DE10334147A1 - Infra-red imaging system for automobile using headlamp with lamp and filter for blocking visible light together with IR sensor coupled to display device - Google Patents

Infra-red imaging system for automobile using headlamp with lamp and filter for blocking visible light together with IR sensor coupled to display device Download PDF

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Abstract

The IR imaging system uses a headlamp with a lamp (2), e.g. a halogen lamp and a filter for blocking visible light in conjunction with an IR image sensor (3) coupled to a display device (4), the electrical voltage supplied to the lamp being regulated, e.g. via a DC/DC voltage regulator (5), for maintaining a constant lamp brightness. An independent claim for a method for image detection and representation in the non-visible light wavelength range is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Bilderfassung und Bilddarstellung im Infrarot- Bereich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren unter Einsatz des Systems nach Anspruch 6.The The invention relates to a system for image acquisition and image display in the infrared range according to the preamble of claim 1 and a method using the system according to Claim 6.

Solche Systeme werden in Fahrzeugen eingesetzt, um bei schlechter Sicht wie z.B. Dunkelheit oder Nebel einem Fahrzeugführer einen Überblick über die räumlichen Gegebenheiten und über die Situation zu geben.Such Systems are used in vehicles to prevent poor visibility such as. Darkness or fog give a vehicle driver an overview of the spatial conditions and about the To give situation.

Die DE 195 18 521 A1 beschreibt einen Infrarot-Kraftfahrzeugscheinwerfer mit integrierter Linse, bei dem zwischen einer Lichtquelle, z.B. einer Halogenlampe, und der Linse ein Infrarot-Transmissionsfilm angeordnet ist.The DE 195 18 521 A1 describes an infrared automotive headlight with integrated lens, in which between an light source, such as a halogen lamp, and the lens, an infrared transmission film is arranged.

Es ist bekannt, die elektrische Spannung in Fahrzeugen zu stabilisieren, um Überspannungen mit ihren schädlichen Wirkungen abzufangen. Hierfür werden Pulsweitenmodulatoren eingesetzt. Das sichtbare Licht behält hierdurch eine weitgehend konstante Helligkeit. Die Auswirkungen auf die Sicht des Fahrers durch Schwankungen der Lichtintensität sind hierbei unbedeutend.It is known to stabilize the electrical voltage in vehicles with overvoltages their harmful Intercept effects. For this will be Pulse width modulators used. The visible light keeps this way a largely constant brightness. The impact on the view of the Driver by fluctuations in light intensity are insignificant here.

Zur Zeit sind die Systeme nur mit einer Ausleuchtung durch Scheinwerfer mit Glühlampen sinnvoll einsetzbar, weil bei den anderen Scheinwerfern die verfügbare Lichtintensität nicht ausreicht. Die Systeme haben den Nachteil, dass die Qualität der bildlichen Darstellung stark schwankt und bei zu geringer Ausleuchtung die Darstellung nicht oder nur schwer erkennbar ist.to Time is the systems only with illumination by headlights with light bulbs useful, because with the other headlamps the available light intensity is not sufficient. The systems have the disadvantage that the quality of the pictorial Representation varies greatly and too low illumination the Representation is difficult or impossible to recognize.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Bilderfassung und Bilddarstellung im Infrarot- Bereich in Kombination mit einem Scheinwerfer mit Glühlampe so zu verbessern, dass eine gleichbleibend gute Qualität der bildlichen Darstellung erzielt wird.task The invention is a system for image acquisition and image display in the infrared range in combination with a headlight with incandescent so to improve that consistently good quality of pictorial Presentation is achieved.

Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass Mittel zur Regelung der elektrischen Spannung, die an die Glühlampe anlegbar ist, angeordnet sind, wird eine gleichmäßige Intensität des emittierten Infrarot-Lichts gewährleistet. Außerdem ist so das Spektrum des Lichts weitgehend konstant. Hierdurch wird dem Bildsensor und der anschließenden Bildnachverarbeitung, die insgesamt sehr empfindlich auf Schwankungen des Lichts reagieren und hierbei entspre chende Signale an die Anzeigevorrichtung geben, die zu einer sehr dunklen oder einer überstrahlten Anzeige führen, ein dem ausgeleuchteten Umfeld entsprechendes Licht zugeführt, das optimal die Verhältnisse in der Umgebung wiedergibt und nicht durch Lichtschwankungen beeinflußt ist. Ein Flackern des Lichts und damit der Anzeige wird vermieden; es wird eine konstant helle Anzeige erzielt.The The object is solved by the characterizing features of claim 1. Thereby, in that means for regulating the electrical voltage which can be applied to the incandescent lamp is, are arranged, a uniform intensity of the emitted Infrared light guaranteed. Furthermore So the spectrum of light is largely constant. This will be the Image sensor and the subsequent Image postprocessing, the overall very sensitive to fluctuations react to the light and this corre sponding signals to the display device which lead to a very dark or overexposed display supplied to the illuminated environment corresponding light, the optimal the conditions in the environment and is not affected by light fluctuations. A flickering of the light and thus the display is avoided; it a consistently bright display is achieved.

