DE102011114850B4 - Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem und Kameraanordnung - Google Patents

Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem und Kameraanordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102011114850B4
DE102011114850B4 DE102011114850.0A DE102011114850A DE102011114850B4 DE 102011114850 B4 DE102011114850 B4 DE 102011114850B4 DE 102011114850 A DE102011114850 A DE 102011114850A DE 102011114850 B4 DE102011114850 B4 DE 102011114850B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lens hood
lens
structural elements
scattered light
incidence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102011114850.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011114850A1 (de
Inventor
Henryk Frenzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Original Assignee
Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Autonomous Mobility Germany GmbH filed Critical Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority to DE102011114850.0A priority Critical patent/DE102011114850B4/de
Publication of DE102011114850A1 publication Critical patent/DE102011114850A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011114850B4 publication Critical patent/DE102011114850B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B11/00Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
    • G03B11/04Hoods or caps for eliminating unwanted light from lenses, viewfinders or focusing aids
    • G03B11/045Lens hoods or shields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/04Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0018Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/003Light absorbing elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R2011/0001Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position
    • B60R2011/0003Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position inside the vehicle
    • B60R2011/0026Windows, e.g. windscreen

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

Streulichtblende (1) zur Reduzierung von in ein optisches Erfassungssystem fallendem Streulicht (11) ,wobei wenigstens eine Oberfläche zumindest einer Innenseite (6.1;6.2) der Streulichtblende (1) eine Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur aufweist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur Strukturelemente (12) aufweist, deren Strukturdimensionen (13;14;15) im sub-um Bereich liegen, wobei die Strukturelemente (12) eine Strukturhöhe (14) im Bereich von 50 nm bis 1000 nm aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Streulichtblende zur Reduzierung von in ein optisches Erfassungssystem fallendem Streulicht, wobei wenigstens eine Oberfläche zumindest einer Innenseite der Streulichtblende eine Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur aufweist.
  • Fahrerassistenzsysteme in Fahrzeugen verwenden häufig ein optisches Erfassungssystem zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, beispielsweise eine Kamera zur Erkennung verschiedenster Objekte im Umfeld des Fahrzeugs.
    Die Kamera bzw. das optische Erfassungssystem ist dabei in der Regel hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet und blickt in Fahrtrichtung durch diese hindurch. Beispiele hierfür sind Fahrzeugkameras zur Erkennung von Objekten, Hindernissen und Fahrbahnmarkierungen, Nachtsichtkameras oder Stereokameras als optische Abstandssensoren.
    Derart eingesetzte optische Erfassungsvorrichtungen weisen zur Reduktion des Einflusses von Streulicht in der Regel eine Streulichtblende auf.
  • Bisher in Kraftfahrzeugen eingesetzte Streulichtblenden sind zur Ausblendung von Streulicht auf ihrer Innenseite häufig mit einer treppenartigen Struktur ausgestaltet. Seitlich einfallendes Licht wird dabei durch die auf der Innenseite der Streulichtblende ausgebildete Struktur nach außen zurückreflektiert. Auch gibt es Lösungen, bei denen Streulichtblenden mit einer speziellen Oberflächenbeschichtung ausgestaltet sind, beispielweise mit einem schwarzer Fließ als Oberflächenbeschichtung auf der Innenseite der Streulichtblende.
  • Es ergeben sich jedoch Situationen mit ungünstigen Lichtbedingungen bzw. mit ungünstigem Streulichteinfall, beispielsweise bei von oben einfallendem Streulicht von Straßenlaternen oder von der Sonne, in denen die bekannten Oberflächenstrukturen und Oberflächenbeschichtungen nicht für eine hinreichende Ausblendung des störenden Streulichts sorgen. Dies führt in den meisten Fällen dazu, dass das optische Erfassungssystem seine Funktion kurzzeitig nicht erfüllen kann.
  • Die DE 10 2004 058 683 A1 schlägt eine Kameraanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Streulichtblende vor, bei der eine Streulichteinfall reduzierende treppenartige Struktur auf der Innenseite einer Streulichtblende derart modifiziert wird, dass auf die schon vorhandene treppenartige Struktur mit Stufenfolge in Richtung der optischen Achse eine weitere (sekundäre) treppenartige Struktur aufgebracht wird. Auf der sekundären treppenartigen Struktur verläuft die Abfolge der Stufen der weiteren treppenartigen Struktur orthogonal zur optischen Achse.
