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German to English: Optical module with integrated source of light
Source text - German
Beschreibung
Optisches Modul mit integrierter Lichtquelle
5 Die Erfindung betrifft ein optisches Modul mit einer Linsenanordnung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildaufnehmer und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle, wobei die Linsenanordnung und die Lichtquelle
10 mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen sind, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopp-lung von von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die
15 Linsenanordnung verhindert.
Ein solches optisches Modul ist aus der DE 103 60 762 AI bekannt .
2 0 Ein gattungsgemäßes optisches Modul kommt insbesondere in der Kraftfahrtechnik zum Einsatz. Dabei werden die optischen Module in kamerabasierenden Systemen zur Erhöhung des Komforts sowie als Fahrerassistenzsystem eingesetzt. Manche Systeme benötigen eine Lichtquelle, welche überwiegend elektromagne-
25 tische Strahlung im Infrarotbereich abgibt, um das zu überwachende Umfeld beobachten und auswerten zu können. Bei der zu beobachtenden Umgebung kann es sich beispielsweise um den Innenraum eines Fahrzeuges, z.B. für die Insassenerkennung oder die Beobachtung von Reaktionen des Fahrers handeln.
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Die für ein Kamerasystem der oben beschriebenen Art verwendete Lichtquelle ist häufig in einem von der Kamera unterschiedlichen Gehäuse untergebracht und in räumlicher Nähe zur Kamera angeordnet. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist
35 der mit einem größeren Aufwand in ein Fahrzeug verbundene
Einbau. Denn zwischen der Kamera und der Lichtquelle ist eine elektrische Verbindung notwendig, um die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert betreiben zu können.
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Lichtquelle in einem von dem Gehäuse der Kamera unterschiedlichen Gehäuse angeordnet ist. 5
Aus der WO 03/105465 AI ist ein optisches Modul bekannt, bei dem in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung Leuchtdioden (LEDs) angeordnet sind, damit das optische Modul auch bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten
10 kann. Die Leuchtdioden sind ringförmig um die Linsenanordnung angeordnet, wobei die Achsen der Leuchtdioden abwechselnd unterschiedliche Winkel mit der Achse des Moduls einschließen. Hierdurch soll eine diffuse Beleuchtung erreicht werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der optisch zu erfassenden Ob-
15 jekte zu realisieren. Zur Vermeidung unerwünschter optischer Effekte, insbesondere aufgrund von seitlichem Lichteinfalls ist eine Schwärzung oder die Ausnutzung von Totalreflexion vorgesehen.
20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optisches Modul bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Montage eine zuverlässige optische Qualität zur Verfügung stellt.
25 Diese Aufgabe wird mit einem optischen Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen gattungsgemäßen optischen Modul 30 sind die Linsenanordnung und die Lichtquelle mit einer für
die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der 35 Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung verhindert .
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Hierdurch ist gewährleistet, dass die von der Lichtquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung nicht als Streulicht in den Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung gelangen kann, wodurch eine stark verbesserte Bildqualität erzielbar 5 ist. Das Vorsehen einer Abdeckung weist den Vorteil auf, dass das optische Modul gegenüber Verschmutzungen unanfällig und im Falle eventueller Verschmutzungen jedoch reinigungsfreundlich ist. Das Vorsehen einer Abdeckung, welche für die von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung so-10 wie die von der Linsenanordnung aufgefangene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, weist den weiteren Vorteil auf, dass sich das optische Modul optisch ansprechend in ein Fahrzeugdesign integrieren lässt.
15 Die Strahlungsbarriere kann dabei aus einem beliebigen Material bestehen, welches die von der Lichtquelle abgegebene e-lektromagnetische Strahlung blockiert. Die Strahlungsbarriere kann beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein, welche mit einem geeigneten Zusatzstoff, z.B. Ruß, zum Blockie-
20 ren dieser elektromagnetischen Strahlung versehen ist. Prinzipiell wäre auch Metall ein geeignetes Material für die Strahlungsbarriere.
Die Strahlungsbarriere ist derart in die Abdeckung integ-25 riert, dass in die Abdeckung eingespeistes Licht nicht in
Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs gelangen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist deshalb auch vorgese-30 hen, dass die Strahlungsbarriere umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung angeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht über die Abdeckung in den Strahleneintrittsbereich gelangen kann.
35 Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Strahlungsbarriere derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter der Linsenanordnung angrenzt. Auch diese Ausgestaltung weist den oben erwähnten Vorteil auf, dass zuverlässig das Eindringen
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von Streulicht über die Abdeckung oder an dieser vorbei in den Strahleneintrittsbereich verhindert wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die 5 Strahlungsbarriere formschlüssig mit der Abdeckung verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage des optischen Moduls, da ein Halbzeug aus Abdeckung und Strahlungsbarriere vorgefertigt werden kann, so dass nur noch das Halbzeug mit einem Gehäuse des optischen Moduls in geeig-
10 neter Weise zu verbinden ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Strahlungsbarriere und die Abdeckung einstückig ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens erfolgen. Das die Strahlungsbarriere ausbildende Material ist hierbei für
15 die von der Lichtquelle abgegebene und die von der Linsenanordnung aufgenommene elektromagnetische Strahlung durchlässig. Hingegen ist das Material der Strahlungsbarriere für diese Wellenlängen undurchlässig. Durch dieses Herstellungsverfahren ist darüber hinaus gewährleistet, dass das Eindrin-
20 gen von Streulicht in die Abdeckung mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung 25 hingewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist. Die Strukturierung
30 kann dabei den Abstrahlwinkel der Lichtquelle beeinflussen.
Auf diese Weise ist es mit besonderem Vorteil möglich, Lichtquelle und Halbleiterelement auf einem oder mehreren gemeinsamen Trägern aufzubringen, so dass diese zunächst parallele optische Achsen aufweisen. Zur Erzielung einer diffusen Be-
35 leuchtung für eine gleichmäßige Ausleuchtung der zu erfassenden Objekte lenkt die Strukturierung einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in unterschiedliche Richtungen. In entsprechender Weise kann die Strukturierung im Bereich des
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Strahleneintrittsbereichs die Funktion einer zusätzlichen Linse der Linsenanordnung übernehmen. Das Vorsehen der Strukturierung ermöglicht somit ein Beeinflussen der optischen Eigenschaften in einer auslegungsgemäßen Weise. 5
Zur Erlangung einer optisch gleichmäßigen Oberfläche der Abdeckung und damit des optischen Moduls ist die Strukturierung bevorzugt auf der zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung hingewandten Seite vorgesehen. Sofern es aus Gründen Funktio-
10 nalität notwendig ist, kann eine solche Strukturierung zusätzlich auf der Außenseite der Abdeckung vorgesehen sein. Denkbar wäre auch, ausschließlich auf der Außenseite der Abdeckung eine beschriebene Strukturierung vorzusehen, wobei die Strukturierung dann so ausgeführt ist, dass sie den opti-
15 sehen Strahlengang des Moduls nicht nachteilig beeinflusst.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abdeckung auf ihrer von der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche auf. Ne-20 ben einer verbesserten Optik des optischen Moduls ergibt sich auch eine geringere Schmutzempfindlichkeit sowie eine bessere Reinigungsmöglichkeit.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Lichtquelle durch eine 25 oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung zumindest teilweise umgeben. Die Anordnung und die Wahl der Anzahl der Leuchtdioden erfolgt nach den für die Ausleuchtung gegebenen Erfordernissen. Die Leuchtdioden können ringförmig um die Linsenanordnung ange-30 ordnet sein, wobei dies jedoch nicht zwingend notwendig ist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Abdeckung mit einem Gehäuse des optischen Moduls formschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme stellt sicher, dass zwischen das Gehäuse und die Ab-35 deckung kein Streulicht gelangen kann, welches dann bei einem Eintritt in den Strahleneintrittsbereich die optischen Eigenschaften verringern würde.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abdeckung zusammen mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere in das Gehäuse eingeschnappt wird. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage. Es ist weiterhin sichergestellt, dass die Abde-5 ckung mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, um z.B. einer geänderten Umgebung Rechnung zu tragen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die 10 Abdeckung im Bereich der Linsenanordnung eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist, als im Bereich der Lichtquelle. Die Abdeckung des optischen Moduls muss damit nicht über ihre gesamte Fläche homogen ausgebildet sein. Die Abdeckung kann vielmehr den Erfordernissen der 15 Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung, oder allgemein der Kamera, angepasst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: 20
Fig. 1 eine erste perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Moduls,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte op-
25 tische Modul,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts der Fig. 2,
30 Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer in dem erfindungsgemäßen Modul eingesetzten Abdeckung, und
Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Abde
ckung aus Fig. 4, wobei eine Schnittansicht darge-
35 stellt ist.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes optisches Modul 1. Der genaue Aufbau des er-
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findungsgemäßen optischen Moduls 1 geht besser aus Fig. 2 hervor, die einen Schnitt durch das optische Modul 1 gemäß Fig. 1 darstellt.
5 Das optische Modul 1 weist in bekannter Weise eine Linsenanordnung 2 zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf ein Halbleiterelement 15 auf. Diese Einheit wird auch als Kamera bezeichnet. Die Linsenanordnung 2 ist in der Figur lediglich in schematischer Weise dargestellt. Die Linsenanord-
10 nung kann eine oder eine Mehrzahl an separaten Linsen aufweisen. Die Ausgestaltung und Anordnung der Linsen zueinander kann dabei entsprechend den Anforderungen gewählt werden. Das Halbleiterelement 15 ist auf einem Träger aufgebracht und liegt im optischen Strahlengang zu der Linsenanordnung.
15
Benachbart eines Strahleneintrittsbereichs 3 der Linsenanordnung 2 ist eine Lichtquelle 4 in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden 5 (LEDs) auf einem weiteren Träger 17 angeordnet. Die Leuchtdioden 5 können dabei ringförmig um den Strah-
20 leneintrittsbereich 3 angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend; die Anzahl und die Anordnung der Leuchtdioden kann auf prinzipiell beliebige Weise erfolgen, sofern sichergestellt ist, dass die zu beobachtende Umgebung gut ausgeleuchtet ist. Die Leuchtdioden 5 auf dem Träger 17 sind gegenüber
25 dem Strahleneintrittsbereich 3 zurückgesetzt, so dass die von ihnen abgegebene elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise in einem nicht sichtbaren Bereich des Lichts, nicht direkt in die Linsenanordnung leuchten kann.
30 Der Strahleneintrittsbereich 3 wird durch einen Linsenhalter 11 ausgebildet, der konzentrisch zum Strahlengang der Linsenanordnung 2 angeordnet ist. Der Linsenhalter 11 sorgt aufgrund seiner trichterförmigen Gestalt bereits dafür, dass von der Seite her gerichtete elektromagnetische Strahlung die
35 Qualität des von dem Halbleiterelement aufgenommenen Bildes nicht negativ beeinflusst.
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Vor die Linsenanordnung 2 und die Lichtquelle 4 ist eine für die von der Lichtquelle 4 abgegebene und die durch die Kamera aufzunehmende elektromagnetische Strahlung durchlässige Abdeckung 6 angeordnet. Die Abdeckung 6 umfasst einen Bereich 7, 5 welcher die Lichtquelle bedeckt und einen Bereich 8, welcher die Linsenanordnung bedeckt. Die Bereiche 7, 8 können einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Von der Außenseite her (vgl. Fig. 1) wird durch die Abdeckung 6 eine optisch homogene Fläche bereitgestellt, wodurch sich einerseits eine vor-10 teilhafte Optik des optischen Moduls und andererseits eine
geringe Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung bzw. eine einfache Reinigungsmöglichkeit ergibt.
Die beiden Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 sind durch eine 15 Strahlungsbarriere 9 voneinander getrennt, so dass eine
Lichtkopplung über die Bereiche 7, 8 der Abdeckung ausgeschlossen ist. Die Strahlungsbarriere 9 ist für das von der Lichtquelle 4 abgegebene Spektrum undurchlässig und sperrt mindestens dieses Frequenzspektrum sowie das Frequenzspekt-20 rum, in dem das Halbleiterelement empfindlich ist. Die Strahlungsbarriere 9 wird bevorzugt derart realisiert, dass die von der Außenseite her homogene Fläche optisch nicht beeinträchtigt wird. Die Strahlungsbarriere 9 ist derart ausgeführt, dass diese sowohl hinsichtlich ihrer Farbe als auch 25 ihrer Form nicht oder nur schwer erkennbar ist.
Die Strahlungsbarriere 9 kann prinzipiell aus einem beliebigen Material hergestellt sein, sofern sichergestellt ist, dass dieses undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im 30 Arbeitsbereich der Lichtquelle ist. Bevorzugt kommen Materialien aus einem Kunststoff oder einem Metall in Betracht.
Die Strahlungsbarriere 9 kann als separates Bauteil von der Abdeckung 6 hergestellt sein und im Rahmen eines Herstel-35 lungsschrittes formschlüssig mit diesem verbindbar sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Abdeckung 6 und die Strahlungsbarriere 9 als eine Einheit herzustellen, was sich beispiels-
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weise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens realisieren lässt.
Das Halbzeug aus Abdeckung 6 und Strahlungsbarriere 9 ist 5 hinsichtlich seiner geometrischen Abmaße derart bemessen, dass die Strahlungsbarriere 9 bis an den Linsenhalter 11 grenzt bzw. diesen, wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, formschlüssig umschließt. Andererseits ist die Strahlungsbarriere 9 bis zur Außenseite der Abdeckung 6 durchgehend, wodurch die 10 Einkopplung von Licht über die Abdeckung 6 in Richtung des
Strahleneintrittsbereichs der Kamera praktisch ausgeschlossen ist.
Die Abdeckung 6 ist mit dem Gehäuse 10 in dem Ausführungsbei-
15 spiel über eine Verrastung 12 verbunden. Diese kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine in der Abdeckung 6 vorgesehene, umlaufende Nut 18 realisiert sein, in welcher ein entsprechend angepasster Abschnitt des Gehäuses 10 einpressbar ist.
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Eine bessere Darstellung der auf das Gehäuse 10 des optischen Moduls aufgebrachten Abdeckung 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur zeigt die Abdeckung 6 in einer perspektivischen Darstellung von ihrer Rückseite 13, 14 her, d.h. der Seite,
25 welche der Lichtquelle 4 und der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist. Aus dieser Darstellung ist gut erkennbar, dass die Strahlungsbarriere 9 ringförmig ausgebildet ist und sich über die Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 hinaus erstreckt. Der Durchmesser der Strahlungsbarriere 9 ist dabei derart ge-
30 wählt, dass dieser an den Außendurchmesser des Linsenhalters 11 angepasst ist und unter leichtem Druck auf diesen aufsetzbar ist (vgl. Fig. 3). Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht zwischen der Strahlungsbarriere 9 und dem Linsenhalter 11 in Richtung des Strahleneintrittsbereichs 3
35 hindurchtreten kann.
Aus Fig. 5, welche einen Schnitt durch die Abdeckung 6 gemäß Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung zeigt, geht her-
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vor, dass die Strahlungsbarriere sich über die gesamte Dicke der Abdeckung 6 erstreckt. Aus der Figur ist weiterhin ersichtlich, dass Abschnitt 8 der Abdeckung 6, welcher der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist, einen anderen Querschnitt als 5 der Abschnitt 7 der Abdeckung 6 aufweist. Die Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 können dabei an die jeweiligen Erfordernisse der Kamera bzw. der Lichtquelle angepasst werden. Insbesondere ist es denkbar, den Abschnitt 7 der Abdeckung 6 abschnittsweise mit einer Strukturierung zu versehen, welche
10 z.B. den Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung in einen gewünschten Bereich lenkt. Ebenso kann die Strukturierung des Abschnitts 8 derart ausgebildet sein, dass dieser Abschnitt eine optische Funktion im Sinne einer Linse einnimmt.
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Die Strukturierung wird bevorzugt lediglich auf der Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 vorgesehen, so dass die Optik, welche im wesentlichen durch Vorderseite der Abdeckung 6 bestimmt ist, für den Betrachter nicht beeinträchtigt ist.
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Es ist bevorzugt, wenn das optische Modul derart betrieben wird, dass die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert ist, d.h. eine Beleuchtung der Umgebung findet lediglich dann statt, wenn durch die Kamera (genauer das Halbleiterelement)
25 ein Bild aufgenommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass durch die Lichtquelle kein Wärmeproblem entsteht, wie dies bei einer Dauerbeleuchtung der Fall wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Modul für 30 ein Fahrerassistenzsystem bereit gestellt, das sich auf unauffällige Weise in ein Fahrzeug integrieren lässt und eine gute Qualität der durch die Kamera aufgenommenen Bilder ermöglicht .
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Patentansprüche
1. Optisches Modul mit einer Linsenanordnung (2) zum Proji
zieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildauf-
5 nehmer (15) und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs (3) der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle (4), wobei die Linsenanordnung (2) und die Lichtquelle mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung (6) versehen sind, wobei die Abdeckung (6) mit ei-
10 ner Strahlungsbarriere (9) versehen ist, die für von der
Lichtquelle (4) abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der Lichtquelle (4) abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass
15 der Bildaufnehmer (15) durch ein Halbleiterelement gebildet ist, und die Strahlungsbarriere (9) derart in die Abdeckung (6) integriert ist, dass in die Abdeckung (6) eingespeistes Licht nicht in Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs (3) gelangen kann.
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2. Optisches Modul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich (3) der Linsenanordnung (2) angeordnet ist. 25
3. Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter (11) der Linsenanordnung (2) angrenzt. 30
4. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) formschlüssig mit der Abdeckung (6) verbunden ist. 35
5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
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die Strahlungsbarriere (9) und die Abdeckung (6) einstückig ausgebildet sind.
6. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5 dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) hin gewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
10 7. Optisches Modul nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist.
15 8. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) auf ihrer von der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche aufweist.
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9. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (4) durch eine oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung (2) zumin-25 dest teilweise umgeben.
10. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) mit einem Gehäuse (10) des optischen Moduls 30 (1) formschlüssig verbunden ist.
11. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zusammen mit der an dieser angeordneten 35 Strahlungsbarriere (9) in das Gehäuse (10) eingeschnappt wird.
12. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) im Bereich der Linsenanordnung (2) eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist als im Bereich der Lichtquelle (4).
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Optisches Modul mit integrierter Lichtquelle
5 Die Erfindung betrifft ein optisches Modul mit einer Linsenanordnung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildaufnehmer und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle, wobei die Linsenanordnung und die Lichtquelle
10 mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen sind, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopp-lung von von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die
15 Linsenanordnung verhindert.
Ein solches optisches Modul ist aus der DE 103 60 762 AI bekannt .
2 0 Ein gattungsgemäßes optisches Modul kommt insbesondere in der Kraftfahrtechnik zum Einsatz. Dabei werden die optischen Module in kamerabasierenden Systemen zur Erhöhung des Komforts sowie als Fahrerassistenzsystem eingesetzt. Manche Systeme benötigen eine Lichtquelle, welche überwiegend elektromagne-
25 tische Strahlung im Infrarotbereich abgibt, um das zu überwachende Umfeld beobachten und auswerten zu können. Bei der zu beobachtenden Umgebung kann es sich beispielsweise um den Innenraum eines Fahrzeuges, z.B. für die Insassenerkennung oder die Beobachtung von Reaktionen des Fahrers handeln.
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Die für ein Kamerasystem der oben beschriebenen Art verwendete Lichtquelle ist häufig in einem von der Kamera unterschiedlichen Gehäuse untergebracht und in räumlicher Nähe zur Kamera angeordnet. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist
35 der mit einem größeren Aufwand in ein Fahrzeug verbundene
Einbau. Denn zwischen der Kamera und der Lichtquelle ist eine elektrische Verbindung notwendig, um die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert betreiben zu können.
