DE102015105393A1 - Lasersensor für ein Kraftfahrzeug mit diffraktivem optischen Element, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Lasersensor für ein Kraftfahrzeug mit diffraktivem optischen Element, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lasersensor (5) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Sendeeinrichtung (6) zum Aussenden eines Sendesignals (8) in Form von optischer Strahlung, mit einer Ablenkeinrichtung (14) zum Ablenken des ausgesendeten Sendesignals (8) und mit einer Empfangseinrichtung (7) zum Empfangen des von einem Objekt (3) in einem Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeugs (1) reflektierten Sendesignals (9), wobei der Lasersensor (5) ein optisches Element (13) aufweist, welches in einem Strahlengang des Sendesignals (8) zwischen der Sendeeinrichtung (6) und der Ablenkeinrichtung (13) angeordnet ist und welches dazu ausgelegt ist, das Sendesignal (8) in eine Mehrzahl von Teilstrahlen (S) aufzuteilen und wobei die Ablenkeinrichtung (14) dazu ausgelegt ist, die Teilstrahlen (S) einzeln abzulenken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lasersensor für ein Kraftfahrzeug mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Sendesignals in Form von optischer Strahlung, mit einer Ablenkeinrichtung zum Ablenken des ausgesendeten Sendesignals und mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen des von einem Objekt in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektierten Sendesignals. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem mit einem solchen Lasersensor. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrerassistenzsystem.
  • Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Lasersensoren für Kraftfahrzeuge. Derartige Lasersensoren können beispielsweise als Lidar-Sensoren (Lidar – Light detection and ranging) oder als Laserscanner ausgebildet sein. Solche Lasersensoren werden beispielsweise an Kraftfahrzeugen angebracht, um während der Fahrt beziehungsweise im Betrieb des Kraftfahrzeugs die Umgebung beziehungsweise den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Bei dem Lasersensor handelt es sich insbesondere um eine abtastende optische Messvorrichtung, mittels welcher Objekte beziehungsweise Hindernisse in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden können. Beispielsweise kann mit Hilfe des Lasersensors zusätzlich ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren gemessen werden.
  • Der Lasersensor umfasst üblicherweise eine Sendeeinrichtung, die beispielsweise eine Laserdiode aufweist, mit der ein optisches Sendesignal ausgesendet werden kann. Darüber hinaus umfasst der Lasersensor eine Ablenkeinrichtung, mit der das ausgesendete Sendesignal beispielsweise in vertikaler Richtung abgelenkt werden kann. Ferner umfasst der Lasersensor eine entsprechende Empfangseinrichtung, welche beispielsweise zumindest eine Fotodiode aufweist, mittels welcher das von dem Objekt reflektierte Sendesignal empfangen werden kann.
  • Aus dem Stand der Technik sind Ablenkeinrichtungen bekannt, die einen Mikrospiegel beziehungsweise einen sogenannten MEMS-Spiegel aufweisen (MEMS – Micro Electro Mechanical System beziehungsweise Mikrosystem). Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die von der Sendeeinrichtung ausgesendeten optischen Strahlen mittels einer Linse auf die geforderte Divergenz reduziert werden und danach direkt auf die Ablenkeinrichtung beziehungsweise den Mikrospiegel weitergeleitet und von diesem reflektiert wird. Der Mikrospiegel kann bezüglich einer Drehachse, insbesondere einer horizontalen Drehachse, verschwenkt werden. Dabei ist die Ausleuchtung mit dem Sendesignal in den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs durch die maximale Auslenkamplitude des Mikrospiegels begrenzt. Dies hat zur Folge, dass das Sendesignal nur in einem begrenzten Bereich ausgesendet werden kann. Beispielsweise kann das Sendesignal in einem vertikalen Bereich von 11° aus gesendet werden, wobei die Auflösung durch die Divergenz der Linse vorgegeben ist. Um Objekte in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zuverlässiger erfassen zu können, ist es wünschenswert, gleichzeitig eine hohe Auflösung und einen großen Erfassungsbereich erkennen zu können.
  • Hierzu beschreibt die WO 2012/113856 A1 eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige einer Bildinformation, die aus zumindest einem oder einer Mehrzahl von Bildpunkten zusammengesetzt und mit einer Bildwiederholfrequenz veränderbar ist. Die Anzeigeeinrichtung umfasst eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Bildpunktes der Bildinformation. Zudem sind Bewegungselemente vorgesehen, welche zum selektiven Ablenken und/oder Abdecken des von der zumindest einen Lichtquelle abgegebenen Lichts für den Betrachter der Anzeigeeinrichtung ausgebildet sind. Die Bewegungselemente können beispielsweise als MEMS-Spiegel ausgebildet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass zur Vergrößerung eines Betrachtungswinkels diffraktive optische Elemente vorgesehen sind.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei Lasersensoren der eingangs genannten Art, Objekte in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zuverlässiger erfasst werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Lasersensor, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
  • Ein erfindungsgemäßer Lasersensor für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Sendesignals in Form von optischer Strahlung. Darüber hinaus umfasst der Lasersensor eine Ablenkeinrichtung zum Ablenken des ausgesendeten Sendesignals. Des Weiteren umfasst der Lasersensor eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des von einem Objekt in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektierten Sendesignals. Ferner weist der Lasersensor ein optisches Element auf, welches in einem Strahlengang des Sendesignals zwischen der Sendeeinrichtung und der Ablenkeinrichtung angeordnet ist und welches dazu ausgelegt ist, das Sendesignal in eine Mehrzahl von Teilstrahlen aufzuteilen und wobei die Ablenkeinrichtung dazu ausgelegt ist, die Teilstrahlen einzeln abzulenken.
  • Der Lasersensor dient der Verwendung an einem Kraftfahrzeug. Der Lasersensor kann eine Kraftfahrzeug-Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Lasersensors an dem Kraftfahrzeug aufweisen. Der Lasersensor kann insbesondere als Lidar-Sensor oder Laserscanner ausgebildet sein. Mit dem Lasersensor können Objekte in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Insbesondere kann ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt mittels des Lasersensors bestimmt werden. Zum Erfassen des Objekts beziehungsweise des Hindernisses wird mit der Sendeeinrichtung des Lasersensors ein Sendesignal ausgesendet und das von dem Objekt reflektierte Sendesignal wird mit der Erfassungseinrichtung erfasst. Bei dem Sendesignal handelt es sich um optische Strahlung, insbesondere Laserstrahlung. Die Sendeeinrichtung kann beispielsweise eine Laserdiode oder einen Laser umfassen. Zwischen der Sendeeinrichtung und der Ablenkeinrichtung ist nun optisches Element, insbesondere ein diffraktives optisches Element angeordnet. Mit dem optischen Element kann das Sendesignal beziehungsweise der Laserstrahl in eine Mehrzahl von Teilstrahlen aufgeteilt werden. Mit dem optischen Element wird das Sendesignal insbesondere nach Art eines optischen Gitters gebeugt. Das optische Element kann auch als beam splitter bezeichnet werden.
  • Die Teilstrahlen, die aus dem optischen Element austreten, treffen auf die Ablenkeinrichtung, welche jeden der Teilstrahlen ablenkt. Durch die Aufteilung des Sendesignals beziehungsweise des Laserstrahls in die Teilstrahlen, kann eine größere Auflösung erreicht werden. Zudem kann ein größerer Erfassungsbereich bereitgestellt werden. Die einzelnen Teilstrahlen des Sendesignals können dann auf das zumindest eine Objekt beziehungsweise Hindernis in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs treffen und von diesem reflektiert werden. Die reflektierten Teilstrahlen des Sendesignals können dann mit der Empfangseinrichtung empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sendesignals und dem Empfangen einer oder mehrerer Teilstrahlen, die von dem Objekt reflektiert wurden, kann dann der Abstand zwischen dem Lasersensor und dem Objekt bestimmt werden.