  • Mit der in der DE 10 2004 058 683 A1 vorgeschlagenen Lösung, kann der Einfall von Streulicht in ein optisches Erfassungssystem in bestimmten Situationen zwar weiter reduziert werden, jedoch treten im realen Anwendungsfall weiterhin Situationen mit ungünstigen Lichtbedingungen auf, in denen der Streulichteinfall in das optische Erfassungssystem nicht auf das Maß reduziert werden kann, dass die Funktion des Erfassungssystem zu jeder Zeit sichergestellt ist.
  • Aus der DE102008001680A1 ist eine Fahrzeugscheibe mit einem Antireflex-Bereich bekannt, wobei hierfür in einer Glasfläche eines Glaskörpers eine Antireflex-Struktur ausgebildet ist.
  • Die US 2009 / 0 147 381 A1 offenbart ein Linsenmodul mit zumindest einer optischen Linse, welche einen optisch aktiven und einen optisch nicht aktiven Teil aufweist und wobei der optisch nicht aktive Teil zwei gegenüberliegende aufgeraute Oberflächen aufweist.
  • Insgesamt haben die aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen von Streulichtblenden die wesentlichen Nachteile, insbesondere bei Ausgestaltung der Oberflächen mit speziellen Vergütungen bzw. Beschichtungen und/oder mit bekannten Oberflächenstrukturen, dass diese Lösungen verhältnismäßig teuer sind, da in der Regel zusätzliche Fertigungsprozesse erforderlich sind, und dass die Wirkung der Streulichtblenden vom Einfallswinkel sowie von der Wellenlänge, des auf die Oberfläche einfallenden Lichts, abhängig ist.
  • Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem anzugeben, insbesondere für eine Fahrzeugkamera, mit der die Nachteile der bekannten Lösungen vermieden werden und bei welcher der Einfall von Streulicht weiter reduziert bzw. nahezu vollständig vermieden werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch Streulichtblende mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Kameraanordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
  • Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die Oberfläche der Innenseite einer Streulichtblende mit einer speziellen Nanostruktur auszugestalten, d.h. mit einer Oberflächenstruktur, bei welcher sich die Strukturdimensionen der einzelnen Oberflächenstrukturelemente im Bereich unterhalb eines Mikrometers (sub-um Bereich) bewegen, sowie vorzugsweise mit Strukturdimensionen die kleiner sind, als die Wellenlänge von sichtbarem Licht. Eine derartige Struktur kann auf vorteilhafte Weise direkt bei der Fertigung (z.B. bei der Formgebung mittels Spritzgussverfahren) der Streulichtblende erzeugt, nach der Formgebung einprägt oder beispielsweise mittels geprägter ORMOCER-Schichten ausgebildet werden, beispielsweise bei einer Ausgestaltung der Streulichtblende aus Kunststoff oder auch aus Glas. Die vorgeschlagene Oberflächenstruktur für Streulichtblenden bewirkt dabei, dass sich ein gradueller bzw. sanfter und kein sprunghafter Übergang der Brechungsindices zwischen den Medien Luft und Kunststoff bzw. dem jeweiligen Werkstoff ergibt, aus dem die Streulichtblende gefertigt ist. Lichtreflexionen an der Grenzfläche Luft-Kunststoff werden hierdurch nahezu vollständig unterdrückt, insbesondere unabhängig vom Einfallswinkel und/oder von der Wellenlänge des Lichts.
  • Die erfindungsgemäße Streulichtblende dient zur Reduzierung von in ein optisches Erfassungssystem fallendem Streulicht und ist vorzugsweise einem Abbildungssystem bzw. einer Lichteinfallöffnung eines Erfassungssystems, beispielsweise dem Objektiv einer Kamera, vorgeschaltet angeordnet. Derartige Blenden werden auch als Sonnenblenden oder Störlichtblenden bezeichnet. Die Streulichtblende kann sowohl mit einem tubusförmigen (zylindrischen) als auch mit einem eckigen Lichtschacht, sowie mit konstantem Innendurchmesser oder trichterförmig ausgestaltet sein, d.h. mit in Richtung des Lichteinfalls bzw. in Richtung des Erfassungssystems trichterförmig zusammenlaufendem Lichtschacht.
  • Bei dem optischen Erfassungssystem kann es sich erfindungsgemäß um jedes bekannte optische Erfassungssystem handeln, mittels dem entweder aktiv Licht in einen Beobachtungsbereich ausgesandt und das von Objekten im Beobachtungsbereich reflektierte Licht erfasst wird, z.B. Lidar- oder Laser-Erfassungssysteme und/oder eine Kamera mit aktiver Beleuchtungseinrichtung, oder mittels dem (passiv) das aus einem Beobachtungsbereich in das Erfassungssystem einfallende Licht erfasst wird, z.B. eine Fahrzeugkamera.
