DE4111993B4 - Kamera für ein Bildverarbeitungssystem - Google Patents

Abstract

Kamera für ein Bildverarbeitungssystem mit einem Empfänger mit Bildabtastung und einem diesem vorgeschalteten, Linsen enthaltenden lichtoptischen Vorsatz, der zur gleichzeitigen Erzeugung von Bildelementen auf dem Empfänger mit Tele- und Weitwinkel-Strahlengang eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtoptische Vorsatz derart ausgebildet ist, dass ein zentraler Strahlengang mit Telewirkung kontinuierlich nach außen in einem Strahlengang mit Weitwinkelwirkung übergeht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kamera gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich zur Erfassung von Verlauf und Objekten auf einer vor einem Kraftfahrzeug liegenden Straßenstrecke, so ist erforderlich, zur einwandfreien Erkennung von Hindernissen und anderen Objekten mit einer relativ großen Brennweite und zur Erfassung des allgemeinen Verlaufs und der näheren Umgebung der Fahrstrecke mit einer relativ kleinen Brennweite (Weitwinkeleffekt) zu arbeiten. Die einfachste Lösung dieses Problems besteht darin, zwei getrennte Kameras vorzusehen, von denen die eine mit einem Teleobjektiv und die andere mit einem Weitwinkelobjektiv ausgerüstet ist. Abgesehen davon, dass ein derartiger Aufwand schon aus Platz- und Kostengründen zumindest für einen serienmäßigen Einsatz einer derartigen Anordnung in Fahrzeugen nicht geeignet ist, müssen auch getrennte Auswerteschaltungen zur Erzeugung der Bilder vorgesehen sein.
• Aus der JP 02 151 545 AA ist eine Überwachungskameraeinrichtung bekannt, bei der zwei Bilder über eine an einem Ende aufgetrennte Lichtwellenleitung zusammengeführt werden. Das an dem anderen Ende zusammengeführte Bild wird mittels einer Kameraeinrichtung aufgenommen und auf einem Monitor dargestellt.
• In der US 3,612,764 ist eine Fernsehkamera offenbart, welche separate Weit- und Telewinkelobjektive aufweist. Das mit diesen Objektiven getrennt erfasste Bild wird über ein Prisma zusammengeführt und auf eine photosensitive Oberfläche der Fernsehkamera projiziert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Kamera zu schaffen, die bei geringem konstruktiven und platzmäßigen Aufwand sowohl ein Bild mit Telewinkel-Strahlengang der Fahrstrecke selbst als auch ein Bild mit Weitwinkel-Strahlengang des Verlaufs von Fahrstrecke nebst Umgebung für eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung zu erzeugen gestattet.
• Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Bei der Erfindung wird also in vorteilhafter Weise durch entsprechende Ausbildung des Vorsatzes ein und derselbe Empfänger mit zwei Bildern bzw. mit Bildelementen beaufschlagt, die teils durch einen Telewinkel-, teils durch einen Weitwinkel-Strahlengang erzeugt sind. Dies kann gemäß den Ansprüchen 2 und 3 durch Verwendung von optischen Elementen – Objektiven bzw. Linsen, Spiegeln – geschehen, deren Abbildungseigenschaften, d.h. deren Brennweite, über ihren Querschnitt betrachtet nicht konstant sind, sondern einer Funktion folgen, die den erwünschten Telewinkel-Strahlengang sowie den ebenfalls erwünschten äußeren Weitwinkel-Strahlengang sicherstellen.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert, deren Figuren schematisch mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergeben.
• Betrachtet man zunächst 1, so ist dort lediglich der Verlauf der Brennweite f über dem Querschnitt q einer kombinierten Tele-Weitwinkel-Objektivlinse einer Kamera wiedergegeben. Wie man erkennt, besitzt die Brennweite f ihr Maximum im Bereich der Mittelachse m der Objektivlinse und fällt dann nach beiden Seiten in einer horizontalen Ebene kontinuierlich auf einen Wert ab, der der gewünschten Weitwinkelwirkung des Objektivs entspricht.
• 2 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Kamera sowie des vor dem Fahrzeug liegenden Bereichs einer Straße 1. Die eigentliche Kamera, enthaltend im Wesentlichen einen CCD-Bildsensor als Empfänger sowie einen hier durch einen speziell geformten Spiegel 2 enthaltenden Vorsatz, ist allgemein bei 3 angedeutet. Wie 2 zeigt, erfasst der Spiegel 2 in dieser Seitenansicht einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereicht der Straße 1. Gemäß 3 besitzt der Spiegel 2 in Draufsicht betrachtet eine solche Form, dass ein mittlerer Bereich 4 gleichsam ein Bild mit Telewinkel-Strahlengang nur der Fahrstrecke auf den Empfänger wirft, während seitlich davon befindliche Bereiche 5 und 6 so gewölbt sind, dass auf denselben Kameraempfänger Weitwinkelbilder der Randbereiche der Fahrstrecke einschließlich der näheren Umgebung derselben projiziert werden.
• Mit der Erfindung ist demgemäß eine den Aufwand von zwei getrennten Kameras vermeidende Möglichkeit zur gleichzeitigen Erfassung eines Objekts mit einem Telewinkel- und einem Weitwinkel-Strahlengang geschaffen.

Claims (3)

1. Kamera für ein Bildverarbeitungssystem mit einem Empfänger mit Bildabtastung und einem diesem vorgeschalteten, Linsen enthaltenden lichtoptischen Vorsatz, der zur gleichzeitigen Erzeugung von Bildelementen auf dem Empfänger mit Tele- und Weitwinkel-Strahlengang eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtoptische Vorsatz derart ausgebildet ist, dass ein zentraler Strahlengang mit Telewirkung kontinuierlich nach außen in einem Strahlengang mit Weitwinkelwirkung übergeht.
2. Kamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der lichtoptische Vorsatz ein Objektiv ist, dessen Brennweite (f) von einem zentralen Bereich mit Telewirkung nach außen kontinuierlich abnimmt.
3. Kamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zur Erzeugung beider Strahlengänge gewölbten Spiegel (2).