EP3028101A1 - Optische anordnung zur rundumsicht - Google Patents

Optische anordnung zur rundumsicht

Info

Publication number
EP3028101A1
EP3028101A1 EP13766482.7A EP13766482A EP3028101A1 EP 3028101 A1 EP3028101 A1 EP 3028101A1 EP 13766482 A EP13766482 A EP 13766482A EP 3028101 A1 EP3028101 A1 EP 3028101A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical
lens
belt lens
belt
optical sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13766482.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhold DE FRIES
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foxyled GmbH
Original Assignee
Foxyled GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foxyled GmbH filed Critical Foxyled GmbH
Publication of EP3028101A1 publication Critical patent/EP3028101A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325Electric arc evaporation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/148Composition of the cutting inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B51/00Tools for drilling machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B37/00Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe
    • G03B37/06Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe involving anamorphosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2222/00Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/28Details of hard metal, i.e. cemented carbide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2222/00Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/32Details of high-speed steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/12Boron nitride
    • B23B2226/125Boron nitride cubic [CBN]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/18Ceramic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2228/00Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/10Coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2222/00Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23C2222/28Details of hard metal, i.e. cemented carbide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2222/00Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23C2222/32Details of high-speed steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23C2226/12Boron nitride
    • B23C2226/125Boron nitride cubic [CBN]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23C2226/18Ceramic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2228/00Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23C2228/10Coating
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093Simple or compound lenses characterised by the shape

