(57)【要約】      （修正有） 【課題】自動車に搭載される異なる視覚センサの機能を効率的に作動でき、かつ簡単で信頼性の高い多機能統合化視覚システムの提供。【解決手段】本発明は、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ技術のマトリクスを用いた多機能の統合化した視覚センサを有するシステムを記述しており、マトリクスは、一連の特定機能に特化したサブエリアに分割された感度エリアを有する。また前記ＣＣＤ、ＣＭＯＳは分割された感度エリアを有しており、視野および光学分離モードを有する光学系を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブエリアに分割された感度エリアを有するＣＣＤまたはＣＭＯＳマトリクスを備え、
各サブエリアは、風景モニタリングまたは環境パラメータ検出のうちの特定の機能のために設計されており、
前記分割は、前記サブエリアの異なる方向及び／又は視野及び／又は光学分離モードを有する光学系（撮像系および非撮像系）によって達成されている視覚システム。
【請求項２】
自動車、例えば自動車の室内バックミラーの前方部分（即ち、走行方向）に搭載され、降雨検出、ウインドスクリーン曇り検出、濃霧検出、夕暮れ検出、トンネル走行検出、車両出会い検出、および車両前方風景モニタリング（例えば、レーン警告、適応型ヘッドライト、車両出会い）のうち１つ又はそれ以上の機能を実施することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
マトリクスは、リニアまたは対数で、モノクロ（またはカラー）のＶＧＡ  ＣＭＯＳマトリクスであることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
マトリクスは、前方モニタリング機能、例えばレーン警告、パッシブ濃霧検出、夕暮れ検出、トンネル走行検出、およびアクティブ濃霧検出のために設計された特定のサブエリアに分割された感度エリアを有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
マトリクスの感度エリアは、降雨および曇り検出のための特定のサブエリアも有することを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項６】
マトリクスの感度エリアは、車両出会い検出のための追加の特定のサブエリアをさらに備えることを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
放射器を用いたアクティブ降雨検出に特化したサブエリアが設けられることを特徴とする請求項６記載のシステム。
【請求項８】
降雨機能に特化した前記サブエリアは、放射器を常時用いたウインドスクリーン曇り機能にも特化していることを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項９】
夕暮れ機能は、ＣＭＯＳマトリクスの特定のエリアによって実行されることを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
トンネル機能は、前方モニタリング機能に特化したエリアの一部を用いて実行されることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
濃霧機能は、局所的な濃霧検出のためのアクティブ技術（即ち、ＬＥＤまたはレーザダイオードの形式などの放射器を用いたもの）と、前方モニタリングに特化したもの又はここに内蔵されるものに対応した他のサブエリアにおける霧峰検出のためのパッシブ技術とを用いて、特化したサブエリアを用いて実行されることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
車両出会い機能は、２つの特化したサブエリア、または前方モニタリングに特化したサブエリアを用いて、カラーマトリクスまたはモノクロマトリクスで、前方モニタリングに特化したエリアまたはサブエリアにおいて画素レベルの離散化の程度で配置された光学フィルタを用いて、実行されることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