    Bei der erfindungsgemäßen Streulichtblende handelt es sich bevorzugt um eine Streulichtblende, die einer Fahrzeugkamera vorgeschaltet und an einer Innenseite einer schräg gestellten Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angeordnet ist. Derartige Streulichtblenden sind in der Regel als eckige Sichttrichter ausgestaltet, umschließen das gesamte Raumvolumen zwischen Kameraoptik und Windschutzscheibe und sind dabei nach oben hin, d.h. in Richtung der Windschutzscheibe, geöffnet. Diejenigen Oberflächen der Streulichtblende, die innerhalb des Lichtschachts bzw. im Sichttrichter der Streulichtblende liegen, werden infolge als Innenseiten bezeichnet. Die in Fahrzeugen eingesetzten Streulichtblenden umfassen dabei in der Regel eine Innenseite, die mit ihrer Fläche der Windschutzscheibe zugewandt ist (im Folgenden auch als Hauptfläche bezeichnet), und zwei senkrecht zur Hauptfläche sowie einander zugewandt angeordnete Innenseiten (im Folgenden auch als Seitenflächen bezeichnet).
    Die erfindungsgemäße Streulichtblende ist derart ausgestaltet, dass zumindest eine Oberfläche wenigstens einer Innenseite der Streulichtblende eine Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur aufweist. Die Streulichtblende kann somit in einem bestimmten Bereich der Oberfläche einer Innenseite mit einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Streulichteinfall reduzierenden Oberflächenstruktur ausgestaltet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auch die gesamte Oberfläche einer oder mehrerer Innenseiten der Streulichtblende mit der Streulichteinfall reduzierenden Struktur ausgestaltet sein. Bevorzugt sind alle Innenseiten der erfindungsgemäßen Streulichtblende mit derselben erfindungsgemäß vorgeschlagenen Streulichteinfall reduzierenden Oberflächenstruktur ausgebildet.
    Erfindungsgemäß weißt die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur dabei Oberflächenstrukturelemente auf, die im Folgenden nur noch als Strukturelemente bezeichnet werden, deren Strukturdimensionen im sub-um Bereich liegen. Unter Strukturdimensionen sind dabei insbesondere die lateralen Abstände der Mittelpunkte, die laterale Ausdehnung bzw. der Durchmesser (d.h. die horizontale Ausdehnung zur Oberfläche) und/oder die Strukturhöhe (vertikale Ausdehnung zur Oberfläche) der einzelnen die Gesamtstruktur bildenden Strukturelemente zu verstehen. Je nach Fertigungsverfahren, das zur Erzeugung der Oberflächenstruktur gewählt wird bzw. dient, kann bei der Fertigung jeweils auch auf einen mittleren lateralen Abstand, eine mittleren laterale Ausdehnung bzw. einen mittleren lateralen Durchmesser und/oder eine mittlere Strukturhöhe im sub-um Bereich abgezielt sein.
    Mit Strukturdimensionen im sub-um Bereich sind insbesondere Strukturdimensionen gemeint, die im Bereich unterhalb eines Mikrometers sowie vorzugsweise im Nanometerbereich (1 bis 1000 nm) liegen, d.h. Strukturdimensionen < 1 um.
    Die Oberflächenstruktur, mit der die erfindungsgemäße Streulichtblende auf wenigstens einer Oberfläche zumindest einer Innenseite ausgestaltet ist, kann somit auch als Nanostruktur und die die Gesamtstruktur (Oberflächenstruktur) bildenden Strukturelemente als Nanostrukturen oder Nanostrukturelemente bezeichnet werden.
  • Erfindungsgemäß können bevorzugt eine oder mehrere Innenseiten der Streulichtblende auch mit einer aus dem Stand der Technik bekannten (primären) Oberflächenstruktur ausgestaltet sein, z.B. mit einer treppenartigen Oberflächenstruktur, insbesondere zur Verbesserung deren Antireflex-Eigenschaften, wobei die (primäre) Struktur in diesem Fall bevorzugt mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Oberflächenstruktur, d.h. mit Strukturelementen im sub-um Bereich, als sekundäre Oberflächenstruktur überlagert ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die Strukturdimensionen der Strukturelemente kleiner als die Wellenlänge von sichtbarem Licht. Die Wellenlänge von sichtbarem Licht beträgt etwa 400 nm bis 750 nm. Je nachdem welche Farbanteile des sichtbaren Licht mittels der Streulichtblende ausgeblendet werden sollen, kann somit maximale Strukturdimensionen bis zu 750 nm gewählt werden. Insbesondere wenn der Einfall von Streulicht im gesamten Spektrum des sichtbaren Lichts mittels der erfindungsgemäßen Streulichtblende vermindert werden soll, sind die Strukturelemente bevorzugt mit Strukturdimensionen kleiner als 400 nm ausgestaltet. Soll mittels der Streulichtblende beispielsweise der Einfall von Streulicht im Ultraviolettbereich vermindert werden, sind die Strukturelemente bevorzugt mit Strukturdimensionen kleiner 200 nm ausgestaltet.
