ES2290011T3 - Dispositivo de vigilancia optoelectronico para un vehiculo motorizado. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de supervisión opto-electrónico para un automóvil - con varios sistemas de representación (AS1 - AS9) asignados a diferentes objetos que se han de supervisar, que en su parte de salida actúan sobre la superficie fotosensible (3) de un grupo de sensores (2, 15) fotoeléctricos común, formado por un gran número de elementos convertidores fotoeléctricos que conforman puntos de imagen individuales, elementos convertidores que generan, en función de su exposición a la luz, una señal eléctrica correspondiente a la intensidad luminosa, estando dispuesta la salida de cada uno de los sistemas de representación (AS1 - AS9) para la representación de la información óptica proporcionada por este sistema de representación (AS1 - AS9) en una región de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) que se solapa, al menos parcialmente, con las regiones de exposición de los otros sistemas de representación (AS1 - AS9), - con una unidad de obturador (7, 14) dispuesta en la trayectoria de los rayos de cada uno de los sistemas de representación (AS1 - AS9), controlable eléctricamente aprovechando un efecto electro-óptico, para el control de una exposición de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) por medio de este sistema de representación (AS1 - AS9), y - con un controlador (8) al cual se aplican las señales eléctricas de salida del grupo de sensores con el propósito de actuar sobre la unidad de obturador (7, 14), para la evaluación de las informaciones ópticas y para el control de actuadores (10, 11, 12) en función del resultado de una evaluación de las informaciones referidas al objeto.
Description
Dispositivo de vigilancia optoelectrónico para
un vehículo motorizado.
La invención se basa en un dispositivo de
supervisión opto-electrónico para un automóvil.
Un dispositivo de supervisión de este tipo se
conoce, por ejemplo, del documento EP 0 832 798 A2. Este dispositivo
de supervisión se emplea como sensor de lluvia y está formado por
un dispositivo de representación para la representación de las
gotas de agua que se encuentran sobre el parabrisas de un vehículo
en un sensor de una cámara, cuyo objetivo está desviado desde el
espacio interior del automóvil hacia el parabrisas, y está enfocado
sobre la sección del parabrisas registrada. El sensor de la cámara
está dispuesto en la región del espejo retrovisor del espacio
interior mirando hacia delante en la dirección de marcha. Una
evaluación de los datos registrados de la imagen se realiza en una
unidad de procesador, que está prevista, asimismo, para el control
del motor de un limpiaparabrisas en función de los datos registrados
de la cámara.
Con el sistema de representación y el sensor de
la cámara es posible, finalmente, una detección de gotas de agua en
el parabrisas de un automóvil. En el campo del automóvil se emplean
también sensores ópticos para el registro de otras informaciones
ópticas. Por ejemplo, este tipo de sistemas de sensores se emplean
en el registro del estado del sol, en el control de las luces de
marcha o por ejemplo para la supervisión del espacio interior.
Todos estos sistemas disponen de grupos de sensores fotoeléctricos
correspondientes así como de sistemas de representación
corres-
pondientes.
pondientes.
Partiendo de este estado de la técnica
discutido, la invención se basa en el objetivo de sugerir un
dispositivo de supervisión opto-electrónico, con el
que se puedan registrar diferentes informaciones ópticas de
diferentes sistemas de sensores ópticos.
Este objetivo se consigue, según la invención,
gracias a un dispositivo de supervisión
opto-electrónico para un automóvil, que
comprenda:
- -
- varios sistemas de representación asignados a diferentes objetos que se han de supervisar, que en la parte de salida inciden en la superficie fotosensible de un grupo de sensores fotoeléctricos común, formado por un gran número de elementos convertidores fotoeléctricos que conforman puntos de imagen individuales, elementos convertidores que generan, en función de su solicitud de luz correspondiente, una señal eléctrica correspondiente a la intensidad de la luz, estando dispuesta la salida de cada uno de los sistemas de representación para la representación de la información óptica proporcionada por este sistema de representación en una región de la superficie fotosensible del grupo de sensores que se solapa, al menos parcialmente, con las regiones de exposición de los otros sistemas de representación,
- -
- una unidad de obturador dispuesta en la trayectoria de los rayos de cada uno de los sistemas de representación, controlable eléctricamente aprovechando un efecto electro-óptico, para el control de una exposición de la superficie fotosensible del grupo de sensores por medio de este sistema de representación y
- -
- un controlador que se puede activar por medio de las señales de salida eléctricas del grupo de sensores para el control de la unidad de obturador, para la evaluación de las informaciones ópticas y para el control de actuadores en función del resultado de una evaluación de las informaciones referidas al objeto.
