DE102018002992A1 - Optische Sensorik mit Lichtleiterelement - Google Patents

Optische Sensorik mit Lichtleiterelement Download PDF

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Abstract

Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE), welches sich auszeichnet, dass
- das Lichtleiterelement (LE) bidirektional ausgebildet ist, um eine oder mehrere Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) in zwei unterschiedliche Richtungen zu leiten,
- das bidirektional ausgebildete Lichtleiterelement (LE) als Mehr-Komponenten-Lichtleiterelement (2KLE) ausgebildet ist, wobei
- dass Mehr-Komponenten-Lichtleiterelement (2KLE) einstückig ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Optische Sensorik mit Lichtleiterelement.
  • Der Trend der Fahrzeugentwicklung in den letzten Jahren zeigt, dass die Fahrzeuge zunehmend größer werden - egal ob SUV oder konventionelle Kraftfahrzeuge.
  • Ein Problem welches dadurch entsteht ist, dass das Parken auf Parkplätzen bzw. in Garagen immer schwieriger / problematischer wird, da die Größe der Parkplätze bzw. der Garagen immer gleichbleibt, bzw. diesem „Wachstums-Trend“ nicht folgt.
  • Für viele Fahrzeugführer ist das vorwärts Einparken gerade noch so machbar, wohingegen die Fahrzeugführer beim rückwärts Ausparken oftmals an deren fahrtechnischen Grenzen gelangen.
  • Letzteres kann sehr gut in Parkhäusern anhand der vielfältigen Lackspuren an den „Begrenzungen“, sowie an den Tor-Leibungen bei Garagen beobachtet werden.
  • Aufgabe der Erfindung:
  • Die Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden,
    1. a) eine optische Sensorik, insbesondere in Form einer Fahrzeugführer-Assistenzfunktion zur Verfügung zu stellen,
    2. b) mittels diesem der Fahrzeugführer insbesondere beim rückwärts Ausparken unterstützt wird, damit
    3. c) ein Schrammen wie oben bzw. zum Stand der Technik beschrieben nach Möglichkeit verhindert wird.
  • Zum leichteren Verständnis der Problematik, ist dies mit der beigefügten 1 und 2 visuell dargestellt, die später noch genauer beschrieben werden.
  • Lösung der Aufgabe:
  • Gelöst wird die Aufgabe, indem im Bereich der Außen-Seitenspiegel oder des elektrischen Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystems des Fahrzeuges, eine optische Sensorik angeordnet wird, damit speziell dieser Bereich überwacht werden kann, wobei sich die optische Sensorik derart auszeichnet, dass diese ein Lichtleitelement aufweist, wobei ferner
    • - das Lichtleiterelement bidirektional ausgebildet ist, um eine oder mehrere Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums in zwei unterschiedliche Richtungen zu leiten, und
    • - das bidirektional ausgebildete Lichtleiterelement als Mehr-Komponenten-Lichtleiterelement ausgebildet ist, wobei
    • - dass Mehr-Komponenten-Lichtleiterelement einstückig ausgebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich das Lichtleiterelement der optischen Sensorik dadurch aus, dass die mindestens zwei Komponenten des einstückigen Mehr-Komponenten-Lichtleiterelementes zueinander ein geringes Übersprechen aufweisen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich das Lichtleiterelement der optischen Sensorik dadurch aus, dass das einstückige Mehr-Komponenten-Lichtleiterelemente in einem Fahrzeug-Anbauteil, insbesondere einem Außen-Seitenspiegel oder einem elektrischen Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystem integriert ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich das Lichtleiterelement der optischen Sensorik dadurch aus, dass die Ein-Kopplung der einen oder mehreren Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums, zur Geringhaltung des Streulichtes, im innenliegenden Komponentenbereich des einstückigen Mehr-Komponenten-Lichtleiterelementes erfolgt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich das Lichtleiterelement der optischen Sensorik dadurch aus, dass das einstückige Mehr-Komponenten-Lichtleiterelemente, als Glasfaser-Technik und/oder als Kunststoff-Technik realisiert ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich das Lichtleiterelement der optischen Sensorik dadurch aus, dass sich die Elektronik der optischen Sensorik und die Elektronik zur Spiegelverstellung auf einer gemeinsamen Leiterplatte