  • Erfindungsgemäß sind die Strukturelemente mit einer Strukturhöhe im Bereich von 50 nm bis 1000 nm ausgestaltet. Besonders vorteilhaft für die Verminderung von Streulicht bzw. zur Reflexminderung mittels einer Oberflächenstruktur, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, erweist sich ein Aspektverhältnis, d.h. das Verhältnis der Tiefe bzw. Höhe (vertikale Ausdehnung) zur (kleinsten) lateralen Ausdehnung der Strukturelemente, das im Bereich von 1 (1:1) oder größer liegt, d.h. ein Aspektverhältnis von X:1 mit x ≥ 1. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist somit eine Strukturdimension betreffend die laterale Ausdehnung der Strukturelemente gewählt, die kleiner als die Wellenlänge von Licht ist, z.B. 400 nm oder kleiner, und eine Strukturdimension betreffend die Höhe der Strukturelemente, die kleiner oder auch größer als die Wellenlänge von Licht ist, d.h. im Bereich von 50 bis 1000 nm liegt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die Strukturelemente mit einer Strukturhöhe von mindestens 150 nm sowie in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mit einem lateralen Abstand der Mittelpunkte der Strukturelemente im Bereich von 50 nm bis 400 nm ausgestaltet.
    Insbesondere bei einer Oberflächenstruktur mit einer Mindeststrukturtiefe von 150 nm bis 200 nm und bei lateralen Strukturdimensionen im Bereich von 50 nm bis 400 nm zeigen sich besondere gute Reflexminderungseigenschaften für sichtbares Licht und damit für die Verminderung von Streulichteinfall in ein optisches Erfassungssystem mittels der erfindungsgemäßen Streulichtblende.
  • In einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die Strukturelemente mit einer nahezu identischen Form und Größe, d.h. insbesondere mit einer nahezu identischen Höhe und lateralen Ausdehnung, oder mit diskreten Formen und Größen ausgestaltet. Die Oberflächenstruktur kann dabei eine periodische Struktur aufweisen, die der natürlichen Struktur von Mottenaugen nachempfunden ist, mit winzigen periodisch angeordneten Ausstülpungen. Die Strukturelemente können in dem Fall beispielsweise als säulenförmige Ausstülpungen oder pyramidenförmig ausgestaltet sein, wobei sich die säulen- und die pyramidenförmig ausgestalteten Strukturelemente bevorzugt nach oben hin (d.h. in vertikaler Richtung von der Oberfläche) verjüngen.
  • In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende sind die Strukturelemente derart ausgestaltet, dass sich die Strukturelemente in mindestens zwei diskrete Form- und Größengruppen unterscheiden lassen, d.h. in mindestens zwei Oberflächenstrukturelementengruppen. Die Anordnung der Strukturelemente auf der Oberfläche der jeweiligen Innenseite unterliegt dabei bevorzugt einer bestimmten Ordnung, beispielsweise ein Schachbrettmuster, wobei die Strukturelemente der einen Gruppe vorzugsweise größer ausgebildet sind, als die Strukturelemente der anderen Gruppe.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende, insbesondere bei Ausgestaltung der Oberflächenstruktur mit mindestens zwei Oberflächenstrukturelementengruppen, sind die lateralen Abstände der Mittelpunkte der einzelnen Strukturelemente um mindestens zwei charakteristische, mittlere Abstände verteilt. Beispielsweise mit einem ersten charakteristischen, mittleren Abstand von 170 nm bzw. im Bereich von 50 nm und 180 nm, und einem zweiten charakteristischen Abstand von 300 nm bzw. im Bereich von 200 nm und 400 nm.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Streulichtblende aus Kunststoff bzw. als Kunststoffteil ausgestaltet und vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt. In diesem Fall kann die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur in demselben Spritzgussverfahren erzeugt werden, bei dem auch die Formgebung der Streulichtblende erfolgt. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Oberflächenstruktur direkt im Formgebungsprozess der Streulichtblende erzeugt werden kann, wodurch gegenüber z.B. Oberflächenbeschichtungen (Antireflexbeschichtungen), die in einem separaten Fertigungsprozess aufgebracht werden müssen, erhebliche Kosteneinsparungen erreicht werden.
