DE102021205285A1

DE102021205285A1 - holding device

Info

Publication number: DE102021205285A1
Application number: DE102021205285.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Nusser; Ralf Beuschel; David Raidler; Martin Siegel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-12-01

Abstract

Es wird eine Haltevorrichtung zur Aufnahme und Positionierung von Optikkomponenten (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) und/oder Komponenten (14a, 15a) mit thermisch kritischen Oberflächen (19a, 20a), insbesondere von Laserquellen, eines Lidarsensors (5; 5a) in einem Gehäuse (6) des Lidarsensors (5; 5a) vorgeschlagen, umfassend einen Grundkörper (7; 7a) mit Montagestellen (8, 9, 10), um die Optikkomponenten (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) unabhängig von dem Gehäuse (6), insbesondere betriebsbereit zueinander ausgerichtet, aufzunehmenA holding device for holding and positioning optical components (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) and/or components (14a, 15a) with thermally critical surfaces (19a, 20a), in particular laser sources, of a lidar sensor (5th ; 5a) in a housing (6) of the lidar sensor (5; 5a), comprising a base body (7; 7a) with mounting points (8, 9, 10) to mount the optical components (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) independently of the housing (6), in particular aligned ready for operation

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung zur Aufnahme und Positionierung von Optikkomponenten und/oder Komponenten mit thermisch kritischen Oberflächen, insbesondere von Laserquellen, eines Lidarsensors in einem Gehäuse des Lidarsensors. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vormontageeinheit und einen entsprechenden Lidarsensor. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Montage von zumindest einem Lidarsensor.The invention relates to a holding device for receiving and positioning optical components and/or components with thermally critical surfaces, in particular laser sources, of a lidar sensor in a housing of the lidar sensor. Furthermore, the invention relates to a pre-assembly unit and a corresponding lidar sensor. In addition, the invention relates to a method for installing at least one lidar sensor.

Haltevorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Haltevorrichtungen nehmen üblicherweise eine einzelne Komponente eines Lidarsensors auf. Es müssen deshalb mehrere separate Komponenten des Lidarsensors aufwendig einzeln in einem Gehäuse des Lidarsensors montiert werden und gegebenenfalls anschließend noch mechanisch gegeneinander ausgerichtet werden. Thermisch kritische Komponenten lassen sich bei solchen Aufbaukonzepten konstruktionsbedingt nur an verschieden platzierten Entwärmflächen anbringen. Dies erschwert eine ausreichende Entwärmung der Komponenten.Holding devices are known from the prior art. Such holding devices usually accommodate a single component of a lidar sensor. It is therefore necessary for several separate components of the lidar sensor to be installed individually in a housing of the lidar sensor, which is laborious and, if necessary, then mechanically aligned with one another. Due to the design, thermally critical components can only be attached to different heat dissipation surfaces in such assembly concepts. This makes it difficult to cool the components sufficiently.

Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder etc.) verfügen über eine Vielzahl von Sensoren, die dem Fahrer Informationen zur Verfügung stellen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über Sensoren werden die Umgebung des Fahrzeugs sowie andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden.Modern vehicles (cars, vans, trucks, motorcycles, etc.) have a large number of sensors that provide the driver with information and partially or fully automatically control individual vehicle functions. The surroundings of the vehicle and other road users are recorded by sensors. Based on the recorded data, a model of the vehicle environment can be generated and changes in this vehicle environment can be reacted to.

Ein wichtiges Sensorprinzip für die Erfassung der Umgebung ist dabei die Lidartechnik (light detection and ranging). Ein Lidarsensor basiert auf der Aussendung von Lichtsignalen und der Detektion des reflektierten Lichts. Mittels einer Laufzeitmessung kann ein Abstand zum Ort der Reflexion berechnet werden. Zudem ist die Ermittlung einer Relativgeschwindigkeit möglich. Hierbei können sowohl einzelne Pulse als auch frequenzmodulierte Signale (Chirps) verwendet werden. Durch eine Auswertung der empfangenen Reflexionen kann eine Detektion eines Ziels erfolgen. Hinsichtlich der technischen Realisierung des Lidarsensors wird zwischen scannenden und nichtscannenden Systemen unterschieden. Ein scannendes System basiert dabei zumeist auf Ablenkelementen und einer Abtastung der Umgebung mit einem Lichtspot, wobei man von einem koaxialen System spricht, wenn der gesendete und empfangene Lichtstrahl über dasselbe Ablenkelement abgelenkt wird. Bei nichtscannenden Systemen sind mehrere Sende- und Empfangselemente statisch nebeneinanderliegend angeordnet (insb. sog. Focal Plane Array-Anordnung).An important sensor principle for detecting the environment is lidar technology (light detection and ranging). A lidar sensor is based on the emission of light signals and the detection of the reflected light. A distance to the location of the reflection can be calculated by means of a transit time measurement. In addition, it is possible to determine a relative speed. Both individual pulses and frequency-modulated signals (chirps) can be used here. A target can be detected by evaluating the received reflections. With regard to the technical implementation of the lidar sensor, a distinction is made between scanning and non-scanning systems. A scanning system is mostly based on deflection elements and a scanning of the surroundings with a light spot, whereby one speaks of a coaxial system when the transmitted and received light beam is deflected by the same deflection element. In the case of non-scanning systems, several transmitting and receiving elements are arranged statically next to one another (especially the so-called focal plane array arrangement).

Es wird eine Haltevorrichtung zur Aufnahme und Positionierung von Optikkomponenten und/oder Komponenten mit thermisch kritischen Oberflächen, insbesondere von Laserquellen, eines Lidarsensors in einem Gehäuse des Lidarsensors vorgeschlagen. Die Haltevorrichtung umfasst einen Grundkörper mit Montagestellen, um die Optikkomponenten unabhängig von dem Gehäuse, insbesondere betriebsbereit zueinander ausgerichtet, aufzunehmen.A holding device for receiving and positioning optical components and/or components with thermally critical surfaces, in particular laser sources, of a lidar sensor in a housing of the lidar sensor is proposed. The holding device comprises a base body with mounting points in order to accommodate the optics components independently of the housing, in particular aligned to one another ready for operation.

Das Gehäuse des Lidarsensors ist vorzugsweise als ein Außengehäuse ausgebildet. Insbesondere ist das Gehäuse zur Aufnahme der Optikkomponenten, von Laserkomponenten und von Elektronikkomponenten des Lidarsensors vorgesehen. Vorzugsweise ist das Gehäuse zu einem Einbau in einem Fahrzeug vorgesehen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt die Funktion in zumindest einem Betriebszustand ausführt.The housing of the lidar sensor is preferably designed as an outer housing. In particular, the housing is provided for accommodating the optical components, laser components and electronic components of the lidar sensor. The housing is preferably intended for installation in a vehicle. “Provided” should be understood to mean, in particular, specially programmed, specially equipped and/or specially designed. The fact that an object is provided for a function is to be understood in particular to mean that the object executes the function in at least one operating state.

Die Haltevorrichtung ist insbesondere dazu vorgesehen, zumindest einen Teil, insbesondere zumindest zwei, bevorzugt sämtliche, Optikkomponenten des Lidarsensors unabhängig von dem Gehäuse aufzunehmen. Die Optikkomponenten sind insbesondere Komponenten, die dazu vorgesehen sind, zumindest einen Laserstrahl zu lenken. Die Optikkomponenten können insbesondere als Spiegel, als Linsen, als Strahlteiler oder als andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Optikkomponenten ausgebildet sein. Die Optikkomponenten können von der Haltevorrichtung vorzugsweise vor einer Montage in dem Gehäuse aufgenommen werden. Insbesondere kann die Haltevorrichtung mit den aufgenommenen Optikkomponenten in dem Gehäuse montiert werden. Insbesondere bildet die Haltevorrichtung mit den aufgenommenen Optikkomponenten eine Vormontageeinheit.The holding device is provided in particular to accommodate at least one part, in particular at least two, preferably all, of the optical components of the lidar sensor independently of the housing. The optics components are, in particular, components that are intended to direct at least one laser beam. The optics components can in particular be designed as mirrors, lenses, beam splitters or other optics components that appear useful to a person skilled in the art. The optics components can be accommodated by the holding device, preferably before assembly in the housing. In particular, the holding device with the accommodated optical components can be mounted in the housing. In particular, the holding device forms a pre-assembly unit with the optical components that are accommodated.

Es ist denkbar, dass die Haltevorrichtung zusätzlich zu den Optikkomponenten weitere Komponenten des Lidarsensors, beispielsweise Laserkomponenten und/oder Elektronikkomponenten, aufnehmen kann. Die Haltevorrichtung ist insbesondere dazu vorgesehen, zumindest einen Teil von Komponenten mit thermisch kritischen Oberflächen des Lidarsensors unabhängig von dem Gehäuse aufzunehmen. Die thermisch kritischen Oberflächen der Komponenten sind insbesondere Oberflächen der Komponenten, die in einem Betrieb der Komponenten sich derart erhitzen, dass eine Entwärmung der Komponenten notwendig ist. Insbesondere ist die Haltevorrichtung dazu vorgesehen, zumindest eine Laserquelle, bevorzugt zumindest zwei Laserquellen, des Lidarsensors aufzunehmen. Die zumindest eine Laserquelle ist vorzugsweise dazu vorgesehen, zumindest einen Laserstrahl zu erzeugen. Zumindest eine aufzunehmende Komponente kann auch als eine Recheneinheit ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Grundkörper weitere Montagestellen auf, um die zumindest eine Komponente mit einer thermisch kritischen Oberfläche unabhängig von dem Gehäuse aufzunehmen. Die weiteren Montagestellen sind insbesondere als Ausformungen und/oder Ausnehmungen, beispielsweise Schraublöcher, des Grundkörpers ausgebildet.It is conceivable that the holding device can accommodate other components of the lidar sensor, for example laser components and/or electronic components, in addition to the optical components. The holding device is provided in particular to accommodate at least some of the components with thermally critical surfaces of the lidar sensor independently of the housing. The thermally critical surfaces of the components are, in particular, surfaces of the components that heat up during operation of the components in such a way that it is necessary to cool the components. In particular, the holding device is provided to at least one Laser source, preferably at least two laser sources to include the lidar sensor. The at least one laser source is preferably provided to generate at least one laser beam. At least one component to be accommodated can also be in the form of a computing unit. The base body preferably has further mounting points in order to accommodate the at least one component with a thermally critical surface independently of the housing. The other assembly points are formed in particular as protrusions and/or recesses, for example screw holes, in the base body.