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Lichtquelle in einem von dem Gehäuse der Kamera unterschiedlichen Gehäuse angeordnet ist. 5
Aus der WO 03/105465 AI ist ein optisches Modul bekannt, bei dem in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung Leuchtdioden (LEDs) angeordnet sind, damit das optische Modul auch bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten
10 kann. Die Leuchtdioden sind ringförmig um die Linsenanordnung angeordnet, wobei die Achsen der Leuchtdioden abwechselnd unterschiedliche Winkel mit der Achse des Moduls einschließen. Hierdurch soll eine diffuse Beleuchtung erreicht werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der optisch zu erfassenden Ob-
15 jekte zu realisieren. Zur Vermeidung unerwünschter optischer Effekte, insbesondere aufgrund von seitlichem Lichteinfalls ist eine Schwärzung oder die Ausnutzung von Totalreflexion vorgesehen.
20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optisches Modul bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Montage eine zuverlässige optische Qualität zur Verfügung stellt.
25 Diese Aufgabe wird mit einem optischen Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen gattungsgemäßen optischen Modul 30 sind die Linsenanordnung und die Lichtquelle mit einer für
die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der 35 Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung verhindert .
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Hierdurch ist gewährleistet, dass die von der Lichtquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung nicht als Streulicht in den Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung gelangen kann, wodurch eine stark verbesserte Bildqualität erzielbar 5 ist. Das Vorsehen einer Abdeckung weist den Vorteil auf, dass das optische Modul gegenüber Verschmutzungen unanfällig und im Falle eventueller Verschmutzungen jedoch reinigungsfreundlich ist. Das Vorsehen einer Abdeckung, welche für die von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung so-10 wie die von der Linsenanordnung aufgefangene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, weist den weiteren Vorteil auf, dass sich das optische Modul optisch ansprechend in ein Fahrzeugdesign integrieren lässt.
15 Die Strahlungsbarriere kann dabei aus einem beliebigen Material bestehen, welches die von der Lichtquelle abgegebene e-lektromagnetische Strahlung blockiert. Die Strahlungsbarriere kann beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein, welche mit einem geeigneten Zusatzstoff, z.B. Ruß, zum Blockie-
20 ren dieser elektromagnetischen Strahlung versehen ist. Prinzipiell wäre auch Metall ein geeignetes Material für die Strahlungsbarriere.
Die Strahlungsbarriere ist derart in die Abdeckung integ-25 riert, dass in die Abdeckung eingespeistes Licht nicht in
Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs gelangen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist deshalb auch vorgese-30 hen, dass die Strahlungsbarriere umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung angeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht über die Abdeckung in den Strahleneintrittsbereich gelangen kann.
35 Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Strahlungsbarriere derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter der Linsenanordnung angrenzt. Auch diese Ausgestaltung weist den oben erwähnten Vorteil auf, dass zuverlässig das Eindringen
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von Streulicht über die Abdeckung oder an dieser vorbei in den Strahleneintrittsbereich verhindert wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die 5 Strahlungsbarriere formschlüssig mit der Abdeckung verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage des optischen Moduls, da ein Halbzeug aus Abdeckung und Strahlungsbarriere vorgefertigt werden kann, so dass nur noch das Halbzeug mit einem Gehäuse des optischen Moduls in geeig-
10 neter Weise zu verbinden ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Strahlungsbarriere und die Abdeckung einstückig ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens erfolgen. Das die Strahlungsbarriere ausbildende Material ist hierbei für
15 die von der Lichtquelle abgegebene und die von der Linsenanordnung aufgenommene elektromagnetische Strahlung durchlässig. Hingegen ist das Material der Strahlungsbarriere für diese Wellenlängen undurchlässig. Durch dieses Herstellungsverfahren ist darüber hinaus gewährleistet, dass das Eindrin-
20 gen von Streulicht in die Abdeckung mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung 25 hingewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist. Die Strukturierung
30 kann dabei den Abstrahlwinkel der Lichtquelle beeinflussen.
Auf diese Weise ist es mit besonderem Vorteil möglich, Lichtquelle und Halbleiterelement auf einem oder mehreren gemeinsamen Trägern aufzubringen, so dass diese zunächst parallele optische Achsen aufweisen. Zur Erzielung einer diffusen Be-
35 leuchtung für eine gleichmäßige Ausleuchtung der zu erfassenden Objekte lenkt die Strukturierung einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in unterschiedliche Richtungen. In entsprechender Weise kann die Strukturierung im Bereich des
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Strahleneintrittsbereichs die Funktion einer zusätzlichen Linse der Linsenanordnung übernehmen. Das Vorsehen der Strukturierung ermöglicht somit ein Beeinflussen der optischen Eigenschaften in einer auslegungsgemäßen Weise. 5
Zur Erlangung einer optisch gleichmäßigen Oberfläche der Abdeckung und damit des optischen Moduls ist die Strukturierung bevorzugt auf der zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung hingewandten Seite vorgesehen. Sofern es aus Gründen Funktio-
10 nalität notwendig ist, kann eine solche Strukturierung zusätzlich auf der Außenseite der Abdeckung vorgesehen sein. Denkbar wäre auch, ausschließlich auf der Außenseite der Abdeckung eine beschriebene Strukturierung vorzusehen, wobei die Strukturierung dann so ausgeführt ist, dass sie den opti-
15 sehen Strahlengang des Moduls nicht nachteilig beeinflusst.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abdeckung auf ihrer von der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche auf. Ne-20 ben einer verbesserten Optik des optischen Moduls ergibt sich auch eine geringere Schmutzempfindlichkeit sowie eine bessere Reinigungsmöglichkeit.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Lichtquelle durch eine 25 oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung zumindest teilweise umgeben. Die Anordnung und die Wahl der Anzahl der Leuchtdioden erfolgt nach den für die Ausleuchtung gegebenen Erfordernissen. Die Leuchtdioden können ringförmig um die Linsenanordnung ange-30 ordnet sein, wobei dies jedoch nicht zwingend notwendig ist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Abdeckung mit einem Gehäuse des optischen Moduls formschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme stellt sicher, dass zwischen das Gehäuse und die Ab-35 deckung kein Streulicht gelangen kann, welches dann bei einem Eintritt in den Strahleneintrittsbereich die optischen Eigenschaften verringern würde.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abdeckung zusammen mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere in das Gehäuse eingeschnappt wird. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage. Es ist weiterhin sichergestellt, dass die Abde-5 ckung mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, um z.B. einer geänderten Umgebung Rechnung zu tragen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die 10 Abdeckung im Bereich der Linsenanordnung eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist, als im Bereich der Lichtquelle. Die Abdeckung des optischen Moduls muss damit nicht über ihre gesamte Fläche homogen ausgebildet sein. Die Abdeckung kann vielmehr den Erfordernissen der 15 Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung, oder allgemein der Kamera, angepasst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: 20
Fig. 1 eine erste perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Moduls,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte op-
25 tische Modul,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts der Fig. 2,
30 Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer in dem erfindungsgemäßen Modul eingesetzten Abdeckung, und
Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Abde
ckung aus Fig. 4, wobei eine Schnittansicht darge-
35 stellt ist.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes optisches Modul 1. Der genaue Aufbau des er-
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findungsgemäßen optischen Moduls 1 geht besser aus Fig. 2 hervor, die einen Schnitt durch das optische Modul 1 gemäß Fig. 1 darstellt.
5 Das optische Modul 1 weist in bekannter Weise eine Linsenanordnung 2 zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf ein Halbleiterelement 15 auf. Diese Einheit wird auch als Kamera bezeichnet. Die Linsenanordnung 2 ist in der Figur lediglich in schematischer Weise dargestellt. Die Linsenanord-
10 nung kann eine oder eine Mehrzahl an separaten Linsen aufweisen. Die Ausgestaltung und Anordnung der Linsen zueinander kann dabei entsprechend den Anforderungen gewählt werden. Das Halbleiterelement 15 ist auf einem Träger aufgebracht und liegt im optischen Strahlengang zu der Linsenanordnung.
15
Benachbart eines Strahleneintrittsbereichs 3 der Linsenanordnung 2 ist eine Lichtquelle 4 in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden 5 (LEDs) auf einem weiteren Träger 17 angeordnet. Die Leuchtdioden 5 können dabei ringförmig um den Strah-
20 leneintrittsbereich 3 angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend; die Anzahl und die Anordnung der Leuchtdioden kann auf prinzipiell beliebige Weise erfolgen, sofern sichergestellt ist, dass die zu beobachtende Umgebung gut ausgeleuchtet ist. Die Leuchtdioden 5 auf dem Träger 17 sind gegenüber
25 dem Strahleneintrittsbereich 3 zurückgesetzt, so dass die von ihnen abgegebene elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise in einem nicht sichtbaren Bereich des Lichts, nicht direkt in die Linsenanordnung leuchten kann.
30 Der Strahleneintrittsbereich 3 wird durch einen Linsenhalter 11 ausgebildet, der konzentrisch zum Strahlengang der Linsenanordnung 2 angeordnet ist. Der Linsenhalter 11 sorgt aufgrund seiner trichterförmigen Gestalt bereits dafür, dass von der Seite her gerichtete elektromagnetische Strahlung die
35 Qualität des von dem Halbleiterelement aufgenommenen Bildes nicht negativ beeinflusst.
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Vor die Linsenanordnung 2 und die Lichtquelle 4 ist eine für die von der Lichtquelle 4 abgegebene und die durch die Kamera aufzunehmende elektromagnetische Strahlung durchlässige Abdeckung 6 angeordnet. Die Abdeckung 6 umfasst einen Bereich 7, 5 welcher die Lichtquelle bedeckt und einen Bereich 8, welcher die Linsenanordnung bedeckt. Die Bereiche 7, 8 können einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Von der Außenseite her (vgl. Fig. 1) wird durch die Abdeckung 6 eine optisch homogene Fläche bereitgestellt, wodurch sich einerseits eine vor-10 teilhafte Optik des optischen Moduls und andererseits eine
geringe Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung bzw. eine einfache Reinigungsmöglichkeit ergibt.
Die beiden Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 sind durch eine 15 Strahlungsbarriere 9 voneinander getrennt, so dass eine
Lichtkopplung über die Bereiche 7, 8 der Abdeckung ausgeschlossen ist. Die Strahlungsbarriere 9 ist für das von der Lichtquelle 4 abgegebene Spektrum undurchlässig und sperrt mindestens dieses Frequenzspektrum sowie das Frequenzspekt-20 rum, in dem das Halbleiterelement empfindlich ist. Die Strahlungsbarriere 9 wird bevorzugt derart realisiert, dass die von der Außenseite her homogene Fläche optisch nicht beeinträchtigt wird. Die Strahlungsbarriere 9 ist derart ausgeführt, dass diese sowohl hinsichtlich ihrer Farbe als auch 25 ihrer Form nicht oder nur schwer erkennbar ist.
Die Strahlungsbarriere 9 kann prinzipiell aus einem beliebigen Material hergestellt sein, sofern sichergestellt ist, dass dieses undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im 30 Arbeitsbereich der Lichtquelle ist. Bevorzugt kommen Materialien aus einem Kunststoff oder einem Metall in Betracht.
Die Strahlungsbarriere 9 kann als separates Bauteil von der Abdeckung 6 hergestellt sein und im Rahmen eines Herstel-35 lungsschrittes formschlüssig mit diesem verbindbar sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Abdeckung 6 und die Strahlungsbarriere 9 als eine Einheit herzustellen, was sich beispiels-
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weise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens realisieren lässt.
Das Halbzeug aus Abdeckung 6 und Strahlungsbarriere 9 ist 5 hinsichtlich seiner geometrischen Abmaße derart bemessen, dass die Strahlungsbarriere 9 bis an den Linsenhalter 11 grenzt bzw. diesen, wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, formschlüssig umschließt. Andererseits ist die Strahlungsbarriere 9 bis zur Außenseite der Abdeckung 6 durchgehend, wodurch die 10 Einkopplung von Licht über die Abdeckung 6 in Richtung des
Strahleneintrittsbereichs der Kamera praktisch ausgeschlossen ist.
Die Abdeckung 6 ist mit dem Gehäuse 10 in dem Ausführungsbei-
15 spiel über eine Verrastung 12 verbunden. Diese kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine in der Abdeckung 6 vorgesehene, umlaufende Nut 18 realisiert sein, in welcher ein entsprechend angepasster Abschnitt des Gehäuses 10 einpressbar ist.
20
Eine bessere Darstellung der auf das Gehäuse 10 des optischen Moduls aufgebrachten Abdeckung 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur zeigt die Abdeckung 6 in einer perspektivischen Darstellung von ihrer Rückseite 13, 14 her, d.h. der Seite,
25 welche der Lichtquelle 4 und der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist. Aus dieser Darstellung ist gut erkennbar, dass die Strahlungsbarriere 9 ringförmig ausgebildet ist und sich über die Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 hinaus erstreckt. Der Durchmesser der Strahlungsbarriere 9 ist dabei derart ge-
30 wählt, dass dieser an den Außendurchmesser des Linsenhalters 11 angepasst ist und unter leichtem Druck auf diesen aufsetzbar ist (vgl. Fig. 3). Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht zwischen der Strahlungsbarriere 9 und dem Linsenhalter 11 in Richtung des Strahleneintrittsbereichs 3
35 hindurchtreten kann.
Aus Fig. 5, welche einen Schnitt durch die Abdeckung 6 gemäß Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung zeigt, geht her-
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vor, dass die Strahlungsbarriere sich über die gesamte Dicke der Abdeckung 6 erstreckt. Aus der Figur ist weiterhin ersichtlich, dass Abschnitt 8 der Abdeckung 6, welcher der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist, einen anderen Querschnitt als 5 der Abschnitt 7 der Abdeckung 6 aufweist. Die Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 können dabei an die jeweiligen Erfordernisse der Kamera bzw. der Lichtquelle angepasst werden. Insbesondere ist es denkbar, den Abschnitt 7 der Abdeckung 6 abschnittsweise mit einer Strukturierung zu versehen, welche
10 z.B. den Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung in einen gewünschten Bereich lenkt. Ebenso kann die Strukturierung des Abschnitts 8 derart ausgebildet sein, dass dieser Abschnitt eine optische Funktion im Sinne einer Linse einnimmt.
15
Die Strukturierung wird bevorzugt lediglich auf der Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 vorgesehen, so dass die Optik, welche im wesentlichen durch Vorderseite der Abdeckung 6 bestimmt ist, für den Betrachter nicht beeinträchtigt ist.
20
Es ist bevorzugt, wenn das optische Modul derart betrieben wird, dass die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert ist, d.h. eine Beleuchtung der Umgebung findet lediglich dann statt, wenn durch die Kamera (genauer das Halbleiterelement)
25 ein Bild aufgenommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass durch die Lichtquelle kein Wärmeproblem entsteht, wie dies bei einer Dauerbeleuchtung der Fall wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Modul für 30 ein Fahrerassistenzsystem bereit gestellt, das sich auf unauffällige Weise in ein Fahrzeug integrieren lässt und eine gute Qualität der durch die Kamera aufgenommenen Bilder ermöglicht .
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Patentansprüche
1. Optisches Modul mit einer Linsenanordnung (2) zum Proji
zieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildauf-
5 nehmer (15) und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs (3) der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle (4), wobei die Linsenanordnung (2) und die Lichtquelle mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung (6) versehen sind, wobei die Abdeckung (6) mit ei-
10 ner Strahlungsbarriere (9) versehen ist, die für von der
Lichtquelle (4) abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der Lichtquelle (4) abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass
15 der Bildaufnehmer (15) durch ein Halbleiterelement gebildet ist, und die Strahlungsbarriere (9) derart in die Abdeckung (6) integriert ist, dass in die Abdeckung (6) eingespeistes Licht nicht in Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs (3) gelangen kann.
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2. Optisches Modul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich (3) der Linsenanordnung (2) angeordnet ist. 25
3. Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter (11) der Linsenanordnung (2) angrenzt. 30
4. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) formschlüssig mit der Abdeckung (6) verbunden ist. 35
5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
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die Strahlungsbarriere (9) und die Abdeckung (6) einstückig ausgebildet sind.
6. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5 dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) hin gewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
10 7. Optisches Modul nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist.
15 8. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) auf ihrer von der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche aufweist.
20
9. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (4) durch eine oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung (2) zumin-25 dest teilweise umgeben.
10. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) mit einem Gehäuse (10) des optischen Moduls 30 (1) formschlüssig verbunden ist.
11. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zusammen mit der an dieser angeordneten 35 Strahlungsbarriere (9) in das Gehäuse (10) eingeschnappt wird.
12. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) im Bereich der Linsenanordnung (2) eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist als im Bereich der Lichtquelle (4).
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Translation - English
Description
Optical module with integrated source of light
This invention relates to an optical module with a lens arrangement for the projection of electromagnetic radiation onto a picture receiver and with a source of light arranged in the environment of the radiation inlet area of the lens arrangement, whereby the lens arrangement and the source of light with a cover permeable to the electromagnetic radiation is provided, whereby the cover is provided with a radiation barrier, which is impermeable to radiation given from the source of light and prevents a direct linking of radiation delivered by the source of light on the lens arrangement .
This optical module is described in DE 103 60 762 A1.
A generic optical module is employed especially in the automobile industry. The optical module is used in camera-based systems for the increase of comfort as well as travel guidance systems. Some systems need a source of light, which predominantly delivers electromagnetic radiation within the infrared range to monitor the surrounding area which can be watched and evaluated. the environment to be observed can, for example, be the interior of a vehicle, e.g. for passenger recognition or the observation of reactions of the driver.
The applied source of light for a camera system of this type described above is accommodated frequently in different housings of the camera and arranged in spatial proximity to the camera. This approach is unfavourable due to high expenditure for such installation on a vehicle, because an electrical connection is necessary between the camera and the source of light, in order to operate the source of light synchronized with the camera.
There are also well-known arrangements, in which the source of light is arranged in housings different from the housing of the camera.
From the W0 03/105465 A1, an optical module is known in which light emitting diodes (LEDs) are arranged in the environment of the radiation inlet area of the lens arrangement, so that the optical module can also work in bad lighting conditions. The light emitting diodes are arranged in ring form around the lens arrangement, whereby the axes of the light emitting diodes include varying angles with the axis of the module. Thereby diffuse lighting is used to optically capture the object concerned, by illuminating uniformly. For the avoidance of unwanted optical effects, in particular due to lateral shift of light, darkening or the utilisation of total reflection is employed.
The task underlying the invention is basically to provide a generic optical module which is simple and economical to assemble and produces a reliable optical quality.
This task is solved with an optical module with the features of the patent claim 1. Favourable design results result from the dependent patent claims.
With the generic optical module according to invention the lens arrangement and the source of light are provided with a cover which is permeable to the electromagnetic radiation, whereby the cover is provided with a radiation barrier which is impermeable to the radiation delivered by the source of light and prevents a direct linking of the radiation delivered by source of light into the lens arrangement.
Thereby it is ensured that the electromagnetic radiation delivered from the source of light is cannot get into the radiation inlet area of the lens arrangement as scattered light, whereby a strongly improved image quality is attainable. The arrangement of a cover provides the advantage that the optical module is unsusceptible with respect to contamination, and however it is easily cleanable in case of possible contamination. Providing a cover which is permeable to the electromagnetic radiation delivered by the source of light like the electromagnetic radiation caught by the lens arrangement, exhibits the further advantage that the optical module can be integrated optically corresponding to a vehicle design.
The radiation barrier thereby can consist of any material, which blocks the electromagnetic radiation delivered by the source of light. The radiation barrier for example can be manufactured from plastic which includes a suitable additive, e.g. carbon black, to block this electromagnetic radiation. In Principle, metal is also a suitable material for the radiation barrier.
The radiation barrier is integrated in such a manner into the cover so that light fed into the cover cannot get in transverse direction toward the radiation inlet area.
Therefore a preferred arrangement is also provided in which the radiation barrier is arranged in a circular form around the radiation inlet area of the lens. By this it is ensured that no scattered light can arrive through the cover to the radiation inlet area.
It is further preferred, if the radiation barrier is so designed that it is adjacent to the lens holder of the lens arrangement. This arrangement also exhibits the above-mentioned advantage that it prevents intrusion of scattered light over or past the cover into the radiation inlet area.
A further purposeful embodiment provides for the radiation barrier to be connected with the cover positively. Thereby it results in a particularly simple assembly of the optical module, since a semi-finished material can be prefabricated from cover and radiation barrier, so that only the semi-finished material remains to be connected suitably with a housing of the optical module. There is specific advantage, if the radiation barrier and the cover are made in a single piece. This can take place for example in the manufacturing line with a two-component injection moulding process. The radiation barrier material is hereby permeable to electromagnetic radiation given by the source of light and absorbed by the lens arrangement. However the material of the radiation barrier is impermeable to these wavelengths. By this manufacturing process, it is furthermore ensured that an entry of scattered light into the cover is impossible.
A further embodiment provides for the cover to feature a structuring at least on its side of the source of light and lens arrangement.
In accordance with a further embodiment it is provided that the structure features a steering of the pattern of the beam of the electromagnetic radiation. The structuring can thereby affect the reflected beam angle of the source of light. In this way it is possible, with a special advantage, to apply the light source and semiconductor element to one or several common bearings, so that they exhibit approximately the parallel optic-axis.
To achieve a diffused light for uniform lighting of the captured object, a portion of the electromagnetic radiation is steered in different directions. In an appropriate way, the structuring within the radiation inlet area can take on the function of an additional lens in the lens arrangement. The use of the structuring makes it thus possible to influence the optical quality by way of coordination.
For obtaining an optically even surface of the cover and thus the optical module, the structuring is set up turned preferably to the side facing the source of light and/or the lens arrangement. As far as is necessary for reasons of basic functionality, such a structuring can additionally be provided on the exterior of the cover. It would also be conceivable to provide a structuring described exclusively on the exterior of the cover whereby the structuring is then designed in such a way that the path of rays of the module is not unfavourably optically affected.
In accordance with a further arrangement the cover exhibits a modified, even or homogeneous smooth surface on the side of the source of light and the lens arrangement inner side respectively. An improved optics of the optical module results and also a low dirt susceptibility as well as a better cleaning possibility is achieved.
A further feature is that the source of light is formed by one or more light emitting diodes or laser diodes, the lens arrangement is at least partly surrounded. The arrangement and the choice of the number of light emitting diodes take place after the requirements are given for illumination. The light emitting diodes can be arranged in ring form around the lens arrangement, however this is not compulsory.
It is further provided that the cover is positively integrated with a housing of the optical module. This measure guarantees that the scattered light cannot arrive between the housing and the covering, which would then reduce the optical qualities with an entry in the radiation entrance range.
Thereby it is preferred if the cover along with its arranged radiation barrier is latched to the housing. Thereby it results in simple assembly. It is further guaranteed that the cover can be changed in a simple way with this arranged radiation barrier, e.g to take care of changed environmental conditions.
In accordance with a further arrangement it is provided that cover feature another shape within the range of the lens arrangement, in particular another cross section in the range of the source of light. The cover of the optical module does not thereby have to be designed homogeneously over their entire surface. The cover can be adapted rather to the requirements of the source of light and the lens arrangement respectively, or generally the camera.
The invention is explained more closely in the following figures. They show:
Fig. 1 A first perspective view of the invented optical module,
Fig. 2 A cross section of optical module shown in Fig. 1,
Fig. 3 An enlarged cross section of the Fig. 2,
Fig. 4 A perspective view of a cover used in the invented module, and
Fig. 5 A further view of perspective of the cover from Fig. 4, whereby a section view is shown.
Figure 1 shows a perspective view of invented optical module 1. The exact design of the invention in accordance with optical module 1 emerges better than of Fig. 2, in which the section of the optical module 1 in accordance with Fig. 1 is illustrated.
The optical module 1 exhibits in a well-known way a lens arrangement 2 to the projection of electromagnetic radiation on a semiconductor element 15. This unit is also called a camera. The lens arrangement 2 is represented separately in a schematic way in the figure. The lens arrangement can feature one or more lenses. The design and arrangement of the lenses to one another can be selected according to the requirements. The semiconductor element 15 is placed in a carrier and lies in the optical path of rays to the lens arrangement.
Adjacent to a radiation entrance range 3 the lighting arrangement 2 is arranged by a source of light 4 in the form of one or several light emitting diodes 5 (LED) on a further carrier 17. The light emitting diodes 5 can thereby be arranged in ring form around the radiation entrance range 3. However this is not compulsory; if the number and the arrangement of light emitting diodes can, in principle, be arranged in the manner of choice, as far as the safe environment can be ensured by monitoring and surrounding properly illuminated. The light emitting diodes 5 on the carrier 17 are reset for the radiation entrance range 3, so that the electromagnetic radiation delivered by it, preferably not within a visible range of the light, can not illuminate directly by lens arrangement.
The radiation inlet area 3 is designed by a lens holder 11, which is arranged concentrically to the path of rays of the lens arrangement 2. The lens holder 11, because of its funnel shape, ensures that the picture quality taken up by the semiconductor element is not affected negatively due to the sideward electromagnetic radiation.
Before the lens arrangement 2 and the source of light 4 a permeable cover 6 is arranged for the electromagnetic radiation delivered by the source of light 4 and which can be taken up by the camera. The cover 6 encompasses a range 7, which covers the source of light and a range 8, which covers the lens arrangement. The ranges 7, 8 can be accomplished as single piece or two-piece. An optically homogeneous surface by the cover 6 from the exterior (see Fig. 1) can be implemented, whereby there results on the one hand in an advantageous optics of the optical module and on the other hand in low susceptibility with respect to contamination and a simple cleaning possibility obtained respectively.
Both the sections 7, 8 of the cover 6 are separated from one another by a radiation barrier 9, so that a light linking is blocked over the ranges 7, 8 of the cover. The radiation barrier 9 is impermeable for the spectrum delivered by the source of light 4 and blocks at least this frequency spectrum as well as the frequency spectrum, in which Semi-conductor element is sensitive. The radiation barrier 9 is realized advantageously in such a manner that the homogeneous surface from the exterior is not optically affected. The radiation barrier 9 is accomplished in such a manner that this is not at all or only feebly recognizable with difficulty both regarding their colour and also of their form.
In principle, the radiation barrier 9 can be made out of a any material, if it is guaranteed that this is impermeable for electromagnetic radiation in the work area by the source of light. Preferred Material to be considered is a plastic or a metal.
The radiation barrier 9 can be manufactured as separate unit of the cover 6 and as per manufacturing instructions by which they can be positively connectable. It is however also designed to manufacture the cover 6 and the radiation barrier 9 as a single unit which itself becomes an example
in the context of a two-component injection moulding process to realize the same.
The semi-finished material of cover 6 and radiation barrier 9 is closely measured regarding its geometrical dimensions in such a manner that the radiation barrier 9 borders the lens holder 11, or rather surrounds it, as shown in figures 2 and 3. On the other hand the radiation barrier 9 is continuous up to the outer side of the cover 6, whereby the linking of light over the cover 6 in the radiation inlet area of the camera is practically impossible.
The cover 6 is connected with the housing 10 in the example over a catch mechanism 12. This can be represented, as in Fig. 2, by a circulating groove 18 provided in the cover 6, into which a suitable section of the housing 10 can be pressed.
A better illustration of the cover 6 used on the housing 10 of the optical module is represented in Fig. 4. This figure shows the cover 6 in a perspective view from its rear side 13, 14 i.e. the side, which is assigned to the source of light 4 and the lens arrangement 2. From this representation it is well recognizable that the radiation barrier 9 is placed in ring form and extends over the rear 13, 14 of the cover 6. The diameter of the radiation barrier 9 is thereby selected in such a manner that this fits to the outside diameter of the lens holder 11 and is assembled under light pressure being applied (see Fig. 3). Thereby it is guaranteed that no scattered light can pass through in between the radiation barrier 9 and the lens holder 11 toward the radiation inlet area 3
From Fig. 5, which shows a cut section of the cover 6 as per Fig. 4 in a perspective view, it emerges that the radiation barrier extends over the entire thickness of the cover 6. From the figure it is further seen that section 8 of the cover 6, to which the lens arrangement 2 is arranged, exhibits a different cross section 5 to that of the section 7 of the cover 6. The sections 7, 8 of the cover 6 can be adapted thereby to the respective requirements of the camera and the source of light respectively. It is especially conceivable to provide the section 7 of the cover 6 section in sections with a structuring e.g. the beam trajectory of the electromagnetic radiation delivered by the source of light is steered into a desired area. Likewise the structuring of the section 8 can be built in such a manner that this section takes an optical function in the direction of the lens.
The structuring is preferably provided solely on the backside 13, 14 of the cover 6, so that the optics, which essentially determined through the front of the cover 6, is not affected for the viewer.
It is preferred that that the source of light is synchronized with the camera in such a manner when the optical module is operated, i.e. a lighting of the environment takes place only if a picture is recorded by the camera (more exactly by the semiconductor element). Thereby it is guaranteed that no heat problem results from the source of light, as would happen during a continuous lighting.
With the above invention, an optical module is readily set for a travel assistance system, as it is possible to integrate this in an inconspicuous way into a vehicle and to make possible a good quality of pictures which can be taken by the camera.
Claims
1. Optical module with a lens arrangement (2) for projecting electromagnetic radiation onto a picture receiver (15) and with a light source (4) within the environment of the radiation inlet area (3) of the lens arrangement, whereby the lens arrangement (2) and the source of light are provided with a cover which is permeable to electromagnetic radiation (6), whereby the cover (6) is provided with a suitable radiation barrier (9), which is impermeable to radiation delivered by that source of light (4)and prevents a direct linking of radiation delivered by the source of light (4) into the lens arrangement (2), c h a r a c t e r i s e d in t h a t the camera (15) is formed by a semiconductor element, and the radiation barrier (9) is integrated into the cover (6) in such a manner that light saved in the cover (6) cannot arrive in a transverse direction to the radiation inlet area (3).
2. Optical module according to claim 1, characterized in that the radiation barrier (9) is arranged circular to the radiation entry range (3) of the lens arrangement (2).
3. Optical module according to claim 1 or 2, characterized in that the radiation barrier (9) is designed in such a manner that it borders a lens holder (11) of the lens arrangement (2).
4. Optical module according to the preceding claims, characterized in that the radiation barrier (9) is connected positively with the cover (6).
5. Optical module as per claims 1 to 3, characterized in that the radiation barrier (9) and the cover (6) are built in single piece.
6. Optical module as per the preceding claim, characterized in that the cover (6) faces the source of light (4) at least on its inner clad side of the lens arrangement (2).
7. Optical module according to claim 6, characterized in that the structuring exhibits the beam trajectory of the electromagnetic radiation steering form.
8. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) features an eve or homogonously flat surface on the side of it facing away from the source of light (4), or rather the lens arrangement.
9. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the source of light (4) is formed by one or more light emitting diodes or laser diodes, which at least partly surround the lens arrangement (2).
10. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) is positively connected with a housing (10) of the optical module (1).
11. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) is latched together with the arranged radiation barrier (9) in the housing (10).
12. Optical module according to one of the preceding claims,
characterized in that the cover (6) within the range of the lens arrangement (2) features another shape, in particular another cross section, than within the range of the source of light (4).
German to English: Optical module with integrated source of light
Source text - German
Beschreibung
Optisches Modul mit integrierter Lichtquelle
5 Die Erfindung betrifft ein optisches Modul mit einer Linsenanordnung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildaufnehmer und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle, wobei die Linsenanordnung und die Lichtquelle
10 mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen sind, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopp-lung von von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die
15 Linsenanordnung verhindert.
Ein solches optisches Modul ist aus der DE 103 60 762 AI bekannt .
2 0 Ein gattungsgemäßes optisches Modul kommt insbesondere in der Kraftfahrtechnik zum Einsatz. Dabei werden die optischen Module in kamerabasierenden Systemen zur Erhöhung des Komforts sowie als Fahrerassistenzsystem eingesetzt. Manche Systeme benötigen eine Lichtquelle, welche überwiegend elektromagne-
25 tische Strahlung im Infrarotbereich abgibt, um das zu überwachende Umfeld beobachten und auswerten zu können. Bei der zu beobachtenden Umgebung kann es sich beispielsweise um den Innenraum eines Fahrzeuges, z.B. für die Insassenerkennung oder die Beobachtung von Reaktionen des Fahrers handeln.
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Die für ein Kamerasystem der oben beschriebenen Art verwendete Lichtquelle ist häufig in einem von der Kamera unterschiedlichen Gehäuse untergebracht und in räumlicher Nähe zur Kamera angeordnet. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist
35 der mit einem größeren Aufwand in ein Fahrzeug verbundene
Einbau. Denn zwischen der Kamera und der Lichtquelle ist eine elektrische Verbindung notwendig, um die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert betreiben zu können.
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Lichtquelle in einem von dem Gehäuse der Kamera unterschiedlichen Gehäuse angeordnet ist. 5
Aus der WO 03/105465 AI ist ein optisches Modul bekannt, bei dem in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung Leuchtdioden (LEDs) angeordnet sind, damit das optische Modul auch bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten
10 kann. Die Leuchtdioden sind ringförmig um die Linsenanordnung angeordnet, wobei die Achsen der Leuchtdioden abwechselnd unterschiedliche Winkel mit der Achse des Moduls einschließen. Hierdurch soll eine diffuse Beleuchtung erreicht werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der optisch zu erfassenden Ob-
15 jekte zu realisieren. Zur Vermeidung unerwünschter optischer Effekte, insbesondere aufgrund von seitlichem Lichteinfalls ist eine Schwärzung oder die Ausnutzung von Totalreflexion vorgesehen.
20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optisches Modul bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Montage eine zuverlässige optische Qualität zur Verfügung stellt.
25 Diese Aufgabe wird mit einem optischen Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen gattungsgemäßen optischen Modul 30 sind die Linsenanordnung und die Lichtquelle mit einer für
die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der 35 Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung verhindert .
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Hierdurch ist gewährleistet, dass die von der Lichtquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung nicht als Streulicht in den Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung gelangen kann, wodurch eine stark verbesserte Bildqualität erzielbar 5 ist. Das Vorsehen einer Abdeckung weist den Vorteil auf, dass das optische Modul gegenüber Verschmutzungen unanfällig und im Falle eventueller Verschmutzungen jedoch reinigungsfreundlich ist. Das Vorsehen einer Abdeckung, welche für die von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung so-10 wie die von der Linsenanordnung aufgefangene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, weist den weiteren Vorteil auf, dass sich das optische Modul optisch ansprechend in ein Fahrzeugdesign integrieren lässt.
15 Die Strahlungsbarriere kann dabei aus einem beliebigen Material bestehen, welches die von der Lichtquelle abgegebene e-lektromagnetische Strahlung blockiert. Die Strahlungsbarriere kann beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein, welche mit einem geeigneten Zusatzstoff, z.B. Ruß, zum Blockie-
20 ren dieser elektromagnetischen Strahlung versehen ist. Prinzipiell wäre auch Metall ein geeignetes Material für die Strahlungsbarriere.
Die Strahlungsbarriere ist derart in die Abdeckung integ-25 riert, dass in die Abdeckung eingespeistes Licht nicht in
Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs gelangen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist deshalb auch vorgese-30 hen, dass die Strahlungsbarriere umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung angeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht über die Abdeckung in den Strahleneintrittsbereich gelangen kann.
35 Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Strahlungsbarriere derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter der Linsenanordnung angrenzt. Auch diese Ausgestaltung weist den oben erwähnten Vorteil auf, dass zuverlässig das Eindringen
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von Streulicht über die Abdeckung oder an dieser vorbei in den Strahleneintrittsbereich verhindert wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die 5 Strahlungsbarriere formschlüssig mit der Abdeckung verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage des optischen Moduls, da ein Halbzeug aus Abdeckung und Strahlungsbarriere vorgefertigt werden kann, so dass nur noch das Halbzeug mit einem Gehäuse des optischen Moduls in geeig-
10 neter Weise zu verbinden ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Strahlungsbarriere und die Abdeckung einstückig ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens erfolgen. Das die Strahlungsbarriere ausbildende Material ist hierbei für
15 die von der Lichtquelle abgegebene und die von der Linsenanordnung aufgenommene elektromagnetische Strahlung durchlässig. Hingegen ist das Material der Strahlungsbarriere für diese Wellenlängen undurchlässig. Durch dieses Herstellungsverfahren ist darüber hinaus gewährleistet, dass das Eindrin-
20 gen von Streulicht in die Abdeckung mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung 25 hingewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist. Die Strukturierung
30 kann dabei den Abstrahlwinkel der Lichtquelle beeinflussen.
Auf diese Weise ist es mit besonderem Vorteil möglich, Lichtquelle und Halbleiterelement auf einem oder mehreren gemeinsamen Trägern aufzubringen, so dass diese zunächst parallele optische Achsen aufweisen. Zur Erzielung einer diffusen Be-
35 leuchtung für eine gleichmäßige Ausleuchtung der zu erfassenden Objekte lenkt die Strukturierung einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in unterschiedliche Richtungen. In entsprechender Weise kann die Strukturierung im Bereich des
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Strahleneintrittsbereichs die Funktion einer zusätzlichen Linse der Linsenanordnung übernehmen. Das Vorsehen der Strukturierung ermöglicht somit ein Beeinflussen der optischen Eigenschaften in einer auslegungsgemäßen Weise. 5
Zur Erlangung einer optisch gleichmäßigen Oberfläche der Abdeckung und damit des optischen Moduls ist die Strukturierung bevorzugt auf der zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung hingewandten Seite vorgesehen. Sofern es aus Gründen Funktio-
10 nalität notwendig ist, kann eine solche Strukturierung zusätzlich auf der Außenseite der Abdeckung vorgesehen sein. Denkbar wäre auch, ausschließlich auf der Außenseite der Abdeckung eine beschriebene Strukturierung vorzusehen, wobei die Strukturierung dann so ausgeführt ist, dass sie den opti-
15 sehen Strahlengang des Moduls nicht nachteilig beeinflusst.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abdeckung auf ihrer von der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche auf. Ne-20 ben einer verbesserten Optik des optischen Moduls ergibt sich auch eine geringere Schmutzempfindlichkeit sowie eine bessere Reinigungsmöglichkeit.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Lichtquelle durch eine 25 oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung zumindest teilweise umgeben. Die Anordnung und die Wahl der Anzahl der Leuchtdioden erfolgt nach den für die Ausleuchtung gegebenen Erfordernissen. Die Leuchtdioden können ringförmig um die Linsenanordnung ange-30 ordnet sein, wobei dies jedoch nicht zwingend notwendig ist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Abdeckung mit einem Gehäuse des optischen Moduls formschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme stellt sicher, dass zwischen das Gehäuse und die Ab-35 deckung kein Streulicht gelangen kann, welches dann bei einem Eintritt in den Strahleneintrittsbereich die optischen Eigenschaften verringern würde.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abdeckung zusammen mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere in das Gehäuse eingeschnappt wird. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage. Es ist weiterhin sichergestellt, dass die Abde-5 ckung mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, um z.B. einer geänderten Umgebung Rechnung zu tragen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die 10 Abdeckung im Bereich der Linsenanordnung eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist, als im Bereich der Lichtquelle. Die Abdeckung des optischen Moduls muss damit nicht über ihre gesamte Fläche homogen ausgebildet sein. Die Abdeckung kann vielmehr den Erfordernissen der 15 Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung, oder allgemein der Kamera, angepasst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: 20
Fig. 1 eine erste perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Moduls,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte op-
25 tische Modul,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts der Fig. 2,
30 Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer in dem erfindungsgemäßen Modul eingesetzten Abdeckung, und
Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Abde
ckung aus Fig. 4, wobei eine Schnittansicht darge-
35 stellt ist.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes optisches Modul 1. Der genaue Aufbau des er-
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findungsgemäßen optischen Moduls 1 geht besser aus Fig. 2 hervor, die einen Schnitt durch das optische Modul 1 gemäß Fig. 1 darstellt.
5 Das optische Modul 1 weist in bekannter Weise eine Linsenanordnung 2 zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf ein Halbleiterelement 15 auf. Diese Einheit wird auch als Kamera bezeichnet. Die Linsenanordnung 2 ist in der Figur lediglich in schematischer Weise dargestellt. Die Linsenanord-
10 nung kann eine oder eine Mehrzahl an separaten Linsen aufweisen. Die Ausgestaltung und Anordnung der Linsen zueinander kann dabei entsprechend den Anforderungen gewählt werden. Das Halbleiterelement 15 ist auf einem Träger aufgebracht und liegt im optischen Strahlengang zu der Linsenanordnung.
15
Benachbart eines Strahleneintrittsbereichs 3 der Linsenanordnung 2 ist eine Lichtquelle 4 in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden 5 (LEDs) auf einem weiteren Träger 17 angeordnet. Die Leuchtdioden 5 können dabei ringförmig um den Strah-
20 leneintrittsbereich 3 angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend; die Anzahl und die Anordnung der Leuchtdioden kann auf prinzipiell beliebige Weise erfolgen, sofern sichergestellt ist, dass die zu beobachtende Umgebung gut ausgeleuchtet ist. Die Leuchtdioden 5 auf dem Träger 17 sind gegenüber
25 dem Strahleneintrittsbereich 3 zurückgesetzt, so dass die von ihnen abgegebene elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise in einem nicht sichtbaren Bereich des Lichts, nicht direkt in die Linsenanordnung leuchten kann.
30 Der Strahleneintrittsbereich 3 wird durch einen Linsenhalter 11 ausgebildet, der konzentrisch zum Strahlengang der Linsenanordnung 2 angeordnet ist. Der Linsenhalter 11 sorgt aufgrund seiner trichterförmigen Gestalt bereits dafür, dass von der Seite her gerichtete elektromagnetische Strahlung die
35 Qualität des von dem Halbleiterelement aufgenommenen Bildes nicht negativ beeinflusst.
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Vor die Linsenanordnung 2 und die Lichtquelle 4 ist eine für die von der Lichtquelle 4 abgegebene und die durch die Kamera aufzunehmende elektromagnetische Strahlung durchlässige Abdeckung 6 angeordnet. Die Abdeckung 6 umfasst einen Bereich 7, 5 welcher die Lichtquelle bedeckt und einen Bereich 8, welcher die Linsenanordnung bedeckt. Die Bereiche 7, 8 können einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Von der Außenseite her (vgl. Fig. 1) wird durch die Abdeckung 6 eine optisch homogene Fläche bereitgestellt, wodurch sich einerseits eine vor-10 teilhafte Optik des optischen Moduls und andererseits eine
geringe Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung bzw. eine einfache Reinigungsmöglichkeit ergibt.
Die beiden Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 sind durch eine 15 Strahlungsbarriere 9 voneinander getrennt, so dass eine
Lichtkopplung über die Bereiche 7, 8 der Abdeckung ausgeschlossen ist. Die Strahlungsbarriere 9 ist für das von der Lichtquelle 4 abgegebene Spektrum undurchlässig und sperrt mindestens dieses Frequenzspektrum sowie das Frequenzspekt-20 rum, in dem das Halbleiterelement empfindlich ist. Die Strahlungsbarriere 9 wird bevorzugt derart realisiert, dass die von der Außenseite her homogene Fläche optisch nicht beeinträchtigt wird. Die Strahlungsbarriere 9 ist derart ausgeführt, dass diese sowohl hinsichtlich ihrer Farbe als auch 25 ihrer Form nicht oder nur schwer erkennbar ist.
Die Strahlungsbarriere 9 kann prinzipiell aus einem beliebigen Material hergestellt sein, sofern sichergestellt ist, dass dieses undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im 30 Arbeitsbereich der Lichtquelle ist. Bevorzugt kommen Materialien aus einem Kunststoff oder einem Metall in Betracht.
Die Strahlungsbarriere 9 kann als separates Bauteil von der Abdeckung 6 hergestellt sein und im Rahmen eines Herstel-35 lungsschrittes formschlüssig mit diesem verbindbar sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Abdeckung 6 und die Strahlungsbarriere 9 als eine Einheit herzustellen, was sich beispiels-
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weise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens realisieren lässt.
Das Halbzeug aus Abdeckung 6 und Strahlungsbarriere 9 ist 5 hinsichtlich seiner geometrischen Abmaße derart bemessen, dass die Strahlungsbarriere 9 bis an den Linsenhalter 11 grenzt bzw. diesen, wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, formschlüssig umschließt. Andererseits ist die Strahlungsbarriere 9 bis zur Außenseite der Abdeckung 6 durchgehend, wodurch die 10 Einkopplung von Licht über die Abdeckung 6 in Richtung des
Strahleneintrittsbereichs der Kamera praktisch ausgeschlossen ist.
Die Abdeckung 6 ist mit dem Gehäuse 10 in dem Ausführungsbei-
15 spiel über eine Verrastung 12 verbunden. Diese kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine in der Abdeckung 6 vorgesehene, umlaufende Nut 18 realisiert sein, in welcher ein entsprechend angepasster Abschnitt des Gehäuses 10 einpressbar ist.
20
Eine bessere Darstellung der auf das Gehäuse 10 des optischen Moduls aufgebrachten Abdeckung 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur zeigt die Abdeckung 6 in einer perspektivischen Darstellung von ihrer Rückseite 13, 14 her, d.h. der Seite,
25 welche der Lichtquelle 4 und der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist. Aus dieser Darstellung ist gut erkennbar, dass die Strahlungsbarriere 9 ringförmig ausgebildet ist und sich über die Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 hinaus erstreckt. Der Durchmesser der Strahlungsbarriere 9 ist dabei derart ge-
30 wählt, dass dieser an den Außendurchmesser des Linsenhalters 11 angepasst ist und unter leichtem Druck auf diesen aufsetzbar ist (vgl. Fig. 3). Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht zwischen der Strahlungsbarriere 9 und dem Linsenhalter 11 in Richtung des Strahleneintrittsbereichs 3
35 hindurchtreten kann.
Aus Fig. 5, welche einen Schnitt durch die Abdeckung 6 gemäß Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung zeigt, geht her-
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vor, dass die Strahlungsbarriere sich über die gesamte Dicke der Abdeckung 6 erstreckt. Aus der Figur ist weiterhin ersichtlich, dass Abschnitt 8 der Abdeckung 6, welcher der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist, einen anderen Querschnitt als 5 der Abschnitt 7 der Abdeckung 6 aufweist. Die Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 können dabei an die jeweiligen Erfordernisse der Kamera bzw. der Lichtquelle angepasst werden. Insbesondere ist es denkbar, den Abschnitt 7 der Abdeckung 6 abschnittsweise mit einer Strukturierung zu versehen, welche
10 z.B. den Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung in einen gewünschten Bereich lenkt. Ebenso kann die Strukturierung des Abschnitts 8 derart ausgebildet sein, dass dieser Abschnitt eine optische Funktion im Sinne einer Linse einnimmt.
15
Die Strukturierung wird bevorzugt lediglich auf der Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 vorgesehen, so dass die Optik, welche im wesentlichen durch Vorderseite der Abdeckung 6 bestimmt ist, für den Betrachter nicht beeinträchtigt ist.
20
Es ist bevorzugt, wenn das optische Modul derart betrieben wird, dass die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert ist, d.h. eine Beleuchtung der Umgebung findet lediglich dann statt, wenn durch die Kamera (genauer das Halbleiterelement)
25 ein Bild aufgenommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass durch die Lichtquelle kein Wärmeproblem entsteht, wie dies bei einer Dauerbeleuchtung der Fall wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Modul für 30 ein Fahrerassistenzsystem bereit gestellt, das sich auf unauffällige Weise in ein Fahrzeug integrieren lässt und eine gute Qualität der durch die Kamera aufgenommenen Bilder ermöglicht .
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Patentansprüche
1. Optisches Modul mit einer Linsenanordnung (2) zum Proji
zieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildauf-
5 nehmer (15) und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs (3) der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle (4), wobei die Linsenanordnung (2) und die Lichtquelle mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung (6) versehen sind, wobei die Abdeckung (6) mit ei-
10 ner Strahlungsbarriere (9) versehen ist, die für von der
Lichtquelle (4) abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der Lichtquelle (4) abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass
15 der Bildaufnehmer (15) durch ein Halbleiterelement gebildet ist, und die Strahlungsbarriere (9) derart in die Abdeckung (6) integriert ist, dass in die Abdeckung (6) eingespeistes Licht nicht in Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs (3) gelangen kann.
20
2. Optisches Modul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich (3) der Linsenanordnung (2) angeordnet ist. 25
3. Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter (11) der Linsenanordnung (2) angrenzt. 30
4. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) formschlüssig mit der Abdeckung (6) verbunden ist. 35
5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
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die Strahlungsbarriere (9) und die Abdeckung (6) einstückig ausgebildet sind.
6. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5 dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) hin gewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
10 7. Optisches Modul nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist.
15 8. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) auf ihrer von der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche aufweist.
20
9. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (4) durch eine oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung (2) zumin-25 dest teilweise umgeben.
10. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) mit einem Gehäuse (10) des optischen Moduls 30 (1) formschlüssig verbunden ist.
11. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zusammen mit der an dieser angeordneten 35 Strahlungsbarriere (9) in das Gehäuse (10) eingeschnappt wird.
12. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) im Bereich der Linsenanordnung (2) eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist als im Bereich der Lichtquelle (4).
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Beschreibung
Optisches Modul mit integrierter Lichtquelle
5 Die Erfindung betrifft ein optisches Modul mit einer Linsenanordnung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildaufnehmer und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle, wobei die Linsenanordnung und die Lichtquelle
10 mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen sind, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopp-lung von von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die
15 Linsenanordnung verhindert.
Ein solches optisches Modul ist aus der DE 103 60 762 AI bekannt .
2 0 Ein gattungsgemäßes optisches Modul kommt insbesondere in der Kraftfahrtechnik zum Einsatz. Dabei werden die optischen Module in kamerabasierenden Systemen zur Erhöhung des Komforts sowie als Fahrerassistenzsystem eingesetzt. Manche Systeme benötigen eine Lichtquelle, welche überwiegend elektromagne-
25 tische Strahlung im Infrarotbereich abgibt, um das zu überwachende Umfeld beobachten und auswerten zu können. Bei der zu beobachtenden Umgebung kann es sich beispielsweise um den Innenraum eines Fahrzeuges, z.B. für die Insassenerkennung oder die Beobachtung von Reaktionen des Fahrers handeln.
30
Die für ein Kamerasystem der oben beschriebenen Art verwendete Lichtquelle ist häufig in einem von der Kamera unterschiedlichen Gehäuse untergebracht und in räumlicher Nähe zur Kamera angeordnet. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist
35 der mit einem größeren Aufwand in ein Fahrzeug verbundene
Einbau. Denn zwischen der Kamera und der Lichtquelle ist eine elektrische Verbindung notwendig, um die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert betreiben zu können.
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Lichtquelle in einem von dem Gehäuse der Kamera unterschiedlichen Gehäuse angeordnet ist. 5
Aus der WO 03/105465 AI ist ein optisches Modul bekannt, bei dem in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung Leuchtdioden (LEDs) angeordnet sind, damit das optische Modul auch bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten
10 kann. Die Leuchtdioden sind ringförmig um die Linsenanordnung angeordnet, wobei die Achsen der Leuchtdioden abwechselnd unterschiedliche Winkel mit der Achse des Moduls einschließen. Hierdurch soll eine diffuse Beleuchtung erreicht werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der optisch zu erfassenden Ob-
15 jekte zu realisieren. Zur Vermeidung unerwünschter optischer Effekte, insbesondere aufgrund von seitlichem Lichteinfalls ist eine Schwärzung oder die Ausnutzung von Totalreflexion vorgesehen.
20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optisches Modul bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Montage eine zuverlässige optische Qualität zur Verfügung stellt.
25 Diese Aufgabe wird mit einem optischen Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen gattungsgemäßen optischen Modul 30 sind die Linsenanordnung und die Lichtquelle mit einer für
die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der 35 Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung verhindert .
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Hierdurch ist gewährleistet, dass die von der Lichtquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung nicht als Streulicht in den Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung gelangen kann, wodurch eine stark verbesserte Bildqualität erzielbar 5 ist. Das Vorsehen einer Abdeckung weist den Vorteil auf, dass das optische Modul gegenüber Verschmutzungen unanfällig und im Falle eventueller Verschmutzungen jedoch reinigungsfreundlich ist. Das Vorsehen einer Abdeckung, welche für die von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung so-10 wie die von der Linsenanordnung aufgefangene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, weist den weiteren Vorteil auf, dass sich das optische Modul optisch ansprechend in ein Fahrzeugdesign integrieren lässt.
15 Die Strahlungsbarriere kann dabei aus einem beliebigen Material bestehen, welches die von der Lichtquelle abgegebene e-lektromagnetische Strahlung blockiert. Die Strahlungsbarriere kann beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein, welche mit einem geeigneten Zusatzstoff, z.B. Ruß, zum Blockie-
20 ren dieser elektromagnetischen Strahlung versehen ist. Prinzipiell wäre auch Metall ein geeignetes Material für die Strahlungsbarriere.
Die Strahlungsbarriere ist derart in die Abdeckung integ-25 riert, dass in die Abdeckung eingespeistes Licht nicht in
Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs gelangen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist deshalb auch vorgese-30 hen, dass die Strahlungsbarriere umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung angeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht über die Abdeckung in den Strahleneintrittsbereich gelangen kann.
35 Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Strahlungsbarriere derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter der Linsenanordnung angrenzt. Auch diese Ausgestaltung weist den oben erwähnten Vorteil auf, dass zuverlässig das Eindringen
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von Streulicht über die Abdeckung oder an dieser vorbei in den Strahleneintrittsbereich verhindert wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die 5 Strahlungsbarriere formschlüssig mit der Abdeckung verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage des optischen Moduls, da ein Halbzeug aus Abdeckung und Strahlungsbarriere vorgefertigt werden kann, so dass nur noch das Halbzeug mit einem Gehäuse des optischen Moduls in geeig-
10 neter Weise zu verbinden ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Strahlungsbarriere und die Abdeckung einstückig ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens erfolgen. Das die Strahlungsbarriere ausbildende Material ist hierbei für
15 die von der Lichtquelle abgegebene und die von der Linsenanordnung aufgenommene elektromagnetische Strahlung durchlässig. Hingegen ist das Material der Strahlungsbarriere für diese Wellenlängen undurchlässig. Durch dieses Herstellungsverfahren ist darüber hinaus gewährleistet, dass das Eindrin-
20 gen von Streulicht in die Abdeckung mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung 25 hingewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist. Die Strukturierung
30 kann dabei den Abstrahlwinkel der Lichtquelle beeinflussen.
Auf diese Weise ist es mit besonderem Vorteil möglich, Lichtquelle und Halbleiterelement auf einem oder mehreren gemeinsamen Trägern aufzubringen, so dass diese zunächst parallele optische Achsen aufweisen. Zur Erzielung einer diffusen Be-
35 leuchtung für eine gleichmäßige Ausleuchtung der zu erfassenden Objekte lenkt die Strukturierung einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in unterschiedliche Richtungen. In entsprechender Weise kann die Strukturierung im Bereich des
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Strahleneintrittsbereichs die Funktion einer zusätzlichen Linse der Linsenanordnung übernehmen. Das Vorsehen der Strukturierung ermöglicht somit ein Beeinflussen der optischen Eigenschaften in einer auslegungsgemäßen Weise. 5
Zur Erlangung einer optisch gleichmäßigen Oberfläche der Abdeckung und damit des optischen Moduls ist die Strukturierung bevorzugt auf der zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung hingewandten Seite vorgesehen. Sofern es aus Gründen Funktio-
10 nalität notwendig ist, kann eine solche Strukturierung zusätzlich auf der Außenseite der Abdeckung vorgesehen sein. Denkbar wäre auch, ausschließlich auf der Außenseite der Abdeckung eine beschriebene Strukturierung vorzusehen, wobei die Strukturierung dann so ausgeführt ist, dass sie den opti-
15 sehen Strahlengang des Moduls nicht nachteilig beeinflusst.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abdeckung auf ihrer von der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche auf. Ne-20 ben einer verbesserten Optik des optischen Moduls ergibt sich auch eine geringere Schmutzempfindlichkeit sowie eine bessere Reinigungsmöglichkeit.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Lichtquelle durch eine 25 oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung zumindest teilweise umgeben. Die Anordnung und die Wahl der Anzahl der Leuchtdioden erfolgt nach den für die Ausleuchtung gegebenen Erfordernissen. Die Leuchtdioden können ringförmig um die Linsenanordnung ange-30 ordnet sein, wobei dies jedoch nicht zwingend notwendig ist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Abdeckung mit einem Gehäuse des optischen Moduls formschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme stellt sicher, dass zwischen das Gehäuse und die Ab-35 deckung kein Streulicht gelangen kann, welches dann bei einem Eintritt in den Strahleneintrittsbereich die optischen Eigenschaften verringern würde.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abdeckung zusammen mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere in das Gehäuse eingeschnappt wird. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage. Es ist weiterhin sichergestellt, dass die Abde-5 ckung mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, um z.B. einer geänderten Umgebung Rechnung zu tragen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die 10 Abdeckung im Bereich der Linsenanordnung eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist, als im Bereich der Lichtquelle. Die Abdeckung des optischen Moduls muss damit nicht über ihre gesamte Fläche homogen ausgebildet sein. Die Abdeckung kann vielmehr den Erfordernissen der 15 Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung, oder allgemein der Kamera, angepasst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: 20
Fig. 1 eine erste perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Moduls,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte op-
25 tische Modul,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts der Fig. 2,
30 Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer in dem erfindungsgemäßen Modul eingesetzten Abdeckung, und
Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Abde
ckung aus Fig. 4, wobei eine Schnittansicht darge-
35 stellt ist.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes optisches Modul 1. Der genaue Aufbau des er-
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findungsgemäßen optischen Moduls 1 geht besser aus Fig. 2 hervor, die einen Schnitt durch das optische Modul 1 gemäß Fig. 1 darstellt.
5 Das optische Modul 1 weist in bekannter Weise eine Linsenanordnung 2 zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf ein Halbleiterelement 15 auf. Diese Einheit wird auch als Kamera bezeichnet. Die Linsenanordnung 2 ist in der Figur lediglich in schematischer Weise dargestellt. Die Linsenanord-
10 nung kann eine oder eine Mehrzahl an separaten Linsen aufweisen. Die Ausgestaltung und Anordnung der Linsen zueinander kann dabei entsprechend den Anforderungen gewählt werden. Das Halbleiterelement 15 ist auf einem Träger aufgebracht und liegt im optischen Strahlengang zu der Linsenanordnung.
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Benachbart eines Strahleneintrittsbereichs 3 der Linsenanordnung 2 ist eine Lichtquelle 4 in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden 5 (LEDs) auf einem weiteren Träger 17 angeordnet. Die Leuchtdioden 5 können dabei ringförmig um den Strah-
20 leneintrittsbereich 3 angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend; die Anzahl und die Anordnung der Leuchtdioden kann auf prinzipiell beliebige Weise erfolgen, sofern sichergestellt ist, dass die zu beobachtende Umgebung gut ausgeleuchtet ist. Die Leuchtdioden 5 auf dem Träger 17 sind gegenüber
25 dem Strahleneintrittsbereich 3 zurückgesetzt, so dass die von ihnen abgegebene elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise in einem nicht sichtbaren Bereich des Lichts, nicht direkt in die Linsenanordnung leuchten kann.
30 Der Strahleneintrittsbereich 3 wird durch einen Linsenhalter 11 ausgebildet, der konzentrisch zum Strahlengang der Linsenanordnung 2 angeordnet ist. Der Linsenhalter 11 sorgt aufgrund seiner trichterförmigen Gestalt bereits dafür, dass von der Seite her gerichtete elektromagnetische Strahlung die
35 Qualität des von dem Halbleiterelement aufgenommenen Bildes nicht negativ beeinflusst.
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Vor die Linsenanordnung 2 und die Lichtquelle 4 ist eine für die von der Lichtquelle 4 abgegebene und die durch die Kamera aufzunehmende elektromagnetische Strahlung durchlässige Abdeckung 6 angeordnet. Die Abdeckung 6 umfasst einen Bereich 7, 5 welcher die Lichtquelle bedeckt und einen Bereich 8, welcher die Linsenanordnung bedeckt. Die Bereiche 7, 8 können einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Von der Außenseite her (vgl. Fig. 1) wird durch die Abdeckung 6 eine optisch homogene Fläche bereitgestellt, wodurch sich einerseits eine vor-10 teilhafte Optik des optischen Moduls und andererseits eine
geringe Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung bzw. eine einfache Reinigungsmöglichkeit ergibt.
Die beiden Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 sind durch eine 15 Strahlungsbarriere 9 voneinander getrennt, so dass eine
Lichtkopplung über die Bereiche 7, 8 der Abdeckung ausgeschlossen ist. Die Strahlungsbarriere 9 ist für das von der Lichtquelle 4 abgegebene Spektrum undurchlässig und sperrt mindestens dieses Frequenzspektrum sowie das Frequenzspekt-20 rum, in dem das Halbleiterelement empfindlich ist. Die Strahlungsbarriere 9 wird bevorzugt derart realisiert, dass die von der Außenseite her homogene Fläche optisch nicht beeinträchtigt wird. Die Strahlungsbarriere 9 ist derart ausgeführt, dass diese sowohl hinsichtlich ihrer Farbe als auch 25 ihrer Form nicht oder nur schwer erkennbar ist.
Die Strahlungsbarriere 9 kann prinzipiell aus einem beliebigen Material hergestellt sein, sofern sichergestellt ist, dass dieses undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im 30 Arbeitsbereich der Lichtquelle ist. Bevorzugt kommen Materialien aus einem Kunststoff oder einem Metall in Betracht.
Die Strahlungsbarriere 9 kann als separates Bauteil von der Abdeckung 6 hergestellt sein und im Rahmen eines Herstel-35 lungsschrittes formschlüssig mit diesem verbindbar sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Abdeckung 6 und die Strahlungsbarriere 9 als eine Einheit herzustellen, was sich beispiels-
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weise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens realisieren lässt.
Das Halbzeug aus Abdeckung 6 und Strahlungsbarriere 9 ist 5 hinsichtlich seiner geometrischen Abmaße derart bemessen, dass die Strahlungsbarriere 9 bis an den Linsenhalter 11 grenzt bzw. diesen, wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, formschlüssig umschließt. Andererseits ist die Strahlungsbarriere 9 bis zur Außenseite der Abdeckung 6 durchgehend, wodurch die 10 Einkopplung von Licht über die Abdeckung 6 in Richtung des
Strahleneintrittsbereichs der Kamera praktisch ausgeschlossen ist.
Die Abdeckung 6 ist mit dem Gehäuse 10 in dem Ausführungsbei-
15 spiel über eine Verrastung 12 verbunden. Diese kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine in der Abdeckung 6 vorgesehene, umlaufende Nut 18 realisiert sein, in welcher ein entsprechend angepasster Abschnitt des Gehäuses 10 einpressbar ist.
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Eine bessere Darstellung der auf das Gehäuse 10 des optischen Moduls aufgebrachten Abdeckung 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur zeigt die Abdeckung 6 in einer perspektivischen Darstellung von ihrer Rückseite 13, 14 her, d.h. der Seite,
25 welche der Lichtquelle 4 und der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist. Aus dieser Darstellung ist gut erkennbar, dass die Strahlungsbarriere 9 ringförmig ausgebildet ist und sich über die Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 hinaus erstreckt. Der Durchmesser der Strahlungsbarriere 9 ist dabei derart ge-
30 wählt, dass dieser an den Außendurchmesser des Linsenhalters 11 angepasst ist und unter leichtem Druck auf diesen aufsetzbar ist (vgl. Fig. 3). Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht zwischen der Strahlungsbarriere 9 und dem Linsenhalter 11 in Richtung des Strahleneintrittsbereichs 3
35 hindurchtreten kann.
Aus Fig. 5, welche einen Schnitt durch die Abdeckung 6 gemäß Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung zeigt, geht her-
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vor, dass die Strahlungsbarriere sich über die gesamte Dicke der Abdeckung 6 erstreckt. Aus der Figur ist weiterhin ersichtlich, dass Abschnitt 8 der Abdeckung 6, welcher der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist, einen anderen Querschnitt als 5 der Abschnitt 7 der Abdeckung 6 aufweist. Die Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 können dabei an die jeweiligen Erfordernisse der Kamera bzw. der Lichtquelle angepasst werden. Insbesondere ist es denkbar, den Abschnitt 7 der Abdeckung 6 abschnittsweise mit einer Strukturierung zu versehen, welche
10 z.B. den Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung in einen gewünschten Bereich lenkt. Ebenso kann die Strukturierung des Abschnitts 8 derart ausgebildet sein, dass dieser Abschnitt eine optische Funktion im Sinne einer Linse einnimmt.
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Die Strukturierung wird bevorzugt lediglich auf der Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 vorgesehen, so dass die Optik, welche im wesentlichen durch Vorderseite der Abdeckung 6 bestimmt ist, für den Betrachter nicht beeinträchtigt ist.
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Es ist bevorzugt, wenn das optische Modul derart betrieben wird, dass die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert ist, d.h. eine Beleuchtung der Umgebung findet lediglich dann statt, wenn durch die Kamera (genauer das Halbleiterelement)
25 ein Bild aufgenommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass durch die Lichtquelle kein Wärmeproblem entsteht, wie dies bei einer Dauerbeleuchtung der Fall wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Modul für 30 ein Fahrerassistenzsystem bereit gestellt, das sich auf unauffällige Weise in ein Fahrzeug integrieren lässt und eine gute Qualität der durch die Kamera aufgenommenen Bilder ermöglicht .
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Patentansprüche
1. Optisches Modul mit einer Linsenanordnung (2) zum Proji
zieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildauf-
5 nehmer (15) und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs (3) der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle (4), wobei die Linsenanordnung (2) und die Lichtquelle mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung (6) versehen sind, wobei die Abdeckung (6) mit ei-
10 ner Strahlungsbarriere (9) versehen ist, die für von der
Lichtquelle (4) abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der Lichtquelle (4) abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass
15 der Bildaufnehmer (15) durch ein Halbleiterelement gebildet ist, und die Strahlungsbarriere (9) derart in die Abdeckung (6) integriert ist, dass in die Abdeckung (6) eingespeistes Licht nicht in Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs (3) gelangen kann.
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2. Optisches Modul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich (3) der Linsenanordnung (2) angeordnet ist. 25
3. Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter (11) der Linsenanordnung (2) angrenzt. 30
4. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) formschlüssig mit der Abdeckung (6) verbunden ist. 35
5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
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die Strahlungsbarriere (9) und die Abdeckung (6) einstückig ausgebildet sind.
6. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5 dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) hin gewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
10 7. Optisches Modul nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist.
15 8. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) auf ihrer von der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche aufweist.
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9. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (4) durch eine oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung (2) zumin-25 dest teilweise umgeben.
10. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) mit einem Gehäuse (10) des optischen Moduls 30 (1) formschlüssig verbunden ist.
11. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zusammen mit der an dieser angeordneten 35 Strahlungsbarriere (9) in das Gehäuse (10) eingeschnappt wird.
12. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) im Bereich der Linsenanordnung (2) eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist als im Bereich der Lichtquelle (4).
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Translation - English
Description
Optical module with integrated source of light
This invention relates to an optical module with a lens arrangement for the projection of electromagnetic radiation onto a picture receiver and with a source of light arranged in the environment of the radiation inlet area of the lens arrangement, whereby the lens arrangement and the source of light with a cover permeable to the electromagnetic radiation is provided, whereby the cover is provided with a radiation barrier, which is impermeable to radiation given from the source of light and prevents a direct linking of radiation delivered by the source of light on the lens arrangement .
This optical module is described in DE 103 60 762 A1.
A generic optical module is employed especially in the automobile industry. The optical module is used in camera-based systems for the increase of comfort as well as travel guidance systems. Some systems need a source of light, which predominantly delivers electromagnetic radiation within the infrared range to monitor the surrounding area which can be watched and evaluated. the environment to be observed can, for example, be the interior of a vehicle, e.g. for passenger recognition or the observation of reactions of the driver.
The applied source of light for a camera system of this type described above is accommodated frequently in different housings of the camera and arranged in spatial proximity to the camera. This approach is unfavourable due to high expenditure for such installation on a vehicle, because an electrical connection is necessary between the camera and the source of light, in order to operate the source of light synchronized with the camera.
There are also well-known arrangements, in which the source of light is arranged in housings different from the housing of the camera.
From the W0 03/105465 A1, an optical module is known in which light emitting diodes (LEDs) are arranged in the environment of the radiation inlet area of the lens arrangement, so that the optical module can also work in bad lighting conditions. The light emitting diodes are arranged in ring form around the lens arrangement, whereby the axes of the light emitting diodes include varying angles with the axis of the module. Thereby diffuse lighting is used to optically capture the object concerned, by illuminating uniformly. For the avoidance of unwanted optical effects, in particular due to lateral shift of light, darkening or the utilisation of total reflection is employed.
The task underlying the invention is basically to provide a generic optical module which is simple and economical to assemble and produces a reliable optical quality.
This task is solved with an optical module with the features of the patent claim 1. Favourable design results result from the dependent patent claims.
With the generic optical module according to invention the lens arrangement and the source of light are provided with a cover which is permeable to the electromagnetic radiation, whereby the cover is provided with a radiation barrier which is impermeable to the radiation delivered by the source of light and prevents a direct linking of the radiation delivered by source of light into the lens arrangement.
Thereby it is ensured that the electromagnetic radiation delivered from the source of light is cannot get into the radiation inlet area of the lens arrangement as scattered light, whereby a strongly improved image quality is attainable. The arrangement of a cover provides the advantage that the optical module is unsusceptible with respect to contamination, and however it is easily cleanable in case of possible contamination. Providing a cover which is permeable to the electromagnetic radiation delivered by the source of light like the electromagnetic radiation caught by the lens arrangement, exhibits the further advantage that the optical module can be integrated optically corresponding to a vehicle design.
The radiation barrier thereby can consist of any material, which blocks the electromagnetic radiation delivered by the source of light. The radiation barrier for example can be manufactured from plastic which includes a suitable additive, e.g. carbon black, to block this electromagnetic radiation. In Principle, metal is also a suitable material for the radiation barrier.
The radiation barrier is integrated in such a manner into the cover so that light fed into the cover cannot get in transverse direction toward the radiation inlet area.
Therefore a preferred arrangement is also provided in which the radiation barrier is arranged in a circular form around the radiation inlet area of the lens. By this it is ensured that no scattered light can arrive through the cover to the radiation inlet area.
It is further preferred, if the radiation barrier is so designed that it is adjacent to the lens holder of the lens arrangement. This arrangement also exhibits the above-mentioned advantage that it prevents intrusion of scattered light over or past the cover into the radiation inlet area.
A further purposeful embodiment provides for the radiation barrier to be connected with the cover positively. Thereby it results in a particularly simple assembly of the optical module, since a semi-finished material can be prefabricated from cover and radiation barrier, so that only the semi-finished material remains to be connected suitably with a housing of the optical module. There is specific advantage, if the radiation barrier and the cover are made in a single piece. This can take place for example in the manufacturing line with a two-component injection moulding process. The radiation barrier material is hereby permeable to electromagnetic radiation given by the source of light and absorbed by the lens arrangement. However the material of the radiation barrier is impermeable to these wavelengths. By this manufacturing process, it is furthermore ensured that an entry of scattered light into the cover is impossible.
A further embodiment provides for the cover to feature a structuring at least on its side of the source of light and lens arrangement.
In accordance with a further embodiment it is provided that the structure features a steering of the pattern of the beam of the electromagnetic radiation. The structuring can thereby affect the reflected beam angle of the source of light. In this way it is possible, with a special advantage, to apply the light source and semiconductor element to one or several common bearings, so that they exhibit approximately the parallel optic-axis.
To achieve a diffused light for uniform lighting of the captured object, a portion of the electromagnetic radiation is steered in different directions. In an appropriate way, the structuring within the radiation inlet area can take on the function of an additional lens in the lens arrangement. The use of the structuring makes it thus possible to influence the optical quality by way of coordination.
For obtaining an optically even surface of the cover and thus the optical module, the structuring is set up turned preferably to the side facing the source of light and/or the lens arrangement. As far as is necessary for reasons of basic functionality, such a structuring can additionally be provided on the exterior of the cover. It would also be conceivable to provide a structuring described exclusively on the exterior of the cover whereby the structuring is then designed in such a way that the path of rays of the module is not unfavourably optically affected.
In accordance with a further arrangement the cover exhibits a modified, even or homogeneous smooth surface on the side of the source of light and the lens arrangement inner side respectively. An improved optics of the optical module results and also a low dirt susceptibility as well as a better cleaning possibility is achieved.
A further feature is that the source of light is formed by one or more light emitting diodes or laser diodes, the lens arrangement is at least partly surrounded. The arrangement and the choice of the number of light emitting diodes take place after the requirements are given for illumination. The light emitting diodes can be arranged in ring form around the lens arrangement, however this is not compulsory.
It is further provided that the cover is positively integrated with a housing of the optical module. This measure guarantees that the scattered light cannot arrive between the housing and the covering, which would then reduce the optical qualities with an entry in the radiation entrance range.
Thereby it is preferred if the cover along with its arranged radiation barrier is latched to the housing. Thereby it results in simple assembly. It is further guaranteed that the cover can be changed in a simple way with this arranged radiation barrier, e.g to take care of changed environmental conditions.
In accordance with a further arrangement it is provided that cover feature another shape within the range of the lens arrangement, in particular another cross section in the range of the source of light. The cover of the optical module does not thereby have to be designed homogeneously over their entire surface. The cover can be adapted rather to the requirements of the source of light and the lens arrangement respectively, or generally the camera.
The invention is explained more closely in the following figures. They show:
Fig. 1 A first perspective view of the invented optical module,
Fig. 2 A cross section of optical module shown in Fig. 1,
Fig. 3 An enlarged cross section of the Fig. 2,
Fig. 4 A perspective view of a cover used in the invented module, and
Fig. 5 A further view of perspective of the cover from Fig. 4, whereby a section view is shown.
Figure 1 shows a perspective view of invented optical module 1. The exact design of the invention in accordance with optical module 1 emerges better than of Fig. 2, in which the section of the optical module 1 in accordance with Fig. 1 is illustrated.
The optical module 1 exhibits in a well-known way a lens arrangement 2 to the projection of electromagnetic radiation on a semiconductor element 15. This unit is also called a camera. The lens arrangement 2 is represented separately in a schematic way in the figure. The lens arrangement can feature one or more lenses. The design and arrangement of the lenses to one another can be selected according to the requirements. The semiconductor element 15 is placed in a carrier and lies in the optical path of rays to the lens arrangement.
Adjacent to a radiation entrance range 3 the lighting arrangement 2 is arranged by a source of light 4 in the form of one or several light emitting diodes 5 (LED) on a further carrier 17. The light emitting diodes 5 can thereby be arranged in ring form around the radiation entrance range 3. However this is not compulsory; if the number and the arrangement of light emitting diodes can, in principle, be arranged in the manner of choice, as far as the safe environment can be ensured by monitoring and surrounding properly illuminated. The light emitting diodes 5 on the carrier 17 are reset for the radiation entrance range 3, so that the electromagnetic radiation delivered by it, preferably not within a visible range of the light, can not illuminate directly by lens arrangement.
The radiation inlet area 3 is designed by a lens holder 11, which is arranged concentrically to the path of rays of the lens arrangement 2. The lens holder 11, because of its funnel shape, ensures that the picture quality taken up by the semiconductor element is not affected negatively due to the sideward electromagnetic radiation.
Before the lens arrangement 2 and the source of light 4 a permeable cover 6 is arranged for the electromagnetic radiation delivered by the source of light 4 and which can be taken up by the camera. The cover 6 encompasses a range 7, which covers the source of light and a range 8, which covers the lens arrangement. The ranges 7, 8 can be accomplished as single piece or two-piece. An optically homogeneous surface by the cover 6 from the exterior (see Fig. 1) can be implemented, whereby there results on the one hand in an advantageous optics of the optical module and on the other hand in low susceptibility with respect to contamination and a simple cleaning possibility obtained respectively.
Both the sections 7, 8 of the cover 6 are separated from one another by a radiation barrier 9, so that a light linking is blocked over the ranges 7, 8 of the cover. The radiation barrier 9 is impermeable for the spectrum delivered by the source of light 4 and blocks at least this frequency spectrum as well as the frequency spectrum, in which Semi-conductor element is sensitive. The radiation barrier 9 is realized advantageously in such a manner that the homogeneous surface from the exterior is not optically affected. The radiation barrier 9 is accomplished in such a manner that this is not at all or only feebly recognizable with difficulty both regarding their colour and also of their form.
In principle, the radiation barrier 9 can be made out of a any material, if it is guaranteed that this is impermeable for electromagnetic radiation in the work area by the source of light. Preferred Material to be considered is a plastic or a metal.
The radiation barrier 9 can be manufactured as separate unit of the cover 6 and as per manufacturing instructions by which they can be positively connectable. It is however also designed to manufacture the cover 6 and the radiation barrier 9 as a single unit which itself becomes an example
in the context of a two-component injection moulding process to realize the same.
The semi-finished material of cover 6 and radiation barrier 9 is closely measured regarding its geometrical dimensions in such a manner that the radiation barrier 9 borders the lens holder 11, or rather surrounds it, as shown in figures 2 and 3. On the other hand the radiation barrier 9 is continuous up to the outer side of the cover 6, whereby the linking of light over the cover 6 in the radiation inlet area of the camera is practically impossible.
The cover 6 is connected with the housing 10 in the example over a catch mechanism 12. This can be represented, as in Fig. 2, by a circulating groove 18 provided in the cover 6, into which a suitable section of the housing 10 can be pressed.