  • Bevorzugt ist das optische Element dazu ausgelegt, in einer bestimmungsgemäßen Einbaulage des Lasersensors in dem Kraftfahrzeug das Sendesignal in einer vertikalen Richtung in die Teilstrahlen aufzuteilen. Wenn der Lasersensor bestimmungsgemäß in oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet beziehungsweise verbaut ist, kann das Sendesignal beziehungsweise der Laserstrahl mittels des optischen Elements entlang der vertikalen Richtung bezogen auf das Kraftfahrzeug in die Teilstrahlen aufgeteilt werden. Mit anderen Worten verlaufen die Teilstrahlen dann in vertikaler Richtung nebeneinander. Somit kann die vertikale Auflösung des Lasersensors erhöht werden.
  • In einer Ausführungsform weist das optische Element in einem der Ablenkeinrichtung zugewandten Bereich eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf. Das optische Element kann beispielsweise aus einem Grundkörper gebildet sein. Die Ausnehmungen können auf der der Ablenkeinrichtung zugewandten Seite in diesen Grundkörper eingebracht sein. Auf der gegenüberliegenden Seite beziehungsweise der der Sendeeinrichtung zugewandten Seite kann das optische Element im Wesentlichen eine glatte Oberfläche aufweisen. Durch diese geometrische Ausgestaltung des optischen Elements kann erreicht werden, dass das Sendesignal, das auf das optische Element trifft, in die Mehrzahl von Teilstrahlen aufgeteilt wird.
  • Bevorzugt teilt das optische Element die Sendesignale derart in die Teilstrahlen auf, dass ein jeweiliger Winkel zwischen den Teilstrahlen in einem Bereich zwischen 0° und 18° liegt. Beispielsweise kann der jeweilige Winkel zwischen den Teilstrahlen beziehungsweise zwischen den benachbarten Teilstrahlen 0,5° betragen. Je nach geometrischer Ausgestaltung des optischen Elements beziehungsweise der Ausnehmungen des optischen Elements kann der Winkel zwischen benachbarten Teilstrahlen bestimmt werden. Somit kann das optische Sendesignal an den jeweiligen Anwendungsfall einfach angepasst werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das optische Element dazu ausgelegt ist, das Sendesignal in eine vorbestimmte Anzahl von Teilstrahlen aufzuteilen. Auch hier kann durch die geometrische Ausgestaltung des diffraktiven optischen Elements die Anzahl der Teilstrahlen bestimmt werden, in die das Sendesignal aufgeteilt wird. Hierbei kann es durch unterschiedlich optische Weglängen der Teilstrahlen bestimmt werden, in die das Sendesignal aufgeteilt wird. Weiterhin kann es durch unterschiedliche optische Weglängen der Teilstrahlen zu Phasenmodulationen können, wodurch Interferenzmuster entstehen. Zusätzlich kann es durch konstruktive und destruktive Überlagerung zu einer Amplitudenmodulation kommen. So lassen sich durch die Auslegung des optischen Elements die Intensitätsmuster manipulieren. Vorliegend kann das optische Element so ausgebildet sein, dass das Sendesignal beziehungsweise das Laserlicht in mehrere Teilstrahlen zerlegt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ablenkeinrichtung einen Mikrospiegel. Ein derartiger Mikrospiegel kann auch als MEMS-Spiegel bezeichnet werden. Der Mikrospiegel kann eine Spiegelfläche beziehungsweise einen Ablenkspiegel umfassen, der verschwenkbar gelagert ist. Darüber hinaus kann der Mikrospiegel einen entsprechenden Aktor umfassen, mit dem der Mikrospiegel entlang der Drehachse verschwenkt werden kann. Hierzu kann beispielsweise ein entsprechender Mikroaktor vorgesehen sein, der als elektrostatischer Aktor, piezoelektrischer Aktor, thermischer Aktor oder dergleichen ausgebildet ist. Die Ablenkeinrichtung kann mittels eines mikrotechnischen Herstellungsverfahrens hergestellt sein. Somit kann eine besonders Bauraum sparende Ablenkeinrichtung bereitgestellt werden.
  • Bevorzugt umfasst die Ablenkeinrichtung ein Spiegelelement, welches um eine Achse verschwenkbar ist. Bevorzugt ist das Spiegelelement mittels des entsprechenden Aktors um nur eine Achse verschwenkbar. Diese Achse kann beispielsweise die horizontale oder die vertikale Achse sein. Somit kann ein Lasersensor bereitgestellt werden, der einen Bauraum sparenden und kostengünstigen Mikrospiegel beziehungsweise ein Spiegelelement umfasst, mit dem zudem eine hohe vertikale Auflösung bereitgestellt werden kann.
  • Bevorzugt ist ein Abstand zwischen dem optischen Element und einem Mittelpunkt der Ablenkeinrichtung derart gewählt, dass dieser größer als der halbe Durchmesser der Ablenkeinrichtung ist. Der Abstand kann auch größer als der halbe Durchmesser des Spiegelelements sein. Das Spiegelelement kann in diesem Fall rund ausgebildet sein. Das Spiegelelement kann auch im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sein. Hierbei kann anstelle des Durchmessers der Abstand zwischen den zu der Schwenkachse parallelen Seitenflächen berücksichtigt werden. Somit kann garantiert werden, dass das Spiegelelement verschwenkt werden kann. Der Abstand kann weiterhin maximal so groß sein, dass alle der Teilstrahlen von dem Spiegelelement beziehungsweise der Ablenkeinrichtung abgelenkt werden können.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lasersensor einen Kollimator, welcher in dem Strahlengang des Sendesignals zwischen der Sendeeinrichtung und dem optischen Element angeordnet ist. Der Kollimator dient zur Erzeugung eines parallelen Strahlenverlaufs des Sendesignals beziehungsweise der Laserstrahlung. Somit kann das ausgesendete Sendesignal beziehungsweise Laserlicht als paralleles Lichtbündel zu dem optischen Element gelangen. Somit kann erreicht werden, dass dieses parallele Strahlbündel in die vorbestimmten Teilstrahlen aufgeteilt wird.
  • In einer Ausführungsform ist das optische Element aus Quarzglas, Zinkselenid, Germanium, Silizium, Galliumphosphit und/oder Saphir gebildet. Das optische Element kann nach einem mikrotechnischen Herstellungsverfahren hergestellt sein. Beispielsweise können die Ausnehmungen durch ein entsprechendes Ätzverfahren oder mittels Laserbearbeitung eingebracht sein.
  • Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem umfasst einen erfindungsgemäßen Lasersensor. Beispielsweise kann mit dem Lasersensor ein Abstand zu einem Objekt beziehungsweise Hindernis in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise ein Abstandsregeltempomat oder dergleichen sein.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
  • Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Lasersensor bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die 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 in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
  • Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einem Lasersensor aufweist;
  • 2 eine Sendeeinrichtung und eine Ablenkeinrichtung des Lasersensors in einer schematischen Darstellung; und
  • 3 ein optisches Element des Lasersensors in einer schematischen Darstellung.
  • In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in einem Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 befindet, erfasst werden. Insbesondere kann mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 3 bestimmt werden.
  • Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst einen Lasersensor 5. Der Lasersensor 5 kann als Lidar-Sensor oder als Laserscanner ausgebildet sein. Der Lasersensor 5 umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mit der ein Sendesignal 8 in Form von optischer Strahlung beziehungsweise in Form von Laserlicht ausgesendet werden kann. Die Sendeeinrichtung 6 kann beispielsweise eine Laserdiode 11 umfassen (siehe 2).
  • Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Sendesignale innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs E beziehungsweise eines vorbestimmten Winkelbereichs ausgesendet werden. Beispielsweise können die Sendesignale 8 in einem vorbestimmten horizontalen Winkelbereich ausgesendet werden. Darüber hinaus umfasst der Lasersensor eine hier nicht dargestellte Ablenkeinrichtung 14, mit der das Sendesignal 8 abgelenkt werden kann.
