用于捕获物体的光学测量设备的光信号重定向装置的位置捕获装置、光信号重定向装置、测量设备和操作位置捕获装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在监控区域(16)中捕获物体(18)的光学测量设备(12)的光信号重定向装置(34，40)的位置捕获装置(60)、一种光信号重定向装置(34，40)、一种光学测量设备(12)和一种操作位置捕获装置(60)的方法。所述位置捕获装置(60)被设计用于提供对应于光信号重定向装置(34，40)的至少一个重定向区域(42a，42b)的偏转(72)的至少一个位置信号(68)。所述至少一个重定向区域(42a，42b)用于重定向至少一个光信号(20，22)，并且可以在至少一个旋转方向(48)上相对于枢轴(46)至少以部分圆周的方式旋转。所述位置捕获装置(60)具有至少一个位置区域(62)，所述位置区域以使得所述至少一个位置区域(62)能够与至少一个重定向区域(42a，42b)一起旋转的方式机械地联接到光信号重定向装置(34，40)的至少一个重定向区域(42a，42b)。所述至少一个位置区域(62)被设计为提供对应于至少一个重定向区域(42a，42b)的偏转(72)的至少一个位置信号(68)。所述至少一个位置区域(62)具有至少一个衍射结构(63)，其被设计成使得光信号(20)可以根据它们在所述至少一个位置区域(62)上的入射(52，53)而被成形为形成位置光信号(68)。形为形成位置光信号(68)。形为形成位置光信号(68)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于捕获物体的光学测量设备的光信号重定向装置的位置捕获装置、光信号重定向装置、测量设备和操作位置捕获装置的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于捕获监控区域中的物体的光学测量设备的光信号重定向装置的位置捕获装置，其设计用于提供对应于光信号重定向装置的至少一个重定向区域的偏转的至少一个位置信号，其中，所述至少一个重定向区域用于重定向至少一个光信号，并且可以在至少一个旋转方向上相对于至少一个枢轴至少以部分圆周的方式旋转。
[0002]本专利技术还涉及一种用于捕获监控区域中的物体的光学测量设备的光信号重定向装置，其中，该光信号重定向装置具有：
[0003]‑
至少一个重定向区域，其用于重定向至少一个光信号，并且可以在至少一个旋转方向上相对于枢轴至少以部分圆周的方式旋转，和
[0004]‑
至少一个位置捕获装置，利用该位置捕获装置，可以提供对应于至少一个重定向区域的偏转的至少一个位置信号。
[0005]本专利技术还涉及一种用于捕获监控区域中的物体的光学测量设备，其具有
[0006]‑
至少一个传输装置，用于将光信号传输到监控区域，
[0007]‑
至少一个接收装置，通过该接收装置可以接收可能存在于监控区域的物体反射的光信号，
[0008]‑
至少一个光信号重定向装置，其具有用于重定向光信号的至少一个重定向区域，
[0009]‑
至少一个位置捕获装置，其被设计用于提供对应于光信号重定向装置的至少一个重定向区域的偏转的至少一个位置信号，
[0010]‑
至少一个控制和评估装置，通过该控制和评估装置可以控制所述至少一个传输装置、至少一个接收装置和至少一个光信号重定向装置，并且可以通过该控制和评估装置评估接收到的光信号和位置信号。
[0011]本专利技术还涉及一种用于操作用于捕获监控区域中的物体的光学测量设备的光信号重定向装置的位置捕获装置的方法，其中提供了对应于光信号重定向装置的至少一个重定向区域的偏转的至少一个位置信号，其中至少一个重定向区域至少以部分圆周的方式相对于至少一个枢轴在至少一个旋转方向上旋转，并且至少一个光信号被至少一个重定向区域重定向。

技术介绍

[0012]DE102015219447A1公开了一种用于使来自激光源的光束转向的微镜装置，其具有可偏转的微镜和位置检测器，其被设计为提供对应于微镜的偏转的位置信号。
[0013]本专利技术的目的是设计一种在介绍部分中提到的类型的位置捕获装置、一种光信号重定向装置、一种光学测量设备和一种方法，其中，可以更简单和/或准确地捕获和/或确定光信号重定向装置的至少一个重定向区域的偏转。

技术实现思路

[0014]该目的通过根据本专利技术的位置捕获装置实现，其中：
[0015]‑
位置捕获装置具有至少一个位置区域，该位置区域以使得该至少一个位置区域能够与至少一个重定向区域一起旋转的方式机械地联接到光信号重定向装置的至少一个重定向区域，
[0016]‑
至少一个位置区域被设计为提供对应于至少一个重定向区域的偏转的至少一个位置信号，以及
[0017]‑
至少一个位置区域具有至少一个衍射结构，其被设计成使得光信号可以根据它们在至少一个位置区域上的入射而被成形为形成位置光信号。
[0018]根据本专利技术，至少一种衍射结构用于成形在至少一个位置区域上入射的光信号，以形成位置光信号。可以从位置光信号中确定至少一个重定向区域的偏转。以此方式，可以更好地、特别是更准确且更快地捕获至少一个重定向区域的偏转。使用根据本专利技术的位置捕获装置，可以以很高的精度捕获至少一个重定向区域的偏转。此外，可以独立于至少一个重定向区域的摆动频率或旋转速度来确定偏转。通过偏转的反馈可以实时发生。因此，可以改进光学测量设备的闭环控制。
[0019]衍射结构可以很容易地实现和管理。与从现有技术已知的位置检测器相比，可以减少任何调整方面的费用。可以额外降低光信号质量方面的要求。此外，可以单独调整衍射结构以实现所需的光信号成形。
[0020]众所周知，衍射结构是光束、特别是激光束可以在其处成形的结构。这是通过光栅衍射的形式实现的。在这种情况下，可以单独设计衍射结构。它们可以以使得入射光束根据衍射结构上的入射角和/或入射点相应地成形的方式来实施。衍射结构可以在透射和/或反射中操作。
[0021]本专利技术可以用于实现用于光学测量设备的光信号重定向装置，该光学测量设备具有持久且免维护的位置捕获装置。此外，位置捕获装置可以以简单且紧凑的方式设计。因此可以在不需要复杂的光学设计的情况下实现高灵活性。
[0022]有利地，可以使用至少一个驱动装置来驱动所述至少一个重定向区域旋转或摆动。在本专利技术的含义内，至少一个重定向区域围绕枢轴的摆动是部分圆周旋转，在旋转期间，当达到相应的转折点时，旋转方向反转。至少一个位置区域以使得至少一个位置区域能够与至少一个重定向区域一起旋转的方式机械地联接到至少一个重定向区域。
[0023]随着至少一个重定向区域旋转，用于位置捕获的光信号在至少一个位置区域上的入射发生变化。入射的特征在于光信号在至少一个位置区域上的入射角和入射点。要改变入射，可以改变入射角或入射点，或者两者都改变。
[0024]有利地，入射在至少一个位置区域上的至少一个光信号可以以光脉冲的形式实现。可以确定(特别是测量)光脉冲的开始和结束。
[0025]有利地，光信号重定向装置可以设计为具有至少一个能够绕枢轴旋转或枢转的微镜的微镜装置。微镜的镜面在此形成用于重定向至少一个光信号的重定向区域。替代地，光信号重定向装置可以具有至少一个衍射结构作为重定向区域。所述至少一个衍射结构可以布置在基板上，该基板本身能够围绕枢轴旋转或枢转。以此方式，重定向区域的至少一个衍射结构是可旋转或可枢转的。至少一个位置区域可以对应地布置于至少一个微镜或至少一
个基板上。以这种方式，至少一个位置区域可以与相应的重定向区域、特别是镜面或另一衍射结构一起旋转或枢转。
[0026]光学测量设备也可以有利地根据飞行时间方法，特别是光脉冲飞行时间方法操作。根据光脉冲飞行时间方法操作的光学测量设备可以设计并称为飞行时间系统(TOF)、光探测和测距系统(LiDAR)、激光探测和测距系统(LaDAR)等。此处，测量从使用传输装置发射光信号到使用测量设备的对应接收装置接收到对应反射光信号的飞行时间，并且由此确定测量设备和被检测物体之间的距离。
[0027]有利地，光学测量设备可以设计为扫描系统。在这种情况下，可以用光信号对监控区域进行采样，即扫描。为此，对应的光信号的光束方向可以说是在监控区域上扫过。在这种情况下，使用至少一个光信号重定向装置。
[0028]有利地，光学测量设备可以设计为基于激光的距离测量系统。基于激光的距离测量系统可以具有作为发射器光源的至少一个激光器，尤其是二极管激光器。至少一个激光器可以用于传输特别是脉冲激光信号作为光信号。激光可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于捕获监控区域(16)中的物体(18)的光学测量设备(12)的光信号重定向装置(34，40)的位置捕获装置(60)，其设计用于提供对应于光信号重定向装置(34，40)的至少一个重定向区域(42a，42b)的偏转(72)的至少一个位置信号(68)，其中，所述至少一个重定向区域(42a，42b)用于重定向至少一个光信号(20，22)，并且能够在至少一个旋转方向(48)上相对于至少一个枢轴(46)至少以部分圆周的方式旋转，其特征在于，
‑
所述位置捕获装置(60)具有至少一个位置区域(62)，所述位置区域以使得所述至少一个位置区域(62)能够与至少一个重定向区域(42a，42b)一起旋转的方式机械地联接到光信号重定向装置(34，40)的至少一个重定向区域(42a，42b)，
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所述至少一个位置区域(62)被设计为提供对应于至少一个重定向区域(42a，42b)的偏转(72)的至少一个位置信号(68)，以及
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所述至少一个位置区域(62)具有至少一个衍射结构(63)，其被设计成使得光信号(20)能够根据它们在所述至少一个位置区域(62)上的入射(52，53)而被成形为形成位置光信号(68)。2.根据权利要求1所述的位置捕获装置，其特征在于，所述至少一个衍射结构(63)被设计为衍射光学元件。3.根据权利要求1或2所述的位置捕获装置，其特征在于，所述至少一个位置区域(62)用于透射光信号(20)和/或所述至少一个位置区域(62)用于反射光信号。4.根据前述权利要求中的任一项所述的位置捕获装置，其特征在于，所述至少一个位置区域(62)被实施在至少一个基板(44)中、至少一个基板(44)处和/或至少一个基板(44)上。5.根据前述权利要求中的任一项所述的位置捕获装置，其特征在于，所述位置捕获装置(60)具有或使用至少一个光源(30)，利用该光源产生能够至少部分地传输到至少一个位置区域(62)上的光信号(20)。6.根据前述权利要求中的任一项所述的位置捕获装置，其特征在于，所述位置捕获装置(60)具有或使用至少一个接收器(36)，利用该接收器能够接收位置光信号(68)并将其转换成电信号。7.根据前述权利要求中的任一项所述的位置捕获装置，其特征在于，所述至少一个位置区域(62)被设计为使得其能够用于提供具有对应于光信号(20)的入射(52，53)的代码(76)的光信号(20)。8.根据前述权利要求中的任一项所述的位置捕获装置，其特征在于，所述至少一个位置区域(62)的至少一个衍射结构(63)被设计为使得光信号(20)能够根据它们在所述至少一个衍射结构(63)上的入射角(52)被成形以形成位置光信号(68)。9.根据前述权利要求中的任一项所述的位置捕获装置，其特征在于，至少一个位置区域(62)具有多个衍射结构(63)，这些衍射结构在距所述至少一个枢轴(46)的不同距离处彼此相邻地布置，并且具有不同的光信号成形特性，和/或至少一个位置区域(62)具有至少一个衍射结构，该至少一个衍射结构在距至少一个枢轴的不同距离处具有不同的光信号成形特性。10.根据前述权利要求中的任一项所述的位置捕获装置，其特征在于，至少一个光信号
(20)被引导到至少一个枢轴(46)和/或至少一个光信号(20)被引导到至少一个枢轴(46)附近。11.一种用于捕获监控区域(16)中的物体(18)的光学测量设备(12)的光信号重定向装置(34，40)，其中，所述光信号重定向装置(34，40)具有：
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至少一个重定向区域(42a，42b)，其用于重定向至少一个光信号(20，22)，并且能够在至少一个旋转方向(48)上相对于枢轴(46)至少以部分圆周的方式旋转，和
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至少一个位置捕获装置(60)，利用该位置捕获装置，能够提供对应于至少一个重定向区域(42a，42b)的偏转(72)的至少一个位置信号(68...

【专利技术属性】
技术研发人员：HHD阮，T舒勒，
申请(专利权)人：法雷奥开关和传感器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：