DE102006045799B4 - Scanning laser distance sensor - Google Patents

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Abstract

Abtastender Laserabstandssensor mit mindestens einer Laserdiode und deren Abbildungsoptik, welche auf einem mechanisch bewegten Träger aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdiode vom Treiber über ein Spulenpaar, das durch zwei Ringspulen mit jeweils einer einzigen Windung ausgebildet ist, direkt nicht berührend induktiv gekoppelt ansteuerbar ist.scanningly Laser distance sensor with at least one laser diode and its imaging optics, which are built on a mechanically moving support, characterized characterized in that the laser diode from the driver via a pair of coils passing through two toroidal coils each having a single turn are formed, directly not touching inductively coupled is controlled.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Stand der TechnikState of the art

Es sind eine Reihe von abtastenden Laserabstandssensoren bekannt und z. B. in den Patentschriften:

  • – DE 103 04 187 A1
  • – US 6 643 004 B2
  • – DE 101 14 362 C2
  • – DE 101 46 692 B4
  • – DE 101 53 977 B4
  • – DE 10 2004 014 041 B4
beschrieben. Bei den abtastenden Elementen werden entweder nur passive optische Einheiten bewegt und schränken damit den Winkel oder die Abbildung der Lasereinheiten ein oder die abtastenden Einheiten müssen mit einer aufwendigen Stromversorgung und Ansteuerung oder mindestens mit herkömmlich gewickelten Spulen versehen werden.There are a number of scanning laser distance sensors known and z. B. in the patents:
  • - DE 103 04 187 A1
  • - US Pat. No. 6,643,004 B2
  • - DE 101 14 362 C2
  • - DE 101 46 692 B4
  • - DE 101 53 977 B4
  • - DE 10 2004 014 041 B4
described. The scanning elements either move only passive optical units and thus limit the angle or the image of the laser units or the scanning units must be provided with a complex power supply and control or at least with conventionally wound coils.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es abtastende Laserabstandssensoren nach dem Lichtlaufzeitverfahren mit schwingenden oder umlaufenden Lasern inklusive deren Projektionsoptiken zu ermöglichen wobei in der schwingenden oder umlaufenden Einheit nur wenige einfache Bauteile nötig sind. Damit ergeben sich niedrige Bauteilekosten und eine einfache und kostengünstige Justage und Fertigung. Darüber hinaus soll die Projektion des Lasers über den Drehwinkel der Abtastung in bezug auf die Drehachse konstant bleiben. Außerdem sollen sowohl axial als auch radial hohe Toleranzen zulässig sein. Diese Aufgabe wird mit einem Laserabstandssensor gemäß Anspruch 1 oder 2 gelöst.task The invention is scanning laser distance sensors according to the light transit time method with oscillating or circulating lasers including their projection optics to enable being in the oscillating or orbiting unit only a few simple Components needed are. This results in low component costs and a simple and inexpensive Adjustment and production. Furthermore should the projection of the laser over the angle of rotation of the scan with respect to the axis of rotation constant stay. Furthermore Both axially and radially high tolerances should be allowed. This object is achieved with a laser distance sensor according to claim 1 or 2 solved.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung wird anhand der 1 bis 6 beschrieben.The invention is based on the 1 to 6 described.

