扫描仪的角磁场传感器制造技术

扫描仪(90)包括具有弹性元件(101，101‑1，101‑2，102，102‑1，102‑2)的扫描单元(99，99‑1，99‑2)，其在基座(141)和偏转单元(142，150)之间延伸，其中，所述扫描单元(99，99‑1，99‑2)设置成通过所述弹性元件(101，101‑1，101‑2，102，102‑1，102‑2)的扭转(502)，以使偏转单元(142，150)处的光(180)以不同的角度(901，902)偏转，设置用于产生杂散磁场的磁体(660)和布置在所述杂散磁场中的角磁场传感器(662)，并且其被设置为输出指示所述扭转(502)的信号。

Angle magnetic field sensor of scanner

The scanner (90) includes a scanning unit (99, 99 \u2011 1, 99 \u2011 2) having an elastic element (101101 \u2011 1101 \u2011 2102 \u2011 1102 \u2011 2), which extends between the base (141) and the deflection unit (142150), wherein the scanning unit (99, 99 \u2011 1, 99 \u2011 2) is arranged to twist (502) through the elastic element (101101 \u2011 1101 \u2011 2102 \u2011 1102 \u2011 2) to deflect The light (180) at the unit (142150) deflects at different angles (901902), a magnet (660) for generating the stray magnetic field and an angular magnetic field sensor (662) arranged in the stray magnetic field are provided, and are set to output a signal indicating the torsion (502).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扫描仪的角磁场传感器
总的来说，本专利技术的各种示例涉及光扫描仪。尤其是，本专利技术的各种示例涉及激光扫描仪，例如，可用于激光雷达(LIDAR)测量。
技术介绍
在许多
都需要测量物体的距离。例如，它可以与自动驾驶的应用相结合，探测车辆周围环境中的物体；特别是确定车辆到物体的距离。一种用于测量物体距离的技术是所谓的激光雷达(LIDAR)技术(称为光探测和测距，有时英文也叫LADAR)。在这个过程中，从发射器发射出脉冲激光，环境中的物体反射该激光，由此可以测量这些反射。通过确定激光的传播时间，就可以确定到物体的距离。为了用空间分辨率探测环境中的物体，可以进行激光扫描。根据激光的辐射角度，可以探测到环境中不同的物体。在各种示例中，可能需要进行特别高分辨率的LIDAR测量。在这种情况下，例如，可能需要在LIDAR测量范围内记录二维(2D)环境区域。为此，要实现一个二维扫描区域。此外，还需要以确定的角度发射激光。例如，由这些变量规定LIDAR测量的横向分辨率。例如，参考实施方式，使用垂直间隔开的多个激光器来实现2D扫描区域。然而，这种技术昂贵，并且需要很大的，容纳多个激光器的安装空间。另外，沿多个激光器方向的分辨率通常比较有限。例如，参考实施方式，在该方向上具有4到64位的分辨率。此外，通过高度集成的参考实施方式，常常无法监视激光的辐射角度，或者只能在有限的范围内进行监视。因此，横向分辨率可能相对较低。可能发生时间漂移。
技术实现思路
因此，有必要改进光扫描的技术。特别是，需要改进的技术以实现LIDAR测量。该目的通过独立权利要求的特征实现。独立权利要求的特征限定了实施例。一种扫描仪，包括第一反射镜。所述第一反射镜包括反射正面和背面。所述扫描仪还包括第一弹性悬架。所述第一弹性悬架延伸到面对所述第一反射镜的所述背面的一面，例如，远离所述第一反射镜的所述背面。所述扫描仪还包括第二反射镜。所述第二反射镜包括反射正面和背面。所述扫描仪还包括第二弹性悬架。所述第二弹性悬架延伸到面对所述第二反射镜的背面的一面，例如，远离所述第二反射镜的所述背面。所述扫描仪设置为使所述第一反射镜的所述正面和所述第二反射镜的所述正面的光线依次偏转。通过使用两个反射镜，可以限定光路，该光路首先在第一反射镜的反射正面依次反射，然后在第二反射镜的反射正面依次反射。由此可以实现2D扫描区域。有时，因为在基座和偏转单元之间提供了弹性连接–该基座限定了参考坐标系，在该坐标系中，例如，可以设置发射光的光源，所以，至少一个所述弹性悬架也可以作为弹性支撑元件或扫描模块。与所述参考坐标系相比，所述偏转单元可以表征移动坐标系。由于所述第一弹性悬架和所述第二弹性悬架分别从所述第一反射镜的背面或所述第二反射镜的背面伸出，因此对于具有两个反射镜的所述扫描仪可以实现特别高的集成度。特别是与悬架在反射镜面上横向连接的参考实施方式相比，可以将第一反射镜和第二反射镜布置成彼此特别靠近。由此，还可以借助所述第一反射镜和所述第二反射镜，实现相对于所述检测器特别大的检测孔径(detectionaperture)。