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Patent Searching and Data


Title:
OPTICAL RAIN SENSOR DEVICE FOR A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/127776
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an optical rain sensor device (1) for a vehicle (10), said device comprising at least one optical radiation source (2) and a detector (3.1a), wherein a vehicle window (4) is arranged in a measurement path between the radiation source (2) and the detector (3.1a), and at least one light beam (a) generated by the radiation source (2) is reflected at an interface (4.2) between the vehicle window (4) and the outside thereof into the detector (3.1a) as a first partial beam (e) indicating the quantity of moisture on the vehicle window (4). The invention provides for the radiation source (2) to be designed to emit light beams (a) having different wavelengths in such a way that a light beam (a) at least substantially in the green wavelength range is generated in the case of high ambient brightness and a light beam (a) substantially in the blue wavelength range to the near UV wavelength range and/or substantially in the red wavelength range to the near IR wavelength range is generated in the case of low ambient brightness.

Inventors:
BIX, Stefan (Marsweilerstr. 60, Baindt, 88255, DE)
KRÖKEL, Dieter (Columbanstraße 12, Eriskirch, 88097, DE)
ULBRICHT, Dirk (Akazienweg 6, Wangen, 88239, DE)
FISCHER, Marc (Seerosenweg 6, Nonnenhorn, 88149, DE)
MENZEL, Stefan (Schulstraße 24, Reichenbach O.L., 02894, DE)
WERTHESSEN, Boris (Pelagiusweg 2, Weißensberg, 88138, DE)
Application Number:
DE2014/200045
Publication Date:
August 28, 2014
Filing Date:
February 05, 2014
Export Citation:
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Assignee:
CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH (Sieboldstraße 19, Nürnberg, 90411, DE)
International Classes:
G01N21/55; B60S1/08
Domestic Patent References:
Foreign References:
EP2189340A2
DE102006008274A1
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Claims:
Patentansprüche

Optische Regensensorvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (10), umfassend :

- wenigstens eine optische Strahlungsquelle (2) und einen Detektor (3.1a), wobei eine Fahrzeugscheibe (4) in einer Messstrecke zwischen der Strahlungsquelle (2) und dem De¬ tektor (3.1a) angeordnet ist und wenigstens ein von der Strahlungsquelle (2) erzeugte Lichtstrahl (a) an einer Grenzfläche (4.2) der Fahrzeugscheibe (4) zu deren Außen¬ seite in den Detektor (3.1a) als ein die Feuchtigkeitsmenge auf der Fahrzeugscheibe (4) anzeigender erster Teil¬ strahl (e) reflektiert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Strahlungsquelle (2) ausgebildet ist Lichtstrahlen (a) mit unterschiedlichen Wellenlängen derart zu emittieren, dass bei großer Umgebungshelligkeit ein Lichtstrahl (a) zumindest im Wesentlichen im grünen Wellenlängenbe¬ reich und bei geringer Umgebungshelligkeit ein Lichtstrahl (a) im Wesentlichen im blauen Wellenlängenbereich bis zum nahen UV-Wellenlängenbereich und/oder im Wesentlichen im roten Wellenlängenbereich bis zum nahen IR-Wellenlängen- bereich erzeugt wird.

Optische Regensensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Strahlungsquelle (2) ausgebildet ist bei großer Umge¬ bungshelligkeit den Lichtstrahl (a) im sichtbaren Wellenlängenbereich zu erzeugen. Optische Regensensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Strahlungsquelle (2) ausgebildet ist bei geringer Um¬ gebungshelligkeit den Lichtstrahl (a) im blauen Wellenlängenbereich zu erzeugen.

Optische Regensensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

- eine Messvorrichtung (3.1) zur Erzeugung eines Umgebungslichtsignals in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit des Fahrzeugs (10) vorgesehen ist, und

- eine Steuereinheit (7) vorgesehen ist, welche in Abhän¬ gigkeit des UmgebungslichtSignals die Lichtleistung der Strahlungsquelle (2) derart steuert, dass mit zunehmender Umgebungshelligkeit die Lichtleistung der Strahlungsquelle (2) erhöht und mit abnehmender Umgebungshelligkeit die Lichtleistung der Strahlungsquelle (2) erniedrigt wird.

Optische Regensensorvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

zur Bestimmung der Lichtleistung der Strahlungsquelle (2) der von der Strahlungsquelle (a) emittierte Lichtstrahl an einer Grenzfläche (4.1) der Innenseite der Fahrzeugscheibe (4) als zweiter Teilstrahl (b) in den Detektor (3a) reflektiert wird.