    Alternativ kann die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur auch mittels Prägeverfahren in die wenigstens eine Oberfläche der zumindest einen Innenseite der Streulichtblende eingeprägt sein, z.B. im Heißprägeverfahren oder Kaltprägeverfahren mittels eines Stempels in das geformte Kunststoffteil. Nachteilig gegenüber dem Spritzgießen ist hierbei zwar, dass ein zusätzlicher Fertigungsprozess erforderlich ist, jedoch kann dadurch die Durchlaufzeit im Spritzgussverfahren reduziert und die Materialauswahl betreffend den Kunststoff erhöht werden. Vorteilhaft bei beiden beschriebenen Varianten zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur sowie bei allen vorangehend genannten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Streulichtblende ist die Tatsache, dass gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Streulichtblenden keine zusätzliche Oberflächenbeschichtungen wie beispielsweise spezielle Lacke, schwarzer Fließ oder andere Antireflexbeschichtungen erforderlich sind, sondern dass die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur direkt in der Oberfläche einer oder mehrerer Innenseiten der Streulichtblende ausgebildet sein kann.
  • Alternativ zu den vorangehend beschrieben Verfahren, zur Erzeugung der Streulichteinfall reduzierenden Oberflächenstruktur mit Strukturdimensionen im sub-um Bereich, kann grundsätzlich jedes Verfahren zum Einsatz kommen, dass geeignet ist, um derartige Strukturen zu Erzeugen und damit die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Streulichtblende zu erreichen. Es können beispielsweise Ätzverfahren (z.B. Plasmaätzen), Materialabscheidung und/oder spezielle Oberflächenbeschichtungsverfahren zum Einsatz kommen. Die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur kann auch mittels Laser erzeugt werden.
  • Die erfindungsgemäße Streulichtblende kann sowohl als separates Bauteil ausgestaltet sein, das beispielsweise in einem Kameragehäuse bzw. einem Objektiv einer Kamera vorgeschaltet angeordnet wird, oder auch direkt an einem Gehäuse eines optischen Erfassungssystems, beispielsweise Kameragehäuse, mit ausgebildet sein, so dass Kameragehäuse und ein Streulichtblende ein gemeinsames Bauteil bilden.
  • Die erfindungsgemäße Kameraanordnung umfasst ein Kameramodul und eine Streulichtblende, wobei die Streulichtblende nach einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen ausgebildet ist. Das Kameramodul umfasst bevorzugt ein Abbildungssystem, insbesondere ein Objektiv mit wenigstens einer Linse, wobei die Streulichtblende dem Abbildungssystem vorgeschaltet angeordnet ist, zur Reduzierung von in das Abbildungssystem bzw. in das Kameramodul einfallendem Streulicht.
    Die Kameraanordnung ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet, insbesondere hinter einer Scheibe, z.B. der Windschutzscheibe, mit Blickrichtung durch die Scheibe hindurch in einen Umgebungsbereich vor dem Fahrzeug zur Objekterkennung und/oder zur Erkennung von Regen bzw. Feuchtigkeit auf der Scheibe.
  • Weitere Vorteile sowie optionale Ausgestaltungen gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
  • Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen
    • 1: eine Kameraanordnung mit Streulichtblende und Objektiv.
    • 2: eine Kameraanordnung mit Streulichtblende hinter einer Windschutzscheibe.
    • 3 bis 6: schematische Darstellungen von Oberflächenstrukturen bzw. Oberflächenstrukturelementen mit Strukturdimensionen im sub-um Bereich.
  • In 1 ist eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Kameraanordnung 2 gezeigt, wie sie heutzutage in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Die Kameraanordnung 2 stellt dabei lediglich ein Beispiel für ein optisches Erfassungssystem dar, bei dem eine erfindungsgemäße Streulichtblende 1 angeordnet sein kann. Die Kameraanordnung 2 umfasst eine Kameramodul 3 mit einem Objektiv 4 sowie eine Streulichtblende 1. Die Streulichtblende 1 ist dem Kameramodul 3 bzw. dem Objektiv 4 vorgeschaltet angeordnet, d.h. das in das Kameramodul 3 einfallende Licht 5 fällt zunächst durch den von den Innenseiten 6.1;6.2 der Streulichtblende 1 aufgespannten trichterförmigen Lichtschacht bzw. Sichtrichter. Die in 1 dargestellte Streulichtblende 1 umfasst in diesem Fall drei Innenseiten 6.1;6.2, mit einer Hauptfläche 6.1 sowie und zwei senkrecht zur Hauptfläche 6.1 angeordneten und einander zugewandten Seitenflächen 6.2. Die Streulichtblende 1 aus 1 ist mit einem eckigen und trichterförmig zusammenlaufenden Lichtschacht ausgebildet und kann beispielsweise hinter einer schräg gestellten Windschutzscheibe 7 angeordnet sein, wobei die Hauptfläche 6.1 mit ihrer Fläche der Windschutzscheibe 7 zugewandt wäre. Die Streulichtblende 1 kann in dem Fall derart ausgestaltet sein, dass diese das gesamte Raumvolumen zwischen Kameraoptik 4 und Windschutzscheibe 7 umschließt und nach oben hin, d.h. in Richtung der Windschutzscheibe 7, geöffnet ist.