マトリクスセンサは、ガラスまたは透明プラスチックからなる保護ウインドウであって、１つ又はそれ以上の光ファイバの支持としても機能し、さらに必要に応じて光ファイバによって取得された光信号をマトリクスの選択したサブエリアへ伝搬させるプリズムの支持として機能する保護ウインドウを有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記光ファイバは、前記保護ウインドウにの中に形成された孔に挿入された近接端部を有することを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前方モニタリングに特化したエリアと、降雨、曇り、濃霧および夕暮れ機能に特化したものとの間にある光学絶縁のための手段とを備え、これはマトリクス保護ウインドウの表面の部分的な被覆を基礎として、マトリクスに向かって側方に、吸収または反射する材料からなる層とともに、例えばセリグラフィまたは熱蒸発によって設けられることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
別の機能の影響からの、降雨機能に特化したエリアの光学絶縁のための手段を備え、前記絶縁は、１）吸収または反射する材料からなる層を用いたプリズム面の部分的な被覆、２）光学ウインドウの中に形成された孔と孔内壁の被覆、に基づくものであることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１７】
降雨機能に特化したサブエリアは、光学絶縁を有するプリズムと、フィルタと、ウインドスクリーンに対して直交した光軸を有する対物レンズとを直列的に備える光学系からの光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１８】
ウインドスクリーン曇り機能に特化したサブエリアは、光学絶縁を有するプリズムと、フィルタと、ウインドスクリーンに対して直交した光軸を有する対物レンズとを直列的に備える光学系からの光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１９】
夕暮れ機能に特化したサブエリアは、光ファイバを経由した光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項２０】
トンネル機能に特化したサブエリアは、前方モニタリング機能にも特化した対物レンズを経由した光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項２１】
濃霧機能に特化したサブエリアは、アクティブ技術に基づいて、光ファイバの端部（出力）でのボールレンズまたはグリンレンズあるいは全くレンズ無しのものと、光ファイバの別の端部（入力）でのグリンレンズまたは微小光学レンズあるいは全くレンズ無しのものと、ハイパス／干渉フィルタと、集光レンズとを備える光学系を経由した光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項２２】
濃霧機能に特化したサブエリアは、パッシブ技術に基づいて、前方モニタリング機能にも特化した対物レンズを経由した光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項２３】
車両出会い機能に特化した２つのサブエリアは、対物レンズとともにフィルタを経由した光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項２４】
カラーマトリクスまたはモノクロマトリクスでの前方モニタリングに特化したサブエリアの使用に基づいた車両出会い機能の変形例において、前方モニタリング機能に特化した同一の対物レンズを用いて光信号が集められることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項２５】
前方モニタリング機能に特化したサブエリアは、マトリクス中心に関してシフトした光軸を有する対物レンズを経由した光信号を受けることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項２６】
幾つかのサブエリアは、使用するサブエリア間で追加した分離に必要な未使用画素として確保されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚(visual)システムに関し、特に自動車に搭載されて用いられ、例えば、自動車ウインドスクリーンの曇り(misting)、ウインドスクリーン上の雨滴の存在、トンネルや橋の下を通過する際や夕暮れによる低い照明条件、霧(mist)や濃霧(fog)の存在、他の車両との出会いなどの環境パラメータを検出するためのものであり、さらに車両前方の風景をモニタするためにも用いられ（前方モニタリング）、例えば、カーブが始まる前に適応型ヘッドライトの動きを生じさせるための時間予期とともにカーブの存在を検出したり、レーンマーキングのラインに向かう車両の側方運動を合図する（レーン警告）ためのものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の目的は、上述した機能の全てまたは一部を効率的に遂行でき、比較的簡素で信頼性の高いシステムを実施することである。更なる目的は、自動車向けの現行システムを克服して、異なるセンサのパッケージ統合化を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
