WO2018172247A1

WO2018172247A1 - Transmitting device for an optical detection device of a motor vehicle comprising vcsel laser diodes, optical detection device, driver assistance system, and motor vehicle

Info

Publication number: WO2018172247A1
Application number: PCT/EP2018/056821
Authority: WO
Inventors: Jan Simon; Juergen Nies; Thomas Schuler
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: DE102017105994A1

Abstract

The invention relates to a transmitting device (6) for an optical detection device (5) of a motor vehicle (1), comprising at least one light source unit (14), which comprises a plurality of lighting elements, which are formed as VCSEL laser diodes (11), wherein light beams of the light source unit (14) can be emitted into a surroundings (4) of the motor vehicle (1) by means of the transmitting device (6), wherein the VCSEL laser diodes (11) are arranged such that, when light beams are emitted by the VCSEL laser diodes (11), a continuous light bar (B) is produced as emission form (A).

Description

Sendeeinrichtung für eine optische Erfassungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit VCSEL-Laserdioden, optische Erfassungseinrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Transmission device for an optical detection device of a motor vehicle with VCSEL laser diodes, optical detection device, driver assistance system and

Kraftfahrzeug motor vehicle

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sendeeinrichtung für eine optische The present invention relates to a transmitting device for an optical

Erfassungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Sendeeinrichtung weist zumindest eine Lichtquelleneinheit auf, welche eine Mehrzahl von Leuchtelementen aufweist. Die Leuchtelemente sind als VCSEL-Laserdioden ausgebildet. Mittels der Sendeeinrichtung sind Lichtstrahlen der Lichtquelleneinheit in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs aussendbar. Ferner betrifft die Erfindung eine optische Erfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft weiter ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Detecting device of a motor vehicle. The transmitting device has at least one light source unit, which has a plurality of luminous elements. The light-emitting elements are designed as VCSEL laser diodes. By means of the transmitting device, light beams of the light source unit can be emitted into an environment of the motor vehicle. Furthermore, the invention relates to an optical detection device for a motor vehicle. The invention further relates to a driver assistance system and a

Kraftfahrzeug. Motor vehicle.

Im vorliegenden Fall richtet sich das Interesse auf optische Erfassungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge. Dabei ist es bekannt, einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs mittels der optischen Erfassungsvorrichtung zu überwachen. Mittels der optischen Erfassungseinrichtung können Objekte in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs detektiert werden und Informationen über die erfassten Objekte, beispielsweise eine relative Lage der Objekte zu dem Kraftfahrzeug, einem Fahrerassistenzsystem des Kraftahrzeugs bereitgestellt werden. Das Fahrassistenzsystem kann basierend auf diesen Informationen beispielsweise Maßnahmen zur Vermeidung einer Kollision des In the present case, the interest is directed to optical detection devices for motor vehicles. It is known to monitor a surrounding area of the motor vehicle by means of the optical detection device. By means of the optical detection device, objects in the surrounding area of the motor vehicle can be detected and information about the detected objects, for example a relative position of the objects to the motor vehicle, can be made available to a driver assistance system of the motor vehicle. The driver assistance system can, for example, based on this information measures to avoid a collision of

Kraftfahrzeugs mit dem Objekt einleiten, beispielsweise das Kraftfahrzeug vor der Kollision automatisch abbremsen. Initiate motor vehicle with the object, for example, the vehicle automatically decelerate before the collision.

Gemäß dem Stand der Technik werden als Leuchtelemente sogenannte Kantenemitter verwendet. Der Kantenemitter weist eine ovale Abstrahlform auf. Dies bedeutet, der erzeugte Lichtstrahl ist in einem Querschnitt senkrecht zur Hauptachse des Lichtstrahls oval ausgebildet. Eine Anpassung der Abstrahlform beziehungsweise der Brennweite kann durch eine entsprechende Optikeinrichtung erfolgen. Durch die Kantenemitter ist eine ausreichende Leistung für die sichere Erkennung von Objekten mit verschiedensten Oberflächenmaterialien durchführbar. In der optischen Erfassungseinrichtung wird dazu immer nur eine Kantenemitter-Diode eingesetzt, da nur ein einzelner Lichtstrahl benötigt wird und daher Bauraum und Kosten eingespart werden können. Aufgrund der hohen Leistung benötigen die Kantenemitter entsprechende Steuerungseinheiten, die mit einer entsprechenden Spannung betrieben werden können. Insgesamt muss somit trotz des Verbaus von nur einer Kantenemitter-Diode ein relativ großes Bauvolumen für die optische Erfassungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden. According to the prior art, so-called edge emitters are used as luminous elements. The edge emitter has an oval emission form. This means that the generated light beam is oval in a cross section perpendicular to the main axis of the light beam. An adaptation of the emission or the focal length can be done by a corresponding optical device. Due to the edge emitter sufficient performance for the safe detection of objects with different surface materials is feasible. For this purpose, only one edge emitter diode is used in the optical detection device since only a single light beam is required and therefore installation space and costs can be saved. Because of the high Performance require the edge emitter corresponding control units that can be operated with a corresponding voltage. Overall, therefore, despite the Verbaus only one edge emitter diode, a relatively large volume of construction for the optical detection device must be provided.