Optische Regensensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine einem Fahrerassistenzsystem zugeordnete Fahrzeugkame- ra (3) mit einem Bildsensor (3.1) vorgesehen ist, wobei der Detektor (3.1a) als Teil des Bildsensors (3.1) der Fahrzeugkamera (3) ausgebildet ist und dieser Detektor (3.1a) den ersten und zweiten Teilstrahl (b, e) detektiert .

Optische Regensensorvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

- eine einem Fahrerassistenzsystem zugeordnete, einen Bildsensor (3.1) aufweisende Fahrzeugkamera (3) zur Erfas¬ sung der Fahrzeugumgebung vorgesehen ist,

- die Strahlungsquelle (2) in intermittierenden Zeitintervallen angesteuert ist, und

- eine Bildauswerteeinheit (6) vorgesehen ist, welche die auf den Bildsensor als Detektor (3.1) reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen (b, e) während der ZeitIntervalle detektiert und auswertet und außerhalb dieser Zeitinter¬ valle die Bilddaten der Fahrzeugumgebung detektiert und auswertet .

Optische Regensensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Bildsensor (3.1) der Kamera die Messvorrichtung zur Erzeugung des UmgebungslichtSignals ist.

Optische Regensensorvorrichtung (1) nach einem der Ansprü che 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Messvorrichtung zur Erzeugung des UmgebungslichtSignals als Umgebungslichtsensor ausgebildet ist.

10. Optische Regensensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

als Strahlungsquelle (2) Leuchtdioden (2a, 2b) vorgesehen sind, welche Lichtstrahlen (al, a2) mit wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, vorzugsweise im blauen und gelben Wellenlängenbereich erzeugen.

11. Optische Regensensorvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

die Strahlungsquelle (2) ausgebildet ist, bei großer Umge¬ bungshelligkeit einen von den blauen und den gelben

Leuchtdiode (2a, 2b) emittierten Lichtstrahl (a) zu erzeu¬ gen und bei niedriger Umgebungshelligkeit nur einen von den blauen Leuchtdioden (al) emittierten Lichtstrahl zu erzeugen .

Description:
Optische Regensensorvorrichtung für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine optische Regensensorvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Regensensorvorrichtungen für Fahrzeuge sind bekannt und werden in der Regel im Bereich des Innenspiegels hinter der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angeordnet und sind optisch an diese angekoppelt. Zur Bestimmung der Feuchtigkeitsmenge auf der Windschutzscheibe wird ein an der Außenseite der Scheibe reflektierte Anteil eines von einer Lichtquelle er ¬ zeugten Lichtstrahls von einem Photoelement als Detektor de- tektiert. Da ein auf der Außenseite der Scheibe sich befin- dender Feuchtigkeitsbelag zur teilweisen Auskopplung des

Lichtstrahls führt, wird durch die Bestimmung des Anteils des als Teilstrahl ausgekoppelten Lichts ein Maß für die Feuchtigkeitsmenge auf der Scheibe gewonnen, welches zur Erzeugung eines Signals zur Steuerung eines Scheibenwischers des Fahr- zeugs verwendet werden kann. Als Lichtquellen werden in der Regel Infrarotlicht oder weißes Licht aussendende

Lumineszenzdioden (LED) eingesetzt.

Der als Messstrahl erzeugte Lichtstrahl kann so in die Wind- schutzscheibe des Fahrzeugs eingekoppelt werden, dass bei trockener Scheibe an der Grenzfläche zur Außenseite der

Scheibe eine Totalreflexion stattfindet.