Por medio del dispositivo de supervisión
conforme a la invención, al que están asignados varios sistemas de
representación, de modo adecuado, sujetos por un soporte común, que
reúne los sistemas de representación, se puede emplear este
dispositivo de evaluación usando un único grupo de sensores para los
más diferentes sistemas de sensores ópticos. Como sistemas de
representación se consideran tanto sistemas que proyecten imágenes,
como por ejemplo lentes, como sistemas que conduzcan luz. A la
salida de cada sistema de representación puede estar asignado un
determinado grupo de elementos convertidores del grupo de sensores,
de manera que sea posible una asignación unívoca de determinadas
señales de grupo con determinados sistemas de representación, y con
ello con informaciones ópticas determinadas que hayan de ser
registradas. El grupo de elementos convertidores asignado a un
sistema de representación del grupo de sensores se solapa al menos
parcialmente con el de otro sistema de representación. En este
caso, está previsto, de modo adecuado, que el tamaño del grupo de
sensores se determine por medio del mayor de los tamaños de
representación requerido por un sistema de representación, y que
todos los demás sistemas de representación, asimismo, iluminen en
esta región la superficie fotosensible del grupo de sensores. Esto
tiene como consecuencia que el tamaño del grupo de sensores,
empleándose preferentemente un chip de sensor de una cámara, a
pesar del gran número de informaciones ópticas representadas en él,
se pueda conformar de un modo correspondientemente pequeño. Para la
sincronización de la exposición del grupo de sensores por medio de
los sistemas de representación individuales, en la trayectoria de
los rayos de cada uno de los sistemas de representación está
introducida una unidad de obturador controlable eléctricamente. La
unidad de obturador trabaja aprovechando un efecto electro-óptico, y
con ello, puede estar conformada, por ejemplo, como filtro de
cristal líquido o trabajando según un principio electrocrómico. La
representación sincronizada temporalmente de informaciones ópticas
de los diferentes sistemas de representación en el grupo de
sensores se puede emplear como codificación para la identificación
de la información óptica de un sistema de representación
determinado. A diferencia de una codificación a través de un grupo
de elementos convertidores asignados a un sistema de representación
determinado, es posible una asignación de las informaciones ópticas
recibidas a un sistema de representación independientemente de la
región iluminada realmente por el sistema de representación del
grupo de sensores.
Los sistemas de representación individuales
están unidos en la región del grupo de sensores fotoeléctricos, de
modo adecuado, para formar una unidad gráfica, y están fijados sobre
el soporte del circuito del grupo de sensores, de manera que el
grupo de sensores, referido a las salidas de los sistemas de
representación, está sujeto en una posición fija respecto a
éste.
Al equipar un grupo de sensores fotoeléctricos
usado en un automóvil con una lente como uno de los sistemas de
representación, ésta está indicada para el registro de las
informaciones de representación de la imagen. Un sistema de este
tipo, debido a ello, se puede usar, por ejemplo, como sistema de
supervisión del espacio interior, o también para la supervisión del
entorno del automóvil, por ejemplo para la recepción de señales con
un sistema de sensores de distancia o de lluvia. Por medio de la
representación sincronizada de la información óptica de los
sistemas de representación individuales, también se pueden evaluar a
través del grupo de sensores aquellas informaciones que no han de
ser proporcionadas de modo continuo, sino únicamente en caso
necesario. Por ejemplo, un sistema de representación que represente
imágenes se puede emplear como protección contra inmovilización
para evitar una inmovilización de objetos, por ejemplo al cerrar un
techo corredizo accionable eléctricamente. Este dispositivo de
supervisión se encuentra entonces en su función de supervisión,
cuando el techo corredizo se cierra realmente. Sólo en este
intervalo de tiempo necesario para el cierre del techo corredizo se
ilumina la superficie fotosensible del grupo de sensores con esta
información óptica. El control de la unidad de obturador individual
y la evaluación de las informaciones ópticas recibidas se realiza en
un controlador.