Definitions

  • the invention relates to an optical arrangement, which can be used in particular as all-round optics for applications in which the use of a camera with a classic lens in the direct beam path is not possible.
  • Such an indirect optical monitoring system describes z.
  • the focus is on monitoring a vehicle interior.
  • images are generated in curvilinear coordinates, transformed to plane or cylindrical coordinates and then processed by an electronic image analysis. Persons and / or objects are hereby detected in such a way that, for example, for the respective seat position an automatic
  • Adjustment of the seat or safety devices can be done.
  • the extracted information should be stored and / or forwarded to a rescue center by radio.
  • parts of the exterior space should also be able to be monitored, so that it should also be suitable as a collision warning or parking aid system.
  • a conventional digital camera in combination with at least one mirror is to be used mainly.
  • the position and orientation of the camera and the mirror must be redefined.
  • a lantern for Rundumabstrahlen a warning signal in which a belt optics is used is known from the utility model DE 203 05 625 U1.
  • the object of the present invention is to provide an optical arrangement which avoids the disadvantages of the conventional solutions and can preferably be used from a bird's-eye view for the reliable detection and evaluation of moving objects.
  • a particular advantage of the optical arrangement according to the invention is that an environmental monitoring is made possible even under unfavorable lighting conditions.
  • This is achieved by using an optical arrangement comprising at least one belt lens and at least one optical sensor.
  • at least one optical sensor is arranged directly and / or indirectly in the beam path of at least one of the belt lenses.
  • an arrangement directly in the beam path of the belt lens is understood to mean an arrangement in which there are no refractive and / or reflective elements such as further lenses, prisms or mirrors in the beam path between the belt lens and the optical sensor.
  • an arrangement is indirectly understood in the beam path of the belt lens, an arrangement in which the light coming from the belt lens light is passed through refractive and / or reflective elements to the optical sensor, wherein the line may also include a beam path reversal.
  • the belt lens is designed so that no beam path reversal occurs within the belt lens.
  • optical signals or at least some of the optical signals pass through the belt lens unreflected.
  • the at least one belt lens and the at least one optical sensor are arranged such that the optical signals or at least a part of the optical signals from the entrance to the at least one belt lens arrive unreflected up to the at least one optical sensor.
  • the optical signals are attenuated less than in the conventional solutions.
  • the optical arrangement can be regarded as a camera with a special lens.
  • the special lens according to the invention comprises at least one belt lens, wherein the at least one belt lens can be combined with one or more further optical components.
  • Such a combination of belt lens (s) and one or more optical components is referred to below as belt lens optics.
  • the belt lens or belt lens optics it is preferably a bright belt lens or belt lens optics.
  • the belt lens is in particular a substantially circular-shaped transparent optical element.
  • the cross-section of the belt lens preferably has two spherical sections to produce a lens effect.
  • the belt lens has a biconvex cross-section.
  • the belt lens is composed of a plurality of optical elements, which together form a substantially closed ring.
  • the belt lens is designed as a Fresnel belt lens.
  • the optical sensor is preferably a photodiode array or a photodiode matrix, in particular a CCD (Charge Coupled Device) sensor.
  • optical sensors are used which comprise organic semiconductor materials or are made of organic semiconductor materials, e.g. organic photosensors or organic photodiodes.
  • the optical sensor is designed as a curved sensor.
  • a preferred embodiment provides that the optical sensor is designed as a cylinder or cylinder jacket. Here is the cylinder or
  • the image of the environment is imaged directly on the cylinder or cylinder jacket-shaped sensor by the belt lens or belt lens optics.
  • further optical elements are arranged in the beam path between the belt lens and the cylinder-shaped sensor, for example in order to match the dimensions of the optical arrangement and the imaging properties of the belt lens or belt lens optics. It may prove advantageous if the optical sensor forms at least part of the surface of a cone. By varying the opening angle of the cone, for example, the beam path of the optical arrangement can be matched to the structure of the optical arrangement.
  • the optical sensor is designed as a planar or planar sensor.
  • the planar optical sensor can be part of a digital camera.
  • the image information provided by the belt lens or belt lens optics is imaged onto the sensor via at least one optical element arranged in the beam path between the belt lens / belt lens optics and the plane sensor.
  • the beam path is deflected by the at least one optical element inserted into the beam path.
  • the optical element is a conical mirror, which is aligned along the axial axis of symmetry of the belt lens or belt lens optics.
  • a first part of the optical signals from entry into the at least one belt lens reaches unreflected up to at least a first optical sensor, while at least one optical element is arranged in the beam path of a second part of the optical signals, which second part of the optical signals on at least one second optical sensor images.
  • a lens in the beam path between the belt lens / belt lens and the planar sensor next to the mirror, a lens, preferably a ring lens, more preferably a ring lens with zero meniscus cross section is arranged to the image size of the through the belt lens / belt lens optics and the tapered mirror image to match the optical sensor.
  • the optical elements arranged in the beam path between the belt lens / belt lens optic and the optical sensor can be light-diffractive, light-reflecting and / or light-refracting elements.
  • low-resolution optical sensors For the purpose of detecting moving objects, low-resolution optical sensors may be used.
  • the optical arrangement has at least one energy source for supplying at least the optical sensor, at least one multiplexer connected to the optical sensor and at least one AD converter for digitizing the analog data supplied by the multiplexer.
  • the digital data can then be made available to a data processing unit.
  • the optical arrangement further comprises at least one data processing unit, such as e.g. at least one
  • the at least one data processing unit is at least temporarily connected to at least a part of the optical sensors so that signals or data can be exchanged between the optical sensors and the at least one data processing unit.
  • the optical arrangement further comprises at least one light-emitting element, such as at least one light-emitting diode (LED).
  • LED light-emitting diode
  • a further preferred embodiment provides that at least one belt lens / belt lens optics and at least one optical sensor are combined in a common structural unit.
  • the common structural unit can be, for example, a housing, in particular a lamp, preferably a street lamp.
  • the common structural unit also comprises at least one data processing unit. Additionally or alternatively, one or more data processing units may be provided which are arranged outside the common structural unit, for example as a central control unit for a plurality of structural units.
  • a preferred embodiment provides that at least part of the data processing is configured such that the signals supplied by the optical sensors are evaluated to detect moving objects.
  • a preferred embodiment further provides that the light-emitting elements are controlled by at least one data processing unit. In a preferred embodiment it is provided that, depending on a moving object, at least a part of the light-emitting elements are controlled. In particular, it is provided that at least part of the light-emitting elements is activated or dimmed when an object moves in the area detected by the sensors. The controller may also provide for deactivating or dimming down the light-emitting elements if no moving object has been detected within a predetermined period of time.
  • At least two, but preferably a plurality of units are controlled by at least one data processing unit. It can be provided that several units communicate with each other, for example, to announce an approaching object of another unit. A preferred embodiment provides that for this purpose the movements of the object are evaluated, for example by vectorial evaluation, in particular by evaluation of the optical flow.
  • optical signals in particular light signals from the visible and / or invisible frequency range
  • the signals can be transmitted further as optical signals.