例如，当所述第一反射镜的扫描角度显著时，所述光路可能不再撞击中心的所述第二反射镜。所述反射镜之间的距离越大，这种偏心越大。这减小了检测孔径。一种扫描仪，包括至少一个弹性移动扫描单元。这被设置为通过第一运动自由度和第二运动自由度使光偏转两次。所述扫描仪还包括至少一个致动器。所述扫描仪还包括控制器，例如FPGA、单片机或ASIC。所述控制器设置为驱动所述至少一个致动器，以便根据周期性振幅调制函数激发所述第一运动自由度。所述振幅调制函数交替布置上升侧翼和下降侧翼。在这种情况下，所述上升侧翼的长度至少是所述下降侧翼长度的两倍，可选地至少为四倍，进一步可选地至少为十倍。或者，在这种情况下，下降侧翼的长度也可以至少是上升侧翼长度的两倍，可选地至少为四倍，进一步可选地至少为十倍。一种扫描仪，包括至少一个弹性移动扫描单元。这被设置为通过第一运动自由度和第二运动自由度使光偏转两次。所述扫描仪还包括至少一个致动器。它被设置为根据周期性振幅调制函数激发所述第一运动自由度。所述幅度调制函数能交替布置了上升侧翼和下降侧翼。在这种情况下，优选地，上升侧翼的长度，在这种情况下，至少是下降侧翼长度的两倍，可选地至少为四倍，进一步可选地至少为十倍。或者，在这种情况下，下降侧翼的长度也可以至少是上升侧翼长度的两倍，可选地至少为四倍，进一步可选地至少为十倍。有时，所述弹性扫描单元也被表征为柔性扫描单元(挠曲扫描单元)。可以通过可逆变形，即弹性，来提供运动的自由度。通常，运动的自由度是共振激发的。在一些情况下，所述扫描仪可以包括，例如，弹性移动扫描单元。在这种情况下，所述两个弹性移动扫描单元中的每一个都可以有反射镜，该反射镜具有反射正面和背面以及一个指定(assigned)的弹性悬架。借助于这种技术，可以实现第一运动自由度的运动和第二运动自由度的运动的叠加图，从而实现2D扫描区域。在这种情况下，由于特别短的下降侧翼，可以减少扫描期间的停滞时间(deadtimes)。这使得2D扫描区域的扫描具有较高的时间分辨率。这意味着对多个连续LIDAR图像的重复率可能特别高。一个过程，包括驱动至少一个致动器。根据周期性振幅调制函数设置至少一个致动器，以激发至少一个弹性移动扫描单元的第一运动自由度。所述周期性幅度调制函数包括交替布置的上升侧翼和下降侧翼。所述至少一个弹性移动扫描单元还包括第二运动自由度。所述至少一个弹性移动扫描单元通过第一运动自由度和第二运动自由度使光偏转两次。所述上升侧翼的长度至少是所述下降侧翼长度的两倍，可选地至少为四倍，进一步可选地至少为十倍。或者，所述下降侧翼的长度也可以是所述上升侧翼长度的至少两倍，可选地至少是四倍，进一步可选地至少是十倍。一种计算机程序产品，包括可由控制器执行的程序代码。所述程序代码的执行意味着所述控制器实现了一个过程。一个过程，包括驱动至少一个致动器的。根据周期性振幅调制函数设置至少一个致动器，以激发至少一个弹性移动扫描单元的第一运动自由度。所述周期性幅度调制函数包括交替布置的上升侧翼和下降侧翼。所述至少一个弹性移动扫描单元还包括第二运动自由度。所述至少一个弹性移动扫描单元通过第一运动自由度和第二运动自由度使光偏转两次。所述上升侧翼的长度至少是所述下降侧翼长度的两倍，可选地至少为四倍，进一步可选地至少为十倍。或者，所述下降侧翼的长度也可以是所述上升侧翼长度的至少两倍，可选地至少是四倍，进一步可选地至少是十倍。一种计算机程序，包括可以由控制器执行的程序代码。所述程序代码的执行意味着所述控制器实现了一个过程。一个过程，包括驱动至少一个致动器的。根据周期性振幅调制函数设置至少一个致动器，以激发至少一个弹性移动扫描单元的第一运动自由度。所述周期性幅度调制函数包括交替布置的上升侧翼和下降侧翼。所述至少一个弹性移动扫描单元还包括第二运动自由度。所述至少一个弹性移动扫描单元通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描仪(90)，包括：/n具有弹性元件(101，101-1，101-2，102，102-1，102-2)的扫描单元(99，99-1，99-2)，其在基座(141)和偏转单元(150)之间延伸，其中，所述扫描单元(99，99-1，99-2)设置成通过所述弹性元件(101，101-1，101-2，102，102-1，102-2)的扭转(502)，以使偏转单元(150)处的光(180)以不同的角度(901，902)偏转；/n磁体(660)，设置为用于产生杂散磁场；和/n角磁场传感器(662)，其设置在所述杂散磁场中，并且设置为输出指示扭转(502)的信号；/n其中，所述磁体(660)的磁矩具有垂直于所述扭转(502)的扭转轴(220)方向的分量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 DE 102017002862.11.一种扫描仪(90)，包括：
具有弹性元件(101，101-1，101-2，102，102-1，102-2)的扫描单元(99，99-1，99-2)，其在基座(141)和偏转单元(150)之间延伸，其中，所述扫描单元(99，99-1，99-2)设置成通过所述弹性元件(101，101-1，101-2，102，102-1，102-2)的扭转(502)，以使偏转单元(150)处的光(180)以不同的角度(901，902)偏转；
磁体(660)，设置为用于产生杂散磁场；和
角磁场传感器(662)，其设置在所述杂散磁场中，并且设置为输出指示扭转(502)的信号；
其中，所述磁体(660)的磁矩具有垂直于所述扭转(502)的扭转轴(220)方向的分量。


