用于激励光电探测器的测试台制造技术

本发明专利技术涉及用于激励光电探测器的测试台，所述测试台包括：光信号装置，所述光信号装置包括由能相互独立地激活和停用的发光器件组成的面结构，且设计为，将由任意的发光器件发射的光以至少近似准直的光束发射；会聚透镜，所述会聚透镜设计和布置为，将从光信号装置发射的光束聚焦在累积点；以及布置在累积点处的用于光电探测器的保持装置，光电探测器借助于所述保持装置能放置在累积点处，使得根据任意第一发光器件产生的第一光束和根据任意第二发光器件产生的第二光束以相对于测试台的光轴的不同的空间角到达光电探测器。轴的不同的空间角到达光电探测器。轴的不同的空间角到达光电探测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于激励光电探测器的测试台

技术介绍

[0001]环境检测系统是如下传感器系统，所述传感器系统设置为分析处理由对象发出的声波或电磁波以便检测对象。主动的环境检测系统设置为将信号发射到所述环境检测系统的环境中且分析处理所述信号的反射、例如根据反射的方向和往返时间来定位对象或者根据反射的频移来测量对象的速度。否则，称为被动的环境检测系统。根据当前的现有技术，主动的环境检测系统通常基于超声波、无线电波(雷达)或短波光(激光雷达)。被动系统的示例是分析处理图像的相机系统、运动传感器和被动雷达。
[0002]环境检测系统用于安全关键的系统中、例如用于驱控机器人或自动化车辆，且于是在它们批量应用之前需要特别彻底的评估，以便尽可能最好地排除故障。为此在市场上存在目标模拟器。测试台可理解为如下，所述测试台设置为记录由主动的环境检测系统为了检测对象而发射的信号且生成时间延迟的回波信号，以便为环境检测系统模拟信号在对象上的反射。
[0003]雷达目标模拟器的示例是dSPACE有限责任公司的雷达测试台。所述雷达测试台包括多个布置在可旋转环上的天线，借助于所述天线可模拟对于作为待测样品而布置的雷达系统从不同方向到达的雷达回波(产品信息“雷达测试台”，可在如下网页访问调阅https://www.dspace.com/shared/data/pdf/2020/dSPACE
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Radar
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Testbench_Product
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Information_2020
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03_E.pdf)。<br/>[0004]同时，用于激光雷达系统的激光雷达目标模拟器的方案也是已知的。在Pawel Adamiec等人的论文“LIDAR echo emulator(International Conference on Space Optics
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ICSO 2018)”中可以找到示例性的描述。其中所描述的目标模拟器包括两个激光二极管，所述激光二极管用于模拟激光雷达信号的两次反射，所述信号分别通过玻璃纤维线缆传输给待测样品。对于某些测试用例，这样的构造却太简单。作为示例应提及设为用于驱控自主或高度自动化的车辆的激光雷达系统。这种激光雷达系统设置为用于在车辆的环境中同时定位多个对象。与此相应地，适用于测试这种激光雷达系统的目标模拟器应是支持多目标的，亦即所述目标模拟器应设计为产生多个所模拟的反射，所述反射可以从足够大的范围(Spektrum)的不同空间方向到达作为待测样品而布置的环境检测系统的光电探测器上。

