JP2021193370A - 物体を検出するライダセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、物体を検出するライダセンサに関する。【解決手段】物体（１４）を検出するライダセンサ（１２）は、光信号を放射する送信器（１８）と、物体で反射された後の光信号を受信する受信器（２０）と、光信号を送信器からスキャナユニット（２６）に転送し、また光信号をスキャナユニットから受信器に転送する組み合わせユニット（２２）と、を備える送受信ユニット（２４）と、送受信ユニットの光信号を偏向することによって、ライダセンサの視野を走査するスキャナユニットと、光信号を転送するように送受信ユニットとスキャナユニットとの間に配置されたミラー（３０）と、送受信ユニットと、スキャナユニットと、ミラーとを受容するライダセンサハウジング（３４）とを備える。送受信ユニットとミラーとの間の光信号の経路（３２）と、ミラーとスキャナユニットとの間の光信号の経路とを含む光信号面は、ライダセンサハウジングの外面に対して９０°と異なる角度（α）で延びる。【選択図】図７

Description

本発明は、物体を検出するライダセンサに関する。

現代の車両（自動車、バン、トラック、オートバイ等）は多くのセンサを備える。これらのセンサによって、運転者に情報を提供し、車両の個別の機能を部分的にまたは完全に自動制御する。車両および他の道路ユーザの環境は、センサを介してキャプチャされる。キャプチャされたデータに基づいて、車両環境のモデルが生成され、この車両環境における変化に反応することができる。

この場合、環境をキャプチャする重要なセンサ原理は、ライダ（Ｌｉｄａｒ：Light Detection and Ranging‐光検出および測距）技術である。ライダセンサは、光信号の放射および反射された光の検出に基づく。反射場所までの距離は、伝搬時間の測定を用いて計算することができる。さらに、相対速度を決定することも可能である。ここでは、変調されていないパルスおよび周波数変調された信号（チャープ）の両方を使用することができる。受信された反射を評価することによって、ターゲットを検出することができる。ライダセンサの技術的な実装に関しては、走査型システムと非走査型システムと、が区別される。走査型システムは、主にマイクロミラーと光スポットによる環境の走査と、に基づく。送信された光パルスと受信された光パルスと、が同一のマイクロミラーを介して偏向されれば、同軸システムとされる。非走査型システムでは、複数の送信要素および受信要素が静的に相互に隣接して配置されている（特に、いわゆる焦点面アレイ配置）。

これに関連して、物体を検出および分類するライダシステムおよび方法は、国際特許出願公開第２０１８／１２７７８９Ａ１号に開示されている。

ライダセンサ技術の分野における課題は、堅牢であるが費用対効果に優れて実現可能な構造にある。特に、自動車環境においては、長期間の使用にわたっても信頼性のある機能を保証することが必要である。さらに、大量生産に起因する効率的な製造性が重要である。特に、可動部品が走査型システムに使用される場合、機械的に弾力性のある構造および環境の影響からの部品の保護が必要である。

国際特許出願公開第２０１８／１２７７８９Ａ１号

これに基づいて、本発明の課題は、堅牢で費用対効果に優れて製造できるライダセンサを提供することである。特に、自動車分野での使用に適するライダセンサであり、この分野における要件を満たすことができるライダセンサが作成されるべきである。

この課題を解決するために、本発明は、一態様において、物体を検出するライダセンサに関する。ライダセンサは、
光信号を放射する送信器と、物体で反射された後の光信号を受信する受信器と、光信号を送信器からスキャナユニットに転送し、また光信号をスキャナユニットから受信器に転送する組み合わせユニットと、を備える送受信ユニットと、
送受信ユニットの光信号を偏向することによって、ライダセンサの視野を走査するスキャナユニットと、
光信号を転送するように送受信ユニットとスキャナユニットとの間に配置されたミラーと、
送受信ユニットと、スキャナユニットと、ミラーと、を受容するライダセンサハウジングと、を備える。
送受信ユニットとミラーとの間の光信号の経路と、ミラーとスキャナユニットとの間の光信号の経路と、を含む光信号面は、ライダセンサハウジングの少なくとも１つの外面に対して９０°と異なる角度で延びるように、送受信ユニット、スキャナユニットおよびミラーがライダセンサハウジング内部に配置されている。

ライダセンサの好適な実施形態は、従属請求項に記載されている。上述した特徴および以下に説明する特徴は、本願発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ特定された組み合わせだけでなく、他の組み合わせ、または単独で使用することができる。

