DE102011056128B3 - Lens hood for camera arrangement for reducing scattered light falling from vehicle in optical detection system, has two side surfaces and base surface, where lens hood is formed in multi parts - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Streulichtblende (1) zur Reduzierung von in ein optisches Erfassungssystem fallendem Streulicht sowie eine Kameraanordnung (2), die eine Streulichtblende (1) umfasst.The invention relates to a scattered light diaphragm (1) for reducing scattered light falling into an optical detection system and to a camera arrangement (2) comprising a scattered light diaphragm (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Streulichtblende zur Reduzierung von in ein optisches Erfassungssystem fallendem Streulicht.The invention relates to a lens hood for reducing scattered light falling in an optical detection system.
In Fahrzeugen werden heutzutage vermehrt optische Erfassungssysteme eingesetzt, insbesondere für Fahrerassistenzsysteme, zur Erfassung der Fahrzeugumgebung.In vehicles today optical detection systems are increasingly used, especially for driver assistance systems, for detecting the vehicle environment.
Die optischen Erfassungssysteme sind dabei in der Regel hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet und blicken in Fahrtrichtung durch diese hindurch. Beispiele für optische Erfassungssysteme in Fahrzeugen sind Fahrzeugkameras zur Erkennung von Objekten, Hindernissen und Fahrbahnmarkierungen, Nachtsichtkameras oder Stereokameras als optische Abstandssensoren.The optical detection systems are usually arranged behind the windshield of the vehicle and look in the direction of travel through them. Examples of optical detection systems in vehicles are vehicle cameras for detecting objects, obstacles and lane markings, night vision cameras or stereo cameras as optical distance sensors.
Derart eingesetzte optische Erfassungsvorrichtungen weisen zur Reduktion des Einflusses von Streulicht in der Regel eine Streulichtblende auf.Such optical detection devices used to reduce the influence of stray light usually on a lens hood.
Bekannte Streulichtblenden haben meist eine dreidimensionale Geometrie und sind beispielsweise in Gestalt eines Lichtschachts ausgebildet. Der Lichtschacht läuft dabei in der Regel trichterförmig in Richtung des Lichteinfalls, d. h. in Richtung des optischen Erfassungssystems, zusammen und wird daher häufig auch als Sichttrichter bezeichnet. Streulichtblenden können dabei entweder als separates Bauteil ausgestaltet und dem optischen Erfassungssystem bzw. einer Lichteinfallöffnung (z. B. einem Objektiv) des optischen Erfassungssystems vorgeschaltet angeordnet werden, oder auch direkt an einem Gehäuse oder einer Haltevorrichtung des optisches Erfassungssystem mit ausgebildet sein, z. B. direkt an einer Haltevorrichtung zur Aufnahme einer Kamera hinter der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs.Known straylight diaphragms usually have a three-dimensional geometry and are designed, for example, in the form of a light shaft. The light shaft runs in a funnel shape in the direction of the light incidence, d. H. in the direction of the optical detection system, together and is therefore often referred to as a view funnel. Lens diaphragms can either be configured as a separate component and arranged in front of the optical detection system or a light incidence opening (eg a lens) of the optical detection system, or also be formed directly on a housing or a holding device of the optical detection system, z. B. directly on a holding device for receiving a camera behind the windshield of a vehicle.