Ein anderes Messprinzip ist in der WO 2012/092911 AI der An- melderin offenbart, die eine Regensensorvorrichtung mit einer für Fahrerassistenzfunktionen applizierten Kamera mit einem als CCD- oder CMOS-Sensor ausgebildeten Bildsensor und einer einen auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs gerichteten Lichtstrahl erzeugenden Lichtquelle beschreibt. Der von der Lichtquelle erzeugte Lichtstrahl wird derart auf die Scheibe gerichtet, dass sowohl an der Innenseite als auch an der Au ¬ ßenseite jeweils ein Teilstrahl reflektiert wird, die als räumlich getrennte Strahlen auf den Bildsensor der Kamera auftreffen. Die Lichtmengen dieser beiden Teilstrahlen werden von der Kamera gemessen, wobei der an der Innenseite der Scheibe reflektierte Teilstrahl als Referenzsignal dient, da die Lichtmenge dieses Teilstrahls bei An- oder Abwesenheit von Regentropfen auf der Außenseite der Scheibe konstant bleibt. Anstelle einer Kamera mit einem Bildsensor kann auch ein optischer Sensor verwendet werden, der die Lichtmengen von zwei räumlich getrennten Lichtstrahlen bestimmen kann. Bei diesen bekannten Regensensorvorrichtungen mit aktiver Beleuchtung können jedoch für den Fahrer als auch für andere Verkehrsteilnehmer bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen im Bereich der Windschutzscheibe sichtbare und damit störende Effekte auftreten, die durch Streulicht des in die Wind- schutzscheibe eingekoppelten Lichtstrahls der Strahlungsquel ¬ le entstehen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine optische Regensensorvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubil- den, dass bei allen Umgebungsbedingungen die Entstehung von für den Fahrer und andere Verkehrsteilnehmer störenden

Störlicht hervorrufenden Streulicht verhindert, zumindest aber erheblich reduziert wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Regensensorvor ¬ richtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine solche optische Regensensorvorrichtung für ein Fahrzeug, welche wenigstens eine optische Strahlungsquelle und einen Detektor umfasst, wobei eine Fahrzeugscheibe in einer Mess ¬ strecke zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor ange- ordnet ist und wenigstens ein von der Strahlungsquelle er ¬ zeugte Lichtstrahl an einer Grenzfläche der Fahrzeugscheibe zu deren Außenseite in den Detektor als ein die Feuchtig ¬ keitsmenge auf der Fahrzeugscheibe anzeigender erster Teil ¬ strahl reflektiert wird, zeichnet sich erfindungsgemäß da- durch aus, dass die Strahlungsquelle ausgebildet ist Licht ¬ strahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen derart zu emittieren, dass bei großer Umgebungshelligkeit ein Lichtstrahl zumindest im Wesentlichen im grünen Wellenlängenbereich und bei geringer Umgebungshelligkeit ein Lichtstrahl im Wesentli- chen im blauen Wellenlängenbereich bis zum nahen UV- Wellenlängenbereich und/oder im Wesentlichen im roten Wellenlängenbereich bis zum nahen IR-Wellenlängenbereich erzeugt wird . Diese erfindungsgemäße Lösung nutzt zum einen die Erkenntnis aus, dass Streulicht bei großen Umgebungshelligkeiten, also bei Tag, welches von dem in die Windschutzscheibe

eingekoppelten Lichtstrahl mit Wellenlängen aus dem grünen Wellenlängenbereich (ca. 490nm bis ca. 575 nm) erzeugt wird, vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann, da dessen Empfindlichkeit wegen der Adaption ans Tageslicht deut ¬ lich reduziert ist und daher die aktive Beleuchtung im die Messstrecke darstellenden Bereich der Windschutzscheibe nicht wahrnehmbar oder zumindest nur so wahrnehmbar ist, dass dies nicht als störend empfunden werden kann.

Zum anderen wird bei der Erfindung die Erkenntnis ausgenutzt, dass die Empfindlichkeit des menschlichen Auges sowohl im Be- reich des nahen UV-Bereichs oder im Übergang zu diesem UV- Bereich als auch im Bereich des nahen IR-Bereichs oder im Übergang zu diesem nahen IR-Bereich deutlich reduziert ist, so dass insbesondere nachts, also bei geringer Umgebungshel- ligkeit solches Licht mit Wellenlängen aus diesen Bereichen für das menschliche Auge kaum wahrnehmbar ist.

Damit wird in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit die Wel ¬ lenlänge des von der Strahlungsquelle erzeugten Lichtstrahls so eingestellt, dass die auf die Umgebungshelligkeit einge ¬ stellte Empfindlichkeit des menschlichen Auges das von dem eingekoppelten Lichtstrahl erzeugte Streulicht nicht, zumindest nur geringfügig wahrgenommen wird. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Strahlungsquelle derart ausgebildet, dass bei großer Um ¬ gebungshelligkeit ein Lichtstrahl im sichtbaren Wellenlängenbereich erzeugt wird. Damit kann ein von einem solchen Lichtstrahl erzeugtes Streulicht, welches bei großer Helligkeit, also bei Tag als weißes Licht erscheint, vom menschlichen Au ¬ ge ebenso kaum wahrgenommen werden. Insbesondere erhöht sich mit einem solchen Lichtstrahl im sichtbaren Bereich die Empfindlichkeit des Detektors, insbesondere wenn als Detektor ein Bildsensor einer Fahrzeugkamera verwendet wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich mit einer weiteren vorhaf ¬ ten Ausgestaltung der Erfindung erwiesen, wenn die Strahlungsquelle derart ausgebildet ist, dass bei geringer Umge ¬ bungshelligkeit der Lichtstrahl im blauen Wellenlängenbereich (von ca. 420 nm bis ca. 490 nm) erzeugt wird.

