DE10110369A1 - Cooling arrangement for roof-mounted, vehicle occupant sensor system employs Peltier-effect element in close thermal contact with CCD camera system - Google Patents

Cooling arrangement for roof-mounted, vehicle occupant sensor system employs Peltier-effect element in close thermal contact with CCD camera system

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DE10110369A1
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Abstract

A Peltier-effect element (9) or similar, is employed for cooling, in close contact with the sensor system (1)

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung eines Sensorsystems nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement for cooling a sensor system according to the Preamble of claim 1.

In Kraftfahrzeugen werden zukünftig verstärkt Sensorsysteme, beispielsweise aktive Bilderfassungssysteme oder Kameras, zur Überwachung des Fahrzeugin­ nenraums oder zur Positionserkennung der Fahrzeuginsassen eingesetzt. Solche Sensorsysteme müssen an einer aus mechanischer und optischer Hinsicht opti­ malen Stelle des Fahrzeugs befestigt sein. Hierzu eignet sich vorteilhaft der vor­ dere Knotenpunkt des Dachhimmels.In the future, sensor systems will be increasingly used in motor vehicles, for example active image acquisition systems or cameras, for monitoring the vehicle interior or for position detection of vehicle occupants. Such Sensor systems must opti from a mechanical and optical point of view paint the vehicle. The front is advantageously suitable for this another node of the headliner.

Ein großer Nachteil besteht darin, dass sich diese Stelle, also der vordere Knoten­ punkt des Dachhimmels, durch direkte Sonneneinstrahlung auf sehr hohe Tempe­ raturen bis über 90°C erhitzen kann. Das hat zur Folge, dass die optoelektroni­ schen Bauelemente eines Sensorsystems an der oberen Grenze ihres Tempera­ turbereiches betrieben werden und sich somit durch stärkeres Rauschen und ein schlechteres Signal-Rausch-Verhältnis ihr Wirkungsgrad auf unannehmbar niedri­ ge Werte verschlechtert.A major disadvantage is that this point, i.e. the front node point of the headliner, due to direct sunlight at very high temperatures can heat up to over 90 ° C. As a result, the optoelektroni components of a sensor system at the upper limit of their tempera be operated in the range and thus by stronger noise and a worse signal-to-noise ratio their efficiency to unacceptably low values deteriorated.

Beispielsweise ist es aus der Satellitentechnik bekannt, Empfänger von Satelliten­ signalen mittels eines flüssigen Kühlmediums zu kühlen, um bei den vergleichs­ weise schwachen Signalen das Signal-Rausch-Verhältnis und damit den Wir­ kungsgrad zu verbessern.For example, it is known from satellite technology to receive satellites to cool signals by means of a liquid cooling medium in order to compare wise weak signals the signal-to-noise ratio and thus the we to improve efficiency.

Nachteile dieser Kühlweise bestehen darin, dass Leitungen für das flüssige Kühl­ medium verlegt und beispielsweise an eine Kältemaschine, beispielsweise an die Klimaanlage eines Fahrzeugs, angeschlossen sein müssen, was zu großen Abmes­ sungen beim Sensorsystem und hohem Gewicht führt und insgesamt ein recht hoher zusätzlicher und teurer Aufwand bedeutet.Disadvantages of this cooling method are that lines for liquid cooling medium laid and, for example, to a refrigerator, for example to the Air conditioning of a vehicle must be connected, resulting in large dimensions solutions with the sensor system and high weight and overall a right high additional and expensive effort means.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Kühlung für ein Sensorsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, dass keine Leitungen für ein Kühlmedium notwendig sind und der für die Kühlung notwendige zusätzliche Aufwand gering bleibt.The invention has for its object an arrangement for cooling for To design the sensor system according to the preamble of claim 1 so that none Lines for a cooling medium are necessary and the necessary for cooling additional effort remains low.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung zur Kühlung mit den im An­ spruch 1 angegebenen Merkmalen.This task is solved by an arrangement for cooling with the in the An pronounced 1 characteristics.

