[發(fā)明專利]用于機動車的攝像機系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280006002.0
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN103329039B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 馬庫斯·艾克霍夫;弗蘭克·布萊辛;格雷戈爾·伯內(nèi);拉爾夫·伯貝爾
• 申請（專利權(quán)）人: 利奧波德·科世達責任有限股份公司
• 主分類號: G03B15/00
• 分類號: G03B15/00;B60R1/04;G02B5/04;G02B26/00
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊靖;車文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于機動車的攝像機系統(tǒng)，其具有在車輛內(nèi)部空間中布置在車窗玻璃后的攝像機和布置在車窗玻璃與攝像機之間的波束導向元件，其具有或構(gòu)成棱鏡，其中，攝像機具有帶像素陣列的電子攝像傳感器。

背景技術(shù)

在德國公開文獻DE?10?2008?020?954?A1中公開了這種攝像機系統(tǒng)。

具有透過車窗玻璃取景的攝像機的攝像機系統(tǒng)被安裝用于例如車道識別和/或交通信號識別。在現(xiàn)代個人汽車中，被稱為擋風玻璃的前車窗玻璃出于空氣動力上和美觀上的原因以相對于水平面相對平緩的角度（約20°到25°）放置。因此，在水平方向上入射的光束在進入這種車窗玻璃中時被強烈地偏折。

通常光束在從車窗玻璃中射出時被重新強烈地偏折。然而公知的是，棱鏡狀的光導體可以無折射地或僅以低折射與車窗玻璃的內(nèi)側(cè)耦接，從而以有利的方式對光路進行調(diào)整。然而這種光導體也可能引起幾何變形以及干擾色差。

在幾何變形中不僅出現(xiàn)攝像機圖像的壓縮或拉伸還出現(xiàn)攝像機畫面的彎曲。這是相對來說是不那么成問題，因為其可以隨后以計算方式來消除。相反，補償由棱鏡系統(tǒng)所造成的色差可以是非常昂貴的。對此大多設置有多個棱鏡，這些棱鏡由多種不同且部分昂貴的材料制成，或以幾何上復雜的方式相對彼此布置。

發(fā)明內(nèi)容

提出了如下任務，即，提供一種特別簡單且成本低廉的用于機動車的通用的攝像機系統(tǒng)，該攝像機系統(tǒng)不具有或僅具有低色差。

根據(jù)本發(fā)明，該任務通過以下方式來解決，即，攝像機和棱鏡的光學性質(zhì)以如下方式相互協(xié)調(diào)，即，使得由于棱鏡在由攝像機采集的波長范圍內(nèi)的色散引起的在攝像傳感器上的最大波束擴寬位于像素陣列的像素尺寸內(nèi)。

可以特別成本低廉地制造根據(jù)本發(fā)明的攝像機系統(tǒng)，因為其僅憑唯一的棱鏡就足以應付。

本發(fā)明基于如下考慮，即，當由攝像機所采集的對象的點在攝像機的攝像傳感器的不同像素上成像時，才會識別出由棱鏡的色散引起的模糊或色差。因此，只要由光學元件造成的成像誤差保持在像素尺寸以下，該成像誤差就保持不被察覺。

光學棱鏡的光學有效面通常是如下這樣平整的，即，不會通過殘余不平度形成可識別的誤差。此外，光學棱鏡的材料通常是如下這樣均質(zhì)的，即，同樣不會由此形成可識別的誤差。

當具體來說簡單的棱鏡（相對于多個棱鏡的色散補償系統(tǒng)來說）被安裝在攝像機的鏡頭或者說物鏡之前時，主要通過棱鏡材料的色散性質(zhì)來預估成像質(zhì)量的惡化。不同的波長穿過棱鏡被不同地偏轉(zhuǎn)，從而使得在攝像傳感器上的入射角也是不同的。為了使所有與產(chǎn)生像點有關(guān)的波長的光束都足夠好地在唯一的像素上成像，棱鏡角必須是如下這樣小的，即，使得在攝像傳感器上的入射角之差保持在額定的分辨限度以下。

因此，攝像機和棱鏡的光學性質(zhì)適合地相互協(xié)調(diào)。在此，在棱鏡方面涉及棱鏡材料的折射率和在由攝像機采集的光的波長范圍上的折射率變化（色散關(guān)系）、光的入射角、以及棱鏡折射棱角的值。在攝像機方面，在攝像傳感器上的像素的尺寸以及間距是尤其相關(guān)的。

這些值以如下方式相互協(xié)調(diào)，即，使得由棱鏡的色散引起的最大可能的波束擴寬不能大于攝像傳感器的像素。棱鏡角尤其有針對性地如下這樣來選擇，即，使得所期望的棱鏡效應、具體來說例如光束偏轉(zhuǎn)或幾何壓縮是盡可能大的，而通過色像上的誤差造成的在攝像傳感器上的點擴寬還是足夠小的。

附圖說明

以下應當結(jié)合附圖示出本發(fā)明，并且對其進行更詳盡的闡述。其中，

圖1示意性示出攝像機系統(tǒng)，

圖2示出攝像傳感器分辨性能的示意圖，

圖3示出由于棱鏡材料的色散造成的波束展寬的示意圖。

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明攝像機系統(tǒng)的組件的基本布置。首先應該說明結(jié)構(gòu)原理和工作原理；因此，所示出的組件就實際構(gòu)造上的變化而言既不彼此大小真實也不彼此角度真實地示出。

該系統(tǒng)由棱鏡3和攝像機7構(gòu)成，其中，攝像機7以如下方式布置，即，使得其透過車窗玻璃2取景，具體來說，從車窗玻璃2的外側(cè)接收光。在此，光路1自車窗玻璃2延伸穿過棱鏡3并穿過位于棱鏡3與攝像機7之間的光學介質(zhì)4直至攝像機7。為了簡單起見假設，將空氣設置作為光學介質(zhì)4。

攝像機7由至少一個物鏡6和一個光學記錄攝像傳感器5構(gòu)成。物鏡6在此具有至少一個聚焦效應透鏡。顯然，其他光學的、電子的或機械的組件、尤其是殼體也同樣可以是攝像機7的組成部分。