Die EP 2 381 268 B1 offenbart einen Sicherheits-Laserscanner zur Absicherung eines Gefahrenbereichs, der im Unterscheid zu Kantenemitter-Dioden wenigstens vier VCSEL- Laserdioden aufweist. Mit dieser Lichtsendeeinheit wird der gepulste Sendelichtstrahl in einen Überwachungsbereich ausgesendet. Die Sendelichtstrahlen werden von einer um eine Drehachse beweglichen Ablenkeinheit periodisch in den Überwachungsbereich abgelenkt, sodass diese periodisch überstreichen. Weiter ist ein Lichtempfänger mit vorgeordneter Empfangsoptik vorgesehen. EP 2 381 268 B1 discloses a safety laser scanner for safeguarding a danger zone which, unlike edge emitter diodes, has at least four VCSEL laser diodes. With this light emitting unit, the pulsed transmitted light beam is emitted to a monitoring area. The transmitted light beams are periodically deflected by a deflection unit movable about a rotation axis into the monitoring area, so that they sweep periodically. Next, a light receiver is provided with upstream receiving optics.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sendeeinrichtung für eine optische Erfassungseinrichtung, eine optische Erfassungseinrichtung, ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche beziehungsweise welches einen funktionell zumindest gleichbleibenden Betrieb bei gleichzeitiger Object of the present invention is to provide a transmitting device for an optical detection device, an optical detection device, a driver assistance system for a motor vehicle and a motor vehicle, which or a functionally at least constant operation at the same time

Bauraumeinsparung ermöglicht und dennoch ein spezifisches Sendelichtmuster ermöglicht. Saves space and yet allows a specific transmission light pattern.

Diese Aufgabe wird durch eine Sendeeinrichtung, eine optische Erfassungseinrichtung, ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. This object is achieved by a transmitting device, an optical detection device, a driver assistance system for a motor vehicle and by a motor vehicle according to the independent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Sendeeinrichtung für eine optische One aspect of the invention relates to a transmitting device for an optical

Erfassungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, welche zumindest eine Lichtquelleneinheit aufweist. Die Lichtquelleneinheit weist eine Mehrzahl von Leuchtelementen auf, die als VCSEL (vertical-cavitiy surface-emitting laser)-Laserdioden ausgebildet sind. Mittels der Sendeeinrichtung können dann Lichtstrahlen der Lichtquelleneinheit in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs aussendbar sein. Detection device of a motor vehicle, which has at least one light source unit. The light source unit has a plurality of luminous elements, which are formed as VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser) laser diodes. By means of the transmitting device, light beams of the light source unit can then be emitted into an environment of the motor vehicle.

Die VCSEL-Laserdioden sind so zueinander angeordnet, dass beim Aussenden der Lichtstrahlen durch die VCSEL-Laserdioden ein zusammenhängender Lichtbalken als Abstrahlform erzeugt ist. The VCSEL laser diodes are arranged relative to one another in such a way that when the light beams are emitted by the VCSEL laser diodes, a coherent light bar is produced as a radiation pattern.

Da VCSEL-Laserdioden mit einer geringen Spannung betrieben werden können, kann die Ansteuerungselektronik, insbesondere die gesamte Steuerungseinrichtung, besonders klein gehalten werden, da die Einzelbauteile kleiner sind, wodurch der Bauraum der Sendeeinrichtung signifikant reduziert werden kann. Die VCSEL-Laserdioden weisen eine gegenüber den Kantenemitter-Dioden ründliche Abstrahlform auf. Die niedrigere Leistung der VCSEL-Laserdioden gegenüber den Kantenemitter-Dioden wird dadurch Since VCSEL laser diodes can be operated with a low voltage, the control electronics, in particular the entire control device, can be particularly be kept small because the individual components are smaller, whereby the space of the transmitting device can be significantly reduced. The VCSEL laser diodes have an omnidirectional radiation form with respect to the edge emitter diodes. The lower power of the VCSEL laser diodes over the edge emitter diodes thereby becomes

ausgeglichen, dass anstatt nur einer Laserdiode die Mehrzahl von VCSEL-Laserdioden genutzt wird. Besonders bei Objektkanten kann es zu Ungenauigkeiten, zu sogenannten Messartefakten beziehungsweise Kantenartefakten, kommen. Durch die Verwendung von den VCSEL-Laserdioden können die Kantenartefakte deutlich reduziert werden. balanced, that instead of just one laser diode, the plurality of VCSEL laser diodes is used. Especially with object edges, inaccuracies can occur, so-called measurement artifacts or edge artifacts. By using VCSEL laser diodes, edge artifacts can be significantly reduced.

