DE102012025464A1

DE102012025464A1 - Optoelectronic sensor device for e.g. passenger car, has aperture stop and light trapping structure for preventing impingement of scattered radiation to receiver and for preventing crosstalk between optical transmitter and receiver

Info

Publication number: DE102012025464A1
Application number: DE201210025464
Authority: DE
Inventors: David Hue; Julia Petit
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-03

Abstract

The optoelectronic sensor device (3) has optical transmitter (10) for emitting optical radiation (12) formed by transparent plate (8) of the vehicle and into a surrounding area (9) of motor vehicle. A transmission lens (14) is arranged in optical beam path (13). The sensor device has aperture stop, first stray light stop (29), second lens hood (30) and light trapping structure for preventing impingement of scattered radiation (2) to receiver and for preventing crosstalk between transmitter and optical receiver (17) over transparent plate.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche einen optischen Sender sowie einen optischen Empfänger aufweist. Der Sender ist zum Aussenden optischer Strahlen durch eine lichtdurchlässige Scheibe des Kraftfahrzeugs hindurch in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Der Empfänger ist zum Empfangen von reflektierten Strahlen ausgebildet und erzeugt ein elektrisches Empfangssignal abhängig von den empfangenen Strahlen. Der Sender umfasst zumindest eine Quelle zum Erzeugen der Strahlen sowie eine Sendelinse, welche in einem optischen Strahlengang der Strahlen angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer solchen Sensoreinrichtung.The invention relates to an optoelectronic sensor device for a motor vehicle, which has an optical transmitter and an optical receiver. The transmitter is designed to emit optical radiation through a transparent pane of the motor vehicle into an environmental region of the motor vehicle. The receiver is designed to receive reflected beams and generates an electrical reception signal dependent on the received beams. The transmitter comprises at least one source for generating the beams and a transmission lens which is arranged in an optical beam path of the beams. The invention also relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, with such a sensor device.

Optoelektronische Sensoreinrichtungen (Lidar, „Light Detecting and Ranging”), insbesondere laser-basierte Systeme, sind bereits Stand der Technik und ermöglichen die Erkennung von Objekten in einer relativ großen Reichweite bis zu über 100 m vom Kraftfahrzeug mit einer relativ hohen Messgenauigkeit. Solche Sensoreinrichtungen werden üblicherweise im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs platziert, beispielsweise hinter der Windschutzscheibe oder aber am Kühlergrill, um unter anderem die Zeit bis zur Kollision (Time to Collision, TTC) zu ermitteln. Solche Systeme können aber auch in seitlichen Bereichen des Fahrzeugs platziert werden, um insbesondere den Totwinkel zu überwachen.Optoelectronic sensor devices (Lidar, "Light Detecting and Ranging"), in particular laser-based systems, are already state of the art and enable the detection of objects in a relatively long range up to more than 100 m from the motor vehicle with a relatively high measurement accuracy. Such sensor devices are usually placed in the front region of the motor vehicle, for example behind the windshield or on the radiator grille, in order, inter alia, to determine the time to collision (TTC). However, such systems can also be placed in lateral areas of the vehicle, in particular to monitor the blind spot.

Eine optoelektronische Sensoreinrichtung arbeitet nach dem Lichtlaufzeitprinzip und beinhaltet typischerweise einen optischen Sender, welcher kurze Laserimpulse aussendet, die beispielsweise über einen schwenkbaren Spiegel so abgelenkt werden, dass eine Abtastung des gesamten Sichtfelds in horizontaler Richtung innerhalb eines vorbestimmten Abtastwinkelbereiches stattfindet. Es sind aber auch Sensoreinrichtungen bekannt, welche ohne einen solchen schwenkbaren Spiegel und somit ohne eine Mechanik auskommen und stattdessen eine entsprechende Optik verwenden, welche vor dem Sender und/oder vor dem Empfänger platziert ist. Der horizontale Öffnungswinkel der Sensoreinrichtung wird hier durch diese Optik definiert.An optoelectronic sensor device operates according to the light transit time principle and typically includes an optical transmitter which emits short laser pulses, which are deflected, for example, via a pivotable mirror such that a scan of the entire field of view in the horizontal direction takes place within a predetermined scanning angle range. But there are also sensor devices are known which do without such a pivotable mirror and thus without a mechanism and instead use a corresponding optics, which is placed in front of the transmitter and / or in front of the receiver. The horizontal opening angle of the sensor device is defined here by this optics.

Die Erfindung geht vorzugsweise von einer Sensoreinrichtung aus, wie sie in dem Dokument DE 10 2007 004 973 A1 oder aber US 7 821 618 B2 offenbart ist. Diese Sensoreinrichtung umfasst einen optischen Sender sowie einen optischen Empfänger. Der Sender sendet optische Strahlungspulse aus, welche in der Umgebung des Kraftfahrzeugs an einem Zielobjekt oder aber an atmosphärischen Bestandteilen, wie Nebel und/oder Regentropfen reflektiert werden. Die reflektierten Strahlungspulse werden dann durch den optischen Empfänger empfangen, welcher abhängig von den empfangenen Strahlen ein elektrisches Empfangssignal bereitstellt, welches dann elektronisch ausgewertet werden kann. In den Empfänger wird zusätzlich auch ein Kompensationssignal bzw. Referenzsignal eingekoppelt, welches von den empfangenen Strahlen überlagert wird, so dass das elektrische Empfangssignal als Summensignal aus den empfangenen Strahlen einerseits und dem Kompensationssignal andererseits erzeugt wird. Das Kompensationssignal wird dabei derart gestaltet, dass das elektrische Empfangssignal eine konstante Amplitude aufweist und somit auf einen konstanten Wert geregelt wird. Diese Ausregelung erfolgt dabei relativ langsam, so dass Äderungen in dem Empfangssignal aufgrund einer Reflexion von einem neuen Zielobjekt ausgewertet werden können.The invention is preferably based on a sensor device as described in the document DE 10 2007 004 973 A1 or but US Pat. No. 7,821,618 B2 is disclosed. This sensor device comprises an optical transmitter and an optical receiver. The transmitter emits optical radiation pulses, which are reflected in the environment of the motor vehicle at a target object or at atmospheric components, such as fog and / or raindrops. The reflected radiation pulses are then received by the optical receiver which, depending on the received beams, provides an electrical received signal which can then be electronically evaluated. In addition, a compensation signal or reference signal is coupled into the receiver, which is superimposed by the received beams, so that the electrical received signal is generated as a sum signal from the received beams on the one hand and the compensation signal on the other hand. The compensation signal is designed such that the electrical received signal has a constant amplitude and is thus regulated to a constant value. This compensation takes place relatively slowly, so that changes in the received signal due to a reflection from a new target object can be evaluated.

