PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10342837A1 28.04.2005
Titel Umgebungserfassungssystem mit einem optischen Empfänger hinter einer geneigten Scheibe
Anmelder ADC Automotive Distance Control Systems GmbH, 88131 Lindau, DE
Erfinder Schanz, Holger, 88131 Lindau, DE
DE-Anmeldedatum 17.09.2003
DE-Aktenzeichen 10342837
Offenlegungstag 28.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2005
IPC-Hauptklasse B60R 1/10
IPC-Nebenklasse G02B 5/04   
Zusammenfassung Es wird ein optisches Umgebungserfassungssystem, insbesondere eine Kamera in Kraftfahrzeugen, vorgestellt, wobei der optische Empfänger mit einer Hauptempfindlichkeitsrichtung hinter einer für diesen Lichtwellenbereich durchlässigen Scheibe angeordnet ist und die Scheibe einen nicht-senkrechten Neigungswinkel zur Hauptempfindlichkeitsrichtung des Empfängers aufweist.
Durch eine optische Prismenanordnung, die mit einer Seite formschlüssig an der Scheibe angeordnet ist und eine zweite Seite aufweist, die zur Hauptempfindlichkeitsrichtung des Empfängers zumindest näherungsweise senkrecht ist, kann die Empfangsqualität deutlich erhöht werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein optisches Umgebungserfassungssystem mit einem optischen Empfänger, insbesondere mit einer Kamera in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Der Empfänger ist dabei hinter einer für diesen Lichtwellenbereich durchlässigen Scheibe angeordnet ist, wobei die Scheibe einen nicht-senkrechten Neigungswinkel zur Hauptempfindlichkeitsrichtung des Empfängers aufweist

Zumindest für eine Reihe von Anwendungsfällen lassen sich der Neigungswinkel der Scheibe bzw. die Hauptempfindlichkeitsrichtung des Empfängers nicht beeinflussen. So werden in einem Kraftfahrzeug die Form und Neigung der Scheibe üblicherweise vom Kfz-Hersteller vorgegeben und können von einem Zulieferer optischer Baugruppen, bspw. einer IR-Umgebungsüberwachungskamera nicht beeinflusst werden. Andererseits ist das zu erfassende Zielgebiet vorgegeben. Gerade bei eienr Kamera mit großem Öffnungswinkel entsteht bei geneigten Scheiben ein großes trapezförmiges Durchtrittsfenster und entsprechende Störungen aufgrund von Reflexionen bzw. Brechung.

Im Stand der Technik sind diverse Antireflexionsbeschichtungen bekannt, die jedoch eine Behandlung der Scheibe erfordern, was zumindest wirtschaftlich in manchen Fällen nicht durchsetzbar ist.

Aus der DE 10054307 ist bereits eine optische Prismenanordnung auf der Sendeseite eines Umgebungsüberwachungssystems zu entnehmen, bei der eine Sendeeinheit durch eine geneigte Scheibe ein Zielgebiet beleuchtet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Umgebungserfassungssystem vorzustellen. Diese Aufgabe wird durch das Umgebungserfassungssystem gemäß des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figuren:

1 Skizzierung des Grundprinzips für eine parallele Strahlenschar

2 Weiterbildung der Prismenanordnung mit einer linsenförmig gewölbten Lichtaustrittsfläche

Die 1 zeigt zunächst anhand des Beispiels eines parallelen, nicht divergenten Strahlenbündels 4a, welches vom optischen Empfänger 5 erfasst wird, das Grundprinzip der Herabsetzung der Reflexionen an einer gegenüber dem Strahlenbündel 4a mit einem nicht-senkrechten Neigungswinkel &agr; geneigten Scheibe 2 mittels einer Prismenanordnung 1, welches eine zu dem Strahlenbündel 4a zumindest näherungsweise senkrechte und in diesem Ausführungsbeispiel ebene Lichtaustrittsfläche 11a aufweist.