Al usar este grupo de sensores para la
supervisión del espacio interior es adecuado disponer un grupo de
sensores de este tipo en la región del espejo retrovisor interior o
bien en la región de una consola del techo, por ejemplo como módulo
del techo mirando hacia atrás. Otras informaciones ópticas pueden
ser suministradas al grupo de sensores a través de conductores de
luz ópticos como sistemas de representación adicionales, pudiendo
emplearse fibras individuales para la transmisión, por ejemplo, de
intensidades de luz o haces de fibras para la transmisión de
informaciones que representan imágenes.
Un grupo de sensores de este tipo con una óptica
multifunción conformada por medio de la reunión de diferentes
sistemas de representación también puede estar dispuesto en otra
posición en un automóvil. La información óptica suministrada al
grupo de sensores puede estar filtrada ya por lo que se refiere a la
información que realmente se ha de registrar. Puesto que el grupo
de sensores puede estar configurado para la recepción de un gran
ancho de banda de frecuencias, un grupo de sensores de este tipo
está indicado al mismo tiempo para los más diferentes tipos de
sistemas de sensores ópticos.
Otras configuraciones y ventajas de la invención
son parte constituyente del resto de reivindicaciones subordinadas
así como de la siguiente descripción haciendo referencia a las
figuras anexas. Se muestra:
Fig. 1: una representación esquemática de un
dispositivo de supervisión opto-electrónico para un
automóvil a modo de un diagrama de bloques,
Fig. 2: el dispositivo de supervisión de la
Figura 1 en una recepción de informaciones ópticas de uno de los
sistemas de representación empleados,
Fig. 3: una vista en planta desde arriba
esquemática de otro dispositivo de supervisión
opto-electrónico y
Fig. 4: un dispositivo de supervisión
opto-electrónico empleado como sensor de lluvia para
un automóvil.
Un dispositivo de supervisión 1
opto-electrónico comprende un sensor de cámara 2,
sobre cuya superficie 3 fotosensible varios sistemas de
representación AS_{1} - AS_{3} representan la información óptica
proporcionada por medio de los sistemas de representación AS_{1}
- AS_{3}. El sistema de representación AS_{1} está conformado
como objetivo 4 con una lente convexa. Los sistemas de conformación
AS_{2} y AS_{3} son igualmente sistemas de representación de
imágenes, en los que la información de la imagen se aproxima a
través de haces de fibras 5 y 6 al sensor de la cámara 2. Los
extremos de los haces de fibras 5, 6 de la parte frontal del lado
del sensor de la cámara están curvados de modo convexo para una
mejor representación de la información proporcionada de la imagen.
Al extremo de la parte de excitación de los haces de fibras 5, 6
está asignada, igualmente, una lente.
Los sistemas de representación AS_{1} y
AS_{3} iluminan la misma región de la superficie 3 fotosensible
del sensor de la cámara 2. El sistema de representación AS_{2}
ilumina únicamente una parte de la región del sensor iluminada por
los sistemas de representación AS_{1} y AS_{3}.
En la trayectoria de los rayos de los sistemas
de representación AS_{1} - AS_{3} está conectada una unidad de
obturador 7 que está segmentada en un número de campos de obturación
V_{1} - V_{3} correspondiente al número de los sistemas de
representación AS_{1} - AS_{3}. La unidad de obturador 7 está
conformada como filtro de cristal líquido, cuyos campos de
obturación V_{1} - V_{3} se puede conmutar eléctricamente
individualmente y de modo independiente entre ellos a su posición
que deja pasar la luz o que bloquea la luz.
El control dependiente de los pasos de contador
de los campos de obturación V_{1} - V_{3} de la unidad de
obturador 7 se realiza por medio de un microprocesador 8 que está
unido por medio de una línea de control 9 con la unidad de
obturador 7. Al microprocesador 8 están conectadas adicionalmente
las salidas del sensor de la cámara 2. En función de la información
óptica recibida, el microprocesador 8 sirve adicionalmente para el
control de diferentes actuadores 10, 11, 12. Adicionalmente, el
microprocesador 8 puede ser activado con otros parámetros
necesarios para la evaluación de la información óptica. También
pueden activar el microprocesador 8 informaciones adicionales para
el control de la unidad de obturador 7. Estas informaciones
adicionales que activan el microprocesador 8 están indicadas en la
Figura 1 por medio del término "INFO".