    Erfindungsgemäß kann ein bestimmter Bereich oder die gesamte Oberfläche einer oder mehrerer der Innenseiten 6.1;6.2 mit einer Streulichteinfall reduzierenden Oberflächenstruktur ausgestaltet sein.
    Erfindungsgemäß weißt die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur dabei Oberflächenstrukturelemente 12 auf, deren Strukturdimensionen 13;14;15 im sub-um Bereich liegen.
  • 2 zeigt eine Kameraanordnung 2, beispielsweise die Kameraanordnung 2 aus 1, die hinter einer schräg gestellten Windschutzscheibe 7 eines Fahrzeugs angeordnet ist, mit Blickrichtung bzw. Sichtkegel 16 durch die Windschutzscheibe 7 hindurch in Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Das Kameramodul 3 der Kameraanordnung 2 umfasst ein Objektiv 4 mit mehreren Linsen 8, sowie ein Bildaufnahmeelement 9, beispielsweise ein CCD- oder CMOS-Bildsensor, und Leiterplatten 10 auf denen Bildauswerteelektronik angeordnet sein kann. Die Streulichtblende 1 der Kameraanordnung 2 aus 2 weist in diesem Fall eine aus dem Stand der Technik bekannte treppenartige Oberflächenstruktur auf, die zur Verminderung des Einfalls von Streulicht 11, d.h. von seitlich bzw. außerhalb des Sichtkegels 16 einfallendem Licht 11.
  • Die 3 bis 6 zeigen schematisch verschiedene Beispiele für Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstrukturen mit denen wenigstens eine Oberfläche zumindest einer Innenseite 6.1;6.2 der erfindungsgemäßen Streulichtblende 1 ausgestaltet sein kann. Erfindungsgemäß weißt die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur dabei Oberflächenstrukturelemente 12 auf, deren Strukturdimensionen 13;14;15 im sub-um Bereich liegen. Die die Gesamtstruktur bildenden Strukturelemente 12 sind in den 3 bis 6 exemplarisch jedes Mal mit identischer Form und Größe sowie periodisch angeordnet dargestellt. Erfindungsgemäß können die Strukturelemente 12, beispielsweise fertigungsbedingt, mit unterschiedlichen Formen und Größen sowie unregelmäßig angeordnet ausgebildet sein, wobei jedoch vorzugweise die mittleren Strukturdimensionen 13;14;15, d.h. der mittlere laterale Abstand 13 zwischen den Mittelpunkten, die mittlere Höhe 14 und die mittlere laterale Ausdehnung 15 der Strukturelemente 12 erfindungsgemäß im sub-um Bereich liegen. 3 zeigt eine Oberflächenstruktur, die Strukturelemente 12 mit säulenförmiger Ausgestaltung aufweist. In 4 sind die Strukturelemente 12 der Oberflächenstruktur in Form von säulen- bzw. noppenartigen Ausstülpungen ausgestaltet, deren Durchmesser bzw. deren laterale Ausdehnung 15 sich nach oben hin verjüngt. Die Oberflächenstruktur aus 4 kann beispielsweise der Oberflächenstruktur eines Mottenauges nachempfunden sein. 5 zeigt aus der Draufsicht eine Oberflächenstruktur mit pyramidenförmig ausgebildeten Strukturelementen 12. In 6 ist die Oberflächenstruktur mit pyramidenförmigen Strukturelementen 12 aus 5 in einer dreidimensionalen Ansicht dargestellt. Erfindungsgemäß kann die Streulichtblende 1 auch mehrteilig ausgestaltet sein. Die erfindungsgemäße Streulichtblende 1 sowie die Strukturelemente 12 können insbesondere auch andere Formen, Größen und Anordnungen annehmen als in den 1 bis 6 gezeigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Streulichtblende
    2
    Kameraanordnung
    3
    Kameramodul
    4
    Objektiv
    5
    Lichteinfall
    6.1
    Hauptfläche
    6.2
    Seitenfläche
    7
    Windschutzscheibe
    8
    Linsen
    9
    Bildaufnahmeelement
    10
    Leiterplatten
    11
    Streulicht
    12
    Strukturelemente
    13
    lateraler Abstand
    14
    Höhe
    15
    laterale Ausdehnung
    16
    Sichtkegel

Claims (14)

  1. Streulichtblende (1) zur Reduzierung von in ein optisches Erfassungssystem fallendem Streulicht (11) , wobei wenigstens eine Oberfläche zumindest einer Innenseite (6.1;6.2) der Streulichtblende (1) eine Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur Strukturelemente (12) aufweist, deren Strukturdimensionen (13;14;15) im sub-um Bereich liegen, wobei die Strukturelemente (12) eine Strukturhöhe (14) im Bereich von 50 nm bis 1000 nm aufweisen.
