[发明专利]摄像机系统、尤其用于车辆的摄像机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种摄像机系统，所述摄像机系统可尤其用于车辆。

背景技术

用于穿过车辆的车辆窗玻璃、尤其是前窗玻璃检测车辆环境的摄像机系统尤其应用在驾驶员辅助系统中，例如在夜视系统的范畴中，作为警告系统和/或作为用于确定间距的立体摄像机系统。这些摄像机系统尤其如此设置，使得它们检测车辆前方的车辆环境。为此，摄像机系统借助摄像机保持装置例如固定在前窗玻璃(挡风玻璃)的内侧上或车辆的车顶或车顶支柱上并且检测车辆前方的外部空间、尤其是自身车道。

此外已知的是，将摄像机系统也用于次要功能，例如用于求取在车辆窗玻璃上的覆盖物，尤其是作为雨探测器。

文献WO 2010/76065 A1示出一种摄像机系统，所述摄像机系统成像车辆环境作为主要图像并且检测车辆窗玻璃的外侧的区域作为次要图像。为了检测次要图像，在检测区域的下部中提供一个镜而在物镜之上提供另一镜。基本上在物镜之上在窗玻璃外侧上粘附的覆盖物由此通过借助于两个镜的偏转由物镜检测。在这样的系统中，相应地需要足够的结构空间或空间用于设置偏转镜。

在文献DE 10 2004 015 040 A1中作为主要功能描述了一种夜视支持、车道偏离警告或交通标志识别，并且作为次要功能描述了一种用于识别在窗玻璃的外侧上的水滴的雨传感装置。为此，摄像机系统具有辐射源，光学辐射从该辐射源首先可耦合输入窗玻璃中并且又可耦合输出，其中，耦合输出的部分又由图像传感器检测。在窗玻璃的外侧上粘附的水滴影响耦合输入窗玻璃中的光的全反射，从而图像传感器求取光信号中的变化。

文献DE 102 01 522 A1描述了一种具有主要功能——例如对象检测——的摄像机系统，并且作为次要功能用于检测在窗玻璃上通过雨滴的视线妨碍。所拍摄的图像通过分析处理单元进行分析处理，以便可以基于模糊分布推断覆盖物的存在。

文献DE 103 23 560A1描述了一种摄像机，其中，在物镜的检测区域的下面部分中提供镜，该镜检测在车辆之上的车辆环境的一个区域并且偏转到物镜。由此，能够实现环境亮度的求取。

由Steffen等人所著的“Vision-based Rain Sensing with an In-Vehicle Camera”(2009年，IEEE；978-1-4244-3503-6)已知一种摄像机系统，所述摄像机系统提出一种检测区域的光学成像作为在图像传感器上的次要图像。为此，除了物镜之外还设置透镜和镜，从而由物镜、透镜和镜形成用于在车辆窗玻璃上的探测区域的成像系统。

然而，这样的成像系统的设备耗费及其光学校准并不小。探测区域通过设置在探测区域之下的镜来检测，从而视向朝天空走向。然而，在这样的背景下大多缺少图像中的对比度，其用于在图像中识别水滴的结构。

此外，通过以下方式使得透明水滴的探测变得困难：可探测的结构例如水滴的边缘部分地不是非常清晰并且可能相对于图像背景的结构并不重要，从而其仅仅能困难地被识别。

发明内容

按照本发明，在摄像机系统的物镜的检测区域中设置唯一的辅助透镜作为辅助光学器件。因此，摄像机的物镜——所述物镜一般具有一个或多个透镜——以及辅助透镜形成用于成像探测区域的光学成像系统。

探测区域在此没有垂直于辅助透镜轴线并且通过由物镜和辅助透镜组成的光学成像系统清晰地在图像传感器上成像。

在此将辅助透镜轴线理解为与入射面和出射面在中心相交的直线；基于具有不相同的和不平行的入射面和出射面的优选存在的不对称的构造，所述辅助透镜轴线一般不构成对称轴线。

探测区域优选相对于检测区域的一个作为主要图像被检测的部分具有较小的物距并且优选表示窗玻璃外侧的一个区域或在窗玻璃外侧上粘附的覆盖物。

按照本发明不设置用于使从探测区域出来的光偏转到辅助透镜或者使其在辅助透镜与物镜之间偏转的镜。

由此，实现了以下优点：不需要不同的光学元件相互间的光学对准。优选地仅仅相对于物镜定位辅助透镜并且相对于车辆窗玻璃定位车辆中的整个摄像机系统，例如借助于摄像机保持装置定位在车辆窗玻璃的内侧上、车顶上或后视镜上。

按照本发明的另一优点在于，需要的结构空间是小的。不同于在具有偏转镜的光学系统中，按照本发明探测区域可以直接通过辅助透镜转向到物镜或物镜的入射瞳。优选地检测在光学轴线之下的探测区域，从而在摄像机之上不需要另外的结构空间。因此，摄像机例如也可以安装在前窗玻璃的上部区域中。