Entsprechend 1 wird z. B. über eine bekannte Empfangsoptik 107 bestehend aus der Empfangslinse 108, dem Umlenkspiegel 109 und der mitlaufenden Schlitzblende 113 mit ihrem Träger 112, die abzutastende Umgebung auf die Empfangsdiode 110 abgebildet. Die Empfangsoptik 107 wird von einer Achse 106b des Motors 101 angetrieben. Erfindungsgemäß befindet sich auf der gleichen Achse 106a des Motors 101 die komplette Lasereinheit 102 mit der Laserdiode 104 und der Sendeoptik 105. Da für das Lichtlaufzeitverfahren nur sehr kurze Lichtimpulse benötigt und gewünscht sind, wird auf eine Ringspule 111 ein kurzer Stromimpuls aufgeprägt, der in der, damit gekoppelten Ringspule 103 den Stromimpuls für die Laserdiode liefert. Beide Ringspulen können für Laserimpulse von z. B. 10-15 ns Halbwertsbreite und Strömen bis z. B. 60 A sehr klein z. B. mit ca. 10-20 mm Durchmesser und einer einzigen Windung ausgeführt werden. Die Funktion ist in 1a dargestellt. Der Stromgenerator 114 prägt auf die Primär-Spule 111 einen Strom in der Halbwertsbreite 120 und der Amplitude 118 ein dabei ist die Zeitachse mit 115 und die Amplitudenachse mit 116 bezeichnet. Die Impulse 118 und 119 sind für Abstandsmessungen für das Impulslaufzeitverfahren geeignet. Über die gleiche Spulenanordnung können auch andere Signale wie z. B. Rechtecksignale wie in 118a und 119a gezeigt oder sinusförmige Signale übertragen werden, um für Nahabstandssensoren Systeme nach dem Phasenmessverfahren oder ähnlichen Verfahren zu ermöglichen.Corresponding 1 is z. B. via a known receiving optics 107 consisting of the receiving lens 108 , the deflection mirror 109 and the revolving slit 113 with her carrier 112 , the environment to be scanned on the receiving diode 110 displayed. The receiving optics 107 is from an axis 106b of the motor 101 driven. According to the invention is on the same axis 106a of the motor 101 the complete laser unit 102 with the laser diode 104 and the transmission optics 105 , Since only very short light pulses are required and desired for the light transit time method, an annular coil is used 111 imprinted a short current pulse in the, coupled with it toroid 103 provides the current pulse for the laser diode. Both toroidal coils can be used for laser pulses of z. B. 10-15 ns half width and currents to z. B. 60 A very small z. B. with about 10-20 mm diameter and a single turn. The function is in 1a shown. The power generator 114 imprinted on the primary coil 111 a current in the half width 120 and the amplitude 118 one is the time axis with 115 and the amplitude axis with 116 designated. The impulses 118 and 119 are suitable for distance measurements for the pulse transit time method. About the same coil arrangement and other signals such. B. rectangular signals as in 118a and 119a shown or sinusoidal signals are transmitted to provide near-distance sensors systems according to the phase measurement method or similar method.