Die
Die
Die bisher in Kraftfahrzeugen eingesetzten Streulichtblenden sind zur Ausblendung von Streulicht auf ihrer Innenseite, d. h. auf den Flächen innerhalb des Sichttrichters, häufig mit einer treppenartigen Struktur ausgestaltet. Seitlich und/oder beispielsweise von oben einfallendes Licht wird dabei durch die auf der Innenseite der Streulichtblende ausgebildete Struktur nach außen zurückreflektiert. Auch gibt es Lösungen, bei denen Streulichtblenden mit einer speziellen Oberflächenbeschichtung ausgestaltet sind, beispielweise mit einem schwarzer Fließ, um störendes Licht zu absorbieren.The scattered light apertures previously used in motor vehicles are to hide stray light on its inside, d. H. on the surfaces inside the sight funnel, often designed with a staircase-like structure. The light incident on the side and / or, for example, from above is reflected back outward by the structure formed on the inside of the scattered light diaphragm. There are also solutions in which straylight diaphragms are designed with a special surface coating, for example, with a black flow to absorb disturbing light.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Streulichtblenden haben die wesentlichen Nachteile, insbesondere aufgrund deren Ausgestaltung mit einer dreidimensionalen und zumeist trichterförmigen Geometrie, dass insbesondere die Oberflächen der Innenseite nur schwer zugänglich sind und sich daher, beispielsweise mit Werkzeugen zum Aufbringen von Streulicht reduzierenden Oberflächenstrukturen, nur schwer bearbeiten lassen. Materialien, die sich besonders für die Reduktion von Streulicht eigenen, beispielsweise Vlies- oder Stoffkaschierungen, sowie geeignete Oberflächenbeschichtungen, wie beispielsweise Black Velvet, lassen sich ebenfalls nur schwer in die dreidimensionale Geometrie von Streulichtblenden einbringen. Insbesondere direkt an einem Gehäuse oder an einer Haltevorrichtung eines optischen Erfassungssystems ausgebildete Streulichtblende haben zudem den Nachteil, dass diese in der Regel fest mit der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs verbunden sind, weshalb sich die Streulichtblenden und die Scheibe (im entsprechenden Bereich) nach der Montage der Streulichtblende nur schlecht oder gar nicht reinigen lassen. Darüber hinaus muss das Material, aus dem das Gehäuse oder die Haltevorrichtung gefertigt ist, gleichzeitig den optischen Anforderungen genügen, die an das Material einer Streulichtblende gestellt werden.The known from the prior art stray light curtains have the main disadvantages, especially because of their design with a three-dimensional and mostly funnel-shaped geometry that in particular the surfaces of the inside are difficult to access and therefore, for example, with tools for applying stray light reducing surface structures, only difficult to work. Materials that are particularly suitable for the reduction of scattered light, such as nonwoven or fabric lamination, as well as suitable surface coatings, such as Black Velvet, are also difficult to bring into the three-dimensional geometry of stray light. In particular, directly on a housing or on a holding device of an optical detection system trained stray light also have the disadvantage that they are usually firmly connected to the windshield of a vehicle, which is why the stray light panels and the disc (in the appropriate area) after mounting the lens hood poorly cleaned or not cleaned at all. In addition, the material from which the housing or the fixture is made, at the same time meet the optical requirements that are placed on the material of a lens hood.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem anzugeben, insbesondere für eine Fahrzeugkamera, bei der die vorangehend beschriebenen Nachteile bekannter Streulichtblenden vermieden werden.The invention has for its object to provide a lens hood for an optical detection system, in particular for a vehicle camera, in which the above-described disadvantages of known straylight diaphragms are avoided.
Diese Aufgabe wird durch Streulichtblende mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Kameraanordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.This object is achieved by stray light with the features of
Die erfindungsgemäße Streulichtblende dient zur Reduzierung von in ein optisches Erfassungssystem eines Fahrzeugs fallendem Streulicht und ist vorzugsweise einem Abbildungssystem (z. B. Objektiv) bzw. einer Lichteinfallöffnung des jeweiligen optischen Erfassungssystems vorgeschaltet angeordnet. Derartige Streulichtblenden werden auch als Sonnenblenden oder Störlichtblenden bezeichnet. Die erfindungsgemäße Streulichtblende ist vorzugsweise mit einer dreidimensionalen Geometrie, insbesondere mit einem eckigen und in Richtung des Lichteinfalls bzw. in Richtung des Erfassungssystems trichterförmig zusammenlaufendem Lichtschacht, ausgestaltet.The scattered-light diaphragm according to the invention serves to reduce scattered light which falls in an optical detection system of a vehicle and is preferably an imaging system (eg objective) or a light incidence opening of the respective one arranged upstream optical detection system. Such stray light panels are also referred to as sun visors or Störlichtblenden. The scattered-light diaphragm according to the invention is preferably configured with a three-dimensional geometry, in particular with a rectangular light shaft converging funnel-shaped in the direction of the incidence of light or in the direction of the detection system.
