(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源（１０；１５０）と検出デバイス（２０；１６０）とを有する、自動車（１）用のセンサデバイス（２）であって、
前記検出デバイスは、光ピクセルのアレイで構成され、
前記光源（１０；１５０）及び前記検出デバイス（２０；１６０）は、制御・評価デバイス（３０；１３０）に結合され、前記制御・評価デバイス（３０；１３０）は、前記光源（１０；１５０）を、光パルスを放出するよう制御し、また前記検出デバイス（２０；１６０）を、周囲環境から反射した光を検出して、前記検出デバイス（２０；１６０）の検出された信号を評価するよう制御し、
前記制御・評価デバイス（３０；１３０）、前記検出デバイス（２０；１６０）、前記光源（１０；１５０）は共に、第１の空間領域における検出のためのＴｏＦ構成を形成し、これによって空間的に割り当て可能な距離データが検出され、前記ＴｏＦ構成は、ＴｏＦ法を実施する構成である、センサデバイス（２）において、
前記光源（１０；１５０）及び前記検出デバイス（２０；１６０）は収容部に配設され、前記収容部は、前記収容部が車両の載置面に沿って配設されるように、前記センサデバイスを前記車両に取り付けるために構成され、
前記収容部内の前記光源は、前記収容部内に傾斜して配設され、これにより前記載置面に対する法線と前記光源の光軸との間に少なくとも５°の角度が形成され、
前記光源及び前記検出デバイスは、一部可撓性を有する回路基板上に適用され、
前記回路基板の、前記光源を支持する部分は、前記回路基板の他の部分に対してある傾き角で固定される
ことを特徴とする、センサデバイス（２）。
【請求項２】
前記収容部には前記光源（１０；１５０）及び前記検出デバイス（２０；１６０）を支持する支持構造体（１１０）が配設され、
前記支持構造体（１１０）は、斜め方向に延在する、前記光源用の少なくとも１つの支持部分を備え、前記支持部分を傾いた位置に保持する、請求項１に記載のセンサデバイス。
【請求項３】
前記検出デバイスも同様に、前記回路基板の、前記光源を支持する傾いた前記部分上で固定される、請求項１または２に記載のセンサデバイス。
【請求項４】
前記光源は、光線形成用の光学構成部品を備え、
前記構成部品のうちの少なくとも１つは、回折光学素子で構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項５】
前記光源は、光線分割デバイスを備え、
前記光線分割デバイスは、放出された前記光パルスを非連続的な立体角領域に分割する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項６】
前記光源は、光学構成部品として少なくとも１つの液体レンズを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項７】
前記液体レンズは、制御に依存した前記光源の光線形成を行うために、前記制御・評価デバイスに結合される、請求項６に記載のセンサデバイス。
【請求項８】
前記検出デバイスはその上流に、少なくとも１つの光フィルタが接続される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの光フィルタは、赤外線フィルタである、請求項８に記載のセンサデバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光フィルタは、偏光フィルタである、請求項８に記載のセンサデバイス。
【請求項１１】
前記傾き角は５°〜３０°である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項１２】
前記傾き角は５°〜２０°である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のセンサデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車での操作ジェスチャ又は操作アクションの光支援型認識のために使用されるセンサ構成に関する。
【０００２】
特に本発明は、ユーザの操作意図を認識するために、空間的、時間的に分解された光情報を検出、評価できるセンサ構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
