Die
Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung mit einer Optikeinheit
für ein Fahrzeug, z. B. ein Kraftfahrzeug, wobei die Sensoreinrichtung
mit Optikeinheit an einer Scheibe im Fahrzeuginnenraum befestigbar
ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Sensoreinrichtung
mit einer Optikeinheit mit wenigstens einem Regensensor zum Erfassen
von Regen bzw. Regentropfen auf der Scheibe des Fahrzeugs bzw. Kraftfahrzeugs.The
The invention relates to a sensor device with an optical unit
for a vehicle, e.g. B. a motor vehicle, wherein the sensor device
with optical unit to a disc in the vehicle interior fastened
is. In particular, the invention relates to a sensor device
with an optical unit with at least one rain sensor for detecting
Rain or raindrops on the window of the vehicle or motor vehicle.
Aus
der DE 198 392 73
A1 ist ein optischer Sensor für Kraftfahrzeuge
bekannt. Der optische Sensor weist dabei ein Gehäuse auf,
in welchem eine Platine angeordent ist, auf welcher u. a. Sensoren positioniert
sind. Des Weiteren weist der optische Sensor einen Lichtleiter auf.
Der Lichtleiter ist dabei so ausgeführt, dass alle optischen
Strukturen, sowohl für den Regensensor als auch für
die Helligkeitssensoren darin enthalten sind. Wird z. B. für
den Regensensor Infrarotlicht verwendet, so können die Bereiche
für die Regensensorfunktion aus schwarzem Kunststoff bestehen.
Die für die Helligkeitssensoren notwendigen Bereiche des
Lichtleiters sind dagegen aus transparentem Kunststoff ausgeführt.
Der Lichtleiter kann hierzu im Zweikomponenten-Spritzverfahren hergestellt
sein oder aus mehreren jeweils einfarbigen Kunststoffsegmenten zusammengefügt sein.
Des Weiteren bildet der Lichtleiter gleichzeitig die Grundseite
des Gehäuses. Zur Befestigung des Gehäuses an
einer Fahrzeugscheibe wird das Gehäuse über seinen
Lichtleiter mittels einer transparenten Klebefolie flächig
auf die Scheibe aufgeklebt.From the DE 198 392 73 A1 An optical sensor for motor vehicles is known. The optical sensor in this case has a housing in which a circuit board is angeordent, on which, inter alia, sensors are positioned. Furthermore, the optical sensor has a light guide. The light guide is designed so that all optical structures, both for the rain sensor and for the brightness sensors are contained therein. If z. B. used for the rain sensor infrared light, the areas for the rain sensor function may consist of black plastic. The necessary for the brightness sensors areas of the light guide, however, are made of transparent plastic. For this purpose, the light guide can be produced by the two-component injection molding process or can be joined together from a plurality of monochrome plastic segments. Furthermore, the light guide simultaneously forms the base side of the housing. To attach the housing to a vehicle window, the housing is adhesively bonded over its light guide by means of a transparent adhesive film to the pane.
Weiter
ist aus der DE 100
345 55 A1 eine Sensoreinheit bekannt, welche auf einer
Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs angebracht wird. Die Sensoreinheit
weist dabei ein Sensorgehäuse mit mehreren Sensoren auf,
wobei jeder Sensor ein Sensorelement und ein Lichtleitelement aufweist.
Sämtliche Lichtleitelemente sind zu einem Lichtleitkörper einstückig
verbunden, wobei der Lichtleitkörper bei spielsweise in
einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt ist, jedoch
ist auch eine Ausbildung von mehreren Einzelteilen möglich,
wobei in diesem Fall der eine Lichtleitkörper in eine entsprechende
Aussparung des anderen Lichtleitkörpers eingesetzt ist.
Des Weiteren wird der Lichtleitkörper über ein
Silikonkissen, auf die Fahrzeugscheibe gedrückt. In dem
Sensorgehäuse sind weiter außerdem oberhalb des
Lichtleitkörpers auf einer Platine die Sensoren angeordnet.Next is from the DE 100 345 55 A1 a sensor unit is known, which is mounted on a windshield of a motor vehicle. The sensor unit has a sensor housing with a plurality of sensors, wherein each sensor has a sensor element and a light guide. All light guide elements are integrally connected to a light guide body, wherein the light guide is made for example in a multi-component injection molding process, however, a training of several items is possible, in which case a light guide is inserted into a corresponding recess of the other light guide. Furthermore, the light guide is pressed over a silicone pad on the vehicle window. Furthermore, the sensors are arranged in a sensor housing on a circuit board above the optical waveguide.
Aus
der WO 01/05636 A1 ist
ein Regensensor mit einer derartigen Optikeinheit ebefalls bekannt,
wobei der Regensensor aber über eine Federmechanik in eine
Halteplatte eingeclipst wird. Die Halteplatte hat dabei nur eine
mechanische und keine optische Funktion und kann somit mit einem nicht-transparenten
Kleber an die Scheibe geklebt werden. Durch die Wirkung der Federmechanik
wird ein Silikonkoppelkissen der Optikeinheit des Regensensors luftblasenfrei
an die Windschutzscheibe angepresst und damit optisch an diese angekoppelt.From the WO 01/05636 A1 a rain sensor with such an optical unit ebefalls known, the rain sensor is clipped but via a spring mechanism in a holding plate. The retaining plate has only a mechanical and no optical function and can thus be glued to the disc with a non-transparent adhesive. Due to the action of the spring mechanism, a silicone coupling pad of the optical unit of the rain sensor is pressed air bubble-free to the windshield and thus optically coupled to this.
In
der DE 10 2005
018 379 A1 und der korrspondierenden US 7 297 932 B2 ist eine
optoelektronische Sensoreinrichtung offenbart. Die Sensoreinrichtung
weist dabei einen ersten Schaltungsträger auf, mit einem
Strahlensender und einem Strahlenempfänger und des Weiteren
einen zweiten Schaltungsträger mit Heizelementen und Strahlenempfängern.
Dem ersten Schaltungsträger unmittelbar zugeordnet ist
ein Linsenträger, in welchem linsenförmig ausgebildete
Strahlformungsmittel aufgenommen sind. Der zweite Schaltungsträger
ist zwischen dem Linsenträger und einem Konstruktionselement
angeordnet und über eine Steckverbindung elektrisch mit dem
ersten Schaltungsträger verbunden. Das Konstruktionselement
weist dabei Auflage- bzw. Abstützelemente auf und stellt
die Position des Linsenträgers ein. Das Konstruktionselement
stützt sich dabei mit diesen Auflage- bzw. Abstützelementen
einerseits an einem Koppelmittel und andererseits an dem Lisenträger
ab. Das Koppelmittel befestigt dabei die Sensoreinrichtung mit einem
transparenten Kleber an einer Fahrzeugscheibe.In the DE 10 2005 018 379 A1 and the corrsponding US 7 297 932 B2 an optoelectronic sensor device is disclosed. In this case, the sensor device has a first circuit carrier, with a radiation transmitter and a radiation receiver, and furthermore a second circuit carrier with heating elements and radiation receivers. Immediately associated with the first circuit carrier is a lens carrier in which lens-shaped beam shaping means are accommodated. The second circuit carrier is arranged between the lens carrier and a construction element and electrically connected via a plug connection with the first circuit carrier. The construction element has support or support elements and adjusts the position of the lens wearer. The construction element is supported with this support or support elements on the one hand on a coupling means and on the other hand on the Lisien carrier. The coupling means fixes the sensor device with a transparent adhesive on a vehicle window.
Die
Sensoreinrichtung in der DE 10 2005 018 379 A1 und der korrspondierenden US 7 297 932 B2 hat
jedoch den Nachteil, dass ein Teil der Optik mittels optisch transparentem
Kleber an die Scheibe geklebt wird. Somit kann nicht das Gesamtsystem
aus Elektronik und Optik gemeinsam vor der Applikation getestet
werden, weil der an die Scheibe zu klebende Optikteil oftmals beim
Scheiben hersteller geklebt wird und es auch keine 1:1 Zuordnung
zwischen diesem Teil der Optik und der Restoptik mit Elektronik
im Regensensor-Steuergerät gibt. Ferner hat die in der DE 10 2005 018 379
A1 und der US
7 297 932 B2 dargestellte Lösung den Nachteil,
dass die Linsen entweder in die sie tragenden Trägerteile
eingesetzt bzw. eingeklebt werden müssen oder in diese
eingespritzt werden müssen. Ersteres hat den Nachteil, dass
sehr viele Einzelteile gehandhabt werden müssen. Letzeres
hat den Nachteil, dass ein aufwändiger Mehrkomponenten
Spritzguss zur Herstellung der Linsen inklusive des Trägerteils
genutzt werden muss. Ein weiterer Nachteil der Lösung in
der DE 10 2005
018 379 A1 und der US
7 297 932 B2 ist, dass zwei Schaltungsträger nötig
sind, die über eine Steckverbindung miteinander kontaktiert
werden müssen. Dies ist aufwändig und kann zu
Nachteilen hinsichtlich der Zuverlässigkeit führen.The sensor device in the DE 10 2005 018 379 A1 and the corrsponding US 7 297 932 B2 However, it has the disadvantage that a part of the optic is glued to the disc by means of optically transparent adhesive. Thus, the entire system of electronics and optics can not be tested together before application because the optical part to be glued to the pane is often glued to the pane manufacturer and there is no 1: 1 mapping between this part of the optic and the rest optics with electronics in the rain sensor Controller gives. Furthermore, the in the DE 10 2005 018 379 A1 and the US 7 297 932 B2 solution shown has the disadvantage that the lenses must either be inserted or glued into the carrier parts carrying them or injected into them. The former has the disadvantage that many items have to be handled. The latter has the disadvantage that a complex multi-component injection molding for the production of the lenses including the carrier part must be used. Another disadvantage of the solution in the DE 10 2005 018 379 A1 and the US 7 297 932 B2 is that two circuit carriers are needed, which must be contacted via a plug connection with each other. This is complicated and can lead to disadvantages in terms of reliability.
Gemäß der
Erfindung wird eine Sensoreinrichtung mit einer Optikeinheit für
ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welche aus wenigen mit einfachen Herstellungsschritten
herstellbaren Einzelteilen besteht, die einfach zusammensetzbar
und applizierbar sind und eine Optikeinheit hat, die leicht auf
unterschiedliche Applikationsbedingungen adaptiert werden kann.According to the invention, a sensor device is provided with an optical unit for a motor vehicle, which be from a few producible with simple manufacturing steps items stands, which are easy to assemble and apply and has an optical unit that can be easily adapted to different application conditions.
Die
erfindungsgemäße Sensoreinrichtung weist dabei
eine Optikeinheit auf, die wenigstens ein Linsensystem aufweist,
wobei das Linsensystem einen Linsenträger mit wenigstens
einer Linse aufweist und wobei der Linsenträger und die
Linse als ein Teil aus dem selben Material bzw. einem gemeinsamen Material
ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass auf ein aufwendiges
Mehrkomponentenspritzgussverfahren verzichtet werden kann, bei welchem
der Linsenträger aus einem anderen Material gefertigt wird
als das Linsensystem. Des Weiteren muss die Linse nicht durch Einkleben
oder Einspritzen in dem Linsenträger befestigt werden,
sondern wird als ein Teil mit dem Linsenträger, beispielsweise
in einem 1K-Moldprozeß, hergestellt.The
Sensor device according to the invention has
an optical unit having at least one lens system,
wherein the lens system comprises a lens carrier with at least
a lens and wherein the lens carrier and the
Lens as a part of the same material or a common material
are formed. This has the advantage of being on a costly
Can be dispensed with multi-component injection molding, in which
the lens wearer is made of a different material
as the lens system. Furthermore, the lens does not have to be glued in place
or injecting into the lens carrier,
but is considered a part of the lens wearer, for example
in a 1K molding process.
