[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2019038063A1 - Optical assembly for a lidar system, lidar system, and working device - Google Patents

Optical assembly for a lidar system, lidar system, and working device Download PDF

Info

Publication number
WO2019038063A1
WO2019038063A1 PCT/EP2018/071125 EP2018071125W WO2019038063A1 WO 2019038063 A1 WO2019038063 A1 WO 2019038063A1 EP 2018071125 W EP2018071125 W EP 2018071125W WO 2019038063 A1 WO2019038063 A1 WO 2019038063A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optics
lidar system
deflection unit
light source
transmitter
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/071125
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Annemarie Holleczek
Tobias PETERSEIM
Stefan Spiessberger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2019038063A1 publication Critical patent/WO2019038063A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4812Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver transmitted and received beams following a coaxial path
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/005Diaphragms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters

Definitions

  • the present invention relates to an optical arrangement for a LiDAR system, a LiDAR system as such, and a working device, and more particularly to a vehicle.
  • Sensor arrays used to detect the operating environment.
  • light-based detection systems are also increasingly used, e.g. so-called LiDAR systems (English: LiDAR: light detection and ranging).
  • the optical arrangement according to the invention for a LiDAR system with the features of claim 1 has the advantage that with line illumination without increased installation space, a line illumination beam without reduction in the receiving aperture with a large beam diameter at Beam exit of the LiDAR system can be emitted.
  • an optical arrangement for a LiDAR system is provided which is formed (i) with a receiver optics and transmitter optics, which partially coaxial beam paths, (ii) with a line light source with a line orientation, wherein the line orientation is formed in particular in a field of view of the underlying LiDAR system, and (iii) with a deflection unit as a beam splitter unit in a transition region of a common coaxial region - in particular on a beam exit side of the transmitter optics or on a beam entrance side Receiver optics - to a separate biaxial region of the beam paths of the receiver optics and the transmitter optics - in particular on a detector side or on a source side - for biaxial branching of a light source side region of the beam path of the transmitter optics.
  • the deflection unit has a long mirror, which is formed with a larger extent in a longitudinal direction and with a smaller extent in a transverse direction of extension and in particular for deflecting primary light from the line light source. Furthermore, the longitudinal extension direction of the long mirror is aligned perpendicular to
  • the deflection unit can also be used synonymously as a deflection unit, as a beam splitter unit or as
  • Beam splitter can be called.
  • the so-called laser line is preferably formed at some distance from the light source unit and after passing through the area with the deflection unit in the desired quality, namely with the line orientation predetermined by the light source unit and further converted by the deflection unit.
  • optical arrangement according to the invention for a LiDAR system have a diameter of the aperture of the beam path of the transmitter optics or the
  • Beam path of the receiver optics in the range of about 1: 14 to about 1: 7.
  • the long mirror of the deflection in the form of a rectangle, a biconvex elliptical shape, a biconcave shape or a plan view of the deflection
  • Receiver optics formed with at least partially or partially mutually coaxial beam paths on the beam exit side of the transmitter optics and / or beam entrance side of the receiver optics.
  • Light source unit forms the transmitter optics and on the side of a detector array of the receiver optics. Furthermore, the present invention relates to a LiDAR system for optically detecting a field of view, in particular for a working device and / or a vehicle.
  • the LiDAR system is formed with an optical arrangement according to the invention.
  • the present invention relates to a working device and in particular a vehicle, which are formed with a LiDAR system according to the invention and for the optical detection of a field of view.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a
  • FIGS. 2 to 4 are schematic plan views of diverter units which may be used in embodiments of the optical arrangement for a LiDAR system according to the present invention.
  • Figure 5 shows a schematic and partially sectioned
  • Figure 1 shows in the form of a schematic block diagram a
  • the LiDAR system 1 has a transmitter optics 60, which are provided by a light source unit 65, e.g. with a laser as a line light source 65-1 with line orientation 65-2, and primary light 57 is generated and this - possibly after passing through a beam shaping optics 66 - in a field of view 50 for detecting and / or investigation of a scene 53 and an object 52 there sending out.
  • a light source unit 65 e.g. with a laser as a line light source 65-1 with line orientation 65-2
  • primary light 57 is generated and this - possibly after passing through a beam shaping optics 66 - in a field of view 50 for detecting and / or investigation of a scene 53 and an object 52 there sending out.
  • the LiDAR system 1 has a receiver optics 30, which receive light and, in particular, reflected light from the object 52 in the field of view 50 as a secondary light 58 via a lens 34 as a primary optic and with a detector optics 35 as secondary optics to a detector arrangement 20 Detector or sensor elements 22 transmits.
  • control of the light source unit 65 and the detector arrangement 20 via control lines 42 and 41 by means of a control and evaluation unit 40th
  • the common field of view deflection optics 62 can be considered as part of a primary optics 34 of the receiver optics 30 and has the inventive design of the optical assembly 10 with a corresponding
  • Deflection unit 80 which is shown purely schematically in Figure 1.
  • the detector arrangement 20 may be formed with one or more sensor elements 22, which may also be arranged according to the line orientation 65-2 of the line light source 65-1 in the manner of a line detector.
  • the optical arrangement 10 is designed for a LiDAR system 1 for the optical detection of a field of view 50, in particular for a working device, a vehicle or the like, and is formed with a transmitter optics 60 for emitting a transmission light signal in the field of view 50, a detector array 20 and a Receiver optics 30 for optically imaging the field of view 50 on the detector assembly 20th
  • the receiver optics 30 and the transmitter optics 60 are visible in the field of view
  • the receiver optics 30 has a secondary optics 35 on the detector side, which is embodied and comprises means for directing light incident on the deflector 62 from the field of view 50 to the detector arrangement 20 in an inherent manner.
  • the transmitter optics 60 is generally formed and has means for emitting primary light 57 into the field of view 50.
  • the receiver optics 30 are formed and have means for optically imaging the field of view 50 on the
  • FIGS. 2 to 4 show schematic plan views of deflection units 80 which can be used in embodiments of the optical arrangement 10 according to the invention for a LiDAR system 1.
  • the deflection unit 80 has a long mirror 86 in each case.
  • Each long mirror 86 has a
  • the transverse extent 89 is less than the longitudinal extent 88.