Der Grundkörper der Haltevorrichtung kann vorzugsweise einteilig ausgebildet sein. Unter „einteilig“ soll insbesondere in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss hergestellt. Alternativ ist vorstellbar, dass der Grundkörper aus verschiedenen Stücken zusammengesetzt ist. Der Grundkörper weist vorzugsweise eine dreidimensionale Formgebung auf. Insbesondere ist der Grundkörper verschieden von einer einfachen Befestigungsplatte o. dgl. ausgebildet. Die Formgebung des Grundkörpers kann vorzugsweise korrespondierend zu einer Formgebung des Gehäuses und/oder zur Positionierung der Optikkomponenten relativ zueinander sein. Beispielsweise kann der Grundkörper zumindest abschnittsweise einen Käfig zur Aufnahme von zumindest einer der Optikkomponenten ausbilden. Vorzugsweise ist der Grundkörper relativ zu zumindest einer Symmetrieachse achsensymmetrisch ausgebildet. Der Grundkörper ist bevorzugt aus einem Metall ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass der Grundkörper aus einem Verbundwerkstoff, als ein 3D-Druckbauteil oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist.The base body of the holding device can preferably be designed in one piece. “In one piece” is to be understood in particular as being formed in one piece. Preferably, this one piece is made from a single blank, mass and/or cast. Alternatively, it is conceivable that the base body is composed of different pieces. The base body preferably has a three-dimensional shape. In particular, the base body is designed differently from a simple mounting plate or the like. The shape of the base body can preferably correspond to a shape of the housing and/or to the positioning of the optical components relative to one another. For example, the base body can form a cage, at least in sections, for accommodating at least one of the optical components. The base body is preferably designed to be axially symmetrical relative to at least one axis of symmetry. The base body is preferably made of a metal. Alternatively, it is conceivable that the base body is formed from a composite material, as a 3D printed component, or in another way that appears sensible to a person skilled in the art.

Die Montagestellen sind insbesondere als Ausformungen und/oder Ausnehmungen, beispielsweise Schraublöcher, des Grundkörpers ausgebildet. Die Optikkomponenten können insbesondere an und/oder in den Montagestellen befestigt werden. Beispielsweise können die Optikkomponenten an und/oder in den Montagestellen verschraubt, verklemmt, verklebt o. dgl. werden. Vorzugsweise weist die Haltevorrichtung Befestigungselemente, wie beispielsweise Klemmelemente, Schrauben, Bolzen o. dgl., auf, um die Optikkomponenten an und/oder in den Montagstellen zu befestigen. Vorzugsweise wirken die Montagestellen und die Befestigungselemente derart zusammen, dass die Optikkomponenten unabhängig von dem Gehäuse an dem Grundkörper fixiert sind.The assembly points are designed in particular as protrusions and/or recesses, for example screw holes, in the base body. In particular, the optics components can be attached to and/or in the assembly points. For example, the optics components can be screwed, clamped, glued or the like at and/or in the assembly points. The holding device preferably has fastening elements, such as clamping elements, screws, bolts or the like, in order to fasten the optics components on and/or in the mounting locations. The mounting points and the fastening elements preferably interact in such a way that the optical components are fixed to the base body independently of the housing.

Vorzugsweise sind die Montagestellen derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass die von der Haltevorrichtung aufgenommenen Optikkomponenten betriebsbereit zueinander ausgerichtet sind. Insbesondere müssen die Optikkomponenten nach einer Montage der Haltevorrichtung in dem Gehäuse nicht mehr relativ zueinander ausgerichtet werden. Insbesondere sind die Montagestellen derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass die von der Haltevorrichtung aufgenommenen Optikkomponenten einen gewünschten optischen Pfad eines Laserstrahls bereitstellen.The assembly points are preferably designed and/or arranged in such a way that the optical components held by the holding device are aligned with one another ready for operation. In particular, the optics components no longer have to be aligned relative to one another after the holding device has been installed in the housing. In particular, the assembly points are designed and/or arranged in such a way that the optical components held by the holding device provide a desired optical path of a laser beam.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Haltevorrichtung kann vorteilhaft eine präzise Montage von Optikkomponenten eines Lidarsensors ermöglicht werden. Vorteilhaft können mehrere Optikkomponenten gleichzeitig in einem Gehäuse des Lidarsensors montiert werden. Es kann ein vorteilhaft kompakter und einfach zu montierender Lidarsensor ermöglicht werden.The configuration of the holding device according to the invention advantageously enables precise assembly of optical components of a lidar sensor. A number of optical components can advantageously be installed simultaneously in a housing of the lidar sensor. An advantageously compact lidar sensor that is easy to install can be made possible.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Optikkomponenten als zumindest zwei Ablenkeinheiten, insbesondere als zumindest ein 1 D-Scanner und zumindest ein Polygonspiegel, um zumindest einen Laserstrahl abzulenken, ausgebildet sind. Furthermore, it is proposed that the optics components are designed as at least two deflection units, in particular as at least one 1D scanner and at least one polygon mirror, in order to deflect at least one laser beam.

Vorzugsweise sind zumindest zwei der Ablenkeinheiten verschieden voneinander ausgebildet. Die Ablenkeinheiten können alternativ aber auch analog zueinander ausgebildet sein. Eine Ablenkeinheit kann insbesondere als ein 1D-Scanner, beispielsweise als ein Galvanometer oder als ein mikromechanischer 1D-Spiegel, als ein 2D-Scanner, beispielsweise als ein MEMS (microelectromechanical systems)-Spiegel, als ein Rotationsscanner, beispielsweise als ein Rotations-Polygonspiegel, oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ablenkeinheit ausgebildet sein. Die Ablenkeinheiten umfassen vorzugsweise zumindest ein Ablenkelement, insbesondere einen Spiegel, und zumindest ein Antriebselement, insbesondere einen Galvanometerantrieb oder einen Motor, um das Ablenkelement zu einer Bewegung anzutreiben. Vorzugsweise sind die Montagestellen dazu vorgesehen, die Antriebselemente aufzunehmen.At least two of the deflection units are preferably designed differently from one another. Alternatively, however, the deflection units can also be designed analogously to one another. A deflection unit can be used in particular as a 1D scanner, for example as a galvanometer or as a micromechanical 1D mirror, as a 2D scanner, for example as a MEMS (microelectromechanical systems) mirror, as a rotary scanner, for example as a rotary polygon mirror, or be designed as another deflection unit that appears reasonable to a person skilled in the art. The deflection units preferably comprise at least one deflection element, in particular a mirror, and at least one drive element, in particular a galvanometer drive or a motor, in order to drive the deflection element to move. The mounting points are preferably provided for receiving the drive elements.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Haltevorrichtung dazu vorgesehen, drei Optikkomponenten, insbesondere Ablenkeinheiten, aufzunehmen. Vorzugsweise ist eine Ablenkeinheit als ein Rotationsscanner, insbesondere als ein Polygonspiegel, und sind zwei weitere Ablenkeinheiten als 1D-Scanner ausgebildet. Vorzugsweise sind die zwei weiteren Ablenkeinheiten dazu vorgesehen, zwei unterschiedliche Laserstrahlen abzulenken. Vorzugsweise ist der Rotationsscanner dazu vorgesehen, beide Laserstrahlen abzulenken. Insbesondere sind die zwei weiteren Ablenkeinheiten dazu vorgesehen, jeweils einen von einer Laserquelle kommenden Laserstrahl auf die, insbesondere gemeinsame, Ablenkeinheit zu lenken und/oder jeweils einen von der, insbesondere gemeinsamen, Ablenkeinheit kommenden reflektierten Laserstrahl zu einer Laserempfangseinrichtung zu lenken. Insbesondere kann die zumindest eine Laserquelle des Lidarsensors als eine kombinierte Lasersende- und -empfangseinrichtung ausgebildet sein. Insbesondere ist die Ablenkeinheit dazu vorgesehen, die von den weiteren Ablenkeinheiten kommenden Laserstrahlen in eine Umgebung des Lidarsensors abzulenken und/oder aus der Umgebung kommende reflektierte Laserstrahlen zu den weiteren Ablenkeinheiten zu lenken. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Haltevorrichtung dazu vorgesehen, zwei Optikkomponenten, insbesondere Ablenkeinheiten, aufzunehmen. Vorzugsweise ist eine Ablenkeinheit als ein Rotationsscanner, insbesondere als ein Polygonspiegel, und ist eine weitere Ablenkeinheit als ein 1D-Scanner ausgebildet. In a preferred embodiment of the invention, the holding device is intended to accommodate three optical components, in particular deflection units. One deflection unit is preferably designed as a rotary scanner, in particular as a polygon mirror, and two further deflection units are designed as 1D scanners. The two further deflection units are preferably provided for deflecting two different laser beams. The rotary scanner is preferably provided to deflect both laser beams. In particular, the two further deflection units are provided to each a coming from a laser source laser beam on, in particular to direct a common deflection unit and/or to direct a reflected laser beam coming from the, in particular common, deflection unit to a laser receiving device. In particular, the at least one laser source of the lidar sensor can be embodied as a combined laser transmitting and receiving device. In particular, the deflection unit is provided to deflect the laser beams coming from the further deflection units into an area surrounding the lidar sensor and/or to direct reflected laser beams coming from the area to the further deflection units. In a further preferred embodiment of the invention, the holding device is provided for accommodating two optical components, in particular deflection units. A deflection unit is preferably designed as a rotary scanner, in particular as a polygon mirror, and a further deflection unit is designed as a 1D scanner.

Insbesondere sind beide Ablenkeinheiten dazu vorgesehen, einen einzelnen Laserstrahl abzulenken. Vorteilhaft kann eine präzise Montage von Ablenkeinheiten ermöglicht werden.In particular, both deflection units are provided to deflect a single laser beam. Precise assembly of deflection units can advantageously be made possible.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest hinsichtlich einer Optikkomponente, insbesondere eines Polygonspiegels, käfigartig ausgebildet ist. Insbesondere bildet der Grundkörper zumindest abschnittsweise einen Käfig zur Aufnahme des Rotationsscanners, insbesondere des Polygonspiegels, aus. Insbesondere ist der Grundkörper derart ausgeformt, dass er den Polygonspiegel zumindest abschnittsweise käfigartig umschließt. Bevorzugt stellt der Grundkörper einen Käfig zur Aufnahme des Polygonspiegels mit Montagestellen zur Befestigung der weiteren Optikkomponenten und/oder Komponenten mit thermisch kritischen Oberflächen des Lidarsensors dar. Vorzugsweise ist der Grundkörper relativ zu einer sich durch eine Rotationsachse des Rotationsscanners und parallel zu Rotationsachsen der 1D-Scanner erstreckende Symmetrieebene symmetrisch ausgebildet. Insbesondere sind die Montagestellen und/oder die aufgenommenen Optikkomponenten relativ zu der Symmetrieebene symmetrisch zueinander angeordnet. Vorteilhaft kann der Polygonspiegel sicher und geschützt aufgenommen werden.In addition, it is proposed that the base body is designed in the manner of a cage, at least with regard to an optical component, in particular a polygon mirror. In particular, the base body forms, at least in sections, a cage for accommodating the rotary scanner, in particular the polygon mirror. In particular, the base body is shaped in such a way that it encloses the polygon mirror at least in sections in a cage-like manner. The base body is preferably a cage for accommodating the polygon mirror with mounting points for fastening the other optical components and/or components with thermally critical surfaces of the lidar sensor. The base body is preferably relative to a rotation axis of the rotary scanner and parallel to the rotation axes of the 1D scanner extending plane of symmetry formed symmetrically. In particular, the assembly points and/or the received optical components are arranged symmetrically to one another relative to the plane of symmetry. The polygon mirror can advantageously be accommodated in a safe and protected manner.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest eine Referenzstelle zur Befestigung und/oder Ausrichtung in dem Gehäuse aufweist. Vorzugsweise weist der Grundkörper eine Mehrzahl von Referenzstellen zur Befestigung und/oder Ausrichtung in dem Gehäuse auf. Insbesondere weist das Gehäuse zumindest eine korrespondierende Referenzstelle auf. Vorzugsweise ist die zumindest eine Referenzstelle zur Befestigung und/oder Ausrichtung an zumindest einer Wandung des Gehäuses vorgesehen. Vorzugsweise ist die zumindest eine Referenzstelle zur Befestigung und Ausrichtung des Grundkörpers im Gehäuse vorgesehen. Alternativ ist vorstellbar, dass der Grundkörper zumindest eine Referenzstelle zur Befestigung und zumindest eine weitere Referenzstelle zur Ausrichtung im Gehäuse aufweist. Die zumindest eine Referenzstelle ist insbesondere als eine Ausnehmung des Grundkörpers zur Aufnahme von zumindest einem Befestigungs- und/oder Ausrichtelement der Haltevorrichtung ausgebildet. Das Befestigungs- und/oder Ausrichtelement kann insbesondere als eine Schraube, als ein Passstift, als ein Bolzen o. dgl. ausgebildet sein. Die zumindest eine Referenzstelle ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Grundkörper derart relativ zum Gehäuse auszurichten, dass die aufgenommenen Optikkomponenten in einem im Gehäuse befestigten Zustand des Grundkörpers betriebsbereit zu weiteren im Gehäuse befestigten Komponenten des Lidarsensors, beispielsweise einer Laserquelle, ausgerichtet sind. Vorteilhaft kann eine hohe Ausrichtpräzision zwischen verschiedenen Komponenten des Lidarsensors, insbesondere zwischen Optikkomponenten und Laserkomponenten, ermöglicht werden.It is also proposed that the base body has at least one reference point for attachment and/or alignment in the housing. The base body preferably has a plurality of reference points for attachment and/or alignment in the housing. In particular, the housing has at least one corresponding reference point. The at least one reference point is preferably provided for attachment and/or alignment on at least one wall of the housing. The at least one reference point is preferably provided for fastening and aligning the base body in the housing. Alternatively, it is conceivable that the base body has at least one reference point for attachment and at least one further reference point for alignment in the housing. The at least one reference point is designed in particular as a recess in the base body for accommodating at least one fastening and/or alignment element of the holding device. The fastening and/or alignment element can in particular be designed as a screw, a dowel pin, a bolt or the like. The at least one reference point is preferably provided to align the base body relative to the housing in such a way that the received optical components are aligned ready for operation with other components of the lidar sensor, for example a laser source, mounted in the housing when the base body is mounted in the housing. A high level of alignment precision between different components of the lidar sensor, in particular between optical components and laser components, can advantageously be made possible.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest eine Ausnehmung begrenzt, um zumindest eine Komponente des Lidarsensors zumindest abschnittsweise zu umschließen. Bevorzugt begrenzt der Grundkörper die zumindest eine Ausnehmung, um eine Mehrzahl von Komponenten des Lidarsensors zumindest abschnittsweise zu umschließen. Die zumindest eine Komponente des Lidarsensors kann insbesondere eine Laserquelle, eine Elektronikeinheit o. dgl. sein. Vorzugsweise ist die zumindest eine Komponente in dem Gehäuse, insbesondere an der Wandung, an der der Grundkörper befestigt ist, befestigt. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass zumindest eine der Komponenten des Lidarsensors, insbesondere zumindest eine Laserquelle, an dem Grundkörper befestigbar ist. Es kann eine vorteilhafte Nutzung eines in dem Gehäuse vorhandenen Bauraums ermöglicht werden.Furthermore, it is proposed that the base body delimits at least one recess in order to enclose at least one component of the lidar sensor at least in sections. The base body preferably delimits the at least one recess in order to enclose a plurality of components of the lidar sensor at least in sections. The at least one component of the lidar sensor can in particular be a laser source, an electronic unit or the like. The at least one component is preferably fastened in the housing, in particular on the wall to which the base body is fastened. Alternatively or additionally, it is conceivable that at least one of the components of the lidar sensor, in particular at least one laser source, can be attached to the base body. Advantageous use can be made of a space available in the housing.

Zudem wird eine Vormontageeinheit vorgeschlagen. Die Vormontageeinheit umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung. Die Vormontageeinheit umfasst zumindest zwei von der Haltevorrichtung aufgenommene Optikkomponenten, insbesondere zumindest einen 1D-Scanner und zumindest einen Polygonspiegel, eines Lidarsensors. Die Vormontageeinheit kann vorzugsweise als komplette Einheit in dem Gehäuse des Lidarsensors montiert werden. Vorteilhaft kann eine präzise und einfache Montage der Optikkomponenten ermöglicht werden.A pre-assembly unit is also proposed. The pre-assembly unit includes at least one holding device according to the invention. The pre-assembly unit includes at least two optical components held by the holding device, in particular at least one 1D scanner and at least one polygon mirror, of a lidar sensor. The pre-assembly unit can preferably be assembled as a complete unit in the housing of the lidar sensor. Precise and simple assembly of the optics components can advantageously be made possible.

Darüber hinaus wird eine Vormontageeinheit, insbesondere eine erfindungsgemäße Vormontageeinheit, vorgeschlagen. Die Vormontageeinheit umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung. Die Vormontageeinheit umfasst zumindest eine von der Haltevorrichtung aufgenommene Komponente mit einer thermisch kritischen Oberfläche, insbesondere eine Laserquelle, eines Lidarsensors. Insbesondere umfasst die Vormontageeinheit die zumindest eine von der Haltevorrichtung aufgenommene Komponente mit einer thermisch kritischen Oberfläche alternativ oder zusätzlich zu den zumindest zwei von der Haltevorrichtung aufgenommenen Optikkomponenten. Die zumindest eine Komponente, insbesondere die Laserquelle, kann insbesondere relativ zu zumindest einer Optikkomponente, insbesondere einem 1D-Scanner, betriebsbereit ausgerichtet von der Haltevorrichtung aufgenommen sein. Bevorzugt kann die Vormontageeinheit zumindest zwei von den Haltevorrichtung aufgenommene Komponenten mit thermisch kritischen Oberflächen, insbesondere zumindest zwei Laserquellen, aufweisen. Vorteilhaft kann eine präzise und einfache Montage von Komponenten mit thermisch kritischen Oberflächen ermöglicht werden.In addition, a pre-assembly unit, in particular a pre-assembly unit according to the invention, is proposed. The pre-assembly unit includes at least one holding device according to the invention. The pre-assembly unit comprises at least one component, which is held by the holding device and has a thermally critical surface, in particular a laser source, of a lidar sensor. In particular, the pre-assembly unit comprises the at least one component held by the holding device and having a thermally critical surface as an alternative or in addition to the at least two optical components held by the holding device. The at least one component, in particular the laser source, can in particular be accommodated by the holding device in an oriented manner relative to at least one optical component, in particular a 1D scanner. The pre-assembly unit can preferably have at least two components with thermally critical surfaces that are held by the holding device, in particular at least two laser sources. A precise and simple assembly of components with thermally critical surfaces can advantageously be made possible.

Des Weiteren wird ein Lidarsensor für automatisiert betreibbare Fahrzeuge vorgeschlagen. Der Lidarsensor umfasst zumindest ein Gehäuse. Der Lidarsensor umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Vormontageeinheit, die in dem Gehäuse fixiert ist. Der Lidarsensor ist bevorzugt als ein scannender Lidarsensor, insbesondere als ein FMCW (frequency modulated continuous wave)-Lidarsensor oder als ein koaxialer Puls-Lidarsensor, ausgebildet. Unter einem „automatisiert betreibbaren Fahrzeug“ soll insbesondere ein Fahrzeug mit einer der Automatisierungsstufen 1 bis 5 der Norm SAE J3016 verstanden werden. Insbesondere weist das automatisiert betreibbare Fahrzeug eine technische Ausrüstung auf, die für diese Automatisierungsstufen gefordert ist. Die technische Ausrüstung umfasst insbesondere Umfelderkennungssensoren, wie beispielsweise Radar-Sensoren, den Lidarsensor, Kameras und/oder Akustik-Sensoren, Steuergeräte o. dgl. Vorteilhaft kann ein kompakter und effizient entwärmbarer Lidarsensor bereitgestellt werden.Furthermore, a lidar sensor for vehicles that can be operated automatically is proposed. The lidar sensor includes at least one housing. The lidar sensor includes at least one pre-assembly unit according to the invention, which is fixed in the housing. The lidar sensor is preferably designed as a scanning lidar sensor, in particular as an FMCW (frequency modulated continuous wave) lidar sensor or as a coaxial pulse lidar sensor. A “vehicle that can be operated automatically” is to be understood in particular as a vehicle with one of the automation levels 1 to 5 of the SAE J3016 standard. In particular, the vehicle that can be operated automatically has technical equipment that is required for these automation levels. The technical equipment includes, in particular, environment detection sensors, such as radar sensors, the lidar sensor, cameras and/or acoustic sensors, control units or the like. A compact lidar sensor that can be efficiently cooled can advantageously be provided.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Lidarsensor zumindest zwei Komponenten umfasst, wobei die Haltevorrichtung der Vormontageeinheit derart in dem Gehäuse angeordnet ist und der Grundkörper der Haltevorrichtung derart ausgeformt ist, dass die Komponenten mit ihren thermisch kritischen Oberflächen in einer gemeinsamen Ebene anordenbar sind. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Teil der Komponenten derart am Grundkörper der Haltevorrichtung befestigt sein, dass die Komponenten mit ihren thermisch kritischen Oberflächen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Komponenten zumindest abschnittsweise in der von dem Grundkörper begrenzten Ausnehmung anordenbar. Insbesondere begrenzt der Grundkörper die Ausnehmung zumindest in einer Ebene, vorzugsweise in einer sich senkrecht zu der Rotationsachse des Rotationsscanners erstreckenden Ebene. Vorteilhaft kann eine thermisch sinnvolle Anordnung der Komponenten in dem Gehäuse ermöglicht werden.It is also proposed that the lidar sensor comprises at least two components, with the holding device of the pre-assembly unit being arranged in the housing and the base body of the holding device being shaped in such a way that the components with their thermally critical surfaces can be arranged in a common plane. Alternatively or additionally, at least some of the components can be attached to the base body of the holding device in such a way that the components are arranged with their thermally critical surfaces in a common plane. The components can preferably be arranged at least in sections in the recess delimited by the base body. In particular, the base body delimits the recess at least in one plane, preferably in a plane extending perpendicular to the axis of rotation of the rotary scanner. A thermally sensible arrangement of the components in the housing can advantageously be made possible.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Komponenten als zumindest eine Laserquelle und zumindest eine Recheneinheit ausgebildet sind. Die Recheneinheit umfasst vorzugsweise zumindest eine Platine und einen darauf angeordneten Prozessor, der insbesondere eine thermisch kritische Oberfläche aufweist. Der Prozessor kann insbesondere als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), als ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Prozessor ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, Funktionen des Lidarsensors zu steuern oder zu regeln und/oder Sensordaten zu verarbeiten. In der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Lidarsensor drei Komponenten mit thermisch kritischen Oberflächen auf, wobei zwei Komponenten als, insbesondere identische, Laserquellen ausgebildet sind. Vorzugsweise ist jeweils eine Laserquelle jeweils einem 1D-Scanner zugeordnet. Insbesondere sind die Laserquellen und/oder die Recheneinheit relativ zu der Symmetrieebene symmetrisch zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist die von dem Grundkörper begrenzte Ausnehmung relativ zu der Symmetrieebene symmetrisch ausgeformt. Es kann eine vorteilhafte Anordnung von zumindest einer Laserquelle und der Recheneinheit ermöglicht werden.Furthermore, it is proposed that the components are designed as at least one laser source and at least one computing unit. The arithmetic unit preferably comprises at least one circuit board and a processor arranged thereon, which in particular has a thermally critical surface. The processor can in particular be embodied as an application-specific integrated circuit (ASIC), as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or as another processor that appears sensible to a person skilled in the art. The computing unit is preferably provided to control or regulate functions of the lidar sensor and/or to process sensor data. In the preferred embodiment of the invention, the lidar sensor has three components with thermally critical surfaces, two components being in the form of, in particular, identical laser sources. One laser source is preferably assigned to one 1D scanner in each case. In particular, the laser sources and/or the computing unit are arranged symmetrically to one another relative to the plane of symmetry. The recess delimited by the base body is preferably shaped symmetrically relative to the plane of symmetry. An advantageous arrangement of at least one laser source and the computing unit can be made possible.

Zudem wird vorgeschlagen, dass der Lidarsensor zumindest einen Kühlkörper umfasst, um die Komponenten zu entwärmen, der die Komponenten an den thermisch kritischen Oberflächen kontaktiert. Vorzugsweise ist der Kühlkörper als eine Kühlungsplatte ausgebildet, deren Haupterstreckungsebene sich insbesondere parallel zu der Ebene erstreckt, in der die thermisch kritischen Oberflächen der Komponenten angeordnet sind. Insbesondere kontaktiert der Kühlkörper die thermisch kritischen Oberflächen in der Ebene, beispielsweise über ein Wärmeleitmaterial. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ eines Objekts soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Der Kühlkörper umfasst vorzugsweise Kühlrippen, die sich insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Kühlkörpers erstrecken. Die Kühlrippen sind insbesondere auf einer einer Kontaktfläche des Kühlkörpers mit den thermisch kritischen Oberflächen abgewandten Seite des Kühlkörpers angeordnet. Der Kühlkörper ist insbesondere zu einer passiven Entwärmung der Komponenten vorgesehen. Zusätzlich ist denkbar, dass der Lidarsensor zumindest einen Lüfter aufweist, um zur Realisierung einer aktiven Entwärmung Luft entlang des Kühlkörpers zu transportieren. Vorteilhaft kann eine effiziente Entwärmung der Komponenten ermöglicht werden.In addition, it is proposed that the lidar sensor includes at least one heat sink to cool the components, which makes contact with the components on the thermally critical surfaces. The heat sink is preferably designed as a cooling plate whose main extension plane extends, in particular, parallel to the plane in which the thermally critical surfaces of the components are arranged. In particular, the heat sink makes contact with the thermally critical surfaces in the plane, for example via a thermally conductive material. A “main extension plane” of an object is to be understood in particular as a plane which is parallel to a largest side surface of an imaginary cuboid which just completely encloses the object and in particular runs through the center point of the cuboid. The heat sink preferably comprises cooling ribs, which in particular extend perpendicularly to the main plane of extent of the heat sink. The cooling fins are in particular on a Kon Contact surface of the heatsink arranged with the thermally critical surfaces facing away from the heatsink. The heat sink is intended in particular for passive cooling of the components. In addition, it is conceivable for the lidar sensor to have at least one fan in order to transport air along the heat sink in order to implement active cooling. Efficient cooling of the components can advantageously be made possible.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Kühlkörper zumindest abschnittsweise zumindest eine Wandung, insbesondere ein Deckelteil oder ein Bodenteil, des Gehäuses ausbildet. Insbesondere schließt der Kühlkörper das Gehäuse nach außen hin ab. Das Deckelteil und das Bodenteil sind insbesondere Teile des Gehäuses, deren Haupterstreckungsebenen sich senkrecht zu der Rotationsachse des Rotationsscanners und/oder parallel zu einer horizontalen Scanebene des Lidarsensors erstrecken. Vorteilhaft kann der Kühlkörper zur Entwärmung und als Wandung dienen und ein besonders kompaktes Gehäuse bereitgestellt werden.Furthermore, it is proposed that the heat sink forms at least one wall, in particular a cover part or a base part, of the housing, at least in sections. In particular, the heat sink closes off the housing from the outside. The cover part and the base part are in particular parts of the housing whose main extension planes extend perpendicularly to the axis of rotation of the rotary scanner and/or parallel to a horizontal scanning plane of the lidar sensor. Advantageously, the heat sink can be used for heat dissipation and as a wall, and a particularly compact housing can be provided.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vormontageeinheit, insbesondere der Grundkörper der Haltevorrichtung, an dem Kühlkörper fixiert ist. Insbesondere bildet der Kühlkörper die Wandung des Gehäuses aus, an der die Vormontageeinheit, insbesondere der Grundkörper, befestigt ist. Vorteilhaft kann der Kühlkörper eine weitere Funktion zur Befestigung der Vormontageeinheit erfüllen.It is also proposed that the pre-assembly unit, in particular the base body of the holding device, is fixed to the heat sink. In particular, the heat sink forms the wall of the housing to which the preassembled unit, in particular the base body, is attached. The heat sink can advantageously fulfill a further function for fastening the preassembled unit.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Kühlkörper zumindest eine Referenzstelle zur Befestigung und/oder Ausrichtung des Grundkörpers der Haltevorrichtung in dem Gehäuse aufweist. Vorzugsweise korrespondiert die zumindest eine Referenzstelle des Kühlkörpers mit der zumindest einen Referenzstelle des Grundkörpers. Insbesondere kann der Kühlkörper eine Mehrzahl von Referenzstellen aufweisen. Die zumindest eine Referenzstelle des Kühlkörpers ist insbesondere als eine Ausnehmung, beispielsweise mit einem Gewinde, des Kühlkörpers zur Aufnahme des zumindest einen Befestigungs- und/oder Ausrichtelements der Haltevorrichtung ausgebildet. Vorteilhaft kann der Kühlkörper eine zusätzliche Funktion zur Ausrichtung der Vormontageeinheit erfüllen.Furthermore, it is proposed that the heat sink has at least one reference point for fastening and/or aligning the base body of the holding device in the housing. The at least one reference point of the heat sink preferably corresponds to the at least one reference point of the base body. In particular, the heat sink can have a plurality of reference points. The at least one reference point of the heat sink is designed in particular as a recess, for example with a thread, in the heat sink for receiving the at least one fastening and/or alignment element of the holding device. The heat sink can advantageously fulfill an additional function for aligning the preassembled unit.

Zudem wird ein automatisiert betreibbares Fahrzeug vorgeschlagen. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug umfasst zumindest einen erfindungsgemäßen Lidarsensor. Bevorzugt ist das automatisiert betreibbare Fahrzeug als ein Landfahrzeug ausgebildet. Das Fahrzeug kann insbesondere als ein PKW, bevorzugt als ein Personentransportfahrzeug, als ein LKW, als ein Baustellenfahrzeug, als ein Agrarfahrzeug oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Fahrzeug ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann alternativ auch als ein Luftfahrzeug, beispielsweise als eine Drohne, als ein Flugzeug, als ein Helikopter, als ein Senkrechtstart- und -landungsflugzeug o. dgl., oder als ein Wasserfahrzeug, beispielsweise als ein Schiff o. dgl., ausgebildet sein. Vorteilhaft kann ein Fahrzeug mit einem platzsparend integrierten Lidarsensor bereitgestellt werden.In addition, a vehicle that can be operated automatically is proposed. The vehicle that can be operated automatically comprises at least one lidar sensor according to the invention. The vehicle that can be operated automatically is preferably designed as a land vehicle. The vehicle can in particular be designed as a passenger car, preferably as a passenger transport vehicle, as a truck, as a construction site vehicle, as an agricultural vehicle or as another vehicle considered appropriate by a person skilled in the art. Alternatively, the vehicle can also be in the form of an aircraft, for example a drone, an airplane, a helicopter, a vertical take-off and landing aircraft or the like, or a watercraft, for example a ship or the like . A vehicle with a space-saving integrated lidar sensor can advantageously be provided.

Des Weiteren wird ein Verfahren zur Montage von zumindest einem erfindungsgemäßen Lidarsensor vorgeschlagen. In dem Verfahren werden zur Bildung einer Vormontageeinheit Optikkomponenten des Lidarsensors unabhängig von einem Gehäuse des Lidarsensors, insbesondere betriebsbereit zueinander ausgerichtet, an einer Haltevorrichtung aufgenommen. Die Optikkomponenten werden insbesondere an dem Grundkörper der Haltevorrichtung fixiert. Vorteilhaft kann ein Verfahren bereitgestellt werden, das eine präzise Montage der Optikkomponenten des Lidarsensors ermöglicht.Furthermore, a method for assembling at least one lidar sensor according to the invention is proposed. In the method, to form a pre-assembly unit, optical components of the lidar sensor are accommodated on a holding device independently of a housing of the lidar sensor, in particular aligned ready for operation with respect to one another. The optics components are fixed in particular on the base body of the holding device. A method can advantageously be provided which enables the optical components of the lidar sensor to be fitted precisely.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vormontageeinheit in dem Gehäuse des Lidarsensors fixiert wird. Die Vormontageeinheit, insbesondere der Grundkörper, wird vorzugsweise an einer Wandung des Gehäuses, insbesondere an dem Kühlkörper, fixiert. Vorteilhaft kann ein Verfahren bereitgestellt werden, das eine gleichzeitige Montage mehrerer Optikkomponenten des Lidarsensors in dem Gehäuse ermöglicht.It is also proposed that the pre-assembly unit be fixed in the housing of the lidar sensor. The pre-assembly unit, in particular the base body, is preferably fixed to a wall of the housing, in particular to the heat sink. Advantageously, a method can be provided that enables a plurality of optical components of the lidar sensor to be installed in the housing at the same time.

Die Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen in den folgenden Figuren verdeutlicht. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes automatisiert betreibbares Fahrzeug in einer schematischen Darstellung,
2 einen erfindungsgemäßen Lidarsensor des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs aus 1 in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
3 einen Teil des erfindungsgemäßen Lidarsensors aus 2 in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
4 den erfindungsgemäßen Lidarsensor aus 2 in einer schematischen Darstellung,
5 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung und
6 einen Teil eines alternativen erfindungsgemäßen Lidarsensors in einer schematischen perspektivischen Darstellung.

The invention is illustrated in two exemplary embodiments in the following figures. Show it:

1 an automated vehicle according to the invention in a schematic representation,
2 a lidar sensor according to the invention of the vehicle that can be operated automatically 1 in a schematic perspective view,
3 part of the lidar sensor according to the invention 2 in a schematic perspective view,
4 the lidar sensor according to the invention 2 in a schematic representation,
5 a flowchart of a method according to the invention in a schematic representation and
6 a part of an alternative lidar sensor according to the invention in a schematic perspective view.

1 zeigt ein automatisiert betreibbares Fahrzeug 17 in einer schematischen Darstellung. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug 17 ist beispielhaft als ein Landfahrzeug, insbesondere als ein PKW, ausgebildet. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug 17 umfasst zumindest einen Lidarsensor 5. 1 shows a vehicle 17 that can be operated automatically in a schematic representation. The vehicle 17 that can be operated automatically is designed, for example, as a land vehicle, in particular as a passenger car. Vehicle 17 that can be operated automatically comprises at least one lidar sensor 5.

2 zeigt den Lidarsensor 5 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Der Lidarsensor 5 umfasst zumindest ein Gehäuse 6. Das Gehäuse 6 ist ohne eine Frontscheibe und einen Bodendeckel dargestellt, um einen Innenraum des Gehäuses 6 zu erkennen. Der Lidarsensor 5 umfasst zumindest eine Vormontageeinheit 16, die in dem Gehäuse 6 fixiert ist. Der Lidarsensor 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft als ein scannender Lidarsensor ausgebildet. 2 shows the lidar sensor 5 in a schematic perspective view. The lidar sensor 5 includes at least one housing 6. The housing 6 is shown without a front pane and a bottom cover in order to identify an interior space of the housing 6. The lidar sensor 5 includes at least one pre-assembly unit 16 which is fixed in the housing 6 . In the present exemplary embodiment, the lidar sensor 5 is designed, for example, as a scanning lidar sensor.

Die Vormontageeinheit 16 umfasst zumindest eine Haltevorrichtung 1. Die Vormontageeinheit 16 umfasst zumindest zwei, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft drei, von der Haltevorrichtung 1 aufgenommene Optikkomponenten 2, 3, 4 des Lidarsensors 5.The pre-assembly unit 16 comprises at least one holding device 1. The pre-assembly unit 16 comprises at least two, in the present exemplary embodiment three by way of example, optical components 2, 3, 4 of the lidar sensor 5 accommodated by the holding device 1.

Die Haltevorrichtung 1 ist zur Aufnahme und Positionierung der Optikkomponenten 2, 3, 4 des Lidarsensors 5 im Gehäuse 6 des Lidarsensors 5 vorgesehen. Die Haltevorrichtung 1 umfasst einen Grundkörper 7. Der Grundkörper 7 umfasst Montagestellen 8, 9, 10, um die Optikkomponenten 2, 3, 4 unabhängig von dem Gehäuse 6, insbesondere betriebsbereit zueinander ausgerichtet, aufzunehmen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung 1 beispielhaft dazu vorgesehen, sämtliche Optikkomponenten 2, 3, 4 des Lidarsensors 5 unabhängig von dem Gehäuse 6 aufzunehmen.The holding device 1 is provided for receiving and positioning the optical components 2 , 3 , 4 of the lidar sensor 5 in the housing 6 of the lidar sensor 5 . The holding device 1 comprises a base body 7. The base body 7 comprises mounting points 8, 9, 10 in order to accommodate the optical components 2, 3, 4 independently of the housing 6, in particular aligned ready for operation with respect to one another. In the present exemplary embodiment, the holding device 1 is provided, for example, to accommodate all optical components 2 , 3 , 4 of the lidar sensor 5 independently of the housing 6 .

Die Optikkomponenten 2, 3, 4 sind als zumindest zwei Ablenkeinheiten, um zumindest einen Laserstrahl abzulenken, ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beispielhaft eine erste Optikkomponente 2, eine zweite Optikkomponente 3 und eine dritte Optikkomponente 4 als Ablenkeinheiten ausgebildet. Die erste Optikkomponente 2 ist beispielhaft als ein Rotationsscanner, insbesondere als ein Rotations-Polygonspiegel, ausgebildet. Die zweite Optikkomponente 3 und die dritte Optikkomponente 4 sind beispielhaft als 1D-Scanner, insbesondere als Galvanometer, ausgebildet. In einer alternativen Ausgestaltungsform ist denkbar, dass der Lidarsensor 5 lediglich die erste Optikkomponente 2, insbesondere einen Polygonspiegel, und die zweite Optikkomponente 3, insbesondere einen 1D-Scanner, aufweist. Die erste Optikkomponente 2 umfasst ein Ablenkelement 24, insbesondere einen Polygonspiegel, und ein Antriebselement 25, insbesondere einen Motor, um das Ablenkelement 24 zu einer Bewegung anzutreiben. Das Antriebselement 25 kann auch zumindest abschnittsweise in dem Ablenkelement 24 integriert sein. Die zweite Optikkomponente 3 umfasst ein Ablenkelement 26, insbesondere einen Spiegel, und ein Antriebselement 27, insbesondere einen Galvanometerantrieb, um das Ablenkelement 26 zu einer Bewegung anzutreiben. Die dritte Optikkomponente 4 umfasst ein Ablenkelement 28, insbesondere einen Spiegel, und ein Antriebselement 29, insbesondere einen Galvanometerantrieb, um das Ablenkelement 28 zu einer Bewegung anzutreiben. Die zweite Optikkomponente 3 und die dritte Optikkomponente 4 sind dazu vorgesehen, zwei unterschiedliche Laserstrahlen abzulenken. Die erste Optikkomponente 2 ist dazu vorgesehen, beide Laserstrahlen abzulenken.The optical components 2, 3, 4 are designed as at least two deflection units in order to deflect at least one laser beam. In the present exemplary embodiment, a first optics component 2, a second optics component 3 and a third optics component 4 are designed as deflection units. The first optics component 2 is designed, for example, as a rotary scanner, in particular as a rotary polygon mirror. The second optics component 3 and the third optics component 4 are designed, for example, as 1D scanners, in particular as galvanometers. In an alternative embodiment, it is conceivable that the lidar sensor 5 only has the first optical component 2, in particular a polygon mirror, and the second optical component 3, in particular a 1D scanner. The first optical component 2 comprises a deflection element 24, in particular a polygon mirror, and a drive element 25, in particular a motor, in order to drive the deflection element 24 to move. The drive element 25 can also be integrated in the deflection element 24 at least in sections. The second optical component 3 comprises a deflection element 26, in particular a mirror, and a drive element 27, in particular a galvanometer drive, in order to drive the deflection element 26 to move. The third optical component 4 comprises a deflection element 28, in particular a mirror, and a drive element 29, in particular a galvanometer drive, in order to drive the deflection element 28 to move. The second optics component 3 and the third optics component 4 are intended to deflect two different laser beams. The first optical component 2 is intended to deflect both laser beams.

Der Grundkörper 7 ist zumindest hinsichtlich einer Optikkomponente, im vorliegenden Ausführungsbeispiel hinsichtlich der ersten Optikkomponente 2, insbesondere eines Polygonspiegels, käfigartig ausgebildet. Der Grundkörper 7 bildet zumindest abschnittsweise einen Käfig 30 zur Aufnahme der ersten Optikkomponente 2 aus. Der Grundkörper 7 ist derart ausgeformt, dass er die erste Optikkomponente 2, insbesondere den Polygonspiegel, zumindest abschnittsweise käfigartig umschließt. Der Grundkörper 7 stellt einen Käfig zur Aufnahme der ersten Optikkomponente 2, insbesondere des Polygonspiegels, mit Montagestellen 9, 10 zur Befestigung der zweiten Optikkomponente 3 und der dritten Optikkomponente 4 dar. Der Grundkörper 7 ist relativ zu einer sich durch eine Rotationsachse 31 der ersten Optikkomponente 2 und parallel zu Rotationsachsen 32, 33 der zweiten Optikkomponente 3 und der dritten Optikkomponente 4 erstreckende Symmetrieebene 34 symmetrisch ausgebildet. Die aufgenommenen Optikkomponenten 2, 3, 4 sind relativ zu der Symmetrieebene 34 symmetrisch zueinander angeordnet.The base body 7 is designed like a cage at least with regard to an optical component, in the present exemplary embodiment with regard to the first optical component 2, in particular a polygon mirror. At least in sections, the base body 7 forms a cage 30 for accommodating the first optical component 2 . The base body 7 is shaped in such a way that it encloses the first optical component 2, in particular the polygon mirror, at least in sections in a cage-like manner. The base body 7 is a cage for accommodating the first optical component 2, in particular the polygon mirror, with mounting points 9, 10 for fastening the second optical component 3 and the third optical component 4. The base body 7 is relative to a rotation axis 31 of the first optical component 2 and parallel to the axes of rotation 32, 33 of the second optics component 3 and the third optics component 4 extending plane of symmetry 34 formed symmetrically. The recorded optical components 2, 3, 4 are arranged symmetrically to one another relative to the plane of symmetry 34.

Erste Montagestellen 8 sind zu einer Aufnahme der ersten Optikkomponente 2 vorgesehen. Die ersten Montagstellen 8 sind als Ausnehmungen, insbesondere Schraublöcher, des Grundkörpers 7 ausgebildet. Eine zweite Montagestelle 9 ist zu einer Aufnahme der zweiten Optikkomponente 3 vorgesehen. Eine dritte Montagestelle 10 ist zu einer Aufnahme der dritten Optikkomponente 4 vorgesehen. Die zweite Montagestelle 9 und die dritte Montagestelle 10 sind als Ausformungen des Grundkörpers 7 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Optikkomponente 2, insbesondere das Antriebselement 25 der ersten Optikkomponente 2, beispielhaft an den ersten Montagestellen 8 verschraubt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Optikkomponente 3, insbesondere das Antriebselement 27 der zweiten Optikkomponente 3, beispielhaft an der zweiten Montagestelle 9 mittels eines Klemmelements 35 der Haltevorrichtung 1 verklemmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die dritte Optikkomponente 4, insbesondere das Antriebselement 29 der dritten Optikkomponente 4, beispielhaft an der dritten Montagestelle 10 mittels eines weiteren Klemmelements 36 der Haltevorrichtung 1 verklemmt. Die Montagestellen 8, 9, 10 sind derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass die von der Haltevorrichtung 1 aufgenommenen Optikkomponenten 2, 3, 4 gewünschte optische Pfade der Laserstrahlen bereitstellen.First assembly points 8 are provided for accommodating the first optical component 2 . The first assembly points 8 are in the form of recesses, in particular screw holes, in the base body 7 . A second assembly point 9 is provided for accommodating the second optical component 3 . A third assembly point 10 is provided for accommodating the third optical component 4 . The second assembly point 9 and the third assembly point 10 are formed as formations of the base body 7 . In the present exemplary embodiment, the first optical component 2, in particular the drive element 25 of the first optical component 2, is screwed to the first assembly points 8, for example. In the present exemplary embodiment, the second optical component 3, in particular the drive element 27 of the second optical component 3, is, for example, attached to the second assembly point 9 by means of a clamping element 35 of the holding device 1 is jammed. In the present exemplary embodiment, the third optical component 4, in particular the drive element 29 of the third optical component 4, is clamped, for example, at the third assembly point 10 by means of a further clamping element 36 of the holding device 1. The assembly points 8, 9, 10 are designed and/or arranged in such a way that the optical components 2, 3, 4 accommodated by the holding device 1 provide desired optical paths for the laser beams.

3 zeigt einen Teil des Lidarsensors 5 aus 2 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Dargestellt sind die Bauteile aus 2 bis auf das Gehäuse 6. Der Grundkörper 7 weist zumindest eine Referenzstelle 11 zur Befestigung und/oder Ausrichtung in dem Gehäuse 6 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper 7 beispielhaft vier Referenzstellen 11 auf. Die Referenzstellen 11 sind zur Befestigung und/oder Ausrichtung an zumindest einer Wandung 22 des Gehäuses 6 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Referenzstellen 11 beispielhaft zur Befestigung und Ausrichtung des Grundkörpers 7 im Gehäuse 6 vorgesehen. Die Referenzstellen 11 sind als Ausnehmungen des Grundkörpers 7 zur Aufnahme von Befestigungs- und/oder Ausrichtelementen 37 der Haltevorrichtung 1 ausgebildet. Die Referenzstellen 11 sind dazu vorgesehen, den Grundkörper 7 derart relativ zum Gehäuse 6 auszurichten, dass die aufgenommenen Optikkomponenten 2, 3, 4 in einem im Gehäuse 6 befestigten Zustand des Grundkörpers 7 betriebsbereit zu weiteren im Gehäuse 6 befestigten Komponenten 14, 15 des Lidarsensors 5 ausgerichtet sind. 3 shows part of the lidar sensor 5 2 in a schematic perspective representation. Shown are the components 2 except for the housing 6. The base body 7 has at least one reference point 11 for attachment and/or alignment in the housing 6. In the present exemplary embodiment, the base body 7 has four reference points 11 by way of example. The reference points 11 are provided for fastening and/or alignment on at least one wall 22 of the housing 6. In the present exemplary embodiment, the reference points 11 are provided as an example for fastening and aligning the base body 7 in the housing 6 . The reference points 11 are designed as recesses in the base body 7 for receiving fastening and/or alignment elements 37 of the holding device 1 . The reference points 11 are intended to align the base body 7 relative to the housing 6 in such a way that the optical components 2, 3, 4 that are accommodated are ready for operation when the base body 7 is in a state in which it is fastened in the housing 6 with respect to other components 14, 15 of the lidar sensor 5 that are fastened in the housing 6 are aligned.

Der Grundkörper 7 begrenzt zumindest eine Ausnehmung 12, um zumindest eine Komponente 13, 14, 15 des Lidarsensors 5 zumindest abschnittsweise zu umschlie-ßen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel begrenzt der Grundköper 7 die Ausnehmung 12 beispielhaft, um drei Komponenten 13, 14, 15 des Lidarsensors 5 zumindest abschnittsweise zu umschließen. Die Komponenten 13, 14, 15 sind in dem Gehäuse 6, insbesondere an der Wandung 22, an der der Grundkörper 7 befestigt ist, befestigt.The base body 7 delimits at least one recess 12 in order to at least partially enclose at least one component 13, 14, 15 of the lidar sensor 5. In the present exemplary embodiment, the base body 7 delimits the recess 12, for example, in order to enclose three components 13, 14, 15 of the lidar sensor 5 at least in sections. The components 13, 14, 15 are fixed in the housing 6, in particular on the wall 22 to which the base body 7 is fixed.

Die Komponenten 13, 14, 15 sind als zumindest eine Laserquelle und zumindest eine Recheneinheit ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielhaft eine erste Komponente 13 als eine Recheneinheit ausgebildet. Die erste Komponente 13 umfasst eine Platine 38 und einen darauf angeordneten Prozessor 39. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind eine zweite Komponente 14 und eine dritte Komponente 15 beispielhaft als, insbesondere identische, Laserquellen ausgebildet sind. Die zweite Komponente 14 und die dritte Komponente 15 sind als kombinierte Laserquellen und Empfangseinheiten des koaxialen Lidarsensors 5 ausgebildet. Die zweite Komponente 14 ist der zweiten Optikkomponente 3 zugeordnet. Die dritte Komponente 15 ist der dritten Optikkomponente 4 zugeordnet. Die Komponenten 13, 14, 15 sind relativ zu der Symmetrieebene 34 symmetrisch zueinander angeordnet. Die von dem Grundkörper 7 begrenzte Ausnehmung 12 ist relativ zu der Symmetrieebene 34 symmetrisch ausgeformt.The components 13, 14, 15 are designed as at least one laser source and at least one processing unit. In the present exemplary embodiment, a first component 13 is embodied as an arithmetic unit. The first component 13 comprises a printed circuit board 38 and a processor 39 arranged thereon. In the present exemplary embodiment, a second component 14 and a third component 15 are embodied as, in particular identical, laser sources. The second component 14 and the third component 15 are designed as combined laser sources and receiving units of the coaxial lidar sensor 5 . The second component 14 is assigned to the second optics component 3 . The third component 15 is assigned to the third optics component 4 . The components 13, 14, 15 are arranged symmetrically to one another relative to the plane of symmetry 34. The recess 12 delimited by the base body 7 is formed symmetrically relative to the plane of symmetry 34 .

Die Haltevorrichtung 1 der Vormontageeinheit 16 ist derart in dem Gehäuse 6 angeordnet und der Grundkörper 7 der Haltevorrichtung 1 ist derart ausgeformt, dass die Komponenten 13, 14, 15 mit ihren thermisch kritischen Oberflächen 18, 19, 20 in einer gemeinsamen Ebene anordenbar sind. Die Komponenten 13, 14, 15 sind zumindest abschnittsweise in der von dem Grundkörper 7 begrenzten Ausnehmung 12 anordenbar. Der Grundkörper 7 begrenzt die Ausnehmung 12 zumindest in einer Ebene, insbesondere in einer sich senkrecht zu der Rotationsachse 31 der ersten Optikkomponente 2 erstreckenden Ebene. Der Prozessor 39 weist die thermisch kritische Oberfläche 18 der ersten Komponente 13 auf.The holding device 1 of the pre-assembly unit 16 is arranged in the housing 6 and the base body 7 of the holding device 1 is formed in such a way that the components 13, 14, 15 with their thermally critical surfaces 18, 19, 20 can be arranged in a common plane. The components 13 , 14 , 15 can be arranged at least in sections in the recess 12 delimited by the base body 7 . The base body 7 delimits the recess 12 at least in one plane, in particular in a plane extending perpendicular to the axis of rotation 31 of the first optical component 2 . The processor 39 has the thermally critical surface 18 of the first component 13 .

4 zeigt den Lidarsensor 5 aus 2 in einer schematischen Darstellung. Der Lidarsensor 5 umfasst zumindest einen Kühlkörper 21, um die Komponenten 13, 14, 15 zu entwärmen. Der Kühlkörper 21 kontaktiert die Komponenten 13, 14, 15 an den thermisch kritischen Oberflächen 18, 19, 20. Der Kühlkörper 21 ist als eine Kühlungsplatte ausgebildet, deren Haupterstreckungsebene 40 sich parallel zu der Ebene erstreckt, in der die thermisch kritischen Oberflächen 18, 19, 20 der Komponenten 13, 14, 15 angeordnet sind. Der Kühlkörper 21 umfasst Kühlrippen 41, die sich insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsebene 40 des Kühlkörpers 21 erstrecken. Die Kühlrippen 41 sind auf einer einer Kontaktfläche des Kühlkörpers 21 mit den thermisch kritischen Oberflächen 18, 19, 20 abgewandten Seite des Kühlkörpers 21 angeordnet. Der Kühlkörper 21 ist zu einer passiven Entwärmung der Komponenten 13, 14, 15 vorgesehen. 4 shows the lidar sensor 5 2 in a schematic representation. The lidar sensor 5 includes at least one heat sink 21 in order to cool the components 13, 14, 15. The heat sink 21 contacts the components 13, 14, 15 on the thermally critical surfaces 18, 19, 20. The heat sink 21 is designed as a cooling plate whose main extension plane 40 extends parallel to the plane in which the thermally critical surfaces 18, 19 , 20 of the components 13, 14, 15 are arranged. The heat sink 21 includes cooling fins 41 which extend in particular perpendicularly to the main extension plane 40 of the heat sink 21 . The cooling fins 41 are arranged on a side of the cooling body 21 which is remote from a contact surface of the cooling body 21 with the thermally critical surfaces 18 , 19 , 20 . The heat sink 21 is provided for passive cooling of the components 13, 14, 15.

Der Kühlkörper 21 bildet zumindest abschnittsweise zumindest eine Wandung 22, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft ein Deckelteil, des Gehäuses 6 aus. Die Vormontageeinheit 16, insbesondere der Grundkörper 7 der Haltevorrichtung 1, ist an dem Kühlkörper 21 fixiert.The heat sink 21 forms at least one wall 22, in the present exemplary embodiment, for example a cover part, of the housing 6, at least in sections. The pre-assembly unit 16, in particular the base body 7 of the holding device 1, is fixed to the heat sink 21.

Der Kühlkörper 21 weist zumindest eine Referenzstelle 23 zur Befestigung und/oder Ausrichtung des Grundkörpers 7 der Haltevorrichtung 1 in dem Gehäuse 6 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Kühlkörper 21 beispielhaft mehrere Referenzstellen 23 auf. Die Referenzstellen 23 des Kühlkörpers 21 korrespondieren mit den Referenzstellen 11 des Grundkörpers 7. Die Referenzstellen 23 des Kühlkörpers 21 sind als Ausnehmungen, beispielsweise mit einem Gewinde, des Kühlkörpers 21 zur Aufnahme der Befestigungs- und/oder Ausrichtelemente 37 der Haltevorrichtung 1 ausgebildet.The heat sink 21 has at least one reference point 23 for fastening and/or aligning the base body 7 of the holding device 1 in the housing 6 . In the present exemplary embodiment, the heat sink 21 has, for example, a plurality of reference points 23 . The reference points 23 of the heat sink 21 correspond to the reference make 11 of the base body 7. The reference points 23 of the heat sink 21 are designed as recesses, for example with a thread, of the heat sink 21 for receiving the fastening and / or alignment elements 37 of the holding device 1.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Montage des Lidarsensors 5 in einer schematischen Darstellung. In einem ersten Verfahrensschritt 42 werden zur Bildung der Vormontageeinheit 16 die Optikkomponenten 2, 3, 4 und/oder Komponenten 13, 14, 15 mit thermisch kritischen Oberflächen 18, 19, 20 des Lidarsensors 5, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft lediglich die Optikkomponenten 19, 20, unabhängig von dem Gehäuse 6 des Lidarsensors 5, insbesondere betriebsbereit zueinander ausgerichtet, an der Haltevorrichtung 1 aufgenommen. Die Optikkomponenten 2, 3, 4 werden an dem Grundkörper 7 der Haltevorrichtung 1 fixiert. 5 shows a flowchart of a method for assembling the lidar sensor 5 in a schematic representation. In a first method step 42, to form the pre-assembly unit 16, the optical components 2, 3, 4 and/or components 13, 14, 15 with thermally critical surfaces 18, 19, 20 of the lidar sensor 5, in the present exemplary embodiment only the optical components 19, 20 , independent of the housing 6 of the lidar sensor 5, in particular aligned ready for operation, on the holding device 1. The optics components 2 , 3 , 4 are fixed to the base body 7 of the holding device 1 .

In einem zweiten Verfahrensschritt 43 wird die Vormontageeinheit 16 in dem Gehäuse 6 des Lidarsensors 5 fixiert. Die Vormontageeinheit 16, insbesondere der Grundkörper 7, wird an der Wandung 22 des Gehäuses 6, insbesondere an dem Kühlkörper 21, fixiert.In a second method step 43, the pre-assembly unit 16 is fixed in the housing 6 of the lidar sensor 5. The pre-assembly unit 16, in particular the base body 7, is fixed to the wall 22 of the housing 6, in particular to the heat sink 21.

In der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hinsichtlich der Ausgestaltung gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere hinsichtlich Bauteilen mit gleichen Bezugszeichen, darf auf das Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 verwiesen werden. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 6 der Buchstabe a nachgestellt.In the 6 another embodiment of the invention is shown. With regard to the design of components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numbers, reference may be made to the exemplary embodiment of 1 until 5 to get expelled. To distinguish the embodiments is the reference numerals of the embodiment of 6 the letter a is added.

6 zeigt einen Teil eines alternativen Lidarsensors 5a in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Ein Gehäuse des Lidarsensors 5a ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Der Lidarsensor 5a umfasst zumindest eine Vormontageeinheit 16a. Die Vormontageeinheit 16a umfasst zumindest eine Haltevorrichtung 1a. Die Vormontageeinheit 16a umfasst zumindest zwei, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft drei, von der Haltevorrichtung 1a aufgenommene Optikkomponenten 2a, 3a, 4a des Lidarsensors 5a. Eine erste Optikkomponente 2a ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft als ein Rotationsscanner, insbesondere als ein Rotations-Polygonspiegel, ausgebildet. Eine zweite Optikkomponente 3a und eine dritte Optikkomponente 4a sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft als 1D-Scanner, insbesondere als Galvanometer, ausgebildet. 6 shows a part of an alternative lidar sensor 5a in a schematic perspective view. A housing of the lidar sensor 5a is not shown for the sake of clarity. The lidar sensor 5a includes at least one pre-assembly unit 16a. The pre-assembly unit 16a includes at least one holding device 1a. The pre-assembly unit 16a comprises at least two, in the present exemplary embodiment three by way of example, optical components 2a, 3a, 4a of the lidar sensor 5a accommodated by the holding device 1a. In the present exemplary embodiment, a first optical component 2a is embodied by way of example as a rotary scanner, in particular as a rotary polygon mirror. A second optics component 3a and a third optics component 4a are designed in the present exemplary embodiment as a 1D scanner, in particular as a galvanometer.

Die Vormontageeinheit 16a umfasst zumindest eine von der Haltevorrichtung 1a aufgenommene Komponente 14a, 15a mit einer thermisch kritischen Oberfläche 19a, 20a, insbesondere eine Laserquelle, des Lidarsensors 5a. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Vormontageeinheit 16a beispielhaft eine Komponente 14a mit einer thermisch kritischen Oberfläche 19a und eine weitere Komponente 15a mit einer thermisch kritischen Oberfläche 20a, die beide als Laserquellen ausgebildet sind. Die Komponente 14a ist relativ zu der zweiten Optikkomponente 3a betriebsbereit ausgerichtet von der Haltevorrichtung 1a aufgenommen. Die weitere Komponente 15a ist relativ zu der dritten Optikkomponente 4a betriebsbereit ausgerichtet von der Haltevorrichtung 1a aufgenommen.The pre-assembly unit 16a comprises at least one component 14a, 15a, which is held by the holding device 1a and has a thermally critical surface 19a, 20a, in particular a laser source, of the lidar sensor 5a. In the present exemplary embodiment, the pre-assembly unit 16a includes, for example, a component 14a with a thermally critical surface 19a and a further component 15a with a thermally critical surface 20a, both of which are designed as laser sources. The component 14a is oriented relative to the second optics component 3a and accommodated by the holding device 1a so that it is ready for operation. The further component 15a is accommodated by the holding device 1a in an aligned manner relative to the third optical component 4a.

Die Haltevorrichtung 1a ist zur Aufnahme und Positionierung der Optikkomponenten 2a, 3a, 4a und der Komponenten 14a, 15a mit den thermisch kritischen Oberflächen 19a, 20a, in dem Gehäuse des Lidarsensors 5a vorgesehen. Die Haltevorrichtung 1a ist dazu vorgesehen, die Komponenten 14a, 15a mit den thermisch kritischen Oberflächen 19a, 20a unabhängig von dem Gehäuse aufzunehmen. Ein Grundkörper 7a der Haltevorrichtung 1a weist weitere Montagestellen 44a, 45a auf, um die Komponenten 14a, 15a unabhängig von dem Gehäuse aufzunehmen. Erste weitere Montagestellen 44a sind zu einer Aufnahme der ersten Komponente 14a vorgesehen. Zweite weitere Montagestellen 45a sind zu einer Aufnahme der zweiten Komponente 15a vorgesehen. Die weiteren Montagestellen 44a, 45a sind als Ausnehmungen, insbesondere Schraublöcher, des Grundkörpers 7a ausgebildet. Die Komponenten 14a, 15a sind an den weiteren Montagestellen 44a, 45a verschraubt. Die Komponenten 14a, 15a sind derart am Grundkörper 7a der Haltevorrichtung 1a befestigt, dass die Komponenten 14a, 15a mit ihren thermisch kritischen Oberflächen 19a, 20a in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.The holding device 1a is provided for receiving and positioning the optical components 2a, 3a, 4a and the components 14a, 15a with the thermally critical surfaces 19a, 20a in the housing of the lidar sensor 5a. The holding device 1a is intended to accommodate the components 14a, 15a with the thermally critical surfaces 19a, 20a independently of the housing. A base body 7a of the holding device 1a has further mounting points 44a, 45a in order to accommodate the components 14a, 15a independently of the housing. First further assembly points 44a are provided for receiving the first component 14a. Second additional assembly points 45a are provided for receiving the second component 15a. The other mounting points 44a, 45a are designed as recesses, in particular screw holes, in the base body 7a. The components 14a, 15a are screwed to the other assembly points 44a, 45a. The components 14a, 15a are attached to the base body 7a of the holding device 1a in such a way that the components 14a, 15a are arranged with their thermally critical surfaces 19a, 20a in a common plane.

BezugszeichenlisteReference List

11: Haltevorrichtungholding device
22: Optikkomponenteoptical component
33: Optikkomponenteoptical component
44: Optikkomponenteoptical component
55: Lidarsensorlidar sensor
66: GehäuseHousing
77: Grundkörperbody
88th: Montagestelleassembly point
99: Montagestelleassembly point
1010: Montagestelleassembly point
1111: Referenzstellereference site
1212: Ausnehmungrecess
1313: Komponentecomponent
1414: Komponentecomponent
1515: Komponentecomponent
1616: Vormontageeinheitpre-assembly unit
1717: Fahrzeugvehicle
1818: Oberflächesurface
1919: Oberflächesurface
2020: Oberflächesurface
2121: Kühlkörperheatsink
2222: Wandungwall
2323: Referenzstellereference site
2424: Ablenkelementdeflection element
2525: Antriebselementdrive element
2626: Ablenkelementdeflection element
2727: Antriebselementdrive element
2828: Ablenkelementdeflection element
2929: Antriebselementdrive element
3030: KäfigCage
3131: Rotationsachseaxis of rotation
3232: Rotationsachseaxis of rotation
3333: Rotationsachseaxis of rotation
3434: Symmetrieebeneplane of symmetry
3535: Klemmelementclamping element
3636: Klemmelementclamping element
3737: Befestigungs- und/oder AusrichtelementFastening and/or alignment element
3838: Platinecircuit board
3939: Prozessorprocessor
4040: Haupterstreckungsebenemain extension level
4141: Kühlrippecooling fin
4242: Verfahrensschrittprocess step
4343: Verfahrensschrittprocess step
4444: Montagestelleassembly point
4545: Montagestelleassembly point

Claims

Holding device for receiving and positioning optical components (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) and/or components (14a, 15a) with thermally critical surfaces (19a, 20a), in particular laser sources, of a lidar sensor (5; 5a) in a housing (6) of the lidar sensor (5; 5a), comprising a base body (7; 7a) with mounting points (8, 9, 10) to the optical components (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) independently of the housing (6), in particular aligned to each other ready for operation.

holding device claim 1 , wherein the optical components (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) are designed as at least two deflection units, in particular as at least one 1D scanner and at least one polygon mirror to deflect at least one laser beam.

holding device claim 1 or 2 , wherein the base body (7; 7a) is designed like a cage, at least with regard to an optical component (2; 2a), in particular a polygon mirror.

Holding device according to one of the preceding claims, wherein the base body (7; 7a) has at least one reference point (11; 11a) for fastening and/or alignment in the housing (6).

Holding device according to one of the preceding claims, wherein the base body (7; 7a) delimits at least one recess (12; 12a) in order to enclose at least one component (13; 13a, 14, 15) of the lidar sensor (5; 5a) at least in sections.

Pre-assembly unit, comprising at least one holding device (1; 1a) according to one of the preceding claims and at least two optical components (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) held by the holding device (1; 1a), in particular at least one 1D scanner and at least one polygon mirror, a lidar sensor (5; 5a).

Pre-assembly unit, especially after claim 6 , comprising at least one holding device (1a) according to one of Claims 1 until 5 and at least one component (14a, 15a) held by the holding device (1a) and having a thermally critical surface (19a, 20a), in particular a laser source, of a lidar sensor (5a).

Lidar sensor for vehicles (17) that can be operated automatically, comprising at least one housing (6) and at least one pre-assembly unit (16; 16a). claim 6 or 7 , which is fixed in the housing (6).

lidar sensor claim 8 , comprising at least two components (13, 14; 14a, 15; 15a), wherein the holding device (1; 1a) of the pre-assembly unit (16; 16a) is arranged in the housing (6) and the base body (7; 7a) of Holding device (1; 1a) is shaped in such a way that the components (13, 14; 14a, 15; 15a) with their thermally critical surfaces (18, 19; 19a, 20; 20a) can be arranged in a common plane.

lidar sensor claim 9 , wherein the components (13, 14; 14a, 15; 15a) are designed as at least one laser source and at least one computing unit.

lidar sensor claim 9 or 10 , comprising at least one heat sink (21) to cool the components (13, 14; 14a, 15; 15a), the components (13, 14; 14a, 15; 15a) on the thermally critical surfaces (18, 19; 19a, 20; 20a).

lidar sensor claim 11 , wherein the heat sink (21) forms at least one wall (22), in particular a cover part or a base part, of the housing (6), at least in sections.

lidar sensor claim 11 or 12 , wherein the pre-assembly unit (16; 16a) is fixed to the heat sink (21).

Lidar sensor according to one of the Claims 11 until 13 , wherein the heat sink (21) has at least one reference point (23) for fastening and/or aligning the base body (7; 7a) of the holding device (1; 1a) in the housing (6).

Vehicle that can be operated automatically, comprising at least one lidar sensor (5; 5a) according to one of the Claims 8 until 14 .

Method for assembling at least one lidar sensor (5; 5a) according to one of Claims 8 until 14 , wherein to form a pre-assembly unit (16; 16a) optical components (2; 2a, 3; 3a, 4; 4a) and / or components (14a, 15a) with thermally critical surfaces (19a, 20a), in particular laser sources, of the lidar sensor ( 5; 5a) independently of a housing (6) of the lidar sensor (5; 5a), in particular aligned ready for operation, on a holding device (1; 1a).

procedure after Claim 16 , wherein the pre-assembly unit (16; 16a) in the housing (6) of the lidar sensor (5; 5a) is fixed.