多传感器内后视镜及具有内后视镜的机动车的制作方法

本发明涉及一种用于机动车的内后视镜装置以及配备有该内后视镜装置的机动车。

背景技术：

1、在今天的汽车中，已经有大量基于传感器数据的辅助和舒适功能。例如，us 2019/0 092 242 a1描述了一种用于机动车的可倾斜内后视镜，其具有用于将镜面从正常位置倾斜到调光位置的倾斜装置。此外，其中的内后视镜具有显示元件和用于检测机动车驾驶员的手势的传感器。在这种情况下，倾斜装置可以被激活，或者显示元件可以根据传感器的信号被打开和关闭。

2、作为另一个例子，us 9,911，050 b2描述了一种用于车辆的安全系统，该安全系统具有观察车辆周围环境的多个传感器。在这种情况下，处理在车辆纵向方向上向前定向的图像检测传感器的图像数据，用于自动前照灯控制、车道保持警告或交通标志识别。来自后向或侧向定向的图像检测传感器的图像数据被操纵以形成视频图像以在相应的屏幕上显示。为了改进安全系统，还提供了一个融合模块，该模块检测和处理来自不同来源的输入。最后，根据安全系统的处理结果，确定车辆后部是否存在物体。

3、作为另一示例，us 2010/0 289 885 a1描述了一种用于具有图像检测传感器和图像处理器的车辆的图像检测系统。在这种情况下，图像检测传感器包括用于不同波长的光敏元件的布局。然后，图像处理器将从其他波长的像素中减去红外分量，以实现更精确的真彩色图显。其中描述的图像检测系统可以例如用于车辆中，以检测在行驶方向上位于车辆前方的环境，从而支持车辆的驾驶员。

4、然而，随着传感器的使用越来越多，特别是在机动车中，传感器在车辆中的布置或定位(即在包装中)的成本、复杂性和挑战可能会不利地增加。例如应当实现传感器的最佳视野或检测区域、传感器的尽可能不显眼或不可见的布置、传感器的尽可能简单的布线、车辆的尽可能简单的制造以及针对其他车辆部件的尽可能大的设计自由度，这通常需要妥协。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，以高效和有效的方式改善机动车的功能性和设计自由度。

2、该技术问题通过一种用于机动车的内后视镜装置解决。在说明书和附图中公开了本发明的其他可能实施例。在本发明的一个主题的描述范围内阐述的特征、优点和可能的实施例被认为至少类似于本发明其他相应主题的特征、优点和可能的实施例以及各主题的任何可能组合。

3、根据本发明的内后视镜装置特别用于机动车中。内部后视镜装置具有镜片，即例如玻璃或塑料镜片或镜玻璃或其他透明层，以及布置在其后面的镜面。因此，镜面可以是实际的反射镜面或者说光反射面，例如金属层或金属箔等。其可以特别是完全地被——至少对于可见光、特别是对于红外光可透过的或者透明的镜片覆盖。当内后视镜装置在机动车中的预期安装位置时，镜面可以面向机动车的乘员舱，特别是驾驶员座椅。从那里发出的光必须首先穿过镜片，然后才能到达镜面。例如，内部后视镜装置等的支架或壳体可以布置在镜面的背对镜片的后侧上。

4、此外，根据本发明的内后视镜装置具有彩色图像摄像传感器和红外图像传感器。彩色图像摄像传感器可以是用于可见光谱范围内的多个波长的光的光学传感器，即例如用于记录彩色或rgb图像，特别是2d图像数据，特别是机动车的乘员空间。红外图像传感器可以是用于红外范围内的光的传感器，特别是用于检测2d红外图像，特别是机动车的乘员空间。