Prismenanordnung 1 und Scheibe 2 weisen dabei einen annähernd gleichen Brechungsindex auf, der vom dem der Umgebung 3 abweicht.

Die Prismenanordnung 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel über einen lichtdurchlässigen Klebstofffilm 12 an der Scheibe 2 befestigt, wobei der Klebstofffilm 12 einen annähernd dem Brechungsindex der Scheibe 2 bzw. der Prismenanordnung 1 entsprechenden Brechungsindex aufweist, so dass an diesen Grenzflächen zwischen der Prismenanordnung 1 und der Scheibe 2 keine bzw. kaum Reflexionen auftreten.

Die Brechung des Strahlenbündels beim Eintritt in die Scheibe 2b kann dabei nur durch eine entsprechend analoge Anordnung eines solchen optischen Elements, dann zur Lichteinkopplung verhindert werden.

Die 2 skizziert den Strahlengang durch die Prismenanordnung 1 und die Scheibe 2 für ein divergentes Lichtstrahlenbündel 4c mit einem nicht vernachlässigbaren Einfallwinkel &bgr;. Die Hauptachse des Lichtstrahlenbündels 4c verläuft entlang des Flächenschwerpunkts des in einem vorgegebenen Abstand jeweils beleuchteten Bereichs und damit auf der Winkelhalbierenden des Einfallwinkels &bgr;. Das Lichtstrahlenbündel 4c weist dabei eine näherungsweise elliptische beleuchtete Fläche auf, wie er beispielsweise von einer Infrarotdiode 5 eines Umgebungsüberwachungssystems für Kraftfahrzeuge erzeugt und einen entsprechenden Erfassungsbereich für die Umgebungserfassungseinrichtung definiert. Die Prismenanordnung 1 kann entsprechend geformt sein.

Die Lichtaustrittsfläche 11b ist jedoch als optische Linse ausgeformt, wobei die optische Achse 13 dieser Linse auf der Hauptachse des Strahlenbündels 4c ausgerichtet ist, so dass im Auftreffpunkt der Hauptachse diese wiederum senkrecht auf die Lichtaustrittsfläche 11b auftrifft. Die Wölbung der linsenförmigen Lichtaustrittsfläche 11b ist dabei so geformt, dass die von der Hauptachse abweichenden Lichtstrahlen des Strahlenbündels 4c auf den Empfänger 5 konzentriert werden.

Vorzugsweise ist die Prismenanordnung 1 monochromatisch eingefärbt und damit nur für einen vorgegebenen, begrenzten Lichtwellenbereich durchlässig.


Anspruch[de]
  1. Optisches Umgebungserfassungssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen,

    a) wobei das Umgebungserfassungssystem zumindest einem optischen Empfänger (5) Erfassung des Lichteinfalls (4b) mit einem vorgegebenen Lichtwellenbereich aufweist und

    b) der optische Empfänger (5) mit einer Hauptempfindlichkeitsrichtung (14) hinter einer für diesen Lichtwellenbereich durchlässigen Scheibe (2) mit von ihrer Umgebung (3) abweichendem Brechungsindex angeordnet ist und die Scheibe (2) einen nicht-senkrechten Neigungswinkel (&agr;) zur Hauptempfindlichkeitsrichtung (14) des Empfängers (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

    c) eine optischen Prismenanordnung (1) vorhanden ist, die

    d) für den erfassten Lichtwellenbereich durchlässig ist, einen annähernd dem Brechungsindex der Scheibe (2) entsprechenden Brechungsindex aufweist und

    e) mit einer Seite formschlüssig an der Scheibe (2) angeordnet ist und eine zweite Seite (11a) aufweist, die zur Hauptempfindlichkeitsrichtung (14) des Empfängers (5) zumindest näherungsweise senkrecht ist.
  2. Optisches Umgebungserfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenanordnung nur für einen vorgegebenen, begrenzten Lichtwellenbereich durchlässig ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com