适合安装在驾驶员操作的车辆(10)或自动驾驶的车辆(10)的挡风玻璃(12)后面的集成的摄像机、环境光(54)检测以及雨传感器组件(20)包括成像器设备(26)。成像器设备(26)由配置成定义该成像器设备(26)的中间部分(32)及外围部分(34)的像素的阵列(28)形成。像素的阵列(28)的每个像素(30)包括多个子像素。中间部分(32)中的每个像素(30)配备有红色/可见/可见/可见滤波器(RVVV滤波器(38))，排布成使得中间部分(32)中的每个像素(30)包括一个红色子像素(30A)与三个可见光子像素(30B)。外围部分(34)中的每个像素(30)配备有红色/绿色/蓝色/近红外滤波器(RGBN滤波器(40))，排布成使得外围部分(34)中的每个像素(30)包括红色子像素(30A)、绿色子像素(36B)、蓝色子像素(36C)以及近红外子像素(36D)。
【技术实现步骤摘要】
本公开一般涉及集成的摄像机、环境光检测以及雨传感器组件，尤其涉及成像器设备，该成像器设备具有配备有红色/可见/可见/可见(RVVV)滤波器的中间部分、配备有红色/绿色/蓝色/近红外(RGBN)滤波器的外围部分以及可选地配置成将光引导至该外围部分上的多个反射折射元件。
技术介绍
在车辆上提供摄像机以检测接近(例如，前方的)车辆的物体是已知的。将摄像机安装在车辆的内部中后视镜和挡风玻璃之间，即在挡风玻璃后面是有利的。此位置是有利的，因为它提供了车辆前方道路的提高的立体图，未进一步模糊操作者的视觉因为这个位置早已被后视镜遮盖了，利用挡风玻璃来保护摄像机，并且允许挡风玻璃雨刮器配置成使摄像机“看”过去的挡风玻璃部分保持干净。由于关于模糊操作者视觉的相同的原因，将雨传感器定位在此位置也是有利的。雨传感器可由车辆用于自动地操作挡风玻璃雨刮器，以既给操作者道路的清晰视野，且保持摄像机的视场清晰。然而，将摄像机和雨传感器两者定位在相同的位置，可能结合诸如雷达单元和/或环境光传感器的其他设备的现有尝试已导致结合的模块包装尺寸，该模块包装尺寸安装起来笨重，且延伸超出已被后视镜遮盖的区域，从而不期望地进一步模糊操作者的道路视野。
技术实现思路
在此描述的是结合集成的摄像机、环境光检测以及雨传感器的组件。该组件克服了上述问题。该组件的一个方面是摄像机的成像设备(例如，集成电路)的外围部分中在其他方面未使用的像素用于检测车辆的挡风玻璃上的水(例如，雨滴)，并确定环境光强度，而成像设备的中间部分用于捕获图像。在此描述的组件的配置将对结合的摄像机、雨传感器及环境光传感器的封装要求最小化。在替代实施例中，反射折射的棱柱类型的环形透镜安装在现有的前视摄像机主透镜上。此实施例的光学设计允许该主透镜与辅助的反射折射棱柱的环形透镜合作以在宽视场上对光进行聚焦以用于环境光收集。该配置也允许红外或者近红外LED被放置在靠近挡风玻璃表面以用于高信号反射，并由此将对雨感应的LED功率/成本要求最小化。形成该成像器设备的像素是用定制的成像器光谱滤波器掩模单独地滤波并隔离的。此配置有利地实现摄像机功能以在该成像器设备的中间部分上使用常规可见的RVVV(红色，可见x3)光谱滤波器，而外围部分配备有RGBN(红色，绿色，蓝色，以及近红外)以通过近红外滤波器(阻挡可见光并消除噪音)实现雨感应，并通过可见RGB(红色-绿色-蓝色)光谱滤波器实现环境光感应来匹配人类眼睛光谱。进一步的优势是：摄像机和雨传感器的集成；集成的但独立于主透镜结构的光学器件(例如，传统的，可回流的等)；比传统的光学传感器更低的成本；比使用摄像机图像处理算法的常见雨传感器更灵活；较大的检测区域(3-5x光学传感器)；没有因灰尘/小虫/盐剩余物所导致的持久的错误检测，因为灰尘被记忆且被减去同时检测区域损失可忽略。根据一个实施例，提供适合安装在车辆的挡风玻璃后面的集成的摄像机、环境光检测以及雨传感器组件。该组件包括由像素的阵列形成的成像器设备，该像素的阵列被配置成定义该成像器设备的中间部分和外围部分。像素的阵列的每个像素包括多个子像素。中间部分中的每个像素配备有红色/可见/可见/可见滤波器(RVVV滤波器)，排布成使得中间部分中的每个像素包括一个红色子像素以及三个可见光子像素。外围部分中的每个像素配备有红色/绿色/蓝色/近红外滤光器(RGBN滤光器)，排布成使得外围部分中的每个像素包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素以及近红外子像素。在阅读优选实施例的下列详细描述后，进一步的特征和优势将更清楚地呈现，这些优选实施例仅作为非限定性的示例且结合附图而给出。附图说明现在将参考附图借助示例来描述本专利技术，在附图中：图1是根据一个实施例的配备有集成的摄像机、环境光检测以及雨传感器组件的车辆的俯视图；图2是根据一个实施例的图1的组件的侧剖视图；图3是根据一个实施例的在图2的组件中使用的成像器设备的正视图；图4是根据一个实施例的图2的组件的一部分的示图；图5是根据一个实施例的在图2的组件中使用的环形透镜的一部分；以及图6是根据一个实施例的图2的组件的环形透镜的设计参数表。具体实施方式图1示出集成的摄像机、环境光检测以及雨传感器组件的非限制性示例，下文称为组件20，其适合安装在车辆10的挡风玻璃12后面(即在车辆10的里面)。如将在下文中更详细描述的，组件20通常配置成确定靠近车辆10的视场14的图像16(图2)。在此非限制性示例中，视场14通常在车辆10的前方。组件20也通常被配置成确定车辆10外面的环境光18的环境光强度22，并确定挡风玻璃12上的水24(例如，雨滴)的存在。图2和图3进一步示出了组件20的非限制性细节。组件20包括成像器设备26(图2：侧视图；图3：正视图)的单个实例，其可基于商业可购得的CMOS图像传感器。如本领域技术人员将理解的那样，成像器设备26由像素的阵列28形成，且像素(30，36)的每个实例包括多个子像素；在此非限制性示例中每个像素包括四个子像素。作为示例而非限制，成像器设备26可具有1280x960个像素。成像器设备26不同于图像传感器等的现有示例，因为成像器设备26独特地配置成定义成像器设备26的中间部分32和外围部分34.中间部分32中的像素30的每个实例都配备有红色/可见/可见/可见滤波器(下文称作RVVV滤光器38)，排列该滤波器从而使得中间部分32中的像素30的每个实例包括一个红色子像素30A和三个可见光子像素30B、30C、30D。与成像器设备的现有示例相反，外围部分34中的像素36的每个实例配备有红色/绿色/蓝色/近红外滤波器(下文称作RGBN滤波器40)，排布成使得外围部分34中的每个像素包括红色子像素36A、绿色子像素36B、蓝色子像素36C以及近红外子像素36D。如稍后将做更详细描述的，RVVV滤波器38良好地适用于中间部分32，以使用三种可见光子像素30B、30C、30D作为黑白类型摄像机，而红色子像素30A允许组件20对将其他车辆的红色尾灯与其他车辆的白色头灯和诸如路灯的非红色光的其他光源区分开来是有用的。如稍后也将做更详细描述的，外围部分34的RGBN滤波器40允许近红外子像素36D用于检测或感测挡风玻璃12上的水(例如雨)，而红色子像素36A、绿色子像素36B以及蓝色子像素36C合作以利用对应于人类眼睛的颜色检测平衡来提供确定环境光强度22的手段，这样有利于控制车辆仪表板亮度以及其他车辆内部照明/显示功能。参考图2，组件20可包括配置成将光从视场14聚焦至成像器设备26的中间部分32上的主透镜42。如将被本领域人员理解的，主透镜42的配置或设计是基于诸如期望的视角(即视场14的角度)、焦距、景深、孔径等多个已知特征而确定或选择的。主透镜42的合适示例是来自阳光光学技术(集团)有限公司(SunnyOpticalTechnology(Group)CompanyLimited)的模型4067，该公司总部在中国浙江。组件20也可包括配置成捕获视场14外面的光的环形透镜44，并将该光引导穿过主透镜并至外围部分34上。并不要求环形透镜44只捕获来自视场外面的光。即，除了来自视场14的外面的光，或者作为本文档来自技高网...
【技术保护点】
适合安装在车辆(10)的挡风玻璃(12)后面的集成的摄像机、环境光(54)检测以及雨传感器组件(20)，所述组件(20)包括：由配置成定义成像器设备(26)的中间部分(32)及外围部分(34)的像素的阵列(28)形成的成像器设备(26)，其中像素的所述阵列(28)的每个像素(30)包括多个子像素，所述中间部分(32)中的每个像素(30)配备有红色/可见/可见/可见滤波器(RVVV滤波器(38))，排布成使得所述中间部分(32)中的每个像素(30)包括一个红色子像素(32A)与三个可见光子像素(30B)，且所述外围部分(34)中的每个像素(30)配备有红色/绿色/蓝色/近红外滤波器(RGBN(40))，排布成使得所述外围部分(34)中的每个像素(30)包括红色子像素(30A)、绿色子像素(36B)、蓝色子像素(36C)以及近红外子像素(36D)。
【技术特征摘要】
2015.09.01 US 14/842,3921.适合安装在车辆(10)的挡风玻璃(12)后面的集成的摄像机、环境光(54)检测以及雨传感器组件(20)，所述组件(20)包括：由配置成定义成像器设备(26)的中间部分(32)及外围部分(34)的像素的阵列(28)形成的成像器设备(26)，其中像素的所述阵列(28)的每个像素(30)包括多个子像素，所述中间部分(32)中的每个像素(30)配备有红色/可见/可见/可见滤波器(RVVV滤波器(38))，排布成使得所述中间部分(32)中的每个像素(30)包括一个红色子像素(32A)与三个可见光子像素(30B)，且所述外围部分(34)中的每个像素(30)配备有红色/绿色/蓝色/近红外滤波器(RGBN(40))，排布成使得所述外围部分(34)中的每个像素(30)包括红色子像素(30A)、绿色子像素(36B)、蓝色子像素(36C)以及近红外子像素(36D)。2.如权利要求1所述的组件(20)，其特征在于，所述组件(20)进一步包括配置成将光(54)从所述视场(14)聚焦至所述中间部分(32)上的主透镜(42)；以及由配置成将光(54)从所述视场(14)的外面引导穿过所述主透镜(42)并至所...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·M·泰勒，D·P·格里芬，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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