Die genannten Streustrahlen werden insbesondere durch spezifische Reflexionen innerhalb des optischen Senders verursacht, wie beispielsweise an einem Linsengehäuse, an welchem die Sendelinse gehalten ist, oder sogar durch Reflexionen der Strahlen an derjenigen Seite der Sendelinse, welche der Quelle zugewandt ist. Die Ursache der Streustrahlen liegt somit einerseits in der Tatsache, dass das Linsengehäuse die Strahlen nicht hundertprozentig absorbieren kann; andererseits ist die Ursache auch darin zu sehen, dass herkömmliche, seriengefertigte Linsen mit sphärischen Oberflächen verwendet werden, welche hinsichtlich der sphärischen Aberration und auch anderer Arten von Abbildungsfehlern nicht optimiert sind. Streustrahlen können jedoch auch durch Reflektionen innerhalb der Linse oder an den Linsenflächen verursacht werden.Specifically, said stray beams are caused by specific reflections within the optical transmitter, such as on a lens housing on which the transmission lens is held, or even by reflections of the beams on the side of the transmission lens which faces the source. The cause of the scattered radiation is therefore on the one hand in the fact that the lens housing can not absorb the rays one hundred percent; On the other hand, the cause is also that conventional, mass-produced lenses with spherical surfaces are used, which are not optimized in terms of spherical aberration and other types of aberrations. However, stray beams may also be caused by reflections within the lens or on the lens surfaces.

Die Problematik der Streustrahlen kann Bezug nehmend auf 1 näher veranschaulicht werden: Sie zeigt ein Lichtmuster bzw. ein Lichtspot, wie es mittels einer herkömmlichen Linse des optischen Senders erzeugt wird. Die Betrachtungsrichtung verläuft dabei entlang der optischen Achse der Sendelinse. Wie aus 1 hervorgeht, haben die ausgesendeten Lichtstrahlen nicht nur eine Hauptkeule 1 (das sogenannte „main beam”), sondern weisen auch Streustrahlen 2 auf, welche unter einem Winkel zur Hauptkeule 1 ausgesendet werden. Diese Streustrahlen 2 reflektieren dann an der Verunreinigung der Scheibe und gelangen zum Empfänger – es kommt zu einem Übersprechen zwischen dem Sender und Empfänger.The problem of scattered radiation can refer to 1 It shows a light pattern or a light spot, as it is generated by means of a conventional lens of the optical transmitter. The viewing direction thereby runs along the optical axis of the transmission lens. How out 1 As can be seen, the emitted light rays do not have only one main lobe 1 (the so-called "main beam"), but also have stray beams 2 which is at an angle to the main lobe 1 to be sent out. These scattered rays 2 then reflect on the contamination of the disc and reach the receiver - there is a crosstalk between the transmitter and receiver.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Zuverlässigkeit einer Sensoreinrichtung der eingangs genannten Gattung im Vergleich zum Stand der Technik zu erhöhen.It is an object of the invention to increase the reliability of a sensor device of the type mentioned in comparison with the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoreinrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a sensor device and by a motor vehicle with the features according to the respective independent claims solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße optoelektronische Sensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise zur Detektion eines Zielobjekts in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ausgebildet und umfasst einen optischen Sender sowie einen optischen Empfänger. Der Sender sendet elektromagnetische Lichtstrahlen durch eine lichtdurchlässige Scheibe des Kraftfahrzeugs hindurch in den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs aus. Der Empfänger empfängt die reflektierten Strahlen (nämlich zumindest einen Anteil der ausgesendeten Strahlen) und stellt ein elektrisches Empfangssignal abhängig von den empfangenen Strahlen bereit. Das elektrische Empfangssignal kann dann mittels einer elektronischen Auswerteeinrichtung ausgewertet werden, und anhand des elektrischen Empfangssignals kann beispielsweise ein Zielobjekt in dem Umgebungsbereich detektiert werden oder es können atmosphärische Bestandteile (Nebel und/oder Regen) detektiert und die Sichtweite im Umgebungsbereich ermittelt werden. Der Sender umfasst zumindest eine Quelle zum Erzeugen der optischen Strahlen sowie eine Sendelinse, welche in einem Strahlengang der Strahlen angeordnet ist und insbesondere zum Bündeln der Strahlen dient. Erfindungsgemäß werden Mittel bereitgestellt, welche zum Verhindern eines Auftreffens von Streustrahlen auf den Empfänger und somit zum Verhindern eines Übersprechens zwischen dem Sender und dem Empfänger über die Scheibe ausgebildet sind.An optoelectronic sensor device according to the invention for a motor vehicle is designed, for example, for detecting a target object in an environmental region of the motor vehicle and comprises an optical transmitter and an optical receiver. The transmitter emits electromagnetic light rays through a transparent pane of the motor vehicle into the surrounding area of the motor vehicle. The receiver receives the reflected beams (namely, at least a portion of the transmitted beams) and provides an electrical reception signal depending on the received beams. The electrical received signal can then be evaluated by means of an electronic evaluation device, and based on the electrical received signal, for example, a target object can be detected in the surrounding area or atmospheric components (fog and / or rain) can be detected and the visibility in the surrounding area can be determined. The transmitter comprises at least one source for generating the optical beams and a transmission lens which is arranged in a beam path of the beams and in particular serves for bundling the beams. According to the invention, means are provided which are arranged to prevent scattered radiation from striking the receiver and thus to prevent crosstalk between the transmitter and the receiver via the disk.

Demnach werden erfindungsgemäß Maßnahmen getroffen, die gewährleisten, dass das Auftreten von Streustrahlen direkt am Empfänger verhindert wird. Dies bedeutet, dass die Intensität von Streustrahlen direkt am Empfänger unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, so dass der Empfänger nicht durch Streustrahlen beeinflusst wird. Durch Verhindern des Übersprechens zwischen dem Sender einerseits und dem Empfänger andererseits wird die Zuverlässigkeit der Sensoreinrichtung im Vergleich zum Stand der Technik insgesamt verbessert, weil fehlerhafte Messungen verhindert werden, die im Stand der Technik durch Streustrahlen verursacht werden. Die Erfindung basiert überhaupt auf der Erkenntnis, dass im Stand der Technik ein derartiges Übersprechen aufgrund von Streustrahlen gegeben ist und zur Reduktion der Zuverlässigkeit der Sensoreinrichtung führt.Accordingly, measures are taken according to the invention, which ensure that the occurrence of stray radiation is prevented directly at the receiver. This means that the intensity of scattered radiation directly at the receiver is below a predetermined limit, so that the receiver is not affected by stray radiation. By preventing the crosstalk between the transmitter on the one hand and the receiver on the other hand, the reliability of the sensor device is improved in comparison with the prior art as a whole, because erroneous measurements are caused, which are caused by stray radiation in the prior art. The invention is generally based on the recognition that in the prior art, such a crosstalk is given due to stray radiation and leads to the reduction of the reliability of the sensor device.

Bevorzugt sendet der optische Sender Lichtimpulse aus, insbesondere Laserimpulse. Die Frequenz der Strahlen kann im sichtbaren oder im unsichtbaren Spektralbereich liegen. Die optische Achse des Senders kann insbesondere parallel zu einer optischen Achse des Empfängers verlaufen.The optical transmitter preferably emits light pulses, in particular laser pulses. The frequency of the rays can be in the visible or in the invisible spectral range. The optical axis of the transmitter can in particular run parallel to an optical axis of the receiver.

Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung ein TOF-Sensor (Time Of Flight), welcher zum Messen der Laufzeit von Lichtstrahlen und somit zum Messen eines Abstands zu einem Objekt ausgebildet ist.Preferably, the sensor device is a TOF sensor (Time Of Flight), which is designed to measure the transit time of light beams and thus to measure a distance to an object.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Mittel, welche zum Verhindern des Auftreffens von Streustrahlen auf den Empfänger ausgebildet sind, können im Allgemeinen zwei verschiedene Ansätze vorgesehen sein, welche optional auch miteinander kombiniert werden können: Zum einen kann das Erzeugen von Streustrahlen durch den Sender verhindert werden, so dass zumindest in Richtung zum Empfänger keine Streustrahlen existieren. Zum anderen kann die Ausbreitung von Streustrahlen in Richtung zum Empfänger verhindert werden, indem beispielsweise ein Trennelement zwischen dem Sender und Empfänger angeordnet wird. Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen beschrieben, welche insgesamt zum Verhindern des Auftreffens von Streustrahlen auf den Empfänger dienen und optional miteinander kombiniert werden können:
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Mittel zumindest ein Trennelement aufweisen, welches zwischen dem Sender und dem Empfänger angeordnet sein kann und die Ausbreitung von Streustrahlen blockiert, falls solche Streustrahlen durch den Sender erzeugt werden. Mit einem solchen – insbesondere auch aus einem lichtabsorbierenden Material ausgebildeten – Trennelement kann auf technisch einfache Art und Weise die Ausbreitung von Streustrahlen in Richtung zum Empfänger und somit ein Übersprechen zwischen dem Sender und dem Empfänger verhindert werden. Liegt die Sendelinse des Senders in einem Abstand zu der Scheibe des Kraftfahrzeugs und liegt auch die Optik des Empfängers in einem Abstand zu der Scheibe, so kann sich das genannte Trennelement parallel zur optischen Achse des Senders erstrecken, nämlich zwischen der optischen Achse des Senders und der optischen Achse des Empfängers. Das Trennelement erstreckt sich bevorzugt von der Sendelinse oder von einem Gehäuse der Sensoreinrichtung weg in Richtung zu der Scheibe des Kraftfahrzeugs.With regard to the configuration of the means which are designed to prevent scattered radiation from hitting the receiver, two different approaches can generally be provided, which can optionally also be combined with one another. Firstly, the generation of stray radiation by the transmitter can be prevented that no stray beams exist at least in the direction of the receiver. On the other hand, the propagation of scattered radiation towards the receiver can be prevented, for example by arranging a separating element between the transmitter and the receiver. Hereinafter, various embodiments will be described, all of which serve to prevent the impinging of scattered radiation on the receiver and may optionally be combined with each other:
In one embodiment it can be provided that the means comprise at least one separating element which can be arranged between the transmitter and the receiver and blocks the propagation of scattered radiation if such scattered radiation is generated by the transmitter. With such a - formed in particular a light-absorbing material - separating element can be prevented in a technically simple manner, the propagation of stray radiation in the direction of the receiver and thus crosstalk between the transmitter and the receiver. If the transmitting lens of the transmitter at a distance from the disc of the motor vehicle and the optics of the receiver is at a distance from the disc, so said separating element may extend parallel to the optical axis of the transmitter, namely between the optical axis of the transmitter and the optical axis of the receiver. The separating element preferably extends away from the transmitting lens or from a housing of the sensor device in the direction of the disk of the motor vehicle.

Als Trennelement kann eine rohrförmige Streulichtblende (lens hood) eingesetzt werden, welche beispielsweise zylinderförmig sein kann. Die rohrförmige Streulichtblende kann um die Sendelinse herum angeordnet sein und sich von der Sendelinse in Richtung zu der Scheibe weg erstrecken. Die rohrförmige Streulichtblende erstreckt sich somit um die optische Achse der Sendelinse herum und verhindert somit, dass sich Streustrahlen in Richtung zum Empfänger ausbreiten können.As a separator, a tubular lens hood can be used, which may for example be cylindrical. The tubular lens hood may be disposed about the transmit lens and extend away from the transmit lens toward the disk. The tubular diffuser aperture thus extends around the optical axis of the transmission lens and thus prevents stray beams from propagating towards the receiver.

Ergänzend oder alternativ kann eine solche rohrförmige Streulichtblende auch beim Empfänger eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform kann diese Streulichtblende um eine Optikeinrichtung (zum Beispiel Linse) des Empfängers herum angeordnet sein und sich von dieser Optikeinrichtung in Richtung zu der Scheibe weg erstrecken. Auch somit kann ein Übersprechen zwischen dem Sender und dem Empfänger zuverlässig verhindert werden. Additionally or alternatively, such a tubular stray light aperture can also be used at the receiver. In this embodiment, this lens hood may be disposed about an optic (eg lens) of the receiver and extend away from that optic towards the disc. Also, thus crosstalk between the transmitter and the receiver can be reliably prevented.

Die genannten Mittel können ergänzend oder alternativ eine Aperturblende (aperture diaphragm) umfassen, welche in dem Strahlengang des Senders angeordnet ist. Eine solche Aperturblende dient dann zum Begrenzen der Apertur des Senders und somit zum Begrenzen der Ausdehnung der Strahlen in Richtung senkrecht zur optischen Achse des Senders. Die Aperturblende kann in Form einer Wand bereitgestellt werden, welche senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist und eine zentrale Durchgangsöffnung (Apertur) aufweist, durch welche sich die erzeugten Strahlen ausbreiten. Bevorzugt hat diese Apertur eine feste Größe, welche nicht einstellbar ist. Alternativ kann jedoch auch eine Aperturblende mit einer im Betrieb einstellbaren Apertur eingesetzt werden.The said means may additionally or alternatively include an aperture diaphragm (aperture diaphragm), which is arranged in the beam path of the transmitter. Such an aperture stop then serves to limit the aperture of the transmitter and thus to limit the extension of the beams in the direction perpendicular to the optical axis of the transmitter. The aperture stop can be provided in the form of a wall, which is arranged perpendicular to the optical axis and has a central passage opening (aperture) through which the generated rays propagate. Preferably, this aperture has a fixed size, which is not adjustable. Alternatively, however, it is also possible to use an aperture stop with an aperture which can be adjusted during operation.

Bevorzugt ist die Aperturblende des Senders zwischen der Quelle einerseits und der Sendelinse andererseits angeordnet. Somit wird die Ausdehnung der Strahlen in Richtung senkrecht zur optischen Achse begrenzt, noch bevor die Strahlen die Sendelinse erreichen. Dies reduziert die sphärische Aberration, welche bekanntlich für diejenigen Strahlen größer ist, welche in einer größeren Entfernung von der optischen Achse auf die Linse einfallen.The aperture stop of the transmitter is preferably arranged between the source on the one hand and the transmit lens on the other hand. Thus, the extension of the beams in the direction perpendicular to the optical axis is limited even before the beams reach the transmission lens. This reduces the spherical aberration, which is known to be greater for those rays which are incident on the lens at a greater distance from the optical axis.

