Title:
Streulichtfalle für eine Kamera einer mobilen Einheit
Kind Code:
A1
Abstract:

Streulichtfalle (100) für eine Kamera (110) einer mobilen Einheit (120), wobei die Streulichtfalle (100) eine Streulicht reduzierende Struktur (101) besitzt, welche, mit der Richtung des in die Kamera (110) einfallenden Lichtstrahls (1), abwechselnd wiederholende ansteigend plane Flächen (102) und abfallende Flächen (103) aufweist, wobei die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120), abhängig von vorgegebenen Kriterien, wenigstens teilweise unterschiedlich sind oder dem größtmöglichen Winkel entsprechen.



Inventors:
Faridian, Ahmad (70569, Stuttgart, DE)
Application Number:
DE102015214189A
Publication Date:
02/02/2017
Filing Date:
07/27/2015
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102014217749A1N/A2016-03-10
DE102004058683A1N/A2006-06-14
DE3004931A1N/A1981-08-20
Foreign References:
WO2014141357A12014-09-18
Claims:
1. Streulichtfalle (100)
• für eine Kamera (110) einer mobilen Einheit (120),
• wobei die Streulichtfalle (100) eine Streulicht reduzierende Struktur (101) besitzt, welche,
– mit der Richtung des in die Kamera (110) einfallenden Lichtstrahls (1),
– abwechselnd wiederholende ansteigend plane Flächen (102) und abfallende Flächen (103) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
• die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120),
• abhängig von vorgegebenen Parametern,
– wenigstens teilweise unterschiedlich sind oder
– dem größtmöglichen Winkel entsprechen.

2. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120),
– abhängig von wenigstens einem vorgegebenen Strukturparameter
und/oder
– abhängig von wenigstens einem vorgegeben kennzeichnenden Parameter der mobilen Einheit (120),
– insbesondere die Bauart der mobilen Einheit (120) betreffend,
und/oder
– abhängig von wenigstens vorgegebenen einem Kameraparameter,
• wenigstens teilweise unterschiedlich sind oder
• dem größtmöglichen Winkel entsprechen.

3. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120),
– abhängig von wenigstens einem vorgegebenen Strukturparameter,
– welcher von einer Lage der ansteigenden Flächen (102) relativ zur Struktur (101) der Streulichtfalle (100) und/oder relativ zur mobilen Einheit (120) und/oder
– dem Verlauf der ansteigenden Flächen (102) der Struktur (101),
• relativ zur Kamera (110) und/oder der mobilen Einheit (120),
abhängt,
• wenigstens teilweise unterschiedlich sind oder
• dem größtmöglichen Winkel entsprechen.

4. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120),
– abhängig von wenigstens einem vorgegebenen kennzeichnenden Parameter der mobilen Einheit (120),
– welcher vom Neigungswinkel der Windschutzscheibe (121) der mobilen Einheit (120) abhängt,
• wenigstens teilweise unterschiedlich sind oder
• dem größtmöglichen Winkel entsprechen.

5. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120),
– abhängig von wenigstens einem vorgegebenen Kameraparameter,
– welcher vom Sichtfeld der Kamera (110) abhängt,
• wenigstens teilweise unterschiedlich sind oder
• dem größtmöglichen Winkel entsprechen.

6. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120),
– abhängig vom Abstand zwischen der jeweiligen ansteigenden Fläche (102) und dem Objektiv (111) der Kamera (110),
zum Objektiv (111) der Kamera (110) hin
– wenigstens teilweise zunehmen oder
– dem,
– nach vorgegeben Kriterien bestimmten,
größtmöglichen Winkel entsprechen.

7. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Ausdehnung der ansteigend planen Flächen (102),
– abhängig vom Abstand der jeweiligen ansteigenden Fläche (102) zum Objektiv (111) der Kamera (110),
zum Objektiv (111) der Kamera (110) hin
– wenigstens teilweise abnimmt oder
– der,
– nach vorgegeben Kriterien bestimmten,
kleinstmöglichen Ausdehnung entsprechen.

8. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
• die abfallenden Flächen (103)
– konkav oder
– konvex oder
– wellenförmig
– geformt sind.

9. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
• die abfallenden Flächen konkav oder konvex geformt sind,
• wobei die Krümmungen der abfallenden Flächen (103) von vorgegebenen Krümmungsradien (150) abhängen.

10. Streulichtfalle (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
• die abfallenden Flächen (103) konkav oder konvex geformt sind,
wobei die Krümmungen der abfallenden Flächen (103) von vorgegeben Krümmungsradien (150) abhängen und die Krümmungsradien (150) wenigstens teilweise unterschiedlich sind.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Streulichtfalle für eine Kamera einer mobilen Einheit, wobei die Streulichtfalle eine Streulicht reduzierende Struktur besitzt, welche, mit der Richtung des in die Kamera einfallenden Lichtstrahls, abwechselnd wiederholende ansteigend plane Flächen und abfallende Flächen aufweist.

Stand der Technik

Die DE 10 2004 058 683 A1 offenbart eine Streulichtblende zur Reduzierung des in eine Kamera fallenden Streulichts, welche jeweils aus einer Primärstruktur besteht und additiv eine Sekundärstruktur umfasst. Die offenbarten Primärstrukturen zeichnen sich unter anderem durch ebene Flächen und sogenannte Stirnseiten aus, welche sich abwechselnd wiederholen. In diesem Fall verlaufen die ebenen Flächen in einem Neigungswinkel α, der verschieden von 0 ist, d.h. die ebenen Flächen sind bezogen auf die Kanten der einzelnen Stufen entweder nach oben oder nach unten geneigt ausgebildet. In Bezug auf die Stirnseiten der einzelnen Stufen sind diese in einem Neigungswinkel β orientiert, der ungleich 90° ist. Dies bedeutet, dass die Stirnseiten der einzelnen Stufen in Bezug auf die Vertikale in einem Winkelbereich zwischen 80° und 110° verlaufend ausgebildet sind.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine Streulichtfalle für eine Kamera einer mobilen Einheit offenbart, wobei die Streulichtfalle eine Streulicht reduzierende Struktur besitzt, welche, mit der Richtung des in die Kamera einfallenden Lichtstrahls, abwechselnd wiederholende ansteigend plane Flächen und abfallende Flächen aufweist.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene der mobilen Einheit, abhängig von vorgegebenen Parametern, wenigstens teilweise unterschiedlich sind oder dem größtmöglichen Winkel entsprechen.

Bei der mobilen Einheit kann es sich beispielsweise um ein bemanntes Fahrzeug, wie vier- und zweirädrige Kraftfahrzeuge, Schiffe oder auch flugfähige Fahrzeuge handeln. Es kann sich aber auch beispielsweise um unbemannte Fahrzeuge, wie Drohnen, handeln.

Unter der Bewegungsebene der mobilen Einheit ist die Ebene zu verstehen, in welcher sich die mobile Einheit zu jedem Zeitpunkt befindet, das heißt sie bewegt und dreht sich mit dem Fahrzeug mit. Handelt es sich bei der mobilen Einheit beispielsweise um ein vierrädriges Kraftfahrzeug, wäre unter der Bewegungsebene der mobilen Einheit zum Beispiel eine Ebene parallel zu den vier Rädern des Kraftfahrzeugs zu verstehen.