Mit Hilfe der Erfindung ist es weiterhin möglich, die Spannung zu der Glühlampe des Scheinwerfers zu verringern; hierdurch wird einerseits die Lebensdauer der Glühlampe erhöht. Andererseits wird das Emissionsmaximum des Scheinwerfers weiter in den Infrarot- Bereich verschoben, ohne dass die Leistung des Scheinwerfers im Infrarot-Bereich beeinträchtigt wird. Dies führt zu einem insgesamt geringeren Energieverbrauch.With Help of the invention it is still possible, the voltage to the light bulb to reduce the headlamp; This, on the one hand, extends the service life the light bulb elevated. On the other hand, the emission maximum of the headlamp continues moved to the infrared range without affecting the performance of the Headlamps in the infrared range impaired becomes. this leads to to a lower overall energy consumption.

Eine Vorrichtung zur Pulsweitenmodulation nach Anspruch 2 oder ein DC/DC- Spannungsregler nach Anspruch 3 sind einfache und geeignete Mittel zur Konstanthaltung und/oder Regelung einer elektrischen Spannung.A Apparatus for pulse width modulation according to claim 2 or a DC / DC Voltage regulator according to claim 3 are simple and suitable means for Constant maintenance and / or regulation of an electrical voltage.

Mit einem Steuergerät nach Anspruch 4 lassen sich die Komponenten des Systems aufeinander abstimmen und so die Bildqualität verbessern. Z.B. kann die Strahlungshelligkeit in Abhängigkeit von Abstand und/oder Reflexion eines angeleuchteten Objekts verändert werden.With a control unit According to claim 4, the components of the system can be coordinated and so the picture quality improve. For example, can the radiation brightness in dependence be changed by distance and / or reflection of a lighted object.

Eine Glühlampe mit einem Emissionsmaximum im Infrarot-Bereich nach Anspruch 5 vermindert störendes sichtbares Licht.A light bulb with an emission maximum in the infrared range according to claim 5 reduces disturbing visible Light.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention will be described with reference to the drawing in simplified form Embodiment explained in more detail.

1 zeigt ein Schema eines Systems zur Bilderfassung und Bilddarstellung. 1 shows a schematic of a system for image acquisition and display.

Nach 1 umfasst ein System zur Bilderfassung und Bilddarstellung im Infrarot-Bereich eine Spannungsquelle 1, einen Scheinwerfer mit einer Glühlampe 2, wobei der Scheinwerfer einen am Lichtaustritt angeordneten Infrarot-Transmissionsfilter umfasst und daher Strahlung im Infrarot-Bereich emittiert, einen Infrarot-Bildsensor 3 mit Ausgabeeinheit und eine Anzeigevorrichtung 4. Weiterhin umfasst das System Mittel zur Regelung 5 der elektrischen Spannung und ein Steuergerät 6.To 1 For example, a system for image acquisition and imaging in the infrared range includes a voltage source 1 , a headlight with a light bulb 2 wherein the headlamp comprises an infrared transmission filter arranged at the light exit and therefore emits radiation in the infrared range, an infrared image sensor 3 with output unit and a display device 4 , Furthermore, the system comprises means for regulation 5 the electrical voltage and a control unit 6 ,

Die Glühlampe 2 ist z.B. eine Halogenlampe.The lightbulb 2 is eg a halogen lamp.

Der Infrarot-Bildsensor 3 ist ein System, das zumindest im Infrarot-Bereich empfindlich ist und eine Auswerteeinheit einschließt.The infrared image sensor 3 is a system that is sensitive at least in the infrared range and includes an evaluation unit.

Die Mittel zur Regelung 5 sind z.B. ein DC/DC- Regler oder ein Pulsweitenmodulator. Anstatt des Infrarot-Transmissionsfilters sind auch andere Mittel zum Ausfiltern des sichtbaren Lichts einsetzbar.The means of regulation 5 are eg a DC / DC controller or a pulse width modulator. Instead of the infrared transmission filter, other means for filtering the visible light can be used.

Im Betrieb wird die Glühlampe 2 aus einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs über die Spannungsquelle 1 mit elektrischer Spannung versorgt. Zwischen der Spannungsquelle 1 und der Glühlampe 2 sind die Mittel zur Regelung 5 geschaltet, das die Spannung zur Glühlampe 2 in einem Bereich von z.B. ± 2% konstant hält. Hierdurch wird ein Infrarot- Licht emittiert, das weitestgehend konstant in seiner Wellenlänge und Intensität ist.In operation, the light bulb 2 from a vehicle electrical system of a motor vehicle via the voltage source 1 supplied with electrical voltage. Between the voltage source 1 and the light bulb 2 are the means of regulation 5 Switched the voltage to the light bulb 2 keeps constant in a range of, for example, ± 2%. As a result, an infrared light is emitted which is largely constant in its wavelength and intensity.

Der Scheinwerfer leuchtet z.B. einen Teil eines Vorfeld des Kraftfahrzeugs aus. Dieses ausgeleuchtete Vorfeld wird von dem Infrarot- Bildsensor 3 erfasst und auf der Anzeigevorrichtung 4 dargestellt. Die Regelung der Spannung zur Glühlampe 2 bewirkt hierbei, dass die Darstellung in der Anzeigevorrichtung 4 mit einer konstanten Helligkeit und somit mit einer konstant hohen Qualität erfolgt. Denn der Infrarot- Bildsensor 3 reagiert sehr empfindlich auf Änderungen der Lichtintensität.The headlight illuminates, for example, a part of an apron of the motor vehicle. This illuminated apron is from the infrared image sensor 3 recorded and on the display device 4 shown. The regulation of the voltage to the light bulb 2 here causes the representation in the display device 4 with a constant brightness and thus with a consistently high quality. Because the infrared image sensor 3 is very sensitive to changes in light intensity.

In Zusammenspiel mit dem Steuergerät 6 kann über die Mittel zur Regelung 5 die Strahlungsintensität der Glühlampe 2 und damit die Ausleuchtung des Vorfelds an die Reflexion der Strahlung derart angepasst werden, dass die Darstellung in der Anzeigevorrichtung 4 weitestgehend konstant hell erscheint. So kann z.B. bei hellen und/oder nahen Objekten, bei dicht vorausfahrendem Fahrzeug oder mit abnehmender Entfernung zum Objekt die Strahlungsintensität durch Erniedrigen der Spannung vermindert werden.In interaction with the control unit 6 can have the means of regulation 5 the radiation intensity of the light bulb 2 and thus the illumination of the apron are adapted to the reflection of the radiation such that the representation in the display device 4 largely constant light appears. For example, with bright and / or near objects, when the vehicle is approaching ahead or when the distance to the object decreases, the radiation intensity can be reduced by lowering the voltage.

Insbesondere wird aber bei dunklen Verhältnissen gezielt eine erhöhte Spannung zur Glühlampe 2 gefahren. Hierdurch wird eine deutlich größere Reichweite des Scheinwerfers und/oder eine bessere Ausleuchtung des Vorfelds erzielt.In particular, however, in dark conditions deliberately an increased voltage to the bulb 2 hazards. As a result, a significantly longer range of the headlamp and / or better illumination of the apron is achieved.

Im Zusammenspiel zwischen den Mitteln zur Regelung 5 und dem Steuergerät 6 werden minimale Spannungsschwankungen, die sich nicht ganz vermeiden lassen, ausgeglichen. So wird z.B. die Empfindlichkeit des Bildsensors 3 bei Verringerung der Spannung erhöht.In the interaction between the means of regulation 5 and the controller 6 are compensated for minimal voltage fluctuations that can not be completely avoided. For example, the sensitivity of the image sensor becomes 3 increased when reducing the voltage.

Eine weitere Möglichkeit der Erhöhung der Bildqualität besteht darin, mit zunehmender Alterung der Glühlampe 2 die Spannung zu erhöhen, um so die Schwärzung des Kolbens auszugleichen. Hierbei wird das Alter der Glühlampe 2 aus der Einschaltdauer oder aus einer gemessenen Helligkeit berechnet.Another way to increase the image quality is with increasing aging of the light bulb 2 to increase the tension to compensate for the blackening of the piston. This is the age of the light bulb 2 calculated from the duty cycle or from a measured brightness.

