutzscheibe überwacht werden muss. Um dies zu gewährleisten, ist ein relativ großer Abstand zwischen der Kamera und der Wndschutzscheibe notwendig, was wiederum den bekannten Einsatzorten für solche
Kamerasysteme und damit den baulichen Anforderungen widerspricht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend genannten
Nachteile bekannter Systeme für die Erkennung von Regen auf der
Windschutzscheibe und zur Überwachung der Umgebung bei Fahrzeugen zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein
Kamerasystem für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einem Kamerasystem zur Verfügung zu stellen, welches Kamerasystem bei geringem Bauvolumen in der Lage ist gleichzeitig sowohl Regen auf der Windschutzscheibe des
Fahrzeugs zu erkennen, als auch dessen Umgebung zu überwachen.
Gelöst wird die voranstehende Aufgabe durch ein Kamerasystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kamerasystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen
Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßes Kamerasystem ist für den Einsatz in einem Fahrzeug zur gleichzeitigen Erkennung von Regen auf dessen Wndschutzscheibe und zur Überwachung der Umgebung ausgelegt. Es weist eine Kamera mit einem
Kameraobjektiv und einem Bildsensor auf. Das Kameraobjektiv kann dabei unterschiedlich komplexe optische Einrichtungen vorsehen, um einfallendes Licht auf den Bildsensor zu leiten. Der Bildsensor ist vorteilhafterweise ein digitaler
Bildsensor, der entweder Stand- oder aber Bewegt-Bilder aufnehmen kann. Dabei kann die Kamera selbst bereits mit einer Auswertevorrichtung zur
Erzeugung des Abbildes ausgestattet oder aber mit einer solchen in
signalkommunizierender Weise verbunden sein. Ein erfindungsgemäßes Kamerasystem weist weiter ein Spiegelsystem mit wenigstens einem ersten Spiegel und zumindest einem zweiten Spiegel auf. Nachfolgend wird die Erfindung zum Teil anhand eines ersten und eines zweiten Spiegels beschrieben. Die folgende Beschreibung schließt aber auch
Kamerasysteme mit zumindest einem zweiten Spiegel und wenigstens einem ersten Spiegel ein. Diese Spiegel sind derart angeordnet, dass sie einen
Strahlengang von einem überwachten Bereich der Windschutzscheibe zum ersten Spiegel, von diesem zum zweiten Spiegel und von diesem durch das Kameraobjektiv auf einen ersten Teilbereich des Bildsensors definieren. Mit anderen Worten wird durch den Strahlengang ein Abbild eines überwachten Bereiches der Windschutzscheibe auf dem Bildsensor erzeugt. Dabei nimmt der überwachte Bereich in seiner Abbildung auf dem Bildsensor jedoch nur einen ersten Teilbereich desselben ein. Der restliche Bereich des Bildsensors steht somit weiter für eine Primäraufgabe der Kamera zur Verfügung. So ist es möglich, dass in dem ersten Teilbereich des Bildsensors die Erkennung von Regen auf dessen Wndschutzscheibe, insbesondere für den überwachten Bereich der Windschutzscheibe, durchgeführt wird. Der restliche Bereich dient zur Ausübung einer Primärfunktion, also zum Beispiel der Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere für die Ausübung einer
Verkehrszeichenerkennung, einer Abstandskontrolle oder eines
Spurhalteassistenten.
Um in der Lage zu sein ein erfindungsgemäßes Kamerasystem mit möglichst kleinem Bauraum herstellen zu können, ist erfindungsgemäß die Strecke entlang des Strahlengangs zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel und dem
Kameraobjektiv kleiner als die Strecke entlang des Strahlengangs zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel und dem überwachten Bereich. Das bedeutet, dass die Strecke, die ein Lichtstrahl ausgehend von dem überwachten Bereich bis zum zweiten Spiegel zurücklegt, länger ist, als die Strecke, die dieser Lichtstrahl nachfolgend vom zweiten Spiegel bis zum Kameraobjektiv zurücklegt.
Die Strecke zwischen dem überwachten Bereich und dem zweiten Spiegel passiert dabei den ersten Spiegel und der Strahl wird umgelenkt.
