用于偏转光束来扫描空间角度区域的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于偏转光束(50)来扫描空间角度区域(51)的设备和方法。所述设备构造具有：偏转装置(12)，其具有能够调整的微镜(14)，所述偏转装置设计用于，借助所述微镜(14)根据所述调节信号(60)周期性地偏转光束(50)来扫描空间角度区域(51)；控制装置(16)，其设置用于，接收控制信号(62)，所述控制信号指明待扫描的空间角度区域(51)中的当前优选的空间角度(52)；并且基于所接收的控制信号(62)产生调节信号(60)；其中，所述控制装置(16)设计用于，这样产生所述调节信号(60)，使得所述周期性经偏转的光束(50)的停留概率密度(82)的最大值(81)布置在优选的空间角度(52)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于偏转光束来扫描空间角度区域的设备和方法
本专利技术涉及用于偏转光束、尤其激光射束来扫描空间角度区域的设备和方法。
技术介绍
激光扫描仪被用于大量应用，例如用于图像投影、用在大灯中、或用于扫描车辆的周围环境。在此，激光扫描仪尤其应理解为如下设备，在该设备中，激光射束被偏转到偏转装置上并且由该偏转装置根据调节信号如此控制，使得反射激光射束扫描感兴趣的空间角度区域，例如幕布。扫描(或“刮扫(Abscannen)”)例如以锯齿形横穿地行过空间角度区域或幕布，其中，所希望的扫描密度可以取决于相应的应用。在US2010/079836Al中示例性地描述一种激光扫描仪(如其以下根据图6更详细地阐述)。图6示出通常的激光扫描仪1，其具有光源2，光源设置用于，产生激光射束3并且偏转到微镜4上。照射到微镜4上的激光射束3被偏转为幕布6上的偏转激光射束5，其中，微镜4由调节装置7控制来刮扫幕布6。为此，微镜4围绕第一旋转轴线旋转，第一旋转轴也能够称为快速旋转轴线，使得在水平方向上从左向右并且又返回地周期性穿过幕布6。此外，微镜4这样围绕也能够称为慢速旋转轴线的第二旋转轴线旋转，使得光束5周期性从上向下并且又返回地穿过幕布6。围绕第一和第二、也就是说快速和慢速旋转轴线的运动的叠加得出在图6锯齿形。调节装置7接收位置信号8，所述位置信号指明偏转装置4的相应位置，并且基于此匹配控制信号9来控制偏转装置4。在US2010/079836Al中示例性地描述一种激光扫描仪(如其以下根据图6更详细地阐述)。图6示出通常的激光扫描仪1，其具有光源2，光源设置用于，产生激光射束3并且偏转到微镜4上。照射到微镜4上的激光射束3被偏转为幕布6上的偏转激光射束5，其中，微镜4由调节装置7控制来刮扫幕布6。为此，微镜4围绕第一旋转轴线旋转，第一旋转轴也能够称为快速旋转轴线，使得在水平方向上从左向右并且又返回地周期性穿过幕布6。此外，微镜4这样围绕也能够称为慢速旋转轴线的第二旋转轴线旋转，使得光束5周期性从上向下并且又返回地穿过幕布6。围绕第一和第二、也就是说快速和慢速旋转轴线的运动的叠加得出在图6锯齿形。调节装置7接收位置信号8，所述位置信号指明偏转装置4的相应位置，并且基于此匹配控制信号9来控制偏转装置4。
技术实现思路
本专利技术公开一种具有权利要求1的特征的设备以及一种具有权利要求10的特征的方法。相应地，设置有用于偏转光束来扫描空间角度区域设备，其具有：偏转装置，其具有能够调整的微镜，所述微镜设置用于，借助微镜光束根据调节信号来周期性地扫描空间角度区域；控制装置，其设置用于，接收控制信号，所述控制信号指明待扫描的空间角度区域中的当前优选的空间角度；其中，控制装置还设计用于，基于所接收的控制信号产生用于偏转装置的调节信号；其中，控制装置设计用于，这样产生调节信号，使得周期性经偏转的光束的停留概率密度的最大值布置在当前优选的空间角度中。