Bei dem optischen Erfassungssystem kann es sich erfindungsgemäß um jedes bekannte optische Erfassungssystem handeln, mittels dem entweder aktiv Licht in einen Beobachtungsbereich ausgesandt und das von Objekten im Beobachtungsbereich reflektierte Licht erfasst wird, z. B. ein Lidar- oder Laser-Erfassungssysteme und/oder eine Kamera mit aktiver Beleuchtungseinrichtung, oder mittels dem rein passiv aus einem Beobachtungsbereich in das Erfassungssystem einfallendes Licht erfasst wird, z. B. eine Fahrzeugkamera.According to the invention, the optical detection system can be any known optical detection system, by means of which either active light is emitted into an observation area and the light reflected by objects in the observation area is detected, for example by means of light. As a Lidar- or laser detection systems and / or a camera with active lighting device, or by means of the purely passive from an observation area in the detection system incident light is detected, for. B. a vehicle camera.
Bei der erfindungsgemäßen Streulichtblende handelt es sich bevorzugt um eine Streulichtblende, die einer Fahrzeugkamera vorgeschaltet und an einer Innenseite einer schräg gestellten Windschutzscheibe (oder einer anderen Scheibe, z. B. Heckscheibe) eines Fahrzeugs angeordnet ist. Derartige Streulichtblenden sind in der Regel als eckige Sichttrichter ausgestaltet, umschließen das gesamte Raumvolumen zwischen Kameraoptik und Windschutzscheibe und sind nach oben hin, d. h. in Richtung der Windschutzscheibe, geöffnet. Diejenigen Oberflächen der Streulichtblende, die innerhalb des Lichtschachts bzw. Sichttrichters liegen, werden infolge als Innenseiten bezeichnet. Die in Fahrzeugen eingesetzten Streulichtblenden umfassen in der Regel eine Innenseite, die mit ihrer Fläche der Windschutzscheibe zugewandt ist (im Folgenden auch als Bodenfläche bezeichnet), und zwei senkrecht zur Bodenfläche sowie einander zugewandt angeordnete Innenseiten (im Folgenden auch als Seitenflächen bezeichnet). Bei der erfindungsgemäßen Streulichtblende kann es sich sowohl um eine separat ausgestaltete Streulichtblende handeln oder um eine Streulichtblende, die an einem Gehäuse oder an einer Haltevorrichtung des jeweiligen optischen Erfassungssystems ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Streulichtblende ist dabei mehrteilig ausgestaltet, d. h. die Streulichtblende umfasst erfindungsgemäß wenigstens eine Komponente bzw. ein Bauteil, das separat ausgestaltet und insbesondere mit dem restlichen Teil bzw. den restlichen Komponenten der Streulichtblende zusammenfügbar ist. Bei den Bauteilen bzw. Komponenten einer Streulichtblende handelt es sich dabei insbesondere um die Seitenflächen und die Bodenfläche, die als ebene Platten ausgestaltet sein können, wobei erfindungsgemäß wenigstens eine dieser Flächen bzw. Platten als separates Bauteil ausgestaltet und mit den restlichen Flächen bzw. Platten zu einem Sichttrichter zusammenfügbar ist.The scattered-light diaphragm according to the invention is preferably a scattered-light diaphragm which is arranged upstream of a vehicle camera and arranged on an inner side of an obliquely arranged windshield (or another disk, eg rear window) of a vehicle. Such stray light apertures are generally designed as angular viewing funnels, enclose the entire volume of space between the camera optics and the windshield and are directed upwards, i. H. towards the windshield, opened. Those surfaces of the lens hood, which lie within the light shaft or sight funnel, are referred to as inner pages. The stray light panels used in vehicles usually include an inner side, which faces with its surface of the windshield (hereinafter also referred to as bottom surface), and two perpendicular to the bottom surface and facing each other disposed inner sides (hereinafter also referred to as side surfaces). The straylight diaphragm according to the invention can be either a separately configured stray light diaphragm or a stray light diaphragm which is formed on a housing or on a holding device of the respective optical detection system. The scattered light diaphragm according to the invention is designed in several parts, d. H. According to the invention, the scattered-light diaphragm comprises at least one component or a component which is designed separately and in particular can be joined together with the remaining part or the remaining components of the scattered-light diaphragm. The components or components of a lens hood are in particular the side surfaces and the bottom surface, which may be configured as flat plates, wherein according to the invention at least one of these surfaces or plates configured as a separate component and with the remaining surfaces or plates a view funnel is joined together.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Streulichtblende besteht darin, dass bei Ausgestaltung einer oder mehrerer Komponenten, insbesondere der Boden- und/oder zumindest einer der Seitenflächen der Streulichtblenden, als separates Bauteil, diese bei deren Fertigung leichter bearbeitet werden können. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können somit insbesondere spezielle Oberflächenbeschichtungen, z. B. Vlies- oder Stoffkaschierungen, einfacher auf die Innenflächen aufgebracht werden und/oder es können Oberflächenstrukturen, beispielsweise mittels entsprechender Werkzeuge, einfacher in die Oberfläche eingebracht werden. Es können zudem Oberflächenstrukturen und Oberflächenbeschichtungen auf einer oder auf mehreren der Innenseiten der Streulichtblende aufgebracht werden, die bei einer dreidimensionalen Geometrie mit einer einteilig bzw. einstückig ausgestalteter Streulichtblende nur schwer oder gar nicht realisierbar wären.A significant advantage of the scattered-light diaphragm according to the invention is that in the design of one or more components, in particular the bottom and / or at least one of the side surfaces of the lens hoods, as a separate component, they can be easily processed during their production. Due to the configuration of the invention thus special surface coatings, for. As nonwoven or fabric laminations, are applied to the inner surfaces easier and / or surface structures, for example by means of appropriate tools, are more easily introduced into the surface. In addition, surface structures and surface coatings can be applied to one or more of the inner sides of the scattered light diaphragm, which would be difficult or impossible to achieve in the case of a three-dimensional geometry with a one-piece or integrally configured scattered light diaphragm.
Erfindungsgemäß ist die Bodenfläche der Streulichtblende als separates Bauteil ausgebildet. Die Bodenfläche ist dabei vorzugsweise mit den Seitenflächen zusammenfügbar ausgestaltet. Neben den bereits genannten Vorteilen, besteht ein wesentlicher Vorteil einer Ausgestaltung der Bodenfläche als separates Bauteil darin, insbesondere bei deren Ausgestaltung als separate Bodenplatte, dass die Bodenfläche aus einem anderen Material und/oder mit anderen Oberflächeneigenschaften ausgestaltet werden kann, als die Seitenflächen der Streulichtblende. Die Bodenfläche muss in der Regel den größten Anteil an Streulicht absorbieren, wohingegen die Seitenflächen häufig nur eine untergeordnete Funktion bei der Reduzierung von Streulichteinfall wahrnehmen.According to the invention, the bottom surface of the scattered-light diaphragm is designed as a separate component. The bottom surface is preferably designed such that it can be joined together with the side surfaces. In addition to the advantages already mentioned, there is a significant advantage of a design of the bottom surface as a separate component therein, especially in their design as a separate bottom plate, that the bottom surface of a different material and / or with other surface properties can be configured as the side surfaces of the lens hood. The bottom surface usually has to absorb the largest amount of stray light, whereas the side surfaces often only a minor function in the reduction of stray light incidence perceive.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die als separates Bauteil ausgestaltete Bodenfläche als ebene Platte ausgebildet. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, Oberflächenstrukturen, Kaschierungen und/oder Beschichtungen auf einfache vorteilhafte Weise auf die Bodenfläche aufzubringen. Gemäß einer zweiten Ausgestaltung ist die Bodenfläche als Platte mit einer Wölbung ausgestaltet, bevorzugt in nur eine Raumrichtung. In dem Fall kann die Bodenfläche beispielsweise über Rastnasen gehalten bzw. über Rastelemente mit den restlichen Komponenten der Streulichtblende verbindbar sein, insbesondere mit den Seitenflächen, wobei die Wölbung zur Vorspannung und damit zum Halten der Bodenplatte dienen kann. Die Wölbung der Bodenplatte ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Bodenplatte, beim Zusammenfügen mit den Seitenflächen, mit der gewölbten Seite voran an die Seitenflächen herangeführt wird und die Vorspannung der gewölbten Bodenfläche, beim Einrasten der äußeren Enden der Bodenfläche in entsprechend ausgestaltete Rastnasen zum Halten der Bodenfläche in den Rastnasen genutzt werden kann.According to a first embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the bottom surface designed as a separate component is designed as a flat plate. In such an embodiment, it is possible to apply surface structures, laminations and / or coatings in a simple advantageous manner to the bottom surface. According to a second embodiment, the bottom surface is designed as a plate with a curvature, preferably in only one spatial direction. In this case, the bottom surface can be held, for example via latching noses or be connectable via latching elements with the remaining components of the scattered light diaphragm, in particular with the side surfaces, wherein the curvature can serve for prestressing and thus for holding the bottom plate. The curvature of the bottom plate is preferably designed such that the bottom plate, when joined to the side surfaces, with the curved side is brought forward to the side surfaces and the bias of the curved bottom surface, when snapping the outer ends of the bottom surface in appropriately configured locking lugs to hold the bottom surface can be used in the locking lugs.
