多个成像器的车辆光学传感器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及车辆光学传感器系统，且更具体地涉及具有通过公共或主透镜接收图像的光电子器件的光学传感器系统。
【背景技术】
[0002]光学传感器系统常常用于汽车和其它车辆以提供车辆周围或附近区域的图像。在某些实例中，这些图像用于各种车辆警告和控制系统。在前视光学传感器系统的实例中，由传感器提供的图像用作防撞、车道偏离探测、前方碰撞警告、侧面警告、自适应巡航控制、夜视、头灯控制、雨水感应系统以及其它等等的输入。前视光学传感器系统可定位在靠近后视镜的挡风玻璃后面以获得类似于驾驶员视线的前方道路视线。光学传感器系统还可用于观察车辆后面的区域，用于倒车、拖车拖拉、后方碰撞警告及后盲区警告的系统。此外，光学传感器系统可用于确定约束系统、后座乘员监视或安全和入侵探测系统的乘员位置。
[0003]这些车辆警告或控制系统中的每一个所使用的单个传感器系统的成本，加上将多个光学传感器系统有效地安装在车辆中的挑战，使得可令人满意地使用集成传感器系统以提供图像给多个汽车警告和控制系统。遗憾的是，在使用基于单一光电子器件的系统时，性能权衡由于每个车辆警告和控制系统的光敏度、光谱灵敏度和视野的具体需要而存在。这些性能权衡已经事先排除每个车辆警告和控制系统的最佳性能。
[0004]例如，夜视系统由于需要在具有非常小的有源照明的长范围下识别物体的反差，可需要具有高光敏度的光学传感器系统。相反地，由于日光或头灯(在较近的范围)提供足够的照明，因此车道偏离系统可适应具有较低光敏度的光学传感器系统。
[0005]光敏度主要由光学传感器系统中使用的以将光信号转换成电信号的光电子器件的像素大小确定；越大像素具有越多用于撞击像素并被吸收的光子的可用区域。如本文所使用的，光电子器件是可操作成产生视频信号的光学传感器系统的元件。然而，像素大小越大，则对于等效像素分辨率需要越大光电子器件。给定像素大小的光敏度可通过增加曝光时间提高。然而，较长的曝光时间会降低图像的帧频。此外，光敏度可通过使用较大光圈的透镜以允许更多的光落在传感器的像素上来提高。然而，越大的光圈通常需要越大的透镜，这增加了光学传感器系统的包装尺寸。
[0006]不同车辆警告和控制系统还可能需要具有不同光谱灵敏度的光学传感器系统。例如，尾灯探测系统可要求红光灵敏度，车道偏离探测系统可要求黄光灵敏度，而夜视系统可要求红外光灵敏度。存在着在基于单一光电子器件的系统用于这些车辆警告和控制系统中的全部三个时可能需要的性能权衡。
[0007]不同车辆警告和控制系统还可要求具有不同视野的光学传感器系统。例如，雨水探测系统可要求宽视野，而自适应巡航控制系统可要求较窄视野。再次强调，使用基于单一光电子器件的系统可需要性能权衡。
【发明内容】
[0008]根据一个实施例，提供了适于用在车辆上的光学传感器系统。系统包括主透镜、光漫射器和多个光电子器件。主透镜定位在车辆上以观察车辆周围的视野。主透镜的特征是限定焦平面。光漫射器定位成靠近主透镜的焦平面。漫射器构造成显示来自主透镜的视野的图像。多个光电子器件构造成查看漫射器。多个光电子器件包括可操作成产生指示在漫射器的第一部分上的图像的第一视频信号的第一光电子器件，以及可操作成产生指示在漫射器的第二部分上的图像的第二视频信号的第二光电子器件。
[0009]在一个实施例中，第一光电子器件构造成对第一光波长范围敏感，而第二光电子器件构造成对不同于第一光波长范围的第二光波长范围敏感。
[0010]其它特征和优点在阅读以下较佳实施例的详细描述上会更清楚地明了，描述仅以非限制实例的方式并参照附图给出。
【附图说明】
[0011]现将参照附图以示例的方式描述本发明，附图中:
[0012]图1是根据一个实施例的具有多个成像器的光学传感器系统的侧视图；