上記目的を達成するため、発明の対象はＣＭＯＳ（またはＣＣＤ）技術の視覚マトリクスを備える多機能視覚システムであり、この視覚マトリクスは、風景のモニタリングや環境パラメータの検出の際に１つ又はそれ以上の機能のために個々に設計されたサブエリアに区分された感度エリアを有する。サブエリアへの分割は、幾つかの光学的な「撮像」系および他の光学系の統合化によって行われる。
【０００４】
特に、本発明は、モノクロでリニアや対数のＶＧＡのＣＭＯＳマトリクスを用いて、上述したタイプの視覚システムを自動車に統合化することを目的としており、例えば、自動車の室内バックミラーに接近して配置され、降雨検出、曇り検出、濃霧検出、夕暮れ検出、トンネル走行検出、他の車両との出会い検出、前方モニタリングなどの幾つかの機能を遂行する。
【０００５】
降雨や濃霧など幾つかの環境パラメータの検出は、アクティブ技術、即ち放射器(emitter)を用いたもの（詳しく後述する）と、パッシブ技術、即ち放射器を用いないものとの両方で実行可能である。
【０００６】
本発明に係るＣＭＯＳマトリクスを用いた視覚システムのより簡素な第１実施形態において、前記マトリクスは、前方モニタリング用、パッシブ濃霧検出用、夕暮れ検出用、トンネル走行検出用、アクティブ濃霧検出用にそれぞれ設計された特定のサブエリアに分割された感度エリアを有する。
【０００７】
より複雑な第２実施形態では、マトリクスの感度エリアは、降雨および曇り検出用の特定のサブエリアをも含んでいる。
【０００８】
さらにより複雑な第３の解決方法では、マトリクスの感度エリアは、他の車両との出会い検出用の特定の別のサブエリアをも備える。
【０００９】
本発明の好ましい特徴に従えば、システムは、放射器を用いたアクティブ降雨検出専用のサブエリアが装備される。好ましくは、降雨機能専用の前記エリアは、放射器を常時用いたウインドスクリーンの曇り機能にも用いられる。
【００１０】
さらに好ましい特徴に従えば、夕暮れ機能は、ＣＭＯＳマトリクスの特定のサブエリアによって遂行される。トンネル機能は、前方モニタリング機能に専用のエリアの一部を用いて遂行される。濃霧機能は、アクティブ技術（即ち、例えばＬＥＤやレーザダイオードなどの放射器を介して）を用いた専用のサブエリアと、別のサブエリアでのパッシブ技術との両方を用いて遂行され、後者は前方モニタリング専用のものに含まれている。
【００１１】
車両出会い機能は、２つの専用サブエリアを用いて遂行され、各々はレンズとフィルタの自己のシステム、あるいは前方モニタリング専用のサブエリアを有し、画素レベルの離散化(discretization)の程度で配置された光学フィルタを用いる。
【００１２】
本発明に従えば、センサは、ガラスまたは透明プラスチック材料からなる保護ウインドウを有し、これは光ファイバおよび必要に応じてプリズムの支持としても機能する。これらの光学部品は、前記ウインドウの中に形成された孔に装着され、これらの機能は下記によって明らかになるであろう。
【００１３】
本発明の更なる特徴に従えば、光学絶縁システムは、前方モニタリング専用のエリアと、降雨、曇り、濃霧および夕暮れ機能専用のものとの間に設けられ、これはマトリクス保護ウインドウの表面の部分的な被覆を基礎として、マトリクスに向かって側方に、吸収または反射する材料からなる層とともに、例えば、熱蒸発のセリグラフィ(serigraphy)によって設けられる。
【００１４】
本発明の更なる特徴に従えば、前方モニタリング機能のための対物レンズ(objective)の影響からの、降雨機能専用のエリアの光学絶縁システムが設けられ、この絶縁は、プリズムの幾つかの面の部分的な被覆を基礎として、吸収または反射する材料からなる層とともに、例えば、熱蒸発のセリグラフィによって設けられる。
【００１５】
降雨機能専用のサブエリアに関する限り、センサは、光学絶縁が設けられたプリズム、光バンドパスフィルタ、車両ウインドスクリーンに対して垂直に向いた対物レンズとともに直列的に関連付けられている。
【００１６】
ウインドスクリーン曇り機能に関する限り、これは、車両に装備された曇り除去手段の自動スタートを可能にするように設計される。対応するサブエリアは、光学絶縁が設けられたプリズム、フィルタ、車両ウインドスクリーンに対して垂直に向いた対物レンズとともに直列的に関連付けられている。