  • the signals detected by the optical sensor of a structural unit are transmitted to a data processing unit which is likewise comprised by the structural unit or is arranged separately from the structural unit.
  • the data processing unit evaluates the signals and controls, depending on the result of the evaluation, the light-emitting element of the structural unit, which emits corresponding signals.
  • the received optical signals can also be forwarded by the data processing unit by other means, for example, wired to another data processing unit or via radio.
  • the evaluation of the optical signals by the data processing unit can comprise a decoding.
  • optical arrangements can be used for example in submarines to transmit signals above the water.
  • the optical arrangement is equipped both with optical sensors and with light-emitting elements, so that the optical arrangement can be used both as a (all-around) light-receiving unit and as an (omnidirectional) light-emitting unit.
  • Another preferred embodiment provides that the optical arrangement is operated only as either a separate (all-around) light-receiving unit or as a separate (omnidirectional) light-emitting unit.
  • a transmission of signals detected by the at least one optical sensor of a first structural unit to the at least one optical sensor at least one second structural unit and / or to a data processing unit is configured.
  • belt lens and image sensor are embedded in a common housing as a closed unit.
  • the most compact design of the type series is the symbol-giving functional unit with a cylinder (sheath) shaped image sensor specially adapted to the lens characteristics. It can, for example, save space in street lights to trigger the dimming of LED light sources, detect objects approaching, even in dimmed lighting conditions, and receive data via light signals. be set.
  • the connected to a constant current source multi-channel, designed as a photodiode array image sensor receives the transmitted from the belt lens analog image signals directly and passes them to the located in the central electronic control analog multiplexers on.
  • the signals are digitized via an AD converter and transferred to the existing computer unit for further processing.
  • An interface can be used to connect a monitor for the symbolized visualization of the motion sequences of objects.
  • symbol-giving is understood here to mean that the image information received by an optical sensor, preferably after processing by software, as a roughly resolved object image on optical output devices, such as e.g. on a monitor, can be displayed.
  • detected objects are reproduced as geometric symbols, for example as a blinking cross or the like.
  • the analog image data generated by a belt lens are deflected via a conical mirror in combination with a ring lens, on a conventional planar image sensor or a digital camera, digitized there and then further processed and evaluated by the existing computer unit.
  • the rectified environment images transformed to Cartesian coordinates can be visualized in real time or on later recall.
  • a further preferred embodiment is the application of the belt lens with the direction of the beam path being reversed.
  • LED light sources are arranged around the lens center so that their emission angles are collinear or parallel with the focal ray of the belt lens, which are generated by their biconvex cross-section.
  • the light rays emerging at the exit then produce a defined light cone, as required, for example, for the operation of street lights.
  • a further preferred embodiment provides an all-round camera unit for environmental monitoring via a belt lens / belt lens optics, which sends the analog image information from its coverage in the direct beam on a centrally located cylinder (coat) shaped image sensor, from which then the analog data via multiplexer and AD converter for further processing a separate computer unit to be passed.
  • Belt lens / belt lens optics and image sensor with their connection lines for the constant current source and the outputs marked according to channel and PI N-number form, together with the housing, a compact functional unit, which is thus also suitable for receiving and forwarding data via light signals.
  • the analog image signals provided by the belt lens optics are deflected via a conical surface mirror and first transmitted via an annular lens to an integrated surface image sensor, from which the digitized data is then transferred by line or radio to the separate computer unit for further processing .
  • a separate digital camera can be mounted on the interface provided, dispensing with the surface image sensor.
  • the invention thus provides a belt lens / belt lens optics developed for all-round visibility in combination with a centrally arranged image sensor system, which can preferably be used from a bird's-eye view for reliable detection and evaluation of moving objects.
  • the optical arrangement according to the invention thus forms, with the axial axis of symmetry of the belt lens, preferably an angle which deviates from the right angle.
  • the cone shell is called, which arises when the optical axis of a lens, the same
  • Cross section as the belt lens has to rotate about the axial axis of symmetry of the belt lens.
  • the angle subtended by the "optical axis" of the belt lens having the axial axis of symmetry is about 30 ° to about 80 °, more preferably about 40 ° to about 70 °, most preferably about 60 °
  • An all-round monitoring system that can be easily integrated into technological processes
  • a preferred embodiment is characterized by a belt lens design with high light intensity and central image sensor technology
  • Figure 1 shows a schematic section of a symbolic all-round camera unit through the housing and belt lens.
  • the cylindrical body of the image sensor, with its embedded in its mantle Photodiode array, is viewable as a full view,
  • Figure 2 is a schematic section of an imaging all-round camera unit through the housing, belt lens, conical surface mirror and ring lens for the analog output.
  • the interface for the arrangement of a surface image sensor 6 or a digital camera is shown.
  • FIG. 1 shows the arranged in the housing 3 components of a panoramic camera unit according to the invention.
  • the geometry and optical parameters of the bright belt lens 1 made of transparent material with biconvex cross-section for the effective transmission of moving environment images in the direct beam path, on the centrally located cylinder jacket image sensor 2.
  • This direct transmission of the analog image signals to the sensor prevents losses, as they usually occur in a beam path deflection in another plane and therefore also allows the successful use in poor lighting conditions.
  • the main application of this functional unit is the secure one
  • the housing 3 is carried out according to the present conditions of use, in the required degree of protection.
  • FIG. 2 shows the arranged in the housing 3 components of a modified form of a panoramic camera according to the invention.
  • belt lens 1 With unchanged belt lens 1, compared to the previously described functional unit, a beam path deflection is required here.
  • a conical surface mirror 4 is arranged in the center of the belt lens 1.
  • Its base body is made of plastic with finely processed, highly reflective coated surface.
  • the image size of the deflected analog image information is adjusted by a ring lens 5 made of transparent material with zero meniscus cross-section, on the surface image sensor 6 arranged inside the housing 3 or the digital camera mounted outside on an existing connection device. Due to the suitability of this functional unit for imaging, its use is both reference image comparisons in technological processes as well as in the Object security area possible.
  • the invention is not limited in its embodiment to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which also makes use of the arrangement according to the invention in fundamentally different types.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, welche insbesondere als Rundumsicht-Optik nutzbar ist für Anwendungsfälle, bei denen der Einsatz einer Kamera mit klassischem Objektiv im direkten Strahlengang nicht möglich ist. Dabei wird eine optische Anordnung vorgeschlagen, welche mindestens eine Gürtellinse (1) und mindestens einen optischen Sensor (2), der zumindest teilweise im Strahlengang der mindestens einen Gürtellinse (1) angeordnet ist, umfasst. Insbesondere ist vorgesehen, dass optische Signale die Gürtellinse unreflektiert durchlaufen. Damit wird eine für die Rundumsicht geeignete Gürtellinsenoptik in Kombination mit einer zentral angeordneten Bildsensorik bereitgestellt, welche vorzugsweise aus der Vogelperspektive heraus, zur sicheren Erfassung und Bewertung bewegter Objekte eingesetzt werden kann. Es handelt sich dabei um ein effektiv arbeitendes, einfach in technologische Prozesse integrierbares Rundum-Überwachungssystem. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich durch eine Gürtellinsenausführung mit hoher Lichtstärke und zentraler Bildsensorik zur Umgebungsüberwachung mit Bewegungsauswertung aus.

