DE102019111946A1 - Optoelectronic device for an optical detection device and optical detection device - Google Patents
Optoelectronic device for an optical detection device and optical detection device Download PDFInfo
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Abstract
Es werden eine optoelektronische Einrichtung (28) für eine optische Detektionsvorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich und eine optische Detektionsvorrichtung beschrieben. Die optoelektronische Einrichtung (28) umfasst wenigstens ein optoelektronisches Bauteil (38) zur Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale (24) oder umgekehrt, und wenigstens ein optisches System (34), welches zur Fokussierung von optischen Signalen (24) im optischen Weg (42) wenigstens eines optoelektronischen Bauteils (38) angeordnet ist. Die optoelektronische Einrichtung (28) weist wenigstens eine Temperaturkompensationseinrichtung (40) auf, mit der das wenigstens eine optische System (34) und wenigstens ein optoelektronisches Bauteil (38) relativ zueinander bewegt werden können, sodass abhängig von einer Temperatur eine Länge eines optischen Weges (42) der optischen Signale (24) zwischen dem wenigstens einen optischen System (34) und dem wenigstens einen optoelektronischen Bauteil (38) verändert werden kann. An optoelectronic device (28) for an optical detection device for detecting objects in a monitoring area and an optical detection device are described. The optoelectronic device (28) comprises at least one optoelectronic component (38) for converting electrical signals into optical signals (24) or vice versa, and at least one optical system (34) which is used for focusing optical signals (24) in the optical path ( 42) at least one optoelectronic component (38) is arranged. The optoelectronic device (28) has at least one temperature compensation device (40) with which the at least one optical system (34) and at least one optoelectronic component (38) can be moved relative to one another so that, depending on a temperature, a length of an optical path ( 42) the optical signals (24) between the at least one optical system (34) and the at least one optoelectronic component (38) can be changed.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Einrichtung für eine optische Detektionsvorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
- - mit wenigstens einem optoelektronischen Bauteil zur Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale oder umgekehrt,
- - mit wenigstens einem optischen System, welches zur Fokussierung von optischen Signalen im optischen Weg wenigstens eines optoelektronischen Bauteils angeordnet ist.
- - with at least one optoelectronic component for converting electrical signals into optical signals or vice versa,
- - With at least one optical system, which is arranged for focusing optical signals in the optical path of at least one optoelectronic component.
Ferner betrifft die Erfindung eine optische Detektionsvorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich,
- - mit wenigstens einer optoelektronischen Einrichtung aufweisend
- - wenigstens ein optoelektronisches Bauteil zur Umwandlung von elektrischen Signalen und optischen Signalen oder umgekehrt,
- - und wenigstens ein optisches System, welches zur Fokussierung von optischen Signalen im optischen Weg wenigstens eines optoelektronischen Bauteils angeordnet ist,
- - und mit wenigstens einer Auswerte- und Steuereinrichtung zur Steuerung der wenigstens einen optoelektronischen Einrichtung und zur Verarbeitung von elektrischen Signalen.
- - Having at least one optoelectronic device
- - at least one optoelectronic component for converting electrical signals and optical signals or vice versa,
- - and at least one optical system which is arranged for focusing optical signals in the optical path of at least one optoelectronic component,
- and with at least one evaluation and control device for controlling the at least one optoelectronic device and for processing electrical signals.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Es hat sich gezeigt, dass Änderungen der Umgebungstemperatur das Zusammenwirken des wenigstens einen optischen Systems und des wenigstens einen optoelektronischen Bauteils, insbesondere die Abbildungsqualität von optischen Signalen von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauteil oder auf das wenigstens eine optoelektronische Bauteil, negativ beeinflussen.It has been shown that changes in the ambient temperature negatively affect the interaction of the at least one optical system and the at least one optoelectronic component, in particular the imaging quality of optical signals from the at least one optoelectronic component or to the at least one optoelectronic component.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronische Einrichtung und eine optische Detektionsvorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen ein temperaturbedingter Einfluss auf das Zusammenwirken des wenigstens einen optischen Systems und des wenigstens einen optoelektronischen Bauteils kompensiert werden kann.The invention is based on the object of designing an optoelectronic device and an optical detection device of the type mentioned at the outset, in which a temperature-related influence on the interaction of the at least one optical system and the at least one optoelectronic component can be compensated.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der optoelektronischen Einrichtung dadurch gelöst, dass die optoelektronische Einrichtung wenigstens eine Temperaturkompensationseinrichtung aufweist, mit der das wenigstens eine optische System und wenigstens ein optoelektronisches Bauteil relativ zueinander bewegt werden können, sodass abhängig von einer Temperatur eine Länge eines optischen Weges der optischen Signale zwischen dem wenigstens einen optischen System und dem wenigstens einen optoelektronischen Bauteil verändert werden kann.According to the invention, this object is achieved in the optoelectronic device in that the optoelectronic device has at least one temperature compensation device with which the at least one optical system and at least one optoelectronic component can be moved relative to one another so that, depending on a temperature, a length of an optical path of the optical Signals between the at least one optical system and the at least one optoelectronic component can be changed.
Erfindungsgemäß wird mit wenigstens einer Temperaturkompensationseinrichtung eine temperaturbedingte Verschiebung des Fokus des wenigstens einen optischen Systems entgegengewirkt. Dies wird erreicht, indem mit der wenigstens ein Temperaturkompensationseinrichtung die Länge des optischen Weges der optischen Signale zwischen dem wenigstens einen optischen System und dem wenigstens einen optoelektronischen Bauteil abhängig von der Temperatur verändert wird. So kann insbesondere vor der Inbetriebnahme eine Justage der optoelektronischen Einrichtung durchgeführt werden. Dabei können die Positionen des wenigstens einen optischen Systems und des wenigstens einen optoelektronischen Bauteils so eingestellt werden, dass das wenigstens eine optoelektronische Bauteil im Fokus des wenigstens einen optischen Systems liegt. Mithilfe der wenigstens einen Temperaturkompensationseinrichtung wird einer Defokussierung aufgrund einer Temperaturänderung entgegengewirkt.According to the invention, a temperature-related shift of the focus of the at least one optical system is counteracted with at least one temperature compensation device. This is achieved in that the length of the optical path of the optical signals between the at least one optical system and the at least one optoelectronic component is changed as a function of the temperature with the at least one temperature compensation device. In particular, the optoelectronic device can be adjusted prior to commissioning. The positions of the at least one optical system and the at least one optoelectronic component can be set in such a way that the at least one optoelectronic component is in the focus of the at least one optical system. With the aid of the at least one temperature compensation device, defocusing due to a temperature change is counteracted.
Insgesamt kann mithilfe der Erfindung die optische Detektionsvorrichtung bei Umgebungstemperaturen von weniger als -40 °C bis mehr als 85 °C, auch unter rauen Betriebsbedingungen, insbesondere Vibrationen und Schlägen, betrieben werden, ohne dass eine Defokussierung des Systems stattfindet.Overall, with the aid of the invention, the optical detection device can be operated at ambient temperatures of less than -40 ° C. to more than 85 ° C., even under rough operating conditions, in particular vibrations and impacts, without defocusing the system.
Vorteilhafterweise kann die optische Detektionsvorrichtung wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung aufweisen. Mit der wenigstens einen Steuer- und Auswerteeinrichtung kann die optische Detektionsvorrichtung gesteuert werden. Außerdem können mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung Informationen aus dem Überwachungsbereich ausgewertet werden. Aus diesen Informationen kann eine Entfernung, eine Geschwindigkeit und/oder eine Richtung eines Objekts relativ zu der optischen Detektionsvorrichtung ermittelt werden.The optical detection device can advantageously have at least one control and evaluation device. The optical detection device can be controlled with the at least one control and evaluation device. In addition, information from the monitoring area can be obtained with the control and evaluation device be evaluated. A distance, a speed and / or a direction of an object relative to the optical detection device can be determined from this information.