  • Darüber hinaus umfasst der Lasersensor 5 eine Empfangseinrichtung 7, die beispielsweise eine Fotodiode, insbesondere eine sogenannte Avalanche-Fotodiode (APD) beziehungsweise eine Lawinenfotodiode umfasst. Mit der Empfangseinrichtung 7 kann das von dem Objekt 3 reflektierte Sendesignal 8 als Empfangssignal 9 empfangen werden. Ferner kann der Lasersensor 5 eine Recheneinheit, die beispielsweise durch einen Mikrocontroller oder einen digitalen Signalprozessor gebildet sein kann, aufweisen. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 10, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Steuereinrichtung 10 ist zur Datenübertragung mit dem Lasersensor 5 verbunden. Die Datenübertragung kann beispielsweise über einen Datenbus des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Sendeeinrichtung 6 sowie der Ablenkeinrichtung 14. Wie zuvor erwähnt, umfasst die Sendeeinrichtung 6 eine Laserdiode 11, mit der das Sendesignal 8 ausgesendet werden kann. Darüber hinaus ist ein Kollimator 12 vorgesehen, dem das Sendesignal 8 in ein im Wesentlichen paralleles Lichtbündel gewandelt werden kann. Dieses parallele Lichtbündel trifft dann auf ein optisches Element 13. Das optische Element 13 ist insbesondere als diffraktives optisches Element ausgebildet. Mit dem optischen Element 13 wird das Sendesignal 8 beziehungsweise das parallele Lichtbündel, das von dem Kollimator 12 bereitgestellt wird, in eine Mehrzahl von Teilstrahlen S aufgeteilt. Beispielsweise können die Teilstrahlen S entlang einer vertikalen Richtung des Kraftfahrzeugs 1 verlaufen. Beispielsweise kann das Sendesignal 8 in 23 Teilstrahlen S aufgeteilt werden.
  • Die Teilstrahlen S können jeweils einen Winkel α zueinander aufweisen, der beispielsweise 0,5° beträgt. Die jeweiligen Teilstr ahlen S treffen auf eine Ablenkeinrichtung 14, die insbesondere als Mikrospiegel ausgebildet ist. Mittels der Ablenkeinrichtung 14 können dann die einzelnen Teilstrahlen S abgelenkt werden. Hierzu weist die Ablenkeinrichtung 14 ein entsprechendes Spiegelelement auf, das um eine Achse, insbesondere die horizontale Achse, verschwenkt werden kann.
  • Ein Abstand d zwischen dem optischen Element 13 und dem Mittelpunkt der Ablenkeinrichtung 14 kann nach folgender Formel bestimmt sein: D / 2·tan(5,5°) < d < D / 2, wobei D ein Durchmesser der Ablenkeinrichtung 14 ist. Durch eine derartige Anordnung des optischen Elements 13 zu der Ablenkeinrichtung 14 kann garantiert werden, dass die Ablenkeinrichtung 14 beziehungsweise das Spiegelelement verschwenkt werden kann, ohne mit dem optischen Element 13 in Kontakt zu kommen. Zudem kann durch die Wahl des Abstands d nach der oben beschriebenen Formel garantiert werden, dass alle Teilstrahlen S der Ablenkeinrichtung 14 abgelenkt werden können. Der Wert von 5,5° in der Formel beschreibt den Winkel zwischen dem obersten der Teilstrahlen S und dem mittleren der Teilstrahlen S. Damit kann garantiert werden, dass auch der oberste der Teilstrahlen S auf die Ablenkeinrichtung 14 trifft und von dieser abgelenkt werden kann.