  • the long mirror 86 of the embodiment of the deflection unit 80 according to FIG. 2 has the shape of a rectangle.
  • the long edge of the rectangle is aligned parallel to the longitudinal extension direction 88 '.
  • the short edge of the rectangle is aligned parallel to the transverse extension direction 89 '.
  • the long mirror 86 of the embodiment of the deflection unit 80 according to FIG. 3 has the shape of an ellipse with the orientation of the large semiaxis parallel to the longitudinal extension direction 88 '.
  • the small semi-axis of the ellipse is aligned parallel to the transverse extension direction 89 '.
  • the long mirror 86 of the embodiment of the deflection unit 80 according to FIG. 4 has in plan view a double concave shape or the shape of a
  • FIG. 5 shows a schematic and partially sectioned side view of FIG
  • Embodiment of the optical arrangement 10 according to the invention for a designed according to the invention LiDAR system 1 with a deflection unit 80 with long mirror 86.
  • the focus of the beam of the primary light 57 lies in the plane of the long mirror 86, as shown schematically in Figure 5.
  • the long mirror 86 may be configured according to one of FIGS. 2 to 4.
  • the vertical and the axial deflection take place in relation to the beam path 61 of the transmitter optics 60, whereas the
  • Beam path 31 of the receiver optics 30 is not deflected, but runs linear.
  • the entire optical arrangement 10 of the LiDAR system 1 according to the invention can be rotatable about an axis of rotation by means of a corresponding mechanism. It can have an effective diameter during rotation.
  • the spatial resolution can be realized in a LiDAR system 1 by the simultaneous or sequential illumination of a larger area, for example a line, and a reception-side differentiation on the basis of an imaging optics and a detector array or a detector row.
  • Particularly space-saving and low-cost can be constructed coaxial embodiments with each other at the output and input side, in which the output-side transmission path 61 and the input side
  • Receive path 31 partially coincide.
  • the long mirror 86 is used to reflect the transmission beam as primary light 57 into the environment. A signal thrown back from the environment is received in the sense of secondary light 58.
  • a collimated laser beam is emitted as the primary light 57.
  • it is favorable to emit a large beam diameter, since this is advantageous for eye safety reasons and, moreover, enables lower beam divergences for a given beam quality.
  • a procedure is now described how, in the case of a coaxial LiDAR system 1, as a beam splitter 80, a line illumination beam (flash line or line flash) can be emitted without significantly reducing the receiving aperture and at the same time a large beam diameter at the exit surface of the To ensure system.
  • a line illumination beam flash line or line flash
  • essential features of the invention are: the formation of a coaxial LiDAR system 1, the imaging of a line, namely by collimating a beam as a primary light 57 in a first direction perpendicular to the propagation direction and diverging it in a second direction perpendicular to the propagation direction and in particular also perpendicular to the first direction,
  • the emitted beam as the primary light 57 has at the location of the beam exit already a large beam diameter, which is important for eye safety.
  • the collimated beam also has a large beam diameter, which makes it possible to emit a beam with little divergence.
  • Beam diameter so the minimum beam diameter, softer than Beam waist or beam Waist is called, and the beam quality of the beam 57 from.
  • the beam should have a relatively large divergence, so that after a certain distance from the LiDAR system a linear

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

The present invention relates to an optical assembly (10) for a LIDAR system (1), having (i) receiver optics (30) and transmitter optics (60) which are designed with partially coaxial beam paths (31, 61), (ii) a linear light source (65-1) having a linear orientation (65-2), and (iii) a deflection unit (80) in a transition region from a joint, coaxial region to a separate, biaxial region of the beam paths (31, 61) of the receiver optics (30) and of the transmitter optics (60) for biaxial branching of a region on the light source side of the beam path (61) of the transmitter optics (60). The deflection unit (80) has a long mirror (86) having a greater extent (88) in a longitudinal direction (88') and having a lesser extent (89) in a transverse direction (89'), wherein the longitudinal direction (88') of the long mirror (86) is oriented perpendicularly to the linear orientation (65-2) of the linear light source (65-1).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Optische Anordnung für ein LiDAR-Svstem, LiDAR-Svstem und  Optical arrangement for a LiDAR system, LiDAR systems and
Arbeitsvorrichtung working device
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung für ein LiDAR- System, ein LiDAR-System als solches sowie eine Arbeitsvorrichtung und insbesondere ein Fahrzeug. The present invention relates to an optical arrangement for a LiDAR system, a LiDAR system as such, and a working device, and more particularly to a vehicle.
Beim Einsatz von Arbeitsvorrichtungen, von Fahrzeugen und anderen Maschinen und Anlagen werden vermehrt Betriebsassistenzsysteme oder With the use of working devices, of vehicles and other machines and plants are increasingly operating assistance systems or
Sensoranordnungen zur Erfassung der Betriebsumgebung eingesetzt. Neben radarbasierten Systemen oder Systemen auf der Grundlage von Ultraschall kommen vermehrt auch lichtbasierte Erfassungssysteme zum Einsatz, z.B. so genannte LiDAR-Systeme (englisch: LiDAR : light detection and ranging). Sensor arrays used to detect the operating environment. In addition to radar-based systems or systems based on ultrasound, light-based detection systems are also increasingly used, e.g. so-called LiDAR systems (English: LiDAR: light detection and ranging).
