JP2022000626A - Lidar sensor housing for lidar sensors - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ライダセンサのためのライダセンサハウジングに関する。本発明はさらに、ライダセンサに、ならびにライダセンサハウジングにミラーを取り付ける方法に関する。 The present invention relates to a rider sensor housing for a rider sensor. The present invention further relates to a method of attaching a mirror to the rider sensor as well as to the rider sensor housing.
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。 Modern vehicles (cars, vans, trucks, motorcycles, etc.) are equipped with many sensors. These sensors provide information to the driver and partially or fully automate the individual functions of the vehicle. The environment of the vehicle and other road users is captured via sensors. Based on the captured data, a model of the vehicle environment can be generated and react to changes in this vehicle environment.
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)。 In this case, an important sensor principle for capturing the environment is lidar (Light Detection and Ranging) technology. The rider sensor is based on the emission of an optical signal and the detection of reflected light. The distance to the reflection location can be calculated using the measurement of propagation time. Furthermore, it is also possible to determine the relative velocity. Both unmodulated pulses and frequency-modulated signals (chirps) can be used here. The target can be detected by evaluating the received reflection. With respect to the technical implementation of the rider sensor, a distinction is made between scanning and non-scanning systems. Scanning systems are primarily based on scanning the environment with micromirrors and light spots. If the transmitted optical pulse and the received optical pulse are deflected through the same micromirror, it is a coaxial system. In non-scanning systems, multiple transmit and receive elements are statically placed adjacent to each other (particularly the so-called focal plane array arrangement).
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。 In this regard, rider systems and methods for detecting and classifying objects are disclosed in International Patent Application Publication No. 2018/1277889A1.
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。 The challenge in the field of rider sensor technology is a robust yet cost-effective and feasible structure. Especially in an automobile environment, it is necessary to guarantee reliable functions even over a long period of use. Furthermore, efficient manufacturability due to mass production is important. Especially when moving parts are used in scanning systems, there is a need for mechanically elastic structures and protection of the parts from environmental influences.
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。 Based on this, an object of the present invention is to provide a rider sensor that is robust and can be manufactured cost-effectively. In particular, a rider sensor suitable for use in the automotive field and capable of meeting the requirements in this field should be created.
この課題を解決するために、本発明は、第1態様において、ライダセンサのためのライダセンサハウジングに関する。ライダセンサハウジングは、
ライダセンサの送受信ユニットのための第1レセプタクルと、
ライダセンサのスキャナユニットのための第2レセプタクルと、
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のための第3レセプタクルと、を備える。
第3レセプタクルは、ミラーをその裏側で接着するように構成されている。
ライダセンサハウジングは、第3レセプタクルにアクセスを含む。接着接続部の接着剤を硬化させるために、ミラー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部から、アクセスを通して紫外線で到達可能である。
To solve this problem, the present invention relates to a rider sensor housing for a rider sensor in a first aspect. The rider sensor housing is
The first receptacle for the transmitter / receiver unit of the rider sensor,
A second receptacle for the scanner unit of the rider sensor,
It comprises a third receptacle for a mirror disposed between the transmit / receive unit and the scanner unit to transfer an optical signal.
The third receptacle is configured to bond the mirror behind it.
The rider sensor housing includes access to the third receptacle. The backside of the mirror is at least partially reachable by UV light through access from the outside of the rider sensor housing to cure the adhesive in the adhesive connection.
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、
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、
前述のライダセンサハウジングと、を備える。
The present invention relates to a rider sensor that detects an object in a further aspect. The rider sensor
A combination of a transmitter that emits an optical signal, a receiver that receives the optical signal after being reflected by an object, and a combination that transfers the optical signal from the transmitter to the scanner unit and also transfers the optical signal from the scanner unit to the receiver. A unit, a transmit / receive unit, and
A scanner unit that scans the field of view of the rider sensor by deflecting the optical signal of the transmission / reception unit, and
A mirror placed between the transmitter / receiver unit and the scanner unit to transfer optical signals,
The rider sensor housing described above is provided.
