[发明专利]用于车辆的摄像机和具有该摄像机的车辆

说明书

本发明涉及一种用于车辆（1）的摄像机（6），所述摄像机具有：图像传感器（10）；摄像机光学器件（12），其用于在所述图像传感器（10）上成像检测区域（18）；其中，所述摄像机光学器件（12）具有至少一个透镜（14a，14b，14c，14d；28），其中，所述摄像机光学器件（12）和所述图像传感器确定所述摄像机的光轴（A，B）。在此提出，所述摄像机光学器件（12）还具有非平面的镜元件（15，30），所述非平面的镜元件使所述摄像机的光轴（A，B）转向。

背景技术

车辆中的摄像机不仅用于显示器上的显示而且用在驾驶辅助系统中。在此，前方摄像机从车辆的内部空间出发检测车辆前方的行车道区域；相应地，其通过摄像机光学器件和传感器定义的光轴基本上平行于车辆的纵轴定向。

因此，光路(Strahlengang)从待成像的外部检测区域通过车窗玻璃的光学穿透面和摄像机光学器件延伸至图像传感器。车窗玻璃的光学穿透面的大小一方面取决于摄像机光学器件的张角而另一方面取决于车窗玻璃相对于光轴的倾斜；如果窗玻璃更倾斜或者以更平的走向构造或张角更大，则相应地光学穿透面也更大。

然而，车窗玻璃的对于光学穿透面而言所需的自由区域通常是受限制的。除车辆摄像机以外，必要时安装其他的组件——如雨水传感器、光传感器以及例如用于在所述区域中施加后视镜的镜座。安装板、窗玻璃的上方区域中的用于衰减入射太阳光的黑色印刷物以及散射光遮板进一步限制了穿过前窗玻璃的自由透视。因此，对具有大的张角的摄像机能够在很大程度上检测车辆前方和必要时车辆中的道路场景的要求与前窗玻璃的受限制的自由区域、尤其车辆的前窗玻璃的上方区域中的受限制的自由区域相冲突。

为了在光学穿透面受限制时能够实现摄像机的大的张角，在《Assistentenhinter Glas》(Automobil-Elektronik，2008年8月)中已经提出：在窗玻璃与摄像机光学器件之间的光路中施加一个或多个棱镜。通过这样的棱镜能够减小光路的扩宽。然而，由此由原理决定地限制了光学穿透面的减小。可能出现更强烈的畸变，所述畸变在通常离散采样的图像传感器中可能导致几个图像区域中的不可忽略的信息损失。此外，在具有不同窗玻璃倾斜的相应车辆中应匹配棱镜的光学设计，尤其当应实现基本上恒定的向前视向时。

发明内容

根据本发明，除至少一个透镜元件以外，摄像机光学器件具有至少一个非平面的镜元件，其使摄像机的光轴转向。在此，“使光轴转向”优选理解为光轴延伸穿过镜元件并且相应地被折叠或者被反射。

因此，光轴通过镜元件分成(至少)两个部分轴，它们在镜元件中优选以不等于180°的角彼此相交。原则上也可以设有其他镜元件；但其原则上不是必需的。

因此，镜元件优选也不仅仅设置在光轴之外的边缘区域中，以便补充来自另一检测角的附加信息，如同在附加传感机构的情况下部分已知的那样；更确切地说，镜元件改变光轴走向。此外，镜元件起成像的作用，也就是说，镜元件非平面地构造。有利地，镜元件构造为凹镜或者凹面镜，也就是说其起聚焦的作用。

因此，可以通过至少一个起折叠和聚焦光轴作用的镜元件从该镜元件出发向前——朝向窗玻璃产生汇聚的光束。在此，优选地在摄像机光学器件前方的光路中、尤其在摄像机光学器件与车窗玻璃之间或者也在车窗玻璃内部构造光束腰部(Strahltaille)。

“光束腰部”理解为光路的明显缩窄，优选作为基本上点状的区域，例如作为反转点。

由此已实现以下重要优点：

一个优点在于摄像机、尤其图像传感器的安装位置的构造自由性和摄像机的容纳至少一个透镜元件的主光学器件的安装位置的构造自由性。通过借助镜元件的转向或者折叠可以与行驶轴无关来选择所述位置和方向。因此，例如也可以基本上平行于车窗玻璃和/或靠近车窗玻璃地定位摄像机的大部分，而无需小型地构造摄像机光学器件。因此，可以实现好的成像特性，而不在结构空间的有问题的区域中占据大量位置。