Die genannten Mittel können ergänzend oder alternativ eine Aperturblende umfassen, welche in einem Strahlengang des Empfängers angeordnet ist. Eine solche Aperturblende dient dann zum Begrenzen der Apertur des Empfängers und somit zum Begrenzen der Ausdehnung der Strahlen in Richtung senkrecht zur optischen Achse des Empfängers. Die Aperturblende kann in Form einer Wand bereitgestellt werden, welche senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist und eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, durch welche sich die empfangenen Strahlen ausbreiten. Bevorzugt hat diese Apertur eine feste Größe, welche nicht einstellbar ist. Alternativ kann jedoch auch eine Aperturblende mit einer im Betrieb einstellbaren Apertur eingesetzt werden.The said means may additionally or alternatively comprise an aperture stop, which is arranged in a beam path of the receiver. Such an aperture stop then serves to limit the aperture of the receiver and thus to limit the extension of the beams in the direction perpendicular to the optical axis of the receiver. The aperture stop may be provided in the form of a wall which is perpendicular to the optical axis and has a central passage opening through which the received beams propagate. Preferably, this aperture has a fixed size, which is not adjustable. Alternatively, however, it is also possible to use an aperture stop with an aperture which can be adjusted during operation.

Bevorzugt ist die Aperturblende des Empfängers zwischen einem Empfangselement (z. B. Photodiode) einerseits und einer Optikeinrichtung (z. B. Empfangslinse) des Empfängers andererseits angeordnet. Somit wird die Ausdehnung der Strahlen in Richtung senkrecht zur optischen Achse des Empfängers begrenzt, noch bevor die Strahlen das Empfangselement erreichen. Dies reduziert das Übersprechen zwischen dem Sender und dem Empfänger.Preferably, the aperture stop of the receiver is arranged between a receiving element (eg photodiode) on the one hand and an optical device (eg receiving lens) of the receiver on the other hand. Thus, the extension of the beams in the direction perpendicular to the optical axis of the receiver is limited even before the beams reach the receiving element. This reduces crosstalk between the transmitter and the receiver.

Bevorzugt ist die Sendelinse eine Sammellinse, mittels welcher die erzeugten Strahlen gebündelt werden.Preferably, the transmission lens is a converging lens, by means of which the generated beams are bundled.

Es kann auch vorgesehen sein, dass zur Verhinderung des Übersprechens zwischen dem Sender und dem Empfänger die Sendelinse speziell angepasst wird. In einer Ausführungsform umfassen die genannten Mittel somit die Sendelinse, welche so angepasst ist, dass zumindest in Richtung zu dem Empfänger (über die Scheibe) Streustrahlen erzeugt werden, deren Intensität unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegt. Dieser Grenzwert kann deutlich geringer als die Intensität der Strahlen sein, welche in dem Umgebungsbereich an Zielobjekten reflektiert werden und als Empfangsstrahlen wieder zum Empfänger gelangen. Insbesondere wird die Sendelinse dabei so angepasst, dass die sphärische Aberration minimiert wird, insbesondere vollständig korrigiert ist. Solche Verfahren, welche zur Bereitstellung von Linsen mit einem korrigierten sphärischen Abbildungsfehler dienen, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.It can also be provided that the transmission lens is specially adapted to prevent crosstalk between the transmitter and the receiver. Thus, in one embodiment, said means comprise the transmit lens which is adapted to generate (at least in the direction of the receiver) (via the disc) stray beams whose intensity is below a predetermined threshold. This limit value can be significantly lower than the intensity of the rays which are reflected in the surrounding area on target objects and return to the receiver as receive beams. In particular, the transmission lens is adapted in such a way that the spherical aberration is minimized, in particular completely corrected. Such methods, which serve to provide lenses with a corrected spherical aberration, are already known from the prior art.

Um die sphärische Aberration der Sendelinse zu minimieren, kann zumindest eine Seite der Sendelinse, insbesondere zumindest die der Quelle zugewandte Seite, eine asphärische Oberfläche aufweisen. Dies bedeutet, dass diese Oberfläche nicht die Form eines Oberflächenbereiches einer Kugel aufweist, sondern eine davon abweichende asphärische Form. Mit einer solchen asphärischen Oberfläche lässt sich die sphärische Aberration sogar vollständig korrigieren, so dass keine Streustrahlen durch die Sendelinse erzeugt werden.In order to minimize the spherical aberration of the transmission lens, at least one side of the transmission lens, in particular at least the side facing the source, may have an aspherical surface. This means that this surface does not have the shape of a surface area of a sphere, but a different aspherical shape. With such an aspherical surface, the spherical aberration can even be completely corrected, so that no stray beams are generated by the transmitting lens.

Um die sphärische Aberration der Optikeinrichtung des Empfängers (z. B. Empfangslinse) zu minimieren, kann zumindest eine Seite der Optikeinrichtung, insbesondere auch beide Seiten, eine asphärische Oberfläche aufweisen. Dies bedeutet, dass diese Oberfläche nicht die Form eines Oberflächenbereiches einer Kugel aufweist, sondern eine davon abweichende asphärische Form. Mit einer solchen asphärischen Oberfläche lässt sich die sphärische Aberration sogar vollständig korrigieren, so dass keine Streustrahlen durch die Optikeinrichtung des Empfängers empfangen werden.In order to minimize the spherical aberration of the optical device of the receiver (eg receiving lens), at least one side of the optical device, in particular also both sides, can have an aspherical surface. This means that this surface does not have the shape of a surface area of a sphere, but a different aspherical shape. With such an aspherical surface, the spherical aberration can even be completely corrected, so that no stray beams are received by the optical device of the receiver.

Zur Minimierung der sphärischen Aberration kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Seite der Sendelinse, insbesondere die der Quelle zugewandte Seite, mit einer Antireflexbeschichtung versehen ist. Auch dies trägt zur Verhinderung der sphärischen Aberration und somit zur Verhinderung des Übersprechens zwischen dem Sender und dem Empfänger bei, weil unerwünschte Reflexionen an der Linse verhindert werden, welche dann zum Erzeugen von Streustrahlen führen könnten.To minimize the spherical aberration, provision may also be made for at least one side of the transmitting lens, in particular the side facing the source, to be provided with an antireflection coating. This also contributes to the prevention of spherical aberration and thus to the prevention of crosstalk between the transmitter and the Receiver because unwanted reflections are prevented at the lens, which could then lead to the generation of stray radiation.

Zur Minimierung der sphärischen Aberration kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Seite der Optikeinrichtung des Empfängers (z. B. Empfangslinse), insbesondere beide Seiten, mit einer Antireflexbeschichtung versehen ist. Auch dies trägt zur Verhinderung der sphärischen Aberration und somit zur Verhinderung des Übersprechens zwischen dem Sender und dem Empfänger bei.In order to minimize the spherical aberration, provision may also be made for at least one side of the optical device of the receiver (for example receiving lens), in particular both sides, to be provided with an antireflection coating. This also contributes to the prevention of spherical aberration and thus to the prevention of crosstalk between the transmitter and the receiver.

Optional kann auch ein Linsensystem aus zumindest zwei in dem Strahlengang des Senders angeordneten Linsen eingesetzt werden, welche zur Reduktion der sphärischen Aberration optimiert sind.Optionally, a lens system of at least two arranged in the beam path of the transmitter lenses can be used, which are optimized for the reduction of the spherical aberration.