Um die Eigenschaft der erfindungsgemäßen Regensensorvorrichtung, nämlich die Wahrnehmung von Streulicht für das mensch- liehe Auge möglichst wenig sichtbar zu machen, weiter zu verbessern, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Messvorrichtung zur Erzeugung eines Umgebungslichtsig ¬ nals in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit des Fahrzeugs und eine Steuereinheit vorgesehen, welche in Abhängigkeit des UmgebungslichtSignals die Lichtleistung der Strahlungsquelle derart steuert, dass mit zunehmender Umgebungshelligkeit die Lichtleistung der Strahlungsquelle erhöht und mit abnehmender Umgebungshelligkeit die Lichtleistung der Strahlungsquelle erniedrigt wird.

Da mit zunehmender Umgebungshelligkeit, also insbesondere bei Tag mit starker Sonneneinstrahlung, das menschliche Auge an diese Umgebungshelligkeit adaptiert ist, kann ein grüner oder weißer Lichtstrahl mit hoher Lichtleistung erzeugt werden, dessen Streulicht bei einer solchen hohen Umgebungshelligkeit nicht mehr wahrgenommen werden kann. Gleichzeitig führt ein solcher Lichtstrahl mit hoher Lichtleistung zu einer erhöhten Empfindlichkeit des Detektors, insbesondere wenn ein Bildsen- sor einer Fahrzeugkamera als Detektor verwendet wird. Umge ¬ kehrt wird bei niedriger Umgebungshelligkeit, insbesondere bei Nacht die Lichtleistung des Lichtstrahls reduziert und dadurch die Wahrnehmbarkeit des Streulichts eines solchen Lichtstrahls durch das menschliche Auge weiter reduziert, wo- bei jedoch ein ausreichendes Nutzsignal für den Detektor auf ¬ grund der verwendeten Wellenlängen bei geringer Umgebungshelligkeit (im blauen Wellenlängenbereich bis zum nahen UV- Wellenlängen-bereich und/oder im roten Wellenlängenbereich bis zum nahen IR-Wellenlängenbereich) erhalten bleibt.

Weiterhin ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zur Bestimmung der Licht leistung der Strahlungsquelle der von der Strahlungsquelle emittierte Lichtstrahl an einer Grenzfläche der Innenseite der Fahrzeug ¬ scheibe als zweiter Teilstrahl in den Detektor reflektiert wird. Da die Lichtstärke dieses zweiten Teilstrahls nicht von der Feuchtigkeitsmenge auf der Windschutzscheibe abhängt, kann der Wert der von dem Detektor detektierten Lichtstärke als Maß für die Lichtleistung der Strahlungsquelle verwendet werden .

Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausgestal- tung der Erfindung, wenn eine einem Fahrerassistenz System zugeordnete Fahrzeugkamera mit einem Bildsensor vorgesehen ist, so dass ein Teil des Bildsensors als Detektor für die Regen ¬ sensorvorrichtung verwendbar ist und dieser Teil des Bildsensors den ersten und zweiten Teilstrahl detektiert. Damit ist für diese erfindungsgemäße Regensensorvorrichtung kein separater Sensor erforderlich.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ebenso vorgeschlagen, für die erfindungsgemäße Regensen- sorvorrichtung den Bildsensor einer einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs zugeordneten, die Fahrzeugumgebung erfassende Fahrzeugkamera einzusetzen. Jedoch wird die Auswertung der beiden Teilstrahlen sowie die Auswertung der von der Fahrzeugumgebung aufgenommenen Bilddaten nicht räumlich, son- dern zeitlich getrennt. Hierzu wird die Strahlungsquelle in intermittierenden ZeitIntervallen angesteuert und mittels einer Bildauswerteeinheit die auf den Bildsensor als Detektor reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen während der ZeitIntervalle und außerhalb dieser ZeitIntervalle die Bild- daten der Fahrzeugumgebung detektiert und ausgewertet.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Bildsensor der Kamera die Messvorrichtung zur Erzeugung des Umgebungslicht- Signals darstellt. Natürlich kann zur Erzeugung des Umge ¬ bungslichtsignals als Messvorrichtung auch ein separater Umgebungslichtsensor verwendet werden. Als Strahlungsquelle für die Regensensorvorrichtung sind

