DE102017109884A1

DE102017109884A1 - Optical detection device for a vehicle and method for operating an optical detection device

Info

Publication number: DE102017109884A1
Application number: DE102017109884.4A
Authority: DE
Inventors: Jan Simon
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Es werden eine optische Detektionsvorrichtung (12) für ein Fahrzeug zur Überwachung eines Überwachungsbereichs (13) auf Objekte und ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Detektionsvorrichtung (12) beschrieben. Die Detektionsvorrichtung (12) umfasst wenigstens einen Umwandler (18; 118) zur Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale (28; 128) oder umgekehrt und wenigstens ein optisches System (22; 122) zum Fokussieren wenigstens eines optischen Signals (28; 128) von oder zu dem wenigstens einen Umwandler (18; 118). Der wenigstens eine Umwandler (18; 118) und das wenigstens eine optische System (22; 122) sind in einem vorgegebenen Abstand (26; 126) direkt oder indirekt mechanisch miteinander verbunden. Wenigstens eine Einstelleinrichtung (32; 132) ist vorgesehen, mit der eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers (18; 118) eingestellt werden kann. Außerdem ist wenigstens eine Messeinrichtung (30; 130) vorgesehen, mit der ein Ist-Wert wenigstens einer physikalischen Größe erfasst werden kann, welcher direkt oder indirekt eine Abweichung eines Ist-Abstands zwischen dem wenigstens einen Umwandler (18; 118) und dem wenigstens einen optischen System (22; 122) von einem Soll-Abstand charakterisiert. Die wenigstens eine Einstelleinrichtung (32; 132) ist so ausgestaltet, dass mit ihr abhängig von dem Ist-Wert der wenigstens einen physikalischen Größe die wenigstens eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers (18; 118) eingestellt werden kann.An optical detection device (12) for a vehicle for monitoring a surveillance area (13) for objects and a method for operating an optical detection device (12) are described. The detection device (12) comprises at least one converter (18; 118) for converting electrical signals into optical signals (28; 128) or vice versa and at least one optical system (22; 122) for focusing at least one optical signal (28; 128) from or to the at least one converter (18; 118). The at least one transducer (18; 118) and the at least one optical system (22; 122) are mechanically or mechanically interconnected at a predetermined distance (26; 126) directly or indirectly. At least one setting device (32; 132) is provided with which an operating setting of the at least one converter (18; 118) can be set. In addition, at least one measuring device (30, 130) is provided, with which an actual value of at least one physical variable can be detected, which directly or indirectly determines a deviation of an actual distance between the at least one converter (18, 118) and the at least one optical system (22; 122) characterized by a desired distance. The at least one setting device (32; 132) is designed such that the at least one operating setting of the at least one converter (18; 118) can be set with it, depending on the actual value of the at least one physical variable.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine optische Detektionsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Überwachung eines Überwachungsbereichs auf Objekte, mit wenigstens einem Umwandler zur Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale oder umgekehrt und mit wenigstens einem optischen System zum Fokussieren wenigstens eines optischen Signals von oder zu dem wenigstens einen Umwandler, wobei der wenigstens eine Umwandler und das wenigstens eine optische System in einem vorgegebenen Abstand direkt oder indirekt mechanisch miteinander verbunden sind.The invention relates to an optical detection apparatus for a vehicle for monitoring a surveillance area on objects, comprising at least one converter for converting electrical signals into optical signals or vice versa and at least one optical system for focusing at least one optical signal from or to the at least one converter. wherein the at least one converter and the at least one optical system are mechanically or mechanically interconnected at a predetermined distance, directly or indirectly.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Detektionsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Überwachung eines Überwachungsbereichs auf Objekte, bei dem mit wenigstens einem Umwandler elektrische Signale in optische Signale umgewandelt werden oder umgekehrt und mit wenigstens einem optischen System wenigstens ein von oder zu dem wenigstens einen Umwandler gesendetes optisches Signal fokussiert wird, wobei der wenigstens eine Umwandler und das wenigstens eine optische System in einem vorgegebenen Abstand direkt oder indirekt mechanisch miteinander verbunden sind.The invention further relates to a method for operating an optical detection device for a vehicle for monitoring a surveillance area on objects, in which electrical signals are converted into optical signals with at least one converter or vice versa and with at least one optical system at least one of or at least one Transducer sent optical signal is focused, wherein the at least one converter and the at least one optical system at a predetermined distance are directly or indirectly mechanically interconnected.

Stand der TechnikState of the art

Aus der WO 2016/150753 A1 ist eine Linsenvorrichtung für einen optoelektronischen Sensor eines Kraftfahrzeugs bekannt. Der Sensor umfasst eine Empfangslinse, eine Stützeinrichtung, an welcher eine Rückseite der Empfangslinse bereichsweise anliegt, und eine Befestigungseinrichtung, mittels welcher die Empfangslinse mit einer in eine erste Richtung wirkenden Federkraft an der Stützeinrichtung gehalten ist. Durch ein Federelement ist die Empfangslinse gegenüber einem Halterahmen federnd gehalten. Somit kann durch das Federelement erreicht werden, dass die Empfangslinse innerhalb des Halterahmens zentriert wird. Darüber hinaus kann durch die federnde Ausgestaltung des Federelements beziehungsweise die elastische Verformbarkeit des Federelements erreicht werden, dass Dimensionsänderungen der Linsenvorrichtung beziehungsweise der Bauteile der Linsenvorrichtung infolge von Temperatureinwirkungen ausgeglichen werden können.From the WO 2016/150753 A1 a lens device for an optoelectronic sensor of a motor vehicle is known. The sensor comprises a receiving lens, a support device on which a rear side of the receiving lens rests in regions, and a fastening device, by means of which the receiving lens is held with a spring force acting in a first direction on the support means. By a spring element, the receiving lens is held resiliently relative to a support frame. Thus, it can be achieved by the spring element, that the receiving lens is centered within the holding frame. In addition, can be achieved by the resilient configuration of the spring element or the elastic deformability of the spring element that dimensional changes of the lens device or the components of the lens device can be compensated as a result of temperature effects.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Detektionsvorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen betriebsbedingte und/oder umgebungsbedingte Einflüsse auf den Abstand zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System besser kompensiert werden können.The invention has for its object to design a detection device and a method of the type mentioned, in which operational and / or environmental influences on the distance between the at least one converter and the at least one optical system can be better compensated.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass wenigstens eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist, mit der eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eingestellt werden kann, und wenigstens eine Messeinrichtung vorgesehen ist, mit der ein Ist-Wert wenigstens einer physikalischen Größe erfasst werden kann, welcher direkt oder indirekt eine Abweichung eines Ist-Abstands zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System von einem Soll-Abstand charakterisiert, und die wenigstens eine Einstelleinrichtung so ausgestaltet ist, dass mit ihr abhängig von dem Ist-Wert der wenigstens einen physikalischen Größe die wenigstens eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eingestellt werden kann.The technical problem is solved according to the invention with the detection device in that at least one setting device is provided, with which an operating setting of the at least one converter can be adjusted, and at least one measuring device is provided, with which an actual value of at least one physical variable can be detected which directly or indirectly characterizes a deviation of an actual distance between the at least one converter and the at least one optical system from a desired distance, and the at least one adjusting device is designed such that it depends on the actual value of the at least one physical size the at least one operating setting of the at least one converter can be set.