Description

OPTISCHE ANORDNUNG ZUR RUNDUMSICHT
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, welche insbesondere als Rundumsicht- Optik nutzbar ist für Anwendungsfälle, bei denen der Einsatz einer Kamera mit klassischem Objektiv im direkten Strahlengang nicht möglich ist.
Für die Rundum-Umgebungsüberwachung kann der Einsatz von einzelnen ver- schwenk- und/oder verfahrbaren Kameras erfolgen; oder mehrere Kameras werden derartig platziert, dass alle Bereiche erfasst werden können. In der Regel werden hierzu Weitwinkel-Kameras verwendet. Stand der Technik sind aber auch bekannte Überwachungssysteme, mit denen mittels einer Kamera 360° (Deg)-Panoramabilder indirekt aufgenommen werden können. Die Kamera wird hierbei auf einen konvex geformten Spiegel gerichtet, der über einen weiteren Spiegel verzerrte Umgebungs- Abbilder auf die Bildebene der Kamera reflektiert. Die verzerrten Bilddaten werden dann mit einem Bildauswertungssystem in entzerrte umgewandelt.
Ein derartiges indirektes optisches Überwachungssystem beschreibt z. B. die DE 101 58 415 A1. Hierbei steht im Vordergrund die Überwachung eines Fahrzeuginnenraums. Mit mindestens einer Rundumsicht-Kamera werden Bilder in krummlinigen Koordinaten erzeugt, auf ebene oder zylindrische Koordinaten transformiert und dann durch eine elektronische Bildauswertung bearbeitet. Personen und/oder Objekte werden hiermit so erfasst, dass beispielsweise für die jeweilige Sitzposition eine automatische
Einstellung des Sitzes oder der Sicherheitseinrichtungen erfolgen kann. Für den Fall eines Autounfalls sollen die extrahierten Informationen gespeichert und/oder an eine Rettungsstelle per Funk weiter geleitet werden können. Mit Hilfe dieses Systems sollen auch Teile des Außenraums überwacht werden können, sodass es auch als Kollisions- warn- oder Parkhilfesystem geeignet sein soll.
Zur Erfüllung der vorstehend erläuterten Funktionsbeschreibung soll hauptsächlich eine konventionelle digitale Kamera in Kombination mit wenigstens einem Spiegel Verwendung finden. Je nach Zielstellung, welcher Bereich überwacht werden soll, sind Lage und Ausrichtung der Kamera und der Spiegel neu festzulegen.
Auf dem Gebiet der Erfindung ist außerdem eine Anordnung zum Rundumempfang und zur Fokussierung von Lichtsignalen aus der Patentschrift DD 219 884 A1 bekannt. Bei dieser Lösung wird Licht durch eine verspiegelte Gürtellinse auf einen Fotodetektor gelenkt. Ein optisches Instrument und ein Verfahren zur optischen Überwachung der
Umgebung für sich langsam bewegende Fahrzeuge ist aus der Veröffentlichung EP 2 433 837 A1 bekannt. Bei dieser Lösung wird zur Erzeugung eines ersten Bildes Licht durch eine verspiegelte Gürtellinse auf einen Flächendetektor gelenkt, und zur Erzeugung eines zweiten Bildes wird Licht über eine Prismen-Linsenkombination auf den Flächendetektor gelenkt.
Eine vergleichbare Lösung, welche als Kameraaufsatz verwendbar ist, wird in der europäischen Patentschrift EP 0 103 301 B1 beschrieben.
Eine Laterne zum Rundumabstrahlen eines Warnsignal, bei welcher eine Gürteloptik eingesetzt wird, ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 203 05 625 U1 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Anordnung zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile der herkömmlichen Lösungen vermeidet und vorzugsweise aus der Vogelperspektive heraus, zur sicheren Erfassung und Bewertung bewegter Objekte eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen optischen Anordnung besteht darin, dass eine Umgebungsüberwachung auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen ermöglicht wird. Das wird dadurch erreicht, indem eine optische Anordnung eingesetzt wird, welche mindestens eine Gürtellinse und mindestens einen optischen Sensor umfasst. Erfindungsgemäß ist mindestens ein optischer Sensor direkt und/oder indirekt im Strahlengang von mindestens einer der Gürtellinsen angeordnet. Dabei wird unter einer Anordnung direkt im Strahlengang der Gürtellinse eine Anordnung verstanden, bei der sich im Strahlengang zwischen Gürtellinse und optischem Sensor keine lichtbrechenden und/oder reflektierenden Elemente wie weitere Linsen, Prismen oder Spiegel befinden. Dementsprechend wird unter einer Anordnung indirekt im Strahlengang der Gürtellinse eine Anordnung verstanden, bei der das von der Gürtellinse kommende Licht durch lichtbrechende und/oder reflektierende Elemente zu dem optischen Sensor geleitet wird, wobei die Leitung auch eine Strahlengangumkehr umfassen kann. Erfindungsgemäß ist die Gürtellinse so ausgelegt, dass innerhalb der Gürtellinse keine Strahlengangumkehr erfolgt. Insbesondere durchlaufen optische Signale oder zumindest ein Teil der optischen Signale die Gürtellinse unreflektiert. Vorzugsweise sind die mindestens eine Gürtellinse und der mindestens eine optische Sensor derart angeordnet, dass die optischen Signale oder zumindest ein Teil der optischen Signale vom Eintritt in die mindestens eine Gürtellinse unreflektiert bis zu dem mindestens einen optischen Sensor gelangen. Dies führt dazu, dass die optischen Signale weniger abgeschwächt werden als bei den herkömmlichen Lösungen.
Die optische Anordnung kann als Kamera mit speziellem Objektiv angesehen werden. Das spezielle Objektiv umfasst erfindungsgemäß mindestens eine Gürtellinse, wobei die mindestens eine Gürtellinse mit einem oder mehreren weiteren optischen Bauteilen kombiniert sein kann. Eine solche Kombination aus Gürtellinse(n) und einem oder mehreren optischen Bauteilen wird nachfolgend als Gürtellinsenoptik bezeichnet.
Bei der Gürtellinse oder Gürtellinsenoptik der handelt es sich vorzugsweise um eine lichtstarke Gürtellinse bzw. Gürtellinsenoptik.
Bei der Gürtellinse handelt es sich insbesondere um ein im Wesentlichen kreisringförmiges transparentes optisches Element. Der Querschnitt der Gürtellinse weist zur Erzeugung einer Linsenwirkung vorzugsweise zwei sphärische Abschnitte auf.
Vorzugsweise weist die Gürtellinse einen bikonvexen Querschnitt auf. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Gürtellinse aus mehreren optischen Elementen aufgebaut ist, welche zusammen einen im Wesentlichen geschlossenen Ring bilden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gürtellinse als Fresnel-Gürtellinse ausgeführt ist.
Bei dem optischen Sensor handelt es sich vorzugsweise um ein Photodiodenarray oder eine Photodiodenmatrix, insbesondere um einen CCD-Sensor (CCD = Charge Coupled Device). Bevorzugt werden optische Sensoren eingesetzt, die organische Halbleitermaterialien umfassen oder aus organischen Halbleitermaterialien gefertigt sind, wie z.B. organische Fotosensoren bzw. organische Fotodioden.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn der optische Sensor als gekrümmter Sensor ausgebildet ist. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der optische Sensor als Zylinder oder Zylindermantel ausgeführt ist. Dabei ist der Zylinder oder
Zylindermantel entlang der axialen Symmetrieachse der Gürtellinse bzw. Gürtel- linsenoptik ausgerichtet. Vorzugsweise wird durch die Gürtellinse bzw. Gürtellinsenoptik das Bild der Umgebung direkt auf den zylinder- oder zylindermantelförmigen Sensor abgebildet. In anderen bevorzugten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass in den Strahlengang zwischen Gürtellinse bzw. und dem zylinder(mantel)förmigen Sensor noch weitere optische Elemente angeordnet sind, beispielsweise um die Abmessungen der optischen Anordnung und die Abbildungseigenschaften der Gürtellinse bzw. Gürtellinsenoptik aufeinander abzustimmen. Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn der optische Sensor zumindest einen Teil der Oberfläche eines Kegels bildet. Durch Variation des Öffnungswinkels des Kegels kann beispielsweise der Strahlengang der optischen Anordnung auf den Aufbau der optischen Anordnung abgestimmt werden.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der optische Sensor als ebener oder flächiger Sensor ausgebildet ist. Der ebene optische Sensor kann dabei Teil einer Digitalkamera sein. Vorzugsweise wird die von der Gürtellinse bzw. Gürtellinsenoptik gelieferte Bildinformation über mindestens ein in dem Strahlengang zwischen Gürtellinse/Gürtellinsenoptik und dem ebenen Sensor angeordnetes optisches Element auf den Sensor abgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass durch das in den Strahlengang eingefügte mindestens eine optische Element der Strahlengang umgelenkt wird. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass es sich bei dem optischen Element um einen kegelförmigen Spiegel handelt, der entlang der axialen Symmetrieachse der Gürtellinse bzw. Gürtellinsenoptik ausgerichtet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein erster Teil der optischen Signale vom Eintritt in die mindestens eine Gürtellinse unreflektiert bis zu mindestens einem ersten optischen Sensor gelangt, während in dem Strahlengang eines zweiten Teils der optischen Signale mindestens ein optisches Element angeordnet ist, welches den zweiten Teil der optischen Signale auf mindestens einen zweiten optischen Sensor abbildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Strahlengang zwischen Gürtellinse/Gürtellinsenoptik und dem ebenen Sensor neben dem Spiegel eine Linse, vorzugsweise eine Ringlinse, besonders bevorzugt eine Ringlinse mit Nullmeniskusquerschnitt, angeordnet ist, um die Abbildungsgröße des durch die Gürtellinse/Gürtellinsenoptik und den kegelförmigen Spiegel gelieferten Abbildung an den optischen Sensor anzupassen. Allgemein kann es sich bei den in dem Strahlengang zwischen Gürtellinse/Gürtellinsenoptik und dem optischen Sensor angeordneten optischen Elementen um lichtbeugende, lichtreflektierende und/oder lichtbrechende Element handeln.
Zum Zweck der Erkennung von sich bewegenden Objekten können optische Sensoren mit geringer Auflösung eingesetzt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die optische Anordnung mindestens eine Energiequelle zur Versorgung zumindest des optischen Sensors, mindestens einen mit dem optischen Sensor verbundenen Multiplexer und mindestens einen AD- Wandler zur Digitalisierung der von dem Multiplexer gelieferten analogen Daten aufweist. Die digitalen Daten können dann einer Datenverarbeitungseinheit zur Verfügung gestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optische Anordnung weiter mindestens eine Datenverarbeitungseinheit, wie z.B. mindestens einen
Prozessor, umfasst. Die mindestens eine Datenverarbeitungseinheit ist zumindest zeitweise mit zumindest einem Teil der optischen Sensoren verbunden, so dass Signale oder Daten zwischen den optischen Sensoren und der mindestens einen Datenverarbeitungseinheit ausgetauscht werden können.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optische Anordnung weiter mindestens ein lichtemittierendes Element, wie beispielsweise mindestens eine lichtemittierende Diode (LED), umfasst.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass mindestens eine Gürtellinse/Gürtellinsenoptik und mindestens ein optischer Sensor in einer gemeinsamen Baueinheit kombiniert sind. Bei der gemeinsamen Baueinheit kann es sich beispielsweise um ein Gehäuse, insbesondere um eine Leuchte, vorzugsweise um eine Straßenleuchte, handeln. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die gemeinsame Baueinheit auch mindestens eine Datenverarbeitungseinheit umfasst. Zusätzlich oder alternativ können auch eine oder mehrere Datenverarbeitungseinheiten vorgesehen sein, die außerhalb der gemeinsamen Baueinheit angeordnet sind, beispielsweise als zentrale Steuereinheit für mehrere Baueinheiten.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein Teil der Datenverar- beitungseinheiten derart konfiguriert ist, dass die von den optischen Sensoren gelieferten Signale ausgewertet werden, um sich bewegende Objekte zu erkennen. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht weiter vor, dass die lichtemittierenden Elemente durch mindestens eine Datenverarbeitungseinheit gesteuert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit eines sich bewegenden Objektes zumindest ein Teil der lichtemittierenden Elemente gesteuert werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der lichtemittierenden Elemente aktiviert oder hochgedimmt wird, wenn sich ein Objekt im durch die Sensoren erfassten Bereich bewegt. Die Steuerung kann ebenfalls vorsehen, dass die lichtemittierenden Elemente deaktiviert oder heruntergedimmt werden, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums kein sich bewegendes Objekt detektiert wurde.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens zwei, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl, von Baueinheiten durch mindestens eine Datenverarbeitungseinheit gesteuert werden. Hierbei kann vorgesehen werden, dass mehrere Baueinheiten miteinander kommunizieren, um beispielsweise ein sich näherndes Objekt einer anderen Baueinheit anzukündigen. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass hierfür die Bewegungen des Objektes ausgewertet werden, beispielsweise durch vektorielle Auswertung, insbesondere durch Auswertung des optischen Flusses.
Es kann auch vorgesehen sein, dass durch die optischen Sensoren einer Baueinheit optische Signale, insbesondere Lichtsignale aus dem sichtbaren und/oder unsichtbaren Frequenzbereich, detektiert und an andere Baueinheiten übertragen werden. Dabei können die Signale als optische Signale weiter übertragen werden. In diesem Fall werden die von dem optischen Sensor einer Baueinheit detektierten Signale an eine Datenverarbeitungseinheit übertragen, die ebenfalls von der Baueinheit umfasst oder von der Baueinheit getrennt angeordnet ist. Die Datenverarbeitungseinheit wertet die Signale aus und steuert in Abhängigkeit des Ergebnisses der Auswertung das lichtemittierende Element der Baueinheit an, welches entsprechende Signale aussendet. Alternativ oder zusätzlich können die empfangenen optischen Signale von der Datenverarbeitungseinheit auch auf anderem Wege weitergeleitet werden, beispielsweise drahtgebunden an eine andere Datenverarbeitungseinheit oder über Funk. Die Auswertung der optischen Signale durch die Datenverarbeitungseinheit kann dabei eine Dekodierung umfassen. Derartige optische Anordnungen können beispielsweise in U-Booten eingesetzt werden, um über dem Wasser Signale zu übertragen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die optische Anordnung sowohl mit optischen Sensoren als auch mit lichtemittierenden Elementen ausgestattet, so dass die optische Anordnung sowohl als (Rundum-)Lichtempfangseinheit als auch als (Rundum-)Licht- sendeeinheit genutzt werden kann. Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die optische Anordnung nur entweder als separate (Rundum-)Lichtempfangs- einheit oder als separate (Rundum-)Lichtsendeeinheit betrieben wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eine der Datenverarbeitungseinheiten zur Ausführung von mindestens einer Auswertung von durch den mindestens einen optischen Sensor detektierten Signalen,
einer Detektion von bewegten Objekten, insbesondere einer vektoriellen
Auswertung,
einer Ausführung von Algorithmen der Bildverarbeitung, insbesondere von Transformieren von durch den mindestens einen optischen Sensor detektierten
Signalen,
einer Erzeugung von Signalen, die durch eine optische Ausgabeeinheit visualisiert werden können, insbesondere in Abhängigkeit detektierter Signale,
einer Aktivierung und/oder Deaktivierung, insbesondere eines Hoch- und/oder Herunterdimmens, des mindestens einen lichtemittierenden Elements in Abhängigkeit von detektierten bewegten Objekten,
einer Steuerung von mehreren Baueinheiten, insbesondere in Abhängigkeit von detektierten bewegten Objekten,