befinden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich die optische Sensorik dadurch aus, dass die optische Sensorik als umgebungserfassendes Fahrzeugführer-Assistenzsystem ausgebildet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich die optische Sensorik dadurch aus, dass das umgebungserfassende Fahrzeugführer-Assistenzsystem den Fahrzeugführer beim Rückwärtsfahren des Fahrzeuges, insbesondere als Garagenausfahrt-Assistent, unterstützt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich die optische Sensorik dadurch aus, dass das umgebungserfassende Fahrzeugführer-Assistenzsystem beim Rückwärtsfahren bedarfsgerecht eine automatische Spurkorrektur durchführt, wobei anstatt einer automatischen Spurkorrektur, alternativ das Fahrzeugführer-Assistenzsystem ausgebildet ist, um
    • - eine automatische Bremsung (Fahrzeugstillstand) einleiten, und/oder
    • - ein automatisches Einklappen des Spiegels zu veranlassen, und/oder
    • - eine akustische / haptische Warnmeldung zu generieren.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Sensorik mit Lichtleiterelement zeichnet sich die optische Sensorik / das Fahrzeugführer-Assistenzsystem dadurch aus, dass die automatische Spur-Korrektur beim Rückwärtsfahren derart erfolgt, dass das Fahrzeug, bzw. der Außen-Seitenspiegel oder das elektrische Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystem des Fahrzeuges dem Hindernis „ausweicht“, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der maximale Versatz von der Spurführung dann ist, wenn der Spiegel das Hindernis „passiert“, und in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach dem passieren, dass Fahrzeug wieder in die ursprüngliche Spur „zurückgeführt“ wird
  • Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei auch eine Kombination der Merkmale der einzelnen Figuren im Schutzumfang enthalten sind. Alle Figuren sind nur Prinzip-Darstellungen (nicht maßstabsgetreu). Dabei zeigen:
    • 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug, welches rückwärts aus einer Garage ausfährt.
    • 2 zeigt analog zur 1 schematisch ein Fahrzeug, welches rückwärts aus einer Garage ausfährt, jedoch einen Versatz mittig zur Garagentoröffnung aufweist.
    • 3 zeigt analog zur 2 schematisch ein Fahrzeug, welches rückwärts aus einer Garage ausfährt, und einen Versatz mittig zur Garagentoröffnung aufweist, wobei im Bereich des Außen-Seitenspiegel oder das elektrische Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystem des Fahrzeuges sich eine optische Sensorik befindet.
    • 4 zeigt analog zur 2 schematisch ein Fahrzeug, welches rückwärts aus einer Garage ausfährt, und einen Versatz mittig zur Garagentoröffnung aufweist, wobei das Fahrzeugführer-Assistenzsystem aufgrund der bestehenden Gefahr eine automatische Spur-Korrektur initiiert, bzw. eine alternativ Maßnahme durchführt.
    • 5 zeigt schematisch ein Realisierungsbeispiel eines Kraftfahrzeug-Spiegels (Spiegel stellvertretend als Synonym für Außen-Seitenspiegel oder des elektrischen Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystems), welches eine gemeinsame Leiterplatte zeigt, auf dieser sich sowohl die Elektronik der optischen Sensorik wie auch die Elektronik zur Spiegelverstellung befinden.
    • 6 zeigt schematisch ein Realisierungsbeispiel einer optischen Sensorik im Bereich des Kraftfahrzeug-Spiegels anhand von Fotos, welches ein in den Spiegel eingearbeitetes Kunststoffelement (gemäß dem Stand der Technik) zeigt, wobei das eingearbeitete Kunststoffelement (Lichtleiter-Technik) sowohl als Fahrtrichtungsanzeige (Blinker-Signal) wie auch erfindungsgemäß als bidirektionales Lichtleiterelement ausgebildet ist, um eine oder mehrere Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums in zwei unterschiedliche Richtungen zu leiten.
    • 7 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Lichtleiterelement mit weiteren Details.
    • 8 zeigt schematisch ein Applikationsbeispiel welches visuell das Funktionsprinzip der automatischen Spur-Korrektur zeigt, wobei ergänzend zur 4, die Spur-Korrektur vervollständigt wird.
  • Die 1 zeigt ein Fahrzeug (F), welches rückwärts (R) aus einer Garage (G) ausfährt. Wie aus der 1 weiter hervorgeht, besteht bei diesem Fahrszenario keine Gefahr, da das Fahrzeug (F) mittig zur Garage (G) ist.
