WO2017042096A1 - Sender- und/oder empfängereinheit einer optischen messvorrichtung und opti-sche messvorrichtung - Google Patents

Sender- und/oder empfängereinheit einer optischen messvorrichtung und opti-sche messvorrichtung Download PDF

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WO2017042096A1
WO2017042096A1 PCT/EP2016/070705 EP2016070705W WO2017042096A1 WO 2017042096 A1 WO2017042096 A1 WO 2017042096A1 EP 2016070705 W EP2016070705 W EP 2016070705W WO 2017042096 A1 WO2017042096 A1 WO 2017042096A1
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WO
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transmitter
circuit board
printed circuit
section
flexible printed
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PCT/EP2016/070705
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Gerald List
Gerd Lammel
Peter Horvath
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
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    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmitter and / or receiver unit of an optical measuring device, in particular of a vehicle with at least one electrical functional component.
  • the invention relates to an optical measuring device, in particular a vehicle with at least one housing, in which at least one transmitter and / or receiver unit is arranged with at least one electrical functional component.
  • an optical measuring device with a housing is known.
  • a transmitter unit Within the housing, a transmitter unit, a receiver unit and a Umlenkaptanssen are arranged.
  • the transmitter unit comprises a transmitter board, on which, for example, an optical transmitter designed as a pulsed laser is arranged with a transmission optics.
  • the receiver unit comprises a receiver board, on which, for example, an optical receiver designed as a detector is arranged, and a receiving optical system, which is designed, for example, as a parabolic mirror.
  • the invention has for its object to design a transmitter and / or receiver unit and an optical measuring device of the type mentioned, in which at least one electrical connection with at least one electrical functional component is realized in a simple and space-saving and against mechanical influences, in particular against chafing , is protected.
  • the transmitter and / or receiver unit has at least one flexible circuit board portion which is electrically connected to at least one electrical functional component, wherein the at least one flexible circuit board portion at least partially on an outer side of Transmitter and / or receiver unit along and at least one flexible printed circuit board portion is provided at least on its outer side of the circuit board on the outside of the transmitter and / or receiver unit with at least one local reinforcement against mechanical wear and / or mechanical stress.
  • At least one flexible printed circuit board section is used to produce at least one electrical connection to at least one electrical functional component of the transmitter and / or receiver unit.
  • at least one flexible printed circuit board section individual components or assemblies can be interconnected.
  • a flexible printed circuit board or printed circuit board section can be easily laid in the course of flexible and space-saving.
  • At least one flexible circuit board portion may be part of a flexible circuit board having a plurality of circuit board sections.
  • a flexible printed circuit board may consist exclusively of a flexible printed circuit board section.
  • Flexible printed circuit boards also referred to as flex PCB (printed circuit board), are well known to those skilled in the art.
  • Flexible printed circuit boards are bendable. In addition, they can apply relatively thin compared to their lateral extent and can therefore be installed to save space. Flexible printed circuit boards can have contact regions in which printed conductors can be electrically connected to corresponding functional components or assemblies.
  • At least one electrical functional component in particular an assembly, can be connected directly via corresponding contact regions to at least one conductor track of the at least one printed circuit board section.
  • at least one electrical functional component can be connected indirectly, in particular by means of at least one further conductor track and / or at least one further printed circuit board, in particular a rigid printed circuit board, to at least one flexible printed circuit board section.
  • the at least one flexible printed circuit board section leads at least partially along an outer side of the transmitting and / or receiving unit. In this way are none Breakthroughs in the interior of the transmitter and / or receiver unit required. Furthermore, a space within the transmitter and / or receiver unit can be reduced and used for other components or assemblies.
  • the individual subassemblies of a transmitter and / or receiver unit composed of individual components, in particular of at least one transmitter unit and at least one receiver unit, can be connected to at least one flexible printed circuit board section in the outer area. Thus, an assembly of the transmitter and / or receiver unit can be simplified.
  • the at least one flexible printed circuit board section is provided at least on its outer side of the printed circuit board on the outside of the transmitter and / or receiver unit with at least one local reinforcement against mechanical wear.
  • the at least one flexible printed circuit board portion is protected against stress and damage to components adjacent to the transmitter and / or receiver unit. It can be prevented mechanical wear or other impairment of the at least one flexible circuit board portion.
  • insulation of the at least one flexible printed circuit board section can be reinforced.
  • the outer side of the printed circuit board is the side of the at least one flexible printed circuit board section which faces away from adjacent components, in particular frame parts and / or boards, of the transmitter and / or receiver unit.
  • a printed circuit board inner side is the side of the at least one flexible printed circuit board section facing the printed circuit board outer side, which faces the said adjacent components.
  • At least one local reinforcement can be designed as scuff protection.
  • scuff protection can be prevented that an insulation of the at least one flexible printed circuit board section worn by rubbing on adjacent components or housing parts and tracks are exposed. Exposing traces may cause interference to the transmitter and / or receiver unit.
  • At least one local reinforcement can advantageously provide mechanical stability of the at least one flexible printed circuit board section increase.
  • the at least one local reinforcement may prevent the at least one flexible printed circuit board section from being torn off, shearing off, buckling or the like, in particular during assembly of surrounding components or housing parts.
  • At least one local reinforcement may be configured and arranged to protect the corresponding at least one flexible printed circuit board section against at least one immediately adjacent component or housing part.
  • the transmitter and / or receiver unit according to the invention can also be arranged in a confined space in the immediate vicinity of other components or housing parts.
  • the transmitter and / or receiver unit can be arranged in a housing.
  • the transmitter and / or receiver unit, in particular the housing with at least one transmitter and / or receiver unit, can be arranged in an environment, in particular in or on a vehicle, in which external influences, in particular vibrations, shocks, impacts and / or or other environmental factors.
  • the transmitter and / or receiver unit may be a pure transmitter unit, a pure receiver unit or a combination of at least one transmitter unit and at least one receiver unit.
  • At least one flexible printed circuit board section may be provided for electrically connecting at least one transmitter unit, at least one receiver unit of the transmitter and / or receiver unit and / or at least one other module.
  • at least one flexible printed circuit board section can be used for connecting different electrical functional components within at least one transmitter unit or within at least one receiver unit.
  • the optical measuring device can be designed such that it can be used to detect and / or detect an object or obstacle in a surveillance area and / or to determine a distance to an object or an obstacle in a surveillance area.
  • the distance can advantageously be determined by a light pulse transit time method.
  • the optical measuring device can be referred to as a so-called laser Scanner be designed.
  • a transmitter unit can advantageously have at least one light source, in particular a laser.
  • a receiver unit may advantageously comprise at least one light sensor or detector.
  • the transmitter and / or receiver unit can advantageously have at least one optical component, in particular at least one lens, at least one mirror, at least one optical filter or the like.
  • Electrical functional components in the sense of the invention may be any functional components which have an electrical and / or electronic function. These may in particular be sensors, light sources, electrical connecting or connecting elements, in particular plug-in connections or the like, electrical and / or electronic components, in particular electronic circuits or the like, electro-optical components, electromechanical components or the like.
  • the optical measuring device can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention is not limited to use in a vehicle. Rather, it can also be used in other technical areas outside the vehicle / automotive technology.
  • At least one local reinforcement can be realized with at least one reinforcement section, which can be integrally connected to the at least one flexible circuit board section.
  • the at least one reinforcing section can thus be manufactured in one piece together with the at least one flexible printed circuit board section and mounted therewith. In this way, a manufacturing cost can be reduced.