In einer besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Bodenfläche der Streulichtblende als separates Bauteil und insbesondere lösbar ausgestaltet. Ein wesentlicher Vorteil der Ausgestaltung der Bodenfläche als separates und lösbares Bauteil besteht darin, dass zur Reinigung der Streulichtblende bzw. des Sichttrichters sowie zur Reinigung der Scheibenoberfläche (Windschutzscheibe) im Montagebereich der Streulichtblende, die Bodenfläche der Streulichtblende vorzugsweise jederzeit entfernt werden kann.In a particular embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the bottom surface of the scattered-light diaphragm is designed as a separate component and in particular releasably. A significant advantage of the design of the bottom surface as a separate and detachable component is that for cleaning the lens hood or the sight funnel and for cleaning the window surface (windshield) in the assembly area of the lens hood, the bottom surface of the lens hood can be removed at any time preferably.
Die Seitenflächen der erfindungsgemäßen Streulichtblende können insbesondere auch an einer Haltevorrichtung ausgebildet sein, die als Haltevorrichtung für das optische System dient.The side surfaces of the scattered-light diaphragm according to the invention can in particular also be formed on a holding device which serves as a holding device for the optical system.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die Bodenfläche und die Seitenflächen aus unterschiedlichen Materialien ausgestaltet.In an advantageous embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the bottom surface and the side surfaces are made of different materials.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die Bodenfläche und die Seitenflächen mit einer unterschiedlichen Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenbeschichtung ausgebildet.In a further advantageous embodiment of the scattered-light diaphragm according to the invention, the bottom surface and the side surfaces are formed with a different surface structure and / or surface coating.
Die erfindungsgemäße Kameraanordnung umfasst ein Kameramodul und eine Streulichtblende, wobei die Streulichtblende nach einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen ausgebildet ist. Das Kameramodul umfasst bevorzugt ein Abbildungssystem, insbesondere ein Objektiv mit wenigstens einer Linse, wobei die Streulichtblende dem Abbildungssystem vorgeschaltet angeordnet ist, zur Reduzierung von in das Abbildungssystem bzw. in das Kameramodul einfallendem Streulicht. Die Kameraanordnung ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet, insbesondere hinter einer Scheibe, z. B. der Windschutzscheibe, mit Blickrichtung durch die Scheibe hindurch in einen Umgebungsbereich vor dem Fahrzeug zur Objekterkennung und/oder zur Erkennung von Regen bzw. Feuchtigkeit auf der Scheibe.The camera arrangement according to the invention comprises a camera module and a scattered light diaphragm, wherein the scattered light diaphragm is designed according to one of the previously described embodiments. The camera module preferably comprises an imaging system, in particular a lens with at least one lens, wherein the scattered light diaphragm is arranged upstream of the imaging system, for reducing stray light incident in the imaging system or in the camera module. The camera arrangement is preferably arranged in a motor vehicle, in particular behind a pane, for. As the windshield, looking through the disc through in an area in front of the vehicle for object detection and / or detection of rain or moisture on the disc.
Weitere Vorteile sowie optionale Ausgestaltungen gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further advantages and optional embodiments will become apparent from the description and the drawings. Embodiments are shown in simplified form in the drawings and explained in more detail in the following description.
In den
Erfindungsgemäß können eine oder mehrere Komponenten der Streulichtblende
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- StreulichtblendeLens Hood
- 1.11.1
- Bodenflächefloor area
- 1.21.2
- Seitenflächenfaces
- 22
- Kameraanordnungcamera assembly
- 33
- Haltevorrichtungholder
- 44
- Objektivlens
- 55
- WindschutzscheibeWindshield
Claims (6)
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|---|---|---|---|
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Owner name: CONTINENTAL AUTONOMOUS MOBILITY GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERNBERG, DE Owner name: AUMOVIO AUTONOMOUS MOBILITY GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERNBERG, DE |
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