(57)【要約】      （修正有）【課題】キャプチャユニットを備える車両用カメラシステムを提供する。【解決手段】車両用のカメラシステムのキャプチャユニット３０は、光学素子３０１と、画像センサ表面３０４を有する画像センサ３０３とを備え、車両環境の一部をキャプチャする。光学素子３０１は、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する歪みを有する。ｒは画像センサ表面３０４上に描かれた物点から光軸と画像センサ表面３０４との交点までの距離であり、αは光学素子３０１の光軸３０２と物点から光学素子３０１に入射するビームとの間の角度である。歪み曲線ｒ＝ｆ（α）は、０＜ｒ＜ｒｍａｘの範囲内のｒｗ＝ｆ（αｗ）について、ｒ”＝ｆ”（αｗ）＝ｄ２／ｄα２［ｒ（αｗ）］＝０を満たす変曲点（αｗ；ｒｗ）を有し、ｒｍａｘは画像センサ表面３０４上の光軸３０２から画像センサ表面３０４の最も遠いエッジ／境界点までの距離ｒ＝ｆ（αｍａｘ）である。【選択図】図４
2018194826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子（３０１）と、画像センサ表面（３０４）を有する画像センサ（３０３）と、を含み、車両環境の一部をキャプチャするキャプチャユニット（３０）、
を備えた車両（１０）用カメラシステム（１３０）であって、
前記光学素子（３０１）は、
歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する歪みを有し、ただしｒは前記画像センサ表面（３０４）上に描かれた物点から前記画像センサ表面（３０４）と光軸（３０２）との交点までの距離であり、αは前記光学素子（３０１）の前記光軸（３０２）と、物点から前記光学素子（３０１）に入射するビームとの間の角度であり、
ｒｗ＝ｆ（αｗ）に対する歪み曲線ｒ＝ｆ（α）が、ｒ”＝ｆ”（αｗ）＝ｄ２／ｄα２［ｒ（αｗ）］＝０を満たす０＜ｒ＜ｒｍａｘの範囲内の変曲点（αｗ；ｒｗ）を有し、ただしｒｍａｘは前記画像センサ表面（３０４）上における前記光軸（３０２）から前記画像センサ表面（３０４）の最も遠い境界点までの距離ｒ＝ｆ（αｍａｘ）であり、
前記歪み曲線の曲率が、
０°＜α＜αｗについてｒ”＝ｆ”（α）＜０
αｗ＜α＜αｍａｘについてｒ”＝ｆ”（α）＞０
を満たす、
カメラシステム（１３０）。
【請求項２】
歪み曲線ｒ＝ｆ（α）が０＜ｒ＜ｒｍａｘの範囲内のただ１つの変曲点（αｗ；ｒｗ）を有する、
請求項１に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項３】
歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の勾配ｒ’＝ｄｒ／ｄαは、歪み曲線のゼロ点ｒ＝ｆ（０）＝０において０°＜α＜αｗの領域内で最大である、
請求項１または２に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項４】
歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の勾配ｒ’＝ｄｒ／ｄαは、歪み曲線の変曲点ｒ＝ｆ（αｗ）＝ｒｗにおいて最小である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項５】
歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の勾配ｒ’＝ｄｒ／ｄαは、αｍａｘがｒ＝ｆ（αｍａｘ）＝ｒｍａｘを満たすときαｗ＜α＜αｍａｘの領域内で最大となる、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項６】
歪み曲線ｒ＝ｆ（α）が次の多項式関数である、
【数１】
2018194826.tif 000005
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項７】
前記歪み曲線ｒ＝ｆ（α）がスプライン関数である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項８】
前記歪み曲線ｒ＝ｆ（α）がベジエ曲線である、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項９】
前記画像センサ領域（３０４）の中心と、前記光軸（３０２）および前記画像センサ表面（３０４）の交点とが一致せず、特に、前記光軸（３０２）が前記画像センサ表面（３０４）に対して偏心して配置される、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１０】
前記光学素子（３０１）は、
部分球面以外の形状を有するレンズを少なくとも１つ含む、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１１】
前記光学素子（３０１）は、
少なくとも１つの非球面レンズを含む、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１２】
前記光学素子（３０１）は、
互いに異なる少なくとも２つのレンズを含む、
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１３】
前記歪み曲線ｒ＝ｆ（α）が光軸（３０２）を中心とする各回転角βに対して同一であるように、前記光学素子（３０１）がその光軸（３０２）に対して回転対称の歪みを有する、
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１４】
前記光軸を中心とする回転角β１に対する第１の歪み曲線ｒ１＝ｆ（α）と、前記光軸を中心とする回転角β２に対する第２の歪み曲線ｒ２＝ｆ（α）とが異なるように、前記光学素子（３０１）が、その光軸（３０２）に対して回転対称ではない歪みを有する、
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１５】
前記光学素子（３０１）はアナモルフィックである、
請求項１４に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１６】
前記キャプチャユニット（３０）のデータを処理するための処理ユニット（１２０）、および／または、
車両運転者が視認可能な、前記キャプチャユニット（３０）によってキャプチャされた情報を表示するためのディスプレイユニット（１１０）、
をさらに備えた、
請求項１ないし１５に記載のカメラシステム（１３０）。
【請求項１７】
請求項１６に記載のカメラシステム（１３０）を少なくとも備えたミラー置換システム。
【請求項１８】
前記ミラー置換システムは、
前記車両運転者が視認可能な前記ディスプレイユニット（１１０）上に、前記キャプチャユニット（３０）によってキャプチャされた前記情報を視覚的に表示するとともに、少なくとも、前記車両の周囲の道路の平面水平部上に位置する視野を表示する、
請求項１７に記載のミラー置換システム。
【請求項１９】
前記ミラー置換システムは、
商用車（１０）の一部であり、
前記キャプチャユニット（３０）は、
メインミラーの視野（１１）と、前記商用車の側方の広角ミラーの視野（１２）と、（近距離）近接ミラーの視野と、フロントミラーの視野との少なくとも１つをキャプチャする、
請求項１７または１８に記載のミラー置換システム。
【請求項２０】
前記ミラー置換システムは、
前記商用車（１０）の一部であり、
前記キャプチャユニット（３０）は、
前記商用車（１０）の同じ側のメインミラーの視野（１１）と広角ミラーの視野（１２）との両方をキャプチャする、
請求項１９に記載のミラー置換システム。
【請求項２１】
前記ミラー置換システムは、
前記商用車（１０）の一部であり、
前記キャプチャユニットは、
（近距離）近接ミラーの視野とフロントミラーの視野との両方をキャプチャする、
請求項１９に記載のミラー置換システム。
【請求項２２】
前記ミラー置換システムは、
乗用車の一部であり、
前記キャプチャユニット（３０）は、
室内ミラーの視野および／または前記乗用車の一方の側のメインミラーの視野をキャプチャする、
請求項１７または１８に記載のミラー置換システム。
【請求項２３】
前記ミラー置換システムは、
運転者が視認可能な少なくとも２つの前記車両の周囲の視野を表示するように適合され、
好ましくは、第１の視野が前記ディスプレイユニットの第１の領域内で視認可能であり、第２の視野が前記ディスプレイユニットの第２の領域内で視認可能であり、前記第２の領域が前記第１の領域から光学的に分離された、
請求項１９ないし２２のいずれか１項に記載のミラー置換システム。
【請求項２４】
前記ミラー置換システムは、
前記カメラシステム（１３０）の共同／共通キャプチャユニット（３０）によって前記２つの視野（１１、１２）の前記情報をキャプチャし、
前記処理ユニット（１２０）は、
前記キャプチャユニット（３０）から受けたデータを、前記ディスプレイユニットの前記第１の領域に表示されるべき情報と、前記ディスプレイユニットの前記第２の領域に表示されるべき情報とに分離し抽出する、
請求項２３に記載のミラー置換システム。
【請求項２５】
前記ミラー置換システムは、
前記車両運転者が視認可能な少なくとも２つの前記車両の周囲の視野を表示するとともに、共同／共通のシームレスに隣接する画像表現で、前記少なくとも２つの視野を前記ディスプレイユニット上に表示する、
請求項１９ないし２２のいずれか１項に記載のミラー置換システム。
【請求項２６】
前記処理ユニットは、
前記ディスプレイユニットの第１の領域に前記第１の視野を表示し、前記第１の領域に直接かつシームレスに隣接する第２の領域に前記第２の視野を表示し、かつ、少なくとも１つの画像方向において、前記第２の視野の倍率とは異なる倍率で前記第１の視野をスケーリングする、
請求項２５に記載のミラー置換システム。
【請求項２７】
前記車両の進行方向は、前記画像センサによってキャプチャされて前記処理ユニット（１２０）によって送信され、
前記処理ユニット（１２０）は、