Der größtmögliche Winkel ist genau der Winkel der zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene vorliegen muss, damit die Streulicht reduzierende Struktur ihrer Aufgabe, welche darin besteht das Streulicht soweit wie möglich zu reduzieren, nachkommt.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die Streulicht reduzierende Struktur der Streulichtfalle aufgrund der erfindungsgemäßen Form, keine beziehungsweise kaum reflektierte Lichtstrahlen in das Objektiv der Kamera fallen können. Da dieser Effekt durch die geometrische Struktur, sprich dem geometrischen Aufbau der Streulicht reduzierenden Struktur erreicht wird, spielt das Material aus dem die Streulichtfalle besteht keine Rolle. Dadurch können auch kostengünstige Materialen zur Herstellung solch einer Streulichtfalle benutzt werden. Weiterhin spielen aufgrund der geometrischen Form der Streulichtfalle auch die verschiedenen Wellenlängen des einfallenden Lichts keine Rolle. Dieser Vorteil zeigt sich vor allem dahingehend, dass die Streulichtfalle auch für beispielsweise infrarotes Licht funktioniert und Streulicht derart herausfiltert, dass es nicht in das Objektiv der Kamera fallen kann. Dies ersetzt die Verwendung absorbierender Materialen, welche sehr häufig nur für Licht einer bestimmten Wellenlänge im Sinne einer Streulichtfalle funktionieren und zudem teurer sind. Durch die mögliche Anpassung der Streulichtfalle beziehungsweise der Anpassung der Streulicht reduzierenden Struktur der Falle beispielsweise an Parameter der Kamera und/oder der mobilen Einheit, ist die Streulichtfalle in sehr vielfältiger Weise, das heißt bei nahezu jeder möglichen Kamera einer nahezu jeder möglichen mobilen Einheit anwendbar.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene der mobilen Einheit, abhängig von wenigstens einem vorgegebenen Strukturparameter und/oder abhängig von wenigstens einem vorgegebenen kennzeichnenden Parameter der mobilen Einheit, insbesondere die Bauart der mobilen Einheit betreffend, und/oder abhängig von wenigstens einem vorgegebenen Kameraparameter, wenigstens teilweise unterschiedlich oder entsprechen dem größtmöglichen Winkel.

Vorzugsweise sind die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene der mobilen Einheit abhängig von wenigstens einem vorgegebenen Strukturparameter. Dieser Strukturparameter hängt dabei von einer Lage der ansteigenden Flächen relativ zur Struktur der Streulichtfalle und/oder relativ zur mobilen Einheit und/oder von dem Verlauf der ansteigenden Flächen der Struktur relativ zur Kamera und/oder der mobilen Einheit ab. Die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene der mobilen Einheit sind wenigstens teilweise unterschiedlich oder entsprechen dem größtmöglichen Winkel.

Bevorzugt sind die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene der mobilen Einheit abhängig von wenigstens einem vorgegebenen kennzeichnenden Parameter der mobilen Einheit, welcher vom Neigungswinkel der Windschutzscheibe der mobilen Einheit abhängt, wenigstens teilweise unterschiedlich oder entsprechen dem größtmöglichen Winkel.

Vorzugsweise sind die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene der mobilen Einheit, abhängig von wenigstens einem vorgegebenen Kameraparameter, welcher vom Sichtfeld der Kamera abhängt, wenigstens teilweise unterschiedlich oder entsprechen dem größtmöglichen Winkel.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nehmen die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen und der Bewegungsebene der mobilen Einheit, abhängig vom Abstand zwischen der jeweiligen ansteigenden Fläche und dem Objektiv der Kamera, zum Objektiv der Kamera hin wenigstens teilweise zu oder entsprechen dem, nach vorgegeben Kriterien bestimmten, größtmöglichen Winkel.

Bevorzugt nimmt die Ausdehnung der ansteigenden Flächen, abhängig vom Abstand der jeweiligen ansteigenden Fläche zum Objektiv der Kamera, zum Objektiv der Kamera hin wenigstens teilweise ab oder entsprechen der, nach vorgegeben Kriterien bestimmten, kleinstmöglichen Ausdehnung.

Vorzugsweise sind die abfallenden Flächen der Streulichtfalle konkav oder konvex oder wellenförmig geformt.

Bevorzugt sind die abfallenden Flächen der Streulichtfalle konkav oder konvex geformt, wobei die Krümmungen der abfallenden Flächen von vorgegebenen Krümmungsradien abhängen.

Bevorzugt sind die abfallenden Flächen der Streulichtfalle konkav oder konvex geformt, wobei die Krümmungen der abfallenden Flächen von vorgegeben Krümmungsradien abhängen und die Krümmungsradien wenigstens teilweise unterschiedlich sind.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 die Streulichtfalle (100) unterhalb der Windschutzscheibe (121) einer mobilen Einheit (120).

2 die Streulichtfalle (100) mit einer Streulicht reduzierenden Struktur (101).