Optische Signale, insbesondere Lichtsignale, im Sinne der Erfindung tragen reproduzierbare und individuell vorgebbare Informationen. Dabei können die Informationen entweder über die Länge eines optischen Signals oder auf andere Weise, insbesondere durch Codierung oder dergleichen realisiert werden. Optische Signale gehorchen einem definierten Schema.Optical signals, in particular light signals, within the meaning of the invention carry reproducible and individually specifiable information. The information can either be implemented via the length of an optical signal or in some other way, in particular by coding or the like. Optical signals obey a defined scheme.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung nach einem Lichtlaufzeitverfahren, insbesondere einem Lichtimpulslaufzeitverfahren, arbeiten. Nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitende optische Detektionsvorrichtungen können als Time-of-Flight- (TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-Systeme (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden. Dabei wird eine Laufzeit vom Aussenden eines Lichtsignals, insbesondere eines Lichtpulses, mit wenigstens einem optoelektronischen Sendebauteil und dem Empfang des entsprechenden an einem Objekt reflektierten Lichtsignals mit wenigstens einem optoelektronischen Empfangsbauteil gemessen und daraus eine Entfernung zwischen der Detektionsvorrichtung und dem erfassten Objekt ermittelt.The at least one detection device can advantageously operate according to a time-of-flight method, in particular a time-of-flight method. Optical detection devices operating according to the light pulse transit time method can be designed and designated as time-of-flight (TOF), light detection and ranging systems (LiDAR), laser detection and ranging systems (LaDAR) or the like. A transit time from the emission of a light signal, in particular a light pulse, with at least one optoelectronic transmitter component and the reception of the corresponding light signal reflected on an object with at least one optoelectronic receiver component is measured and a distance between the detection device and the detected object is determined from this.
Vorteilhafterweise kann die optische Detektionsvorrichtung als laserbasiertes Entfernungsmesssystem ausgestaltet sein.The optical detection device can advantageously be designed as a laser-based distance measuring system.
Die Erfindung kann bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb eingesetzt werden.The invention can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle. The invention can advantageously be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft and / or a watercraft. The invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously. However, the invention is not limited to vehicles. It can also be used in stationary operation.
Die optische Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem und oder einer Gestenerkennung oder dergleichen, verbunden sein. Auf diese Weise kann ein wenigstens teilweise autonomer Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden. So können mit der Detektionsvorrichtung erfasste Objektdaten, insbesondere die Entfernung, Richtung und/oder Relativgeschwindigkeit eines Objekts relativ zum Fahrzeug, an die Steuervorrichtung übermittelt und zur Beeinflussung von Fahrfunktionen, insbesondere der Geschwindigkeit, einer Bremsfunktion, einer Lenkungsfunktion, einer Fahrwerksregelung und/oder eine Ausgabe von Hinweis- und/oder Warnsignalen insbesondere für den Fahrer oder dergleichen, verwendet werden.The optical detection device can advantageously be connected to at least one electronic control device of a vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device and / or a parking assistance system and / or gesture recognition or the like. In this way, at least partially autonomous operation of the vehicle can be made possible. Object data acquired with the detection device, in particular the distance, direction and / or relative speed of an object relative to the vehicle, can be transmitted to the control device and used to influence driving functions, in particular the speed, a braking function, a steering function, a chassis control and / or an output of information and / or warning signals, in particular for the driver or the like, can be used.
Mit der optischen Detektionsvorrichtung können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Freiräume, insbesondere Parklücken, oder dergleichen, erfasst werden.With the optical detection device, stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, obstacles, uneven road surfaces, in particular potholes or stones, road boundaries, open spaces, in particular parking spaces, or the like, can be detected.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Temperaturkompensationseinrichtung wenigstens ein thermisches Kompensationselement aufweisen, welches temperaturabhängig seine geometrische Abmessung ändern kann. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Temperaturkompensationseinrichtung direkt auf Temperaturänderungen reagieren, indem das wenigstens eine thermische Kombinationselement seine geometrischen Abmessungen verändert. Mithilfe der Veränderung der geometrischen Abmessungen können das wenigstens eine optoelektronische Bauteil und das wenigstens eine optische System relativ zueinander bewegt werden. So kann auf einen separaten Temperatursensor und einen separaten Aktor, insbesondere einen Motor oder dergleichen, verzichtet werden, welche Verschleiß- und störanfälliger sind. Auf diese Weise kann eine längere Standzeit der optoelektronischen Einrichtung ermöglicht werden. Thermische Kompensationselemente sind darüber hinaus weniger störanfällig, da keine elektronischen Bauteile verwendet werden müssen.In an advantageous embodiment, at least one temperature compensation device can have at least one thermal compensation element, which can change its geometric dimensions as a function of temperature. In this way, the at least one temperature compensation device can react directly to temperature changes in that the at least one thermal combination element changes its geometric dimensions. With the aid of the change in the geometric dimensions, the at least one optoelectronic component and the at least one optical system can be moved relative to one another. A separate temperature sensor and a separate actuator, in particular a motor or the like, which are more susceptible to wear and tear, can thus be dispensed with. In this way, a longer service life of the optoelectronic device can be made possible. Thermal compensation elements are also less prone to failure, as no electronic components have to be used.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein optoelektronisches Bauteil direkt oder indirekt mit wenigstens einem thermischen Kompensationselement entlang des optischen Weges bewegbar verbunden sein und/oder wenigstens ein optisches System kann direkt oder indirekt mit wenigstens einem thermischen Kompensationselement entlang des optischen Weges bewegbar verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine optoelektronische Bauteil und/oder das wenigstens eine optische System mit dem wenigstens einen thermischen Kompensationselement bewegt werden.In a further advantageous embodiment, at least one optoelectronic component can be directly or indirectly movably connected to at least one thermal compensation element along the optical path and / or at least one optical system can be connected directly or indirectly to at least one thermal compensation element movably along the optical path. In this way, the at least one optoelectronic component and / or the at least one optical system with the at least one thermal compensation element can be moved.
Das wenigstens eine optoelektronische Bauteil und/oder das wenigstens eine optische System kann direkt mit dem wenigstens einen thermischen Kompensationselement verbunden sein. Auf diese Weise kann auf zusätzliche Bauteile verzichtet werden.The at least one optoelectronic component and / or the at least one optical system can be connected directly to the at least one thermal compensation element. In this way, additional components can be dispensed with.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein optoelektronisches Bauteil und/oder wenigstens eine optisches System indirekt, insbesondere über entsprechende Führungen, Halterungen und/oder Rahmen, mit dem wenigstens einen thermischen Kompensationselement verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine thermische Kompensationselement flexibler ausgestaltet und/oder angeordnet werden.As an alternative or in addition, at least one optoelectronic component and / or at least one optical system can be connected indirectly to the at least one thermal compensation element, in particular via corresponding guides, holders and / or frames. In this way, the at least one thermal compensation element can be designed and / or arranged more flexibly.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein optoelektronisches Bauteil und/oder wenigstens ein optisches System relativ zu dem optischen Weg schwenkbar sein und/oder wenigstens ein optoelektronisches Bauteil und/oder wenigstens ein optisches System kann entlang des optischen Weges verschiebbar sein. Durch entsprechendes Schwenken und/oder Verschieben relativ zu dem optischen Weg kann die Länge des optischen Wegs zwischen dem wenigstens einen optoelektronischen Bauteil und dem wenigstens einen optischen System entsprechend verändert werden. In a further advantageous embodiment, at least one optoelectronic component and / or at least one optical system can be pivotable relative to the optical path and / or at least one optoelectronic component and / or at least one optical system can be displaceable along the optical path. By corresponding pivoting and / or shifting relative to the optical path, the length of the optical path between the at least one optoelectronic component and the at least one optical system can be changed accordingly.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein optoelektronisches Bauteil und/oder wenigstens ein optisches System mit wenigstens einer Führungseinrichtung geführt werden. Auf diese Weise kann die Richtung der Bewegung des wenigstens einen optoelektronischen Bauteils und/oder des wenigstens einen optischen Systems vorgegeben werden. So kann verhindert werden, dass sich das wenigstens eine optoelektronische Bauteil und/oder das wenigstens eine optische System in eine ungewünschte Richtung, insbesondere quer zum optischen Weg, bewegt.In a further advantageous embodiment, at least one optoelectronic component and / or at least one optical system can be guided with at least one guide device. In this way, the direction of movement of the at least one optoelectronic component and / or of the at least one optical system can be specified. It can thus be prevented that the at least one optoelectronic component and / or the at least one optical system moves in an undesired direction, in particular transversely to the optical path.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein thermisches Kompensationselement wenigstens einer Temperaturkompensationseinrichtung Kunststoff aufweisen oder daraus bestehen. Thermische Kompensationselemente können aus Kunststoff einfach hergestellt, insbesondere geformt, gespritzt und/oder gegossen, werden.In a further advantageous embodiment, at least one thermal compensation element can comprise or consist of plastic at least one temperature compensation device. Thermal compensation elements can easily be produced from plastic, in particular shaped, injection-molded and / or cast.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein thermisches Kompensationselement Polyethylen, insbesondere ultrahochmolekulares Polyethylen, aufweisen oder daraus bestehen. Polyethylen, insbesondere UHMP-Polyethylen, weist einen vergleichsweise hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der geeignet ist, um einer temperaturbedingten Defokussierung entgegenzuwirken.Advantageously, at least one thermal compensation element can comprise or consist of polyethylene, in particular ultra-high molecular weight polyethylene. Polyethylene, in particular UHMP polyethylene, has a comparatively high coefficient of thermal expansion, which is suitable for counteracting temperature-related defocusing.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein optoelektronisches Bauteil wenigstens einen Empfänger aufweisen oder daraus bestehen und/oder wenigstens ein optoelektronisches Bauteil kann wenigstens eine Lichtquelle aufweisen oder daraus bestehen. Mit einem Empfänger können optische Signale, insbesondere Lichtsignale, in elektrische Signale umgewandelt werden. Mit einer Lichtquelle können elektrische Signale in optische Signale, insbesondere Lichtsignale, umgewandelt werden. Elektrische Signale können mit einer entsprechenden elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung verarbeitet und/oder erzeugt werden.In a further advantageous embodiment, at least one optoelectronic component can have or consist of at least one receiver and / or at least one optoelectronic component can have or consist of at least one light source. With a receiver, optical signals, in particular light signals, can be converted into electrical signals. With a light source, electrical signals can be converted into optical signals, in particular light signals. Electrical signals can be processed and / or generated with a corresponding electronic control and evaluation device.
Falls das wenigstens eine optoelektronische Bauteil wenigstens eine Lichtquelle aufweist oder daraus besteht, kann ein entsprechendes optisches System zur Fokussierung der mit der wenigstens einen Lichtquelle ausgesendeten optischen Signalen verwendet werden.If the at least one optoelectronic component has or consists of at least one light source, a corresponding optical system can be used to focus the optical signals emitted by the at least one light source.
Falls das wenigstens eine optoelektronische Bauteil wenigstens einen Empfänger aufweist oder daraus besteht, kann ein entsprechendes optisches System zur Fokussierung von eintreffenden optischen Signalen auf den wenigstens einen Empfänger verwendet werden.If the at least one optoelectronic component has or consists of at least one receiver, a corresponding optical system can be used to focus incoming optical signals onto the at least one receiver.
Vorteilhafterweise kann die optoelektronische Einrichtung eine Empfangseinrichtung, eine Sendeeinrichtung oder eine Sende- und Empfangseinrichtung sein. Im Falle einer Empfangseinrichtung kann die optoelektronische Einrichtung wenigstens einen Empfänger als optoelektronisches Bauteil aufweisen. Im Falle einer Sendeeinrichtung kann die optoelektronische Einrichtung wenigstens eine Lichtquelle als optoelektronisches Bauteil aufweisen. Im Falle einer Sende- und Empfangseinrichtung kann das optoelektronische Einrichtung sowohl eine Lichtquelle als optoelektronisches Bauteil als auch einen Empfänger als ein entsprechend anderes optoelektronisches Bauteil aufweisen.The optoelectronic device can advantageously be a receiving device, a transmitting device or a transmitting and receiving device. In the case of a receiving device, the optoelectronic device can have at least one receiver as an optoelectronic component. In the case of a transmitting device, the optoelectronic device can have at least one light source as an optoelectronic component. In the case of a transmitting and receiving device, the optoelectronic device can have both a light source as an optoelectronic component and a receiver as a correspondingly different optoelectronic component.
Vorteilhafterweise kann die optoelektronische Einrichtung als Lichtquelle wenigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, aufweisen oder daraus bestehen. Mit einen Laser können insbesondere gepulste Lichtsignale gesendet werden. Mit einem Laser können Lichtsignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Frequenzbereichen emittiert werden.The optoelectronic device can advantageously have or consist of at least one laser, in particular a diode laser, as the light source. In particular, pulsed light signals can be sent with a laser. With a laser, light signals can be emitted in frequency ranges that are visible or invisible to the human eye.
Vorteilhafterweise kann die optoelektronische Einrichtung wenigstens einen Empfänger, insbesondere einen Punktsensor, Flächensensor oder Zeilensensor, im Besonderen eine (Lawinen)fotodiode, eine Photodiodenzeile, einen CCD-Sensor oder dergleichen, aufweisen oder daraus bestehen.The optoelectronic device can advantageously have or consist of at least one receiver, in particular a point sensor, area sensor or line sensor, in particular an (avalanche) photodiode, a photodiode line, a CCD sensor or the like.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein optisches System wenigstens eine optische Linse aufweisen oder daraus bestehen. Auf diese Weise kann das wenigstens eine optische System einfacher realisiert werden.In a further advantageous embodiment, at least one optical system can have or consist of at least one optical lens. In this way, the at least one optical system can be implemented more easily.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine optische Linse Kunststoff aufweisen oder daraus bestehen. Optische Linsen aus oder mit Kunststoff können einfach und preiswert gefertigt werden.In a further advantageous embodiment, at least one optical lens can be plastic have or consist of them. Optical lenses made of or with plastic can be manufactured easily and inexpensively.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine optische Linse Cycloolefin - (Co)Polymer (COP oder COC), Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder dergleichen aufweisen oder daraus bestehen. Aus derartigen Kunststoffen können optische Linsen einfach und präzise gefertigt werden.At least one optical lens can advantageously comprise or consist of cycloolefin (co) polymer (COP or COC), polycarbonate, polymethyl methacrylate or the like. Optical lenses can be manufactured simply and precisely from such plastics.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann im optischen Weg zwischen wenigstens einem optoelektronischen Bauteil und wenigstens einem optischen System wenigstens eine Lichtsignalumlenkeinrichtung angeordnet sein. Mit einer Lichtsignalumlenkeinrichtung können die optischen Signale umgelenkt werden. Auf diese Weise kann der optische Weg gewissermaßen „gefaltet“ werden. So können das wenigstens eine optische System und das wenigstens eine optoelektronische Bauteil platzsparender angeordnet werden.In a further advantageous embodiment, at least one light signal deflection device can be arranged in the optical path between at least one optoelectronic component and at least one optical system. The optical signals can be deflected with a light signal deflection device. In this way, the optical path can be “folded” to a certain extent. The at least one optical system and the at least one optoelectronic component can thus be arranged in a space-saving manner.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Lichtsignalumlenkeinrichtung wenigstens einen Spiegel aufweisen oder daraus bestehen. Mit einem Spiegel können optische Signale, insbesondere Lichtsignale, einfach umgelenkt werden.At least one light signal deflection device can advantageously have or consist of at least one mirror. Optical signals, in particular light signals, can easily be deflected with a mirror.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein optoelektronisches Bauteil und/oder wenigstens ein optisches System mittels wenigstens einer Klebe-Justageeinrichtung direkt oder indirekt an einem Basisrahmen fixiert sein. Eine Klebe-Justageeinrichtung weist Klebstoff auf, der bei der Montage zunächst flexibel ist. Das wenigstens eine optoelektronische Bauteil und/oder das wenigstens eine optische System können auf diese Weise zum Zwecke der Justage noch bewegt werden. Nach Aushärten des Klebstoffs ist die Klebe-Justageeinrichtung fest und stoßsicher. Der Klebstoff der Klebe-Justageeinrichtung kann aktiv insbesondere mithilfe von UV-Licht ausgehärtet werden.In a further advantageous embodiment, at least one optoelectronic component and / or at least one optical system can be fixed directly or indirectly to a base frame by means of at least one adhesive adjustment device. An adhesive adjustment device has adhesive that is initially flexible during assembly. The at least one optoelectronic component and / or the at least one optical system can still be moved in this way for the purpose of adjustment. After the adhesive has cured, the adhesive adjuster is firm and shockproof. The adhesive of the adhesive adjustment device can be cured actively, in particular with the aid of UV light.
Vorteilhafterweise kann die Klebe-Justageeinrichtung wenigstens eine Klebetasche aufweisen. In einer Klebetasche kann entsprechender Klebstoff angeordnet sein.The adhesive adjustment device can advantageously have at least one adhesive pocket. A corresponding adhesive can be arranged in an adhesive pocket.
Als Klebstoff kann vorteilhafterweise Epoxidharzkleber verwendet werden. Epoxidharzkleber kann gehärtet werden. In gehärteten Zustand besitzt Epoxidharzkleber gute mechanischen Eigenschaften und eine gute Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit. Epoxy resin adhesive can advantageously be used as the adhesive. Epoxy glue can be hardened. When cured, epoxy resin adhesive has good mechanical properties and good temperature and chemical resistance.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der optischen Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass die optoelektronische Einrichtung wenigstens eine Temperaturkompensationseinrichtung aufweist, mit der das wenigstens eine optische System und wenigstens ein optoelektronisches Bauteil relativ zueinander bewegt werden können, sodass abhängig von einer Temperatur eine Länge eines optischen Weges der optischen Signale zwischen dem wenigstens einen optischen System und dem wenigstens einen optoelektronischen Bauteil verändert werden kann.Furthermore, the object is achieved according to the invention in the optical detection device in that the optoelectronic device has at least one temperature compensation device with which the at least one optical system and at least one optoelectronic component can be moved relative to one another, so that a length of an optical path of the optical signals between the at least one optical system and the at least one optoelectronic component can be changed.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen optoelektronischen Einrichtung und der erfindungsgemäßen optischen Detektionsvorrichtung 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.In addition, the features and advantages shown in connection with the optoelectronic device according to the invention and the optical detection device according to the invention and their respective advantageous configurations apply mutatis mutandis and vice versa. The individual features and advantages can of course be combined with one another, whereby further advantageous effects can arise that go beyond the sum of the individual effects.
FigurenlisteFigure list
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
-
1 ein Fahrzeug in der Vorderansicht, mit einem Fahrerassistenzsystem und einer optischen Detektionsvorrichtung; -
2 eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs aus der1 mit dem Fahrerassistenzsystem und der optischen Detektionsvorrichtung; -
3 eine Seitenansicht einer Empfangseinrichtung der optischen Detektionsvorrichtung ausden 1 und2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
4 eine Unteransicht der Empfangseinrichtung aus der3 in einer Betrachtungsrichtung IV aus3 ; -
5 einen Längsschnitt einer Empfangseinrichtung der optischen Detektionsvorrichtung ausden 1 und2 gemäß einem zweitem Ausführungsbeispiel; -
6 eine Rückansicht der Empfangseinrichtung aus der5 in einer Betrachtungsrichtung VI aus5 ; -
7 ein Detail eines Querschnitts einer Führungseinrichtung für eine optische Linse der Empfangseinrichtung aus den5 und6 in der Betrachtungsrichtung VI aus der5 .
-
1 a vehicle in the front view, with a driver assistance system and an optical detection device; -
2 a functional representation of the vehicle from1 with the driver assistance system and the optical detection device; -
3 a side view of a receiving device of the optical detection device from FIG1 and2 according to a first embodiment; -
4th a bottom view of the receiving device from FIG3 in a viewing direction IV3 ; -
5 a longitudinal section of a receiving device of the optical detection device from the1 and2 according to a second embodiment; -
6th a rear view of the receiving device from FIG5 in a viewing direction VI5 ; -
7th a detail of a cross section of a guide device for an optical lens of the receiving device from FIG5 and6th in viewing direction VI from the5 .
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference symbols.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In der
Die optische Detektionsvorrichtung
Die optische Detektionsvorrichtung
In der
Die optische Detektionsvorrichtung
Die Sendeeinrichtung
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung
In der
Die optische Linse
Bei der Lichtsignalumlenkeinrichtung
Die optische Linse
Bei dem Empfänger
In der
Die Temperaturkompensationseinrichtung
Der Stützrahmen
Der Führungsrahmen
Zwischen dem Stützrahmen
Die thermischen Kompensationselemente
Die thermischen Kompensationselemente
Bei einer Temperaturerhöhung dehnen sich die thermischen Kompensationselemente
Durch das Schwenken des Führungsrahmens
Zur Montage der Empfangseinrichtung
Der Stützrahmen
In den
Die optische Linse
Der Führungsrahmen
Insgesamt vier lang gestreckte thermische Kompensationselemente
Aufseiten der optische Linse
Auf der gegenüberliegenden Seite stützen sich die thermischen Kompensationselemente
Der Empfänger
Bei Temperaturvergrößerungen dehnen sich die thermischen Kompensationselemente
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102011108683 A1 [0003]DE 102011108683 A1 [0003]
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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2019
- 2019-05-08 DE DE102019111946.4A patent/DE102019111946A1/en active Pending
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