In der Sekundärspule 103 wird ein Strom in gleicher Wirkrichtung erzeugt und steuert damit die Laserdiode 104 an, um eine Beaufschlagung der Laserdiode 104 mit einem Strom in Sperrrichtung zu vermeiden wird dieser Strom über die Sperrdiode 122 abgeleitet. Der Strom durch die Laserdiode ist im Diagramm bestehend aus der Zeitachse 115 und der Amplitudenachse 117 mit der Amplitude 119 gezeigt. In der Praxis sind nur sehr kleine Übertragungsverluste gemessen worden. Das ganze System 102 kann z. B. in Richtung 102a durchgehend gedreht werden um z. B. volle 360° durchlaufend abzutasten. Durch die induktive Kopplung sind sowohl in axialer als auch radialer Richtung große Toleranzen zulässig. Selbst bei Toleranzen um ±1 mm. Der Pulsgenerator 114 besteht z. B. vorzugsweise aus einem Transistor der im Lawinendurchbruch betrieben wird. Damit wird ein extrem niedriger Bauteileaufwand erreicht. Die Ausführungsformen der Übertragungsspulen sind als Beispiel in 1b dargestellt. So kann entsprechend 119 die Primärspule 111 aus einem flächenhaften Ring bestehen und auf eine Druckschaltung, einer Dickschichtschaltung oder sogar auf einem Siliziumsubstrat ausgeführt werden, wobei sich auf der gleichen Platine auch der Pulsgenerator 114 mit seinen Anschlüssen 120 befindet. Wird ein Siliziumsubstrat verwendet, kann auch der Pulsgenerator mitintegriert werden. Die Sekundärspule kann ebenfalls mit gleichen oder unterschiedlichen Materialien z. B. als Druckschaltung 121 mit dem Spulenring 103, der Laserdiode 104 und der Sperrdiode 122 ausgeführt werden. Wird für den Träger der Sekundärspule ein geeignetes Halbleitersubstrat verwendet, kann auf dem gleichen Substrat sowohl die Laserdiode als auch die Sperrdiode mitintegriert werden.In the secondary coil 103 a current is generated in the same effective direction and thus controls the laser diode 104 to apply a load to the laser diode 104 with a reverse current to avoid this current through the blocking diode 122 derived. The current through the laser diode is in the diagram consisting of the time axis 115 and the amplitude axis 117 with the amplitude 119 shown. In practice, only very small transmission losses have been measured. The whole system 102 can z. B. in the direction 102 be turned continuously to z. B. full 360 ° scan continuously. Due to the inductive coupling large tolerances are allowed both in the axial and radial direction. Even with tolerances of ± 1 mm. The pulse generator 114 exists z. B. preferably from a transistor operated in avalanche breakdown. This achieves an extremely low component expenditure. The embodiments of the transmission coils are exemplified in FIG 1b shown. So can accordingly 119 the primary coil 111 consist of a planar ring and are executed on a printing circuit, a thick-film circuit or even on a silicon substrate, wherein on the same board and the pulse generator 114 with its connections 120 located. If a silicon substrate is used, the pulse generator can also be integrated. The secondary coil can also be used with the same or different materials z. B. as a print circuit 121 with the coil ring 103 , the laser diode 104 and the blocking diode 122 be executed. If a suitable semiconductor substrate is used for the carrier of the secondary coil, both the laser diode and the blocking diode can be integrated on the same substrate.

Die Elemente sind im Schnitt nochmals in 1b mit der Sekundärspule 121, der Laserdiode 104 und deren Abbildungsoptik 105 sowie mit der Primärspule 119 gezeigt. Um Abstrahlungen nach außen zu vermeiden oder die einlagigen Spulen sehr klein gestalten zu können z. B. bei einer Integration auf Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial kann die Übertragungseinheit bestehend aus der Primärspule 119 und der Sekundärspule 121 auch in zwei Schalen hoher magnetischer Permeabilität 135 und 136 eingebettet werden. Zur noch besseren Koppelung können diese Schalen auch in der mittleren Fläche der Spulen mit einem kleinen Luftspalt entsprechend 135a und 136a ausgeführt werden.The elements are on average again in 1b with the secondary coil 121 , the laser diode 104 and their imaging optics 105 as well as with the primary coil 119 shown. To avoid radiation to the outside or to make the single-layer coils very small z. B. in an integration on silicon or other semiconductor material, the transmission unit consisting of the Pri märspule 119 and the secondary coil 121 also in two shells of high magnetic permeability 135 and 136 be embedded. For even better coupling, these shells can also be used in the middle area of the coils with a small air gap 135a and 136a be executed.

In 1c ist dargestellt, wie die Abbildung der Laserdiode für die Abtastung gestaltet werden kann.In 1c it is shown how the image of the laser diode can be designed for scanning.

