[发明专利]多个成像器的车辆光学传感器系统

说明书

一种光学传感器系统(10)，其包括主透镜(12)、光漫射器(22)和多个光电子器件(24)。主透镜(12)定位在车辆上以观察车辆周围的视野(14)。光漫射器(22)定位成靠近主透镜(12)的焦平面(20)。漫射器(22)构造成显示来自主透镜(12)的视野(14)的图像(16)。多个光电子器件(24)构造成查看漫射器(22)。第一光电子器件(24A)产生指示在漫射器(22)的第一部分(28A)上的图像的第一视频信号(26A)。第二光电子器件(24B)产生指示在漫射器(22)的第二部分(28B)上的图像的第二视频信号(26B)。可选地，第一光电子器件(24A)构造成对第一光波长范围敏感，而第二光电子器件(24B)构造成对不同于第一光波长范围的第二光波长范围敏感。

技术领域

本发明通常涉及车辆光学传感器系统，且更具体地涉及具有通过公共或主透镜接收图像的光电子器件的光学传感器系统。

背景技术

光学传感器系统常常用于汽车和其它车辆以提供车辆周围或附近区域的图像。在某些实例中，这些图像用于各种车辆警告和控制系统。在前视光学传感器系统的实例中，由传感器提供的图像用作防撞、车道偏离探测、前方碰撞警告、侧面警告、自适应巡航控制、夜视、头灯控制、雨水感应系统以及其它等等的输入。前视光学传感器系统可定位在靠近后视镜的挡风玻璃后面以获得类似于驾驶员视线的前方道路视线。光学传感器系统还可用于观察车辆后面的区域，用于倒车、拖车拖拉、后方碰撞警告及后盲区警告的系统。此外，光学传感器系统可用于确定约束系统、后座乘员监视或安全和入侵探测系统的乘员位置。

这些车辆警告或控制系统中的每一个所使用的单个传感器系统的成本，加上将多个光学传感器系统有效地安装在车辆中的挑战，使得可令人满意地使用集成传感器系统以提供图像给多个汽车警告和控制系统。遗憾的是，在使用基于单一光电子器件的系统时，性能权衡由于每个车辆警告和控制系统的光敏度、光谱灵敏度和视野的具体需要而存在。这些性能权衡已经事先排除每个车辆警告和控制系统的最佳性能。

例如，夜视系统由于需要在具有非常小的有源照明的长范围下识别物体的反差，可需要具有高光敏度的光学传感器系统。相反地，由于日光或头灯(在较近的范围)提供足够的照明，因此车道偏离系统可适应具有较低光敏度的光学传感器系统。

光敏度主要由光学传感器系统中使用的以将光信号转换成电信号的光电子器件的像素大小确定；越大像素具有越多用于撞击像素并被吸收的光子的可用区域。如本文所使用的，光电子器件是可操作成产生视频信号的光学传感器系统的元件。然而，像素大小越大，则对于等效像素分辨率需要越大光电子器件。给定像素大小的光敏度可通过增加曝光时间提高。然而，较长的曝光时间会降低图像的帧频。此外，光敏度可通过使用较大光圈的透镜以允许更多的光落在传感器的像素上来提高。然而，越大的光圈通常需要越大的透镜，这增加了光学传感器系统的包装尺寸。

不同车辆警告和控制系统还可能需要具有不同光谱灵敏度的光学传感器系统。例如，尾灯探测系统可要求红光灵敏度，车道偏离探测系统可要求黄光灵敏度，而夜视系统可要求红外光灵敏度。存在着在基于单一光电子器件的系统用于这些车辆警告和控制系统中的全部三个时可能需要的性能权衡。

不同车辆警告和控制系统还可要求具有不同视野的光学传感器系统。例如，雨水探测系统可要求宽视野，而自适应巡航控制系统可要求较窄视野。再次强调，使用基于单一光电子器件的系统可需要性能权衡。

发明内容

根据一个实施例，提供了适于用在车辆上的光学传感器系统。系统包括主透镜、光漫射器和多个光电子器件。主透镜定位在车辆上以观察车辆周围的视野。主透镜的特征是限定焦平面。光漫射器定位成靠近主透镜的焦平面。漫射器构造成显示来自主透镜的视野的图像。多个光电子器件构造成查看漫射器。多个光电子器件包括可操作成产生指示在漫射器的第一部分上的图像的第一视频信号的第一光电子器件，以及可操作成产生指示在漫射器的第二部分上的图像的第二视频信号的第二光电子器件。