先行技術において、画像情報の評価に反応して操作を認識し、その結果として例えば切替えイベントを開始する光学的方法が周知である。ここで例えば、個々の画像又は画像のシーケンスのパターン又は運動を読み取る、モニタリングシステムの自動ビデオ評価を挙げることができる。更に、多数の他の光支援型システムが周知であり、このうち最も基本的なものには、光センサ又は照度センサが含まれる。しかし、複雑さの度を増した光システムは、同時に光情報を記録し、多くピクセルと呼ばれる光感応性検出単位から成るグリッド又はアレイを、例えばＣＭＯＳアレイの形で使用する。
【０００４】
特許文献１は、ジェスチャを検出し、その結果として車両の閉鎖要素が自動で動作する光センサを開示している。
【０００５】
特許文献２は、光センサチップに関し、自動車のウィンドウディスク、スライドドア又はトランクリッドのモニタリング用の光学式はさまり防止装置に関する。
【０００６】
特許文献３は、開閉要素の操作、モニタリング用の光センサを開示している。
【０００７】
ジェスチャ制御が、ユーザインタラクションの多くの技術分野で更に浸透してきたため、自動車における操作者の意図の認識のために、上述のような光システムのみを使用することも試みられている。しかしこのようなシステムでは、静電容量方式のシステムによって操作を検出する技術の方が圧倒的に優勢であった。
【０００８】
特許文献４は、本発明で使用できるものと同様の種類の光支援型デバイスを用いて物体及び操作ジェスチャを非接触で検出するシステムを開示している。
【０００９】
周知のシステムでは、光学構成部品及び電子機器の複雑化を念頭において、通常は上記静電容量方式のシステムより大きい設置スペースが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００８０２５６６９号
【特許文献２】国際公開第２００８／１１６６９９号
【特許文献３】国際公開第２０１２／０８４２２２号
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２０１１０８９１９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、車両のアクセスシステムによる操作制御のための、改良された小型の光センサシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上の課題は、請求項１の技術的特徴を備えた装置によって解決される。
【００１３】
本発明のセンサデバイスは自動車用であり、センサデバイスは特に、車両の外部領域におけるユーザの接近、運動をモニタリングし評価する。センサデバイスは特に、アクセス要素、即ちドアロック又はリアロックの切替えのために配設され、従って車両の側面領域、例えば車両のＡピラー、Ｂピラー又はリア領域、ここでは例えばバンパ又は番号灯の領域に配設される。
【００１４】
本発明は、飛行時間型質量分析（ＴｏＦ）法を実施するセンサ構成に関するため、この方法について簡単に説明する。
【００１５】
Ｔｏｆ法では、光源を用いて空間領域を照射し、ラインセンサ又はエリアセンサを用いて、空間領域内の物体からの反射戻り光の移動時間を記録する。この目的で、光源とセンサは、互いにできる限り近い位置に配設しなければならないため、光線と検出経路の間の角度は、近似的に無視できる。光源から光パルス、例えば短時間（例えば３０ｎｓ〜３００ｎｓ）のレーザパルスが放出され、周囲の物体に衝突し、反射され光学系を通過してセンサに到達する。同様に、センサも例えば電子閉鎖装置（シャッタ）によってパルス制御で動作する。光移動時間と光速度との比例関係から、センサと測定物との距離が決定される。
【００１６】
時間的遅延の測定のために、光源とセンサとを同期させなければならない。検出される距離範囲に応じて、光源及び光検出器アレイの現状でのパルス位相の相対的なタイミングは変更できる。
【００１７】
従って一方では、この設計において、光源はパルス制御で動作する。更に、検出ユニット、即ち感応性ピクセルアレイがパルス制御により感応型で切り換えられ、即ち個々のピクセルの積分窓は光源と時間的に同期され、積分時間で局限される。光検出器アレイでは、入射光子によって遊離電荷キャリアを生成、収集し、こうして、閉鎖装置の開放時間内での進入光の照度の積分に比例して、電圧信号が生成される。