Leuchtdioden (LED) vorgesehen, welche Lichtstrahlen mit wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, vorzugsweise im blauen und gelben Wellenlängenbereich erzeugen. Vorzugsweise werden diese Leuchtdioden der Strahlungsquelle derart gesteuert, dass bei großer Umgebungshelligkeit von den blauen und den gelben Leuchtdioden gemeinsam der Lichtstrahl erzeugt wird, welcher im wesentlichen eine weiße Farbe auf ¬ weist, und bei niedriger Umgebungshelligkeit nur von den blauen Leuchtdioden der Lichtstrahl erzeugt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die bei ¬ gefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Regensen ¬ sorvorrichtung als Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Bildsensors einer Kamera der Regensensorvorrichtung nach Figur 1 mit für die Regensensierung und der

Umfelderfassung aufgeteilten Defektionsbereichen .

Die Regensensorvorrichtung 1 gemäß Figur 1 befindet sich an einer Windschutzscheibe 4 eines schematisch angedeuteten

Fahrzeugs 10 und umfasst eine Strahlungsquelle 2 sowie eine Fahrzeugkamera 3, welche in einem gemeinsamen Gehäuse (nicht dargestellt) untergebracht und an die Windschutzscheibe ge- koppelt ist. Diese Fahrzeugkamera 3 mit einer Bildauswerte ¬ einheit 6 und einem Bildsensor 3.1, bspw. ein CCD- oder CMOS- Bildchip erfasst die vor dem Fahrzeug 10 liegende Umgebung im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems (bspw. Fernlichtassis- tenzsystem, Verkehrszeichenerkennungssystem, Spurerkennungssystem usw.) und ist daher auf den Fernbereich fokussiert.

Die Regensensorfunktion dieser Regensensorvorrichtung 1 wird mittels des von der Strahlungsquelle 2 erzeugten und gebün- delten Lichtstrahles a erzeugt, der so auf die Windschutz ¬ scheibe 4 gerichtet ist, dass die von der Grenzfläche 4.2 der Windschutzscheibe 4 zur Außenseite und die von der Grenzflä ¬ che 4.1 der Windschutzscheibe 4 zur Innenseite reflektierten Strahlen als zwei räumlich getrennte Teilstrahlen e (erster Teilstrahl) und b (zweiter Teilstrahl) des von der Strahlungsquelle 2 erzeugten Strahles a auf den Bildsensor 3.1 der Kamera 3 auftreffen. In Figur 1 ist nur ein Lichtstrahl a dargestellt, jedoch werden mehrere von mehreren Leuchtdioden erzeugte Lichtstrahlen a erzeugt, wie weiter untern im Ein- zelnen erläutert werden wird.

Von dem in die Windschutzscheibe 4 transmittierten Teilstrahl c wird an der äußeren Grenzfläche 4.2 der Teilstrahl e als Messstrahl auf den Bildsensor 3.1 und ein Teilstrahl d bzw. d y aus der Windschutzscheibe 4 ausgekoppelt. Die mit dem

Teilstrahl d bzw. d y ausgekoppelte Lichtmenge hängt von dem Benet zungsgrad der Windschutzscheibe 4 mit Feuchtigkeit, in Figur 1 symbolisch mit einem Wassertropfen 5 angedeutet, ab. Wenn die Windschutzscheibe 4 trocken ist, wird nur ein gerin ¬ ger Lichtanteil des Teilstrahls c mit dem Lichtstrahl d aus ¬ gekoppelt, während bei einer Benetzung mit Wasser 5 der überwiegende Teil des Teilstrahl c aus der Windschutzscheibe 4 mit dem Teilstrahl d y ausgekoppelt wird, wodurch auch die mit dem Teilstrahl e in dem Bildsensor 3.1 ankommende Lichtmenge im Vergleich bei trockener Windschutzscheibe 4 reduziert ist. Der an der inneren Grenzfläche 4.1 reflektierte Teilstrahl b wird jedoch nicht davon beeinflusst, ob die Windschutzscheibe 4 mit Feuchtigkeit benetzt ist oder nicht, sondern weist eine konstante LichtIntensität auf, die nur von der Lichtintensi ¬ tät des Lichtstrahles a, also von der Lichtleistung der

Strahlungsquelle 2 abhängt.