  2. Streulichtblende (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturdimensionen (13;14;15) der Strukturelemente (12) kleiner sind als die Wellenlänge von sichtbarem Licht.
  3. Streulichtblende (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (12) eine Strukturhöhe (14) von mindestens 150 nm aufweisen.
  4. Streulichtblende (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der laterale Abstand (13) der Mittelpunkte der Strukturelemente (12) im Bereich von 50 nm bis 400 nm liegt.
  5. Streulichtblende (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (12) eine nahezu identische Form und Größe aufweisen oder über diskrete Formen und Größen verfügen.
  6. Streulichtblende (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (12) als säulenförmige Ausstülpungen ausgestaltet sind.
  7. Streulichtblende (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (12) pyramidenförmig ausgestaltet sind.
  8. Streulichtblende (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (12) mindestens zwei diskrete Form- und Größengruppen aufweisen, deren Anordnung auf der Oberfläche der Innenseite (6.1;6.2) der Streulichtblende (1) einer bestimmten Ordnung unterliegt.
  9. Streulichtblende (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (12) jeweils gegenseitige laterale Abstände (13) aufweisen, die um mindestens zwei charakteristische, mittlere Abstände (13) verteilt sind.
  10. Streulichtblende (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streulichtblende (1) aus Kunststoff ausgestaltet und im Spritzgussverfahren hergestellt ist, derart, dass die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur in demselben Spritzgussverfahren bei der Formgebung der Streulichtblende (1) erzeugbar ist.
  11. Streulichtblende (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Streulichtblende (1) aus Kunststoff ausgestaltet und im Spritzgussverfahren hergestellt ist, derart, dass die Streulichteinfall reduzierende Oberflächenstruktur mittels Heißprägeverfahren in die wenigstens Oberfläche der zumindest einen Innenseite (6.1;6.2) der Streulichtblende (1) einprägbar ist.
  12. Kameraanordnung (2) mit einem Kameramodul (3) und einer Streulichtblende (1), wobei die Streulichtblende (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgestaltet ist.
  13. Kameraanordnung (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraanordnung (2) ein Objektiv (4) umfasst und die Streulichtblende (1) dem Objektiv (4) vorgeschaltet ist.
  14. Kameraanordnung (2) nach Anspruch 12 oder 13, die in einem Fahrzeug im Fahrzeuginnenraum hinter der Windschutzscheibe (7) angeordnet ist.