Es wird wenigstens ein optisches System verwendet, um die Qualität der optischen Signale zu verbessern. Falls der wenigstens eine Umwandler Teil einer Sendeeinrichtung für optische Sendesignale ist, werden mit dem wenigstens einen optischen System optische Sendesignale, die von dem wenigstens einen Umwandler gesendet werden, fokussiert. Durch die Fokussierung wird die Reichweite der optischen Sendesignale verbessert. Falls der wenigstens eine Umwandler Teil einer Empfangseinrichtung für optische Empfangssignale ist, werden mit dem wenigstens einen optischen System Empfangssignale auf eine bezüglich der Umwandlung aktive Fläche des wenigstens einen Umwandlers fokussiert. So kann eine Empfangsqualität, insbesondere eine räumliche Auflösung und/oder eine Signalintensität, auf Seiten des wenigstens einen Umwandlers verbessert werden.At least one optical system is used to improve the quality of the optical signals. If the at least one converter is part of a transmission unit for optical transmission signals, the at least one optical system focuses optical transmission signals which are transmitted by the at least one converter. By focusing the range of the optical transmission signals is improved. If the at least one converter is part of a receive optical signal receiver, the at least one optical system focuses receive signals onto a conversion-active surface of the at least one converter. Thus, a reception quality, in particular a spatial resolution and / or a signal intensity, on the side of the at least one converter can be improved.

Das optische System kann in einem vorgegebenen Soll-Abstand zu dem wenigstens einen Umwandler angeordnet sein, bei welchem zumindest unter definierten Anfangsbedingungen eine optimale Fokussierung der optischen Signale erfolgt. Der Soll-Abstand ist dabei durch eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen optischen System und dem wenigstens einen Umwandler vorgegeben. Das optische System kann dabei direkt an dem wenigstens einen Umwandler befestigt sein. Es kann auch indirekt über entsprechende mechanische Rahmenteile, Verbindungsteile, Gehäuseteile, Platinenteile oder dergleichen mechanisch mit dem wenigstens ein Umwandler verbunden sein.The optical system may be arranged at a predetermined nominal distance to the at least one converter, in which at least under defined initial conditions an optimal focusing of the optical signals takes place. The nominal distance is predetermined by a mechanical connection between the at least one optical system and the at least one converter. The optical system can be attached directly to the at least one converter. It may also be mechanically connected to the at least one converter indirectly via corresponding mechanical frame parts, connecting parts, housing parts, board parts or the like.

Vorteilhafterweise können die Bauteile zur Vorgabe des Soll-Abstands zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System fest montiert sein. Auf diese Weise kann der Soll-Abstand bei einer Justierung insbesondere bei der Herstellung der Detektionsvorrichtung fest vorgegeben werden.Advantageously, the components for specifying the desired distance between the at least one converter and the at least one be firmly mounted optical system. In this way, the desired distance can be fixed during an adjustment, in particular during the production of the detection device.

Veränderliche Betriebsbedingungen, insbesondere Änderungen der Umgebungstemperatur und/oder von Betriebstemperaturen von Teilen der Detektionsvorrichtung, können zur Ausdehnung oder Schrumpfung der Bauteile führen, welche an der mechanischen Verbindung des wenigstens einen optischen Systems mit dem wenigstens einen Umwandler beteiligt sind. Dadurch kann sich ein Abstand zwischen dem wenigstens einen optischen System und dem wenigstens einen Umwandler je nach Temperaturänderung entsprechend vergrößern oder verkleinern. Der tatsächliche Ist-Abstand kann so von dem vorgegebenen Soll-Abstand abweichen. Dies führt zur Defokussierung der optischen Signale. Bei einer Sendeeinrichtung kann dadurch die Reichweite der Sendesignale verringert werden. Bei einer Empfangseinrichtung kann durch die Defokussierung eine Auflösung und/oder eine Intensität der Empfangssignale auf Seiten der Empfangseinrichtung verschlechtert werden.Varying operating conditions, in particular changes in ambient temperature and / or operating temperatures of parts of the detection device, can lead to expansion or shrinkage of the components involved in the mechanical connection of the at least one optical system to the at least one transducer. As a result, a distance between the at least one optical system and the at least one converter can correspondingly increase or decrease depending on the temperature change. The actual actual distance can thus deviate from the specified target distance. This leads to the defocusing of the optical signals. In a transmitting device, the range of the transmission signals can thereby be reduced. In the case of a receiving device, the defocusing can worsen a resolution and / or an intensity of the received signals on the side of the receiving device.

Um die Abweichung des Ist-Abstands von dem Soll-Abstand zu kompensieren sind wenigstens eine Einstelleinrichtung für den wenigstens einen Umwandler und wenigstens eine Messeinrichtung vorgesehen.In order to compensate for the deviation of the actual distance from the nominal distance, at least one setting device is provided for the at least one converter and at least one measuring device.

Mit der wenigstens ein Einstelleinrichtung können Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eingestellt werden. Bei den Betriebseinstellungen kann es sich um Betriebsgrößen oder Funktionen des wenigstens einen Umwandlers handeln, mit welchen dessen Eigenschaften, insbesondere seine Effizienz, charakterisiert werden. Vorteilhafterweise kann mit entsprechenden Betriebseinstellungen eine Sendeleistung eines als Sender wirkenden Umwandlers verändert werden. Alternativ kann mit entsprechenden Betriebseinstellungen eine Empfangsempfindlichkeit eines als Empfänger wirkenden Umwandlers verändert werden.With the at least one adjustment device operating setting of the at least one converter can be adjusted. The operating settings can be operating variables or functions of the at least one converter with which its properties, in particular its efficiency, are characterized. Advantageously, with appropriate operating settings, a transmission power of a converter acting as a transmitter can be changed. Alternatively, a receiving sensitivity of a transducer acting as a receiver can be changed with appropriate operating settings.

Vorteilhafterweise kann es sich um eine elektrische und/oder elektronische Einstelleinrichtung handeln, mit der elektrische und/oder elektronische Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eingestellt werden können.Advantageously, it can be an electrical and / or electronic adjustment device, with which electrical and / or electronic operating settings of the at least one converter can be set.

Mit der wenigstens eine Messeinrichtung kann ein Ist-Wert wenigstens einer physikalischen Größe erfasst werden, welcher direkt oder indirekt eine Abweichung des Ist-Abstands zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System von dem Soll-Abstand charakterisiert.With the at least one measuring device, an actual value of at least one physical quantity can be detected, which directly or indirectly characterizes a deviation of the actual distance between the at least one converter and the at least one optical system from the nominal distance.

Physikalische Größen, welche indirekt eine Änderung des Ist-Abstands von dem Soll-Abstand charakterisieren können, können insbesondere Temperaturänderungen der Umgebung und/oder von Bauteilen der Detektionsvorrichtung, Ausdehnungsänderungen von Bauteilen der Detektionsvorrichtung, insbesondere von Leiterplatten, Änderung von Betriebsparametern, wie beispielsweise elektrische Stromaufnahme oder dergleichen, sein.Physical variables which can indirectly characterize a change of the actual distance from the nominal distance can in particular be temperature changes of the surroundings and / or of components of the detection device, expansion changes of components of the detection device, in particular of printed circuit boards, change of operating parameters, such as electrical current consumption or the like.

Alternativ oder zusätzlich kann auch direkt eine Abweichung des Ist-Abstands von dem Soll-Abstand als physikalische Größe erfasst werden.Alternatively or additionally, a deviation of the actual distance from the nominal distance can also be detected directly as a physical variable.

Es können auch mehrere, insbesondere voneinander unabhängige physikalische Größen erfasst werden. Auf diese Weise kann eine Redundanz erzielt werden, wodurch eine Justage- und/oder Funktionsgenauigkeit und eine Betriebssicherheit vergrößert werden kann.It is also possible to detect several, in particular independent, physical quantities. In this way, a redundancy can be achieved, whereby an adjustment and / or functional accuracy and reliability can be increased.

Mit der wenigstens einen Einstelleinrichtung kann abhängig von dem Ist-Wert der wenigstens einen physikalischen Größe die Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eingestellt werden kann. Abhängig von dem Ist-Wert im Vergleich zu einem vorgegebenen Soll-Wert kann ein Maß für die Abweichung des Ist-Abstands von dem Soll-Abstand gewonnen werden. Infolgedessen kann entsprechend die Betriebseinstellung mit der wenigstens einen Einstelleinrichtung angepasst werden. With the at least one adjusting device, the operating setting of the at least one converter can be adjusted depending on the actual value of the at least one physical variable. Depending on the actual value in comparison to a predetermined desired value, a measure of the deviation of the actual distance from the desired distance can be obtained. As a result, the operating setting can be adjusted accordingly with the at least one adjusting device.

Erfindungsgemäß werden also Betriebseinstellungen des wenigstens einen Umwandlers so angepasst, dass entsprechende Abstandsänderungen zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System kompensiert werden können. Dabei kann auf die Korrektur des Abstands selbst verzichtet werden. Da so auf eine Verstelleinrichtung zum Einstellen des Abstands verzichtet werden kann, kann eine einfachere und/oder robustere mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System verwendet werden.Thus, according to the invention, operating settings of the at least one converter are adjusted such that corresponding changes in distance between the at least one converter and the at least one optical system can be compensated. It can be dispensed with the correction of the distance itself. Since an adjusting device for adjusting the distance can thus be dispensed with, a simpler and / or more robust mechanical connection between the at least one converter and the at least one optical system can be used.

Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung entweder wenigstens einen elektrooptischen Umwandler zur Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale oder wenigstens einen optoelektronischen Umwandler zur Umwandlung von optischen Signalen in elektrische Signale aufweisen. In diesem Fall kann die Erfindung entsprechend entweder auf einer Senderseite oder auf einer Empfängerseite realisiert sein.Advantageously, the detection device may comprise at least one electro-optical converter for converting electrical signals into optical signals or at least one opto-electronic converter for converting optical signals into electrical signals. In this case, the invention may be realized according to either one transmitter side or one receiver side.

Alternativ kann die Detektionsvorrichtung sowohl wenigstens einen elektrooptischen Umwandler zur Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale als auch wenigstens einen optoelektronischen Umwandler zur Umwandlung von optischen Signalen in elektrische Signale aufweisen. Auf diese Weise kann die Detektionsvorrichtung sowohl Sender als auch Empfänger in erfindungsgemäßer Ausführung aufweisen.Alternatively, the detection device may comprise both at least one electro-optical converter for converting electrical signals into optical signals and at least one opto-electronic converter for converting optical signals Have signals in electrical signals. In this way, the detection device can have both transmitter and receiver in accordance with the invention.

Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung nach einem Lichtlaufzeitverfahren arbeiten. Nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitende optische Detektionsvorrichtungen können als Time-of-Flight- (TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-Systeme (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden. Dabei wird eine Laufzeit vom Aussenden eines Sendesignals, insbesondere eines Lichtpulses, mit wenigstens einem Sender und dem Empfang des entsprechenden reflektierten Empfangssignals mit wenigstens einem Empfänger gemessen und daraus eine Entfernung zwischen der Detektionsvorrichtung und dem erkannten Objekt ermittelt.Advantageously, the at least one detection device can operate according to a light transit time method. Optical pulse detection optical time-of-flight (TOF), light-detection-and-ranging (LiDAR), laser-detection-and-ranging (LaDAR), or the like may be configured and referred to. In this case, a transit time from the emission of a transmission signal, in particular a light pulse, with at least one transmitter and the reception of the corresponding reflected reception signal with at least one receiver is measured and from this a distance between the detection device and the detected object is determined.

Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung ein scannendes System sein. Dabei kann mit Sendesignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die entsprechenden Sendesignale, insbesondere Sendestrahlen, bezüglich ihrer Ausbreitungsrichtung über den Überwachungsbereich sozusagen geschwenkt werden.Advantageously, the at least one detection device may be a scanning system. In this case, a monitoring area can be scanned, ie scanned, with transmission signals. For this purpose, the corresponding transmission signals, in particular transmission beams, can be pivoted, so to speak, with respect to their propagation direction via the monitoring area.

Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung ein laserbasiertes Entfernungsmesssystem sein. Ein laserbasierte Entfernungsmesssystem weist als elektrooptischen Umwandler wenigstens eines Senders wenigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, auf. Der elektrooptischer Umwandler dient als Lichtquelle. Mit dem wenigstens einen Laser können insbesondere gepulste Sendestrahlen als Sendesignale gesendet werden. Mit dem Laser können Sendesignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Frequenzbereichen emittiert werden. Entsprechend kann wenigstens ein Empfänger einen für die Frequenz des ausgesendeten Lichtes ausgelegten optoelektronischen Umwandler, insbesondere einen Halbleiterdetektor, beispielsweise eine Fotodiode, aufweisen. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise ein Laserscanner sein. Mit einem Laserscanner kann ein Überwachungsbereich mit einem insbesondere gepulsten Laserstrahl abgetastet werden.Advantageously, the detection device may be a laser-based distance measuring system. A laser-based distance measuring system has, as an electro-optical converter of at least one transmitter, at least one laser, in particular a diode laser. The electro-optical converter serves as a light source. In particular, pulsed transmission beams can be transmitted as transmission signals with the at least one laser. With the laser transmission signals can be emitted in visible or invisible to the human eye frequency ranges. Accordingly, at least one receiver may have an optoelectronic converter designed for the frequency of the emitted light, in particular a semiconductor detector, for example a photodiode. The laser-based distance measuring system can advantageously be a laser scanner. With a laser scanner, a surveillance area can be scanned with a particular pulsed laser beam.

Die Erfindung wird bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei autonomen oder wenigstens teilweise autonomen Fahrzeugen eingesetzt werden.The invention is used in a vehicle, in particular a motor vehicle. Advantageously, the invention can be used in a land vehicle, in particular a passenger car, truck, a bus, a motorcycle or the like. The invention can also be used in autonomous or at least partially autonomous vehicles.