这尤其通过以下方式实现，微镜在与优选的空间角度对应的偏斜角度以及在通过偏斜角度的确定区域的最大值的半值宽度b中的停留概率密度或停留持续时间相对于传统激光扫描仪以对应的偏斜角度升高。有利地，控制装置这样设置，使得这样产生控制信号，使得所述最大值具有停留概率密度的密度的预定义的和/或能够匹配的宽度、尤其半值宽度。当前优选的空间角度应理解为如下空间角度：在所述空间角度中，偏转在周期性扫描的周期的过程中，应该偏转可使用的光功率的最大的部分、所谓的光重心。这例如可以是空间角度，在其中布置有感兴趣的对象并且应该以特别高的可靠性扫描所述对象。停留概率密度应该理解为如下函数：其表明每微分空间角度(或角度)的光束的停留概率密度，使得停留概率密度在整个空间角度区域(或角度区域)上的积分是一。例如当偏转装置根据唯一的旋转轴线仅构造用于偏转光束时，空间角度区域以及其中的优选的空间角度也可以理解为偏转角度区域以及其中优选的偏转角度。还设置一种用于偏转光束来扫描空间角度区域的方法，其具有以下步骤：根据调节信号偏转光束来周期性地扫描空间角度区域；接收控制信号，其指明待扫描的空间角度区域中的当前优选的空间角度；并且基于所接收的控制信号这样产生调节信号，使得尤其周期性经偏转的光束的停留概率密度的最大值布置在优选的空间角度中。优选地，这样产生控制信号，使得所述最大值具有停留概率密度的密度的预定义的和/或能够匹配的宽度、尤其半值宽度的。本专利技术的优点本专利技术所基于的认知在于，在传统的光扫描系统中，用于扫描经偏转的光束的停留概率密度连续不可变化地布置在待扫描的空间角度区域的反向点或反向区域处、也就是说在边缘处，然而，在那里在在最少的情况下才能期望在空间角度区域中最感兴趣的对象。本专利技术所基于的构思在于，考虑所述认知并且提供用于偏转光束的设备和方法来扫描空间角度区域，所述设备和方法允许，在待扫描的空间角度区域中任意确定并且在需要时改变经偏转的光束的停留概率密度的最大值。由此，可以将通过所述设备或根据所述方法经偏转的光的在待扫描的空间角度区域上的光分布的最大值从待扫描的空间角度区域的边缘推到任意远。有利的实施方式和扩展方案由从属权利要求以及由换言之书参照附图得出。根据一种优选的扩展方案，控制装置设计用于，这样产生和/或匹配调节信号，使得微镜的角速度函数在至少一个第一区段中在其周期性的定义区域中具有在时间中恒定的第一项和在时间中周期性的第一项或由它们构成。微镜的角速度函数表明微镜的角速度在周期性扫描的周期内是时间的函数。周期内的时间是周期的周期持续时间T的部分。换言之，角速度函数表明，微镜根据周期性运行具有如下角速度(竖数值方向)：在其运动中，依次从初始点(在时刻t＝0)，在时刻t＝T/4通过其最大正偏斜(或或最大负偏斜)，在时刻＝T/2又通过初始点，在时刻t＝3/4T通过最大负偏斜(或最大正偏斜)，在t＝T或又在t＝0直至回到初始点。在时间中周期的项应理解为如下项：其可以通过周期函数、尤其三角函数、特别优选通过正弦或余弦函数描述，即使当在预定义区域的相应区段内不行过完整的周期函数的完整周期(所述周期可以与微镜的周期性扫描的周期不同)。换言之，微镜的偏斜角度函数(偏斜角度函数表明微镜的偏斜角度在周期性扫描的周期内是时间的函数)在周期性的定义区域的至少一个第一区段中具有在时间中线性的项(其根据时间的导数得出角速度函数的在时间中恒定的第一项)以及周期性的项(其根据时间的导数得出角速度函数的在时间中周期性的第一项)或由它们构成。由此得出周期性经偏转的光束的停留概率密度的有利的构型。根据另一优选的构型，控制装置还设计用于，这样产生控制信号，使得微镜的角速度函数在至少一个第二区段中在其周期性的定义区域中具有在时间中恒定的第二项和在时间中周期性的第二项或由它们构成。第一和第二区段如定义区域的在以下描述的所有其他区段那样是不相交的。