本発明によれば、光信号面の角度が、ライダセンサハウジングの少なくとも１つの外面に対して９０°と異なるように、送受信ユニット、スキャナユニットおよびミラーが配置されている。換言すると、ライダセンサハウジング内部の個別の構成部品間に、角度のオフセットが提案される。構成部品は、相互にオフセットさせて取り付けられ、ライダセンサハウジングに対して、またはその外面のうちの１つの外面に対して平行ではない。構成部品を相互にオフセットさせて取り付けることによって、構成部品は、ライダセンサハウジング内部によりコンパクトに配置されている。この場合、ライダセンサハウジングの必要とされるサイズに応じて、異なるアライメント角度を設けることができる。より小型化されたパッケージングが可能になる。さらに、より簡易な構造が可能となるため、効率的な製造を達成することができる。

好適な実施形態において、ライダセンサハウジングは、実質的に直方体形状に構成されている。直方体形状によって、効率的な製造性および適用性が可能になる。ライダセンサハウジングは、車両内部の設置スペースのコンセプトにおいて、特に良好に使用することができる。

好適な実施形態において、光信号面は、ライダセンサハウジングの全ての外面に対して９０°と異なる角度で延びる。コンパクトな設計が可能になる。

好適な実施形態において、光信号面のライダセンサハウジングのベース面に対する角度は、８３°と８７°との間であり、好適には８５°である。９０°の範囲の角度を使用することによって、（外面に対して平行に取り付けられた）ミラーでの反射によるビームの広がりを抑制することができる。特に、角度のオフセットがより大きくなると、光信号の広がりが生じる可能性がある。この光信号の広がりは、ライダセンサの精度に悪影響を及ぼす。８３°と８７°との間の角度を用いることによって、十分に正確なライダデータのキャプチャと同時に、設置スペースの低減を達成することができる。

好適な実施形態において、送受信ユニットとミラーとの間の光信号の経路と、ミラーとスキャナユニットとの間の光信号の経路との間の角度は、９０°未満である。特に、鋭角を光信号に設けることができる。これによって、ライダセンサハウジングのパッケージングを比較的小さくすることができる。効率的な製造可能性が生じる。さらに、ライダセンサが搭載される車両の内部には、よりわずかな設置スペースしか必要とされない。

好適な実施形態において、ライダセンサは、送受信ユニットのためのハウジングを含む。ハウジングは、送信器、受信器および組み合わせユニットを受容する第１ハウジング部分を含む。第１ハウジング部分は、ライダセンサハウジングと熱的に接触する接触面を含む。さらに、送受信ユニットのためのハウジングは、光信号をスキャナユニットへ双方向に転送する第２ハウジング部分を含む。第２ハウジング部分は、光信号のための開口部を備える。この場合、第１ハウジング部分および第２ハウジング部分は、相互に接続されており、対称面に対して対称に構成されている。対称面は、開口部を出た後の光信号の経路を含む。

本発明によれば、対称面に対して対称に構成された（少なくとも）２つのハウジング部分を備える２部構造のハウジングが、ライダセンサの送受信ユニットのために使用される。ハウジング全体は、１つの平面に関して対称（面対称）である。この場合、対称面は、開口部を出た後の光信号の経路を含む面である。生成された、または反射された光信号は、この対称面を走る。２つのハウジング部分は、好適には接続されている。対称構造によって、ライダセンサ内部の送受信ユニットの熱的および電気的接続を、著しく単純化することができる。設置は、単純化され、より経済的に実施することができる。熱的な接触では、ライダセンサハウジング内部で必要とされる幾何学的形状が複雑でないために、これに関連して、更なる節約の可能性が実現される。特に、２つ（またはそれ以上）の送受信ユニットがライダセンサにおいて使用される場合、２部分からなるハウジング構造は、効率的な製造を可能にする。その結果、送受信ユニットのための効率的に製造可能なハウジングが得られ、したがって効率的に製造可能なライダセンサが得られる。

好適な実施形態において、第２ハウジング部分は円筒形状に構成されている。円筒の中心軸は、第２ハウジング部分を通る光信号の経路に対応する。特に、例えば、送信器または受信器に対して距離をおいて配置されていなければならないレンズを受容することができる、円筒形状に構成された第２ハウジング部分が使用されることが有利である。その結果、材料が節約され、効率的な製造性が得られる。

好適な実施形態において、第１ハウジング部分は、実質的に直方体形状に構成され、好適には開口部を出た後の光信号の経路に対して平行に位置合わせされている。換言すると、直方体の少なくとも１つの外面は、開口部を出た後の光信号の経路に対して平行に位置合わせされている。このように平行であることは、設置の際に、スペースを効率的に使用し、効率的に製造可能であることを意味する。組み立てを簡単に行うことができる。

好適な実施形態において、スキャナユニットは、微小電気機械的に可動なマイクロミラーを含む。このマイクロミラーは、適切なアクチュエータによって動かすことができる。ライダセンサの視野を走査するために、マイクロミラーによって、光信号を１次元または２次元に偏向させることができる。

