DE102013223699A1 - Filter assembly and method of making a filter assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung für einen Bildsensor, der eine Mehrzahl in einem Raster angeordneter lichtempfindlicher Elemente umfasst, mit einer Mehrzahl von Filterelementen (R‘, W), die jeweils einem der lichtempfindlichen Elemente (301) zuzuordnen sind und die mindestens zwei verschiedene Gruppen von Filterelementen (R‘, W) umfassen, wobei die Filterelemente (R‘) der ersten Gruppe jeweils Licht eines ersten Wellenlängenbereiches passieren lassen und die Filterelemente (W) der zweiten Gruppe jeweils Licht eines zweiten Wellenlängenbereiches. Erfindungsgemäß sind die Filterelemente (R‘, W) der ersten und der zweiten Gruppe jeweils so in einem Raster angeordnet, dass sich nach einem Anordnen der Filteranordnung (40) an dem Bildsensor (30) zwischen jedem der lichtempfindlichen Elemente (301), dem ein Filterelement (R‘) der ersten Gruppe zugeordnet ist, und jedem der lichtempfindlichen Elemente (301), dem ein Filterelement (W) der zweiten Gruppe zugeordnet ist, mindestens ein lichtempfindliches Element (C) befindet, dem kein Filterelement (R‘, W) zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Filteranordnung.The invention relates to a filter arrangement for an image sensor comprising a plurality of light-sensitive elements arranged in a grid, having a plurality of filter elements (R ', W), each of which is assigned to one of the photosensitive elements (301) and comprising at least two different groups of Filter elements (R ', W), wherein the filter elements (R') of the first group each pass light of a first wavelength range and the filter elements (W) of the second group each light of a second wavelength range. According to the invention, the filter elements (R ', W) of the first and second groups are each arranged in a grid such that after arranging the filter arrangement (40) on the image sensor (30) between each of the photosensitive elements (301) Filter element (R ') is assigned to the first group, and each of the photosensitive elements (301) to which a filter element (W) of the second group is assigned, at least one photosensitive element (C), the no filter element (R', W) assigned. The invention also relates to a method for producing a filter arrangement.
Description
Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung für einen Bildsensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Filteranordnung für einen Bildsensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13. The invention relates to a filter arrangement for an image sensor according to the preamble of
Kameras mit Bildsensoren (z. B. in Form von CCD-Chips) werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. Beispielsweise verwenden Fahrerassistenzsysteme von Kraftfahrzeugen derartige Kameras. Die Bildsensoren weisen eine Mehrzahl lichtempfindlicher Elemente auf, deren Signale ausgewertet werden, um z.B. Objekte im Bild zu detektieren, über mehrere Bilder hinweg zu verfolgen und ein Szenenverständnis zu ermöglichen. Beispielsweise lassen sich mit derartigen Bildsensorkameras Assistenzfunktionen zur Spurhaltung, Verkehrszeichenerkennung, Fernlichtregelung und Kollisionswarnung realisieren. Cameras with image sensors (eg in the form of CCD chips) are used in many fields of technology. For example, driver assistance systems of motor vehicles use such cameras. The image sensors have a plurality of photosensitive elements whose signals are evaluated to be e.g. Detecting objects in the image, to track across multiple images and to allow a scene understanding. For example, assistance functions for tracking, traffic sign recognition, high beam control and collision warning can be realized with such image sensor cameras.