5、在根据本发明的内部后视镜装置中，彩色图像摄像机传感器和红外图像传感器同样布置在镜片后面的镜面的区域中。因此，彩色图像摄像机传感器和红外图像传感器可以例如布置在镜片和镜面之间，或者布置在镜面中朝向镜片打开的凹槽中，或者布置在镜面的穿孔区域后面，或者布置在镜面对可见光波长或红外波长透明的区域后面等。因此，彩色图像摄像传感器和红外图像传感器可以相应地以不明显的方式集成到内后视镜装置中。在这种情况下，彩色图像摄像传感器和红外图像传感器可以被配置为分离的单个传感器，或者可以组合或集成在唯一的组合或多功能传感器中。因此，这种组合或多功能传感器可以包括例如对可见波长敏感的区域或像素以及对红外波长敏感的区域或像素。

6、根据本发明的内后视镜装置还包括至少一个3d摄像机或3d图像传感装置以及至少一个照明装置。3d图像传感装置是用于记录3d图像或3d数据的设备，即感测区域，特别是相应机动车的乘员空间的距离或深度数据。照明装置被配置为在可见光谱范围之外照亮红外图像传感器和3d图像传感装置的检测区域。换句话说，检测区域可以借助于照明装置例如被波长大于800nm的光或电磁辐射、特别是红外光或红外激光照明或照亮。为此，照明装置可以包括例如至少一个表面发射器或vcsel(垂直腔表面发射激光器)和/或一个或多个led，特别是红外led。因此，由照明装置发射并在相应检测区域中反射的光可以由红外图像传感器或3d图像传感装置检测，以便生成相应的数据。

7、根据本发明，在相应机动车中的内后视镜装置的预期安装位置中，彩色图像摄像传感器、红外图像传感器和3d图像传感装置被布置或定向为，用于观察或成像机动车的乘员空间，特别是驾驶员或驾驶员位置或驾驶员座椅。换句话说，彩色图像摄像传感器、红外图像传感器和3d图像传感装置因此可以被配置和布置成检测—在内后视镜装置的预期安装位置中来自相应机动车内部空间的—朝向镜面的方向上穿过镜片的相应波长的电磁辐射。

8、如针对彩色图像摄像传感器和红外图像传感器所描述的，3d图像传感装置可以包括一个或多个分离的或单独的传感器。同样，3d图像传感装置的一个或多个传感器可以与彩色图像摄像传感器和/或红外图像传感器组合或集成。因此，内后视镜装置可以包括例如三个单独的传感器或组合的彩色图像摄像机和红外图像传感器，以及用于3d图像传感装置的附加3d传感器，或者组合或集成的彩色图像摄像机和红外图像以及3d传感器。

9、通过在此提出的将各种传感器和相关联的照明装置集成到内后视镜装置中，特别是至少部分地集成在镜片后面，可以实现更高的集成密度、降低的封装成本和机动车乘员空间中的其他部件或表面的更大的设计自由度。此外，各种传感器或照明装置对于乘员，特别是机动车的驾驶员来说可能不太可见或不太明显，或者甚至至少基本上不可见。因此，总体而言，可以在机动车中实现吸引人的美学，以及减少分心或视觉干扰或视觉刺激过度的可能性。通过将不同的传感器和照明装置组合或集成到内后视镜装置中，可以在其他位置节省出其他部件所需的安装空间，而所述其他部件不能实际集成到内后视镜装置中。此外，不同的传感器可以用于相同上述的功能，并且至少部分地需要对其传感器数据进行相同或相似的数据处理步骤，因为它们都被提供用于检测机动车的乘员空间和/或乘员。因此，可以以特别有效、高效和节省空间的方式实现至少与红外图像传感器和3d图像传感装置协作的照明装置的相应数据处理或相应控制。因此，例如，单个数据处理设备或电子设备或单个控制器等可以用于内后视镜设备或照明装置的多个或所有传感器。与机动车中传感器的其它方式或者说分散式布置相比，这可以节省相应的数据处理设备或控制器以及相应的布线，从而节省安装空间、成本和复杂性。通过用于数据处理和/或控制的电子元件的这种最小化或标准化，还可以节省重量和操作能量，并且在操作期间可以相应地产生更少的废热。