Die Anordnung nach Anspruch 1 weist die Vorteile auf, dass keine zusätzlichen Leitungen, auch keine elektrischen Leitungen für die Kühlvorrichtung installiert werden müssen, da für das Sensorsystem bereits installierte elektrische Leitun­ gen mitbenutzt werden können. Außerdem weist die Kühlvorrichtung kleine Ab­ messungen und geringes Gewicht auf, so dass sich auch das Gewicht und die Abmessungen des Sensorsystems nicht oder nur unwesentlich erhöhen. Zudem sind die Beschaffungskosten für die Kühlvorrichtung vergleichsweise gering.The arrangement according to claim 1 has the advantages that no additional Lines, also no electrical lines installed for the cooling device must be installed, since electrical lines already installed for the sensor system can be shared. In addition, the cooling device has small Ab measurements and light weight, so that the weight and the Do not increase or only slightly increase the dimensions of the sensor system. moreover the procurement costs for the cooling device are comparatively low.

Die Erfindung eignet sich als einfache und kostengünstige Kühlvorrichtung für ein Sensorsystem, das am Dachhimmel eines Fahrzeugs installiert ist.The invention is suitable as a simple and inexpensive cooling device for a Sensor system installed on the headlining of a vehicle.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands nach Anspruch 1 sind in den Un­ teransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the object according to claim 1 are in the Un claims specified.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert, wobei die einzige Figur schematisch die Anordnung von optoelektronischen Komponenten und der Kühlvorrichtung in einem Sensorsy­ stem zeigt.The invention will now be described with the aid of an exemplary embodiment of the drawing explained, the single figure schematically the arrangement of optoelectronic components and the cooling device in one sensor system stem shows.

Die Figur zeigt ein Sensorsystem 1, wie es beispielsweise in einem Fahrzeug am Dachhimmel zur Innenraumüberwachung oder zur Sitzbelegungs- und Sitzpositi­ onserkennung verwendet wird. Beim Sensorsystem 1 handelt es sich beispiels­ weise um ein aktives Bilderfassungssystem, vorteilhaft um einen bekannten PMD- Sensor (photonic mixer device) oder um ein anderes Bilderfassungssystem geeig­ neter Art, beispielsweise um ein passives Bilderfassungssystem wie eine CCD- Kamera, eine CMOS-Kamera, eine Infrarot-Kamera oder eine Wärmebild-Kamera. Von einem Sendeteil 2 des aktiven Bilderfassungssystems 1 werden modulierte Strahlen 3 elektromagnetischer bzw. optischer Natur mittels einer geeigneten Optik oder eines Objektivs 4 auf ein Objekt 5 gerichtet. The figure shows a sensor system 1 , as it is used for example in a vehicle on the headliner for interior monitoring or for seat occupancy and seat position detection. Sensor system 1 is, for example, an active image acquisition system, advantageously a known PMD sensor (photonic mixer device) or another image acquisition system of a suitable type, for example a passive image acquisition system such as a CCD camera, a CMOS camera, an infrared camera or a thermal imaging camera. From a transmitting part 2 of the active image acquisition system 1 , modulated beams 3 of electromagnetic or optical nature are directed onto an object 5 by means of suitable optics or an objective 4 .

Beim Objekt 5 handelt es sich beispielsweise um einen Fahrzeuginsassen. Vom Objekt 5 reflektierte Strahlen 6 gelangen durch das Objektiv 4 auf ein Emp­ fangsteil 7 des aktiven Bilderfassungssystems 1.Object 5 is, for example, a vehicle occupant. Rays 6 reflected from the object 5 pass through the lens 4 to a receiving portion 7 of the active image acquisition system 1 .

Um das Signal-Rausch-Verhältnis und damit den Wirkungsgrad zu erhöhen, wer­ den Sendeteil 2 und/oder Empfangsteil 7 gekühlt und dadurch auf einer optima­ len Arbeitstemperatur gehalten. Dazu sind Sendeteil 2 und/oder Empfangsteil 7 auf einem Kühlelement 9 angeordnet und stehen in engem Kontakt mit dessen kühlender Seite 8.In order to increase the signal-to-noise ratio and thus the efficiency, who cooled the transmitting part 2 and / or receiving part 7 and thereby kept at an optimal working temperature. For this purpose, transmitting part 2 and / or receiving part 7 are arranged on a cooling element 9 and are in close contact with the cooling side 8 thereof.