  • 3 zeigt das optische Element 13 in einer geschnittenen Seitenansicht. Hierbei ist zu erkennen, dass das optische Element 13, das beispielsweise aus einem Glas gebildet sein kann, auf einer der Ablenkeinrichtung 14 zugewandten Seite eine Mehrzahl von Ausnehmungen 15 aufweist. Die Ausnehmungen 15 können eine vorbestimmte Tiefe s aufweisen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Sendesignal 8 in elf Teilstrahlen S aufgeteilt. Die geometrische Ausgestaltung des optischen Elements 13 kann durch die Anzahl der Teilstrahlen S um jeweilige Winkel α zwischen den Teilstrahlen S bestimmt werden. Dies kann nach folgender Formel bestimmt werden: sin(α)·Λ = q·λ.
  • Dabei beschreibt α den Winkel zwischen den einzelnen Teilstrahlen S. Λ beschreibt den Abstand zwischen den Ausnehmungen 15 des optischen Elements 13 beziehungsweise die Gitterkonstante. Ferner beschreibt λ die Wellenlänge des Sendesignals 8 beziehungsweise der Laserstrahlung. Schließlich beschreibt q die Ordnung der Teilstrahlen S.
  • Mit Hilfe des optischen Elements 13 kann das Sendesignal 8 in die Mehrzahl von Teilstrahlen S aufgeteilt werden. Damit kann insbesondere eine höhere vertikale Auflösung des Lasersensors 5 erreicht werden. Vorliegend kann ein Lasersensor 5 mit nur einer einzigen Laserdiode 11 realisiert anstelle eines Arrays aus Laserdioden 11 werden, der dennoch eine hohe Auflösung gewährleistet. Somit kann ein kostengünstiger und Bauraum sparender Lasersensor 5 bereitgestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2012/113856 A1 [0005]

Claims (11)

  1. Lasersensor (5) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Sendeeinrichtung (6) zum Aussenden eines Sendesignals (8) in Form von optischer Strahlung, mit einer Ablenkeinrichtung (14) zum Ablenken des ausgesendeten Sendesignals (8) und mit einer Empfangseinrichtung (7) zum Empfangen des von einem Objekt (3) in einem Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeugs (1) reflektierten Sendesignals (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Lasersensor (5) ein optisches Element (13) aufweist, welches in einem Strahlengang des Sendesignals (8) zwischen der Sendeeinrichtung (6) und der Ablenkeinrichtung (13) angeordnet ist und welches dazu ausgelegt ist, das Sendesignal (8) in eine Mehrzahl von Teilstrahlen (S) aufzuteilen und wobei die Ablenkeinrichtung (14) dazu ausgelegt ist, die Teilstrahlen (S) einzeln abzulenken.
  2. Lasersensor (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (13) dazu ausgelegt ist, in einer bestimmungsgemäßen Einbaulage des Lasersensors (5) an dem Kraftfahrzeug (1) das Sendesignal (8) in einer vertikalen Richtung in die Teilstrahlen (S) aufzuteilen.
  3. Lasersensor (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (13) in einem der Ablenkeinrichtung (14) zugewandten Bereich eine Mehrzahl von Ausnehmungen (15) aufweist.
  4. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (13) das Sendesignal (8) derart in die Teilstrahlen (S) aufteilt, dass ein jeweiliger Winkel (α) zwischen den Teilstrahlen (S) in einem Bereich zwischen 0° und 18° liegt.
  5. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (13) dazu ausgelegt ist, das Sendesignal (8) in eine vorbestimmte Anzahl von Teilstrahlen (S) aufzuteilen.
  6. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinrichtung (14) einen Mikrospiegel umfasst.
  7. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinrichtung (14) ein Spiegelelement umfasst, welches um eine Achse verschwenkbar ist.
  8. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasersensor (5) einen Kollimator (12) umfasst, welcher in dem Strahlengang des Sendesignals (8) zwischen der Sendeeinrichtung (6) und dem optischen Element (13) angeordnet ist.
  9. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (13) aus Quarzglas, Zinkselenid, Germanium, Silizium, Galliumphosphit und/oder Saphir gebildet ist.
  10. Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 10.
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