In der Spalte 130 sind z. B. Winkelangaben von –72° bis +72° eingezeichnet. Wird das System z. B. für einen Precrash- oder Pretrigger-Sensor verwendet wird man die Laserdiode wie in 1 gezeichnet vertikal abbilden und damit die Umgebung mit einer Laserprojektion entsprechend eine Breite von 136 und einer Höhe von 137 beleuchten wobei bei gleichmäßig durchlaufenden Motor 101 z. B. im äußeren Winkelbereich von z. B. –72° bis –24° und von +24° bis +72° eine Messung nur alle 12° erfolgt z. B. mit der Messung 134 während im Winkelbereich von –12° bis +12° z. B. 13 Abtastungen mit der mittleren Abtastung 131 und den Grenzen 133a bis 133 erfolgt. Je nach Begegnungssituation kann sowohl die Mitte 131 und der Abtastbereich 133 und die jeweilige Grenze 133a und 133 symmetrisch oder unsymmetrisch gesteuert und gestaltet werden.In the column 130 are z. B. angle data from -72 ° to + 72 °. If the system z. For example, for a precrash or pre-trigger sensor, one uses the laser diode as in 1 drawn vertically and thus the environment with a laser projection corresponding to a width of 136 and a height of 137 illuminate being with evenly running engine 101 z. B. in the outer angular range of z. B. -72 ° to -24 ° and from + 24 ° to + 72 ° a measurement only every 12 ° z. B. with the measurement 134 while in the angular range of -12 ° to + 12 ° z. B. 13 scans with the middle scan 131 and the borders 133a to 133 he follows. Depending on the encounter situation, both the middle 131 and the scanning range 133 and the respective limit 133a and 133 be controlled symmetrically or asymmetrically and designed.

Zur Gestaltung z. B. eines Sicherheitsvorhanges oder einer genau definierten Ebene wird die Laserdiode 104 mit ihrer Emitterfläche senkrecht zur Drehachse wie 104b zeigt eingebaut. Damit entstehen Projektionen wie durch 137a horizontal und 136a vertikal dargestellt. Damit sind z. B. für die Abtastung von ±72° mit jeweils wenig Lücke nur noch z. B. 13 Messungen nötig.For the design z. B. a safety curtain or a well-defined level is the laser diode 104 with its emitter surface perpendicular to the axis of rotation like 104b shows built-in. This creates projections as well as through 137a horizontal and 136a shown vertically. This z. B. for the scanning of ± 72 ° with little gap only z. B. 13 measurements needed.

Ein komplettes System z. B für eine Precrash-Anwendung ist in 2 dargestellt.A complete system z. B for a precrash application is in 2 shown.

Der Motor 101 wird von der Systemelektronik 206 über die Schnittstelle 204 durch die Motorsteuerung 203 angesteuert. Er trägt auf der Achse 106b die Empfangsoptik bestehend aus Empfangslinse 108 und Umlenkspiegel 109 und bildet die Umgebung auf den Fotodetektor 201 ab, dessen Signal wird auf der Platine 201 vorkonditioniert und wird über die Schnittstelle 202 zur Systemelektronik 206 geleitet. Auf der anderen Seite der Achse 106a ist die Sendeoptik 105, die Laserdiode 104 mit ihren Emitterfläche 104a sowie die Sekundärspule 103 sowie die Sperrdiode 112 angebracht.The motor 101 is from the system electronics 206 over the interface 204 through the engine control 203 driven. He carries on the axle 106b the receiving optics consisting of receiving lens 108 and deflecting mirrors 109 and forms the environment on the photodetector 201 off, whose signal is on the board 201 preconditioned and is over the interface 202 to the system electronics 206 directed. On the other side of the axis 106a is the transmission optics 105 , the laser diode 104 with its emitter surface 104a as well as the secondary coil 103 as well as the blocking diode 112 appropriate.