einer Übertragung von durch den mindestens einen optischen Sensor einer ersten Baueinheit detektierten Signalen an den mindestens einen optischen Sensor mindestens eine zweite Baueinheit und/oder an eine Datenverarbeitungseinheit konfiguriert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind Gürtellinse und Bildsensorik in einem gemeinsamen Gehäuse als abgeschlossene Baueinheit eingebettet. Die kompakteste Bauform der Typenreihe, ist die symbolgebende Funktionseinheit mit einem speziell an die Linsencharakteristik angepassten zylinder(mantel)förmigen Bildsensor. Sie kann beispielsweise platzsparend in Straßenleuchten zur Auslösung des Hochdimmens von LED-Lichtquellen, bei Erkennung sich nähernder Objekte, auch unter herunterge- dimmten Lichtverhältnissen, sowie zum Empfang von Daten über Lichtsignale einge- setzt werden. Der an eine Konstantstromquelle angeschlossene mehrkanalige, als Photodiodenmatrix ausgeführte Bildsensor empfängt die von der Gürtellinse übertragenen analogen Bildsignale direkt und leitet diese an die in der zentralen elektronischen Steuerung befindlichen analogen Multiplexer weiter. Hier werden die Signale über einen AD-Wandler digitalisiert und der vorhandenen Rechnereinheit zur Weiterverarbeitung übergeben. Über eine Schnittstelle lässt sich ein Monitor zur symbolisierten Visualisierung der Bewegungsabläufe von Objekten anschließen.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, Bewegungen vektoriell auszuwerten.
Unter .symbolgebend' wird dabei verstanden, dass die von einem optischen Sensor empfangene Bildinformation, vorzugsweise nach Bearbeitung durch Software, als grob aufgelöstes Objektabbild auf optischen Ausgabegeräten, wie z.B. auf einem Monitor, dargestellt werden können. Dabei ist In einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass detektierte Objekte als geometrische Symbole, beispielsweise als blinkendes Kreuz o. dgl., wiedergegeben werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform für die bildgebende Funktion, werden die von einer Gürtellinse erzeugten analogen Bilddaten über einen kegelförmigen Spiegel in Kombination mit einer Ringlinse, auf einen konventionell ebenen Bildsensor oder eine digitale Kamera umgelenkt, dort digitalisiert und dann von der vorhandenen Rechnereinheit weiterverarbeitet und ausgewertet. Auf einen angeschlossenen Monitor können die entzerrten, auf Kartesische Koordinaten transformierten Umgebungs- Abbilder in Echtzeit oder bei späterem Abruf visualisiert werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform stellt die Anwendung der Gürtellinse unter Umkehrung der Strahlengangrichtung dar. Hierbei sind LED-Lichtquellen um das Linsenzentrum so angeordnet, dass ihre Abstrahlwinkel mit den Brennpunktstrahlen der Gürtellinse, die von deren bikonvexem Querschnitt generiert werden, kollinear oder parallel verlaufen. Die am Ausgang austretenden Lichtstrahlen erzeugen dann einen definierten Lichtkegel, so wie er beispielsweise für das Betreiben von Straßenleuchten erforderlich ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht eine Rundumsicht-Kameraeinheit zur Umgebungsüberwachung über eine Gürtellinse/Gürtellinsenoptik vor, welche die analogen Bildinformationen aus ihrem Erfassungsbereich im direkten Strahlengang auf einen zentral angeordneten zylinder(mantel)förmigen Bildsensor sendet, von dem aus dann die analogen Daten über Multiplexer und AD-Wandler zur Weiterverarbeitung an eine separate Rechnereinheit geleitet werden. Gürtellinse/Gürtellinsenoptik und Bildsensor mit ihren Anschlussleitungen für die Konstantstromquelle und den nach Kanalzugehörigkeit und PI N-Ziffer gekennzeichneten Ausgängen bilden, gemeinsam mit dem Gehäuse, eine kompakte Funktionseinheit, welche somit auch zum Empfang und Weiterleitung von Daten über Lichtsignale geeignet ist.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die von der Gürtellinsenoptik bereitgestellten analogen Bildsignale über einen kegelförmigen Oberflächenspiegel umgelenkt und zunächst über eine Ringlinse an einen integrierten Flächenbildsensor weitergeleitet werden, von welchem dann die digitalisierten Daten per Leitung oder Funk an die separate Rechnereinheit zur Weiterverarbeitung übergeben werden. Für ausgewählte Einsatzfälle kann unter Verzicht auf den Flächenbildsensor, eine separate digitale Kamera an der dafür vorgesehenen Schnittstelle montiert werden.
Die Erfindung stellt somit eine für die Rundumsicht entwickelte Gürtellinse/Gürtellinsenoptik in Kombination mit einer zentral angeordneten Bildsensorik bereit, welche vorzugsweise aus der Vogelperspektive heraus, zur sicheren Erfassung und Bewertung bewegter Objekte eingesetzt werden kann. Die„optische Achse" der
erfindungsgemäßen optischen Anordnung bildet mit der axialen Symmetrieachse der Gürtellinse somit vorzugsweise einen Winkel der vom rechten Winkel abweicht. Als „optische Achse" der erfindungsgemäßen optischen Anordnung wird der Kegelmantel bezeichnet, der entsteht, wenn die optische Achse einer Linse, die denselben
Querschnitt wie die Gürtellinse aufweist, um die axiale Symmetrieachse der Gürtellinse rotiert wird. Vorzugsweise beträgt der Winkel den die„optische Achse" der Gürtellinse mit der axialen Symmetrieachse einschließt, etwa 30° bis etwa 80°, besonders bevorzugt etwa 40° bis etwa 70°, sehr bevorzugt etwa 60°. Es handelt sich dabei um ein effektiv arbeitendes, einfach in technologische Prozesse integrierbares Rundum- Überwachungssystem. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich durch eine Gürtellinsenausführung mit hoher Lichtstärke und zentraler Bildsensorik zur
Umgebungsüberwachung mit Bewegungsauswertung aus.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rundumsicht-Kameraeinheit ist in den folgenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Schnitt einer symbolgebenden Rundumsicht- Kameraeinheit durch deren Gehäuse und Gürtellinse. Der zylindrische Körper des Bildsensors, mit seiner, in dessen Mantel eingebetteten Photodiodenanordnung, ist als volle Ansicht betrachtbar,
Figur 2 einen schematischen Schnitt einer bildgebenden Rundumsicht-Kameraeinheit durch deren Gehäuse, Gürtellinse, kegelförmigen Oberflächenspiegel und Ringlinse für den analogen Ausgang. Die Schnittstelle für die Anordnung eines Flächen-Bildsensors 6 oder einer digitalen Kamera ist eingezeichnet.
Die schematische Darstellung der Figur 1 zeigt die im Gehäuse 3 angeordneten Komponenten einer erfindungsgemäßen Rundumsicht-Kameraeinheit. Von Bedeutung sind zunächst die Geometrie und optischen Parameter der lichtstarken Gürtellinse 1 aus transparentem Werkstoff mit bikonvexem Querschnitt für die effektive Übertragung sich bewegender Umgebungsabbilder im direkten Strahlengang, auf den zentral angeordneten zylindermantelförmigen Bildsensor 2. Diese Direktübertragung der analogen Bildsignale auf den Sensor, verhindert Verluste, wie sie in der Regel bei einer Strahlengangumlenkung in eine andere Ebene auftreten und ermöglicht deshalb auch den erfolgreichen Einsatz bei schlechteren Lichtverhältnissen.
Die hauptsächliche Anwendung dieser Funktionseinheit besteht in der sicheren
Erfassung sich bewegender Objekte und der Bewegungsauswertung zur Steuerung technologischer Prozesse sowie zum Empfang von Daten über Lichtsignale. Die Visualisierung der Bewegungsabläufe ist durch die Umwandlung sich bewegender Umgebungsabbilder in geometrische Symbole gegeben. Das Gehäuse 3 wird entsprechend der vorliegenden Einsatzbedingungen, in der erforderlichen Schutzart ausgeführt.
Die schematische Darstellung der Figur 2 zeigt die im Gehäuse 3 angeordneten Komponenten einer abgewandelten Form einer erfindungsgemäßen Rundumsicht- Kameraeinheit. Bei unveränderter Gürtellinse 1 , gegenüber der vorher beschriebenen Funktionseinheit, ist hier eine Strahlengangumlenkung erforderlich. Hierzu ist im Zentrum der Gürtellinse 1 ein kegelförmiger Oberflächenspiegel 4 angeordnet. Dessen Grundkörper besteht aus Kunststoff mit fein bearbeiteter, hoch reflektierend beschichteter Oberfläche. Die Abbildungsgröße der umgelenkten analogen Bildinformation wird durch eine Ringlinse 5 aus transparentem Werkstoff mit Nullmeniskus-Querschnitt, auf den innerhalb des Gehäuses 3 angeordneten Flächenbildsensor 6 oder der außerhalb an eine vorhandene Anschlussvorrichtung montierten digitalen Kamera angepasst. Aufgrund der Eignung dieser Funktionseinheit für die bildgebende Darstellung, ist ihr Einsatz sowohl zu Referenzbildvergleichen in technologischen Prozessen als auch im Objekt-Sicherheitsbereich möglich.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführungsform nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der erfindungsgemäßen Anordnung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
Bezugszeichenliste
1 Gürtellinse
2 zylindermantelförmiger Bildsensor
3 Gehäuse
4 kegelförmiger Oberflächenspiegel
5 Ringlinse
6 ebener Flächenbildsensor

