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【专利说明】光学组件
[0001]本发明涉及光学组件，其可以尤其在无法使用带有位于直接光路上的典型物镜的相机的场合下用作360度的光学系统。
[0002]单个的枢转和/或可移动相机可用于对周遭进行360度监视；或者多个相机如此设置，使得可以探测到所有区域。一般而言，为此使用广角相机。然而，现有技术包括已知的监视系统，借此可以利用相机直接拍摄360度的全景图像。在此情况下，相机朝向凸面镜，该凸面镜借助另一个镜子将周遭的失真图像反射到相机的像面上。然后借助图像分析系统将失真图像数据转换为矫正后的图像数据。
[0003]这种间接光学监视系统描述于比如DElOl 58 415 Al中，其重点主要是监视车辆的内部空间。借助至少一个广角相机在曲线坐标中生成图像，将其转换为平面或圆柱坐标，然后对其进行电子图像评估。借此探测人员和/或目标，使得可以针对比如每个座位而自动调整座椅或安全装置。在轿车出现事故时，需要将提取的信息存储起来和/或借助无线电将其传送到救援中心。该系统也可以监视外部的部件，以便其也可以适用于碰撞报警或泊车辅助系统。
[0004]为实现上述功能，以便主要利用传统的数码相机及至少一个镜子。根据物镜需要监视的区域，需要重新限定相机和镜子的位置及方位。
[0005]在本发明领域中，用于360度接收和聚焦光信号的组件也见诸于专利说明书DD219 884 Al中。在该技术方案的情况下，借助镜像的带状透镜将光线导向至光电探测器上。
[0006]公开文献EP 2 433 837 Al揭露了一种用于对车辆缓慢移动的周遭环境进行光学监视的光学设备和方法。在该技术方案的情况下，借助镜像的带状透镜将光线导向至区域探测器，以便生成第一图像，并且通过一组棱镜和透镜将光线导向至区域探测器，以便生成第二图像。
[0007]可以作为相机配件使用的类似技术方案描述于欧洲专利说明书EP 0103 301 BI中。
[0008]实用新型DE 203 05 625 Ul描述了一种用于向四周辐射警告信号的灯笼，在此使用了带状光学系统。
[0009]本发明目的是提供一种光学组件，其克服了传统技术方案的缺点，并且其可用于优选地从全景中可靠探测和分析移动目标。
[0010]根据权I的技术特征限定的发明实现该目的。本发明的恰当实施例见诸于从属权利要求中。
[0011]根据本发明的光学组件的特别优点是能够甚至在不利光照条件下对周遭进行监视。这通过光学组件实现，所述光学组件包括至少一个带状透镜和至少一个光学传感器。根据本发明，至少一个光学传感器直接和/或间接设置在至少一个带状透镜的光路上。可以理解:直接设置在带状透镜光路上的组件为这样的组件:其使得带状透镜与光学传感器之间的光路上没有设置折射和/或反射元件，比如额外的透镜、棱镜或镜子。因此，可以将间接设置在带状透镜光路上的组件理解为这样的组件:其使得来自带状透镜的光线由折射和/或反射元件传导至光线传感器，其中，所述传导也可以包括光路的反向。
[0012]根据本发明，带状透镜设计成使得带状透镜内不会发生光路的反向。特别是，光信号或光信号的至少一部分在没有反射的情况下穿过带状透镜。至少一个带状透镜和至少一个光学传感器优选地设置成使得在没有反射的情况下，光信号或光信号的至少一部分从入口行进到至少一个带状透镜，并且一直行进到至少一个光学传感器。其结果是:相对于传统的技术方案，光信号的衰减较小。
[0013]可以将光学组件视为具有特殊物镜的相机。
[0014]根据本发明，特殊物镜包括至少一个带状透镜，其中，所述至少一个带状透镜可以与一个或多个额外的光学组件结合起来。此后将这种带状透镜与一个或多个光学组件的结合称为带状透镜光学系统。
[0015]带状透镜或带状透镜光学系统优选为快速带状透镜或带状透镜光学系统。
[0016]带状透镜尤其是实质上为圆形的透明光学元件。带状透镜的截面优选地具有两个球形部，以便产生透镜效果。带状透镜优选地具有双凸截面。在一个优选实施例中，带状透镜由多个光学元件构造而成，这些光学元件一起形成了实质上封闭的圆环。在另一个优选实施例中，将带状透镜设计为菲涅耳带状透镜。
[0017]光学传感器优选地为光电二极管阵列壶光电二极管矩阵，尤其是CCD (电荷I禹合装置)传感器。优选地使用这样的光学传感器，其包括有机半导体材料或由有机半导体材料制成，比如有机光传感器或有机光电二极管。
[0018]如果将光学传感器配置为弯曲传感器则是有利的。在一个优选实施例中，将光学传感器设计为圆柱体或圆柱形壳体。圆柱体或圆柱形壳体与带状透镜或带状透镜光学系统的轴向对称轴线对齐。周遭图像优选地通过带状透镜或带状透镜光学系统而直接显示在传感器上，该传感器为圆柱体或圆柱形壳体的形式。在其它优选实施例中，将额外的光学元件设置在位于带状透镜与圆柱体或圆柱形壳体形式的传感器之间的光路上，以便比如在光学组件的尺寸与带状透镜或带状透镜光学系统的成像特性之间进行协调。如果让光学传感器形成圆锥体表面的至少一部分，则这可能是有利的。通过改变圆锥体的孔径角，可以将光学组件的光路调整至与光学组件的结构一致。
[0019]在另一个优选实施例中，将光学传感器配置为平面或平坦的传感器。平面光学传感器可以为数码相机的一部分。优选地，借助设置在位于带状透镜/带状透镜光学系统与平面传感器之间的光路上的至少一个光学元件而将带状透镜或带状透镜光学系统提供的图像信息显示在传感器上。在一个优选实施例中，通过插入光路中的至少一个光学元件而让该光路产生偏移。在一个优选实施例中，光学元件为与带状透镜或带状透镜光学系统的轴向对称轴线对齐的锥面镜。
[0020]在一个优选实施例中，光信号的第一部分从入口(entry)在没有被反射的情况下行进到至少一个带状透镜，并且一直行进到至少一个第一光学传感器，而至少一个光学元件设置在光信号的第二部分的光路上，所述光学元件将光信号的第二部分显示在至少一个第二光学传感器上。
[0021]在另一个优选实施例中，优选地为环状透镜特别优选地为具有零凹凸截面的环形透镜设置在位于带状透镜/带状透镜光学系统与靠近镜子的平面传感器之间的光路上，以便调整由带状透镜/带状透镜光学系统和锥面镜提供给光学传感器的图像的图像大小。
[0022]一般而言，设置在带状透镜/带状透镜光学系统与光学传感器之间的光路上的光学元件可以为偏光、反光和/或折射元件。
[0023]低分辨率的光学传感器可用于探测移动目标的用途。
[0024]在一个优选实施例中，光学组件包括至少一个能源，以便提供至少一个光学传感器、至少一个与光学传感器连接的多路器和至少一个AD转换器，以便将多路器提供的模拟数据数字化。然后可以将数字数据提供给数据处理单元。
[0025]在一个优选实施例中，光学组件进一步包括至少一个数据处理单元比如至少一个处理器。至少一个数据处理单元至少临时连接到光学传感器的至少一部分，以便可在光学传感器与至少一个数据处理单元之间交换信号或数据。
[0026]在另一个优选实施例中，光学组件进一步包括至少一个发光元件比如至少一个发光二极管(LED)。
[0027]在另一个优选实施例中，至少一个带状透镜/带状透镜光学系统与至少一个光学传感器在公共结构单元内结合。公共结构单元可以为比如壳体，尤其是灯，优选地为街灯。在另一个优选实施例中，公共结构单元也可以包括至少一个数据处理单元。此外或备选地，可以提供一个或多个数据处理单元，其作为多个结构单元的中央控制单元而设置在公共结构单元的外部。
[0028]在一个优选实施例中，数据处理单元的至少一部分配置为使得光学传感器提供的信号被分析，以便探测移动目标。此外，在一个优选实施例中，发光元件由至少一个数据处理单元控制。在一个优选实施例中，发光元件的至少一部分作为移动目标的函数而被控制。尤其是，发光元件的至少一部分能够在目标在传感器探测的区域内移动时启动或逐渐变亮。也可以对控制器设计，使得如果在特定阶段内没有探测到移动目标的话则让发光元件停止或逐渐变暗。
[0029]在另一个优选实施例中，至少两个优选为多个的结构单元由至少一个数据处理单元控制。可以设置成使得多个结构单元互相通信，以便比如将接近的目标告知另一个结构单元。在一个优选实施例中，通过比如向量分析尤其是通过分析光流而对目标的移动进行分析。
[0030]这也是可以的:借助结构单元的光学传感器而探测光学信号尤其是来自可见和/或不可见频率范围的光信号，并且将其传送到其它结构单元。信号可以作为光信号而传递。在此情况下，将结构单元的光学传感器探测到的信号传送至数据处理单元，该数据处理单元也包含在结构单元内，或与结构单元分开设置。数据处理单元分析信号，并且作为分析结果的函数而启动结构单元的发光元件，所述发光元件发射对应的信号。备选或另外地，也可以通过其他方式比如通过线路或无线电而将接收到的光信号借助数据处理单元转发到不同的数据处理单元。数据处理单元对光信号的分析可以包括解码。这种光学组件可用于比如潜艇中以便通过水来传送信号。
[0031]在一个优选实施例中，光学组件上同时设置光学传感器和发光元件，以便使得光学传感器可以用作(360度)光接收器单元，并且用作(360度)光发射器单元。在另一个优选实施例中，光学组件仅仅用作单独的(360度)光接收器单元，或用作单独的(360度)光发射器单元。
[0032]在一个优选实施例中，至少一个数据处理单元配置成至少执行:
[0033]分析至少一个光学传感器探测到的信号，
[0034]探测移动目标，尤其是对其进行向量分析，
[0035]执行图像处理算法，尤其将至少一个光学传感器探测到的信号进行转换，
[0036]尤其是作为探测到的信号的函数而生成信号，该信号可以借助光学输出单元而变得可视化，
[0037]作为探测到的移动目标的函数，而令至少一个发光元件启动和/或停用，尤其是让其逐渐点亮和/或逐