前記キャプチャユニット（３０）によってキャプチャされた画像上の前記第１の領域および／または前記第２の領域の位置に関して、前記第１の領域および／または前記第２の領域について前記キャプチャユニットによってキャプチャされた前記データから抽出された前記情報を、前記進行方向に応じて調整する、
請求項２３または２４に記載のミラー置換システム。
【請求項２８】
前記キャプチャユニット（３０）の前記光学素子（３０１）の前記光軸（３０２）は、
視野（１１）、（１２）の少なくとも一方と交差する、
請求項１８ないし２７のいずれか１項に記載のミラー置換システム。
【請求項２９】
前記光学素子（３０１）の前記光軸（３０２）は、
前記車両の横方向境界線に対して最大距離５ｍにおける交点（Ｓ）において視野（１１）、（１２）のうちの１つと交差し、
前記横方向境界線（１３）は、
前記車両の中央長手方向平面に平行な平面であって前記車両の横方向の最も外側の点を通過する平面と、水平平面道路と、の交線である、
請求項２８に記載のミラー置換システム。
【請求項３０】
前記横方向境界線（１３）に垂直で、前記交点（Ｓ）を通過し、前記メインミラーの視野の限界によって制限される真っ直ぐな視線部分（１４）が、ｒ”＝ｆ”（α）＜０の０°＜α＜αｗにおける歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の領域内にある、
請求項２９に記載のミラー置換システム。
【請求項３１】
前記変曲点（αｗ；ｒｗ）が前記真っ直ぐな視線部分（１４）を越える、
請求項３０に記載のミラー置換システム。
【請求項３２】
前記ミラー置換システムは、
前記キャプチャユニット（３０）によって前記車両（１０）の一部をキャプチャする、
請求項１７ないし３１のいずれか１項に記載のミラー置換システム。
【請求項３３】
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のカメラシステムを備えた運転者支援システム。
【請求項３４】
請求項１７ないし３２のいずれか１項に記載のミラー置換システムを備えた運転者支援システム。
【請求項３５】
前記カメラシステム（１３０）は、
前記車両の前進方向から見たときに前方に向けられている、
請求項３３または３４に記載の運転者支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両用、特に商用車用のカメラシステムに関する。本発明は、さらに、そのようなカメラシステムを備える自動車用ミラー置換システムと、そのようなカメラシステムを備える車両用運転者支援システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、カメラシステムは、車両上または車両内でますます使用されている。たとえば、乗用車の運転者のための駐車補助を提供するために、従来のミラーのための補助システムとの関連で、車両上で使用されるカメラシステムがある。さらに、カメラシスタムは、いわゆるミラー置換システムとの関連でますます使用されている。ミラー置換システムでは、車両用に規定されたミラー、たとえば、外部ミラー（メインミラー）、乗用車の室内ミラー、または商用車の広角ミラーおよびフロントミラーは、完全に置き換えられる。そのようなミラー置換システムでは、通常はミラーによって可視化される視野は、ミラーが設けられずとも、車両の運転者が当該視野をいつでも見ることができるように、たとえば、車両内部に設けられたモニタまたは別の再生ユニット上に永続的かつリアルタイムに表示される。さらに、車両上のカメラシステムは、いわゆる先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：ａｄｖａｎｃｅｄ  ｄｒｉｖｅｒ  ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  ｓｙｓｔｅｍ）との関連で使用される。ＡＤＡＳでは、カメラシステムによってキャプチャされたデータも、たとえば、それぞれの現在の運転状況に応じて、車両の運転者に表示されるか、または、キャプチャされた画像データは、たとえば、距離および／もしくは障害検出、道路状態検出、車線維持アシスタント、道路標識認識などとの関連で、他の車両構成要素を制御するために評価される。
【０００３】
車両上での使用のために、しばしば、法律上の規定により、または、それぞれ、カメラシステムの対象および意図された目的により、たとえば、解像度、カメラシステムによってキャプチャされる角度範囲、画像深度に対するシャープネスに関する要件などに関して、カメラシステムのキャプチャデバイス（たとえば、カメラ）によって特定の要件が満たされる必要がある。たとえば、同時に、広い角度範囲が記録されるはず／されるべきであり、同時に、キャプチャされた角度範囲の少なくとも１つの領域／部分において、非常に高い解像度および焦点の深度が達成されなければならないように、たとえば、キャプチャされた画像データからの所望のデータの抽出を可能にするこれらの要件は、一時的に反対される。したがって、複雑な車載カメラシステムでは、複数のキャプチャユニットを設け、複数のキャプチャユニットが車両の周りの同じ方向または重なり合う領域の方に向けられていても、その後、複数のキャプチャユニットによってキャプチャされた画像データを、たとえば、結合画像に合成することが通常必要である。代替的には、複数のキャプチャユニットを使用することによって、各キャプチャユニットは、異なる、可能性がある反対の要件に関してそれ自体の機能を割り当てられてもよく、その後、複数のキャプチャユニットによってキャプチャされた画像データは、各画像から、たとえば、運転者支援システムについて、それぞれ割り当てられ割り振られた情報が抽出されるように分析されてもよい。
【０００４】
実際には、これは、通常、たとえば、ミラー置換システムでは、個々の視野が個々のキャプチャユニットによって、すなわち、１視野あたり少なくとも１つのキャプチャユニットにおいて、それぞれキャプチャされなければならないことを意味する。このために、従来技術は、特に、複数の別個の画像センサおよび光学系、すなわち、別個のキャプチャユニットが設けられ、その画像データがその後スティッチングによって合成される、車両上のカメラシステムを提供する。代替的には、複数の画像センサを有する共通光学系を提供することも知られており、複数の画像センサは、より大きい画像センサ表面に結合され、したがって、共通光学系によって、しかし別個の（いくつかの）画像センサによって、より大きい画像をキャプチャすることを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、車両用カメラシステムを提供することを目的とする。この車両用カメラシステムでは、画像データの品質および範囲に対する複雑な要件も、単一の画像センサ表面と単一の光学素子とを有する単一の画像センサを備える単一のキャプチャユニットによって可能な限りフレキシブルに実施され得る。さらに、本発明は、ほとんど努力することなく、それぞれ、カメラシステムによって、ミラー置換システムおよび運転者支援システムに関する複雑な画像キャプチャ要件を実施することが可能な、ミラー置換システムならびに運転者支援システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を備えるカメラシステムと、請求項１８の特徴を備えるミラー置換システムと、請求項３２または請求項３３の特徴を備える運転者支援システムとによって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
本明細書では、光学素子を含むキャプチャユニットと、画像センサ表面を有する画像センサとを備えるカメラシステムは、請求項１で定義される少なくとも１つのキャプチャユニットを備えるカメラシステムとして理解されるべきである。さらに、キャプチャユニットは、たとえば、車両の左側または右側に対する視野をキャプチャするために、請求項１の要件をも満たすか、または異なって設計されるカメラシステムとの関連で提供され得る。請求項１で定義されるカメラシステムのキャプチャユニットは、ただ１つの光学素子と、画像センサ表面を有するただ１つの画像センサとを備え、請求項１で定義されるようにさらに適合されることが不可欠である。
【０００８】
カメラシステムは、単一の画像センサにおいて、高解像度を必要とする領域を表示することができ、比較的大きい角度（広角）をキャプチャユニットによってキャプチャすることができ、その両方を画像センサ上に連動して表示することができるように、キャプチャユニット（たとえば、カメラ）の光学素子を適合させるというアイデアに基づいている。画像センサは、実質的に平面の記録面として理解されなければならず、光学素子によってキャプチャされる画像が実際に示される画像センサの表面は、画像センサ表面と呼ばれる。画像センサ表面ならびに画像センサは、たとえば、矩形であり、すなわち、画像センサ表面は、互いに平行な矩形のそれぞれ２つのエッジにおいてエッジ点を有するエッジを有する矩形表面である。また、画像センサは、通常、矩形であり、画像センサ表面の形状に実質的に対応する。
【０００９】
光学素子は、たとえば、順次に配置された複数のレンズの配置と、必要に応じて他の光学構成要素とを備え、それぞれ、ビームを束ねるなどのために、入射光ビームを画像センサおよび画像センサ表面に向ける働きをする。光学素子の特性、特にその歪みは、レンズおよび光学構成要素の選択によって決定される。光学素子は、回転対称系の場合には、系の回転対称軸である光軸を有する。回転対称系と、光軸に対して回転対称ではない系の両方において、いずれの場合にも、光軸に沿って、光学素子を通る入射光ビームの生じる結像および経路が、それぞれ歪みがないことが保証されるが、光軸からの距離が増加すると共に、画像スケールの局所的変化を引き起こす幾何収差である歪みが生じる。しばしば、スケールの変化は、光軸からの像点の距離の増加に伴う拡大の変化であり、回転対称系では、光軸と画像センサ表面との交点に対応する、１つの点、いわゆる歪み中心を中心とする回転対称である。光学系に応じて、歪みは、異なる場合があり、たとえば、枕状の歪みでは、拡大は、画像フィールドのエッジに向かって増加し、樽型歪みでは、拡大は、エッジに向かって減少する。