Bei bekannten LiDAR-Systemen und deren optischen Anordnungen besteht ein Nachteil dahingehend, dass bei koaxialen Strahlengängen der Senderoptik und der Empfängeroptik auf der Strahlausgangsseite bzw. der Strahleingangsseite herkömmlicherweise Strahlteiler verwendet werden, die bei Linienbeleuchtung zu einem vergrößerten Bauraum des LiDAR-Systems zu einer reduzierten In known LiDAR systems and their optical arrangements, there is a disadvantage in that coaxial beam paths of the transmitter optics and the receiver optics on the beam output side or the beam input side conventionally beam splitters are used, which reduced in line illumination to an increased space of the LiDAR system to a reduced
Empfangsapertur und/oder zu einer Verminderung im Strahldurchmesser beim Strahlaustritt führen. Reception aperture and / or lead to a reduction in the beam diameter at the beam exit.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die erfindungsgemäße optische Anordnung für ein LiDAR-System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass bei Linienbeleuchtung ohne Bauraumvergrößerung ein Linienbeleuchtungsstrahl ohne Reduktion in der Empfangsapertur bei großem Strahldurchmesser am Strahlaustritt des LiDAR-Systems ausgesandt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch erreicht, dass eine optische Anordnung für ein LiDAR-System geschaffen wird, welche ausgebildet ist (i) mit einer Empfängeroptik und einer Senderoptik, welche teilweise koaxiale Strahlengänge aufweisen, (ii) mit einer Linienlichtquelle mit einer Linienorientierung, wobei die Linienorientierung insbesondere in einem Sichtfeld des zu Grunde liegenden LiDAR-Systems ausgebildet ist, und (iii) mit einer Umlenkeinheit als Strahlteilereinheit in einem Übergangsbereich von einem gemeinsamen koaxialen Bereich - insbesondere auf einer Strahlaustrittsseite der Senderoptik bzw. auf einer Strahleintrittsseite der Empfängeroptik - zu einem getrennten biaxialen Bereich der Strahlengänge der Empfängeroptik und der Senderoptik - insbesondere auf einer Detektorseite bzw. auf einer Quellenseite - zur biaxialen Abzweigung eines lichtquellenseitigen Bereichs des Strahlengangs der Senderoptik. In contrast, the optical arrangement according to the invention for a LiDAR system with the features of claim 1 has the advantage that with line illumination without increased installation space, a line illumination beam without reduction in the receiving aperture with a large beam diameter at Beam exit of the LiDAR system can be emitted. This is inventively achieved with the features of claim 1, characterized in that an optical arrangement for a LiDAR system is provided which is formed (i) with a receiver optics and transmitter optics, which partially coaxial beam paths, (ii) with a line light source with a line orientation, wherein the line orientation is formed in particular in a field of view of the underlying LiDAR system, and (iii) with a deflection unit as a beam splitter unit in a transition region of a common coaxial region - in particular on a beam exit side of the transmitter optics or on a beam entrance side Receiver optics - to a separate biaxial region of the beam paths of the receiver optics and the transmitter optics - in particular on a detector side or on a source side - for biaxial branching of a light source side region of the beam path of the transmitter optics.
Erfindungsgemäß weist die Umlenkeinheit einen Langspiegel auf, welcher mit einer größeren Erstreckung in einer Längserstreckungsrichtung und mit einer geringeren Erstreckung in einer Quererstreckungsrichtung und insbesondere zur Umlenkung von Primärlicht aus der Linienlichtquelle ausgebildet ist. Ferner ist die Längserstreckungsrichtung des Langspiegels senkrecht ausgerichtet zurAccording to the invention, the deflection unit has a long mirror, which is formed with a larger extent in a longitudinal direction and with a smaller extent in a transverse direction of extension and in particular for deflecting primary light from the line light source. Furthermore, the longitudinal extension direction of the long mirror is aligned perpendicular to
Linienorientierung der zu Grunde liegenden Linienlichtquelle. Line orientation of the underlying line light source.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann die Umlenkeinheit jeweils synonym auch als Ablenkeinheit, als Strahlteilereinheit oder als In connection with the present invention, the deflection unit can also be used synonymously as a deflection unit, as a beam splitter unit or as
Strahlteiler bezeichnet werden. Beam splitter can be called.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bildet sich die so genannte Laserlinie vorzugsweise erst in einiger Entfernung von der Lichtquelleneinheit und nach Durchlaufen des Bereichs mit der Umlenkeinheit in der gewünschten Qualität aus, nämlich mit der von der Lichtquelleneinheit vorgegebenen und von der Umlenkeinheit weiter umgesetzten Linienorientierung. In connection with the present invention, the so-called laser line is preferably formed at some distance from the light source unit and after passing through the area with the deflection unit in the desired quality, namely with the line orientation predetermined by the light source unit and further converted by the deflection unit.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung für ein LiDAR-System werden die Längserstreckung und die In a preferred embodiment of the optical arrangement according to the invention for a LiDAR system, the longitudinal extension and the
Quererstreckung der Umlenkeinheit in geeigneter Weise ins Verhältnis gesetzt zueinander und/oder zu den Aperturen und den weiteren geometrischen Transverse extent of the deflection in a suitable relationship set to each other and / or to the apertures and the other geometric
Eigenschaften der Senderoptik und der Empfängeroptik. Properties of the transmitter optics and the receiver optics.
Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das Verhältnis von It is provided in particular that the ratio of
Längserstreckung zu Querstreckung an der Umlenkeinheit mindestens den Wert 2:1 , vorzugsweise mindestens den Wert 3:1 und weiter bevorzugt mindestens den Wert 4:1 aufweist. Longitudinal extent to transverse extent at the deflection unit at least the value 2: 1, preferably at least the value 3: 1 and more preferably at least the value 4: 1.
Bei einer anderen zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung für ein LiDAR-System, weisen ein Durchmesser der Apertur des Strahlengangs der Senderoptik oder die In another additional or alternative embodiment of the optical arrangement according to the invention for a LiDAR system, have a diameter of the aperture of the beam path of the transmitter optics or the
Längserstreckung an der Umlenkeinheit im Verhältnis zur Apertur des Longitudinal extension of the deflection unit in relation to the aperture of the
Strahlengangs der Empfängeroptik einen Wert auf im Bereich von etwa 1 :14 bis etwa 1 :7. Beam path of the receiver optics in the range of about 1: 14 to about 1: 7.
Bei der Ausgestaltung der Umlenkeinheit und bei der Wahl der entsprechenden Geometrie des Langspiegels bieten sich verschiedene und an die jeweilige Anwendung und die Geometrien von Empfängeroptik und Senderoptik angepasste geometrische Ausgestaltungen an. In the embodiment of the deflection unit and in the choice of the corresponding geometry of the long mirror, various and adapted to the particular application and the geometries of receiver optics and transmitter optics geometric configurations offer.