DE102011114850.0A 2011-10-05 2011-10-05 Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem und Kameraanordnung Active DE102011114850B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011114850.0A DE102011114850B4 (de) 2011-10-05 2011-10-05 Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem und Kameraanordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011114850.0A DE102011114850B4 (de) 2011-10-05 2011-10-05 Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem und Kameraanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011114850A1 DE102011114850A1 (de) 2013-04-11
DE102011114850B4 true DE102011114850B4 (de) 2023-02-09

Family

ID=47908765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011114850.0A Active DE102011114850B4 (de) 2011-10-05 2011-10-05 Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem und Kameraanordnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011114850B4 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6309619B2 (ja) 2013-10-01 2018-04-11 オートリブ エー・エス・ピー・インク コンパクトシールド車載用レーダモジュールおよび方法
US10074907B2 (en) 2015-03-12 2018-09-11 Veoneer Us, Inc. Apparatus and method for mitigating multipath effects and improving absorption of an automotive radar module
DE102016113945A1 (de) * 2016-07-28 2018-02-01 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Projektionsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit spezifischer Anti-Reflexionsstruktur an Schachtwänden sowie Kraftfahrzeug mit einer Projektionsvorrichtung
CN107016748A (zh) * 2017-05-10 2017-08-04 寅家电子科技(上海)有限公司 行车记录仪
DE102017112613B4 (de) * 2017-06-08 2020-10-01 Olympus Winter & Ibe Gmbh Verfahren zum Schwärzen einer Blende, geschwärzte Blende, optisches System und Endoskop mit einer solchen Blende
US10527910B2 (en) * 2017-08-29 2020-01-07 Trw Automotive U.S. Llc Vehicle driver assist system
DE102019213124A1 (de) * 2019-08-30 2021-03-04 Conti Temic Microelectronic Gmbh Streulichtblende und Sensoranordnung
EP4091882A1 (de) * 2021-05-21 2022-11-23 Arriver Software AB Lichtfallenanordnung für eine fahrzeugkameravorrichtung
FR3129650A1 (fr) * 2021-11-30 2023-06-02 Saint-Gobain Glass France Procede de fabrication d’un vitrage comprenant une embase destinee a un systeme d’assistance a la conduite d’un vehicule automobile, embase et vitrage
WO2024108384A1 (zh) * 2022-11-22 2024-05-30 华为技术有限公司 一种遮光组件、探测装置和终端

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10318566B4 (de) 2003-04-15 2005-11-17 Fresnel Optics Gmbh Verfahren und Werkzeug zur Herstellung transparenter optischer Elemente aus polymeren Werkstoffen
DE102004058683A1 (de) 2004-12-06 2006-06-14 Robert Bosch Gmbh Streulichtblende zur Reduzierung des in eine Kamera fallenden Streulichts
US20090147381A1 (en) 2007-12-06 2009-06-11 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Lens module and camera module using same
DE102008001680A1 (de) 2008-05-09 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Fahrzeugscheibe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10318566B4 (de) 2003-04-15 2005-11-17 Fresnel Optics Gmbh Verfahren und Werkzeug zur Herstellung transparenter optischer Elemente aus polymeren Werkstoffen
DE102004058683A1 (de) 2004-12-06 2006-06-14 Robert Bosch Gmbh Streulichtblende zur Reduzierung des in eine Kamera fallenden Streulichts
US20090147381A1 (en) 2007-12-06 2009-06-11 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Lens module and camera module using same
DE102008001680A1 (de) 2008-05-09 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Fahrzeugscheibe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAMMEL, Katja: Mehr Durchblick. In: Physik Journal, 5, 2006, Nr. 5, S. 48 - 49. - ISSN 1617-9439

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011114850A1 (de) 2013-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011114850B4 (de) Streulichtblende für ein optisches Erfassungssystem und Kameraanordnung
EP2715446B1 (de) Kamerasystem für ein fahrzeug
EP1825668A1 (de) Streulichtblende zur reduzierung des in eine kamera fallenden streulichts
EP3144183A1 (de) Beleuchtungseinrichtung, fahrzeugkomponente und fahrzeug
DE102009027372A1 (de) Kamera für ein Fahrzeug
DE102011010865A1 (de) Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung
DE102014220585A1 (de) Stereokamera für Fahrzeuge
EP3203140B1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug und zugehöriges betriebsverfahren
DE102014209197A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Niederschlag für ein Kraftfahrzeug
EP3833904B1 (de) Projektionseinrichtung, lichtmodul und kraftfahrzeugscheinwerfer aus mikrooptiken
EP2112039A2 (de) Optische Sensorvorrichtung
DE102017219781A1 (de) Bildgebende Vorrichtung, die mit einer Linse mit einer Mottenaugenstruktur versehen ist
EP3727934B1 (de) Leuchte sowie rückblickvorrichtung und kraftfahrzeug mit leuchte
DE102014103849B4 (de) Linsenplatte
DE10252228A1 (de) Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE102015115101A1 (de) Sensorsystem einer Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102020119939A1 (de) Scheinwerfer für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit einem solchen Scheinwerfer
DE102015219211A1 (de) Lichtmodul für eine Kfz-Beleuchtungseinrichtung
DE102008020954A1 (de) Kameraanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102019214704A1 (de) Reinigungsvorrichtung zum Reinigen einer Oberfläche einer Sensorvorrichtung
EP2943377B1 (de) Beleuchtung zur detektion von regentropfen auf einer scheibe mittels einer kamera
DE102014217749A1 (de) Streulichtblende
DE102016218079B3 (de) Kamera für ein Assistenzsystem eines Fahrzeugs, Assistenzsystem und Fahrzeug
DE102020116468A1 (de) Stereokamera
DE102011017355B4 (de) Multifokales Abbildungssystem mit optischen Filtern

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G02B0005000000

Ipc: B60R0001100000

R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60R0001100000

Ipc: B60R0001000000

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CONTINENTAL AUTONOMOUS MOBILITY GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final