【００１０】
さらに、光軸は、入射光ビームが通常、偏向されないように光学素子を通過し、画像センサ表面に入射する軸である。
【００１１】
したがって、自動車用カメラシステムは、たとえば、所望の／必要な画像部分に対して高解像度を有する、広角画像、すなわち、大きい画像角度を有する画像、および実質的に歪みがない、またはほとんど歪みがない画像のような要件を同時に達成することができるように、光学素子を形成する特定のレンズ配置の使用および選択によって、光学素子の歪みを能動的に構成するというアイデアに基づいている。このために、光学素子は、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する歪みを有し、ここで、ｒは、画像センサ表面上に表示された物点から光軸と画像センサ表面との交点までの距離であり、αは、光学素子の光軸と、物点から光学素子に入射するビームとの間の角度である。歪み曲線ｒ＝ｆ（α）は、０＜ｒ（α）＜ｒｍａｘの範囲内の変曲点（turning point）（αｗ；ｒｗ）、好ましくはちょうど１つの変曲点（αｗ；ｒｗ）を有し、ここで、ｒｍａｘは、画像センサ表面上の、光軸から、そこから最も遠くに位置する画像センサのエッジ点までの距離ｒ＝ｆ（αｍａｘ）である。ここで、物点は、光学素子を通過する入射光ビームによって画像センサ表面上に表示される、入射光ビームが発する点である。光学素子の光軸と物点から光学素子に入射するビームとの間の角度αは、それぞれの物点に必要な最小対物開口角に対応し、以下、対物角αと呼ぶ。言い換えれば、対物角αは、光学系または光学素子の外側にある限り、光軸と物点から光学系に入射する光ビームとの間に含まれる角度である。したがって、角度（９０°−α）は、光ビームが光学素子に入る点における入射ビームと、この点を通過し、光軸に対して垂直な平面との間の角度である。
【００１２】
したがって、対物角αは、光学素子の外部の物点から光学素子に入射する光ビームと、光軸とによって囲まれた角度を指す。光学素子を通過した後、この物点は、対応して画像センサ表面上に示される／表示される。
【００１３】
光学素子の歪み曲線ｒ＝ｆ（α）は、したがって、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の二次導関数、すなわち、ｒ”＝ｆ”（α）＝０が適合する画像センサ表面内の変曲点を有する。同時に、α、ｒ座標系において、歪み曲線の原点と、画像センサ表面上の原点から最も遠い画像センサ表面のエッジ点との間の領域において、歪み曲線は、変曲点の一方の側の左曲線部分と、変曲点の他方の側の右曲線部分とを有し、ここで、右曲線部分（ｒ”＝ｆ”（α）＜０）は、０°＜α＜αｗの領域内に存在し、左曲線部分（ｒ”＝ｆ”（α）＞０）は、αｗ＜α＜αｍａｘの領域内に存在し、αｍａｘは、画像センサ表面の制限によって定義される。αｍａｘは、光軸から画像センサ表面の最も遠いエッジ点までの最大距離ｒｍａｘに対応する角度αである。たとえば、光軸が画像センサ表面上の中心に、すなわち、実質的に矩形の画像センサの重心に位置する場合、ｒｍａｘは、画像センサ表面上の光軸から矩形の（任意の）エッジ点までの距離に対応する。光軸が偏心して（eccentrically）配置される場合、すなわち、画像センサ表面の中心に配置されない場合、ｒｍａｘは、実質的に矩形の画像センサの場合、光軸から、光軸から最も遠い矩形のエッジまでの距離によって定義される。α、ｒ座標系の原点は、画像センサ表面上の光軸に対応する。
【００１４】
上記歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を使用することによって、特定のまたは定義された、比較的大きい、歪みのないまたは実質的に歪みのない、高解像度を有する表示された部分は、したがって、光軸と画像センサとの交点および画像センサ上の光軸の近くでそれぞれ達成することができる。同時に、より大きいαについて、すなわち、光軸からより遠くに位置する物点について、たとえば、法的に定められた視野を表示するのに依然として十分な比較的高い解像度が達成され得る、大きい角度部分をキャプチャすることができる。ここで、極端に高い解像度を有し、その結果として大きいデータセットを必要とするキャプチャユニットを使用する必要はない。結果として、歪み補正のための画像データの後処理は、まったくまたはほとんど必要とされず、それにもかかわらず、現在の／既存の解像度に影響する、特に増加させる可能性はない。
【００１５】
具体的には、Ｓ字カーブの形状を有する歪み曲線は、比較的低い解像度を有する単一の画像センサが、それにもかかわらず、シャープネス、解像度、および同様の要件、ならびに画像領域に関して、単一のキャプチャユニットによって商用車の周囲の２つの視野をキャプチャし、視野の一方が広角ミラーの視野である場合でも、モニタまたはディスプレイユニット上にミラー置換システムとの関連でそれらを表示することを可能にする画像表現を提供することを可能にする。それぞれ比較的低い解像度を有する画像センサおよびキャプチャユニットが使用され得るという事実のために、キャプチャユニットのデータを処理する処理ユニットにおいて、処理しなければならないデータボリュームが減少する、費用効果的で単純化された方法でシステムを設計することが可能であり、したがって、たとえば、キャプチャユニットの計算ユニットまたは作業メモリのような、データボリュームを処理する構成要素は、より小さく、したがって費用効果的に設計することができる。さらに、処理ユニットの同様の設計の場合、一方では、迅速なデータ処理を実行することができ、他方では、処理ユニット、特に基礎となる電子システムがより昇温せず、したがって、単純化された熱管理を可能にするように、処理速度は、より速く、システム負荷は、より低い。
【００１６】
単一の共通／共同キャプチャユニットが、たとえば、２つの視野のデータをキャプチャすることができるという事実に加えて、別個のキャプチャユニットのデータを、少なくとも、１つの共通キャプチャユニットが車両環境の所望のサブ領域をキャプチャする程度まで結合する必要はない。
【００１７】
同時に、歪み曲線によって、車両環境のキャプチャされたサブ領域内の必要とされるまたは要求される場所、すなわち、車両環境内の関連性が高い領域において、非常に高い解像度を達成することができる。最後に、データ処理ユニットによって読み出された画像センサの一部が、必要であれば、画像センサ上で変位／シフト、すなわち、変更され得るように、画像センサ表面全体にわたって十分に高い解像度を達成することができるように、画像センサ表面全体を利用することが可能である。読出し部分のそのような変位（パンニング）は、たとえば、運転状況に応じて、または、車両運転者がキャプチャユニットによってキャプチャされる領域を手動で調整したい場合、行われる場合があり、その領域は、車両上のディスプレイユニットに表示され得る。これは、表示されるエリア／領域を調節するためのキャプチャユニットの機械的調整を行う必要がないことを意味する。失敗の確率を低減しながらカメラシステムがより費用効果的かつ堅牢であるように、画像センサ表面上の読出し部分のデータを「シフトする」ことによってこの調整を行うことができる。
【００１８】
回転対称光学素子では、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）も回転対称であり、すなわち、画像センサ上の光軸を中心とするすべての角度βについて同一であり、光軸は、点として表示される。回転対称ではない光学素子では、画像センサ上に表示される光軸を中心とする異なる部分的角度範囲について、異なる歪み曲線ｒ＝ｆ（α）、すなわち、画像センサ上の光軸を中心とする特定の部分的角度範囲に適合するｒβ１＝ｆβ１（α）、ｒβ２＝ｆβ２（α）．．．ｒβｎ＝ｆβｎ（α）を提供することができる。基本的には、共通の歪み曲線が適合する部分的な角度範囲は、光学素子に関するレンズおよび他の光学構成要素の配置が許す限り、任意に大きくすることができる。
【００１９】
好ましくは、カメラシステムの歪み曲線ｒ＝ｆ（α）は、０＜ｒ（α）＜ｒｍａｘの範囲内のただ１つの変曲点（αｗ；ｒｗ）を有する。これは、車載カメラシステムにおける要件に関して、特に、一方では解像度および精度に関して、他方ではカメラシステムによってキャプチャされる角度の角度範囲に関して、利用可能な画像センサ表面を最適に使用することを可能にする。
【００２０】
特に好ましい実施形態によれば、０＜α＜αｗの領域における歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の勾配ｒ’＝ｄｒ／ｄαは、歪み曲線の原点またはゼロ点（ｒ＝ｆ（０）＝０）において最大である。これは、画像センサ表面上の光軸のすぐ近くでは、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の勾配は、最大であり、その後、変曲点に向かって減少することを意味する。ゼロ点における歪み曲線の最大値は、絶対値である必要がないが、これは、除外されない。通常、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の表示された部分において、歪み曲線が、ゼロ点において０°＜α＜αｗの領域に関して最大値を有すれば十分である。これは、光軸を中心とする比較的大きいエリアを表示することを可能にし、または、この領域内の光軸から開始して、特に、従来の歪み曲線、たとえば、等距離歪み曲線に対してまたはそれと比較して、最大のまたは比較的大きい歪み曲線の勾配で表示することができる。この場合、同一の角度αに対する距離ｒは、歪み曲線の場合よりも画像センサ表面上でより小さく、ゼロ点α＝０、ｒ＝０の領域内またはすぐゼロ点において最大の可能性がある勾配を有する。
【００２１】