技术实现思路

[0005]在此背景下，提出一种基于光的环境检测系统的测试台的新型构造。环境检测系统可理解为如下，其功能原理基于借助于光电探测器来检测由对象发出的特别是来自可见、紫外或红外光谱的电磁波。
[0006]本专利技术是一种用于激励光电探测器的测试台。测试台包括光信号装置，所述光信号装置包括由能相互独立地激活和停用的发光器件组成的面结构，且设计为以至少近似准直、亦即平行定向的光束发射从任意的发光器件发射的光。
[0007]换言之，对于按照本专利技术的测试台，那么重要的是，每个发光器件可单独驱控且可
与光信号装置上的其他发光器件独立地驱控，以便发射光；且光信号装置设置为，将由每个发光器件产生的光单独作为至少近似准直的光束发射，从而确定数量的发光器件的激活引起相同数量的至少近似准直的光束从光信号装置发射，其中，每个光束从正好一个激活的发光器件发出。
[0008]测试台此外包括会聚透镜，所述会聚透镜设计和布置为将从光信号装置发射的光束聚焦在累积点。如果光信号装置设计为相互平行且与会聚透镜的光轴平行地发射光束，那么累积点与会聚透镜的焦点位置相同。
[0009]在累积点处布置有用于光电探测器的保持装置，光电探测器借助于所述保持装置能放置在累积点处，使得根据任意第一发光器件产生的第一光束和根据任意第二发光器件产生的第二光束以相对于测试台的光轴的不同的空间角到达光电探测器。
[0010]按照本专利技术的测试台是支持多目标的。根据光信号装置的分辨率，可同时产生基本上任意数量的光束，以便为光电探测器或包括光电探测器的环境检测系统来模拟在不同空间方向上的任意数量的目标。同时，测试台是相对成本有利和低维护的，因为测试台能利用平面的光信号装置运行且不包括移动的部件。为了借助于测试台模拟多个目标，在此规定，从空间角的范围中预定多个空间角，所述范围在其整体上覆盖光电探测器的视场，其中，预定的空间角中的每个空间角对应于在光电探测器的视场中模拟的虚拟(亦即非真实存在的)对象的方向。于是，借助于光信号装置发射与空间角的数量相对应的多个合适的光束，所述光束由透镜聚焦至累积点，使得每个光束以相对于测试台的光轴的多个空间角中的正好一个空间角到达布置在累积点处的光电探测器。
[0011]对于光信号装置，不同的实施方案是可能的。光信号装置不必强制地实施为统一的构件，而是也可以包括多个空间上相互分离的组件。
[0012]在一个实施方案中，光信号装置包括由能相互独立地激活和停用的点光源、例如光电二极管组成的面结构。一般地，点光源可理解为如下光源，所述光源自由布置在空间中，不产生准直的光束，而是产生基本上球形的电磁波阵面。为了产生至少近似准直的光束，光信号装置此外包括在面结构与会聚透镜之间布置的透明的准直器面，所述准直器面设计为吸收或反射以足够锐的角入射到准直器面上的光。
[0013]这种准直器面可在市场上买到，例如作为公司Falcon Illumination MV GmbH&amp;Co.KG的“光控制膜(Light
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Control
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Film)”(LC
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Film)或“准直器膜(Kollimatorfolie)”。准直器面的作用在于，所述准直器面使得由每个发光器件发射的光仅仅透过如下部分，所述部分至少近似平行于测试台的光轴而定向，从而每个发光器件在准直器面之后产生至少近似准直的、平行于光轴而定向的光束。
[0014]由点光源组成的面结构可以设计为分立和自发光的光源的面结构、例如光电二极管的面结构。在一个备选设计方案中，面结构包括背景照明件以及在背景照明件与准直器面之间布置的屏幕，所述屏幕分为能驱控的多个单元，所述多个单元中的每个单元通过驱控相应单元可转变到透明或不透明状态，从而与背景照明件组合地、每个透明的单元用作点光源。屏幕例如可以是液晶屏幕，其中，应说明的是，液晶屏幕的反应时间对于测试台的某些应用来说可能太高。
[0015]在其他可能的实施方案中，可省去准直器面。为此，光信号装置可以设计为准直的光源的面结构，所述光源中的每个单个光源在激活相应的光源的情况下直接发射至少近似
准直的光束。为此，准直器面例如可以设计为半导体激光器的面结构或者如下发光器件的面结构，所述发光器件中的每个发光器件配设有准直透镜或设有凹镜。
[0016]产生准直良好的光束在技术上是耗费的。特别是准直器面通常仅仅能够使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于激励光电探测器(6)的测试台(2)，所述测试台包括：光信号装置(16)，所述光信号装置包括由能相互独立地激活和停用的发光器件(22)组成的面结构，且设计为以至少近似准直的光束(36a、36b)发射从任意的发光器件(22)发射的光；会聚透镜(18)，所述会聚透镜设计和布置为将从光信号装置(16)发射的光束(36a、36b)聚焦在累积点；以及布置在累积点处的用于光电探测器(6)的保持装置，光电探测器(6)借助于所述保持装置能被放置在累积点处，使得根据任意第一发光器件产生的第一光束(36a)和根据任意第二发光器件产生的第二光束(36b)以相对于测试台(2)的光轴(14)不同的空间角(α、β)到达光电探测器(6)。2.根据权利要求1所述的测试台(2)，所述测试台的光信号装置(16)包括由能相互独立地激活和停用的点光源组成的面结构；且所述测试台的光信号装置(16)包括布置在面结构与会聚透镜(18)之间的透明的准直器面(24)，所述准直器面设计为吸收或反射以足够锐的角入射到准直器面上的光。3.根据权利要求2所述的测试台(2)，所述测试台的由点光源组成的面结构设计为分立和自发光的光源、特别是光电二极管(22)的面结构。4.根据权利要求2所述的测试台(2)，所述测试台的由点光源组成的面结构包括背景照明件，且此外包括在背景照明件与准直器面(24)之间布置的屏幕，所述屏幕分为能驱控的多个单元，所述多个单元中的每个单元通过驱控相应单元能转变到透明或不透明状态。5.根据权利要求1所述的测试台(2)，所述测试台的光信号装置(16)设计为准直的光源的面结构、配设有准直透镜的发光器件或配设有凹镜的发光器件，所述光源特别是半导体激光器，所述光源中的每个单个光源在激活相应的光源之后直接发射至少近似准直的光束(36a、36b)。6.根据上述权利要求之一所述的测试台(2)，所述测试台的光信号装置(16)设计为，以仅仅近似准直的锥形的光束(36a、36b)发射由任意发光器件发射的光；且所述测试台的会聚透镜(18)关于其焦距设计为，将锥形的光束(36a、36b)在其折射时转换为至少近似平面的波(38a、38b...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：德斯拜思有限公司，
类型：发明
国别省市：