  • the at least one reinforcing section can be produced with the at least one flexible printed circuit board section in a continuous manner, in particular of the same material.
  • At least one local reinforcement may be provided with at least one integral with the at least one flexible printed circuit board.
  • the at least one tab or bridge can be bent relative to the flexible printed circuit board section and brought into the corresponding position.
  • a tab or bridge can yield elastically, so that effective protection can be realized, in particular with regard to vibrations.
  • At least one local reinforcement can be realized with at least one reinforcing element connected in multiple pieces to the at least one flexible printed circuit board section.
  • the at least one reinforcing element and the at least one flexible printed circuit board section can thus be manufactured separately from one another and subsequently connected to one another. In this way, the materials and / or shapes used can be chosen freely.
  • the at least one reinforcing section and the at least one flexible circuit board section can each be optimized with regard to their respective function.
  • At least one reinforcing element may be connected in several pieces by means of a cohesive and / or positive and / or non-positive connection, in particular an adhesive bond, adhesive bond, solder joint, welded joint, clamp connection, clip connection, latching connection or the like, with at least one flexible printed circuit board section.
  • At least one reinforcing element may be realized in the form of a tablet, a disc, a pad, a pad or the like. Such reinforcing elements can protect the at least one flexible printed circuit board section in a planar manner.
  • At least one local reinforcement can have at least sections of flexible, in particular elastic, properties.
  • the at least one local reinforcement can better compensate and / or dampen mechanical loads, in particular operational oscillations, vibrations and shocks.
  • a mechanical influence on the at least one flexible printed circuit board section can be further reduced.
  • Elastic properties allow the local reinforcement to return to its original shape after mechanical deformation. The local reinforcement can then be preferred for further mechanical loads in their full range of functions be available again.
  • At least one flexible printed circuit board section may have at least one local reinforcement on its inner side of the printed circuit board facing the outer side of the printed circuit board. In this way, the at least one flexible printed circuit board section can additionally be mechanically protected on the inside of the printed circuit board against adjacent components of the transmitter and / or receiver unit.
  • At least one reinforcing element in particular a two-part reinforcing element, can surround or envelop at least one flexible printed circuit board section on the inside of the printed circuit board and on the outside of the printed circuit board.
  • At least one flexible printed circuit board section and at least one corresponding local reinforcement can have approximately the same material thickness and / or at least one flexible printed circuit board section and at least one corresponding local reinforcement can have different material thicknesses.
  • the space requirement, in particular a thickness, of the at least one flexible printed circuit board section with the at least one local reinforcement can be kept correspondingly low.
  • the available installation space and / or the type and size of the mechanical load can be taken into account.
  • the local reinforcement can have a greater material thickness than the flexible printed circuit board section. In this way, a protective function can be improved while optimizing space requirements.
  • At least one flexible printed circuit board section and at least one corresponding local reinforcement can be at least partially made of the same material and / or at least one flexible printed circuit board section and at least one corresponding local reinforcement can be made of different materials at least in sections.
  • a mechanical connection between the at least one printed circuit board section and the at least one reinforcement can be realized more easily. So can also a one-piece connection can be realized.
  • Different materials can be individually optimized with respect to the function of the at least one printed circuit board section or the at least one local amplification.
  • the object with the optical measuring device is achieved in that the transmitter and / or receiver unit has at least one flexible printed circuit board section which is electrically connected to at least one electrical functional component, the at least one flexible printed circuit board section being at least partially connected to an outer side of the transmitter and / or receiver unit along and at least one flexible printed circuit board portion is provided at least on its outer side of the circuit board on the outside of the transmitter and / or receiver unit with at least one local reinforcement against mechanical wear and / or mechanical stress.
  • Figure 1 is an isometric view of an optical measuring device with a
  • Figure 2 shows the optical measuring device of Figure 1, wherein here a
  • FIG. 3 shows the transmitter-receiver unit of the optical measuring device from FIGS. ren 1 and 2;
  • FIG. 4 shows a flexible printed circuit board of the transmitter-receiver unit from FIG. 3;
  • Figure 5 is an exploded view of the transmitter-receiver unit of Figure 3;
  • Figure 6 shows a transmitter-receiver unit according to a second embodiment, which can be used in the optical measuring device of Figures 1 and 2;
  • FIGS. 1 and 2 show an optical measuring device 10 according to a first exemplary embodiment which can be used, for example, in motor vehicles for detecting objects and obstacles in a monitoring area.
  • the optical measuring device 10 may be configured by way of example as a laser scanner. With the optical measuring device 10, a distance to an object can be determined, for example, according to a light pulse transit time method.
  • the optical measuring device 10 has a housing 12 with a housing lower part 14 and a housing upper part 1 6.
  • a transmission window 18 is emitted through the example, pulsed laser light, and a receiving window 20, reflected by the objects in a surveillance area Laser light is received.
  • a transmitter-receiver unit 22 and a Umlenkspiegelan extract 24 is arranged within the housing 12.
  • the transmitter-receiver unit 22 will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the transceiver unit 22 comprises a printed circuit board assembly 26, which carries the electrical components of the transceiver unit 22 and electrically interconnects. Electrical components within the meaning of the invention are components with at least partially electrical and / or electronic function.
  • the printed circuit board assembly 26 includes a transmitter carrier board 28, a transmitter board 30, a receiver board 32, a terminal board 34, and a flexible circuit board 44.
  • the transmitter carrier board 28, the transmitter board 30, the receiver board 32 and the terminal board 34 each form assemblies. They are each realized as rigid circuit boards with printed circuits, so-called printed circuit boards (PCB).
  • PCB printed circuit boards
  • the transmitter carrier board 28 carries an example designed as a pulsed laser optical transmitter 36 and other not interesting here electronic components.
  • the transmitter board 30 carries electronic components.
  • the receiver board 32 carries, for example, an optical receiver designed as a detector, which in the first exemplary embodiment is concealed in FIGS. 1 to 5 and is therefore not shown.
  • a corresponding optical receiver 38 can be seen in FIG. 6 in the case of a second exemplary embodiment explained in more detail below.
  • 32 further electronic components are arranged on the receiver board.
  • connection board 34 carries a plug connection 40, with which the transmitter-receiver unit 22 can be electrically connected to a main board 42 of the optical measuring device 10 shown in FIG.
  • the transmitter carrier board 28, the transmitter board 30, the receiver board 32 and the terminal board 34 are electrically connected to each other by means of the flexible circuit board 44.
  • the flexible circuit board 44 is flat in its original form prior to installation in the transceiver unit 22, as shown in FIG.
  • the flexible printed circuit board 44 is for example a thin so-called flex PCB.
  • electrical conductors and electrical contact areas are integrated.
  • the flexible circuit board 44 is realized in one piece as a whole.
  • the flexible circuit board 44 includes a transmitter carrier section 46, a transmitter section 48, a receiver section 50, and a connector section 52.
  • the outline of the transmitter carrier section 46 approximates the outline of the transmitter carrier board 28. Accordingly, the outlines of the transmitter section 48, the receiver section 50, and the terminal section 52 fit respectively to the outlines of the transmitter board 30, the Receiver board 32 and the terminal board 34. Said outlines are each approximately rectangular.
  • the transmitter carrier section 46, the transmitter section 48, the receiver section 50, the terminal section 52, the transmitter carrier board 28, the transmitter board 30, the receiver board 32 and the terminal board 34 also each have a plurality of through holes, through which corresponding connecting screws are guided for mounting.