Die gemessene Lichtmenge des Teilstrahles e ist ein Maß für den Benet zungsgrad der Windschutzscheibe 4 mit Feuchtigkeit und kann durch Vergleich mit Schwellwerten zur Steuerung eines Scheibenwischers verwendet werden. Eine Auswertung ist auch durch Verwendung beider Teilstrahlen b und e möglich, indem deren LichtIntensitäten verglichen werden und so im Falle der Benetzung der Windschutzscheibe 4 mit Feuchtigkeit die reduzierte Lichtmenge des Teilstrahles e ermittelt werden kann .

Wie oben bereits beschrieben, dient der Bildsensor 3.1 der Fahrzeugkamera 3 sowohl zur Realisierung einer Fahrerassis ¬ tenzfunktion im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems als auch der beschriebenen Regensensorfunktion. Somit dient dieser Bildsensor 3.1 zum einen der Erfassung des Umfeldes des Fahrzeuges 10 und zum anderen der Detektion der reflektierten Teilstrahlen b und e. Dabei darf jedoch das Kamerabild für die Fahrerassistenzfunktion durch die Lichtbündelpaare b und e nicht gestört werden. Daher werden diese Erfassungsbereiche für die Fahrerassistenzfunktion und die Regensensorfunktion auf dem Bildsensor 3.1 räumlich getrennt, wie dies beispiels ¬ weise in Figur 2 dargestellt ist. Diese Figur 2 zeigt schematisch den Bildsensor 3.1 der Fahrzeugkamera 3 mit einem oberen Teil 3.1a, der als Detektor für die Regensensorfunktion dient, und einem für die Fahrerassis ¬ tenzfunktion verwendeten unteren Teil 3.1b, der ein Bild der vor dem Fahrzeug 10 liegenden Umgebung zeigt. Wegen der für die Fahrerassistenzfunktion erforderlichen Farberkennung ist die spektrale Empfindlichkeit des Bildsensors 3.1 auf den für das menschliche Auge empfindlichen Bereich, also zwischen ca. 380 nm und ca. 780 nm eingeschränkt.

Die Strahlungsquelle 2 besteht aus mehreren Leuchtdioden (LED) , welche in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen Licht emittieren. In Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit U wird die Strah ¬ lungsquelle 2 von einer Steuereinheit 7 derart angesteuert, dass ein von dem Lichtstrahl a in der Windschutzscheibe 4 erzeugtes Streulicht vom Fahrer oder von anderen Verkehrsteil ¬ nehmern nicht oder zumindest kaum wahrnehmbar ist.

So wird bei großen Umgebungshelligkeiten mit starker Sonneneinstrahlung, also insbesondere bei Tag, ein Lichtstrahl a mit Wellenlängen aus dem grünen Wellenlängenbereich (ca.

490nm bis ca. 575 nm) erzeugt, der vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann, da dessen Empfindlichkeit wegen der Adaption ans helle Tageslicht deutlich reduziert ist und daher in der Windschutzscheibe 4 von dem Lichtstrahl a erzeugtes Streulicht nicht wahrnehmbar oder zumindest nur so wahrnehmbar ist, dass dies nicht als störend empfunden werden kann. Dieser grüne Wellenlängenbereich für große Umgebungshelligkeit kann auch bis in den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes mit weißer Farbe ausgedehnt werden. In diesem Wellenlängenbereich weist auch der Bildsensor 3.1 der Fahrzeugkamera 3 die höchste Empfindlichkeit auf, wodurch ein hohes Nutzsignal für die Regensensorfunktion erzeugt wird.

Bei geringen Umgebungshelligkeiten, also insbesondere bei Nacht wird die Strahlungsquelle 2 so von der Steuereinheit 7 gesteuert, dass ein Lichtstrahl a mit Wellenlängen aus dem nahen UV-Bereich (ca. 380 nm bis ca. 415 nm) oder im Übergang zu diesem UV-Bereich und/oder aus dem nahen IR-Bereich (ca. 780 nm bis ca. 1400 nm) oder im Übergang zu diesem nahen IR- Bereich erzeugt wird. Die Empfindlichkeit des menschlichen

Auges ist in diesen Wellenlängenbereichen deutlich reduziert, so dass insbesondere nachts, also bei geringer Umgebungshel ¬ ligkeit solches Licht mit Wellenlängen aus diesen Bereichen für das menschliche Auge kaum wahrnehmbar ist.