A better illustration of the cover 6 used on the housing 10 of the optical module is represented in Fig. 4. This figure shows the cover 6 in a perspective view from its rear side 13, 14 i.e. the side, which is assigned to the source of light 4 and the lens arrangement 2. From this representation it is well recognizable that the radiation barrier 9 is placed in ring form and extends over the rear 13, 14 of the cover 6. The diameter of the radiation barrier 9 is thereby selected in such a manner that this fits to the outside diameter of the lens holder 11 and is assembled under light pressure being applied (see Fig. 3). Thereby it is guaranteed that no scattered light can pass through in between the radiation barrier 9 and the lens holder 11 toward the radiation inlet area 3
From Fig. 5, which shows a cut section of the cover 6 as per Fig. 4 in a perspective view, it emerges that the radiation barrier extends over the entire thickness of the cover 6. From the figure it is further seen that section 8 of the cover 6, to which the lens arrangement 2 is arranged, exhibits a different cross section 5 to that of the section 7 of the cover 6. The sections 7, 8 of the cover 6 can be adapted thereby to the respective requirements of the camera and the source of light respectively. It is especially conceivable to provide the section 7 of the cover 6 section in sections with a structuring e.g. the beam trajectory of the electromagnetic radiation delivered by the source of light is steered into a desired area. Likewise the structuring of the section 8 can be built in such a manner that this section takes an optical function in the direction of the lens.
The structuring is preferably provided solely on the backside 13, 14 of the cover 6, so that the optics, which essentially determined through the front of the cover 6, is not affected for the viewer.
It is preferred that that the source of light is synchronized with the camera in such a manner when the optical module is operated, i.e. a lighting of the environment takes place only if a picture is recorded by the camera (more exactly by the semiconductor element). Thereby it is guaranteed that no heat problem results from the source of light, as would happen during a continuous lighting.
With the above invention, an optical module is readily set for a travel assistance system, as it is possible to integrate this in an inconspicuous way into a vehicle and to make possible a good quality of pictures which can be taken by the camera.
Claims
1. Optical module with a lens arrangement (2) for projecting electromagnetic radiation onto a picture receiver (15) and with a light source (4) within the environment of the radiation inlet area (3) of the lens arrangement, whereby the lens arrangement (2) and the source of light are provided with a cover which is permeable to electromagnetic radiation (6), whereby the cover (6) is provided with a suitable radiation barrier (9), which is impermeable to radiation delivered by that source of light (4)and prevents a direct linking of radiation delivered by the source of light (4) into the lens arrangement (2), c h a r a c t e r i s e d in t h a t the camera (15) is formed by a semiconductor element, and the radiation barrier (9) is integrated into the cover (6) in such a manner that light saved in the cover (6) cannot arrive in a transverse direction to the radiation inlet area (3).
2. Optical module according to claim 1, characterized in that the radiation barrier (9) is arranged circular to the radiation entry range (3) of the lens arrangement (2).
3. Optical module according to claim 1 or 2, characterized in that the radiation barrier (9) is designed in such a manner that it borders a lens holder (11) of the lens arrangement (2).
4. Optical module according to the preceding claims, characterized in that the radiation barrier (9) is connected positively with the cover (6).
5. Optical module as per claims 1 to 3, characterized in that the radiation barrier (9) and the cover (6) are built in single piece.
6. Optical module as per the preceding claim, characterized in that the cover (6) faces the source of light (4) at least on its inner clad side of the lens arrangement (2).
7. Optical module according to claim 6, characterized in that the structuring exhibits the beam trajectory of the electromagnetic radiation steering form.
8. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) features an eve or homogonously flat surface on the side of it facing away from the source of light (4), or rather the lens arrangement.
9. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the source of light (4) is formed by one or more light emitting diodes or laser diodes, which at least partly surround the lens arrangement (2).
10. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) is positively connected with a housing (10) of the optical module (1).
11. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) is latched together with the arranged radiation barrier (9) in the housing (10).
12. Optical module according to one of the preceding claims,
characterized in that the cover (6) within the range of the lens arrangement (2) features another shape, in particular another cross section, than within the range of the source of light (4).
German to English: Optical module with integrated source of light
Source text - German
Beschreibung
Optisches Modul mit integrierter Lichtquelle
5 Die Erfindung betrifft ein optisches Modul mit einer Linsenanordnung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildaufnehmer und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle, wobei die Linsenanordnung und die Lichtquelle
10 mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen sind, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopp-lung von von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die
15 Linsenanordnung verhindert.
Ein solches optisches Modul ist aus der DE 103 60 762 AI bekannt .
2 0 Ein gattungsgemäßes optisches Modul kommt insbesondere in der Kraftfahrtechnik zum Einsatz. Dabei werden die optischen Module in kamerabasierenden Systemen zur Erhöhung des Komforts sowie als Fahrerassistenzsystem eingesetzt. Manche Systeme benötigen eine Lichtquelle, welche überwiegend elektromagne-
25 tische Strahlung im Infrarotbereich abgibt, um das zu überwachende Umfeld beobachten und auswerten zu können. Bei der zu beobachtenden Umgebung kann es sich beispielsweise um den Innenraum eines Fahrzeuges, z.B. für die Insassenerkennung oder die Beobachtung von Reaktionen des Fahrers handeln.
30
Die für ein Kamerasystem der oben beschriebenen Art verwendete Lichtquelle ist häufig in einem von der Kamera unterschiedlichen Gehäuse untergebracht und in räumlicher Nähe zur Kamera angeordnet. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist
35 der mit einem größeren Aufwand in ein Fahrzeug verbundene
Einbau. Denn zwischen der Kamera und der Lichtquelle ist eine elektrische Verbindung notwendig, um die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert betreiben zu können.
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Lichtquelle in einem von dem Gehäuse der Kamera unterschiedlichen Gehäuse angeordnet ist. 5
Aus der WO 03/105465 AI ist ein optisches Modul bekannt, bei dem in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung Leuchtdioden (LEDs) angeordnet sind, damit das optische Modul auch bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten
10 kann. Die Leuchtdioden sind ringförmig um die Linsenanordnung angeordnet, wobei die Achsen der Leuchtdioden abwechselnd unterschiedliche Winkel mit der Achse des Moduls einschließen. Hierdurch soll eine diffuse Beleuchtung erreicht werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der optisch zu erfassenden Ob-
15 jekte zu realisieren. Zur Vermeidung unerwünschter optischer Effekte, insbesondere aufgrund von seitlichem Lichteinfalls ist eine Schwärzung oder die Ausnutzung von Totalreflexion vorgesehen.
20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optisches Modul bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Montage eine zuverlässige optische Qualität zur Verfügung stellt.
25 Diese Aufgabe wird mit einem optischen Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen gattungsgemäßen optischen Modul 30 sind die Linsenanordnung und die Lichtquelle mit einer für
die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der 35 Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung verhindert .
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Hierdurch ist gewährleistet, dass die von der Lichtquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung nicht als Streulicht in den Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung gelangen kann, wodurch eine stark verbesserte Bildqualität erzielbar 5 ist. Das Vorsehen einer Abdeckung weist den Vorteil auf, dass das optische Modul gegenüber Verschmutzungen unanfällig und im Falle eventueller Verschmutzungen jedoch reinigungsfreundlich ist. Das Vorsehen einer Abdeckung, welche für die von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung so-10 wie die von der Linsenanordnung aufgefangene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, weist den weiteren Vorteil auf, dass sich das optische Modul optisch ansprechend in ein Fahrzeugdesign integrieren lässt.
15 Die Strahlungsbarriere kann dabei aus einem beliebigen Material bestehen, welches die von der Lichtquelle abgegebene e-lektromagnetische Strahlung blockiert. Die Strahlungsbarriere kann beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein, welche mit einem geeigneten Zusatzstoff, z.B. Ruß, zum Blockie-
20 ren dieser elektromagnetischen Strahlung versehen ist. Prinzipiell wäre auch Metall ein geeignetes Material für die Strahlungsbarriere.
Die Strahlungsbarriere ist derart in die Abdeckung integ-25 riert, dass in die Abdeckung eingespeistes Licht nicht in
Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs gelangen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist deshalb auch vorgese-30 hen, dass die Strahlungsbarriere umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung angeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht über die Abdeckung in den Strahleneintrittsbereich gelangen kann.
35 Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Strahlungsbarriere derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter der Linsenanordnung angrenzt. Auch diese Ausgestaltung weist den oben erwähnten Vorteil auf, dass zuverlässig das Eindringen
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von Streulicht über die Abdeckung oder an dieser vorbei in den Strahleneintrittsbereich verhindert wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die 5 Strahlungsbarriere formschlüssig mit der Abdeckung verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage des optischen Moduls, da ein Halbzeug aus Abdeckung und Strahlungsbarriere vorgefertigt werden kann, so dass nur noch das Halbzeug mit einem Gehäuse des optischen Moduls in geeig-
10 neter Weise zu verbinden ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Strahlungsbarriere und die Abdeckung einstückig ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens erfolgen. Das die Strahlungsbarriere ausbildende Material ist hierbei für
15 die von der Lichtquelle abgegebene und die von der Linsenanordnung aufgenommene elektromagnetische Strahlung durchlässig. Hingegen ist das Material der Strahlungsbarriere für diese Wellenlängen undurchlässig. Durch dieses Herstellungsverfahren ist darüber hinaus gewährleistet, dass das Eindrin-
20 gen von Streulicht in die Abdeckung mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung 25 hingewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist. Die Strukturierung
30 kann dabei den Abstrahlwinkel der Lichtquelle beeinflussen.
Auf diese Weise ist es mit besonderem Vorteil möglich, Lichtquelle und Halbleiterelement auf einem oder mehreren gemeinsamen Trägern aufzubringen, so dass diese zunächst parallele optische Achsen aufweisen. Zur Erzielung einer diffusen Be-
35 leuchtung für eine gleichmäßige Ausleuchtung der zu erfassenden Objekte lenkt die Strukturierung einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in unterschiedliche Richtungen. In entsprechender Weise kann die Strukturierung im Bereich des
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Strahleneintrittsbereichs die Funktion einer zusätzlichen Linse der Linsenanordnung übernehmen. Das Vorsehen der Strukturierung ermöglicht somit ein Beeinflussen der optischen Eigenschaften in einer auslegungsgemäßen Weise. 5
Zur Erlangung einer optisch gleichmäßigen Oberfläche der Abdeckung und damit des optischen Moduls ist die Strukturierung bevorzugt auf der zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung hingewandten Seite vorgesehen. Sofern es aus Gründen Funktio-
10 nalität notwendig ist, kann eine solche Strukturierung zusätzlich auf der Außenseite der Abdeckung vorgesehen sein. Denkbar wäre auch, ausschließlich auf der Außenseite der Abdeckung eine beschriebene Strukturierung vorzusehen, wobei die Strukturierung dann so ausgeführt ist, dass sie den opti-
15 sehen Strahlengang des Moduls nicht nachteilig beeinflusst.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abdeckung auf ihrer von der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche auf. Ne-20 ben einer verbesserten Optik des optischen Moduls ergibt sich auch eine geringere Schmutzempfindlichkeit sowie eine bessere Reinigungsmöglichkeit.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Lichtquelle durch eine 25 oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung zumindest teilweise umgeben. Die Anordnung und die Wahl der Anzahl der Leuchtdioden erfolgt nach den für die Ausleuchtung gegebenen Erfordernissen. Die Leuchtdioden können ringförmig um die Linsenanordnung ange-30 ordnet sein, wobei dies jedoch nicht zwingend notwendig ist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Abdeckung mit einem Gehäuse des optischen Moduls formschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme stellt sicher, dass zwischen das Gehäuse und die Ab-35 deckung kein Streulicht gelangen kann, welches dann bei einem Eintritt in den Strahleneintrittsbereich die optischen Eigenschaften verringern würde.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abdeckung zusammen mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere in das Gehäuse eingeschnappt wird. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage. Es ist weiterhin sichergestellt, dass die Abde-5 ckung mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, um z.B. einer geänderten Umgebung Rechnung zu tragen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die 10 Abdeckung im Bereich der Linsenanordnung eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist, als im Bereich der Lichtquelle. Die Abdeckung des optischen Moduls muss damit nicht über ihre gesamte Fläche homogen ausgebildet sein. Die Abdeckung kann vielmehr den Erfordernissen der 15 Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung, oder allgemein der Kamera, angepasst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: 20
Fig. 1 eine erste perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Moduls,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte op-
25 tische Modul,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts der Fig. 2,
30 Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer in dem erfindungsgemäßen Modul eingesetzten Abdeckung, und
Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Abde
ckung aus Fig. 4, wobei eine Schnittansicht darge-
35 stellt ist.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes optisches Modul 1. Der genaue Aufbau des er-
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findungsgemäßen optischen Moduls 1 geht besser aus Fig. 2 hervor, die einen Schnitt durch das optische Modul 1 gemäß Fig. 1 darstellt.
5 Das optische Modul 1 weist in bekannter Weise eine Linsenanordnung 2 zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf ein Halbleiterelement 15 auf. Diese Einheit wird auch als Kamera bezeichnet. Die Linsenanordnung 2 ist in der Figur lediglich in schematischer Weise dargestellt. Die Linsenanord-
10 nung kann eine oder eine Mehrzahl an separaten Linsen aufweisen. Die Ausgestaltung und Anordnung der Linsen zueinander kann dabei entsprechend den Anforderungen gewählt werden. Das Halbleiterelement 15 ist auf einem Träger aufgebracht und liegt im optischen Strahlengang zu der Linsenanordnung.
15
Benachbart eines Strahleneintrittsbereichs 3 der Linsenanordnung 2 ist eine Lichtquelle 4 in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden 5 (LEDs) auf einem weiteren Träger 17 angeordnet. Die Leuchtdioden 5 können dabei ringförmig um den Strah-
20 leneintrittsbereich 3 angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend; die Anzahl und die Anordnung der Leuchtdioden kann auf prinzipiell beliebige Weise erfolgen, sofern sichergestellt ist, dass die zu beobachtende Umgebung gut ausgeleuchtet ist. Die Leuchtdioden 5 auf dem Träger 17 sind gegenüber
25 dem Strahleneintrittsbereich 3 zurückgesetzt, so dass die von ihnen abgegebene elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise in einem nicht sichtbaren Bereich des Lichts, nicht direkt in die Linsenanordnung leuchten kann.
30 Der Strahleneintrittsbereich 3 wird durch einen Linsenhalter 11 ausgebildet, der konzentrisch zum Strahlengang der Linsenanordnung 2 angeordnet ist. Der Linsenhalter 11 sorgt aufgrund seiner trichterförmigen Gestalt bereits dafür, dass von der Seite her gerichtete elektromagnetische Strahlung die
35 Qualität des von dem Halbleiterelement aufgenommenen Bildes nicht negativ beeinflusst.
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Vor die Linsenanordnung 2 und die Lichtquelle 4 ist eine für die von der Lichtquelle 4 abgegebene und die durch die Kamera aufzunehmende elektromagnetische Strahlung durchlässige Abdeckung 6 angeordnet. Die Abdeckung 6 umfasst einen Bereich 7, 5 welcher die Lichtquelle bedeckt und einen Bereich 8, welcher die Linsenanordnung bedeckt. Die Bereiche 7, 8 können einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Von der Außenseite her (vgl. Fig. 1) wird durch die Abdeckung 6 eine optisch homogene Fläche bereitgestellt, wodurch sich einerseits eine vor-10 teilhafte Optik des optischen Moduls und andererseits eine
geringe Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung bzw. eine einfache Reinigungsmöglichkeit ergibt.
Die beiden Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 sind durch eine 15 Strahlungsbarriere 9 voneinander getrennt, so dass eine
Lichtkopplung über die Bereiche 7, 8 der Abdeckung ausgeschlossen ist. Die Strahlungsbarriere 9 ist für das von der Lichtquelle 4 abgegebene Spektrum undurchlässig und sperrt mindestens dieses Frequenzspektrum sowie das Frequenzspekt-20 rum, in dem das Halbleiterelement empfindlich ist. Die Strahlungsbarriere 9 wird bevorzugt derart realisiert, dass die von der Außenseite her homogene Fläche optisch nicht beeinträchtigt wird. Die Strahlungsbarriere 9 ist derart ausgeführt, dass diese sowohl hinsichtlich ihrer Farbe als auch 25 ihrer Form nicht oder nur schwer erkennbar ist.
Die Strahlungsbarriere 9 kann prinzipiell aus einem beliebigen Material hergestellt sein, sofern sichergestellt ist, dass dieses undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im 30 Arbeitsbereich der Lichtquelle ist. Bevorzugt kommen Materialien aus einem Kunststoff oder einem Metall in Betracht.
Die Strahlungsbarriere 9 kann als separates Bauteil von der Abdeckung 6 hergestellt sein und im Rahmen eines Herstel-35 lungsschrittes formschlüssig mit diesem verbindbar sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Abdeckung 6 und die Strahlungsbarriere 9 als eine Einheit herzustellen, was sich beispiels-
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weise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens realisieren lässt.
Das Halbzeug aus Abdeckung 6 und Strahlungsbarriere 9 ist 5 hinsichtlich seiner geometrischen Abmaße derart bemessen, dass die Strahlungsbarriere 9 bis an den Linsenhalter 11 grenzt bzw. diesen, wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, formschlüssig umschließt. Andererseits ist die Strahlungsbarriere 9 bis zur Außenseite der Abdeckung 6 durchgehend, wodurch die 10 Einkopplung von Licht über die Abdeckung 6 in Richtung des
Strahleneintrittsbereichs der Kamera praktisch ausgeschlossen ist.
Die Abdeckung 6 ist mit dem Gehäuse 10 in dem Ausführungsbei-
15 spiel über eine Verrastung 12 verbunden. Diese kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine in der Abdeckung 6 vorgesehene, umlaufende Nut 18 realisiert sein, in welcher ein entsprechend angepasster Abschnitt des Gehäuses 10 einpressbar ist.
20
Eine bessere Darstellung der auf das Gehäuse 10 des optischen Moduls aufgebrachten Abdeckung 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur zeigt die Abdeckung 6 in einer perspektivischen Darstellung von ihrer Rückseite 13, 14 her, d.h. der Seite,
25 welche der Lichtquelle 4 und der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist. Aus dieser Darstellung ist gut erkennbar, dass die Strahlungsbarriere 9 ringförmig ausgebildet ist und sich über die Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 hinaus erstreckt. Der Durchmesser der Strahlungsbarriere 9 ist dabei derart ge-
30 wählt, dass dieser an den Außendurchmesser des Linsenhalters 11 angepasst ist und unter leichtem Druck auf diesen aufsetzbar ist (vgl. Fig. 3). Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht zwischen der Strahlungsbarriere 9 und dem Linsenhalter 11 in Richtung des Strahleneintrittsbereichs 3
35 hindurchtreten kann.
Aus Fig. 5, welche einen Schnitt durch die Abdeckung 6 gemäß Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung zeigt, geht her-
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vor, dass die Strahlungsbarriere sich über die gesamte Dicke der Abdeckung 6 erstreckt. Aus der Figur ist weiterhin ersichtlich, dass Abschnitt 8 der Abdeckung 6, welcher der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist, einen anderen Querschnitt als 5 der Abschnitt 7 der Abdeckung 6 aufweist. Die Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 können dabei an die jeweiligen Erfordernisse der Kamera bzw. der Lichtquelle angepasst werden. Insbesondere ist es denkbar, den Abschnitt 7 der Abdeckung 6 abschnittsweise mit einer Strukturierung zu versehen, welche
10 z.B. den Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung in einen gewünschten Bereich lenkt. Ebenso kann die Strukturierung des Abschnitts 8 derart ausgebildet sein, dass dieser Abschnitt eine optische Funktion im Sinne einer Linse einnimmt.
15
Die Strukturierung wird bevorzugt lediglich auf der Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 vorgesehen, so dass die Optik, welche im wesentlichen durch Vorderseite der Abdeckung 6 bestimmt ist, für den Betrachter nicht beeinträchtigt ist.