  • the transmitter carrier section 46, the transmitter section 48, the receiver section 50 and the connection section 52 have corresponding electrical contact regions of no interest here for connecting to the electrical components on the corresponding boards 28 to 34. In addition, they have traces, which allow corresponding electrical connections between the components of a board and components of one of the other boards.
  • the flexible circuit board 44 includes a transmitter connection portion 54 that electrically connects the transmitter support portion 46 to the transmitter portion 48.
  • a receiver connection section 56 electrically connects the transmitter section 48 to the receiver section 50.
  • a terminal connection section 58 electrically connects the transmitter section 48 to the terminal section 52.
  • the receiver section 50, the transmitter section 48 and the terminal section 52 are in this order, in FIG. 4 from left to right, side by side in a row.
  • the upper edges of the receiver section 50, the transmitter section 48 and the smaller connection section 52 in FIG. 4 are approximately at the same height.
  • the receiver connection portion 56 respectively transitions perpendicularly to the longitudinal sides of the receiver portion 50 and the transmitter portion 48 facing each other.
  • the terminal connecting portion 58 has a bend of about 90 degrees, in the figure 4 upward. It leads away from the transmitter section 48 on the side opposite the receiver connection section 56 and leads from below into the connection section 52 in FIG.
  • the transmitter carrier section 46 is located obliquely in FIG. 4 above the transmitter section 48 between it and the connection section 52.
  • the transmitter connection section 54 leads out of the transmitter section 48 on the upper side in FIG. 4 and laterally into the transmitter carrier section 46 after a bend of approximately 45 degrees to the right.
  • a reinforcing tab 60 is disposed between the 45 ° bend and the transmitter support portion 46 on the side remote from the transmitter portion 48, in the top of FIG. 4.
  • the reinforcing tab 60 may also be referred to as a reinforcing bridge.
  • the reinforcing tab 60 is integrally connected to the transmitter connection portion 54. It leads vertically away from the local area of the transmitter connection section 54.
  • the connection tab 60 is part of the flexible circuit board 44 and integrally formed of the same material of the same material thickness with the transmitter connection portion 54.
  • the flexible circuit board 44 is flexibly bendable and adaptable to its installation position and installation form in the transceiver unit 22.
  • the transmitter carrier board 28, the transmitter board 30, the receiver board 32 and the terminal board 34 are each constructed as double boards with two printed circuit boards.
  • the transmitter carrier section 46 is arranged in the manner of a sandwich construction between the two printed circuit boards of the transmitter carrier board 28. Accordingly, the transmitter section 48, the receiver section 50 and the termination section 52 are each arranged between the two printed circuit boards of the transmitter board 30, the receiver board 32 and the connection board 34.
  • the respective electronic components are electrically connected to the corresponding contact regions of the flexible printed circuit board 44.
  • the transmitter board 30 with the transmitter section 48 and the receiver board 32 with the receiver section 50 are mounted on opposite sides of an approximately parallelepiped circuit board frame 62.
  • the transmitter board 30 with the transmitter section 48 and the receiver board 32 with the receiver section 50 extend approximately parallel to each other.
  • the transmitter carrier board 28 with the transmitter carrier portion 46 is attached to a transmitter housing 64.
  • the transmitter housing 64 in turn is attached to a frame cover 66.
  • the frame cover 66 is connected to the circuit board frame 62 and runs approximately parallel to this.
  • the frame cover 66 covers the receiver board 32 with the receiver section 50 on the side opposite the circuit board frame 62.
  • Transmitter housing 64 with transmitter carrier board 28 and transmitter carrier section 46 extends approximately perpendicular to transmitter board 30 and receiver board 32 therefrom.
  • the transmitter carrier board 28 is located in FIG. 3 above the optical receiver 38.
  • the transmitter carrier board 28 is covered with the transmitter carrier section 46 by means of a shielding housing 68.
  • the transmitter housing 64 also has a transmitter lens 70 which is located on the side facing away from the shielding housing 68.
  • the transmitter lens 70 is located in front of the optical transmitter 36.
  • the transmitter board 30 On the side facing away from the frame cover 66, the transmitter board 30 is covered with the transmitter section 48 by a receiver shield 72.
  • the receiver shield 72, the transmitter board 30 with the transmitter section 48, the circuit board frame 62, the receiver board 32 with the receiver section 50 and the frame cover 66 are all arranged in a sandwich-type fashion and connected with connecting screws. Accordingly, the transmitter housing 64, the transmitter carrier board 28 are constructed with the transmitter support portion 46 and the transmitter shield 68 in the manner of a sandwich construction and connected to corresponding connecting screws.
  • the terminal connection section 58 leads laterally out of the transmitter board 30 with the transmitter section 48 out to the connection board 34 with the connection section 52.
  • the terminal board 34 can be moved within the limits of the mobility of the terminal connection section 58 relative to the remaining components of the transceiver unit 22.
  • the transmitter connection portion 54 and the receiver connection portion 56 each lead on an outside of the transceiver unit 22.
  • the reinforcing tab 60 is bent in the installed state at the side facing away from the transceiver unit 22 board outside of the transmitter connection portion 54 by 180 degrees so that it covers the transmitter connection portion 54 on the outside of the transceiver unit 22 protective.
  • the reinforcing tab 60 thus acts as a resilient local reinforcement against mechanical wear.
  • the reinforcing tab 60 serves, for example, as protection against scrubbing on the housing upper part 1 6.
  • the flexible printed circuit board 44 is made with the reinforcing tab 60 in a manner not further interest here.
  • the corresponding interconnects and electrical contact areas are integrated.
  • the circuit boards of the transmitter carrier board 28, the transmitter board 30, the receiver board 32 and the terminal board 34 are respectively mounted on the transmitter support section 46, the transmitter section 48, the receiver section 50 and the terminal section 52, respectively.
  • the corresponding electrical connections are made.
  • the reinforcing tab 60 is bent accordingly.
  • the transmitter carrier board 28 with the transmitter carrier section 46, the transmitter board 30 with the transmitter section 48, the receiver board 32 with the receiver section 50 and the terminal board 34 with the terminal section 52 are connected to the circuit board frame 62, the transmitter housing 64, the frame cover 66 and the shield 68.
  • the transmitter connecting portion 54, the receiver connecting portion 56 and the terminal connecting portion 58 are flexibly bent accordingly.
  • the assembled transmitter-receiver unit 42 is connected to the remaining components, such as the transmitting lens 70 and a receiver lens, the optical measuring device 10th mechanically and optionally electrically connected and inserted into the lower housing part 14.
  • the plug connection 40 is connected to a corresponding connection of the mainboard 42.
  • the upper housing part 1 6 is mounted and thus the housing 12 is closed.
  • the fully assembled optical measuring device 10 can now be arranged according to their use, for example in the motor vehicle and electrically connected to a corresponding control unit of the motor vehicle.
  • FIGS. 6 and 7 show a transmitter-receiver unit 22 according to a second exemplary embodiment. Those elements that are similar to those of the first embodiment of Figures 1 to 5 are provided with the same reference numerals.
  • the second exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 7 differs from the first exemplary embodiment from FIGS. 1 to 5 in that, instead of the reinforcing strap 60, a tablet-shaped reinforcement disc 160 is fastened to the transmitter connecting section 54.
  • the reinforcing disk 160 is composed of two disk halves 1 61, which are identical in terms of material, shape and size, which are each arranged on opposite sides of the transmitter connection section 54.
  • An outer half disc 1 61 is located on the outside of the circuit board of the transmitter connection portion 54 and protects them, for example against scrubbing on the housing upper part 1 6.
  • An inner half disc 161 is located between a circuit board inside the transmitter connection portion 54 and the outer side facing the PCB frame 62. In this way, the Transmitter connection portion 54 additionally protected against mechanical stresses, such as by scrubbing, against the PCB frame 62, the transmitter board 30 and the receiver board 32.
  • the disk halves 161 of the reinforcing disk 160 each have the same material thickness as the transmitter connection section 54. Overall, the reinforcement disk 1 60 has a greater material thickness than the transmitter connection section 54.
  • FIG. 7 shows the circuit board assembly 26 without the circuit board frame 62, the transmitter housing 64, the frame cover 66, the transmitter shield 68, and the receiver shield 72.

Abstract

Es werden eine Sender- und/oder Empfängereinheit (22) einer optischen Messvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil (34) und eine optische Messvorrichtung (10) beschrieben. Die Sender- und/oder Empfängereinheit (22) weist wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt (54) auf, der mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil (34) elektrisch verbunden ist. Der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt (54) führt wenigstens teilweise an einer Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit (22) entlang. Der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt (54) ist wenigstens an seiner Leiterplattenaußenseite an der Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit (22) mit wenigstens einer lokalen Verstärkung (60) gegen mechanischen Verschleiß und/oder mechanische Belastung versehen.

Description

Sender- und/oder Empfängereinheit einer optischen Messvorrichtung und optische Messvorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Sender- und/oder Empfängereinheit einer optischen Messvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil.
Ferner betrifft die Erfindung eine optische Messvorrichtung insbesondere eines Fahrzeuges mit wenigstens einem Gehäuse, in dem wenigstens eine Sender- und/oder Empfängereinheit mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil angeordnet ist.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2010 047 984 A1 ist eine optische Messvorrichtung mit einem Gehäuse bekannt. Innerhalb des Gehäuses sind eine Sendereinheit, eine Empfängereinheit sowie eine Umlenkspiegelanordnung angeordnet. Die Sendereinheit umfasst eine Senderplatine, auf welcher beispielsweise ein als gepulster Laser ausgeführter optischer Sender mit einer Sendeoptik angeordnet ist. Die Empfängereinheit umfasst eine Empfängerplatine, auf welcher beispielsweise ein als Detektor ausgeführter optischer Empfänger angeordnet ist, und eine Empfangsoptik, welche beispielsweise als Parabolspiegel ausgeführt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sender- und/oder Empfängereinheit und eine optische Messvorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen wenigstens eine elektrische Verbindung mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil einfach und platzsparend realisiert ist und gegenüber mechanischen Einflüssen, im Besonderen gegenüber Durchscheuern, geschützt ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sender- und/oder Empfängereinheit wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt aufweist, der mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil elektrisch verbunden ist, wobei der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt wenigstens teilweise an einer Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit entlang führt und der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt wenigstens an seiner Leiterplattenaußenseite an der Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit mit wenigstens einer lokalen Verstärkung gegen mechanischen Verschleiß und/oder mechanische Belastung versehen ist.
Erfindungsgemäß wird wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt eingesetzt, um wenigstens eine elektrische Verbindung zu wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil der Sender- und/oder Empfängereinheit herzustellen. Mit wenigstens einem flexiblen Leiterplattenabschnitt können einzelne Bauteile oder Baugruppen untereinander verbunden werden. Eine flexible Leiterplatte oder Leiterplattenabschnitt kann einfach, im Verlauf flexibel und platzsparend verlegt werden.
Wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt kann Teil einer flexiblen Leiterplatte mit mehreren Leiterplattenabschnitten sein. Alternativ kann eine flexible Leiterplatte ausschließlich aus einem flexiblen Leiterplattenabschnitt bestehen. Flexible Leiterplatten, die auch als Flex PCB (Printed Circuit Board) bezeichnet werden, sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Flexible Leiterplatten sind biegbar. Darüber hinaus können sie im Vergleich zu ihrer lateralen Ausdehnung verhältnismäßig dünn auftragen und können daher platzsparend verlegt werden. Flexible Leiterplatten können Kontaktbereiche aufweisen, in denen Leiterbahnen mit entsprechenden Funktionsbauteilen oder Baugruppen elektrisch verbunden werden können.
Wenigstens ein elektrisches Funktionsbauteil, insbesondere eine Baugruppe, kann unmittelbar über entsprechende Kontaktbereiche mit wenigstens einer Leiterbahn des wenigstens einen Leiterplattenabschnitts verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein elektrisches Funktionsbauteil mittelbar, insbesondere mittels wenigstens einer weiteren Leiterbahn und/oder wenigstens einer weiteren Leiterplatte, insbesondere einer starren Leiterplatte, mit wenigstens einem flexiblen Leiterplattenabschnitt verbunden sein.
Der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt führt wenigstens teilweise an einer Außenseite der Sende- und/oder Empfängereinheit entlang. Auf diese Weise sind keine Durchbrüche im Innenbereich der Sender- und/oder Empfängereinheit erforderlich. Ferner kann ein Bauraum innerhalb der Sender- und/oder Empfängereinheit so verringert werden und für andere Bauteile oder Baugruppen verwendet werden. Die einzelnen Baugruppen einer aus einzelnen Komponenten, insbesondere aus wenigstens einer Sendereinheit und wenigstens einer Empfängereinheit, zusammengesetzten Senderund/oder Empfängereinheit können mit wenigstens einem flexiblen Leiterplattenabschnitt im Außenbereich verbunden werden. So kann ein Zusammenbau der Senderund/oder Empfängereinheit vereinfacht werden.
Der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt ist wenigstens an seiner Leiterplattenaußenseite an der Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit mit wenigstens einer lokalen Verstärkung gegen mechanischen Verschleiß versehen. So wird der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt gegenüber Bauteilen, die zur Senderund/oder Empfängereinheit benachbart sind, gegen Belastung und Beschädigung geschützt. Es kann einem mechanischen Verschleiß oder sonstiger Beeinträchtigung des wenigstens eine flexiblen Leiterplattenabschnitts vorgebeugt werden. Mit wenigstens einer lokalen Verstärkung kann eine Isolierung des wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitts verstärkt werden.
Die Leiterplattenaußenseite ist die Seite des wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt, welche benachbarten Komponenten, insbesondere Rahmenteilen und/oder Platinen, der Sender- und/oder Empfängereinheit abgewandt ist. Entsprechend ist eine Leiterplatteninnenseite die der Leiterplattenaußenseite gegenüberliegende Seite des wenigstens eine flexiblen Leiterplattenabschnitts, welche den besagten benachbarten Komponenten zugewandt ist.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine lokale Verstärkung als Scheuerschutz ausgestaltet sein. Mit dem Scheuerschutz kann verhindert werden, dass eine Isolation des wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitts durch Scheuern an benachbarten Bauteilen oder Gehäuseteilen abgenutzt und Leiterbahnen freigelegt werden. Das freilegen von Leiterbahn kann zu Störungen der Sender- und/oder Empfängereinheit führen.
Wenigstens eine lokale Verstärkung kann vorteilhafterweise eine mechanische Stabilität des wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitts erhöhen. So kann die wenigstens eine lokale Verstärkung den wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt insbesondere während einer Montage von umliegenden Bauteilen oder Gehäuseteilen gegen abreißen, abscheren, knicken oder dergleichen schützen.
Wenigstens eine lokale Verstärkung kann so ausgestaltet und angeordnet sein, dass sie den entsprechenden wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt gegen wenigstens ein unmittelbar benachbartes Bauteil oder Gehäuseteil schützt. So kann die erfindungsgemäße Sender- und/oder Empfängereinheit auch in einem beengten Bauraum in direkter Nachbarschaft von anderen Bauteilen oder Gehäuseteile angeordnet werden.
Vorteilhafterweise kann die Sender- und/oder Empfängereinheit in einem Gehäuse angeordnet sein. Die Sender- und/oder Empfängereinheit, insbesondere das Gehäuse mit wenigstens einer Sender- und/oder Empfängereinheit, kann in einer Umgebung, insbesondere in oder an einem Fahrzeug, angeordnet werden, in der es äußeren Einflüssen, insbesondere Vibrationen, Erschütterungen, Stößen und/oder anderen Umwelteinflüssen, ausgesetzt sein kann.
Bei der Sender- und/oder Empfängereinheit kann es sich um eine reine Sendereinheit, eine reine Empfängereinheit oder eine Kombination aus wenigstens einer Sendereinheit und wenigstens einer Empfängereinheit handeln. Wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt kann zur elektrischen Verbindung wenigstens einer Sendereinheit, wenigstens einer Empfängereinheit der Sender- und/oder Empfängereinheit und/oder wenigstens einer anderen Baugruppe vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt zur Verbindung unterschiedlicher elektrischer Funktionsbauteile innerhalb wenigstens einer Sendereinheit oder innerhalb wenigstens einer Empfängereinheit verwendet werden.
Die optische Messvorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass mit ihr ein Objekt oder Hindernis in einem Überwachungsbereich erfasst und/oder erkannt und/oder ein Abstand zu einem Objekt oder einem Hindernis in einem Überwachungsbereich ermittelt werden kann. Der Abstand kann vorteilhafterweise nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren bestimmt werden. Die optische Messvorrichtung kann als so genannter Laser- Scanner ausgestaltet sein.
Eine Sendereinheit kann vorteilhafterweise wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere einen Laser, aufweisen. Eine Empfängereinheit kann vorteilhafterweise wenigstens einen Licht-Sensor oder Detektor aufweisen. Die Sender- und/oder Empfängereinheit kann vorteilhafterweise wenigstens ein optisches Bauteil, insbesondere wenigstens eine Linse, wenigstens einen Spiegel, wenigstens einen optischen Filter oder dergleichen aufweisen.
Elektrische Funktionsbauteile im Sinne der Erfindung können jegliche Funktionsbauteile sein, welche eine elektrische und/oder elektronische Funktion aufweisen. Dies können insbesondere Sensoren, Lichtquellen, elektrische Verbindungs- oder Anschlusselemente, insbesondere Steckanschlüsse oder dergleichen, elektrische und/oder elektronische Bauteile, insbesondere elektronische Schaltungen oder dergleichen, elektrooptische Bauteile, elektromechanische Bauteile oder dergleichen sein.
Die optische Messvorrichtung kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, eingesetzt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf die Verwendung in einem Fahrzeug. Vielmehr kann sie auch in anderen technischen Bereichen außerhalb der Fahrzeug-/Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine lokale Verstärkung mit wenigstens einem Verstärkungsabschnitt realisiert sein, welcher einstückig mit dem wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt verbunden sein kann. Der wenigstens eine Verstärkungsabschnitt kann so in einem Stück gemeinsam mit dem wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt gefertigt und mit diesem montiert werden. Auf diese Weise kann ein Herstellungsaufwand verringert werden.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Verstärkungsabschnitt mit dem wenigstens einen flexible Leiterplattenabschnitt zusammenhängend, insbesondere aus dem gleichen Material, gefertigt sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine lokale Verstärkung mit wenigstens einer einstückig mit dem wenigstens einen flexiblen Leiterplatten- abschnitt verbundenen Lasche oder Brücke realisiert sein. Die wenigstens eine Lasche oder Brücke kann relativ zu dem flexiblen Leiterplattenabschnitt gebogen und in die entsprechende Position gebracht werden, Eine Lasche oder Brücke kann elastisch nachgeben, sodass insbesondere in Bezug auf Vibrationen ein effektiver Schutz reali- siert werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine lokale Verstärkung mit wenigstens einem mehrstückig mit dem wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt verbundenen Verstärkungselement realisiert sein. Das wenigstens eine Verstärkungselement und der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt können so separat voneinander gefertigt und anschließend miteinander verbunden. Auf diese Weise können die verwendeten Materialien und/oder Formen freier gewählt werden. So können der wenigstens eine Verstärkungsabschnitt und der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt jeweils in Hinblick auf ihre jeweilige Funktion optimiert werden.
Wenigstens ein Verstärkungselement kann mehrstückig mittels einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Klebeverbindung, Haftverbindung, Lötverbindung, Schweißverbindung, Klemmverbindung, Clipverbindung, Rastverbindung oder dergleichen, mit wenigstens einem flexiblen Leiterplattenabschnitt verbunden sein.
Wenigstens ein Verstärkungselement kann in Form einer Tablette, einer Scheibe, eines Polsters, eines Kissens oder dergleichen realisiert werden. Derartige Verstärkungselemente können den wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt flächig schützen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine lokale Verstärkung wenigstens abschnittsweise flexible, insbesondere elastische, Eigenschaften aufweisen. Auf diese Weise kann die wenigstens eine lokale Verstärkung mechanische Belastungen, insbesondere betriebsbedingte Schwingungen, Vibrationen und Stöße, besser kompensieren und/oder gedämpft. So kann ein mechanischer Einfluss auf den wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt weiter verringert werden. Elastische Eigenschaften ermöglichen, dass die lokale Verstärkung nach einer mechanischen Verformung wieder ihre ursprüngliche Form annimmt. Die lokale Verstärkung kann dann bei weiteren mechanischen Belastungen bevorzugt in ihrem vollen Funktionsumfang wieder zur Verfügung stehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt auf seiner der Leiterplattenaußenseite gegenüberliegenden Leiterplatteninnenseite wenigstens eine lokale Verstärkung aufweisen. Auf diese Weise kann der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt zusätzlich auf der Leiterplatteninnenseite gegen benachbarte Komponenten der Sender- und/oder Empfangseinheit mechanisch geschützt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Verstärkungselement, insbesondere ein zweiteiliges Verstärkungselement, wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt auf der Leiterplatteninnenseite und der Leiterplattenaußenseite umgreifen oder umhüllen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung etwa die gleiche Materialstärke aufweisen und/oder wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung können unterschiedliche Materialstärken aufweisen. Mit gleichen bevorzugt dünnen Materialstärken kann der Raumbedarf, insbesondere eine Dicke, des wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitts mit der wenigstens einen lokalen Verstärkung entsprechend gering gehalten werden. Mit unterschiedlichen Materialstärken können dem vorhandenen Bauraum und/oder der Art und Größe der mechanischen Belastung Rechnung getragen werden.
Vorteilhafterweise kann die lokale Verstärkung eine größere Materialstärke aufweisen als der flexible Leiterplattenabschnitt. Auf diese Weise kann ein Schutzfunktion verbessert werden bei gleichzeitig optimiertem Bauraumbedarf.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung wenigstens abschnittsweise aus dem gleichen Material sein und/oder wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung können wenigstens abschnittsweise aus unterschiedlichen Materialien sein. Mit gleichen Materialien kann eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Leiterplattenabschnitt und der wenigstens einen Verstärkung einfacher realisiert werden. So kann auch eine einstückige Verbindung realisiert werden. Unterschiedliche Materialien können jeweils für sich bezüglich der Funktion des wenigstens einen Leiterplattenabschnitts beziehungsweise der wenigstens einen lokalen Verstärkung optimiert werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit der optischen Messvorrichtung dadurch gelöst, dass die Sender- und/oder Empfängereinheit wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt aufweist, der mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil elektrisch verbunden ist, wobei der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt wenigstens teilweise an einer Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit entlang führt und der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt wenigstens an seiner Leiterplattenaußenseite an der Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit mit wenigstens einer lokalen Verstärkung gegen mechanischen Verschleiß und/oder mechanische Belastung versehen ist.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sender- und/oder Empfängereinheit und der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 eine isometrische Darstellung einer optischen Messvorrichtung mit einer
Sender-Empfängereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2 die optische Messvorrichtung aus der Figur 1 , wobei hier ein
Gehäuseoberteil entfernt ist;
Figur 3 die Sender-Empfängereinheit der optischen Messvorrichtung aus den Figu- ren 1 und 2;
Figur 4 eine flexible Leiterplatte der Sender-Empfängereinheit aus der Figur 3;
Figur 5 eine Explosionsdarstellung der Sender-Empfängereinheit aus der Figur 3; Figur 6 eine Sender-Empfängereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welche in der optischen Messvorrichtung aus den Figuren 1 und 2 eingesetzt werden kann;
Figur 7 eine Leiterplattenanordnung der Sender-Empfängereinheit aus der Figur 6. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ausführungsform(en) der Erfindung
In den Figuren 1 und 2 ist eine optische Messvorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, welche beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Objekten und Hindernissen in einem Überwachungsbereich verwendet werden kann. Die optische Messvorrichtung 10 kann beispielhaft als Laserscanner ausgestaltet sein. Mit der optischen Messvorrichtung 10 kann ein Abstand zu einem Objekt beispielsweise nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren bestimmt werden.
Die optische Messvorrichtung 10 verfügt über ein Gehäuse 12 mit einem Gehäuseunterteil 14 und einem Gehäuseoberteil 1 6. Im Gehäuseoberteil 1 6 ist ein Sendefenster 18, durch das beispielsweise gepulstes Laserlicht abgestrahlt wird, und ein Empfangsfenster 20 eingebracht, durch das von Objekten in einem Überwachungsbereich reflektiertes Laserlicht empfangen wird.
Innerhalb des Gehäuses 12 ist eine Sender-Empfängereinheit 22 und eine Umlenkspiegelanordnung 24 angeordnet. Die Sender-Empfängereinheit 22 wird im Folgenden anhand der Figuren 3 bis 5 näher erläutert.
Die Sender-Empfängereinheit 22 umfasst eine Leiterplattenanordnung 26, welche die elektrischen Bauteile der Sender-Empfängereinheit 22 trägt und entsprechend elektrisch miteinander verbindet. Elektrische Bauteile im Sinne der Erfindung sind Bauteile mit jedweder wenigstens teilweise elektrischer und/oder elektronischer Funktion. Die Leiterplattenanordnung 26 umfasst eine Senderträgerplatine 28, eine Senderplatine 30, eine Empfängerplatine 32, eine Anschlussplatine 34 und eine flexible Leiterplatte 44. Die Senderträgerplatine 28, die Senderplatine 30, die Empfängerplatine 32 und die Anschlussplatine 34 bilden jeweils Baugruppen. Sie sind jeweils als starre Leiterplatten mit gedruckten Schaltungen, so genannte Printed Circuit Boards (PCB), realisiert.
Die Senderträgerplatine 28 trägt einen beispielsweise als gepulster Laser ausgeführten optischen Sender 36 und weitere hier nicht weiter interessierende elektronische Bauteile.
Die Senderplatine 30 trägt elektronische Bauteile.
Die Empfängerplatine 32 trägt beispielsweise einen als Detektor ausgeführten optischen Empfänger, welcher beim ersten Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 5 verdeckt und daher nicht gezeigt ist. Ein entsprechender optischer Empfänger 38 ist bei einem weiter unten näher erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel in der Figur 6 erkennbar. Außerdem sind auf der Empfängerplatine 32 weitere elektronische Bauteile angeordnet.
Die Anschlussplatine 34 trägt einen Steckanschluss 40, mit dem die Sender- Empfängereinheit 22 elektrisch mit einer in der Figur 2 gezeigten Hauptplatine 42 der optischen Messvorrichtung 10 verbunden werden kann.
Die Senderträgerplatine 28, die Senderplatine 30, die Empfängerplatine 32 und die Anschlussplatine 34 sind mittels der flexiblen Leiterplatte 44 elektrisch miteinander verbunden. Die flexible Leiterplatte 44 ist in ihrer ursprünglichen Form vor dem Einbau in die Sender-Empfängereinheit 22, wie in der Figur 4 gezeigt, eben. Die flexible Leiterplatte 44 ist beispielsweise eine dünne so genannte Flex PCB. In der flexiblen Leiterplatte 44 sind elektrische Leiterbahnen und elektrische Kontaktbereiche integriert. Die flexible Leiterplatte 44 ist insgesamt einstückig zusammenhängend realisiert.
Die flexible Leiterplatte 44 umfasst einen Senderträgerabschnitt 46, einen Senderabschnitt 48, einen Empfängerabschnitt 50 und einen Anschlussabschnitt 52. Der Umriss des Senderträgerabschnitt 46 entspricht etwa dem Umriss der Senderträgerplatine 28. Entsprechend passen die Umrisse des Senderabschnitts 48, des Empfängerabschnitts 50 und des Anschlussabschnitts 52 jeweils zu den Umrissen der Senderplatine 30, der Empfängerplatine 32 und der Anschlussplatine 34. Besagte Umrisse sind jeweils etwa rechteckig. Der Senderträgerabschnitt 46, der Senderabschnitt 48, der Empfängerabschnitts 50, der Anschlussabschnitts 52, die Senderträgerplatine 28, die Senderplatine 30, die Empfangsplatine 32 und die Anschlussplatine 34 weisen darüber hinaus jeweils mehrere durchgängige Löcher auf, durch die entsprechende Verbindungsschrauben zur Montage geführt werden.
Der Senderträgerabschnitt 46, der Senderabschnitt 48, der Empfängerabschnitt 50 und der Anschlussabschnitt 52 weisen entsprechende hier nicht weiter interessierende elektrische Kontaktbereiche zum Verbinden mit den elektrischen Bauteilen auf den entsprechenden Platinen 28 bis 34 auf. Außerdem weisen sie Leiterbahnen auf, welche entsprechende elektrische Verbindungen zwischen den Bauteilen einer Platine und Bauteilen einer der anderen Platinen ermöglichen.
Ferner umfasst die flexible Leiterplatte 44 einen Senderverbindungsabschnitt 54, welcher den Senderträgerabschnitt 46 elektrisch mit dem Senderabschnitt 48 verbindet. Ein Empfängerverbindungsabschnitt 56 verbindet den Senderabschnitt 48 elektrisch mit dem Empfängerabschnitt 50. Ein Anschlussverbindungsabschnitt 58 verbindet den Senderabschnitt 48 elektrisch mit dem Anschlussabschnitt 52.
Im Ursprungszustand der flexiblen Leiterplatte 44 befinden sich der Empfängerabschnitt 50, der Senderabschnitt 48 und der Anschlussabschnitt 52 in dieser Reihenfolge, in Figur 4 von links nach rechts, nebeneinander in einer Reihe. Die in der Figur 4 oberen Ränder des Empfängerabschnitts 50, des Senderabschnitts 48 und des kleineren Anschlussabschnitts 52 befinden sich etwa auf gleicher Höhe. Der Empfängerverbindungsabschnitt 56 geht jeweils senkrecht in die einander zugewandten Längsseiten des Empfängerabschnitts 50 und des Senderabschnitts 48 über. Der Anschlussverbindungsabschnitt 58 weist eine Biegung um etwa 90 Grad, in der Figur 4 nach oben, auf. Er führt auf der dem Empfängerverbindungsabschnitt 56 gegenüberliegenden Seite von dem Senderabschnitt 48 weg und führt in der Figur 4 von unten in den Anschlussabschnitt 52.
Der Senderträgerabschnitt 46 befindet sich in der Figur 4 schräg oberhalb des Senderabschnitts 48 zwischen diesem und dem Anschlussabschnitt 52. Der Senderverbin- dungsabschnitt 54 führt an der in der Figur 4 oberen Seite aus dem Senderabschnitt 48 heraus und nach einer Biegung um etwa 45 Grad nach rechts seitlich in den Senderträgerabschnitt 46.
An dem Senderverbindungsabschnitt 54 ist zwischen der 45°-Biegung und dem Senderträgerabschnitt 46 auf der dem Senderabschnitt 48 abgewandten Seite, in der Figur 4 oben, eine Verstärkungslasche 60 angeordnet. Die Verstärkungslasche 60 kann auch als Verstärkungsbrücke bezeichnet werden. Die Verstärkungslasche 60 ist einstückig mit dem Senderverbindungsabschnitt 54 verbunden. Sie führt senkrecht von dem dortigen Bereich des Senderverbindungsabschnitts 54 weg. Die Verbindungslasche 60 ist Teil der flexiblen Leiterplatte 44 und einstückig aus dem gleichen Material mit der gleichen Materialstärke mit dem Senderverbindungsabschnitt 54 gebildet.
Die flexible Leiterplatte 44, insbesondere der Senderverbindungsabschnitt 54, der Empfängerverbindungsabschnitt 56 und der Anschlussverbindungsabschnitt 58, ist flexibel biegbar und an ihre Einbauposition und Einbauform in der Sender-Empfängereinheit 22 anpassbar.
Die Senderträgerplatine 28, die Senderplatine 30, die Empfängerplatine 32 und die Anschlussplatine 34 sind jeweils als Doppelplatinen mit jeweils zwei Leiterplatten aufgebaut. Im montierten Zustand ist, wie beispielsweise in der Figur 5 gezeigt, der Senderträgerabschnitt 46 in Art einer Sandwichbauweise zwischen den beiden Leiterplatten der Senderträgerplatine 28 angeordnet. Entsprechend sind der Senderabschnitt 48, der Empfängerabschnitt 50 und der Abschlussabschnitt 52 jeweils zwischen den beiden Leiterplatten der Senderplatine 30, der Empfängerplatine 32 beziehungsweise der Anschlussplatine 34 angeordnet. Die jeweiligen elektronischen Bauteile sind mit den entsprechenden Kontaktbereichen der flexiblen Leiterplatte 44 elektrisch leitend verbunden.
Bei montierter Sender-Empfängereinheit 22, wie beispielsweise in der Figur 3 gezeigt, sind die Senderplatine 30 mit dem Senderabschnitt 48 und die Empfängerplatine 32 mit dem Empfängerabschnitt 50 auf gegenüberliegenden Seiten eines etwa quaderförmigen Leiterplattenrahmens 62 befestigt. Die Senderplatine 30 mit dem Senderabschnitt 48 und die Empfängerplatine 32 mit dem Empfängerabschnitt 50 verlaufen dabei etwa parallel zueinander.
Die Senderträgerplatine 28 mit dem Senderträgerabschnitt 46 ist an einem Sendergehäuse 64 befestigt. Das Sendergehäuse 64 seinerseits ist an einer Rahmenabdeckung 66 befestigt. Die Rahmenabdeckung 66 ist mit dem Leiterplattenrahmen 62 verbunden und verläuft etwa parallel zu diesem. Die Rahmenabdeckung 66 deckt die Empfängerplatine 32 mit dem Empfängerabschnitt 50 auf der dem Leiterplattenrahmen 62 gegenüberliegenden Seite ab.
Das Sendergehäuse 64 mit der Senderträgerplatine 28 und dem Senderträgerabschnitt 46 erstreckt sich etwa senkrecht zu der Senderplatine 30 und der Empfängerplatine 32 von dieser weg. Die Senderträgerplatine 28 befindet sich dabei in der Figur 3 oberhalb des optischen Empfängers 38.
An der dem Sendergehäuse 64 gegenüberliegenden Seite ist die Senderträgerplatine 28 mit dem Senderträgerabschnitt 46 mittels einem Abschirmgehäuse 68 abgedeckt.
Das Sendergehäuse 64 weist außerdem eine Senderlinse 70 auf, welche sich auf der dem Abschirmgehäuse 68 abgewandten Seite befindet. Die Senderlinse 70 befindet sich vor dem optischen Sender 36.
Auf der der Rahmenabdeckung 66 abgewandten Seite ist die Senderplatine 30 mit dem Senderabschnitt 48 von einer Empfängerabschirmung 72 abgedeckt.
Die Empfängerabschirmung 72, die Senderplatine 30 mit dem Senderabschnitt 48, der Leiterplattenrahmen 62, die Empfängerplatine 32 mit dem Empfängerabschnitt 50 und die Rahmenabdeckung 66 sind insgesamt in Art einer Sandwichbauweise angeordnet und mit Verbindungsschrauben verbunden. Entsprechend sind das Sendergehäuse 64, die Senderträgerplatine 28 mit dem Senderträgerabschnitt 46 und die Senderabschirmung 68 in Art einer Sandwichbauweise aufgebaut und mit entsprechenden Verbindungsschrauben verbunden.
Der Anschlussverbindungsabschnitt 58 führt seitlich aus der Senderplatine 30 mit dem Senderabschnitt 48 heraus zu der Anschlussplatine 34 mit dem Anschlussabschnitt 52. Die Anschlussplatine 34 kann innerhalb der Grenzen der Beweglichkeit des Anschluss- verbindungsabschnitts 58 relativ zu den restlichen Bauteilen der Sender- Empfängereinheit 22 bewegt werden.
Der Senderverbindungsabschnitt 54 und der Empfängerverbindungsabschnitt 56 führen jeweils an einer Außenseite der Sender-Empfängereinheit 22 entlang.
Die Verstärkungslasche 60 ist im Einbauzustand an der der Sender-Empfängereinheit 22 abgewandten Leiterplattenaußenseite des Senderverbindungsabschnitts 54 um 180 Grad gebogen, so dass sie den Senderverbindungsabschnitt 54 an der Außenseite der Sender-Empfängereinheit 22 schützend abdeckt. Die Verstärkungslasche 60 wirkt so als federelastische lokale Verstärkung gegen mechanischen Verschleiß. Die Verstärkungslasche 60 dient beispielsweise als Schutz gegen Scheuern an dem Gehäuseoberteil 1 6.
Zur Herstellung wird die flexible Leiterplatte 44 mit der Verstärkungslasche 60 in hier nicht weiter interessierender Weise gefertigt. Dabei werden die entsprechenden Leiterbahnen und elektrischen Kontaktbereiche integriert. Die Leiterplatten der Senderträgerplatine 28, der Senderplatine 30, der Empfängerplatine 32 und der Anschlussplatine 34 werden entsprechend auf dem Senderträgerabschnitt 46, dem Senderabschnitt 48, dem Empfängerabschnitt 50 beziehungsweise dem Anschlussabschnitt 52 montiert. Dabei werden die entsprechenden elektrischen Verbindungen hergestellt. Die Verstärkungslasche 60 wird entsprechend gebogen.
Die Senderträgerplatine 28 mit dem Senderträgerabschnitt 46, die Senderplatine 30 mit dem Senderabschnitt 48, die Empfängerplatine 32 mit dem Empfängerabschnitt 50 und die Anschlussplatine 34 mit dem Anschlussabschnitt 52 werden mit dem Leiterplattenrahmen 62, dem Sendergehäuse 64, der Rahmenabdeckung 66 und der Abschirmung 68 verbunden. Dabei werden der Senderverbindungsabschnitt 54, der Empfängerverbindungsabschnitt 56 und der Anschlussverbindungsabschnitt 58 entsprechend flexibel gebogen.
Die montierte Sender-Empfängereinheit 42 wird mit den restlichen Bauteilen, beispielsweise der Sendelinse 70 und einer Empfängerlinse, der optischen Messvorrichtung 10 mechanisch und gegebenenfalls elektrisch verbunden und in das Gehäuseunterteil 14 eingesetzt. Dabei wird der Steckanschluss 40 mit einem entsprechenden Anschluss der Hauptplatine 42 verbunden. Das Gehäuseoberteil 1 6 wird montiert und damit das Gehäuse 12 verschlossen. Die fertig montierte optische Messvorrichtung 10 kann nun entsprechend ihrer Verwendung beispielsweise in dem Kraftfahrzeug angeordnet und mit einem entsprechenden Steuergerät des Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden werden.
In den Figuren 6 und 7 ist eine Sender-Empfängereinheit 22 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus der Figur 1 bis 5 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6 und 7 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 5 dadurch, dass anstelle der Verstärkungslasche 60 eine tablettenförmige Verstärkungsscheibe 160 an dem Senderverbindungsabschnitt 54 befestigt ist.
Die Verstärkungsscheibe 160 besteht aus zwei beispielhaft in Material, Form und Größe identischen Scheibenhälften 1 61 , die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Senderverbindungsabschnitts 54 angeordnet sind. Eine äußere Scheibenhälfte 1 61 befindet sich auf der Leiterplattenaußenseite des Senderverbindungsabschnitts 54 und schützt diese beispielsweise gegen Scheuern an dem Gehäuseoberteil 1 6. Eine innere Scheibenhälfte 161 befindet sich zwischen einer Leiterplatteninnenseite des Senderverbindungsabschnitts 54 und der zugewandten Außenseite des Leiterplattenrahmens 62. Auf diese Weise wird der Senderverbindungsabschnitt 54 zusätzlich gegen mechanische Belastungen, beispielsweise durch Scheuern, gegen den Leiterplattenrahmen 62, die Senderplatine 30 und die Empfängerplatine 32 geschützt.
Die Scheibenhälften 161 der Verstärkungsscheibe 160 haben jeweils die gleiche Materialstärke wie der Senderverbindungsabschnitt 54. Insgesamt hat die Verstärkungsscheibe 1 60 eine größere Materialstärke als der Senderverbindungsabschnitt 54.
Die Scheibenhälften 1 61 der Verstärkungsscheibe 1 60 können beispielsweise miteinander und mit dem Senderverbindungsabschnitt 54 verklebt oder an anderer Weise verbunden werden. Figur 7 zeigt die Leiterplattenanordnung 26 ohne den Leiterplattenrahmen 62, das Sendergehäuse 64, die Rahmenabdeckung 66, die Senderabschirmung 68 und die Empfängerabschirmung 72.

Claims

Ansprüche
Sender- und/oder Empfängereinheit (22) einer optischen Messvorrichtung (10) insbesondere eines Fahrzeugs mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40), dadurch gekennzeichnet, dass die Sender- und/oder Empfängereinheit (22) wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt (54) aufweist, der mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40) elektrisch verbunden ist, wobei der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt (54) wenigstens teilweise an einer Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit (22) entlang führt und der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt (54) wenigstens an seiner Leiterplattenaußenseite an der Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit (22) mit wenigstens einer lokalen Verstärkung (60; 1 60) gegen mechanischen Verschleiß und/oder mechanische Belastung versehen ist.
Sender- und/oder Empfängereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine lokale Verstärkung (60) mit wenigstens einem Verstärkungsabschnitt realisiert ist, welcher einstückig mit dem wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt (54) verbunden ist.
Sender- und/oder Empfängereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine lokale Verstärkung (60) mit wenigstens einer einstückig mit dem wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt (54) verbundenen Lasche oder Brücke realisiert ist.
Sender- und/oder Empfängereinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine lokale Verstärkung (1 60) mit wenigstens einem mehrstückig mit dem wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt (54) verbundenen Verstärkungselement realisiert ist.
Sender- und/oder Empfängereinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine lokale Verstärkung (60; 1 60) wenigstens abschnittsweise flexible, insbesondere elastische, Eigenschaften aufweist.
Sender- und/oder Empfängereinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt (54) auf seiner der Leiterplattenaußenseite gegenüberliegenden Leiterplatteninnenseite we- nigstens eine lokale Verstärkung (1 60) aufweist.
7. Sender- und/oder Empfängereinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt (54) und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung (60) etwa die gleiche Materialstärke aufweisen und/oder wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt (54) und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung (1 60) unterschiedliche Materialstärken aufweisen.
8. Sender- und/oder Empfängereinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt (54) und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung (60) wenigstens abschnittsweise aus dem gleichen Material sind und/oder wenigstens ein flexibler Leiterplattenabschnitt (54) und wenigstens eine entsprechende lokale Verstärkung (1 60) wenigstens abschnittsweise aus unterschiedlichen Materialien sind.
9. Optische Messvorrichtung (10) insbesondere eines Fahrzeuges mit wenigstens einem Gehäuse, in dem wenigstens eine Sender- und/oder Empfängereinheit (22) mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40), insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender- und/oder Empfängereinheit (22) wenigstens einen flexiblen Leiterplattenabschnitt (54) aufweist, der mit wenigstens einem elektrischen Funktionsbauteil (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40) elektrisch verbunden ist, wobei der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt (54) wenigstens teilweise an einer Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit (22) entlang führt und der wenigstens eine flexible Leiterplattenabschnitt (54) wenigstens an seiner Leiterplattenaußenseite an der Außenseite der Sender- und/oder Empfängereinheit (22) mit wenigstens einer lokalen Verstärkung (60; 1 60) gegen mechanischen Verschleiß und/oder mechanische Belastung versehen ist.
PCT/EP2016/070705 2015-09-08 2016-09-02 Sender- und/oder empfängereinheit einer optischen messvorrichtung und opti-sche messvorrichtung WO2017042096A1 (de)

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