Ergänzend oder alternativ kann auch ein Linsensystem aus zumindest zwei in einem Strahlengang des Empfängers angeordneten Empfangslinsen eingesetzt werden, welche zur Reduktion der sphärischen Aberration des Empfängers optimiert sind.Additionally or alternatively, a lens system of at least two arranged in a beam path of the receiver receiving lenses can be used, which are optimized to reduce the spherical aberration of the receiver.

In einer Ausführungsform kann der Empfänger eine Lichtfangstruktur mit zumindest einem von einem Strahlengang des Empfängers getrennten Lichtabfangkanal aufweisen, der zum Auffangen der Streustrahlen ausgebildet ist. Somit wird eine Lichtfalle bzw. eine Lichtschleuse geschaffen, mittels welcher die Streustrahlen aufgefangen werden können. Somit wird das Übersprechen zwischen Sender und Empfänger minimiert.In one embodiment, the receiver may include a light trapping structure having at least one light trapping channel separated from a beam path of the receiver and configured to capture the stray beams. Thus, a light trap or a light lock is created, by means of which the scattered radiation can be collected. Thus, the crosstalk between transmitter and receiver is minimized.

Der zumindest eine Lichtabfangkanal kann sich insbesondere parallel zum Strahlengang des Empfängers erstrecken. Somit kann der Strahlengang des Empfängers nach wie vor eine zylindrische Form aufweisen.The at least one light interception channel can extend in particular parallel to the beam path of the receiver. Thus, the beam path of the receiver can still have a cylindrical shape.

Der zumindest eine Lichtabfangkanal kann eine Auffangöffnung für die Streustrahlen aufweisen, welche der Optikeinrichtung des Empfängers zugewandt ist. Diese Auffangöffnung kann auf einer gedachten Geraden zwischen einem Empfangselement und einem Rand der Optikeinrichtung des Empfängers angeordnet sein. Somit gelangen alle Streustrahlen, die unter einem größeren Winkel auf die Optikeinrichtung einfallen, direkt in den Lichtabfangkanal und können dort aufgefangen werden.The at least one light interception channel may have a collecting opening for the scattered radiation, which faces the optical device of the receiver. This collecting opening can be arranged on an imaginary straight line between a receiving element and an edge of the optical device of the receiver. Thus, all scattered radiation, which occur at a larger angle to the optics, directly into the Lichtabfangkanal and can be collected there.

Die Lichtfangstruktur kann auch aus einem lichtabsorbierenden Material gebildet ist, so dass die Intensität der abgefangenen Streustrahlen verringert wird.The light-catching structure may also be formed of a light-absorbing material, so that the intensity of the intercepted scattered radiation is reduced.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.The invention also relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, with a sensor device according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.

Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be described with reference to individual preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in schematischer Darstellung ein Lichtmuster zur Erläuterung der Streulichtproblematik im Stand der Technik; 1 a schematic representation of a light pattern for explaining the scattered light problem in the prior art;

2 in schematischer Darstellung eine Sensoreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic representation of a sensor device according to a first embodiment of the invention;

3 in schematischer Darstellung eine Sensoreinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 3 a schematic representation of a sensor device according to a second embodiment of the invention;

4 in schematischer Darstellung eine Sensoreinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und 4 a schematic representation of a sensor device according to a third embodiment of the invention; and

5 in schematischer Darstellung eine Sensoreinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. 5 a schematic representation of a sensor device according to a fourth embodiment of the invention.

In 2 ist eine optoelektronische Sensoreinrichtung 3 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Sensoreinrichtung 3 umfasst ein Gehäuse 4, welches aus drei Gehäuseteilen besteht: einem Hauptteil 5 sowie einem ersten und einem zweiten Teilgehäuse 6, 7, welche von dem Hauptteil 5 parallel zueinander und senkrecht zum Hauptteil 5 abstehen. Die beiden Teilgehäuse 6, 7 sind als Lichtleiter ausgebildet und weisen jeweils die Form eines Zylinders auf. Die Sensoreinrichtung 3 ist hinter einer transparenten Scheibe 8 eines Kraftfahrzeugs angeordnet und dient zur Detektion von Zielobjekten in einem Umgebungsbereich 9 des Kraftfahrzeugs und/oder von atmosphärischen Bestandteilen durch die Scheibe 8 hindurch. Die Scheibe 8 kann beispielsweise eine Abdeckung einer Leuchte des Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise einer Heckleuchte. Alternativ kann die Scheibe 8 auch eine Windschutzscheibe sein.In 2 is an optoelectronic sensor device 3 shown according to a first embodiment. The sensor device 3 includes a housing 4 , which consists of three housing parts: a main part 5 and a first and a second sub-housing 6 . 7 which of the main part 5 parallel to each other and perpendicular to the main part 5 protrude. The two sub-housings 6 . 7 are designed as light guides and each have the shape of a cylinder. The sensor device 3 is behind a transparent pane 8th a motor vehicle arranged and serves for the detection of target objects in a surrounding area 9 of the motor vehicle and / or atmospheric components through the disc 8th therethrough. The disc 8th For example, it may be a cover of a lamp of the motor vehicle, for example a tail lamp. Alternatively, the disc 8th also be a windshield.

Die Sensoreinrichtung 3 umfasst einen optischen Sender 10, dessen Komponenten grundsätzlich in dem ersten Teilgehäuse 6 angeordnet sind. Der Sender 10 umfasst eine Quelle 11, welche zum Erzeugen von optischen Strahlen 12 ausgebildet ist. Optional kann auch ein Array aus mehreren Quellen 11 eingesetzt werden. In einem Sendestrahlengang 13 ist eine Sendelinse 14 angeordnet, welche beispielsweise eine Sammellinse ist. Die Sendelinse 14 dient zum Bündeln der Strahlen 12. Die Sendelinse 14 ist dabei an einer der Scheibe 8 zugewandten Stirnseite und somit an einem freien Ende des Teilgehäuses 6 angeordnet. Zum Ansteuern der Quelle 11 ist ein Signalgenerator 15 bereitgestellt, mittels welchem Steuersignale 16 erzeugt und an die Quelle 11 abgegeben werden. Der Signalgenerator 15 kann beispielsweise gepulst betrieben werden, so dass durch die Quelle 11 Lichtimpulse, insbesondere Laserimpulse, ausgesendet werden.The sensor device 3 includes an optical transmitter 10 , its components basically in the first part housing 6 are arranged. The transmitter 10 includes a source 11 which is used to generate optical beams 12 is trained. Optionally, you can also create an array of multiple sources 11 be used. In a transmission beam path 13 is a transmission lens 14 arranged, which is for example a converging lens. The transmission lens 14 serves to bundle the rays 12 , The transmission lens 14 is doing one of the disc 8th facing end face and thus at a free end of the housing part 6 arranged. To control the source 11 is a signal generator 15 provided by means of which control signals 16 generated and sent to the source 11 be delivered. The signal generator 15 For example, it can be operated in a pulsed manner, so that through the source 11 Light pulses, in particular laser pulses, are emitted.

Die Quelle 11 kann beispielsweise als LED ausgebildet sein.The source 11 can be designed for example as an LED.