La Figura 2 muestra el dispositivo de
supervisión 1 de la Figura 1 con una iluminación de la superficie 3
fotosensible del sensor de la cámara 2 por medio del sistema de
representación AS_{1}. El campo de obturación V_{1} asignado al
sistema de representación AS_{1} de la unidad de obturador 7 está
en su control que deja pasar la luz. Los otros dos campos de
obturación V_{2} y V_{3} de los sistemas de representación
AS_{2} y AS_{3} se encuentran, por el contrario, en su control
que no deja pasar la luz. Por medio de un control correspondiente a
través del microprocesador 8 se controlan, o bien temporalmente
después de un ciclo prefijado, o bien cuando sea necesario, los
campos de obturación V_{1} y V_{3} para dejar pasar la luz, y
se conmutan a su posición de bloqueo de luz de modo correspondiente
el resto de campos de obturación.
En la Figura 3 está representado de modo
esquematizado a modo de una vista en planta desde arriba otro
dispositivo de supervisión 13 opto-electrónico. El
dispositivo de supervisión 13 está construido de modo
correspondiente igual que el dispositivo de supervisión 1,
comprendiendo, a diferencia del dispositivo de supervisión 1 de las
Figuras 1 y 2, este dispositivo de supervisión seis sistemas de
representación AS_{4} - AS_{9}. En estos sistemas de
representación AS_{4} - AS_{9} se trata de sistemas de
representación de imágenes, como por ejemplo los sistemas de
representación AS_{4} - AS_{5} así como AS_{8}, y de sistemas
conductores de luz, como por ejemplo los sistemas de representación
AS_{7} y AS_{9}. A cada sistema de representación está asignado
en la unidad de obturador 14 un campo de obturación V_{4} -
V_{9}, campos de obturación V_{4} - V_{9} que pueden ser
controlados de modo independiente entre ellos. Se hace referencia,
en particular, a los campos de obturación V_{4} y V_{5}, que se
solapan en una región. Un solape de este tipo puede estar previsto
cuando los sistemas de representación AS_{4} y AS_{5} asignados
a estos campos de obturación V_{4} y V_{5} no han de
representarse al mismo tiempo sobre la superficie fotosensible del
sensor de la cámara 15. La región común del campo de obturación se
le incluye de modo correspondiente una vez al campo de obturación
V_{4}, y por otro lado al campo de obturación V_{5}.
Para incrementar los sistemas de representación
que se han de suministrar a un dispositivo de este tipo, puede
estar previsto que la superficie de la unidad de obturador que
apunta hacia el sensor de la cámara esté recubierta con una capa
reflectora de la luz, por ejemplo que esté vaheada, de manera que
los sistemas de representación puedan representar sobre la
superficie fotosensible del sensor de la cámara, sus informaciones
ópticas que se reflejan en esta parte inferior recubierta de la
unidad de obturador. También a estos sistemas de representación
adicionales está asignada una unidad de obturación propia. Para el
vaheado de la parte inferior de la unidad de obturación está
previsto, de este modo, que la luz que pasa desde arriba pueda pasar
a través del recubrimiento sin impedimento.
En una variante de una configuración de este
tipo, la parte superior de la unidad de obturador que apunta hacia
la superficie fotosensible del sensor de la cámara está recubierta
con una capa electrocrómica en su conjunto, o también de modo
segmentado, de manera que por medio de un control correspondiente de
los segmentos electrocrómicos se puedan ocasionar las
características reflectantes. Con ello, esta capa o bien estos
segmentos sirven tanto para el desvío de luz como a modo de
obturador. Una unidad de obturador de este tipo está construida, de
modo adecuado, en varias capas, estando previsto un plano de la
unidad de obturador para las trayectorias de los rayos, y el resto
de planos de la unidad de obturador para las informaciones ópticas
desviadas por medio de la reflexión hacia el sensor de la
cámara.
La Figura 4 muestra otro dispositivo de
supervisión 16 que está dispuesto como sensor de lluvia para la
observación de tres diferentes secciones del parabrisas A_{1},
A_{2} y A_{3}. Las secciones del parabrisas A_{1} - A_{3}
observadas son parte constituyente de diferentes campos visuales,
designándose el campo visual primario del conductor con el símbolo
de referencia G_{1}, el del acompañante con el símbolo de
referencia G_{2}, y el campo de visión secundario dispuesto entre
los campos de visión G_{1} y G_{2} con el símbolo de referencia
G_{3}. La unidad de detección 17 comprende tres objetivos, de los
que, cada uno de ellos está dispuesto para la observación de una
sección del parabrisas A_{1}, A_{2} ó A_{3}. Los objetivos
conforman la sección del parabrisas A_{1}, A_{2} ó A_{3}
correspondiente sobre la superficie fotosensible de un sensor de la
cámara previsto para todos los objetivos de modo común. En la
trayectoria de los rayos de cada objetivo que realiza una
representación está dispuesto un conmutador de luz, de manera que el
sensor de la cámara puede ser iluminado, opcionalmente, por uno de
los tres objetivos. Como conmutador de luz está previsto un filtro
de cristal líquido segmentado en tres partes.
- 1
- Dispositivo de supervisión opto-electrónico
- 2
- Sensor de la cámara
- 3
- Superficie fotosensible
- 4
- Objetivo
- 5
- Haz de fibras
- 6
- Haz de fibras
- 7
- Unidad de obturador
- 8
- Microprocesador
- 9
- Línea de control
- 10
- Actor
- 11
- Actor
- 12
- Actor
- 13
- Dispositivo de supervisión opto-electrónico
- 14
- Unidad de obturador
- 15
- Sensor de la cámara
- 16
- Dispositivo de supervisión opto-electrónico
\vskip1.000000\baselineskip
- A_{1} - A_{3}
- Sección del parabrisas
- AS_{1} - AS_{9}
- Sistema de representación
- G_{1} - G_{3}
- Campo de visión
- V_{1} - V_{9}
- Campo de obturación.
Claims (7)
1. Dispositivo de supervisión
opto-electrónico para un automóvil
- -
- con varios sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}) asignados a diferentes objetos que se han de supervisar, que en su parte de salida actúan sobre la superficie fotosensible (3) de un grupo de sensores (2, 15) fotoeléctricos común, formado por un gran número de elementos convertidores fotoeléctricos que conforman puntos de imagen individuales, elementos convertidores que generan, en función de su exposición a la luz, una señal eléctrica correspondiente a la intensidad luminosa, estando dispuesta la salida de cada uno de los sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}) para la representación de la información óptica proporcionada por este sistema de representación (AS_{1} - AS_{9}) en una región de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) que se solapa, al menos parcialmente, con las regiones de exposición de los otros sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}),
- -
- con una unidad de obturador (7, 14) dispuesta en la trayectoria de los rayos de cada uno de los sistemas de representación (AS_{1} - AS_{9}), controlable eléctricamente aprovechando un efecto electro-óptico, para el control de una exposición de la superficie (3) fotosensible del grupo de sensores (2, 15) por medio de este sistema de representación (AS_{1} - AS_{9}), y
- -
- con un controlador (8) al cual se aplican las señales eléctricas de salida del grupo de sensores con el propósito de actuar sobre la unidad de obturador (7, 14), para la evaluación de las informaciones ópticas y para el control de actuadores (10, 11, 12) en función del resultado de una evaluación de las informaciones referidas al objeto.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos convertidores individuales
del grupo de sensores (2, 15) son accesibles y legibles
libremente.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los elementos convertidores del grupo de
sensores (2, 15) están dispuestos en una disposición
bidimensional.
4. Dispositivo según la reivindicación 1, 2 ó 3,
caracterizado porque el tamaño de la superficie fotosensible
del grupo de sensores está determinado por el tamaño de
representación máximo de un sistema de representación y todos los
demás sistemas de representación representan en esta región de la
superficie fotosensible del grupo de sensores.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque la unidad de obturador (7, 14)
está conformada como diafragma de cristal líquido.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizada porque la unidad de obturador está
conformada para funcionar según un principio electrocrómico.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque para los diferentes sistemas de
representación, está prevista una unidad de obturador (7, 14) que
presenta un número de campos de obturación (V_{1} - V_{9}) que
se corresponde con el número de los sistemas de representación.
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