CN104011561A - 光学测量装置和用于生产光学测量装置的壳体的盖板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有壳体(3)的光学测量装置(1)和用于生产光学测量装置(1)的盖板(5)的相应的方法，其中所述光学测量装置中布置有用于发出至少一个发射光束(22、24)的至少一个光学发射器(20)和至少一个光学接收器，其中盖板(5)端接所述壳体并形成发射窗口(10)和接收窗口(7)，其中所述至少一个发射光束(22、24)从所述壳体通过所述发射窗口(10)离开，并且所述接收器接收从环境反射的所述发射光束作为通过所述接收窗口(7)的接收光束，并且其中所述盖板(5)具有加热组件(20)。为了提供一种具有加热组件(20)的光学测量装置(1)，其当发射光束经由盖板(5)从测量装置(1)的壳体(3)离开时不扭曲发射光束，加热组件(20)基本上布置在接收窗口(7)的区域中，并且发射窗口(10)的区域被留出。

Description

光学测量装置和用于生产光学测量装置的壳体的盖板的方法
技术领域
本发明涉及在权利要求1的前序部分提及的类型的光学测量装置，以及用于生产在权利要求9中提及的类型的盖板的方法。
背景技术
现有技术中已知用于车辆的扫描光学测量装置，所谓的激光扫描仪或激光雷达(光探测和测距)，其用于识别在监控区域中的物体和/或障碍物。这些光学测量装置使用光脉冲运行时间的方法来确定在监控区域中识别的物体和/或障碍物的距离。
所述的光学测量装置包括壳体，其中布置有用于发出至少一个发射光束的至少一个光学发射器和用于接收接收光束的至少一个光学接收器。该接收器接收反射在物体和/或障碍物上的光束，并且从光脉冲运行时间确定到物体和/或障碍物的距离。壳体由盖板端接，盖板形成发射窗口和接收窗口，其中所述至少一个发射光束从壳体通过发射窗口离开，并且所述接收器接收从环境反射的发射光束作为通过接收窗口的接收光束。
这些光学测量装置一般安装在车辆的散热器格栅之后，并且受到诸如雪、冰和/或水的气候的影响。为了移除来自于气候影响的沉积，盖板经由施加到薄膜上的至少一个电加热导体间接地加热。粘接剂层施加到薄膜上，其是为了保证所述至少一个电加热导体与盖板的接触。在这种情况下，传输的加热功率依赖于粘接剂层的机械接触质量。
例如，在用于电磁波的光束路径中具有介电本体的雷达系统在已公开的申请DE19644164A1中公开，其中介电本体配备有导电加热导体的组件，从而介电本体可被加热。介电本体可被实施为透镜，其例如聚焦或扩散穿透的电磁波。导电加热导体基本上垂直于发出的和/或接收的电磁波的偏振方向。此外，气候相关的和/或环境相关的污染物可通过使用导电加热导体加热而从介电本体的表面移除和/或在介电本体的表面上探测到。
雷达系统，其盖板包括金属化薄膜，薄膜嵌入在两个保护层之间，在专利说明书EP1902902A1中描述。该薄膜用于加热盖板以保持其不受气候影响。此外，描述了生产这种盖板的方法。在描述的方法中，金属化薄膜通过使用第一塑料被挤塑涂覆以形成复合物，并且薄膜的后侧通过使用第二塑料而后部注入(back-injected)以形成复合物。
发明内容
本发明的目的是限定在权利要求1的前述部分中提及的类型的光学测量装置以及在权利要求中9的前述部分中提及的类型的盖板的生产方法，使得发出的发射光束当其经由盖板从测量装置的壳体离开时不被加热组件扭曲。可加热而不会扭曲发出的发射光束的盖板，可经由所述生产方法制备。
该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的光学测量装置并且通过在权利要求9的前序部分提及的类型的盖板的生产方法而获得。从属权利要求包括有优势地实现本发明的实施例的进一步的特征。
由本发明获得的优势在于发射光束在发射期间不被加热组件扭曲，并且特别地横截面界限分明。发射光束的横截面具有例如在大约10μm范围内的宽度和在大约235μm范围内的高度。
本发明的基本思想是基于加热组件基本上布置在接收窗口的区域中并且发射窗口的区域被留出的事实，从而发射光线在发射窗口不会发生偏转和/或中断。接收的接收光束的分析从而可有优势地变得更容易，以对存在的物体和障碍物进行正确的推理。
根据本发明的光学测量装置包括壳体，其中布置有用于发出至少一个发射光束的至少一个光学发射器和用于接收接收光束的至少一个光学接收器，其中盖板端接壳体并形成发射窗口和接收窗口，其中所述至少一个发射光束从壳体通过发射窗口离开，并且所述接收器接收从环境反射的发射光束作为通过接收窗口的接收光束，其中盖板具有加热组件。根据本发明，加热组件基本上布置在接收窗口的区域中，并且发射窗口的区域被加热组件留出。
此外，提出了用于光学测量装置的壳体的盖板的生产方法，所述盖板包括发射窗口、接收窗口、和具有至少一个电加热导体的加热组件。根据本发明，加热组件被置于工具模具中使得所述加热组件的至少一个电加热导体在接收窗口的区域中的注模操作之后被布置，并且发射窗口的区域由所述加热组件的至少一个电加热导体留出。
工具模具在下文中被理解为成形注模工具，盖板可使用其而制备。在该情况下，注模工具由至少一种塑料材料填充，该材料在注模操作后被固化。
在根据本发明的光学测量装置的有优势的实施例中，加热组件可具有至少一个电加热导体，其被施加至弹性载体。具有所述至少一个电加热导体的弹性载体可在接收窗口的生产期间有优势地在注模操作期间被连接至工具模具中的接收窗口。加热组件在接收窗口上的安装因此被免除，从而可有优势地获得加工步骤的减少和处理的简化。此外，这样的弹性载体可被实施为非常薄，使得其可容易地适应盖板的任意形状。弹性载体优选地实施为薄膜，所述至少一个电加热导体以镀覆金属(metallization)的方式施加于其上。这有优势地允许用于将所述至少一个电加热导体施加到薄膜的多种方法，例如，气相沉积或丝网印刷方法。此外，这样的薄膜有优势的稳定但有弹性并可变形，从而可适应几乎盖板的任意形状。
在根据本发明的光学测量装置的进一步的有优势的实施例中，加热组件可布置在接收窗口的外表面和/或内表面上，和/或可被集成在接收窗口中。在接收窗口的外表面的附接的情况下，有优势地需要更少的功率以获得所需的加热效果。该至少一个电加热导体在该情况下有优势地由弹性载体并由接收窗口保护器免受外部影响。在接收窗口的内表面的附接的情况下，加热组件有优势地由光学测量装置的壳体保护其免受外部的影响。在加热组件集成在接收窗口的情况中，可有优势地获得好的热附接以及通过接收窗口的好的保护。
在根据本发明的光学测量装置的进一步有优势的实施例中，所述至少一个电加热导体可直接在接收窗口上延伸，并且可在至少一个接触区域上接触接收窗口。以这种方式，可有优势地减少加热能量，因为加热能量直接传送到接收窗口而没有被中间层削弱。
在根据本发明的光学测量装置的进一步有优势的实施例中，所述至少一个电加热导体可在接收窗口中基本上水平地延伸，特别地平行于车辆横向轴线。以这种方式，有优势地获得在扫描操作中均匀的水平损失。如果所述至少一个电加热路径竖直地延伸，特别地平行于车辆的竖直轴线，将发生不均匀的水平损失并且从而将发生测量误差。
在根据本发明的光学测量装置的进一步有优势的实施例中，所述至少一个电加热导体可在接收窗口的边缘区域上竖直地延伸，特别地平行于车辆的竖直轴线，并且可经由至少一个接触区域电接触。在多个电加热导体的平行布置的情况下，这些电加热导体的易于实现的电接触可通过竖直延伸的加热导体而有优势地完成。此外，电接触可有优势地通过接收窗口边缘上的插头以节省空间的方式实现。
在根据本发明的光学测量装置的进一步有优势的实施例中，所述至少一个电加热导体可在载体上以弯弯曲曲的方式布置。以这种方式，可有优势地通过所述至少一个电加热导体以节省空间的方式负责大的表面区域。
在用于生产光学测量装置的壳体的盖板的根据本发明的方法的进一步有优势的实施例中，在注模操作期间，加热组件可被连接至接收窗口的外表面和/或内表面，和/或集成在接收窗口中。这可由加热组件的挤塑涂覆和/或后部注入和/或包覆模制实现。此外，仅包括电加热导体的加热组件是可实现的，其可例如被实施为加热电线。这些加热电线可直接合并进接收窗口，其中加热电线使用盘材料而在预注入方法中嵌入，并且被压成所需的形状和/或至需要的位置。随后，实施为预模制部分的加热组件被置于注模工具中，并且用于光学测量装置的壳体的盖板在最终的注模操作中完成。
附图说明
本发明的一个示例性实施例将基于附图的图解在下文中更详细地说明。
在附图中：
图1示出了根据本发明的光学测量装置的示意性透视图。
图2示出了来自于图1的光学测量装置的盖板的示意性透视正视图。
图3示出了来自于图1的光学测量装置的盖板的透视后视图。
具体实施方式
如从图1中显而易见的，光学测量装置1包括壳体3和盖板5，所述盖板端接壳体并形成发射窗口10和接收窗口7。发射光束(未示出)，例如脉冲激光，通过发射窗口10发出。被监控区域中的物体反射的激光(图中未示出)，通过接收窗口7作为接收光束被接收。到在监控区域中识别出的物体或障碍物的距离根据光脉冲运行时间方法经由测量的发射光束的发射和接收光束的接收之间的运行时间而计算。