Die lichtempfindlichen Elemente eines Bildsensors sind empfindlich insbesondere für Licht des sichtbaren Wellenlängenbereichs und des Infrarotbereichs. Abhängig von der Anwendung (etwa der Art der gewünschten Fahrerassistenzfunktion) und den Lichtbedingungen kann der Infrarotanteil des Lichtes nutzbar sein oder störend wirken. Zum Beispiel reflektieren Fußgänger mit schwarzer Bekleidung bei Nacht Licht hauptsächlich im Infrarotbereich. Halogenschweinwerfer haben ebenfalls einen hohen Infrarotanteil, der jedoch in den Bildern (d.h. bei den lichtempfindlichen Elementen des Bildsensors) zu Sättigungseffekten bei Direkteinstrahlung und auch bei Reflektionen führen kann. Zur Vermeidung von Sättigungseffekten kann das auf die lichtempfindlichen Elemente des Bildsensors gerichtete Licht mit einem Infrarotsperrfilter gefiltert werden. The photosensitive elements of an image sensor are sensitive in particular to visible wavelength range and infrared range light. Depending on the application (such as the type of driver assistance function desired) and the lighting conditions, the infrared portion of the light can be useful or disturbing. For example, pedestrians wearing black clothing at night reflect light mainly in the infrared range. Halogen boogie throwers also have a high infra-red content, which, however, can lead to saturation effects in the images (i.e., in the photosensitive elements of the image sensor) with direct irradiation and also with reflections. To avoid saturation effects, the light directed onto the photosensitive elements of the image sensor can be filtered with an infrared cut filter.
Die Erkennung unterschiedlicher Bildfarben erfolgt z.B. durch die Verwendung von Farbfiltern. Bei einer Farbkamera werden abwechselnd Rot-, Grün-, und Blaufilter in einer regelmäßigen Anordnung (z.B. in Form eines „Bayer-Musters“ – „Bayer-Pattern“) vor die lichtempfindlichen Elemente gesetzt, was die Ermittlung von Farbkomponenten des einfallenden Lichtes ermöglicht. Eine derartige Filterung ist z.B. aus der
Die Verwendung von Farbfiltern kann jedoch mit Nachteilen verbunden sein. Beispielsweise erreicht durch die Filterung weniger Licht die lichtempfindlichen Elemente des Bildsensors, so dass das von den lichtempfindlichen Elementen generierte Signal bei wenig Licht in den Rauschbereich abfallen kann. However, the use of color filters can be associated with disadvantages. For example, as a result of the filtering, less light reaches the photosensitive elements of the image sensor, so that the signal generated by the photosensitive elements can fall into the noise region in low light.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, eine Filteranordnung zu schaffen, die für eine Vielzahl von Anwendungen effizient einsetzbar ist. The problem underlying the invention is to provide a filter assembly which is efficient for a variety of applications.
Dieses Problem wird durch die Bereitstellung der Filteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This problem is solved by providing the filter assembly having the features of
Danach wird eine Filteranordnung für einen Bildsensor bereitgestellt, der eine Mehrzahl in einem Raster angeordneter lichtempfindlicher Elemente umfasst, mit
- – einer Mehrzahl von Filterelementen, die jeweils einem der lichtempfindlichen Elemente zuzuordnen sind;
- – wobei die Filterelemente mindestens zwei verschiedene Gruppen von Filterelementen umfassen, wobei die Filterelemente der ersten Gruppe jeweils Licht eines ersten Wellenlängenbereiches passieren lassen und die Filterelemente der zweiten Gruppe jeweils Licht eines zweiten Wellenlängenbereiches, wobei
- – die Filterelemente der ersten und der zweiten Gruppe jeweils so in einem Raster angeordnet sind, dass sich nach einem Anordnen der Filteranordnung an dem Bildsensor zwischen jedem der lichtempfindlichen Elemente, dem ein Filterelement der ersten Gruppe zugeordnet ist, und jedem der (insbesondere in der Ebene der Filteranordnung benachbarten) lichtempfindlichen Elemente, dem ein Filterelement der zweiten Gruppe zugeordnet ist, mindestens ein lichtempfindliches Element befindet, dem kein Filterelement zugeordnet ist.
- - A plurality of filter elements, which are each assigned to one of the photosensitive elements;
- - wherein the filter elements comprise at least two different groups of filter elements, wherein the filter elements of the first group each pass light of a first wavelength range and the filter elements of the second group each light of a second wavelength range, wherein
- - The filter elements of the first and the second group are each arranged in a grid, that after arranging the filter assembly to the image sensor between each of the photosensitive elements, which is assigned a filter element of the first group, and each of the (in particular in the plane the filter assembly adjacent) photosensitive elements, which is associated with a filter element of the second group, at least one photosensitive element is located, which is not associated with a filter element.