Eine oder mehrere erfindungsgemäße Detektionsvorrichtungen können vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise können mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung erfasste Objektdaten, insbesondere die Entfernung, Orientierung und/oder Relativgeschwindigkeit eines Objekts relativ zum Fahrzeug, an die Steuervorrichtung übermittelt und zur Beeinflussung von Fahrfunktionen, insbesondere der Geschwindigkeit, einer Bremsfunktion, einer Lenkungsfunktion und/oder einer Ausgabe eines Hinweis-und/oder Warnsignals insbesondere für den Fahrer, verwendet werden.One or more detection devices according to the invention may advantageously be connected to or part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device. In this way, with the at least one detection device detected object data, in particular the distance, orientation and / or relative speed of an object relative to the vehicle, transmitted to the control device and for influencing driving functions, in particular the speed, a braking function, a steering function and / or a Issue of a warning and / or warning signal in particular for the driver to be used.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eine Leistung, eine Empfindlichkeit, eine Umwandlungseffizienz von elektrischen in optische Signale oder umgekehrt, oder dergleichen, vorgeben. Auf diese Weise kann durch entsprechende Anpassung der wenigstens einen Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eine Defokussierung eines Signals kompensiert werden, ohne dass dazu der Abstand zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System selbst korrigiert, also der Ist-Abstand zu dem Soll-Abstand hin geändert werden muss.In an advantageous embodiment, at least one operating setting of the at least one converter may specify a power, a sensitivity, an electrical to optical conversion efficiency, or vice versa, or the like. In this way, by appropriate adaptation of the at least one operating setting of the at least one converter, a defocusing of a signal can be compensated for without the distance between the at least one converter and the at least one optical system itself being corrected, that is to say the actual distance to the setpoint. Distance has to be changed.

Bei einem als Sender wirkenden Umwandler kann insbesondere die Sendeleistung vergrößert werden, um den Reichweitenverlust infolge der Defokussierung auszugleichen.In the case of a converter acting as a transmitter, in particular the transmission power can be increased in order to compensate for the range loss due to the defocusing.

Bei einem als Empfänger wirkenden Umwandler kann insbesondere die Empfindlichkeit und/oder die für den Empfang von optischen Signalen aktive Fläche verändert werden, um die Defokussierung zu kompensieren.In the case of a converter acting as a receiver, in particular the sensitivity and / or the area active for the reception of optical signals can be changed in order to compensate for the defocusing.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Messeinrichtung eine Längenmesseinrichtung, eine Temperaturmesseinrichtung und/oder eine Strom- und/oder Spannungsmesseinrichtung aufweisen.In a further advantageous embodiment, at least one measuring device may have a length measuring device, a temperature measuring device and / or a current and / or voltage measuring device.

Mit einer Längenmesseinrichtung kann der Ist-Abstand direkt gemessen werden. Alternativ oder zusätzlich können mit entsprechenden Längenmesseinrichtungen Ausdehnungen von Bauteilen erfasst werden, welche an der mechanischen Verbindung zwischen dem wenigstens einen optischen System und dem wenigstens einen Umwandler beteiligt sind. Als Längenmesseinrichtungen können insbesondere sogenannte Dehnungsmessstreifen verwendet werden, mit welchen Ausdehnungen insbesondere infolge von Temperaturänderungen direkt bestimmt werden können. Dehnungsmessstreifen können auf Leiterplatten befestigt werden, welche den wenigstens einen Umwandler und/oder das wenigstens eine optische System tragen. So können Ausdehnungen oder Schrumpfungen aufgrund betriebsbedingter und/oder umgebungsbedingter Temperaturänderungen direkt ermittelt werden.With a length measuring device, the actual distance can be measured directly. Alternatively or additionally, extensions of components that are involved in the mechanical connection between the at least one optical system and the at least one converter can be detected with corresponding length measuring devices. In particular, so-called strain gauges can be used as length measuring devices, with which expansions are directly determined, in particular as a result of temperature changes can be. Strain gauges can be mounted on printed circuit boards carrying the at least one transducer and / or the at least one optical system. Thus, expansion or shrinkage due to operational and / or environmental temperature changes can be determined directly.

Alternativ oder zusätzlich zu den Dehnungsmessstreifen können auch optische Detektoren zur Abstandsmessung verwendet werden.As an alternative or in addition to the strain gauges, it is also possible to use optical detectors for distance measurement.

Mit Temperaturmesseinrichtungen können Temperaturen oder Temperaturänderungen direkt bestimmt werden. Hierzu können entsprechende Temperatursensoren in einem Gehäuse und/oder auf einer Platine der Detektionsvorrichtung angeordnet sein. Als Temperatursensoren können insbesondere sogenannte PTC-Widerstände oder NTC-Widerstände, sogenannte Kaltleiter, eingesetzt werden. Derartige Temperatursensoren können einfach und robust realisiert werden.With temperature measuring devices, temperatures or temperature changes can be determined directly. For this purpose, corresponding temperature sensors can be arranged in a housing and / or on a circuit board of the detection device. As temperature sensors in particular so-called PTC resistors or NTC resistors, so-called PTC thermistors can be used. Such temperature sensors can be realized simply and robustly.

Mit Strom- und/oder Spannungsmesseinrichtungen kann ein elektrischer Energiebedarf, insbesondere eine Stromaufnahme und/oder ein Spannungsabfall, an Bauteilen der Detektorvorrichtung bestimmt werden. Änderungen des Energiebedarfs können durch entsprechende Temperaturänderungen verursacht sein. So kann über die Bestimmung des elektrischen Energiebedarfs entsprechender Bauteile der Detektorvorrichtung indirekt auf eine Abstandsänderung zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System geschlossen werden.With electricity and / or voltage measuring devices, an electrical energy requirement, in particular a current consumption and / or a voltage drop, can be determined on components of the detector device. Changes in energy demand can be caused by corresponding temperature changes. Thus, by determining the electrical energy requirement of corresponding components of the detector device, it is possible to conclude indirectly on a change in distance between the at least one converter and the at least one optical system.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Detektionsvorrichtung wenigstens eine Speichereinrichtung aufweisen, in der wenigstens ein Ist-Wert der physikalischen Größe und eine zu diesem passende Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers gespeichert sind. Auf diese Weise können vorab insbesondere durch Testmessungen die geeigneten Betriebseinstellungen ermittelt werden, die bei den entsprechenden Ist-Werten der physikalischen Größe eine möglichst gute Kompensation der Defokussierung der optischen Signale erlauben.In a further advantageous embodiment, the detection device can have at least one memory device in which at least one actual value of the physical variable and an appropriate operating setting of the at least one converter are stored. In this way, the appropriate operating settings can be determined in advance in particular by test measurements, which allow the best possible compensation of the defocusing of the optical signals at the corresponding actual values of the physical quantity.

Vorteilhafterweise können die Ist-Werte der physikalischen Größe und der zugehörigen Betriebseinstellungen in einer sogenannten Lookup-Tabelle gespeichert sein. Auf diese Weise kann auf die entsprechenden Betriebseinstellungen schneller zugegriffen werden.Advantageously, the actual values of the physical variable and the associated operating settings can be stored in a so-called look-up table. In this way, the corresponding operating settings can be accessed more quickly.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Einstelleinrichtung eine Regel- und/oder Steuereinrichtung zum Regeln und/oder Steuern wenigstens einer Regelgröße des wenigstens einen Umwandlers aufweisen oder daraus bestehen. Auf diese Weise kann die Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers mit der wenigstens einen Regelgröße angepasst werden. So können während des Betriebs der Detektionsvorrichtung etwaige Abstandsänderungen zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System besser kompensiert werden.In a further advantageous embodiment, at least one setting device can have or consist of a regulating and / or control device for regulating and / or controlling at least one controlled variable of the at least one converter. In this way, the operating setting of the at least one converter can be adapted to the at least one controlled variable. Thus, during the operation of the detection device, any changes in the distance between the at least one converter and the at least one optical system can be better compensated.

Die Regelung und/oder Steuerung kann vorteilhafterweise kontinuierlich oder diskret, insbesondere in vorgegebenen Zeitabständen, erfolgen.The control and / or control can advantageously be continuous or discrete, in particular at predetermined time intervals.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Umwandler einen elektrooptischen Sender und/oder wenigstens ein Umwandler einen optoelektronischen Sensor aufweisen oder daraus bestehen.In a further advantageous embodiment, at least one converter can have or consist of an electro-optical transmitter and / or at least one converter an optoelectronic sensor.

Mit einem elektrooptischen Sender können elektronische/elektrische Signale in optische Signale umgewandelt werden. Ein elektrooptischer Sender kann auch als Lichtquelle bezeichnet werden. Als elektrooptischer Sender kommen insbesondere Laser, bevorzugt Laserdioden, oder dergleichen in Frage.With an electro-optical transmitter, electronic / electrical signals can be converted into optical signals. An electro-optical transmitter can also be called a light source. In particular, lasers, preferably laser diodes, or the like come into consideration as electro-optical transmitters.

Mit einem optoelektronischen Sensor können optische Signale, insbesondere Lichtsignale, in elektrische/elektronische Signale umgewandelt werden. Die elektrischen/elektronischen Signale können dann mit einer entsprechenden elektrischen/elektronischen Auswerteeinrichtung verarbeitet werden. Als optoelektronische Sensoren können insbesondere Fotodioden, CMOS Sensoren, CCD-Sensoren, Aktive-Pixelsensoren oder andere Halbleiterdetektoren oder dergleichen eingesetzt werden.With an optoelectronic sensor, optical signals, in particular light signals, can be converted into electrical / electronic signals. The electrical / electronic signals can then be processed with a corresponding electrical / electronic evaluation device. Photodiodes, CMOS sensors, CCD sensors, active pixel sensors or other semiconductor detectors or the like can be used in particular as optoelectronic sensors.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein optisches System wenigstens eine optische Linse aufweisen oder daraus bestehen. Mit einer optischen Linse kann ein Lichtstrahl entsprechend fokussiert werden. Das optische System kann eine oder mehrere optische Linsen aufweisen oder daraus bestehen.In a further advantageous embodiment, at least one optical system may comprise or consist of at least one optical lens. With an optical lens, a light beam can be focused accordingly. The optical system may include or consist of one or more optical lenses.

Ferner wird die technische Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass ein Ist-Wert wenigstens einer physikalischen Größe erfasst wird, welcher direkt oder indirekt eine Abweichung eines Ist-Abstands zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System von einem Soll-Abstand charakterisiert, und abhängig von dem wenigstens einen Ist-Wert der physikalischen Größe wenigstens eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eingestellt wird. Furthermore, according to the invention, in the method, the technical problem is solved in that an actual value of at least one physical variable is detected, which directly or indirectly determines a deviation of an actual distance between the at least one converter and the at least one optical system from a desired distance at least one operating setting of the at least one converter is set depending on the at least one actual value of the physical quantity.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Leistungsabgabe, eine Empfindlichkeit, eine Umwandlungseffizienz von elektrischen in optische Signale oder umgekehrt, oder dergleichen, als wenigstens eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers eingestellt werden. Auf diese Weise können betriebsbedingte und/oder umgebungsbedingte Einflüsse auf einen Abstand zwischen dem wenigstens einen Umwandler und dem wenigstens einen optischen System besser kompensiert werden.In an advantageous embodiment of the method, a power output, a sensitivity, a conversion efficiency of electrical to optical signals or vice versa, or the like, as at least one operating setting of the at least one converter can be set. In this way, operational and / or environmental influences on a distance between the at least one converter and the at least one optical system can be better compensated.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Temperatur, ein elektrischer Strom, eine elektrische Spannung, eine Länge und/oder ein Abstand als wenigstens ein Ist-Wert der physikalischen Größe erfasst werden. Derartige physikalische Größen können einfach und genau erfasst werden.In a further advantageous embodiment of the method, a temperature, an electric current, an electrical voltage, a length and / or a distance can be detected as at least one actual value of the physical quantity. Such physical quantities can be detected easily and accurately.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Betriebseinstellung abhängig von dem Ist-Wert der wenigstens einen physikalischen Größe aus einer Speichereinrichtung entnommen werden. Auf diese Weise können entsprechende Paarungen von Ist-Werten der wenigstens einen physikalischen Größe und entsprechenden Betriebseinstellungen vorab erfasst und gespeichert werden.In a further advantageous embodiment, an operating setting can be taken from a memory device as a function of the actual value of the at least one physical variable. In this way, corresponding pairings of actual values of the at least one physical variable and corresponding operating settings can be detected and stored in advance.

Vorteilhafterweise können Ist-Werte der wenigstens einen physikalischen Größe und entsprechende Betriebseinstellungen in wenigstens einer Lookup-Tabelle vorgegeben und aus dieser entsprechend entnommen werden. Lookup-Tabellen können einfach erzeugt und schnell ausgelesen werden.Advantageously, actual values of the at least one physical variable and corresponding operating settings can be predefined in at least one lookup table and taken from this accordingly. Lookup tables can be easily created and read out quickly.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers abhängig von einem Ist-Wert wenigstens einer physikalischen Größe gesteuert und/oder geregelt werden. Durch entsprechende Regelung können auch Abstandsänderungen, welche durch Änderungen einer Betriebseinstellung des wenigstens einen Umwandlers selbst verursacht werden können, kompensiert werden. So können auch Erhöhungen von Betriebstemperaturen von Bauteilen der Detektionsvorrichtung, welche insbesondere durch eine Erhöhung der Strahlungsleistung eines Senders verursacht werden können und die eine Veränderung des Abstands zwischen dem Sender und dem wenigstens einen optischen System hervorrufen können, besser kompensiert werden.In a further advantageous embodiment of the method, at least one operating setting of the at least one converter can be controlled and / or regulated as a function of an actual value of at least one physical variable. By appropriate regulation and distance changes, which can be caused by changes in an operating setting of the at least one converter itself, can be compensated. Thus, increases in operating temperatures of components of the detection device, which can be caused in particular by an increase in the radiant power of a transmitter, and which can cause a change in the distance between the transmitter and the at least one optical system, can be better compensated.

Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.Incidentally, the features and advantages shown in connection with the detection device according to the invention and the method according to the invention and their respective advantageous embodiments apply mutatis mutandis and vice versa. The individual features and advantages can, of course, be combined with one another, whereby further advantageous effects can be achieved that go beyond the sum of the individual effects.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch

1 einen Personenkraftwagen mit einer Detektionsvorrichtung in Form eines Laserscanners;
2 die Detektionsvorrichtung aus der 1.

Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description, are explained in more detail in the embodiments of the invention with reference to the drawing. The person skilled in the art will expediently also individually consider the features disclosed in the drawing, the description and the claims in combination and combine these into meaningful further combinations. It show schematically

1 a passenger car with a detection device in the form of a laser scanner;
2 the detection device of the 1 ,

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In der 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Fahrzeug 10 verfügt über eine Detektionsvorrichtung 12 in Form eines Laserscanners, mit dem eine Umgebung des Fahrzeugs 10 auf Objekte überwacht werden kann. Die Detektionsvorrichtung 12 befindet sich beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10.In the 1 is a vehicle 10 shown in the form of a passenger car in front view. The vehicle 10 has a detection device 12 in the form of a laser scanner, with which an environment of the vehicle 10 can be monitored for objects. The detection device 12 is exemplified in the front bumper of the motor vehicle 10 ,

Mit der optischen Detektionsvorrichtung 12 können optische Sendesignale 28 in Form von Sendelichtstrahlen in einen Überwachungsbereich 13, welcher sich beispielhaft in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 vor diesem befindet, gesendet werden und entsprechende an einem etwaigen Objekt reflektierte und als Empfangsstrahlen zurückgesendete optische Empfangssignale 128 empfangen werden. Aus der Laufzeit der Sendesignale 28 und der Empfangssignale 128 kann ein Abstand des Objekts von der Detektionsvorrichtung 12 ermittelt werden.With the optical detection device 12 can optical transmission signals 28 in the form of transmitted light rays in a surveillance area 13 , which is exemplary in the direction of travel of the vehicle 10 in front of it, and corresponding reflected on a possible object and returned as receive beams optical received signals 128 be received. From the duration of the transmission signals 28 and the received signals 128 may be a distance of the object from the detection device 12 be determined.

Mit der Detektionsvorrichtung 12 kann der Überwachungsbereich 13 abgetastet, also abgescannt werden. Aus einem Ablenkwinkel eines Sendestrahls oder einem Empfangswinkel des Empfangsstrahls kann eine Orientierung des Objekts relativ zum Fahrzeug 10 ermittelt werden. Ferner kann aus den Sendesignalen 28 und Empfangssignalen 128 eine Relativgeschwindigkeit des Objekts relativ zum Fahrzeug 10 bestimmt werden.With the detection device 12 can the surveillance area 13 scanned, so be scanned. From a deflection angle of a transmission beam or a reception angle of the reception beam, an orientation of the object relative to the vehicle 10 be determined. Furthermore, from the transmission signals 28 and received signals 128 a relative speed of the object relative to the vehicle 10 be determined.

Die Detektionsvorrichtung 12 ist Teil eines ansonsten nicht gezeigten Fahrassistenzsystems des Fahrzeugs oder kann mit diesem verbunden sein. Mit dem Fahrerassistenzsystem können bekanntermaßen Fahrfunktionen des Fahrzeugs 10 unterstützt werden. Mithilfe des Fahrerassistenzsystems kann das Fahrzeug 10 auch zumindest teilautonom fahren.The detection device 12 is part of an otherwise not shown driver assistance system of the vehicle or can be connected to this. With the driver assistance system can known driving functions of the vehicle 10 get supported. The vehicle can be used by the driver assistance system 10 also at least partially autonomous driving.

Die Detektionsvorrichtung 12 verfügt über eine Sendeeinrichtung 14, welche in der 2 oben gezeigt ist, und eine Empfangseinrichtung 16, die in der 2 unten dargestellt ist.The detection device 12 has a transmitting device 14 which in the 2 shown above, and a receiving device 16 in the 2 shown below.

Die Sendeeinrichtung 14 umfasst einen elektrooptischen Umwandler 18, beispielsweise einen Sender in Form einer Laserdiode. Der Umwandler 18 ist auf einer Leiterplatte 20, beispielswiese in Form einer gedruckten Leiterplatte (PCB), befestigt und mit entsprechenden elektrischen Verbindungen, beispielsweise Leiterbahnen, verbunden.The transmitting device 14 includes an electro-optical converter 18 , For example, a transmitter in the form of a laser diode. The converter 18 is on a circuit board 20 , for example in the form of a printed circuit board (PCB), attached and connected to corresponding electrical connections, such as tracks.

Ferner umfasst die Sendeeinrichtung 14 ein optisches System 22 beispielhaft in Form einer optischen Linse als Sendeoptik. Das optische System 22 ist mittels mechanischer Verbindungsteile 24 in Form von Gehäuseteilen fest mit der Leiterplatte 20 und damit indirekt mit dem Umwandler 18 verbunden.Furthermore, the transmitting device comprises 14 an optical system 22 by way of example in the form of an optical lens as transmission optics. The optical system 22 is by means of mechanical connecting parts 24 in the form of housing parts fixed to the circuit board 20 and thus indirectly with the converter 18 connected.

Das optische System 22 befindet sich in einem Strahlungsweg des elektrooptischen Umwandlers 18. Mit dem optischen System 22 können die Sendesignale 28 in Richtung des Überwachungsbereichs 13 fokussiert werden.The optical system 22 is located in a radiation path of the electro-optical converter 18 , With the optical system 22 can the transmission signals 28 towards the surveillance area 13 be focused.

Das optische System 22 ist betriebsfertig in einem Abstand 26 von dem Umwandler 18 angeordnet, welcher einem vorgegebenen Soll-Abstand entspricht. Der Abstand 26 wird beispielsweise bei einer Justage der Sendeeinrichtung 14 fest auf den Soll-Abstand so eingestellt, dass mit dem optischen System 22 von dem Umwandler 18 in einer Senderichtung gesendete Sendesignale 28 so fokussiert werden, dass sie eine optimale Reichweite erzielen. Die Senderichtung der Sendesignale 28 ist in der 2 durch die entsprechende Pfeilrichtung angedeutet. Die optimale Reichweite kann beispielsweise durch entsprechende gesetzliche Vorschriften oder eine gewünschte maximale Überwachungsweite vorgegeben werden.The optical system 22 is ready for use at a distance 26 from the converter 18 arranged, which corresponds to a predetermined desired distance. The distance 26 For example, when adjusting the transmitter 14 fixed to the target distance adjusted so that with the optical system 22 from the converter 18 transmit signals transmitted in a transmission direction 28 be focused so that they achieve an optimal range. The transmission direction of the transmission signals 28 is in the 2 indicated by the corresponding arrow direction. The optimum range can be specified, for example, by appropriate statutory regulations or a desired maximum monitoring range.

Beim Betrieb der Detektionsvorrichtung 12 können sich durch Änderung der Umgebungsbedingungen und/oder der Betriebsbedingungen, beispielsweise durch Temperaturänderungen, die mechanischen Teile der Sendeeinrichtung 14, beispielsweise die Leiterplatte 20 und die Verbindungsteile 24, ausdehnen oder schrumpfen, sodass sich der Abstand 26 verändern kann. Ein Ist-Abstand weicht dann von dem Soll-Abstand ab. Dies führt dazu, dass die Sendesignale 28 defokussiert werden und damit die Reichweite verringert wird.During operation of the detection device 12 can change the environmental conditions and / or the operating conditions, such as temperature changes, the mechanical parts of the transmitting device 14 , for example, the circuit board 20 and the connecting parts 24 , expand or shrink so that the distance 26 can change. An actual distance then deviates from the desired distance. This causes the transmission signals 28 defocused and thus the range is reduced.

Um dem entgegen zu wirken, weist die Sendeeinrichtung 14 eine Messeinrichtung 30 auf, mit welcher eine physikalische Größe erfasst werden kann, die eine Änderung des Abstands 26, also eine Abweichung des Ist-Abstands von dem Soll-Abstand, charakterisiert. Beispielsweise kann die Messeinrichtung 30 eine Längenmesseinrichtung, eine Temperaturmesseinrichtung, eine Strommesseinrichtung oder eine Spannungsmesseinrichtung aufweisen, mit der entsprechend eine Abmessung, eine Temperatur, ein elektrischer Strom oder eine elektrische Spannung erfasst werden kann. Beispielhaft weist die Messeinrichtung 30 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Dehnungsmessstreifen auf, mit dem eine Dehnung der Leiterplatte 20 beispielsweise infolge einer Änderung der Umgebungstemperatur als physikalische Größe bestimmt werden kann. Der Dehnungsmessstreifen befindet sich auf der Oberfläche der Leiterplatte 20.To counteract this, the transmitting device 14 a measuring device 30 on, with which a physical quantity can be detected, which is a change of the distance 26 , So a deviation of the actual distance from the desired distance, characterized. For example, the measuring device 30 a length measuring device, a temperature measuring device, a current measuring device or a voltage measuring device, with the corresponding dimension, temperature, electrical current or electrical voltage can be detected. By way of example, the measuring device 30 in the embodiment shown, a strain gauge, with an elongation of the circuit board 20 for example, may be determined as a physical quantity due to a change in ambient temperature. The strain gauge is located on the surface of the PCB 20 ,

Die Information der Messeinrichtung 30, respektive ein Ist-Wert der Dehnung des Dehnungsmessstreifens, wird einer Einstelleinrichtung 32 übermittelt. Mit der Einstelleinrichtung 32 wird eine Betriebseinstellung des Senders 18, beispielswiese die Sendeleistung, entsprechend verändert. Hierzu wird aus einer Lookup-Tabelle 34 ein dem Ist-Wert der Dehnung entsprechender Einstellwert für die Sendeleistung entnommen. Durch die Änderung der Sendeleistung des Senders 18 wird der Verlust der Reichweite des Sendesignals 28 aufgrund der temperaturbedingten Änderung des Abstands 26 kompensiert.The information of the measuring device 30 , or an actual value of the strain of the strain gauge is an adjustment 32 transmitted. With the adjustment 32 is an operating setting of the transmitter 18 , For example, the transmission power, changed accordingly. For this purpose, a set value corresponding to the actual value of the elongation is taken from a look-up table 34 for the transmission power. By changing the transmission power of the transmitter 18 is the loss of the range of the transmission signal 28 due to the temperature-related change of the distance 26 compensated.

Die Lookup-Tabelle 34 kann beispielsweise bei der Justage der Detektionsvorrichtung 12 mithilfe von Testmessungen für unterschiedliche Temperaturen und entsprechend unterschiedliche Ist-Werte der Ausdehnungen des Dehnungsmessstreifens der Messeinrichtung 30 aufgenommen werden.The look-up table 34 can, for example, in the adjustment of the detection device 12 using test measurements for different temperatures and correspondingly different actual values of the expansions of the strain gauge of the measuring device 30 be recorded.

Die Empfangseinrichtung 16 ist ähnlich der Sendeeinrichtung 14 aufgebaut. Im Unterschied zur Sendeeinrichtung 14 ist bei der Empfangseinrichtung 16 anstelle des elektrooptischen Umwandlers 18 ein optoelektronischer Umwandler 118, beispielsweise in Form einer Fotodiode, als Empfänger vorgesehen. Mit dem Umwandler 118 können die Empfangssignale 128 empfangen und in elektrische Signale umgewandelt werden.The receiving device 16 is similar to the transmitting device 14 built up. In contrast to the transmitting device 14 is at the receiving device 16 instead of the electro-optical converter 18 an opto-electronic converter 118 , For example, in the form of a photodiode, provided as a receiver. With the converter 118 can receive signals 128 received and converted into electrical signals.

Ferner verfügt die Empfangseinrichtung 16 über ein optisches System 122 beispielhaft in Form einer optischen Linse als Empfangsoptik. Das optische System 122 ist mittels mechanischer Verbindungsteile 124 ähnlich wie bei der Sendeeinrichtung 14 fest mit einer Leiterplatte 120 der Empfangseinrichtung 16 verbunden.Furthermore, the receiving device has 16 via an optical system 122 by way of example in the form of an optical lens as receiving optics. The optical system 122 is by means of mechanical connecting parts 124 similar to the transmitter 14 firmly with a printed circuit board 120 the receiving device 16 connected.

Der optoelektronische Umwandler 118 befindet sich in einem Strahlungsweg der Empfangssignale 128 durch das optische System 122. Mit dem optischen System 122 werden die Empfangssignale 128 auf eine entsprechende aktive Oberfläche des optoelektronischen Umwandlers 118 fokussiert.The optoelectronic converter 118 is located in a radiation path of the received signals 128 through the optical system 122 , With the optical system 122 become the received signals 128 on a corresponding active surface of the opto-electronic converter 118 focused.

Das optische System 122 ist betriebsfertig in einem Abstand 126 von dem Umwandler 118 angeordnet, welcher einem vorgegebenen Soll-Abstand entspricht. Der Abstand 126 wird beispielsweise bei einer Justage der Empfangseinrichtung 16 fest auf den Soll-Abstand so eingestellt, dass mit dem optischen System 122 zu dem Umwandler 118 in einer Empfangsrichtung gelangende Empfangssignale 128 so fokussiert werden, dass sie beispielsweise bezüglich der Signalstärke und/oder der Auflösung optimal empfangen werden können.The optical system 122 is ready for use at a distance 126 from the converter 118 arranged, which corresponds to a predetermined desired distance. The distance 126 For example, when adjusting the receiving device 16 fixed to the target distance adjusted so that with the optical system 122 to the converter 118 in a receive direction reaching receive signals 128 be focused so that they can be optimally received, for example, in terms of signal strength and / or resolution.

Wie bei der Sendevorrichtung 14 kann sich der Abstand 126 beispielsweise bei Temperaturänderungen verändern und dadurch die Empfangssignale 128 bezüglich dem Umwandler 118 defokussiert werden. Dem wird analog zu der Sendevorrichtung 14 entgegengewirkt.As with the transmitting device 14 can the distance 126 for example, change with temperature changes and thereby the received signals 128 with respect to the converter 118 to be defocused. This becomes analogous to the transmitting device 14 counteracted.

Die Empfangseinrichtung 16 weist eine Messeinrichtung 130, hier beispielhaft in Form eines Temperatursensors, auf. Mit der Messeinrichtung 130 kann die Temperatur im Gehäuse der Empfangseinrichtung 16 als physikalische Größe erfasst werden. Die Temperatur im Gehäuse charakterisiert eine Änderung des Abstands 126, also eine Abweichung des Ist-Abstands von dem Soll-Abstand. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine oder mehrere andere geeignete Messeinrichtung vorgesehen sein.The receiving device 16 has a measuring device 130 , here by way of example in the form of a temperature sensor on. With the measuring device 130 the temperature in the housing of the receiving device 16 be detected as a physical quantity. The temperature in the housing characterizes a change in the distance 126 , ie a deviation of the actual distance from the nominal distance. Alternatively or additionally, one or more other suitable measuring device may be provided.

Die Information der Messeinrichtung 130, respektive ein Ist-Wert der Gehäusetemperatur, wird einer Einstelleinrichtung 132 übermittelt. Mit der Einstelleinrichtung 132 wird eine Betriebseinstellung des Empfängers 16, beispielswiese eine Empfindlichkeit, entsprechend verändert. Hierzu wird aus einer Lookup-Tabelle 134 ein dem Ist-Wert der Temperatur entsprechender Einstellwert für die Empfindlichkeit entnommen. Durch die Änderung der Empfindlichkeit des Empfängers 16 wird die Defokussierung der Empfangssignale 128 aufgrund der temperaturbedingten Änderung des Abstands 126 kompensiert.The information of the measuring device 130 , or an actual value of the housing temperature, is an adjustment 132 transmitted. With the adjustment device 132 becomes an operational setting of the receiver 16 , For example, a sensitivity, changed accordingly. For this purpose, a set value for the sensitivity is taken from a look-up table 134 corresponding to the actual value of the temperature. By changing the sensitivity of the receiver 16 becomes the defocusing of the received signals 128 due to the temperature-related change of the distance 126 compensated.

Die Lookup-Tabelle 134 kann analog zu der Lookup-Tabelle 34 der Sendeeinrichtung 14 beispielsweise bei der Justage der Detektionsvorrichtung 12 mithilfe von Testmessungen für unterschiedliche Temperaturen und entsprechend unterschiedliche mit der Messeinrichtung 130 erfassten Ist-Werte der Gehäusetemperatur aufgenommen werden.The lookup table 134 may be analogous to the lookup table 34 of the transmitting device 14 for example, in the adjustment of the detection device 12 using test measurements for different temperatures and correspondingly different with the measuring device 130 recorded actual values of the housing temperature.

Die Sendeeinrichtung 14 und die Empfangseinrichtung 16 sind beispielhaft in einem gemeinsamen Gehäuse 36 der Detektionsvorrichtung 12 angeordnet. Die Einstelleinrichtung 32 der Sendeeinrichtung 14 und die Einstelleinrichtung 132 der Empfangseinrichtung 16 können Teil einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit der Sendeeinrichtung 14, der Empfangseinrichtung 16 oder einer zentralen Steuer- und/oder Auswerteeinheit der Detektionsvorrichtung 12 sein. Entsprechend können die Lookup-Tabelle 34 der Sendereinrichtung 14 und die Lookup-Tabelle 134 der Empfangseinrichtung 16 separat oder in wenigstens einem gemeinsamen Bauteil realisiert sein.The transmitting device 14 and the receiving device 16 are exemplary in a common housing 36 the detection device 12 arranged. The adjustment device 32 the transmitting device 14 and the adjustment device 132 the receiving device 16 may be part of a control and / or evaluation unit of the transmitting device 14 , the reception facility 16 or a central control and / or evaluation unit of the detection device 12 be. Accordingly, the lookup table 34 of the transmitter device 14 and the lookup table 134 of the receiving device 16 be realized separately or in at least one common component.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2016/150753 A1 [0003]

Claims

An optical detection device (12) for a vehicle (10) for monitoring a surveillance area (13) for objects, comprising at least one transducer (18; 118) for converting electrical signals into optical signals (28; 128) or vice versa and at least one optical one A system (22; 122) for focusing at least one optical signal (28; 128) from or to the at least one transducer (18; 118), the at least one transducer (18; 118) and the at least one optical system (22; 122 ) are mechanically or directly interconnected at a predetermined distance (26; 126), characterized in that at least one adjusting device (32; 132) is provided with which an operating setting of the at least one converter (18; 118) can be adjusted; and at least one measuring device (30; 130) is provided, with which an actual value of at least one physical variable can be detected, which directly or indirectly determines a deviation of an I st distance between the at least one converter (18; 118) and the at least one optical system (22; 122) is characterized by a nominal distance, and the at least one setting device (32; 132) is designed so that the at least one physical quantity depends on the actual value of the at least one physical quantity an operation setting of the at least one converter (18; 118) can be set.

Detection device according to Claim 1 characterized in that at least one operational setting of the at least one transducer (18; 118) dictates power, sensitivity, conversion efficiency from electrical to optical signals (28; 128) or vice versa, or the like.

Detection device according to Claim 1 or 2 , characterized in that at least one measuring device (30; 130) has a length measuring device, a temperature measuring device and / or a current and / or voltage measuring device.

Detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (12) has at least one memory device (34, 134) in which at least one actual value of the physical variable and an operating setting of the at least one converter (18; ) are stored.

Detection device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one setting device (32; 132) comprises or consists of a regulating and / or control device for regulating and / or controlling at least one controlled variable of the at least one converter (18; 118).

Detection device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one converter (18) comprises or consists of an electro-optical transmitter and / or at least one converter (118) an optoelectronic sensor.

Detection device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one optical system (22; 122) comprises at least an optical lens or consists thereof.

Method for operating an optical detection device (12) for a vehicle (10) for monitoring a surveillance area (13) on objects, in which electrical signals are converted into optical signals (28, 128) with at least one converter (18, 118) or vice versa and focusing at least one optical signal (28; 128) transmitted from or to said at least one transducer (18; 118) with at least one optical system (22; 122), said at least one transducer (18; 118) and said at least one optical system (22; 122) at a predetermined distance (26; 126) are mechanically or directly interconnected, characterized in that an actual value of at least one physical quantity is detected, which directly or indirectly a deviation of an actual distance between the at least one transducer (18; 118) and the at least one optical system (22; 122) are characterized by a desired distance, and depending on the at least one I st value of the physical quantity at least one operation setting of the at least one converter (18; 118) is set.

Method according to Claim 8 characterized in that a power output, a sensitivity, a conversion efficiency of electrical to optical signals (28; 128) or vice versa, or the like, are set as at least one operating setting of the at least one converter (18; 118).

Method according to Claim 8 or 9 , characterized in that a temperature, an electric current, an electric voltage, a length and / or a distance (26; 126) are detected as at least one actual value of the physical quantity.

Method according to one of Claims 8 to 10 , characterized in that an operation setting depending on the actual value of the at least one physical variable from a memory device (34, 134) are removed.

Method according to one of Claims 8 to 11 , characterized in that at least one operating setting of the at least one converter (18; 118) is controlled and / or regulated depending on an actual value of at least one physical quantity.