20
Es ist bevorzugt, wenn das optische Modul derart betrieben wird, dass die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert ist, d.h. eine Beleuchtung der Umgebung findet lediglich dann statt, wenn durch die Kamera (genauer das Halbleiterelement)
25 ein Bild aufgenommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass durch die Lichtquelle kein Wärmeproblem entsteht, wie dies bei einer Dauerbeleuchtung der Fall wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Modul für 30 ein Fahrerassistenzsystem bereit gestellt, das sich auf unauffällige Weise in ein Fahrzeug integrieren lässt und eine gute Qualität der durch die Kamera aufgenommenen Bilder ermöglicht .
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Patentansprüche
1. Optisches Modul mit einer Linsenanordnung (2) zum Proji
zieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildauf-
5 nehmer (15) und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs (3) der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle (4), wobei die Linsenanordnung (2) und die Lichtquelle mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung (6) versehen sind, wobei die Abdeckung (6) mit ei-
10 ner Strahlungsbarriere (9) versehen ist, die für von der
Lichtquelle (4) abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der Lichtquelle (4) abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass
15 der Bildaufnehmer (15) durch ein Halbleiterelement gebildet ist, und die Strahlungsbarriere (9) derart in die Abdeckung (6) integriert ist, dass in die Abdeckung (6) eingespeistes Licht nicht in Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs (3) gelangen kann.
20
2. Optisches Modul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich (3) der Linsenanordnung (2) angeordnet ist. 25
3. Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter (11) der Linsenanordnung (2) angrenzt. 30
4. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) formschlüssig mit der Abdeckung (6) verbunden ist. 35
5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
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die Strahlungsbarriere (9) und die Abdeckung (6) einstückig ausgebildet sind.
6. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5 dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) hin gewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
10 7. Optisches Modul nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist.
15 8. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) auf ihrer von der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche aufweist.
20
9. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (4) durch eine oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung (2) zumin-25 dest teilweise umgeben.
10. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) mit einem Gehäuse (10) des optischen Moduls 30 (1) formschlüssig verbunden ist.
11. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zusammen mit der an dieser angeordneten 35 Strahlungsbarriere (9) in das Gehäuse (10) eingeschnappt wird.
12. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) im Bereich der Linsenanordnung (2) eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist als im Bereich der Lichtquelle (4).
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Beschreibung
Optisches Modul mit integrierter Lichtquelle
5 Die Erfindung betrifft ein optisches Modul mit einer Linsenanordnung zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildaufnehmer und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle, wobei die Linsenanordnung und die Lichtquelle
10 mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen sind, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopp-lung von von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die
15 Linsenanordnung verhindert.
Ein solches optisches Modul ist aus der DE 103 60 762 AI bekannt .
2 0 Ein gattungsgemäßes optisches Modul kommt insbesondere in der Kraftfahrtechnik zum Einsatz. Dabei werden die optischen Module in kamerabasierenden Systemen zur Erhöhung des Komforts sowie als Fahrerassistenzsystem eingesetzt. Manche Systeme benötigen eine Lichtquelle, welche überwiegend elektromagne-
25 tische Strahlung im Infrarotbereich abgibt, um das zu überwachende Umfeld beobachten und auswerten zu können. Bei der zu beobachtenden Umgebung kann es sich beispielsweise um den Innenraum eines Fahrzeuges, z.B. für die Insassenerkennung oder die Beobachtung von Reaktionen des Fahrers handeln.
30
Die für ein Kamerasystem der oben beschriebenen Art verwendete Lichtquelle ist häufig in einem von der Kamera unterschiedlichen Gehäuse untergebracht und in räumlicher Nähe zur Kamera angeordnet. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist
35 der mit einem größeren Aufwand in ein Fahrzeug verbundene
Einbau. Denn zwischen der Kamera und der Lichtquelle ist eine elektrische Verbindung notwendig, um die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert betreiben zu können.
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Lichtquelle in einem von dem Gehäuse der Kamera unterschiedlichen Gehäuse angeordnet ist. 5
Aus der WO 03/105465 AI ist ein optisches Modul bekannt, bei dem in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs der Linsenanordnung Leuchtdioden (LEDs) angeordnet sind, damit das optische Modul auch bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten
10 kann. Die Leuchtdioden sind ringförmig um die Linsenanordnung angeordnet, wobei die Achsen der Leuchtdioden abwechselnd unterschiedliche Winkel mit der Achse des Moduls einschließen. Hierdurch soll eine diffuse Beleuchtung erreicht werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der optisch zu erfassenden Ob-
15 jekte zu realisieren. Zur Vermeidung unerwünschter optischer Effekte, insbesondere aufgrund von seitlichem Lichteinfalls ist eine Schwärzung oder die Ausnutzung von Totalreflexion vorgesehen.
20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optisches Modul bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Montage eine zuverlässige optische Qualität zur Verfügung stellt.
25 Diese Aufgabe wird mit einem optischen Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen gattungsgemäßen optischen Modul 30 sind die Linsenanordnung und die Lichtquelle mit einer für
die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen, wobei die Abdeckung mit einer Strahlungsbarriere versehen ist, die für von der Lichtquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der 35 Lichtquelle abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung verhindert .
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Hierdurch ist gewährleistet, dass die von der Lichtquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung nicht als Streulicht in den Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung gelangen kann, wodurch eine stark verbesserte Bildqualität erzielbar 5 ist. Das Vorsehen einer Abdeckung weist den Vorteil auf, dass das optische Modul gegenüber Verschmutzungen unanfällig und im Falle eventueller Verschmutzungen jedoch reinigungsfreundlich ist. Das Vorsehen einer Abdeckung, welche für die von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung so-10 wie die von der Linsenanordnung aufgefangene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, weist den weiteren Vorteil auf, dass sich das optische Modul optisch ansprechend in ein Fahrzeugdesign integrieren lässt.
15 Die Strahlungsbarriere kann dabei aus einem beliebigen Material bestehen, welches die von der Lichtquelle abgegebene e-lektromagnetische Strahlung blockiert. Die Strahlungsbarriere kann beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein, welche mit einem geeigneten Zusatzstoff, z.B. Ruß, zum Blockie-
20 ren dieser elektromagnetischen Strahlung versehen ist. Prinzipiell wäre auch Metall ein geeignetes Material für die Strahlungsbarriere.
Die Strahlungsbarriere ist derart in die Abdeckung integ-25 riert, dass in die Abdeckung eingespeistes Licht nicht in
Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs gelangen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist deshalb auch vorgese-30 hen, dass die Strahlungsbarriere umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich der Linsenanordnung angeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht über die Abdeckung in den Strahleneintrittsbereich gelangen kann.
35 Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Strahlungsbarriere derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter der Linsenanordnung angrenzt. Auch diese Ausgestaltung weist den oben erwähnten Vorteil auf, dass zuverlässig das Eindringen
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von Streulicht über die Abdeckung oder an dieser vorbei in den Strahleneintrittsbereich verhindert wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die 5 Strahlungsbarriere formschlüssig mit der Abdeckung verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage des optischen Moduls, da ein Halbzeug aus Abdeckung und Strahlungsbarriere vorgefertigt werden kann, so dass nur noch das Halbzeug mit einem Gehäuse des optischen Moduls in geeig-
10 neter Weise zu verbinden ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Strahlungsbarriere und die Abdeckung einstückig ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens erfolgen. Das die Strahlungsbarriere ausbildende Material ist hierbei für
15 die von der Lichtquelle abgegebene und die von der Linsenanordnung aufgenommene elektromagnetische Strahlung durchlässig. Hingegen ist das Material der Strahlungsbarriere für diese Wellenlängen undurchlässig. Durch dieses Herstellungsverfahren ist darüber hinaus gewährleistet, dass das Eindrin-
20 gen von Streulicht in die Abdeckung mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung 25 hingewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist. Die Strukturierung
30 kann dabei den Abstrahlwinkel der Lichtquelle beeinflussen.
Auf diese Weise ist es mit besonderem Vorteil möglich, Lichtquelle und Halbleiterelement auf einem oder mehreren gemeinsamen Trägern aufzubringen, so dass diese zunächst parallele optische Achsen aufweisen. Zur Erzielung einer diffusen Be-
35 leuchtung für eine gleichmäßige Ausleuchtung der zu erfassenden Objekte lenkt die Strukturierung einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in unterschiedliche Richtungen. In entsprechender Weise kann die Strukturierung im Bereich des
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Strahleneintrittsbereichs die Funktion einer zusätzlichen Linse der Linsenanordnung übernehmen. Das Vorsehen der Strukturierung ermöglicht somit ein Beeinflussen der optischen Eigenschaften in einer auslegungsgemäßen Weise. 5
Zur Erlangung einer optisch gleichmäßigen Oberfläche der Abdeckung und damit des optischen Moduls ist die Strukturierung bevorzugt auf der zu der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung hingewandten Seite vorgesehen. Sofern es aus Gründen Funktio-
10 nalität notwendig ist, kann eine solche Strukturierung zusätzlich auf der Außenseite der Abdeckung vorgesehen sein. Denkbar wäre auch, ausschließlich auf der Außenseite der Abdeckung eine beschriebene Strukturierung vorzusehen, wobei die Strukturierung dann so ausgeführt ist, dass sie den opti-
15 sehen Strahlengang des Moduls nicht nachteilig beeinflusst.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abdeckung auf ihrer von der Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche auf. Ne-20 ben einer verbesserten Optik des optischen Moduls ergibt sich auch eine geringere Schmutzempfindlichkeit sowie eine bessere Reinigungsmöglichkeit.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Lichtquelle durch eine 25 oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung zumindest teilweise umgeben. Die Anordnung und die Wahl der Anzahl der Leuchtdioden erfolgt nach den für die Ausleuchtung gegebenen Erfordernissen. Die Leuchtdioden können ringförmig um die Linsenanordnung ange-30 ordnet sein, wobei dies jedoch nicht zwingend notwendig ist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Abdeckung mit einem Gehäuse des optischen Moduls formschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme stellt sicher, dass zwischen das Gehäuse und die Ab-35 deckung kein Streulicht gelangen kann, welches dann bei einem Eintritt in den Strahleneintrittsbereich die optischen Eigenschaften verringern würde.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abdeckung zusammen mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere in das Gehäuse eingeschnappt wird. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Montage. Es ist weiterhin sichergestellt, dass die Abde-5 ckung mit der an dieser angeordneten Strahlungsbarriere auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, um z.B. einer geänderten Umgebung Rechnung zu tragen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die 10 Abdeckung im Bereich der Linsenanordnung eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist, als im Bereich der Lichtquelle. Die Abdeckung des optischen Moduls muss damit nicht über ihre gesamte Fläche homogen ausgebildet sein. Die Abdeckung kann vielmehr den Erfordernissen der 15 Lichtquelle bzw. der Linsenanordnung, oder allgemein der Kamera, angepasst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: 20
Fig. 1 eine erste perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Moduls,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte op-
25 tische Modul,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts der Fig. 2,
30 Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer in dem erfindungsgemäßen Modul eingesetzten Abdeckung, und
Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Abde
ckung aus Fig. 4, wobei eine Schnittansicht darge-
35 stellt ist.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes optisches Modul 1. Der genaue Aufbau des er-
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findungsgemäßen optischen Moduls 1 geht besser aus Fig. 2 hervor, die einen Schnitt durch das optische Modul 1 gemäß Fig. 1 darstellt.
5 Das optische Modul 1 weist in bekannter Weise eine Linsenanordnung 2 zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf ein Halbleiterelement 15 auf. Diese Einheit wird auch als Kamera bezeichnet. Die Linsenanordnung 2 ist in der Figur lediglich in schematischer Weise dargestellt. Die Linsenanord-
10 nung kann eine oder eine Mehrzahl an separaten Linsen aufweisen. Die Ausgestaltung und Anordnung der Linsen zueinander kann dabei entsprechend den Anforderungen gewählt werden. Das Halbleiterelement 15 ist auf einem Träger aufgebracht und liegt im optischen Strahlengang zu der Linsenanordnung.
15
Benachbart eines Strahleneintrittsbereichs 3 der Linsenanordnung 2 ist eine Lichtquelle 4 in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden 5 (LEDs) auf einem weiteren Träger 17 angeordnet. Die Leuchtdioden 5 können dabei ringförmig um den Strah-
20 leneintrittsbereich 3 angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend; die Anzahl und die Anordnung der Leuchtdioden kann auf prinzipiell beliebige Weise erfolgen, sofern sichergestellt ist, dass die zu beobachtende Umgebung gut ausgeleuchtet ist. Die Leuchtdioden 5 auf dem Träger 17 sind gegenüber
25 dem Strahleneintrittsbereich 3 zurückgesetzt, so dass die von ihnen abgegebene elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise in einem nicht sichtbaren Bereich des Lichts, nicht direkt in die Linsenanordnung leuchten kann.
30 Der Strahleneintrittsbereich 3 wird durch einen Linsenhalter 11 ausgebildet, der konzentrisch zum Strahlengang der Linsenanordnung 2 angeordnet ist. Der Linsenhalter 11 sorgt aufgrund seiner trichterförmigen Gestalt bereits dafür, dass von der Seite her gerichtete elektromagnetische Strahlung die
35 Qualität des von dem Halbleiterelement aufgenommenen Bildes nicht negativ beeinflusst.
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Vor die Linsenanordnung 2 und die Lichtquelle 4 ist eine für die von der Lichtquelle 4 abgegebene und die durch die Kamera aufzunehmende elektromagnetische Strahlung durchlässige Abdeckung 6 angeordnet. Die Abdeckung 6 umfasst einen Bereich 7, 5 welcher die Lichtquelle bedeckt und einen Bereich 8, welcher die Linsenanordnung bedeckt. Die Bereiche 7, 8 können einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Von der Außenseite her (vgl. Fig. 1) wird durch die Abdeckung 6 eine optisch homogene Fläche bereitgestellt, wodurch sich einerseits eine vor-10 teilhafte Optik des optischen Moduls und andererseits eine
geringe Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung bzw. eine einfache Reinigungsmöglichkeit ergibt.
Die beiden Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 sind durch eine 15 Strahlungsbarriere 9 voneinander getrennt, so dass eine
Lichtkopplung über die Bereiche 7, 8 der Abdeckung ausgeschlossen ist. Die Strahlungsbarriere 9 ist für das von der Lichtquelle 4 abgegebene Spektrum undurchlässig und sperrt mindestens dieses Frequenzspektrum sowie das Frequenzspekt-20 rum, in dem das Halbleiterelement empfindlich ist. Die Strahlungsbarriere 9 wird bevorzugt derart realisiert, dass die von der Außenseite her homogene Fläche optisch nicht beeinträchtigt wird. Die Strahlungsbarriere 9 ist derart ausgeführt, dass diese sowohl hinsichtlich ihrer Farbe als auch 25 ihrer Form nicht oder nur schwer erkennbar ist.
Die Strahlungsbarriere 9 kann prinzipiell aus einem beliebigen Material hergestellt sein, sofern sichergestellt ist, dass dieses undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im 30 Arbeitsbereich der Lichtquelle ist. Bevorzugt kommen Materialien aus einem Kunststoff oder einem Metall in Betracht.
Die Strahlungsbarriere 9 kann als separates Bauteil von der Abdeckung 6 hergestellt sein und im Rahmen eines Herstel-35 lungsschrittes formschlüssig mit diesem verbindbar sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Abdeckung 6 und die Strahlungsbarriere 9 als eine Einheit herzustellen, was sich beispiels-
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weise im Rahmen eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens realisieren lässt.
Das Halbzeug aus Abdeckung 6 und Strahlungsbarriere 9 ist 5 hinsichtlich seiner geometrischen Abmaße derart bemessen, dass die Strahlungsbarriere 9 bis an den Linsenhalter 11 grenzt bzw. diesen, wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, formschlüssig umschließt. Andererseits ist die Strahlungsbarriere 9 bis zur Außenseite der Abdeckung 6 durchgehend, wodurch die 10 Einkopplung von Licht über die Abdeckung 6 in Richtung des
Strahleneintrittsbereichs der Kamera praktisch ausgeschlossen ist.
Die Abdeckung 6 ist mit dem Gehäuse 10 in dem Ausführungsbei-
15 spiel über eine Verrastung 12 verbunden. Diese kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine in der Abdeckung 6 vorgesehene, umlaufende Nut 18 realisiert sein, in welcher ein entsprechend angepasster Abschnitt des Gehäuses 10 einpressbar ist.
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Eine bessere Darstellung der auf das Gehäuse 10 des optischen Moduls aufgebrachten Abdeckung 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur zeigt die Abdeckung 6 in einer perspektivischen Darstellung von ihrer Rückseite 13, 14 her, d.h. der Seite,
25 welche der Lichtquelle 4 und der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist. Aus dieser Darstellung ist gut erkennbar, dass die Strahlungsbarriere 9 ringförmig ausgebildet ist und sich über die Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 hinaus erstreckt. Der Durchmesser der Strahlungsbarriere 9 ist dabei derart ge-
30 wählt, dass dieser an den Außendurchmesser des Linsenhalters 11 angepasst ist und unter leichtem Druck auf diesen aufsetzbar ist (vgl. Fig. 3). Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Streulicht zwischen der Strahlungsbarriere 9 und dem Linsenhalter 11 in Richtung des Strahleneintrittsbereichs 3
35 hindurchtreten kann.
Aus Fig. 5, welche einen Schnitt durch die Abdeckung 6 gemäß Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung zeigt, geht her-
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vor, dass die Strahlungsbarriere sich über die gesamte Dicke der Abdeckung 6 erstreckt. Aus der Figur ist weiterhin ersichtlich, dass Abschnitt 8 der Abdeckung 6, welcher der Linsenanordnung 2 zugeordnet ist, einen anderen Querschnitt als 5 der Abschnitt 7 der Abdeckung 6 aufweist. Die Abschnitte 7, 8 der Abdeckung 6 können dabei an die jeweiligen Erfordernisse der Kamera bzw. der Lichtquelle angepasst werden. Insbesondere ist es denkbar, den Abschnitt 7 der Abdeckung 6 abschnittsweise mit einer Strukturierung zu versehen, welche
10 z.B. den Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgegebenen elektromagnetischen Strahlung in einen gewünschten Bereich lenkt. Ebenso kann die Strukturierung des Abschnitts 8 derart ausgebildet sein, dass dieser Abschnitt eine optische Funktion im Sinne einer Linse einnimmt.
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Die Strukturierung wird bevorzugt lediglich auf der Rückseite 13, 14 der Abdeckung 6 vorgesehen, so dass die Optik, welche im wesentlichen durch Vorderseite der Abdeckung 6 bestimmt ist, für den Betrachter nicht beeinträchtigt ist.
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Es ist bevorzugt, wenn das optische Modul derart betrieben wird, dass die Lichtquelle mit der Kamera synchronisiert ist, d.h. eine Beleuchtung der Umgebung findet lediglich dann statt, wenn durch die Kamera (genauer das Halbleiterelement)
25 ein Bild aufgenommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass durch die Lichtquelle kein Wärmeproblem entsteht, wie dies bei einer Dauerbeleuchtung der Fall wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Modul für 30 ein Fahrerassistenzsystem bereit gestellt, das sich auf unauffällige Weise in ein Fahrzeug integrieren lässt und eine gute Qualität der durch die Kamera aufgenommenen Bilder ermöglicht .