Die erfindungsgemäße Filteranordnung ist aufgrund der verschiedenen Typen der Filterelemente und der Bereiche, die keine Filtereigenschaften aufweisen, für unterschiedliche Anwendungen eines Bildsensors ausgelegt. Beispielsweise wird bei Verwendung der erfindungsgemäßen Filteranordnung an einem Bildsensor einer Kamera die Empfindlichkeit der Kamera aufgrund der relativ hohen Anzahl der lichtempfindlichen Elemente des Bildsensors, denen kein Filterelement zugeordnet ist, möglichst wenig reduziert. Die lichtempfindlichen Elemente ohne Filterelement können z.B. bei geringer Intensität des auf den Bildsensor einfallenden Lichtes (etwa zur Objekterkennung bei Nacht) herangezogen werden. Darüber hinaus mittels der Filterung durch die Filterelemente der ersten und der zweiten Gruppe eine Farbinformation gewonnen werden, insbesondere durch Vergleich der Signale von benachbarten lichtempfindlichen Elementen, die sich durch das ihnen zugeordnete Filterelement unterscheiden. The inventive filter arrangement is designed for different applications of an image sensor due to the different types of filter elements and the areas that have no filter properties. For example, when using the filter arrangement according to the invention on an image sensor of a camera, the sensitivity of the camera is reduced as little as possible due to the relatively high number of photosensitive elements of the image sensor, to which no filter element is assigned. The photosensitive elements without a filter element can be used, for example, at low intensity of the light incident on the image sensor (for example for object recognition at night). In addition, color information can be obtained by means of the filtering by the filter elements of the first and the second group, in particular by comparison of the signals from adjacent ones photosensitive elements that differ by their associated filter element.
Die erfindungsgemäße Filteranordnung kann insbesondere für einen Bildsensor einer Kamera, die in Fahrerassistenzsystemen eingesetzt wird, verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht auf diese Anwendung beschränkt. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Filteranordnung auch zusammen mit Bildsensoren für andere Anwendungen verwendet werden, z.B. in anderen Überwachungssystemen oder wissenschaftlichen Anwendungen (etwa zur Mikroskopie). The filter arrangement according to the invention can be used in particular for an image sensor of a camera which is used in driver assistance systems. Of course, the invention is not limited to this application. Rather, the filter assembly according to the invention can also be used together with image sensors for other applications, e.g. in other surveillance systems or scientific applications (such as microscopy).
Es wird darauf hingewiesen, dass sich die von den Filterelementen der beiden Gruppen transmittierten Wellenlängenbereiche durchaus auch überlappen können, sie sind jedoch nicht identisch. It should be noted that the wavelength ranges transmitted by the filter elements of the two groups may well overlap, but they are not identical.
Die Filterelemente der ersten Gruppe sind z. B. jeweils als Farbfilter ausgebildet, d. h. als Filter, die jeweils einen Teil des sichtbaren Wellenlängenbereichs passieren lassen. Denkbar ist, dass es sich zumindest bei einigen der Farbfilter um Rot-, Grün- oder Blaufilter handelt, d. h. insbesondere um Filter, die für Wellenlängen dieser Farben eine hohe Transmission und für die übrigen Wellenlängen des sichtbaren Lichtes eine niedrige Transmission aufweisen. Möglich ist auch, dass zumindest einige dieser Farbfilter gleichzeitig auch als Infrarotsperrfilter ausgebildet oder mit einem Infrarotsperrfilter kombiniert sind, d. h. als Filter, die Licht einer bestimmten Farbe transmittieren, für Licht des infraroten Wellenlängenbereichs jedoch eine geringe (z.B. im Wesentlichen gar keine) Transmission besitzen. The filter elements of the first group are z. B. each formed as a color filter, d. H. as filters that each pass through part of the visible wavelength range. It is conceivable that at least some of the color filters are red, green or blue filters, d. H. in particular filters which have a high transmission for wavelengths of these colors and a low transmission for the other wavelengths of visible light. It is also possible that at least some of these color filters are also designed as infrared blocking filters or combined with an infrared blocking filter, i. H. however, as filters that transmit light of a particular color, have little (e.g., substantially no) transmission for infrared wavelength light.