Als Ausführungsbeispiel für eine solche Strahlungsquelle 2 können die Farbe Blau (ca. 420 nm bis ca. 490 nm) emittieren ¬ de Leuchtdioden 2a und die Farbe Gelb (ca. 575 nm bis ca. 585 nm) emittierende Leuchtdioden 2b eingesetzt werden, so dass die Leuchtdioden 2a einen blauen Lichtstrahl al und die gelben Leuchtdioden 2b einen Lichtstrahl a2 erzeugen. Bei einer großen Umgebungshelligkeit U, also insbesondere bei Tag mit starker Sonneneinstrahlung werden von der Steuereinheit 7 sowohl die blauen Leuchtdioden 2a als auch die gelben Leuchtdi- oden 2b angesteuert, so dass aus dem blauen Lichtstrahl al und dem gelben Lichtstrahl a2 ein Lichtstrahl a mit weißer Farbe erzeugt wird.

Bei geringer Umgebungshelligkeit U, also insbesondere bei Nacht werden die Gelb emittierenden Leuchtdioden 2b von der Steuereinheit 7 abgeschaltet, so dass nur der blaue Licht ¬ strahl al der blauen Leuchtdioden 2a als Lichtstrahl a zur Regensensierung verwendet wird. Auch in diesem Wellenlängen- bereich des blauen Lichts besteht nur eine geringe Empfind ¬ lichkeit des menschlichen Auges, so dass der Einsatz von sol ¬ chen blauen Leuchtdioden 2a einen von dem Lichtstrahl al erzeugtes Streulicht von dem Fahrer des Fahrzeugs oder von an- deren Verkehrsteilnehmern kaum wahrnehmbar ist, aber dennoch von dem für die Detektion der Lichtstrahlen b und e vorgesehenen Teil 3.1a des Bildsensor 3.1 ein ausreichendes Nutzsig ¬ nal geliefert wird. Ein Maß für die Umgebungshelligkeit U in Form eines Umge ¬ bungslichtsignals wird von dem Bildsensor 3.1 und zwar von dessen für die Fahrerassistenzfunktion vorgesehener Teil 3.1b geliefert und der Steuereinheit 7 zur Auswertung zugeführt. Alternativ kann auch ein separater Umgebungshelligkeitssensor (in Figur 1 nicht dargestellt) zur Bestimmung der Umgebungs ¬ helligkeit U eingesetzt werden.

Entsprechend der Anzahl der eingesetzten Leuchtdioden werden die den beiden Teilstrahlen b und e entsprechenden Beleuch- tungsreflexe PI und P2 auf dem oberen Teil 3.1a des Bildsen ¬ sors 3.1 gemäß Figur 2 abgebildet. Wenn bspw. jeweils sieben Leuchtdioden 2a und 2b als Strahlungsquelle 2 verwendet wer ¬ den, so dass jeweils ein Paar von blauen und gelben Leuchtdioden 2a und 2b einen Lichtstrahl a zusammen erzeugen, werden für die beiden Teilstrahlen b und e jeweils sieben Beleuchtungsreflexe PI und P2 detektiert, wobei die obere Reihe der Beleuchtungsreflexe PI von dem Teilstrahl b und die untere Reihe der Beleuchtungsreflexe P2 von dem Teilstrahl e erzeugt werden. Die Lichtmenge der Beleuchtungsreflexe P2 dient damit als Maß für die Menge an Wasser auf der Windschutzscheibe 4. In Figur 2 sind zwei Beleuchtungsreflexpaare P3 dargestellt, deren beiden Beleuchtungsreflexe P2 jeweils eine geringere Signalstärke zeigen, also die zugehörigen Teilstrahlen e auf- grund von Wasser 5 auf der Windschutzscheibe 5 eine geringere Lichtmenge aufweisen als die anderen Beleuchtungsreflexe.