本発明は、更なる態様において、ミラーを前述のライダセンサハウジングに接着する方法に関する。方法は、以下のステップを含む。
接着剤を第3レセプタクルに導入するステップと、
ミラーを第3レセプタクルに導入するステップと、
ミラーをマニピュレータによって位置合わせするステップと、
アクセスを通して接着剤を照射するステップと、を含む。
The present invention relates to, in a further aspect, a method of adhering a mirror to the rider sensor housing described above. The method comprises the following steps:
The steps to introduce the adhesive into the third receptacle,
Steps to introduce the mirror to the 3rd receptacle,
Steps to align the mirror with a manipulator,
Includes a step of irradiating the adhesive through access.
ライダセンサハウジング、ライダセンサおよび方法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、ライダセンサハウジング、ライダセンサおよび方法は、従属請求項においてライダセンサハウジングおよびライダセンサ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。 Suitable embodiments of the rider sensor housing, rider sensor and method are described in the dependent claims. The above-mentioned features and the features described below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone without departing from the scope of the present invention. In particular, the rider sensor housing, rider sensor and method can be configured according to the embodiments described for the rider sensor housing and rider sensor in the dependent claims.
本発明によれば、ライダセンサハウジング内で、ミラー(フォールディングミラー)のためのレセプタクルの領域に、アクセスが構成される。ミラーの裏側が、外側からこのアクセスを通して紫外線(UV光)で到達可能である。これによって、ミラーと、ライダセンサハウジングまたは第3レセプタクルとの間の、接着剤または接着接続部を硬化させることができる。この場合アクセスを、例えば穴として構成することができる。この穴を通して、光を直接に照射することができる。同様に、アクセスを、対応する照明器具のためのアクセスの可能性としても構成できる。 According to the present invention, access is configured in the region of the receptacle for the mirror (folding mirror) within the rider sensor housing. The back side of the mirror is reachable by ultraviolet light (UV light) from the outside through this access. This allows the adhesive or adhesive connection between the mirror and the rider sensor housing or the third receptacle to be cured. In this case, the access can be configured, for example, as a hole. Light can be emitted directly through this hole. Similarly, access can be configured as a possibility of access for the corresponding luminaire.
ライダセンサの構造では、またはライダセンサハウジング内部の多様なコンポーネントの組み立てでは、コンポーネントの相互の位置合わせにおける高い精度が重要である。そのため、フォールディングミラーを、光路において高い精度で位置決めしなければならない。こうした高い精度を達成するために、接着接続部が使用されることが多い。接着中、または接着前に、例えばマニピュレータを用いて実施することができる高精度の位置合わせを行わなければならない。硬化のために紫外線を必要とする接着剤が使用される場合、この光が供給されなければならない。光の供給は、多くの場合、ハウジング内部で達成することが困難であり、またはライダセンサハウジングの設計において光の供給に注意を払う必要がある。光の効率的な供給を確実にするために、光の供給を可能にするアクセスを備えることができる。 In the structure of the rider sensor, or in the assembly of various components inside the rider sensor housing, high accuracy in the mutual alignment of the components is important. Therefore, the folding mirror must be positioned with high accuracy in the optical path. Adhesive connections are often used to achieve such high accuracy. High precision alignment, which can be performed, for example, using a manipulator, must be performed during or before gluing. If an adhesive that requires UV light for curing is used, this light must be supplied. The light supply is often difficult to achieve inside the housing, or attention must be paid to the light supply in the design of the rider sensor housing. To ensure an efficient supply of light, access can be provided to enable the supply of light.
これに関連して、アクセスは、光を関連する領域に均一に導入することができる。そのためアクセスによって、接着剤は、正確に位置合わせされ、また均一かつ良好に硬化される。これによって、製造が単純化される。さらに、コンポーネントの相互の位置合わせにおいて、高い精度が保証される。 In this regard, access can uniformly introduce light into the relevant area. Therefore, access allows the adhesive to be accurately aligned and evenly and well cured. This simplifies manufacturing. In addition, high accuracy is guaranteed in the mutual alignment of the components.
好適な実施形態において、アクセスは穴として構成されている。好適には、穴は、ミラーの裏側に対して垂直に延びる。穴を使用することによって、効率的な製造性を確保することができる。ミラーの裏側に対して垂直に位置合わせされた穴は、ミラーが裏側で接着されている場合に、ミラーの裏側または接着位置を、均一に照射することを可能にする。好適な実施形態において、穴の直径は、ミラーの直径の3分の1と2分の1との間である。ミラーより小さい穴を使用することによって、ミラーを、その裏側の残りの領域に接着することができる。ミラーの直径に対して比較的大きい穴を使用することによって、接着剤への照射を、接着接続部の全ての領域で達成することができる。その結果、正確な位置合わせと良好な硬化が得られる。これが、堅牢な設計につながる。 In a preferred embodiment, the access is configured as a hole. Preferably, the hole extends perpendicular to the back side of the mirror. By using the holes, efficient manufacturability can be ensured. The holes aligned perpendicular to the back side of the mirror allow uniform irradiation of the back side or bonding position of the mirror when the mirror is glued on the back side. In a preferred embodiment, the diameter of the hole is between one-third and one-half of the diameter of the mirror. By using a hole smaller than the mirror, the mirror can be glued to the remaining area behind it. By using holes that are relatively large relative to the diameter of the mirror, irradiation of the adhesive can be achieved in all areas of the adhesive connection. The result is accurate alignment and good curing. This leads to a robust design.
好適な実施形態において、第3レセプタクルは、丸いミラーを受容するために円形に構成されている。アクセスは、円形の第3レセプタクルの内側領域に開口する。ミラーは、円形の第3レセプタクルの外側領域に当接する。効率的に製造可能であり、精密に位置決め可能である円形ミラーが使用されることが多い。対応する円形のレセプタクルを使用することによって、丸いミラーを外側領域に接着することができる。また、円形のレセプタクルの内側領域へのアクセスを通して、ミラーをミラーの裏側で照射することができる。その結果、精密で信頼性の高い露光が可能になる。 In a preferred embodiment, the third receptacle is configured to be circular in order to receive a round mirror. Access opens to the inner region of the circular third receptacle. The mirror abuts on the outer region of the circular third receptacle. Circular mirrors that can be manufactured efficiently and can be precisely positioned are often used. A round mirror can be glued to the outer region by using the corresponding circular receptacle. The mirror can also be illuminated behind the mirror through access to the inner region of the circular receptacle. As a result, precise and reliable exposure is possible.
好適な実施形態において、ライダセンサハウジングは、送受信ユニットおよびミラーをハウジング下部分の内部領域に受容するハウジング下部分と、スキャナユニットを受容するキャリア部分と、を含む。アクセスは、ハウジング下部分に配置されている。特に、ライダセンサハウジングを2部構造で構成することができる。2部構造によって、効率的な製造可能性、または効率的な組立てを達成することができる。まず、送受信ユニットとミラーとが、ハウジング下部分に固定される。そして、スキャナユニットがキャリア部分に固定される。次に、キャリア部分がハウジング下部分に挿入される。次いで、ライダセンサハウジングを対応するカバーで閉じることができる。2段階の組み立てによって、複雑な幾何学的形状ではないハウジングを実現できる。これによって、組み立ておよび製造においてコストの面で利点がもたらされる。 In a preferred embodiment, the rider sensor housing comprises a lower portion of the housing that receives the transmit / receive unit and mirror in the inner region of the lower portion of the housing, and a carrier portion that receives the scanner unit. Access is located in the lower part of the housing. In particular, the rider sensor housing can be configured in a two-part structure. The two-part structure allows for efficient manufacturability or efficient assembly. First, the transmission / reception unit and the mirror are fixed to the lower part of the housing. Then, the scanner unit is fixed to the carrier portion. Next, the carrier portion is inserted into the lower portion of the housing. The rider sensor housing can then be closed with the corresponding cover. By assembling in two steps, it is possible to realize a housing that does not have a complicated geometric shape. This provides cost advantages in assembly and manufacturing.
好適な実施形態において、キャリア部分は、スキャナユニットがキャリア部分に固定された状態で、送受信ユニットが固定されたハウジング下部分に固定されるように構成されている。特に、2つのハウジング部分を、それぞれにユニットが取り付けられた状態で接合できることが有利である。これによって、組み立ての際の利点がもたらされる。より費用対効果の高い実現が可能になる。 In a preferred embodiment, the carrier portion is configured such that the scanner unit is fixed to the carrier portion and the transmission / reception unit is fixed to the fixed lower portion of the housing. In particular, it is advantageous to be able to join the two housing portions with the unit attached to each. This provides an assembly advantage. It enables more cost-effective realization.
好適な実施形態において、ライダセンサハウジングは、更なる送受信ユニットのための更なる第1レセプタクルと、更なるスキャナユニットのための更なる第2レセプタクルと、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のための更なる第3レセプタクルと、を含む。ライダセンサハウジングは、更なる第3レセプタクルに更なるアクセスを含む。更なるアクセスは、好適には、対応する方法で構成されている。 In a preferred embodiment, the rider sensor housing comprises a further first receptacle for additional transmit and receive units, a further second receptacle for additional scanner units, and additional transmit and receive units and additional scanner units. Includes an additional third receptacle for additional mirrors placed in between. The rider sensor housing includes additional access to an additional third receptacle. Further access is preferably configured in the corresponding manner.
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。対応する方法で対称に構成されたアクセスを、ライダセンサハウジングの2つの異なる側に設けることができる。2つのミラーは、効率的な接着を可能にするために、対応する方法でその裏側を照射させることができる。 This is especially advantageous when a rider sensor with two separate optical signals is used. In this case, the housing of the transmission / reception unit configured symmetrically with respect to the plane of symmetry can be installed at two positions inside the rider sensor without further adjustment. Thereby, in such a system, the transmission / reception unit having a separate configuration or a different configuration can be omitted. Since the same part can be used on two sides, it has the advantage of being efficient in assembly. Further, since only one part is always manufactured by the same method, there is an advantage that it is efficient in manufacturing. In addition, the transmit and receive units can be optimized for the required installation space due to their symmetry. Therefore, the rider sensor can be realized with a smaller rider sensor housing. In other words, since it is not necessary to consider an asymmetric transmission / reception unit, a relatively small installation space can be provided. In this regard, the rider sensor housing can also be configured symmetrically. Access configured symmetrically in the corresponding manner can be provided on two different sides of the rider sensor housing. The two mirrors can be illuminated on the back side in a corresponding manner to allow for efficient adhesion.
ライダセンサの好適な実施形態において、2つの送受信ユニットのハウジングは、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。この鏡像構造によって、効率的な組み立てを達成することができる。 In a preferred embodiment of the rider sensor, the housings of the two transmit / receive units are located in a mirror image position within the rider sensor housing. This mirror image structure allows efficient assembly to be achieved.
好適な実施形態において、スキャナユニットは、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ており、同様に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。簡単な製造が可能になる。 In a preferred embodiment, each scanner unit is configured symmetrically with respect to the assigned scanner unit symmetric plane and is also located in a mirror image position within the lidar sensor housing. Easy manufacturing is possible.
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、または一体につくることも可能である。レセプタクルとは、特に、ライダセンサハウジングの対応する部分と理解される。この場合レセプタクルは、特に、凹部、突起であり、または表面もしくは平面とすることもできる。ユニットの受容、とは、特に、接着、螺合または別の形態での固定と理解される。紫外線は、適切な光源で発生させることができる。 The scanner unit can be configured as a 2D scanner unit in particular. Advantageously, the scanner unit is configured as a Micro Electronic Mechanical System (MEMS) and includes a two-dimensionally controllable micromirror that deflects an optical signal. The MEMS system reacts quickly and deflects the optical signal reliably and precisely. The display area of the rider sensor corresponds to the area that can be seen by the rider sensor. In particular, the display area is defined by specifying vertical and horizontal angles with respect to the rider sensor or to the vehicle to which the rider sensor is mounted. The environment of the vehicle specifically includes the area around the vehicle that is visible to the vehicle. The two parts of the housing can be configured separately and fixed to each other. Similarly, the two housing parts can be combined or made integrally. The receptacle is understood in particular as the corresponding part of the rider sensor housing. In this case, the receptacle can be, in particular, a recess, a protrusion, or a surface or a flat surface. Receiving a unit is understood, in particular, as bonding, screwing or fixing in another form. Ultraviolet light can be generated by a suitable light source.
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。 The invention will be described and described in more detail below in connection with the accompanying drawings with reference to a plurality of selected embodiments.
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。
FIG. 1 schematically shows a
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。
In this case, the
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。
FIG. 2 schematically shows the functional principle of the rider sensor. The
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。
Further, the
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。
The
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。
In the present specification, the combination of the
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。
The
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。
The
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。
Further, the
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。
FIG. 3 shows a schematic perspective view of the arrangement of the various components of the rider sensor and their mutual alignment. In particular, the component can be received and secured within the corresponding receptacle within the rider sensor housing. The transmission /
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。
In FIG. 4, another perspective view of the arrangement of the components is schematically shown. In particular, a top view is shown as compared to FIG. The transmit / receive
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。
FIG. 5 schematically shows a rider sensor that produces two optical signals. This figure should be understood as a top view of the
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。
In addition to the transmit / receive
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。
Inside the
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。
In FIG. 6, the transmission /
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。
Advantageously, the first housing portion 44 and the
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。
The
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。
The first housing portion 44 preferably comprises a stopper 54. The stopper 54 allows the first housing portion 44 to be placed on the corresponding counterpart or receptacle in the rider sensor housing. The stopper can also be placed on the counterpart. This simplifies alignment and provides precise manufacturing capacity. The
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。
The
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。
In addition, an
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。
Since the transmission /
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。
Further, the rigidity of the
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。
FIG. 7 schematically shows a top view of the rider sensor housing 34 (without cover). An optical signal surface including an optical signal path between the transmission /
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。
In the illustrated example, the
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。
Installation space can be reduced by the distributed structure shown, or by offsetting the angles of the individual components with each other. The
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。
In FIG. 8, the
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。
The
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。
FIG. 9 shows a diagram of the
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。
In FIGS. 10, 11 and 12, different views of the exemplary embodiment of the
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)。
The
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。
Further, the
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。
The
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。
The two-part design of the rider sensor housing provides manufacturing advantages. With access to manufacturing and assembly space, rider sensor housings that are not significantly complex geometric shapes can be realized. The
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。 As shown in FIGS. 8 to 11, it is particularly advantageous if a common carrier portion is provided for the two scanner units, thereby realizing a rider sensor with two optical signals.
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。
In FIG. 13, a detailed view of the rider sensor or
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。
In this case, high accuracy is required for assembling the
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。
The third receptacle is provided with an
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。
In the illustrated embodiment, the
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。
In the corresponding manufacturing method of a rider sensor with such an
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。 The present invention has been comprehensively described and described based on the drawings and description. It should be understood that the description and description are merely exemplary and not limiting. The present invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that other embodiments or variations are possible when using the present invention, as well as based on the drawings, disclosure and rigorous analysis of the claims below.
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。 In the claims, terms such as "umfassen" and "mit" do not preclude the existence of further elements or steps. Indefinite definite articles such as "ein" or "eine" in the original text do not exclude multiple existences. The individual elements or individual units may perform the functions of the plurality of units described in the claims. Elements, units, interfaces, devices and systems can be partially or completely implemented in hardware and / or software. Mere references to several actions in different dependent claims should not be understood to mean that a combination of these actions cannot be used in an equally advantageous manner. The reference symbols in the claims should not be construed as limiting.
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
10
Claims (12)
前記ライダセンサの送受信ユニット(24)のための第1レセプタクル(36)と、
前記ライダセンサのスキャナユニット(26)のための第2レセプタクル(38)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)のための第3レセプタクル(40)と、を備え、
前記第3レセプタクルは、前記ミラーを前記ミラーの裏側で接着するように構成され、
前記ライダセンサハウジングは、前記第3レセプタクルにアクセス(72)を含み、接着接続部の接着剤を硬化させるために、前記ミラーの裏側が少なくとも部分的に、前記ライダセンサハウジングの外部から、前記アクセス(72)を通して紫外線で到達可能である、ライダセンサハウジング(34)。 A rider sensor housing (34) for the rider sensor (12).
The first receptacle (36) for the transmission / reception unit (24) of the rider sensor and
The second receptacle (38) for the scanner unit (26) of the rider sensor and
A third receptacle (40) for a mirror (30) disposed between the transmit / receive unit and the scanner unit to transfer an optical signal.
The third receptacle is configured to adhere the mirror to the back side of the mirror.
The rider sensor housing includes access (72) to the third receptacle, and the back side of the mirror is at least partially accessible from outside the rider sensor housing to cure the adhesive at the adhesive connection. Rider sensor housing (34) reachable by UV light through (72).
前記アクセス(72)は、円形の前記第3レセプタクルの内側領域に開口し、
前記ミラーは、円形の前記第3レセプタクルの外側領域に当接する、ライダセンサハウジング(34)。 The rider sensor housing (34) according to any one of claims 1 to 3, wherein the third receptacle (40) is configured to be circular in order to receive a round mirror (30).
The access (72) opens into the inner region of the circular third receptacle.
The mirror is a rider sensor housing (34) that abuts on the outer region of the circular third receptacle.
前記アクセス(72)は、前記ハウジング下部分に配置されている、ライダセンサハウジング(34)。 The rider sensor housing (34) according to any one of claims 1 to 4, wherein the transmission / reception unit (24) and the mirror (30) are the lower portion of the housing (60). A housing lower portion (60) that receives the internal region of (60) and a carrier portion (62) that receives the scanner unit (26) are provided.
The access (72) is a rider sensor housing (34) located in the lower portion of the housing.
更なる送受信ユニット(24’)のための更なる第1レセプタクル(36’)と、更なるスキャナユニット(26’)のための更なる第2レセプタクル(38’)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’)のための更なる第3レセプタクル(40’)と、を備え、
前記ライダセンサハウジング(34)は、前記更なる第3レセプタクルに更なるアクセスを含む、ライダセンサハウジング(34)。 The rider sensor housing (34) according to any one of claims 1 to 6.
A further first receptacle (36') for a further transmit / receive unit (24'), a further second receptacle (38') for a further scanner unit (26'), and the further transmit / receive unit. A third receptacle (40') for a further mirror (30') disposed between and to the further scanner unit is provided.
The rider sensor housing (34) comprises a rider sensor housing (34) that includes further access to the further third receptacle.
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、
請求項1〜7の何れか一項に記載のライダセンサハウジング(34)と、を備えるライダセンサ(12)。 A rider sensor (12) that detects an object (14).
A transmitter (18) that emits an optical signal, a receiver (20) that receives the optical signal after being reflected by the object, and the optical signal are transferred from the transmitter to the scanner unit (26). Further, a transmission / reception unit (24) including a combination unit (22) for transferring the optical signal from the scanner unit to the receiver.
A scanner unit (26) that scans the field of view of the rider sensor by deflecting the optical signal of the transmission / reception unit, and
A mirror (30) arranged between the transmission / reception unit and the scanner unit so as to transfer an optical signal, and
A rider sensor (12) comprising the rider sensor housing (34) according to any one of claims 1 to 7.
請求項7に記載のライダセンサハウジング(34)と、
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、を備える、ライダセンサ(12)。 The rider sensor (12) according to claim 8.
The rider sensor housing (34) according to claim 7,
It comprises an additional transmit / receive unit (24'), an additional scanner unit (26'), and an additional mirror (30') disposed between the additional transmit / receive unit and the additional scanner unit. Rider sensor (12).
接着剤を前記第3レセプタクル(40)に導入するステップと、
ミラーを前記第3レセプタクルに導入するステップと、
前記ミラーをマニピュレータによって位置合わせするステップと、
前記アクセス(72)を通して前記接着剤を照射するステップと、を含む、方法。
A method of adhering a mirror (30) to the rider sensor housing (34) according to any one of claims 1 to 7.
The step of introducing the adhesive into the third receptacle (40) and
The step of introducing the mirror into the third receptacle,
The step of aligning the mirror with a manipulator,
A method comprising the step of irradiating the adhesive through the access (72).
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