DE102017211098A1 - Method for producing an optical sensor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (26) zur Herstellung eines optischen Sensors (18) eines Kraftfahrzeugs (2), insbesondere Abstandssensor. Ein erster Bildsensor (30) mit einem ersten Erfassungsbereich (36) und ein zweiter Bildsensor (32) mit einem zweiten Erfassungsbereich (38) werden bereitgestellt. Der zweite Bildsensor (32) wird bezüglich des ersten Bildsensors (30) in einer gewünschten Position (44) angeordnet, und der erste Bildsensor (30) wird bezüglich des zweiten Bildsensors (32) stabilisiert. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung zweier Standard-Bildsensoren sowie ein Assistenzsystem (16) eines Kraftfahrzeugs (2) zur Abstandserkennung. The invention relates to a method (26) for producing an optical sensor (18) of a motor vehicle (2), in particular a distance sensor. A first image sensor (30) having a first detection area (36) and a second image sensor (32) having a second detection area (38) are provided. The second image sensor (32) is placed in a desired position (44) with respect to the first image sensor (30), and the first image sensor (30) is stabilized with respect to the second image sensor (32). The invention further relates to the use of two standard image sensors and an assistance system (16) of a motor vehicle (2) for distance detection.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Sensors eines Kraftfahrzeugs. Der optische Sensor ist bevorzugt ein Abstandssensor. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung von Standard-Bildsensoren und ein Assistenzsystem eines Kraftfahrzeugs zur Abstandserkennung.The invention relates to a method for producing an optical sensor of a motor vehicle. The optical sensor is preferably a distance sensor. The invention further relates to a use of standard image sensors and an assistance system of a motor vehicle for distance detection.
Kraftfahrzeuge weisen zur Erhöhung des Komforts elektromotorische Verstelleinrichtungen auf. Hierbei wird ein Verstellteil, wie eine Heckklappe oder eine Seitentür, mittels eines Elektromotors bei Aktivierung verschwenkt. Dabei ist es möglich, dass sich ein Hindernis in dem Verstellbereich befindet. Sofern der Benutzer den Verstellbereich nicht vollständig überblickt und die Verstelleinrichtung aktiviert, oder falls ein Hindernis in den Verstellbereich hinein bewegt wird, verfährt das Verstellteil gegen das Hindernis. Hierbei ist es möglich, dass das Verstellteil und/oder das Hindernis beschädigt werden. Zur Vermeidung hiervon werden üblicherweise Abstandssensoren herangezogen. Diese arbeiten beispielsweise nach dem kapazitiven Prinzip, und der Abstandssensor weist somit Elektroden auf, mittels derer ein elektromagnetisches Feld erstellt wird. Sofern sich ein Objekt im Nahbereich der Elektroden befindet, wird das elektromagnetische Feld gestört, und somit die Kapazität der mittels der Elektroden des Abstandssensors gebildeten Kondensators verändert. Mittels Auswertung hiervon ist es ermöglicht, dass Hindernis zu erfassen, wobei jedoch lediglich eine vergleichsweise geringe Ortsauflösung ermöglicht ist. Zudem ist es zur Erfassung unerlässlich, dass sich das Hindernis im Bereich der Elektroden befindet.Motor vehicles have to increase the comfort electromotive adjustment. In this case, an adjustment part, such as a tailgate or a side door, is pivoted by means of an electric motor upon activation. It is possible that an obstacle is in the adjustment. If the user does not completely overlook the adjustment range and activates the adjustment device, or if an obstacle is moved into the adjustment range, the adjustment part moves against the obstacle. In this case, it is possible that the adjustment part and / or the obstacle are damaged. To avoid this, distance sensors are usually used. These operate, for example, according to the capacitive principle, and the distance sensor thus has electrodes, by means of which an electromagnetic field is created. If an object is in the vicinity of the electrodes, the electromagnetic field is disturbed, and thus the capacitance of the capacitor formed by means of the electrodes of the distance sensor is changed. By means of evaluation of this it is possible to detect the obstacle, but only a comparatively small spatial resolution is possible. In addition, it is essential for the detection that the obstacle is in the area of the electrodes.
Infolgedessen ist es erforderlich, dass die Elektroden an dem Verstellteil angebunden werden, insbesondere an einem Abschnitt des Verstellteils, der vergleichsweise stark verstellt wird. Dies ist jedoch aufgrund eines begrenzten Platzes nicht stets möglich. Zudem ist aufgrund der exponierten Lage eine Beschädigung des Abstandssensors möglich, falls dennoch ein Hindernis gegen das Verstellteil bewegt wird.As a result, it is necessary for the electrodes to be connected to the adjusting part, in particular to a section of the adjusting part which is comparatively strongly adjusted. However, this is not always possible due to limited space. In addition, damage to the distance sensor is possible due to the exposed position, if an obstacle is still moved against the adjustment.
Eine Alternative hierzu ist die Verwendung von optischen Sensoren. Diese weisen einen Bildsensor auf, mittels dessen die Umgebung des Verstellteils erfasst wird. Der Bildsensor ist beispielsweise ein Bestandteil einer Kamera, mittels derer ein Bild zur Erfassung der Umgebung erstellt wird. Der Bildsensor weist eine Anzahl an Detektorelementen auf, die zueinander in einem bestimmten Muster angeordnet sind, und jedes Detektorelement weist einen Erfassungswinkelbereich auf. Anhand der in den jeweiligen Erfassungswinkelbereichen erfassten Lichts wird das Bild zusammengesetzt, sodass mittels des Bildsensors ein gerastertes Bild erstellt wird. Dieses wird auf das Vorhandensein des etwaigen Hindernisses hin ausgewertet, wofür geeignete Algorithmen herangezogen werden. Infolgedessen kann der Abstandssensor in einem Abstand zu dem Verstellteil angeordnet werden. Bei einem vergleichsweise großen Abstand ist die Winkelauflösung des Bildsensors verschlechtert, insbesondere sofern das Verstellteil eine unregelmäßige Kontur, wie eine Ecke oder dergleichen aufweist, die mittels des Bildsensors überwacht werden soll. Daher wird beispielsweise mittels des Abstandssensors ein Gegenstand als Hindernis identifiziert, der sich außerhalb des Verstellbereichs befindet, und/oder es wird ein in sich in dem Verstellbereich befindender Gegenstand nicht korrekt als Hindernis identifiziert, so dass das Verstellteil gegen dieses verfahren wird.An alternative to this is the use of optical sensors. These have an image sensor, by means of which the environment of the adjustment is detected. The image sensor is, for example, a component of a camera, by means of which an image is created to capture the environment. The image sensor has a number of detector elements arranged in a certain pattern relative to each other, and each detector element has a detection angle range. Based on the light detected in the respective detection angle ranges, the image is assembled so that a rasterized image is created by means of the image sensor. This is evaluated for the presence of any obstacle, using appropriate algorithms. As a result, the distance sensor can be arranged at a distance to the adjustment part. At a comparatively large distance, the angular resolution of the image sensor is degraded, in particular if the adjustment part has an irregular contour, such as a corner or the like, which is to be monitored by means of the image sensor. Therefore, for example, by means of the distance sensor, an object is identified as an obstacle, which is located outside the adjustment range, and / or it is not properly identified as an obstacle in an object in the adjustment range, so that the adjustment member is moved against this.
Zur Vermeidung hiervon wird üblicherweise die Anordnung der Detektorelemente des Bildsensors an die Kontur des Verstellteils angepasst. Ferner wird zur Erhöhung der Winkelauflösung üblicherweise die Anzahl der Detektorelemente erhöht. Infolgedessen ist es erforderlich für unterschiedliche Verstelleinrichtungen unterschiedliche optische Sensoren anzufertigen und vorzuhalten, was zu erhöhten Herstellungskosten führt. Auch ist eine Ersatzteilversorgung erschwert.To avoid this, the arrangement of the detector elements of the image sensor is usually adapted to the contour of the adjustment. Furthermore, the number of detector elements is usually increased to increase the angular resolution. As a result, it is necessary for different adjustment to make different optical sensors and vorzuhalten, resulting in increased manufacturing costs. Also, a spare parts supply is difficult.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung eines optischen Sensors eines Kraftfahrzeugs sowie eine besonders geeignete Verwendung von Standard-Bildsensoren als auch ein besonders geeignetes Assistenzsystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei vorteilhafterweise Herstellungskosten reduziert sind, und wobei zweckmäßigerweise eine Flexibilität erhöht ist.The invention has for its object to provide a particularly suitable method for producing an optical sensor of a motor vehicle and a particularly suitable use of standard image sensors as well as a particularly suitable assistance system of a motor vehicle, wherein advantageously manufacturing costs are reduced, and where expediently a flexibility is increased ,
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der Verwendung durch die Merkmale des Anspruchs 11 und hinsichtlich des Assistenzsystems durch die Merkmale des Anspruchs 12 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.With regard to the method, this object is achieved by the features of claim 1, with respect to the use by the features of claim 11 and with respect to the assistance system by the features of
Der optische Sensor ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und dient geeigneterweise der Erfassung einer elektromagnetischen Strahlung. Insbesondere wird mittels des optischen Sensors bei Betrieb ein Bild erstellt. Vorzugsweise ist der optische Sensor ein Abstandssensor, mittels dessen somit ein Abstand eines Objekts zu dem optischen Sensor erfasst und/oder bestimmt wird. Geeigneterweise wird anhand des Abstands ein weiterer Abstand des Objekts zu einem Referenzpunkt bestimmt, und/oder das Vorhandensein des Objekts wird mittels des Abstandssensors bestimmt. Beispielsweise wird mittels des Abstandssensors bei Betrieb eine Entfernung eines Verstellteils hinsichtlich eines Referenzpunkts und/oder eines Hindernisses bestimmt. Das Verstellteil ist geeigneterweise ein Seitenfenster oder ein Schiebedach. Der Referenzpunkt ist insbesondere eine Dichtung, in die das Verstellteil zur Erstellung einer geschlossenen Position verfahren wird. Das Hindernis ist beispielsweise ein sich in dem Verstellweg befindendes Objekt, wie eine menschliche Hand oder dergleichen.The optical sensor is a component of a motor vehicle and is suitable for detecting electromagnetic radiation. In particular, an image is created by means of the optical sensor during operation. Preferably, the optical sensor is a distance sensor, by means of which thus a distance of an object to the optical sensor is detected and / or determined. Suitably, based on the distance, a further distance of the object to a reference point is determined, and / or the presence of the object is determined by means of the distance sensor. For example, by means of the distance sensor during operation a Removal of an adjustment part with respect to a reference point and / or an obstacle determined. The adjustment is suitably a side window or a sunroof. The reference point is in particular a seal in which the adjusting part is moved to establish a closed position. The obstacle is, for example, an object in the displacement, such as a human hand or the like.
Alternativ dient der Abstandssensor bei Betrieb der Überwachung eines Verstellbereichs, insbesondere eines Schwenkbereichs, einer Tür, wie beispielsweise einer Seitentür oder einer Heckklappe. Vorzugsweise wird mittels des Abstandssensors bei Betrieb überwacht, ob eine Seitentür gegen einen Bordstein oder dergleichen verschwenkt wird. Sofern ein Bordstein oder dergleichen identifiziert wird, wird insbesondere die Verstelleinrichtung derart angesteuert, dass eine Verstellbewegung unterbrochen oder zumindest verringert, wie verkürzt, ist, sodass ein Verbringen der Tür gegen den Bordstein verhindert ist.Alternatively, the distance sensor is used during operation of the monitoring of an adjustment, in particular a swivel range, a door, such as a side door or a tailgate. Preferably, monitored by means of the distance sensor during operation, whether a side door is pivoted against a curb or the like. If a curb or the like is identified, in particular the adjusting device is controlled such that an adjusting interrupted or at least reduced, as is shortened, so that a movement of the door against the curb is prevented.
Das Verfahren zur Herstellung sieht vor, dass in einem ersten Arbeitsschritt ein erster Bildsensor mit einem ersten Erfassungsbereich bereitgestellt wird. Der erste Bildsensor ist sensitiv für elektromagnetische Strahlung. Mit anderen Worten ist es mittels des ersten Bildsensors ermöglicht, elektromagnetische Strahlung zu erfassen, insbesondere in einem bestimmten spektralen Bereich, wie beispielsweise dem sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich. Mit anderen Worten ist es mittels des ersten Bildsensors ermöglicht, elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von im Wesentlichen zwischen 350 nm und 1000 nm zu erfassen. Der erste Erfassungsbereich entspricht dem Bereich, innerhalb dessen elektromagnetische Strahlung erfasst werden kann. Mit anderen Worten wird mittels des ersten Bildsensors lediglich elektromagnetische Strahlung erfasst, die über den ersten Erfassungsbereich auf diesen trifft.The method of production provides that in a first step, a first image sensor is provided with a first detection area. The first image sensor is sensitive to electromagnetic radiation. In other words, it is possible by means of the first image sensor to detect electromagnetic radiation, in particular in a specific spectral range, such as the visible and / or infrared spectral range. In other words, by means of the first image sensor, it is possible to detect electromagnetic radiation having a wavelength substantially between 350 nm and 1000 nm. The first detection area corresponds to the area within which electromagnetic radiation can be detected. In other words, only electromagnetic radiation is detected by means of the first image sensor, which impinges on the first detection area on this.
Der erste Erfassungswinkelbereich ist beispielsweise kegelstumpf- oder pyramidenförmig und weist insbesondere einen Öffnungswinkel von 0°, 10°, 20° oder 25° auf, wobei geeigneterweise eine Abweichung von 5°, 2°, 1° oder 0° vorhanden ist. Beispielsweise ist der erste Bildsensor im Wesentlichen flächig ausgestaltet und weist beispielsweise Abmessungen auf, die geringer als 2 cm x 1 cm oder 1 cm x 0,5 cm ist. Der erste Bildsensor ist zweckmäßigerweise ein Halbleiterbauelement und weist beispielsweise eine Anzahl Detektorelementen auf, die geeignet verschaltet und angeordnet sind. Beispielsweise sind die Detektorelemente im Wesentlichen zeilen- oder matrixförmig angeordnet, zum Beispiel als Gitternetz, wobei zwischen den einzelnen Spalten und Zeilen ein Winkel von 90° gebildet ist. Insbesondere weist der erste Bildsensor eine Anzahl an Zeilen und Spalten auf, wobei die Anzahl der Zeilen beispielsweise zwischen
Beispielsweise basiert der erste Bildsensor auf dem CMOS- oder CCD-Prinzip. Insbesondere umfasst der erste Bildsensor ein optisches Element und/oder einen Filter, mittels dessen die auf den ersten Bildsensor treffende elektromagnetische Strahlung bei Betrieb gefiltert bzw. gelenkt wird. Beispielsweise ist das optische Element von den etwaigen Detektorelementen beabstandet oder liegt an diesen an.For example, the first image sensor is based on the CMOS or CCD principle. In particular, the first image sensor comprises an optical element and / or a filter, by means of which the electromagnetic radiation impinging on the first image sensor is filtered or directed during operation. For example, the optical element is spaced from or abutting the possible detector elements.
In einem weiteren Arbeitsschritt, der zeitlich nachfolgend, zeitlich vorhergehend oder besonders bevorzugt gleichzeitig zu dem ersten Arbeitsschritt erfolgt, wird ein zweiter Bildsensor bereitgestellt. Der zweite Bildsensor weist einen zweiten Erfassungswinkelbereich auf und ist sensitiv für elektromagnetische Strahlung. Mit anderen Worten ist es ermöglicht, mittels des zweiten Bildsensors elektromagnetische Strahlung zu erfassen, insbesondere in dem sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich. Bei Betrieb wird mittels des zweiten Bildsensors lediglich elektromagnetische Strahlung erfasst, die über den zweiten Erfassungsbereich auf diesen Auftritt.In a further working step, which takes place in time, in terms of time, or particularly preferably simultaneously with the first working step, a second image sensor is provided. The second image sensor has a second detection angle range and is sensitive to electromagnetic radiation. In other words, it is possible to detect electromagnetic radiation by means of the second image sensor, in particular in the visible and / or infrared spectral range. In operation, only electromagnetic radiation is detected by means of the second image sensor, which occurs on the second detection area on this occurrence.
Der zweite Erfassungswinkelbereich ist beispielsweise kegelstumpf- oder pyramidenförmig und weist insbesondere einen Öffnungswinkel von 0°, 10°, 20° oder 25° auf, wobei geeigneterweise eine Abweichung von 5°, 2°, 1° oder 0° vorhanden ist. Beispielsweise ist der zweite Bildsensor im Wesentlichen flächig ausgestaltet und weist beispielsweise Abmessungen auf, die geringer als 2 cm x 1 cm oder 1 cm x 0,5 cm ist. Der zweite Bildsensor ist zweckmäßigerweise ein Halbleiterbauelement und weist beispielsweise eine Anzahl Detektorelementen auf, die geeignet verschaltet und angeordnet sind. Beispielsweise sind die Detektorelemente im Wesentlichen zeilen- oder matrixförmig angeordnet, zum Beispiel als Gitternetz, wobei zwischen den einzelnen Spalten und Zeilen ein Winkel von 90° gebildet ist. Insbesondere weist der zweite Bildsensor eine Anzahl an Zeilen und Spalten auf, wobei die Anzahl der Zeilen beispielsweise zwischen
Beispielsweise basiert der zweite Bildsensor auf dem CMOS- oder CCD-Prinzip. Insbesondere umfasst der zweite Bildsensor ein optisches Element und/oder einen Filter, mittels dessen die auf den zweiten Bildsensor treffende elektromagnetische Strahlung bei Betrieb gefiltert bzw. gelenkt wird. Beispielsweise ist das optische Element von den etwaigen Detektorelementen beabstandet oder liegt an diesen an.For example, the second image sensor is based on the CMOS or CCD principle. In particular, the second image sensor comprises an optical element and / or a filter, by means of which the electromagnetic radiation impinging on the second image sensor is filtered or directed during operation. For example, the optical element is spaced from or abutting the possible detector elements.
Geeigneterweise weist jeder der Bildsensoren eine integrierte Auswertung auf. Mittels dieser erfolgt insbesondere eine Auswertung der Messdaten der etwaigen einzelnen Detektorelemente, sodass an dem etwaigen Signalausgang des jeweiligen Bildsensors insbesondere bereits verarbeitete Daten vorliegen.Suitably, each of the image sensors has an integrated evaluation. By means of this, in particular, an evaluation of the measurement data of the possible individual detector elements takes place, so that in particular already processed data are present at the possible signal output of the respective image sensor.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird der zweite Bildsensor bezüglich des ersten Bildsensors in einer gewünschten Position angeordnet. Die gewünschte Position wird beispielsweise anhand eines theoretischen Modells ermittelt und ist vorzugsweise auf den gewünschten Anwendungsfall hin ausgewählt und/oder optimiert. Vorzugsweise werden die beiden Bildsensoren derart angeordnet, dass bei Betrieb mittels deren jeweiligen Erfassungsbereichs etwaige Abstände auch bei unterschiedlichen möglichen Situation ermittelt werden können, insbesondere sofern der optische Sensor ein Abstandssensor ist. In einem weiteren Arbeitsschritt wird der erste Bildsensor bezüglich des zweiten Bildsensors stabilisiert. Mit anderen Worten wird eine Verbringung des ersten oder zweiten Bildsensors aus der gewünschten Position mittels der Stabilisation vermieden. Beispielsweise wird hierfür der erste Bildsensor an den zweiten Bildsensor angebunden, insbesondere befestigt, wofür insbesondere ein Befestigungsmittel herangezogen wird, wie eine Clipsverbindung oder Schrauben. Alternativ hierzu werden die beiden Bildsensoren miteinander verklebt. In weiteren Alternativen werden die Bildsensoren mittels Abstandselementen oder dergleichen zueinander stabilisiert.In a further working step, the second image sensor is arranged in a desired position with respect to the first image sensor. The desired position is determined, for example, on the basis of a theoretical model and is preferably selected and / or optimized for the desired application. Preferably, the two image sensors are arranged such that, when operating by means of their respective detection range, any distances can be determined even in different possible situations, in particular if the optical sensor is a distance sensor. In a further working step, the first image sensor is stabilized with respect to the second image sensor. In other words, a movement of the first or second image sensor from the desired position by means of stabilization is avoided. For example, for this purpose, the first image sensor is connected to the second image sensor, in particular fastened, for which in particular a fastening means is used, such as a clip connection or screws. Alternatively, the two image sensors are glued together. In further alternatives, the image sensors are stabilized by means of spacers or the like to each other.
Da zur Herstellung des optischen Sensors zwei Bildsensoren verwendet werden, die in die gewünschte Position verbracht werden, können standardisierte Bildsensoren als erster und zweiter Bildsensor herangezogen werden, was Herstellungskosten reduziert. So können die Bildsensoren als Massenbauteile erstellt werden, wobei anhand der jeweiligen gewünschten Position der optische Sensor an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst wird. Auch ist es ermöglicht, mittels Verändern der gewünschten Position die Sensitivität des optischen Sensors in bestimmten Bereichen zu verändern, was eine Flexibilität erhöht. So ist bei einer Weiterentwicklung der gewünschten Position es auch weiterhin ermöglicht, bereits vorhandene Bildsensoren weiter zu verwenden, was die Flexibilität weiter erhöht. Auch ist es ermöglicht, bei einer Weiterentwicklung der Bildsensoren diese weiterentwickelten Bildsensoren als erste und zweite Bildsensoren heranzuziehen und in die gewünschte Position zu verbringen, so dass der optische Sensor eine verbesserte Funktionsweise aufweist.Since two image sensors are used to produce the optical sensor, which are brought into the desired position, standardized image sensors can be used as the first and second image sensor, which reduces manufacturing costs. Thus, the image sensors can be created as mass components, wherein the optical sensor is adapted to the respective application on the basis of the respective desired position. It is also possible by changing the desired position to change the sensitivity of the optical sensor in certain areas, which increases flexibility. Thus, with a further development of the desired position, it is still possible to continue to use existing image sensors, which further increases the flexibility. It is also possible, in a further development of the image sensors, to use these further developed image sensors as first and second image sensors and to spend them in the desired position, so that the optical sensor has an improved mode of operation.
Die Erfindung betrifft insbesondere auch einen derart hergestellten optischen Sensor, insbesondere einen Abstandssensor.In particular, the invention also relates to an optical sensor produced in this way, in particular a distance sensor.
Nach der Stabilisierung wird besonders bevorzugt der optische Sensor kalibriert. Hierfür werden die zueinander stabilisierten Bildsensoren beispielsweise in einer Testapparatur, wie einer Messbank, gehalten, und mittels jedes der Bildsensoren wird insbesondere ein Bild erstellt. Anhand eines Vergleichs des erstellten Bilds mit einem Referenzbild, wird geeigneterweise eine Korrektur ermittelt, mittels derer zweckmäßigerweise eine etwaige Bauteil- und/oder Montagetoleranz der beiden Bildsensoren ausgeglichen wird. Alternativ hierzu erfolgt beispielsweise die Kalibrierung nach Montage des optischen Sensors in dem jeweiligen Anwendungsfall.After stabilization, the optical sensor is particularly preferably calibrated. For this purpose, the mutually stabilized image sensors are held, for example, in a test apparatus, such as a measuring bench, and by means of each of the image sensors in particular an image is created. Based on a comparison of the created image with a reference image, a correction is suitably determined, by means of which a possible component and / or assembly tolerance of the two image sensors is expediently compensated. Alternatively, for example, the calibration is carried out after mounting the optical sensor in the respective application.
Zweckmäßigerweise werden der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor an einem gemeinsamen Träger angebunden. Mittels des Trägers erfolgt somit die Stabilisierung der beiden Bildsensoren. Vorzugsweise weist der Träger eine Positionierhilfe auf, wie einen Anschlag, eine Erhebung oder einen Vorsprung. Zweckmäßigerweise werden die beiden Bildsensoren an dem gemeinsamen Träger befestigt, beispielsweise mittels eines Befestigungsmittels, wie einer Schraube, eines Clipses oder dergleichen. Alternativ hierzu werden die Bildsensoren stoffschlüssig an den Träger angebunden, beispielsweise mittels Klebers oder eines Lots. Vorzugsweise erfolgt bei Betrieb mittels des Trägers eine Bestromung der beiden Bildsensoren. Geeigneterweise wird eine Ansteuerung der beiden Bildsensoren über den Träger geleitet. Zum Beispiel wird als Träger eine Leiterplatte herangezogen, welche beispielsweise ein glasfaserverstärktes Epoxidharz aufweist, an dem insbesondere Leiterbahnen angebunden sind, die vorzugsweise aus Kupfer erstellt sind. Hierbei ist zweckmäßigerweise jeder der Bildsensoren mit zumindest einer der Leiterbahnen elektrisch kontaktiert und vorzugsweise an dieser befestigt, insbesondere mittels Lot.Conveniently, the first image sensor and the second image sensor are connected to a common carrier. By means of the carrier thus takes place the stabilization of the two image sensors. Preferably, the carrier has a positioning aid, such as a stop, a survey or a projection. Conveniently, the two image sensors on the common carrier fastened, for example by means of a fastening means, such as a screw, a clip or the like. Alternatively, the image sensors are firmly bonded to the carrier, for example by means of adhesive or a solder. During operation by means of the carrier, energization of the two image sensors preferably takes place. Suitably, a control of the two image sensors is passed over the carrier. For example, a printed circuit board is used as the carrier, which comprises, for example, a glass-fiber-reinforced epoxy resin to which in particular conductor tracks are connected, which are preferably made of copper. In this case, each of the image sensors is expediently electrically contacted with at least one of the conductor tracks and is preferably fastened thereto, in particular by means of solder.
Beispielsweise wird als Träger eine flexible Leiterplatte und/oder eine Anzahl an zueinander angeordneten und, vorzugsweise mittels eines Halters, stabilisierten Leiterplatten herangezogen. Zweckmäßigerweise wird als Träger ein Molded Interconnect Device („MID“, spritzgegossener Schaltungsträger) herangezogen. Das Molded Interconnect Device ist ein spritzgegossenes Kunststoffbauteil, in und/oder an dem vorzugsweise metallische Leiterbahnen angebunden sind, die geeigneterweise aus einem Kupfer erstellt sind. Beispielsweise sind weitere elektrische und/oder elektronische Bauteile an dem Molded Interconnect Device befestigt. Insbesondere wird das Molded Interconnect Device mittels ZweiKomponenten-Spritzguss, Heißprägen oder in einem Laser-MID-Verfahren erstellt. Aufgrund der Heranziehung des Molded Interconnect Devices als Trägers ist es ermöglicht, die Orientierung der beiden Bildsensoren im Wesentlichen vollständig frei zu wählen, sodass die Anzahl der möglichen gewünschten Positionen erhöht ist. So ist es beispielsweise ermöglicht, zwischen den Bildsensoren im Wesentlichen jeden beliebigen Raumwinkel zu wählen, der zu der gewünschten Position korrespondiert. Infolgedessen ist eine Flexibilität weiter erhöht.For example, a flexible printed circuit board and / or a number of mutually arranged and, preferably by means of a holder, stabilized printed circuit boards are used as the carrier. Appropriately, a Molded Interconnect Device ("MID", injection-molded circuit carrier) is used as the carrier. The Molded Interconnect Device is an injection-molded plastic component, in and / or to which preferably metallic conductor tracks are connected, which are suitably made of a copper. For example, further electrical and / or electronic components are attached to the Molded Interconnect Device. In particular, the Molded Interconnect Device is created by means of two-component injection molding, hot stamping or in a laser MID process. Due to the use of the molded interconnect device as a carrier, it is possible to choose the orientation of the two image sensors substantially completely free, so that the number of possible desired positions is increased. For example, it is possible to choose between the image sensors substantially any solid angle that corresponds to the desired position. As a result, flexibility is further increased.
Zweckmäßigerweise wird vor dem ersten und dem zweiten Bildsensor eine gemeinsame Optik angeordnet. Insbesondere wird die Optik in dem jeweiligen Erfassungsbereich positioniert. Mit anderen Worten ist die Optik sowohl in dem ersten Erfassungsbereich als auch in dem zweiten Erfassungsbereich angeordnet. Folglich ist die Optik optisch vor den beiden Bildsensoren angeordnet und somit optisch vor diese geschaltet. Die Optik ist beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff erstellt. Zum Beispiel ist die Optik ein Objektiv oder weist mehrere Objektive auf, von denen insbesondere jeweils eins jedem der Bildsensoren zugeordnet ist. Folglich weist das Objektiv insbesondere zwei Objektive auf. Die Objektive sind geeigneterweise miteinander verbunden und zweckmäßigerweise miteinander einstückig. Die Optik weist beispielsweise eine optische Linse auf und dient geeigneterweise der Sammlung von elektromagnetischer Strahlung. Die Linsen sind beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff erstellt, insbesondere in einem Kunststoffspritzgussverfahren. Insbesondere wird mittels der Optik der erste bzw. zweite Erfassungsbereich geeignet geformt, sodass mittels der Bildsensoren ein bestimmter Raumbereich bei Betrieb überwacht wird. Aufgrund der Optik ist das Anwendungsgebiet des optischen Sensors erhöht. Insbesondere ist die Optik an dem ersten und/oder zweiten Bildsensor angebunden, beispielsweise an diesem befestigt. Insbesondere werden die beiden Bildsensoren mittels der gemeinsamen Optik zueinander stabilisiert. Vorzugsweise wird die gemeinsame Optik an dem Träger angebunden, beispielsweise an diesem befestigt, sofern dieser vorhanden ist. Zweckmäßigerweise sind die Bildsensoren zwischen der Optik und dem Träger angeordnet, so dass beispielsweise eine Sandwich-Bauweise realisiert ist. Alternativ wird die Optik als etwaiger Träger herangezogen.Expediently, a common optical system is arranged in front of the first and the second image sensor. In particular, the optics are positioned in the respective detection area. In other words, the optics are arranged both in the first detection area and in the second detection area. Consequently, the optics is optically arranged in front of the two image sensors and thus optically switched in front of them. The optics are created, for example, from a transparent plastic. For example, the optics is an objective or has several objectives, of which in particular one is assigned to each of the image sensors. Consequently, the lens has in particular two lenses. The lenses are suitably connected to each other and expediently integral with one another. The optic includes, for example, an optical lens and suitably serves for the collection of electromagnetic radiation. The lenses are made for example of a transparent plastic, in particular in a plastic injection molding process. In particular, the first or second detection region is suitably shaped by means of the optics so that a specific spatial region is monitored during operation by means of the image sensors. Due to the optics, the field of application of the optical sensor is increased. In particular, the optics is attached to the first and / or second image sensor, for example attached thereto. In particular, the two image sensors are stabilized relative to one another by means of the common optics. Preferably, the common optics is connected to the carrier, for example, attached to this, if it is present. Conveniently, the image sensors are arranged between the optics and the carrier, so that, for example, a sandwich construction is realized. Alternatively, the optics is used as any carrier.
Vorzugsweise wird in einem weiteren Arbeitsschritt, der zweckmäßigerweise nach der Stabilisierung der beiden Bildsensoren erfolgt, der erste Bildsensor signaltechnisch mit einer Auswerteeinheit verbunden. Ebenso wird der zweite Bildsensor signaltechnisch mit einer Auswerteeinheit verbunden. Die Auswerteeinheit umfasst beispielsweise einen Prozessor und ist zweckmäßigerweise programmierbar. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise an dem etwaigen Träger angebunden. Bevorzugt ist der etwaige Prozessor an dem Träger befestigt, der beispielsweise eine Anzahl an Leiterbahnen aufweist, und insbesondere die Leiterplatte oder das Molded Interconnect Device ist. Die signaltechnische Verbindung erfolgt beispielsweise mittels der Leiterbahnen. In einer weiteren Alternative ist die Auswerteeinheit separat von dem ersten Bildsensor und dem zweiten Bildsensor. Insbesondere weist die Auswerteeinheit ein Gehäuse auf, welches von den beiden Bildsensoren beabstandet ist. Insbesondere ist die Auswerteeinheit von dem etwaigen Träger beabstandet. Die signaltechnische Verbindung erfolgt zweckmäßigerweise zumindest teilweise mittels der etwaigen Leiterbahnen des Trägers und/oder weiterer Leitungen, beispielsweise mittels eines Kabels. Zum Beispiel erfolgt die Übermittlung und/oder Auswertung von mittels der einzelnen Bildsensoren erstellten (Mess-)Daten bei Betrieb zeitlich sukzessive. Mit Worten wird insbesondere bei Betrieb mittels der Auswerteeinheit jeder der Bildsensoren nacheinander abgefragt, insbesondere zyklisch. Dies verringert Störungen und bewirkt eine gleichmäßige Leistungsaufnahme des optischen Sensors sowie führt zu einer im Wesentlichen gleichmäßigen Datenrate.Preferably, in a further step, which expediently takes place after the stabilization of the two image sensors, the first image sensor is signal-wise connected to an evaluation unit. Likewise, the second image sensor is signal-wise connected to an evaluation unit. The evaluation unit comprises, for example, a processor and is expediently programmable. The evaluation unit is preferably connected to the possible carrier. Preferably, the eventual processor is attached to the carrier, which has, for example, a number of printed conductors, and in particular is the printed circuit board or the molded interconnect device. The signaling connection takes place for example by means of the conductor tracks. In a further alternative, the evaluation unit is separate from the first image sensor and the second image sensor. In particular, the evaluation unit has a housing, which is spaced apart from the two image sensors. In particular, the evaluation unit is spaced from the possible carrier. The signal-technical connection is expediently carried out at least partially by means of the possible conductor tracks of the carrier and / or further lines, for example by means of a cable. For example, the transmission and / or evaluation of (measurement) data created by means of the individual image sensors occurs successively in operation during operation. In words, in particular during operation by means of the evaluation unit, each of the image sensors is interrogated one after the other, in particular cyclically. This reduces noise and causes uniform power consumption of the optical sensor and results in a substantially uniform data rate.
Geeigneterweise wird die Auswerteeinheit derart eingestellt, dass lediglich ein Anteil von Messdaten des ersten Bildsensors verarbeitet wird. Beispielsweise weist die Auswerteeinheit hierfür zwei oder mehrere bestimmte Einstellmöglichkeiten auf. Zweckmäßigerweise ist die Auswerteeinheit programmierbar. Aufgrund der Einstellung werden bei Betrieb nicht sämtliche Messdaten des ersten Bildsensors verarbeitet. Beispielsweise werden nicht sämtliche etwaigen Detektorelemente des ersten Bildsensors ausgelesen. Somit ist es ermöglicht, mittels der Einstellung der Auswerteeinheit einen Überwachungsbereich des optischen Sensors („field of view“, FOV) anzupassen. Alternativ oder in Kombination hierzu wird die Auswerteeinheit derart eingestellt, dass lediglich ein Anteil der Messdaten des zweiten Bildsensors bei Betrieb verarbeitet wird. Mit anderen Worten werden nicht sämtliche Messdaten, die mittels des zweiten Bildsensors erstellt werden, bei Betrieb weiterverarbeitet. Zweckmäßigerweise werden die Messdaten einer Anzahl etwaiger Detektorelemente des zweiten Bildsensors bei Betrieb nicht ausgelesen und/oder weiterverarbeitet. Aufgrund der Einstellung der Auswerteeinheit ist bei Betrieb eine Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht, wobei mittels des optischen Sensors nicht sämtliche mögliche Raumbereiche überwacht werden. Diese sind beispielsweise derart gelegen, dass keine Kollision oder dergleichen erfolgen kann. Mit anderen Worten werden diejenigen Raumbereiche nach Einstellung der Auswerteeinheit nicht überwacht, die mittels des optischen Sensors auch nicht überwacht werden sollen. Zusammenfassend ist mittels der Auswahl der gewünschten Position sowie mittels der Einstellung der Auswerteeinheit eine vergleichsweise präzise Einstellung des mittels des optischen Sensors zu überwachenden Raumbereichs ermöglicht, was die Flexibilität erhöht. Vorzugsweise wird die Auswerteeinheit auf die gewünschte Anwendung justiert, wofür beispielsweise ein Parametersatz zur Auswertung der bei Betrieb mittels der Bildsensoren erstellten (Mess-)Daten herangezogen wird.Suitably, the evaluation unit is adjusted such that only a portion of measurement data of the first image sensor is processed. For example, the evaluation unit for this purpose has two or more specific settings. The evaluation unit is expediently programmable. Due to the setting, not all measurement data of the first image sensor are processed during operation. For example, not all possible detector elements of the first image sensor are read out. Thus, it is possible to adjust a monitoring range of the optical sensor ("field of view", FOV) by means of the setting of the evaluation unit. Alternatively or in combination with this, the evaluation unit is set such that only a portion of the measurement data of the second image sensor is processed during operation. In other words, not all measurement data that is created by means of the second image sensor is further processed during operation. Expediently, the measurement data of a number of possible detector elements of the second image sensor are not read out during operation and / or further processed. Due to the setting of the evaluation unit, a processing speed is increased during operation, whereby not all possible spatial areas are monitored by means of the optical sensor. These are, for example, located so that no collision or the like can take place. In other words, those areas of space are not monitored after setting the evaluation unit, which should also not be monitored by means of the optical sensor. In summary, by means of the selection of the desired position and by means of the setting of the evaluation unit, a comparatively precise adjustment of the spatial area to be monitored by means of the optical sensor is made possible, which increases the flexibility. Preferably, the evaluation unit is adjusted to the desired application, for which, for example, a parameter set is used to evaluate the (measurement) data generated during operation by means of the image sensors.
Zweckmäßigerweise werden der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor signaltechnisch mit einer gemeinsamen Schnittstelle verbunden. Beispielsweise erfolgt die Verbindung vor Stabilisierung der beiden Bildsensoren zueinander, oder die beiden Bildsensoren werden mittels der signaltechnischen Verbindung miteinander stabilisiert. Hierfür wird beispielsweise zur signaltechnischen Verbindung mit der Schnittstelle ein starrer Körper herangezogen, wie ein Draht. Insbesondere erfolgt die Verbindung mittels etwaiger Leiterbahnen des Trägers. Vorzugsweise ist die Schnittstelle an dem etwaigen Träger angebunden, und vorzugsweise an diesem befestigt. Zweckmäßigerweise wird hierbei als Träger die Leiterplatte oder das Molded Interconnect Device herangezogen, und die Schnittstelle ist an den etwaigen Leiterbahnen befestigt sowie elektrisch mit diesem kontaktiert. Die Schnittstelle ist besonders bevorzugt ein Stecker. Auf diese Weise ist ein Anschluss erleichtert. Vorzugsweise ist die etwaige Auswerteeinheit mittels der gemeinsamen Schnittstelle, insbesondere mittels des Steckers, mit den beiden Bildsensoren signaltechnisch verbunden. Zur Montage wird zweckmäßigerweise eine Leitung der Auswerteeinheit, beispielsweise ein Kabel, oder die Auswerteeinheit selbst, mit der gemeinsamen Schnittstelle verbunden, und insbesondere in diese gesteckt.Expediently, the first image sensor and the second image sensor are signal-wise connected to a common interface. For example, the connection before stabilization of the two image sensors to each other, or the two image sensors are stabilized by means of signal communication with each other. For this purpose, a rigid body is used, for example, for signaling connection with the interface, such as a wire. In particular, the connection is made by means of any conductor tracks of the carrier. Preferably, the interface is attached to, and preferably attached to, the eventual carrier. Conveniently, the printed circuit board or the Molded Interconnect Device is used as the carrier, and the interface is attached to the possible tracks and electrically contacted with this. The interface is particularly preferably a plug. In this way, a connection is facilitated. Preferably, the evaluation unit is signal-technically connected by means of the common interface, in particular by means of the plug, with the two image sensors. For mounting, a line of the evaluation unit, for example a cable, or the evaluation unit itself is expediently connected to the common interface, and in particular plugged into it.
Beispielsweise umfasst der optische Sensor einen dritten Bildsensor. Besonders bevorzugt werden weitere Bildsensoren mit einem jeweiligen Erfassungsbereich bereitgestellt und bezüglich des ersten Bildsensors sowie bezüglich des zweiten Bildsensors in der gewünschten Position angeordnet und stabilisiert. Hierbei sind die weiteren Bildsensoren zueinander ebenfalls besonders bevorzugt geeignet positioniert und zueinander stabilisiert. Die gewünschte Position umfasst somit sowohl die Anordnung des ersten, des zweiten, sowie der weiteren Bildsensoren. Vorzugsweise werden die weiteren Bildsensoren in gleicher Art und Weise zueinander und zu dem ersten und zweiten Bildsensor stabilisiert, wie der erste Bildsensor zu dem zweiten Bildsensor. Insbesondere werden die weiteren Bildsensoren hierfür an dem etwaigen Träger angebunden, der beispielsweise die Leiterplatte oder das Molded Interconnect Device ist. Geeigneterweise erfolgt eine signaltechnische Verbindung der weiteren Bildsensoren mit der etwaigen Auswerteeinheit und /oder der etwaigen gemeinsamen Schnittstelle. Vorzugsweise wird vor den weiteren Bildsensoren ebenfalls die Optik angeordnet.By way of example, the optical sensor comprises a third image sensor. Particularly preferred further image sensors are provided with a respective detection area and arranged and stabilized in the desired position with respect to the first image sensor as well as with respect to the second image sensor. In this case, the further image sensors are likewise particularly preferably suitably positioned relative to one another and stabilized relative to one another. The desired position thus comprises both the arrangement of the first, the second and the further image sensors. Preferably, the further image sensors are stabilized in the same way to one another and to the first and second image sensor as the first image sensor to the second image sensor. In particular, the further image sensors for this purpose are connected to the possible carrier, which is, for example, the printed circuit board or the Molded Interconnect Device. Suitably, a signaling connection of the further image sensors with the possible evaluation unit and / or the possible common interface takes place. Preferably, the optics are also arranged in front of the further image sensors.
Zusammenfassend weist der optische Sensor insgesamt
Beispielsweise sind sämtliche Bildsensoren in einer Linie angeordnet. Mit anderen Worten entspricht die gewünschte Position einer Linienanordnung der Bildsensoren. Die Linie selbst ist beispielsweise eine Gerade oder ein Halbkreis. Beispielsweise ist die Linie die Außenbegrenzung eines Vielecks, insbesondere eines regelmäßigen Vielecks. Aufgrund der Anordnung entlang der Linie ist eine Positionierung der Bildsensoren vereinfacht. Alternativ hierzu sind die Bildsensoren auf einer Fläche angeordnet, die beispielsweise eben ausgestaltet ist. Mit anderen Worten sind sämtliche Bildsensoren in einer Ebene angeordnet. Hierbei sind die Bildsensoren zweckmäßigerweise an der etwaigen Leiterplatte befestigt. Alternativ hierzu ist die Fläche beispielsweise eine Kugeloberfläche oder entsprechend dem Anforderungsprofil an den optischen Sensor ausgestaltete Fläche. Geeigneterweise wird hierbei als Träger das Molded Interconnect Device herangezogen, an dem die Bildsensoren angebunden sind. Aufgrund einer derartigen Anordnung sind einerseits die Bildsensoren vergleichsweise stabil gehalten. Andererseits ist ein zu überwachender Bereich vergleichsweise frei wählbar, was die Flexibilität weiter erhöht.For example, all image sensors are arranged in a line. In other words, the desired position corresponds to a line arrangement of the image sensors. The line itself is for example, a straight line or a semicircle. For example, the line is the outer boundary of a polygon, in particular a regular polygon. Due to the arrangement along the line positioning of the image sensors is simplified. Alternatively, the image sensors are arranged on a surface that is configured, for example, just. In other words, all image sensors are arranged in one plane. Here, the image sensors are conveniently attached to the eventual circuit board. Alternatively, the surface is, for example, a spherical surface or surface configured according to the requirement profile of the optical sensor. Suitably, the molded interconnect device to which the image sensors are connected is used here as the carrier. Due to such an arrangement, on the one hand the image sensors are kept relatively stable. On the other hand, an area to be monitored is comparably freely selectable, which further increases the flexibility.
Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu sind die Bildsensoren derart angeordnet, dass mittels der Erfassungsbereiche der Bildsensoren zwei zueinander beabstandete Ebenen gebildet werden. Die beiden Ebenen sind zweckmäßigerweise parallel zueinander und beispielsweise fächerförmig von dem optischen Sensor weg verlaufend ausgestaltet. Insbesondere sofern der optische Sensor als Abstandssensor verwendet wird, ist hierbei eine Positionsänderung eines mittels des optischen Sensors erfassten Hindernisses erfassbar. Beispielsweise ist eine weitere oder mehr derartige Ebenen mittels der Erfassungsbereiche gebildet, die zu den bereits vorhandenen Ebenen beabstandet sind, und zu diesen beispielsweise ebenfalls fächerförmig verlaufen. Auf diese Weise ist eine Auflösung und Auswertung weiter verbessert. Die (beiden) Ebenen verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu einem etwaigen Verstellweg des etwaigen Verstellteils, sofern der optische Sensor als Abstandssensor herangezogen wird. Bei Bewegung des Verstellteils werden zweckmäßigerweise die Ebenen ebenfalls mit bewegt, sodass diese den Bereich, den das Verstellteil einnehmen wird, vor diesem überstreichen, insbesondere bei einer Öffnungsbewegung.Alternatively or particularly preferably in combination with this, the image sensors are arranged such that two mutually spaced planes are formed by means of the detection regions of the image sensors. The two planes are expediently configured parallel to one another and, for example, fan-shaped running away from the optical sensor. In particular, if the optical sensor is used as a distance sensor, in this case a change in position of an obstacle detected by means of the optical sensor can be detected. For example, a further or more such levels are formed by means of the detection areas, which are spaced apart from the already existing planes, and to which, for example, likewise run fan-shaped. In this way, a resolution and evaluation is further improved. The (two) planes preferably run substantially perpendicular to a possible adjustment path of the possible adjustment part, if the optical sensor is used as a distance sensor. During movement of the adjustment part, the planes are expediently also moved so that they cover the area which the adjustment part will occupy before it, in particular during an opening movement.
Geeigneterweise werden baugleiche Bildsensoren herangezogen. Folglich ist der erste Bildsensor baugleich zu dem zweiten Bildsensor. Vorzugsweise sind die etwaigen weiteren Bildsensoren baugleich zu dem ersten und den zweiten Bildsensoren. Folglich können vergleichsweise viele Gleichteile zur Herstellung des optischen Sensors herangezogen werden, was Herstellungskosten reduziert.Suitably identical image sensors are used. Consequently, the first image sensor is identical to the second image sensor. Preferably, the possible further image sensors are identical in construction to the first and the second image sensors. Consequently, comparatively many identical parts can be used to manufacture the optical sensor, which reduces manufacturing costs.
Zweckmäßigerweise werden die Bildsensoren derart angeordnet, dass sich deren Erfassungsbereiche zumindest teilweise überlappen. Somit wird bei Betrieb das gleiche Objekt sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Bildsensor erfasst, sofern sich dieses in dem Überlappungsbereich der beiden Erfassungsbereiche befindet. Auf diese Weise ist eine Sicherheit erhöht und/oder eine Winkelauflösung verbessert. Beispielsweise werden mittels der etwaigen Optik die überlappenden Erfassungsbereiche geeignet gelenkt. Alternativ überlappen sich die Erfassungsbereiche nicht, und mittels der etwaigen Optik wird ein Überlappungsbereich der mittels der Bildsensoren überwachten Raumbereiche gebildet.Advantageously, the image sensors are arranged such that their detection areas overlap at least partially. Thus, during operation, the same object is detected with both the first and the second image sensor, provided that it is in the overlapping area of the two detection areas. In this way, a security is increased and / or improved angular resolution. For example, by means of the possible optics, the overlapping detection areas are suitably steered. Alternatively, the detection areas do not overlap, and by means of the possible optics an overlapping area of the space areas monitored by the image sensors is formed.
Zwei Standard-Bildsensoren werden zur Herstellung eines optischen Sensors eines Kraftfahrzeugs verwendet. Hierbei werden die beiden Standard-Bildsensoren in einer gewünschten Position zueinander angeordnet und zueinander stabilisiert. Einer der Standard-Bildsensoren wird als erster Bildsensor und der weitere als zweiter Bildsensor herangezogen. Die Standard-Bildsensoren werden beispielsweise üblicherweise zur Erstellung einer Kamera, beispielsweise in einem Mobilfunktelefon verwendet, sodass diese in vergleichsweise hohen Stückzahlen vorliegen, was Herstellungskosten reduziert.Two standard image sensors are used to make an optical sensor of a motor vehicle. Here, the two standard image sensors are arranged in a desired position to each other and stabilized to each other. One of the standard image sensors is used as the first image sensor and the other as a second image sensor. The standard image sensors are typically used, for example, to create a camera, for example in a mobile telephone, so that they are available in relatively high numbers, which reduces manufacturing costs.
Das Assistenzsystem ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und dient der Abstandserkennung. Das Assistenzsystem weist einen optischen Sensor auf, der gemäß einem Verfahren hergestellt wird, bei dem ein erster Bildsensor mit einem ersten Erfassungsbereich und ein zweiter Bildsensor mit einem zweiten Erfassungsbereich bereitgestellt wird. Der zweite Bildsensors wird bezüglich des ersten Bildsensors in einer gewünschten Position angeordnet, und der erste Bildsensor wird bezüglich des zweiten Bildsensors stabilisiert. Ferner umfasst das Assistenzsystem eine Beleuchtungsvorrichtung, wie beispielsweise eine LED (Light Emitting Diode) oder einen Laser. Vorzugsweise umfasst das Assistenzsystem eine Steuereinheit, mittels derer die Beleuchtungsvorrichtung und/oder der optische Sensor gesteuert wird, bzw. mittels dessen etwaige Messdaten ausgewertet werden.The assistance system is a component of a motor vehicle and is used for distance detection. The assistance system has an optical sensor which is produced according to a method in which a first image sensor with a first detection area and a second image sensor with a second detection area are provided. The second image sensor is arranged in a desired position with respect to the first image sensor, and the first image sensor is stabilized with respect to the second image sensor. Furthermore, the assistance system comprises a lighting device, such as an LED (Light Emitting Diode) or a laser. Preferably, the assistance system comprises a control unit, by means of which the illumination device and / or the optical sensor is controlled, or by means of which any measurement data are evaluated.
Vorzugsweise wird bei Betrieb mittels der Beleuchtungsvorrichtung ein bestimmter Raumbereich beleuchtet. Beispielsweise wird der Raumbereich vollständig ausgeleuchtet oder sukzessive. Hierbei wird von einem sich in dem Raumbereich befindenden Objekt, das mittels der Beleuchtungsvorrichtung ausgesandte Licht reflektiert oder gestreut. Dieses wird mittels des optischen Sensors erfasst. Vorzugsweise erfolgt mittels Bestimmung der Zeitdauer, die zwischen Aussenden des Lichts und Erfassend des Lichts liegt, unter Heranziehung der Lichtgeschwindigkeit eine Bestimmung des Abstands des Objekts von dem Assistenzsystem, insbesondere von dem optischen Sensor / der Beleuchtungsvorrichtung. Beispielsweise ist die Beleuchtungsvorrichtung und zumindest einer der optischen Sensoren ein Bestandteil eines sogenannten „Time of Flight“-Sensors (ToF-Sensor).Preferably, when operating by means of the lighting device, a certain area of space is illuminated. For example, the room area is completely illuminated or successive. In this case, the light emitted by the illumination device is reflected or scattered by an object located in the spatial area. This is detected by means of the optical sensor. Preferably, by determining the time period between emission of the light and detection of the light, using the speed of light, a determination is made of the distance of the object from the assistance system, in particular from the optical sensor / the illumination device. For example, the lighting device and at least one of the optical sensors is a Part of a so-called "Time of Flight" sensor (ToF sensor).
Geeigneterweise erfolgt nach Montage des Assistenzsystems an dem Kraftfahrzeug eine Kalibrierung. Infolgedessen werden etwaige Montagefehler und/oder eine Abweichung, wie eine Toleranz, berücksichtigt. Alternativ oder in Kombination hierzu erfolgt die Kalibrierung insbesondere nach Fertigung des Assistenzsystems und vor Montage an dem Kraftfahrzeug. Zur Kalibrierung wird beispielsweise ein Objekt in einem vordefinierten Abstand zu dem optischen Sensor und/oder der Beleuchtungsvorrichtung positioniert und dessen Abstand bestimmt. Der vordefinierte Abstand wird mit dem bestimmten (errechneten) Abstand verglichen. Dieser wird mittels eines Korrekturfaktors auf den vordefinierten Wert abgeändert.Suitably, a calibration is carried out after the assistance system has been mounted on the motor vehicle. As a result, any assembly errors and / or deviation, such as tolerance, are taken into account. Alternatively or in combination for this purpose, the calibration takes place in particular after production of the assistance system and before mounting on the motor vehicle. For calibration, for example, an object is positioned at a predefined distance from the optical sensor and / or the illumination device and its distance determined. The predefined distance is compared with the determined (calculated) distance. This is modified by means of a correction factor to the predefined value.
