DE102018205323A1

DE102018205323A1 - Sensor zur Umgebungserfassung

Info

Publication number: DE102018205323A1
Application number: DE102018205323.5A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Joussen; Markus Wintermantel; Frank Gruson; Philipp Hadrava; Simon Tejero; Rawi Eggert
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2019-10-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Umgebungserfassung umfassend zumindest eine Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Signalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne derart ausgebildet ist, dass sie als optischer Reflektor dienen kann. Ferner betrifft die Erfindung eine Leuchteinrichtung sowie ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sensor und eine Verwendung des erfindungsgemäßen Sensors als optischer Reflektor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Umgebungserfassung sowie eine Leuchteinheit und ein Fahrzeug.
Gemäß Stand der Technik werden derzeit Sensoren zur Umgebungserfassung, insbesondere Radarsensoren, bevorzugt hinter Kunststoffstoßstangen verborgen. Die vorgenannte Installationsmöglichkeit bietet jedoch eine Reihe von Nachteilen. So hat die Anbringung eines Umgebungserfassungssensors hinter einer Stoßstange den entscheidenden Nachteil, dass durch die Stoßstange eine hohe Rückreflektion erzeugt wird, die zudem von unterschiedlichen Faktoren abhängt, beispielsweise der Farbe, mit der die Stoßstange lackiert ist, der Anzahl von Nachlackierungen, beispielsweise aufgrund von Unfällen, und/oder Größen- und Formtoleranzen, die die Stoßstangen aufweisen können.
Eine andere Möglichkeit besteht darin den Sensor in speziell dafür vorgesehene Abdeckungen zu integrieren (sog. Radome), die speziell für die Transmission von Wellen, die zur Umgebungserfassung eingesetzt werden, beispielsweise hochfrequente elektromagnetische Strahlung, ausgebildet sind. Der Nachteil hierbei ist allerdings dass es schwierig ist, freie Bereiche an der Fahrzeugkarosserie für derartige Abdeckungen zu finden und zudem das Fahrzeugdesign durch derartige Abdeckungen negativ beeinflusst wird.
Es werden daher mittlerweile Überlegungen getätigt die Radarsensoren in andere Bauteile des Fahrzeugs, wie beispielsweise in Scheinwerfer, zu integrieren. Dies weist aber den Nachteil auf, dass hierdurch die Bauteile erweitert bzw. umkonstruiert werden müssen, da insbesondere zusätzlicher Bauraum benötigt wird.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung anzugeben, wie ein Umgebungserfassungssensor hinsichtlich dessen Erfassungseigenschaften und dessen optischer Integration vorteilhaft in einem Fahrzeug oder einem sonstigen Objekt integriert werden kann.
Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine Leuchteinheit ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 6 und ein Fahrzeug ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 8. Ferner ist eine Verwendung Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 9.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen Sensor zur Umgebungserfassung. Der Sensor umfasst zumindest eine Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Signalen, wobei die Antenne derart ausgebildet ist, dass sie als optischer Reflektor dienen kann und somit insbesondere auf den Sensor einfallende Strahlung zumindest teilweise zurückstrahlt bzw. zurückstreut.
Im Sinne der Erfindung werden unter Reflektor insbesondere Elemente verstanden, die einfallende Strahlung bzw. Licht zurückstrahlen bzw. zurückstreuen. Mit Reflektor können beispielsweise auch Katzenaugen, Retroreflektor und Rückstrahler verstanden werden. Retroreflektoren reflektieren insbesondere einfallende Strahlung weitgehend unabhängig von der Ausrichtung des Reflektors großteils in Richtung zurück zur Strahlungsquelle, und Rückstrahler strahlen einfallendes Licht bevorzugt in die Richtung zurück, aus der es kam.
Durch die erfindungsgemäße Antenne kann somit auf den Sensor einfallende Strahlung bzw. Licht zumindest teilweise zurückgestrahlt bzw. zurückgestreut werden.
Der wesentliche Vorteil des Sensors zur Umgebungserfassung besteht somit darin, dass durch die reflektierende Eigenschaft der Sensor eine Funktionserweiterung erlangt: Neben seiner eigentlichen Funktion, nämlich dem Erfassen der Umgebung, kann der Sensor so auch als Reflektor agieren. Der Sensor lässt sich dadurch unter anderem auf einer Stoßstange anbringen, wodurch auf einen gesonderten Reflektor an der Stoßstange verzichtet werden kann. Der erfindungsgemäße Sensor lässt sich zudem insbesondere in Scheinwerfern integrieren, ohne dass hierdurch zusätzlicher Platz/ Bauraum beansprucht werden muss. Indem der Sensor selbst als Reflektor dient, kann auf einen aus dem Stand der Technik bekannten im Scheinwerfer integrierten Reflektor zudem auch verzichtet werden.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Sensor zur Umgebungserfassung um einen Radarsensor. Denkbar ist aber auch, dass es sich bei dem Sensor um einen Lidarsensor handelt.
Es ist auch möglich, dass die Antenne derart ausgebildet ist, dass sie als Reflektor im nichtsichtbaren Wellenlängenbereich arbeiten kann. Hierdurch kann er insbesondere für Lidarsensoren dienen.
Bevorzugt ist die Antenne silberfarbig ausgebildet. Die Silberfarbigkeit sorgt insbesondere für eine gute Reflexionseigenschaft. Die Antenne bzw. die Oberfläche der Antenne kann aber auch andersfarbig ausgebildet sein. Wesentlich ist nur, dass zumindest ein Teil davon eine zurückstrahlende/ reflektierende Eigenschaft aufweist.
Vorteilhafterweise ist die Antenne als Wellenleiterantenne ausgebildet. Ferner kann die Antenne auch als mehrschichtig aufgebaute Antenne oder als 3d-Antenne ausgebildet. Durch eine 3d-Antenne können die HF-Eigenschaften und die Raumausnutzung optimiert werden. Zudem bietet sie mehr Freiheitsgrade in Bezug auf die Abstrahlcharakteristik. Des Weiteren kann es sich bei der Antenne auch um eine konforme Antenne handeln. Hierunter werden insbesondere gebogene Antennen verstanden, die sich bevorzugt an vorgegebenen Geometrieanforderungen anpassen lassen.
Die Antenne kann Metall umfassen, insbesondere aus Metall bestehen. Vorteilhaft ist zumindest die Oberfläche bereichsweise metallisch ausgebildet, weist also Metall auf. Denkbar ist aber auch, dass die Antenne zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist. Bevorzugt ist diese dann zumindest bereichsweise, insbesondere an ihrer Oberfläche, metallisiert.
Die Antenne ist bevorzugt auf keine feste Form beschränkt. Auch lässt sich die Oberfläche bzw. zumindest einige Bereiche der Oberfläche der Antenne frei gestalten. So lässt sich insgesamt die Antenne bzw. die Oberfläche der Antenne an die jeweilige Anwendung optimal anpassen. Der Sensor eignet sich daher auch als Designelement. Der Sensor lässt sich somit optimal in das Fahrzeug bzw. in die Stoßstange, insbesondere als Reflektor, integrieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Leuchteinheit mit zumindest einem Leuchtmittel, die einen erfindungsgemäßen Sensor aufweist.
Der wesentliche Vorteil der Leuchteinheit besteht darin, dass ohne eine Erhöhung des Bauraums eine Funktionserweiterung durch die Ausgestaltung des Sensors einhergeht. Indem der Sensor bzw. die Antenne reflektierende Eigenschaften aufweist, kann auf einen in der Leuchteinheit gewöhnlich angeordneten Reflektor verzichtet werden. Zudem ist die Lage des Sensors an Stellen, an denen typischerweise Leuchteinheiten am Fahrzeug verbaut werden, besonders geeignet für eine hochperformante Umgebungserfassung.
Bevorzugt handelt es sich bei der Leuchteinheit um einen Scheinwerfer. Insbesondere ist die Leuchteinheit ein Heckscheinwerfer. Es ist aber auch denkbar, dass die Leuchteinheit ein Frontscheinwerfer ist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Antenne silberförmig ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug, das einen erfindungsgemäßen Sensor bzw. eine erfindungsgemäße Leuchteinheit umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Verwendung eines Sensors zur Umgebungserfassung, insbesondere eines erfindungsgemäßen Sensors, als optischen Reflektor. Bei dem Reflektor kann es sich um einen Retroreflektor, einen Rückstrahler und/oder ein Katzenauge handeln. Idealerweise wird ein Radarsensor verwendet.

Claims

Sensor zur Umgebungserfassung umfassend zumindest eine Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Signalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne derart ausgebildet ist, dass sie als optischer Reflektor dienen kann.
Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Radarsensor ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne silberfarbig ausgebildet ist.
Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne als Wellenleiterantenne oder als konforme Antenne ausgebildet ist.
Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne als metallisierte Kunststoffantenne ausgebildet ist.
Leuchteinheit mit zumindest einem Leuchtmittel umfassend einen Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Leuchteinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinheit ein Scheinwerfer, insbesondere ein Heckscheinwerfer, ist.
Fahrzeug umfassend einen Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bzw. eine Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 6 oder 7.
Verwendung eines Sensors zur Umgebungserfassung, insbesondere eines Sensors nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, als optischer Reflektor.