Die Laserdiode 104 ist in diesem Beispiel so eingebaut, dass die Emitterfläche 104a senkrecht zur Drehachse steht, damit wird über die Sendelinse 105 die Laserdiode als aufrechtstehendes Rechteck 210 auf die Szene abgebildet und behält seine Form über den Drehwinkel entsprechend 134 in 1c. Entsprechend 2a können aber auch andere strahlförmige oder Zeit- oder Wellenlängenumsetzende Elemente in den Strahlengang des Lasers 104 angebracht werden. Wie z. B. eine Kollimatorlinse 211 ein Festkörperlaser, ein Güteschalter und eine Zylinderlinse 214 zur Formung des Ausgangsstrahlen.The laser diode 104 In this example it is built in so that the emitter surface 104a is perpendicular to the axis of rotation, so is on the Sendelinse 105 the laser diode as an upright rectangle 210 imaged on the scene and keeps its shape according to the rotation angle accordingly 134 in 1c , Corresponding 2a but can also other beam-shaped or time or wavelength converting elements in the beam path of the laser 104 be attached. Such as B. a collimator lens 211 a solid-state laser, a Q-switch, and a cylindrical lens 214 for shaping the output rays.

Die feststehende Primärspule 111 wird über den Pulsformer 114 angesteuert, der über die Schnittstelle 204 von der Systemelektronik getriggert wird. Im oder am Motor ist mindestens ein Lagesensor angebracht, der über die Motorsteuerung 203 der Systemelektronik die genaue Winkellage des Motors übermittelt.The fixed primary coil 111 is via the pulse shaper 114 controlled via the interface 204 is triggered by the system electronics. In or on the engine at least one position sensor is mounted, via the engine control 203 the system electronics transmitted the exact angular position of the engine.

Die Systemelektronik wertet die Abstände unter Berücksichtigung der Winkellage entweder nach dem Pulslaufzeitverfahren, wie z. B. in den Schriften

  • – DE 41 27 168 C2
  • – DE 197 17 399 C2
  • – DE 101 62 668 A1
beschrieben oder nach einem der bekannten Phasenmessverfahren aus und gibt die Ergebnisse über die Schnittstelle 207 zur Weiterverarbeitung an das Fahrzeug oder an eines der dort eingebauten Systeme weiter. Die Systemelektronik wird über die Eingänge 208 und 209 z. B. durch die Bordspannung versorgt und erzeugt auch alle notwendigen Spannungen und Signale für das Sensorsystem. Entsprechend 3 können auch mehrere Übertragungseinrichtungen auf einem Rotor untergebracht werden. Über die Sendeoptik 105 werden zwei Laserdioden 302 und 303 auf die Umgebung abgebildet. Dabei sind diese Laserdioden z. B. mit ihrer Sperrdiode 304 und 305 auf einem Keramiksubstrat 301 untergebracht. Die Laserdiode 302 wird von dem Spulenpaar 111 und 103 gespeist während die Laserdiode 303 vom Spulenpaar 111a und 103a gespeist wird. Wird der Abstand dieser Spulenpaare entsprechend groß gehalten z. B. ein Spulendurchmesser oder jedes Spulenpaar ist in eine Anordnung entsprechen 1b untergebracht, ist keine Überkoppelung zu erwarten.The system electronics evaluates the distances taking into account the angular position either by the pulse transit time method, such. B. in the writings
  • - DE 41 27 168 C2
  • - DE 197 17 399 C2
  • - DE 101 62 668 A1
described or according to one of the known phase measurement method and outputs the results via the interface 207 for further processing to the vehicle or to one of the systems installed there. The system electronics are via the inputs 208 and 209 z. B. supplied by the on-board voltage and also generates all the necessary voltages and signals for the sensor system. Corresponding 3 also several transmission devices can be accommodated on a rotor. About the transmission optics 105 become two laser diodes 302 and 303 imaged on the environment. These laser diodes z. B. with its blocking diode 304 and 305 on a ceramic substrate 301 accommodated. The laser diode 302 is from the coil pair 111 and 103 fed while the laser diode 303 from the coil pair 111 and 103a is fed. If the distance between these pairs of coils kept correspondingly large z. B. a coil diameter or each coil pair is in an arrangement correspond 1b housed, no coupling is to be expected.

Eine weitere Ausführungsform um z. B. 2 Laserdioden mit dem gleichen Spulenpaar 111 und 103 anzusteuern ist in 4 dargestellt. Der Impulsgenerator 405 liefert über der Zeitachse 406 und dem Amplitudenbereich 407 positive Impulse 408 und negative Impulse 409. An den Anschlüssen der Sekundärspule 103 sind die Laserdioden 401 und 404 mit ihren Sperrdioden 402 und 403 invers in Reihe geschaltet. Damit wird beim positiven Impuls 408 die Laserdiode 401 über die Sperrdiode 403 mit dem Impuls 411 angesteuert und beim negativen Impuls 409 die Laserdiode 404 über die Sperrdiode 402 mit dem Impuls 412.Another embodiment to z. B. 2 laser diodes with the same coil pair 111 and 103 is to drive in 4 shown. The pulse generator 405 delivers over the timeline 406 and the amplitude range 407 positive impulses 408 and negative impulses 409 , At the terminals of the secondary coil 103 are the laser diodes 401 and 404 with their blocking diodes 402 and 403 Inverse connected in series. This will be the positive impulse 408 the laser diode 401 via the blocking diode 403 with the impulse 411 controlled and the negative pulse 409 the laser diode 404 via the blocking diode 402 with the impulse 412 ,

Diese Impulse 411 und 412 sind über der Zeitachse 406 mit dem Amplitudenbereich 410 dargestellt.These pulses 411 and 412 are over the timeline 406 with the amplitude range 410 shown.

Eine weitere Ausführung für die sequentielle Ansteuerung von mehreren Laserdioden mit einem Spulenpaar ist in 5 gezeigt. Das Spulenpaar 111 und 103, die wie z. B. in 1 aufgebaut sind, liefern gegenüber dem Punkt 513 an Punkt 512 negative Impulse wie im Diagram bestehend aus der Zeitachse 514 und den Amplitudenbereich 515 gezeigt.Another embodiment for the sequential control of a plurality of laser diodes with a coil pair is in 5 shown. The coil pair 111 and 103 such as In 1 are constructed, deliver towards the point 513 at point 512 negative impulses as in the diagram consisting of the time axis 514 and the amplitude range 515 shown.

Die Impulse 515a, 515b und 515n liefern sowohl die Energie für die Ansteuerung der Laserdioden 501, 502 und 502n als auch für eine Einheit 505, die nacheinander die z. B. Feldeffekttransistoren 503, 504 und 504n jeweils beim nächsten Impuls aufsteuert. Die Versorgung der Einheit 505, die z. B. aus einem rücksetzbaren Schieberegister oder einem Ringzähler bestehe kann, wird durch die Integration der Impulse 515 bis 515n über den Gleichrichter 508 und der Widerstand 509 sowie dem Kondensator 506 erreicht, wobei die Zehnerdiode 507 für die obere Begrenzung und Konstanthaltung der Versorgungsspannung sorgt. Das Weiterschalten auf die nächste Stufe erfolgt über den Widerstand 511 und die Schutzdiode 510 am Eingang der Einheit 505. Um die Einheit ohne Aufwand definiert zurückzusetzen wird z. B. nach Abgabe der Laserimpulse 515a bis 515n ein Impuls 516 mit sehr viel kleinerer Amplitude und wesentlich längerer Zeit über das Spulenpaar abgegeben. Die Rücksetzung der Einheit 505 kann aber auch mittels eines Hallgenerators erfolgen, der in einer bestimmten Winkellage des Systems einem Magnetfeld ausgesetzt wird oder z. B. durch einen Fotodetektor, der mit einem Lichtimpuls beaufschlagt wird.The impulses 515a . 515b and 515n provide both the energy for driving the laser diodes 501 . 502 and 502n as well as for a unit 505 , which successively z. B. field effect transistors 503 . 504 and 504n each on the next pulse aufsteuert. The supply of the unit 505 that z. B. can consist of a resettable shift register or a ring counter is, by the integration of the pulses 515 to 515n over the rectifier 508 and the resistance 509 and the capacitor 506 achieved, with the zener diode 507 ensures the upper limit and constant supply voltage. The switch to the next level is via the resistor 511 and the protection diode 510 at the entrance of the unit 505 , To reset the unit defined without any effort is z. B. after delivery of the laser pulses 515a to 515n an impulse 516 delivered with much smaller amplitude and much longer time on the coil pair. The reset of the unit 505 but can also be done by means of a Hall generator, which is exposed to a magnetic field in a certain angular position of the system or z. B. by a photodetector, which is acted upon by a light pulse.

Mit der Anordnung nach 5 können z. B. 16 Laser, die sich in einer Reihe befinden nacheinander angesteuert werden, damit die Umgebung gemäß 6 abgetastet werden kann. Dabei ist die Sendeeinheit, die alle Komponenten entsprechend 5 enthält im Rotor 102 untergebracht, dieser ist mit der Sekundärspule 103 versehen und tastet mit z. B. 16 Lasern die Umgebung durch Rotation in Richtung 602 ab. Die elektronische Abtastung gemäß der sequentiellen Weiterschaltung der Ansteuerung auf die jeweils nächste Laserdiode geschieht in Richtung 604 während die Drehrichtung des Rotors in Richtung 603 abtastet. Die einzelnen Laserabbildungen sind aus dem Bereich 606 heraus vergrößert und haben die Fläche z. B. 608×607 mit einem Abstand, bedingt durch die Verteilung der Laser auf dem Substrat von 609. Der Gesamte Winkel in der elektronischen Abtastrichtung 604 beträgt z. B. 610. Bei einer einfachen Empfängeranordnung gemäß 1 und 2 muss natürlich die Empfangsfläche des Detektors 110 so groß sein, dass alle Laser abgebildet werden können. Die Schlitzblende 111 dient dazu von der übrigen Detektorfläche Einflüsse wie Fremdlicht oder Sonneneinstrahlung fern zu halten. Ähnliche Abtastschemen können auch mit den Anordnungen gemäß 3 und 4 sowie mit Kombinationen aus Anordnungen gemäß 3, 4 und 5 erreicht werdenWith the arrangement after 5 can z. B. 16 lasers, which are located in a row are controlled sequentially, so that the environment according to 6 can be sampled. In this case, the transmitting unit, which corresponds to all components 5 contains in the rotor 102 housed, this is with the secondary coil 103 provided and scans with z. B. 16 lasers the environment by rotation in the direction 602 from. The electronic scanning according to the sequential indexing of the drive to the next laser diode is done in the direction 604 while the direction of rotation of the rotor in the direction 603 scans. The individual laser images are from the area 606 out enlarged and have the area z. B. 608 × 607 with a distance, due to the distribution of the laser on the substrate of 609 , The total angle in the electronic scanning direction 604 is z. B. 610 , In a simple receiver arrangement according to 1 and 2 must of course the receiving surface of the detector 110 be so big that all lasers can be imaged. The slit diaphragm 111 serves to keep away from the other detector surface influences such as extraneous light or sunlight. Similar sampling schemes can also be used with the arrangements according to FIG 3 and 4 as well as combinations of arrangements according to 3 . 4 and 5 be achieved

Claims (14)

