用于机动车的包括光学平面传感器和光学镜组的装置以及该装置在车辆中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于机动车的装置，其包括至少一个具有一个光学半轴的光学平面传感器和入射光瞳。例如视频传感器和静止图像传感器用于这种平面传感器。这种装置可以例如使用在车辆中和/或由车辆包括。
【背景技术】
[0002]具有光学平面传感器(成像器)和入射光瞳的装置例如用作车辆中的前置摄像头。在此，该装置这样布置在关于车辆的纵轴线位于车辆的前窗玻璃之后的区域中，以使得光学半轴与前窗玻璃相交，并且该装置图像地检测另一个关于纵轴线位于车辆的前窗玻璃之前的、特别是位于该车辆之前的区域。
[0003]通过平面传感器的延伸以及平面传感器和入射光瞳之间的距离确定一个张角。所述装置可以附加地包括一个或者多个成像的光学镜组。
[0004]已检测的图像和/或视频可以多方面地使用。所述图像和/或视频可以例如为了帮助司机例如通过驾驶辅助系统在屏幕上被显示和/或被自动地分析，所述驾驶辅助系统确定距前行车辆的距离。
[0005]车辆表示在一个轴线系统中，其中，纵轴线水平地并且平行于车辆的行驶方向延伸，其中，竖轴竖直地延伸。横轴线垂直于纵轴线并且垂直于竖轴延伸。横轴线和纵轴线确定了一个水平平面，前窗玻璃相对于该水平平面以不同于0°和90°的角度倾斜，其中，360°相应于全圆。所述倾斜可以沿着竖轴和/或沿着横轴线改变。
[0006]所述装置距前窗玻璃的距离和张角确定了前窗玻璃的可见范围，如果要使用完全的张角，则所述装置穿过所述可见范围“观察”并且因此所述可见范围必须是透明的。
[0007]所述装置例如可以安置在中央后视镜的底部中，其中，该底部可以固定在前窗玻璃上。在此，可固定所述底部的前窗玻璃区域可以部分地包括所谓的黑色印花。然而如果要使用完全的张角，则可见范围必须不包括黑色印花。
[0008]值得争取的是，尽可能小地形成可见范围，以便使从外部对所述装置的可视性最小化、减小前窗玻璃作为放大的附加透镜的作用和/或使黑色印花最大化。
[0009]如果要使用完全的张角，则这可以例如通过减小所述装置距前窗玻璃的距离实现。然而所述装置的结构尺寸决定了最小的距离。此外可能的是，使光学半轴和前窗玻璃的法线之间的角度最小化。然而值得争取的是，使光学轴线保持与车辆的水平平面平行。然而平面传感器的光学半轴则这样与前窗玻璃相交，以使得所述光学半轴与相对于前窗玻璃的法线的倾斜相应地倾斜。
[0010]如果所述装置利用水平的光学半轴以与前窗玻璃最小的距离来布置，则也可以通过以下方式进一步减小可见范围，即一个光学元件布置在所述装置和前窗玻璃之间。因此，公开文献DE 10 2008 0270 307 Al描述了一种以棱镜布置形式的光学元件，所述光学元件具有至少两个彼此前后布置的由光学透明材料构成的棱镜，其中，所述棱镜这样取向，以使得所述棱镜具有相反的折射方向，并且所述棱镜的朝向彼此的平面不平行地延伸。美国专利申请2003/0010890 Al研究了一种玻璃镜片，所述玻璃镜片成角度地安置在摄像机之前。
【发明内容】
[0011]发明人认识到，在给定最小距离的情况下能够进一步减小可见范围。
[0012]这根据本发明通过根据权利要求1所述的用于机动车的装置实现。根据权利要求10，所述装置可以使用在车辆中。
[0013]根据本发明的装置包括具有光学半轴的光学平面传感器、入射光瞳和具有至少一对平行的表面的光学元件。所述装置的特征在于，光学元件具有至少沿着与所述表面平行的方向至少在光学元件的一个边缘和光学元件的中心之间随着距所述中心的距离增加而减小的折射率。在此，光学元件关于平面传感器这样布置，以使得平行的所述表面垂直于光学半轴布置。
[0014]由于垂直于光学半轴增加的折射率，实现了垂直于光学半轴地布置具有平行的表面的光学元件，从而所述组件需要最小的结构空间。
[0015]在一个优选的实施方式中，折射率在光学元件的中心和一个对置的边缘之间随着距所述中心的距离增加而增加。
[0016]那么可以实现特别强地减小可见范围。
[0017]也可能的是，折射率在光学元件的中心和一个对置的边缘之间是恒定的。
[0018]在一个与中部距光学半轴的距离相比更远距离的下部区域中可以实现显著地减小可见范围。因此足够的是，折射率在该下部区域中改变。
[0019]折射率可以随着距中心的距离线性地增加或者减小。光学元件则可以特别简单地制造。
[0020]光学半轴可以与光学元件的中心重合。
[0021]光学轴线可以与光学元件的对置的边缘重合。足够的是，折射率在下部区域中改变。
[0022]光学元件在所述方向上可以具有大于1.3的折射率。光学元件在所述方向上可以具有小于1.8、优选地小于1.6的折射率。所述折射率在实验中表明是适宜的。
[0023]在一个另外的垂直于光学半轴并且垂直于所述方向的方向上，光学元件可以构造为不具有折射率改变。光学元件则可以特别容易地制造。
[0024]根据本发明提出的在包括前窗玻璃和具有竖轴的车辆中的应用是根据本发明的装置的布置，从而光学半轴与前窗玻璃相交并且相对于前窗玻璃的法线以不同于0°和90°的角度倾斜，并且所述方向处于由光学轴线和所述法线撑开的平面中。
[0025]因此，所述装置可以集成在微小构造的中央后视镜的底部中，所述底部在前窗玻璃上立在黑色印花区域中，其中，作为所述装置的可见范围的透明的区域在黑色印花区域内被减小。
[0026]本发明的有利的进一步方案在从属权利要求中给出并且在说明中说明。
【附图说明】
[0027]根据附图和下述的说明详细地说明本发明的实施例。附图中:
[0028]图1示例性地示出通过具有和不具有光学元件的前窗玻璃的光路，所述光学元件具有至少沿着一个方向至少在光学元件的一个边缘和光学元件的中心之间随着距所述中心的距离增加而减小的折射率，
[0029]图2示出可见范围的高度的示例性的减小，
[0030]图3示例性地示出通过前窗玻璃和根据本发明的根据第一实施例的装置的光路，
[0031]图4示例性地示出通过前窗玻璃和根据本发明的根据第二实施例的装置的光路，
[0032]图5示出示例性的第一折射率曲线，
[0033]图6示出示例性的第二折射率曲线，
[0034]图7示出示例性的第三折射率曲线。
【具体实施方式】
[0035]图1中示例性地示出通过具有和不具有光学元件的前窗玻璃的光路，所述光学元件具有至少沿着一个方向至少在光学元件的一个边缘和光学元件的中心之间随着距所述中心的距离增加而减小的折射率。
[0036]具有一对平行的表面31，32的光学元件30关于前窗玻璃40这样布置，以使得平行于所述表面31，32的方向Rl与前窗玻璃的法线R2既不平行也不垂直地延伸，折射率沿着该方向随着距中心的距离增加而减小。所述光学元件30可以例如制造为梯度折射率玻璃并且则也称为折射率玻璃镜片。梯度折射率玻璃例如可通过离子扩散过程来制造并且可以例如具有线性的