【００１８】
検出される物体の別個の反射特性を反映させるために、閉鎖時間が別個の状況で、複数回の測定を実行できる。更に、背景光の抑制のために、光パルスを用いた場合及び用いない場合の測定値間で減算が行われる。
【００１９】
測定原理上は、カメラの閉鎖装置が画像センサの上流に設置されるか、電荷キャリアの記録プロセスを中断するスイッチの形で光検出器の記録プロセスの後方に設置されるかは重要ではない。測定方法の基本概念として、わずかな閉鎖装置の開放時間内に反射光のみが記録される。
【００２０】
情報を光で検出し空間的に振り分けるための上記以外の技術的なコンセプトに関しては、この問題に関するいくつかの研究に参照を促す。これらの研究は、上で示した技術的なコンセプトを説明したもので、特に、［Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｋｔｏｒｅｎ  ｕｎｄ  Ａｕｓｌｅｓｅｋｏｎｚｅｐｔｅ  ｆｕｅｒ  ３Ｄ−Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ−Ｂｉｌｄｓｅｎｓｏｒｅｎ  ｉｎ  ０．３５  μｍ−Ｓｔａｎｄａｒｄ−ＣＭＯＳ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ」（Ａｎｄｒｅａｓ  Ｓｐｉｃｋｅｒｍａｎｎ，Ｆａｋｕｌｔａｅｔ  ｆｕｅｒ  Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ  ｄｅｒ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔ  Ｄｕｉｓｂｕｒｇ−Ｅｓｓｅｎ，２０１０）を参照されたい。
【００２１】
更に、「Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  ３Ｄ−ＣＭＯＳ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ａｎｄ  Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ３Ｄ  Ｄａｔａ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  ａｎｄ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」（Ｂｅｒｎｈａｒｄ  Ｋｏｅｎｉｇ，Ｆａｋｕｌｔａｅｔ  ｆｕｅｒ  Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ  ｄｅｒ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔ  Ｄｕｉｓｂｕｒｇ−Ｅｓｓｅｎ，２００８）も参照されたい。
【００２２】
重要な点は、上の検出法が画像のみに基づく検出法ではないという点である。ピクセルごとに距離情報が算出され、この距離情報が時間に応じた光検出で成立する。最後に、ピクセルアレイを使用した場合に、距離の数値のマトリックスが提供され、この距離の数値のマトリックスによって、物体の運動を解読し追跡できる。
【００２３】
本発明のセンサデバイスは、構成要素として、特に光源及び検出デバイス（検出機能）を備える。検出デバイスは、光ピクセル、即ち光感応性素子のアレイを有する。特に、デバイスは、ＣＣＤ素子その他とすることができる。アレイは、光源と共に、上に記載した種類の飛行時間型質量分析システム、即ち「三次元イメージャ」又は「レンジイメージャ」の空間データモニタリング装置をなす。ここで、時間制御を行うピクセルアレイが使用され、このピクセルアレイでは、距離を検出でき、距離情報を時系列で分析することで、物体の運動を検出できる。自動車のトラッキングシステムでは、既に同様の３Ｄセンサが、歩行者保護の目的又はパーキング補助として使用されている。
【００２４】
光源は、感応性ピクセルから成るアレイの近傍、例えばアレイの近辺に近接して配設される。制御回路は光源のモードもピクセルアレイのモードも制御する。
【００２５】