[0013]图2是根据一个实施例的图1所示的系统的细节侧视图；
[0014]图3A、3B和3C是根据一个实施例的图1所示的系统的细节侧视图组合；
[0015]图4A和4B分别是根据一个实施例的图1所示的系统的细节侧视图和正视图；以及
[0016]图5是根据一个实施例的图1所示的系统的细节示意图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了在下文中称为系统10的光学传感器系统的非限制性实例。通常，系统10适于用在车辆(未示出)上。然而，应该考虑，本文所述的系统10会对诸如建筑安全系统的非车辆应用有用。
[0018]系统包括例如定位在车辆上以观察车辆周围的视野14的主透镜12。视野14可指向车辆的前方以探测车辆行进路径中或附近的物体，或可指向车辆旁边的区域以探测可能占据车辆驾驶员的所谓“盲点”的相邻车道中的其它车辆物体。或者，视野14可指向车辆后方以探测例如倒车时在车辆后面的物体，或在拖拉时监视拖车。视野14还可包括车辆内部的区域，以探测乘员是否在正确座位位置以控制诸如气囊的辅助约束系统的激活，或以监视车辆后座上的乘客。
[0019]主透镜12可像单个双凸透镜元件一样简单，或可以是构造成从视野14聚集光的透镜和/或镜子的复杂组合。借助另一实例，主透镜12可构造成提供车辆周围的整个区域的‘鸟瞰图’或全景。通常，主透镜12构造成将视野14中的物体18的图像16聚焦到焦平面20上。换言之，主透镜12的特征可以是限定焦平面20。应该理解，焦平面20可不是所示的平坦平面，而通常是曲面。焦平面20在本文中示出为平坦仅是为了简化附图。
[0020]系统10可包括定位在或靠近主透镜12的焦平面20的光学漫射器22。通常，漫射器22构造成显示来自主透镜12的视野14中的物体18的图像16，因此，多个光电子器件24可各自布置成查看由漫射器22限定的视区26的全部或部分。在一个实施例中，漫射器22是半透明的并可类似于毛玻璃片。这样，图像(前像)通过主透镜12聚焦在漫射器22上，因此前像可被多个光电子器件24 “看见”。例如，如果人从漫射器22的与多个光电子器件24所示的同一侧观看漫射器22，人就将能够看到在漫射器22上的图像。换言之，图像16不以与主透镜12将图像直接聚焦到多个光电子器件24中的情况(即，没有漫射器)相同的方式投影在多个光电子器件24上。漫射器有时也称为光漫射器，且合适的光漫射器可从美国新泽西巴灵顿的Edmund Optics Inc.购得。在未示出的替代实施例中，漫射器22可以是不透光的并类似于投影屏(例如，墙壁)。主透镜将图像聚焦在投影屏上，且多个光电子器件24可布置成从漫射器2的与主透镜12相同一侧看见在投影屏上2的东西。应该理解，毛玻璃式的光漫射器可从任一侧查看。
[0021]由于多个光电子器件24中的每个可查看漫射器22的全部或漫射器22的相同部分或重叠部分时，布置多个光电子器件24查看漫射器22是有利的。这样，系统10可使用同一主透镜12以提供图像给多个光电子器件24，且由此在透镜组件倾向于光学系统的更贵部件中的一个时，避免为多个光电子器件24中的每个提供单独透镜组件产生的不希望的额外费用。虽然本文所述的说明可建议多个光电子器件24布置在一条线上，但应考虑到，多个光电子器件24可以是二维(2-D)阵列的器件。此外，不要求多个光电子器件24中的每个器件共面布置。即，多个光电子器件24中的每个可离开漫射器22不同的距离。
[0022]继续参照图1，多个光电子器件24可包括可操作成产生指示在漫射器22的第一部分28A上的图像的第一视频信号26A的第一光电子器件24A，以及可操作成产生指示在漫射器22的第二部分28B上的图像的第二视频信号26B的第二光电子器件24B。如上所述并借助另一非限制性实例，第一部分28A和第二部