Aufgrund einer erfindungsgemäßen Ausbildung dieser Streckenverhältnisse ist es möglich, dass der zweite Spiegel sehr nahe vor dem Kameraobjektiv angeordnet werden kann. Das Kameraobjektiv und der zweite Spiegel benötigen somit in ihrer Kombination einen sehr geringen Bauraum. Da es für eine
Abbildung eines besonders großen überwachten Bereich der Windschutzscheibe darauf ankommt, dass die Strecke zwischen dem zweiten Spiegel und diesem überwachten Bereich möglichst groß gewählt wird, kann der erste Spiegel im Wesentlichen frei im Bereich des Strahlengangs zwischen dem zweiten Spiegel und dem überwachten Bereich angeordnet werden. Es ist mit anderen Worten für die Erfindung in einem ersten Schritt unerheblich, in welcher Weise sich die Strecke auf Teilstrecken zwischen dem überwachten Bereich und dem ersten Spiegel sowie zwischen dem ersten Spiegel und dem zweiten Spiegel aufteilt. Insbesondere ist jedoch die Strecke entlang des Strahlengangs zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel und dem Kameraobjektiv kleiner als der Abstand zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel und dem wenigsten einen ersten Spiegel und/oder kleiner als der Abstand zwischen dem wenigstens einen ersten Spiegel und dem überwachten Bereich.
Insbesondere wird eine Aufteilung der Gesamtstrecke des Strahlengangs wie folgt vorgenommen. Wrd der gesamte Strahlengang als eine Strecke von 100% definiert, so entfallen vorteilhafterweise auf den Strahlengang zwischen dem zweiten Spiegel und dem Kameraobjektiv weniger als 20%, insbesondere weniger als 15%, besonders bevorzugt weniger als 10%, der gesamten Strecke.
Es entsteht also ein Teilungsverhältnis von 20:80, beziehungsweise 15:85, beziehungsweise 10:90.
Durch die voranstehende Aufteilung, also die Minimierung des Abstandes zwischen dem zweiten Spiegel und dem Kameraobjektiv, kann trotz des kleinen
Bauraums erzielt werden, dass durch die weitere Umlenkung mit Hilfe des ersten Spiegels eine entsprechend große Strecke zwischen dem zweiten Spiegel und der Wndschutzscheibe zurückgelegt wird. Durch die freie Anordnenbarkeit des ersten Spiegels ist es wiederum möglich diesen insbesondere ebenfalls in der Nähe, also mit kurzem Streckenabstand in Richtung des Strahlenganges, von dem zweiten Spiegel anzuordnen. Dementsprechend können Kamera und Spiegelsystem gemeinsam eine kompakte Baueinheit bilden, die gemeinsam zum Beispiel in der Nähe des Dachhimmels eines Fahrzeugs anordbar ist. Trotz dieser Kompaktheit der Bauweise ist eine relativ lange Strecke zwischen dem zweiten Spiegel und dem überwachten Bereich der Wndschutzscheibe ausführbar. Dies vergrößert den gesamten überwachten Bereich und verbessert die Tiefenschärfe für diese Abbildung. Mit anderen Worten kann durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen dem zweiten Spiegel und dem
überwachten Bereich der Windschutzscheibe ein ausreichend großer
überwachter Bereich erzielt werden, sodass in gewünschter Weise eine einzige Kamera in der Lage ist, auf einem einzigen Bildsensor beide Funktionen, nämlich das Erkennen von Regen auf der Wndschutzscheibe und das Überwachen der Umgebung, durchzuführen. Insbesondere handelt es sich bei einem
erfindungsgemäßen Kamerasystem um ein Spiegelsystem, welches in der Lage ist, von dem zweiten Spiegel aus die Strahlen entlang des Strahlengangs im Wesentlichen parallel, also insbesondere afokal, dem Kameraobjektiv zuzuleiten.
Auch der erste Teilbereich des Bildsensors kann unterschiedlich stark
ausgeprägt sein. So ist es möglich, dass der erste Teilbereich des Bildsensors zwischen und 5 und 20% des Gesamtbereichs des Bildsensors ausmacht. Wrd also zum Beispiel ein Bildsensor mit einer Auflösung von 500 Zeilen verwendet, so können zum Beispiel 50 Zeilen als erster Teilbereich definiert sein, auf welchen der Strahlengang über das Spiegelsystem eines erfindungsgemäßen Kamerasystems geleitet wird. Die Trennung zwischen den Teilbereichen auf den Bildsensor erfolgt dabei möglichst scharf, sodass keine oder im Wesentlichen keine Überlagerung der Bilder aus der Erkennung von Regen auf der
Windschutzscheibe und der Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs stattfindet.