光源、検出デバイスの制御及び同期の目的で、２つの素子は上に述べた制御・評価デバイスに連結されている。この制御・評価デバイスは、検出モードでモニタリングされる空間に対して、時間に応じて調節しながら光を照射し、これに応じて検出デバイスを切り換える役割を担う。光源は、これに応じて光パルスを放出するよう制御され、このために、好ましくは長波の、不可視光のスペクトル、特に赤外線のスペクトルで光を放出する。この目的で、レーザダイオード又は超高輝度ＬＥＤが配設される。
【００２６】
光源には、放出された光を用途に応じて検出空間に振り分ける光学系が装備される。この目的で、光パッケージ、例えばレンズパッケージが光源の前方に配設され、この光パッケージは、放出された光線の拡張、屈折又は集光を行う。
【００２７】
車両への取り付けに当たって、センサ構成が光源及び検出デバイスと共に、容易に車両に取り付けられる単一のユニットに統合される。このために、光源及び検出デバイスは、センサ構成の固定のために車両に配設される又は形成される収容部に、配設される。収容部は周囲を囲む形状のハウジング又はシェルとすることができ、検出デバイス及び光源用に、標準的な波長域ではそれぞれ少なくとも検出領域に向かって光透過性に形成される。収容部は光源及び検出デバイスを保護、保持し、本発明による形で配向される。
【００２８】
収容部は、この収容部が車両の載置面に沿って配設されるように、センサデバイスを車両に固定するために構成される。例えば載置面は、車両上の収容スペース、例えば陥凹の底部輪郭から形成される。本発明によると、光源は収容部内に傾斜して配設されるため、載置面に対する法線と光源の光軸との間に少なくとも５°の角度が形成される。
【００２９】
それゆえ、光源は収容部内で小角に傾斜した位置又は斜め方向に配設されるため、光源及び関連の光学機器は、収容部及び車両輪郭に対して傾けられている。ここで、傾斜又は傾きという用語は、光源及びその光軸が、収容部内部の主取付面から離れる方向に配向されていることを示す。この目的で、電子構成部品、例えば回路基板の収容部内に、第１の主取付面が取り付けられ、この第１の主取付面に対して、光源は上で述べた傾きを有して取り付けられる。例えば、かかるセンサが車両のＢピラーに配設される場合、この車両のＢピラーは、垂直方向に対して傾けられる。というのは、車両断面が上に向かうにつれて先細となっているからである。設置スペースを拡張せずに車両の周囲の最適な検出を実現するために、収容部内部、更に車両の車体外板に対して照射装置自体を傾斜させるか又は斜め方向に配置する。こうして、車両上に場所を取らずに装置を配設するために、装置の車両に対する斜め位置が補償又は過補償される。本質的な点は、光源及びレンズパッケージから成る装置の光軸を収容部に対して斜めに配向できる点にある。
【００３０】
本発明によると、光源及びその光軸が収容部内に傾斜させて配設されるが、同様の措置を検出デバイスの光軸に適用しなくともよい。それに代えて、本発明との関連で、完全に有利な形で、検出デバイスの光軸をハウジング内の小角に傾斜した位置に、即ち光源と同一方向に小角に傾斜させ、同一角度又は同程度傾けた状態で収容できる。それゆえ、本発明によると、照射光学系のみの傾斜又は照射光学系と検出光学系の双方の傾斜が実現できる。ここで、小角での傾斜という用語は、車両の固定面例えば固定平面に対して傾斜が配設される、つまり各光軸が車両の取付面に対して少なくとも５°の角度を取るという意味に理解される。車両の取付位置に応じて、５°〜４５°の角度範囲、通常は１５°〜３０°の傾斜が念頭に置かれる。
【００３１】
本発明の変形形態では、センサ構成は、一部可撓性を有する回路基板、特に半可撓性回路基板上に配設される。半可撓性回路基板とは、一部が所定の曲げ半径内で可撓性に形成され、回路基板の断面の曲げ範囲が大幅に低減した回路基板を指す。本発明のこの変形形態では、センサ構成は回路基板レイアウトと一体に実施され、回路基板の別個の部分を半可撓性の領域が接続する。光学系の傾斜は、この光学系を、回路基板の他の部分に対してある傾き角分だけ傾けた回路基板の一部に配設することで形成される。例えば、制御・評価回路を回路基板の第１の部分に配設することが可能であり、回路基板に沿って、この領域から変位した位置に回路基板の曲げ領域が広がり、これに光源及び光学系パッケージが配設された領域が隣接する。上の回路基板の領域の間の曲げ領域は、光源が第１の回路基板部に対して傾けられるように変形される。これに第２の回路基板部が隣接し、この第２の回路基板部は、反対方向、即ち第１の傾きのない回路基板部の方向に傾けられる。それゆえ、本質的な点は、可撓性の領域を備える一体の回路基板に取り付けたとしても光学系の傾き又は傾斜が形成され、光学系の傾きが、可撓性の領域で回路基板を変形することで実現されるという点にある。同様に、回路基板を変形することで、検出デバイスの検出軸の傾きも実現できる。
【００３２】
本発明の更なる態様によると、照明要素には回折光学素子（ＤＯＥ）の形態の光学素子が割り当てられる。本発明のセンサ構成の目的は、意図的に局限された空間領域に光制御を施す点にある。回折光学素子は、光線の形成、例えば光線の分割、光線の拡張又は集光のための素子である。この回折光学素子は、レンズ素子とは異なり、光格子の物理的原理の目的で使用される。上の極小に構成した回折光学素子を使用することで、照明装置の光線が本発明に関連する空間領域に分割され、これに制限される。
【００３３】
センサ構成では照明装置の性能は制限されるため、照射エネルギーはできる限り目的に応じて関連する照射領域に分割される。この目的で、本発明の更なる態様によると、照射源に光線の分割を行う回折光学素子を割り当てる。光線の分割は、同一の光源及び同一のセンサ構成から別個の空間領域に、分割された光錐を放射するような形で行われる。例えば、車両のＢピラーへのセンサ構成の取り付けに当たって、車両の車体外板に沿って運転席側ドアのドアグリップの方向に照射光の円錐を分割、配光し、他の光錐を若干傾けて車両の下方に反らすことで、ユーザの接近を検出できる。上のように照度の振り分けを行うことで、一方では、より広範囲の領域に広範囲に照射する代わりに、照射される領域内で高いエネルギー密度が達成され、他方では、感応性領域の選択が達成される。非照射領域は、特に受光系又は検出デバイスによって検出されないため遮光される。本質的な点は、光線の分割を素子によって実行することで、統一的な光源が立体角に沿って非連続的に角度範囲を照射するという点にある。
【００３４】
回折光学素子は、光線の分割以外にも、光線の拡張にも使用できる。
【００３５】
本発明の更なる態様によると、照明装置の光学系パッケージのレンズのうち少なくとも１つが、液体レンズとして形成される。かかる液体レンズは、特に小型に実施できる。液体レンズは、例えば電圧を用いて調節できるため、照明装置の照射角が、使用状況又は環境条件に応じて調節できる。制御・評価回路は、焦点距離を変更し、別個の検出シナリオに照射を行うため、液体レンズに電圧を印加できる。例えば立体角の集中型、集光型の照射又はエネルギー密度を小さくした広範囲の照射が実現できる。なお、液体レンズは、照射光学系にも受光系にも使用できる。
【００３６】
以下において、本発明は、添付の図面を用いて詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、車両における本特許の検出デバイスの使用状況の模式図である。
【図２】図２は、車両における本発明のセンサ構成で動作する構成部品の模式図である。
【図３】図３は、本発明の更なる実施形態による傾斜させた照明装置の模式的な構成の、模式的な断面図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明の更なる実施形態による照明装置の光線の分割を示す図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の更なる実施形態による照明装置の光線の分割を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
[実施例]
図１に示したとおり、車両１には本発明のセンサ構成２が装備されている。センサ構成２は、ここでは点線で示した検出範囲のイベント又は運動を検出する。車両に接近するユーザ４は、検出範囲３において、車両の機能を開始するべく運動ジェスチャを実行できる。上の図の実施形態では、検出デバイス２は車両側面のＢピラーに格納されている。しかし、かかる検出デバイスは、車両の任意の場所、特にリア領域又はフロント領域に配設することもできる。図１では更に、検出範囲及びその光軸が、車両の取付面に対して傾いた状態で配向される。Ｂピラーが上方の車両中央に向けて傾けられる一方、検出範囲は水平線に対して若干下方に傾けられる。以下に示すとおり、上記は、光学系を傾斜させることで実現される。
【００３９】
図２は、車両における本発明のセンサ構成で動作する構成部品を模式図で示す。この図では、図を分かり易くするために、車両１は図示していない。
【００４０】
センサ構成は、収容部２に配設され、上の図でレーザダイオード１１及び拡大光学系１２から形成される光源１０を備える。光学系１２は、光線の断面を拡大するため、幅広い検出範囲３が形成され、この検出範囲にユーザ４が侵入して、この検出範囲内で運動ジェスチャを実行できる。ここで、単純なプラスチック光学系又はガラス光学系、例えば集光レンズ、非球面レンズ又はフレネルレンズを使用できる。上記に代えて、回折光学素子を光学系又はその一部とすることができる。
【００４１】
検出アレイ２０は光源に隣接して配設され、感応性領域が検出範囲３の方向に向くよう配向される。アレイ２０は感応性ピクセルから成る列及び行を含み、本実施形態ではＣＣＤアレイとして形成されている。検出デバイス２０はその上流に光学系２１が接続され、この光学系は検出範囲３をＣＣＤアレイにマッピングする。この光学系は、背景光をレーザ光に対して抑制する要素として、制御式の閉鎖装置又は目的に適したフィルタ、特に赤外線（ＩＲ）フィルタ又は偏光フィルタを備えることもできる。上記光学系も、制御及び集光を実現する液体レンズ又はマイクロレンズアレイを備えることができる。
【００４２】
光源１０もアレイ２０も制御デバイス３０に結合され、これにより、光源１０及びアレイ２０のパルスモード及び時間制御モードが可能となる。光源１０が光パルスの放出のために制御され、ピクセルアレイレイアウトが検出のために制御される場合には、個別のピクセルで所定の持続時間中に発生する光エネルギーを積分する。積分に応じてそれぞれ存在する各ピクセルの負荷が制御デバイスで評価されるため、各ピクセルについて、積分期間に特徴的な検出値が生成される。
【００４３】
上に示したとおり光源１０及び検出デバイス２０の双方について時間調節、同期を行い制御することで、検出デバイス２０の各ピクセルについて、光移動時間の検出、更には距離の検出が実現する。正確な機能については、上に掲げた刊行物の開示内容、特に周知の飛行時間型質量分析デバイスに参照を促す。
【００４４】
実際には、光情報は、光源１０で放射光が戻ってくる際の出発点となる１人のユーザのみから発せられるものではなく、全ての目に見える点から受光した光の積分を実行する。周囲環境も検出性能に寄与する。しかし、周囲光を概ね計算から除外できるセンサ構成のアルゴリズム及びモードは周知である。特に、背景光を計算から除外するために、複数の収容部を、わずかな距離で相前後するように時間的パラメータを変更して実行できる。背景の影響を除外するために、上の検出は、別個の積分時間で実行できる。特に、例えば光パルスが同一の時間内放出されるが、積分がその持続時間中に変動する場合には、背景の影響は積分時間と比例の関係となり、他方、光パルスによる影響は、光パルスの持続時間中は存続する。
【００４５】
制御・評価デバイス３０は情報を検出し、この情報を距離情報のアレイに換算する。こうして、周囲環境の３Ｄカードを作成できる。手動制御の時間的順序によって、空間変動及び物体の運動の３Ｄ情報を検出領域３で検出できる。例えば、ユーザ４の手の振動を検出できる。制御装置３０、更にこれを介して検出デバイス２全体が、自動車の中央制御装置５０と連結される。運動ジェスチャの認識は、一方では制御・評価デバイス３０のライブラリを用いて実行できるか、３Ｄ空間データの時系列が中央制御装置５０に転送され、ここで評価される。更に、デバイス３０は、特徴的な空間データを用いて操作ジェスチャを認識するために、例えば神経回路網の形状としたパターン認識を備える。最後に、中央制御装置５０は、検出されたデータに応じて、自動車の機能スタート、例えばサイドディスクの引き下げ或いはドア又はトランクリッドの開放に着手する。
【００４６】
ここまでセンサ構成をその模式的構成及び車両における位置において説明したため、図３では、センサの構成の第１の実施形態を、統合されたセンサ構成の側面断面図で示す。ハウジング１００は、センサ構成部品の収容部をなす。ハウジング１００では、支持構造体１１０が形成され、この支持構造体は、載置される回路レイアウトの土台をなす。回路レイアウトは一部可撓性の回路基板１２０上に配設される。この回路基板は、薄型で可撓性の領域及び肉厚で剛性の領域を備える。回路基板１２０の第１の部分に、制御・評価デバイス１３０が設置される。この制御・評価デバイスは、マイクロコントローラ、メモリチップ、その他の電子スイッチ素子を内包できる。制御・評価デバイス１３０を支持する領域に、先細で可撓性の回路基板１２０の領域が隣接し、更に照明装置１５０を支持する回路基板の一部が続く。更に、回路基板１２０に沿って順次、先細で可撓性の回路基板の領域及び剛性を持たせた肉厚の回路基板１２０の領域がもう一組配設され、この肉厚の領域には光検出デバイス１６０が配設される。この実施形態では、光検出デバイス１６０は、ＣＭＯＳアレイ及び関連の光学系を備える。支持構造体は、回路基板部が別個の傾きで支持されるように、回路基板及びその可撓性の領域に合わせて調節される。照明装置１５０が他の構成部品、特に回路基板の他の部分に対して傾けられるように、中央の剛性を有する回路基板部は支持構造体１１０の傾斜部に設置される。
【００４７】
こうして、小型構成の光センサが提供され、取付面に対して傾いている領域に対して照射を実行できるにもかかわらず、この光センサはその裏側の平面（図３では下面）で例えば車両のＢピラーに取り付けできる。回路基板は、まず平面位置、即ち回路基板部の平面方向に配向して設置され、その後初めて収容部及び支持構造体に挿入されるため、光学系１５０の取り付けは、平面の回路基板上の光学系のその他の取り付けと同様に容易に実施できる。収容部及び収容部内の支持構造体を用いて初めて、回路基板及びその先細の領域が光の光源の傾きを内包する。
【００４８】
本発明によると、検出デバイス１６０も、対応する支持構造体１１０の形状によって傾けることができることが明らかである。更に本発明によると、光源１５０を傾けるために、半可撓性の回路基板が無条件で必要となるわけではなく、その代わりに複数の回路基板を導電結合で結合することもできることも明らかである。
【００４９】
傾きをもたせて支持構造体を調節し、次いで収容部内の支持構造体の様々な位置に様々な構成部品を設置することで、光学構成部品を有利に配向したセンサ構成が創出される。別個の取付面、傾き角を必要とする別個の車両モデルにおいて、別個の支持構造体１１０を収容部１００に設置するか、又は別個の収容部１００に関連の支持構造体を備えて形成できる。次いで、光源、制御・評価回路、光検出装置を備える同一の回路基板装置を、別個の車両モデルで使用できる。
【００５０】
図示した構成を取る平面に装着し、光学系に傾き又は傾斜を与えるために対応する支持構造体に設置するコンセプトのおかげで、光学系及びＬＥＤ又はレーザダイオード用の市販の取り付けキットを使用できる。
【００５１】
図４ａ、４ｂは、本発明の更なる実施形態による他のコンセプトを示す。この実施形態によると、センサ構成１９０は車両のＢピラーに収容され、照明装置の光学系パッケージの一部として光線分割デバイスが使用される。この目的で、例えばレーザダイオードの光源そのものの照射エネルギーを別個の空間領域にガイドするために、小型に構成した回折光学素子が使用される。図４ａは、照射エネルギーの一部が照射光の円錐２００の下方で車両フロントに向かって振り分けられ拡張されるため、運転席側ドアのドアグリップ２１０が照射領域に位置することを示す。照射エネルギーの他の一部２２０は、車両側面から車両に近づくユーザを照射するために、車両側面の下方に傾けた円錐に向かってガイドされる。こうして、無関係で邪魔になる検出信号を阻止できる。というのは、検出に関連性を有する部分領域のみが照射されるからである。例えばユーザがその手をドアグリップに近づけた場合、振り分けられドアグリップに向かう光錐内にこの手を差し入れるため、反射戻り光が検出方向に向かう場合には、顕著な信号の増加が引き起こされる。
【００５２】
光線の分割は、別個の方向に振り分けられる複数の光線の構成要素で実行できる。本質的な点は、この場合には、別個の分離された領域に照射するためには、ただ１つの光源で十分であり、単一の検出デバイスのみで、反射戻り光が検出されるという点にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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