Die Erfindung betrifft ferner eine elektromotorische Verstelleinrichtung. Die elektromotorische Verstelleinrichtung ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und umfasst ein mittels eines Elektromotors angetriebenes Verstellteil. Das Verstellteil ist beispielsweise eine Seitenscheibe, ein Schiebedach, ein Verdeck, ein Sitz oder ein Teil eines Sitzes. Bevorzugt ist das Verstellteil eine Tür, und die elektromotorische Verstelleinrichtung ist eine (elektromotorische) Türverstellung. Die Tür ist beispielsweise eine Seitentür, welche insbesondere eine Schwenktür oder eine Schiebetür ist. Alternativ hierzu ist die Tür eine Heckklappe. Der Elektromotor ist beispielsweise ein bürstenbehafteter Kommutatormotor. Zweckmäßigerweise ist der Elektromotor ein bürstenloser Elektromotor, insbesondere ein Gleichstrommotor. Vorzugsweise ist der Elektromotor ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) und/oder ein Synchronmotor. Das Verstellteil ist mit dem Elektromotor mechanisch gekoppelt, beispielsweise mittels eines Getriebes, wie eines Schneckengetriebes. Alternativ oder in Kombination hierzu ist zwischen dem Elektromotor und dem Verstellteil eine Spindel oder ein Seilzug mechanisch angeordnet.The invention further relates to an electromotive adjusting device. The electromotive adjusting device is a component of a motor vehicle and comprises an adjusting part driven by means of an electric motor. The adjustment is, for example, a side window, a sunroof, a hood, a seat or a part of a seat. The adjusting part is preferably a door, and the electromotive adjusting device is an (electromotive) door adjustment. The door is for example a side door, which is in particular a hinged door or a sliding door. Alternatively, the door is a tailgate. The electric motor is, for example, a brushed commutator motor. Conveniently, the electric motor is a brushless electric motor, in particular a DC motor. Preferably, the electric motor is a brushless DC motor (BLDC) and / or a synchronous motor. The adjustment is mechanically coupled to the electric motor, for example by means of a transmission, such as a worm gear. Alternatively or in combination with this, a spindle or a cable is mechanically arranged between the electric motor and the adjusting part.
Die elektromotorische Verstelleinrichtung umfasst ein Assistenzsystem zur Abstandserkennung, welches insbesondere der Vermeidung einer Kollision bei Betätigung dient. Das Assistenzsystem weist einen optischen Sensor auf, der gemäß obigen Verfahren hergestellt ist, und der somit zumindest zwei zueinander stabilisierte Bildsensoren umfasst. Bevorzugt ist der optische Sensor im Bereich einer Außenkante des Verstellteils angeordnet. Hierbei ist der optische Sensor beispielsweise an dem Verstellteil selbst oder an einem weiteren Bestandteil der elektromotorischen Verstelleinrichtung, beispielsweise einem Scharnier oder einem Rahmen, angeordnet, der bei einer Verschwenkung des Verstellteils stationär verbleibt. Insbesondere wird mittels des optischen Sensors überwacht, ob die Tür gegen einen Bordstein oder dergleichen verschwenkt wird. Insbesondere sind die Erfassungsbereiche der Bildsensoren zu einer Ebene angeordnet, die von der Tür beabstandet ist, beispielsweise zwischen 5 cm und 20 cm und insbesondere gleich im Wesentlichen 10 cm. Die Erfassungsbereiche sind bevorzugt in einem etwaigen Verstellbereich des Verstellteils angeordnet. Insbesondere befinden sich die Erfassungsbereiche außerhalb des Kraftfahrzeugs.The electromotive adjusting device comprises an assistance system for distance detection, which serves in particular to avoid a collision when actuated. The assistance system has an optical sensor, which is manufactured in accordance with the above method, and thus comprises at least two image sensors stabilized relative to each other. The optical sensor is preferably arranged in the region of an outer edge of the adjusting part. In this case, the optical sensor is arranged, for example, on the adjusting part itself or on a further component of the electromotive adjusting device, for example a hinge or a frame, which remains stationary when the adjusting part is pivoted. In particular, it is monitored by means of the optical sensor, whether the door is pivoted against a curb or the like. In particular, the detection areas of the image sensors are arranged to a plane which is spaced from the door, for example between 5 cm and 20 cm and in particular equal to substantially 10 cm. The detection areas are preferably arranged in a possible adjustment range of the adjustment part. In particular, the detection areas are outside the motor vehicle.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren / dem optischen Sensor ausgeführten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf die Verwendung / das Assistenzsystem /die elektromotorische Verstelleinrichtung zu übertragen und umgekehrt.The refinements and advantages embodied in connection with the method / the optical sensor are also to be correspondingly transferred to the use / the assistance system / the electromotive adjusting device and vice versa.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer elektromotorische Verstelleinrichtung, die ein Assistenzsystem mit einem Abstandssensor aufweist, -
2 ein Verfahren zur Herstellung des Abstandssensors, -
3 unterschiedliche Kalibrierungen des Abstandssensors, und -
4 -7 unterschiedliche Ausgestaltungsformen des Abstandssensors.
-
1 1 shows a motor vehicle with an electromotive adjusting device, which has an assistance system with a distance sensor, -
2 a method for producing the distance sensor, -
3 different calibrations of the distance sensor, and -
4 -7 different embodiments of the distance sensor.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In
Zur Vermeidung hiervon weist der Verstellantrieb
Bei einer weiteren Bewegung des Verstellteils
In
In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt
In einem sich anschließenden dritten Arbeitsschritt
In einem sich anschließenden vierten Arbeitsschritt
In einem fünften Arbeitsschritt
In einem sechsten Arbeitsschritt
Die jeweilige Ebene
In einem achten Arbeitsschritt
In einem neunten Arbeitsschritt
In
In
In
Zusammenfassend werden Standard-Bildsensoren
Die einzelnen Bildsensoren
Zusammenfassend werden Standardbauteile, insbesondere Standardbildsensoren
Aufgrund der Einstellung der Auswerteeinheit
Aufgrund der Einstellung der Auswerteeinheit
Aufgrund der Verwendung der Standardbildsensoren
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the individual embodiments are also combinable with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 44
- Verstellantriebadjustment
- 66
- Elektromotorelectric motor
- 88th
- Verstellteiladjusting part
- 1010
- Scharnierhinge
- 1212
- Verstellwegadjustment
- 1414
- Hindernisobstacle
- 1616
- Assistenzsystemassistance system
- 1818
- optischer Sensoroptical sensor
- 2020
- Beleuchtungsvorrichtunglighting device
- 2222
- Ebenenlevels
- 2424
- Seitenscheibeside window
- 2626
- Verfahrenmethod
- 2828
- erster Arbeitsschrittfirst step
- 3030
- erster Bildsensorfirst image sensor
- 3232
- zweiter Bildsensorsecond image sensor
- 3434
- weiterer Bildsensoranother image sensor
- 3636
- erster Erfassungsbereichfirst detection area
- 3838
- zweiter Erfassungsbereichsecond coverage area
- 4040
- weiterer Erfassungsbereichfurther coverage
- 4242
- zweiter Arbeitsschrittsecond step
- 4444
- gewünschte Positiondesired position
- 4646
- dritter Arbeitsschrittthird step
- 4848
- Trägercarrier
- 5050
- Leiterbahnconductor path
- 5252
- vierter Arbeitsschrittfourth step
- 5454
- Schnittstelleinterface
- 5656
- fünfter Arbeitsschrittfifth step
- 5858
- Optikoptics
- 6060
- sechster Arbeitsschrittsixth step
- 6262
- Auswerteeinheitevaluation
- 6464
- Leitungmanagement
- 6666
- siebter Arbeitsschrittseventh step
- 6868
- erster Überwachungsbereichfirst surveillance area
- 7070
- zweiter Überwachungsbereichsecond surveillance area
- 7272
- dritter Überwachungsbereichthird surveillance area
- 7474
- achter Arbeitsschritteighth step
- 7676
- neunter Arbeitsschrittninth step
- 7878
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DE102017211098.8A DE102017211098A1 (en) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Method for producing an optical sensor |
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ID=64662141
Family Applications (1)
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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-
2017
- 2017-06-29 DE DE102017211098.8A patent/DE102017211098A1/en active Pending
Patent Citations (4)
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