在时间中恒定的第一项有利地与在时间中恒定的第二项不同并且在时间中周期性的第一项有利地与在时间中周期性的第二项不同，更确切地说，即使在不考虑定义区域的不同区段的情况下也是这样。定义区域可以由第一和第二区段完全覆盖，也就是说由它们构成。在第一与第二区段之间(和/或反之)的可能的过渡处，角速度函数可以跳跃式地改变。根据另一优选的构型，如果第一区段中的角速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于偏转光束(50)来扫描空间角度区域(51)的设备(10)，所述设备具有：偏转装置(12)，其具有能够调整的微镜(14)，所述偏转装置设计用于，借助所述微镜(14)根据所述调节信号(60)周期性地偏转光束(50)来周期性地扫描空间角度区域(51)；控制装置(16)，其设置用于，接收控制信号(62)，所述控制信号指明待扫描的空间角度区域(51)中的当前优选的空间角度(52)；并且基于所接收的控制信号(62)产生所述调节信号(60)；其中，所述控制装置(16)设计用于，这样产生所述调节信号(60)，使得所述周期性经偏转的光束(50)的停留概率密度(82)的最大值(81)布置在所述优选的空间角度(52)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.16 DE 102016200502.21.一种用于偏转光束(50)来扫描空间角度区域(51)的设备(10)，所述设备具有：偏转装置(12)，其具有能够调整的微镜(14)，所述偏转装置设计用于，借助所述微镜(14)根据所述调节信号(60)周期性地偏转光束(50)来周期性地扫描空间角度区域(51)；控制装置(16)，其设置用于，接收控制信号(62)，所述控制信号指明待扫描的空间角度区域(51)中的当前优选的空间角度(52)；并且基于所接收的控制信号(62)产生所述调节信号(60)；其中，所述控制装置(16)设计用于，这样产生所述调节信号(60)，使得所述周期性经偏转的光束(50)的停留概率密度(82)的最大值(81)布置在所述优选的空间角度(52)中。2.根据权利要求1所述的设备(10)，其中，所述控制装置(16)设计用于，这样产生所述调节信号(60)，使得所述微镜(14)的角速度函数(84；184)在其周期性的定义区域(75；175)的至少一个第一区段(71；171)中具有在时间中恒定的第一项和在时间中周期性的第一项或由所述在时间中恒定的第一项和所述在时间中周期性的第一项构成，所述角速度函数表明所述微镜(14)的角速度在周期性扫描的周期内是时间的函数。3.根据权利要求2所述的设备(10)，其中，所述控制装置(16)设计用于，这样产生所述调节信号(60)，使得所述微镜(14)的角速度函数(84；184)还在其周期性的定义区域(75；175)的第二区段(72；172)中具有在时间中恒定的第二项和在时间中周期性的第二项或由所述在时间中恒定的第二项和所述在时间中周期性的第二项构成；和/或其中，所述在时间中恒定的第一项与所述在时间中恒定的第二项不同，其中，所述在时间中周期性的第一项与所述在时间中周期性的第二项不同。4.根据权利要求3所述的设备(10)，其中，如果所述第一区段(71；171)中的角速度函数(84；184)的变元乘以负1，则所述第一区段(71；171)中的角速度函数(84；184)等于所述第二区段(72；172)中的角速度函数(84；184)乘以负1。5.根据权利要求3或4所述的设备(10)，其中，在所述角速度函数(184)的周期性的定义区域(175)的所述第一区段(171)...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·阿尔茨纳，M·格吕克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE