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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge, und insbesondere Möglichkeiten der Anordnung von optischen Sensoreinrichtungen, wie beispielsweise Kameras, Lidar-Sensorik oder dergleichen, an einem Kraftfahrzeug für eine Erfassung der Fahrzeugumgebung.
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Technischer Hintergrund
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Für die Realisierung von anspruchsvollen Fahrzeugfunktionen werden zusehends optische Sensoreinrichtungen zur Erfassung der Fahrzeugumgebung vorgesehen. Diese Sensoreinrichtungen können zur Erfassung von Umgebungsobjekten für autonome oder halbautonome Fahrfunktionen, für Einparkhilfefunktionen und für andere Assistenzfunktionen vorgesehen werden. Beispielsweise können solche Sensoreinrichtungen Kameras, Lidar-Sensoren und andere optische Sensoreinrichtungen aufweisen.
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Derartige optische Sensoreinrichtungen sind häufig an oder nahe der äußeren Hülle des Kraftfahrzeugs angeordnet und in die Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Dabei wird sichergestellt, dass die optischen Sensoreinrichtungen eine im Wesentlichen ungestörte Lichtstrecke zwischen den zu erfassenden Umgebungsobjekten und einem Sensorelement gewährleisten. So werden Kameras entweder direkt mit der Kameralinse in die Fahrzeugkarosserie eingebaut, so dass die Kameralinse in einer Öffnung der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
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Alternativen können vorsehen, eine Sensoreinrichtung in der Abdeckung des Rückspiegelfußes vorzusehen, so dass die Sensoreinrichtung die Umgebungsobjekte durch die Windschutzscheibe erfassen kann. Auch stellen Seitenspiegel mögliche Einbauorte von nach vorne oder hinten gerichtete Kameras dar, wobei diese die Umgebung ebenfalls durch eine Öffnung in der Seitenspiegelverkleidung hindurch erfassen.
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Eine solche Anordnung von Kameras ist aufwendig zu realisieren, da die Seitenspiegelverkleidung mit einer Öffnung für den Strahlengang der optischen Sensoreinrichtung versehen werden muss, was zusätzliche Fertigungsschritte bei der Fertigung des entsprechenden Verkleidungs- oder Karosseriebauteils erforderlich macht. Zudem erfordert das Einsetzen des Schutzglases der Kamera in die Verkleidung oder in das Karosseriebauteil eine entsprechende Abdichtung gegen das Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit, was die Zuverlässigkeit der Dichtigkeit der Fahrzeugkarosserie vermindert und die Fehleranfälligkeit erhöht.
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Auch ist nicht immer gewährleistet, dass das an sich ebene Schutzglas sich ohne Weiteres in die Kontur des Karosserie- bzw. Gehäuseteils so einfügen lässt, dass keine Störung oder Brüche des äußeren Konturverlaufs auftreten. Dies kann zum einen zu einem veränderten Windwiderstand und Windgeräuschen und zum anderen zu als ästhetisch störend empfundenen Brüchen in der ansonsten glatt verlaufenden Kontur der äußeren Flächen des Fahrzeugs führen.
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Es ist daher wünschenswert, Anordnungen für optische Sensoreinrichtungen zur Erfassung von Umgebungsobjekten im Kraftfahrzeug so vorzusehen, dass diese keine Beeinträchtigung des äußeren Erscheinungsbildes, keine Erhöhung des Windwiderstandes und keine Bildung von Windgeräuschen bewirken und zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit bezüglich der Dichtigkeit und Stabilität der Fahrzeugkarosserie beitragen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch die Anordnung für eine optische Sensoreinrichtung zur Erfassung von Umgebungsobjekten eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Anordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verblendung einer optischen Sensoreinrichtung vorgesehen, umfassend:
- - eine oder mehrere optische Sensoreinrichtungen;
- - ein Verblendungselement, das in Erfassungsrichtung der einen oder der mehreren optischen Sensoreinrichtungen angeordnet ist, so dass die sensorische Erfassung durch das Verblendungselement erfolgt;
wobei das Verblendungselement eine Tönung oder eine Verspiegelung aufweist oder als eine Streuscheibe ausgebildet ist.
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Eine Idee der obigen Anordnung besteht darin, die optische Sensoreinrichtung hinter einem Verblendungselement anzuordnen, das als getönte oder verspiegelte Scheibe bzw. als Streuscheibe mit einer vorgegebenen Kontur ausgebildet ist. Das Verblendungselement kann mit seiner Kontur in ein entsprechendes Karosseriebauteil oder in ein Gehäusebauteil, wie beispielsweise der Seitenspiegelverkleidung, eingepasst sein und damit hinsichtlich des Windwiderstandes optimiert sein. Zudem bewirkt die Anpassung an die Kontur des Karosseriebauteils ein verbessertes optisches Erscheinungsbild.
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Durch die Tönung des Verblendelements sind die dahinter angeordnete Sensoreinrichtung und ggfs. weitere Elemente von außen nicht sichtbar und somit verborgen. Dadurch entsteht der Eindruck eines Blackpanel bzw. einer Hochglanzoberfläche, ohne dass die optischen Sensoreinrichtungen von außen sichtbar bzw. wahrnehmbar sind.
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Weiterhin kann das Verblendungselement zur Überdeckung weiterer Einrichtungen, insbesondere eine oder mehrere Lichtsignaleinrichtungen und/oder eine oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen und/oder eine oder mehrere weitere nicht-optische Sensoreinrichtungen, ausgebildet sein. Insbesondere können hinter dem Verblendelement auch weitere Elemente, insbesondere Beleuchtungseinrichtungen, wie beispielsweise Scheinwerfer, oder Lichtsignaleinrichtungen, wie z. B. Blinksignalleuchten oder Bremssignalleuchten, angeordnet sein, so dass das Verblendungselement diese Elemente gemeinsam mit der optischen Sensoreinrichtung gegen Einwirkung von außen schützt und die Wahrnehmbarkeit aller dahinter liegenden Elemente unterbindet.
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Zudem können die Elemente gemeinsam mit einem einzelnen Verblendungselement abgedeckt werden, so dass die Anzahl von Durchbrüchen in der Karosserie oder in sonstigen Verkleidungen sowie Größe der Übergangsbereiche zwischen Karosserie und Verblendungselement reduziert wird, so dass die Zuverlässigkeit hinsichtlich der mechanischen Stabilität und Dichtigkeitsanforderungen verbessert wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Verblendungselement einstückig und als konturierte Scheibe ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein Gehäuse mit einem Innenraum zur Aufnahme des einen oder der mehreren optischen Sensoreinrichtungen vorgesehen sein, wobei die Verblendungseinrichtung das Gehäuse dicht abschließt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Tönung des Verblendungselement zwischen 20% und 80% liegt, wobei insbesondere ein Tönungsverlauf entlang der Fläche des Verblendungselement vorgesehen ist und wobei insbesondere das Verblendungselement mit einer Selbsttönung ausgebildet ist.
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Weiterhin kann die Farbe der Tönung grau sein oder mindestens eines der folgenden Farbtöne aufweisen: einen Rotton, einen Grünton, einen Blauton, einen Gelbton.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieteil und mit der obigen Anordnung vorgesehen, wobei das Verblendungselement in einer Öffnung des Karosserieteils angeordnet ist und diese mit einem stetigen Übergang zwischen dem Verblendungselement und dem Karosserieteil verschließt.
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Figurenliste
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1a und 1b eine Frontansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Anordnung mit optischen Sensoreinrichtungen und einem Scheinwerfer und einem Blinker sowie eine Querschnittsdarstellung der Anordnung; und
- 2a und 2b eine Draufsicht auf eine Rückseite eines Seitenspiegels sowie eine Schnittansicht mit optischen Sensoreinrichtungen und einer Blinkerleuchte.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1a und 1b zeigen eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Anordnung 1 zur Aufnahme einer Kamera 2 und einer Lidar-Sensoreinrichtung 3 als optische Sensoreinrichtungen sowie einer Beleuchtungseinrichtung 5 in Form eines Scheinwerfers und einer Lichtsignaleinrichtung 4 in Form einer Blinkerleuchte. 1b zeigt eine entsprechende Querschnittsdarstellung durch die Anordnung 1 gemäß einer vertikalen Schnittebene.
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Die Anordnung 1 weist ein gemeinsames Verblendungselement 6 auf, das die Anordnung 1 aus Sensoreinrichtungen 2, 3 und Leuchteinrichtungen 4, 5 nach außen hin abschließt.
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Die Sensoreinrichtungen 2, 3 und die Leuchteinrichtungen 4, 5 können in einem Aufnahmegehäuse 7 vorgesehen sein, das diese Einrichtungen von übrigen Fahrzeugsystemen trennt.
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Das Verblendungselement 6 weist eine Kontur auf, die sich in einem stetigen Übergang an die Kontur eines Karosserieteils 8 einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs anschließt. Dadurch können Unebenheiten der Außenkontur des Fahrzeugs vermieden werden, was sich in einem geringen Windwiderstand und in einem verbesserten optischen Erscheinungsbild auswirkt. Zudem kann die Geräuschentwicklung aufgrund des Fahrtwindes reduziert werden.
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Weiterhin kann das Verblendungselement 6 das Aufnahmegehäuse 7 außenseitig insbesondere wasserfest und schmutzfest abdichten.
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Das Verblendungselement 6 kann eine Tönung aufweisen, die den durch das Aufnahmegehäuse 7 gebildete Innenraum, in dem die Leuchteinrichtungen 4, 5 und die Sensoreinrichtungen 2, 3 angeordnet sind, abdunkelt und somit die Wahrnehmbarkeit bzw. Sichtbarkeit der entsprechenden Einrichtungen von außen unterbindet.
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Die Tönung des Verblendungselement 6 kann zwischen 20% und 80% liegen. Zudem können Tönungsverläufe vorgesehen sein. Insbesondere kann das Verblendungselement 6 mit einer Selbsttönung ausgebildet sein, um sich an unterschiedliche Außenlichtbedingungen anzupassen.
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Die Farbe der Tönung ist vorzugsweise grau, um Sensorerfassungen und Leuchtsignale nicht zu verfälschen. Jedoch kann die Farbe auch an die Karosseriefarbe angepasst sein und entsprechend einen Rotton, einen Grünton, einen Blauton, einen Gelbton oder Kombinationen davon enthalten.
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Weiterhin kann das Verblendungselement 6 auch als halbdurchlässiger Spiegel oder als Streuscheibe ausgebildet sein, die jeweils einen Einblick in den Innenraum des Aufnahmegehäuses 7 unterbindet.
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Insgesamt sollte das Verblendungselement 6 ausgebildet sein, um eine Sicht auf die innen liegenden Einrichtungen zu unterbinden, jedoch eine ausreichende Durchlässigkeit für Licht und/oder sonstige elektromagnetische Strahlung aufweisen, so dass die optischen Sensoreinrichtungen 2, 3 Umgebungsobjekte mit ausreichender Sensitivität erfassen können und die Ausleuchteigenschaften der Leuchteinrichtungen 4, 5 nicht unter das gesetzlich vorgeschriebene Maß reduziert werden. Gegebenenfalls kann die Empfindlichkeit der optischen Sensoreinrichtungen 2, 3 entsprechend der Lichtdämpfung des Verblendungselements 6 aufgrund seiner Tönung bzw. Verspiegelung erhöht und die Leuchtstärke der Leuchteinrichtungen 4, 5 ebenfalls erhöht werden, um die Lichtdämpfung auszugleichen.
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In einer weiteren Ausführungsform, die in der Vorderansicht der 2a und der Schnittansicht der 2b gezeigt ist, kann eine weitere erfindungsgemäße Anordnung 11 in einem Seitenspiegel 10 angeordnet sein. Dazu weist die entsprechende Anordnung 11 ein Verblendungselement 12 auf, das einen Teil eines Gehäuses 13 des Seitenspiegels darstellt bzw. dieses schließt.
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Insbesondere kann das Verblendungselement 12 einem unteren Teil des Gehäuses 13 des Seitenspiegels 10 entsprechen, der sich über die gesamte Breite des Seitenspiegels oder nur einen Teil der Breite des Seitenspiegels 10 erstreckt. Der Seitenspiegel 10 weist ein Spiegelelement 14 auf, durch den das Gehäuse 13 des Seitenspiegels 10 rückseitig geschlossen wird.
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Im Innenraum des Seitenspiegels sind eine oder mehrere Kameras als optische Sensoreinrichtungen 15a, 15b und eine Blinkleuchte als Lichtsignaleinrichtung 16 angeordnet. Die Kamera kann eine nach vorne gerichtete Kamera und/oder eine nach unten gerichtete Kamera sein. Das Verblendungselement 12 ist in entsprechender Weise getönt oder halbdurchlässig, so dass eine Sicht auf die im Inneren des Seitenspiegels 10 befindlichen Einrichtungen 15a, 15b, 16 unterbunden wird.
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Das Verblendungselement 12 setzt die Kontur des Gehäuses 13 des Seitenspiegels 10 in entsprechender Weise fort, so dass sich an der Verbindungsstelle zwischen dem Verblendungselement 12 und dem Gehäuse 13 eine stetige Fortsetzung der Außenkontur des Seitenspiegels 10 ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
- 2
- Kamera
- 3
- Lidar-Sensoreinrichtung
- 4
- Lichtsignaleinrichtung
- 5
- Beleuchtungseinrichtung
- 6
- Verblendungselement
- 7
- Aufnahmegehäuse
- 8
- Karosserieteil
- 10
- Seitenspiegel
- 11
- Anordnung
- 12
- Verblendungselement
- 13
- Gehäuse
- 14
- Spiegelelement
- 15a, 15b
- optische Sensoreinrichtungen
- 16
- Lichtsignaleinrichtung