  • Wie aus der 1 jedoch bereits zu erkennen ist, ist die Toröffnung / Toraussparung der Garage (G) nur geringfügig breiter, als die Fahrzeugbreite incl. der Seitenspiegel (S) (Seitenspiegel stellvertretend als Synonym für Außen-Seitenspiegel (S) oder des elektrischen Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystems).
  • Die 2 zeigt ein Fahrzeug (F), welches rückwärts (R) aus einer Garage (G) ausfährt. Wie aus der 2 weiter hervorgeht, besteht bei diesem Fahrscenario bereits eine Gefahr, da das Fahrzeug (F) NICHT mittig zur Garage (G) ist.
  • Die herkömmlichen Ultra-Schall-Sensoriken (US) (nur exemplarisch gezeigt und mit US bezeichnet) gemäß dem Stand der Technik, können diese Gefahr (Schrammen des Spiegels (S) an der Leibung („H“) der Toröffnung) nicht erkennen, da diese als Einparkhilfe wirkenden Ultra-Schall-Sensoriken (US) vorzugsweise im Bereich der hinteren und vorderen „Stoßstange“ angeordnet sind.
  • Die 3 zeigt analog zur 2 schematisch ein Fahrzeug (F), welches rückwärts (R) aus einer Garage (G) ausfährt, und einen Versatz mittig zur Garagentoröffnung aufweist, wobei wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, befindet sich im Bereich des Außen-Seitenspiegel (S) oder des elektrischen Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystems des Fahrzeuges (F) erfindungsgemäß eine optische Sensorik (OS), dessen Erfassungscharakteristik - vorzugsweise mit schmaler Keulenform - nach hinten, parallel zur Fahrzeuglängsachse gerichtet, bzw. wirkend ist.
  • Anmerkung:
  • Der mit OS gekennzeichnete Pfeil (in der 3 und weiteren Fig.) ist symbolisch stellvertretend für die optische Sensorik (OS) und zeigt die Erfassungs- / die Wirkcharakteristik der optischen Sensorik (OS) an, wobei sich die eigentliche Elektronik incl. Lichtleiter-Element sich im Seitenspiegel (S) befinden.
  • Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, kann mittels der erfindungsgemäßen optischen Sensorik (OS) im Bereich des Seitenspiegels (S) eine potentielle / prädizierte Kollision, bzw. ein Schrammen des Seitenspiegels (S) an der Torleibung („H“) (welche quasi ein Hindernis (H) darstellt) bei einer Rückwärtsfahrt (R) exakt überwacht / prognostiziert werden - um im weiteren Verlauf (in der 3) nicht näher gezeigte Gegenmaßnahmen einzuleiten / zu initiieren.
  • Die 4 zeigt analog zur 2 schematisch ein Fahrzeug (F), welches rückwärts (R) aus einer Garage (G) ausfährt, und einen Versatz mittig zur Garagentoröffnung aufweist, wobei das Fahrzeugführer-Assistenzsystem aufgrund der bestehenden Gefahr eine automatische Spur-Korrektur (SK) initiiert, bzw. eine alternativ Maßnahme durchführt.
  • Wie aus der 4 hierzu weiter ersichtlich ist, zeigt die optische Sensorik (OS) die als Fahrzeugführer-Assistenzsystem ausgebildet ist, das Fahrzeugführer-Assistenzsystem in Aktion, nachdem eine Kollision, bzw. ein Schrammen des Seitenspiegels (S) an der Leibung der Toröffnung („H“) prädiziert wurde, indem wie aus der 4 ersichtlich ist, das umgebungserfassende Fahrzeugführer-Assistenzsystem beim Rückwärtsfahren (R) als Gegenmaßnahme zur Schadensvermeidung bedarfsgerecht eine automatische (geringfügige) Spurkorrektur (SK) durchführt - sofern dies der verfügbare Platz / Abstand auf der gegenüberliegende Fahrzeugseite zur Garagentorleibung zulässt, wobei alternativ, oder sofern eine Spur-Korrektur (SK) nicht möglich ist anstatt dessen, das Fahrzeugführer-Assistenzsystem ausgebildet ist, um
    • - eine automatische Bremsung (Fahrzeugstillstand) einleiten, und/oder
    • - ein automatisches Einklappen des Spiegels (S) zu veranlassen (wie aus der 4 angedeutet), und/oder
    • - eine akustische / haptische Warnmeldung zu generieren.
  • Wie aus der 4 hierzu weiter schematisch hervorgeht, wird eine automatische Spur-Korrektur (SK) (z.B. via Überlagerungslenkung) durchgeführt, wobei im Regelfall diese Spur-Korrektur (SK) vom Fahrzeugführer nicht wahrnehmbar sein dürfte, da es in der Praxis meist nur wenige Zentimeter an Korrektur bedarf.
  • Wie in der 4 nicht näher gezeigt, jedoch zuvor bereits erörtert, wird in einer weiteren alternativen Ausführungsformen der Erfindung vorgeschlagen, dass sofern eine automatische (geringfügige) Spur-Korrektur (SK) nicht zielführend ist, dass das Fahrzeugführer-Assistenzsystem bei der Erkennung einer prädizierten Kollision, bzw. Schrammen des Seitenspiegels (S) an der Leibung der Toröffnung („H“), ersatzweise
    • - eine automatische Bremsung (Fahrzeugstillstand) einleitet, und/oder
    • - ein automatisches Einklappen des Spiegels (S) veranlasst, und/oder
    • - eine akustische / haptische Warnmeldung generiert.
  • Die 5 zeigt schematisch ein Realisierungsbeispiel eines Kraftfahrzeug-Spiegels (S) (Kraftfahrzeug-Spiegel stellvertretend als Synonym für Außen-Seitenspiegel (S) oder des elektrischen Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystems), welches eine gemeinsame Leiterplatte (LP) zeigt, auf dieser sich sowohl die Elektronik (EOS) der optischen Sensorik (OS) wie auch die Elektronik (ESV) zur Spiegelverstellung (SV) befinden.
  • Wie in der 5 nicht näher gezeigt, ist es auch möglich, dass in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die optische Sensorik (OS) - insbesondere bei elektronischen Spiegelersatzsystemen - als Kamera (K) realisiert wird, mittels dieser analog zur zuvor beschriebenen und gezeigten erfindungsgemäßen Realisierung der optischen Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE), ein ausgesendetes (sichtbares oder unsichtbares) Lichtspektrum / ein ausgesendetes elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) auf Reflektion (RF) überwacht wird, um anhand der Reflektion (RF) auf ein „Hindernis“ (H, „H“) schließen zu können.
  • Die 6 zeigt schematisch ein Realisierungsbeispiel einer optischen Sensorik (OS) im Bereich des Kraftfahrzeug-Spiegels (S) anhand von Fotos. Die Fotos zeigen ein in den Spiegel (S) eingearbeitetes Kunststoffelement (gemäß dem Stand der Technik), wobei das eingearbeitete Kunststoffelement erfindungsgemäß weiterentwickelt als Lichtleiter-Technik (LT) ausgebildet ist, um sowohl als Fahrtrichtungsanzeige (B) (Blinker-Signal) wie auch erfindungsgemäß als Optik bzw. als bidirektionales Lichtleiter-Element (LE) zu wirken, um eine oder mehrere Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) in zwei unterschiedliche Richtungen zu leiten.
  • Wie aus der 6 hierzu ersichtlich ist, erfolgt eine synergiehafte Nutzung der „Lichtleiter-Technik“ (LT) zur Fahrtrichtungsanzeige (Blinker), indem die „optische Lichtleiter-Technik“ (LT) - ein in den Seitenspiegel (S) eingearbeitetes / integriertes Kunststoffteil - verwendet wird, als Lichtleiter-Technik (LT) sowohl für
    • - die Fahrtrichtungsanzeige (B), als auch
    • - als Optik für die erfindungsgemäße optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE).
  • Mit dem Winkel des „Abschlusses“ (AS) der erfindungsgemäßen „optischen Sensorik (OS) mit Lichtleiter-Element (LE)“ lässt sich der „Abstrahl-Winkel“ (Überwachungs-Richtung) bestimmen.
  • Mit anderen Worten:
  • Mit dem „Winkel“ / der Ausrichtung des „Abschlusses“ (AS) - also die Richtung / dem Raumvektor bzw. x/y/z-Raumebene in die der Abschluss (AS) „zeigt“ / gerichtet ist - der erfindungsgemäßen „optischen Sensorik (OS) mit Lichtleiter-Element (LE)“ lässt sich die Austrittsrichtung (x/y/z-Koordinaten-Richtung / Raumvektor) des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) bestimmen / definieren, und somit der „Abstrahl-Winkel“ (Überwachungsrichtung / Raumvektor) bestimmen / definieren. Der Raumvektor ist zur Raumebene senkrecht dazu ausgerichtet, wobei somit der Austritt bzw. Eintritt senkrecht zur Raumebene ist.
  • Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass
    • - einerseits eine sehr flexible Lösung erzielt werden kann, indem
      1. i. mit der erfindungsgemäßen „optischen Sensorik (OS) mit Lichtleiter-Element (LE)“ bis an den Rand eines mit dem erfindungsgemäßen „optischen Lichtleiter-Element (LE)“ versehenen Gegenstandes (z.B. des Spiegels) herangeführt / platziert werden kann,
      2. ii. mit der erfindungsgemäßen „optischen Sensorik (OS) mit Lichtleiter-Element (LE)“ nur sehr wenig Einbauraum im tatsächlichem Bereich der Überwachung erforderlich ist, da im Bereich der Überwachung nur der Platz für das „optische Lichtleiter-Element (LE)“ erforderlich ist,
    • - sowie andererseits eine synergiehafte Nutzung des erfindungsgemäßen „optischen Lichtleiter-Elements (LE)“ für unterschiedliche Funktionen möglich ist, wobei die zugehörige/n Elektronik/en (EOS, ESV) sich etwas entfernt (mit Abstand versehen) vom „Einsatzort“ / „Wirkungsbereich“ des „optische Lichtleiter-Elements (LT)“ angeordnet werden können,
    • - sowie ferner mit einfachen Mitteln sich eine Richtcharakteristik (x/y/z-Koordinaten / Raumvektor) des zu überwachenden Bereiches realisieren lässt, indem das in die zu überwachende Umgebung gerichtete „Ende“ (A) des „optischen Lichtleiter-Elements“ entsprechend der gewünschten Überwachungsrichtung ausgerichtet und als „Austrittsöffnung“, bzw. als „Eintrittsöffnung“ für das elektromagnetischen Wellenspektrum (EMW)geformt / ausgebildet wird.
  • Sinnigerweise ist die Raumebene der „Austrittsöffnung“ identisch zur Raumebene der „Eintrittsöffnung“, damit die Empfangscharakteristik (Raumvektor der Empfangscharakteristik) der Sendecharakteristik (Raumvektor der Sendecharakteristik) parallel verlaufend ist. Die parallele Ausrichtung ist jedoch keine zwingende Voraussetzung, da Abweichungen hiervon bei Sonderlösungen ebenso denkbar / möglich sind.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das ausgesendete (sichtbare und/oder unsichtbare) Lichtspektrum (EMW) modulierbar (frequenz- und/oder amplitudenmoduliert), sowie in der Intensität variabel, damit im online-Betrieb eine optimale Anpassung an die aktuelle Umgebung erfolgen kann.
  • Das untere Foto der 6 zeigt beispielhaft einen Spiegel (S) von dessen Rückseite (SA), bzw. die „Spiegel-Außenseite“ (SA). Wie hieraus ersichtlich ist, ist im Bereich der Oberfläche (ca. mittig) ein in den Seitenspiegel (S) ca. waagrecht verlaufendes eingearbeitetes / integriertes Kunststoffteil (LT), welches für den Zweck der Erfindung derart abgeändert wird, dass dies sowohl verwendet wird,
    als Lichtleiter-Element (LE) für
    • - die Fahrtrichtungsanzeige / Blinker (B), als auch
    • - als Optik für die erfindungsgemäße optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE).
  • Das im unteren Bild nach links auslaufende Ende des eingearbeiteten / integrierten Kunststoffteils (LT), ist im darüberliegendem Bild als „Abschluss“ (AS) zu sehen.
  • Die 7 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Lichtleiterelement (LE) mit weiteren Details, wobei anhand des Ausführungsbeispiels auch die Einfachheit (die leichte Ausführbarkeit) der Lösung zeigt.
