WO2016173954A1 - Laser sensor for a motor vehicle comprising a parabolic mirror, driver assistance system and motor vehicle - Google Patents

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WO2016173954A1
WO2016173954A1 PCT/EP2016/059093 EP2016059093W WO2016173954A1 WO 2016173954 A1 WO2016173954 A1 WO 2016173954A1 EP 2016059093 W EP2016059093 W EP 2016059093W WO 2016173954 A1 WO2016173954 A1 WO 2016173954A1
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laser sensor
transmission signal
motor vehicle
reflected
parabolic mirror
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Lin Lin
Peter Horvath
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Definitions

  • the present invention relates to a laser sensor for a motor vehicle with a transmitting device for transmitting a transmission signal in the form of optical radiation, with a deflection device for deflecting the transmission signal, wherein the
  • Deflecting means comprises a micromirror, and with a receiving device for receiving the at least one object in a surrounding region of the
  • the invention also relates to a
  • the present invention relates to a motor vehicle having such a driver assistance system.
  • laser sensors for motor vehicles.
  • Such laser sensors can be designed, for example, as lidar sensors (lidar - light detection and ranging) or as laser scanners.
  • Such laser sensors are attached, for example, to motor vehicles in order to control the environment or the surrounding area of the vehicle during the journey or during operation of the motor vehicle
  • the laser sensor is in particular a scanning optical measuring device by means of which objects or obstacles in the surrounding area of the motor vehicle can be detected. For example, a distance between the motor vehicle and the object can be measured by the light pulse transit time method with the laser scanner.
  • the laser sensor usually comprises a transmitting device which has, for example, a laser diode or a laser with which an optical transmission signal can be transmitted.
  • the laser sensor comprises a corresponding deflection device with which the transmission signal can be deflected.
  • the laser sensor comprises a
  • Receiving device having, for example, at least one photodiode, by means of which the reflected from the object transmission signal can be received.
  • laser sensors are known from the prior art, whose
  • Deflection device has a micromirror or a so-called MEMS mirror (MEMS - Micro Electro Mechanical System or microsystem).
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the focal point of the transmission signal reflected by the object can travel in accordance with the angle of the transmitted transmission signal.
  • receiving devices which comprise an array of photodiodes.
  • DE 101 60 019 A1 describes a device for aligning the transmission and reception channels of a spatial lidar.
  • the device makes it possible to estimate the deviation of the laser, transmitting and receiving channels of a lidar and in particular the centering of the receiving channel to the backward laser beam.
  • receiver means may comprise a telescope with a parabolic-type concave mirror oriented in a target direction, the focal axis of the mirror and the target direction being parallel as defined by the elements of the transmission channel.
  • EP 2 221 683 A1 describes a lidar device with a
  • a light source that provides light beam transmission pulses, a scanning fan array that directs the light beam transmission pulses at any given beam angle over a certain angular range, and a detection system that directs them
  • a parabolic reflector can be provided, at the focal point of which a lidar unit is arranged and aligned in such a way that the light beam transmission pulses emanating from the scanning fan arrangement coincide in the center line of this angular range with the parabolic axis of the reflector.
  • An inventive laser sensor for a motor vehicle comprises a transmitting device for emitting a transmission signal in the form of optical radiation. Furthermore, the laser sensor comprises a deflection device for deflecting the transmission signal, wherein the
  • Deflection device comprises a micromirror. Furthermore, the laser sensor comprises a Receiving means for receiving the from at least one object in one
  • the laser sensor Surrounding area of the motor vehicle reflected transmission signal. Furthermore, the laser sensor has a parabolic mirror, which is arranged in a beam path of the at least one object reflected transmission signal between the at least one object and the receiving device and which is adapted to deflect the reflected from the at least one object transmission signal to the receiving device.
  • the laser sensor is intended for use in a motor vehicle.
  • the laser sensor can be a motor vehicle fastening device for attaching the laser sensor to the
  • the laser sensor can be designed in particular as a lidar sensor or as a laser scanner. With the laser sensor, objects in the
  • a distance between the motor vehicle and the object can be determined by means of the laser sensor.
  • a transmission signal in the form of optical radiation or laser radiation is emitted.
  • This emitted transmission signal is then reflected by at least one object in the surrounding area of the motor vehicle and returns to the receiving device of the sensor.
  • the transmitted transmission signal is deflected by a deflector. It can also be provided that the transmission signal is transmitted in the form of laser pulses.
  • the transmission signals can be transmitted within a predetermined detection range or angle range.
  • the deflection device comprises a micromirror or a so-called MEMS mirror.
  • This micromirror can with the help of a microtechnical
  • the micromirror for example, a
  • the micromirror can have a corresponding actuator, for example an electrostatic, a piezoelectric, a thermal microactuator or
  • the transmission signal reflected by the at least one object first encounters a parabolic mirror before impinging on the receiving device.
  • the parabolic mirror is therefore in the beam path of the reflected from the object
  • Receiving device are deflected out.
  • the change of the focal point described above can be at least partially compensated become.
  • Receiving device possible to reliably receive the transmitted signal reflected from the object and thus to detect the object in the surrounding area of the motor vehicle.
  • the parabolic mirror is designed and / or arranged such that the transmission signal reflected by the at least one object passes through a focal point of the parabolic mirror.
  • the parabolic mirror may have such a curvature that the transmission signal reflected by the object passes through the focal point of the parabolic mirror.
  • the parabolic mirror can be arranged within the laser sensor such that the transmission signal reflected by the at least one object passes through the focal point of the parabolic mirror. It can thus be achieved that the transmission signal reflected by the object can be directed in the direction of the detection device, even when the focus point is displaced.
  • the parabolic mirror is designed and / or arranged such that each of a plurality of objects in the
  • the transmitted transmission signal can be reflected by a plurality of objects in the surrounding area of the motor vehicle. It may also be the case that chronologically consecutive and possibly in
  • the parabolic mirror is configured and / or arranged such that all these transmission signals reflected by the objects essentially run through the focal point. It can thus be achieved that the transmitted signals reflected by the objects can be reliably detected even for different angular ranges or scan ranges. This can further be achieved that the objects can be reliably detected in the entire detection area or in the area of the laser sensor.
  • the parabolic mirror in each case deflects the transmitted signals reflected by the plurality of objects in such a way that they extend substantially parallel from the parabolic mirror in the direction of the receiving device.
  • the Parabolic mirror is particularly designed so that a spherical wave, which is generated with a point source, which is arranged in the focal point, as a flat
  • Wave propagation is reflected as a collimated beam along an axis.
  • a lens is arranged in a beam path of the transmission signal reflected by the at least one object and deflected by the parabolic mirror.
  • the transmitted signals deflected by the parabolic mirror, which run substantially parallel, can be bundled with a corresponding lens.
  • the receiving device comprises at least one avalanche photodiode.
  • an avalanche photodiode may also be referred to as a lagoon photodiode.
  • These avalanche photodiodes utilize the internal photoelectric effect to create carriers and the avalanche effect for internal amplification.
  • the transmission signal reflected from the object can be reliably detected.
  • the avalanche photodiodes utilize the internal photoelectric effect to create carriers and the avalanche effect for internal amplification.
  • the transmission signal reflected from the object can be reliably detected.
  • the avalanche photodiode may also be referred to as a lagoon photodiode.
  • Detection device a single avalanche photodiode.
  • the deflection device comprises a mirror element, which is pivotable about an axis.
  • the mirror element is mounted pivotable about only a single axis.
  • a low cost baffle can be provided.
  • the laser sensor comprises a collimator, which in the beam path of the transmission signal between the transmitting device and the
  • the collimator is used in particular for generating a parallel beam path.
  • the collimator is used in particular for generating a parallel beam path.
  • Transmitter signal are bundled a parallel light beam, which then on the Deflection meets. With the deflection device or the micromirror, this parallel light beam can then be deflected. It can thus be achieved that parallel light bundles or the transmission signal can be reliably deflected by the deflection device or the micromirror, and thus can be transmitted within the detection area to the objects in the surrounding area.
  • An inventive driver assistance system for a motor vehicle comprises a laser sensor according to the invention. For example, a distance between the motor vehicle and an object or obstacle in the surrounding area of the motor vehicle can be detected with the laser sensor.
  • the driver assistance system can be designed, for example, as a proximity control or the like.
  • a motor vehicle according to the invention comprises an inventive
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • Showing: 1 shows a motor vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Invention having a driver assistance system with a laser sensor
  • Fig. 2 is a schematic representation of a transmitting device and a
  • Fig. 3 is a schematic representation of the laser sensor
  • Deflection device a parabolic mirror and a receiving device comprises.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention
  • the motor vehicle 1 is in the present embodiment as
  • the motor vehicle 1 comprises a
  • Driver assistance system 2 With the driver assistance system 2, for example, an object 3, which is located in a surrounding area 4 of the motor vehicle 1, are detected. In particular, a distance between the motor vehicle 1 and the object 3 can be determined by means of the driver assistance system 2.
  • the driver assistance system 2 comprises a laser sensor 5.
  • the laser sensor 5 may be designed as a lidar sensor or as a laser scanner.
  • the laser sensor 5 comprises a transmitting unit 6, with which a transmission signal 8 in the form of an optical signal or in the form of laser light can be emitted.
  • the transmitting unit 6 may comprise, for example, a laser diode. With the transmission unit 6, the transmission signals 8 within a predetermined detection range E or within a predetermined
  • Angular range are emitted.
  • the transmission signals 8 can be transmitted in a predetermined horizontal angle range.
  • the laser sensor 5 comprises a receiving unit 7, which may for example comprise a photodiode 11 (see FIG. 2). With the receiving device 7, the reflected from the object 3 transmission signal 8 can be received as a received signal 9. Furthermore, the laser sensor 5 may include a computing unit, for example may be formed by a microcontroller or a digital signal processor.
  • the driver assistance system 2 further comprises a control device 10, which may be formed for example by an electronic control unit of the motor vehicle 1. The control device 10 is connected to the laser sensor 5 for data transmission. The data transmission can take place via a data bus of the motor vehicle 1.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the transmitting device 6 and a
  • the laser diode 1 1 includes. With the laser diode 1 1, the laser diode 1 1, the laser diode 1 1, the laser diode 1 1, the
  • Transmission signal 8 are emitted in the form of a laser beam.
  • a collimator 12 is provided, with which the transmitted transmission signal 8 in a in
  • Substantially parallel beam can be converted. This parallel
  • the deflector 13 is formed as a micromirror or MEMS mirror.
  • the deflection device 13 comprises a mirror surface, not shown here, which can be pivoted, for example, with a corresponding actuator.
  • Mirror element about an axis, in particular the horizontal axis, to be pivoted. This is illustrated by way of example by the arrow 14.
  • Different time points transmit signals in the detection area E and the surrounding area 4 of the motor vehicle 1 are emitted.
  • the first transmission signal 8a which strikes an object 3a can be emitted.
  • the second transmission signal 8b At a later time, the second transmission signal 8b
  • the angles ⁇ between the direction of the first transmission signal 8a and the direction of the second transmission signal 8b and an angle ⁇ between the direction of the second transmission signal 8b and a direction of the third transmission signal 8c may each be 72.5 °.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the laser sensor 5.
  • the deflection device 13 is shown, with which the transmission signals 8a, 8b and 8c are emitted which strike the objects 3a, 3b and 3c , From the first object 3a, the first transmission signal 8a becomes the first one
  • Received signal 9a reflected. From the second object 3b, the second transmission signal 8b as a second received signal 9b reflected. Finally, the third transmission signal 8c is reflected by the third object 3c as the third reception signal 9c.
  • the laser sensor 5 further comprises a parabolic mirror 16.
  • the parabolic mirror 16 is arranged or shaped such that the first received signal 9a, the second received signal 9b and the third received signal 9c all run through a focal point 15 of the parabolic mirror 16.
  • Parabolic mirror 16 deflected receive signals 9a, 9b, 9c are substantially parallel in the direction of the receiving device 7. The essentially parallel
  • Displacement of a focal point in the direction of the receiving device 7 and the at least one avalanche photodiode 18 are directed.
  • the lens 17 the light beams can also be bundled.
  • the detection device 7 can be designed to save space especially.
  • the detection device 7 may have only a single avalanche diode 18.

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Abstract

The invention relates to a laser sensor (5) for a motor vehicle (1), comprising a transmission device (6) for emitting a transmission signal (8) in the form of optical radiation, comprising a deflection device (13) for deflecting the transmission signal (8, 8a, 8b, 8c), the deflection device (13) comprising a micromirror, and comprising a reception device (7) for receiving the transmission signal (9, 9a, 9b, 9c) reflected by at least one object (3, 3a, 3b, 3c) in a vicinity (4) of the motor vehicle (1), wherein the laser sensor (5) has a parabolic mirror (16) which is arranged in a beam path of the transmission signal (9, 9a, 9b, 9c), reflected by the at least one object (3, 3a, 3b, 3c), between the at least one object (3, 3a, 3b, 3c) and the reception device (7) and which is configured to deflect the transmission signal (9, 9a, 9b, 9c), reflected by the at least one object (3, 3a, 3b, 3c), to the reception device (7).

Description

Lasersensor für ein Kraftfahrzeug mit Parabolspiegel, Fahrerassistenzsystem  Laser sensor for a motor vehicle with parabolic mirror, driver assistance system
Kraftfahrzeug  motor vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lasersensor für ein Kraftfahrzeug mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Sendesignals in Form von optischer Strahlung, mit einer Ablenkeinrichtung zum Ablenken des Sendesignals, wobei die The present invention relates to a laser sensor for a motor vehicle with a transmitting device for transmitting a transmission signal in the form of optical radiation, with a deflection device for deflecting the transmission signal, wherein the
Ablenkeinrichtung einen Mikrospiegel umfasst, und mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen des von zumindest einem Objekt in einem Umgebungsbereich des Deflecting means comprises a micromirror, and with a receiving device for receiving the at least one object in a surrounding region of the
Kraftfahrzeugs reflektierten Sendesignals. Die Erfindung betrifft außerdem ein Motor vehicle reflected transmission signal. The invention also relates to a
Fahrerassistenzsystem mit einem solchen Lasersensor. Schließlich betrifft die Driver assistance system with such a laser sensor. Finally, the concerns
vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrerassistenzsystem. The present invention relates to a motor vehicle having such a driver assistance system.
Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Lasersensoren für Kraftfahrzeuge. Derartige Lasersensoren können beispielsweise als Lidar-Sensoren (Lidar - Light detection and ranging) oder als Laserscanner ausgebildet sein. Solche Lasersensoren werden beispielsweise an Kraftfahrzeugen angebracht, um während der Fahrt bzw. im Betrieb des Kraftfahrzeugs die Umgebung bzw. den Umgebungsbereich des In the present case, the interest is directed in particular to laser sensors for motor vehicles. Such laser sensors can be designed, for example, as lidar sensors (lidar - light detection and ranging) or as laser scanners. Such laser sensors are attached, for example, to motor vehicles in order to control the environment or the surrounding area of the vehicle during the journey or during operation of the motor vehicle
Kraftfahrzeugs zu erfassen. Bei dem Lasersensor handelt es sich dabei insbesondere um eine abtastende optische Messvorrichtung, mittels welcher Objekte bzw. Hindernisse in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden können. Beispielsweise kann mit dem Laserscanner ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren gemessen werden. Der Lasersensor umfasst üblicherweise eine Sendeeinrichtung, die beispielsweise eine Laserdiode bzw. einen Laser aufweist, mit dem ein optisches Sendesignal ausgesendet werden kann. Darüber hinaus umfasst der Lasersensor eine entsprechende Ablenkeinrichtung, mit dem das Sendesignal abgelenkt werden kann. Schließlich umfasst der Lasersensor eine To capture motor vehicle. The laser sensor is in particular a scanning optical measuring device by means of which objects or obstacles in the surrounding area of the motor vehicle can be detected. For example, a distance between the motor vehicle and the object can be measured by the light pulse transit time method with the laser scanner. The laser sensor usually comprises a transmitting device which has, for example, a laser diode or a laser with which an optical transmission signal can be transmitted. In addition, the laser sensor comprises a corresponding deflection device with which the transmission signal can be deflected. Finally, the laser sensor comprises a
Empfangseinrichtung, welche beispielsweise zumindest eine Photodiode aufweist, mittels welcher das von dem Objekt reflektierte Sendesignal empfangen werden kann. Receiving device having, for example, at least one photodiode, by means of which the reflected from the object transmission signal can be received.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Lasersensoren bekannt, deren Furthermore, laser sensors are known from the prior art, whose
Ablenkeinrichtung einen Mikrospiegel bzw. einen sogenannten MEMS-Spiegel aufweist (MEMS - Micro Electro Mechanical System bzw. Mikrosystem). Bei Lasersensoren, bei denen die Ablenkeinrichtung und/oder andere Bauteile als Mikrosystem ausgebildet sind, kann der Fokuspunkt des von dem Objekt reflektierten Sendesignals entsprechend des Winkels des ausgesendeten Sendesignals wandern. Um diesen Effekt zu kompensieren, werden Empfangseinrichtungen verwendet, die ein Array von Photodioden aufweisen. Somit kann sichergestellt werden, dass die reflektierten Sendesignale zuverlässig empfangen werden können. Nachteilig hierbei ist, dass man entsprechend dem Deflection device has a micromirror or a so-called MEMS mirror (MEMS - Micro Electro Mechanical System or microsystem). In the case of laser sensors in which the deflection device and / or other components are designed as a microsystem, the focal point of the transmission signal reflected by the object can travel in accordance with the angle of the transmitted transmission signal. To compensate for this effect, receiving devices are used which comprise an array of photodiodes. Thus, it can be ensured that the reflected transmission signals can be reliably received. The disadvantage here is that you according to the
Scanbereich ein mehr oder weniger großes Array benötigt. Dadurch entstehen Scan area requires a more or less large array. This creates
unterschiedlich hohe Kosten für das Empfangsarray. different costs for the receiving array.
In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 101 60 019 A1 eine Vorrichtung zum Ausrichten der Sende- und Empfangskanäle eines räumlichen Lidar. Die Vorrichtung erlaubt es, die Abweichung der Laser-, Sende- und Empfangskanäle eines Lidar und insbesondere die Zentrierung des Empfangskanals auf den Rückwärts-Laserstrahl abzuschätzen. Hierzu können Empfängermittel ein Teleskop mit einem konkaven Spiegel vom Paraboltyp aufweisen, der in eine Zielrichtung orientiert ist, wobei die Brennachse des Spiegels und die Zielrichtung, wie von den Elementen des Sendekanals definiert, parallel sind. In this context, DE 101 60 019 A1 describes a device for aligning the transmission and reception channels of a spatial lidar. The device makes it possible to estimate the deviation of the laser, transmitting and receiving channels of a lidar and in particular the centering of the receiving channel to the backward laser beam. For this purpose, receiver means may comprise a telescope with a parabolic-type concave mirror oriented in a target direction, the focal axis of the mirror and the target direction being parallel as defined by the elements of the transmission channel.
Darüber hinaus beschreibt die EP 2 221 683 A1 eine Lidar-Vorrichtung mit einer In addition, EP 2 221 683 A1 describes a lidar device with a
Lichtquelle, die Lichtstrahltransmissionsimpulse bereitstellt, einer Abtastfächeranordnung, die die Lichtstrahlstransmissionsimpulse in jedem vorgegebenen Ausstrahlungswinkel über einen bestimmten Winkelbereich lenkt und ein Detektionssystem, das sie A light source that provides light beam transmission pulses, a scanning fan array that directs the light beam transmission pulses at any given beam angle over a certain angular range, and a detection system that directs them
Lichtstrahlrücklaufimpulse, die jeweiligen Lichtstrahltransmissionsimpulsen zugeordnet sind, detektiert. Zudem kann ein parabolischer Reflektor vorgesehen sein, in dessen Brennpunkt eine Lidar-Einheit derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass die von der Abtastfächeranordnung ausgehenden Lichtstrahltransmissionsimpulse in der Mittellinie dieses Winkelbereichs mit der Parabelachse des Reflektors übereinstimmen. Light beam flyback pulses associated with respective light beam transmission pulses. In addition, a parabolic reflector can be provided, at the focal point of which a lidar unit is arranged and aligned in such a way that the light beam transmission pulses emanating from the scanning fan arrangement coincide in the center line of this angular range with the parabolic axis of the reflector.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie mit einem Lasersensor, der einen Mikrospiegel umfasst, Objekte zuverlässiger erfasst werden können. It is an object of the present invention to provide a solution, as with a laser sensor comprising a micromirror, objects can be detected more reliable.
Diese Aufgabe wird durch einen Lasersensor, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen This object is achieved by a laser sensor, by a driver assistance system and by a motor vehicle having the features according to the respective independent ones
Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren. Claims solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.
Ein erfindungsgemäßer Lasersensor für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Sendesignals in Form von optischer Strahlung. Ferner umfasst der Lasersensor eine Ablenkeinrichtung zum Ablenken des Sendesignals, wobei die An inventive laser sensor for a motor vehicle comprises a transmitting device for emitting a transmission signal in the form of optical radiation. Furthermore, the laser sensor comprises a deflection device for deflecting the transmission signal, wherein the
Ablenkeinrichtung einen Mikrospiegel umfasst. Ferner umfasst der Lasersensor eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des von zumindest einem Objekt in einem Deflection device comprises a micromirror. Furthermore, the laser sensor comprises a Receiving means for receiving the from at least one object in one
Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektierten Sendesignals. Ferner weist der Lasersensor einen Parabolspiegel auf, welcher in einem Strahlengang des von dem zumindest einen Objekt reflektierten Sendesignals zwischen dem zumindest einen Objekt und der Empfangseinrichtung angeordnet ist und welcher dazu ausgelegt ist, das von dem zumindest einen Objekt reflektierte Sendesignal zu der Empfangseinrichtung hin abzulenken. Surrounding area of the motor vehicle reflected transmission signal. Furthermore, the laser sensor has a parabolic mirror, which is arranged in a beam path of the at least one object reflected transmission signal between the at least one object and the receiving device and which is adapted to deflect the reflected from the at least one object transmission signal to the receiving device.
Der Lasersensor dient der Verwendung für ein Kraftfahrzeug. Der Lasersensor kann eine Kraftfahrzeug-Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Lasersensors an dem The laser sensor is intended for use in a motor vehicle. The laser sensor can be a motor vehicle fastening device for attaching the laser sensor to the
Kraftfahrzeug aufweisen. Der Lasersensor kann insbesondere als Lidar-Sensor oder als Laserscanner ausgebildet sein. Mit dem Lasersensor können Objekte in dem Have motor vehicle. The laser sensor can be designed in particular as a lidar sensor or as a laser scanner. With the laser sensor, objects in the
Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Insbesondere kann ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt mittels des Lasersensors bestimmt werden. Mit der Sendeeinrichtung des Lasersensors wird ein Sendesignal in Form von optischer Strahlung bzw. Laserstrahlung ausgesendet. Dieses ausgesendete Sendesignal wird dann von zumindest einem Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektiert und gelangt wieder zu der Empfangseinrichtung des Sensors zurück. Das ausgesendete Sendesignal wird mit einer Ablenkeinrichtung abgelenkt. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass das Sendesignal in Form von Laserpulsen ausgesendet wird. Somit können die Sendesignale innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs bzw. Winkelbereichs ausgesendet werden. Be detected surrounding area of the motor vehicle. In particular, a distance between the motor vehicle and the object can be determined by means of the laser sensor. With the transmitting device of the laser sensor, a transmission signal in the form of optical radiation or laser radiation is emitted. This emitted transmission signal is then reflected by at least one object in the surrounding area of the motor vehicle and returns to the receiving device of the sensor. The transmitted transmission signal is deflected by a deflector. It can also be provided that the transmission signal is transmitted in the form of laser pulses. Thus, the transmission signals can be transmitted within a predetermined detection range or angle range.
Die Ablenkeinrichtung umfasst einen Mikrospiegel bzw. einen sogenannten MEMS- Spiegel. Dieser Mikrospiegel kann mit Hilfe eines mikrotechnischen The deflection device comprises a micromirror or a so-called MEMS mirror. This micromirror can with the help of a microtechnical
Herstellungsverfahrens gefertigt sein. Der Mikrospiegel kann beispielsweise ein Be manufactured manufacturing process. The micromirror, for example, a
Spiegelelement aufweisen, das bezüglich zumindest einer Achse drehbar gelagert ist. Ferner kann der Mikrospiegel einen entsprechenden Aktor, beispielsweise einen elektrostatischen, einen piezoelektrischen, einen thermischen Mikroaktor oder Have mirror element which is rotatably mounted with respect to at least one axis. Furthermore, the micromirror can have a corresponding actuator, for example an electrostatic, a piezoelectric, a thermal microactuator or
dergleichen aufweisen, mit dem das Spiegelelement bezüglich der Drehachse have the same, with which the mirror element with respect to the axis of rotation
verschwenkt werden kann. Das von dem zumindest einen Objekt reflektierte Sendesignal trifft vor dem Auftreffen auf die Empfangseinrichtung zunächst auf einen Parabolspiegel. Der Parabolspiegel ist also im Strahlengang des von dem Objekt reflektierten can be pivoted. The transmission signal reflected by the at least one object first encounters a parabolic mirror before impinging on the receiving device. The parabolic mirror is therefore in the beam path of the reflected from the object
Sendesignals zwischen dem Objekt und der Empfangseinrichtung angeordnet. Mit dem Parabolspiegel kann das von dem Objekt reflektierte Sendesignal zu der Transmitting signal between the object and the receiving device arranged. With the parabolic mirror, the transmitted signal reflected from the object can be transmitted to the
Empfangseinrichtung hin abgelenkt werden. Mit Hilfe des Parabolspiegels kann die eingangs beschriebene Veränderung des Fokuspunkts zumindest teilweise ausgeglichen werden. Somit wird es beispielsweise möglich, die Empfangseinrichtung im Vergleich zu üblicherweise verwendeten Empfangseinrichtungen zu verkleinern. Durch die Receiving device are deflected out. With the help of the parabolic mirror, the change of the focal point described above can be at least partially compensated become. Thus, it becomes possible, for example, to reduce the size of the receiving device in comparison to commonly used receiving devices. By the
Verwendung des Parabolspiegels wird es auch bei einer Verkleinerung der Use of the parabolic mirror, it is synonymous with a reduction of the
Empfangseinrichtung möglich, das von dem Objekt reflektierte Sendesignal zuverlässig zu empfangen und somit das Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu detektieren. Receiving device possible to reliably receive the transmitted signal reflected from the object and thus to detect the object in the surrounding area of the motor vehicle.
Bevorzugt ist der Parabolspiegel derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass das von dem zumindest einen Objekt reflektierte Sendesignal durch einen Brennpunkt des Parabolspiegels verläuft. Beispielsweise kann der Parabolspiegel eine solche Krümmung aufweisen, dass das von dem Objekt reflektierte Sendesignal durch den Brennpunkt des Parabolspiegels verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann der Parabolspiegel derart innerhalb des Lasersensors angeordnet sein, dass das von dem zumindest einen Objekt reflektierte Sendesignal durch den Brennpunkt des Parabolspiegels verläuft. Somit kann erreicht werden, dass das von dem Objekt reflektierte Sendesignal, auch bei einer Verschiebung des Fokuspunkts, in Richtung der Erfassungseinrichtung gelenkt werden kann. Preferably, the parabolic mirror is designed and / or arranged such that the transmission signal reflected by the at least one object passes through a focal point of the parabolic mirror. For example, the parabolic mirror may have such a curvature that the transmission signal reflected by the object passes through the focal point of the parabolic mirror. Alternatively or additionally, the parabolic mirror can be arranged within the laser sensor such that the transmission signal reflected by the at least one object passes through the focal point of the parabolic mirror. It can thus be achieved that the transmission signal reflected by the object can be directed in the direction of the detection device, even when the focus point is displaced.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Parabolspiegel derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass das jeweils von einer Mehrzahl von Objekten in dem In a further embodiment, the parabolic mirror is designed and / or arranged such that each of a plurality of objects in the
Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektierte Sendesignal durch den Brennpunkt verläuft. Mit anderen Worten kann das ausgesendete Sendesignal von einer Mehrzahl von Objekten in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektiert werden. Es kann auch der Fall sein, dass zeitlich aufeinanderfolgend und gegebenenfalls in Surrounding region of the motor vehicle reflected transmission signal passes through the focal point. In other words, the transmitted transmission signal can be reflected by a plurality of objects in the surrounding area of the motor vehicle. It may also be the case that chronologically consecutive and possibly in
unterschiedliche Winkelbereiche Sendesignale ausgesendet werden, und somit von unterschiedlichen Objekten in dem Umgebungsbereich Sendesignale reflektiert werden. Dabei ist der Parabolspiegel derart ausgestaltet und/oder angeordnet, dass alle diese von den Objekten reflektierten Sendesignale im Wesentlichen durch den Brennpunkt verlaufen. Somit kann erreicht werden, dass auch für unterschiedliche Winkelbereiche bzw. Scanbereiche die von den Objekten reflektierten Sendesignale zuverlässig erfasst werden können. Damit kann weiterhin erreicht werden, dass die Objekte in dem kompletten Erfassungsbereich bzw. im Bereich des Lasersensors zuverlässig erfasst werden können. different angular ranges transmission signals are emitted, and thus are reflected by different objects in the surrounding area transmission signals. In this case, the parabolic mirror is configured and / or arranged such that all these transmission signals reflected by the objects essentially run through the focal point. It can thus be achieved that the transmitted signals reflected by the objects can be reliably detected even for different angular ranges or scan ranges. This can further be achieved that the objects can be reliably detected in the entire detection area or in the area of the laser sensor.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Parabolspiegel jeweils die von der Mehrzahl von Objekten reflektierten Sendesignale derart abgelenkt, dass diese im Wesentlichen parallel von dem Parabolspiegel in Richtung der Empfangseinrichtung verlaufen. Der Parabolspiegel ist insbesondere so ausgebildet, dass eine sphärische Welle, die mit einer Punktquelle, die in dem Brennpunkt angeordnet ist, erzeugt wird, als ebene Furthermore, it is advantageous if the parabolic mirror in each case deflects the transmitted signals reflected by the plurality of objects in such a way that they extend substantially parallel from the parabolic mirror in the direction of the receiving device. Of the Parabolic mirror is particularly designed so that a spherical wave, which is generated with a point source, which is arranged in the focal point, as a flat
Wellenausbreitung als kollimierter Strahl entlang einer Achse reflektiert wird. Somit kann insbesondere erreicht werden, dass die von dem Parabolspiegel abgelenkten und zuvor von den jeweiligen Objekten reflektierten Sendesignale parallel auf die Wave propagation is reflected as a collimated beam along an axis. Thus, it can be achieved, in particular, that the transmission signals deflected by the parabolic mirror and previously reflected by the respective objects parallel to the
Erfassungseinrichtung treffen. Somit kann zuverlässig erreicht werden, dass die jeweiligen Strahlen auf die jeweiligen Photodioden der Empfangseinrichtung treffen und mit diesen erfasst werden. Make detection device. Thus, it can be reliably achieved that the respective beams strike the respective photodiodes of the receiving device and are detected by them.
In einer Ausführungsform ist in einem Strahlengang des von dem zumindest einen Objekt reflektierten und von dem Parabolspiegel abgelenkten Sendesignals eine Linse angeordnet. Die von dem Parabolspiegel abgelenkten Sendesignale, die im Wesentlichen parallel verlaufen, können mit einer entsprechenden Linse gebündelt werden. Somit kann eine Fläche der Empfangseinrichtung verkleinert werden bzw. eine Anzahl von In one embodiment, a lens is arranged in a beam path of the transmission signal reflected by the at least one object and deflected by the parabolic mirror. The transmitted signals deflected by the parabolic mirror, which run substantially parallel, can be bundled with a corresponding lens. Thus, an area of the receiving device can be reduced or a number of
Photodioden der Empfangseinrichtung reduziert werden. Somit kann eine Bauraum sparende und kostengünstige Empfangseinrichtung bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform umfasst die Empfangseinrichtung zumindest eine Avalanche- Photodiode. Eine solche Avalanche-Photodiode kann auch als Lagunenphotodiode bezeichnet werden. Diese Avalanche-Photodioden nutzen den inneren photoelektrischen Effekt zur Ladungsträgererzeugung und den Lawinendurchbruch- bzw. Avalanche-Effekt zur internen Verstärkung. Somit kann das von dem Objekt reflektierte Sendesignal zuverlässig detektiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Photodiodes of the receiving device can be reduced. Thus, a space-saving and cost-effective receiving device can be provided. In one embodiment, the receiving device comprises at least one avalanche photodiode. Such an avalanche photodiode may also be referred to as a lagoon photodiode. These avalanche photodiodes utilize the internal photoelectric effect to create carriers and the avalanche effect for internal amplification. Thus, the transmission signal reflected from the object can be reliably detected. In a preferred embodiment, the
Erfassungseinrichtung eine einzige Avalanche-Photodiode. Somit kann eine Detection device a single avalanche photodiode. Thus, a
kostengünstige Erfassungseinrichtung bereitgestellt werden. inexpensive detection device can be provided.
Bevorzugt umfasst die Ablenkeinrichtung ein Spiegelelement, welches um eine Achse verschwenkbar ist. Insbesondere ist das Spiegelelement um nur eine einzige Achse verschwenkbar gelagert. Beispielsweise kann das Spiegelelement in der Preferably, the deflection device comprises a mirror element, which is pivotable about an axis. In particular, the mirror element is mounted pivotable about only a single axis. For example, the mirror element in the
bestimmungsgemäßen Einbaulage des Lasersensors um die horizontale Achse verschwenkbar sein. Somit kann eine kostengünstige Ablenkeinrichtung bereitgestellt werden. intended installation position of the laser sensor to be pivotable about the horizontal axis. Thus, a low cost baffle can be provided.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Lasersensor einen Kollimator, welcher in dem Strahlengang des Sendesignals zwischen der Sendeeinrichtung und der In a further embodiment, the laser sensor comprises a collimator, which in the beam path of the transmission signal between the transmitting device and the
Ablenkeinrichtung angeordnet ist. Der Kollimator dient insbesondere zur Erzeugung eines parallelen Strahlenverlaufs. Somit kann beispielsweise aus dem ausgesendeten Deflection device is arranged. The collimator is used in particular for generating a parallel beam path. Thus, for example, from the sent
Sendesignal ein paralleles Lichtbündel gebündelt werden, welches dann auf die Ablenkeinrichtung trifft. Mit der Ablenkeinrichtung bzw. dem Mikrospiegel kann dann dieses parallele Lichtbündel abgelenkt werden. Somit kann erreicht werden, dass parallele Lichtbündel bzw. das Sendesignal zuverlässig von der Ablenkeinrichtung bzw. dem Mikrospiegel abgelenkt werden kann und somit innerhalb des Erfassungsbereichs zu den Objekten in dem Umgebungsbereich übertragen werden kann. Transmitter signal are bundled a parallel light beam, which then on the Deflection meets. With the deflection device or the micromirror, this parallel light beam can then be deflected. It can thus be achieved that parallel light bundles or the transmission signal can be reliably deflected by the deflection device or the micromirror, and thus can be transmitted within the detection area to the objects in the surrounding area.
Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst einen erfindungsgemäßen Lasersensor. Beispielsweise kann mit dem Lasersensor ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Objekt bzw. Hindernis in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise als Abstandsregeltempomat oder dergleichen ausgebildet sein. An inventive driver assistance system for a motor vehicle comprises a laser sensor according to the invention. For example, a distance between the motor vehicle and an object or obstacle in the surrounding area of the motor vehicle can be detected with the laser sensor. The driver assistance system can be designed, for example, as a proximity control or the like.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes A motor vehicle according to the invention comprises an inventive
Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Driver assistance system. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Lasersensor vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. The preferred embodiments presented with reference to the laser sensor according to the invention and their advantages apply correspondingly to the driver assistance system according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, are not only in the respectively indicated combination but also in others
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Combinations or alone, without departing from the scope of the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.
Dabei zeigen: Fig. 1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Showing: 1 shows a motor vehicle according to an embodiment of the present invention
Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einem Lasersensor aufweist;  Invention having a driver assistance system with a laser sensor;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Sendeeinrichtung und einer Fig. 2 is a schematic representation of a transmitting device and a
Ablenkeinrichtung des Lasersensors; und  Deflection device of the laser sensor; and
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Lasersensors, der die Fig. 3 is a schematic representation of the laser sensor, the
Ablenkeinrichtung, einen Parabolspiegel und eine Empfangseinrichtung umfasst.  Deflection device, a parabolic mirror and a receiving device comprises.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen In the figures, the same and functionally identical elements are the same
Bezugszeichen versehen. Provided with reference numerals.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention
Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Invention. The motor vehicle 1 is in the present embodiment as
Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Passenger cars trained. The motor vehicle 1 comprises a
Fahrerassistenzsystem 2. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in einem Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 befindet, erfasst werden. Insbesondere kann mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 3 bestimmt werden. Driver assistance system 2. With the driver assistance system 2, for example, an object 3, which is located in a surrounding area 4 of the motor vehicle 1, are detected. In particular, a distance between the motor vehicle 1 and the object 3 can be determined by means of the driver assistance system 2.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst einen Lasersensor 5. Der Lasersensor 5 kann als Lidar-Sensor oder als Laserscanner ausgebildet sein. Der Lasersensor 5 umfasst eine Sendeeinheit 6, mit der ein Sendesignal 8 in Form eines optischen Signals bzw. in Form von Laserlicht ausgesendet werden kann. Die Sendeeinheit 6 kann beispielsweise eine Laserdiode umfassen. Mit der Sendeeinheit 6 können die Sendesignale 8 innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs E bzw. innerhalb eines vorbestimmten The driver assistance system 2 comprises a laser sensor 5. The laser sensor 5 may be designed as a lidar sensor or as a laser scanner. The laser sensor 5 comprises a transmitting unit 6, with which a transmission signal 8 in the form of an optical signal or in the form of laser light can be emitted. The transmitting unit 6 may comprise, for example, a laser diode. With the transmission unit 6, the transmission signals 8 within a predetermined detection range E or within a predetermined
Winkelbereichs ausgesendet werden. Beispielsweise können die Sendesignale 8 in einem vorbestimmten horizontalen Winkelbereich ausgesendet werden. Angular range are emitted. For example, the transmission signals 8 can be transmitted in a predetermined horizontal angle range.
Darüber hinaus umfasst der Lasersensor 5 eine Empfangseinheit 7, die beispielsweise eine Photodiode 1 1 umfassen kann (siehe Fig. 2). Mit der Empfangseinrichtung 7 kann das von dem Objekt 3 reflektierte Sendesignal 8 als Empfangssignal 9 empfangen werden. Ferner kann der Lasersensor 5 eine Recheneinheit umfassen, die beispielsweise durch eine MikroController oder einen digitalen Signalprozessor gebildet sein kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 10, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Steuereinrichtung 10 ist zur Datenübertragung mit dem Lasersensor 5 verbunden. Die Datenübertragung kann über einen Datenbus des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen. In addition, the laser sensor 5 comprises a receiving unit 7, which may for example comprise a photodiode 11 (see FIG. 2). With the receiving device 7, the reflected from the object 3 transmission signal 8 can be received as a received signal 9. Furthermore, the laser sensor 5 may include a computing unit, for example may be formed by a microcontroller or a digital signal processor. The driver assistance system 2 further comprises a control device 10, which may be formed for example by an electronic control unit of the motor vehicle 1. The control device 10 is connected to the laser sensor 5 for data transmission. The data transmission can take place via a data bus of the motor vehicle 1.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Sendeeinrichtung 6 und einer Fig. 2 shows a schematic representation of the transmitting device 6 and a
Ablenkeinrichtung 13 des Lasersensors 5. Vorliegend ist zu erkennen, dass die Deflection device 13 of the laser sensor 5. In the present case it can be seen that the
Sendeeinrichtung 6 die Laserdiode 1 1 umfasst. Mit der Laserdiode 1 1 kann das Transmitting device 6, the laser diode 1 1 includes. With the laser diode 1 1, the
Sendesignal 8 in Form eines Laserstrahls ausgesendet werden. Darüber hinaus ist ein Kollimator 12 vorgesehen, mit dem das ausgesendete Sendesignal 8 in ein im Transmission signal 8 are emitted in the form of a laser beam. In addition, a collimator 12 is provided, with which the transmitted transmission signal 8 in a in
Wesentlichen paralleles Strahlbündel gewandelt werden kann. Dieses parallele Substantially parallel beam can be converted. This parallel
Strahlbündel trifft dann auf eine Ablenkeinrichtung 13. Die Ablenkeinrichtung 13 ist als Mikrospiegel bzw. MEMS-Spiegel ausgebildet. Die Ablenkeinrichtung 13 umfasst eine hier nicht näher dargestellte Spiegelfläche, die beispielsweise mit einem entsprechenden Aktor verschwenkt werden kann. Insbesondere kann die Spiegelfläche bzw. das Beam is then incident on a deflector 13. The deflector 13 is formed as a micromirror or MEMS mirror. The deflection device 13 comprises a mirror surface, not shown here, which can be pivoted, for example, with a corresponding actuator. In particular, the mirror surface or the
Spiegelelement um eine Achse, insbesondere die horizontale Achse, verschwenkt werden. Dies ist vorliegend beispielhaft durch den Pfeil 14 verdeutlicht. Mirror element about an axis, in particular the horizontal axis, to be pivoted. This is illustrated by way of example by the arrow 14.
Durch die Verschwenkung bzw. Drehung des Spiegelelements können zu By pivoting or rotation of the mirror element can to
unterschiedlichen Zeitpunkten Sendesignale in dem Erfassungsbereich E bzw. dem Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 ausgesendet werden. Beispielsweise kann zu einem ersten Zeitpunkt das erste Sendesignal 8a ausgesendet werden, welches auf ein Objekt 3a trifft. Zu einem späteren Zeitpunkt kann das zweite Sendesignal 8b Different time points transmit signals in the detection area E and the surrounding area 4 of the motor vehicle 1 are emitted. For example, at a first point in time, the first transmission signal 8a which strikes an object 3a can be emitted. At a later time, the second transmission signal 8b
ausgesendet werden, welches auf das Objekt 3b trifft. Schließlich kann zu einem späteren Zeitpunkt das Sendesignal 8c ausgesendet werden, welches auf das Objekt 3c trifft. Die Winkel α zwischen der Richtung des ersten Sendesignals 8a und der Richtung des zweiten Sendesignals 8b sowie ein Winkel α zwischen der Richtung des zweiten Sendesignals 8b und einer Richtung des dritten Sendesignals 8c kann jeweils 72,5° betragen. are emitted, which hits the object 3b. Finally, the transmission signal 8c, which hits the object 3c, can be transmitted at a later time. The angles α between the direction of the first transmission signal 8a and the direction of the second transmission signal 8b and an angle α between the direction of the second transmission signal 8b and a direction of the third transmission signal 8c may each be 72.5 °.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Lasersensors 5. Vorliegend ist - wie in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert - die Ablenkeinrichtung 13 dargestellt, mit der die Sendesignale 8a, 8b und 8c ausgesendet werden, welche auf die Objekte 3a, 3b und 3c treffen. Von dem ersten Objekt 3a wird das erste Sendesignal 8a als erstes FIG. 3 shows a schematic representation of the laser sensor 5. In the present case, as explained in connection with FIG. 2, the deflection device 13 is shown, with which the transmission signals 8a, 8b and 8c are emitted which strike the objects 3a, 3b and 3c , From the first object 3a, the first transmission signal 8a becomes the first one
Empfangssignal 9a reflektiert. Von dem zweiten Objekt 3b wird das zweite Sendesignal 8b als zweites Empfangssignal 9b reflektiert. Schließlich wird von dem dritten Objekt 3c das dritte Sendesignal 8c als drittes Empfangssignal 9c reflektiert. Received signal 9a reflected. From the second object 3b, the second transmission signal 8b as a second received signal 9b reflected. Finally, the third transmission signal 8c is reflected by the third object 3c as the third reception signal 9c.
Der Lasersensor 5 umfasst ferner einen Parabolspiegel 16. Dabei ist der Parabolspiegel 16 derart angeordnet bzw. geformt, dass das erste Empfangssignal 9a, das zweite Empfangssignal 9b und das dritte Empfangssignal 9c alle durch einen Brennpunkt 15 des Parabolspiegels 16 verlaufen. Somit kann erreicht werden, dass die von dem The laser sensor 5 further comprises a parabolic mirror 16. The parabolic mirror 16 is arranged or shaped such that the first received signal 9a, the second received signal 9b and the third received signal 9c all run through a focal point 15 of the parabolic mirror 16. Thus can be achieved that of the
Parabolspiegel 16 abgelenkten Empfangssignale 9a, 9b, 9c im Wesentlichen parallel in Richtung der Empfangseinrichtung 7 verlaufen. Die im Wesentlichen parallel Parabolic mirror 16 deflected receive signals 9a, 9b, 9c are substantially parallel in the direction of the receiving device 7. The essentially parallel
verlaufenden Strahlen werden mittels einer Linse 17 gebündelt und treffen dann auf zumindest eine Avalanche-Photodiode 18. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Empfangssignale 9a, 9b, 9c mittels des Parabolspiegels 16 auch bei einer extending beams are focused by a lens 17 and then meet at least one avalanche photodiode 18. In this way it can be achieved that the received signals 9a, 9b, 9c by means of the parabolic mirror 16 even at a
Verschiebung eines Fokuspunkts in Richtung der Empfangseinrichtung 7 bzw. der zumindest einen Avalanche-Photodiode 18 gelenkt werden. Mittels der Linse 17 können die Lichtstrahlen zudem gebündelt werden. Somit kann die Erfassungseinrichtung 7 besonders Bauraum sparend ausgebildet sein. Bevorzugt kann die Erfassungseinrichtung 7 nur eine einzige Avalanche-Diode 18 aufweisen. Displacement of a focal point in the direction of the receiving device 7 and the at least one avalanche photodiode 18 are directed. By means of the lens 17, the light beams can also be bundled. Thus, the detection device 7 can be designed to save space especially. Preferably, the detection device 7 may have only a single avalanche diode 18.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Lasersensor (5) für ein Kraftfahrzeug (1 ), mit einer Sendeeinrichtung (6) zum 1 . Laser sensor (5) for a motor vehicle (1), with a transmitting device (6) for
Aussenden eines Sendesignals (8) in Form von optischer Strahlung, mit einer Ablenkeinrichtung (13) zum Ablenken des Sendesignals (8, 8a, 8b, 8c), wobei die Ablenkeinrichtung (13) einen Mikrospiegel umfasst, und mit einer  Emitting a transmission signal (8) in the form of optical radiation, with a deflection device (13) for deflecting the transmission signal (8, 8a, 8b, 8c), wherein the deflection device (13) comprises a micromirror, and with a
Empfangseinrichtung (7) zum Empfangen des von zumindest einem Objekt (3, 3a, 3b, 3c) in einem Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeugs (1 ) reflektierten Sendesignals (9, 9a, 9b, 9c),  Receiving device (7) for receiving the transmission signal (9, 9a, 9b, 9c) reflected by at least one object (3, 3a, 3b, 3c) in a surrounding area (4) of the motor vehicle (1),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Lasersensor (5) einen Parabolspiegel (16) aufweist, welcher in einem  the laser sensor (5) has a parabolic mirror (16), which in one
Strahlengang des von dem zumindest einen Objekt (3, 3a, 3b, 3c) reflektierten Sendesignals (9, 9a, 9b, 9c) zwischen dem zumindest einen Objekt (3, 3a, 3b, 3c) und der Empfangseinrichtung (7) angeordnet ist und welcher dazu ausgelegt ist, das von dem zumindest Objekt (3, 3a, 3b, 3c) reflektierte Sendesignal (9, 9a, 9b, 9c) zu der Empfangseinrichtung (7) hin abzulenken.  Beam path of the at least one object (3, 3a, 3b, 3c) reflected transmission signal (9, 9a, 9b, 9c) between the at least one object (3, 3a, 3b, 3c) and the receiving device (7) is arranged and which is designed to deflect the transmission signal (9, 9a, 9b, 9c) reflected by the at least one object (3, 3a, 3b, 3c) towards the receiving device (7).
2. Lasersensor (5) nach Anspruch 1 , 2. Laser sensor (5) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Parabolspiegel (16) derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass das von dem zumindest einen Objekt (3, 3a, 3b, 3c) reflektierte Sendesignal (9, 9a, 9b, 9c) durch einen Brennpunkt (15) des Parabolspiegels (16) verläuft.  the parabolic mirror (16) is designed and / or arranged such that the transmission signal (9, 9a, 9b, 9c) reflected by the at least one object (3, 3a, 3b, 3c) is transmitted through a focal point (15) of the parabolic mirror (16 ) runs.
3. Lasersensor (5) nach Anspruch 2, 3. Laser sensor (5) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Parabolspiegel (16) derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass das jeweils von einer Mehrzahl von Objekten (3, 3a, 3b, 3c) in dem Umgebungsbereich (4) reflektierte Sendesignal (9, 9a, 9b, 9c) durch den Brennpunkt (15) verläuft.  the parabolic mirror (16) is designed and / or arranged such that the respective transmission signal (9, 9a, 9b, 9c) reflected by a plurality of objects (3, 3a, 3b, 3c) in the surrounding area (4) passes through the focal point (15) runs.
4. Lasersensor (5) nach Anspruch 3, 4. Laser sensor (5) according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Parabolspiegel (16) jeweils die von der Mehrzahl von Objekten (3, 3a, 3b, 3c) reflektierten Sendesignale (9, 9a, 9b, 9c) derart abgelenkt, dass diese im Wesentlichen parallel von dem Parabolspiegel (16) in Richtung der the parabolic mirror (16) in each case deflects the transmission signals (9, 9a, 9b, 9c) reflected by the plurality of objects (3, 3a, 3b, 3c) in such a way that they are reflected in the Substantially parallel from the parabolic mirror (16) in the direction of
Empfangseinrichtung (7) verlaufen.  Receiving device (7) run.
5. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Laser sensor (5) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
in einem Strahlengang des von dem zumindest Objekt (3, 3a, 3b, 3c) reflektierten und von dem Parabolspiegel (16) abgelenkten Sendesignals (9, 9a, 9b, 9c) eine Linse (17) angeordnet ist.  a lens (17) is arranged in a beam path of the transmission signal (9, 9a, 9b, 9c) reflected by the at least object (3, 3a, 3b, 3c) and deflected by the parabolic mirror (16).
6. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Laser sensor (5) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Empfangseinrichtung (7) zumindest eine Avalanche-Photodiode (18) umfasst.  the receiving device (7) comprises at least one avalanche photodiode (18).
7. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Laser sensor (5) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Ablenkeinrichtung (13) ein Spiegelelement umfasst, welches um eine Achse verschwenkbar ist.  the deflection device (13) comprises a mirror element, which is pivotable about an axis.
8. Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Laser sensor (5) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Lasersensor (5) einen Kollimator (12) umfasst, welcher in dem Strahlengang des Sendesignals (8, 8a, 8b, 8c) zwischen der Sendeeinrichtung (6) und der Ablenkeinrichtung (13) angeordnet ist.  the laser sensor (5) comprises a collimator (12) which is arranged in the beam path of the transmission signal (8, 8a, 8b, 8c) between the transmission device (6) and the deflection device (13).
9. Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit einem Lasersensor (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 9. driver assistance system (2) for a motor vehicle (1) with a laser sensor (5) according to one of the preceding claims.
10. Kraftfahrzeug (1 ) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 9. 10. Motor vehicle (1) with a driver assistance system (2) according to claim 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018157979A1 (en) * 2017-02-28 2018-09-07 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Optical element for a transmission apparatus of an optical sensing device, transmission apparatus, optical sensing device, motor vehicle and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210046466A (en) 2019-10-18 2021-04-28 현대자동차주식회사 Liquid crystal based optical deflector and optical scanner using the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042327A1 (en) * 2000-01-28 2001-08-09 Mitsubishi Electric Corp Monitor for monitoring the periphery of a vehicle
DE10160019A1 (en) 2000-12-14 2002-12-05 Alcatel Sa Device for aligning the transmit and receive channels of a spatial LIDAR and LIDAR equipped with such a device
US20030053041A1 (en) * 2001-09-20 2003-03-20 Emiko Isogai Optical rader apparatus and distance measuring apparatus including the same
EP1792775A2 (en) * 2005-12-02 2007-06-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Vehicle with a sensor for the detection of hazards in the vehicle surroundings
EP2221683A1 (en) 2009-02-19 2010-08-25 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for realising a diagnosis function

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007279017A (en) * 2006-03-15 2007-10-25 Omron Corp Radar system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042327A1 (en) * 2000-01-28 2001-08-09 Mitsubishi Electric Corp Monitor for monitoring the periphery of a vehicle
DE10160019A1 (en) 2000-12-14 2002-12-05 Alcatel Sa Device for aligning the transmit and receive channels of a spatial LIDAR and LIDAR equipped with such a device
US20030053041A1 (en) * 2001-09-20 2003-03-20 Emiko Isogai Optical rader apparatus and distance measuring apparatus including the same
EP1792775A2 (en) * 2005-12-02 2007-06-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Vehicle with a sensor for the detection of hazards in the vehicle surroundings
EP2221683A1 (en) 2009-02-19 2010-08-25 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for realising a diagnosis function

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018157979A1 (en) * 2017-02-28 2018-09-07 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Optical element for a transmission apparatus of an optical sensing device, transmission apparatus, optical sensing device, motor vehicle and method
CN110366694A (en) * 2017-02-28 2019-10-22 法雷奥开关和传感器有限责任公司 Optical element, transmitting equipment, optical sensing devices, motor vehicles and the method for transmitting equipment for optical sensing devices
US10859706B2 (en) 2017-02-28 2020-12-08 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Optical element for an emitting unit of an optical acquisition device, emitting unit, optical acquisition device, motor vehicle, and method

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DE102015106595A1 (en) 2016-11-03

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