Denkbar ist auch, dass zumindest einige der Filterelemente der ersten Gruppe als Farbfilter ausgebildet sind, die eine breiteren Wellenlängenbereich passieren lassen, z.B. mehrere (etwa zwei) Farben. Die Farbermittlung erfolgt dann insbesondere durch Differenzbildung der durch den Filter transmittierten Intensität und der transmittierten Intensität eines ungefilterten Bereiches der Filteranordnung oder eines anderen Mehrfarbfilterelementes. Beispielsweise ist das Filterelement für die Farben Grün und Blau durchlässig, wobei durch Vergleich mit dem ungefilterten Licht (oder mit der durch einen Grün-Rot- und/oder Blau-Rot-Filter transmittierten Intensität) die Farbe Rot detektiert werden kann. Der Vorteil dieser Variante ist, dass die Intensität des gefilterten Lichtes und entsprechend die von den jeweiligen lichtempfindlichen Elementen erzeugten Signale höher sind. It is also conceivable that at least some of the filter elements of the first group are designed as color filters which allow a wider wavelength range to pass through, e.g. several (about two) colors. The color is then determined in particular by subtraction of the intensity transmitted through the filter and the transmitted intensity of an unfiltered portion of the filter assembly or other multi-color filter element. For example, the filter element is transparent to the colors green and blue, whereby the color red can be detected by comparison with the unfiltered light (or with the intensity transmitted by a green-red and / or blue-red filter). The advantage of this variant is that the intensity of the filtered light and accordingly the signals generated by the respective photosensitive elements are higher.
Die Filterelemente der zweiten Gruppe sind z.B. jeweils als reiner Infrarotsperrfilter ausgebildet, d. h. die Filterelemente der zweiten Gruppe weisen eine geringe Transmission für infrarote Wellenlängen auf, transmittieren jedoch den (z.B. kompletten) sichtbaren Spektralbereich. Die Infrarotsperrfilter dienen insbesondere dazu, eine Sättigung der ihnen zugeordneten lichtempfindlichen Elemente zu vermeiden, da das auf den Bildsensor einfallende Licht üblicherweise neben dem sichtbaren Licht auch Infrarotanteile enthält, wie oben bereits erwähnt. The filter elements of the second group are e.g. each formed as a pure infrared blocking filter, d. H. the filter elements of the second group have low transmission for infrared wavelengths, but transmit the (e.g., complete) visible spectral range. The infrared blocking filters serve, in particular, to avoid saturation of the light-sensitive elements assigned to them, since the light incident on the image sensor usually also contains infrared components in addition to the visible light, as already mentioned above.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Filterelemente der ersten und zweiten Gruppe in Zeilen, die sich entlang einer ersten Richtung erstrecken, und in Spalten, die sich entlang einer zweiten Richtung erstrecken, derart angeordnet, dass sie ein sich entlang der ersten und der zweiten Richtung wiederholendes Muster bilden. Insbesondere sind die Zeilen und die Spalten senkrecht zueinander orientiert, was der üblichen Anordnung der lichtempfindlichen Elemente des Bildsensors entspricht. Denkbar ist jedoch auch, dass die Zeilen und die Spalten unter einem anderen Winkel zueinander orientiert sind. According to a further embodiment of the invention, the filter elements of the first and second groups are arranged in rows extending along a first direction and in columns extending along a second direction such that they extend along the first and the second Forming direction repeating pattern. In particular, the rows and the columns are oriented perpendicular to each other, which corresponds to the usual arrangement of the photosensitive elements of the image sensor. However, it is also conceivable that the rows and the columns are oriented at a different angle to each other.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung sind die Filterelemente der ersten und der zweiten Gruppe entlang der ersten Richtung derart abwechselnd angeordnet, dass sich zwischen einem lichtempfindlichen Element des Bildsensors, dem ein Filterelement der ersten Gruppe zugeordnet ist, und einem lichtempfindlichen Element, dem ein Filterelement der zweiten Gruppe zugeordnet ist, jeweils mindestens ein (z.B. genau ein) lichtempfindliches Element befindet, dem kein Filterelement zugeordnet ist. According to a development of this embodiment of the invention, the filter elements of the first and the second group are arranged alternately along the first direction, such that a filter element is associated between a photosensitive element of the image sensor, which is assigned a filter element of the first group, and a photosensitive element is associated with the second group, in each case at least one (eg exactly one) photosensitive element is located, which is assigned no filter element.
Darüber hinaus ist denkbar, dass die Filterelemente der ersten und der zweiten Gruppe entlang auch der zweiten Richtung derart abwechselnd angeordnet sind, dass sich zwischen einem lichtempfindlichen Element des Bildsensors, dem ein Filterelement der ersten Gruppe zugeordnet ist, und einem lichtempfindlichen Element, dem ein Filterelement der zweiten Gruppe zugeordnet ist, jeweils mindestens ein (z.B. genau ein) lichtempfindliches Element befindet, dem kein Filterelement zugeordnet ist. In addition, it is conceivable that the filter elements of the first and the second group are also arranged alternately along the second direction such that a filter element is associated between a photosensitive element of the image sensor to which a filter element of the first group is assigned and a photosensitive element is associated with the second group, in each case at least one (eg exactly one) photosensitive element is located, which is assigned no filter element.
Beispielsweise sind die Filterelemente der ersten und der zweiten Gruppe entlang der zweiten Richtung so angeordnet, dass jeder zweiten Zeile der lichtempfindlichen Elemente des Bildsensors kein Filterelement zugeordnet ist. Somit wird bei Verwendung der erfindungsgemäßen Filteranordnung mit einem Bildsensor ein relativ hoher Anteil an ungefilterten lichtempfindlichen Elementen bereitgestellt, wodurch die Filteranordnung die Empfindlichkeit der Bilddetektion möglichst wenig beeinflusst. For example, the filter elements of the first and the second group are arranged along the second direction so that no filter element is associated with every other row of the photosensitive elements of the image sensor. Thus, when using the filter arrangement according to the invention with an image sensor, a relatively high proportion of unfiltered photosensitive elements is provided, whereby the filter arrangement influences the sensitivity of the image detection as little as possible.
Möglich ist insbesondere, dass die Filterelemente als separate Elemente jeweils vor einem lichtempfindlichen Element angeordnet sind. Diejenigen lichtempfindlichen Elemente, denen kein Filterelement zugeordnet ist, werden entsprechend nicht mit einem Filterelement versehen. In diesem Beispiel bildet die erfindungsgemäße Filteranordnung demnach kein durchgehendes Element. Denkbar ist insbesondere, dass die Filterelemente jeweils in Form einer Beschichtung der ihnen zugeordneten lichtempfindlichen Elementes ausgebildet sind. It is possible in particular that the filter elements are arranged as separate elements in each case in front of a photosensitive element. Those photosensitive elements, to which no filter element is assigned, are accordingly not provided with a filter element. In this example Accordingly, the filter assembly according to the invention does not form a continuous element. It is conceivable in particular that the filter elements are each formed in the form of a coating of their associated photosensitive element.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die erste Gruppe der Filterelemente durch eine erste Filterlage und die zweite Gruppe der Filterelemente durch eine zweite Filterlage realisiert, wobei die erste Filterlage an der zweiten Filterlage angeordnet ist. Beispielsweise werden die Filterlagen jeweils als Beschichtungen ausgebildet, die z. B. nacheinander an dem Raster der lichtempfindlichen Elemente des Bildsensors erzeugt werden. According to another embodiment of the invention, the first group of filter elements is realized by a first filter layer and the second group of filter elements by a second filter layer, wherein the first filter layer is arranged on the second filter layer. For example, the filter layers are each formed as coatings, the z. B. be generated sequentially on the grid of the photosensitive elements of the image sensor.
Die Erfindung betrifft auch einen Bildsensor mit einer wie oben beschriebenen Filteranordnung, wobei die Filterelemente der Filteranordnung jeweils an einem lichtempfindlichen Element des Bildsensors angeordnet sind (z. B. wie oben bereits angesprochen in Form einer Beschichtung). The invention also relates to an image sensor having a filter arrangement as described above, wherein the filter elements of the filter arrangement are each arranged on a photosensitive element of the image sensor (eg, as already mentioned above in the form of a coating).
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Filteranordnung, mit den Schritten:
- – Bereitstellen einer Mehrzahl lichtempfindlicher Elemente;
- – Bereitstellen einer Mehrzahl von Filterelementen und Anordnen der Filterelemente an den lichtempfindlichen Elementen, wobei die Filterelemente mindestens zwei verschiedene Gruppen von Filterelementen umfassen, wobei die Filterelemente der ersten Gruppe jeweils Licht eines ersten Wellenlängenbereiches passieren lassen und die Filterelemente der zweiten Gruppe jeweils Licht eines zweiten Wellenlängenbereiches, wobei
- – die Filterelemente der ersten und der zweiten Gruppe jeweils so in einem Raster an den lichtempfindlichen Elementen angeordnet werden, dass sich zwischen jedem der lichtempfindlichen Elemente, dem ein Filterelement der ersten Gruppe zugeordnet ist, und jedem der lichtempfindlichen Elementen, dem ein Filterelement der zweiten Gruppe zugeordnet ist, mindestens ein lichtempfindliches Element befindet, dem kein Filterelement zugeordnet ist.
- Providing a plurality of photosensitive elements;
- - Providing a plurality of filter elements and arranging the filter elements on the photosensitive elements, wherein the filter elements comprise at least two different groups of filter elements, wherein the filter elements of the first group each pass light of a first wavelength range and the filter elements of the second group each light of a second wavelength range , in which
- - The filter elements of the first and the second group are each arranged in a grid on the photosensitive elements, that between each of the photosensitive elements, which is assigned a filter element of the first group, and each of the photosensitive elements, a filter element of the second group is associated, at least one photosensitive element is located to which no filter element is assigned.
Beispielsweise werden die Filterelemente jeweils in Form einer Beschichtung an den lichtempfindlichen Elementen angeordnet. For example, the filter elements are each arranged in the form of a coating on the photosensitive elements.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the figures. Show it:
Dargestellt sind auf einer Fahrbahn
In Abhängigkeit von der Art des Fahrerassistenzsystems muss ein Bildsensor der Kamera des Fahrerassistenzsystems zumindest einige der dargestellten Objekte, wenn sie sich im Wirkbereich des Kraftfahrzeuges befinden oder wenn sie auf das Kraftfahrzeug einwirken können, sicher erfassen und dies insbesondere sowohl statisch (d.h. umfassend ein Bestimmen des Standort des Objektes zu einem bestimmten Zeitpunkt) als auch dynamisch (d.h. umfassend ein Bestimmen einer Standort- und/oder Zustandsänderung des Objektes) und bei unterschiedlichen Licht- und Witterungsverhältnissen. Depending on the type of driver assistance system, an image sensor of the camera of the driver assistance system must reliably detect at least some of the objects shown, if they are in the effective range of the motor vehicle or if they can act on the motor vehicle, and this in particular both static (ie comprising determining the Location of the object at a given time) as well as dynamically (ie comprising determining a location and / or state change of the object) and in different light and weather conditions.
Insbesondere um aus den von den lichtempfindlichen Elemente
Unter einem Rot-, Grün und Blaufilter wird ein Filter verstanden, der den entsprechenden Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtspektrums passieren lässt, d.h. in diesem Bereich eine hohe Transparenz besitzt. Darüber hinaus sind die Farbfilter R, G, B so beschaffen, dass sie auch Wellenlängen eines Infrarotbereiches transmittieren. Gekennzeichnet ist dies durch den Zusatz +IR hinter den Filterbezeichnungen (z.B. R + IR). By a red, green and blue filter is meant a filter which passes the corresponding wavelength range of the visible light spectrum, i. has high transparency in this area. Moreover, the color filters R, G, B are arranged to transmit also wavelengths of an infrared range. This is indicated by the addition + IR after the filter designations (e.g., R + IR).