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Patentansprüche
1. Optisches Modul mit einer Linsenanordnung (2) zum Proji
zieren von elektromagnetischer Strahlung auf einen Bildauf-
5 nehmer (15) und mit einer in der Umgebung des Strahleneintrittsbereichs (3) der Linsenanordnung angeordneten Lichtquelle (4), wobei die Linsenanordnung (2) und die Lichtquelle mit einer für die elektromagnetische Strahlung durchlässigen Abdeckung (6) versehen sind, wobei die Abdeckung (6) mit ei-
10 ner Strahlungsbarriere (9) versehen ist, die für von der
Lichtquelle (4) abgegebene Strahlung undurchlässig ist und eine direkte Einkopplung von von der Lichtquelle (4) abgegebenen Strahlung in die Linsenanordnung (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass
15 der Bildaufnehmer (15) durch ein Halbleiterelement gebildet ist, und die Strahlungsbarriere (9) derart in die Abdeckung (6) integriert ist, dass in die Abdeckung (6) eingespeistes Licht nicht in Querrichtung in Richtung des Strahleneintrittsbereichs (3) gelangen kann.
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2. Optisches Modul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) umlaufend zu dem Strahleneintrittsbereich (3) der Linsenanordnung (2) angeordnet ist. 25
3. Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) derart ausgebildet ist, dass diese an einen Linsenhalter (11) der Linsenanordnung (2) angrenzt. 30
4. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsbarriere (9) formschlüssig mit der Abdeckung (6) verbunden ist. 35
5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
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die Strahlungsbarriere (9) und die Abdeckung (6) einstückig ausgebildet sind.
6. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5 dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zumindest auf ihrer zu der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) hin gewandten Seite eine Strukturierung aufweist.
10 7. Optisches Modul nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine den Strahlenverlauf der elektromagnetischen Strahlung lenkende Form aufweist.
15 8. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) auf ihrer von der Lichtquelle (4) bzw. der Linsenanordnung (2) abgewandten Seite eine ebene oder homogen glatte Oberfläche aufweist.
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9. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (4) durch eine oder mehrere Leuchtdioden oder Laserdioden gebildet ist, die die Linsenanordnung (2) zumin-25 dest teilweise umgeben.
10. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) mit einem Gehäuse (10) des optischen Moduls 30 (1) formschlüssig verbunden ist.
11. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (6) zusammen mit der an dieser angeordneten 35 Strahlungsbarriere (9) in das Gehäuse (10) eingeschnappt wird.
12. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) im Bereich der Linsenanordnung (2) eine andere Gestalt, insbesondere einen anderen Querschnitt aufweist als im Bereich der Lichtquelle (4).
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Translation - English
Description
Optical module with integrated source of light
This invention relates to an optical module with a lens arrangement for the projection of electromagnetic radiation onto a picture receiver and with a source of light arranged in the environment of the radiation inlet area of the lens arrangement, whereby the lens arrangement and the source of light with a cover permeable to the electromagnetic radiation is provided, whereby the cover is provided with a radiation barrier, which is impermeable to radiation given from the source of light and prevents a direct linking of radiation delivered by the source of light on the lens arrangement .
This optical module is described in DE 103 60 762 A1.
A generic optical module is employed especially in the automobile industry. The optical module is used in camera-based systems for the increase of comfort as well as travel guidance systems. Some systems need a source of light, which predominantly delivers electromagnetic radiation within the infrared range to monitor the surrounding area which can be watched and evaluated. the environment to be observed can, for example, be the interior of a vehicle, e.g. for passenger recognition or the observation of reactions of the driver.
The applied source of light for a camera system of this type described above is accommodated frequently in different housings of the camera and arranged in spatial proximity to the camera. This approach is unfavourable due to high expenditure for such installation on a vehicle, because an electrical connection is necessary between the camera and the source of light, in order to operate the source of light synchronized with the camera.
There are also well-known arrangements, in which the source of light is arranged in housings different from the housing of the camera.
From the W0 03/105465 A1, an optical module is known in which light emitting diodes (LEDs) are arranged in the environment of the radiation inlet area of the lens arrangement, so that the optical module can also work in bad lighting conditions. The light emitting diodes are arranged in ring form around the lens arrangement, whereby the axes of the light emitting diodes include varying angles with the axis of the module. Thereby diffuse lighting is used to optically capture the object concerned, by illuminating uniformly. For the avoidance of unwanted optical effects, in particular due to lateral shift of light, darkening or the utilisation of total reflection is employed.
The task underlying the invention is basically to provide a generic optical module which is simple and economical to assemble and produces a reliable optical quality.
This task is solved with an optical module with the features of the patent claim 1. Favourable design results result from the dependent patent claims.
With the generic optical module according to invention the lens arrangement and the source of light are provided with a cover which is permeable to the electromagnetic radiation, whereby the cover is provided with a radiation barrier which is impermeable to the radiation delivered by the source of light and prevents a direct linking of the radiation delivered by source of light into the lens arrangement.
Thereby it is ensured that the electromagnetic radiation delivered from the source of light is cannot get into the radiation inlet area of the lens arrangement as scattered light, whereby a strongly improved image quality is attainable. The arrangement of a cover provides the advantage that the optical module is unsusceptible with respect to contamination, and however it is easily cleanable in case of possible contamination. Providing a cover which is permeable to the electromagnetic radiation delivered by the source of light like the electromagnetic radiation caught by the lens arrangement, exhibits the further advantage that the optical module can be integrated optically corresponding to a vehicle design.
The radiation barrier thereby can consist of any material, which blocks the electromagnetic radiation delivered by the source of light. The radiation barrier for example can be manufactured from plastic which includes a suitable additive, e.g. carbon black, to block this electromagnetic radiation. In Principle, metal is also a suitable material for the radiation barrier.
The radiation barrier is integrated in such a manner into the cover so that light fed into the cover cannot get in transverse direction toward the radiation inlet area.
Therefore a preferred arrangement is also provided in which the radiation barrier is arranged in a circular form around the radiation inlet area of the lens. By this it is ensured that no scattered light can arrive through the cover to the radiation inlet area.
It is further preferred, if the radiation barrier is so designed that it is adjacent to the lens holder of the lens arrangement. This arrangement also exhibits the above-mentioned advantage that it prevents intrusion of scattered light over or past the cover into the radiation inlet area.
A further purposeful embodiment provides for the radiation barrier to be connected with the cover positively. Thereby it results in a particularly simple assembly of the optical module, since a semi-finished material can be prefabricated from cover and radiation barrier, so that only the semi-finished material remains to be connected suitably with a housing of the optical module. There is specific advantage, if the radiation barrier and the cover are made in a single piece. This can take place for example in the manufacturing line with a two-component injection moulding process. The radiation barrier material is hereby permeable to electromagnetic radiation given by the source of light and absorbed by the lens arrangement. However the material of the radiation barrier is impermeable to these wavelengths. By this manufacturing process, it is furthermore ensured that an entry of scattered light into the cover is impossible.
A further embodiment provides for the cover to feature a structuring at least on its side of the source of light and lens arrangement.
In accordance with a further embodiment it is provided that the structure features a steering of the pattern of the beam of the electromagnetic radiation. The structuring can thereby affect the reflected beam angle of the source of light. In this way it is possible, with a special advantage, to apply the light source and semiconductor element to one or several common bearings, so that they exhibit approximately the parallel optic-axis.
To achieve a diffused light for uniform lighting of the captured object, a portion of the electromagnetic radiation is steered in different directions. In an appropriate way, the structuring within the radiation inlet area can take on the function of an additional lens in the lens arrangement. The use of the structuring makes it thus possible to influence the optical quality by way of coordination.
For obtaining an optically even surface of the cover and thus the optical module, the structuring is set up turned preferably to the side facing the source of light and/or the lens arrangement. As far as is necessary for reasons of basic functionality, such a structuring can additionally be provided on the exterior of the cover. It would also be conceivable to provide a structuring described exclusively on the exterior of the cover whereby the structuring is then designed in such a way that the path of rays of the module is not unfavourably optically affected.
In accordance with a further arrangement the cover exhibits a modified, even or homogeneous smooth surface on the side of the source of light and the lens arrangement inner side respectively. An improved optics of the optical module results and also a low dirt susceptibility as well as a better cleaning possibility is achieved.
A further feature is that the source of light is formed by one or more light emitting diodes or laser diodes, the lens arrangement is at least partly surrounded. The arrangement and the choice of the number of light emitting diodes take place after the requirements are given for illumination. The light emitting diodes can be arranged in ring form around the lens arrangement, however this is not compulsory.
It is further provided that the cover is positively integrated with a housing of the optical module. This measure guarantees that the scattered light cannot arrive between the housing and the covering, which would then reduce the optical qualities with an entry in the radiation entrance range.
Thereby it is preferred if the cover along with its arranged radiation barrier is latched to the housing. Thereby it results in simple assembly. It is further guaranteed that the cover can be changed in a simple way with this arranged radiation barrier, e.g to take care of changed environmental conditions.
In accordance with a further arrangement it is provided that cover feature another shape within the range of the lens arrangement, in particular another cross section in the range of the source of light. The cover of the optical module does not thereby have to be designed homogeneously over their entire surface. The cover can be adapted rather to the requirements of the source of light and the lens arrangement respectively, or generally the camera.
The invention is explained more closely in the following figures. They show:
Fig. 1 A first perspective view of the invented optical module,
Fig. 2 A cross section of optical module shown in Fig. 1,
Fig. 3 An enlarged cross section of the Fig. 2,
Fig. 4 A perspective view of a cover used in the invented module, and
Fig. 5 A further view of perspective of the cover from Fig. 4, whereby a section view is shown.
Figure 1 shows a perspective view of invented optical module 1. The exact design of the invention in accordance with optical module 1 emerges better than of Fig. 2, in which the section of the optical module 1 in accordance with Fig. 1 is illustrated.
The optical module 1 exhibits in a well-known way a lens arrangement 2 to the projection of electromagnetic radiation on a semiconductor element 15. This unit is also called a camera. The lens arrangement 2 is represented separately in a schematic way in the figure. The lens arrangement can feature one or more lenses. The design and arrangement of the lenses to one another can be selected according to the requirements. The semiconductor element 15 is placed in a carrier and lies in the optical path of rays to the lens arrangement.
Adjacent to a radiation entrance range 3 the lighting arrangement 2 is arranged by a source of light 4 in the form of one or several light emitting diodes 5 (LED) on a further carrier 17. The light emitting diodes 5 can thereby be arranged in ring form around the radiation entrance range 3. However this is not compulsory; if the number and the arrangement of light emitting diodes can, in principle, be arranged in the manner of choice, as far as the safe environment can be ensured by monitoring and surrounding properly illuminated. The light emitting diodes 5 on the carrier 17 are reset for the radiation entrance range 3, so that the electromagnetic radiation delivered by it, preferably not within a visible range of the light, can not illuminate directly by lens arrangement.
The radiation inlet area 3 is designed by a lens holder 11, which is arranged concentrically to the path of rays of the lens arrangement 2. The lens holder 11, because of its funnel shape, ensures that the picture quality taken up by the semiconductor element is not affected negatively due to the sideward electromagnetic radiation.
Before the lens arrangement 2 and the source of light 4 a permeable cover 6 is arranged for the electromagnetic radiation delivered by the source of light 4 and which can be taken up by the camera. The cover 6 encompasses a range 7, which covers the source of light and a range 8, which covers the lens arrangement. The ranges 7, 8 can be accomplished as single piece or two-piece. An optically homogeneous surface by the cover 6 from the exterior (see Fig. 1) can be implemented, whereby there results on the one hand in an advantageous optics of the optical module and on the other hand in low susceptibility with respect to contamination and a simple cleaning possibility obtained respectively.
Both the sections 7, 8 of the cover 6 are separated from one another by a radiation barrier 9, so that a light linking is blocked over the ranges 7, 8 of the cover. The radiation barrier 9 is impermeable for the spectrum delivered by the source of light 4 and blocks at least this frequency spectrum as well as the frequency spectrum, in which Semi-conductor element is sensitive. The radiation barrier 9 is realized advantageously in such a manner that the homogeneous surface from the exterior is not optically affected. The radiation barrier 9 is accomplished in such a manner that this is not at all or only feebly recognizable with difficulty both regarding their colour and also of their form.
In principle, the radiation barrier 9 can be made out of a any material, if it is guaranteed that this is impermeable for electromagnetic radiation in the work area by the source of light. Preferred Material to be considered is a plastic or a metal.
The radiation barrier 9 can be manufactured as separate unit of the cover 6 and as per manufacturing instructions by which they can be positively connectable. It is however also designed to manufacture the cover 6 and the radiation barrier 9 as a single unit which itself becomes an example
in the context of a two-component injection moulding process to realize the same.
The semi-finished material of cover 6 and radiation barrier 9 is closely measured regarding its geometrical dimensions in such a manner that the radiation barrier 9 borders the lens holder 11, or rather surrounds it, as shown in figures 2 and 3. On the other hand the radiation barrier 9 is continuous up to the outer side of the cover 6, whereby the linking of light over the cover 6 in the radiation inlet area of the camera is practically impossible.
The cover 6 is connected with the housing 10 in the example over a catch mechanism 12. This can be represented, as in Fig. 2, by a circulating groove 18 provided in the cover 6, into which a suitable section of the housing 10 can be pressed.
A better illustration of the cover 6 used on the housing 10 of the optical module is represented in Fig. 4. This figure shows the cover 6 in a perspective view from its rear side 13, 14 i.e. the side, which is assigned to the source of light 4 and the lens arrangement 2. From this representation it is well recognizable that the radiation barrier 9 is placed in ring form and extends over the rear 13, 14 of the cover 6. The diameter of the radiation barrier 9 is thereby selected in such a manner that this fits to the outside diameter of the lens holder 11 and is assembled under light pressure being applied (see Fig. 3). Thereby it is guaranteed that no scattered light can pass through in between the radiation barrier 9 and the lens holder 11 toward the radiation inlet area 3
From Fig. 5, which shows a cut section of the cover 6 as per Fig. 4 in a perspective view, it emerges that the radiation barrier extends over the entire thickness of the cover 6. From the figure it is further seen that section 8 of the cover 6, to which the lens arrangement 2 is arranged, exhibits a different cross section 5 to that of the section 7 of the cover 6. The sections 7, 8 of the cover 6 can be adapted thereby to the respective requirements of the camera and the source of light respectively. It is especially conceivable to provide the section 7 of the cover 6 section in sections with a structuring e.g. the beam trajectory of the electromagnetic radiation delivered by the source of light is steered into a desired area. Likewise the structuring of the section 8 can be built in such a manner that this section takes an optical function in the direction of the lens.
The structuring is preferably provided solely on the backside 13, 14 of the cover 6, so that the optics, which essentially determined through the front of the cover 6, is not affected for the viewer.
It is preferred that that the source of light is synchronized with the camera in such a manner when the optical module is operated, i.e. a lighting of the environment takes place only if a picture is recorded by the camera (more exactly by the semiconductor element). Thereby it is guaranteed that no heat problem results from the source of light, as would happen during a continuous lighting.
With the above invention, an optical module is readily set for a travel assistance system, as it is possible to integrate this in an inconspicuous way into a vehicle and to make possible a good quality of pictures which can be taken by the camera.
Claims
1. Optical module with a lens arrangement (2) for projecting electromagnetic radiation onto a picture receiver (15) and with a light source (4) within the environment of the radiation inlet area (3) of the lens arrangement, whereby the lens arrangement (2) and the source of light are provided with a cover which is permeable to electromagnetic radiation (6), whereby the cover (6) is provided with a suitable radiation barrier (9), which is impermeable to radiation delivered by that source of light (4)and prevents a direct linking of radiation delivered by the source of light (4) into the lens arrangement (2), c h a r a c t e r i s e d in t h a t the camera (15) is formed by a semiconductor element, and the radiation barrier (9) is integrated into the cover (6) in such a manner that light saved in the cover (6) cannot arrive in a transverse direction to the radiation inlet area (3).
2. Optical module according to claim 1, characterized in that the radiation barrier (9) is arranged circular to the radiation entry range (3) of the lens arrangement (2).
3. Optical module according to claim 1 or 2, characterized in that the radiation barrier (9) is designed in such a manner that it borders a lens holder (11) of the lens arrangement (2).
4. Optical module according to the preceding claims, characterized in that the radiation barrier (9) is connected positively with the cover (6).
5. Optical module as per claims 1 to 3, characterized in that the radiation barrier (9) and the cover (6) are built in single piece.
6. Optical module as per the preceding claim, characterized in that the cover (6) faces the source of light (4) at least on its inner clad side of the lens arrangement (2).
7. Optical module according to claim 6, characterized in that the structuring exhibits the beam trajectory of the electromagnetic radiation steering form.
8. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) features an eve or homogonously flat surface on the side of it facing away from the source of light (4), or rather the lens arrangement.
9. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the source of light (4) is formed by one or more light emitting diodes or laser diodes, which at least partly surround the lens arrangement (2).
10. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) is positively connected with a housing (10) of the optical module (1).
11. Optical module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) is latched together with the arranged radiation barrier (9) in the housing (10).
12. Optical module according to one of the preceding claims,
characterized in that the cover (6) within the range of the lens arrangement (2) features another shape, in particular another cross section, than within the range of the source of light (4).
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Experience
Years of experience: 56. Registered at ProZ.com: Dec 2006.
TRANSLATED DIN,EN standards FOR IN HOUSE USE.GERMAN CUSTOMERS MATERIAL
,PROCESS AND QUALITY SPECIFICATIONS, OPERATING AND MAINTENANCE MANUALS,
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Foundry ,Quality and Environment Systems(ISO 9000 ,TS &ISO14000), PED,
Total Quality Management, Standardisation, Design, Construction,
Production and Maintenance ,Excellent Analytical and Leadership skills in
Management, Planning, Decision making, Coordination and Execution of
Projects and Assignments. ,Aggressive Cost reduction using Policy
Deployment methods
Employer : LAKSHMI MACHINE WORKS, TEXTILE MACHINERY
MANUFACTURER,COIMBATORE, INDIA Start Month And Year : 7/1979 End / Month Year : 8/1998
Duties :
working for 19 years in the top textile machinery manufacturer in
Coimbatore(manufacturer of entire range of spinning machineries from blow
room to OE,in collaboration with Rieter ,Switzerland.
I have tranlated over 7000 sheets of technical documents like specifications, standards,operating and maintenance instructions, design manuals,safety instructions of the following machines;
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Safety & House Keeping.
Co authored a book on company standardisation by
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Achieved Rajiv Gandhi National Award for Quality 1995
Led the 10 no. companies of LMW group to obtain ISO 9001/ISO9002 Certification
Design ,Planning and implementation of Quality Systems Achieved
Cost Reduction of Rs 40 Crores by coordination with the other teams
Implementation of company wide TQM
Acting as Change Manager
Employer : TATA STEEL, JAMSHEDPUR, INDIA Start Month And Year :
9/1961 End Month Year : 5/1979
Duties :
Asst Engineer- Standardisation
Standardisation and Import
substitution of heavy mechanical equipments like gear boxes,material handling
equipments,conveyors,,couplings .eletric motors , Tribological studies
and modular design of wear plates of conveyor chutes Foreman(Mech),
Asst Foreman Production and Maintenance Functions of coke ovens, Furnace Rebuilding Re building ,Material handling, • Mechanical
Maintenance of Rolling Mills, Sinter plant Asst Eng
Skills :
SUPERVISORY, Achieved record production at Coke Oven plant
Employer : MOULI &SONS,ELECRIC MOTORS,PUMPS, SIREN
MANUFACTURER,COIMBATORE,INDIA Start Month And Year : 5/1960 End / Month Year : 6/1961
Duties :
Apprentice Engineer: Manufacturing and assembly of electric motors, pumps, sirens and foundry
Skills :
Production supervision,Design of motors
Keywords: ISO9001, 14001, STANDARDS, IT localizations, engineering manuals,
German to English TRANSLATIONS
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