Design und Realisierung einer kompakten Multi-Apertur-ToF-Weitwinkelkamera

Die Überwachung des Fahrzeuginnenraums im Automobilbereich gewinnt durch das autonome Fahren, Sicherheitsaspekten und Gestensteuerung an großer Bedeutung. Wir präsentieren eine kompakte Kamera mit großem Bildfeld (170°x 130°, 180° Diagonale). Die Optik passt mit einer Höhe von 10 mm in die Fahrzeugverkleidung. Sie hat eine Blendenzahl von 1.5 bei einer Brennweite von 2 mm. Mit Hilfe eines ToF-Sensors wird so die gesamte Fahrzeugkabine im Amplitudenbild und als 3D-Geometrie erfasst. Realisiert wir die Optik durch einen Multi-Apertur Ansatz aus 2x3 Kanälen mit 3-Linsiger Abbildung und Umlenkprismen. Die Demonstratoren erreichen eine MTF > 50% über das gesamte FOV bei halber Nyquist-Frequenz und VGA-Auflösung. Ebenso zeigt der Ansatz Vorteile gegenüber Fisheye-Objektiven beim Randabfall der relativen Beleuchtungsstärke (>78%) und mit geringer Verzeichnung (< 40%). Der Aufbau aus blankgepressten Glaslinsenarrays und in Polymer auf Glas abgeformten Asphären-Arrays vereinfacht die Montage in Hinblick auf eine hohe Stückzahl und erreicht eine thermische Stabilität von -40° bis 100°C. Gezeigt werden die Ergebnisse von Design über Fertigung, Stitching und Messungen. (DE 10 2021 202 716 B4)