Des Weiteren hat dies den Vorteil, dass durch die Anordnung der VCSEL-Laserdioden die ausgesendeten Lichtstrahlen derart beeinflusst werden, dass mittels der VCSEL- Laserdioden ein zusammenhängender Lichtbalken erzeugt wird. Dies ist ein besonders bevorzugtes Sendelichtmuster zur präzisen Erfassung von Objekten im Furthermore, this has the advantage that the arrangement of the VCSEL laser diodes, the emitted light beams are influenced in such a way that a continuous light bar is generated by means of the VCSEL laser diodes. This is a particularly preferred transmission light pattern for the precise detection of objects in the

Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs. Surrounding area of the motor vehicle.

Der zusammenhängende Lichtbalken ist in seinem optischen Erscheinungsbild insbesondere homogen ausgebildet, sodass die Lichtintensität innerhalb des Lichtbalkens nahezu homogen ist. Des Weiteren kann der Lichtbalken sehr„scharfkantig" ausgebildet werden, das heißt, dass er sehr konturenscharf durch die spezifische Anordnung der VCSEL-Laserdioden erzeugbar ist, sodass es zu keinen Kantenartefakten kommen kann. Dadurch kann ein verbesserter Betrieb der Sendeeinrichtung, insbesondere bezüglich der genauen Objektdetektion, bei gleichzeitiger Bauraumeinsparung ermöglicht werden. The continuous light bar is particularly homogeneous in its optical appearance, so that the light intensity within the light bar is almost homogeneous. Furthermore, the light bar can be made very "sharp-edged", that is to say that it can be generated very contour sharply by the specific arrangement of the VCSEL laser diodes so that no edge artifacts can occur Object detection, while saving space can be made possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Sendeeinrichtung eine According to an advantageous embodiment, the transmitting device can be a

Optikeinrichtung aufweisen, welche eine Abstrahlform des von der zumindest einen Lichtquelleneinheit ausgesendeten Lichtstrahls beeinflusst. Durch die Optikeinrichtung können dann mögliche Divergenzen innerhalb des Lichtbalkens vorteilhaft ausgeglichen werden. Have optical device which influences an emission form of the light beam emitted from the at least one light source unit. By optics then possible divergences within the light beam can be compensated advantageous.

Insbesondere sind in einer weiteren Ausgestaltungsform die VCSEL-Laserdioden entlang einer geradlinigen Verbindungslinie, insbesondere entlang einer Geraden, angeordnet. Durch diese Anordnung kann der zusammenhängende Lichtbalken noch präziser erzeugt werden, so dass eine verbesserte Erfassung von Objekten realisiert werden kann. In particular, in another embodiment, the VCSEL laser diodes are arranged along a straight-line connecting line, in particular along a straight line. With this arrangement, the contiguous light bar can be produced even more precisely, so that improved detection of objects can be realized.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Lichtbalken eine rechteckförmige Abstrahlform aufweist. Insbesondere kann der Lichtbalken als ein geradliniger schmaler Streifen ausgebildet sein. Durch den schmalen Streifen kann insbesondere eine relativ genaue Schrittweite der Winkelverstellung durchgeführt werden, so dass eine feinere, im verbauten Zustand der Sendeinrichtung horizontale, Abtastrasterung ermöglicht wird, mit welcher der Lichtstrahl horizontal verschwenkt wird, um Objekte im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu detektieren. Durch die vertikale Ausdehnung des Lichtbalkens kann wiederum ein großer Abtastbereich (insbesondere in der Höhe gesehen bei verbautem Zustand) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden. It is preferably provided that the light bar has a rectangular radiating shape. In particular, the light bar may be formed as a rectilinear narrow strip. Due to the narrow strip, in particular a relatively accurate Stepping of the angular adjustment can be carried out, so that a finer, in the installed state of the transmitting device horizontal scanning scanning is made possible, with which the light beam is pivoted horizontally to detect objects in the surrounding area of the motor vehicle. Due to the vertical extension of the light beam, a large scanning area (in particular when viewed in the height when installed) can again be made possible in the surroundings of the motor vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Mehrzahl von VCSEL-Laserdioden derart angeordnet, dass eine Länge einer ersten Längsseite des Lichtbalkens um zumindest das Zehnfache größer ist als eine Länge einer zweiten Längsseite des According to an advantageous embodiment, the plurality of VCSEL laser diodes is arranged such that a length of a first longitudinal side of the light bar is at least ten times greater than a length of a second longitudinal side of the light bar