Claims

Patentansprüche
1 . Optische Anordnung umfassend:
mindestens eine Gürtellinse (1 ) und
mindestens einen optischen Sensor (2), der zumindest teilweise im Strahlengang der mindestens einen Gürtellinse (1 ) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gürtellinse derart ausgebildet ist, dass optische Signale die Gürtellinse unreflektiert durchlaufen.
2. Optische Anordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine optische Sensor (2) mindestens einen im Wesentlichen zylinderförmigen oder zylindermantelförmigen optischen Sensor (2) umfasst.
3. Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Teil des mindestens einen optischen Sensors (2) direkt im Strahlengang der mindestens einen Gürtellinse (1 ) angeordnet ist und/oder dass im Strahlengang zwischen zumindest einem Teil der mindestens einen Gürtellinse (1 ) und zumindest einem Teil des mindestens einen optischen Sensors (2) mindestens ein lichtreflektierendes, lichtbeugendes und/oder lichtbrechendes Element angeordnet ist
4. Optische Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine optischen Sensor (2) Dioden, insbesondere Photodioden, umfasst.
5. Optische Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die optische Anordnung mindestens ein lichtemittierendes Element, insbesondere mindestens eine Leuchtdiode, umfasst.
6. Optische Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die optische Anordnung mindestens eine Datenverarbeitungseinheit umfasst, wobei zumindest ein Teil des optischen Sensors (2) und/oder zumindest ein Teil der lichtemittierenden Elemente zumindest zeitweise kommunikativ mit der mindestens einen Datenverarbeitungseinheit verbunden sind.
7. Optische Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der Gürtellinsen (1 ) und mindestens einer der optischen
Sensoren (2) in einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet sind.
8. Optische Anordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die gemeinsame Baueinheit mindestens eine Datenverarbeitungseinheit umfasst.
9. Optische Anordnung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Baueinheiten über eine der Datenverarbeitungseinheiten kommunikativ miteinander verbunden sind.
10. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der Datenverarbeitungseinheiten zur Ausführung von
mindestens
- einer Auswertung von durch den mindestens einen optischen Sensor (2) detektierten Signalen,
- einer Detektion von bewegten Objekten, insbesondere einer vektoriellen
Auswertung,
- einer Ausführung von Algorithmen der Bildverarbeitung, insbesondere von Transformieren von durch den mindestens einen optischen Sensor (2) detektierten Signalen,
- einer Erzeugung von Signalen, die durch eine optische Ausgabeeinheit visualisiert werden können, insbesondere in Abhängigkeit detektierter Signale,
- einer Aktivierung und/oder Deaktivierung, insbesondere eines Hoch- und/oder Herunterdimmens, des mindestens einen lichtemittierenden Elements in Abhängigkeit von detektierten bewegten Objekten,
- einer Steuerung von mehreren Baueinheiten, insbesondere in Abhängigkeit von detektierten bewegten Objekten, - einer Übertragung von durch den mindestens einen optischen Sensor (2) einer ersten Baueinheit detektierten Signalen an den mindestens einen optischen Sensor (2) mindestens eine zweite Baueinheit und/oder an eine
Datenverarbeitungseinheit
konfiguriert ist.
EP13766482.7A 2012-09-04 2013-09-04 Optische anordnung zur rundumsicht Withdrawn EP3028101A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012215624.0A DE102012215624B3 (de) 2012-09-04 2012-09-04 Optische Anordnung
PCT/EP2013/068237 WO2014037371A1 (de) 2012-09-04 2013-09-04 Optische anordnung zur rundumsicht

