用于扫描式测量与物体的距离的装置和方法制造方法及图纸

一种用于扫描式测量与物体(12)的距离的装置(14)具有光源(16；16

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于扫描式测量与物体的距离的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于基于光雷达(LiDAR)技术扫描式测量与运动的或不运动的物体的距离的装置和方法。这样的装置例如可以在自动驾驶的车辆中使用并且实现为光子集成电路(PIC，Phonic Integrated Circuit)，其不包含运动部件。

技术介绍

[0002]为了进行光学距离测量已知一种称为光雷达的测量原理，在所述测量原理中具有时间上变化的频率的光学信号对准待测量的物体并且在物体上反射之后进行检测和评估。如果附加地考虑多普勒频移，则也可以计算扫描装置与物体之间的相对速度。这种测量原理例如在DE102018203315A1中更详细地描述。
[0003]当基于所述测量原理的扫描器应当在车辆中使用时，其必须非常稳固且可靠。这尤其是适用于车辆自动驾驶的情况，因为自动驾驶时的安全性决定性地取决于用于产生周围环境的三维图像的扫描器。理想地，这种扫描器不包括诸如扫描镜的敏感可运动部件。
[0004]实现为光子集成电路的扫描器不需要可运动的部件并且因此特别适合于在车辆中使用。例如在U本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于扫描式测量与物体(12)的距离的装置(14)，该装置具有：光源(16；16
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)，所述光源(16；16
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)设计用于产生具有时间上变化的频率的光学信号，光学分布矩阵(20)，所述光学分布矩阵(20)具有多个光学开关(22a、22b、22c)和/或光学分束器并且设计用于将光学信号同时或连续地分配到多个输出波导(241至244；241a至244a、241b至244b；241
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4)上，偏转光学系统(28)，所述偏转光学系统(28)使从所述光学输出波导中出射的光学信号偏转成，使得它们在不同的方向上由所述装置(14)发射，多个探测器(381至384)，这些探测器(381至384)设计用于检测由所述光源(16；16
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)产生的光学信号与由所述物体(12)反射的光学信号的叠加，其中，由所述物体(12)反射的光学信号在绕过所述光学分布矩阵(20)的情况下被输送给所述探测器(381至384)，评估装置(42)，所述评估装置设计用于从由所述探测器(381至384)检测到的叠加中确定与所述物体(12)的距离，其特征在于，由所述物体(12)反射的光学信号(RL11至RL14)a)通过所述输出波导(241a至244a、241b至244b；241
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4)被输送给所述探测器(381至384)，或b)通过与所述输出波导(241至244)无关的并且不与所述光源(16；16
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)连接的输入波导(361至364)可被输送给所述探测器(381至384)，其中，所述输入波导b1)与所述输出波导(241至244)交叠地布置，和/或b2)相对于所述输出波导(241至244)这样布置，使得从所述输出波导中出射的光学信号在所述物体(12)上反射之后进入到所述输入波导(361至364)中，所述输入波导直接与所述输出波导(241至244)相邻地布置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出波导(241a至244a、241b至244b；241
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4)分别具有一个输出耦合器(261至264；79；791
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4)，所述输出耦合器设计用于将在所述输出波导中引导的光学信号耦合输出到自由空间中。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在光路中在所述输出耦合器(261至264)之后分别布置一个准直透镜(62)以便准直。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述偏转光学系统(28)包含凸透镜(30)，所述凸透镜具有前焦平面(29)，并且所述输出耦合器(261至264)或所述输出耦合器的图像布置在所述凸透镜(30)的前焦平面(29)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述光源(16
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)设计用于同时在不同的频带中产生具有时间上变化的频率的多个光学信号。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述偏转光学系统(28)具有色散光学元件(60)，所述色散光学元件根据波长分离在第一平面中的光学信号，所述第一平面至少基本上垂直于第二平面布置，从所述输出波导出射的光学信号在所述第二平面内传播。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，由所述物体(12)反射的光学信号可通过与所述输出波导(241至244)无关的并且不与所述光源(16；16
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)连接的输入波导(361至364)被输送给所述探测器(381至384)。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述输入波导(361至364)能够分别具有一
个输入耦合器(341至344)，所述输入耦合器(341至344)设计用于将在自由空间内传播的光束(RL11至RL14)耦合输入到所述输入波导(361至364)中。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在光路中在所述输入耦合器(361至344)之前分别布置一个准直透镜(62)以便准直。10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，在所述输出波导(241至244)与所述偏转光学系统(28)之间的光路中布置一个共同的光学循环器(52)，所述光学循环器(52)设计用于将由所述物体(12)反射的光学信号仅指向所述输入波导(361至364)的所述输入耦合器(341至344)。11.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，由所述物体(12)反射的光学信号能够通过输出波导241a至244a、241b至244b；241
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4被输送给所述探测器(381至384)，并且在所述分布矩阵(20)与所述输出波导之间的光路中布置有分束器(781至784；781
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4)，所述分束器将在所述输出波导中引导的和由所述物体(12)反射的光学信号引向所述探测器(381至384)。12.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：司康纳光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：