Lichtbalkens. Dadurch kann insbesondere der geradlinige, sehr schmale Streifen erzeugt werden, sodass der Umgebungsbereich genauer abgetastet werden kann. Lightbar. As a result, in particular the straight, very narrow strip can be generated, so that the surrounding area can be scanned more accurately.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Sendeeinrichtung eine It has also proven to be advantageous if the transmitting device a

Steuerungseinrichtung aufweist, mit welcher die jeweiligen VCSEL-Laserdioden unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Somit kann die Abstrahlform individuell an die Bedürfnisse angepasst werden. Insbesondere kann dann beispielsweise bei Control means, with which the respective VCSEL laser diodes are independently controllable. Thus, the Abstrahlform can be customized to the needs. In particular, then, for example, at

Überlappungsbereichen Energie eingespart werden, während bei Eckbereichen insbesondere mehr Energie zugeführt werden kann, sodass insgesamt ein homogener Lichtbalken entsteht. Dadurch kann zum einen die Sendeeinrichtung zuverlässiger betrieben werden und zum anderen kann dadurch Energie eingespart werden, da insbesondere bei Überlappungsbereichen eine niedrige Leistung an die VCSEL- Laserdioden zugeführt wird. Somit kann die Effizienz der Sendeeinrichtung und damit die Effizienz der optischen Erfassungseinrichtung gesteigert werden. Overlapping energy can be saved, while in corner areas in particular more energy can be supplied, so that a total of a homogeneous light bar is created. As a result, on the one hand, the transmitting device can be operated more reliably and, on the other hand, energy can thereby be saved since, in particular in the case of overlapping regions, low power is supplied to the VCSEL laser diodes. Thus, the efficiency of the transmitting device and thus the efficiency of the optical detection device can be increased.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn alle VCSEL-Laserdioden der Mehrzahl der VCSEL-Laserdioden derart mittels der Steuerungseinrichtung ansteuerbar sind, dass eine homogene Lichtintensität des gesamten Lichtbalkens erzeugbar ist. Somit können insbesondere Kantenartefakte des gesamten Lichtbalkens zumindest deutlich reduziert werden, was zu einem verbesserten Betrieb der Sendeeinrichtung führt. It has also proven to be advantageous if all VCSEL laser diodes of the majority of the VCSEL laser diodes can be controlled by the control device such that a homogeneous light intensity of the entire light beam can be generated. Thus, in particular edge artifacts of the entire light bar can be at least significantly reduced, resulting in improved operation of the transmitting device.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die entlang der Verbindungslinie endseitig angeordneten VCSEL-Laserdioden durch die Steuerungseinrichtung zur Emission einer höheren It is preferably provided that the VCSEL laser diodes arranged along the connecting line at the end are selected by the control device to emit a higher

Lichtintensität als entlang der Verbindungslinie mittig angeordnete VCSEL- Laserdioden angesteuert sind. Somit kann eine homogene Lichtintensität innerhalb des Lichtbalkens erzeugt werden. Insbesondere hat dies den Hintergrund darin, dass die mittig Light intensity as centered along the connecting line VCSEL laser diodes are driven. Thus, a homogeneous light intensity can be generated within the light beam. In particular, this has the background in that the center

angeordneten VCSEL-Laserdioden sich mit ihren Lichtstrahlen überlappen, während sich die endseitig angeordneten VCSEL-Laserdioden zumindest im Endbereich nicht überlappen. Durch die unterschiedliche Ansteuerung der endseitig angeordneten VCSEL- Laserdioden und der mittig angeordneten VCSEL-Laserdioden können diese arranged VCSEL laser diodes overlap with their light beams while the end-mounted VCSEL laser diodes do not overlap, at least in the end region. Due to the different control of the end arranged VCSEL laser diodes and the centrally arranged VCSEL laser diodes they can

Überlappungen ausgeglichen werden und somit ein verbesserter homogener Lichtbalken erzeugt werden. Overlaps are compensated and thus an improved homogeneous light bars are generated.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine optische Erfassungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Sendeeinrichtung gemäß dem oben genannten Aspekt oder einer vorteilhaften Ausführung davon. Des Weiteren weist die optische Erfassungseinrichtung eine Empfangseinrichtung auf. Mittels der Empfangseinrichtung können insbesondere die mittels der Sendeeinrichtung ausgesendeten Lichtstrahlen und die dann durch ein Objekt reflektierten Lichtstrahlen empfangen werden und mittels einer Steuerungseinrichtung der optischen Erfassungseinrichtung die empfangenen Lichtstrahlen ausgewertet werden. Another aspect of the invention relates to an optical detection device for a motor vehicle with a transmitting device according to the above-mentioned aspect or an advantageous embodiment thereof. Furthermore, the optical detection device has a receiving device. By means of the receiving device, in particular, the light beams emitted by the transmitting device and the light beams then reflected by an object can be received, and the received light beams can be evaluated by means of a control device of the optical detecting device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der optischen Erfassungseinrichtung weist die optische Erfassungsrichtung eine Ablenkeinrichtung auf, mittels welcher das Licht der Sendeeinrichtung, insbesondere periodisch, ablenkbar ist. Somit ist der Abtastbereich nicht auf den Lichtbalken alleine limitiert, sondern kann mittels der Umlenkeinrichtung vergrößert werden. According to an advantageous embodiment of the optical detection device, the optical detection direction has a deflection device, by means of which the light of the transmission device, in particular periodically, can be deflected. Thus, the scanning range is not limited to the light bar alone, but can be increased by means of the deflection.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die optische Erfassungseinrichtung als Lidarsensor oder als Laserscanner ausgebildet ist. It is preferably provided that the optical detection device is designed as a lidar sensor or as a laser scanner.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung mit der Ablenkeinrichtung bewegbar angeordnet ist. In particular, it is provided that the receiving device is arranged to be movable with the deflection device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest einer erfindungsgemäßen optischen Erfassungseinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem. Vorteilhafte Ausführungsformen der optischen Erfassungseinrichtung sind als vorteilhafte Ausführungsformen des Another aspect of the invention relates to a driver assistance system having at least one optical detection device according to the invention and a motor vehicle having a driver assistance system according to the invention. Advantageous embodiments of the optical detection device are as advantageous embodiments of the

erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems anzusehen und vorteilhafte According to the driver assistance system according to the invention and advantageous

Ausführungsformen des Fahrerassistenzsystems sind als vorteilhafte Ausführungsformen des Kraftfahrzeugs anzusehen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Embodiments of the driver assistance system are to be regarded as advantageous embodiments of the motor vehicle. In particular, it can be provided that the

Kraftfahrzeug als Personenkraftfahrzeug ausgebildet ist. Motor vehicle is designed as a passenger vehicle.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch aus den separierten Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features mentioned above in the description and Combinations of features as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only for the combination given, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the invention. There are thus also embodiments of the invention as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but from the separated

Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen. Feature combinations emerge from the described embodiments and can be generated. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Furthermore, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed, which go beyond or deviate from the combinations of features set out in the back references of the claims.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen erläutert. Embodiments are explained below with reference to schematic drawings.

Dabei zeigen: Showing:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Fig. 1 is a schematic plan view of an embodiment of a

erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Erfassungseinrichtung; Motor vehicle according to the invention with an embodiment of an optical detection device according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine erste Abstrahlform einer VCSEL-2 is a schematic plan view of a first emission form of a VCSEL

Laserdiode; Laser diode;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Fig. 3 is a schematic plan view of an embodiment of a

erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung; und transmitting device according to the invention; and

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine beeinflusste Abstrahlform einer Fig. 4 is a schematic plan view of an influenced Abstrahlform a

Mehrzahl von VCSEL-Laserdioden. Plurality of VCSEL laser diodes.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen In the figures, the same or functionally identical elements are the same

Bezugszeichen versehen. Provided with reference numerals.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention

Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Invention. The motor vehicle 1 is in the present embodiment as Passenger cars trained. The motor vehicle 1 comprises a

Fahrerassistenzsystem 2. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in einem Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 befindet erfasst werden. Insbesondere kann mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 3 bestimmt werden. Driver assistance system 2. With the driver assistance system 2, for example, an object 3, which is located in a surrounding area 4 of the motor vehicle 1 can be detected. In particular, a distance between the motor vehicle 1 and the object 3 can be determined by means of the driver assistance system 2.

Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest eine optische Erfassungseinrichtung 5. Die optische Erfassungseinrichtung 5 kann als Lidarsensor oder als Laserscanner ausgebildet sein. Die optische Erfassungseinrichtung 5 umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mit der Lichtstrahlen 8 ausgesendet werden können. Die Sendeeinrichtung 6 weist insbesondere eine Mehrzahl von Leuchtelementen 1 1 auf, welche insbesondere als VCSEL-Laserdioden 1 1 ausgebildet sind. Die optische Erfassungseinrichtung 5 ist vorliegend an einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die optische The driver assistance system 2 comprises at least one optical detection device 5. The optical detection device 5 may be designed as a lidar sensor or as a laser scanner. The optical detection device 5 comprises a transmitting device 6, with which light beams 8 can be emitted. The transmitting device 6 has in particular a plurality of luminous elements 1 1, which are in particular formed as VCSEL laser diodes 1 1. The optical detection device 5 is presently arranged on a front region of the motor vehicle 1. The optical

Erfassungseinrichtung 5 kann auch an anderen Bereichen, beispielsweise an einem Heckbereich oder an einem Seitenbereich, des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet werden. Das vorliegende Beispiel ist also nicht abschließend zu betrachten, sondern dient lediglich zur Veranschaulichung eines wesentlichen Gedankens. Detection device 5 can also be arranged on other areas, for example on a rear area or on a side area, of the motor vehicle 1. The present example is therefore not exhaustive, but merely serves to illustrate an essential idea.

Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Lichtstrahlen 8 innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs E beziehungsweise eines vorbestimmten Winkelbereichs With the transmitting device 6, the light beams 8 within a predetermined detection range E or a predetermined angular range

ausgesendet werden. Beispielsweise können die Lichtstrahlen 8 in einem vorbestimmten horizontalen Winkelbereich ausgesendet werden. Darüber hinaus umfasst die optische Erfassungseinrichtung 5 eine nicht dargestellte Ablenkeinrichtung, mit der die to be sent out. For example, the light beams 8 may be emitted in a predetermined horizontal angle range. In addition, the optical detection device 5 comprises a deflection device, not shown, with which the

Lichtstrahlen 8 in den Umgebungsbereich 4 abgelenkt werden können und damit der Erfassungsbereich E abgetastet wird. Light beams 8 can be deflected into the surrounding area 4 and thus the detection area E is scanned.

Darüber hinaus umfasst die optische Erfassungseinrichtung 5 eine Empfangseinrichtung 7, die beispielsweise als eine Fotodiode ausgebildet sein kann. Mit der In addition, the optical detection device 5 comprises a receiving device 7, which may be formed, for example, as a photodiode. With the

Empfangseinrichtung 7 können die von dem Objekt 3 reflektierten Lichtstrahlen 8 als Empfangssignal empfangen werden. Ferner kann die optische Erfassungseinrichtung 5 eine Steuerungseinrichtung, die beispielsweise durch eine MikroController oder einen digitalen Signalprozessor gebildet sein kann, aufweisen. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 10, die beispielsweise durch ein Receiving device 7, the reflected light from the object 3 8 can be received as a received signal. Furthermore, the optical detection device 5 may have a control device, which may be formed for example by a microcontroller or a digital signal processor. The driver assistance system 2 further comprises a control device 10, for example, by a

elektronisches Steuergerät (ECU-electronic control unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Steuerungseinrichtung 10 ist zur Datenübertragung mit der optischen Erfassungseinrichtung 5 verbunden. Die Datenübertragung kann beispielsweise über den Datenbus des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen. Fig. 2 zeigt schematisch eine Abstrahlform A einer einzelnen VCSEL-Laserdiode 1 1 . In Fig. 2 ist dazu eine Schnittdarstellung eines emittierten Lichtstrahls senkrecht zu einer Hauptachse, die senkrecht zur Figurenebene orientiert ist, gezeigt. Die Abstrahlform A ist daher diese Schnittfläche des Lichtstrahls, der im 3-dimensionalen betrachtet eine Kegelform aufweist. Insbesondere weist die Abstrahlform A eine runde Form auf. Die Abstrahlform A ist dabei im Wesentlichen durch zwei Bereiche 12, 13 gebildet. Der Bereich 12 weist eine hohe Lichtintensität, die im Wesentlichen homogen ist, auf. Der Bereich 13 weist hier eine relativ dazu geringfügig niedrigere Lichtintensität auf. electronic control unit (ECU-electronic control unit) of the motor vehicle 1 may be formed. The control device 10 is connected to the optical detection device 5 for data transmission. The data transmission can take place, for example, via the data bus of the motor vehicle 1. Fig. 2 shows schematically a Abstrahlform A of a single VCSEL laser diode 1 first In Fig. 2 is a sectional view of an emitted light beam perpendicular to a major axis, which is oriented perpendicular to the plane of the figure shown. The emission form A is therefore this sectional surface of the light beam, which has a conical shape in the 3-dimensional view. In particular, the Abstrahlform A has a round shape. The emission form A is essentially formed by two regions 12, 13. The region 12 has a high light intensity, which is substantially homogeneous. The region 13 has a light intensity that is slightly lower relative thereto.

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Fig. 3 shows a schematic plan view of an embodiment of a

erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung 6. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist In the example shown here is

insbesondere eine Lichtquelleneinheit 14 zu sehen. Die Lichtquelleneinheit 14 weist insbesondere die Mehrzahl von Leuchtelementen, insbesondere die VCSEL-Laserdioden 1 1 , auf. Die VCSEL-Laserdioden 1 1 sind insbesondere entlang einer geradlinigen Verbindungslinie L, insbesondere entlang einer Geraden, zueinander angeordnet. Die Lichtstrahlen 8, die von den VCSEL-Laserdioden 1 1 ausgesendet werden, können insbesondere über die Optikeinrichtung 15 in ihrer Abstrahlform A beeinflusst werden. Die Optikeinrichtung 15 kann aufgrund der Anordnung entlang der Verbindungslinie L der VCSEL-Laserdioden 1 1 ebenfalls entlang der Verbindungslinie L angeordnet werden. in particular, to see a light source unit 14. In particular, the light source unit 14 has the plurality of luminous elements, in particular the VCSEL laser diodes 11. The VCSEL laser diodes 11 are arranged in particular along a straight line L, in particular along a straight line to each other. The light beams 8, which are emitted by the VCSEL laser diodes 11, can be influenced in particular by the optical device 15 in its emission form A. The optical device 15 can also be arranged along the connecting line L due to the arrangement along the connecting line L of the VCSEL laser diodes 11.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die VCSEL-Laserdioden 1 1 mittels einer In particular, it is provided that the VCSEL laser diodes 1 1 by means of a

Steuerungseinrichtung 16 der Sendeeinrichtung 6 einzeln angesteuert werden können. Somit kann eine Lichtintensität der Abstrahlform A individuell angepasst werden. Control device 16 of the transmitting device 6 can be controlled individually. Thus, a light intensity of the Abstrahlform A can be customized.

Insbesondere kann es durch die Anordnung der VCSEL-Laserdioden 1 1 entlang der Verbindungslinie L erreicht werden, dass die dann insbesondere auch noch durch die Optikeinrichtung 15 beeinflusste Abstrahlform A als ein Lichtbalken B gebildet wird, und ihre Lichtintensität vorzugsweise homogen ist. Insbesondere kann dann beispielsweise eine endseitig angeordnete VCSEL-Laserdiode 1 1 beziehungsweise die zwei endseitig angeordneten VCSEL-Laserdioden 1 1 mittels der Steuerungseinrichtung 16 mit einer höheren Leistung angesteuert werden und die mittig angeordneten VCSEL-Laserdioden 1 1 mit einer niedrigeren Leistung angesteuert werden. Dadurch kann ein homogener Lichtbalken B erzeugt werden. In particular, it can be achieved by arranging the VCSEL laser diodes 11 along the connecting line L that the emission form A, which in particular is also influenced by the optical device 15, is formed as a light bar B, and its light intensity is preferably homogeneous. In particular, then, for example, a VCSEL laser diode 1 1 arranged at the end or the two VCSEL laser diodes 1 1 arranged at the end can be driven with higher power by means of the control device 16, and the centrally arranged VCSEL laser diodes 11 can be driven with a lower power. As a result, a homogeneous light bar B can be generated.

Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Abstrahlform A der Sendeeinrichtung 6. Der Lichtbalken B ist dabei insbesondere rechteckförmig ausgebildet. Insbesondere ist der Lichtbalken B als ein geradliniger schmaler Streifen ausgebildet. Insbesondere ist dort zu sehen, dass der Bereich 12 eine homogene und gegenüber dem Bereich 13 höhere Lichtintensität aufweist. Der Lichtbalken B weist hier einen nur kleinen Bereich 13 mit geringfügig niedrigerer Lichtintensität (gegenüber der Abstrahlform A einer einzelnen Laserdiode, insbesondere einer Kantenemitter-Diode) auf. Der durch die Anordnung der VCSEL- Laserdioden 1 1 und insbesondere der Optikeinrichtung 15 erzeugte Lichtbalken B weist somit eine hohe Homogenität auf, wodurch insbesondere Kantenartefakte verhindert werden können. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Länge einer ersten Längsseite 17 der Rechteckform um zumindest das Zehnfache größer ist als eine Länge der zweiten Längsseite 18 der Rechteckform. Insbesondere ist die Länge der ersten Längsseite 17 um das Fünfzehnfache, insbesondere um das Zwanzigfache, insbesondere das FIG. 4 shows, by way of example, an emission form A of the transmission device 6. The light beam B is in particular of rectangular design. In particular, the light bar B is formed as a straight narrow strip. In particular, there is to see that the Region 12 has a homogeneous and compared to the region 13 higher light intensity. Here, the light bar B has only a small area 13 with a slightly lower light intensity (compared to the emission form A of a single laser diode, in particular an edge emitter diode). The light bar B generated by the arrangement of the VCSEL laser diodes 11 and in particular of the optical device 15 thus has a high degree of homogeneity, as a result of which edge artifacts, in particular, can be prevented. In particular, it is provided that the length of a first longitudinal side 17 of the rectangular shape is at least ten times greater than a length of the second longitudinal side 18 of the rectangular shape. In particular, the length of the first longitudinal side 17 is fifteen times, in particular twenty times, in particular the

Dreißigfache, größer als die Länge der zweiten Längsseite 18. Vorzugsweise ist die Lichtintensität in den Bereichen 12 und 13 gleich und homogen, so dass der gesamte Lichtbalken B eine homogene Lichtintensität aufweist. Thirty times, greater than the length of the second longitudinal side 18. Preferably, the light intensity in the areas 12 and 13 is the same and homogeneous, so that the entire light bar B has a homogeneous light intensity.

Insbesondere ist vorgesehen, dass der Lichtbalken B bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der optischen Erfassungseinrichtung 5 so erzeugt ist, dass dieser vertikal orientiert ist. Mittels der Ablenkeinrichtung kann dann der Lichtbalken B in einem In particular, it is provided that the light beam B is generated during a proper use of the optical detection device 5 so that it is oriented vertically. By means of the deflector can then the light bar B in a

Winkelbereich so verschwenkt werden, so dass der Erfassungsbereich B abgetastet werden kann. Aufgrund der filigranen geradlinigen Geometrie des Lichtbalkens B ist eine sehr feingerasterte und genaue horizontale Abtastung des Erfassungsbereichs E ermöglicht. Angle range can be pivoted so that the detection area B can be scanned. Due to the filigree rectilinear geometry of the light beam B a very fine scanned and accurate horizontal scanning of the detection area E is possible.

Claims

claims

1 . Transmission device (6) for an optical detection device (5) of a

Motor vehicle (1), with at least one light source unit (14) having a plurality of light-emitting elements, which are formed as VCSEL laser diodes (1 1), wherein by means of the transmitting device (6) light beams of

Light source unit (14) in an environment (4) of the motor vehicle (1) can be emitted,

characterized in that

the VCSEL laser diodes (1 1) are arranged relative to one another such that when emitting light beams through the VCSEL laser diodes (1 1), a continuous light bar (B) is produced as the emission form (A).

Second transmission device (6) according to claim 1,

characterized in that

in that the transmitting device (6) has an optical device (15) which transmits the emitting form (A) of the at least one light source unit (14).

emitted light beam influenced.

3. transmitting device (6) according to one of the preceding claims,

characterized in that

the VCSEL laser diodes (11) are arranged along a straight line (L), in particular along a straight line.

4. transmitting device (6) according to one of the preceding claims,

characterized in that

the light bar (B) has a rectangular emission form (A).

5. transmitting device (6) according to one of the preceding claims,

characterized in that the plurality of VCSEL laser diodes (11) are arranged such that a length of a first longitudinal side (17) of the light beam (B) is at least ten times greater than a length of a second longitudinal side (18) of the light beam (B).

6. transmitting device (6) according to one of the preceding claims,

characterized in that

the transmitting device (6) has a control device (16) with which the respective VCSEL laser diode (1 1) can be controlled independently of one another.

7. transmitting device (6) according to claim 6,

characterized in that

all of the plurality of VCSEL laser diodes (1 1) such means of

Control means (16) are controllable, that a homogeneous light intensity of the entire light beam (B) can be generated.

8. transmitting device (6) according to any one of the preceding claims 6 or 7,

characterized in that

the along the connecting line (L) end arranged VCSEL laser diodes (1 1) by the control means (16) for emitting a higher

Light intensity as along the connecting line (L) centrally arranged VCSEL laser diodes (1 1) are driven.

9. Optical detection device (5) for a motor vehicle (1) with a transmitting device (6) according to one of claims 1 to 8 and with a receiving device (7).

10. Optical detection device (5) according to claim 9, wherein the optical

Detection device (5) has a deflection device by means of which the light of the transmitting device (6), in particular periodically, is deflected.

1 1. Optical detection device (5) according to one of claims 9 or 10,

characterized in that

the optical detection device (5) is designed as a lidar sensor or as a laser scanner.

12. An optical detection device (5) according to any one of claims 9 to 1 1, wherein the receiving device (7) is arranged movably with the deflection device.

13. Driver assistance system (2) with at least one optical detection device (5) according to one of claims 9 to 12.

14. Motor vehicle (1) with a driver assistance system (2) according to claim 13.