  • Die 7 zeigt eine synergiehafte Nutzung des erfindungsgemäßen Lichtleiter-Elements (LE) - wie zuvor beschrieben - am Beispiel einer Applikation am Seitenspiegel (S).
  • Wie aus der 7 hierzu ersichtlich ist, besteht das erfindungsgemäße Lichtleiter-Element (LE), welches als Mehr-Komponenten-Lichtleiter-Element (2KLE), im gezeigten Beispiel als Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Element (2KLE) aus zwei Komponenten (K1, K2) bestehend ist, wobei die zwei Komponenten (K1, K2) als einstückiges Werkstück ausgebildet sind.
  • Wie aus der 7 weiter hervorgeht, ist die erste Komponente (K1) zur Spiegel-Innenseite (SI) gerichtet und die zweite Komponente (K2) zur Spiegel-Außenseite (SA) / Spiegel-Rückseite gerichtet. Der Schnitt A-B zeigt die beiden Komponenten (K1, K2) des erfindungsgemäßen als Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Element (2KLE) ausgeführten Lichtleiter-Elements (LE) in vergrößerter Form, wobei die beiden Komponenten (K1, K2) ein geringes Übersprechen zueinander aufweisen.
  • Um das Streulicht des eingekoppelten Signals / des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) möglichst gering zu halten, erfolgt die Ein-Kopplung des optischen Signals / des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) zur Überwachung, vorzugsweise im „Innenliegenden-Komponenten-Bereich“ (K1). Zur Vermeidung von eingekoppelten Störlicht, kann die „Rückführung“ des reflektierten Signals in dem als Zwei- oder Mehr-Komponenten-Lichtleiter-Element (2KLE) ausgeführten Lichtleiter-Elements (LE) ebenso in einem „Innenliegenden-Komponenten-Bereich“ erfolgen, wobei es in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch möglich ist, dass das Lichtleiterelement (LE), insbesondere eine Komponente (K1, K2) derart ausgebildet ist, dass mittels einer Komponente (K1, K2) des Zwei- oder Mehr-Komponenten-Lichtleiter-Elements (2KLE) bidirektional eine oder mehrere Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) in zwei unterschiedliche Richtungen geleitet werden können / leiten zu können.
  • Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße in der 7 oben gezeigte Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Element (2KLE) nicht auf die gezeigte Form beschränkt, sondern kann auch andere geometrische Formen aufweisen (z.B. rechteckig, quadratisch, rund, dreieckig, mehreckig, oval, etc.), wie beispielhaft in der Ausführung / Darstellung ganz unten stellvertretend gezeigt.
  • In der oberen Bildhälfte von 7 ist nochmal anhand von Bildern / Fotos visuell gezeigt, wie das erfindungsgemäße Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Element (2KLE), insbesondere dessen „Austritt“ (A) / „Abschluss“ (AS) / „Eintritt“ (E) am bzw. im Fahrzeugspiegel (S) zu integrieren / anzuordnen ist.
  • In der unteren Bildhälfte von 7 ist das erfindungsgemäße Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Element (2KLE) mit weiteren Details gezeigt. Wie hieraus näher ersichtlich ist, ist
    • - sowohl eine Ein-Koppel-Stelle (EKS) zur Ein-Kopplung des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW),
    • - wie auch eine Aus-Koppel-Stelle (AKS) zur Aus-Kopplung des reflektierten elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW),
    vorgesehen, wobei die Ein-Koppel-Stelle (EKS) quasi als „Sender“ (Sende-Elektronik symbolisch als Diode gezeigt) des Signals zur optischen Überwachung der Umgebung wirkt, und die
  • Aus-Koppel-Stelle (AKS) quasi als „Empfänger“ (Empfänger-Elektronik symbolisch als Diode gezeigt) des Signals zur optischen Überwachung der Umgebung wirkt. Ferner zeigt die Figur symbolisch mittels einer Diode die Ein-Kopplung (EKB) / Ein-Koppel-Stelle des Fahrtrichtungs-Anzeige-Signals (B) (des Blinker-Signals). EKS, AKS & EKB jeweils elektronikseitig.
  • In der unteren Bildhälfte von 7 ist insbesondere nochmals der überwachungsseitige „Austritt“ (A) / „Abschluss“ (AS), bzw. „Eintritt“ (E) für das elektromagnetische Wellenspektrum (EMW) das erfindungsgemäße Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Elements (2KLE) gezeigt. Ferner zeigt die 7 im Bereich des „Austritts“ (A) / „Abschlusses“ (AS), bzw. „Eintritts“ (E) ein Hindernis (H), welches eine Reflexion (R) erzeugt. Ferner zeigt die 7 mittels Pfeilen, die bidirektionale „Flussrichtung“ des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) in den beiden Komponenten (K1, K2) des Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Elements (2KLE) .
  • Die 8 zeigt schematisch ein weiteres Applikationsbeispiel welches visuell das Funktionsprinzip der automatischen Spur-Korrektur (SK) zeigt, wobei ergänzend zur 4, die Spur-Korrektur (SK) vervollständigt wird. Wie aus der 8 hierzu hervorgeht erfolgt die die automatische Spur-Korrektur in vorteilhafter Weise derart, dass
    • - das Fahrzeug (F), bzw. der Fahrzeugspiegel (S) dem Hindernis („H“) „ausweicht“, wobei
    • - in einer bevorzugten Ausführungsform der maximale Versatz von der Spurführung dann ist, wenn der Spiegel (S) das Hindernis („H“) „passiert“, und
    • - in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach dem passieren, dass Fahrzeug (F) wieder in die ursprüngliche Spur „zurückgeführt“ wird.
  • Der Vorteil bei dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, dass am „Ende“ der automatischen Spurkorrektur (SK) das Fahrzeug (F) sich wieder in der Spurposition befindet, wie dies vom Fahrzeugführer erwartet wird, und somit Irritationen beim Fahrzeugführer verhindert werden können.
  • Nochmal zum Verständnis:
  • Die automatische Spurkorrektur (SK) ist immer dann von Vorteil, wenn beim Rückwärtsfahren (R) der Fahrzeugführer beispielsweise primär die linke Fahrzeugseite überwacht, und die Gefahr besteht, dass der rechte Seitenspiegel (S) ein Hindernis (H, „H“) tangiert (schrammt) .
  • Selbstverständlich wird eine automatische Spurkorrektur (SK) wie vorgeschlagen nur dann durchgeführt, wenn dies auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite gefahrlos möglich ist. Wie bereits erwähnt, meist sind nur wenige cm erforderlich!
  • Die Begriffe „Optische Sensorik“ (OS) sowie „Lichtleiterelement“ (LE) sind im Lichte der Erfindung als verallgemeinerter Platzhalter zu verstehen, bzw. die Ausführungen sind nicht nur auf das für das menschliche Auge erfassbare Lichtspektrum begrenzt, sondern umfasst auch Realisierungen, welche im nicht-sichtbarem Farbspektrum / elektromagnetischem Wellenspektrum (EMW) liegen.
  • Mit anderen Worten:
  • Unter den Begriffen „Optische Sensorik“ (OS) sowie „Lichtleiterelement“ (LE) sind im Lichte der Erfindung auch Applikationen mit inbegriffen, die
    • - innerhalb, und/oder
    • - außerhalb, insbesondere UV- bzw. IR-Strahlen (Ultra-Violet- bzw. Infra-rot-Strahlen),
    dem vom Menschen sichtbaren Anteil des elektromagnetischen Spektrums / elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) liegen, sofern diese mit Materialien der klassischen Lichtleiter-Technologie, wie beispielsweise Glasfaser, helle Kunststoffe, und dergleichen realisierbar sind.
  • Unter dem Begriff „einstückig ausgebildet“ ist im Lichte der Erfindung zu verstehen, dass es sich um ein einstückiges Werkstück / Element handelt, welches z.B. aus mehreren Komponenten irreversibel zu einem Stück zusammengefügt wurde. Die Zusammenfügung kann hierbei im Herstellungsprozess z.B. durch Klebung und/oder Zwei-Komponenten-Spritzguss-Technik erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 2KLE
    Mehr- / Zwei-Komponenten-Lichtleiter-Element
    A
    Austritt
    AS
    Abschluss
    AKS
    Aus-Koppel-Stelle
    B
    Blinker / Fahrtrichtungsanzeigesignal
    EMW
    elektromagnetischen Wellenspektrums / Lichtspektrum
    EKS
    Ein-Koppel-Stelle
    EOS
    Elektronik der optischen Sensorik
    ESV
    Elektronik zur Spiegelverstellung
    F
    Fahrzeug
    G
    Garage (Umfassung der Garage mit Toraussparung)
    H
    Hindernis
    „H“
    Garagentor / Torleibung als Hindernis
    „H“
    Leibung der Toröffnung - quasi als Hindernis
    IR
    Infra-Rot
    LE
    Lichtleiter-Element
    LT
    Lichtleiter-Technik
    LP
    Leiterplatte / Platine
    K
    Kamera
    K1
    Komponente 1
    K2
    Komponente 2
    R
    rückwärts (Rückwärtsgang)
    RF
    Reflexion
    S
    Seitenspiegel / Spiegel
    SA
    Spiegel-Außenseite / Spiegel-Rückseite
    SI
    Spiegel-Innenseite
    SV
    Spiegelverstellung
    OS
    Optische Sensorik
    US
    Ultra-Schall-Sensorik
    UV
    Ultra-Violet

Claims (10)

  1. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE), dadurch gekennzeichnet, dass - das Lichtleiterelement (LE) bidirektional ausgebildet ist, um eine oder mehrere Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW) in zwei unterschiedliche Richtungen zu leiten, - das bidirektional ausgebildete Lichtleiterelement (LE) als Mehr-Komponenten-Lichtleiterelement (2KLE) ausgebildet ist, wobei - dass Mehr-Komponenten-Lichtleiterelement (2KLE) einstückig ausgebildet ist.
  2. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Komponenten (K1, K2) des einstückigen Mehr-Komponenten-Lichtleiterelementes (2KLE) zueinander ein geringes Übersprechen aufweisen.
  3. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Mehr-Komponenten-Lichtleiterelemente (2KLE) in einem Fahrzeug-Anbauteil, insbesondere einem Außen-Seitenspiegel (S) oder einem elektrischen Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystem integriert ist.
  4. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein-Kopplung (EKS) der einen oder mehreren Frequenzen des elektromagnetischen Wellenspektrums (EMW), zur Geringhaltung des Streulichtes, im innenliegenden Komponentenbereich (K1) des einstückigen Mehr-Komponenten-Lichtleiterelementes (2KLE) erfolgt.
  5. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Mehr-Komponenten-Lichtleiterelemente (2KLE), als Glasfaser-Technik und/oder als Kunststoff-Technik realisiert ist.
  6. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Elektronik der optischen Sensorik (OS) und die Elektronik zur Spiegelverstellung auf einer gemeinsamen Leiterplatte (LP) befinden.
  7. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensorik (OS) als umgebungserfassendes Fahrzeugführer-Assistenzsystem ausgebildet ist.
  8. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach einem der Ansprüche 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das umgebungserfassende Fahrzeugführer-Assistenzsystem den Fahrzeugführer beim Rückwärtsfahren (R) des Fahrzeuges (F), insbesondere als Garagenausfahrt-Assistent, unterstützt.
  9. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach einem der Ansprüche 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das umgebungserfassende Fahrzeugführer-Assistenzsystem beim Rückwärtsfahren (R) bedarfsgerecht eine automatische Spurkorrektur (SK) durchführt, wobei anstatt einer automatischen Spurkorrektur (SK), alternativ das Fahrzeugführer-Assistenzsystem ausgebildet ist, um - eine automatische Bremsung (Fahrzeugstillstand) einleiten, und/oder - ein automatisches Einklappen des Spiegels (S) zu veranlassen, und/oder - eine akustische / haptische Warnmeldung zu generieren.
  10. Optische Sensorik (OS) mit Lichtleiterelement (LE) nach einem der Ansprüche 1, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Spur-Korrektur (SK) beim Rückwärtsfahren (R) derart erfolgt, dass das Fahrzeug (F), bzw. der Außen-Seitenspiegel (S) oder das elektrische Außen-Seitenspiegel-Ersatzsystem des Fahrzeuges (F) dem Hindernis (H, „H“) „ausweicht“, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der maximale Versatz von der Spurführung dann ist, wenn der Spiegel (S) das Hindernis (H, „H“) „passiert“, und in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach dem passieren, dass Fahrzeug (F) wieder in die ursprüngliche Spur „zurückgeführt“ wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102019000839A1 (de) 2019-02-06 2020-08-06 Günter Fendt Optische Sensorik mit Lichtleiterelement und Sendequelle

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