Beim Kühlelement 9 handelt es sich vorzugsweise um ein bekanntes und im Han­ del günstig erhältliches Peltier-Element oder um ein vergleichbares Kühlelement 9 mit ähnlichen Eigenschaften. Die Spannungs- und Stromversorgung des Peltier- Elements 9 erfolgt vorteilhaft über die Spannungs- und Stromversorgung des akti­ ven Bilderfassungssystems 1, so dass keine zusätzliche Installation von Versor­ gungsleitungen erfolgen muss.The cooling element 9 is preferably a known and commercially available Peltier element or a comparable cooling element 9 with similar properties. The voltage and power supply of the Peltier element 9 is advantageously carried out via the voltage and power supply of the active image acquisition system 1 , so that no additional installation of supply lines has to take place.

Das Peltier-Element 9 wird vorteilhaft auf einem Gehäuseteil 11 des aktiven Bil­ derfassungssystems 1 montiert, damit die Wärme, die auf seiner Rückseite 10 entsteht, aus dem aktiven Bilderfassungssystem 1 heraus geführt und über das Dach an die Umgebung abgegeben wird.The Peltier element 9 is advantageously mounted on a housing part 11 of the active Bil derfassungssystems 1 so that the heat generated on its back side 10, is guided out of the active image capturing system 1 and discharged out through the roof to the environment.

Die Erfindung eignet sich als einfache und kostengünstige Kühlvorrichtung für ein Sensorsystem, das am Dachhimmel eines Fahrzeugs installiert ist.The invention is suitable as a simple and inexpensive cooling device for a Sensor system installed on the headlining of a vehicle.

Claims (8)

1. Anordnung zur Kühlung eines am Dachhimmel oder an einer anderen tempera­ tursensiblen Stelle eines Fahrzeugs installierten Sensorsystems (1), dadurch ge­ kennzeichnet, dass zur Kühlung ein Peltier-Element (9) oder ein vergleichbares Kühlelement mit ähnlichen Eigenschaften in engem Kontakt mit dem Sensorsy­ stem (1) steht.1. Arrangement for cooling a sensor system ( 1 ) installed on the headlining or at another temperature-sensitive point of a vehicle, characterized in that for cooling a Peltier element ( 9 ) or a comparable cooling element with similar properties is in close contact with the sensor system stem ( 1 ) stands. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensorsystem um ein aktives Bilderfassungssystem mit Sendeteil (2) und Emp­ fangsteil (7) handelt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the sensor system is an active image acquisition system with transmitting part ( 2 ) and receiving part ( 7 ). 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensorsystem um ein passives Bilderfassungssystem handelt.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that it is in the Sensor system is a passive image acquisition system. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem passiven Bilderfassungssystem um eine CCD-Kamera, eine CMOS-Kamera, eine Infrarot-Kamera oder um eine Wärmebild-Kamera handelt.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that it is in the passive image acquisition system around a CCD camera, a CMOS camera, a Infrared camera or a thermal imaging camera. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (9) auf ein Gehäuseteil (11) des Sensorsystems (1) montiert ist.5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the cooling element ( 9 ) is mounted on a housing part ( 11 ) of the sensor system ( 1 ). 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (9) die Wärme über das Dach oder die Karosserie des Fahrzeugs an die Umgebung abgibt.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the cooling element ( 9 ) emits the heat through the roof or the body of the vehicle to the environment. 7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem aktiven Bilderfassungssystem (1) um einen PMD-Sensor handelt.7. Arrangement according to claim 2, characterized in that the active image acquisition system ( 1 ) is a PMD sensor. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (9) an die Spannungs- und Stromversorgung des Sensorsystems (1) angeschlossen ist.8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cooling element ( 9 ) is connected to the voltage and power supply of the sensor system ( 1 ).
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