【００１７】
夕暮れ機能に関して、光を集めるためにプラスチックまたはガラスからなる光ファイバが、車両のウインドスクリーンに対して垂直に向いて、あるいはこの位置からある程度ずれるようにして設けられる。
【００１８】
アクティブ技術に基づいたトンネル機能に関して、「ボール」レンズや「グリン(grin)」レンズとともに、あるいは全くレンズ無しで、光ファイバが設けられ、必要に応じて他の「グリン」レンズや微小光学レンズとともに、あるいは全くレンズ無しで、ハイパス／干渉フィルタが設けられ、車両ウインドスクリーンや前方風景に対して直交した光軸を有する集光レンズが設けられる。パッシブ技術に基づいたトンネル機能に関して、車両前方の風景に向いた、前方モニタリング機能に好適な焦点距離を有する対物レンズが設けられる。
【００１９】
車両出会い機能に関して、光学フィルタ（ハイパスフィルタ＞５００ｎｍ、またはローパスフィルタ＜５００ｎｍ）が、２つのサブエリアの各々について対物レンズとともに設けられる。
【００２０】
前方モニタリング機能に関して、好適な焦点距離を有する対物レンズが設けられ、その光軸は水平面に関してある程度傾斜しており、移動方向に向いて、マトリクス中心から所定の距離にある。
【００２１】
明らかに、マトリクス視覚システムからの出力信号は、種々のサブエリア（ＣＭＯＳカメラの場合は「ウインドウ化処理(windowing)」によって）に関する像を取得する電子システムに向けられ、そして処理を行う。
【００２２】
本発明の更なる特徴および利点は、添付した図面を参照して、単に非限定的な例である下記の説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
添付図面の図１は、本発明に係るセンサのＣＭＯＳマトリクスの感度エリアが１つ又はそれ以上の機能に特化したサブエリアに分割されることについての好ましい実施形態を示す。本実施形態は、上述した全ての機能、即ち、前方モニタリング、車両出会い、降雨、曇り、濃霧（アクティブモードとパッシブモード）、夕暮れ、トンネル、を考慮したものである。
【００２４】
図１は、各サブエリアによって実行される機能およびこれらの特徴についての説明とともに、ＶＧＡマトリクスの感度エリアを示す。
【００２５】
各種サブエリアの分布は、幾つかの基本的な基準を考慮している。
【００２６】
１．自動車の室内バックミラーに搭載した場合、マトリクスの傾斜は、風景前方モニタリング機能を実行するための光軸方向に依存する。
【００２７】
２．各機能に関して、エリアサイズは、視野および必要な分解能の関数である。
【００２８】
３．エリアの位置は、各機能の光軸方向に依存し、画素が使用されない分離エリアの必要性に依存する。
【００２９】
４．単一のエリアはより多くの機能に特化可能であり、あるいは１つの機能に特化したエリアの一部は他の機能にも特化可能である。
【００３０】
図１で参照した機能を発展させるために用いられる可能性ある測定技術をここで説明する。
【００３１】
ウインドスクリーンの曇り
パッシブシステム：ウインドスクリーンの外表面の上に、例えば格子(grid)などの参照像が位置しており、これがＣＭＯＳマトリクス上に結像される。像の鮮鋭度(sharpness)レベルは、ウインドスクリーンの内表面の曇り度合に依存する。この技術の重要な点は、人間の眼に見えない曇りレベルに対する感度と、周囲の照明に関する信号の依存性である。
【００３２】
アクティブシステム：図２と図３に示すように、赤外放射器Ｅは、自動車のウインドスクリーンＰのガラスの内表面に約４５度の入射角で光束を送出する。表面が曇っている場合、光束は凝縮水滴（図３）によって部分的に後方散乱して、ＣＭＯＳマトリクスによって検出される。曇りが存在しない場合（図２）、上述の現象は生じない。光学系は、放射器Ｅ（典型的にはＬＥＤ）によって送出された光束を整形して、都合の良いウインドスクリーン部分に焦点を結ばせることができる。
【００３３】
降雨
ＣＭＯＳマトリクスは、ウインドスクリーンの外表面の上に位置する雨滴の像を検出する。定量的な解析は、単一の像について実行可能であり、例えば、空間周波数のスペクトルを考慮したり、連続的な像を統計的手法で比較することによって行う。雨滴のコントラストに影響を及ぼす外部照明条件への依存性を排除し、均一で時間一定の方法で関心あるウインドスクリーン領域を照射するために、近赤外放射のＬＥＤ光源と、ＬＥＤ波長に調整したバンドパスフィルタが使用される。
【００３４】
夕暮れ／トンネル
２つのマトリクスが、２つの異なる方向から行なわれる照明測定に特化している（図４）。
・走行方向での小さな立体角Ａ（例えば１０度）。
・現在の車両位置周りの平均的な照明の測定を行うように、上方向きのより大きな立体角Ｂ（例えば４０度）。
【００３５】
濃霧(fog)
パッシブセンサ：パッシブ濃霧検出は、前方モニタリングを行うことになるエリアでの風景像の取得と、続く像の鮮鋭度解析とによって実施される。これは、限定した活動範囲を有するアクティブシステムに先行して霧峰(fog bank)を検出することを可能とする。
【００３６】
アクティブセンサ：視界(visibility)センサは、送信モジュール（赤外放射のＬＥＤまたはレーザダイオード）と、受信モジュール（ＣＭＯＳカメラ）とを備える。２つの視野は、部分的に重なっている。濃霧の場合、重なり領域での水滴の濃縮は、光束の後方散乱を生じさせ、これがセンサによって検出される（図５）。
【００３７】
車両出会い
ＣＭＯＳカメラは、車両前方の道路風景の幾つかの部分をフレームに撮る。図１のマトリクスは、２つの「車両出会い」エリアをそれぞれ含み、反対方向に走行する車両のヘッドライトの検出と、同じ方向に走行する車両のリアライトの検出に特化している。２つのエリアに関して、下向き(dipped)ヘッドライトとリアライトとを区別するために都合の良いハイパスフィルタとローパスフィルタが使用される。代替物として、前方モニタリング用に設計されたマトリクスエリアまたはサブエリアの中だけに画素レベルで必要な光学フィルタを配置することによって、カラーマトリクスまたはモノクロマトリクスでの前方モニタリング用に設計されたエリアを用いるものがある。
【００３８】
風景前方モニタリング
図１のマトリクスの主要な部分が、車両前方の道路風景をフレームに撮って、レーン警告、適応型ヘッドライト、車両出会いなどの機能を実施するために用いられる。
【００３９】
図６に示す実施形態は、図１のものに対して簡素化された実施形態であり、前方モニタリング機能、トンネル機能、濃霧機能（アクティブ技術とパッシブ技術）および夕暮れ機能のためのサブエリアのみを含む。
【００４０】
図７は、さらに降雨／曇り機能も想定した更なる実施形態を示す。
【００４１】
ＣＭＯＳマトリクス
ＣＭＯＳマトリクスに関する限り、前段で提案された多機能の統合化にとって満足すべき主要な要件は、下記のものがある。
【００４２】
・ＶＧＡフォーマット：このフォーマットは、マトリクスを７つの使用エリアと使用しない画素が存在する分離エリアとに分割することを可能にする。
【００４３】
・画素サイズ：極小の画素サイズは、各機能／エリア用の専用光学系を実現する際のより高い困難さを意味する。
【００４４】
・モノクロまたはカラー：カラーマトリクスの使用は、「車両出会い」機能に必要な光学フィルタの使用を回避することになろう。しかし、空間分解能を損なうであろう。
【００４５】
・リニアまたは対数の応答：幾つかの機能はパラメータの定量的評価に基づいており、そのため、ダイナミックレンジに関する限り、センサのリニア応答および一定の積分時間を有することが良いであろう。しかし、対数的な応答を有するセンサを使用することが好ましい。
【００４６】
・ダイナミックレンジ：前方モニタリング機能は、センサが８０ｄＢを超える照明レンジをカバーできることを必要とし、これは典型的な風景が夕暮れから直接の太陽光線まで変化する状況を伴うことからである。
【００４７】
・感度：これは、低い照明レベル（例えば、夕暮れ＝１ルクス）での夜間走行中の前方モニタリング機能、または集光した後方散乱放射がとても小さい（ナノワット（ｎＷ）の範囲）場合での濃霧機能にとって重要なパラメータである。
【００４８】
・スペクトル応答：センサは、８００〜９００ｎｍの範囲（アクティブ機能に用いられ、標準的な自動車のウインドスクリーンのガラスは約３０％の透過率を有する）で良い応答を持つべきであり、「夕暮れ」機能については、センサは、人間の眼（光度計の応答）のものと可能な限り類似した応答を持つべきである。
【００４９】
・フレームレート：ウインドウ化処理による高速の取得が行われ、デジタルフィルタリング技術が実施される（例えば、車両出会い機能の場合、ＡＣ供給の光源から到来し、５０〜６０Ｈｚの周波数を有する変調された放射をカットすることは有用であろう。）場合を除いて、フレームレートは決定的なパラメータではない。
【００５０】
本発明の実施形態の現実的な例において、対数のモノクロＶＧＡ  ＣＭＯＳカメラは、０．３５ミクロンのＣＭＯＳ技術を用いて実現され使用される。これは、マトリクス状のアクティブ画素と、増幅器と、１０ビットＡＤコンバータと、マイクロプロセッサ用のインタフェイスとを集積化している。フォトダイオードマトリクスは、放射を電圧に連続的に変換して（リニアＣＭＯＳの典型としての電荷積分無しで）、ゆえに画素はいつでも読み出し可能になる。
【００５１】