Weitere
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.Further
preferred embodiments of the invention are in the
Subclaims described.
In
einer Ausführungsform der Erfindung weist die Optikeinheit
einen Linsenhalter mit einem Koppelkissen auf, wobei das Koppelkissen
an dem Linsenhalter bei spielsweise befestigbar ausgebildet ist.
Dies hat den Vorteil, dass das Koppelkissen besser gehandhabt werden
kann.In
An embodiment of the invention comprises the optical unit
a lens holder with a coupling pad, wherein the coupling pad
is formed fastened to the lens holder at play.
This has the advantage that the coupling pad can be handled better
can.
In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist der Linsenhalter mit dem Koppelkissen an dem Optikträger
befestigbar ausgebildet ist, wobei der Linsenhalter zur Befestigung
an dem Optikträger mit diesem beispielsweise verrastbar
oder verclipsbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das jeweilige
Linsensystem über den Linsenhalter an dem Optikträger
zuverlässig gehalten werden.In
another embodiment of the invention
is the lens holder with the coupling pad on the optics carrier
is formed fastened, wherein the lens holder for attachment
on the optics carrier with this example latched
or clipped is formed. In this way, the respective
Lens system via the lens holder on the optics carrier
be held reliably.
Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist die Sensoreinrichtung wenigstens eine Leiterplatte auf, wobei
auf der Leiterplatte beispielsweise wenigstens ein oder mehrere optische
und/oder elektrische Bauelemente vorgesehen sind, zu diesen Bauelementen
gehören Sensoren, Dioden, Detektoren, Auswerteeinrichtungen, Steuerungseinrichtungen
und andere Halbleiterbauteile usw., um nur einige Beispiele zu nennen.
Die Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Dabei sind beispielsweise alle optischen Bauelemente auf der Leiterplatte
angeordnet, so dass auf einen zusätzlichen Schaltungsträger
verzichtet werden kann.According to one
another embodiment of the invention
the sensor device has at least one printed circuit board, wherein
on the circuit board, for example, at least one or more optical
and / or electrical components are provided to these components
include sensors, diodes, detectors, evaluation devices, control devices
and other semiconductor devices, etc., to name just a few examples.
The invention is not limited to these examples.
In this case, for example, all optical components on the circuit board
arranged so that on an additional circuit carrier
can be waived.
In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
bildet die Sensoreineinrichtung mit der Optikeinheit und deren Linsensystem
bzw. Linsensystemen, deren Linsenhalter und dem Koppelkissen, der
Leiterplatte, dem Deckel und der Steckereinrichtung ein elektrisches
und optisches Gesamtsystem. Ein solches Gesamtsystem hat den Vorteil,
dass es vor der Befestigung an dem Basisteil bzw. der Fahrzeugscheibe
getestet werden kann.In
another embodiment of the invention
forms the sensor device with the optical unit and its lens system
or lens systems, their lens holder and the coupling pad, the
Printed circuit board, the lid and the plug means an electrical
and overall optical system. Such an overall system has the advantage
that it is prior to attachment to the base part or the vehicle window
can be tested.
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend anhand der schematischen Figuren
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:embodiments
The invention will be described below with reference to the schematic figures
explained in detail the drawing. Show it:
1 eine
schematische Schnittansicht durch eine Regensensoreinrichtung mit
einer Optikeinheit; 1 a schematic sectional view through a rain sensor device with an optical unit;
2a,
b, c einen Optikträger und zwei Linsensystemen einer Optikeinheit
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2a , b, c an optical carrier and two lens systems of an optical unit according to an embodiment of the invention;
3 einen
Linsenhalter mit einem Koppelkissen einer Optikeinheit gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung; 3 a lens holder with a coupling pad of an optical unit according to an embodiment of the invention;
4 einen
Linsenhalter mit einem Koppelkissen gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung; 4 a lens holder with a coupling pad according to another embodiment of the invention;
5 einen
Optikträger, zwei Linsensysteme und den Linsenhalter gegemäß 3 in
einer Zusammenbauposition; 5 an optical carrier, two lens systems and the lens holder gememäß 3 in an assembly position;
6 einen
Optikträger, zwei Linsensysteme und den Linsenhalter gegemäß 4 in
einer Zusammenbauposition; 6 an optical carrier, two lens systems and the lens holder gememäß 4 in an assembly position;
7a,
b einen Deckel und ein Leiterplattenelement mit einer Steckereinrichtung
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 7a , b a lid and a printed circuit board element with a plug device according to an embodiment of the invention;
8a,
b einen Deckel und ein Leiterplattenelement mit einer Steckereinrichtung
gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung; 8a , b a lid and a printed circuit board element with a plug device according to another embodiment of the invention;
9a,
b ein Aufnahmeelement und ein Federelement zum Zusammenbau mit einer
fertig montierten Optikeinheit mit Linsensystemen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung; 9a , b a receiving element and a spring element for assembly with a fully assembled optical unit with lens systems according to an embodiment of the invention;
10a, b eine Sensoreinrichtung mit Optikeinheit
gemäß der Erfindung in einer Zusammenbaustellung
und fertig montiert; 10a , b a sensor unit with optical unit according to the invention in an assembled position and fully assembled;
11a, b die Sensoreinrichtung mit Optikeinheit
gemäß 10 in einer
Draufsicht, sowie das entsprechende Basisteil; 11a , b the sensor device with optical unit according to 10 in a plan view, and the corresponding base part;
11c, d die Sensoreinrichtung mit Optikeinheit
gemäß 10 in einer
Seitenasicht, sowie das entsprechende Basisteil; und 11c , d the sensor device with optical unit according to 10 in a side view, as well as the corresponding base part; and
11e die Sensoreinrichtung mit Optikeinheit gemäß 10 fertig montiert an dem entsprechenden
Basisteil, das an einer Fahrzeugscheibe befestigbar ist. 11e the sensor device with optical unit according to 10 mounted on the corresponding base part, be on a vehicle window be is festigbar.
In
allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern
nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen
versehen worden.In
all figures are the same or functionally identical elements and devices - if
nothing else is indicated - with the same reference numerals
been provided.
In 1 ist
zunächst eine schematische Schnittansicht durch eine Regensensoreinrichtung mit
einer Optikeinheit gezeigt. Der Regensensoreinrichtung mit der Optikeinheit
ist dabei auf der Innenseite einer Fahrzeugscheibe eines Fahrzeugs
angebracht.In 1 First, a schematic sectional view through a rain sensor device with an optical unit is shown. The rain sensor device with the optical unit is mounted on the inside of a vehicle window of a vehicle.
Solche
Regensensoreinrichtungen, wie die in 1 dargestellte
Regensensoreinrichtung 10, arbeiten im Allgemeinen nach
folgendem Grundprinzip. Ein Lichtsender 12, beispielsweise
eine Infrarotsender-Leuchtdiode (LED), sendet Licht 14 unter
einem bestimmten Winkel von der inneren Seite der Scheibe, i. a.
vom Fahrgastraum aus, gegen eine von der Scheibe 16 und
dem Fahrzeugäußeren gebildete Grenzfläche 18,
die in diesem Bereich als sensitive Fläche bezeichnet wird.
Der Winkel ist dabei so gewählt, dass das Licht bei nicht
benetzter Scheibe an der Grenzfläche nach den Gesetzen
der Optik in Richtung der Innenseite der Scheibe total reflektiert wird,
wie der eingezeichnete Lichtstrahlverlauf 20 zeigt. Das
Licht wird anschließend von einem in der Nähe
der Scheibeninnenseite angeordneten Lichtempfänger 22,
vorzugsweise einer Infrarotlicht-detektierende Diode bzw. einer
Infrarot-LRD, aufgefangen. Bei der Benetzung der Scheibe 16 durch
Regentropfen wird die Totalreflexion gestört bzw. aufgehoben,
so dass ein Teil des Lichts nach außen ausgekoppelt wird
und an der Infrarot-LRD 22 weniger Licht als im Falle einer
Totalreflexion ankommt. Aus dem Einbruch des Lichteinfalls schließt
nun eine dem Lichtsender 12, hier Infrarotsender-LED 12,
und dem Lichtempfänger 22, hier Infrarot-LRD 22,
zugeordnete Auswerteelektronik 24 auf den vorliegenden
Benetzungsgrad und steuert entsprechend Wischvorgänge eines
zugeordenten Scheibenwischersystems an. Die Auswerteelektronik 24 kann,
wie in 1 gezeigt ist, beispielsweise auf einer Leiterplatte 64 in
einem Gehäuse 27 angeordnet sein.Such rain sensor devices, such as those in 1 illustrated rain sensor device 10 , generally work according to the following basic principle. A light transmitter 12 For example, an infrared transmitter LED (LED), emits light 14 at a certain angle from the inner side of the disc, ia from the passenger compartment, against one of the disc 16 and the vehicle exterior formed interface 18 , which is referred to in this area as a sensitive area. The angle is chosen so that the light at not wetted disc at the interface according to the laws of optics in the direction of the inside of the disc is totally reflected, as the drawn light beam path 20 shows. The light is then from a arranged in the vicinity of the disk inside light receiver 22 , preferably an infrared light-detecting diode or an infrared LRD, collected. When wetting the disc 16 Raindrops disturb or cancel the total reflection so that part of the light is coupled out and to the infrared LRD 22 less light than in the case of total reflection arrives. From the collapse of the light incident now closes the light transmitter 12 , here Infrared transmitter LED 12 , and the light receiver 22 , here infrared LRD 22 , associated evaluation electronics 24 to the present degree of wetting and controls according to wiping operations of a zugeordenten windscreen wiper system. The evaluation electronics 24 can, as in 1 is shown, for example on a circuit board 64 in a housing 27 be arranged.
Um
dieses Grundprinzip zu realisieren sind der Lichtsender 12 bzw.
die Infrarotsender-LED und der Lichtempfänger 22 bzw.
die Infrarot-LRD und die Auswerteelektronik 24 im allgemeinen
in einem Steuergerät untergebracht. Das Steuergerät
ist zum Zwecke der effektiven Lichtstrahlführung mit einer
dem Lichtsender 12 bzw. der Leuchtdiode (LED) zugeordneten
Sendeoptik 28 und einer dem Licht empfänger 22 bzw.
der Licht-detektierende Diode (LRD) zugeordneten Empfangsoptik 30 ausgerüstet.
Des Weiteren ist das Steuergerät zum Zwecke der ungestörten Lichtleitung
und Einkopplung des Lichts in die Scheibe 16 mit einem
optischen Koppelmedium 26 luftblasenfrei an die Scheibe 16 angekoppelt.
Als Koppelmedium wird dabei beispielsweise Silikon verwendet.To realize this basic principle are the light emitter 12 or the infrared transmitter LED and the light receiver 22 or the infrared LRD and the evaluation electronics 24 generally housed in a control unit. The controller is for the purpose of effective light beam guidance with a light emitter 12 or the light emitting diode (LED) associated with transmission optics 28 and a receiver to the light 22 or the light-detecting diode (LRD) associated with receiving optics 30 equipped. Furthermore, the control unit for the purpose of undisturbed light pipe and coupling the light in the disc 16 with an optical coupling medium 26 bubble-free to the disc 16 coupled. Silicone is used as the coupling medium, for example.
In
derartigen Regensensor-Steuergeräten 10 können
des Weiteren Linsen und Detektoren zur Erfassung der Umgebungshelligkeit
und zur Erfassung der Wärmestrahlung integriert werden.
