[发明专利]用于机动车的摄像机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的摄像机及一种用于调整这种摄像机的方法。该摄像机尤其可用于检验车道导向或检测在车道更换时的危险，即作为车道更换警报摄像机来使用。

背景技术

作为摄像机，在机动车上另外使用车道更换警报摄像机或车道偏离警报摄像机(LDWC：Lane Departure Warning Camera)，它们用于在车道更换时对驾驶员发出警报。在此情况下离开一个行车道被称为车道更换。车道更换警报摄像机具有一个物镜(Lane DepartureWarning Objective，LDWO)及一个图像传感器，该图像传感器输出用于后继的数据处理的图像信号。车道更换警报摄像机在这里不是用于输出到屏幕上来给出驾驶员信息的光学图像处理；但它们具有几米到几十米，例如50m或100m的监测范围，以便在离开车道(车道更换)时或在车道更换后识别与快得多的或慢得多的物体的可能的碰撞。

在汽车领域中对摄像机，尤其对车道更换警报摄像机提出高的稳定性要求。因此要求在极端气候条件下的存放能力，相对湿热的稳定性及在宽光谱应用范围中足够高的分辨率；而这些摄像机仍应成本有利地被制造。

发明内容

根据本发明的摄像机具有由正好一个透镜及至少一个双平面的光学元件组成的结实结构，该双平面的光学元件带有一个空气间隙地被固定在图像传感器的前面。该至少一个双平面的光学元件尤其可为一个平板，但也可例如为一个楔块。根据本发明，透镜靠触在双平面的光学元件上。

因此给出了一个具有至少一个双平面的光学元件的单透镜的车道更换警报物镜，其中可通过在轴向上在图像传感器的前面纵向调节该物镜来进行聚焦。由此物镜可被简单地插在壳体中或插在透镜架中及可轴向移动地聚焦以及固定所调节的轴向长度。通过将透镜固定地靠触在光学元件或处在前的双平面的光学元件上，不使用附加的辅助手段就可实现可靠的定位，其中在光学元件的相应接触区域中可设置附加的间隔件。

透镜构造有一个凸的前面及一个凹的后面；在此情况下，凹的后面的径向外边缘可被用作靠触在双平面的光学元件的前面上的靠触面或靠触边缘。在此情况下，该靠触面或透镜的后面起到光阑的作用，以致不需要任何其它的光阑；但也可以无间隔或零距离地附加构造一个机械的光阑，其结构可选择得与透镜的光学面无关。

在第一空气-玻璃过渡部分上，即在透镜的前面上通常出现干扰的散射光效应，但根据本发明，通过使用一个足够厚的平板或两个相继布置的平板可明显地减小或完全消除该干扰的散射光效应。

特别有利的是，使用摄像机作为车道更换警报摄像机，因为一个车道更换警报摄像机的物镜(LDWO)不被用于可视系统；因为边缘检测以一定的不清晰度也可足够好地工作，所以在半尼奎斯特频率时20％的MTF就被视为足够了。在此情况下有利地得到一个具有6μm像素间距的LDWO，以致产生出为1/(6μm×2)＝83lp/mm(线对数/毫米)的尼奎斯特频率，由此约40lp/mm的直到半尼奎斯特频率的物镜本机振荡频率可清楚地成像。根据本发明，对于更高的本机振荡频率，MTF应有利地强烈地下降，以避免混叠效应(Aliasing-Effekte)。

此外根据本发明的摄像机还具有其它的应用，尤其是应用在汽车领域中。这里有利地应用于非可视的或不产生图像的(nicht-bildgebende)过程，这些应用用于被检测区域的情况或状态的检测。

根据一个优选的构型，处在前的透镜与图像传感器的图像平面之间的空间的一半以上被双平面的光学元件、例如平板或楔块填充。

根据本发明，该摄像机设计方案，尤其在用作车道更换警报摄像机时，有利地被优化到一个小的横向色差上。

因此，根据本发明的调节可通过将透镜装配到处在前的双平面的光学元件上来进行，然后将这样得到的物镜在轴向上通过例如拧入到透镜架中来聚焦并接着加以固定。

附图说明

图1至11示出根据本发明的具有一个由一个矿物玻璃作的透镜与一个平板组成的物镜的摄像机的第一实施形式：

图1为一个沿着光轴的轴向截面图；

图2为横向像差的视图；

图3为摄像机的瞳线斑图；

图4为横向色差曲线图；

图5示出用于10，20及40lp/mm(每毫米线对数)的调制传递函数(MTF)；

图6示出用于5，10，20lp/mm的调制传递函数；

图7示出图像平面中的失真；

图8示出与视场角相关的相对照射强度；

图9示出与视场角相关的相对透射率；