別の特に好ましい実施形態によれば、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）に関する勾配ｒ’＝ｄｒ／ｄαは、変曲点（αｗ；ｒｗ）において最小である。歪み曲線のゼロ点における最大の可能性がある勾配と同様に、ここでも、最小値は、画像センサ上の歪み曲線の表示された部分に関する相対的な最小値として理解されるべきであり、（画像センサを超えて位置する可能性がある）全体的な（仮想的な）歪み曲線にわたる絶対最小値であるとは限らない。最小値が、表示された部分内、および画像センサ表面のエリア内のそれぞれで最小値であれば、すなわち、０°＜α＜αｍａｘの領域内で最小値であれば十分である。
【００２２】
歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の勾配ｒ’＝ｄｒ／ｄαが、αｍａｘ、すなわち最大半径ｒｍａｘにおける最大で、０°＜α＜αｍａｘの範囲内にあることも好ましい。また、この最大値は、歪み曲線の絶対最大値である必要はない。この位置において、αｗ＜α＜αｍａｘの領域に関する歪み曲線の最大値が位置すれば十分である。
【００２３】
好ましい実施形態によれば、上記特性を有する歪み曲線は、次の多項式関数によって実現することができる。
【００２４】
【数１】
2018194826.tif 000003
【００２５】
代替的には、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）は、ｎ次スプライン、すなわち、トラバースによって提供することもできる。すなわち、段階的に、最大ｎ次の多項式から成る関数として提供されてもよい。この場合、多項式は、したがって、単一の多項式によって提供されるのではなく、段階的に構成された複数の多項式によって提供される。さらなる可能性は、パラメータ的にモデル化された曲線であり、したがって、０＜ｒ＜ｒｍａｘの領域内の（たった）１つの変曲点の要件を満たすこともできるベジエ曲線を提供することである。これらの数学的関数は、光学素子および光学素子の歪み曲線のそれぞれ比較的単純なモデル化を可能にする。
【００２６】
特に好ましい実施形態では、通常は矩形の画像センサ表面の重心、および光軸と画像センサ表面との交点、および画像センサ表面上の光軸の画像は、それぞれ、互いにずれる。具体的には、光軸は、画像センサ表面に対して偏心して配置され、すなわち、重心に配置されない。これは、より具体的かつ改善された方法で画像センサ表面上の歪みに関して所望の領域を定義し、モデル化することを可能にし、必要ならば、たとえば、車両運転者に可視であるディスプレイユニット上に所望の領域を表示するために、または、特定のデータに関して所望の領域を評価するために、処理ユニットによって所望の領域を切り出す、または所望の領域を抽出することを可能にする。したがって、関心領域を、画像センサのほぼ全面にわたって、または画像センサ表面全体にわたって選択することができ、切り取りまたは読出し、データ処理ユニットによってさらに処理することができる。
【００２７】
好ましくは、光学素子は、一列に配置された複数のレンズによって実現され、必要ならば、たとえば、フィルタなどの他の光学構成要素によって補完される。光学素子は、たとえば、部分球面以外の表面を有する少なくとも１つのレンズ、少なくとも１つの非球面レンズ、および／または自由曲面を有する少なくとも１つのレンズを備える。その歪み曲線ｒ＝ｆ（α）内に（たった）１つの変曲点（αｗ；ｒｗ）を有する光学素子を提供することを可能にするので、その特性および形状に関して異なる少なくとも２つのレンズを組み合わせることが特に好ましい。異なる表面を有するいくつかの回転対称レンズが一列に並んで配置されている場合、これは、光軸を中心とする各回転角βに対して同一である歪み曲線ｒ＝ｆ（α）をもたらす。この場合、光学素子全体は、したがって、その光軸に対して回転対称である。これは、キャプチャユニットも、たとえば、解像度に関して実質的に回転対称の要件を有する場合、特に有利である。
【００２８】
代替的には、光軸を中心とする回転角β１に関する第１の歪み曲線ｒβ１＝ｆ（α）が光軸を中心とする回転角β２に関する第２の歪み曲線ｒβ２＝ｆ（α）と異なるように、その光軸に関して回転対称ではない歪みを有する光軸を提供することも可能である。しかしながら、好ましくは、キャプチャされた画像の特定の領域の解像度、角度範囲などに関するそれぞれの要件を満たすことができるように、歪み曲線は、少なくとも部分的に、すなわち、光軸を中心とする特定の角度範囲について、同一または非常に類似している。基本的には、任意の数の歪み曲線ｒβｎが提供されてもよい。しかしながら、非回転対称歪みに関して、少なくとも、それぞれ、第１の歪み曲線ｒβ１＝ｆ（α）および第２の歪み曲線ｒβ２＝ｆ（α）を有する部分が提供されれば十分である。回転対称歪みが意図されていない場合、光軸を中心とする回転角度に応じて異なる歪み曲線が存在するように、光学素子がアナモルフィックである、すなわち、それ自体は回転対称ではないことが望ましい。たとえば、光学素子を形成する１つまたは複数のレンズがアナモルフィックであることが可能である。代替的には、たとえば、その配置が光学素子の光軸に対して少なくとも部分的に偏心している光学素子の個々のレンズまたは光学構成要素の配置を選択することができる。
【００２９】
さらに、カメラシステムは、好ましくは、キャプチャユニットのデータを処理するための少なくとも１つの処理ユニット、および／または車両運転者が見ることができるキャプチャユニットによってキャプチャされた情報を表示するためのディスプレイユニットを備える。データを処理するための処理ユニットは、たとえば、車両の一般的なオンボードコンピュータ（ＥＣＵ）との関連で設けられてもよく、または、カメラシステムのために特に設けられた別個のユニットであってもよく、または、カメラシステム自体に組み込まれてもよい。ディスプレイユニットは、たとえば、モニタとして、複数のモニタとして、他の車両構成要素上の投影などとして形成される。視覚的ディスプレイユニットの他に、ディスプレイユニットは、追加的にまたは補足的に、音声再生ユニットとして実装されてもよい。さらに、たとえば、運転者支援システムとの関連で、特定の運転状況においてのみ運転者に警告するディスプレイユニットであってもよく、その警告は、カメラシステムによってキャプチャされた画像データの処理ユニットによる評価が対応する信号をディスプレイユニットに送信する場合、再び、視覚的ディスプレイ、音響信号、または、たとえば、ステアリングホイールの振動のような触覚信号によって行われてもよい。
【００３０】
カメラシステムの特に好ましい使用は、ミラー置換システムとの関連での使用である。車両用ミラー置換システムがますます使用されており、それによって、車両上または車両内の従来のミラーが置き換えられている。車両用に規定され、したがってミラー置換システムとの関連で置き換えることができるミラーのタイプは、通常は法規制によって、たとえば、ヨーロッパでは、国際連合欧州経済委員会（ＵＮ／ＥＣＥ）の規則４６号（付録４５、現在利用可能な改定６）によって規定される。別の主題は、法規制に従って運転者にとって永続的かつ持続的に可視である必要のない領域を監視することを可能にする、規定されていない視覚的サポートである、いわゆる追加の視覚システムである。このタイプの追加の視覚システムの例は、たとえば、駐車支援との関連では、車両上の反転カメラである。
【００３１】
世界中の多くの国で、（ＥＣＥ−Ｒ４６「室内ミラーグループＩ」による）車両内に設けられた室内ミラー、ならびに運転者側およびしばしば同様に乗員側の（ＥＣＥ−Ｒ４６「メインミラー（小型）グループＩＩＩ」による）（小型）メインミラーが、乗用車用に規定されている。商用車について、通常、運転者室を介して車両の後部を遮ることなく見ることはできないので、室内ミラーは、通常、規定されない。むしろ、通常は、（ＥＣＥ−Ｒ４６「メインミラー（大型）グループＩＩ」による）メインミラー（大型）および（ＥＣＥ−Ｒ４６「広角ミラーグループＩＶ」による）広角ミラーが、他のミラーの他に規定される。メインミラーは、車両の外側に取り付けられ、運転者が外部ミラーとして見ることができるミラーである。国の規制に応じて、たとえば、（ＥＣＥ−Ｒ４６「近距離／接近ミラーグループＶ」による）近距離／接近ミラーおよび／または（ＥＣＥ−Ｒ４６「フロントミラーグループＶＩ」による）フロントミラーなどが商用車のためにさらに規定される場合がある。
【００３２】
異なるミラーによって見られる必要があり、したがって、カメラ監視システムによっても見られる必要がある車両の周囲の領域は、それぞれ、個々の国および領土／地方の対応する法的要件において定義／規定されている。通常、車両の周囲の道路の平面および水平部分を指定し、車両運転者が恒久的に、いつでも、リアルタイムで見ることができなければならない、いわゆる視野が定義される。
【００３３】
乗用車の室内ミラーの視野は、たとえば、ＥＣＥ−Ｒ４６におけるように、車両の長手方向の中央平面に対して中心に位置し、２０ｍの幅を有し、車両運転者の視点の背後に水平線から６０ｍまで延在する、道路の平面および水平部分を車両運転者が見ることができることが定義される。乗用車用のメイン外部ミラーの視野は、車両の運転者側に関して、少なくとも、車両の長手方向の中央平面に平行で、車両の運転者側の最も外側の点を通って延在する平面によって車両側で制限され、車両運転者の視点の背後に水平線から３０ｍまで延在する、５ｍの幅を有する、道路の平面および水平部分を運転者が見ることができることが定義される。メイン外部ミラーの視野は、車両の垂直中央長手方向平面に平行で、車両の運転者側の最も外側の点を通過する平面によって車両側で制限され、車両運転者の視点を通過する垂直平面の背後４ｍから始まる、１ｍの幅を有する道路のストリップをさらに含む。乗員側の外部ミラーの視野は、車両の乗員側で同様に定義される。
【００３４】
商用車の運転者側（乗員側についても同様）のメインミラー（メイン外部ミラー）の視野は、たとえば、ＥＣＥ−Ｒ４６におけるように、少なくとも、車両の垂直中央長手方向平面に平行で、車両の運転者側の最も外側の点を通過する平面によって車両側で制限され、車両運転者の視点の背後で水平線から２０ｍまで延在する、４ｍの幅を有する、道路の平面および水平部分を車両運転者が見ることができるものである。この視野は、車両の垂直中央長手方向平面に平行で、車両の運転者側の最も外側の点を通過する平面によって車両側で制限され、運転者の視点を通過する垂直平面の４ｍ背後から開始する、１ｍの幅を有する道路のストリップをさらに含む。通常は商用車のみに設けられ、乗用車には設けられない広角ミラーの視野は、少なくとも、１５ｍの幅を有し、車両の垂直中央長手方向平面に平行で、車両の運転者側の最も外側の点を通過する平面によって車両側で制限され、運転者の視点の背後に少なくとも１０ｍ〜２５ｍ延在する、道路の平面および水平部分を車両運転者が見ることができるように定義される。広角ミラーの視野は、４．５ｍの幅を有し、車両の垂直中央長手方向平面に平行で、車両の運転者側の最も外側の点を通過する平面によって車両側で制限され、運転者の視点を通過する垂直平面の背後１．５ｍから始まる道路のストリップをさらに含む。
【００３５】
ＥＣＥ−Ｒ４６によれば、近距離または接近ミラーの視野は、たとえば、少なくとも、車両の垂直中央長手方向平面に平行で、車両の乗員側の最も外側の点を通過する平面、この平面に平行に延在し、この平面から２ｍ離間された平面、車両運転者の視点を通過する平面に平行で、この平面の背後１．７５ｍに延在する平面、車両運転者の視点を通過する平面の前方１ｍに延在し、この平面に平行な垂直平面、またはこの平面が、車両運転者の視点を通って平行に延在する垂直平面の前方１ｍよりも近くに延在する場合、車両のバンパーの一番外側の点を通過する平面によって制限される、車両の外側の道路の平面および水平部分を車両運転者が見ることができるように設けられる。近距離または接近ミラーの視野が、地面から２．４ｍよりも高くに取り付けられたミラーによってキャプチャされるか、または対応するキャプチャデバイスによってキャプチャされる車両では、前方で２ｍの半径に丸められてもよく、以下のラインによって制限された、車両の側面に沿った道路の平坦な水平部分と、近距離または近接ミラーの上記で定義した視野の外側とを運転者が見ることができるように、説明した視野は、車両側面の前方４．５ｍの距離に延在する平面によって横方向に、車両運転者の視点を通って延在する垂直平面に平行で、この平面の背後１．７５ｍに配置された平面によって後方に、運転者の視点を通って延在する垂直平面に平行で、この平面の前方３ｍに配置された平面によって前方に拡張される。
【００３６】
ＥＣＥ−Ｒ４６によれば、フロントミラーの視野は、以下の平面、車両正面における最前点を通過する垂直横断平面と、この平面の前方２ｍに延在する垂直横断平面と、車両の運転者側の最も外側の点を通過する、車両の垂直中央長手方向平面に平行な平面と、車両の乗員側の最も外側の点から２ｍの距離に延在する、車両の垂直中央長手方向平面に平行な平面とによって制限された、道路の平面および水平部分を車両運転者が見る／見渡すことができるように設けられなければならない。
【００３７】
本明細書では、メインミラー、広角ミラー、室内ミラー、近距離ミラー、フロントミラーなどの視野を参照する場合、説明されているミラーの視野に対応する、国の利用可能な規制においてそれぞれ定義されている対応する視野が意味される。対応する国の規制または定義が視野に利用できない場合、説明されている寸法は、それぞれの視野の定義として考慮されなければならない。
【００３８】
好ましくは、カメラシステムによってキャプチャされたデータのための処理ユニット以外に、好ましくは、運転者のためのキャプチャユニットによってキャプチャされた情報を視覚的に表示するためのディスプレイユニットを備えるミラー置換システムは、ディスプレイユニットが車両運転者に見ることができるデータを表示するように設計される。これは、たとえば、車両の内側もしくは外側に配置されたモニタによって、または車両構成要素上への投影によって行われてもよい。
【００３９】
好ましくは、ミラー置換システムは、車両運転者に見ることができる少なくとも１つの視野をディスプレイユニット上に表示するように適合される。具体的には、この視野は、上記で説明した視野のうちの１つであってもよい。
【００４０】
別の好ましい実施形態によれば、ミラー置換システムは、共通／共同画像センサ、すなわち、単一の画像センサを有するカメラシステムの共通／共同キャプチャシステムによって、同じ車両側でメインミラーの視野と広角ミラーの視野とをキャプチャし、運転者に見ることができるディスプレイユニット上にそれらを表示するように適合される。具体的には、メインミラーの視野および広角ミラーの視野のための共通／共同の単一のキャプチャユニットであるキャプチャユニットの光学素子の特性歪み曲線のために、商用車の広角ミラーの視野に必要な表示されるべき比較的大きい角度と、適切な解像度、特に、メインミラーの視野および深度、すなわち、メインミラーの商用車に沿った後方への視野の延長の両方を提供することができる。
【００４１】
同じことは、メインミラーの視野および広角ミラーの視野の代わりに、近距離／接近ミラーの視野およびフロントミラーの視野が、共通／共同カメラシステムによって、特に、単一のキャプチャユニットによって同時にキャプチャされる場合、当てはまる。
【００４２】
好ましい実施形態によれば、車両の周りの少なくとも２つの視野が運転者に見えるように表示され、同じキャプチャユニット、すなわち、同じ光学素子および同じ画像センサによってキャプチャされる場合、第１の視野がディスプレイユニットの第１の領域に視覚的に表示され、第２の視野が第１の領域から光学的に分離されたディスプレイユニットの第２の領域に視覚的に表示される。この光学的分離は、たとえば、分割画面方法によって、共通モニタ、すなわち、共通ディスプレイユニットの２つの分離された領域において、第１および第２の視野をそれぞれ表示することによって行われてもよい。たとえば、メインミラーおよび広角ミラーの視野がキャプチャされる場合、メインミラーの視野は、第１の領域に表示されてもよく、広角ミラーの視野は、第１の部分の下または上に位置する第２の領域に表示されてもよく、好ましくは、固定された分離、たとえば、バーの形態、または、重畳された光学的分離、たとえば、ラインが設けられる。すなわち、キャプチャされた画像データから、処理ユニットは、第１の領域に表示されるべきデータと、第２の領域に表示されるべきデータとを抽出する。したがって、それぞれの視野が表示される場所は、車両運転者にとって明らかに認識可能である。ディスプレイユニット上の第１および第２の部分における視野の表示は、好ましくは、それぞれの視野がどこに表示されるかという問題に関して、車両の動作中に変更されない。
【００４３】
処理ユニットが、キャプチャユニットから受信したデータを、ディスプレイユニットの第１の部分に表示されるべきものと、ディスプレイユニットの第２の部分に表示されるべきデータとに分離する、またはデータを抽出するように適合されることが好ましい。もちろん、たとえば、運転方向および／または速度に応じて、たとえば、追加の情報が重畳されるように、危険であると指摘されるように、または、常時視覚的に表示されている視野全体との関連で、同じものがそれぞれの領域において拡大もしくは縮小されるように、処理ユニットによってさらなる画像処理が行われてもよい。
【００４４】
ここで、第１の領域のためのデータおよび第２の領域のためのデータは、画像センサ上の重複領域から抽出されることが可能であり、すなわち、第１の領域のための情報が抽出される画像センサ上の領域と、第２の領域のための情報が抽出される画像センサ上の領域とは、たとえば、水平方向に重複することが可能である。画像センサから情報を抽出した後、抽出された領域は、必要ならば異なる倍率でデジタル的に拡大されてもよい。
【００４５】
ディスプレイユニット上に２つの別個の領域を表示する代わりに、２つの視野がディスプレイユニット上の単一のシームレスに隣接する画像（パノラマビュー）に表示されてもよい。これは、かなりの追加の調整および計算作業でのみ可能な、異なる歪みを有する２つの異なる光学系をシームレス画像に合成する必要がないように、表示されるべきデータが共通画像センサによってキャプチャされ、したがって、同じ光学系が２つの視野をキャプチャするために使用される場合に可能である。それにもかかわらず、少なくともそれらの（仮想）界面に垂直な方向における２つの領域は、異なる倍率によって、すなわち、たとえば、垂直方向で同じ倍率、しかし水平方向で異なる倍率によって拡大または縮小することができる。
【００４６】
好ましくは、処理ユニットは、たとえば、車両の走行方向、画像センサ上のキャプチャユニットによってキャプチャされた画像内の位置に関する、キャプチャユニットによってキャプチャされたデータから抽出された第１および／または第２の領域に関する情報のような、センサによってキャプチャされ、処理ユニットによって送信される情報に応じて調整するように適合される。たとえば、商用車の広角ミラーおよびメインミラーの視野がキャプチャユニットによってキャプチャされる場合、たとえば、運転方向センサ、すなわち、操舵角をキャプチャするセンサは、ディスプレイユニット上で運転者に表示される情報が抽出される領域を調整するように処理ユニットに促すデータを提供することができる。たとえば、直進している間、表示されるべき情報は、メインミラーの視野のための画像センサ表面の第１の領域において提供されてもよく、カーブに沿って走行するとき、すなわち、曲がっているとき、この情報は、画像センサ表面の第２の部分において提供されてもよい。したがって、所望の可視領域は、キャプチャユニットを実際に調整することなく、調整／更新される。画像センサ表面の領域における変曲点を有する歪み曲線は、抽出された領域が画像センサ上でシフトされた場合であっても、画像の最良かつ適切なシャープネスを保証することを可能にする。具体的には、画像センサ表面の読出し部分は、運転者が視野をよりよく見ることを可能にするようにシフトされ（いわゆるパニング）、キャプチャユニットの歪み曲線のために、実質的な歪み補正または画像処理なしで使用できるようにシフトされてもよい。したがって、キャプチャユニットの機械的調整は、もはや必要ではない。
【００４７】
これは、車両運転者がミラーに類似してカメラモニタシステムによって実装される仮想ミラーを手動で調整したい場合にも使用することができる。