Durch eine dauernde Spannungsreduzierung unter z.B. die Nennspannung von 12 V – wobei die oben beschriebenen Regelungsmöglichkeiten von diesem niedrigen Wert ausgehen – oder durch eine Taktung des Stroms wird einerseits das Emissionsmaximum der Glühlampe 2 reduziert. Andererseits verschiebt sich die Wellenlänge des Emissionsmaximums in den Infrarot- Bereich, so dass der Anteil an sichtbarem Licht geringer wird und besser ausgefiltert werden kann. Außerdem erhöht die Spannungsreduzierung die Lebensdauer der Glühlampe 2.By a continuous voltage reduction, for example, the rated voltage of 12 V - the above-described control possibilities emanating from this low value - or by a clocking of the current on the one hand, the emission maximum of the incandescent lamp 2 reduced. On the other hand, the wavelength of the emission maximum shifts into the infrared range, so that the proportion of visible light is lower and can be better filtered out. In addition, the voltage reduction increases the life of the light bulb 2 ,

Außer der Beeinflussung durch das Steuergerät 6 können auf die Regelung 5 weitere Größen einwirken. Hier sind als Beispiele Signale aus einem Regensensor, aus einem Lichtsensor und/oder aus einem Geschwindigkeitssensor zu nennen.Except the influence of the control unit 6 can on the scheme 5 interacting with other sizes. Here are examples of signals from a rain sensor, a light sensor and / or from a speed sensor to call.

Claims (10)

System zur Bilderfassung und Bilddarstellung im Infrarot-Bereich, mit mindestens einem Scheinwerfer mit einer Glühlampe und einem sichtbares Licht weitestgehend ausfilterndem Mittel, mit einem zumindest im Infrarot-Bereich empfindlichen Bildsensor und mit einer Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Regelung (5) der elektrischen Spannung, die an die Glühlampe (2) anlegbar ist, angeordnet sind.System for image acquisition and image display in the infrared range, comprising at least one headlamp with an incandescent lamp and a visible light as far as possible ausfilterndem means having an at least sensitive infrared sensor image sensor and a display device, characterized in that means for control ( 5 ) of the electrical voltage applied to the light bulb ( 2 ) can be applied, are arranged. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung (5) eine Vorrichtung zur Pulsweitenmodulation umfassen.System according to claim 1, characterized in that the means for regulating ( 5 ) comprise a pulse width modulation device. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung (5) einen DC/DC- Spannungsregler umfassen.System according to claim 1, characterized in that the means for regulating ( 5 ) comprise a DC / DC voltage regulator. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ausfilternde Mittel ein Infrarot-Transmissionsfilter ist.System according to one of claims 1 to 3, characterized the filtering means is an infrared transmission filter. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Steuergerät (6) zur Abstimmung zwischen Glühlampe (2), Bildsensor (3) und Anzeigevorrichtung (4) angeordnet ist.System according to one of claims 1 to 4, characterized in that further comprises a control unit ( 6 ) to vote between light bulb ( 2 ), Image sensor ( 3 ) and display device ( 4 ) is arranged. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühlampe (2) ein Emissionsmaximum nahe am oder im Infrarot-Bereich aufweist.System according to claim 5, characterized in that the light bulb ( 2 ) has an emission maximum near or in the infrared range. Verfahren zur Bilderfassung und Bilddarstellung im nicht sichtbaren Bereich, wobei nicht sichtbares Licht aus einem Scheinwerfer mit einer Glühlampe emittiert wird, wobei ein Bild mit einem zumindest im Infrarot-Bereich empfindlichen Bildsensor erfasst und in einer Anzeigevorrichtung dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Spannung, die an die Glühlampe (2) anlegbar ist, geregelt wird.Method for image acquisition and image display in the non-visible region, wherein non-visible light is emitted from a headlight with an incandescent lamp, wherein an image is detected with an at least in the infrared range sensitive image sensor and displayed in a display device, characterized in that an electrical voltage applied to the incandescent lamp ( 2 ) can be applied, is regulated. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Spannungsregelung die Pulsweite moduliert wird.Method according to claim 7, characterized in that that the pulse width is modulated for voltage regulation. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung mittels eines DC/DC- Reglers geregelt wird.Method according to claim 7, characterized in that that the voltage is regulated by means of a DC / DC regulator. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Steuergerät (6) die Glühlampe (2), der Bildsensor (3) und die Anzeigevorrichtung (4) aufeinander abgestimmt werden.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that by a control device ( 6 ) the light bulb ( 2 ), the image sensor ( 3 ) and the display device ( 4 ) are coordinated.
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