2.根据权利要求1所述的扫描仪(90)，还包括：
接口元件(142，142-1，142-2)，与所述弹性元件(101，101-1，101-2，102，102-1，102-2)一体形成，并设置为固定所述偏转单元(150)；
其中，所述磁体(660)置于所述接口元件(142)上，或嵌入所述接口元件(142)中。


3.根据权利要求2所述的扫描仪(90)，其中，
所述扫描单元(99，99-1，99-2)包括两对支撑元件(101，101-1，101-2，102，102-1，102-2)，其中，每对支撑元件(101，101-1，101-2，102，102-1，102-2)被分配给相应的接口元件(142-1，142-2)；
其中，分配给所述两对支撑元件的所述接口元件(142-1，142-2)通过磁体(160)相互连接。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的扫描仪(90)，其中，
所述偏转(150)包括具有镜面(151)和与所述镜面(151)相对的背面(152，142)的反射镜，所述镜面(151)设置成用于反射光(180)；
其中，所述背面(152，142)布置在所述镜面(151)与所述磁体(660)和所述角磁场传感器(662)两者中的至少一个之间。


5.根据权利要求4所述的扫描仪(90)，
其中，所述弹性元件形成杆状，并且从该边朝向远离所述镜面(151)的方向延伸至所述基座(141)；
其中，所述杆的长度可选地不小于所述反射镜直径的20％，进一步可选地不小于所述反射镜直径的300％。


6.根据权利要求4或5所述的扫描仪(90)，其中，
所述磁体(660)形成为铁磁性涂层，或，形成为铁磁丸。


7.根据前述权利要求中任一项所述的扫描仪(90)，其中，
所述磁体(660)的磁矩相对于所述扭转(502)的所述扭转轴(220)对称地布置。


8.根据前述权利要求中任一项所述的扫描仪(90)，其中，
所述角磁场传感器(662)具有平面内灵敏度。


9.根据前述权利要求中任一项所述的扫描仪(90)，其中，
所述角磁场传感器(662)相对于所述扭转(502)的所述扭转轴(220)偏心布置。


10.根据前述权利要求中任一项所述的扫描仪(90)，其中，
所述磁体(660)刚性连接到所述偏转单元(150)，所述角磁场传感器(662)刚性连接到所述基座(141)；或，
所述磁体(660)刚性连接到所述基座(141)，所述角磁场传感器(662)刚性连接到所述偏转单元(150)。


11.根据前述权利要求中任一项所述的扫描仪(90)，还包括：
具有另一弹性元件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·佩蒂特，
申请(专利权)人：布莱克菲尔德公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE