Title:
Optoelektronische Sensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensoreinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei die optoelektronische Sensoreinrichtung (1) eine optische Sendeeinrichtung (3) zum Aussenden optischer Strahlen (7a, 7b) aufweist, wobei die Sendeeinrichtung (3) eine Strahlungsquelleneinrichtung (4a, 4b) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, erste optische Strahlen (7a) zu erzeugen, und zumindest eine erste Ablenkeinheit (2a), welche dazu ausgelegt ist, die von der Strahlungsquelleneinrichtung erzeugten ersten Strahlen (7a) in einer zeitlichen Abfolge in vorbestimmte unterschiedliche erste Raumrichtungen abzulenken. Dabei weist die Sendeeinrichtung (3) mindestens eine zweite Ablenkeinheit (2b) auf, die dazu ausgelegt ist, von der mindestens einen Strahlungsquelleneinrichtung (4a, 4b) erzeugte zweite Strahlen (7b) in einer zeitlichen Abfolge in vorbestimmte unterschiedliche zweite Raumrichtungen abzulenken, wobei die erste Ablenkeinheit (2a) mehrere erste Spiegelelemente (6) aufweist, die entlang einer ersten Einstrahlrichtung (8a), in welcher die ersten Strahlen (7a) auf die erste Ablenkeinheit (2a) eingestrahlt werden, angeordnet sind und in Bezug zur ersten Einstrahlrichtung (8a) jeweils unterschiedlich orientiert sind, wobei die zweite Ablenkeinheit (2b) mehrere zweite Spiegelelemente (6) aufweist, die in Bezug auf eine zweite Einstrahlrichtung (8b), in welcher die zweiten Strahlen (7b) auf die zweite Ablenkeinheit (2b) eingestrahlt werden, jeweils unterschiedlich orientiert sind, wobei jeweilige der ersten und zweiten Spiegelelemente (6) zwischen einem transparenten Zustand und einem spiegelnden Zustand schaltbar sind. embedded image




Inventors:
Tchouaffe, Serge (74321, Bietigheim-Bissingen, DE)
Application Number:
DE102017101791A
Publication Date:
08/02/2018
Filing Date:
01/31/2017
Assignee:
Valeo Schalter und Sensoren GmbH, 74321 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102015120538A1N/A2017-06-01
DE102004033928B4N/A2007-12-20



Claims:
Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei die optoelektronische Sensoreinrichtung (1) eine optische Sendeeinrichtung (3) zum Aussenden optischer Strahlen (7a, 7b) aufweist, wobei die Sendeeinrichtung (3) eine Strahlungsquelleneinrichtung (4a, 4b) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, erste optische Strahlen (7a) zu erzeugen, und zumindest eine erste Ablenkeinheit (2a), welche dazu ausgelegt ist, die von der Strahlungsquelleneinrichtung erzeugten ersten Strahlen (7a) in einer zeitlichen Abfolge in vorbestimmte unterschiedliche erste Raumrichtungen abzulenken, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (3) mindestens eine zweite Ablenkeinheit (2b) aufweist, die dazu ausgelegt ist, von der mindestens einen Strahlungsquelleneinrichtung (4a, 4b) erzeugte zweite Strahlen (7b) in einer zeitlichen Abfolge in vorbestimmte unterschiedliche zweite Raumrichtungen abzulenken, wobei die erste Ablenkeinheit (2a) mehrere erste Spiegelelemente (6) aufweist, die entlang einer ersten Einstrahlrichtung (8a), in welcher die ersten Strahlen (7a) auf die erste Ablenkeinheit (2a) eingestrahlt werden, angeordnet sind und in Bezug zur ersten Einstrahlrichtung (8a) jeweils unterschiedlich orientiert sind, wobei die zweite Ablenkeinheit (2b) mehrere zweite Spiegelelemente (6) aufweist, die in Bezug auf eine zweite Einstrahlrichtung (8b), in welcher die zweiten Strahlen (7b) auf die zweite Ablenkeinheit (2b) eingestrahlt werden, jeweils unterschiedlich orientiert sind, wobei jeweilige der ersten und zweiten Spiegelelemente (6) zwischen einem transparenten Zustand und einem spiegelnden Zustand schaltbar sind.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Sensoreinrichtung (1) eine Steuereinrichtung (9) zum Ansteuern der ersten Spiegelelemente (6) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (9) dazu ausgelegt ist, die ersten Spiegelelemente (6) derart anzusteuern, dass zumindest für eine erste Ablenkdauer, während welcher einer der ersten Strahlen (7a) von der ersten Ablenkeinheit (2a) abgelenkt wird, nur einer der ersten Spiegelelemente (6) sich im spiegelnden Zustand befindet, so dass der eine der ersten Strahlen (7a), der in der ersten Einstrahlrichtung (8a) auf die erste Ablenkeinheit (2a) eingestrahlt wird, von dem Spiegelelement (6), welches sich im spiegelnden Zustand befindet, in eine durch die Orientierung dieses ersten Spiegelelements (6) bestimmte Raumrichtung der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (3) derart eingerichtet ist, dass die erste Einstrahlrichtung (8a) und die zweite Einstrahlrichtung (8b) parallel zueinander verlaufen.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die ersten Spiegelelemente (6) gebildete Spiegelanordnung (5a) in einer Richtung (x, y) senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung (8a, 8b) neben einer durch die zweiten Spiegelelemente (6) gebildete zweite Spiegelanordnung (5b) angeordnet ist, und insbesondere in Bezug auf die erste und zweite Einstrahlrichtung (8a, 8b) auf gleicher Höhe.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spiegelanordnung (5a) derart neben der zweiten Spiegelanordnung (5b) angeordnet ist, dass die ersten Raumwinkel in einem ersten Winkelbereich in Bezug auf eine Ebene (x-y) senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung (8a, 8b) liegen, und die zweiten Raumwinkel in einem zweiten vom ersten verschiedenen Winkelbereich in Bezug auf die Ebene (x-y) liegen, insbesondere wobei die erste Spiegelanordnung (5a) und die zweite Spiegelanordnung (5b) spiegelsymmetrisch oder punktsymmetrisch zueinander angeordnet sind.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spiegelanordnung (5a) derart neben der zweiten Spiegelanordnung (5b) angeordnet ist, dass die ersten Raumwinkel in einem ersten Winkelbereich in Bezug auf eine Ebene (x-y) senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung (8a, 8b) liegen, und die zweiten Raumwinkel in einem zweiten Winkelbereich in Bezug auf die Ebene (x-y) liegen, wobei sich der erste und der zweite Winkelbereich in Bezug auf die Ebene (x-y) überschneiden.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Spiegelelemente (6) in Richtung (z) der ersten und zweiten Einstrahlrichtung (8a, 8b) übereinander angeordnet sind.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (9) dazu ausgelegt ist, die ersten und zweiten Spiegelelemente (6) derart anzusteuern, dass zu zumindest einem gleichen Zeitpunkt einer der ersten Strahlen (7a) in eine der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird und einer der zweiten Strahlen (7b) in eine der zweiten Raumrichtungen abgelenkt wird, die parallel zu der einen der ersten Raumrichtungen ist.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (9) dazu ausgelegt ist, die ersten und zweiten Spiegelelemente (6) derart anzusteuern, dass zu zumindest einem gleichen Zeitpunkt einer der ersten Strahlen (7a) in eine der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird und einer der zweiten Strahlen (7b) in eine der zweiten Raumrichtungen abgelenkt wird, die nicht parallel zu der einen der ersten Raumrichtungen ist, insbesondere wobei sich die eine der ersten Raumrichtungen und die eine der zweiten Raumrichtungen in ihrem Verlauf ausgehend von jeweils der ersten und zweiten Ablenkeinrichtung in Bezug auf einen Ebene (x-y) senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung (8a, 8b) schneiden.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, die ersten und zweiten Spiegelelemente (6) derart anzusteuern, dass zu zumindest einem gleichen Zeitpunkt einer der ersten Strahlen (7a) in eine der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird und einer der zweiten Strahlen (7b) in eine der zweiten Raumrichtungen abgelenkt wird, die nicht parallel zu der einen der ersten Raumrichtungen ist, wobei sich die eine der ersten Raumrichtungen und die eine der zweiten Raumrichtungen in ihrem Verlauf ausgehend von jeweils der ersten und zweiten Ablenkeinrichtung (2a, 2b) in Bezug auf einen Ebene (x-y) senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung (8a, 8b) nicht schneiden.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (3) derart eingerichtet ist, dass die erste Einstrahlrichtung (8a) und die zweite Einstrahlrichtung (8b) windschief zueinander verlaufen oder zumindest in ihrer theoretischen Verlängerung einen Winkel ungleich Null miteinander einschließen.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (3) derart eingerichtet ist, dass die erste Einstrahlrichtung (8a) in einer Ebene verläuft, die senkrecht zu einer Ebene ist, in welcher die zweite Einstrahlrichtung (8b) verläuft.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Sensoreinrichtung (1) einen optischen Empfänger (11) zum Empfangen von reflektierten Strahlen aufweist, der dazu ausgebildet ist, zumindest ein elektrisches Empfangssignal in Abhängigkeit von den empfangenen Strahlen zu erzeugen, wobei die optoelektronische Sensoreinrichtung (1) weiterhin eine Auswerteeinrichtung (12) zum Auswerten des zumindest einen Empfangssignals aufweist, die dazu ausgelegt ist, auf Basis des zumindest einen Empfangssignals zwischen einem reflektierten ersten Strahl und einem reflektierten zweiten Strahl zu unterscheiden.