10、由于在此提出的各种传感器的布置，本发明使得对乘员空间或乘员或至少相应机动车的驾驶员的特别简单、可靠和统一或一致的检测成为可能。因此，根据本发明的内后视镜装置可以特别有效和高效地用于各种基于图像的功能，例如在用于各种驾驶员辅助系统或驾驶辅助功能的驾驶员监控领域中，用于乘员识别，用于激活或控制安全系统(例如约束装置等)，用于信息娱乐功能和/或类似功能。在这种情况下，由于它们的不同类型或功能，各种传感器可以提供广谱的数据或信息，并且可以在乘员空间中的不同情况或不同亮度或照明条件下提供传感器数据，这可以允许各种功能的鲁棒和可靠的执行。

11、根据本发明的后视镜装置不仅可以被设计或用作机动车的内后视镜，而且还可以用于其他应用，例如用于建筑物或室外区域中或周围尽可能不显眼的图像或视频监控，例如用于安全目的或个人保护目的等。

12、在本发明的一个可能实施例中，3d图像传感装置和/或照明装置布置在镜面旁边。特别地，3d图像传感装置和/或照明装置在内后视镜在机动车内的预期安装位置中在车辆垂直方向上布置在镜面上方。通过在此提出的与镜面相邻的布置，可以避免对镜面功能的损害。此外，与例如将3d图像传感装置和/或照明装置布置在镜面本身上、内部或后面的情况相比，内后视镜装置可以更容易且更经济地制造。此外，照明装置与镜面相邻的布置特别可以实现3d图像传感装置和红外图像传感器的检测区域的特别有效的照明，因为例如与布置在镜面的后面等相比，可以避免或减少由照明装置发射的光的衰减。此外，在车辆的垂直方向上，镜面上方的布置对于相应机动车的驾驶员来说可以是特别不明显的或略微分心的。在此，镜片可以在镜片和镜面的主延伸平面中延伸超过镜面，以便也覆盖布置在镜面旁边的3d图像传感装置和/或照明装置。因此，3d图像传感装置和/或照明装置可以布置在镜片后面但靠近镜面。同样，镜片的尺寸或范围可以至少基本上对应于镜面的尺寸或范围。因此，布置在镜面旁边的3d图像传感装置和/或照明装置也可以布置在镜片旁边。例如，这可以避免触及3d图像传感装置或其传感器的辐射和/或由照明装置发射的辐射通过镜片的衰减。例如，布置在镜片旁边的3d图像传感装置和/或照明装置可以被附加的覆盖物来覆盖。然后，这种附加覆盖物可以特别具有不同于镜片的特性，即，它可以专门针对其覆盖3d图像传感装置和/或照明装置的功能进行优化。例如，这可以意味着或包括关于3d图像传感装置和/或照明装置对观察者，特别是机动车的驾驶员的可见性和/或关于各个相关波长的透射率的优化。

13、在本发明的一个可能的改进设计中，内后视镜装置具有视觉遮挡元件，该视觉遮挡元件布置在镜面旁边，特别是在内后视镜装置的预定安装位置中在车辆的垂直方向上布置在镜面上方。在这种情况下，视觉遮挡元件覆盖可选地布置在镜面旁边的3d图像传感装置和/或照明装置。换句话说，3d图像传感装置和/或照明装置因此可以布置在视觉遮挡元件的后面。视觉遮挡元件可以例如邻接镜片或至少基本上在镜片的主延伸平面中延伸。视觉遮挡元件可以是或包括例如在可见光谱范围内变暗或至多部分透明的元件或部件。例如，视觉遮挡元件可以由烟熏玻璃或深灰色或黑色玻璃或相应的深色塑料等制成，或者可以是或具有涂有相应的深色或至少部分或至少主要在可见光谱范围内不透明的层或膜的部件，例如玻璃或塑料镜片，或玻璃或塑料板等。视觉遮挡元件可以是或具有例如用于覆盖(必要时布置在镜面旁边的)3d图像传感装置和/或照明装置的整面的或连续的部件或元件，或者视觉遮挡元件可以是或具有例如相应的栅格面或网格面。对于红外辐射，特别是对于红外图像传感器和/或3d图像传感装置使用的波长，视觉遮挡元件可以特别是完全透明或至少部分或至少主要透明。

