[发明专利]成像系统和鱼眼镜头

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的鱼眼镜头。此外，本发明还涉及一种具有权利要求9的特征的成像系统。

背景技术

机动车的车载成像系统用于对周围环境进行光学扫描，以便提供用于驾驶员辅助系统的数据。驾驶员辅助系统例如可以是车道辅助(Lane Departure Warning/LDD：车道偏离报警)或者是泊车辅助。有利于简单且节省成本的结构地，成像系统通常包括具有鱼眼特征的镜头。鱼眼镜头通常具有180°范围内的视角(Bildwinkel)并且将周围环境或多或少严重畸变地成像在图像传感器上。在图像传感器后面连接有处理装置，所述处理装置补偿鱼眼镜头的畸变。

DE 10 2005 043 412 A1示出一种用于机动车的车载摄像装置的由光学系统和图像传感器构成的装置，其中，光学系统的光轴和图像传感器的光轴彼此成角度地设置。

在鱼眼镜头的情况下，可能存在不同的畸变，其取决于镜头的透镜的弯曲(Krümmung)。一些有利的畸变在光学上实现比较困难，使得这些畸变通过所摄取的图像的再处理或校正来实现。

通常，通过鱼眼镜头产生的有用图像是圆形的。如果使用具有各个规则设置的像素的矩形图像传感器——如同其例如在数字摄像机中常用的那样，则在圆形的有用图像之外的像素是多余的。如果有用图像比图像传感器更大，例如使得有用图像的直径相当于图像传感器的对角线，则尽管所有像素都可以用于扫描有用图像，但有用图像的一部分位于图像传感器之外，从而出现信息损失。

发明内容

因而，本发明的任务在于，提供一种高质量的紧凑的鱼眼镜头以及一种装备有所述鱼眼镜头的成像系统。

本发明借助于具有权利要求1的特征的鱼眼镜头和具有权利要求9的特征的成像系统解决所述任务。从属权利要求反映了优选的实施方式。

根据本发明的用于机动车中的驾驶员辅助系统的鱼眼镜头具有至少约180°的视角，其中，镜头的透镜与旋转体不同，使得镜头的有用图像是基本上矩形的。

通过使用在垂直于光轴的不同平面上具有不同曲率的透镜，可以矩形地而不是圆形地构建镜头的有用图像。由此，在镜头尺寸小的情况下，可以使镜头的渐晕最小化并且可以足够均匀地构建有用图像的照明。

优选地，透镜被如此成形，使得镜头的成像至少在有用图像的接近中间的区域中是基本上线性划分的。进一步优选地，透镜被如此成形，使得镜头在外部区域中的成像沿着有用图像的侧边之一是至少部分等角的。

成像涉及镜头的特性，如与光轴以一个预先确定的角度设置的对象以距光轴的另一预先确定的距离成像在有用图像中。在此，区分不同的成像函数(Abbildungsfunktion)，为这些成像函数的中一些分配了以下名称：等角的(winkeltreu)、线性划分的、等面的和正交。这些成像之间的混合形式同样是可能的，使得至少部分等角的成像是位于线性的成像与等角的成像之间的成像。

在一个优选的实施方式中，透镜在平行于有用图像的第一侧的中心点截面中具有非球面的第一弯曲而在平行于有用图像的第二侧的中心点截面中具有不同于第一弯曲的第二弯曲。第二弯曲可以是球面的或者同样是非球面的。由此，鱼眼效应沿着有用图像的不同延伸方向可以具有不同的程度。这样，镜头的畸变可以与例如驾驶员辅助系统的成像需求相匹配。

在所述透镜与图像传感器之间可以设有用于校正由所述透镜引起的散像(Astigmatismus)的另一透镜。散像可以通过透镜在不同方向上的不同弯曲决定。

平行于有用图像的平面，透镜可以具有矩形形状的轮廓或者以下图形形状的轮廓：其轮廓在矩形与内切矩形的圆形之间。通过透镜轮廓的这种近似矩形的形状，不仅透镜而且鱼眼镜头可以被紧凑地构造。

鱼眼镜头还可以包括另一透镜，其中，更接近有用图像的平面的那个透镜具有更相当于矩形的轮廓，而更远离有用图像的平面的那个透镜具有更相当于圆的轮廓。尤其是在透镜的不同方向上具有不同弯曲的情况下，出现散像形式的成像误差，所述成像误差可以通过光路中的附加的透镜来修正。通过所描述的透镜轮廓的构型，可以优化光学成像，而同时使镜头保持紧凑。

根据本发明的成像系统包括所描述的鱼眼镜头以及设置在有用图像的区域中的图像传感器和用于根据镜头的几何成像来校正由图像传感器提供的图像的处理装置。通过相应地选择成像和校正，经校正的图像可以具有比具有旋转对称的透镜的类似成像系统更高的图像质量。

附图说明

现在参考附图进一步描述本发明，在附图中：

图1示出了成像装置；

图2示出了图1的成像装置的透镜；