Abtastender Laserabstandssensor mit mindestens einer Laserdiode und deren Abbildungsoptik, welche auf einem mechanisch bewegten Träger aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdiode vom Treiber über ein Spulenpaar, das durch zwei Ringspulen mit jeweils einer einzigen Windung ausgebildet ist, direkt nicht berührend induktiv gekoppelt ansteuerbar ist.Scanning laser distance sensor with at least one laser diode and its imaging optics, which are constructed on a mechanically moving carrier, characterized in that the laser diode from the driver via a pair of coils, which is formed by two toroids, each with a single turn, directly non-contact inductively coupled controllable , Abtastender Laserabstandssensor mit mindestens zwei Laserdioden und deren Abbildungsoptiken, welche auf einem mechanisch bewegten Träger aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdioden vom Treiber über ein Spulenpaar direkt nicht berührend induktiv gekoppelt ansteuerbar sind, wobei die Ansteuerung mit dem gleichen Spulenpaar und zeitlich getrennt erfolgt.Scanning laser distance sensor with at least two Laser diodes and their imaging optics, which are based on a mechanical moving carrier are constructed, characterized in that the laser diodes from Driver over a pair of coils directly not touching inductively coupled driven, the control with the same coil pair and separated in time takes place. Abtastender Laserabstandssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule aus einem flächenhaften Ring besteht.A scanning laser distance sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the primary coil of a planar Ring exists. Abtastender Laserabstandssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule auf einer Druckschaltung, einer Dickschichtschaltung, einem Siliziumsubstrat oder auf Glas ausgeführt ist.Scanning laser distance sensor according to claim 3, characterized in that the primary coil is on a printing circuit, a thick-film circuit, a silicon substrate or on glass accomplished is. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule als Druckschaltung mit dem Spulenring, den Laserdioden und den Sperrdioden ausgeführt ist.Scanning laser distance sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the secondary coil as a pressure circuit with the coil ring, the laser diodes and the blocking diodes is executed. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger der Sekundärspule ein Halbleitersubstrat ist, auf dem sowohl die Laserdioden als auch die Sperrdioden mitintegriert sind.Scanning laser distance sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier of the secondary coil a Semiconductor substrate is on which both the laser diodes and the Barrier diodes are integrated. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule auf einem Glassubstrat untergebracht ist.Scanning laser distance sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the secondary coil on a glass substrate is housed. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdioden in ihrer Ausgangsleistung modulierbar sind.Scanning laser distance sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the laser diodes in their output power can be modulated. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdioden mit Impulsen ansteuerbar sind.Sampling laser distance sensor after egg nem of claims 1 to 7, characterized in that the laser diodes are driven by pulses. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer einzigen Spulenpaaranordnung viele Laserdioden über einen Pulsformer ansteuerbar sind, wobei die Weiterschaltung von einem Laser zum nächsten über ein Schieberegister bewirkt wird und sowohl die Stromversorgung als auch die Weiterschaltung und Rückstellung über die gleiche Spulenanordnung erfolgen.A scanning laser distance sensor according to one of claims 1 or 3 to 9, characterized in that with a single coil pair arrangement many laser diodes over a pulse shaper can be controlled, the forwarding of one laser to the next over Shift register is effected and both the power supply as also the handover and provision on the same coil arrangement done. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Sendeeinheit angebrachte Laserdiodenzeilen oder andere Anordnungen mehrerer Laserdioden sequentiell ansteuerbar sind, so dass die Umgebung durch Rotation der Sendeeinheit abtastbar ist.A scanning laser distance sensor according to one of claims 1 or 3 to 10, characterized in that mounted in a transmitting unit Laser diode array or other arrangements of multiple laser diodes sequentially can be controlled, so that the environment by rotation of the transmitting unit is palpable. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Kopplung und Minderung der Abstrahlung die Spulen zusätzlich über Ferritplatten oder Topfkerne angekoppelt sind.Scanning laser distance sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that to improve the coupling and Reduction of the radiation the coils in addition via ferrite plates or potted cores are coupled. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strahlengang der mitbewegten Laserdioden ebenfalls mitbewegte strahlformende Elemente eingefügt sind. Scanning laser distance sensor according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the beam path of moving along Laser diodes also mitbewegte beam-forming elements are inserted. Abtastender Laserabstandssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strahlengang der mitbewegten Laserdioden ebenfalls mitbewegte Zeit- oder/und Wellenlängen formende Elemente eingefügt sind.Scanning laser distance sensor according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the beam path of moving along Laser diodes also mitbewegte time or / and wavelength shaping Elements inserted are.
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