Optoelektronische Sensoreinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelleneinrichtung(4a, 4b) dazu ausgelegt ist die ersten und zweiten Strahlen (7a, 7b) mit einer unterschiedlichen Kodierung bereitzustellen.

Kraftfahrzeug mit einer optoelektronischen Sensoreinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine optische Sendeeinrichtung zum Aussenden optischer Strahlen aufweist, wobei die Sendeeinrichtung eine Strahlungsquelleneinrichtung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, erste optische Strahlen zu erzeugen, und zumindest eine erste Ablenkeinheit, welche dazu ausgelegt ist, die von der Strahlungsquelleneinrichtung erzeugten ersten Strahlen in einer zeitlichen Abfolge in vorbestimmte unterschiedliche erste Raumrichtungen abzulenken. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen optoelektronischen Sensoreinrichtung.

Das Interesse gilt vorliegend einer optoelektronischen Sensoreinrichtung, insbesondere einem Laserscanner beziehungsweise einem Lidar-Gerät. Derartige Sensoreinrichtungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise an Kraftfahrzeugen angebracht, um während der Fahrt beziehungsweise im Betrieb des Kraftfahrzeugs die Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Es handelt sich dabei um abtastende optische Messvorrichtungen zum Erkennen von Objekten beziehungsweise Hindernissen in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, welche den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und den Objekten nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren messen können. Hierzu werden üblicherweise zu den jeweiligen Zeitschritten einzelne Strahlungspulse nacheinander in unterschiedliche Raumrichtungen ausgesandt, und die gegebenenfalls reflektierten Anteile dieser Strahlungspulse gemessen. Um ein Aussenden solcher Strahlungspulse in unterschiedliche Raumrichtungen zu ermöglichen, ist es üblich, zum Beispiel einen Spiegel zu verwenden, der mithilfe eines Motors Zeitschritt für Zeitschritt gedreht wird, um die auf diesen Spiegel eingestrahlten Strahlungspulse in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen, je nach Spiegelstellung, abzulenken. Der Einsatz eines solchen Motors bedeutet jedoch einen erhöhten Energieverbrauch, Wärmeproduktion und einen erhöhten Platzbedarf. Zudem lässt sich durch eine solche Anordnung nur ein sehr begrenzter Erfassungsbereich bereitstellen. Üblicherweise sind solche Laserscanner dazu ausgelegt, nur in einer horizontalen Ebene eine Abtastung bereitzustellen oder zumindest nur in sehr wenigen verschiedenen gegenüber einer solchen horizontalen Ebene verkippten Ebenen, wobei sich die horizontale Ebene auf die bestimmungsgemäße Einbaulage des Laserscanners am Kraftfahrzeug bezieht, und durch eine Ebene senkrecht zur Hochachse des Kraftfahrzeugs definiert ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine optoelektronische Sensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche eine Umgebungserfassung auf möglichst energiesparende Weise und in einem möglichst großen und flexibel gestaltbaren Erfassungsbereich ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optoelektronische Sensoreinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.

Eine erfindungsgemäße optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere ein Laserscanner oder ein Lidar-Gerät, für ein Kraftfahrzeug weist eine optische Sendeeinrichtung zum Aussenden optischer Strahlen auf, wobei die Sendeeinrichtung eine Strahlungsquelleneinrichtung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, erste optische Strahlen zu erzeugen, und zumindest eine erste Ablenkeinheit, welche dazu ausgelegt ist, die von der Strahlungsquelleneinrichtung erzeugten ersten Strahlen in einer zeitlichen Abfolge in vorbestimmte unterschiedliche erste Raumrichtungen abzulenken. Des Weiteren weist die Sendeeinrichtung mindestens eine zweite Ablenkeinheit auf, die dazu ausgelegt ist, von der mindestens einen Strahlungsquelleneinrichtung erzeugte zweite Strahlen in einer zeitlichen Abfolge in vorbestimmte unterschiedliche zweite Raumrichtungen abzulenken, wobei die erste Ablenkeinheit mehrere erste Spiegelelemente aufweist, die entlang einer ersten Einstrahlrichtung, in welcher die ersten Strahlen auf die erste Ablenkeinheit eingestrahlt werden, angeordnet sind, und in Bezug zur ersten Einstrahlrichtung jeweils unterschiedlich orientiert sind. Weiterhin weist die zweite Ablenkeinheit mehrere zweite Spiegelelemente auf, die in Bezug auf eine zweite Einstrahlrichtung, in welcher die zweiten Strahlen auf die zweite Ablenkeinheit eingestrahlt werden, jeweils unterschiedlich orientiert sind. Darüber hinaus sind die jeweiligen ersten und zweiten Spiegelelemente zwischen einem transparenten Zustand und einem spiegelnden Zustand schaltbar.