Die Realisierung einer Detektorfunktion für die Regensensor- funktion kann auch durch zeitliche Trennung der Auswertung der Beleuchtungsreflexe PI und P2 einerseits und der Bildaus ¬ wertung im Rahmen der Fahrerassistenzfunktion erfolgen. So kann bspw. alternierend mit dem aufgenommenen Bild der Fahrzeugumgebung ein Bild der Beleuchtungsreflexe PI und P2 auf- genommen werden. Während der Aufnahme des Bildes der Fahr ¬ zeugumgebung werden die Leuchtdioden 2a und 2b der Strahlungsquelle 2 mittels der Steuereinheit 7 abgeschaltet und zur Aufnahme des Regensensorbildes wieder eingeschaltet, wo ¬ bei in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit entweder alle Leuchtdioden 2a und 2b oder nur die Leuchtdioden 2a eingeschaltet werden.

Ferner wird mittels der Steuereinheit 7 in Abhängigkeit des in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit U erzeugten Umge- bungslichtSignals die Lichtleistung der Strahlungsquelle 2 gesteuert. Dies dient dazu, die Eigenschaft der Regensensor ¬ vorrichtung 1 hinsichtlich einer Nichtwahrnehmung oder verringerten Wahrnehmung von Streulicht für das menschliche Auge weiter zu verbessern. Hierzu wird die Lichtleistung der

Strahlungsquelle 2 derart von der Steuereinheit 7 steuert, dass mit zunehmender Umgebungshelligkeit U die Lichtleistung der Strahlungsquelle 2 erhöht und mit abnehmender Umgebungs ¬ helligkeit die Lichtleistung 2 der Strahlungsquelle ernied ¬ rigt wird.

Die Lichtleistung der Strahlungsquelle 2 wird anhand des an der inneren Grenzfläche 4.1 der Windschutzscheibe 4 reflek ¬ tierten Teilstrahles b ermittelt, dessen Lichtmenge unabhän- gig von einer Feuchtigkeitsbenet zung der Windschutzscheibe 4 ist .

Da mit zunehmender Umgebungshelligkeit U, also insbesondere bei Tag mit starker Sonneneinstrahlung, das menschliche Auge an diese Umgebungshelligkeit adaptiert ist, kann ein grüner oder weißer Lichtstrahl a mit hoher Lichtleistung erzeugt werden, dessen Streulicht bei einer solchen hohen Umgebungshelligkeit nicht mehr wahrgenommen werden kann. Gleichzeitig führt ein solcher Lichtstrahl a mit hoher Lichtleistung zu einer erhöhten Empfindlichkeit des als Detektor für die Re ¬ gensensorfunktion verwendeten Bildsensors 3.1 der Kamera 3.

Umgekehrt wird bei niedriger Umgebungshelligkeit U, insbeson- dere bei Nacht die Lichtleistung des nur aus dem Lichtstrahl a2 der Leuchtdioden 2a bestehenden Lichtstrahls a reduziert und dadurch die Wahrnehmbarkeit des Streulichts eines solchen Lichtstrahls a durch das menschliche Auge weiter reduziert, wobei jedoch ein ausreichendes Nutzsignal für den Bildsensor 3.1 aufgrund der verwendeten Wellenlängen, hier der Farbe Blau erhalten bleibt.

Bezugs zeichen

1 Regensensorvorrichtung

2 Strahlungsquelle, LED

2a Leuchtdiode (LED) der Strahlungsquelle 2

2b Leuchtdiode (LED) der Strahlungsquelle 2

3 Kamera

3.1 Bildsensor der Kamera 3

3.1a Detektorbereich des Bildsensors 3.1 für Teilstrahl b 3.1b Detektorbereich des Bildsensors 3.1 für Umfelderfassung

4 Fahrzeugscheibe, Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10

4.1 Grenzfläche der Fahrzeugscheibe 4 zur Außenseite

4.2 Grenzfläche der Fahrzeugscheibe 4 zur Innenseite

5 Wassertropfen auf der Windschutzscheibe 4

6 Bildauswerteeinheit

7 Steuereinheit

10 Fahrzeug mit Regensensorvorrichtung 1 PI Beleuchtungsreflexe des Teilstrahls b

P2 Beleuchtungsreflexe des Teilstrahls e

P3 Beleuchtungsreflexe bei wasserbenetzter Fahrzeugscheibe

4 a Lichtstrahl der Strahlungsquelle 2

al Lichtstrahl der Leuchtdiode 2a

a2 Lichtstrahl der Leuchtdiode 2b

b Teilstrahl von a

c Teilstrahl von a

d Teilstrahl von c

d' Teilstrahl von c

e Teilstrahl von c