一种用于双轴激光雷达系统(100)的补偿装置(40)，具有：‑至少两个全息光学元件(11、12)，所述全息光学元件能布置在所述双轴激光雷达系统(100)的接收光具(3)和探测器元件(4)之间并且构造为用于补偿所述双轴激光雷达系统(100)的视差效果，其中，入射光能借助这两个全息光学元件(11、12)引导至所述探测器元件上。
【技术实现步骤摘要】
用于双轴激光雷达系统的补偿装置
本专利技术涉及一种用于双轴激光雷达系统的补偿装置。本专利技术还涉及一种用于制造用于双轴激光雷达系统的补偿装置的方法。
技术介绍
共轴的和双轴的激光雷达传感器是已知的。在共轴的传感器中发送和接收路线位于一个轴线上，其中，在该情况下射束在发送器和探测器之间例如通过分束器分开。在该系统中分束器上的损失和系统中的散射光起不利影响。扫描的或旋转的双轴激光雷达传感器针对发送和接收路线使用不同的光路。这原理上在图1中示出，图1示出传统的旋转的双轴激光雷达系统100的非常简化的视图。可看到激光器1，该激光器将其辐射传送到发送光具2上并且通过该发送光具。由此得到所发出的、具有在水平面中小的发散度的激光射束S。在接收路线中可看到示意性示出的接收光具3，该接收光具将所接收的辐射传导到探测器元件4上。整个组件能绕转动轴线5转动并且通过保护装置10(例如遮盖玻璃)保护。与传统光具不同，在实现为体积全息图的全息光学元件的情况下，射束转向并不通过折射预给定，而是通过体积格栅上的衍射预给定。所提到的全息光学元件既能够在透射中也在反射中制造，并且其通过自由选择入射角度和出射角度或衍射角度能够实现新的结构形式。在此，全息衍射格栅曝光到薄膜中。通过体积衍射还可以给全息光学元件附加地配属特征波长和角度选择性或过滤功能。根据记录条件(通过波长和角度限定)仅使来自限定方向和具有限定波长的光在结构上衍射。在此，施加到膜上的全息材料的特征特别在于其透明性。仅来自确定方向和具有确定波长的光在结构上衍射，其中，全息图对于来自所有其他方向的光保持透明。在双轴激光雷达系统中存在所谓的视差效果，其在图2中示意性示出。从发送光具2发出的光根据对象的距离成像到探测器元件4的不同区域上。图2中针对近对象20和远对象30示出该现象。光在这里例如以角度0°发出并且如果涉及的是共轴系统，则所述光在接收侧也又返回到轴线上。通过双轴激光雷达系统的基础距离b，两个示例性对象20、30的返回的射束与探测器元件4在区域p1和p2相遇，由此探测器元件4必须相应地大，从而射束还可成像。视差效果对探测器尺寸的影响在图3中针对焦距为25mm并且基础距离b为30mm的示例性系统示出。可看到在探测器元件4上的位置p与对象的距离d有关。US20130208256A1公开了一种激光雷达系统，其具有光衍射元件、例如全息光学元件。所述元件的不同特性有针对性地也结合光波导体使用。WO2016116733A1公开一种激光雷达系统，其具有光波导体，所述光波导体可耦合到探测器上并且与全息光学元件组合。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，使得能够实现改善的双轴激光雷达系统。按第一方面，本专利技术提出一种用于双轴激光雷达系统的补偿装置，具有：-至少两个全息光学元件，它们可以布置在双轴激光雷达系统的接收光具和探测器元件之间并且构造成用于补偿双轴激光雷达系统的视差效果，其中，入射光可以借助两个全息光学元件引导到探测器元件上。借助补偿装置可以补偿视差误差，该视差误差由于发送和接收路线并不居中地位于旋转轴线上而出现。有利地，由此可以针对双轴激光雷达系统使昂贵的探测器面积最小化或者说至少减小。基于体积全息图的高衍射系数，对于补偿装置的设计可以使用高的设计自由度。按第二方面，该任务通过用于制造用于双轴激光雷达系统的补偿装置的方法解决，该方法具有以下步骤：-提供至少两个全息光学元件，其中，全息光学元件构造成使得其补偿双轴激光雷达系统的视差效果，其中，入射光可以借助两个全息光学元件引导到双轴激光雷达系统的探测器元件上。下面同样阐释补偿装置的优选实施方式。补偿装置的有利扩展方案的特征在于，全息光学元件构造为反射全息图。由此可以针对在反射中构造的体积全息图使用具有限定的衍射特性的高衍射系数。补偿装置的另一有利扩展方案的特征在于，全息光学元件构造成平坦的反射全息图。补偿装置的另一有利扩展方案的特征在于，全息光学元件构造为弯曲的反射全息图。由此有利地促进全息光学元件的几何布置方面的高设计自由度。补偿装置的另一有利扩展方案的特征在于，第一全息光学元件构造为耦入全息图，第二全息光学元件构造为耦出全息图，其中，在两个全息光学元件之间构造有光波导体。由此促进在射束在双轴激光雷达系统内的引导时的高设计自由度。补偿装置的另一有利扩展方案的特征在于，限定地调设全息元件的衍射系数。有利地，能够以该方式借助衍射系数调设在光波导体内部的射束引导。由此的结果是能够有助于减少用于探测器元件的曝光时间或饱和效果。补偿装置的另一有利扩展方案的特征在于，全息光学元件具有用于补偿成像误差的限定的光学功能。以该方式可以补偿光学成像误差、例如佩兹伐碗(Petzval-Schale)(场曲率)。由此有利地促进扫描的双轴激光雷达系统的改进的成像品质。下面以另外的特征和优点参照多个附图详细说明本专利技术。相同或功能相同的结构元件在此具有相同的附图标记。附图尤其用于表明本专利技术的基本原理并且并不按比例尺实施。为了更好的一览性可设置为，并未在所有附图中标出全部附图标记。公开的设备特征类似地由相应公开的方法特征得到，并且反之亦然。这尤其表示，涉及用于双轴激光雷达系统的补偿装置的特征、技术优点和实施方案类似地由用于制造用于双轴激光雷达系统的补偿装置的方法的相应实施方案、特征和优点得到，并且反之亦然。附图说明在附图中示出：图1传统双轴激光雷达系统的示意图；图2双轴激光雷达系统的视差问题的示意图；图3视差效果和探测器尺寸之间的示意性关系；图4-7所提出的具有两个反射全息图的补偿装置的示意图；图8具有光波导体的补偿装置的示意图；图9图8的耦入全息图的制造的示意图；图10图8的耦入全息图的替代制造的示意图；图11图8的耦出全息图的制造的示意图；图12用于将直接入射和衍射辐射分开的耦出全息图的设计的视图；图13在不同材料和波长的情况下衍射系数的原理图；图14具有所提出的补偿装置的双轴激光雷达系统的方框连接图；和图15用于制造用于双轴激光雷达系统的补偿装置的方法的实施方式的流程的原理图。具体实施方式图4示出所提出的用于双轴激光雷达系统的补偿装置40的第一实施方式。可看到，呈反射全息图形式的第一全息光学元件11与远和近的对象20、30(未示出)的射束相遇。第一全息光学元件11将射束转向到呈第二反射全息图形式的第二全息光学元件12上，该第二全息光学元件将射束传导到双轴激光雷达系统(未示出)的探测器元件4上。由此探测器元件4必须有利地仅具有针对共轴激光雷达系统所需的尺寸。所述探测器元件当然也可以构造得稍微大些，使得视差效果有确定分量分布到探测器元件4上并且有确定分量分布到全息光学元件11、12上。在此尤其有利的是使用以下可能性：有针对性地调设全息光学元件11、12的衍射系数。有利地可以有意义的是，衍射系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于双轴激光雷达系统(100)的补偿装置(40)，具有：/n-至少两个全息光学元件(11、12)，所述全息光学元件能布置在所述双轴激光雷达系统(100)的接收光具(3)和探测器元件(4)之间并且构造为用于补偿所述双轴激光雷达系统(100)的视差效果，其中，入射光能借助这两个全息光学元件(11、12)引导到所述探测器元件上。/n
【技术特征摘要】
20180625 DE 102018210291.01.一种用于双轴激光雷达系统(100)的补偿装置(40)，具有：
-至少两个全息光学元件(11、12)，所述全息光学元件能布置在所述双轴激光雷达系统(100)的接收光具(3)和探测器元件(4)之间并且构造为用于补偿所述双轴激光雷达系统(100)的视差效果，其中，入射光能借助这两个全息光学元件(11、12)引导到所述探测器元件上。
2.根据权利要求1所述的补偿装置(40)，其特征在于，所述全息光学元件(11、12)构造为反射全息图。
3.根据权利要求2所述的补偿装置(40)，其特征在于，所述全息光学元件(11、12)构造为平坦的反射全息图。
4.根据权利要求2所述的补偿装置(40)，其特征在于，所述全息光学元件(11、12)构造为弯曲的反射全息图。
5.根据权利要求1所述的补偿装置(40)，其特征在于，第一全...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·弗雷德里克森，S·哈特曼，
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
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