Durch das Vorsehen mehrerer unterschiedlich orientierter Spiegelelemente, die jeweils zwischen dem transparenten und spiegelnden Zustand schaltbar sind, ist es vorteilhafterweise möglich, eine Ablenkung des in der ersten beziehungsweise zweiten Einstrahlrichtung eingestrahlten Strahls in unterschiedliche Raumrichtungen zu bewirken, ohne dafür irgendwelche beweglichen Elemente und Vorrichtungen zu deren Bewegung, wie beispielsweise Motoren, vorsehen zu müssen. Die unterschiedlichen Raumrichtungen, in welche also die ersten und zweiten Strahlen ablenkbar sind, sind durch die jeweilige Orientierung des betreffenden Spiegelelements, durch welches ein betreffender Strahl abgelenkt wird, bestimmt. Ein besonders großer Vorteil der Erfindung liegt jedoch nun darin, dass nicht nur eine einzige solche Ablenkeinheit vorgesehen ist, sondern mindestens zwei, wodurch deutlich mehr Flexibilität hinsichtlich der Umfelderfassung, insbesondere in Bezug auf die Möglichkeiten der Ausgestaltung des Erfassungsbereich, bereitgestellt werden. Die erste und zweite zeitliche Abfolge können dabei synchronisiert sein. Dadurch ist es beispielsweise möglich, für einen bestimmten Zeitschritt der ersten und zweiten zeitlichen Abfolge nicht nur einen einzelnen Strahl beziehungsweise Strahlungspuls auszusenden, sondern zwei oder auch mehrere Strahlen gleichzeitig, wie beispielsweise einen erster Strahl, welche durch die erste Ablenkeinrichtung abgelenkt wurde, und zeitgleich einen zweiten Strahl, welcher durch die zweite Ablenkeinrichtung abgelenkt wurde, sodass sich hieraus vielzählige weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Sensoreinrichtung ergeben. Hierdurch lassen sich nämlich beispielsweise redundante Messungen bereitstellen, um die Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit zu erhöhen. Vorteilhafterweise kann somit auch eine deutlich bessere Hindernisverfolgung und Plausibilisierung durch diese simultanen Messungen erreicht werden. Zudem kann durch die Erfassung eines Objekts aus unterschiedlichen Blickwinkeln eine Entfernungsmessung auf Basis einer Triangulation oder ähnlichem erfolgen, gegebenenfalls zusätzlich zu der eingangs erwähnten Entfernungsmessung nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren, wodurch sich wiederum eine deutlich höhere Genauigkeit bei der Bestimmung der Position von Objekten in der Umgebung des Sensors bereitstellen lässt. Zudem kann durch das Vorsehen von mindestens zwei der Ablenkeinheiten vorteilhafterweise auch der Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung vergrößert werden. Eine derartige Vergrößerung des Erfassungsbereich ist dabei vorteilhafterweise zusätzlich auf keine besondere Raumrichtung beschränkt, sodass beispielsweise durch die Erfindung ein besonders großer Erfassungsbereich sowohl in horizontaler als auch vertikaler Ebene, insbesondere in Bezug auf eine bestimmungsgemäße Einbaulage des optoelektronischen Sensors am Kraftfahrzeug, wie eingangs definiert, bereitgestellt werden kann.

Die Strahlungsquelleneinrichtung kann dabei nur eine oder auch mehrere Strahlungsquellen, wie beispielsweise Laserdioden, umfassen. Zum Beispiel kann eine einzelne Strahlungsquelle bereitgestellt sein, die optische Strahlen, insbesondere in gepulster Weise, erzeugt, wobei diese optischen Strahlen durch einen geeigneten Strahlteiler und/oder andere optische Elemente in die ersten und zweiten Strahlen entlang zweier getrennter optischer Pfade geteilt werden und jeweils in der ersten Einstrahlrichtung auf die erste Ablenkeinheit sowie in der zweiten Einstrahlrichtung auf die zweite Ablenkeinheit eingestrahlt werden. Es können aber auch mehrere Strahlungsquellen bereitgestellt sein, beispielsweise eine Strahlungsquelle zum Erzeugen der ersten Strahlen, die in der ersten Einstrahlrichtung auf die ersten Spiegelelemente der ersten Ablenkeinheit eingestrahlt werden, sowie eine zweite Strahlungsquelle zum Erzeugen der zweiten Strahlen, die in der zweiten Einstrahlrichtung auf die zweiten Spiegelelemente der zweiten Ablenkeinheit eingestrahlt werden. Auch können für eine jeweilige Ablenkeinheit auch mehrere Strahlungsquellen vorgesehen sein, die einen Teil der Strahlungsquelleneinrichtung bilden.

Eine Orientierung eines Spiegelelements in Bezug auf die Einstrahlungsrichtung kann dabei durch den Normalenvektor einer spiegelnden Fläche eines jeweiligen Spiegelelements in Bezug auf die Einstrahlrichtung definiert sein. Die Spiegelelemente können im Allgemeinen als schaltbare Spiegel mit einer Spiegelfläche ausgebildet sein. Diese Spiegelfläche ist vorzugsweise eben, kann jedoch ebenso auch gekrümmt ausgebildet sein. Im Falle einer gekrümmten Spiegelfläche kann die Orientierung der Spiegelfläche in Bezug auf die Einstrahlungsrichtung beispielsweise auch durch einen mittleren Normalenvektor definiert sein, das heißt durch einen aus allen einem jeweiligen Punkt auf der Spiegelfläche zugeordneten Normalenvektoren gemittelter Normalenvektor. Die Orientierung kann sich alternativ auch nur auf den Normalenvektor im Bereich der Spiegelfläche beziehen, welcher durch den betreffenden in Einstrahlrichtung einstrahlbaren Strahl beleuchtet bar ist.

Befindet sich ein Spiegelelement im transparenten Zustand, so wird auf dieses eingestrahlte Strahlung zum Großteil, insbesondere fast vollständig, transmittiert. Befindet sich ein Spiegelelement im spiegelnden Zustand, so wird auf dieses Spiegelelement eingestrahlte Strahlung zum Großteil, insbesondere fast vollständig, reflektiert.

Die ersten und zweiten Spiegelelemente können entlang der jeweiligen durch die Einstrahlrichtungen definierten Geraden spiralförmig angeordnet sein, um eine Ablenkung in die jeweiligen verschiedenen Raumrichtungen zu bewirken.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die optoelektronische Sensoreinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der ersten Spiegelelemente auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, die ersten Spiegelelemente derart anzusteuern, dass zumindest für eine erste Ablenkdauer, während welcher einer der ersten Strahlen von der ersten Ablenkeinheit abgelenkt wird, nur einer der ersten Spiegelelemente sich im spiegelnden Zustand befindet, sodass der eine der ersten Strahlen, der in der ersten Einstrahlrichtung auf die erste Ablenkeinheit eingestrahlt wird, von dem Spiegelelement, welches sich im spiegelnden Zustand befindet, in eine durch die Orientierung dieses ersten Spiegelelements bestimmte Raumrichtung der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird. Sind also die ersten Spiegelelemente entlang einer Geraden, die durch die erste Einstrahlrichtung bestimmt ist, angeordnet, so wird der in der ersten Einstrahlrichtung auf die Spiegelelemente eingestrahlte erste Strahl durch alle Spiegelelemente transmittiert, bis dieser auf das Spiegelelement trifft, welches sich im spiegelnden Zustand befindet. Je nachdem, welches der ersten Spiegelelemente also sich im spiegelnden Zustand befindet, kann eine Ablenkung des eingestrahlten ersten Strahls in die entsprechende der ersten Raumrichtungen erzielt werden. Wird also beispielsweise in jedem Zeitschritt ein anderes der ersten Spiegelelemente in den spiegelnden Zustand geschaltet, zum Beispiel in einer vorbestimmten Reihenfolge, so kann ein zeitliches Abtasten der Umgebung durch die entsprechenden Orientierungen der jeweiligen aktuell im spiegelnden Zustand befindlichen Spiegelelemente bereitgestellt werden.

Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann durch die erste Ablenkeinheit ein zeitliches Abtasten der Umgebung durch die entsprechend unterschiedlich abgelenkten ersten Strahlen bereitgestellt werden. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass die in einer vorbestimmten Reihenfolge entlang der Einstrahlrichtung angeordneten und unterschiedlich orientierten ersten Spiegelelemente gemäß ihrer Anordnungunsreihenfolge in den spiegelnden Zustand geschaltet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass manche der ersten Spiegelelemente öfters in den spiegelnden Zustand geschaltet werden als andere, um beispielsweise in einem Raumbereich eine höhere Messgenauigkeit oder Auflösung bereitzustellen als in anderen Raumbereichen. Die Ansteuerung kann dabei auch in Abhängigkeit von der Erfassung reflektierter Strahlen erfolgen beziehungsweise in Abhängigkeit von deren Auswertung oder des Auswertungsergebnisses. Wird beispielsweise in einem bestimmten Umgebungsbereich ein Objekt detektiert, so kann eine höhere Auflösung im Bereich dieses Objekts erzielt werden, wenn die korrespondierenden Spiegelelemente häufiger in ihren spiegelnden Zustand geschaltet werden als andere.

Im Allgemeinen kann die Ansteuerung der Spiegelelemente durch die Steuereinrichtung durch ein Anlegen einer Spannung an die einzelnen Spiegelelemente erfolgen, wobei die Spiegelelemente im eingeschalteten Zustand, das heißt, wenn diese mit Spannung beaufschlagt sind, spiegelnd sind und sich damit im spiegelnden Zustand befinden, und im ausgeschalteten Zustand, wenn diese nicht mit Spannung beaufschlagt sind, transparent sind und sich damit im transparente Zustand befinden.

Diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gilt in gleicher Weise auch für die zweite Ablenkeinheit. Das heißt also, die Steuereinrichtung kann in gleicher Weise zum Ansteuern der zweiten Spiegelelemente ausgebildet sein, wobei die Steuereinrichtung dann weiterhin dazu ausgelegt ist, die zweiten Spiegelelemente derart anzusteuern, dass zumindest für eine zweite Ablenkdauer, während welcher einer der zweiten Strahlen von der zweiten Ablenkeinheit abgelenkt wird, nur einer der zweiten Spiegelelemente sich im spiegelnden Zustand befindet, sodass der eine der zweiten Strahlen, der in der zweiten Einstrahlrichtung auf die zweite Ablenkeinheit eingestrahlt wird, von dem Spiegelelement, welches sich im spiegelnden Zustand befindet, in eine durch die Orientierung dieses zweiten Spiegelelements bestimmte Raumrichtung der zweiten Raumrichtungen abgelenkt wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sendeeinrichtung derart eingerichtet, dass die erste Einstrahlrichtung und die zweite Einstrahlrichtung parallel zueinander verlaufen. Hierdurch lassen sich vielzählige vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung realisieren, wie beispielsweise ein synchrones und/oder redundantes Abtasten der Umgebung, eine Erhöhung der Auflösung oder auch eine Erweiterung des Erfassungsbereichs.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine durch die ersten Spiegelelemente gebildete Spiegelanordnung in einer Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung neben einer durch die zweiten Spiegelelemente gebildete zweite Spiegelanordnung angeordnet ist, und insbesondere in Bezug auf die erste und zweite Einstrahlrichtung auf gleicher Höhe. Durch den seitlichen Versatz der einzelnen Spiegelanordnungen zueinander, lässt sich vorteilhafterweise auch ein Versatz der jeweiligen Blickwinkel der einzelnen Anordnungen realisieren. Dies kann vorteilhafterweise zur Triangulation erfasster Objekt, zur Erhöhung der Auflösung im Erfassungsbereich sowie zur Vergrößerung des Erfassungsbereich genutzt werden.

Dabei ist es beispielsweise weiterhin vorteilhaft, wenn die erste Spiegelanordnung derart neben der zweiten Spiegelanordnung angeordnet ist, dass die ersten Raumwinkel in einem ersten Winkelbereich in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung liegen, und die zweiten Raumwinkel in einem zweiten vom ersten verschiedenen Winkelbereich in Bezug auf die Ebene liegen, insbesondere wobei die erste Spiegelanordnung und die zweite Spiegelanordnung spiegelsymmetrisch oder punktsymmetrisch zueinander angeordnet sind. Durch eine solche Anordnung kann beispielsweise eine 360°-Erfassung in Bezug auf die Ebene senkrecht zur ersten und zweiten Strahlrichtung realisiert werden. Zum Beispiel kann durch die ersten Raumwinkel ein Gesamterfassungsbereich von 180°in Bezug auf d iese Ebene senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung bereitgestellt sein, während in gleicher Weise auch durch die zweiten Raumwinkel ein Gesamterfassungsbereich von 180°in Bezug auf diese Ebene bereitgestellt wird. Diese jeweiligen Gesamterfassungsbereiche überlappen sich jedoch nicht, sondern ergänzen sich zu 360°. So las sen sich nebeneinander angeordnete Spiegelanordnungen vorteilhafterweise dazu nutzen, um den durch beide Anordnungen bereitgestellten Erfassungsbereich insgesamt zu vergrößern.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Spiegelanordnung derart neben der zweiten Spiegelanordnung angeordnet, dass die ersten Raumwinkel in einem ersten Winkelbereich in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur ersten und zweiten Einstrahlrichtung liegen, und die zweiten Raumwinkel in einem zweiten Winkelbereich in Bezug auf die Ebene liegen, wobei sich der erste und der zweite Winkelbereich in Bezug auf die Ebene überschneiden. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung lassen sich dagegen zum einen Erfassungsbereiche redundant abdecken, wodurch die Messgenauigkeit und Messzuverlässigkeit erhöht werden kann, zum anderen kann auch eine höhere Auflösung gerade in solchen sich überlappenden Erfassungsbereichen bereitgestellt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten und zweiten Spiegelelemente in Richtung der ersten und zweiten Einstrahlrichtung übereinander angeordnet. Entsprechend sind also die erste und zweite Spiegelanordnung ebenfalls übereinander angeordnet. Hierdurch lässt sich vorteilhafterweise der Erfassungsbereich in Richtung der ersten und zweiten Einstrahlrichtung vergrößern. Ebenso können auch durch diese Anordnung wiederum nicht überlappende Erfassungsbereiche durch die einzelnen Spiegelanordnungen bereitgestellt werden, umso eine Vergrößerung des Gesamterfassungsbereichs zu bewirken, sowie auch wiederum überlappende Erfassungsbereiche, zur Erhöhung der Messgenauigkeit und Auflösung.

Zudem wird durch die Möglichkeit die jeweiligen ersten und zweiten Spiegelanordnungen nebeneinander und/oder übereinander anzuordnen besonders viel Flexibilität hinsichtlich der Ausgestaltung der optoelektronischen Sensoreinrichtung bereitgestellt. Die Spiegelanordnungen können so vorteilhafterweise auch an den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden. Zudem lässt sich die optoelektronische Sensoreinrichtung so auch besonders flexibel an gegebene Anforderungen anpassen und entsprechend ausgestalten. Je nachdem, ob eine Erhöhung der Messzuverlässigkeit durch redundante Messergebnisse, eine erhöhte Auflösung in bestimmten Erfassungsbereichen oder ein möglichst großer Gesamterfassungsbereich oder auch beliebige Kombinationen hiervon gewünscht ist, können entsprechende Spiegelanordnungen zueinander oder auch Anzahlen von Ablenkeinheiten gewählt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, die ersten und zweiten Spiegelelemente derart anzusteuern, dass zu zumindest einem gleichen Zeitpunkt einer der ersten Strahlen in eine der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird und einer der zweiten Strahlen in eine der zweiten Raumrichtungen abgelenkt wird, die parallel zu der einen der ersten Raumrichtungen ist. Hierdurch lassen sich zum einen zwei Messungen gleichzeitig durchführen, was vorteilhafterweise dadurch bewerkstelligt wird, dass das Ablenken des ersten und des zweiten Strahls gleichzeitig erfolgt, zum anderen kann dadurch, dass der erste und der zweite Strahl in parallele Raumrichtungen abgelenkt werden eine besonders hohe Messgenauigkeit und Auflösung in dieser Raumrichtung bereitgestellt werden..

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, die ersten und zweiten Spiegelelemente derart anzusteuern, dass zumindest zu einem gleichen Zeitpunkt einer der ersten Strahlen in eine der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird und einer der zweiten Strahlen in eine der zweiten Raumrichtungen abgelenkt wird, die nicht parallel zu der einen der ersten Raumrichtungen ist, insbesondere wobei sich die eine der ersten Raumrichtungen und die eine der zweiten Raumrichtungen in ihrem Verlauf ausgehend von jeweils der ersten und zweiten Ablenkeinrichtung in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Einstrahlrichtung schneiden. Die Blickrichtungen, insbesondere zu einem aktuellen Zeitpunkt, der jeweiligen Ablenkeinheit sind damit sozusagen zwar nicht parallel aber einander zugewandt, sodass beispielsweise an einem Schnittpunkt dieser Blickrichtungen befindliche Objekte mit besonders hoher Genauigkeit, und damit besonders zuverlässig, erfasst werden können. Durch den Blickrichtungsunterschied, insbesondere dadurch, dass die Abstrahlpunkte der jeweiligen Strahlen, das heißt des ersten und des zweiten Strahls, verschieden sind, können Zusatzinformationen über die Position des Objekts, insbesondere dessen Entfernung zur Sensoreinrichtung, vorteilhafterweise durch Triangulation gewonnen werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, die ersten und zweiten Spiegelelemente derart anzusteuern, dass zu zumindest einem gleichen Zeitpunkt einer der ersten Strahlen in eine der ersten Raumrichtungen abgelenkt wird und einer der zweiten Strahlen in eine der zweiten Raumrichtungen abgelenkt wird, die nicht parallel zu der einen der ersten Raumrichtungen ist, wobei sich die eine der ersten Raumrichtungen und die eine der zweiten Raumrichtungen in ihrem Verlauf ausgehend von jeweils der ersten und zweiten Ablenkeinrichtung in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Einstrahlrichtung nicht schneiden. In diesem Fall blicken also die Blickwinkel der jeweiligen Ablenkeinheiten zu einem gleichen Zeitpunkt in unterschiedliche Richtungen, die insbesondere voneinander abgewandt sind. Hierdurch lassen sich vorteilhafterweise sich ergänzende Messdaten, insbesondere auf die Ebene senkrecht zur Einstrahlrichtung bereitstellen. Blickt die eine der Ablenkeinheit sozusagen nach links, so kann durch die andere der Ablenkeinheiten gleichzeitig der rechte Umgebungsbereich erfasst werden oder umgekehrt. Die Messpunkte können sich sozusagen ergänzen und liefern ein deutlich besser aufgelöstes Gesamtbild. Die Erfassungsbereiche der einzelnen Ablenkeinheit können damit vorteilhafterweise komplementär ausgeführt sein. Dies ermöglicht es, Bereiche, die von einer der Ablenkeinheiten nicht abgedeckt und damit nicht erfasst werden können, durch die andere der Ablenkeinheiten zu erfassen. Neben der erhöhten Auflösung kann ebenso auch bei dieser vorteilhaften Ausführungsform eine Erweiterung des Erfassungsbereichs bereitgestellt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sendeeinrichtung derart eingerichtet, dass die erste Einstrahlrichtung und die zweite Einstrahlrichtung windschief zueinander verlaufen oder zumindest in ihrer theoretischen Verlängerung einen Winkel ungleich Null miteinander einschließen, zum Beispiel 90°. Hierdurch lassen sich zahlreiche weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bereitstellen. Wird zum Beispiel durch die eine der Ablenkeinheiten ein maßgeblich in horizontaler Richtung verlaufender Erfassungsbereich bereitgestellt, so kann durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ein zu diesem Erfassungsbereich im Wesentlichen senkrecht ausgebildeter Erfassungsbereich durch die zweite Ablenkeinheit bereitgestellt werden. Die Einstrahlungsrichtungen und damit auch die Anordnungen der einzelnen Spiegelelemente entlang der jeweiligen Einstrahlungsrichtungen können so in beliebiger Weise zueinander positioniert sein, um beliebig ausgestaltete Gesamterfassungsbereiche bereitzustellen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Sendeeinrichtung derart eingerichtet ist, dass die erste Einstrahlrichtung in einer Ebene verläuft, die senkrecht zu einer Ebene ist, in welcher die zweite Einstrahlrichtung verläuft. Durch diese Ausgestaltung lassen sich also nicht nur in horizontaler Richtung besonders große Erfassungswinkel bereitstellen, sondern beispielsweise auch in vertikaler Richtung, senkrecht zur Horizontalen.

Die beschriebenen vielzähligen Anordnungsmöglichkeiten und Ablenkungsmöglichkeiten der einzelnen Strahlen lassen sich auch in beliebiger Weise miteinander kombinieren, sodass vielzählige Anpassungsmöglichkeiten an unterschiedliche Situationen und Anforderungen gegeben sind. Auch können nicht nur zwei Ablenkeinheit, das heißt die erste und die zweite Ablenkeinheit, bereitgestellt sein, sondern die optoelektronische Sensoreinrichtung kann beliebig viele solcher Ablenkeinheit in aufweisen, die in gleicher Weise wie zur ersten und der zweiten Ablenkeinheit beschrieben ausgebildet sein können. Somit können mehrere Ablenkeinheit nebeneinander, übereinander, gespiegelt zueinander, um 90°oder einen beliebigen Winkel geg eneinander gedreht, und so weiter, angeordnet sein und deren einzelne Ansteuerung kann derart erfolgen, dass komplementäre Messbereiche abgedeckt werden, gleiche Messbereiche gleichzeitig abgedeckt werden, Erfassungsbereiche entsprechend vergrößert werden können, die Auflösung entsprechend erhöht werden kann redundante Messergebnisse erzielt werden können, oder ähnliches.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die optoelektronische Sensoreinrichtung einen optischen Empfänger zum Empfangen von reflektierten Strahlen auf, der dazu ausgebildet ist, zumindest ein elektrisches Empfangssignal in Abhängigkeit von den empfangenen Strahlen zu erzeugen, wobei die optoelektronische Sensoreinrichtung weiterhin eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des zumindest einen Empfangssignals aufweist, die weiterhin dazu ausgelegt ist, auf Basis des zumindest einen Empfangssignals zwischen einem reflektierten ersten Strahl und einem reflektierten zweiten Strahl, oder zumindest Teilen davon, zu unterscheiden. Eine solche Unterscheidung kann beispielsweise durch eine entsprechende Kodierung erfolgen anhand welcher beispielsweise der optische Empfänger unterscheiden kann, ob ein empfangener Strahl einen Teil des ersten Strahls und/oder zumindest einen Teil des zweiten Strahls, der von einem Objekt in der Umgebung reflektiert wurde, darstellt. Um also zwischen zwei unterschiedlichen und gleichzeitig gesendeten beziehungsweise gleichzeitig empfangenen oder annähernd gleichzeitig empfangenen Strahlen in Bezug auf ihren Ursprung, das heißt ob sie der ersten Ablenkeinheit oder der zweiten Ablenkeinheit entstammen, unterscheiden zu können, können auch vielzählige andere Verfahren angewandt werden. Neben der beschriebenen Kodierung können auch Strahlen unterschiedlicher Frequenz beziehungsweise Wellenlänge oder anderer unterschiedliche physikalische Eigenschaften genutzt werden. Auch kann die Lichtquelleneinrichtung dazu ausgelegt sein, die ersten und zweiten Strahlen asynchron, das heißt mit zeitlichem Versatz, bereitzustellen, so dass auch durch einen derartigen zeitlichen Versatz, der vorzugswiese größer ist als die Lichtlaufzeit bis zum Empfang der betreffenden reflektierten Stahlen, eine Unterscheidungsmöglichkeit bereitgestellt ist.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Strahlungsquelleneinrichtung dazu ausgelegt ist, die ersten und zweiten Strahlen mit einer unterschiedlichen Kodierung bereitzustellen. Damit kann der optische Empfänger zwischen ersten und zweiten Strahlen auf Basis dieser Kodierung unterscheiden, und vorteilhafterweise werden dadurch gleichzeitige Messungen ermöglicht. Der optische Empfänger kann beispielsweise ein elektrisches Empfangssignal in Abhängigkeit auch von der Art des empfangenen Strahls, das heißt ob es sich bei dem empfangenen Strahlen um einen reflektierten Teil des ersten oder zweiten Strahls handelt, bereitstellen. Diese Information kann die Auswerteeinrichtung entsprechend zur Auswertung nutzen. Eine solche Auswertung kann die Detektion von Objekten in der Umgebung der optoelektronischen Sensoreinrichtung umfassen, sowie auch eine Entfernungsbestimmung solcher Objekte, insbesondere auf Basis einer Triangulation, oder im Allgemeinen eine Positionsbestimmung.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße optoelektronische Sensoreinrichtung oder eine ihrer Ausgestaltungen auf. Die in Bezug auf die optoelektronische Sensoreinrichtung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer optoelektronischen Sensoreinrichtung mit zwei nebeneinander angeordneten Ablenkeinheiten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung der ersten Ablenkeinheit zur Veranschaulichung des Ablenkprinzips gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung mehrere Normalenvektoren jeweiliger Spiegel einer Spiegelanordnung in einer Draufsicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung mit zwei zueinander gespiegelt angeordneten Ablenkeinheiten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung mit zwei übereinander angeordneten Ablenkeinheiten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung mit einer zweiten Spiegelanordnung, die in Bezug auf die erste Spiegelanordnung um einen rechten Winkel gedreht ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 8 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 9 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung

In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Weiterhin ist in allen Figuren das gleiche Koordinatensystem dargestellt.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer optoelektronischen Sensoreinrichtung 1, wie beispielsweise einem Laserscanner oder einen Lidar-Gerät, mit zwei nebeneinander angeordneten Ablenkeinheiten 2a, 2b gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Sensoreinrichtung 1 weist dabei eine Sendeeinrichtung 3 auf, welche die beiden Ablenkeinheiten 2a, 2b, das heißt also eine erste Ablenkeinheit 2a und eine zweite Ablenkeinheit 2b, umfasst. Weiterhin weist die Sendeeinrichtung 3 eine Strahlungsquelleneinrichtung auf, welche in diesem Beispiel exemplarisch eine erste Strahlungsquelle 4a und eine zweite Strahlungsquelle 4b umfasst. Die Strahlungsquellen 4a, 4b können beispielsweise als Laserdioden ausgebildet sein. Die erste und zweite Ablenkeinheit 2a, 2b weisen jeweils eine zugeordnete erste Spiegelanordnung 5a und eine zweite Spiegelanordnung 5 b auf, welche jeweils eine Mehrzahl an als Spiegel 6 ausgebildete Spiegelelemente aufweisen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hierbei für eine jeweilige Ablenkeinheit 2a, 2b jeweils nur ein Spiegel 6 mit einem Bezugszeichen versehen.

Die erste Strahlungsquelle 4a stellt weiterhin erste Strahlen 7a in Form von Strahlungspulsen bereit, welche in einer ersten Einstrahlrichtung 8a, entlang welcher die Spiegel 6 der ersten Spiegelanordnung 5a angeordnet sind, auf die Spiegelanordnung 5a eingestrahlt werden. In gleicher Weise stellt die zweite Strahlungsquelle 4b zweite Strahlen 7b in Form von Strahlungspulsen bereit, welche in einer zweiten Einstrahlrichtung 8b auf die zweite Spiegelanordnung 5b eingestrahlt werden. Auch hierbei sind die Spiegel 6 der zweiten Spiegelanordnung 5b entlang einer durch diese zweite Einstrahlrichtung 8b definierten Geraden angeordnet. Die erste und zweite Einstrahlrichtung 8a, 8b verlaufen in diesem Beispiel parallel und entgegen der z-Richtung des dargestellten Koordinatensystems. Weiterhin sind die jeweiligen Spiegel 6 der betreffenden Ablenkeinheiten 2a, 2b in Bezug auf die jeweilige Einstrahlrichtung 8a, 8b unterschiedlich orientiert, sodass eine Ablenkung der eingestrahlten Strahlen 7a, 7b in unterschiedliche Raumrichtungen ermöglicht wird. Hierzu sind die Spiegel 6 weiterhin zwischen einem transparenten Zustand und einem spiegelnden Zustand schaltbar. Zum Ansteuern der Spiegel ist weiterhin eine Steuereinrichtung 9 vorgesehen. Insbesondere kann hierbei eine gemeinsame Steuereinrichtung 9 vorgesehen sein, um die jeweiligen Spiegel 6 der Spiegelanordnungen 5a, 5b anzusteuern, oder es können auch mehrere Steuereinrichtungen 9 für eine jeweilige Spiegelanordnung 5a, 5b vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung 9 ist dabei dazu ausgelegt, die einzelnen Spiegel 6 jeweils in den transparenten oder in den spiegelnden Zustand zu schalten. Soll also beispielsweise ein erster Strahl 7a in eine ganz bestimmte Raumrichtung abgelenkt werden, so steuert die Steuereinrichtung 9 die erste Spiegelanordnung 5a derart an, dass derjenige Spiegel 6, dessen Orientierung dieser Raumrichtung zugeordnet ist, in den spiegelnden Zustand geschaltet wird, während alle in der ersten Einstrahlrichtung 8a vor diesem bestimmten Spiegel 6 liegenden anderen Spiegel 6 in den transparenten Zustand geschaltet werden, so dass der von der ersten Strahlungsquelle 4a ausgesandte Lichtstrahl 7a alle anderen Spiegel 6 bis zu dem bestimmten Spiegel 6, der in den spiegelnden Zustand geschaltet wurde, durchläuft, und entsprechend von dem Spiegel 6 im spiegelnden Zustand reflektiert wird und in die vorbestimmte Raumrichtung abgelenkt wird.