フォトダイオードで発生した電流は、入射放射強度に対してリニアな依存性を有する。フォトダイオードの供給回路は対数的な特性を有し、画素の電圧出力は入射放射の対数に比例するようになる。
【００５２】
センサパッケージを参照すると、これは、図７Ａ（横断面）と図７Ｂ（上から見た図を示す）に示される。前記パッケージは、センサチップ１１が搭載されるベース１０と、平面で平行な表面を持つ透明材料の基板からなる光学保護ウインドウ１２とを備える。ＣＭＯＳマトリクスは、各々の環境モニタリング機能のための集積化センサによって集められた信号を最適化するように設計された光学部品と関連付けられる。即ち、降雨、車両出会いおよび前方モニタリングの場合、光学部品は風景の撮像も実行することになる。各機能に関して、視野および専用センサエリアは、介在する光学部品の焦点距離を決定する。焦点処理がいったん設定されると、照明レベルに関する要件は、レンズの最小寸法を制限する。システム配置によって課せられる条件がさらに考慮される。実際には、マトリクスが分割される隣接エリアの各々は、独立した光学系に関連付けられる。設計レベル上は、こうした集積化は２つの別の条件を意味する。
【００５３】
・光学系は、一方の近傍に他方が配置される。これは、単一の部品のサイズを制限する。この制限の評価の際、実装およびパッケージ動作のための可能な機械的解決法も考慮されることになる。
【００５４】
・エリアの近接は、像面の部分的な重なり合いに起因して、単一機能の信号間での妨害をもたらす。この問題に関して、単一エリアのための分離システムが設計されることになる。
【００５５】
考慮すべき他の特性は、全ての機能についての光軸の向きである。全ての要件を満たすために、光軸方向を変化させるための解決法を見出すことが必要であることは明らかである。この目的のため、下記で明らかとなるが、本発明はプリズムと光ファイバを使用する。
【００５６】
全ての機能にとって、ターゲットスポットの距離は焦点距離の１０倍以上であることから、光学的システムセンサ（イメージスポット）の距離は、焦点距離とほぼ同じになり、これは「降雨」「夕暮れ」および「車両出会い」（リアライトの検出）の機能については５ｍｍ未満となる。この距離は、特にプリズムが対物レンズとセンサとの間に配置される場合、厳しい要件となる。
【００５７】
図８は、本発明に係るシステムの実施形態の斜視図を示す。保護ウインドウ１２が装着されたＣＭＯＳマトリクス１１は、前方モニタリングのための対物レンズ１３に関連付けられる。既に言及したように、対物レンズ１３は、センサ１３とともに、自動車の室内バックミラーの前方部分（即ち、走行方向）に搭載される（簡明化のため図示していない）実施形態の例では、対物レンズ１３は第１素子として負のレンズを有して、かなり広い視野（３５°〜４５°）をカバーしている。
【００５８】
そして、前方モニタリング機能の絶縁に関する問題が存在している。可能な解決法は、矩形開口を有する分離壁の使用を伴う。この開口は、前方モニタリングエリアと同一の形状およびサイズを有する。
【００５９】
「夕暮れ」および「濃霧」機能を考えると、光軸が上向きに、例えば運動方向に関して６０°の角度で傾斜している点に関する問題が存在する。検出は、非撮像タイプのものである。
【００６０】
これらの２つの機能について、本発明は、例えば図８中の光ファイバ１４など、通常の光ファイバを用いて光軸の傾斜に関する問題を解決している。こうした光ファイバは、湾曲可能なパスに沿って信号を送信することを可能にする。さらに、この部品はかなり安価である。光ファイバは、好ましくはレンズ、例えばボールレンズまたはＧＲＩＮレンズ（屈折率傾斜）と関連付けられている。
【００６１】
図８はまた、降雨検出のための対物レンズ１５と、濃霧検出のための集光レンズ１７および光ファイバ１８と関連付けられた放射器１６とを示している。
【００６２】
図９は、図８の変形例を示し、ここでは対応する素子は同じ参照番号を有する。
【００６３】
図１０は、光ファイバ１８とＧＲＩＮ  １９Ａ  レンズやボールレンズ１９Ｂとの関連付けや、符号２０に示したようにファイバ端をレンズ無しにすることについての種々の可能性を示す。光ファイバ１８の反対端は、ＧＲＩＮレンズやマイクロ光学系２２を設けることができ、さらに符号２３に示したようにファイバ端をレンズ無しにすることも可能である。集光レンズ１７は、バンドパス光学フィルタ２４に関連付けられる。
【００６４】
対物レンズおよび光ファイバを介した前方モニタリング、「濃霧」および「夕暮れ」機能の統合化に続くステップは、「降雨」機能を追加した統合化である。後者の機能に関して、撮像光学部品、即ちレンズおよびプリズムが必要になる。前方モニタリング機能の視野は、下向きにある程度傾斜した光軸を有する。「夕暮れ」、「降雨」および「濃霧」機能に関して、その傾斜は上向き６０°である。実際には、後者の３つの機能については、広い許容誤差を有する。５〜６度の変動は、機能性に関する限り実質的な変化を伴わない。可能な光学的解決法は、マトリクス面を前方モニタリング機能の光軸に対して直交するように保つことであり、プリズムを用いて別の３つの機能のための光軸方向を変えることである。向きに関する許容誤差範囲は、像面（マトリクス面）の垂直方向に関して６０°の光軸に偏向させるプリズムを選択するのを可能にする。検討するプリズム（リトロー(Littrow)プリズム）は、図１２Ａと図１２Ｂの中の符号２０で参照される。前記図はまた、影付き領域３１と、光学ウインドウ１２の中に形成された孔に挿入された光ファイバ１４，１８の端部を示している。
【００６５】
図１３は、プリズム３０の斜視図を示す。前記プリズム３０は、ガラスまたは透明プラスチックで形成され、その面ＢＣは一層または多層のコーティングで被覆され、プリズムの内側に向かって反射し、外側に向かって吸収または反射する表面が得られる。プリズム３０の三角形ＡＢＤは、一層または多層のコーティングで被覆され、プリズムの内側に向かって吸収し、外側に向かって吸収または反射する表面が得られる。
【００６６】
プリズム３０は、図１２のように向いて、その面ＡＤはセンサ面に平行となる。面ＣＤは、いずれの光学素子の上にも載らない。その理由は下記により明らかとなろう。プリズム３０の面ＡＣの前方には撮像対物レンズ１５が配置され、これはプリズムを超えて結像可能なような後側焦点距離を有する。対物レンズから出た光は、面ＡＣに当たってプリズム３０の中に入る。ＡＣへの入射角度が限界角（プリズム−空気の通路ではプリズム屈折率１．５で、２７．９°となる。）より小さい場合、光は面ＣＤによって完全に反射される。これは、面ＣＤの外側にある光学媒体としての空気にとって必要な結果をもたらす。最終的に、光束は、プリズム３０から出てＣＤを通ってセンサに至る。
【００６７】
プリズム３０から出た光束の光学絶縁に関して、プリズム３０から出る放射光束の断面と同じ表面、またはより大きな表面を有する矩形の開口は、光学保護ウインドウ１２の中に形成される。開口の内壁は吸収性コーティングで被覆され、前方モニタリング機能の信号に伴う外乱を回避している。光ファイバからの信号に伴う外乱がある場合、必要に応じて、全ての内壁が前記コーティングで被覆することができる。
【００６８】
この種の光学系（対物レンズとプリズム）は、前方モニタリング機能のための対物レンズと一緒に使用することも可能である。２つの光学系が同一の光軸を持たないことは、サイズに関する限り、有利である。
【００６９】
明らかに、本発明の基本アイデアが同じであれば、構造の詳細および実施形態は、単なる例として記載し示したものに関して、本発明の枠組みを逸脱せずに広範囲に変化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係るマトリクスセンサの第１実施形態の概略図であり、上述した全ての機能を実施する。
【図２】ウインドスクリーンの曇りを検出するセンサの動作原理を示す概略図である。
【図３】ウインドスクリーンの曇りを検出するセンサの動作原理を示す概略図である。
【図４】夕暮れ／トンネル機能用のセンサの構成を示す概略図である。
【図５】アクティブ濃霧検出を示す一般的な図である。
【図６】本発明に係るシステムの第２および第３実施形態の概略図であり、より少ない数の機能を実施する。
【図７】本発明に係るシステムの第２および第３実施形態の概略図であり、より少ない数の機能を実施する。
【図７Ａ】本発明に係るシステムに存在するセンサの概略的な断面図および平面図である。
【図７Ｂ】本発明に係るシステムに存在するセンサの概略的な断面図および平面図である。
【図８】本発明に係るシステムの実施形態の一例についての斜視図である。
【図９】図８の変形例を示す。
【図１０】濃霧検出用の光学系についての実施可能な変形例を示す。
【図１１】関連した保護ウインドウを有する、本発明に係るセンサマトリクスを含むアセンブリについての異なる斜視図である。
【図１２Ａ】関連した保護ウインドウを有する、本発明に係るセンサマトリクスを含むアセンブリについての異なる斜視図である。
【図１２Ｂ】関連した保護ウインドウを有する、本発明に係るセンサマトリクスを含むアセンブリについての異なる斜視図である。
【図１３】本発明に係る降雨検出用のシステムに用いられるプリズムの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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