14、必要时布置在镜面旁边的3d图像传感装置和/或照明装置被视觉遮挡元件覆盖或布置在视觉遮挡元件后面，这在此可以特别意味着，在相应机动车中的内后视镜装置的预期安装位置中，视觉遮挡元件面向车辆乘员，特别是驾驶员或相应机动车的驾驶员座位。换句话说，从车辆乘员的角度，特别是从机动车的驾驶员位置看，设置在其后面的3d传感器或设置在其后面的照明装置被视觉遮挡元件隐藏。因此，布置在镜面旁边的3d图像传感装置和/或照明装置可以通过视觉遮挡元件对车辆乘员至少基本上不可见，或者至少比没有视觉遮挡元件的情况不那么清晰或不那么容易可见或可识别。因此，视觉遮挡元件可以呈现均匀的表面，这可以避免或减少车辆乘员的视觉分散或过度刺激。同时，视觉遮挡元件可以保护可选地布置在其后面的3d图像传感装置和/或照明装置，例如防止弄脏或刮擦等。

15、在本发明的另一个可能的实施例中，3d图像传感装置和/或照明装置—只要它们不布置在别处提到的视觉遮挡元件后面—同样在镜面的区域中布置在镜片的后面。换句话说，3d图像传感装置或其3d传感器和/或照明装置因此可以布置在镜片和镜面之间或镜面后面，或者可以嵌入镜面中等。在此提出的本发明的实施例可以实现内部后视镜装置的特别紧凑的结构，即特别小的结构空间需求。此外，因此相应的传感器或照明装置对于观察者，即特别是相应的车辆乘员，可以特别不显眼，由此可以避免相应的视觉分心。同样，在此提出的本发明的实施例可以实现不同传感器的相同或特别相似的视角或检测角度和/或照明装置的特别精确地对应的或与之相应的照射角度或照明角度。因此，可以避免或减少3d图像传感装置和/或红外图像传感器的阴影或阴影投射。

16、在本发明的另一可能实施例中，照明装置包括布置在红外图像传感器和/或3d图像传感装置的不同侧上的多个单独光源。因此，当在镜片和/或镜面的主延伸平面中观察时，即在其纵向和/或垂向或横向上观察时，单独光源中的至少一个可以布置在红外图像传感器和/或3d图像传感装置的左侧和右侧和/或红外图像传感装置和/或3d图像传感装置的上方或下方。例如，当在内后视镜装置的纵向上观察时，红外图像传感器和/或3d图像传感装置或其3d传感器可以布置在镜片或镜面的中心区域中，而在每种情况下，单独光源中的至少一个可以布置在镜片或镜面或内后视镜装置的横向端部区域或外部区域中。各个光源可以包括例如红外led或表面发射器等。然而，各种单独的光源可以彼此连接或耦合。因此，例如，单独光源可以例如由中央开关或控制装置或照明装置或内后视镜装置等的电子设备共同或捆绑地切换或控制。在此提出的照明装置或单独光源的配置和布置可以为红外图像传感器和/或3d图像传感装置提供特别可靠、完整和低阴影的照明。因此，它们可以相应可靠地提供特别精确和详细或全面的传感器数据。

17、在本发明的另一可能实施例中，3d图像传感装置是或包括tof相机(tof：飞行时间)。因此，例如，可以测量物体到内后视镜装置或3d图像传感装置的各种距离。例如，这可用于识别相应机动车中的座位是空的还是被占用的，或者车辆乘员是否位于那里。类似地，tof相机可以实现例如乘员的身高估计、乘员的面部识别、乘员的坐姿识别、乘员的手势识别等。这可以以数据处理或相应软件的相对较低的耗费或相对较低的复杂性来实现。此外，tof相机可以提供特别快速的测量或识别，即特别低的反应或响应时间，并且在不同的环境光条件下可靠地工作。

18、在本发明的另一可能实施例中，3d图像传感装置包括利用结构光工作的3d扫描仪。因此，照明装置可以特别地被布置成将预定的光图案发射或投影到3d扫描仪的检测区域中，即在相应机动车中，特别是在其内部空间中的内后视镜装置的预期安装位置中。然后，3d扫描仪可以检测由乘员空间或检测区域中的三维轮廓引起的原始发射光图案的失真或表观变形。基于此，然后可以识别检测区域中相应的三维轮廓。为此，光图案可以是或包括例如条带和/或点和/或其他几何形状等的预定布置。在此提出的使用结构光或基于结构光的三维几何形状的识别或检测可以例如实现特别紧凑的，即节省空间的3d识别，具有特别高的距离或深度识别或测量精度。

19、在本发明的另一可能实施例中，3d图像传感装置包括至少两个基于不同功能原理的3d传感器。例如，在此的3d图像传感装置可以包括在别处提到的tof相机和在别处提到的基于结构光操作的3d扫描仪。单个3d传感器可以例如布置在镜片后面，特别是在镜面的区域中。同样，一个或多个或所有3d传感器可以布置在镜面旁边，例如在别处提到的视觉遮挡元件后面。这两个不同的3d传感器可以例如用于不同的功能或应用，在这种情况下，可以利用更适合相应功能或应用的3d传感器的强项或优点。同样，3d传感器可以彼此组合使用。例如，它们的传感器数据可以相互融合。因此，通过使用几个不同的3d传感器来三维识别或检测相应机动车的乘员空间或可能位于其中的车辆乘员，可以实现对内部空间和/或车辆乘员的特别精确和可靠或鲁棒的识别或检测。因此，基于它的功能或应用程序可以相应地特别可靠和精确地工作。

20、在本发明的另一可能实施例中，内后视镜装置具有壳体。镜面设置在壳体的一侧。电子设备布置在壳体中，用于自动处理或评估来自彩色图像摄像传感器和红外图像传感器以及3d图像传感装置或3d图像传感装置的至少一个3d传感器的传感器数据，并用于自动控制照明装置。例如，壳体可以在一侧或朝向一侧至少大部分被镜面或镜片覆盖或封闭，也就是说，例如完全或整个表面，或者除了围绕镜面的框架或相应的边缘等。因此，容纳电子设备的壳体内部可以布置在镜面后面。电子设备还可以被配置为根据各种传感器的传感器数据产生和输出控制信号。为此，内后视镜装置可以具有例如相应的连接或相应的数据或信号传输接口。此外，内后视镜装置可以例如连接或耦合到相应机动车的车载电气系统。因此，根据设计或要求，电子设备可以仅预处理或完全处理传感器数据，即例如各种传感器的相应图像或图像数据，或者将其转换成例如用于机动车等的辅助系统或致动器的控制信号。由于在此提出的电子设备在内部后视镜装置的壳体中的布置，各种传感器可以以特别简单的方式或以特别短的路径连接到电子设备，即通过特别短且因此特别轻且成本低的电线。此外，由于通常不需要镜面后面的空间，即例如在镜面后侧和机动车挡风玻璃内侧之间的预期安装位置，因此总体上可以实现机动车的特别有效的封装，即安装空间的特别好的利用。这也可以在机动车的其他区域实现相应的设计或设计自由度。

21、本发明还涉及一种配备有根据本发明的内后视镜装置的机动车。因此，根据本发明的机动车可以特别是结合根据本发明的内后视镜装置描述的机动车或对应于该机动车。