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3028101A1 true EP3028101A1 (de) 2016-06-08

Family

ID=49237180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13766482.7A Withdrawn EP3028101A1 (de) 2012-09-04 2013-09-04 Optische anordnung zur rundumsicht

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3028101A1 (de)
KR (1) KR20150054891A (de)
CN (1) CN104903791A (de)
CA (1) CA2922442A1 (de)
DE (1) DE102012215624B3 (de)
WO (1) WO2014037371A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014007667B4 (de) * 2014-05-27 2019-03-07 Ice Gateway Gmbh Beleuchtungsvorrichtung umfassend Bilderfassungsmittel
CN105892022A (zh) * 2016-06-24 2016-08-24 乐视控股(北京)有限公司 图像采集装置及全景相机
CN107632372B (zh) * 2017-10-25 2023-05-16 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种可调焦的潜望式双路鱼眼全景系统
CN115327849B (zh) * 2022-09-05 2024-02-06 同济人工智能研究院(苏州)有限公司 一种全景镜头及气体监测设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU193030B (en) * 1982-09-14 1987-08-28 Istvan Kalocsai Optical instrument of wide visual angle
DD219884A1 (de) * 1983-12-20 1985-03-13 Senftenberg Ve Bkk Anordnung zum rundumempfang und zur fokussierung von lichtsignalen
DD239468B1 (de) * 1985-07-09 1989-02-15 Senftenberg Braunkohle Rundumlichtempfaenger mit vertikaler fokussierwirkung
US7034999B1 (en) * 1998-09-29 2006-04-25 Casler Christopher L Hemispheric lens for a remote-controlled retail electronic entertainment device
DE10158415C2 (de) 2001-11-29 2003-10-02 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Überwachung des Innenraums eines Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug mit mindestens einer Kamera im Fahrzeuginnenraum
DE20305625U1 (de) * 2003-04-04 2003-07-10 Kolb, Klaus, 95482 Gefrees Laterne zum Rundumabstrahlen eines Warnsignals
JP5074747B2 (ja) * 2006-11-22 2012-11-14 キヤノン株式会社 光学装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム
CN102033300A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 全景透镜及使用该全景透镜的全景拍摄系统
DE102010041490A1 (de) * 2010-09-27 2012-03-29 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Optisches Instrument und Verfahren zur optischen Überwachung
WO2012053167A1 (ja) * 2010-10-19 2012-04-26 パナソニック株式会社 光合波装置及びプロジェクタ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2014037371A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150054891A (ko) 2015-05-20
DE102012215624B3 (de) 2014-02-27
CA2922442A1 (en) 2014-03-13
WO2014037371A1 (de) 2014-03-13
CN104903791A (zh) 2015-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3054264B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln der Solllagen-Abweichung zweier Körper
DE102012102395B3 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zum Testen der Lichtdurchlässigkeit einer Frontscheibe
EP2249147A2 (de) Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
DE102013108824A1 (de) Sensoranordnung zur Erfassung von Bediengesten an Fahrzeugen
DE102011010334A1 (de) Kamerasystem und Verfahren zur Beobachtung von Objekten in großer Entfernung, insbesondere zur Überwachung von Zielobjekten bei Nacht, Dunst, Staub oder Regen
EP1837682A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Entdecken von optischen Systemen in einem Geländebereich
DE102012215624B3 (de) Optische Anordnung
DE3109270A1 (de) Anordnung zur flascheninspektion
DE102012011847A1 (de) Nachtsichtsystem für ein Kraftfahrzeug
WO2004083777A1 (de) Mantelflächensensor sowie abbildungsoptik hierfür
EP1826556A2 (de) Prüfeinrichtung
DE102017108053A1 (de) Vorrichtung für Inspektions- und/oder Wartungsarbeiten in begehbaren oder unbegehbaren Kanalisationsanlagen mit einer digitalen Kamera
DE202021003909U1 (de) Rohr- und Kanalinspektionsvorrichtung
EP1738580B1 (de) Vorrichtung zum überwachen eines raumbereichs, insbesondere zum absichern eines gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden anlage
DE3908575C2 (de)
DE102008019850A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Beleuchten einer Objektszene
WO2015135676A1 (de) Bildaufnahmevorrichtung, insbesondere zur fahrzeugvermessung
DE102019206379B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit einem als Lichtleiter ausgebildeten flächigen Trägermedium
DE69111032T2 (de) Selbst kalibrierendes optronisches System zur infraroten Beobachtung sowie ein richtungsweisender Korb ein solches System enthaltend.
DE102018000485A1 (de) Optische Erfassungseinrichtung für ein Fahrzeug
DE2613866B2 (de) Optisches Beobachtungsgerät
EP3077864B1 (de) Mehrkanalige optische anordnung
EP2327043B1 (de) Vorrichtung zur aufnahme von biometrischen daten
DE102006055743B4 (de) Optischer Sensor
DE102019204795A1 (de) LIDAR-Sensor, Fahrzeug und Verfahren für einen LIDAR-Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20150921

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

R18D Application deemed to be withdrawn (corrected)

Effective date: 20161123