Die lichtempfindlichen Elemente
Die Filterelemente R‘, W bestehen aus einer ersten Gruppe von Filterelementen R‘ und einer zweiten Gruppe von Filterelementen W, wobei die Filterelemente der ersten und der zweiten Gruppe jeweils so an dem Bildsensor
Bei den Filterelementen R‘ der ersten Gruppe handelt es sich jeweils um einen Farbfilter in Form eines Rotfilters, d.h. um einen Filter, der sichtbares Licht im roten Spektralbereich passieren lässt. Die Filterelemente W der zweiten Gruppe sind als reine Infrarotsperrfilter ausgebildet, d.h. sie blockieren den Durchtritt infraroter Strahlung. Die Ausgestaltung der Farbfilterelemente R‘ als Rotfilter ist allerdings nur beispielhaft. Zumindest einige der Rotfilterelemente R‘ könnten auch in Form eines anderen Farbfilters, etwa eines Grün- oder Blaufilters, ausgestaltet sein. The filter elements R 'of the first group are each a color filter in the form of a red filter, i. a filter that lets visible light pass through in the red spectral region. The filter elements W of the second group are designed as pure infrared blocking filters, i. they block the passage of infrared radiation. The design of the color filter elements R 'as a red filter is only an example. At least some of the red filter elements R 'could also be in the form of another color filter, such as a green or blue filter.
Die Filteranordnung
Die Filterelemente R, W sind entsprechend der Anordnung der lichtempfindlichen Elemente
Dabei sind die Filterelemente R, W der ersten und zweiten Gruppe entlang der horizontalen Richtung derart abwechselnd angeordnet, dass sich zwischen einem lichtempfindlichen Element
Jede zweite Zeile und jede zweite Spalte der von den lichtempfindlichen Elementen
Die in
Beispielsweise werden zur Objektdetektion oder Stereoberechnung (bei Einsatz des Bildsensors in einer Stereokamera) nur Signale von lichtempfindlichen Elementen
Die erfindungsgemäße Filteranordnung
In horizontaler Richtung befinden sich jeweils zwischen zwei Filterelementen R + IR drei „Leerstellen“ C´, d.h. ein Bereich, in dem sich kein Filterelement befindet, der der Ausdehnung von drei lichtempfindlichen Elementen des Bildsensors entspricht. Darüber hinaus besteht jede zweite Zeile und jede zweite Spalte der Filterlage
Um zur Filteranordnung
Durch Anordnen der ersten Filterlage
Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Filteranordnung
Für die Identifizierung der Farbe des von den Verkehrsschildern
Von dem Licht, das von dem weißen Untergrund
Das von den schwarzen Ziffern
Beim blauen Hintergrund des zweiten Verkehrsschilds
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrbahn roadway
- 3, 30 3, 30
- Bildsensor image sensor
- 4, 40 4, 40
- Filteranordnung A filter assembly
- 11 11
- Mittelline Central Line
- 12 12
- Lichtsignalanlage Traffic signal
- 13, 51, 52 13, 51, 52
- Verkehrsschild road sign
- 21 21
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 22, 24 22, 24
- Radfahrer cyclist
- 23 23
- Fußgänger pedestrian
- 31, 301, 302 31, 301, 302
- lichtempfindliches Element photosensitive element
- 41 41
- erste Filterlage first filter layer
- 42 42
- zweite Filterlage second filter layer
- 511 511
- schwarze Ziffer black numeral
- 512 512
- weißer Untergrund white background
- 513 513
- rote Umrandung red border
- R + IR R + IR
- Rotfilter red filter
- R' R '
- Filterkombination aus Rotfilter und Infrarotsperrfilter Filter combination of red filter and infrared cut filter
- B + IR B + IR
- Blaufilter blue filter
- G + IR G + IR
- Grünfilter green filter
- WW
- Infrarotsperrfilter IR cut filter
- C, C` C, C`
- Bereiche ohne Filtereigenschaften Areas without filter properties
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 3971065 [0004, 0034] US 3971065 [0004, 0034]
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