Zur Erfassung der Umgebungshelligkeit werden dabei beispielsweise
Assistenzlichtschaltungs-Linsen (ALS-Linsen) verwendet und zur Erfassung
der Wärmestrahlung beispielsweise Solarload-Linsen (SL-Linsen),
welche z. B. aus einem im Infrarotbereich optisch transparenten
Material bestehen, um die Wärmestrahlung zu erfassen. Mit
der Information der Umgebungshelligkeit kann hierbei die Empfindlichkeit
der Regensensor-Auswerteschaltung und/oder die Helligkeit eines
Head-up Displays gesteuert und das Abblendlicht des Fahrzeugs an
und abgeschaltet werden usw.. Mit den Informationen über
die Wärmestrahlung kann des Weiteren eine Klimaanlage des
Fahrzeugs gesteuert werden. Die Linsensysteme sind dabei üblicherweise
in einer Optikeinheit zusammengefasst.In such rain sensor controllers 10 Furthermore, lenses and detectors for detecting the ambient brightness and for detecting the heat radiation can be integrated. To detect the ambient brightness, for example, assistance light circuit lenses (ALS lenses) are used and for detecting the heat radiation, for example, Solarload lenses (SL lenses), which z. B. from an optically transparent in the infrared range material to detect the heat radiation. With the information of the ambient brightness, the sensitivity of the rain sensor evaluation circuit and / or the brightness of a head-up display can be controlled and the low beam of the vehicle can be switched on and off, etc. With the information about the thermal radiation, an air conditioning system of the vehicle can also be controlled become. The lens systems are usually combined in an optical unit.
Bisher
werden solche Linsensysteme mit der Optikeinheit zusammen ausgebildet.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass hierzu ein sehr aufwendiges und komplexes
Herstellungsverfahren notwendig ist. Dies hängt damit zusammen,
dass für die verschiedenen Teile der Optikeinheit und die
Linsen der Linsensysteme verschiedene Materialien eingesetzt werden.So far
Such lens systems are formed together with the optical unit.
However, this has the disadvantage that this is a very complex and complex
Manufacturing process is necessary. This is related to
that for the different parts of the optical unit and the
Lenses of the lens systems different materials are used.
In
den 2a, 2b und 2c sind
Teile einer Optikeinheit 32 einer Sensoreinrichtung 10 gemäß der
Erfindung gezeigt. Genauer gesagt ist in 2a ein
Optikträger 34, in 2b ein
erstes Linsensystem 36 und in 2c ein
zweites Linsensystem 38 gezeigt. Das erste und zweite Linsensystem 36 bzw. 38,
wie sie in den 2b und 2c gezeigt sind,
sind Beispiele für Linsensysteme wie sie bei einer Sensoreinrichtung 10 mit
einer Optikeinheit 32, beispielsweise einer Regensensoreinrichtung
mit Optikeinheit, gemäß der Erfindung eingesetzt
werden. Der Optikträger 34, wie er in 2a gezeigt
ist, bzw. der sog. Carrier der Optikeinheit 32 dient zur Aufnahme
beispielsweise einer oder mehrerer Linsensysteme 36, 38 und
besteht beispielsweise aus einem optisch nicht-transparentem Material.
Im Folgenden ist in 2b ein sog. Regensensor-Linsensystem
(RSM-Linsensystem) als ein Beispiel für das erste Linsensystem 36 gezeigt,
welches in eine zugeordente Aufnahme 33 in dem Optikträger 34 aufnehmbar
ist. Das Regensensor-Linsensystem 36 besteht dabei z. B.
aus optisch transparentem Material, wobei das Material z. B. im
infraroten Spektrum optisch transparent ist. Weiter weist dieses
erste Linsensystem 36 beispielsweise einen Linsenträger 40 mit
zwei Lichtsende-Linsen 42 und zwei Lichtempfangs-Linsen 44 auf,
sowie wahlweise einer zusätzlichen Lichtempfangs-Linse 45 bzw.
Solarload-Linse zum Erfassen der Wärmestrahlung, um beispielsweise
eine Klimaanlage anzusteuern, wobei die Linsen 42, 44, 45 und
der Linsenträger 40 einstückig aus einem
gemeinsamen bzw. demselben Material (z. B. einem im Infrarotbereich
optisch transparenten Kunststoff) ausgebildet sind, beispielsweise
mittels einem 1K-Spritzgussverfahren. Das Linsensystem kann dabei
in die Aufnahme 33 des Optikträgers 34 beispielsweise
lediglich eingelegt werden oder zusätzlich in diesem befestigt
werden, beispielsweise mit diesem verrastet bzw. verclipst werden
usw. (nicht dargestellt). Hierzu weist der Optikträger 34 z. B.
ein oder mehrere Befestigungselemente auf, beispielweise Einrasthaken
(nicht dargestellt), die z. B. in entsprechende Öffnungen
oder Aussparungen des Linsensystems 36, 38 einrasten
bzw. mit diesen verclipsen (nicht dargestellt). Umgekehrt kann auch
das Linsensystem 36, 38 ein oder mehrere Befestigungselemente,
beispielsweise in Form von Einrasthaken aufweisen, die in entsprechende Öffnungen
oder Aussparung des Optikträgers 34 einrasten.
Die Linsen 40, 42 des Linsensystems 36, 38 werden
in entsprechend geformte Fensteröffnungen 46 in
der Aufnahme 33 des Optikträgers 34 eingesetzt.
Neben dem Regensensor-Linsensystem 36 kann wahlweise zusätzlich
mindestens ein weiteres, hier das zweite Linsensystem 38 in
dem Optikträger 34 im vorliegenden Beispiel aufgenommen
werden. Bei diesem zweiten Linsensystem 38, wie es in 2c gezeigt ist,
handelt es sich beispielsweise um ein Linsensystem zur Erfassung
der Umgebungshelligkeit bzw. um ein sog. Assistenzlichtschaltungs(ALS)-Linsensystem.
Das ALS-Linsensystem 38 besteht hierbei z. B. aus einem
optisch transparenten Material, das beispielsweise optisch tranpsarent
für sichtbares Licht bzw. Tageslicht ist, und weist in
dem vorliegenden Fall einen Linsenträger 40 mit
beispielsweise drei Linsen auf, z. B. drei Lichtempfangs-Linsen 44,
wobei der Linsenträger 40 und die Linsen 44 als
ein Teil aus demselben hier z. B. im Bereich des sichtbaren Lichts optisch
transparenten Material ausgebildet sind. Ebenso wie das erste Linsensystem 36 kann
das zweite Linsensystem 38 in die Aufnahme 33 des
Optikträ gers lediglich eingelegt oder zusätzlich
in diesem befestigt werden, beispielsweise verrastet bzw. verclipst
werden (nicht dargestellt). Hierzu weist der Optikträger 34 und/oder
das Linsensystem 36, 38, wie zuvor beschrieben,
ein oder mehrere Befestigungselemente auf, beispielweise Einrasthaken (nicht
dargestellt), die z. B. in entsprechende Öffnungen oder
Aussparungen des Linsensystems 36, 38 bzw. des
Optikträgers 34 einhaken bzw. einrasten (nicht
dargestellt). Eine weitere, hier nicht dargestellte Befestigungsmethode
der Linsensysteme ist, dass mindestens ein Linsensystem in dem Optikträger
verrastet bzw. an diesem befestigbar ausgebildet ist und z. B. einen Überhang
bzw. wenigstens einen Überhangabschnitt aufweist. Mittels
des Überhangs oder Überhangabschnitts kann wiederum
mindestens ein weiteres Linsensystem gegen Herausfallen aus dem Optikträger
gesichert werden. Durch den Überhangabschnitt der z. B.
einen Abschnitt des Linsensystems zumindest teilweise überdeckt,
kann das Linsensystem darunter in dem Optikträger gehalten
werden, auch wenn es in diesen nur eingelegt ist. Das weitere Linsensystem
muss dabei nicht verrastbar bzw. befestigbar an dem Optikträger
ausgebildet sein. Grundsätzlich kann auch das weitere Linsensystem
aber ebenfalls verrastbar bzw. befestigbar an dem Optikträger
ausgebildet werden.In the 2a . 2 B and 2c are parts of an optical unit 32 a sensor device 10 shown according to the invention. More specifically, in 2a an optics carrier 34 , in 2 B a first lens system 36 and in 2c a second lens system 38 shown. The first and second lens system 36 respectively. 38 as they are in the 2 B and 2c are examples of lens systems as they are in a sensor device 10 with an optical unit 32 , For example, a rain sensor device with optical unit, are used according to the invention. The optics carrier 34 as he is in 2a is shown, or the so-called. Carrier of the optical unit 32 serves to accommodate, for example, one or more lens systems 36 . 38 and is made of, for example, an optically non-transparent material. The following is in 2 B a so-called rain sensor lens system (RSM lens system) as an example of the first lens system 36 shown in an associated recording 33 in the optics carrier 34 is receivable. The rain sensor lens system 36 consists of z. B. of optically transparent material, wherein the material z. B. is optically transparent in the infrared spectrum. Next, this first lens system 36 for example, a lens carrier 40 with two light-transmitting lenses 42 and two light-receiving lenses 44 on, and optionally an additional light-receiving lens 45 or solar load lens for detecting the heat radiation, for example, to control an air conditioner, wherein the lenses 42 . 44 . 45 and the lens wearer 40 are formed in one piece from a common or the same material (eg, a plastic which is optically transparent in the infrared range), for example by means of a 1K injection molding process. The lens system can be included in the recording 33 of the optics wearer 34 For example, only be inserted or additionally secured in this, for example, with this latched or clipped, etc. (not shown). For this purpose, the optics carrier 34 z. B. one or more fasteners, such as snap hooks (not shown), the z. B. in corresponding openings or recesses of the lens system 36 . 38 engage or clip with them (not shown). Conversely, the lens system can also 36 . 38 one or more fasteners, for example in the form of snap hook, which in corresponding openings or recess of the optics carrier 34 engage. The lenses 40 . 42 of the lens system 36 . 38 are in correspondingly shaped window openings 46 in the recording 33 of the optics wearer 34 used. In addition to the rain sensor lens system 36 Optionally, at least one more, here the second lens system 38 in the optics carrier 34 be included in the present example. In this second lens system 38 as it is in 2c is shown, it is, for example, a lens system for detecting the ambient brightness or a so-called. Assistenzlichtschaltungs (ALS) lens system. The ALS lens system 38 exists here z. Example of an optically transparent material that is, for example, optically tranpsarent for visible light or daylight, and has a lens carrier in the present case 40 with, for example, three lenses, z. B. three light-receiving lenses 44 , where the lens wearer 40 and the lenses 44 as a part of the same here z. B. in the visible light optically transparent material are formed. Like the first lens system 36 can the second lens system 38 in the recording 33 the Optikträ gers only inserted or additionally secured in this, for example, locked or clipped (not shown). For this purpose, the optics carrier 34 and / or the lens system 36 . 38 , as described above, one or more fasteners, such as snap hooks (not shown), the z. B. in corresponding openings or recesses of the lens system 36 . 38 or of the optics carrier 34 hook in or engage (not shown). Another, not shown here attachment method of the lens systems is that at least one lens system is locked in the optics carrier and formed on this fastened and z. B. has an overhang or at least one overhang section. By means of the overhang or overhang section, in turn, at least one further lens system can be secured against falling out of the optics carrier. By the overhang section of z. B. covers a portion of the lens system at least partially, the lens system can be kept underneath in the optics carrier, even if it is only inserted in this. The further lens system does not have to be able to be latched or fastened to the optics carrier. In principle, however, the further lens system can also be designed to be latchable or fastenable to the optics carrier.