3 einen Ausschnitt der Streulicht reduzierenden Struktur (101) der Streulichtfalle (100) mit Details einer beispielhaften Anordnung der ansteigend planen Flächen (102) und den abfallenden Flächen (103).

Ausführungsformen der Erfindung

Die folgenden Erklärungen und Ausführungen zu den 1, 2 und 3 zeigen rein beispielhaft die Funktionsweise der Streulichtfalle (100) anhand einer ausgewählten beispielhaften Anordnung (1) und einer rein beispielhaften Ausführungsform (2), welche detaillierter, aber beispielhaft ausgeführt wird (3).

In der 1 ist die Streulichtfalle (100) ohne Details über ihre Struktur (101) unterhalb der Windschutzscheibe (121) einer mobilen Einheit gezeigt (120).

Bei der mobilen Einheit (120) kann es sich beispielsweise um ein bemanntes Fahrzeug, wie vier- und zweirädrige Kraftfahrzeuge, Schiffe oder auch flugfähige Fahrzeuge handeln. Es kann sich aber auch beispielsweise um unbemannte Fahrzeuge, wie Drohnen, handeln.

Die Windschutzscheibe (121) der mobilen Einheit (120) stellt hier einen reflektierenden Gegenstand dar, welcher die Ausgestaltungsmöglichkeiten der hier beanspruchten Streulichtfalle (100) mit ihrer Streulicht reduzierenden Struktur (101) vorteilhaft veranschaulichen soll. Dabei sind selbstverständlich auch andere reflektierende Gegenstände und somit auch andere Anordnungsmöglichkeiten der Streulichtfalle (100) denkbar.

Die Streulichtfalle befindet sich unterhalb des Objektivs (111) vor einer Kamera (110) angebracht. Anhand eines einfallenden Lichtstrahls (1) und dessen weiteren Verlauf (2, 3, 4) soll die Funktionsweise der Streulichtfalle skizziert werden. Ohne die Streulicht reduzierende Struktur (101) wird der einfallende Lichtstrahl (1) reflektiert und trifft anschließend wieder auf die Windschutzscheibe (121) der mobilen Einheit (120). Dabei wird ein Teil des Lichtstrahls (3) wiederum reflektiert und fällt damit in das Objektiv (111) der Kamera (110). Der andere Teil des Lichtstrahls (4) durchdringt die Windschutzscheibe und kann somit nicht mehr in das Objektiv (111) der Kamera (110) fallen.

Der Verlauf des Lichtstrahls (1, 2, 3), welcher in das Objektiv (111) fällt, also ohne den Anteil des Lichtstrahls (4), welcher erneut die Windschutzscheibe (121) der mobilen Einheit (120) durchdringt, sorgt nun für eine fehlerhafte und/oder ungenaue bzw. unscharfe Aufnahme der Kamera (110), da der reflektierte Lichtstrahl (3), welcher erst nach der Reflektion in das Objektiv (111) der Kamera (110) fällt, beispielsweise eine falsche Darstellung der Umgebung der mobilen Einheit (120) liefert oder auch zu einem Überbelichten und somit einer unbrauchbaren Aufnahme führen kann. Durch das Anbringen einer Streulichtfalle (100) mit einer Streulicht reduzierenden Struktur (101), wie sie die vorliegende Schrift offenbart, kann der reflektierte Lichtstrahl (3) nun so umgelenkt werden, dass er nicht in das Sichtfeld der Kamera (110) fällt.

In der 2 ist die Streulicht reduzierende Struktur (101) der Streulichtfalle (100) in einer möglichen Ausführungsform gezeigt. Dabei besteht die Struktur (101) aus sich abwechselnd wiederholenden ansteigend planen Flächen (102) und abfallenden Flächen (103).

Die ansteigend planen Flächen (102) unterscheiden sich von den abfallenden Flächen (103) darin, dass die abfallenden Flächen auch konkav, konvex, oder auch wellenförmig geformt sein können. In der in der 2 gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei den abfallenden Flächen ausschließlich um plane Flächen.