Die soll in 1 anhand von jeweils zwei Ablenktstrahlen 10a, 10b, 10c, 10d einer jeweiligen Ablenkeinheit 2a, 2b veranschaulicht werden. Wird also beispielsweise von der ersten Strahlungsquelle 4a ein erster Strahl 7a auf die erste Spiegelanordnung 5a eingestrahlt, bei welcher beispielsweise der erste Spiegel in Einstrahlrichtung 8a spiegelnd geschaltet ist, so wird dieser Strahl durch diesen ersten Spiegel 6 abgelenkt und stellt den in 1 veranschaulichten ersten Ablenkstrahl 10a bereit. Ist die erste Spiegelanordnung 5a dagegen beispielsweise so geschaltet, dass alle Spiegel 6 bis auf den letzten in Einstrahlrichtung 8a sich im transparenten Zustand befinden, so durchläuft der eingestrahlte erste Strahl 7a alle Spiegel 6 und wird entsprechend vom letzten Spiegel 6 in eine andere Raumrichtung reflektiert, welcher damit den dargestellten zweiten Ablenkstrahl 10b bereitstellt. In gleicher Weise ist auch für die zweite Ablenkeinheit 2b exemplarisch ein durch den ersten Spiegel 6 bereitgestellter dritter Ablenkstrahl 10c sowie ein durch den letzten Spiegel 6 bereitgestellter Ablenkstrahl 10d dargestellt.

Für die Ansteuerung der jeweiligen Ablenkeinheiten 2a, 2b ergeben sich nun vielzählige verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten. Beispielsweise kann eine zeitlich synchronisierte Ansteuerung erfolgen, sodass zu einem jeweiligen Zeitschritt gleichzeitig jeweilige Strahlen durch die jeweiligen Ablenkeinheiten 2a, 2b abgelenkt und ausgesandt werden. Damit können pro Zeitschritt mehrere Messungen gleichzeitig durchgeführt werden. Je nachdem, in welche Raumrichtungen diese gleichzeitig ausgesandten Strahlen abgelenkt werden, können entweder redundante Messergebnisse erzielt werden, der Erfassungsbereich insgesamt vergrößert werden und oder die Auflösung im Erfassungsbereich erhöht werden. Auch lässt sich zum Beispiel ein und dasselbe Objekt in der Umgebung der Sensoreinrichtung 1 durch zwei separate Messstrahlen abtasten, wodurch beispielsweise auch eine genaue Positionsbestimmung durch Triangulation ermöglicht wird. Das in 1 dargestellte Beispiel zeigt, wie zwei gleichzeitig abgelenkte Strahlen, in diesem Beispiel der zweite Ablenkstrahl 10b und der dritte Ablenkstrahl 10c, in unterschiedliche Raumrichtungen abgelenkt werden. Hierdurch lässt sich also in einem Zeitschritt gleichzeitig eine Erfassung in unterschiedliche Raumrichtungen bereitstellen. Durch eine solche komplementäre Ansteuerung der jeweiligen Ablenkeinheiten 2a, 2b können damit vorteilhafterweise Raumbereiche, die gerade von der ersten Ablenkeinheit 2a nicht abgetastet werden, durch die zweite Ablenkeinheit 2b abgetastet werden und umgekehrt.

Die von gegebenenfalls in der Umgebung der Sensoreinrichtung 1 befindlichen Objekte reflektieren diese Strahlen zumindest zum Teil, wobei diese reflektierten Strahlen weiterhin durch einen optischen Empfänger 11 der Sensoreinrichtung 1 empfangen werden können. Das von diesem optischen Empfänger 11 empfangene Signal kann als entsprechendes Empfangssignal an eine Auswerteeinrichtung 12 übermittelt werden, welches dieses Empfangssignal entsprechend auswertet. Durch eine entsprechende Kodierung der einzelnen Strahlen, das heißt des ersten und der zweiten Strahlen 7a, 7b, kann der Empfänger 11 beziehungsweise die Auswerteeinrichtung 12 zwischen von der ersten Ablenkeinheit 2a ausgesandten und reflektierten Strahlen und den von der zweiten Ablenkeinheit 2b ausgesandten und reflektierten Strahlen unterscheiden.

2 zeigt noch mal eine schematische Darstellung der ersten Ablenkeinheit 2a zur Veranschaulichung des Ablenkprinzips. Hierbei sind exemplarisch nur zwei Spiegel 6 dieser Ablenkeinheit 2a dargestellt. Diese beiden Spiegel 6 sind in Bezug auf die Einstrahlrichtung 8a unterschiedlich orientiert, das heißt die Normalenvektoren n1, n2, welche auf den entsprechenden Spiegelflächen senkrecht stehen, weisen in Bezug auf die Einstrahlrichtung 8a in unterschiedliche Richtungen, können jedoch mit der entlang der Einstrahlrichtung 8a verlaufenden Geraden den gleichen Winkel α einschließen.

3 veranschaulicht thematisch mehrere Normalenvektoren n jeweiliger Spiegel 6 einer Spiegelanordnung 5a, 5b schematisch. Dargestellt ist hierbei eine Draufsicht auf die entsprechenden Normalenvektoren in Einstrahlrichtung 8a, 8b. Die Einstrahlrichtung 8a, 8b verläuft in diesem Beispiel wiederum entgegen der z-Achse in Bezug auf das in 3, sowie auch das in 2 und 1 dargestellte Koordinatensystem. Die Normalenvektoren n der jeweiligen Spiegel 6 weisen dabei in der x-y-Ebene in unterschiedliche Richtungen. Die Spitzen der Normalenvektoren n können beispielsweise auf einer sich um die Einstrahlrichtung 8a, 8b in z- Richtung windende Helix verlaufen. Durch eine derartige spiralförmige Orientierung der einzelnen Spiegel 6 der jeweiligen Spiegelanordnungen 5a, 5b lassen sich somit Ablenkungen der eingestrahlten Strahlen in vielzählige unterschiedliche Raumrichtungen bewerkstelligen.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung 1 mit zwei zueinander gespiegelt angeordneten Ablenkeinheiten 2a, 2b gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung 1 wie zu 1 bereits beschrieben ausgebildet sein. Lediglich unterscheidet sich die in 4 dargestellte Sensoreinrichtung 1 dadurch, dass die erste und zweite Ablenkeinheit 2a, 2b zueinander nun nicht in x-Richtung nebeneinander sondern in y-Richtung nebeneinander und zueinander gespiegelt angeordnet sind. Beispielsweise wird im diesem Beispiel die erste Spiegelanordnung 5a von der ersten Strahlungsquelle 4a wiederum in der ersten Einstrahlrichtung 8a gepulst bestrahlt, wobei die erste Einstrahlrichtung entgegen der z-Richtung verläuft, während die zweite Einstrahlrichtung 8b in diesem Beispiel in z-Richtung verläuft. Auch sind die Spiegel 6 nunmehr so orientiert, dass zum Beispiel durch die jeweiligen Ablenkeinheiten 2a, 2b nicht überlappende Erfassungsbereiche bereitgestellt werden. Durch dieses Ausführungsbeispiel lässt sich beispielsweise ein Erfassungsbereich in Bezug auf die x-y-Ebene von 360°bereitstellen, wobei eine jeweilige Ablenkeinheit 2a, 2b einen Erfassungswinkel von 180°aufweist. Durch eine derartige Anordnung der Ablenkeinheiten 2a, 2b, zueinander lässt sich also nun vorteilhafterweise der Gesamterfassungsbereich vergrößern.

5 zeigt ein weiteres Beispiel einer Sensoreinrichtung 1 mit nun zwei in z-Richtung übereinander angeordneten Ablenkeinheiten 2a, 2b. Im Übrigen kann auch hier die Sensoreinrichtung 1 in Analogie zur zu 1 Beschriebenen ausgebildet sein. Die in 5 dargestellte Sensoreinrichtung 1 unterscheidet sich wiederum lediglich in der Anordnung der einzelnen Ablenkeinheiten 2a, 2b zueinander. Die jeweiligen Spiegelanordnungen 5a, 5b können in diesem Beispiel so angesteuert werden, dass zu einem gleichen Zeitschritt Ablenkstrahlen 10a, 10b, 10c, 10d bereitgestellt werden, die parallel verlaufen. Hierdurch lassen sich redundante Messergebnisse zur Erhöhung der Messgenauigkeit erzielen sowie auch beispielsweise eine besonders genaue Lokalisierung von Objekten durch Triangulation.

6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Sensoreinrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der zu 1 beschriebenen Sensoreinrichtung 1 im Einzelnen dadurch, dass die zweite Spiegelanordnung 5b in Bezug auf die erste Spiegelanordnung 5a um 90°gedreht ist. Entsprechend verlaufen auch die erste Einstrahlrichtung 8a und die zweite Einstrahlrichtung 8b senkrecht zueinander. Weiterhin sind die beiden Ablenkeinheiten 2a, 2b wiederum in z-Richtung übereinander angeordnet. Hierdurch lassen sich vorteilhafterweise zwei Erfassungsbereiche, welche in unterschiedliche Richtungen beziehungsweise Ebenen ausgedehnt sind, bereitstellen. Durch die erste Ablenkeinheit 2a lässt sich beispielsweise in Bezug auf die x-y-Ebene ein relativ großer Erfassungswinkel abdecken, während durch die zweite Ablenkeinheit 2b beispielsweise in der y-z-Ebene oder in der x-z-Ebene ein großer Erfassungswinkel bereitgestellt werden kann, je nach Orientierung der einzelnen Spiegel 6.

Die hier dargestellten Beispiele veranschaulichen nur exemplarisch die Anordnungsmöglichkeiten der jeweiligen Ablenkeinheiten 2a, 2b zueinander, wobei deutlich mehr Kombinationsmöglichkeiten möglich sind. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung 1 nicht nur zwei solcher Ablenkeinheiten 2a, 2b mit jeweiligen Spiegelanordnungen 5a, 5b aufweisen sondern auch deutlich mehr, wie beispielsweise drei, vier, fünf, sechs, und so weiter. Diese können nebeneinander, übereinander, gespiegelt zueinander, gedreht zueinander, und so weiter, angeordnet sein, wodurch sich vielzählige Anpassungsmöglichkeiten in Bezug auf die Optimierung der Auflösung, die Erzielung redundanter Ergebnisse zur Erhöhung der Messgenauigkeit, der Vergrößerung des Erfassungsbereichs, insbesondere in unterschiedlichen Ebenen und Höhen, eine genaue Positionsbestimmung durch Triangulation, deutlich bessere Hindernisverfolgung und Plausibilisierung durch simultanen Messungen, und so weiter, ergeben.

7 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel umfasst die Sensoreinrichtung 1 vier Ablenkeinheiten 2 die sowohl in x-Richtung nebeneinander sowie in z-Richtung übereinander angeordnet sind. Die Ablenkeinheiten können wiederum durch die entsprechende Steuereinrichtung 9 angesteuert werden.

8 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dargestellt ist hierbei schematisch eine Draufsicht auf zwei Ablenkeinheiten 2, welche in der x-y-Ebene entlang einer Kreislinie angeordnet sein können. Weiterhin sind die jeweiligen Erfassungsbereiche 13a, 13b der einzelnen Ablenkeinheiten 2 dargestellt, welche einen Gesamterfassungsbereich 13 bilden. Die einzelnen Erfassungsbereiche 13a und 13b überlappen sich dabei teilweise. In solchen überlappenden Erfassungsbereichen lassen sich somit vorteilhafterweise redundante Messdaten bereitstellen, die zur Triangulation oder Erhöhung der Messgenauigkeit und Erhöhung der Auflösung genutzt werden können. Durch die nicht überlappenden Bereiche kann dagegen vorteilhafterweise eine Vergrößerung des Gesamterfassungsbereichs 13 bereitgestellt werden kann.

9 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese umfasst vielzählige auf einer kreisförmigen Linie in der x-y-Ebene angeordnete Ablenkeinheiten 2. Die einzelnen Erfassungsbereiche dieser Ablenkeinheiten 2 sollen dabei durch die Striche 14 veranschaulicht werden. Diese können sich also wiederum teilweise überlappen und dadurch einen Gesamterfassungsbereich 13 bereitstellen, der in diesem Beispiel in Bezug auf die x-y-Ebene 360°abdeckt.

Den geometrischen Ausbildungen und Anordnungen der einzelnen Ablenkeinheiten sind damit keine Grenzen gesetzt. Je nach Anforderung und Situation lässt sich durch die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausgestaltungen eine optoelektronische Sensoreinrichtung bereitstellen, die mehrere Messungen gleichzeitig durchführen kann, in jeder beliebigen Ebene Erfassungswinkel beliebiger Größe bereitstellen kann, insbesondere in der Horizontalen sowie der Vertikalen in Bezug auf die bestimmungsgemäße Anordnung an einem Kraftfahrzeug, Triangulationen zur besseren Positionsgenauigkeit ermöglicht sowie eine besonders hohes Auflösungsvermögen und eine besonders hohe Messgenauigkeit durch redundante Messergebnisse.