【００４８】
要求に応じて、単一の車両センサがセンサとして使用されてもよく、または少なくとも２つの車両センサの組み合わせが使用されてもよく、たとえば、車両の異なる側における機能的に同一のセンサ（たとえば、車輪センサ）または異なるセンサが使用されてもよい。
【００４９】
また、車両の走行方向を示すセンサとは異なるセンサも、画像センサ表面上の抽出情報領域の変位を引き起こすことができる／トリガすることができる。
【００５０】
好ましい実施形態によれば、ミラー置換システムでは、キャプチャユニット、特にキャプチャユニットの光学素子の光軸の配置は、視野または視野の１つと交差するように配向される。好ましくは、キャプチャされ表示される視野がメインミラーおよび広角ミラーの視野である場合、光軸は、車両の横方向境界線に対して最大５ｍの距離を有する交点において道路の平面水平部内の視野と交差し、横方向境界線は、車両の最も外側の点または横方向に最も外側の点を通過する、車両の中央長手方向平面に平行な平面の交線である。したがって、この交点を通過し、メインミラーの視野の限界によって制限される真っ直ぐな視線部分が、右に曲がる歪み曲線の領域内、すなわち、歪み曲線の二次導関数が０未満（ｒ”＝ｆ”（α）＜０）の領域内に位置することが可能である。ここで、歪み曲線の変曲点は、好ましくはこの真っ直ぐな視線部分を越えて位置する。したがって、従来の歪み曲線と比較して、この領域は、入射光ビームの角度αに対して画像センサ上の比較的大きい領域をカバーし、したがって、高解像度で表示することが可能である。
【００５１】
好ましい実施形態によれば、ミラー置換システムは、キャプチャユニットによって車両の一部をキャプチャし、車両運転者に見ることができるディスプレイユニット上にそれを表示するように適合される。これは、運転者が容易に順応することを可能にし、さらに、特に商用車において、商用車および可能性のある障害物の空間的状況についてよく把握することを可能にする。
【００５２】
代替的には、またはミラー置換システムに加えて、カメラシステムは、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）に使用することができる。ここで、キャプチャされた情報を、たとえば、他の車両環境情報に関して、たとえば、道路線、交通標識、他の道路ユーザなどの存在に関して評価することが可能であり、たとえば、この情報を、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）の一部である、または先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）を構成する、適応クルーズ制御システム（ＡＣＣ、ＡＤＲ、ＳＴＡ）、緊急ブレーキアシスタント（ＡＢＡ）、アクティブ車線維持アシスタント（ＬＫＡ、ＬＫＡＳ）、車線変更アシスタントなどに供給し、制御ユニットによって他の車両構成要素に対応する出力を提供することが可能である。
【００５３】
特に好ましい実施形態では、カメラは、車両の前進方向に見て前方に向けられる。これは、自動距離制御などに特に有利である。加えて、運転者支援システムによってキャプチャされた情報は、ミラー置換システムとの関連、または別の支援システムとの関連で、運転者に出力および／または表示することができる。たとえば、オーディオ信号、触覚信号など、たとえば、ステアリングホイールの振動によって、対応する警告信号を運転者に出力することが可能であり、たとえば、危険な状況に対して運転者に警告することが可能である。
【００５４】
以下、次の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明によるカメラシステムを使用するミラー置換システムの概略図。
【図２】本発明によるカメラシステムを有する商用車の斜視図。
【図３】カメラシステムの必須構成要素の簡略断面図。
【図４】図３によるカメラシステムの必須構成要素の斜視図。
【図５】カメラシステムのキャプチャユニットの光学素子の構造の一実施形態の概略斜視断面図。
【図６】カメラシステムのキャプチャユニットの光学素子の詳細な構造のさらなる断面斜視図。
【図７】α、ｒ座標系におけるキャプチャユニットの光学素子の歪み曲線を示す図。
【図８】キャプチャシステムのキャプチャユニットの光学素子の歪み曲線の一次導関数を示す図。
【図９】カメラシステムのキャプチャユニットの光学素子の歪み曲線の二次導関数を示す図。
【図１０】（ａ）は従来の歪み曲線と比較してカメラシステムのキャプチャユニットの光学素子の歪み曲線を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す歪み曲線の原点周辺を詳細に示す図。
【図１１】図２によるメインミラーおよび広角ミラーの視野が示されている、キャプチャユニットの画像センサの概略図。
【図１２】図１１に示す実施形態のカメラシステムのキャプチャユニットの歪み曲線の詳細を示す図。
【図１３】車両の運転状況に応じて示されるべき領域の移動を概略的に示す、商用車の概略上面図。
【図１４】画像センサ表面上の図１３による関心領域のシフト／変位を示す、カメラシステムのキャプチャユニットの画像センサ表面の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１は、たとえば、商用車のためのミラー置換システム１００の概略図を示す。ミラー置換システム１００は、運転者支援システムに組み込むことができ、または別個のミラー置換システム１００として使用されてもよい。ミラー置換システム１００は、カメラシステム１３０と、処理ユニット１２０と、ディスプレイユニット１１０とを備える。カメラシステム１３０によってキャプチャされた画像データは、処理ユニット１２０に供給され、処理ユニット１２０は、適切な処理の後、車両運転者が見ることができるこれらの画像データを表示するためのディスプレイユニット１００にこれらの画像データを供給する。ミラー置換システム１００は、さらに、１つまたは複数の車両センサ１４０に結合されてもよく、１つまたは複数の車両センサ１４０はまた、たとえば、車両の現在の運転状態（操舵角、走行速度、走行方向）のようなデータを処理ユニット１２０に供給し、そのデータは、カメラシステム１３０から受信したデータを処理するとき、処理ユニット１２０によって考慮される。代替的には、車両センサ１４０は、カメラシステムが車両センサ１４０によって受信されたデータに応じて直接制御されるように、カメラシステム１３０に直接結合することができる。したがって、処理ユニット１２０が、カメラシステム１３０を制御するためのデータをカメラシステム１３０に出力することも可能である。
【００５７】
処理ユニット１２０は、たとえば、車両のオンボードコンピュータの形態で、カメラシステム１３０とは別個の処理ユニットとして設けられてもよく、または、代替的に、カメラシステム１３０に組み込まれてもよい。ディスプレイユニット１１０は、たとえば、車両内に設けられたモニタであり、そこで処理ユニット１２０から供給されたデータが車両運転者に見ることができるように表示される。代替的には、車両内に設けられたモニタの代わりに、車両の外側に、たとえば、従来の車両のミラーの領域に取り付けられたディスプレイユニットを設けることができる。さらに、ディスプレイユニットは、車両内の車両構造構成要素上の投影の形態で実装することができる。ディスプレイユニット１１０に関して、処理ユニット１２０によって供給されたデータを表示するためのモニタが設けられる図示の実施形態以外に、複数の別個のモニタまたはディスプレイユニットもディスプレイユニットを構成することができることに留意されたい。要求に応じて、これらのモニタは、同一に形成されてもよく、または互いに異なるように形成されてもよい。
【００５８】
さらに、特に、運転者支援システム（ＡＤＡＳ）との関連で使用される場合、ミラー置換システム１００、特にその処理ユニット１２０は、必要ならば、車両１５０のさらなる情報構成要素または制御構成要素に接続され、その構成要素は、運転者のためのディスプレイユニット、たとえば、オーディオメッセージユニット、または車両を直接制御する構成要素、たとえば、操舵支援であってもよい。
【００５９】
カメラシステム１３０は、以下で詳細に説明する少なくとも１つのキャプチャユニット３０を備えるが、上記で説明したタイプの複数のキャプチャユニット３０を備えてもよい。さらに、キャプチャユニット３０に課せられた要件を必ずしも満たす必要のないさらなるキャプチャユニット３１が設けられてもよい。したがって、処理ユニット１２０は、図１に示すように、汎用カメラシステム１３０から前記画像データを受信する代わりに、個々のキャプチャユニット３０および３１からそれぞれ画像データを直接受信する。したがって、処理ユニット１２０は、個々のキャプチャユニット３０、３１に制御信号を直接供給することもできる。
【００６０】
図２は、図１によるミラー置換システム１００を設けられた商用車１０の斜視図を示す。したがって、１つまたは複数のキャプチャユニット３０が商用車１０に取り付けられる。図２に示すように、車両に取り付けられる例示的なミラー置換システム１００は、キャプチャユニット３０によってメインミラーの視野１１と広角ミラーの視野１２とをキャプチャし、商用車１０の運転者が見ることができる車両１０の運転室内でそれらを表示するように適合される。図２では、メインミラーの視野１１および広角ミラーの視野１２は、車両１０のそばの平面の路面上の破線によって概略的に示されている（長破線によってメインミラーの視野１１が示され、短破線によって広角ミラーの視野１２が示されている）。
【００６１】
さらに、図２において、前進方向は、矢印Ｄによって示されている。本明細書で指定されるすべての方向、すなわち、前方、後方、左、右などは、車両の前進方向Ｄを指す。
【００６２】
図２に示されているメインミラーの視野１は、車両の横方向境界線から横方向に車両から離れて後方まで延在する。横方向境界線１３は、平面水平道路と、車両の中央長手方向線（図示せず）に平行で、車両の最も外側の点を横方向に通過する平面との交差によって定義される線である。
【００６３】
たとえば、カメラによって提供されるキャプチャユニット３０の光学素子３０１（図３、図４）の光軸３０２は、路面上でメインミラーの視野１１と交差するように、車両の中央長手方向平面および路面に対してある角度で横方向に延在する。これは、図２に示す実施形態では交点Ｓまたは光軸３０２と路面との交点がメインミラーの視野１１内にあることを意味する。好ましくは、交点Ｓは、車両の長手方向に見たとき、キャプチャユニット３０の背後最大６ｍに位置し、より好ましくは４〜５ｍの範囲内にある。
【００６４】
さらに、真っ直ぐな視線部分１４が図２において細い点線によって示されており、この真っ直ぐな視線部分は、横方向境界線１３に垂直で、光軸３０２と路面との交点Ｓを通過する線分によって定義され、この線分は、メインミラーの視野１１のエリア内に位置する。
【００６５】
以下では、カメラシステム１３０のキャプチャユニット３１について、それぞれ、断面図および斜視図（カット）において概略的に示された光学素子を通るビーム経路を概略的に示す図３および図４を参照して、ならびに光学素子の構造の実施形態を概略的に示す図５および図６によってさらに詳細に説明する。
【００６６】
光学素子３０１および画像センサ３０３は、自動車用カメラシステムのためのキャプチャユニット３０の必須構成要素を形成する。図３および図４に見られるように、本実施形態では、光学素子３０１は、光軸３０２を中心として実質的に回転対称である。これは、光軸３０２に対して同一の角度、たとえば、α１で、表示されるべき物点からキャプチャユニット３０に入射する任意の光ビームが、同一の歪みで光軸を中心として回転対称の画像センサ表面３０４上に表示されることを意味する。以下、対物角αとも呼ばれる角度αは、光軸３０２に垂直な入射面（事実上図示せず）を有する光学素子３０１への光ビームの入射角である角度に対応する。したがって、対物角α１で入射する任意の光ビームは、光軸３０２との距離ｒ１で画像センサ表面３０４上に表示される。ここで、画像センサ表面３０４は、光学素子３０１の全体的な画像開口角の範囲内に表示するために実際に設けられる表面であり、すなわち、表示に適しており、光学素子３０１に面する画像センサ３０３の表面である。
【００６７】
図３および図４は、異なる対物角α１、α２、．．．αｎに対する距離ｒ１、ｒ２、．．．、ｒｎにおける光学素子３０１を通るビーム経路と、画像センサ３０３の画像センサ表面３０４上のそれらのそれぞれの表示とを概略的に示す。図示の実施形態では、光学素子３０１は、回転対称であるので、距離ｒ１、ｒ２、．．．、ｒｎおよび光学素子３０１を通るビーム経路もまた、光軸３０２に関して回転対称である。α＝α０＝０°、ｒ＝ｒ０＝０の光軸３０２は、α、ｒ座標系の歪み曲線の原点（α＝０；ｒ＝０）において画像センサ表面３０４に当たる。
【００６８】
図５および図６に概略的に示すように、レンズ系と、必要ならばさらなる光学構成要素とから成り、一列に並んで配置された複数の回転対称レンズを備える光学素子３０１は、光学素子の幾何学的結像誤差であり、画像スケールの局所的変化を引き起こす、いわゆる歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する。光学素子３０１の回転対称性のために、図３および図４に示す実施形態の歪み曲線ｒ＝ｆ（α）も、光軸３０２に関して回転対称である。
【００６９】
レンズの配置の位置実施形態を図５に示す。ここで、７つのレンズ３１４〜３２０は、入射光の経路において（図５において左から右に）一列に配置される。レンズ３１４は、球面凸凹レンズであり、レンズ３１５は、球面凸凹レンズである。レンズ３１６は、球面凹凸レンズによって形成され、レンズ３１７は、凹凸面と凹面とを有する自由曲面レンズ（非球面レンズ）によって形成され、レンズ３１８は、球面両凸レンズであり、レンズ３１９は、凸面と凸凹面とを有する非球面レンズであり、レンズ３２０は、凹面と凸凹面とを有する非球面レンズである。７つのレンズによって形成された図５の実施形態の光学素子３０１が光軸３０２に関して回転対称であるように、レンズ３１７および３１０の自由曲面も回転対称である。図６の実施形態では、画像センサ３０３の前方にセンサ保護ガラス３０５および赤外線フィルタ３２９が設けられてもよい（図６の実施形態参照）。この場合においても、光学素子３０１は、概略的に示されたビーム経路、ならびに、領域０＜ｒ＜ｒｍａｘ内に変曲点を有する歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する。
【００７０】
図６に示す光学素子３０１の代替実施形態では、光学素子３０１は、（図６において左から右に）入射光のビーム経路に沿って一列に配置された８つのレンズ３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３を備える。入射光が画像センサ３０３に向かう途中でレンズを通過する順序において、レンズ３０６は、球面凸凹レンズであり、レンズ３０７は、球面凸凹レンズであり、レンズ３０８は、球面凹凸レンズであり、レンズ３０９および３１０は、それぞれ球面両凸レンズであり、レンズ３１１は、球面両凹レンズであり、レンズ３１２は、回転対称凸凹面と凸面とを有する自由曲面レンズ（非球面レンズ）であり、レンズ３１３は、非球面凹球面凸レンズである。さらに、画像センサ３０３の前方に、追加の光学構成要素として、センサ保護ガラス３０５ならびに赤外線フィルタ３２９が設けられる。そのようなレンズ配置によって、入射光は、図６にいくつかのビームについて例示的に示されているように、光学素子３０１を通って案内され、光学素子３０１によってそらされる。したがって、それぞれのレンズ配置のために、光学素子３０１は、全体として、画像センサ表面３０４の０＜ｒ＜ｒｍａｘの領域内に変曲点を有する歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する。
【００７１】
図５に示す光学系と図６に示す光学系の両方は、さらなる構成要素として開口部３０３を備える。必要ならば、追加のフィルタ、開口部などが設けられてもよい。レンズは、たとえば、ガラス（特に球面レンズ）または合成材料で形成されてもよい。必要ならば、異なる材料を組み合わせことができる。さらに、レンズには、たとえば、通常は光屈性に影響を及ぼさないが、散乱に影響を及ぼし、望ましくない反射などを排除するようにのみ機能する、蒸着金属コーティングまたは異なるコーティングが施されてもよい。
【００７２】
図５および図６に示す実施形態のレンズ３０７〜３２０の大部分は、少なくとも部分的に球面を有するレンズである。しかしながら、たとえば、レンズ３１２、３１７、および３２０は、部分的に球面ではない少なくとも１つの表面を有する、いわゆる非球面レンズである。図５および図６には示されていないが、光軸３０２に関して回転対称ではない適切なレンズを選択することによって、光学素子が光軸に関して回転対称ではない歪み曲線を有するように、光学素子３０１をアナモルフィックに形成することもできる。
【００７３】
図５および図６に示す例示的なレンズ配置によって、光学素子の回転対称歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を生成することができ、これは、画像センサ表面３０４上の光軸３０２に対する画像センサ表面３０４上の点の最大距離である最大距離ｒｍａｘの範囲内に変曲点（αｗ；ｒｗ）を有する関数ｒ＝ｆ（α）である。歪み曲線ｒ＝ｆ（α）に関する０＜ｒ（α）＜ｒｍａｘの領域内の変曲点を達成するために、ｒｍａｘよりも小さい画像センサ表面３０４上の半径ｒｗに対応するαｗについて、ｒ”＝ｆ”（αｗ）＝ｄ２ｒ／ｄα２（α＝αｗ）＝０、０＜α＜αｗに対してｒ”＝ｆ”（α）＜０、αｗ＜α＜αｍａｘに対してｒ”＝ｆ”（α）＞０が当てはまらなければならない。たとえば、図５および図６による光学素子のレンズ配置によって達成されるそのようなタイプの歪み曲線を、図７に概略的に示す。その一次導関数を図８に示し、その二次導関数を図９に示す。
【００７４】
図７に示すように、α、ｒ座標系では、変曲点（ｄｗ；ｒｗ）は、領域［０；ｒｍａｘ］内に存在する。さらに、特定の対物角α＝α２＝αｗにおいて、歪み曲線の二次導関数（図９）は、ゼロであり、すなわち、αｗにおいてゼロ交差を有する。図９に示すように、変曲点の前、すなわち、０°＜α＜αｗの領域において、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の二次導関数は、負であり、αｗ＜α＜αｍａｘの領域について、歪み曲線は、正である。これは、図７に見られるように、歪み曲線ｒ（α）が０°＜α＜αｗの第１の領域では右に曲がり、αｗ＜α＜αｍａｘの第２の領域では左に曲がることを意味する。
【００７５】
図７のα、ｒ座標系の原点、すなわち、ｒ＝０ｍｍ、α＝０°は、画像センサ上の光軸３０２の点に対応する。ｒｍａｘは、画像センサ上の点が光軸３０２から有することができる最大距離である。矩形画像センサにおいて、光軸が中心にあり、すなわち、重心に配置され、矩形画像センサがエッジ長さａ、ｂを有する場合、ｒｍａｘ＝（ａ２＋ｂ２）1/2が適合する。光軸が画像センサ上の中心に配置されない場合、距離ｒｍａｘは、画像センサ表面３０４上の光軸３０２と、画像センサ表面３０４の最も遠い隅との間の距離である。
【００７６】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、従来技術のいくつかの歪み曲線と比較してキャプチャユニット３０の光学素子３０１に関する歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を同様にα、ｒ座標系で示す。図１０（ｂ）は、α、ｒ座標系の原点の領域における拡大断面Ｚを示す。０＜α＜αｍａｘの領域内に変曲点（αｗ；ｒｗ）を有する歪み曲線ｒ＝ｆ（α）は、実線によって示され、ｆ１によって示される。ｆ２は、心射（ｇｎｏｍｏｎｉｃ）歪み曲線（歪みなし）であり、ｆ３は、平射（ｓｔｅｒｅｏｇｒａｐｈｉｃ）歪み曲線、すなわち、正角（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）歪み曲線であり、ｆ４は、正距（ｅｑｕｉｄｉｓｔａｎｔ）歪み曲線であり、ｆ５は、正積（ｅｑｕａｌ−ａｒｅａ）歪み曲線であり、ｆ６は、正射（ｏｒｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ）歪み曲線である。歪み曲線に関する焦点距離は、すべての歪み曲線が点（αｗ，ｒｗ）を通過するように選択される。
【００７７】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）からわかるように、歪み曲線ｆ１は、（αｗ；ｒｗ）において変曲点を有し、ここで、歪み曲線の曲率は、（領域０＜α＜αｗにおける）右へのカーブから（αｗ＜α＜αｍａｘの領域における）左へのカーブに変化する。さらに、特に図１０（ｂ）からわかるように、α、ｒ座標系の原点に近い範囲内の歪み曲線ｆ１の勾配は、特に他の歪み曲線と比較して大きい。これは、比較的小さい角度を表示するための比較的大きいスペースが画像センサ３０３上に設けられることを意味し、それは、この領域内のエリアを高解像度で表示することができるという効果を有する。さらに、変曲点（αｗ；ｒｗ）における歪み曲線ｒ＝ｆ１（α）の勾配は、最小であり、すなわち、変曲点自体、およびその近傍では、比較的低い勾配が存在する。最後に、αｍａｘについて、特に図１０（ａ）における説明からわかるように、歪み曲線の勾配は、好ましくは、最大であるまたは比較的大きい。
【００７８】
図７〜図１０（ｂ）に示すような歪み曲線は、たとえば、次の多項式関数によって記述される。
【００７９】
【数２】
2018194826.tif 000004
【００８０】
代替的には、スプライン関数は、歪み曲線を記述することができ、前記スプライン関数は、部分的な多項式関数であり、すなわち、数学的に公式化された曲線（数値的に生成された曲線）である複数の多項式片／ユニットまたはベジエ曲線から成る関数である。
【００８１】
図１１および図１２を参照すると、画像センサ表面３０４上の、カメラシステム１３０によってキャプチャされた商用車１０（図２）に関する視野１１、１２の表示が説明されている。図１１に示す画像センサ３０３の画像センサ表面３０４は、辺長ａおよびｂを有する矩形である。図１１に見られるように、図示の実施形態では、光軸３０２は、画像センサ表面３０４に対して偏心して配置され、すなわち、画像センサ表面３０４の重心を越えて配置される。具体的には、光軸３０２は、矩形画像センサ表面３０４の辺ａに対して偏心している。これは、画像センサ表面３０４上の光軸から画像センサ表面３０４の最も遠い隅までの最大距離ｒ３＝ｒｍａｘをもたらす。さらに、図１０（ａ）および図１０（ｂ）によれば、歪み曲線ｒ＝ｆ（α）（ｒ２＝ｒｗ）の変曲点を通過し、中心として光軸３０２を有するそれらの半径、光軸３０２から側線ａに平行なセンサ表面のエッジまでの最大距離に対応する半径ｒＳＢ、センサ表面３０４上の光軸３０２からセンサエッジｂに平行なセンサ表面のエッジまでの最大距離に対応する半径ｒＳＨ、ならびに図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように角度α１における図示の第１の半径ｒ１に対応する半径ｒ１が示されている。さらに、図１１では、メインミラーの視野１１（図２参照）の表示画像１１’ならびに広角ミラーの視野１２（図２参照）の表示画像１２’、ならびに水平線の表示画像１５’が示されている。見られるように、特に、メインミラーの視野１１の表示画像１１’は、半径ｒ１の範囲内の領域が従来技術の通常の歪み曲線と比較して増加した解像度で表示されるように、半径ｒ１の範囲内に位置する領域内に大部分がある。さらに、広角ミラーの視野１２の表示画像１２’全体を、同じ光学素子を有する同じ画像センサ上でもたらすことができる。第２の光学素子および／または第２の画像センサを設け、続いて表示するための画像を結合する必要はない。
【００８２】
さらに、図１１には、真っ直ぐな視線部分１２（図２参照）の表示画像１４’が示されている。図１１からわかるように、この線分は、実質的に、画像センサ表面３０４の横方向エッジ（横方向エッジａ）に平行に延在する。
【００８３】
図１２では、真っ直ぐな視線部分のこの表示画像１４’に、歪み曲線ｒ＝ｆ１（α）の表示画像に加えてα、ｒ座標系でも表されている。メインミラーの視野１１の表示画像の全幅が、右に曲がっている歪み曲線ｒ＝ｆ（α）の領域内にある０＜α＜αｗの領域内にあり、したがって、（特に、従来の光学系の歪み曲線と比較したとき）高い解像度を伴うことは、はっきり認められる。
【００８４】
カメラシステム１３０が車両のミラー置換システム１００において使用される現在説明した実施形態では、ミラー置換システム１００の処理ユニット１２０は、その後、画像センサ３０３によってキャプチャされた画像データを評価し、たとえば、商用車の運転室内に位置する、たとえば、運転者が見ることができるモニタ上にそれを表示することができる。本実施形態では、メインミラーの視野１１および広角ミラーの視野１２に対して別々の領域が読み出され、好ましい実施形態（図示せず）では、ディスプレイユニット１１０の別個の領域において運転者に表示される。別個の領域は、共通のモニタ上、または別個のモニタ上に設けられてもよい。したがって、商用車の運転室に対してメインミラーおよび広角ミラーの通常の外観をモデル化することができる。カメラシステム１３０が、たとえば、運転者支援システムとの関連で使用される場合、画像センサ表面３０４の関心領域は、処理ユニットによって特定の環境情報（たとえば、道路線、交通標識、他の道路ユーザなど）に関して評価されてもよく、キャプチャまたは決定された情報に応じて、運転制御システムにおいて干渉することができ、運転者にメモまたは情報を示すことなどができる。
【００８５】
上記で説明したようなミラー置換システム１００では、さらに、車両、たとえば、商用車１０の運転状況に応じて、画像センサ表面３０４の異なる領域からディスプレイユニット１００上で運転者に表示されるべきデータを抽出することができ、すなわち、運転動作中の異なる時間において画像センサ表面３０４の異なる部分を評価することができる。これについて、図１３および図１４を参照して例示的に説明する。
【００８６】
図１３は、前進または直進走行中の商用車の上面図を示し、メインミラーの視野１１および広角ミラーの視野１２が概略的に示されている。図１４は、やはり直進走行について、視野１１の表示画像１１’と視野１２の表示画像１２’とを有する画像センサ表面３０４を示す。上記ですでに説明したように、通常の直進走行中、メインミラーの視野１１を図示／表示し、メインミラーの視野１１のビューを運転者に提供するための領域２１’は、それぞれ、画像センサ表面３０４上の特定の第１の部分におけるデータから抽出される。運転状況が変化すると、車両上のキャプチャユニット３０の位置合わせが変化しない間、関心領域が元の関心領域２１から変位／シフト領域２２にシフトすることが起きる場合がある。これは、車両、特に、トレーラを有する商用車がカーブに沿って走行するか、または操縦プロセスを実行する場合であり得る。この場合、図１３に示すように、メインミラーの視野１１に対応する関心領域は、領域２２にシフトする。上記で説明したタイプの歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する光学素子３０１を含むキャプチャユニット３０を備えるカメラシステム１３０によって、図１４に示すように、画像センサ表面３０４上の領域２２’の画像データが抽出されるように、画像データが抽出される画像センサ表面３０４上の領域をシフトすることもできる。歪み曲線ｒ＝ｆ（α）は、データ後処理を必要とせずに、データが抽出され得るすべての領域における必要な解像度および歪みを提供することができるので、画像データの必要な精度、すなわち、特に解像度を失うことなく、これは、可能である。したがって、視野１１および表示画像１１’は、それぞれ、運転状況に対応して更新されてもよい。キャプチャユニット３０の機械的調整は、必要ない。むしろ、調整は、選択された領域における画像センサ３０３の画像データのデータ抽出によって排他的に行われてもよい。
【００８７】
これらの利点は、画像センサ表面３０４上の光軸３０２に対する画像センサ表面３０４上の点の最大距離の範囲内に変曲点を有する歪み曲線ｒ＝ｆ（α）を有する光学素子３０１を備える少なくとも１つのキャプチャユニット３０を使用することによって達成される。
【００８８】
原開示の目的、ならびに実施形態および／または特許請求の範囲における特徴の構成物とは独立して特許請求された発明を制限するために、本明細書および／または特許請求の範囲に開示されたすべての特徴は、互いに別々に独立して開示されることが意図されていることを明示的に述べる。
【符号の説明】
【００８９】
１０  車両
１１、１２  視野
１３  横方向境界線
１４  真っ直ぐな視線部分
３０  キャプチャユニット
１１０  ディスプレイユニット
１２０  処理ユニット
１３０  カメラシステム
３０１  光学素子
３０２  光軸
３０３  画像センサ
３０４  画像センサ表面
【図１】
2018194826.tif 000006
【図２】
2018194826.tif 000007
【図３】
2018194826.tif 000008
【図４】
2018194826.tif 000009
【図５】
2018194826.tif 000010
【図６】
2018194826.tif 000011
【図７】
2018194826.tif 000012
【図８】
2018194826.tif 000013
【図９】
2018194826.tif 000014
【図１０】
2018194826.tif 000015
【図１１】
2018194826.tif 000016
【図１２】
2018194826.tif 000017
【図１３】
2018194826.tif 000018
【図１４】
2018194826.tif 000019
【外国語明細書】
2018194826000001.pdf