Des
Weiteren werden die Linsen 44 des zweiten Linsensystems 38 in
entsprechend geformte Fensteröffnungen 46 in der
Aufnahme 33 des Optikträgers 34 eingesetzt
bzw. aufgenommen. Die beiden Linsensysteme 36, 38 können
des Weiteren zusätzlich mit wenigstens einem oder mehreren
Justierungselementen 48 ausgebildet werden, die beispielsweise
später in korrespondierenden Aufnahmen einer zugeordneten
Leiterplatte aufnehmbar sind, um die Leiterplatte und das jeweilige
Linsensystem 36, 38 zueinander zu positionieren.
Die Justierelemente 48 können beispielsweise als
Stiftelemente ausgebildet sein, wie in 2 gezeigt
ist, die in entsprechende Öffnungen der Leiterplatte eingeführt werden,
wie im Nachfolgenden anhand der 7a, 7b und 8a, 8b gezeigt
ist. Die Justierelemente 48 sind dabei an dem Linsensystem 36, 38 ausgeformt
bzw. einstückig und aus demselben Material wie dieses ausgebildet.
Der Linsenträger 40 mit den Linsen 42, 44 bzw. 44 und
den Justierelementen 48 kann beispielsweise in einem 1K-Spritzgussverfahren
hergestellt werden. Dadurch, dass das Linsensystem und seine Elemente
aus demselben Material bestehen, ist kein mehrstufiger Herstellungsprozeß notwendig,
da nicht wie bisher verschiedene Materialien für den Linsenträger
und die Linsen des Linsensystems verwendet werden. Zudem hat die getrennte
Herstellung des jeweiligen Linsensystems 36, 38 und
des Optikträgers 34 den Vorteil, dass ebenfalls
auf einen komplizierten mehrstufigen Herstellungsprozeß verzichtet
werden kann, bei dem unterschiedliche Materialien eingesetzt und
miteinander verbunden werden müssen, einmal für
die Linsensysteme und einmal für den Optikträger.
Stattdessen können die Linsensysteme 36, 38 sehr
einfach aus dem jeweiligen vorgesehenen optisch transparenten Material
hergestellt werden, während getrennt davon die Optikeinheit 34 aus
einem z. B. optisch nicht transparent Material hergestellt wird,
um die Linsensysteme 36, 38 später geeigent
abzuschirmen. Durch getrennte, einfache Herstellungsprozesse können
die Herstellungskosten für eine Optikeinheit 32 reduziert
werden. Des Weiteren können beispielsweise fehlerhafte
Linsensysteme 36, 38 oder Optikträger 34 frühzeitg
aussortiert werden, ohne dass später eine komplett montierte
Optikeinheit 32 entsorgt werden muss. Dadurch können
die Herstellungskosten weiter reduziert werden. Des Weiteren kann
durch das Ausbilden bzw. Ausformen der Linsen 42, 44 in
dem Linsenträger 40 des jeweiligen Linsensystems 36, 38 auf
ein zusätzliches Befestigen der Linsen, beispielsweise
durch Einkleben der Linsen in einen Linsenträger, verzichtet
werden.Furthermore, the lenses 44 of the second lens system 38 in correspondingly shaped window openings 46 in the recording 33 of the optics wearer 34 used or added. The two lens systems 36 . 38 may additionally be provided with at least one or more adjustment elements 48 be formed, for example, later in corresponding receptacles of an associated circuit board are receivable to the circuit board and the respective lens system 36 . 38 to position each other. The adjusting elements 48 For example, they may be formed as pin elements, as in FIG 2 is shown, which are inserted into corresponding openings of the circuit board, as in the following with reference to 7a . 7b and 8a . 8b is shown. The adjusting elements 48 are doing on the lens system 36 . 38 molded or integrally formed of the same material as this. The lens wearer 40 with the lenses 42 . 44 respectively. 44 and the adjusting elements 48 can be produced for example in a 1K injection molding process. The fact that the lens system and its elements are made of the same material, no multi-stage manufacturing process is necessary because not as previously used different materials for the lens carrier and the lenses of the lens system. In addition, the separate production of the respective lens system 36 . 38 and the optics wearer 34 the advantage that can also be dispensed with a complicated multi-stage manufacturing process in which different materials must be used and interconnected, once for the lens systems and once for the optics carrier. Instead, the lens systems 36 . 38 are very easily made of the respective provided optically transparent material, while separated from the optical unit 34 from a z. B. optically non-transparent material is made to the lens systems 36 . 38 later adequately shielded. By separate, simple manufacturing processes, the manufacturing cost of an optical unit 32 be reduced. Furthermore, for example, defective lens systems 36 . 38 or optics carrier 34 be sorted early, without later a completely assembled optical unit 32 must be disposed of. As a result, the production costs can be further reduced. Furthermore, by forming the Lin sen 42 . 44 in the lens wearer 40 of the respective lens system 36 . 38 an additional attachment of the lenses, for example by gluing the lenses in a lens carrier, be dispensed with.
In
den 3 und 4 sind weiter zwei Ausführungsformen
von Linsenhaltern 50 mit jeweils einem zugeordneten Koppelmedium
in Form eines Koppelkissens 52 gezeigt. Diese Linsenhalter 50 sind
dabei beispielsweise aus einem optisch nicht-transparenten Material
hergestellt. Die Linsenhalter 50 können hierbei
derart ausgebildet sein, wie in den 3 und 4 gezeigt
ist, dass sie das jeweilige Linsensystem 36, 38 in
dem Optikträger 34 halten bzw. fixieren. Wird
das jeweilige Linsensystem 36, 38 an dem Optikträger 34 dagegen
selbst befestigt z. B. mittels einem oder mehreren Befestigungselementen,
so kann auf eine zusätzliche Befestigung mittels des Linsenhalters 50 verzichtet
werden, es muss aber nicht.In the 3 and 4 are further two embodiments of lens holders 50 each with an associated coupling medium in the form of a coupling pad 52 shown. These lens holders 50 are made for example of a non-transparent optical material. The lens holders 50 can in this case be formed as in the 3 and 4 it is shown that they are the respective lens system 36 . 38 in the optics carrier 34 hold or fix. Will the respective lens system 36 . 38 on the optics carrier 34 on the other hand, z. B. by means of one or more fasteners, so can an additional attachment by means of the lens holder 50 be waived, but it does not have to.
In
der ersten Ausführungsform des Linsenhalters 50,
wie er in 3 gezeigt ist, weist der Linsenhalter 50 entsprechend
geformte Fensteröffnungen 54 für die
Linsen der beiden Linsensysteme auf. Des Weiteren weist der Linsenhalter 50 wenigstens ein
oder mehrere Befestigungselemente auf, beispielsweise in Form von
Einrasthaken 56 zum Einrasten bzw. Einhaken in den Optikträger,
so dass die Linsensysteme dazwischen zuverlässig gehalten
und fixiert werden können. Der Optikträger weist
dabei zum Befestigen des Linsenhalters jeweils eine entsprechende Öffnung
oder eine Aussparung auf, in welche der jeweilige Einrast haken 56 des
Linsenhalters 50 einhaken bzw. einrasten kann. In dem Fall, dass
das jeweilige Linsensystem selbst an dem Optikträger befestigt
wird z. B. mittels Einrasten oder Verclipsen, kann auf die Befestigungselemente 52 des
Linsenhalters 50 auch wahlweise verzichtet werden. Der
Linsenhalter 50 kann beispielsweise aus Kunststoff, z.
B. einem thermoplastischen Material, hergestellt sein, wobei das
Material des Linsenhalters 50, wie zuvor beschrieben, dabei
z. B. optisch nicht-transparent ist. Prinzipiell kann der Linsenhalter 50 aber
auch optisch transparent oder teilweise optisch transparent ausgebildet
sein, je nach Funktion und Einsatzweck. Ein Linsenhalter 50 der
aus einem optisch nicht transparentem Material besteht, hat den Vorteil,
dass er einerseits als Blende zur Begrenzung des Nutzlichtes aber
auch als Schutz der Detektoren gegenüber von außen
herrührendem externem Fremdlicht dienen kann.In the first embodiment of the lens holder 50 as he is in 3 is shown, the lens holder 50 correspondingly shaped window openings 54 for the lenses of the two lens systems. Furthermore, the lens holder 50 at least one or more fasteners, for example in the form of snap hooks 56 for latching or hooking into the optics carrier, so that the lens systems can be reliably held and fixed therebetween. The optics carrier in this case has for fastening the lens holder in each case a corresponding opening or a recess into which the respective latching hook 56 of the lens holder 50 can hook or latch. In the case that the respective lens system itself is attached to the optics carrier z. B. by snapping or clipping, can on the fasteners 52 of the lens holder 50 also be waived optional. The lens holder 50 For example, plastic, z. As a thermoplastic material, be prepared, wherein the material of the lens holder 50 , as described above, while z. B. is optically non-transparent. In principle, the lens holder 50 but also be optically transparent or partially optically transparent, depending on the function and purpose. A lens holder 50 which consists of an optically non-transparent material, has the advantage that it can serve as an aperture for limiting the useful light but also as a protection of the detectors against external extraneous light originating from the outside.
An
dem Linsenhalter 50 ist des Weiteren ein Koppelmedium in
Form eines Koppelkissens 52 befestigt. Das Koppelkissen 52 ist
dabei in der Ausführungsform in 3 z. B.
aus einem selbsthaftenden, optisch transparenten Material, beispielsweise
aus einem selbsthaftenden optisch transparenten Silikon hergestellt.
Das Koppelkissen 52 haftet dadurch von selbst an dem Linsenhalter 50.
Grundsätzlich kann das Koppelkissen 52 aber auch
aus wenigstens zwei Schichten aufgebaut sein (nicht dargestellt),
wobei die erste Schicht, welche mit dem Linsenhalter 50 verbunden
wird, aus einem selbsthaftenden, optisch transparenten Material
besteht und die zweite Schicht, mit der der Linsenhalter 50 und
das Koppelkissen 52 an einer Fahrzeugscheibe befestigt
werden, aus einem nicht-selbsthaftenden, optisch transparenten Material
besteht. Dadurch, dass die zweite Schicht mit welchem das Koppelkissen 52 mit
einer Scheibe verbunden wird aus einem nicht selbsthaftenden Material
ist, kann das Koppelkissen 52 leichter von der Scheibe
bei Bedarf wieder abgelöst werden. Des Weiteren kann das
Koppelkissen 52 auch vollständig aus einem nicht
selbsthaftenden, optisch transparenten Material, beispielsweise
einem nicht selbsthaftenden Silikon, bestehen und beispielsweise
mittels einem Klebstoff oder einer Klebefolie an dem Linsenhalter 50 befestigt
werden, wobei diese Klebemittel vorzugsweise ebenfalls optisch transparent
sind wie das Koppelkissen 52. Dadurch, dass das Koppelkissen 52 an
dem Linsenhalter 50 in der Ausführungsform in 3 angeklebt
wird oder selbständig an diesem anhaftet, kann der Linsenhalter 50 z.
B. in Form einer im Wesentlichen flachen Scheibe ausgebildet werden,
die eben oder auch gewölbt ausgebildet sein kann, und die
nur z. B. wenigstens ein oder mehrere Be festigungselemente z. B.
in Form von Einrasthaken 52, zum Befestigen an dem Optikträger
aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass kein biegeschlaffes separates
Koppelkissen 52 gehandthabt werden muss, sondern dieses
stattdessen an dem Linsenhalter 50 bereits befestigt ist.On the lens holder 50 Furthermore, a coupling medium in the form of a coupling pad 52 attached. The coupling pillow 52 is in the embodiment in 3 z. B. of a self-adhesive, optically transparent material, for example made of a self-adhesive optically transparent silicone. The coupling pillow 52 thereby adheres to the lens holder by itself 50 , Basically, the coupling pad 52 but also be constructed of at least two layers (not shown), wherein the first layer, which with the lens holder 50 is made of a self-adhesive, optically transparent material and the second layer, with the lens holder 50 and the coupling pillow 52 attached to a vehicle window, consists of a non-adhesive, optically transparent material. Thereby, that the second layer with which the coupling pad 52 connected to a disc is made of a non-self-adhesive material, the coupling pad can 52 easier to be detached from the disc again when needed. Furthermore, the coupling pad 52 also completely made of a non-adhesive, optically transparent material, such as a non-adhesive silicone, and for example by means of an adhesive or an adhesive film to the lens holder 50 be attached, these adhesives are preferably also optically transparent as the coupling pad 52 , Because of the coupling pad 52 on the lens holder 50 in the embodiment in FIG 3 glued or independently adheres to this, the lens holder 50 z. B. be formed in the form of a substantially flat disc, which may be flat or curved, and the only z. B. at least one or more loading fasteners z. B. in the form of snap hooks 52 , for securing to the optics carrier. Another advantage is that no slippery separate coupling pad 52 must be handled, but this instead of the lens holder 50 already attached.
In 4 ist
eine weitere Ausführungsform eines Linsenhalters 50 und
eines damit verbundenen Koppelkissens 52 gezeigt. Der Linsenhalter 50 ist
dabei in einer Schnittansicht dargestellt. In der Ausführungsform
in 4 weist der Linsenhalter 50 z. B. ebenfalls
wenigstens ein oder mehrere Befestigungselemente in Form von Einrastelementen
auf, zum Einrasten in den Optikträger und damit zum Befestigen
des Linsenhalters 50 und eines damit verbundenen Koppelkissens 52 an
dem Optikträger. Das jeweilige Einrastelement ist dabei
beispielsweise in Form einer Öse 58 ausgebildet,
in welche z. B. ein entsprechender Einrasthaken oder ein Vorsprung (nicht
dargestellt) des Optikträgers einrastet. Die Öse 58 kann
dabei mit einer Aussparung bzw. einer Öffnung ausgebildet
sein, in die ein entsprechender Einrasthaken oder ein Vorsprung,
der an dem Optikträger ausgebildet ist, einrastet. Die Öse
hat dabei den Vorteil, dass sie eine besonders stabile Befestigung an
dem Optikträger erlaubt. Das Einrastelement in Form einer Öse 58 ist
dabei beispielsweise am Umfang des Linsenhalters 50 ausgebildet
und wird in den Optikträger eingeschoben, beispielsweise
in eine entsprechende Vertiefung an dem Optikträger, oder
auf den Optikträger außen aufgeschoben, wie in nachfolgender 6 angedeutet
ist.In 4 is another embodiment of a lens holder 50 and an associated coupling pad 52 shown. The lens holder 50 is shown in a sectional view. In the embodiment in FIG 4 points the lens holder 50 z. B. also at least one or more fasteners in the form of latching elements, for locking into the optics carrier and thus for attaching the lens holder 50 and an associated coupling pad 52 on the optics carrier. The respective latching element is for example in the form of an eyelet 58 trained, in which z. B. a corresponding latching hook or a projection (not shown) of the optics carrier engages. The eyelet 58 can be formed with a recess or an opening into which a corresponding snap-in hook or a projection which is formed on the optics carrier engages. The eyelet has the advantage that it allows a particularly stable attachment to the optics carrier. The latching element in the form of an eyelet 58 is for example at the periphery of the lens holder 50 is formed and is inserted into the optics carrier, for example, in a corresponding recess on the optics carrier, or pushed onto the optics carrier outside, as in followed by 6 is indicated.
Das
Koppelmedium bzw. hier das Koppelkissen 52 ist bei der
Ausführungsform, wie sie in 4 gezeigt
ist, an dem Linsenhalter 50 angespritzt bzw. der Linsenhalter 50 ist
zumindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig mit
dem Koppelkissen 52 umspritzt. Auf diese Weise kann das
Koppelkissen 52 sehr einfach an dem Linsenhalter 50 befestigt werden.
Durch das zumindest teilweise oder vollständige Umspritzen
des Linsenhalters 50 kann sich das Koppelkissen 52 mit
diesem sozusagen mechanisch verkrallen. Dazu weist der Linsenhalter 50 beispielsweise
wenigstens eine oder mehrere Öffnungen 60 auf,
in welche Material des Koppelkissens 52 eingespritzt wird,
um das Koppelkissen 52 an dem Linsenhalter 50 zu
befestigen. Im vorliegenden Beispiel in 4 sind mehrere Öffnungen 60 am
Umfang des Linsehalters 50 angeordnet, in welche Material
des Koppelkissens 52 eingespritzt wird, wobei z. B. die Stege 62 zwischen
den Öffnungen 60 teilweise oder vollständig
hierbei umspritzt werden. Die Öffnungen 60 und
die Stege dazwischen sind auch bei dem Linsenhalter 50 in
nachfolgender 6 gezeigt. Das Material des
Koppelkissens 52 kann, wie zuvor beschrieben, ein optisch
transparentes, selbsthaftendes oder ein optisch transparentes, nicht-selbsthaftendes
Material sein, beispielsweise ein selbsthaftendes bzw. nicht-selbsthaftendes
Silikon. Das Koppelkissen 52 kann aber auch, wie zuvor
anhand von 3 beschrieben wurde, aus wenigstens
zwei Schichten bestehen. Neben Silikon kann auch jedes andere für
ein Koppelkissen 52 geeignete Material verwendet werden,
dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung.The coupling medium or here the coupling pad 52 is in the embodiment as in 4 is shown on the lens holder 50 molded or the lens holder 50 is at least partially or substantially complete with the coupling pad 52 molded. In this way, the coupling pad 52 very easy on the lens holder 50 be attached. By the at least partial or complete encapsulation of the lens holder 50 can the coupling pad 52 mechanically digging with it, so to speak. For this purpose, the lens holder 50 for example, at least one or more openings 60 on, in which material of the coupling pad 52 is injected to the coupling pad 52 on the lens holder 50 to fix. In this example in 4 are several openings 60 on the circumference of the lens holder 50 arranged in which material of the coupling pad 52 is injected, wherein z. B. the webs 62 between the openings 60 partially or completely encapsulated in this case. The openings 60 and the bars between them are also in the lens holder 50 in the following 6 shown. The material of the coupling cushion 52 may, as described above, be an optically transparent, self-adhesive or an optically transparent, non-self-adhesive material, for example a self-adhesive or non-self-adhesive silicone. The coupling pillow 52 But also, as previously based on 3 described, consist of at least two layers. In addition to silicone, each other can also be used for a coupling cushion 52 suitable material can be used, this applies to all embodiments of the invention.
Der
Linsenhalter 50 in 4 kann wiederum wie
der Linsenhalter 50 in 3 aus einem
thermoplastischen Material hergestellt werden oder einem anderen
für einen Linsenhalter geeigneten Material. Dies gilt ebenfalls
für alle Ausführungsformen der Erfindung. Das
Material für den Linsenhalter 50 kann dabei beispielsweise
optisch nicht-transparent oder optisch teilweise oder vollständig
optisch transparent sein, je nach Funktion und Einsatzzweck. Der
Linsenhalter 50 in 4 weist
des Weiteren ebenfalls jeweils eine oder mehrere Fensteröffnungen 54 auf, zur
Aufnahme des zugeordneten Linsensystems. Da der Linsenhalter 50,
wie zuvor beschrieben, z. B. mit einem Silikon-Koppelkissenmaterial
teilweise oder vollständig umspritzt ist, wird eine einfache
Montage des Koppelkissens 52 ermöglicht. Dies
liegt daran, dass ein einfacher Verklipsvorgang mittels der Befestigungselemente 56, 58 des
Linsenhalters 50 für eine Befestigung an dem Optikträger
nutzbar ist. Außerdem muss, wie zuvor beschrieben, bei
der Montage kein biegeschlaffes alleiniges Koppelkissen 52 verarbeitet
werden, weil dieses durch die Verspritzung mit dem Linsenhalterkunststoff
mechanisch stabilisiert wird. Durch eine Änderung bzw.
Anpassung der Silikondicke kann die Sensoreinrichtung, welche beispielsweise
einen Regensensor aufweist, außerdem auf verschiedene Scheibendickenbereiche
abgestimmt werden. Dies gilt für alle Ausführungsformen der
Erfindung. Das kann so geschehen, indem die Dicke des Silikons zwischen
Scheibe und Linsenhalter 50 adaptiert bzw. angepasst wird
und/oder die Dicke des Linsenhalters 50 bzw. Linsenhalter-Kunststoffs, so
dass die Silikondicke z. B. im Wesentlichen nur im Nutzlichtpfad
adaptiert bzw. angepaßt wird, also in den „fensterförmigen” Ausschnitten 54 im
Linsenhalter 50. Insofern besteht die erfindungsgemäße
Sensoreinrichtung mit Optikeinheit, die beispielsweise ein Regensensor-Steuergerät
bildet, aus wenigen, einfach herzustellenden Teilen, die sehr leicht
miteinander zu verbinden sind. Außerdem ermög licht
die erdingunsgemäße Sensoreinrichtung, dass sie
einfach an verschiedene Applikationsrandbedingungen angepasst werden
kann.The lens holder 50 in 4 can turn like the lens holder 50 in 3 made of a thermoplastic material or other material suitable for a lens holder. This also applies to all embodiments of the invention. The material for the lens holder 50 can be, for example, optically non-transparent or optically partially or completely optically transparent, depending on the function and intended use. The lens holder 50 in 4 Furthermore, each also has one or more window openings 54 on, for receiving the associated lens system. Because the lens holder 50 as described above, e.g. B. is partially or completely encapsulated with a silicone coupling pad material, a simple installation of the coupling pad 52 allows. This is because a simple Verklipsvorgang means of the fasteners 56 . 58 of the lens holder 50 is usable for attachment to the optical carrier. In addition, as described above, during assembly no limp sole coupling pad 52 be processed because this is mechanically stabilized by the injection with the lens holder plastic. By changing or adapting the silicone thickness, the sensor device, which has, for example, a rain sensor, can also be tuned to different slice thickness ranges. This applies to all embodiments of the invention. This can be done by adjusting the thickness of the silicone between the disc and the lens holder 50 adapted or adapted and / or the thickness of the lens holder 50 or lens holder plastic, so that the silicone thickness z. B. is adapted or adapted substantially only in Nutzlichtpfad, ie in the "window-shaped" sections 54 in the lens holder 50 , In this respect, the sensor device according to the invention with optical unit, which forms, for example, a rain sensor control unit, consists of a few, easy to manufacture parts that are very easy to connect. In addition, the device according to the invention makes it possible to easily adapt it to different application boundary conditions.
In 5 ist
nun eine Optikeinheit 32 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung in einer Zusammenbaustellung
gezeigt. Dabei werden in die entsprechend Aufnahme 33 des
Optikträgers 34 aus 2 die
beiden Linsensysteme 36, 38 aus 2 eingesetzt.
Die Linsen 42, 44, 45 der Linsensysteme 36, 38 werden
dabei in die Fensteröffnungen 46, 60 des
Optikträgers 34 und des Linsenhalters mit Koppelkissen 52 eingesetzt.
Da die Linsensysteme 36, 38 in dem Beispiel in 5 nicht
selbst in dem Optikträger 34 befestigt werden,
sondern nur eingesetzt werden, wird der Linsenhalter 50 und
sein Koppelkissen 52 gemäß 5 von
unten auf die beiden Linsensysteme 36, 38 aufgesetzt
und mittels seiner Befestigungselemente, hier Einrasthaken 56,
in den Optikträger 34 eingerastet bzw. mit diesem
verclipst, so dass die Linsensysteme 36, 38 sicher
in der Optikeinheit 32 befestigt sind.In 5 is now an optical unit 32 according to one embodiment of the invention shown in an assembled position. It will be in the appropriate recording 33 of the optics wearer 34 out 2 the two lens systems 36 . 38 out 2 used. The lenses 42 . 44 . 45 the lens systems 36 . 38 be doing in the window openings 46 . 60 of the optics wearer 34 and the lens holder with coupling pads 52 used. Because the lens systems 36 . 38 in the example in 5 not even in the optics carrier 34 be attached, but only used, the lens holder 50 and his coupling pillow 52 according to 5 from below on the two lens systems 36 . 38 put on and by means of its fasteners, here snap hooks 56 , in the optics carrier 34 snapped or clipped with this, so that the lens systems 36 . 38 safe in the optical unit 32 are attached.
In 6 ist
eine Optikeinheit 32 gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung in einer Zusammenbaustellung
gezeigt. Die beiden Linsensysteme 36, 38 aus 2 werden dabei in einer entsprechenden
Aufnahme 33 des Optikträgers 34 aufgenommen
und die Linsen 42, 44, 45 der Linsensysteme 36, 38 in
entsprechende Fensteröffnungen 46, 54 des
Optikträgers 34 und des Linsenhalters 50 mit Koppelkissen 52 eingesetzt.
Das Koppelkissen 52 ist dabei durch teilweises oder vollständiges
Umspritzen an dem Linsenhalter 50 befestigt. Hierzu wird
Material des Koppelkissens 52, beispielsweise Silikon,
in die Öffnungen 60 z. B. am Umfang des Linsenhalters 50 eingespritzt,
wobei das Material zumindest die Stege 62 zwischen den Öffnungen 60 teilweise
oder vollständig umgibt, um so das Koppelkissen 52 mit dem
Linsenhalter 50 mechanisch zu verkrallen. Der Linsenhalter 50 mit
dem Koppelkissen 52 entspricht im Wesentlichen dem Beispiel,
wie es in 4 gezeigt ist, und unterscheidet
sich von diesem nur dadurch, dass das jeweilige Befestigungselement
in Form einer Öse 58, beispielsweise zwei statt
einer Öffnung aufweist, wobei in eine oder beide Öffnungen
ein entsprechender Vorsprung 59 oder Einrasthaken des Optikträgers 34 eingerastet
werden kann. Der Optikträger 34 weist in dem Beispiel
wie es in 6 gezeigt ist, an seiner Außenseite
z. B. zwei Vorsprünge 59 auf, die in die entsprechenden Öffnungen
der Öse 58 einrasten bzw. eingreifen. Des Weiteren
weist der Optikträger 34 wahlweise wenigstens
einen zusätzlichen Vorsprung 59 auf, der die Öse 58 in
Längsrichtung fixiert bzw. begrenzt, so dass der Linsenhalter 50 nicht
zu weit auf den Optikträger 34 aufgeschoben werden
kann. Die Linsensysteme 36, 38 werden in dem Beispiel,
wie es in 6 gezeigt ist, nicht selbst
in dem Optikträger 34 befestigt bzw. verrastet,
sondern stattdessen der Linsenhalter 50 mit dem Koppelkissen 52 an
dem Optikträger 34 befestigt, um auf diese Weise
dazwischen die Linsensysteme 36, 38 an dem Optikträger 34 zu sichern.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch das jeweilige
Linsensystem derart ausgebildet sein, dass es an dem Optikträger
und/oder dem Linsenhalter befestigbar ist z. B. mittels Verrasten
bzw. Verclipsen. Dies gilt für alle Ausführungsformen
der Erfindung.In 6 is an optical unit 32 according to another embodiment of the invention shown in an assembled position. The two lens systems 36 . 38 out 2 are doing in a corresponding recording 33 of the optics wearer 34 taken and the lenses 42 . 44 . 45 the lens systems 36 . 38 in corresponding window openings 46 . 54 of the optics wearer 34 and the lens holder 50 with coupling pillow 52 used. The coupling pillow 52 is thereby by partial or complete encapsulation on the lens holder 50 attached. For this purpose, the material of the coupling pad 52 , For example, silicone, in the openings 60 z. B. on the circumference of the lens holder 50 injected, the material at least the webs 62 between the openings 60 partially or completely surrounds so the coupling pad 52 with the lens holder 50 mechanically clawed. The lens holder 50 with the coupling pillow 52 corresponds essentially to the example as it is in 4 is shown, and differs from this only in that the respective fastening element in Shape of an eyelet 58 , For example, has two instead of an opening, wherein in one or both openings a corresponding projection 59 or snap hook of the optics carrier 34 can be locked. The optics carrier 34 In the example, as in 6 is shown on its outside z. B. two projections 59 on, in the corresponding openings of the eyelet 58 engage or intervene. Furthermore, the optics carrier 34 optionally at least one additional projection 59 on, the eyelet 58 fixed in the longitudinal direction or limited, so that the lens holder 50 not too far on the optics carrier 34 can be deferred. The lens systems 36 . 38 be in the example as it is in 6 is shown, not even in the optics carrier 34 fastened or locked, but instead the lens holder 50 with the coupling pillow 52 on the optics carrier 34 attached to this way in between the lens systems 36 . 38 on the optics carrier 34 to secure. Alternatively or additionally, however, the respective lens system may be designed such that it can be fastened to the optics carrier and / or the lens holder z. B. by means of locking or clipping. This applies to all embodiments of the invention.
In
den 7a und 7b sind
weitere Bauteile der Sensoreinrichtung mit Optikeinheit dargestellt.
In 7a ist dabei ein Beispiel eines Deckels 72 der
Sensoreinrichtung gezeigt und in 7b ein Beispiel
einer Leiterplatte 64 der Sensoreinrichtung.In the 7a and 7b further components of the sensor device are shown with optical unit. In 7a is an example of a lid 72 the sensor device shown and in 7b an example of a circuit board 64 the sensor device.
Die
Sensoreinrichtung weist dabei, wie in 7b gezeigt
ist, in einer Ausführungsform der Erfindung eine Leiterplatte 64 mit
wenigstens einem oder mehreren Steckereinrichtungen 66 auf,
deren Steckerpins 68 mit der Leiterplatte 64 leitend
verbunden sind. Auf der Leiterplatte 64 sind dabei die
Elektronik oder Teile der Elektronik angeordnet, wie z. B. entsprechende
Sensoren, Detektoren, Dioden, wie z. B. Licht-emittierende Dioden
(LED), Licht-detektierende Dioden (LRD), eine elektronische Steuerungseinrichtung
(ECU) und/oder eine Auswerteeinrichtung usw., sowie andere optische
und elektronische Bauelemente und Halbleiterbauelemente. Des Weiteren
weist die Leiterplatte 64 wahlweise zusätzliche Aufnahmen
auf, beispielsweise in Form von Öffnungen 70,
in welchen die jeweiligen Justierelemente des zugeordneten Linsensystems
aufgenommen werden, um das Linsensystem zu der Leiterplatte 64 und
den dort angeordneten Elementen auszurichten bzw. zu positionieren.
Die an der Leiterplatte 64 befestigte Steckereinrichtung 66 dient
zur Verbindung mit einer externen elektronischen Einrichtung, beispielsweise
der Motorsteuerung oder einer anderen Steuerungseinrichtung zum
Ansteuern von Fahrzeugeinrichtungen, wie beispielsweise den Scheibenwischern,
dem Fahrzeuglicht oder der Klimaanlage, um nur einige Beispiele
zu nennen. Die Leiterplatte 64 mit der zugehörigen
Steckereinrichtung 66 wird an der Optikeinheit befestigt
und über einen Deckel 72, wie er in 7a ge zeigt
ist, verschlossen. Der Deckel 72 in 7a weist
dabei zusätzlich eine Aufnahme bzw. Ausnehmung 74 für
die zugeordnete Steckereinrichtung 66 auf.The sensor device has, as in 7b is shown, in one embodiment of the invention, a circuit board 64 with at least one or more plug devices 66 on, whose connector pins 68 with the circuit board 64 are conductively connected. On the circuit board 64 are the electronics or parts of the electronics arranged such. B. corresponding sensors, detectors, diodes, such. As light-emitting diodes (LED), light-detecting diodes (LRD), an electronic control device (ECU) and / or an evaluation device, etc., and other optical and electronic components and semiconductor devices. Furthermore, the circuit board 64 optionally additional recordings, for example in the form of openings 70 in which the respective adjustment elements of the associated lens system are received, to the lens system to the circuit board 64 and align and position the elements arranged there. The on the circuit board 64 attached connector device 66 is used to connect to an external electronic device, such as the engine control or other control device for driving vehicle equipment, such as the windscreen wipers, the vehicle light or the air conditioning, to name just a few examples. The circuit board 64 with the associated connector device 66 is attached to the optical unit and a lid 72 as he is in 7a ge shows is closed. The lid 72 in 7a in this case additionally has a receptacle or recess 74 for the associated connector device 66 on.
In
den 8a und 8b sind
ebenfalls weitere Bauteile der Sensoreinrichtung mit Optikeinheit
dargestellt. In 8a ist dabei ein weiteres Beispiel
eines Deckels 72 der Sensoreinrichtung gezeigt und in 8b ein
weiteres Beispiel einer Leiterplatte 64 der Sensoreinrichtung.In the 8a and 8b are also shown other components of the sensor device with optical unit. In 8a is another example of a lid 72 the sensor device shown and in 8b another example of a circuit board 64 the sensor device.
Die
Sensoreinrichtung weist in dieser Ausführungsform der Erfindung,
wie in 8b gezeigt ist, eine Leiterplatte 64 ohne
eine Steckereinrichtung auf. Stattdessen weist der Deckel 72,
wie er in 8a gezeigt ist, wenigsten ein
oder mehrere Steckereinrichtungen 66 auf bzw. ist einstückig
oder mehrteilig mit der jeweiligen Steckereinrichtung 66 ausgebildet.
Dies hat den Vorteil, dass die Zahl der Einzelteile weiter reduziert
werden kann. Wie zuvor mit Bezug auf 7a und 7b beschrieben
wurde, sind auf der Leiterplatte 64 beispielsweise ein oder
mehrere Bautelemente 76 bzw. elektronische und/oder optische
Bauelemente angeordnet. Die Steckereinrichtung 66 dient
dabei, wie zuvor beschrieben, zur Verbindung mit einer externen
elektronischen Einrichtung, beispielsweise der Motorsteuerung oder
einer anderen Steuerungseinrichtung. Die Leiterplatte 64 wird
in zusammengebautem Zustand dabei leitend über die Steckerpins 68 der
Steckereinrichtung 66 des Deckels 72 in 8a verbunden.
Zur späteren Befestigung an dem Optikträger weist
der Deckel 72 in dem in 8a gezeigten
Beispiel wahlweise zusätzlich wenigstens ein oder mehrere
entsprechende Befestigungselemente auf, z. B. entprechende Ösen 78,
die in entsprechende Aufnahmen des Optikträgers einrasten.
Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel von vielen, wie die Leiterplatte 64 gemäß 7b und 8b an
dem Optikträger zusätzlich befestigt bzw. fixiert
werden kann. Die Erfindung ist nicht auf dieses spezielle Beispiel
beschränkt. Des Weiteren weist die Leiterplatte 64 mehrere
Aufnahmen auf, z. B. in Form von Öffnungen 76,
in welche die entsprechenden Justierelemente des jeweiligen Linsensystems
aufnehmbar sind. Die Linsensysteme könne auch ohne zusätzliche
Justierelemente ausgebildet werden. Dies gilt für alle
Ausführungsformen der Erfindung.The sensor device has in this embodiment of the invention, as in 8b shown is a circuit board 64 without a plug on. Instead, the lid points 72 as he is in 8a is shown, at least one or more plug devices 66 on or is in one piece or in several parts with the respective plug device 66 educated. This has the advantage that the number of items can be further reduced. As before with reference to 7a and 7b has been described are on the circuit board 64 For example, one or more Bautelemente 76 or arranged electronic and / or optical components. The plug device 66 serves, as described above, for connection to an external electronic device, such as the engine control or other control device. The circuit board 64 is in the assembled state while conducting over the connector pins 68 the plug device 66 of the lid 72 in 8a connected. For later attachment to the optics carrier, the lid 72 in the 8a Example shown optionally additionally at least one or more corresponding fasteners on, z. B. entprechende eyelets 78 , which engage in corresponding receptacles of the optics carrier. However, this is just one example of many, like the circuit board 64 according to 7b and 8b can be additionally attached or fixed to the optics carrier. The invention is not limited to this specific example. Furthermore, the circuit board 64 several recordings, z. B. in the form of openings 76 in which the corresponding adjustment elements of the respective lens system can be received. The lens systems could also be formed without additional adjustment elements. This applies to all embodiments of the invention.
Weiter
ist in den 9a, 9b und 9c ein
Aufnahmeelement 80 mit einem Federelement 82 zur
Aufnahme der Optikeinheit 32 gezeigt. Genauer gesagt ist
in 9a das Aufnahmeelement 80 gezeigt, in 9b die
Optikeinheit 32 bzw. der Op tikträger 34 mit
den Linsensystemen und in 9c ein Beispiel
des Federelements 82.Next is in the 9a . 9b and 9c a receiving element 80 with a spring element 82 for receiving the optical unit 32 shown. More specifically, in 9a the receiving element 80 shown in 9b the optical unit 32 or the op ic carrier 34 with the lens systems and in 9c an example of the spring element 82 ,
Die
Optikeinheit 32 in 9b weist
dabei den Optikträger 34 auf, in welchem die Linsensysteme 36, 38 angeordnet
sind, wobei der Linsenhalter 50 mit dem Koppelkissen 52 an
dem Optikträger 34 befestigt ist. Das Aufnahmeelement 80 in 9a ist dabei
beispielsweise in Form eines Bajonettrings ausgebildet. Das Aufnahmeelement 80 bzw.
der Bajonettring weist hierbei Clips 84 auf, die beim Aufschieben
auf den Optikträger 34 bzw. die Optikeinheit 32 in
dieser entsprechend einrasten, so dass sie einerseits in der senkrecht
zur Fahrzeugscheibe liegenden Richtung einen Maximalabstand zu der
Ebene, in der die Ankoppelfläche des Koppelkissens 52 liegt,
nicht überschreiten kann, aber andererseits ein Unterschreiten
dieses Maximalabstandes sowie ein Verdrehen des Aufnahmeelements 80 entlang
seines Umfangs möglich ist. Des Weiteren weist das Aufnahmeelement 80 an
seiner einem Basisteil (nicht dargestellt) zugewandten Seite einen
oder mehrere Klemmkeile 86 auf. Das Basisteil ist im Folgenden
in 11b und 11d gezeigt.
Die Klemmkeile 86 haben jeweils entlang des Umfangs des
Aufnahmeelements 80 eine ausgerichtete Schräge 88,
die von dem Basisteil weg weist. Die Klemmkeile 86 in dem Aufnahmeelement 80 sind
so ausgeführt, dass sie beim Positionieren der Sensoreinrichtung
mit der Optikeinheit 32 im Basisteil dergestalt, dass das
Koppelkissen 52 in Kontakt mit der Fahrzeugscheibe kommt,
zwischen die entsprechenden Klemmkeile des Basisteils zu liegen
kommen. Zum Schließen des Bajonettverschlusses wird das
Aufnahmeelement 80 entlang der Umfangsrichtung verdreht,
so dass die Schrägen 88 der Klemmkeile 86 des
Aufnahmeelements 80 und die Schrägen der Klemmkeile
des Basisteils so ineinander greifen, dass das Aufnahmeelement 80 in
Richtung des Basisteils gezogen wird. Das Aufnahmeelement 80 weist
dabei Federdruckflächen 90 auf, in der gleichen
Anzahl wie Federelemente 82 vorhanden sind. Ein Beispiel
für ein Federelement 82 ist in 9c gezeigt.
Beim Verdrehen des Aufnahmeelements 80 gleitet das jeweilige,
in einer zugeordneten Halterung 92 des Optikträgers 34, zumindest
gegen dieses Verdrehen fixierte Federelement 82 entlang
der zugeordneten Federdruckfläche 90 im Aufnahmeelement 80.
Als Federelement 82 kann z. B. eine Metallfeder in Form
eines Bügels mit zwei zickzackförmigen Schenkeln
verwendet werden, wie in 9c gezeigt
ist, oder auch beispielsweise eine Schraubenfeder oder eine Wellenringfeder
(nicht dargestellt).The optical unit 32 in 9b points out the optics carrier 34 in which the lens systems 36 . 38 are arranged, wherein the lens holder 50 with the coupling pillow 52 on the optics carrier 34 is attached. The receiving element 80 in 9a is designed for example in the form of a bayonet ring. The receiving element 80 or the bayonet ring has clips here 84 on, when pushed onto the optics carrier 34 or the optical unit 32 engage in this accordingly, so that on the one hand in the direction perpendicular to the vehicle window direction a maximum distance to the plane in which the coupling surface of the coupling pad 52 is, can not exceed, but on the other hand falls below this maximum distance and a rotation of the receiving element 80 along its circumference is possible. Furthermore, the receiving element 80 on its one base part (not shown) facing one or more clamping wedges 86 on. The basic part is below in 11b and 11d shown. The clamping wedges 86 each have along the circumference of the receiving element 80 an aligned slope 88 pointing away from the base. The clamping wedges 86 in the receiving element 80 are designed so that when positioning the sensor device with the optical unit 32 in the base part such that the coupling pad 52 comes in contact with the vehicle window, come to rest between the corresponding clamping wedges of the base part. To close the bayonet lock, the receiving element 80 twisted along the circumferential direction so that the bevels 88 the clamping wedges 86 of the receiving element 80 and the bevels of the clamping wedges of the base engage each other so that the receiving element 80 is pulled in the direction of the base part. The receiving element 80 has spring pressure surfaces 90 on, in the same number as spring elements 82 available. An example of a spring element 82 is in 9c shown. When turning the receiving element 80 slides the respective, in an associated bracket 92 of the optics wearer 34 , at least against this twisting fixed spring element 82 along the associated spring pressure surface 90 in the receiving element 80 , As a spring element 82 can z. B. a metal spring in the form of a bracket with two zigzag-shaped legs are used, as in 9c is shown, or for example, a coil spring or a wave spring ring (not shown).
In 10a ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Sensoreinrichtung 10 mit Optikeinheit 32 in einer
Zusammenbaustellung gezeigt und in 10b von
oben in fertig zusammengebautem Zustand.In 10a is an embodiment of the sensor device according to the invention 10 with optical unit 32 shown in an assembled position and in 10b from above in ready assembled condition.
Die
Steckereinrichtung 66 in 10a und 10b wird hierbei beispielsweise mittels der Steckerpins 68 in
die Leiterplatte 64 eingesetzt bzw. eingepresst. Eine Kollision
mit dem Aufnahmeelement 80 wird z. B. mittels einer Nut 94 vermieden.
Anschließend wird der Deckel 72 aufgesteckt. Die
Sensoreinheit 10 wie die Optikeinheit 32, wie
sie z. B. in 10b des Weiteren in fertig montiertem
Zustand gezeigt ist, besteht aus dem Optikträger 34 mit
dem Linsenhalter 50 und einem, zwei, drei oder mehreren Linsensystemen 36, 38,
dem aus einem optisch transparenten Silikon bestehenden Koppelkissen 52, einer
Befestigungsmechanik, z. B. einem Aufnahmeelement 80 mit
wahlweise einem oder mehreren Federelementen 82, dem Deckel 72 und
wenigstens einer Steckereinrichtung 66, sowie einem mit
den Steckerpins 68 der Steckereinrichtung 66 leitend
verbundenen Leiterplatte 64, die z. B. zumindest ein oder
mehrere elektrische und/oder optische Bauelemente 76 aufweist.
Infolge dieses Aufbaus bietet die erfindungsgemäße
Sensoreinrichtung 10 mit Optikeinheit 32 den Vorteil,
dass sie elektrisch und optisch als Gesamtsystem vor der Applikation
testbar ist. Dabei kann die Steckereinrichtung 66, wie
zuvor in 8a gezeigt ist, auch in den
Deckel 72 integriert werden. Mittels der Befestigungsmechanik
wird die Sensoreinrichtung 10 mit der Optikeinheit 32 an
dem Basisteil montiert, wie es in nachfolgenden 11a, 11c und 11e gezeigt ist.The plug device 66 in 10a and 10b This is for example by means of the connector pins 68 in the circuit board 64 used or pressed. A collision with the receiving element 80 is z. B. by means of a groove 94 avoided. Subsequently, the lid 72 attached. The sensor unit 10 like the optical unit 32 how they z. In 10b further shown in the assembled state, consists of the optics carrier 34 with the lens holder 50 and one, two, three or more lens systems 36 . 38 , the coupling cushion made of an optically transparent silicone 52 , a fastening mechanism, z. B. a receiving element 80 optionally with one or more spring elements 82 , the lid 72 and at least one plug device 66 , as well as one with the connector pins 68 the plug device 66 conductively connected circuit board 64 that z. B. at least one or more electrical and / or optical components 76 having. As a result of this construction, the sensor device according to the invention offers 10 with optical unit 32 the advantage that it is electrically and visually testable as a whole system before the application. In this case, the plug device 66 as previously in 8a is shown, even in the lid 72 to get integrated. By means of the fastening mechanism, the sensor device 10 with the optical unit 32 mounted on the base part, as in subsequent 11a . 11c and 11e is shown.
In
den 11a, 11c und 11e ist die Sensoreinrichtung 10 mit
der Optikeinheit 32 in zusammengebautem Zustand einmal
in einer Draufsicht (11a, 11e)
und einmal in einer Seitenansicht (11c)
dargestellt. Des Weiteren ist in 11b und 11d das jeweilige Basisteil 96 gezeigt
zur Befestigung der Sensoreinrichtung 10, beispielsweise
an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe, beispielweise einer Windschutzscheibe
eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren zeigen 11a, 11c und 11e die
Sensoreinrichtung 10 mit der Optikeinheit 32 an
dem Basisteil 96 fertig montiert, wobei die Sensoreinrichtung
nach außen mit dem Deckel 72 verschlossen ist
und eine Steckereinrichtung 66 aufweist. Die Fahrzeugscheibe
ist dabei in den 11a–e nicht dargestellt.
Die Erfindung ist auf die Befestigung der Sensoreinrichtung 10 im Fahrzeuginnenraum
bzw. auf der Innenseite der Fahrzeugscheibe nicht beschränkt,
sondern kann an jeder anderen Position im und am Fahrzeug befestigt werden,
je nach Funktion und Einsatzzweck. Das Basisteil 96, wie
zuvor mit Bezug auf 9a–c beschrieben wurde,
weist einen im Wesentlichen ringförmigen Kragen auf, der
in dem in 11b und 11d gezeigten
Beispiel, segmentiert ausgebildet ist und auf seiner der Optikeinheit 32 zugewandten Seite
einen oder mehrere als Klemmkeil 98 ausgebildete Klemmelemente
aufweist, deren entlang des Umfangs des Basisteils 96 ausgerichtete
Schräge von der Optikeinheit 32 weg weist. Zur
Definition der Position der Optikeinheit 32 relativ zu
dem Basisteil 96 und zur Verhinderung der Fehlpositionierung
in Umfangsrichtung besitzt das Basisteil 96 und die Optikeinheit 32 eine
Positionskennung 100. Diese besteht z. B. aus mindestens
einem Vorsprung in einem und einer entsprechend passenden zugeordneten mindestens
einen Aussparung im anderen der beiden genannten Teile. Das Basisteil 96 kann
aus einem Kunststoff oder einem anderen Material oder Materialkombination
hergestellt werden, wobei das Basisteil 96 beispielsweise
aus einem optisch nicht-transparenten Material ist. Des Weiteren
wird das Basisteil 96 z. B. mit einem optisch nicht-transparenten
Kleber oder Klebestreifen bzw. Klebefolie an die Fahrzeugscheibe,
z. B. die Windschutzscheibe, geklebt. Prinzipiell kann aber auch
ein transparenter Kleber verwendet werden, je nach Funktion und
Einsatzzweck. Durch die Wirkung der Befestigungsmechanik und der
Federmechanik der Federelemente 82 des Aufnahmeelements 80 wird
die Sensoreinrichtung 10 mit der Optikeinheit 32 gegen
die Scheibe gedrückt und optisch angekoppelt. Dies hat
den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung 10 mit
der Optikeinheit 32 sich sehr einfach und zuverlässig
an einer Scheibe befestigen lässt. Die Erfindung ist aber
nicht auf eine Befestigungsmechanik mit einem Aufnahmeelement 80 in
Form eines Bajonettrings und wahlweise einem oder mehrere zusätzlichen
Federelementen 82 beschränkt. Stattdessen kann
auch jeder andere Art der Befestigung der Sensoreinrichtung mit
der Optikeinheit vorgesehen werden, die geeignet ist, um die Sensoreinrichtung
an einer Scheibe zu befestigen bzw. optisch anzukoppeln. Dies gilt
für alle Ausführungsformen der Erfindung.In the 11a . 11c and 11e is the sensor device 10 with the optical unit 32 once assembled in a plan view ( 11a . 11e ) and once in a side view ( 11c ). Furthermore, in 11b and 11d the respective base part 96 shown for mounting the sensor device 10 , For example, on the inside of a vehicle window, such as a windshield of a motor vehicle. Further show 11a . 11c and 11e the sensor device 10 with the optical unit 32 on the base part 96 fully assembled, with the sensor device outwards with the lid 72 is closed and a plug device 66 having. The vehicle window is in the 11a -E not shown. The invention is directed to the attachment of the sensor device 10 not limited in the vehicle interior or on the inside of the vehicle window, but can be attached to any other position in and on the vehicle, depending on the function and purpose. The base part 96 as before with reference to 9a -C has a substantially annular collar, which in the in 11b and 11d shown example, is formed segmented and on its the optical unit 32 facing side one or more than clamping wedge 98 having trained clamping elements, whose along the circumference of the base part 96 aligned slope of the optical unit 32 points away. To define the position of the optical unit 32 relative to the base part 96 and to prevent the mispositioning in the circumferential direction has the base part 96 and the optical unit 32 a position identifier 100 , These be is z. B. from at least one projection in one and a correspondingly appropriate assigned at least one recess in the other of the two parts mentioned. The base part 96 can be made of a plastic or other material or material combination, the base part 96 for example, of an optically non-transparent material. Furthermore, the base part 96 z. B. with an optically non-transparent adhesive or adhesive tape or adhesive film to the vehicle window, z. As the windshield, glued. In principle, however, a transparent adhesive can also be used, depending on the function and purpose. Due to the effect of the fastening mechanism and the spring mechanism of the spring elements 82 of the receiving element 80 becomes the sensor device 10 with the optical unit 32 pressed against the glass and optically coupled. This has the advantage that the sensor device according to the invention 10 with the optical unit 32 can be easily and reliably attached to a disc. The invention is not on a fastening mechanism with a receiving element 80 in the form of a bayonet ring and optionally one or more additional spring elements 82 limited. Instead, any other type of attachment of the sensor device to the optical unit can be provided, which is suitable for attaching or optically coupling the sensor device to a pane. This applies to all embodiments of the invention.
Der
erfindungsgemäße Aufbau der Sensoreinrichtung 10 mit
der Optikeinheit 32 aus Einzelteilen, wie er zuvor anhand
von verschiedenen Ausführungsformen anhand der Figuren
beschrieben wurde, hat die folgenden Vorteile. Die Einzelteile,
wie die Linsensysteme mit ihren Linsen und dem Linsenträger,
der Optikträger und der Linsenhalter lassen sich sehr einfach
und ohne großen Herstellungsaufwand herstellen, da ein
einfacher Moldprozess und kein mehrstufiger Moldpro zess für
die Herstellung der Einzelteile notwendig ist (z. B. 2k-Molden statt
2 × 2k Moldprozessen), da die Einzelteile jeweils aus einem Material
und nicht aus verschiedenen Materialien gefertigt werden. So werden
die Linsen der Linsensystem so zusammengefasst, dass sie aus einem
Material herstellbar sind und nicht eine Linse des Linsensystems
aus einem im Infrarotbereich optisch transparenten Kunststoff und
eine weitere Linse des gleichen Linsensystems aus einem für
den visuellen Bereich bzw. Tageslicht transparenten Kunststoff.
In diesem Fall werden zwei getrennte Linsensysteme mit jeweils einem
Linsenträger mit wenigstens einer Linse und wahlweise zusätzlich
wenigstens einem Justierelemente einmal aus einem im Infrarotbereich
optisch transparenten Kunststoff und einmal aus einem im visuellen
Bereich optisch transparenten Kunststoff hergestellt. Die Montage
der zuvor beschriebenen Einzelteile ist ebenfalls sehr einfach,
da die Einzelteile zusammengesetzt und gegebenenfalls miteinander
verrastetet oder verclipst werden. Ein Weitere Vorteil der erfindungsgemäßen
Sensoreinrichtung und ihrer Optikeinheit ist, dass die jeweiligen
Linsensysteme z. B. das ALS-Linsensystem und das RSM-Linsensystem,
ein Teil bilden, d. h. die Linsen sind mit ihrem Linsenträger
(Trägerteil) einstückig aus einem Material ausgebildet
und können als komplettes Linsensystem in den Optikträger
eingesetzt werden. Dadurch kann die Teilezahl ebenfalls klein gehalten
werden und es ist nur ein einfacher Moldprozess für die
Herstellung des jeweiligen Linsensystems erforderlich, beispielsweise
ein 1K-Spritzguss. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Sensoreinrichtung mit
der Optikeinheit an unterschiedliche Applikationsbedingungen leicht
angepasst werden kann. So können entsprechend angepasste
Linsensysteme für unterschiedliche Scheibenneigungen und/oder
-dicken in den Optikträger eingesetzt werden. Des Weiteren kann
der Funktionsumfang der Sensoreinrichtung mit Optikeinheit vergrößert
werden. So werden unterschiedliche Scheibenneigungen und/oder -dicken durch
entsprechend angepasste Linsen bzw. Linsensysteme abgedeckt, während
unterschiedliche Funktionsumfänge durch eine unterschiedliche
Zahl von Linsen in dem jeweiligen Linsensystem abgedeckt werden.
So können bei dem Regensensor-Linsensystem (RSM-Linsensystem)
und/oder dem Umgebungshelligkeitserfassungs-Linsensystem (ALS-Linsensystem),
beispielsweise zusätzlich wenigstens eine oder mehrere
Linsen zur Lichtführung z. B. auf einen Detektor zur Steuerung
der Helligkeit eines Headup-Displays integriert werden, um nur ein
Beispiel zu nennen. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass
entsprechend angepasste Linsenhalter mit Koppelkissenen an dem Optikträger
befestigt werden können, wobei der Linsenhalter mit dem
Kop pelkissen beispielsweise passend zu dem Lichtweg und/oder der Linsengeometrie
ausgewählt ist. Durch eine geeignete Ausformung der Linsen
des jeweiligen Linsensystems ist es außerdem möglich,
dass alle optischen Bauelemente auf einer Leiterplatte, z. B. einer
ebenen Leiterplatte, angeordnet werden können. Dadurch
entfällt die Notwendigkeit eines weiteren, zweiten Schaltungsträgers.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können
auch miteinander kombiniert werden, insbesondere einzelne Merkmale
davon.The inventive structure of the sensor device 10 with the optical unit 32 of individual parts, as previously described by means of various embodiments with reference to the figures, has the following advantages. The individual parts, such as the lens systems with their lenses and the lens carrier, the optics carrier and the lens holder can be produced very easily and without much manufacturing effort, since a simple molding process and no multi-step molding process is necessary for the production of the individual parts (eg 2k -Molden instead of 2 × 2k molding processes), since the individual parts are each made of a material and not of different materials. Thus, the lenses of the lens system are combined so that they are made of a material and not a lens of the lens system of an optically transparent infrared in the infrared plastic and another lens of the same lens system of a visual or daylight transparent plastic. In this case, two separate lens systems, each with a lens carrier having at least one lens and optionally additionally at least one adjusting elements are made once from a plastic optically transparent in the infrared range and once from a visually transparent plastic in the visual range. The assembly of the items described above is also very easy, since the items are assembled and optionally locked together or clipped. Another advantage of the sensor device according to the invention and its optical unit is that the respective lens systems z. B. the ALS lens system and the RSM lens system, form a part, ie the lenses are integrally formed with their lens carrier (carrier part) of a material and can be used as a complete lens system in the optics carrier. As a result, the number of parts can also be kept small and it is only a simple molding process for the production of the respective lens system required, for example, a 1K injection molding. Another advantage is that the sensor device with the optical unit can be easily adapted to different application conditions. Thus, appropriately adapted lens systems for different disc inclinations and / or thicknesses can be used in the optics carrier. Furthermore, the functional scope of the sensor device with optical unit can be increased. Thus, different disc inclinations and / or thicknesses are covered by correspondingly adapted lenses or lens systems, while different functional scopes are covered by a different number of lenses in the respective lens system. Thus, in the rain sensor lens system (RSM lens system) and / or the ambient brightness detection lens system (ALS lens system), for example, additionally at least one or more lenses for guiding light z. B. be integrated into a detector for controlling the brightness of a head-up display, to name just one example. An additional advantage is that correspondingly adapted lens holders with coupling pads can be attached to the optics carrier, wherein the lens holder with the Kop pelkissen is selected, for example, matching the light path and / or the lens geometry. By a suitable shaping of the lenses of the respective lens system, it is also possible that all optical components on a circuit board, for. B. a flat circuit board can be arranged. This eliminates the need for a further, second circuit carrier. The above-described embodiment of the invention can also be combined with one another, in particular individual features thereof.
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- WO 01/05636 A1 [0004] WO 01/05636 A1 [0004]
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