好適な実施形態において、ライダセンサは、更なる送受信ユニットと、更なるスキャナユニットと、更なる送受信ユニットと更なるスキャナユニットとの間に配置された更なるミラーと、を含む。更なる送受信ユニット、更なるミラーおよび更なるスキャナユニットは、ライダセンサハウジング内に配置されている。ライダセンサハウジング内の２つの送受信ユニットのハウジングは、好適には、鏡像位置に配置されている。これは、特に、２つの別々の光信号を有するライダセンサが使用される場合に有利である。この場合、対称面に対して対称に構成された送受信ユニットのハウジングを、更なる調整なしに、ライダセンサ内部の２つの位置に据え付けることができる。これによって、このようなシステムにおいて、分離された構成、または異なる構成の送受信ユニットを省略できる。同一の部品を２つの側で使用することができるため、組み立てにおいて効率的であるという利点が生じる。さらに、１つの部品のみを常に同一の方法で製造するため、製造において効率的であるという利点が生じる。さらに、送受信ユニットを、その対称性に起因して、必要な設置スペースに関して最適化できる。そのため、ライダセンサをより小さいライダセンサハウジングで実現することができる。換言すると、非対称な送受信ユニットを考慮する必要がないので、比較的小さな設置スペースを設けることができる。これに関連して、ライダセンサハウジングも、同様に対称に構成することができる。

スキャナユニットは、特に、２Ｄスキャナユニットとして構成することができる。有利には、スキャナユニットは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）として構成され、光信号を偏向する２次元に制御可能なマイクロミラーを含む。ＭＥＭＳシステムは、迅速に反応し、光信号を確実かつ精密に偏向する。ライダセンサの表示領域（視野）は、ライダセンサによって見ることができる領域に対応する。特に、表示領域は、ライダセンサに対して、またはライダセンサが取り付けられている車両に対して、垂直方向および水平方向のそれぞれの角度を指定することによって規定される。車両の環境は、特に、車両から見える車両の周囲の領域を含む。ハウジングの２つの部分を、別々に構成し、相互に固定することができる。同様に、２つのハウジング部分を、組み合わせる、または一体に作ることも可能である。実質的に直方体形状に構成されたハウジングは、直方体形状を有するハウジングである。突起および窪みによって直本体形状を変更することが可能である。しかしながら、直方体形状は、大部分が保持されて残る。直方体は、６つの平坦な外面を備える。好適には、そのうちの２つの面は、それぞれ、相互に平行に延びる。光信号面は、好適には、全ての直方体外面に対して９０°と異なる角度を有する。光信号面は、平面内にある２つの直線または２つの直線部分によって画定される。

本発明は、複数の選択された実施形態を参照し、添付の図面に関連して、以下により詳細に記載され、説明される。

車両におけるライダセンサの配置の概略図である。 ライダセンサの機能性の概略図である。 ライダセンサのコンポーネントの空間配置の概略的な斜視図である。 ライダセンサのコンポーネントの配置の更なる図である。 ライダセンサハウジング内部のコンポーネントの配置の概略図である。 ライダセンサの送受信ユニットのためのハウジングの概略図である。 ライダセンサハウジング内部のコンポーネントの配置の更なる概略図である。 ライダセンサハウジングの構造の概略図である。 ハウジング下部分の概略図である。 キャリア部分の概略的な斜視図である。 キャリア部分の更なる概略的な斜視図である。 キャリア部分の更なる概略的な斜視図である。 ミラーの裏側へのアクセスの概略図である。

図１には、車両１０の環境にある物体１４を検出するライダセンサ１２を備える車両１０が概略的に示される。この図は、側方断面図に相当する。図示の実施形態において、ライダセンサ１２は車両１０に取り付けられている。例えば、ライダセンサ１２を、車両１０のバンパの領域に据え付け、視野１６内部の車両１０の前方の物体を検出するように構成することができる。図において、視野１６の上下方向の広がりが示される。車両１０の環境にある物体１４は、例えば、ナンバープレート、自動車のタイヤ、交通標識、車線境界、静的なインフラストラクチャの物体、または他の車両とすることができる。

この場合、ライダセンサ１２は、特に、自動車のライダシステムとして構成されている。この自動車のライダシステムは、微小電気機械ミラーに基づく同軸構造および偏向を有する。本明細書に記載されるアプローチは、パルスライダ技術およびＦＭＣＷ（Frequency Modulation Continuous Wave：周波数変調連続波）ライダ技術の両方で使用可能である。特に、効率よく製造可能であり、小型設計で実現可能なライダセンサを提供することを目標とする。この場合、信頼性および寿命に関して、自動車環境における使用の要件を満たすことができるように、個別のコンポーネントを配置すべきである。

図２において、ライダセンサの機能原理が概略的に示される。ライダセンサ１２は、光信号（レーザビーム）を放射する送信器１８と、物体で反射された後の光信号を受信する受信器２０と、を含む。送信器１８は、特にレーザ源として構成されている。一方では、パルス化された信号を使用することが可能である。他方では、周波数変調された信号（チャープ信号）を使用することもできる。受信器２０は、特に、物体で反射された後の光信号を受信し、それによって物体を検出可能にするように構成された光検出器に相当する。

さらに、ライダセンサ１２は、組み合わせユニット２２を含む。組み合わせユニット２２は、光信号を送信器からスキャナユニットへ導き、また光信号がスキャナユニットから受信器２０へ戻るよう導くように機能する。図２に示す実施形態において、組み合わせユニット２２の後の光路が、放射される光信号と反射される光信号に対して同一である点で、同軸配置が示される。また、ライダセンサは、同軸ライダセンサまたは同軸設計のライダセンサとも称される。

組み合わせユニット２２は、サーキュレータとして構成することができる。サーキュレータを、好適には、シリコンフォトニクス技術で実現することができる。同様に、組み合わせユニット２２は、ビームコンダクタ（ビームスプリッタ）に相当することも可能である。ビームスプリッタの使用には、信号成分が失われるという欠点がある。しかしながら、反応速度および製造コストに関しては利点がある。

本明細書において、送信器１８、受信器２０および組み合わせユニット２２の組み合わせは、送受信ユニット２４と称されて、ハウジング内に共に配置される。

ライダセンサ１２は、さらに、ライダセンサ１２の視野を走査するスキャナユニット２６を含む。スキャナユニット２６は、特に、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）として構成することができる。１つ（または複数）の検流計またはボイスコイルモータを使用することも可能である。光信号を視野内部の異なる位置に放射し、異なる位置の対応する検出を受信するために、マイクロミラーが制御される。ミラーは、電気的に制御可能なアクチュエータを介して２つの直交する軸に傾斜させることが可能であり、例えば３乃至８ｍｍの直径を有する。特に、ライダセンサ１２の視野は、行ごとに、または列ごとに走査される。これに関連して、水平軸および垂直軸がある。これらの軸は、それぞれ、関連するアクチュエータによって制御可能である。これに関連して、スキャナユニット２６は、２Ｄスキャナユニットに相当し、偏向ユニットとも称することができる。

レンズ２８、特にコリメーションレンズは、好適には、光信号の適切な、特にガウス形状の断面プロファイルを生成するために、送受信ユニット２４とスキャナユニット２６との間に配置されている。さらに、スポットの大きさおよび形状を調整することができる。レンズ２８は、異なる形態で構成することができる。必要に応じて、送受信ユニット２４の一部として、レンズ２８を送受信ユニット２４内部に配置することもできる。

さらに、送受信ユニット２４とスキャナユニット２６との間に、ミラー３０を配置することが可能である。ミラー３０によって、ライダセンサのよりコンパクトな設計を実現可能である。ミラー３０は、フォールディングミラーとも称される。

図３において、ライダセンサの多様なコンポーネントの配置およびそれらの相互の位置合わせの概略的な斜視図が示される。特に、コンポーネントを、ライダセンサハウジング内で対応するレセプタクル内に受容し、固定することができる。送受信ユニット２４は、光信号（破線で示す）を送受信する。光信号をスキャナユニット２６に転送するミラー３０は、光信号の経路３２に配置されている。上述したように、マイクロミラー３１は、ライダセンサ１２の視野を走査するために、光信号を偏向するよう機能する。

図４において、コンポーネントの配置の別の斜視図が概略的に示される。図３と比較して、特に上から見た図が示される。送受信ユニット２４、ミラー３０およびスキャナユニット２６は、ライダセンサ１２の視野を走査するために協働する。

図５において、２つの光信号が生成されるライダセンサが概略的に示される。この図は、ライダセンサハウジング３４の上面図として理解されたい。カバーは示されておらず、コンポーネントが視認可能である。

送受信ユニット２４、スキャナユニット２６およびミラー３０に加えて、更なる送受信ユニット２４’、更なるスキャナユニット２６’および更なるミラー３０’が、ライダセンサハウジング３４内部に構成されている。２つの光信号を生成し、評価することによって、より大きな視野を走査することができる。代替的または追加的に、同一の視野、または視野の少なくとも重なり合う部分を２つの光信号で走査することによって、信頼性の改良を達成することができる。例えば、２つの光信号によって走査される中央領域においては、冗長性を達成することができる。

ライダセンサハウジング３４内部で、送受信ユニット２４または更なる送受信ユニット２４’は、対応する第１レセプタクル３６または対応する更なる第１レセプタクル３６’に配置されている。スキャナユニット２６または更なるスキャナユニット２６’は、第２レセプタクル３８または更なる第２レセプタクル３８’に配置されている。ミラー３０または更なるミラー３０’は、第３レセプタクル４０または更なる第３レセプタクル４０’に配置されている。この場合、コンポーネントは、それぞれ、レセプタクル内にセットまたは固定されている。

図６において、送受信ユニット２４が概略的に斜視図で示される。送受信ユニット２４のハウジング４２は、第１ハウジング部分４４と、第２ハウジング部分４６と、を含む。送信器、受信器および組み合わせユニットは、第１ハウジング部分４４内に受容されている。任意選択的に、レーザ源も第１ハウジング部分４４内に受容されている。さらに、第１ハウジング部分４４は、ライダセンサハウジングまたはライダセンサハウジングのキャリア要素と熱的に接触する接触面４８を備える。第１ハウジング部分４４および第２ハウジング部分４６は、好適には、相互に接続されており、共通部分または個別部分としても構成することができる。

有利には、第１ハウジング部分４４および第２ハウジング部分４６は、対称面５０に対して対称に構成されている。対称面５０は、第２ハウジング部分４６の開口部５２を出た後の光信号の経路３２を含む。

第２ハウジング部分４６は、実質的に円筒形状に構成されている。円筒の中心軸は、第２ハウジング部分４６を通る光信号の経路３２に対応する。第１ハウジング部分４４は、実質的に直方体形状に構成され、好適には光信号の経路３２に対して平行に位置合わせされている。直方体の少なくとも１つの外面は、光信号の経路３２に対して平行に延びる。

第１ハウジング部分４４は、好適には、ストッパ５４を備える。ストッパ５４によって、ライダセンサハウジングにおける対応するカウンターパートまたはレセプタクルに、第１ハウジング部分４４を配置することができる。ストッパを、カウンターパートに配置することもできる。これによって、位置合わせが簡単になり、精密な製造能力が得られる。第２ハウジング部分４６は、好適には、第２接触面５６を備える。第２接触面５６は、同様に、ハウジング４２がライダセンサハウジングと熱的に接触するために使用される。

第２ハウジング部分４６は、レンズをその内部に配置することができるので、レンズ管と称することもできる。

さらに、送受信ユニット、または送信器および受信器を、電子的に接触させるよう機能するインターフェイス５８も示される。対応するプラグを、両側に、すなわち両方の可能な向きで据え付け可能であるように、耐ねじり性プラグソケットを使用することが好適である。対応する制御ユニットへの接続を、インターフェイス５８を介して確立可能であり、送受信ユニット、または送信器および受信器を制御する、または読み出すことができる。

送受信ユニット２４は、発熱量が高いため、熱的に接続され、放熱させなければならない（第１および第２接触面）。さらに、送受信ユニット２４の個別のユニットの電気的接触が可能でなければならない（インターフェイス）。提案された送受信ユニット２４のハウジング４２の対称構造によって、熱的接続および電気的接続を簡単に実現可能である。第２ハウジング部分４６は、対称面５０に配置されている。さらに、インターフェイス５８もその対称面に位置する。したがって、送受信ユニット２４全体を、その中心軸を中心に回転させることが可能である。これによって位置合わせおよび接触に関してニュートラルな位置決めおよび接触が可能になる。ライダセンサハウジングのカウンター面は、ライダセンサハウジングの内部領域において複雑な幾何学的形状として製造される必要がない。そのため、熱的に接続されるハウジング４２の表面を、より簡単に製造することができる。光信号が対称面で放射されるため、送受信ユニット２４を回転させることによって機能性は損なわれない。さらに、ライダセンサの基本構造は、送受信ユニット２４を回転させることによって変更されない。これに関連して、ライダセンサが２つの送受信ユニットで実現されるべき場合に、特に利点がある。この対称構造を更なるコンポーネントにも応用して、ライダセンサのより単純な構造を達成可能であると、理解される。

さらに、ハウジング４２の剛性は、レンズが第２ハウジング部分４６に追加的に固定される必要がないように設計されている。第２ハウジング部分４６には、放熱および固定に使用される機械的な接触面が１つしかない。個別のコンポーネントの接続をこのように改良することによって、ライダセンサハウジングの構造がさらに単純化される。出現する光信号の固定およびキャリブレーションは、基準面に対して、アライメント補助具を用いてのみ前の作業ステップで実行することができる。このように事前に組み立てることによって、プロセス時間が短縮される。さらに、レンズは、好適にはアクティブアライメントの接着によって、第２ハウジング部分４６に固定される。その際、放射方向を修正することができる。

図７において、ライダセンサハウジング３４（カバーなし）の上面図が概略的に示される。送受信ユニット２４とミラー３０との間の光信号の経路と、ミラー３０とスキャナユニット２６との間の光信号の経路と、を含む光信号面が、ライダセンサハウジング３４の外面Ａに対して９０°と異なる角度で延びるように、送受信ユニット２４、スキャナユニット２６およびミラー３０が配置されることが有利である。

図示の例では、ライダセンサハウジング３４は、実質的に直方体形状に構成されている。図において、光信号面のコースは、２つの破線によって視覚化されている。光信号面は、２つの破線を含む。２つの破線は、送受信ユニット２４とミラー３０との間、およびミラー３０とスキャナユニット２６との間、の光信号の経路を含む。図示の例では、このように定義された光信号面は、ライダセンサハウジング３４の全ての６つの直方体の外面Ａに対して傾斜しており、９０°と異なる角度で配置されている。例示的に、左側の外面Ａに対する傾斜を表す角度αが示されている。光信号面は、特に、ライダセンサハウジング３４の（外面を構成する）ベース面Ｇに対しても傾斜している。このベース面Ｇに対する光信号面の角度は、特に８３°と８７°との間、好適には８５°である。図示の位置合わせは、対応する（面）対称の方法で、更なる送受信ユニット２４’、更なるミラー３０’および更なるスキャナユニット２６’にも適用されると、理解される。

図示の分散された構造、または個別の構成部品の相互の角度のオフセットによって、設置スペースを低減させることが可能である。ミラー３０および、スキャナユニット２６またはスキャナユニット２６のマイクロミラー３１は、それぞれ、送受信ユニット２４の中心面に対して角度をオフセットして取り付けられている。このように構成部品を相互にオフセットさせて取り付けることによって、部品をライダセンサハウジング３４内部によりコンパクトに配置することができる。コンポーネントは、いわば、ライダセンサハウジング３４のコーナーの方向に移動される。ライダセンサハウジング３４の必要とされるサイズに応じて、アライメント角度を適合させることができる。したがって、さらに小型化されたパッケージングが可能になる。

図８において、ライダセンサハウジング３４は、多様なコンポーネントおよびユニットがその内部に取り付けられた状態で、再度概略的に示される。

ライダセンサハウジング３４は、有利には、送受信ユニット２４が受容されているハウジング下部分６０と、スキャナユニット２６が配置されているキャリア部分６２と、を含む。この場合、キャリア部分６２は、スキャナユニット２６がキャリア部分６２に固定された状態で、送受信ユニット２４が固定されたハウジング下部分６０に固定されるように構成されている。換言すると、２段階の組み立てが行われる。まず、スキャナユニット２６がキャリア部分６２に固定され、送受信ユニット２４がハウジング下部分６０に固定される。次いで、キャリア部分６２がハウジング下部分６０に挿入されて固定される。

図９は、送受信ユニット２４（および更なる送受信ユニット２４’）がその内部に据え付けられたハウジング下部分６０の図を示す。このハウジング下部分６０は、キャリア部分６２が挿入された後、（図示しない）カバー部分によって閉じられる。

図１０、図１１および図１２において、キャリア部分６２の例示的な実施形態の異なる図が斜視図で示される。特に、キャリア部分６２は、ハウジング下部分に螺合されるための対応するねじ穴を備えてよい。

キャリア部分６２は、開口部６４と、開口部６４を囲むフレーム６６と、を備える。キャリア部分６２がハウジング下部分に挿入されると（図８参照）、開口部６４はライダセンサのミラーの方向に位置合わせされる。フレーム６６または開口部６４は、スキャナユニットのための支持面および取り付け位置を提供するように機能する。スキャナユニットを固定するために、キャリア部分６２は、特に、対応するねじ穴６８を備えてよい（図１１参照）。

さらに、キャリア部分６２は、好適には、アライメント要素７０を備える。アライメント要素７０は、スキャナユニットをキャリア部分６２に対して位置合わせするために、スキャナユニットにおける対応するアライメント要素と協働する。アライメント要素７０は、図示の実施形態において、センタリングピンとして、またはキャリア部分６２における円筒形状の突起として構成されている。このセンタリングピンは、スキャナユニット２６における対応するレセプタクルと協働する。

アライメント要素７０が、スキャナユニットにおける対応するアラインメント要素と協働することによって、キャリア部分６２をスキャナユニットに対して極めて正確に位置決めすることができる。スキャナユニットを正確に位置決めするための複雑な接着および位置合わせプロセスを省略できる。その結果、節約の可能性が生じる。この場合、センタリングピンまたはアラインメント要素は、相互に対して、極めて正確な位置決めを可能にし、小さな公差を実現する。さらに、キャリア部分へのスキャナユニットの取り付けは、事前組み立てプロセスにおいて既に行うこともできる。

ライダセンサハウジングの２部構造の設計は、製造上の利点をもたらす。製造および組立スペースにアクセス可能であるため、著しく複雑な幾何学的形状ではないライダセンサハウジングを実現できる。キャリア部分６２は、ハウジング下部分と組み立てる前に、あらかじめアセンブリを配置して、据え付け可能である。その後、スキャナユニットが取り付けられた状態のキャリア部分全体を個別に挿入することにより、ライダセンサの製造が著しく単純化される。組み立てのコンセプトは、ハンドリング技術的に、および時間的に最適化される（２段階組み立てプロセス）。これに関連して、効率的な製造プロセスが得られる。

図８乃至図１１に示すように、２つのスキャナユニットのために共通のキャリア部分が設けられ、それによって２つの光信号でライダセンサが実現されると、特に有利である。

図１３において、ミラー３０のための第３レセプタクル４０の領域におけるライダセンサまたはライダセンサハウジング３４の詳細図が、概略的に斜視図で示される。ミラー３０は、好適には、第３レセプタクル４０の領域に、その裏側で接着される。この場合、ミラー３０の表側は反射側である。反射側によって、送受信ユニットとスキャナユニットとの間で、光信号が反射される。

この場合、ミラー３０の組み立てには、高い精度が必要である。ライダセンサ内部に、相互に対して位置決めされなければならない複数のコンポーネントが存在することによって、製造または組み立てにおいて、コンポーネントの大きな位置公差がもたらされる。公差を補償するためには、ミラー３０を、スキャナユニットの中心に、またはスキャナユニットのマイクロミラーの中心に調整することによって、光信号を位置合わせすることが特に有利である。この位置合わせには、アクティブアライメントの接着技術が主に使用される。このような接着技術では、紫外線で接着位置が照射される。この場合、一方では、均一な照射が重要である。他方では、接着位置全体に十分に強い照射を確保しなければならない。

照射プロセスを簡単に、かつ効率的に実行可能とするために、第３レセプタクルにはアクセス７２が設けられている。接着接続部の接着剤を硬化させるために、ミラー３０の裏側が少なくとも部分的に、ライダセンサハウジングの外側から、アクセス７２を通して紫外線で到達可能である。この場合、ミラー３０の裏側は、特に、拡散反射面を備える。この拡散反射面を通って、ＵＶ光が接着位置に転送される。

図示の実施形態において、アクセス７２は、穴として構成されている。穴は、ミラー３０の裏側に対して垂直に延びる。図示の例では、ライダセンサハウジング３４からの穴の出口は、ライダセンサハウジング３４に対して９０°に等しくない角度に位置合わせされている。図示の例では、穴の直径ｄは、ミラー３０の直径の３分の１と２分の１との間である。好適には、ミラー３０が同様に円形に構成されている。これに関連して、アクセス７２は、第３レセプタクルに円形に配置された対応する凹部に開口する。

このようなアクセス７２を備えるライダセンサの、対応する製造方法において、最初に、接着剤を第３レセプタクル４０に導入する。接着は、通常、０．５ｍｍの範囲の厚さを有する。次に、ミラーを第３レセプタクルに導入する。ミラーを、マニピュレータによって位置合わせする。位置合わせの間、アクセス７２を通してＵＶ光を接着剤に照射し、それによって硬化させる。

図面および説明に基づいて、本発明を包括的に記載し、かつ説明した。記載および説明は、単なる例示であって限定的ではないものと理解すべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。本発明を使用する場合、ならびに図面、開示および以下の特許請求の範囲の厳密な分析に基づけば、他の実施形態または変形形態も可能であることは、当業者において明白である。

なお、特許請求の範囲において、「含む（umfassen）」および「備える（mit）」等の用語は、更なる要素またはステップの存在を排除するものではない。原文明細書における「ein」または「eine」等の不定冠詞は、複数の存在を排除するものではない。個々の要素または個々のユニットは、特許請求の範囲に記載されている複数のユニットの機能を実行することができる。要素、ユニット、インターフェイス、装置およびシステムは、部分的または完全にハードウエアおよび／またはソフトウエアに実装することができる。複数の異なる従属請求項における、いくつかの作動への単なる言及は、これら作動の組み合わせが同様に有利には使用できないことを意味するものと理解すべきではない。特許請求の範囲における参照記号は、限定的なものと解釈すべきではない。

１０ 車両
１２ ライダセンサ
１４ 物体
１６ 視野
１８ 送信器
２０ 受信器
２２ 組み合わせユニット
２４ 送受信ユニット
２６ スキャナユニット
２８ レンズ
３０ ミラー
３１ マイクロミラー
３２ 光信号の経路
３４ ライダセンサハウジング
３６ 第１レセプタクル
３８ 第２レセプタクル
４０ 第３レセプタクル
４２ 送受信ユニットのためのハウジング
４４ 第１ハウジング部分
４６ 第２ハウジング部分
４８ 接触面
５０ 対称面
５２ 開口部
５４ ストッパ
５６ 第２接触面
５８ インターフェイス
６０ ハウジング下部分
６２ キャリア部分
６４ キャリア部分の開口部
６６ フレーム
６８ ねじ穴
７０ アライメント要素
７２ アクセス

Claims (10)

1. 物体（１４）を検出するライダセンサ（１２）であって、
   光信号を放射する送信器（１８）と、前記物体で反射された後の前記光信号を受信する受信器（２０）と、前記光信号を前記送信器からスキャナユニット（２６）に転送し、また前記光信号を前記スキャナユニットから前記受信器に転送する組み合わせユニット（２２）と、を備える送受信ユニット（２４）と、
   前記送受信ユニットの光信号を偏向することによって、前記ライダセンサの視野（１６）を走査するスキャナユニット（２６）と、
   光信号を転送するように前記送受信ユニットと前記スキャナユニットとの間に配置されたミラー（３０）と、
   前記送受信ユニットと、前記スキャナユニットと、前記ミラーと、を受容するライダセンサハウジング（３４）と、を備えるライダセンサ（１２）において、
   前記送受信ユニットと前記ミラーとの間の光信号の経路（３２）と、前記ミラーと前記スキャナユニットとの間の光信号の経路と、を含む光信号面は、前記ライダセンサハウジングの少なくとも１つの外面に対して９０°と異なる角度（α）で延びるように、前記送受信ユニット、前記スキャナユニットおよび前記ミラーが前記ライダセンサハウジング内部に配置されている、ライダセンサ（１２）。
2. 請求項１に記載のライダセンサ（１２）であって、前記ライダセンサハウジングは、実質的に直方体形状に構成されている、ライダセンサ（１２）。
3. 請求項１または２に記載のライダセンサ（１２）であって、前記光信号面は、前記ライダセンサハウジングの全ての外面に対して９０°と異なる角度で延びる、ライダセンサ（１２）。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のライダセンサ（１２）であって、前記光信号面の前記ライダセンサハウジング（３４）のベース面に対する角度は、８３°と８７°との間であり、好適には８５°である、ライダセンサ（１２）。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のライダセンサ（１２）であって、前記送受信ユニット（２４）と前記ミラー（３０）との間の光信号の経路（３２）と、前記ミラーと前記スキャナユニット（２６）との間の光信号の経路との間の角度は、９０°未満である、ライダセンサ（１２）。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のライダセンサ（１２）であって、前記送受信ユニット（２４）のためのハウジング（４２）を含み、前記ハウジング（４２）は、
   前記送信器（１８）、前記受信器（２０）および前記組み合わせユニット（２２）を受容する第１ハウジング部分（４４）であって、前記ライダセンサハウジング（３４）と熱的に接触する接触面（４８）を含む第１ハウジング部分（４４）と、
   光信号を前記スキャナユニット（２６）へ双方向に転送する第２ハウジング部分（４６）であって、光信号のための開口部（５２）を備える第２ハウジング部分（４６）と、を備え、
   前記第１ハウジング部分および前記第２ハウジング部分は、相互に接続されており、対称面（５０）に対して対称に構成され、前記対称面（５０）は、前記開口部を出た後の光信号の経路（３２）を含む、ライダセンサ（１２）。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のライダセンサ（１２）であって、前記第２ハウジング部分は（４６）円筒形状に構成され、円筒の中心軸は、前記第２ハウジング部分を通る光信号の経路（３２）に対応する、ライダセンサ（１２）。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のライダセンサ（１２）であって、前記第１ハウジング部分（４４）は、実質的に直方体形状に構成され、好適には前記開口部（５２）を出た後の前記光信号の経路（３２）に対して平行に位置合わせされている、ライダセンサ（１２）。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載のライダセンサ（１２）であって、前記スキャナユニット（２６）は、微小電気機械的に可動なマイクロミラー（３１）を含む、ライダセンサ（１２）。
   
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載のライダセンサ（１２）であって、
    更なる送受信ユニット（２４’）と、更なるスキャナユニット（２６’）と、前記更なる送受信ユニットと前記更なるスキャナユニットとの間に配置された更なるミラー（３０’）と、を備え、
    前記更なる送受信ユニット、前記更なるミラーおよび前記更なるスキャナユニットは、前記ライダセンサハウジング（３４）内に配置されている、ライダセンサ（１２）。
    

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