DE102004057322B4

DE102004057322B4 - Anordnung einer Kamera hinter einer Fahrzeugverglasung und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004057322B4
Application number: DE102004057322.0A
Authority: DE
Inventors: Hagen Rakus
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-11-27
Filing date: 2004-11-27
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2024-11-28
Also published as: DE102004057322A1

Abstract

Kameraanordnung für Kraftfahrzeuge, mit einer Kamerahalterung (2) für eine Kamera (3), wobei diese Kamera (3) durch die Kamerahalterung (2) hinter einer Scheibe (1) der Fahrzeugverglasung im Innenraum des Fahrzeugs befestigt ist, wobei eine Beschichtung (7) vorgesehen ist, welche die Scheibe (1) im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera (3) beschlagfrei hält, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera (3) zusätzlich ein beheizter Bereich (8) der Scheibe in Form einer Schichtheizung vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kameraanordnung für Kraftfahrzeuge, wobei eine Kamera durch eine Kamerahalterung hinter einer Scheibe der Fahrzeugverglasung im Innenraum des Fahrzeugs befestigt ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Kameraanordnung.
Für zukünftige Kraftfahrzeuggenerationen sind vielfältige Anwendungen von an oder in Kraftfahrzeugen montierten Kameras zur Unterstützung des Fahrzeugführers in der Entwicklung oder Erprobung.
Im einfachsten Fall erfolgt hierbei eine Wiedergabe der Fahrzeugumgebung im Gesichtsfeld der Kamera auf einem im Fahrzeug, beispielsweise in der Mittelkonsole, angeordneten Display oder durch eine Projektion auf die Frontscheibe. So kann auf diese Weise bei geeignet angeordneten Kameras, etwa im Bereich der Stoßstangen, bei Einparkmanövern vom Fahrzeugführer optisch beurteilt werden, wie viel Raum bis zum nächsten Fahrzeug oder anderen Hindernissen noch zur Verfügung steht.
Eine Auswertung der von der Kamera erfassten Bildsignale durch Weiterleitung an hierfür vorgesehene Mikroprozessoren oder Steuergeräte ermöglicht durch automatische Bildverarbeitung, den Fahrzeugführer erforderlichenfalls zu informieren, zu warnen oder sogar aktiv Steuerungsaufgaben zu übernehmen. So kann etwa eine automatische Erkennung von Geschwindigkeitsbegrenzungen oder von Abweichungen von der Fahrbahn erfolgen und der Fahrer entweder gewarnt werden, beispielsweise durch einen Warnton oder eine computergenerierte Stimme, oder sogar eine automatische Korrektur der Geschwindigkeit oder Fahrtrichtung erfolgen. Ebenso können plötzlich auf der Fahrbahn auftretende Hindernisse erkannt werden, so dass automatisch eine Notbremsung eingeleitet werden kann oder das Hindernis automatisch umfahren werden kann. Auch kann bei Verwendung geeigneter IR-Kameras, gegebenenfalls in Kombination mit IR-Scheinwerfern, für das menschliche Auge nicht sichtbare Strahlung im nahen Infrarotbereich ausgewertet werden und ermöglicht so auch in der Dämmerung oder Dunkelheit eine rechtzeitige Erkennung von behindernden Gegenständen. Schließlich kann statt einer Unterstützung des Fahrers auch eine vom Fahrer autonome automatische Fahrzeugführung erfolgen.
Die WO 2004/065 176 A1 zeigt eine Halterung für die Spiegelfläche eines Innenrückspiegels eines Kraftfahrzeuges, eine Kamera umfassend eine derartige Halterung sowie ein mit einer derartigen Kamera ausgestattetes Kraftfahrzeug. Die Halterung zeichnet sich dadurch aus, dass im Halsabschnitt oder am Spiegelgehäuse wenigstens ein Optikmodul angeordnet ist, welches ein definierbares, zu überwachendes Sichtfeld nebst Verkehrszeichen, Ampeln, Verkehrsteilnehmern oder anderen Hindernissen aufnimmt. Dieser Ansatz eignet sich insbesondere für Spurerkennungs- oder -überwachungsanwendungen, Nachtsichtanwendungen, Hinderniswarnung, Pre-Crash-Sensierung, Automatische Geschwindigkeitsadaption, Stauassistent, Fußgänger- und Fahrradfahrerschutz, Verkehrszeichenerkennung, Einparkhilfe oder dergleichen.
Aus der DE 19 28 409 A ist eine Beschichtung zur Verhinderung des Beschlagens von durchsichtigen oder reflektierenden Oberflächen bekannt.
Eine Sensoreinrichtung zum Anordnen mit Abstand hinter und mit Blickrichtung zu einer Scheibe, etwa der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, wird in der DE 102 33 349 A1 vorgestellt. Diese umfasst eine Sensoranordnung mit einem optoelektronischen Sensorarray und mit einem dem Sensorarray in Aufnahmerichtung vorgeschalteten Objektiv. Dabei ist die Sensoranordnung unter Zwischenschaltung einer Führung zum Einrichten des Abstandes der Sensoranordnung zur Windschutzscheibe festgelegt. Außerdem ist der Sensoranordnung ein sich an der Innenseite der Scheibe abstützender Abstandhalter zugeordnet.
Wie diese exemplarisch genannten Anwendungen zeigen, werden in Kraftfahrzeugen montierte Kameras zukünftig zur Erhöhung der Fahrsicherheit bedeutend beitragen. Dieses setzt jedoch eine störungsfreie Erfassung der Fahrzeugumgebung unabhängig von den Umgebungsbedingungen voraus.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass insbesondere bei Anordnung einer Kamera hinter der Fahrzeugverglasung sichergestellt werden muss, dass die Fahrzeugverglasung im Bereich der Kamera beschlagfrei und damit bei niedrigen Außentemperaturen auch eisfrei gehalten wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Kameraanordnung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, nämlich eine Kameraanordnung mit einer Kamerahalterung für eine Kamera, wobei die Kamera durch die Kamerahalterung hinter einer Scheibe der Fahrzeugverglasung im Innenraum des Fahrzeugs befestigt ist. Hierbei ist eine Beschichtung vorgesehen, welche die Scheibe im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera beschlagfrei hält.
Dieses hat den Vorteil, dass durch die Anordnung der Kamera hinter der Fahrzeugverglasung keine Verschmutzung der Kameraoptik erfolgt und auch das äußere Design und der Luftwiderstand nicht negativ beeinflusst wird und gleichzeitig ein Feuchtigkeitsniederschlag auf der Fahrzeugverglasung im Gesichtsfeld der Kamera und somit eine Beeinträchtigung der Funktionsweise der Kamera durch Beschlag oder Eis nicht erfolgt.
Vorzugsweise umfasst die Beschichtung eine Antibeschlagschicht, die auf der dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Oberfläche der Scheibe aufgebracht ist und somit das vermehrt im Innenraum auftretende Beschlagen der Scheibe verhindert.
Ebenso kann es aber von Vorteil sein, statt im Innenraum eine Antibeschlagschicht auf der dem Außenraum des Fahrzeugs zugewandten Oberfläche der Scheibe aufzubringen. Auf diese Weise wird verhindert, dass bei geringen Temperaturen durch Eisbildung die Funktionsweise der Kamera beeinträchtigt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, sowohl innen als auch außen eine Antibeschlagschicht aufzubringen. In diesem Fall werden die Kosten der fertigen Scheibe durch die zweifach erforderliche Aufbringung der Antibeschlagschicht jedoch höher ausfallen als bei den vorher genannten Varianten.
Weiterhin ist im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera zusätzlich ein beheizter Bereich der Scheibe vorgesehen, der insbesondere in Form einer Schichtheizung oder einer Drahtheizung ausgestaltet ist. Dieses ist insbesondere von Vorteil, wenn lediglich auf der Fahrzeuginnenseite eine Antibeschlagschicht vorgesehen ist, da dann durch die Beheizung eine Vereisung der Scheibe schnell rückgängig gemacht werden kann.
Zusätzlich zum beheizten Bereich der Scheibe oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, auch die Kamerahalterung oder eine elektrisch leitende Aufnahme für die Kamerahalterung zu beheizen. Dieses gewährleistet beispielsweise, dass die Kamerahalterung nicht kühler als die beheizte Scheibe ist und damit, dass sich Feuchtigkeit nicht auf der Kamerahalterung niederschlägt und so etwa bei metallischen Teilen langfristig zu Korrosion führt.
Weiterhin sollte die Temperatur, beispielsweise durch entsprechende Regelung, unter einem vorgegebenen Wert, vorzugsweise 70°C, gehalten werden, um übermäßige mechanische Spannungen zu vermeiden.
Insbesondere bei einer zusätzlichen Beheizung kann es von Vorteil sein, Belüftungslöcher vorzusehen. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Feuchtigkeit tragende Luft von dem freizuhaltenden Bereich der Scheibe entfernt wird.
Diese Wirkung kann noch verstärkt werden, indem ein Luftstrom der Fahrzeugbelüftung und/oder Klimaanlage im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera der Scheibe zugeführt wird.
Hierbei kann auch ein gegebenenfalls zusätzlicher Lüfter vorgesehen sein, um einen Luftstrom im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera der Scheibe zu erzeugen. Auf diese Weise ist eine störungsfreie Funktion auch dann gewährleistet wenn die Fahrzeugbelüftung und/oder Klimaanlage vom Fahrer verändert oder ausgeschaltet wird.
Weiterhin kann der durch die Kamerahalterung, die Kamera und die Scheibe gebildete Raum luftdicht ausgestaltet und evakuiert sein, so dass es nicht zu einem Feuchtigkeitsniederschlag kommen kann.
Schließlich kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, die Linse der Kamera ebenfalls mit einer Antibeschlagschicht zu versehen.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Weitere Ausführungsformen werden nachfolgend näher geschildert.
Die Figur zeigt eine Kameraanordnung hinter einer Frontscheibe, bei der die Fahrzeugverglasung erfindungsgemäß beschlagfrei gehalten wird. Die Frontscheibe 1 ist als so genanntes Dämmglas, dass heißt eine Doppelverglasung mit dazwischenliegender Dämmschicht, ausgeführt. Eine aus mehreren Bauteilen bestehende Kamerahalterung 2 dient zur Halterung einer Kamera 3 und liegt an der Frontscheibe an einem oder mehreren Befestigungspunkten 4 an. Gemäß der Erfindung wird nun der Raum 5 zwischen dem Objektiv bzw. der optischen Linse 6 der Kamera 3 und der Frontscheibe 1 beschlagfrei gehalten. Hierfür ist im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera 3 eine Beschichtung 7 vorgesehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel innen aufgebracht ist. Zusätzlich kann eine weitere Antibeschlagschicht außen aufgebracht sein. Es können hierbei sowohl hydrophile als auch hydrophobe Schichten vorgesehen sein. Ein mögliches Material ist beispielsweise Titandioxid (TiO2), dass zusätzlich noch selbstreinigende Wirkung hat. Die Linse bzw. das Objektiv der Kamera kann gegebenenfalls ebenfalls mit einer solchen Antibeschlagschicht versehen sein.
Weiterhin kann im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera 3 ein beheizter Bereich 8 der Scheibe vorgesehen sein, beispielsweise eine Heizschicht aus transparentem Indiumzinnoxid (ITO), dass aufgedruckt, aufgesputtert oder durch Tauchverfahren aufgebracht werden kann, eine beheizbare Metallfolie, z.B. eine dünne Silberschicht, eine metallbeschichtete Kunststofffolie oder eine Drahtbeheizung. Diese Beheizung 8 kann durch Anlegen einer Spannung permanent betrieben werden. Ebenso kann diese jedoch auch nur bei besonders widrigen Bedingungen dazugeschaltet werden, sei es manuell durch den Fahrer oder mit Hilfe eines Sensors, der einen Beschlag oder Eis auf der Scheibe beispielsweise durch Streuung von IR-Licht detektieren kann. Ferner kann zusätzlich vorgesehen werden, auch die Kamerahalterung zu beheizen. Weiterhin können Belüftungslöcher vorgesehen sein und ein Luftstrom der Fahrzeugbelüftung, Klimaanlage oder eines zusätzlichen Lüfters im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera der Scheibe zugeführt werden. Hierbei kann weiterhin ein Filter vorgesehen sein, durch welchen der Luftstrom geführt wird um eine Verschmutzung der Verglasung zu verhindern. Stattdessen kann jedoch auch der durch die Kamerahalterung, die Kamera und die Scheibe gebildete Raum luftdicht ausgestaltet und evakuiert sein.
Auch wenn sowohl für die Beschichtung 7 der Scheibe als auch eine Beheizung 8 der Scheibe wesentlich ist, dass die Bereiche im Gesichtsfeld der Kamera weitgehend transparent sind, so ist doch eine geringfügige Abschwächung der Lichtintensität akzeptabel, da heutige Kameras eine hohe Lichtempfindlichkeit aufweisen. Ebenso sind feinere Strukturen der Beschichtung 7 oder Beheizung 8 unproblematisch, da sich diese in unmittelbarer Nähe der Kamera befinden, die Kamera aber auf größere Entfernungen fokussiert wird, so dass die Strukturen ebenfalls nur zu einer etwas geringeren Lichtintensität führen.
Obwohl sowohl die Beschichtung 7 als auch der beheizte Bereich 8 der Scheibe vorzugsweise den Bereich des Gesichtsfelds der Kamera 3 abdecken, so können diese jedoch auch eine andere Größe aufweisen. So können diese ebenso Teil einer Beschichtung oder Beheizung sein, welche die gesamte Scheibe einnehmen. Hierbei kann auch vorgesehen sein, im Bereich der Kamera eine höhere Heizleistung als beim Rest der Scheibe vorzusehen.
Um die Sicht des Fahrers durch das Vorhandensein der Kamera nicht zu beeinträchtigen, kann diese mittels der Halterung hinter dem Rückspiegel angebracht werden oder mit dem Rückspiegel in ein gemeinsames Modul integriert werden. Ebenso kann jedoch auch eine Montage am Scheibenrand der Frontscheibe erfolgen.
Auch wenn im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Kamera hinter der Frontscheibe angeordnet ist, kann sich diese je nach Anwendung ebenso hinter der Heckscheibe oder einer der anderen Fahrzeugscheiben befinden.
Ebenso kann, insbesondere zur Abstandbestimmung, auch eine Stereokamera bestehend aus zwei Kameramodulen eingesetzt werden.
Die Kamerahalterung kann an der Frontscheibe oder Karosserieteilen angeklebt oder angeklemmt werden. Weiterhin kann die Kamera permanent mit der Halterung verbunden sein oder aber auch bei Bedarf angeklipst werden.
Die Kameraanordnung kann bei beliebigen Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, insbesondere bei Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Personenbussen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugfrontscheibe
2: Kamerahalterung
3: Kamera
4: Anlage an Fahrzeugfrontscheibe
5: Beschlagfreier Raum
6: Objektiv bzw. optische Linse der Kamera
7: Beschichtung im Gesichtsfeld der Kamera
8: Beheizter Bereich im Gesichtsfeld der Kamera

Claims

Kameraanordnung für Kraftfahrzeuge, mit einer Kamerahalterung (2) für eine Kamera (3), wobei diese Kamera (3) durch die Kamerahalterung (2) hinter einer Scheibe (1) der Fahrzeugverglasung im Innenraum des Fahrzeugs befestigt ist, wobei eine Beschichtung (7) vorgesehen ist, welche die Scheibe (1) im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera (3) beschlagfrei hält, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera (3) zusätzlich ein beheizter Bereich (8) der Scheibe in Form einer Schichtheizung vorgesehen ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung (7) eine Antibeschlagschicht umfasst, die auf der dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Oberfläche der Scheibe (1) aufgebracht ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung (7) eine Antibeschlagschicht umfasst, die auf der dem Außenraum des Fahrzeugs zugewandten Oberfläche der Scheibe (1) aufgebracht ist.
Kameraanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Scheibe unter 70°C gehalten ist.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Kamerahalterung (2) beheizt wird.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Belüftungslöcher in der Kamerahalterung (2) vorgesehen sind.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Luftstrom der Fahrzeugbelüftung und/oder Klimaanlage im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera (3) der Scheibe zugeführt wird.
Kameraanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Lüfter vorgesehen ist, um einen Luftstrom im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera (3) der Scheibe zu erzeugen.
Kameraanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Kamerahalterung (2), die Kamera (3) und die Scheibe (1) gebildete Raum luftdicht ausgestaltet und evakuiert ist.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (6) der Kamera (3) eine Antibeschlagschicht aufweist.
Kraftfahrzeug mit einer Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.