本公開的主題總體上涉及相機(jī)。更具體地，本公開的主題涉及但不限于用于在車輛上使用的多功能相機(jī)裝置。

背景技術(shù)：

在過去的幾十年，相機(jī)技術(shù)已經(jīng)有了顯著的變化。數(shù)碼相機(jī)和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步的激增已經(jīng)使得在多種裝置中包含相機(jī)成為可能。計(jì)算機(jī)以及諸如智能手機(jī)的移動(dòng)通信設(shè)備例行地包括相機(jī)。在機(jī)動(dòng)車上提供一個(gè)或多個(gè)相機(jī)以提供諸如停車輔助功能和防碰撞輔助的增強(qiáng)的特征也變得更加常見。能夠提供包含或使用相機(jī)的更先進(jìn)的駕駛員輔助功能將會(huì)是有用的。

與增強(qiáng)車輛上的相機(jī)能力相關(guān)聯(lián)的挑戰(zhàn)之一是不同的功能需要不同的相機(jī)配置。例如，用于主動(dòng)安全功能的圖像檢測(cè)器通常具有相對(duì)較窄的視場(chǎng)。相比之下，提供dvr功能的相機(jī)通常具有更寬的視場(chǎng)。使用不同的裝置來實(shí)現(xiàn)這些不同的功能增加了花費(fèi)，并且需要占據(jù)車輛上的附加空間。

能夠在機(jī)動(dòng)車上以成本有效的和空間節(jié)約的方式提供更多的基于相機(jī)的功能將會(huì)是有用的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

相機(jī)裝置的說明性示例實(shí)施例包括配置為檢測(cè)輻射的傳感器。傳感器的第一部分用于第一成像功能。傳感器的第一部分具有第一視場(chǎng)。畸變修正棱鏡在傳感器的前方，并且將第一視場(chǎng)外部的輻射朝向傳感器引導(dǎo)。透鏡元件放置于畸變修正棱鏡和傳感器之間。透鏡元件包括面向傳感器的表面。表面相對(duì)于傳感器軸成傾斜角。透鏡元件將輻射從畸變修正棱鏡朝向傳感器的第二部分引導(dǎo)。傳感器的第二部分用于不同于第一成像功能的第二成像功能。傳感器的第二部分具有第一視場(chǎng)外部的第二視場(chǎng)。傳感器基于在傳感器的第一部分檢測(cè)到的輻射提供用于第一成像功能的第一輸出。傳感器基于在第二部分檢測(cè)到的輻射提供用于第二成像功能的第二輸出。

操作車輛上的相機(jī)的說明性示例方法包括基于由配置為檢測(cè)輻射的傳感器的第一部分檢測(cè)到的輻射來執(zhí)行第一成像功能。傳感器的第一部分具有第一視場(chǎng)。基于由傳感器的第二部分檢測(cè)到的輻射來執(zhí)行第二成像功能。傳感器的第二部分具有第一視場(chǎng)外部的視場(chǎng)。由第二部分檢測(cè)到的輻射首先穿過畸變修正棱鏡，并且然后穿過具有相對(duì)于傳感器軸成傾斜角的表面的透鏡元件。透鏡元件表面面向傳感器。

通過閱讀以下詳細(xì)描述，至少一個(gè)公開的示例實(shí)施例的多種特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。伴隨所述詳細(xì)描述的附圖可以被簡要描述如下。

附圖說明

圖1圖解示出了包含根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)的至少一個(gè)相機(jī)裝置的機(jī)動(dòng)車。

圖2是示出實(shí)施例的選定特征的示例性相機(jī)裝置實(shí)施例的選定部分的截面圖。

圖3示意性示出圖2的實(shí)施例的傳感器配置。

圖4示意性示出可替代的傳感器配置。

圖5示出另一個(gè)示例性傳感器配置。

圖6示意性示出圖2的實(shí)施例的選定特征。

圖7示出對(duì)于實(shí)現(xiàn)示例性相機(jī)裝置實(shí)施例的畸變修正棱鏡和透鏡元件有用的部件。

具體實(shí)施方式

圖1示出包括分別執(zhí)行多個(gè)成像功能的相機(jī)裝置24和26的機(jī)動(dòng)車20。相機(jī)裝置24以向前指向的方式放置于車輛20上，并且相機(jī)裝置26以向后指向的方式定向。

參考圖2和3，示出示例性相機(jī)裝置的選定特征。出于討論的目的示出相機(jī)裝置24。相機(jī)裝置26可具有相同的特征。相機(jī)裝置24包括相機(jī)部分28，所述相機(jī)部分包括相機(jī)透鏡29和配置為檢測(cè)諸如可見光的輻射的傳感器30。傳感器30與包括合適的電子器件、程序、或者兩者都有的圖像處理器32相關(guān)聯(lián)來基于來自對(duì)應(yīng)于由傳感器30檢測(cè)到的輻射的傳感器30的輸出實(shí)現(xiàn)多個(gè)成像功能。

出于討論的目的，示出傳感器軸34。在此示例中，傳感器30包括一般是矩形的(如可在圖3中理解的)平面的檢測(cè)表面。傳感器30的第一部分36一般是矩形的，并且關(guān)于傳感器軸34對(duì)稱。傳感器30的第一部分36出于完成第一成像功能的目的檢測(cè)輻射。傳感器30的第一部分36具有示意性所示的具有外邊緣38的第一視場(chǎng)。在此示例中的第一視場(chǎng)的外邊緣38和傳感器軸34之間的角度在25°和40°之間。

在此示例性布置中，相機(jī)裝置24包括放置于依靠車輛20的風(fēng)擋42的畸變修正棱鏡40。畸變修正棱鏡40促進(jìn)將輻射從第一部分36的第一視場(chǎng)外部朝向傳感器30的另一部分引導(dǎo)。透鏡元件44放置于畸變修正棱鏡40和傳感器30之間。透鏡元件44包括面向傳感器30的表面46。表面46相對(duì)于傳感器軸34成傾斜角a。在此示例中，角a是85°。在其他示例中的角a相對(duì)于傳感器軸34在80°和89°之間。表面46的傾斜角a促進(jìn)將已經(jīng)穿過畸變修正棱鏡40的輻射引導(dǎo)到傳感器30的第二部分上。

如圖3所示，傳感器30的第二部分50配置為檢測(cè)起始于第一部分36的第一視場(chǎng)外部的輻射。在此示例中，第二部分50一般是矩形，并且圍繞第一部分36。在此示例中，傳感器30的第二部分50包括在第一部分36的外邊緣和傳感器30的檢測(cè)表面區(qū)域的外邊緣之間的檢測(cè)表面區(qū)域的部分。

如圖2所示，傳感器30的第二部分50擁有具有在52處示意性示出的外邊緣的視場(chǎng)。此示例中，第二視場(chǎng)在具有外邊緣38的第一視場(chǎng)外部。外邊緣52以相對(duì)于傳感器軸34成角s來放置。在此示例中的角s在40°和65°之間。

由在第二視場(chǎng)內(nèi)的第二部分50檢測(cè)到的輻射用于第二成像功能，該第二成像功能不同于由傳感器30的第一部分36提供的第一成像功能。在此示例中，傳感器30提供用于第一成像功能的第一輸出和用于第二成像功能的不同的第二輸出。圖像處理器32由諸如合適的程序配置，針對(duì)提供不同成像功能的目的來適當(dāng)?shù)亟忉寔碜詡鞲衅?0的不同輸出。

在圖2和3的示例中，相機(jī)裝置24提供第三成像功能。傳感器30的檢測(cè)表面的第三部分54檢測(cè)在第三視場(chǎng)內(nèi)的輻射，所述第三視場(chǎng)具有在56處示意性示出的外邊緣，所述外邊緣相對(duì)于傳感器軸34成角t。在此示例中，角t在60°和85°之間。第三視場(chǎng)56比第一視場(chǎng)寬得多，并且第三視場(chǎng)在第二視場(chǎng)外部。在此示例中的傳感器30基于由傳感器30的第三部分54檢測(cè)到的輻射提供對(duì)應(yīng)于第三成像功能的第三輸出。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，傳感器30包括具有彩色濾光片的3840x2880x2.5um的11兆像素檢測(cè)器。在一個(gè)示例性實(shí)施例中的第一成像功能是諸如對(duì)象檢測(cè)的自動(dòng)化駕駛員輔助功能，其可用于諸如防碰撞的多種特征。第二成像功能是可用于多種車載目的的數(shù)字視頻記錄器(dvr)成像功能。在此示例中的第三成像功能是用于檢測(cè)車輛附近對(duì)象的前側(cè)視野檢測(cè)功能。在一個(gè)此類示例中，來自傳感器的第一輸出可包括單色圖像數(shù)據(jù)或彩色圖像數(shù)據(jù)，第二傳感器輸出包括彩色圖像數(shù)據(jù)并且第三傳感器輸出包括彩色圖像數(shù)據(jù)。

圖4示意性示出另一個(gè)傳感器配置，其中第一傳感器部分36’相比較于圖3所示的第一部分36占據(jù)更多的檢測(cè)表面區(qū)域。在此示例中，傳感器30的第二部分50’具有比第一部分36’的第一視場(chǎng)更寬的第二視場(chǎng)。在此示例中，僅提供有兩種成像功能，所以傳感器30的僅有兩個(gè)不同部分提供對(duì)應(yīng)于兩種不同成像功能的輸出。在一個(gè)此類示例中，傳感器30包括兩個(gè)兆像素1600x1200x3um的檢測(cè)器。在此示例中的第一成像功能可用于車載駕駛員輔助功能，并且第二成像功能可用于側(cè)面視野對(duì)象檢測(cè)。

圖5示出另外一個(gè)示例性傳感器配置，其中第一部分36”占據(jù)傳感器檢測(cè)表面區(qū)域的中心部分，并且第二部分50”一般占據(jù)靠近傳感器檢測(cè)表面區(qū)域的橫向外部邊緣的矩形部分。第一部分36”提供用于諸如駕駛員輔助功能的第一成像功能的輸出。第二部分50”提供可用于例如前側(cè)視野相機(jī)圖像目的的第二輸出。在一個(gè)此類示例中，傳感器30包括2兆像素1920x1080x3um的檢測(cè)器。

如從圖6所能理解的，在60處示意性所示的在具有外邊緣38的第一視場(chǎng)內(nèi)的諸如可見光的輻射到達(dá)傳感器30而不受畸變修正棱鏡40或透鏡元件44所影響。在此示例中，畸變修正棱鏡40包括配置為不對(duì)在傳感器30的第一視場(chǎng)內(nèi)的輻射產(chǎn)生影響的中心部分。在此特定的示例中，畸變修正棱鏡40的中心部分被取出或移除，并且畸變修正棱鏡40具有環(huán)形。

在此示例中的透鏡元件44也被取出中心部分或?qū)⑺闹行牟糠忠瞥齺肀苊庠诒粋鞲衅?0檢測(cè)到之前輻射60的任何不期望的衍射。

如在62所示，第一視場(chǎng)外部的輻射首先由畸變修正棱鏡40衍射，并且然后由透鏡元件44衍射，使得即使輻射在第一視場(chǎng)外部也被引導(dǎo)至傳感器30。在透鏡元件44上的表面46有效地將傳感器30的焦點(diǎn)移位使得穿過畸變修正棱鏡40的來自更寬的視場(chǎng)的輻射可由傳感器30的第二或第三部分檢測(cè)到。

在一個(gè)示例中，透鏡元件44包括三合透鏡。在移除透鏡元件44的中心部分之前，示例性三合透鏡在圖7中示意性示出。在此示例中，第一透鏡部分70具有非球面的表面，其面向遠(yuǎn)離傳感器30。第二透鏡部分72是非球面的平凸透鏡。表面46提供在透鏡部分74上，其中表面46以相對(duì)于傳感器軸34的傾斜角傾斜。如從圖7可理解的，在所示條件中，表面46一般是錐形并且關(guān)于傳感器軸34對(duì)稱。

考慮到期望具有比具有外邊緣38的第一視場(chǎng)寬得多的視場(chǎng)，將畸變修正棱鏡40制造成非球面的平凸透鏡是有挑戰(zhàn)性的。用于實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)的此類透鏡的凹面深度導(dǎo)致如此薄的中心部分，使得其有利于移除中心部分或者將畸變修正棱鏡40制造成沒有中心部分的環(huán)。移除透鏡元件44的中心部分避免在第一視場(chǎng)內(nèi)的光(或感興趣的其他輻射)的任何不期望的衍射。

鑒于這樣的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將有能力選擇合適的透鏡材料和制造工藝來滿足他們的特定需求。例如，畸變修正棱鏡40和透鏡元件44可由料心制造，所述料心然后被移除或可被制成在中心部分沒有任何透鏡材料的環(huán)形。

示例性相機(jī)裝置配置允許使用單個(gè)檢測(cè)器來實(shí)現(xiàn)多種成像功能。顯著不同的視場(chǎng)被利用于不同的圖像目的。畸變修正棱鏡40和具有相對(duì)于傳感器軸成傾斜角的表面46的透鏡元件44提供來自更寬視場(chǎng)的輻射，允許更大的多功能性和來自單個(gè)相機(jī)裝置的不同的圖像能力。所公開的示例性實(shí)施例提供了用于機(jī)動(dòng)車的成本有效的、空間節(jié)約的、多用途的相機(jī)裝置。

上文描述本質(zhì)上是示例性的，而不是限制性的。對(duì)所公開的示例的不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可變得顯而易見。賦予本發(fā)明的法律保護(hù)范圍只能由以下權(quán)利要求確定。