In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Struktur aus drei verschiedenen Bereichen (10, 20, 30) in denen sich die Dichte der ansteigend planen Flächen (102) und der abfallenden Flächen (103) innerhalb des jeweiligen Bereichs konstant, aber im Vergleich mit den anderen Bereichen jeweils unterschiedlich ist. Diese Dichte nimmt in Richtung des einfallenden Lichtstrahls (1) zur Kamera (110) zu. Dabei nimmt in dieselbe Richtung die Ausdehnung der ansteigend planen Flächen (102) ab und die Steigung der ansteigend planen Flächen (102) Im Vergleich zu vorhergehenden Bereichen zu. Genauer gesagt, zeigen die ansteigend planen Flächen (102) des hier gezeigten mittleren Bereichs (20) eine größere Steigung, als die Steigung der ansteigen planen Flächen (102) des vorhergehenden Bereichs (10). Im Gegenzug nimmt die Ausdehnung der ansteigend planen Flächen (102) ab.

In einer anderen Ausführungsvariante können alle ansteigend planen Flächen (102) auch dieselbe Steigung beziehungsweise dieselbe Ausdehnung in Richtung des einfallenden Lichtstrahls (1) besitzen. Die Details hierzu, also wie die Steigung zu wählen ist beziehungsweise wovon die Steigung abhängt, werden in den Erklärungen zu 3 erläutert.

In der 3 ist ein Ausschnitt der Streulichtfalle (100) mit ihrer Streulicht reduzierenden Struktur dargestellt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen der drei gezeigten Bereiche (10, 20, 30) aus 2 handeln. Der Bereich ist hier ganz allgemein als n-ter Bereich bezeichnet und die Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120) (beziehungsweise der Winkel zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und jeder zur Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120) parallelen Ebene) innerhalb den n-ten Bereichs als αn.

Dies bedeutet, dass es beliebig viele Bereiche vor dem n-ten Bereich geben kann, also die Bereiche 1 bis n – 1, und beliebig viele danach, mit den Indizes n + 1, sowie alle nachkommenden Indizes. Entscheidend ist dabei, dass die Winkel αn jeweils größer gleich den Winkeln α1 bis αn-1 sind für alle möglichen Indizes n und dass die Winkel αn jeweils kleiner gleich den Winkeln αn+1 bis αN sind für alle möglichen Indizes n, wobei der Index N hier die Anzahl aller Bereiche definiert. Es gibt also einen maximalen Winkel αmax und einen minimalen Winkel αmin, wobei diese gleich groß sein können, also αn = αmin = αmax für alle Indizes n mit 1 kleiner gleich n kleiner gleich N.

Ebenso gibt es zu jedem Bereich n, mit 1 kleiner gleich n kleiner gleich N, einen Ausfallswinkel φn, welcher den Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl (2) und der Bewegungsebene (125) beschreibt.

Eine weitere Größe zum Festlegen der Winkel αn zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120) ist der Einfallswinkel μ zwischen dem einfallenden Lichtstrahl (1) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit.

In einer möglichen Ausgestaltungsform gilt für die Winkel, αmax = [φmax – μ]/2,als Zusammenhang zwischen dem maximalen Winkel αmax wie er oben beschrieben wurde und dem maximalen Ausfallswinkel φmax zwischen dem reflektierten Lichtstrahl (2) und den ansteigend planen Flächen (102). Der Winkel φmax wiederum lässt sich in Abhängigkeit der Position sowie Anordnung der Kamera (110) relativ zur Windschutzscheibe (121) der mobilen Einheit (120) beziehungsweise anderen Bezugspunkten in anderen Ausführungsbeispielen, derart bestimmen, dass kein reflektierter Lichtstrahl (3) mehr in das Sichtfeld der Kamera (110) fallen kann. Anschließend werden alle weiteren Winkel αn derart entsprechend den oben aufgeführten Kriterien festgelegt, dass jeder Winkel αn zwischen den ansteigend planen Flächen (102) und der Bewegungsebene (125) der mobilen Einheit (120) im n-ten Bereich kleiner gleich dem entsprechenden Winkel im nachfolgenden Bereich beziehungsweise größer gleich dem entsprechenden Winkel im vorhergehenden Bereich ist.

Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Beispiele möglich.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102004058683 A1 [0002]