So ist es gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen optischen Anordnung für ein LiDAR-System vorgesehen, dass der Langspiegel der Umlenkeinheit in Draufsicht auf die Umlenkeinheit die Form eines Rechtecks, eine bikonvex elliptische Form, eine bikonkave Form oder eine Thus, it is provided according to a preferred embodiment of the optical arrangement according to the invention for a LiDAR system that the long mirror of the deflection in the form of a rectangle, a biconvex elliptical shape, a biconcave shape or a plan view of the deflection
Doppelmeniskusform aufweist. Has double meniscus shape.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung für ein LiDAR-System sind die Senderoptik und die In another advantageous embodiment of the optical arrangement according to the invention for a LiDAR system, the transmitter optics and the
Empfängeroptik mit zumindest teilweise oder abschnittsweise zueinander koaxialen Strahlengängen auf der Strahlaustrittsseite der Senderoptik und/oder Strahleintrittsseite der Empfängeroptik ausgebildet. Receiver optics formed with at least partially or partially mutually coaxial beam paths on the beam exit side of the transmitter optics and / or beam entrance side of the receiver optics.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Umlenkeinheit zumindest teilweise oder abschnittsweise biaxiale Strahlengänge auf der Seite der It is particularly advantageous if the deflection at least partially or partially biaxial beam paths on the side of the
Lichtquelleneinheit der Senderoptik und auf der Seite einer Detektoranordnung der Empfängeroptik bildet. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein LiDAR-System zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes, insbesondere für eine Arbeitsvorrichtung und/oder ein Fahrzeug. Das LiDAR-System ist mit einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung ausgebildet. Light source unit forms the transmitter optics and on the side of a detector array of the receiver optics. Furthermore, the present invention relates to a LiDAR system for optically detecting a field of view, in particular for a working device and / or a vehicle. The LiDAR system is formed with an optical arrangement according to the invention.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Arbeitsvorrichtung und insbesondere ein Fahrzeug, welche mit einem erfindungsgemäßen LiDAR- System und zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes ausgebildet sind. Kurzbeschreibung der Figuren Furthermore, the present invention relates to a working device and in particular a vehicle, which are formed with a LiDAR system according to the invention and for the optical detection of a field of view. Brief description of the figures
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben. Figur 1 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch eine Embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a
Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung im Zusammenhang mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems zeigt. Figuren 2 bis 4 zeigen schematische Draufsichten auf Umlenkeinheiten, die bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen optischen Anordnung für ein LiDAR-System verwendet werden können. Figur 5 zeigt eine schematische und teilweise geschnittene  Embodiment of the optical arrangement according to the invention in connection with an embodiment of a LiDAR system according to the invention shows. Figures 2 to 4 are schematic plan views of diverter units which may be used in embodiments of the optical arrangement for a LiDAR system according to the present invention. Figure 5 shows a schematic and partially sectioned
Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung für ein erfindungsgemäß ausgestaltetes LiDAR-System mit einer Umlenkeinheit mit Langspiegel.  Side view of an embodiment of the optical arrangement according to the invention for a designed according to the invention LiDAR system with a deflection unit with long mirror.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Preferred embodiments of the invention
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 5
Ausführungsbeispiele und der technische Hintergrund der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkendeEmbodiments and the technical background of the invention described in detail. Equal and equivalent as well as equivalent or equivalent
Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben. Elements and components are designated by the same reference numerals. Not in every case of their occurrence, the detailed description of the designated elements and components is reproduced.
Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen. The illustrated features and other properties can be isolated in any form from each other and combined with each other, without departing from the gist of the invention.
Figur 1 zeigt in Form eines schematischen Blockdiagramms eine Figure 1 shows in the form of a schematic block diagram a
Ausführungsform des erfindungsgemäßen LiDAR-Systems 1 unter Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung 10. Embodiment of the LiDAR system 1 according to the invention using an embodiment of the optical arrangement 10 according to the invention.
Das LiDAR-System 1 gemäß Figur 1 weist eine Senderoptik 60 auf, welche von einer Lichtquelleneinheit 65, z.B. mit einem Laser als Linienlichtquelle 65-1 mit Linienorientierung 65-2, gespeist wird und Primärlicht 57 erzeugt und dieses - ggf. nach Durchlaufen einer Strahlformungsoptik 66 - in ein Sichtfeld 50 zur Erfassung und/oder Untersuchung einer Szene 53 und eines dort befindlichen Objekts 52 aussendet. The LiDAR system 1 according to FIG. 1 has a transmitter optics 60, which are provided by a light source unit 65, e.g. with a laser as a line light source 65-1 with line orientation 65-2, and primary light 57 is generated and this - possibly after passing through a beam shaping optics 66 - in a field of view 50 for detecting and / or investigation of a scene 53 and an object 52 there sending out.
Des Weiteren weist das LiDAR-System 1 gemäß Figur 1 eine Empfängeroptik 30 auf, welche Licht und insbesondere vom Objekt 52 im Sichtfeld 50 reflektiertes Licht als Sekundärlicht 58 über ein Objektiv 34 als Primäroptik empfängt und über eine Detektoroptik 35 als Sekundäroptik an eine Detektoranordnung 20 mit Detektor- oder Sensorelementen 22 überträgt. Furthermore, the LiDAR system 1 according to FIG. 1 has a receiver optics 30, which receive light and, in particular, reflected light from the object 52 in the field of view 50 as a secondary light 58 via a lens 34 as a primary optic and with a detector optics 35 as secondary optics to a detector arrangement 20 Detector or sensor elements 22 transmits.
Die Steuerung der Lichtquelleneinheit 65 sowie der Detektoranordnung 20 erfolgt über Steuerleitungen 42 bzw. 41 mittels einer Steuer- und Auswerteeinheit 40. The control of the light source unit 65 and the detector arrangement 20 via control lines 42 and 41 by means of a control and evaluation unit 40th
Die gemeinsame sichtfeldseitige Ablenkoptik 62 kann als Teil einer Primäroptik 34 der Empfängeroptik 30 aufgefasst werden und weist die erfindungsgemäße Ausgestaltung der optischen Anordnung 10 mit einer entsprechenden The common field of view deflection optics 62 can be considered as part of a primary optics 34 of the receiver optics 30 and has the inventive design of the optical assembly 10 with a corresponding
Umlenkeinheit 80 auf, die in Figur 1 rein schematisch dargestellt ist. Deflection unit 80, which is shown purely schematically in Figure 1.
Optional und vorteilhaft ist das sichtfeldseitige Vorsehen einer Aperturoptik 70 zum geeigneten Ausgeben des Primärlichts 57 und zum bündelnden Empfangen des Sekundärlichts 58. Die Detektoranordnung 20 kann mit einem oder mehreren Sensorelementen 22 ausgebildet sein, welche auch entsprechend der Linienorientierung 65-2 der Linienlichtquelle 65-1 nach Art eines Liniendetektors angeordnet sein können. Optionally and advantageously, the visual field-side provision of an aperture optics 70 for suitably outputting the primary light 57 and for receiving the secondary light 58 in bundling fashion. The detector arrangement 20 may be formed with one or more sensor elements 22, which may also be arranged according to the line orientation 65-2 of the line light source 65-1 in the manner of a line detector.
Die optische Anordnung 10 ist ausgebildet für ein LiDAR-System 1 zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes 50, insbesondere für eine Arbeitsvorrichtung, ein Fahrzeug oder dergleichen, und ist ausgebildet mit einer Senderoptik 60 zum Aussenden eines Sendelichtsignals in das Sichtfeld 50, einer Detektoranordnung 20 und einer Empfängeroptik 30 zum optischen Abbilden des Sichtfeldes 50 auf die Detektoranordnung 20. The optical arrangement 10 is designed for a LiDAR system 1 for the optical detection of a field of view 50, in particular for a working device, a vehicle or the like, and is formed with a transmitter optics 60 for emitting a transmission light signal in the field of view 50, a detector array 20 and a Receiver optics 30 for optically imaging the field of view 50 on the detector assembly 20th
Die Empfängeroptik 30 und die Senderoptik 60 sind sichtfeldseitig mit im The receiver optics 30 and the transmitter optics 60 are visible in the field of view
Wesentlichen koaxialen optischen Achsen ausgebildet und weisen eine gemeinsame Ablenkoptik 62 auf. Substantially coaxial optical axes formed and have a common deflection optics 62.
Die Empfängeroptik 30 weist detektorseitig eine Sekundäroptik 35 auf, welche ausgebildet ist und Mittel umfasst, über die Ablenkoptik 62 aus dem Sichtfeld 50 einfallendes Licht inhärent auf die Detektoranordnung 20 zu richten. The receiver optics 30 has a secondary optics 35 on the detector side, which is embodied and comprises means for directing light incident on the deflector 62 from the field of view 50 to the detector arrangement 20 in an inherent manner.
Bei der optischen Anordnung 10 ist die Senderoptik 60 allgemein ausgebildet und weist Mittel auf zum Aussenden von Primärlicht 57 in das Sichtfeld 50. In the optical arrangement 10, the transmitter optics 60 is generally formed and has means for emitting primary light 57 into the field of view 50.
Ferner ist bei der optischen Anordnung 10 die Empfängeroptik 30 ausgebildet und weist Mittel auf zum optischen Abbilden des Sichtfeldes 50 auf die Furthermore, in the optical arrangement 10, the receiver optics 30 are formed and have means for optically imaging the field of view 50 on the
Detektoranordnung 20. Detector assembly 20.
Figuren 2 bis 4 zeigen schematische Draufsichten auf Umlenkeinheiten 80, die bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen optischen Anordnung 10 für ein LiDAR-System 1 verwendet werden können. FIGS. 2 to 4 show schematic plan views of deflection units 80 which can be used in embodiments of the optical arrangement 10 according to the invention for a LiDAR system 1.
Bei den Ausführungsformen der Figuren 2 bis 4 weist die Umlenkeinheit 80 jeweils einen Langspiegel 86 auf. Jeder Langspiegel 86 besitzt eine In the embodiments of FIGS. 2 to 4, the deflection unit 80 has a long mirror 86 in each case. Each long mirror 86 has a
Längserstreckung 88 in einer Längserstreckungsrichtung 88' und eine Longitudinal extension 88 in a longitudinal direction 88 'and a
Quererstreckung 89 in einer Quererstreckungsrichtung 89'. Die Quererstreckung 89 ist geringer als die Längserstreckung 88. Eine jeweilige Transverse extension 89 in a transverse extension direction 89 '. The transverse extent 89 is less than the longitudinal extent 88. A respective
Längserstreckungsrichtung 88' ist senkrecht ausgebildet zur Linienorientierung 65-2 der zu Grunde liegenden Linienlichtquelle 65-1 . Die Quererstreckungsrichtungen 89' senkrecht ausgebildet zur Longitudinal direction 88 'is formed perpendicular to the line orientation 65-2 of the underlying line light source 65-1. The Transverse transverse directions 89 'formed perpendicular to
Längserstreckungsrichtung 88' und parallel zur Linienorientierung 65-2. Longitudinal direction 88 'and parallel to the line orientation 65-2.
Der Langspiegel 86 der Ausführungsform der Umlenkeinheit 80 gemäß Figur 2 besitzt die Form eines Rechtecks. Die lange Kante des Rechtecks ist dabei parallel zur Längserstreckungsrichtung 88' ausgerichtet. Die kurze Kante des Rechtecks ist parallel zur Quererstreckungsrichtung 89' ausgerichtet. The long mirror 86 of the embodiment of the deflection unit 80 according to FIG. 2 has the shape of a rectangle. The long edge of the rectangle is aligned parallel to the longitudinal extension direction 88 '. The short edge of the rectangle is aligned parallel to the transverse extension direction 89 '.
Der Langspiegel 86 der Ausführungsform der Umlenkeinheit 80 gemäß Figur 3 besitzt die Form einer Ellipse mit der Orientierung der großen Halbachse parallel zur Längserstreckungsrichtung 88'. Die kleine Halbachse der Ellipse ist parallel zur Quererstreckungsrichtung 89' ausgerichtet. The long mirror 86 of the embodiment of the deflection unit 80 according to FIG. 3 has the shape of an ellipse with the orientation of the large semiaxis parallel to the longitudinal extension direction 88 '. The small semi-axis of the ellipse is aligned parallel to the transverse extension direction 89 '.
Der Langspiegel 86 der Ausführungsform der Umlenkeinheit 80 gemäß Figur 4 weist in Draufsicht eine doppelt konkave Form oder die Form eines The long mirror 86 of the embodiment of the deflection unit 80 according to FIG. 4 has in plan view a double concave shape or the shape of a
Doppelmeniskus auf. Das bedeutet, dass die Querstreckung 88 an den Enden des Langspiegels 86 größer ist als die Quererstreckungsrichtung 89" in einem zentralen Bereich des Langspiegels 86. Figur 5 zeigt eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer Double meniscus on. This means that the transverse extent 88 at the ends of the long mirror 86 is greater than the transverse extension direction 89 "in a central region of the long mirror 86. FIG. 5 shows a schematic and partially sectioned side view of FIG
Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung 10 für ein erfindungsgemäß ausgestaltetes LiDAR-System 1 mit einer Umlenkeinheit 80 mit Langspiegel 86. Vorzugsweise liegt dabei der Fokus des Strahls des Primärlichts 57 in der Ebene des Langspiegels 86, wie dies schematisch in Figur 5 dargestellt ist. Embodiment of the optical arrangement 10 according to the invention for a designed according to the invention LiDAR system 1 with a deflection unit 80 with long mirror 86. Preferably, the focus of the beam of the primary light 57 lies in the plane of the long mirror 86, as shown schematically in Figure 5.
Der Langspiegel 86 kann gemäß einer der Figuren 2 bis 4 ausgestaltet sein. The long mirror 86 may be configured according to one of FIGS. 2 to 4.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 erfolgt die senkrechte und die axiale Auslenkung in Bezug auf den Strahlengang 61 der Senderoptik 60, wogegen derIn the embodiment according to FIG. 5, the vertical and the axial deflection take place in relation to the beam path 61 of the transmitter optics 60, whereas the
Strahlengang 31 der Empfängeroptik 30 nicht ausgelenkt wird, sondern linear verläuft. Beam path 31 of the receiver optics 30 is not deflected, but runs linear.
Die gesamte optische Anordnung 10 des erfindungsgemäßen LiDAR-Systems 1 kann mittels eines entsprechenden Mechanismus um eine Drehachse drehbar sein. Sie kann dabei einen bei der Drehung wirksamen Durchmesser aufweisen. Die Ortsauflösung kann bei einem LiDAR-System 1 durch die gleichzeitige oder sequentielle Beleuchtung eines größeren Bereiches, z.B. einer Linie, und einer empfangsseitigen Unterscheidung anhand einer abbildenden Optik und eines Detektorarrays oder einer Detektorzeile realisiert werden. The entire optical arrangement 10 of the LiDAR system 1 according to the invention can be rotatable about an axis of rotation by means of a corresponding mechanism. It can have an effective diameter during rotation. The spatial resolution can be realized in a LiDAR system 1 by the simultaneous or sequential illumination of a larger area, for example a line, and a reception-side differentiation on the basis of an imaging optics and a detector array or a detector row.
Besonders platzsparend und mit geringen Kosten können dabei ausgangs- und eingangsseitige miteinander koaxiale Ausführungen aufgebaut werden, bei welchen der ausgangseitige Sendepfad 61 und der eingangsseitige Particularly space-saving and low-cost can be constructed coaxial embodiments with each other at the output and input side, in which the output-side transmission path 61 and the input side
Empfangspfad 31 teilweise zusammenfallen. Receive path 31 partially coincide.
Der Langspiegel 86 wird verwendet um den Sendestrahl als Primärlicht 57 in die Umgebung zu reflektieren. Ein aus der Umgebung zurückgeworfenes Signal wird im Sinne von Sekundärlicht 58 empfangen. The long mirror 86 is used to reflect the transmission beam as primary light 57 into the environment. A signal thrown back from the environment is received in the sense of secondary light 58.
Dazu wird zum Beispiel ein kollimierter Laserstrahl als Primärlicht 57 emittiert. In der Regel ist es günstig, einen großen Strahldurchmesser auszusenden, da dies aus Augensicherheitsgründen vorteilhaft ist und darüber hinaus bei einer gegebenen Strahlqualität geringere Strahldivergenzen ermöglicht. Des For this purpose, for example, a collimated laser beam is emitted as the primary light 57. In general, it is favorable to emit a large beam diameter, since this is advantageous for eye safety reasons and, moreover, enables lower beam divergences for a given beam quality. Of
Weiteren ist es wünschenswert, möglichst viel Fläche für die Detektion des am Target oder Objekt 52 reflektierten Lichtes 58 zur Verfügung zu haben, um bei großen Messdistanzen eine ausreichend hohe Signalintensität zu erhalten. Furthermore, it is desirable to have as much area as possible for the detection of the light 58 reflected at the target or object 52 in order to obtain a sufficiently high signal intensity at large measurement distances.
Diese Kombination dieser beiden Anforderungen stellt bei herkömmlichen Anordnungen für LiDAR-Systeme einen Widerspruch dar, da die Aussendung eines größeren Strahls die Empfangsapertur verringert. This combination of these two requirements is a contradiction in conventional arrangements for LiDAR systems because the emission of a larger beam reduces the receive aperture.
Erfindungsgemäß wird nunmehr ein Vorgehen beschrieben, wie bei einem koaxialen LiDAR-System 1 über einen Langspiegel als Strahlteiler 80 ein Linienbeleuchtungsstrahl (flash line oder line flash) ausgesendet werden kann, ohne dabei die Empfangsapertur maßgeblich zu reduzieren und gleichzeitig einen großen Strahldurchmesser an der Austrittsfläche des Systems zu gewährleisten. According to the invention, a procedure is now described how, in the case of a coaxial LiDAR system 1, as a beam splitter 80, a line illumination beam (flash line or line flash) can be emitted without significantly reducing the receiving aperture and at the same time a large beam diameter at the exit surface of the To ensure system.
Wesentliche Merkmale der Erfindung sind dementsprechend: - das Ausbilden eines koaxialen LiDAR-Systems 1 , - das Abbilden einer Linie, indem nämlich ein Strahl als Primärlicht 57 in einer ersten Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung kollimiert und in einer zweiten Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung und insbesondere auch senkrecht zur ersten Richtung divergent geformt wird, Accordingly, essential features of the invention are: the formation of a coaxial LiDAR system 1, the imaging of a line, namely by collimating a beam as a primary light 57 in a first direction perpendicular to the propagation direction and diverging it in a second direction perpendicular to the propagation direction and in particular also perpendicular to the first direction,
- das Führen des Laserstrahls als Primärlicht 57 über einen Langspiegel 86 als Strahlteiler 80, guiding the laser beam as a primary light 57 via a long mirror 86 as a beam splitter 80,
- das Fokussieren der divergenten Achse auf den Langspiegel 86 oder in der Nähe des Langspiegels 86, insbesondere auf die oder auf eine schmale Seite des Langspiegels 86, focusing the divergent axis on the long mirror 86 or in the vicinity of the long mirror 86, in particular on or on a narrow side of the long mirror 86,
- das Kollimieren der nicht divergenten Achse, entsprechend der langen Seite des Langspiegels 86, collimating the non-divergent axis, corresponding to the long side of the long-mirror 86,
- das Ausbilden der langen Seite des Langspiegels 86 um mindestens einen Faktor 2 im Vergleich zur schmalen Seite des Langspiegels 86 und/oder forming the long side of the long mirror 86 by at least a factor of 2 compared to the narrow side of the long mirror 86 and / or
- das Erreichen einer Drehung der Linie im Fernfeld im Vergleich zur - Achieving a rotation of the line in the far field compared to
Orientierung des Langspiegels 86.  Orientation of the long-mirror 86.
Als Vorteile stellen sich unter anderem ein: The advantages include:
- Es kann ein koaxiales Lasersystem mit geringen Abmessungen verwendet werden, wobei ein Großteil der Geräteapertur für die Detektion von Signalen eingesetzt werden kann. - It can be used a coaxial laser system with small dimensions, with a large part of the device aperture can be used for the detection of signals.
- Der ausgesendete Strahl als Primärlicht 57 besitzt am Ort des Strahlaustrittes bereits einen großen Strahldurchmesser, was für die Augensicherheit wichtig ist. - The emitted beam as the primary light 57 has at the location of the beam exit already a large beam diameter, which is important for eye safety.
- Der kollimierte Strahl besitzt dabei ebenfalls einen großen Strahldurchmesser, wodurch das Aussenden eines Strahls mit geringer Divergenz möglich wird. The collimated beam also has a large beam diameter, which makes it possible to emit a beam with little divergence.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine Kollimation des Strahls des Primärlichts 57. Die Divergenz des Strahls des Primärlichts 57 hängt dabei vom Particularly advantageous is a collimation of the beam of the primary light 57. The divergence of the beam of the primary light 57 depends on the
Strahldurchmesser, also dem minimalen Strahldurchmesser, weicher auch als Strahltaillie oder Beam-Waist bezeichnet wird, und der Strahlqualität des Strahles 57 ab. Beam diameter, so the minimum beam diameter, softer than Beam waist or beam Waist is called, and the beam quality of the beam 57 from.
Je größer der Strahldurchmesser ist, desto geringer ist die Divergenz. The larger the beam diameter, the lower the divergence.
In der Regel werden sehr geringe Divergenzen angestrebt, wodurch ein großer Strahldurchmesser in dieser Raumrichtung von Vorteil ist. In der anderen Raumrichtung soll der Strahl eine relativ große Divergenz aufweisen, damit sich nach einem gewissen Abstand vom LiDAR-System eine linienförmige As a rule, very low divergences are sought, whereby a large beam diameter in this spatial direction is advantageous. In the other spatial direction, the beam should have a relatively large divergence, so that after a certain distance from the LiDAR system a linear
Lichtverteilung oder eine Beleuchtung nach Art einer Linie ergibt. Distribution of light or illumination in the manner of a line.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen LiDAR-Systems 1 befindet sich zwischen Umlenkspiegel als Strahlteiler 80 und der Austrittsfläche aus dem System 1 keine weitere Optik, welche den Strahl signifikant ändert. In a preferred variant of the LiDAR system 1 according to the invention, there is no further optics between deflecting mirror as beam splitter 80 and the exit surface from the system 1, which changes the beam significantly.

Claims

Ansprüche claims
1 . Optische Anordnung (10) für ein LiDAR-System (1 ), mit: 1 . Optical arrangement (10) for a LiDAR system (1), comprising:
- einer Empfängeroptik (30) und einer Senderoptik (60), welche mit teilweise koaxialen Strahlengängen (31 , 61 ) ausgebildet sind,  a receiver optics (30) and a transmitter optics (60) which are formed with partially coaxial beam paths (31, 61),
- einer Linienlichtquelle (65-1 ) mit einer Linienorientierung (65-2) und a line light source (65-1) with a line orientation (65-2) and
- einer Umlenkeinheit (80) in einem Übergangsbereich von einem - A deflection unit (80) in a transition region of a
gemeinsamen koaxialen Bereich zu einem getrennten biaxialen Bereich der Strahlengänge (31 , 61 ) der Empfängeroptik (30) und der  common coaxial region to a separate biaxial region of the beam paths (31, 61) of the receiver optics (30) and the
Senderoptik (60) zur biaxialen Abzweigung eines lichtquellenseitigen Bereichs des Strahlengangs (61 ) der Senderoptik (60),  Transmitter optics (60) for biaxially branching a light source side region of the beam path (61) of the transmitter optics (60),
wobei:  in which:
- die Umlenkeinheit (80) einen Langspiegel (86) mit einer größeren  - The deflection unit (80) has a long mirror (86) with a larger
Erstreckung (88) in einer Längserstreckungsrichtung (88') und mit einer geringeren Erstreckung (89) in einer Quererstreckungsrichtung (89') aufweist und  Has extension (88) in a longitudinal direction of extension (88 ') and with a smaller extension (89) in a transverse direction of extension (89') and
- die Längserstreckungsrichtung (88') des Langspiegels (86) senkrecht ausgerichtet ist zur Linienorientierung (65-2) der Linienlichtquelle (65-1 ).  - The longitudinal direction (88 ') of the long-mirror (86) is aligned perpendicular to the line orientation (65-2) of the line light source (65-1).
2. Optische Anordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Verhältnis aus Längserstreckung (88) zu Querstreckung (89) an der Umlenkeinheit (80) mindestens 2:1 , vorzugsweise mindestens 3:1 und weiter bevorzugt mindestens 4:1 beträgt. 2. Optical arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the ratio of longitudinal extent (88) to transverse extent (89) on the deflection unit (80) at least 2: 1, preferably at least 3: 1 and more preferably at least 4: 1 is.
3. Optische Anordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher ein Durchmesser der Apertur des Strahlengangs (61 ) der Senderoptik (60) oder die Längserstreckung (88) an der Umlenkeinheit (80) im Verhältnis zur Apertur des Strahlengangs (31 ) der Empfängeroptik (30) einen Wert aufweist im Bereich von etwa 1 :14 bis etwa 1 :7. 3. Optical arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein a diameter of the aperture of the beam path (61) of the transmitter optics (60) or the longitudinal extent (88) on the deflection unit (80) in relation to the aperture of the beam path (31) the receiver optics (30) has a value in the range of about 1: 14 to about 1: 7.
4. Optische Anordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Langspiegel (86) der Umlenkeinheit (80) in Draufsicht auf die Umlenkeinheit (80) die Form eines Rechtecks, eine bikonvex elliptische Form, eine bikonkave Form oder eine Doppelmeniskusform aufweisen. 4. Optical arrangement (10) according to one of the preceding claims, in which the long mirror (86) of the deflection unit (80) in the form of a rectangle, a biconvex elliptical shape, a biconcave shape or a double meniscus form in plan view of the deflection unit (80).
Optische Anordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher An optical assembly (10) according to any one of the preceding claims, wherein
- die Senderoptik (60) und die Empfängeroptik (30) mit zumindest teilweise oder abschnittsweise zueinander koaxialen Strahlengängen (31 , 61 ) auf der Strahlaustrittsseite der Senderoptik (60) und/oder Strahleintrittsseite der Empfängeroptik (30) ausgebildet sind und  - The transmitter optics (60) and the receiver optics (30) with at least partially or partially mutually coaxial beam paths (31, 61) on the beam exit side of the transmitter optics (60) and / or beam entrance side of the receiver optics (30) are formed and
- die Umlenkeinheit (80) zumindest teilweise oder abschnittsweise  - The deflection unit (80) at least partially or in sections
biaxiale Strahlengänge (31 , 61 ) auf der Seite der Lichtquelleneinheit (65) der Senderoptik (60) und auf der Seite einer Detektoranordnung (20) der Empfängeroptik (30) bildet.  Biaxial beam paths (31, 61) on the side of the light source unit (65) of the transmitter optics (60) and on the side of a detector arrangement (20) of the receiver optics (30).
6. LiDAR-System (1 ) zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes (50), 6. LiDAR system (1) for the optical detection of a field of view (50),
insbesondere für eine Arbeitsvorrichtung und/oder ein Fahrzeug, mit einer optischen Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.  in particular for a working device and / or a vehicle, with an optical arrangement (10) according to one of claims 1 to 5.
Arbeitsvorrichtung und insbesondere ein Fahrzeug, Working device and in particular a vehicle,
mit einem LiDAR-System (1 ) nach Anspruch 6 zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes (50).  with a LiDAR system (1) according to claim 6 for the optical detection of a field of view (50).
PCT/EP2018/071125 2017-08-23 2018-08-03 Optical assembly for a lidar system, lidar system, and working device WO2019038063A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017214715.6 2017-08-23
DE102017214715.6A DE102017214715A1 (en) 2017-08-23 2017-08-23 Optical arrangement for a LiDAR system, LiDAR system and working device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019038063A1 true WO2019038063A1 (en) 2019-02-28

Family

ID=63108583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/071125 WO2019038063A1 (en) 2017-08-23 2018-08-03 Optical assembly for a lidar system, lidar system, and working device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017214715A1 (en)
WO (1) WO2019038063A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110726983A (en) * 2019-10-24 2020-01-24 深圳市镭神智能系统有限公司 Laser radar

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6449036B1 (en) * 1997-04-25 2002-09-10 Baumer Optronic Gmbh Sensor unit, process and device for inspecting the surface of an object
US9086273B1 (en) * 2013-03-08 2015-07-21 Google Inc. Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens
US20160274222A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-22 MSOTEK Co., Ltd LIDAR Apparatus
US20170131386A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Funai Electric Co., Ltd. Laser device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6449036B1 (en) * 1997-04-25 2002-09-10 Baumer Optronic Gmbh Sensor unit, process and device for inspecting the surface of an object
US9086273B1 (en) * 2013-03-08 2015-07-21 Google Inc. Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens
US20160274222A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-22 MSOTEK Co., Ltd LIDAR Apparatus
US20170131386A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Funai Electric Co., Ltd. Laser device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017214715A1 (en) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017123878B4 (en) Transmitting device with a scanning mirror covered by a collimating cover element
EP3673289B1 (en) Optical arrangement for a lidar system, lidar system, and working device
EP2189815B1 (en) Optical device and method for testing same
DE102009021251A1 (en) Device for shaping laser radiation and laser device with such a device
EP2399158B1 (en) Device for homogenisation of laser radiation
DE10341548A1 (en) Optoelectronic detection device
DE102018222426A1 (en) Coaxial macro scanner system
DE102015105263A1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting objects in a surveillance area
WO2019038063A1 (en) Optical assembly for a lidar system, lidar system, and working device
EP3695245A1 (en) Optical device for a distance measuring device according to the lidar principle
WO2019030015A1 (en) Sensor apparatus for detecting an object
EP3379294A1 (en) Transmitter optics for a lidar system, lidar system and working device
DE102018115102B4 (en) Laser system
DE102018216201A1 (en) Optical arrangement and LIDAR device with such an arrangement
EP3349042B1 (en) Surveillance sensor and floor-bound vehicle
DE102019207867A1 (en) Optical arrangement with improved aberration behavior and LIDAR device with such an arrangement
DE102017129100A1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting a surveillance area
DE10106155A1 (en) Beam shaping device for shaping the cross section of a light beam and arrangement for coupling a light beam with an elongated cross section emanating from an elongated laser light source into an optical fiber
DE102010045620A1 (en) Apparatus for generating linear intensity distribution in working plane, has homogenizer unit comprising lens arrays which are arranged such that laser beams superimposed by superimposing unit are homogenized partially
WO2021224254A1 (en) Testing device for an active optical sensor
DE102016118481A1 (en) Scanning unit of an optical transmitting and receiving device of an optical detection device of a vehicle
DE102018209394A1 (en) Coaxial LiDAR system
DE102022129828B4 (en) OPTOELECTRONIC SENSOR
EP2843446B1 (en) Optical sensor
EP3454094A1 (en) Optoelectronic sensor system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18750194

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18750194

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1