壳体3额外地具有电端子9，测量装置1经由其而被连接至其他模块。
如从图2和3进一步显而易见的，盖板5具有加热组件20。气候相关的和/或环境相关的污染物，例如，雪和/或冰和/或水，经由该加热组件20从盖板5的表面移除。
根据本发明，加热组件20基本上布置在接收窗口7的区域中。发射窗口10的区域被留出。因为加热组件20没有布置在发射窗口10的区域中，因此不会发生发射光束的扭曲和/或反射。因此，特别地，发射光束的横截面可精确地限定。
如从图2和3中进一步显而易见的，加热组件20具有施加到弹性载体22上的至少一个电加热导体24、24.1、24.2。弹性载体22在图解的示例性实施例中优选地实施为薄膜，所述至少一个电加热导体24、24.1、24.2以镀覆金属的方式施加于其上。
替代地，所述至少一个加热导体24、24.1、24.2还可被实施为加热电线，该加热电线也可被施加到弹性载体22或直接整合到接收窗口7。
如从图2和3中进一步显而易见的，加热组件20基本上布置在接收窗口7的内表面5.2上。加热组件20在接收窗口7的外表面5.1上的布置也是可想象的。在每个情况中，一个加热组件20可也被布置在接收窗口7的内表面5.1和外表面5.2上。在该情况下，确保金属化层直接施加到接收窗口7，以同时被接收窗口7和被载体薄膜22保护。
在进一步的示例性实施例(未示出)中，作为进一步的替代，加热组件20可被整合到接收窗口7。
如从图2和3进一步显而易见的，电加热组件20盖住了盖板5的几乎全部后表面，其中仅留出了发射窗口10的区域。由于发射窗口10相比于接收窗口7实施为非常窄，水平延伸的加热导体24在每种情况下布置在发射窗口10的上边缘和下边缘上，并且竖直延伸的加热导体24.1、24.2在每种情况下布置在发射窗口10的左边缘和右边缘上，使得发射窗口10由加热组件20的加热导体24、24.1、24.2限定框架，并且被“间接地”加热。
如从图2和3中进一步显而易见的，多个电加热导体24、24.1、24.2在接收窗口7的区域中直接延伸，并且在至少一个接触区域上接触接收窗口7。以这种方式，需要更少的能量以获得需要的加热效果。
此外，在接收窗口7中的电加热导体24基本上水平地延伸，特别地平行于车辆的横向轴线y。在该情况下假定光学测量装置1被附接至车辆的散热器格栅，其中接收窗口平行于散热器格栅延伸。以这种方式，在扫描操作中产生均匀的水平损失。
如从图2和3进一步显而易见的，电加热导体24.1竖直地在接收窗口7的边缘区域上延伸，特别地平行于车辆竖直轴线z，并且可经由至少一个接触区域被电接触。接收窗口7的边缘区域在该情况下可被理解为用于与分析较不相关的电磁光束的接收窗口框架或通道区域。
如从图2和3进一步显而易见的，所有的水平延伸的加热导体24连接至竖直延伸的加热导体24.1，竖直延伸的加热导体实施为更宽的并且因此可用于接触。在图解的示例性实施例中，在每种情况下，两个水平延伸的加热导体24经由一个进一步竖直延伸的加热导体24.2连接。在图解的示例性实施例中，水平延伸的加热导体24的距离几乎相同。
在进一步的实施例(未示出)中，该至少一个电加热导体24、24.1、24.2可以弯弯曲曲的形式布置在载体22上和/或接收窗口7中。
此外，加热导体24、24.1、24.2的其他合适的组件也是可想象的。
在生产用于光学测量装置1的壳体3的盖板5的方法中，其中盖板5包括发射窗口10、接收窗口7、和具有至少一个电加热导体24、24.1、24.2的加热组件20，为了生产加热组件20，在一个方法步骤中，所述至少一个电加热导体24、24.1、24.2施加至弹性载体22。在进一步的方法步骤中，加热组件20被置于工具模具中，使得加热组件20在注模操作之后被布置在接收窗口7的区域中，并且发射窗口3被加热组件20留出。这意味着所述至少一个电加热导体24、24.1、24.2基本上布置在接收窗口7的区域中，并且没有电加热导体24、24.1、24.2布置在发射窗口10的区域中。
在该情况下，所述至少一个电加热导体24、24.1、24.2还可被布置在盖板5的区域中的接收窗口7之外，例如，在发射窗口10的边缘上，以允许发射窗口10的间接加热。
在注模操作期间，加热组件20被连接至接收窗口的外表面5.1和/或内表面5.2，和/或整合到接收窗口7中。为了这个目的，加热组件20可为后部注入的或包覆模制的或挤塑涂覆的。在该情况下，确保金属化层或所述至少一个电加热导体24、24.1、24.2直接抵压盖板5或接收窗口7，以仍然被载体薄膜保护。
在用于生产光学测量装置1的壳体3的盖板5的替代方法中，为了生产加热组件20，在一个方法步骤中，至少一个电加热导体24、24.1、24.2实施为加热电线并且被置于工具模具的预模制部分中。该预模制部分防止所述至少一个加热电线24、24.1、24.2由于较大的压力而被移出其位置或毁坏。此外，预模制布置布置在工具模具中，使得所述至少一个加热电线24、24.1、24.2在注模操作之后布置在接收窗口7的区域中，并且发射窗口3被留出。
根据本发明的光学测量装置和用于光学测量装置的壳体的根据本发明生产的盖板的实施例特别适合于附接至机动车辆的散热器格栅。气候相关的污染物，例如冰和/或雪，可通过加热设备从接收窗口移除。在该情况下，发射窗口的区域保持留出，使得不会发生由加热装置导致的发射光束的扭曲。

Claims (10)

1.包括壳体(3)的光学测量装置，其中布置有用于发出至少一个发射光束的至少一个光学发射器和用于接收接收光束的至少一个光学接收器，其中盖板(5)端接所述壳体(3)并形成发射窗口(10)和接收窗口(7)，其中所述至少一个发射光束从所述壳体(3)通过所述发射窗口(10)离开，并且所述接收器接收从环境反射的所述发射光束，以作为通过所述接收窗口(7)的接收光束，并且其中所述盖板(5)具有加热组件(20)，
其特征在于，所述加热组件(20)基本上布置在所述接收窗口(7)的区域中，并且所述发射窗口(10)的区域被留出。
2.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于，所述加热组件(20)具有施加到弹性载体(22)上的至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，
其特征在于，所述弹性载体(22)实施为薄膜，所述至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)以镀覆金属的方式施加于其上。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的装置，
其特征在于，所述加热组件(20)布置在所述接收窗口(7)的外表面(5.1)和/或内表面(5.2)上，和/或整合到接收窗口(7)中。
5.根据权利要求4所述的装置，
其特征在于，所述至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)在所述接收窗口(7)上直接延伸，并且在至少一个接触区域上接触所述接收窗口(7)。
6.根据权利要求4或5所述的装置，
其特征在于，所述至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)在所述接收窗口(7)中基本上水平地延伸，特别地平行于车辆横向轴线(y)延伸。
7.根据权利要求4到6中任意一项所述的装置，
其特征在于所述至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)在所述接收窗口(7)的边缘区域上竖直地延伸，特别地平行于车辆竖直轴线(z)延伸，并且可经由至少一个接触区域被电连接。
8.根据权利要求4到7中任意一项所述的装置，
其特征在于，所述至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)以弯弯曲曲的形式布置在所述载体(22)上。
9.用于生产光学测量装置(1)的壳体(3)的盖板(5)的方法，其中所述盖板(5)包括发射窗口(10)、接收窗口(7)、以及具有至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)的加热组件(20)，
其特征在于，所述加热组件(20)被置于工具模具中，使得所述加热组件(20)的所述至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)在所述接收窗口(7)的区域中的注模操作之后被布置，并且所述发射窗口(3)的区域由所述加热组件(20)的所述至少一个电加热导体(24、24.1、24.2)留出。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，在注模操作期间，所述加热组件(20)被连接至所述接收窗口(7)的外表面(5.1)和/或内表面(5.2)，和/或整合到所述接收窗口(7)中。
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