JP2022000625A - ライダセンサの送受信ユニットのためのハウジング - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ライダセンサの送受信ユニットのためのハウジングに関する。【解決手段】ライダセンサの送受信ユニットのためのハウジングは、第1ハウジング部分(44)と、第2ハウジング部分(46)とを備える。第1ハウジング部分は、光信号を放射する送信器(18)と、物体(14)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ライダセンサのスキャナユニット(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)とを受容する。第1ハウジング部分は、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2ハウジング部分は、光信号をスキャナユニットに双方向に転送し、光信号のための開口部(52)を備える。第1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(32)を含む。【選択図】図6

Description

本発明は、ライダセンサの送受信ユニットのためのハウジングに関する。本発明はさらに、ライダセンサのための送受信ユニットに、ならびに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、第1態様において、ライダセンサの送受信ユニットのためのハウジングに関する。ハウジングは、第1ハウジング部分と、第2ハウジング部分と、を備える。
第1ハウジング部分は、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ライダセンサの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、を受容する。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。
第2ハウジング部分は、光信号をスキャナユニットに双方向に転送し、光信号のための開口部を備える。
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。
本発明は、更なる態様において、ライダセンサのための送受信ユニットに関する。ライダセンサの送受信ユニットは、
前述のハウジングと、
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ライダセンサの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。
本発明は、更なる態様において、物体を検出するライダセンサに関する。ライダセンサは、
前述の送受信ユニットと、
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。
ハウジング、送受信ユニットおよび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。特に、送受信ユニットおよびライダセンサは、従属請求項においてハウジングについて記載した実施形態に従って構成することができる。
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。好適には、追加的な安定性を達成するために、第1ハウジング部分と第2ハウジング部分との間の移行部に補強材またはスティフナが設けられている。この場合、場合によっては、第2ハウジング部分には接触面も必要でないため、そのような面に起因する応力または歪みが発生しなくなる。
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、ハウジングは、送信器および受信器を電子的に接触させるインターフェイスを含む。インターフェイスは、第1ハウジング部分に配置され、対称面と交差する。この場合、インターフェイスは、好適には、耐ねじり性プラグソケットとして構成されている。更に好適には、インターフェイスは、第1ハウジング部分の、第2ハウジング部分とは反対側に配置されている。対称面と交差するインターフェイスを使用することによって、組み立ての際に更なる利点がもたらされる。特に、鏡面反転型の組み立てが、様々の場合に可能である。この場合、耐ねじり性プラグソケットによって、プラグソケットの向きを考慮せずに設置が可能である。そのため、簡単な接触が可能である。したがって、組み立ての際の効率をさらに改良することができる。プラグソケットを、第1ハウジング部分の、第2ハウジング部分とは反対側に配置することによって、ライダセンサハウジング内部で空間を節約することができる。送受信ユニット全体またはライダセンサ全体を、より小さく構成することができる。
好適な実施形態において、第1ハウジング部分は、第2ハウジング部分に面する側に、ライダセンサハウジングのレセプタクル内に当接するストッパを含む。ストッパを使用することによって、送受信ユニットのハウジングをライダセンサハウジングに対して正確に位置合わせすることができる。簡単な組み立てが可能になる。ストッパに当接させることによって、いわば強制的に、正しい組み立てが行われる。
好適な実施形態において、第2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第2接触面を含む。特に、光信号の生成の際に発生する熱を導出するために、第2ハウジング部分もが直接に熱的に接触可能であることが有利である。この場合、接触面を、特に、ライダセンサハウジングにおける対応するカウンター面に、接続または熱的に接触させることができる。熱的な接触を良好とすることによって、ライダセンサハウジングの寿命を延ばすことができる。
好適な実施形態において、第2ハウジング部分は、レンズを受容するように構成されている。好適には、第2ハウジング部分は、レンズを受容する接着面を含む。接着面は、接着プロセスの際にレンズを位置合わせするように構成されている。特に、第2ハウジング部分内部に、または第2ハウジング部分において、レンズを配置することができる。レンズを通して、光信号が導かれる。レンズは、特に、正確な位置合わせが可能な接着プロセスで固定することができる。レンズを正確に位置合わせすることによって、光信号を精密に転送することができる。
ライダセンサの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、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:Micro Electronic Mechanical System)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。
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 (11)

  1. ライダセンサ(12)の送受信ユニット(24)のためのハウジング(42)であって、前記ハウジング(42)は、第1ハウジング部分(44)と、第2ハウジング部分(46)と、を備え、
    前記第1ハウジング部分(44)は、光信号を放射する送信器(18)と、物体(14)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前記ライダセンサのスキャナユニット(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、を受容し、前記第1ハウジング部分は、ライダセンサハウジング(34)と熱的に接触する接触面(48)を含み、
    前記第2ハウジング部分(46)は、前記光信号を前記スキャナユニットに双方向に転送し、前記光信号のための開口部(52)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、対称面に対して対称に構成され、前記対称面は、前記開口部を出た後の光信号の経路(32)を含む、ハウジング(42)。
  2. 請求項1に記載のハウジング(42)であって、
    前記第2ハウジング部分(46)は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、ハウジング(42)。
  3. 請求項1または2に記載のハウジング(42)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、ハウジング(42)。
  4. 請求項1〜3の何れか一項に記載のハウジング(42)であって、
    前記送信器(18)および前記受信器(20)を電子的に接触させるインターフェイス(58)を備え、前記インターフェイスは、前記第1ハウジング部分(44)に配置され、対称面と交差し、
    前記インターフェイス(58)は、好適には、耐ねじり性プラグソケットとして構成され、更に好適には、前記第1ハウジング部分の、前記第2ハウジング部分(46)とは反対側に配置されている、ハウジング(42)。
  5. 請求項1〜4の何れか一項に記載のハウジング(42)であって、前記第1ハウジング部分(44)は、前記第2ハウジング部分(46)に面する側に、前記ライダセンサハウジング(34)のレセプタクル内に当接するストッパ(54)を含む、ハウジング(42)。
  6. 請求項1〜5の何れか一項に記載のハウジング(42)であって、前記第2ハウジング部分(46)は、前記ライダセンサハウジング(34)と熱的に接触する第2接触面(56)を含む、ハウジング(42)。
  7. 請求項1〜6の何れか一項に記載のハウジング(42)であって、前記第2ハウジング部分(46)は、
    レンズ(28)を受容するように構成され、
    好適には前記レンズを受容する接着面を含み、前記接着面は、接着プロセスの際に前記レンズを位置合わせするように構成されている、ハウジング(42)。
  8. ライダセンサ(12)のための送受信ユニット(24)であって、
    請求項1〜7の何れか一項に記載のハウジング(42)と、
    光信号を放射する送信器(18)と、
    物体(14)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前記ライダセンサのスキャナユニット(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)。
  9. 物体(14)を検出するライダセンサ(12)であって、
    請求項8に記載の送受信ユニット(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)。
  10. 請求項9に記載のライダセンサ(12)であって、
    請求項8に記載の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が、前記ライダセンサハウジング(34)内に配置され、
    2つの送受信ユニットの前記ハウジング(42)は、前記ライダセンサハウジング内の鏡像位置に配置されている、ライダセンサ(12)。
  11. 請求項10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、26’)は、それぞれ、割り当てられたスキャナユニット対称面に対して対称に構成され、
    前記ライダセンサハウジング(34)内の鏡像位置に配置されている、ライダセンサ(12)。
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