Die Sensoreinrichtung 3 beinhaltet auch einen optischen Empfänger 17, dessen Komponenten grundsätzlich in dem zweiten Teilgehäuse 7 angeordnet sind. Der Empfänger 17 umfasst eine oder mehrere Photodioden 18, beispielsweise eine oder mehrere Avalanche-Photodioden. Die Photodiode 18 empfängt Strahlen 19, welche einen Anteil der ausgesendeten Strahlen 12 darstellen, welche im Umgebungsbereich 9 reflektiert werden. Abhängig von den empfangenen Strahlen 19 stellt die Photodiode 18 ein elektrisches Empfangssignal 20 bereit, welches dann mittels einer elektronischen Auswerteeinrichtung 21 (z. B. Mikroprozessor) ausgewertet wird. Optional kann der Empfänger 17 auch eine Optikeinrichtung 22 aufweisen, welche vorzugsweise als Empfangslinse ausgebildet ist. Die Optikeinrichtung 22 ist dabei auch an einem der Scheibe 8 zugewandten Ende des Teilgehäuses 7 angeordnet.The sensor device 3 also includes an optical receiver 17 , whose components basically in the second part housing 7 are arranged. The recipient 17 includes one or more photodiodes 18 For example, one or more avalanche photodiodes. The photodiode 18 receives rays 19 containing a proportion of the emitted rays 12 represent which in the surrounding area 9 be reflected. Depending on the received beams 19 represents the photodiode 18 an electrical reception signal 20 ready, which then by means of an electronic evaluation device 21 (eg microprocessor) is evaluated. Optionally, the receiver 17 also an optical device 22 have, which is preferably designed as a receiving lens. The optical device 22 is also on one of the disc 8th facing the end of the housing part 7 arranged.

Die optischen Achsen des Senders 10 und des Empfängers 17 verlaufen parallel zueinander. Ein Abstand zwischen der optischen Achse des Senders 10 und der optischen Achse des Empfängers 17 kann beispielsweise in einem Wertebereich von 20 bis 40 mm liegen und z. B. 27 mm betragen. Der Abstand zwischen der Sensoreinrichtung 3 und der Scheibe 8 liegt beispielsweise in einem Wertebereich von 2 mm bis 70 mm, insbesondere von 2 mm bis 30 mm.The optical axes of the transmitter 10 and the recipient 17 run parallel to each other. A distance between the optical axis of the transmitter 10 and the optical axis of the receiver 17 may for example be in a value range of 20 to 40 mm and z. B. 27 mm. The distance between the sensor device 3 and the disc 8th is, for example, in a range of values from 2 mm to 70 mm, in particular from 2 mm to 30 mm.

Im Stand der Technik erzeugt der Sender 10 Streustrahlen 2 (vgl. auch 1), welche an einer Verunreinigung 23 der Scheibe 8 reflektieren und in Form eines Übersprechens 24 zum Empfänger 17 gelangen. Um dieses Übersprechen 24 zu verhindern, sind Mittel bereitgestellt, welche ein Auftreffen von Streustrahlen 2 auf den Empfänger 17 (insbesondere auf die Optikeinrichtung 22) verhindern. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind diese Mittel durch die Sendelinse 14 gebildet, welche speziell so optimiert ist, dass zumindest in Richtung zum Empfänger 17 über die Scheibe 8 keine Streustrahlen 2 erzeugt werden. Dies wird im Ausführungsbeispiel dadurch erzielt, dass die Sendelinse 14 derart angepasst wird, dass sie keine oder nur minimale sphärische Aberration aufweist. Beispielsweise kann dazu eine von der Scheibe 8 abgewandte und somit der Quelle 11 zugewandte erste Seite 25 der Sendelinse 14 eine asphärische Oberfläche aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann auch eine der Scheibe 8 zugewandte zweite Seite 26 der Sendelinse 14 eine solche asphärische Oberfläche aufweisen. Die asphärischen Oberflächen sorgen für einen minimalen Abbildungsfehler der Sendelinse 14. Ergänzend oder alternativ kann zumindest die erste Seite 25 und optional auch die zweite Seite 26 mit einer Antireflexbeschichtung versehen werden. Eine solche optimierte Sendelinse 14 erzeugt dann Strahlen, welche lediglich die Hauptkeule 1 (siehe 1) und keine Streustrahlen 2 aufweisen.In the prior art, the transmitter generates 10 scattered radiation 2 (see also 1 ) which are contaminated 23 the disc 8th reflect and in the form of a crosstalk 24 to the recipient 17 reach. To this crosstalk 24 To prevent, means are provided which impinge a stray beam 2 on the receiver 17 (In particular to the optical device 22 ) prevent. In the embodiment according to 2 These are the means through the transmission lens 14 formed, which is specially optimized so that at least towards the receiver 17 over the glass 8th no stray beams 2 be generated. This is achieved in the embodiment in that the transmission lens 14 is adjusted so that it has no or minimal spherical aberration. For example, one of the disc can do this 8th remote and thus the source 11 facing first page 25 the transmission lens 14 have an aspherical surface. Additionally or alternatively, one of the disc 8th facing second side 26 the transmission lens 14 have such an aspherical surface. The aspheric surfaces provide a minimal aberration of the transmit lens 14 , Additionally or alternatively, at least the first page 25 and optionally the second page 26 be provided with an anti-reflective coating. Such an optimized transmission lens 14 then produces rays which only the main lobe 1 (please refer 1 ) and no stray beams 2 exhibit.

Auch die Empfangsoptik 22 kann speziell hinsichtlich der Aberration optimiert werden. Beispielsweise kann dazu eine von der Scheibe 8 abgewandte und somit der Photodiode 18 zugewandte erste Seite 125 der Optikeinrichtung 22 eine asphärische Oberfläche aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann auch eine der Scheibe 8 zugewandte zweite Seite 126 der Optikeinrichtung 22 eine solche asphärische Oberfläche aufweisen. Die asphärischen Oberflächen sorgen für einen minimalen Abbildungsfehler. Ergänzend oder alternativ kann die erste Seite 125 und/oder die zweite Seite 126 mit einer Antireflexbeschichtung versehen werden.Also the receiving optics 22 can be specially optimized for aberration. For example, one of the disc can do this 8th remote and thus the photodiode 18 facing first page 125 the optical device 22 have an aspherical surface. Additionally or alternatively, one of the disc 8th facing second side 126 the optical device 22 have such an aspherical surface. The aspheric surfaces provide a minimal aberration. In addition or alternatively, the first page 125 and / or the second page 126 be provided with an anti-reflective coating.

Eine Sensoreinrichtung 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist in 3 dargestellt. Diese Sensoreinrichtung 3 entspricht im Wesentlichen der Einrichtung 3 gemäß 2. Zusätzlich oder alternativ zu der speziellen Sendelinse 14 wird hier eine Aperturblende 27 im ersten Teilgehäuse 6 und somit im Strahlengang 13 eingesetzt. Diese Aperturblende 27 weist eine mittig und somit im Zentrum der Aperturblende 27 ausgebildete Apertur 28 (Durchgangsöffnung) auf. Die Aperturblende 27 ist somit in Form einer flachen Wand mit der Apertur 28 bereitgestellt, welche sich senkrecht zu dem Mantel 50 des Teilgehäuses 6 erstreckt und somit auch senkrecht zum Strahlengang 13. Durch diese Aperturblende 27 wird die Ausdehnung der Strahlen 12 in Richtung senkrecht zum Strahlengang 13 so begrenzt, dass in Richtung zum Empfänger 17 keine Streustrahlen erzeugt werden. Die Größe der Apertur 28 wird so eingestellt, dass unter einem Einfallswinkel α keine Streustrahlen auf die Scheibe 8 einfallen, wobei der Einfallswinkel α derart definiert ist, dass Streustrahlen, welche unter dem Winkel α auf die Scheibe 8 einfallen, zum Empfänger 17 gelangen. Der Einfallswinkel α kann dabei auch ein Winkelbereich sein.A sensor device 3 according to a second embodiment is in 3 shown. This sensor device 3 essentially corresponds to the device 3 according to 2 , Additionally or alternatively to the special transmission lens 14 here becomes an aperture stop 27 in the first part housing 6 and thus in the beam path 13 used. This aperture diaphragm 27 has a center and thus in the center of the aperture 27 formed aperture 28 (Passage opening). The aperture stop 27 is thus in the form of a flat wall with the aperture 28 provided, which is perpendicular to the jacket 50 of the part housing 6 extends and thus perpendicular to the beam path 13 , Through this aperture diaphragm 27 becomes the extent of the rays 12 in the direction perpendicular to the beam path 13 so limited that towards the receiver 17 no stray beams are generated. The size of the aperture 28 is set so that at an angle of incidence α no stray radiation to the disc 8th are incident, wherein the angle of incidence α is defined such that stray radiation, which at the angle α on the disc 8th come to the receiver 17 reach. The angle of incidence α can also be an angular range.

Die Aperturblende 27 kann eine Blende mit fester Apertur 28 oder aber eine Blende mit einstellbarer Apertur 28 sein. Eine Aperturblende 27 mit fester Apertur 28 hat den Vorteil, dass die Komplexität auf ein Minimum reduziert ist. Eine Aperturblende 27 mit einstellbarer Apertur 28 wiederum hat den Vorteil, dass die Größe der Apertur 28 auch im Betrieb eingestellt werden kann. Dies kann so aussehen, dass das Übersprechen 24 im Betrieb gemessen wird und die Größe der Apertur 28 abhängig von der Intensität des Übersprechens 24 eingestellt wird, insbesondere derart, dass die Intensität der Streustrahlen 2 am Empfänger 17 unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt. The aperture stop 27 can be a shutter with a fixed aperture 28 or a shutter with adjustable aperture 28 be. An aperture stop 27 with fixed aperture 28 has the advantage that the complexity is reduced to a minimum. An aperture stop 27 with adjustable aperture 28 in turn has the advantage that the size of the aperture 28 can also be adjusted during operation. This may look like the crosstalk 24 measured in operation and the size of the aperture 28 depending on the intensity of crosstalk 24 is adjusted, in particular such that the intensity of the scattered radiation 2 at the receiver 17 is below a predetermined limit.

Eine entsprechende Aperturblende kann auch in einem Strahlengang 130 des Empfängers 17 eingesetzt werden, insbesondere zwischen der Photodiode 18 und der Optikeinrichtung 22.A corresponding aperture diaphragm can also be in a beam path 130 Recipient 17 be used, in particular between the photodiode 18 and the optical device 22 ,

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Sensoreinrichtung 3 ist in 4 dargestellt. Auch diese Sensoreinrichtung 3 entspricht im Wesentlichen der Einrichtung 3 gemäß 2. Zusätzlich oder alternativ zu der speziellen Sendelinse 14 sowie zusätzlich oder alternativ zu der Aperturblende 27 gemäß 3 wird hier eine erste Streulichtblende 29 und optional auch eine zweite Streulichtblende 30 eingesetzt. Beide Streulichtblenden 29, 30 können in Form eines hohlen Zylinders mit offener Stirnseite 31, 32 ausgebildet sein. Diese rohrförmigen Streulichtblenden 29, 30 sind um die Sendelinse 14 respektive um die Optikeinrichtung 22 herum angeordnet. Die beiden Streulichtblenden 29, 30 erstrecken sich von dem jeweiligen Teilgehäuse 6 respektive 7 in Richtung zur Scheibe 8 weg. Wie aus 4 hervorgeht, wird somit die Ausbreitung von Streustrahlen 2 in Richtung zum Empfänger 17 blockiert. Die Länge der Streulichtblende 29 und/oder 30 ist dabei so gewählt, dass keine Streustrahlen 2 unter dem genannten Einfallswinkel α (siehe 3) auf die Scheibe 8 einfallen.A third embodiment of the sensor device 3 is in 4 shown. Also this sensor device 3 essentially corresponds to the device 3 according to 2 , Additionally or alternatively to the special transmission lens 14 and additionally or alternatively to the aperture stop 27 according to 3 Here is a first lens hood 29 and optionally also a second lens hood 30 used. Both diffuser screens 29 . 30 can be in the form of a hollow cylinder with an open face 31 . 32 be educated. These tubular diffusers 29 . 30 are around the transmitter lens 14 respectively to the optical device 22 arranged around. The two diffuser screens 29 . 30 extend from the respective sub-housing 6 respectively 7 towards the glass 8th path. How out 4 Thus, the propagation of stray radiation becomes apparent 2 towards the receiver 17 blocked. The length of the lens hood 29 and or 30 is chosen so that no stray rays 2 at the mentioned angle of incidence α (see 3 ) on the disc 8th come to mind.

Die Streulichtblenden 29, 30 sind als Trennelemente anzusehen. Optional kann ergänzend oder alternativ zu den Blenden 29, 30 auch ein Trennelement eingesetzt werden, welches sich zwischen dem Teilgehäuse 6 und dem Teilgehäuse 7 parallel zu den optischen Achsen erstreckt. Dieses Trennelement kann in Form einer ebenen Wand ausgebildet sein, welche sich von dem Hauptteil 5 des Gehäuses 4 bis zur Scheibe 8 erstreckt.The stray light panels 29 . 30 are to be regarded as separating elements. Optionally, in addition or as an alternative to the panels 29 . 30 Also, a separator can be used, which is located between the sub-housing 6 and the sub-housing 7 extends parallel to the optical axes. This partition may be in the form of a flat wall extending from the main part 5 of the housing 4 to the disc 8th extends.

Ein weiteres Beispiel ist in 5 dargestellt. 5 zeigt hier den Empfänger 17 mit dem Strahlengang 130 innerhalb des Teilgehäuses 7. Innerhalb des Teilgehäuses 7 ist außerdem eine Lichtfangstruktur 131 in form einer Lichtschleuse oder einer Lichtfalle ausgebildet, welche zum Auffangen von Streustrahlen 2 ausgebildet ist. Ohne diese Lichtfangstruktur 131 würden die Streustrahlen 2 an einem Mantel 136 des Teilgehäuses 7 reflektieren und würden somit zur Photodiode 18 geleitet werden (2' in 5). Um dies zu verhindern, weist die Lichtfangstruktur 131 mehrere Lichtabfangkanäle 132 auf, welche zylinderförmig ausgebildet sind. Die Lichtabfangkanäle 132 verlaufen um den Strahlengang 130 herum und parallel zum Strahlengang 130 und weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Die Lichtabfangkanäle 132 dienen zum Auffangen der Streustrahlen 2, wobei sich die Streustrahlen 2 in den Lichtabfangkanälen 132 ausbreiten können und auch dort absorbiert werden. Um das Auffangen von Streulicht zu ermöglichen, weisen die Lichtabfangkanäle 132 Auffangöffnungen 133 auf, welche der Optikeinrichtung 22 zugewandt sind. Die Auffangöffnungen 133 liegen dabei auf einer gedachten Verbindungsgeraden 134, welche die Photodiode 18 mit einem Rand 135 der Optikeinrichtung 22 verbindet. Die Lichtabfangkanäle 132 stellen somit für die Streustrahlen 2 quasi eine Sackgasse dar. Nach Auffangen der Streustrahlen 2 in die Lichtabfangkanäle 132 gelangen die Streustrahlen 2 nämlich nicht zur Photodiode 18, sondern werden abgeführt und absorbiert. Somit kommt es zu keinem Übersprechen.Another example is in 5 shown. 5 shows here the receiver 17 with the beam path 130 within the sub-housing 7 , Inside the part housing 7 is also a light trapping structure 131 formed in the form of a light lock or a light trap, which for collecting stray beams 2 is trained. Without this light catching structure 131 would the stray beams 2 on a coat 136 of the part housing 7 reflect and thus become a photodiode 18 be directed ( 2 ' in 5 ). To prevent this, the light catching structure has 131 several Lichtabfangkanäle 132 on, which are cylindrical. The light trapping channels 132 run around the beam path 130 around and parallel to the beam path 130 and have different diameters. The light trapping channels 132 serve to catch the stray rays 2 , where the scattered rays 2 in the light trapping channels 132 can be spread and also absorbed there. In order to enable the collection of stray light, have the Lichtabfangkanäle 132 collecting openings 133 on which of the optical device 22 are facing. The collecting openings 133 lie on an imaginary connecting line 134 which the photodiode 18 with a border 135 the optical device 22 combines. The light trapping channels 132 thus represent the scattered rays 2 virtually a dead end. After catching the scattered rays 2 in the light trapping channels 132 arrive the scattered rays 2 namely not to the photodiode 18 but are dissipated and absorbed. Thus, there is no crosstalk.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007004973 A1 [0004]
US 7821618 B2 [0004]

Claims

Optoelectronic sensor device ( 3 ) for a motor vehicle, with an optical transmitter ( 10 ), which is used to emit optical beams ( 12 ) through a translucent disc ( 8th ) of the motor vehicle into a surrounding area ( 9 ) of the motor vehicle, and with an optical receiver ( 17 ) for receiving reflected rays ( 19 ) and for providing an electrical received signal ( 20 ) depending on the received beams ( 19 ), whereby the transmitter ( 10 ) at least one source ( 11 ) for generating the beams ( 12 ) and a transmission lens ( 14 ), which in an optical beam path ( 13 ) of the beams ( 12 ), characterized in that the sensor device ( 3 ) Medium ( 14 . 27 . 29 . 30 . 131 ), which for preventing the impact of stray beams ( 2 ) to the recipient ( 17 ) and thus to prevent crosstalk ( 24 ) between the transmitter ( 10 ) and the recipient ( 17 ) over the disc ( 8th ) are formed.

Sensor device ( 3 ) According to claim 1, characterized in that the means ( 14 . 27 . 29 . 30 . 131 ) at least one separating element ( 29 . 30 ), which is used to block propagation through the transmitter ( 10 ) generated scattered radiation ( 2 ) towards the receiver ( 17 ) is trained.

Sensor device ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the means ( 14 . 27 . 29 . 30 . 131 ) a tubular stray light ( 29 ) which surround the transmitting lens ( 14 ) is arranged around and away from the transmitting lens ( 14 ) towards the disc ( 8th ).

Sensor device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 14 . 27 . 29 . 30 . 131 ) a tubular stray light ( 30 ) which surround an optical device ( 22 ) Recipient ( 17 ) is arranged around and away from the optical device ( 22 ) Recipient ( 17 ) towards the disc ( 8th ).

Sensor device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the means ( 14 . 27 . 29 . 30 . 131 ) an aperture diaphragm ( 27 ), which in the optical beam path ( 13 ) of the beams ( 12 ) and for limiting an aperture of the transmitter ( 10 ) and / or - the means ( 14 . 27 . 29 . 30 . 131 ) comprise an aperture stop which in an optical beam path ( 130 ) Recipient ( 17 ) and for limiting an aperture of the receiver ( 17 ) is trained.

Sensor device ( 3 ) according to claim 5, characterized in that - the aperture diaphragm ( 27 ) of the transmitter ( 10 ) between the source ( 11 ) and the transmission lens ( 14 ) and / or - the aperture stop of the receiver ( 17 ) between a receiving element ( 18 ) and an optical device ( 22 ) Recipient ( 17 ) is arranged.

Sensor device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 14 . 27 . 29 . 30 . 131 ) the transmission lens ( 14 ), which is adapted, at least in the direction of the receiver ( 17 ) Stray beams ( 2 ) whose intensity is below a predetermined limit.

Sensor device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - at least one side ( 25 . 26 ) of the transmission lens ( 14 ), in particular at least those of the source ( 11 ) facing side ( 25 ), has an aspherical surface and / or - at least one side ( 125 . 126 ) an optical device ( 22 ) Recipient ( 17 ) has an aspherical surface.

Sensor device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - at least one side ( 25 . 26 ) of the transmission lens ( 14 ), in particular those of the source ( 11 ) facing side ( 25 ), provided with an antireflection coating and / or - at least one side ( 125 . 126 ) an optical device ( 22 ) Recipient ( 17 ) is provided with an antireflection coating.

Sensor device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the transmitter ( 10 ) a lens system of at least two in the beam path ( 13 ) arranged lenses ( 14 ) for reducing a spherical aberration and / or - the receiver ( 17 ) a lens system of at least two in one beam path ( 130 ) arranged lenses ( 22 ) for reducing a spherical aberration.

Sensor device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver ( 17 ) a light catching structure ( 131 ) with at least one of a beam path ( 130 ) Recipient ( 17 ) separate light capture channel ( 131 ) suitable for collecting scattered radiation ( 2 ) is trained.

Sensor device ( 3 ) according to claim 11, characterized in that the at least one Lichtabfangkanal ( 132 ) parallel to the beam path ( 130 ).

Sensor device ( 3 ) according to claim 11 or 12, characterized in that the at least one Lichtabfangkanal ( 132 ) a collecting opening ( 133 ) for the stray beams ( 2 ), which on an imaginary line ( 134 ) between a receiving element ( 18 ) and a border ( 135 ) an optical device ( 22 ) Recipient ( 17 ) is arranged.

Sensor device ( 3 ) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the light-catching structure ( 131 ) is formed of a light-absorbing material.

Motor vehicle with a sensor device ( 3 ) according to any one of the preceding claims.