Unter der Definition der Strecke entlang des Strahlengangs ist dabei die Strecke zu verstehen, die insbesondere die gemittelte Strecke eines Strahls entlang des
Strahlengangs zwischen den einzelnen baulichen Komponenten darstellt.
Insbesondere ist dabei also jeweils ein Abstand zwischen den einzelnen baulichen Komponenten, also dem überwachten Bereich, dem zumindest einen ersten Spiegel und dem zumindest einen zweiten Spiegel sowie dem
Kameraobjektiv definiert.
Der Abstand zwischen dem zweiten Spiegel und dem Kameraobjektiv ist dabei vorteilhafterweise minimiert, also auf ein bauliches Minimum reduziert. Da es sich aufgrund der im Wesentlichen parallelen, also afokalen, Ausbildung des
Strahlengangs zwischen dem zweiten Spiegel und dem Kameraobjektiv um einen Strahlengang handelt, welcher für die Vergrößerung des zu überwachenden Bereiches auf der Windschutzscheibe keine Rolle spielt, ist eine Minimierung hier aus rein baulichen Gesichtspunkten möglich. Der zweite Spiegel ist also in erfindungsgemäßer Weise sehr nahe an dem Kameraobjektiv anordbar, sodass der gesamte Bauraum für ein erfindungsgemäßes
Kamerasystem in dieser Weise minimiert werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unter dem Begriff
„Windschutzscheibe" sämtliche Scheiben eines Fahrzeugs verstanden werden. Neben der vorderen Scheibe eines Fahrzeugs, durch welche der Fahrer die vor dem Fahrzeug liegende Straße betrachten kann, sind dementsprechend auch andere Scheiben des Fahrzeugs, wie zum Beispiel die Heckscheibe,
Seitenscheiben oder Schiebedächer im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Windschutzscheiben denkbar. Bevorzugt handelt es sich jedoch um die
Frontscheibe des Fahrzeuges.
Der überwachte Bereich auf der Windschutzscheibe kann bei einem
erfindungsgemäßen Kamerasystem sowohl direkt vor dem Kamerasystem, wie auch versetzt zu diesem liegen. Befindet sich das Kamerasystem zum Beispiel in der Mitte der Wndschutzscheibe in der Nähe eines Rückspiegels eines
Fahrzeugs, so ist es möglich, dass der überwachte Bereich direkt vor dem
Kamerasystem beziehungsweise direkt unterhalb des Kamerasystems angeordnet ist. Jedoch ist es auch möglich, dass über das Spiegelsystem der überwachte Bereich in einem davon weiter beabstandeten Bereich der
Windschutzscheibe, insbesondere in einer der Ecken der Windschutzscheibe, liegt. Dies hat den Vorteil, dass durch diese asymmetrische Anordnung der einzelnen Spiegel des Spiegelsystems die Strecke zwischen dem zweiten Spiegel und dem überwachten Bereich auf der Wndschutzscheibe noch weiter maximiert werden kann, ohne dass eine bauliche Veränderung des
Kamerasystems durchgeführt werden muss. So können durch ein
asymmetrisches Ausbilden des Spiegelsystems die erfindungsgemäßen Vorteile noch besser erzielt werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kamerasystem das Spiegelsystem derart ausgestaltet ist, dass der Strahlengang zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel und dem Kameraobjektiv parallel oder nahezu parallel verläuft. Unter parallelem Strahlengang ist ein sogenannter afokaler Strahlengang zu verstehen. Das bedeutet, dass eine Abbildung auf dem
Bildsensor quasi im Unendlichen stattfindet. Diese verbesserte Optik ermöglicht es, die vom überwachten Bereich der Windschutzscheibe erhaltenen Strahlen in optisch optimaler weise in die Kamera einzukoppeln.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kamerasystem zumindest einer der Spiegel eine Krümmung, insbesondere eine sphärische Krümmung, aufweist. Das Vorsehen einer solchen Krümmung ermöglicht es, auch nicht-afokale, also nicht-parallele, Strahlen einzufangen und zu
parallelisieren. Dies ermöglicht es einen im Wesentlichen parallelen oder vollständig parallelen Strahlengang zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel und dem Kameraobjektiv zu erzeugen. Darüber hinaus kann auf diese Weise ohne eine Veränderung des Abstandes zwischen dem gekrümmten Spiegel und dem überwachten Bereich der Wndschutzscheibe dieser überwachte Bereich vergrößert werden. Mit anderen Worten kann der überwachte Bereich auf zwei Weisen aufgeweitet werden, nämlich zum einen durch das Vorsehen einer Krümmung für zumindest einen der beiden Spiegel und zum anderen durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel und dem überwachten Bereich der
Windschutzscheibe.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kamerasystem ein Beleuchtungssystem vorgesehen ist, das derart ausgestaltet ist, dass es den überwachten Bereich der Windschutzscheibe zumindest abschnittsweise beleuchten kann. Für ein solches Beleuchtungssystem ist zum Beispiel eine
LED-Lichtquelle, insbesondere mittels eines Leuchtstabes, denkbar. Sie ist für Nachtfahrten einzusetzen oder wenn das Außenlicht nicht ausreicht den überwachten Bereich ausreichend mit Licht zu versorgen, sodass eine
Erkennung von Regen auf der Windschutzscheibe auch bei Nachtfahrten oder schlechten Lichtverhältnissen durch die Verwendung des Beleuchtungssystems möglich wird.
Bei einem erfindungsgemäßen Kamerasystem ist bei der Verwendung eines solchen Beleuchtungssystems, dieses vorteilhafterweise an wenigstens einem der beiden Spiegel angeordnet. Die Anordnung erfolgt dabei vorteilhafterweise derart, dass die beiden Spiegel auf ihren Spiegelflächen nicht oder vorzugsweise kaum beleuchtet werden. Mit anderen Worten erfolgt die Beleuchtung
unabhängig von dem Strahlengang, der durch das Spiegelsystem selbst definiert wird. Auch kann es von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen
Kamerasystem der zumindest eine zweite Spiegel sich innerhalb eines durch die Kamera definierten Erfassungsbereichs desselben befindet. Damit sperrt der zumindest eine zweite Spiegel sozusagen einen Teil dieses Erfassungsbereichs, welcher auch als Field of view bezeichnet wird, ab. Dieser Bereich des
Erfassungsbereichs, der durch den zumindest einen zweiten Spiegel abgesperrt ist, ist also für die primäre Wahrnehmung der Kamera nicht mehr zugänglich. Dies kann von Vorteil sein, wenn eine besonders scharfe Trennung der einzelnen Teilbereiche auf dem Bildsensor gewünscht ist. So können auf diese Weise Überlagerungseffekte auf den Teilbereichen vermieden oder zumindest reduziert werden. Die Auswertung der einzelnen Bildinformationen, insbesondere derer im ersten Teilbereich des Bildsensors, wird auf diese Weise verbessert.
Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen
Kamerasystem der wenigstens eine erste Spiegel vollständig oder im
Wesentlichen vollständig außerhalb dieses Erfassungsbereichs vorliegt. Auf diese Weise kann über die beiden Spiegel eines erfindungsgemäßen
Spiegelsystems der erste Spiegel unabhängig von dem Erfassungsbereich der Kamera ausgebildet sein, sodass keine Beeinträchtigung desselben stattfindet. Auch Vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kamerasystem der erste Teilbereich des Bildsensors einen Bereich zwischen 5 und 30%, insbesondere zwischen 7 und 15%, des gesamten Sensorbereiches des
Bildsensors ausmacht. Damit wird definiert, dass der Hauptbereich des
Bildsensors, also der zweite oder die weiteren Teilbereiche desselben, für die Primärnutzung vorbehalten bleiben.
Ein erfindungsgemäßes Kamerasystem kann dahingehend weitergebildet sein, dass das Kameraobjektiv derart ausgestaltet ist, dass sich die Strahlengänge vom zumindest einen zweiten Spiegel durch das Kameraobjektiv und die
Strahlengänge für die Überwachung der Umgebung durch das Kameraobjektiv auf dem Bildsensor nicht oder im Wesentlichen nicht überschneiden. Mit anderen Worten ist also eine besonders scharfe Trennung der einzelnen Teilbereiche auf dem Bildsensor gewünscht. Ein Überschneiden der einzelnen Teilbereiche und dementsprechend ein Überschneiden der jeweils vorliegenden Abbildung wird auf diese Weise reduziert beziehungsweise vermieden. Insbesondere bietet dies einen Vorteil, da in den Überschneidungsbereichen entweder eine aufwendigere
Auswertung erfolgen müsste oder aber diese Überschneidungsbereiche der Auswertung nicht zugänglich wären.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug, aufweisend eine Windschutzscheibe und ein erfindungsgemäßes Kamerasystem. Ein derartiges Fahrzeug bringt dementsprechend die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich voranstehend für ein erfindungsgemäßes Kamerasystem erläutert worden sind.
Nachfolgend wird mit anderen Worten kurz die vorliegende Erfindung nochmals beschrieben. Ein erfindungsgemäßer Aufbau eines Kamerasystems ermöglicht es, dass die optischen Voraussetzungen für das Kamerasystem mit kleinem Bauraum erfüllt sind. Insbesondere hat das kompakte erfindungsgemäße Spiegelsystem des Kamerasystems den Vorteil, dass auch ein
Beleuchtungssystem sehr effizient integriert werden kann. Der optisch relevante Abstand zwischen Windschutzscheibe und dem zweiten Spiegel kann noch weiter verlängert werden, wenn der zweite und/oder der erste Spiegel links oder rechts neben dem Kameraobjektiv platziert wird, wodurch sich ein in horizontaler Perspektive asymmetrischer Aufbau ergibt. Ein derartiger asymmetrischer Aufbau ist insbesondere bei einem asymmetrischen Kameragehäuse für die Kamera von Vorteil. Dabei können die Spiegel eine deutlich komplexere Gestalt besitzen. Insbesondere sind die Spiegel in einer solchen Ausführungsform als Freiformflächen ausgebildet. Durch ein erfindungsgemäßes Kamerasystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Personen- oder Lastkraftfahrzeug, können aus optischen Gründen ein möglichst großer, scharfer Überwachungsbereich auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs und gleichzeitig eine sehr gute Auflösung erzielt werden. Dies wird durch die große Distanz von der Windschutzscheibenoberfläche bis zum zumindest einen zweiten Spiegel des Kamerasystems erzielt. Darüber hinaus ist durch die vorliegende Erfindung ein besonders kleiner Bauraum erzielbar, wodurch die Einsetzbarkeit eines erfindungsgemäßen Kamerasystems in einem Fahrzeug weiter erhöht wird.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten„links",„rechts",„oben" und„unten" beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen:
Figur 1 in schematischem Querschnitt eine erste Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Kamerasystems,
Figur 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kamerasystems im schematischen Querschnitt,
Figur 3 eine schematische Darstellung der Abbildung auf einem Bildsensor und
Figur 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kamerasystems 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist im Inneren eines Fahrzeugs 100 eine Kamera 20 vorgesehen. Die Kamera 20 weist ein
Kameraobjektiv 22 sowie einen Bildsensor 24 auf. Das Kameraobjektiv 22 ist dabei zum Beispiel mit unterschiedlichen optischen Linsen ausgestattet, um einfallendes Licht auf den Bildsensor 24 zu leiten. Der Kamera 20 ist dabei ein Erfassungsbereich 26, welcher auch als„Field of view" bezeichnet wird, zuordenbar. Dieser hängt zum einen von der Ausbildung des Bildsensors 24 und zum anderen von der Ausbildung des Kameraobjektivs 22 ab.
Eine Kamera 20 dieser Ausführungsform dient dem primären Nutzen, die Umgebung des Fahrzeugs 100 durch die Windschutzscheibe 1 10 zu
überwachen. Die Überwachung kann zum Beispiel für die Regelung durch ein Abstandsassistenzsystem, ein Spurhalteassistenzsystem oder ein
Verkehrszeichenüberwachungssystem verwendet werden. Durch eine sekundäre Funktion der Kamera 20 wird ein erfindungsgemäßes Kamerasystem 10 dieser Ausführungsform auch dahingehend ausgebildet, Regen auf der Windschutzscheibe 110 zu erkennen. Dies wird wie folgt durchgeführt.
Ein Spiegelsystem 30 weist einen ersten Spiegel 32 und einen zweiten Spiegel 34 auf. Diese sind derart angeordnet, dass sich drei Teilstrecken A, B und C ergeben. Zwischen dem zweiten Spiegel 34 und dem Kameraobjektiv 22 befindet sich die Teilstrecke A. Zwischen den beiden Spiegeln 32 und 34 befindet sich die
Teilstrecke B. Zwischen dem ersten Spiegel 32 und einem überwachten Bereich 1 12 auf der Windschutzscheibe 1 10 befindet sich die Strecke C. Diese drei Strecken oder Abstände haben unterschiedliche Auswirkungen für die Abbildung auf dem ersten Teilbereich 24a des Bildsensors 24.
Bei der Strecke A handelt es sich um eine Strecke, die der Teil des
Strahlengangs 60 ist, welcher im Wesentlichen parallele Strahlen, also afokale Strahlen, aufweist. Dies dient insbesondere der optimalen Einkopplung dieser Strahlen in das Kameraobjektiv 22. Die Streckenabschnitte B und C sind insbesondere nicht parallel, also teilweise gestreut. Dies hat zur Folge, dass durch die Aufweitung des Strahlengangs zwischen dem ersten Spiegel 32 und dem überwachten Bereich 1 12 der Windschutzscheibe 110 sowie zwischen den beiden Spiegeln 32 und 34 der überwachte Bereich 1 12 vergrößert wird. Insbesondere wird durch die kompakte Anordnung der beiden Spiegel 32 und 34 nahe bei der Kamera 20 eine kompakte Bauform des gesamten Kamerasystems 10 erzielt, wobei gleichzeitig ein ausreichend großer Abstand zwischen dem zweiten Spiegel 34 und dem überwachten Bereich 1 12 erhalten wird.
Entscheidend für die vorliegende Erfindung ist also, dass die Strecke A minimiert ist, während die Summe der Strecken B und C maximiert wird. Dabei ist unerheblich, welche Verteilung zwischen den Strecken B und C eingenommen wird. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn auch die Strecke B klein gewählt wird, sodass sich im Ergebnis beide Spiegel 32 und 34 in der Nähe der Kamera 20 anordnen lassen. Durch diese Anordnung ist es möglich, zum Beispiel ein einziges Gehäuse vorzusehen, welches sowohl die Kamera 20, als auch das Spiegelsystem 30 aufnimmt. Die Strecke B entspricht vorteilhafter Weise der Strecke A.
In Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform der Ausführungsform der Figur 1 dargestellt. Diese unterscheidet sich dahingehend, dass einer der beiden Spiegel 32 und 34, nämlich der erste Spiegel 32, als sphärischer Spiegel ausgebildet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass beide Spiegel 32 und 34 oder aber nur der zweite Spiegel 34 als sphärischer Spiegel ausgebildet sind. Auch muss die Krümmung zumindest eines der beiden Spiegel nicht zwingend sphärisch sein, sondern kann auch komplexere Formen aufweisen. Das grundsätzliche Vorsehen einer solchen Krümmung bringt es mit sich, dass der Strahlengang 60 zwischen dem zweiten Spiegel 34 und dem überwachten Bereich 1 12
aufgeweitet wird. Bei der Ausführungsform der Figur 2 befindet sich zwischen den beiden Spiegeln 32 und 34 sowie zwischen dem zweiten Spiegel 34 und dem Kameraobjektiv 22 der Strahlengang in einem im Wesentlichen parallelen beziehungsweise afokalen Zustand. Das Aufweiten des Strahlengangs 60 hat zusätzlich zu dem großen Abstand C die Wirkung, dass der überwachte Bereich 1 12 bei gleichbleibender Tiefenschärfe noch weiter vergrößert wird.
In Figur 3 ist ein Beispiel für die Abbildung auf dem Bildsensor 24 eines
Kamerasystems 10 dargestellt. Der erste Teilbereich 24 A wird dabei aus dem Strahlengang 60 über das Spiegelsystem 30 von dem überwachten Bereich 1 12 abgebildet. Der zweite Teilbereich 24b ist aus der Primärfunktion, also aus der direkten Überwachung mit Hilfe der Kamera 20 abgebildet. Beispielhaft sind ein Verkehrszeichen im zweiten Teilbereich 24b und Regentropfen aus dem überwachten Bereich 1 12 der Windschutzscheibe 1 10 im ersten Teilbereich 24a dargestellt. Eine nicht dargestellte Auswertevorrichtung dient dazu die beiden Teilbereiche gemeinsam oder unabhängig voneinander auszuwerten. Die Grenze zwischen den Teilbereichen 24a und 24b ist dabei vorteilhafterweise so scharf wie möglich gezogen. Mögliche Überlappungsbereiche zwischen den beiden Abbildungen werden vorteilhafterweise bei der Auswertung der Abbildung herausgefiltert.
In Figur 4 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 100 gemäß einer ersten
Ausführungsform dargestellt. Ein Kamerasystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere nach einer der Ausführungsformen der Figuren 1 und 2, ist im Inneren des Fahrzeugs hinter der Windschutzscheibe 110 angeordnet. Diese Windschutzscheibe 110 ist die Frontscheibe des Fahrzeugs 10. Das Kamerasystem 10 ist derart angeordnet, dass dessen Erkennungsbereich 26 durch die Windschutzscheibe 1 10 die Umgebung des Fahrzeugs 100 sowie einen überwachten Bereich 112 auf der Windschutzscheibe 1 10 aufnehmen kann.
Die voranstehend genannten Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können Merkmale zu den einzelnen Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Ansprüche
1. Kamerasystem (10) für den Einsatz in einem Fahrzeug (100) zur
gleichzeitigen Erkennung von Regen auf dessen Windschutzscheibe (110) und zur Überwachung der Umgebung, aufweisend
eine Kamera (20) mit einem Kameraobjektiv (22) und einem Bildsensor (24), ein Spiegelsystem (30) mit wenigstens einem ersten Spiegel (32) und zumindest einem zweiten Spiegel (34), die derart angeordnet sind, dass sie einen Strahlengang (60) von einem überwachten Bereich (112) der
Windschutzscheibe (110) zum ersten Spiegel (32), von diesem zum zweiten Spiegel (34) und von diesem durch das Kameraobjektiv (22) auf einen ersten Teilbereich (24a) des Bildsensors (24) definieren,
wobei die Strecke entlang des Strahlengangs (60) zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel (34) und dem Kameraobjektiv (22) kleiner als die Strecke entlang des Strahlengangs (60) zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel (34) und dem überwachten Bereich (112) ist.
2. Kamerasystem (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelsystem (30) derart ausgestaltet ist, dass der Strahlengang (60) zwischen dem zumindest einen zweiten Spiegel (34) und dem
Kameraobjektiv (22) parallel oder nahezu parallel verläuft.
3. Kamerasystem (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Spiegel (32, 34) eine
Krümmung, insbesondere eine sphärische Krümmung, aufweist.
4. Kamerasystem (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beleuchtungssystem (40) vorgesehen ist, das derart ausgestaltet ist, dass es den überwachten Bereich (112) der
Windschutzscheibe (110) zumindest abschnittsweise beleuchten kann.
5. Kamerasystem (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem (40) an wenigstens einem der beiden Spiegel (32, 34) angeordnet ist.
6. Kamerasystem (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zweite Spiegel (34) sich innerhalb eines durch die Kamera (20) definierten Erfassungsbereichs (26) befindet.
7. Kamerasystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine erste Spiegel (32) vollständig oder im Wesentlichen vollständig außerhalb dieses Erfassungsbereiches (26) befindet.
8. Kamerasystem (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (24a) des Bildsensors (24) einen Bereich zwischen 5 und 30%, insbesondere zwischen 7 und 15%, des gesamten Sensorbereichs des Bildsensors (24) ausmacht.
9. Kamerasystem (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kameraobjektiv (22) derart ausgestaltet ist, dass sich die Strahlengänge vom zumindest einen zweiten Spiegel (34) durch das Kameraobjektiv (22) und die Strahlengänge für die Überwachung der Umgebung durch das Kameraobjektiv (22) auf dem Bildsensor (24) nicht oder im Wesentlichen nicht überschneiden.
Fahrzeug (100) aufweisend eine Windschutzscheibe (110) und ein
Kamerasystem (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9.
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