DE102016009936A1 - LIDAR system with moving light fiber - Google Patents

LIDAR system with moving light fiber Download PDF

Info

Publication number
DE102016009936A1
DE102016009936A1 DE102016009936.4A DE102016009936A DE102016009936A1 DE 102016009936 A1 DE102016009936 A1 DE 102016009936A1 DE 102016009936 A DE102016009936 A DE 102016009936A DE 102016009936 A1 DE102016009936 A1 DE 102016009936A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical fiber
light
fiber
arrangement
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016009936.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Florian Petit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Blickfeld GmbH
Original Assignee
Blickfeld 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 Blickfeld GmbH filed Critical Blickfeld GmbH
Priority to PCT/EP2017/069909 priority Critical patent/WO2018029136A1/en
Publication of DE102016009936A1 publication Critical patent/DE102016009936A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • 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
    • G01S7/4818Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
    • 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
    • G02B26/103Scanning systems having movable or deformable optical fibres, light guides or waveguides as scanning elements

Abstract

Eine Anordnung umfasst eine Lichtfaser (201) mit einem ersten Ende (205) und einem zweiten Ende. Die Anordnung (100) umfasst doch eine Fixierung (250), welche die Lichtfaser (201) an einer Fixierstelle (206) fixiert. Licht (191, 192) kann in das zweite Ende der Lichtfaser (201) eingespeist werden. Ein Aktuator ist eingerichtet, um das erste Ende (205) der Lichtfaser (201) gegenüber der Fixierstelle (206) zu bewegen. In manchen Beispielen ist ein LIDAR-System eingerichtet, um basierend auf dem Licht (191, 192) eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung durchzuführen.An arrangement includes an optical fiber (201) having a first end (205) and a second end. The arrangement (100) comprises a fixing (250), which fixes the optical fiber (201) at a fixing point (206). Light (191, 192) can be fed to the second end of the optical fiber (201). An actuator is configured to move the first end (205) of the optical fiber (201) relative to the fuser (206). In some examples, a LIDAR system is configured to perform a scanned distance measurement of objects around the array based on the light (191, 192).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Verschiedene Ausführungsformen betreffen eine Anordnung, welche eine Lichtfaser und einen Aktuator umfasst, der eingerichtet ist, um ein erstes Ende der Lichtfaser gegenüber einer Fixierstelle der Lichtfaser zu bewegen. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Anordnung auch ein LIDAR-System, welches eingerichtet ist, um basierend auf Laserlicht eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung durchzuführen.Various embodiments relate to an assembly comprising an optical fiber and an actuator configured to move a first end of the optical fiber opposite a fixing location of the optical fiber. In various embodiments, the arrangement also comprises a LIDAR system, which is set up to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the arrangement based on laser light.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Abstandsmessung von Objekten ist in verschiedenen Technologiefeldern erstrebenswert. Zum Beispiel kann es im Zusammenhang mit Anwendungen des autonomen Fahrens erstrebenswert sein, Objekte im Umfeld von Fahrzeugen zu erkennen und insbesondere einen Abstand zu den Objekten zu ermitteln.The distance measurement of objects is desirable in various fields of technology. For example, in the context of autonomous driving applications, it may be desirable to detect objects around vehicles and, in particular, to determine a distance to the objects.

Eine Technik zur Abstandsmessung von Objekten ist die sogenannte LIDAR-Technologie (engl. Light detection and ranging; manchmal auch LADAR). Dabei wird gepulstes Laserlicht von einem Emitter ausgesendet. Die Objekte im Umfeld reflektieren das Laserlicht. Diese Reflexionen können anschließend gemessen werden. Durch Bestimmung der Laufzeit des Laserlichts kann ein Abstand zu den Objekten bestimmt werden.One technique for measuring the distance of objects is the so-called LIDAR technology (light detection and ranging, sometimes also LADAR). In this case, pulsed laser light is emitted by an emitter. The objects in the environment reflect the laser light. These reflections can then be measured. By determining the transit time of the laser light, a distance to the objects can be determined.

Um die Objekte im Umfeld ortsaufgelöst zu erkennen, kann es möglich sein, das Laserlicht zu scannen. Je nach Abstrahlwinkel des Laserlichts können dadurch unterschiedliche Objekte im Umfeld erkannt werden.In order to detect the objects in the environment spatially resolved, it may be possible to scan the laser light. Depending on the beam angle of the laser light different objects in the environment can be detected.

Herkömmliche ortsaufgelöste LIDAR-Systeme weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie vergleichsweise teuer, schwer, wartungsintensiv und/oder groß sein können. Typischerweise wird bei LIDAR-Systemen ein Scanspiegel verwendet, der in unterschiedliche Positionen gebracht werden kann. Eine Genauigkeit, mit der die Position des Scanspiegels ermittelt werden kann, begrenzt dabei typischerweise die Genauigkeit der Ortsauflösung der LIDAR-Messung. Außerdem ist der Scanspiegel oftmals groß und die Verstell-Mechanik kann wartungsintensiv und/oder teuer sein.However, conventional spatially resolved LIDAR systems have the disadvantage that they can be comparatively expensive, heavy, maintenance-intensive and / or large. Typically, LIDAR systems use a scanning mirror that can be placed in different positions. An accuracy with which the position of the scanning mirror can be determined thereby typically limits the accuracy of the spatial resolution of the LIDAR measurement. In addition, the scanning mirror is often large and the adjustment mechanism can be maintenance-intensive and / or expensive.

Aus Leach, Jeffrey H., Stephen R. Chinn, and Lew Goldberg. ”Monostatic all-fiber scanning LADAR system.” Applied optics 54.33 (2015): 9752–9757 sind Techniken bekannt, um Mittels einer einstellbaren Krümmung einer Lichtfaser eine gescannte LIDAR-Messung durchzuführen. Entsprechende Techniken sind auch aus Mokhtar, M. H. H., and R. R. A. Syms. ”Tailored fibre waveguides for precise two-axis Lissajous scanning.” Optics express 23.16 (2015): 20804–20811 bekannt.Out Leach, Jeffrey H., Stephen R. Chinn, and Lew Goldberg. "Monostatic all-fiber scanning LADAR system." Applied optics 54.33 (2015): 9752-9757 For example, techniques are known for performing a scanned LIDAR measurement by means of an adjustable curvature of an optical fiber. Appropriate techniques are also off Mokhtar, MHH, and RRA Syms. "Tailored fiber waveguides for precise two-axis Lissajous scanning." Optics express 23.16 (2015): 20804-20811 known.

Solche Techniken weisen den Nachteil auf, dass die Krümmung der Lichtfaser vergleichsweise limitiert ist. Außerdem kann es schwierig möglich sein, eine Optik zu implementieren, die eine Strahldivergenz von Laserlicht, das aus dem Ende der Lichtfaser austritt, zu vermeiden.Such techniques have the disadvantage that the curvature of the optical fiber is comparatively limited. In addition, it may be difficult to implement optics that avoid beam divergence of laser light exiting the end of the optical fiber.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur Abstandsmessung von Objekten im Umfeld einer Anordnung. Insbesondere besteht ein Bedarf für solche Techniken, welche zumindest einige der oben genannten Einschränkungen und Nachteile beheben.Therefore, there is a need for improved techniques for measuring the distance of objects around an array. In particular, there is a need for such techniques which overcome at least some of the above limitations and disadvantages.

Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die Merkmale der abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen.This object is solved by the features of the independent claims. The features of the dependent claims define embodiments.

In einem Beispiel umfasst eine Anordnung eine Lichtfaser mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die Anordnung umfasst auch eine Fixierung, welche die Lichtfaser an einer Fixierstelle zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende fixiert. Die Anordnung umfasst auch einen Anschluss, der eingerichtet ist, um Licht in das zweite Ende der Lichtfaser einzuspeisen. Die Anordnung umfasst auch mindestens einen Aktuator. Der mindestens eine Aktuator ist eingerichtet, um die Lichtfaser im Bereich zwischen der Fixierstelle und dem ersten Ende zu bewegen. Dabei erfolgt die Drehung zwischen einer ersten Torsion und einer zweiten Torsion. Die Anordnung umfasst auch ein LIDAR-System. Das LIDAR-System ist eingerichtet, um basierend auf dem Licht eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung durchzuführen.In one example, an arrangement includes an optical fiber having a first end and a second end. The assembly also includes a fixture which fixes the optical fiber at a location of fixation between the first end and the second end. The arrangement also includes a terminal configured to supply light to the second end of the optical fiber. The arrangement also includes at least one actuator. The at least one actuator is arranged to move the optical fiber in the area between the fixing point and the first end. The rotation takes place between a first twist and a second twist. The arrangement also includes a LIDAR system. The LIDAR system is set up based on the light to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the arrangement.

In einem weiteren Beispiel umfasst eine Anordnung eine Lichtfaser mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die Anordnung umfasst auch eine Fixierung, welche die Lichtfaser an einer Fixierstelle zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende fixiert. Die Anordnung umfasst auch einen Anschluss, der eingerichtet ist, um Licht in das zweite Ende der Lichtfaser einzuspeisen. Die Anordnung umfasst auch mindestens einen Aktuator, der eingerichtet ist, um die Lichtfaser im Bereich zwischen der Fixierstelle und dem ersten Ende zu bewegen. Die Anordnung umfasst auch eine Linse, die ortsfest mit dem ersten Ende der Lichtfaser verbunden ist. Die Anordnung umfasst auch ein LIDAR-System, welches eingerichtet ist, um basierend auf dem Licht eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung durchzuführen.In another example, an arrangement includes an optical fiber having a first end and a second end. The assembly also includes a fixture which fixes the optical fiber at a location of fixation between the first end and the second end. The arrangement also includes a terminal configured to supply light to the second end of the optical fiber. The assembly also includes at least one actuator configured to move the optical fiber in the region between the fixation site and the first end. The assembly also includes a lens fixedly connected to the first end of the optical fiber. The arrangement also includes a lidar system configured to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the array based on the light.

In einem Beispiel umfasst eine Anordnung eine Lichtfaser mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die Anordnung umfasst auch eine Fixierung, welche die Lichtfaser an einer Fixierstelle zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende fixiert. Die Anordnung umfasst auch einen Anschluss, der eingerichtet ist, um Licht in das zweite Ende der Lichtfaser einzuspeisen. Die Anordnung umfasst auch mindestens einen Aktuator. Der mindestens eine Aktuator ist eingerichtet, um die Lichtfaser im Bereich zwischen der Fixierstelle und dem ersten Ende zu bewegen. Dabei erfolgt die Bewegung zwischen einer ersten Torsion und einer zweiten Torsion. Beispielsweise könnte die Anordnung einen RGB-Projektor – z. B. an einer Datenbrille angebracht – oder ein Endoskop implementieren.In one example, an arrangement includes an optical fiber having a first end and a second end. The assembly also includes a fixture which fixes the optical fiber at a location of fixation between the first end and the second end. The arrangement also includes a terminal configured to supply light to the second end of the optical fiber. The arrangement also includes at least one actuator. The at least one actuator is arranged to move the optical fiber in the area between the fixing point and the first end. The movement takes place between a first torsion and a second torsion. For example, the arrangement could be an RGB projector -. B. attached to a data glasses - or implement an endoscope.

In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren das Einspeisen von Licht in ein zweites Ende einer Lichtfaser. Das Verfahren umfasst weiterhin das Fixieren der Lichtfaser zwischen einem ersten Ende der Lichtfaser und dem zweiten Ende der Lichtfaser, an einer Fixierstelle der Lichtfaser. Das Verfahren umfasst auch das Bewegen der Lichtfaser im Bereich zwischen der Fixierstelle und dem ersten Ende zwischen einer ersten Torsion und einer zweiten Torsion. Das Verfahren umfasst optional auch das Durchführen einer gescannten LIDAR-Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung basierend auf dem Licht oder einer RGB-Projektion oder einer Endoskopie.In another example, a method includes injecting light into a second end of an optical fiber. The method further comprises fixing the optical fiber between a first end of the optical fiber and the second end of the optical fiber, at a fixing point of the optical fiber. The method also includes moving the optical fiber in the region between the fuser and the first end between a first twist and a second twist. Optionally, the method also includes performing a scanned LIDAR distance measurement of objects around the device based on the light or RGB projection or endoscopy.

In einem Beispiel umfasst eine Anordnung eine Lichtfaser mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die Anordnung umfasst auch eine Fixierung, welche die Lichtfaser an einer Fixierstelle zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende fixiert. Die Anordnung umfasst auch einen Anschluss, der eingerichtet ist, um Licht in das zweite Ende der Lichtfaser einzuspeisen. Die Anordnung umfasst auch einen Aktuator, der eingerichtet ist, um das erste Ende der Lichtfaser gegenüber der Fixierstelle zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu bewegen. Die Anordnung umfasst optional auch ein LIDAR-System, das eingerichtet ist, um basierend auf dem Licht eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung durchzuführen.In one example, an arrangement includes an optical fiber having a first end and a second end. The assembly also includes a fixture which fixes the optical fiber at a location of fixation between the first end and the second end. The arrangement also includes a terminal configured to supply light to the second end of the optical fiber. The assembly also includes an actuator configured to move the first end of the optical fiber opposite the fixation location between a first position and a second position. Optionally, the assembly also includes a LIDAR system configured to perform a scanned distance measurement of objects around the assembly based on the light.

In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren das Einspeisen von Licht in ein zweites Ende einer Lichtfaser. Das Verfahren umfasst weiterhin das Fixieren der Lichtfaser zwischen einem ersten Ende der Lichtfaser und dem zweiten Ende der Lichtfaser, an einer Fixierstelle der Lichtfaser. Das Verfahren umfasst auch das Bewegen des ersten Endes der Lichtfaser gegenüber der Fixierstelle zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. Das Verfahren umfasst optional auch das Durchführen einer gescannten LIDAR-Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung basierend auf dem Licht.In another example, a method includes injecting light into a second end of an optical fiber. The method further comprises fixing the optical fiber between a first end of the optical fiber and the second end of the optical fiber, at a fixing point of the optical fiber. The method also includes moving the first end of the optical fiber opposite the locator between a first position and a second position. Optionally, the method also includes performing a scanned LIDAR distance measurement of objects around the device based on the light.

Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The features and features set out above, which are described below, can be used not only in the corresponding combinations explicitly set out, but also in other combinations or isolated, without departing from the scope of the present invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1A illustriert schematisch eine Anordnung, die eingerichtet ist, um eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen durchzuführen, wobei die Anordnung einen Emitter für Laserlicht, einen Detektor für Laserlicht und ein LIDAR-System aufweist. 1A schematically illustrates an arrangement configured to perform a scanned distance measurement of objects around the device according to various embodiments, the device comprising a laser light emitter, a laser light detector, and a LIDAR system.

1B illustriert schematisch die Anordnung der 1A in größerem Detail, wobei die Anordnung eine Scanvorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, um das Laserlicht zu scannen. 1B schematically illustrates the arrangement of 1A in greater detail, the arrangement including a scanning device configured to scan the laser light.

2 illustriert schematisch eine Scanvorrichtung mit einer Lichtfaser mit einem beweglichen Ende gemäß verschiedener Ausführungsformen. 2 schematically illustrates a scanning device having an optical fiber with a movable end according to various embodiments.

3A illustriert schematisch eine Scanvorrichtung mit einer Lichtfaser mit einem beweglichen Ende gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei 3A eine Krümmung der Lichtfaser illustriert. 3A schematically illustrates a scanning device with a light fiber having a movable end according to various embodiments, wherein 3A illustrates a curvature of the optical fiber.

3B illustriert schematisch eine Scanvorrichtung mit einer Lichtfaser mit einem beweglichen Ende gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei 3B eine Torsion der Lichtfaser illustriert. 3B schematically illustrates a scanning device with a light fiber having a movable end according to various embodiments, wherein 3B illustrates a twist of the optical fiber.

4A illustriert schematisch eine Scanvorrichtung mit einer Lichtfaser mit einem beweglichen Ende und mit einer Linse gemäß verschiedener Ausführungsformen. 4A schematically illustrates a scanning device with an optical fiber having a movable end and a lens according to various embodiments.

4B illustriert schematisch die Brennweite der Linse der 4A gemäß verschiedener Ausführungsformen. 4B schematically illustrates the focal length of the lens of 4A according to various embodiments.

4C illustriert schematisch eine Scanvorrichtung mit einer Lichtfaser mit einem beweglichen Ende und mit einer mit dem beweglichen Ende ortsfest verbundenen Linse und einer mit dem beweglichen Ende ortsfest verbundenen Umlenkeinheit gemäß verschiedener Ausführungsformen. 4C schematically illustrates a scanning device with an optical fiber having a movable end and with a fixedly connected to the movable end of the lens and a stationary end connected to the movable end deflection according to various embodiments.

5 illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung einer Faser-Bragg-Gitter umfasst. 5 schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises a fiber Bragg gratings.

6A illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung zwei Faser-Bragg-Gitter umfasst. 6A schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises two fiber Bragg gratings.

6B illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung zwei Faser-Bragg-Gitter umfasst. 6B schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises two fiber Bragg gratings.

6C illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung vier Faser-Bragg-Gitter umfasst. 6C schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises four fiber Bragg gratings.

7 illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung vier Faser-Bragg-Gitter umfasst. 7 schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises four fiber Bragg gratings.

8A illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung vier Faser-Bragg-Gitter umfasst. 8A schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises four fiber Bragg gratings.

8B illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung einen Strahlteiler und einen Positions-sensitiven Detektor (PSD) umfasst. 8B schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises a beam splitter and a position-sensitive detector (PSD).

8C illustriert schematisch eine Positioniervorrichtung zum Bestimmen einer Position des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei die Positioniervorrichtung einen Strahlteiler und einen PSD umfasst. 8C schematically illustrates a positioning device for determining a position of the movable end of the optical fiber according to various embodiments, wherein the positioning device comprises a beam splitter and a PSD.

9 illustriert schematisch einen Aktuator zum Bewegen des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen. 9 schematically illustrates an actuator for moving the movable end of the optical fiber according to various embodiments.

10A illustriert schematisch einen Aktuator zum Bewegen des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen. 10A schematically illustrates an actuator for moving the movable end of the optical fiber according to various embodiments.

10B illustriert schematisch einen Aktuator zum Bewegen des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen. 10B schematically illustrates an actuator for moving the movable end of the optical fiber according to various embodiments.

10C illustriert schematisch einen Aktuator zum Bewegen des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen. 10C schematically illustrates an actuator for moving the movable end of the optical fiber according to various embodiments.

11 illustriert schematisch einen Aktuator zum Bewegen des beweglichen Endes der Lichtfaser gemäß verschiedener Ausführungsformen. 11 schematically illustrates an actuator for moving the movable end of the optical fiber according to various embodiments.

12A illustriert schematisch eine Anordnung, die eingerichtet ist, um eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen durchzuführen. 12A schematically illustrates an arrangement configured to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the assembly according to various embodiments.

12B illustriert schematisch eine Anordnung, die eingerichtet ist, um eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen durchzuführen. 12B schematically illustrates an arrangement configured to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the assembly according to various embodiments.

12C illustriert schematisch eine Anordnung, die eingerichtet ist, um eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen durchzuführen. 12C schematically illustrates an arrangement configured to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the assembly according to various embodiments.

13 illustriert schematisch eine Anordnung, die eingerichtet ist, um eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen durchzuführen. 13 schematically illustrates an arrangement configured to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the assembly according to various embodiments.

14 illustriert schematisch eine Anordnung, die eingerichtet ist, um eine gescannte Abstandsmessung von Objekten im Umfeld der Anordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen durchzuführen. 14 schematically illustrates an arrangement configured to perform a scanned distance measurement of objects in the vicinity of the assembly according to various embodiments.

15 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß verschiedener Ausführungsformen. 15 FIG. 10 is a flowchart of a method according to various embodiments. FIG.

16 illustriert schematisch eine Krümmungs-Mode erster Ordnung und eine Krümmungs-Mode zweiter Ordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen. 16 schematically illustrates a first order curvature mode and a second order curvature mode according to various embodiments.

17 illustriert schematisch eine Anordnung gemäß verschiedener Ausführungsformen. 17 schematically illustrates an arrangement according to various embodiments.

18 illustriert schematisch einen zweidimensionalen Scanbereich der Anordnung der 17. 18 schematically illustrates a two-dimensional scanning region of the arrangement of 17 ,

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, become clearer and more clearly understandable with the following description of the embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.Hereinafter, the present invention will be described with reference to preferred embodiments with reference to the drawings. In the figures, like reference characters designate the same or similar elements. The figures are schematic representations of various embodiments of the invention. Elements shown in the figures are not necessarily drawn to scale. Rather, the various elements shown in the figures are reproduced in such a way that their function and general purpose will be understood by those skilled in the art. Connections and couplings between functional units and elements illustrated in the figures may also be implemented as an indirect connection or coupling. Functional units can be implemented as hardware, software or a combination of hardware and software.

Nachfolgend werden verschiedene Techniken zum Scannen von Licht beschrieben. Die nachfolgenden Techniken können zum Beispiel das zweidimensionale Scannen von Licht oder das eindimensionale Scannen von Licht ermöglichen. Das Scannen kann wiederholtes Aussenden des Lichts unter unterschiedlichen Abstrahlwinkeln bezeichnen. Das Scannen kann das wiederholte Abtasten von unterschiedlichen Punkten in der Umgebung mittels des Lichts bezeichnen. Z. B. kann die Menge der unterschiedlichen Punkte in der Umgebung und/oder die Menge der unterschiedlichen Abstrahlwinkel einen Scanbereich festlegen.Hereinafter, various techniques for scanning light will be described. For example, the following techniques may enable two-dimensional scanning of light or one-dimensional scanning of light. Scanning may refer to repeated emission of the light at different angles of radiation. The scanning may indicate the repeated scanning of different points in the environment by means of the light. For example, the amount of different points in the environment and / or the amount of different radiation angles may define a scan area.

In verschiedenen Beispielen ist es möglich, Laserlicht zu scannen. Dabei kann zum Beispiel kohärentes oder inkohärentes Laserlicht verwendet werden. Es wäre möglich, polarisiertes oder unpolarisiertes Laserlicht zu verwenden. Beispielsweise wäre es möglich, dass das Laserlicht gepulst verwendet wird. Zum Beispiel können kurze Laserpulse mit Pulsbreiten im Bereich von Femtosekunden oder Pikosekunden oder Nanosekunden verwendet werden. Das Laserlicht kann eine Wellenlänge im Bereich von 700–1800 nm aufweisen. Aus Gründen der Einfachheit wird nachfolgend vornehmlich Bezug genommen auf Laserlicht; die verschiedenen hierin beschriebenen Beispiele können aber auch zum Scannen von Licht aus anderen Lichtquellen, zum Beispiel Breitbandlichtquellen oder RGB-Lichtquellen, angewendet werden. RGB-Lichtquellen bezeichnen hierin im Allgemeinen Lichtquellen im sichtbaren Spektrum, wobei der Farbraum durch Überlagerung mehrerer unterschiedlicher Farben – beispielsweise rot, grün, blau oder cyan, magnta, gelb, schwarz – abgedeckt wird.In various examples, it is possible to scan laser light. In this case, for example, coherent or incoherent laser light can be used. It would be possible to use polarized or unpolarized laser light. For example, it would be possible for the laser light to be pulsed. For example, short laser pulses with pulse widths in the range of femtoseconds or picoseconds or nanoseconds can be used. The laser light may have a wavelength in the range of 700-1800 nm. For the sake of simplicity, reference will now be made primarily to laser light; however, the various examples described herein may also be used to scan light from other light sources, for example broadband light sources or RGB light sources. RGB light sources herein generally refer to light sources in the visible spectrum, the color space being covered by superimposing several different colors, such as red, green, blue or cyan, magenta, yellow, black.

In verschiedenen Beispielen wird zum Scannen des Laserlichts ein bewegliches Ende einer Lichtfaser verwendet. Manchmal werden Lichtfasern auch als Lichtwellenleiter oder Glasfasern bezeichnet. Dabei ist es aber nicht erforderlich, dass die Lichtfasern aus Glas hergestellt sind. Die Lichtfasern können zum Beispiel aus Kunststoff, Glas oder einem anderen Material hergestellt sein. Typischerweise weisen die Lichtfasern einen Kern auf, in welchem das eingespeiste Laserlicht propagiert und durch Totalreflektion an den Rändern eingeschlossen ist. In verschiedenen Beispielen können sogenannte Einmoden-Lichtfasern (engl. single mode fibers) oder Mehrmoden-Lichtfasern (engl. multimode fibers) verwendet werden. Die verschiedenen hierin beschriebenen Lichtfasern können zum Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Es wäre zum Beispiel möglich, dass die verschiedenen hierin beschriebenen Lichtfasern einen Durchmesser aufweisen, der nicht kleiner als 50 μm ist, optional nicht < 150 μm ist, weiter optional nicht < 500 μm ist, weiter optional nicht < 1 mm ist. Zum Beispiel können die verschiedenen hierin beschriebenen Lichtfasern verbiegbar bzw. krümmbar ausgestaltet sein. Dazu kann das Material der hierin beschriebenen Lichtfasern eine gewisse Elastizität aufweisen.In various examples, a movable end of an optical fiber is used to scan the laser light. Sometimes, optical fibers are also referred to as optical fibers or glass fibers. However, it is not necessary that the optical fibers are made of glass. The optical fibers may be made of plastic, glass or other material, for example. Typically, the optical fibers have a core in which the injected laser light is propagated and enclosed by total reflection at the edges. In various examples, so-called single mode fibers or multimode fibers may be used. The various optical fibers described herein may, for example, have a circular cross-section. For example, it would be possible for the various optical fibers described herein to have a diameter not smaller than 50 μm, optionally not <150 μm, further optional not <500 μm, further optional not <1 mm. For example, the various optical fibers described herein may be made bendable. For this, the material of the optical fibers described herein may have some elasticity.

Beispielsweise könnte das bewegliche Ende der Faser in einer Dimension oder in zwei Dimensionen bewegt werden. Beispielsweise wäre es möglich, dass das bewegliche Ende der Faser gegenüber einer Fixierstelle der Lichtfaser verkippt wird; dies resultiert in einer Krümmung der Lichtfaser. Alternativ oder zusätzlich wäre es möglich, dass das bewegliche Ende der Faser entlang der Faserachse verdreht wird (Torsion). Durch das Bewegen des beweglichen Endes der Lichtfaser kann erreicht werden, dass das in die Lichtfaser eingespeiste Laserlicht unter verschiedenen Winkeln abgestrahlt wird. Dadurch kann ein Umfeld mit dem Laserlicht gescannt werden. Je nach Stärke der Bewegung des beweglichen Endes können unterschiedlich große Scanbereiche implementiert werden.For example, the movable end of the fiber could be moved in one dimension or in two dimensions. For example, it would be possible for the movable end of the fiber to be tilted with respect to a fixing point of the optical fiber; this results in a curvature of the optical fiber. Alternatively or additionally, it is possible that the movable end of the fiber is twisted along the fiber axis (torsion). By moving the movable end of the optical fiber can be achieved that the fed into the optical fiber laser light is emitted at different angles. This allows an environment to be scanned with the laser light. Depending on the amount of movement of the movable end, scan areas of different sizes can be implemented.

In den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen ist es jeweils möglich, eine Torsion des beweglichen Endes der Lichtfaser alternativ oder zusätzlich zu einer Krümmung des beweglichen Endes der Lichtfaser zu implementieren.In each of the various examples described herein, it is possible to implement a twist of the movable end of the optical fiber, alternatively or in addition to a curvature of the movable end of the optical fiber.

Im Allgemeinen können solche Techniken zum Scannen von Licht in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten eingesetzt werden. Beispiele umfassen Endoskope und RGB-Projektoren und Drucker. In verschiedenen Beispielen können LIDAR-Techniken angewendet werden. Die LIDAR-Techniken können dazu genutzt werden, um eine ortsaufgelöste Abstandsmessung von Objekten im Umfeld durchzuführen. Zum Beispiel kann die LIDAR-Technik Laufzeitmessungen des Laserlichts zwischen dem beweglichen Ende der Faser, dem Objekt und einem Detektor umfassen.In general, such techniques can be used to scan light in a wide variety of applications. Examples include endoscopes and RGB projectors and printers. In various examples, LIDAR techniques can be used. The LIDAR techniques can be used to perform a spatially resolved distance measurement of objects in the environment. For example, the LIDAR technique can run-time measurements of the laser light between the movable end of the fiber, the object and a detector.

Obwohl verschiedene Beispiele in Bezug auf LIDAR-Techniken beschrieben werden, ist die vorliegende Anmeldung nicht auf LIDAR-Techniken beschränkt. Zum Beispiel können die hierin beschriebenen Aspekte in Bezug auf das Scannen des Laserlichts mittels des beweglichen Endes der Lichtfaser auch für andere Anwendungen eingesetzt werden. Beispiele umfassen zum Beispiel das das Projizieren von Bilddaten in einem Projektor – dabei könnte z. B. eine RGB-Lichtquelle verwendet werden.Although various examples are described in terms of LIDAR techniques, the present application is not limited to LIDAR techniques. For example, the aspects described herein with respect to the scanning of the laser light by means of the movable end of the optical fiber can also be used for other applications. Examples include, for example, the projecting of image data in a projector - it could, for. B. an RGB light source can be used.

Verschiedenen Beispielen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es erstrebenswert sein kann, das Scannen des Laserlichts mit einer hohen Genauigkeit bezüglich des Abstrahlwinkels durchzuführen. Zum Beispiel kann im Zusammenhang mit LIDAR-Techniken eine Ortsauflösung der Abstandsmessung durch eine Ungenauigkeit des Abstrahlwinkels begrenzt sein. Typischerweise wird eine höhere (niedrigere) Ortsauflösung erreicht, je genauer (weniger genau) der Abstrahlwinkel des Laserlichts bestimmt werden kann.Various examples are based on the finding that it may be desirable to carry out the scanning of the laser light with a high accuracy with respect to the emission angle. For example, in the context of LIDAR techniques, spatial resolution of the distance measurement may be limited by inaccuracy of the emission angle. Typically, a higher (lower) spatial resolution is achieved the more accurate (less accurate) the radiation angle of the laser light can be determined.

Dabei ist es in verschiedenen Beispielen nicht erforderlich, dass bestimmte Abstrahlwinkel bzw. Positionen des beweglichen Endes der Faser in verschiedenen Scanpositionen reproduzierbar umgesetzt werden. Eine Unterbrechung des Scanvorgangs an bestimmten Positionen des beweglichen Endes der Faser ist nicht erforderlich: es kann eine continuous step-and-shoot Technik umgesetzt werden, anstatt einer step-and-shoot Technik. Durch eine genaue Messung der Position des beweglichen Endes der Faser kann vielmehr an beliebigen Abstrahlwinkeln eine LIDAR-Messung umgesetzt werden und durch die entsprechende Information über den Abstrahlwinkel z. B. auf ein fest vorgegebenes Winkelraster interpoliert werden.In this case, it is not necessary in various examples for certain emission angles or positions of the movable end of the fiber to be reproducibly converted in different scan positions. It is not necessary to interrupt the scanning process at certain positions of the movable end of the fiber: a continuous step-and-shoot technique may be used instead of a step-and-shoot technique. By accurate measurement of the position of the movable end of the fiber, a LIDAR measurement can rather be implemented at arbitrary emission angles, and by the corresponding information about the emission angle z. B. be interpolated to a fixed angle grid.

Verschiedene Beispiele betreffen eine Positioniervorrichtung, die eingerichtet ist, um ein Signal auszugeben, das indikativ für den Abstrahlwinkel ist. Dies bedeutet, dass die Positioniervorrichtung eingerichtet sein könnte, um ein Signal auszugeben, das indikativ für die Position des beweglichen Endes der Lichtfaser ist. Zum Beispiel wäre es möglich, dass Anwendungen, die auf das Scannen des Laserlichts zurückgreifen, das Signal der Positioniervorrichtung verwenden, um eine höhere Genauigkeit zu erzielen. Durch die Positioniervorrichtung ist es entbehrlich, bestimmte Positionen des Endes der Faser wiederholt umzusetzen: es kann vielmehr die tatsächliche Position des beweglichen Endes der Faser bzw. der tatsächliche Abstrahlwinkel gemessen werden. Dies reduziert die Komplexität der Ansteuerung des Aktuators zum Positionieren des beweglichen Endes der Faser: Der Aktuator kann z. B. eingerichtet sein, um das bewegliche Ende zwischen zwei Extremstellungen kontinuierlich hin- und herzubewegen – etwa im Gegensatz zu sogenannten Step-and-Shoot Ansätzen, wo der Scanprozess für die Messung in einer Zwischenposition unterbrochen wird. Der Aktuator muss nicht eingerichtet sein, um bestimmte Positionen zwischen den Extremstellungen aufgelöst umzusetzen. Der Aktuator kann z. B. eingerichtet sein, um das bewegliche Ende der Faser zwischen zwei Extremstellungen mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit hin- und her zu bewegen. Insbesondere kann der Aktuator eingerichtet sein, dass beim Bewegen der beweglichen Faser zwischen zwei Extremstellungen keine Abnahme der Geschwindigkeit auf Null an Zwischenpositionen stattfindet.Various examples relate to a positioning device arranged to output a signal indicative of the angle of radiation. This means that the positioning device could be arranged to output a signal indicative of the position of the movable end of the optical fiber. For example, it would be possible for applications that rely on scanning the laser light to use the signal from the positioning device to achieve greater accuracy. By the positioning device, it is unnecessary to repeatedly implement certain positions of the end of the fiber: rather, the actual position of the movable end of the fiber or the actual radiation angle can be measured. This reduces the complexity of driving the actuator to position the movable end of the fiber: the actuator may e.g. B. be set to continuously reciprocate the movable end between two extreme positions - such as in contrast to so-called step-and-shoot approaches, where the scanning process is interrupted for the measurement in an intermediate position. The actuator need not be set up to implement certain positions between the extreme positions. The actuator may, for. Example, be arranged to reciprocate the movable end of the fiber between two extreme positions with substantially constant speed. In particular, the actuator may be configured such that when moving the movable fiber between two extreme positions there is no decrease in the speed to zero at intermediate positions.

In manchen Beispielen kann die Positioniervorrichtung eingerichtet sein, um eine optische Messung durchzuführen. Beispielsweise könnte die Positioniervorrichtung eingerichtet sein, um die Krümmung und/oder die Torsion der Lichtfaser optisch zu messen. Alternativ oder zusätzlich könnte die Positioniervorrichtung eingerichtet sein, um den Abstrahlwinkel des Laserlichts optisch zu messen, beispielsweise basierend auf dem Laserlicht selbst. Eine solche optische Messung der Position kann insbesondere besonders genau sein. Außerdem können hohe Abtastfrequenzen möglich sein. Dies fördert continuous step-and-shoot Scantechniken.In some examples, the positioning device may be configured to perform an optical measurement. For example, the positioning device could be configured to optically measure the curvature and / or torsion of the optical fiber. Alternatively or additionally, the positioning device could be designed to optically measure the emission angle of the laser light, for example based on the laser light itself. Such an optical measurement of the position can be particularly particularly accurate. In addition, high sampling frequencies may be possible. This promotes continuous step-and-shoot scanning techniques.

In manchen Beispielen kann die Positioniervorrichtung eingerichtet sein, um die Position des beweglichen Endes der Lichtfaser durch eine Zustandsmessung des aus der Lichtfaser austretenden Lichts zu bestimmen. Im Gegensatz zu anderen indirekten Techniken – die zum Beispiel eine Zustandsmessung des Aktuators berücksichtigen – kann derart eine besonders genaue Bestimmung des Winkels, unter welchem das Laserlicht ausgesendet wird, erfolgen.In some examples, the positioning device may be configured to determine the position of the movable end of the optical fiber by a state measurement of the light exiting the optical fiber. In contrast to other indirect techniques - which take into account, for example, a state measurement of the actuator - such a particularly accurate determination of the angle at which the laser light is emitted to take place.

Außerdem kann eine besonders schnelle Bestimmung des Winkels, unter welchem das Laserlicht ausgesendet wird, erfolgen. Die Abtastfrequenz, mit der die Positioniervorrichtung das Signal ausgibt, kann besonders hoch sein.In addition, a particularly rapid determination of the angle at which the laser light is emitted, take place. The sampling frequency at which the positioning device outputs the signal can be particularly high.

In manchen Beispielen kann die Positioniervorrichtung eingerichtet sein, um die Position des beweglichen Endes der Lichtfaser durch eine Zustandsmessung der Lichtfaser selbst zu bestimmen. Im Gegensatz zu anderen indirekten Techniken – die zum Beispiel eine Zustandsmessung des Aktuators berücksichtigen – kann derart eine besonders genaue Bestimmung des Winkels, unter welchem das Laserlicht ausgesendet wird, erfolgen. Außerdem kann eine besonders schnelle Bestimmung des Winkels, unter welchem das Laserlicht ausgesendet wird, erfolgen. Die Abtastfrequenz, mit der die Positioniervorrichtung das Signal ausgibt, kann besonders hoch sein.In some examples, the positioning device may be configured to determine the position of the movable end of the optical fiber by a state measurement of the optical fiber itself. In contrast to other indirect techniques - which take into account, for example, a state measurement of the actuator - such a particularly accurate determination of the angle at which the laser light is emitted to take place. In addition, a particularly rapid determination of the angle at which the laser light is emitted, take place. The sampling frequency at which the positioning device outputs the signal can be particularly high.

In verschiedenen Beispielen umfasst die Positioniervorrichtung ein PSD. Der PSD kann z. B. basierend auf dem lateralen photoelektrischen Effekt betrieben werden. Dazu kann beispielsweise eine PIN-Diode verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich könnte auch ein diskreter PSD verwendet werden. Dieser könnte beispielsweise mehrere diskrete Bildpunkte umfassen, beispielsweise in Form eines CCD-Sensors oder eines CMOS-Sensors. Mittels des PSD kann es möglich sein, den aktuellen Winkel unter welchem das Laserlicht abgestrahlt wird, zu bestimmen. In manchen Beispielen kann ein lichtdurchlässiges PSD (engl. translucent PSD) verwendet werden, um eine Beschädigung zu vermeiden. In various examples, the positioning device comprises a PSD. The PSD can z. B. operated based on the lateral photoelectric effect. For this purpose, for example, a PIN diode can be used. Alternatively or additionally, a discrete PSD could also be used. This could for example comprise a plurality of discrete pixels, for example in the form of a CCD sensor or a CMOS sensor. By means of the PSD it may be possible to determine the current angle at which the laser light is emitted. In some examples, a translucent PSD (PSD) may be used to prevent damage.

In verschiedenen Beispielen umfasst die Positioniervorrichtung mindestens ein Faser-Bragg-Gitter. Das Faser-Bragg-Gitter kann eine periodischen Modulation des Brechungsindex eines Kerns einer Lichtfaser entsprechen. Das Faser-Bragg-gitter kann eine Länge im Bereich von 100 μm–1 mm aufweisen. Eine Periodizität des Faser-Bragg-Gitters kann im Bereich der Wellenlänge von Licht liegen. Wenn Licht auf das Faser-Bragg-Gitter auftritt, dessen Wellenlänge die Bragg-Beziehung erfüllt, dann kann ein signifikanter Anteil des einfallenden Lichts reflektiert werden. Indem die Amplitude des reflektierten Lichts gemessen wird, kann auf eine Längenänderung der Lichtfaser im Bereich des Faser-Bragg-Gitters zurückgeschlossen werden. Beispielsweise kann die Längenänderung der Lichtfaser im Bereich des Faser-Bragg-Gitters durch eine Krümmung der Lichtfaser aufgrund der Bewegung des freien Endes der Lichtfaser hervorgerufen werden. Zur Auswertung des reflektierten Lichts kann zum Beispiel ein Spektrometer verwendet werden. Es wäre aber auch möglich, dass zur Auswertung des reflektierten Lichts ein Kantenfilter verwendet wird, der einen Bandpass im Bereich einer Flanke der Filterkurve des Faser-Bragg-Gitters aufweist. Derart können unterschiedliche Intensitäten hinter dem Kantenfilter indikativ für eine Änderung der Reflexion am Faser-Bragg-Gitter sein. Entsprechende Techniken sind in DE 10 2009 014 478 B4 offenbart, wobei der entsprechende Offenbarungsgehalt hierin durch Querverweis übernommen wird.In various examples, the positioning device comprises at least one fiber Bragg grating. The fiber Bragg grating may correspond to a periodic modulation of the refractive index of a core of an optical fiber. The fiber Bragg grating may have a length in the range of 100 μm-1 mm. A periodicity of the fiber Bragg grating may be in the range of the wavelength of light. When light is incident on the fiber Bragg grating whose wavelength satisfies the Bragg relationship, then a significant portion of the incident light may be reflected. By measuring the amplitude of the reflected light, a change in length of the optical fiber in the region of the fiber Bragg grating can be deduced. For example, the change in length of the optical fiber in the region of the fiber Bragg grating may be caused by a curvature of the optical fiber due to the movement of the free end of the optical fiber. For the evaluation of the reflected light, for example, a spectrometer can be used. However, it would also be possible for the evaluation of the reflected light to use an edge filter which has a bandpass in the region of an edge of the filter curve of the fiber Bragg grating. Thus, different intensities behind the edge filter may be indicative of a change in reflection at the fiber Bragg grating. Appropriate techniques are in DE 10 2009 014 478 B4 disclosed herein, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Der Aktuator kann z. B. eingerichtet sein, um einen resonanten Antrieb zu implementieren. Dies bedeutet, dass der Aktuator eingerichtet sein kann, um die Masse des Endes der Lichtfaser und weiterer Elemente in diesem Bereich – wie beispielsweise weiterer Lichtfasern und/oder Linsen, etc. – resonant anzuregen. Dabei kann grundsätzlich eine Eigenmode erster Ordnung und/oder eine oder mehrere Eigenmoden höherer Ordnung resonant angeregt werden: Dies betrifft die Krümmung und/oder die Torsion der Lichtfaser. Es wäre aber auch möglich, dass der Aktuator einen nicht-resonanten Antrieb implementiert.The actuator may, for. B. be configured to implement a resonant drive. This means that the actuator can be set up to resonantly excite the mass of the end of the optical fiber and other elements in this area, such as further optical fibers and / or lenses, etc. In principle, an eigenmode of first order and / or one or more eigenmodes of higher order can be resonantly excited: This applies to the curvature and / or the torsion of the optical fiber. It would also be possible for the actuator to implement a non-resonant drive.

Mittels der hierin beschriebenen Techniken können verschiedene Effekte erzielt werden. Zum Beispiel kann es möglich sein, eine Anordnung zu implementieren, die das Scannen von Laserlicht besonders einfach, robust und mit kleinem Bauraum implementiert. Insbesondere im Vergleich zu Referenzimplementierungen, die einen Scanspiegel verwenden, kann die Bewegung des freien Endes der Lichtfaser mit einfachen Bauteilen und besonders hoch integriert umgesetzt werden. Außerdem kann eine Abnutzung einer entsprechenden Anordnung im Verlauf des Betriebs weniger stark sein, wie für Scanspiegel.Various effects can be achieved by the techniques described herein. For example, it may be possible to implement an arrangement that implements the scanning of laser light in a particularly simple, robust and with a small installation space. In particular, compared to reference implementations that use a scanning mirror, the movement of the free end of the optical fiber can be implemented with simple components and very highly integrated. In addition, a wear of a corresponding arrangement in the course of operation may be less strong, as for scanning mirror.

Durch die Verwendung einer Positioniervorrichtung – insbesondere mit einem PSD und/oder einem Faser-Bragg-Gitter – kann eine besonders genaue Positionierung des beweglichen Endes der Lichtfaser durchgeführt werden. Dadurch kann es wiederum möglich sein, eine hohe Ortsauflösung für Anwendungen wie beispielsweise die LIDAR-Technik, die auf das Scannen des Laserlichts über das Umfeld zurückgreifen, zu gewährleisten. Die hohe Ortsauflösung kann auch für continuous step-and-shoot Ansätze erreicht werden.By using a positioning device - in particular with a PSD and / or a fiber Bragg grating - a particularly accurate positioning of the movable end of the optical fiber can be performed. This may in turn make it possible to ensure a high spatial resolution for applications such as the LIDAR technique, which rely on scanning the laser light over the environment. The high spatial resolution can also be achieved for continuous step-and-shoot approaches.

1A illustriert Aspekte in Bezug auf eine gescannte Abstandsmessung von Objekten 195, 196. Insbesondere illustriert 1A Aspekte in Bezug auf eine Abstandsmessung auf Grundlage der LIDAR-Technik. 1A illustrates aspects related to a scanned distance measurement of objects 195 . 196 , In particular, illustrated 1A Aspects relating to a distance measurement based on the LIDAR technique.

In 1A ist eine Anordnung 100 dargestellt, die einen Emitter 101 für Laserlicht 191, 192 umfasst. Der Emitter 101 könnte z. B. eine Laserlichtquelle sein und/oder ein Ende einer Lichtfaser, die Laserlicht aussendet. Dabei könnte beispielsweise das Laserlicht über einen Anschluss bzw. einen optischen Koppler in das weitere Ende der Lichtfaser eingespeist werden. Das Laserlicht wird beispielsweise gepulst ausgesendet (Primärstrahlung). Die Laufzeit eines Laserlicht-Pulses zwischen dem Emitter 101, einem Objekt 195, 196 und einem Detektor 102 kann dazu verwendet werden, um einen Abstand zwischen der Anordnung 100 und den Objekten 195, 196 zu bestimmen. Als Detektor 102 kann zum Beispiel eine Fotodiode eingesetzt werden, die mit einem Wellenlängen-Filter gekoppelt ist, der selektiv Licht mit den Wellenlängen des Laserlichts 191, 192 passieren lässt. Dadurch kann das von den Objekten 195, 196 reflektierte Laserlicht 191, 192 (Sekundärstrahlung) detektiert werden. Grundsätzlich ist es möglich, dass der Emitter 101 und der Detektor 102 als separate Bauteile implementiert sind; es wäre aber auch möglich, dass das reflektierte Laserlicht 191, 192 über dieselbe Optik detektiert wird, die auch den Emitter 101 implementiert wird.In 1A is an arrangement 100 pictured, which is an emitter 101 for laser light 191 . 192 includes. The emitter 101 could z. B. be a laser light source and / or one end of an optical fiber that emits laser light. In this case, for example, the laser light could be fed via a connection or an optical coupler into the further end of the optical fiber. The laser light is emitted, for example pulsed (primary radiation). The transit time of a laser light pulse between the emitter 101 , an object 195 . 196 and a detector 102 Can be used to set a distance between the arrangement 100 and the objects 195 . 196 to determine. As a detector 102 For example, a photodiode coupled to a wavelength filter that selectively illuminates light at the wavelengths of the laser light may be employed 191 . 192 lets happen. This can be done by the objects 195 . 196 reflected laser light 191 . 192 (Secondary radiation) are detected. In principle it is possible that the emitter 101 and the detector 102 implemented as separate components; but it would also be possible for the reflected laser light 191 . 192 is detected via the same optics, which is also the emitter 101 is implemented.

Der Detektor 102 kann z. B. eine Avalanche-Photodiode umfassen. Der Detektor 102 kann z. B. mittels Photon-Korrelation betrieben werden. Der Detektor 102 kann z. B. eingerichtet sein, um einzelne Photonen zu detektieren.The detector 102 can z. B. include an avalanche photodiode. The detector 102 can z. B. be operated by means of photon correlation. Of the detector 102 can z. B. be configured to detect individual photons.

Ein LIDAR-System 103 ist vorgesehen, dass mit dem Emitter 101 und dem Detektor 102 gekoppelt ist. Zum Beispiel kann das LIDAR-System eingerichtet sein, um eine Zeitsynchronisation zwischen dem Emitter 101 und dem Detektor 102 zu erzielen. Das LIDAR-System 103 kann eingerichtet sein, um die Abstandsmessung der Objekte 195, 196 basierend auf Messsignalen, die von dem Detektor 102 erhalten werden, durchzuführen. Zum Beispiel kann das LIDAR-System 103 eingerichtet sein, um ein Signal auszugeben, welches indikativ für den Abstand und/oder die Positionierung der Objekte 195, 196 in Bezug auf die Anordnung 100 ist. In manchen Beispielen kann das LIDAR-System 103 auch ein Signal ausgeben, welches indikativ für eine Geschwindigkeit der Objekte 195, 196 und/oder ein Material der Objekte 195, 196 ist.A LIDAR system 103 is provided that with the emitter 101 and the detector 102 is coupled. For example, the LIDAR system may be configured to provide time synchronization between the emitter 101 and the detector 102 to achieve. The LIDAR system 103 can be set up to measure the distance of objects 195 . 196 based on measurement signals coming from the detector 102 be obtained to perform. For example, the LIDAR system 103 be set up to output a signal indicative of the distance and / or positioning of the objects 195 . 196 in terms of the arrangement 100 is. In some examples, the LIDAR system 103 also output a signal indicative of a speed of the objects 195 . 196 and / or a material of the objects 195 . 196 is.

Um zwischen den Objekten 195, 196 unterscheiden zu können – das heißt, um eine Ortsauflösung bereitstellen zu können – ist der Emitter 101 eingerichtet, um das Laserlicht 191, 192 unter verschiedenen Winkeln 110 abzustrahlen. Je nach eingestelltem Winkel 110 wird dadurch das Laserlicht 191, 192 entweder von vom Objekt 196 oder von dem Objekt 195 reflektiert. Indem das LIDAR-System 103 Information über den jeweiligen Winkel 110 erhält, kann die Ortsauflösung bereitgestellt werden. In 1 ist der Scanbereich, innerhalb dessen die Winkel 110 variiert werden können, mit einer gepunkteten Linie illustriert.To move between the objects 195 . 196 Being able to distinguish - that is, to provide a spatial resolution - is the emitter 101 set up to the laser light 191 . 192 at different angles 110 radiate. Depending on the angle set 110 this will cause the laser light 191 . 192 either from the object 196 or from the object 195 reflected. By the LIDAR system 103 Information about the respective angle 110 receives, the spatial resolution can be provided. In 1 is the scan area within which the angles 110 can be varied, illustrated with a dotted line.

1B illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. 1B illustriert die Anordnung 100 in größerem Detail als die 1A. 1B illustrates aspects related to the arrangement 100 , 1B illustrates the arrangement 100 in greater detail than that 1A ,

In dem Beispiel der 1B ist der Emitter 101 durch eine Laserlichtquelle 599 und eine Scanvorrichtung 500 implementiert. Z. B. konnte die Laserlichtquelle 599 ein Faserlaser oder eine Laserdiode sein. Die Anordnung 100 umfasst auch einen Aktuator 900, der eingerichtet ist, um die Scanvorrichtung 500 zu betätigen. Die Scanvorrichtung 500 ist eingerichtet, um das Laserlicht 191, 192, welches von der Laserlichtquelle 599 ausgesendet wird, abzulenken, so dass dieses unter verschiedenen Winkeln 110 abgestrahlt wird. Die Scanvorrichtung 500 kann ein eindimensionales Scannen oder ein zweidimensionales Scannen der Umgebung ermöglichen.In the example of 1B is the emitter 101 through a laser light source 599 and a scanning device 500 implemented. For example, the laser light source could 599 a fiber laser or a laser diode. The order 100 also includes an actuator 900 which is set up to the scanning device 500 to press. The scanning device 500 is set up to the laser light 191 . 192 , which from the laser light source 599 is sent out, distracting, so this at different angles 110 is emitted. The scanning device 500 can enable one-dimensional scanning or two-dimensional scanning of the environment.

Der Aktuator 900 ist typischerweise elektrisch betreibbar. Der Aktuator 900 könnte magnetische Komponenten und/oder piezoelektrische Komponenten umfassen. Beispielsweise könnte der Aktuator eine Rotationsmagnetfeldquelle umfassen, die eingerichtet ist, um ein als Funktion der Zeit rotierendes magnetisches Feld zu erzeugen.The actuator 900 is typically electrically operable. The actuator 900 could include magnetic components and / or piezoelectric components. For example, the actuator could include a rotational magnetic field source configured to generate a magnetic field rotating as a function of time.

Zur Ansteuerung des Aktuators 900 ist eine Steuerung 950 – beispielsweise eine elektrische Schaltung, ein Mikrokontroller, ein FPGA, ein ASIC, und/oder ein Prozessor, etc. – vorgesehen, die eingerichtet ist, um Steuersignale an den Aktuator 900 zu senden. Die Steuerung 950 ist insbesondere eingerichtet, um den Aktuator 900 derart anzusteuern, so dass dieser Scanvorrichtung zum Abscannen der eines bestimmten Winkelbereichs 110 betätigt. Dabei kann die Steuerung eine bestimmte Scanfrequenz implementieren. Beispielsweise könnten unterschiedliche Raumrichtungen mit unterschiedlichen Scanfrequenzen gescannt werden. Typische Scanfrequenzen können im Bereich von 0,5 kHz–2,5 Hz, optional im Bereich von 0,7 kHz–1,5 kHz liegen. Das Abscannen kann kontinuierlich in einer continuous step-and-shoot Technik erfolgen.For controlling the actuator 900 is a controller 950 - For example, an electrical circuit, a microcontroller, an FPGA, an ASIC, and / or a processor, etc. - provided, which is adapted to control signals to the actuator 900 to send. The control 950 is especially set up to the actuator 900 to drive so that this scanning device for scanning a certain angle range 110 actuated. The controller can implement a specific scan frequency. For example, different spatial directions with different scanning frequencies could be scanned. Typical scanning frequencies may be in the range of 0.5 kHz - 2.5 Hz, optionally in the range of 0.7 kHz - 1.5 kHz. The scanning can be done continuously in a continuous step-and-shoot technique.

Außerdem ist in 1B eine Positioniervorrichtung 560 vorgesehen. Die Positioniervorrichtung 560 ist eingerichtet, um ein Signal auszugeben, das indikativ für den Abstrahlwinkel ist, mit welchem das Laserlicht 191, 192 abgestrahlt wird. Dazu wäre es zum Beispiel möglich, dass die Positioniervorrichtung 560 eine Zustandsmessung des Aktuators 900 und/oder der Scanvorrichtung 500 vornimmt. Die Positioniervorrichtung 560 könnte beispielsweise auch direkt das abgestrahlte Laserlicht 191, 192 messen. Die Positioniervorrichtung 560 könnte in einer einfachen Implementierung auch Steuersignale von der Steuerung 950 empfangen und basierend auf den Steuersignalen das Signal bestimmen. Es sind auch Kombinationen der oben genannten Techniken möglich.It is also in 1B a positioning device 560 intended. The positioning device 560 is arranged to output a signal indicative of the angle of emission with which the laser light 191 . 192 is emitted. For this it would be possible, for example, that the positioning device 560 a state measurement of the actuator 900 and / or the scanning device 500 performs. The positioning device 560 For example, the emitted laser light could also be directly emitted 191 . 192 measure up. The positioning device 560 in a simple implementation could also control signals from the controller 950 receive and determine the signal based on the control signals. Combinations of the above techniques are also possible.

Das LIDAR-System 103 kann zur gescannten Abstandsmessung der Objekte das Signal, welches von der Positioniervorrichtung 560 bereitgestellt wird, verwenden. Das LIDAR-System 103 ist auch mit dem Detektor 102 gekoppelt. Basierend auf dem Signal der Positioniervorrichtung 560 und basierend auf dem von dem Detektor 102 detektierten Laserlicht 191, 192 kann das LIDAR-System 103 dann die Abstandsmessung der Objekte 195, 196 im Umfeld der Anordnung 100 vornehmen. Das LIDAR-System 103 kann beispielsweise basierend auf dem Signal der Positioniervorrichtung 560 die Ortsauflösung der Abstandsmessung implementieren.The LIDAR system 103 For the scanned distance measurement of the objects, the signal which is emitted by the positioning device 560 is provided. The LIDAR system 103 is also with the detector 102 coupled. Based on the signal from the positioning device 560 and based on that of the detector 102 detected laser light 191 . 192 can the LIDAR system 103 then the distance measurement of the objects 195 . 196 in the environment of the arrangement 100 make. The LIDAR system 103 For example, based on the signal of the positioning device 560 implement the spatial resolution of the distance measurement.

In einem Beispiel wäre es auch möglich, dass die Positioniervorrichtung 560 mit der Steuerung 950 des Aktuators 900 verbunden ist (in 1B nicht dargestellt). Dann könnte eine Regelschleife implementiert werden, wobei die Scanvorrichtung 500 basierend auf dem Signal der Positioniervorrichtung 560 geregelt wird. Die Regelschleife könnte analog und/oder digital implementiert werden. Dies bedeutet, dass die Steuerung 950 den Aktuator 900 basierend auf dem Signal der Positioniervorrichtung 560 ansteuern kann. Dann kann ein reproduzierbares Scannen des Umfelds ermöglicht werden. Z. B. können Messpunkte der LIDAR-Messung an wiederholt an denselben Abstrahlwinkeln erfasst werden. Dies kann eine besonders einfache Auswertung ermöglichen.In one example, it would also be possible for the positioning device 560 with the controller 950 of the actuator 900 is connected (in 1B not shown). Then a control loop could be implemented using the scanning device 500 based on the signal of the positioning device 560 is regulated. The control loop could be implemented analog and / or digital. This means that the controller 950 the actuator 900 based on the signal of the positioning device 560 can drive. Then a reproducible Scanning the environment will be enabled. For example, measuring points of the LIDAR measurement can be detected repeatedly at the same emission angles. This can allow a particularly simple evaluation.

2 illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 3 Aspekte in Bezug auf die Scanvorrichtung 500. In dem Beispiel der 2 umfasst die Anordnung 100 eine Lichtfaser 201. Die Lichtfaser 201 implementiert die Scanvorrichtung 500. 2 illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 3 Aspects relating to the scanning device 500 , In the example of 2 includes the arrangement 100 an optical fiber 201 , The light fiber 201 implements the scanning device 500 ,

Die Lichtfaser 201 erstreckt sich entlang einer Zentralachse 202. Die Lichtfaser 202 umfasst ein bewegliches Ende 205 mit einer Endfläche 209. An einem dem beweglichen Ende 205 gegenüberliegenden Ende (in 2 nicht dargestellt) der Lichtfaser 201 wird das Laserlicht 191, 192 in die Lichtfaser 201 eingespeist. Dazu kann ein Anschluss verwendet werden. Zum Beispiel könnte die Laserlichtquelle 599 an dem dem beweglichen Ende 205 gegenüberliegenden Ende der Lichtfaser 201 angeordnet sein. Das Laserlicht 191, 192 kann dann durch die Lichtfaser 201 propagieren und am beweglichen Ende 205 durch die Endfläche 209 austreten. Ein Teil des Laserlichts kann am Ende 205 reflektiert werden: basierend auf dem reflektierten Teil könnte eine Laufzeitmessung in der Lichtfaser 201 durchgeführt werden, z. B. als Referenzmessung für die LIDAR-Abstandsmessung.The light fiber 201 extends along a central axis 202 , The light fiber 202 includes a movable end 205 with an end surface 209 , At one of the movable ends 205 opposite end (in 2 not shown) of the optical fiber 201 becomes the laser light 191 . 192 in the optical fiber 201 fed. A connection can be used for this purpose. For example, the laser light source could 599 at the movable end 205 opposite end of the optical fiber 201 be arranged. The laser light 191 . 192 can then through the light fiber 201 propagate and at the moving end 205 through the endface 209 escape. Part of the laser light may end up 205 be reflected: based on the reflected part could be a transit time measurement in the optical fiber 201 be carried out, for. B. as a reference measurement for the LIDAR distance measurement.

Die Anordnung 100 umfasst auch eine Fixierung 250. Beispielsweise könnte die Fixierung 250 aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Die Fixierung 250 könnte zum Beispiel Teil eines Gehäuses sein, welches das bewegliche Ende 250 der Lichtfaser 201 aufnimmt. Das Gehäuse könnte z. B. ein DPAK oder DPAK2 Gehäuse sein.The order 100 also includes a fixation 250 , For example, the fixation 250 be made of plastic or metal. The fixation 250 For example, it could be part of a housing having the movable end 250 the light fiber 201 receives. The case could z. B. a DPAK or DPAK2 housing.

Die Fixierung 250 fixiert die Lichtfaser 201 an einer Fixierstelle 206. Zum Beispiel könnte die Fixierung 250 die Lichtfaser 201 an der Fixierstelle 206 durch eine Klemmverbindung und/oder eine Lötverbindung und/oder eine Klebeverbindung implementiert sein. Im Bereich der Fixierstelle 206 ist die Lichtfaser 201 deshalb ortsfest bzw. starr mit der Fixierung 250 gekoppelt.The fixation 250 fixes the fiber optic 201 at a fixation site 206 , For example, the fixation 250 the optical fiber 201 at the fixation site 206 be implemented by a clamp connection and / or a solder connection and / or an adhesive connection. In the area of the fixation site 206 is the light fiber 201 therefore stationary or rigid with the fixation 250 coupled.

In 2 ist weiterhin eine Länge 203 der Lichtfaser 201 zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 dargestellt. Aus 2 ist ersichtlich, dass das bewegliche Ende 205 gegenüber der Fixierstelle 206 beabstandet ist. Zum Beispiel könnte in verschiedenen Beispielen die Länge 203 im Bereich von 0,5 cm–10 cm liegen, optional im Bereich von 1 cm–5 cm, weiter optional im Bereich von 1,5–2,5 cm.In 2 is still a length 203 the light fiber 201 between the fixation site 206 and the movable end 205 shown. Out 2 it can be seen that the movable end 205 opposite the fixation site 206 is spaced. For example, in different examples, the length could be 203 in the range of 0.5 cm-10 cm, optionally in the range of 1 cm-5 cm, further optionally in the range of 1.5-2.5 cm.

Das bewegliche Ende 205 steht also frei im Raum. Durch diesen Abstand des beweglichen Endes 205 gegenüber der Fixierstelle 206 kann erreicht werden, dass die Position des beweglichen Endes 205 der Lichtfaser 201 gegenüber der Fixierstelle 206 verändert werden kann. Dabei ist es beispielsweise möglich, die Lichtfaser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 zu krümmen und/oder zu verdrehen.The moving end 205 is free in the room. By this distance of the movable end 205 opposite the fixation site 206 can be achieved that the position of the movable end 205 the light fiber 201 opposite the fixation site 206 can be changed. It is possible, for example, the optical fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 to bend and / or twist.

3A illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 3A Aspekte in Bezug auf die Scanvorrichtung 500. In dem Beispiel der 3A umfasst die Anordnung 100 eine Lichtfaser 201. Die Lichtfaser 201 implementiert die Scanvorrichtung 500. Das Beispiel der 3A entspricht dem Beispiel der 2. 3A zeigt einen dynamischen Zustand der Scanvorrichtung 500. 3A illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 3A Aspects relating to the scanning device 500 , In the example of 3A includes the arrangement 100 an optical fiber 201 , The light fiber 201 implements the scanning device 500 , The example of 3A corresponds to the example of 2 , 3A shows a dynamic state of the scanning device 500 ,

In dem Beispiel der 3A ist das Ender 205 der Lichtfaser 201 in einer Position 301 und einer Position 302 (gestrichelte Linie in 3A) dargestellt. Diese Positionen 301, 302 implementieren Extrempositionen der Lichtfaser 201: Z. B. könnte ein Anschlag vorgesehen sein, welcher eine weitere Bewegung des Endes 205 über die Positionen 301, 302 hinaus verhindert (in 3A nicht dargestellt). Die Lichtfaser 201 kann sich zwischen den Positionen 301, 302 hin- und herbewegen, z. B. periodisch. In dem Beispiel der 3A entspricht die Position 301 einer Krümmung 311. Die Position 302 entspricht einer Krümmung 321. Die Krümmungen 311, 321 weisen entgegengesetzte Vorzeichen auf.In the example of 3A is the end 205 the light fiber 201 in a position 301 and a position 302 (dashed line in 3A ). These positions 301 . 302 implement extreme positions of the optical fiber 201 For example, a stop could be provided which would allow further movement of the end 205 about the positions 301 . 302 also prevents (in 3A not shown). The light fiber 201 can be between the positions 301 . 302 move back and forth, z. B. periodically. In the example of 3A corresponds to the position 301 a curvature 311 , The position 302 corresponds to a curvature 321 , The curvatures 311 . 321 have opposite signs.

Wie aus 3A ersichtlich ist, wird je nach Position 301, 302 das Laserlicht 191, 192 unter verschiedenen Winkeln, d. h. einem Krümmungs-Winkelbereich 110-1 abgestrahlt. Zum Bewegen der Lichtfaser 201 zwischen den Positionen 301, 302 kann der Aktuator 900 vorgesehen sein (der Aktuator 900 ist in 3A nicht dargestellt).How out 3A is apparent, depending on the position 301 . 302 the laser light 191 . 192 at different angles, ie a bend angle range 110-1 radiated. To move the fiber optic 201 between the positions 301 . 302 can the actuator 900 be provided (the actuator 900 is in 3A not shown).

Während in 3A eine eindimensionale Bewegung (in der Zeichenebene der 3A) dargestellt ist, wäre auch eine zweidimensionale Bewegung (mit einer Komponente senkrecht zur Zeichenebne der 3A) möglich.While in 3A a one - dimensional movement (in the drawing plane of the 3A ) would also be a two-dimensional motion (with a component perpendicular to the Zeichebne the 3A ) possible.

Durch das Bereitstellen der Krümmungen 311, 321 in den Positionen 301, 302 wird erreicht, dass das Laserlicht 191, 192 über den Krümmungs-Winkelbereich 110-1 abgestrahlt wird. Dadurch ist es möglich, den Umfeldbereich der Anordnung 100 mittels des Laserlichts 191, 192 abzuscannen.By providing the bends 311 . 321 in the positions 301 . 302 is achieved that the laser light 191 . 192 over the bend angle range 110-1 is emitted. This makes it possible for the surrounding area of the arrangement 100 by means of the laser light 191 . 192 to scan.

In dem Beispiel der 3A ist auch ein beispielhafter Krümmungsradius 312 für die Krümmung 311 illustriert. Außerdem ist ein beispielhafter Krümmungsradius 322 für die Krümmung 321 illustriert. Die Krümmungsradien 312, 322 sind jeweils ca. 1,5-fach so groß wie die Länge 203 der Lichtfaser 201 zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205. In anderen Beispielen könnten auch schwächere Krümmungen 311, 321 oder stärkere Krümmungen 311, 321 implementiert werden. Dabei entsprechen schwächere Krümmungen 311, 321 größeren Krümmungsradien 312, 322, insbesondere in Bezug auf die Länge 203.In the example of 3A is also an exemplary radius of curvature 312 for the curvature 311 illustrated. In addition, an exemplary radius of curvature 322 for the curvature 321 illustrated. The radii of curvature 312 . 322 are each about 1, 5 times the size of the length 203 the light fiber 201 between the fixation site 206 and the movable end 205 , In other examples, weaker curves could also be used 311 . 321 or stronger bends 311 . 321 be implemented. This corresponds to weaker curvatures 311 . 321 larger radii of curvature 312 . 322 , especially in terms of length 203 ,

Verschiedenen Implementierungen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Abwägung zwischen einem großen Scanbereich und kleinen Krümmungen 311, 321 erstrebenswert sein kann. Einerseits können kleine Krümmungen 311, 321 in Bezug auf eine Scanfrequenz und/oder eine Materialermüdung der Lichtfaser 201 erstrebenswert sein. Andererseits können große Krümmungen 311, 321 in Bezug auf einen großen Scanbereich erstrebenswert sein.Various implementations are based on the finding that there is a trade-off between a large scan area and small bends 311 . 321 can be desirable. On the one hand, small bends 311 . 321 with respect to a scanning frequency and / or a material fatigue of the optical fiber 201 be worthwhile. On the other hand, large bends 311 . 321 be desirable in relation to a large scan area.

In manchen Beispielen kann es möglich sein, dass die Krümmungen 311, 321 in den Positionen 301, 302 je nach Position entlang der Achse 202 der Lichtfaser 201 unterschiedliche Krümmungsradien 312, 322 aufweisen. Beispielsweise wäre es möglich, dass nahe bei (beabstandet von) dem Ende 205 der Lichtfaser 201 größere (kleinere) Krümmungsradien 312, 322 in den Positionen 301, 302 vorliegen, oder andersherum. Beispielsweise wäre es möglich, dass nahebei (beabstandet von) dem Ende 205 der Lichtfaser Krümmungsradien 312, 322 in den Positionen 301, 302 vorliegen, die einen positiven (negativen) Krümmungsradius 312, 322 aufweisen. In anderen Worten wäre es möglich, dass die Krümmungen 311, 321 jeweils einen Wendepunkt aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung der Krümmungen 311, 321 kann beispielsweise durch ein geeignetes Zusammenwirken des Aktuators 900 mit der Lichtfaser 201 erreicht werden. Zum Beispiel könnte eine Kraftwirkung des Aktuators 900 an einem Punkt auf die Lichtfaser 201 einwirken, welcher näher bei dem Ende 205, als bei der Fixierstelle 206 liegt (oder aber näher bei der Fixierstelle 206 liegt). Zum Beispiel könnte eine Krümmung-Mode zweiter Ordnung oder höherer Ordnung resonant angeregt werden. Mittels solcher Techniken kann erreicht werden, dass ein besonders großer Scanbereich mittels des Laserlichts 191, 192 abgescannt werden kann.In some examples, it may be possible that the bends 311 . 321 in the positions 301 . 302 depending on the position along the axis 202 the light fiber 201 different radii of curvature 312 . 322 exhibit. For example, it might be possible that near (at a distance from) the end 205 the light fiber 201 larger (smaller) radii of curvature 312 . 322 in the positions 301 . 302 present, or vice versa. For example, it would be possible for the end to be near (spaced from) 205 the optical fiber radii of curvature 312 . 322 in the positions 301 . 302 present a positive (negative) radius of curvature 312 . 322 exhibit. In other words, it would be possible for the bends 311 . 321 each have a turning point. Such a configuration of the curvatures 311 . 321 For example, by a suitable interaction of the actuator 900 with the fiber optic 201 be achieved. For example, could be a force of the actuator 900 at one point on the optical fiber 201 act, which closer to the end 205 , than at the fixation site 206 lies (or closer to the fixation site 206 lies). For example, a second order or higher order curvature mode could be resonantly excited. By means of such techniques can be achieved that a particularly large scan area by means of the laser light 191 . 192 can be scanned.

3B illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 3B Aspekte in Bezug auf die Scanvorrichtung 500. In dem Beispiel der 3B umfasst die Anordnung 100 eine Lichtfaser 201. Die Lichtfaser 201 implementiert die Scanvorrichtung 500. Das Beispiel der 3B entspricht dem Beispiel der 2. 3B zeigt einen dynamischen Zustand der Scanvorrichtung 500. 3B illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 3B Aspects relating to the scanning device 500 , In the example of 3B includes the arrangement 100 an optical fiber 201 , The light fiber 201 implements the scanning device 500 , The example of 3B corresponds to the example of 2 , 3B shows a dynamic state of the scanning device 500 ,

In dem Beispiel der 3B wird das Ende 205 der Lichtfaser 201 derart bewegt, dass sich die Lichtfaser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 zwischen einer ersten Torsion 371 und einer zweiten Torsion 372 bewegt. Dies entspricht einer Verdrillung der Lichtfaser 201 entlang der Zentralachse 202.In the example of 3B will be the end 205 the light fiber 201 moved so that the light fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 between a first twist 371 and a second twist 372 emotional. This corresponds to a twist of the optical fiber 201 along the central axis 202 ,

Durch das Bereitstellen der Torsionen 371, 372 wird erreicht, dass das Laserlicht 191, 192 über einem entsprechenden Torsions-Winkelbereich 110-2 abgestrahlt werden kann, z. B. im Zusammenhang mit einer Umlenkeinheit (in 3B nicht dargestellt, die das Laserlicht 191, 192 gegenüber der Zentralachse 202 umlenkt). Dies entspricht der Funktionsweise eines drehbaren Periskops. Dadurch ist es möglich, den Umfeldbereich der Anordnung 100 mittels des Laserlichts 191, 192 abzuscannen.By providing the torsions 371 . 372 is achieved that the laser light 191 . 192 over a corresponding torsion angle range 110-2 can be emitted, for. B. in connection with a deflection unit (in 3B not shown, the laser light 191 . 192 opposite the central axis 202 redirects). This corresponds to the operation of a rotatable periscope. This makes it possible for the surrounding area of the arrangement 100 by means of the laser light 191 . 192 to scan.

Es kann wiederum ein entsprechender Aktuator vorgesehen sein, der eingerichtet ist, um die verschiedenen Torsionen 371, 372 zu implementieren. Zum Beispiel können die in 3B dargestellten Torsionen 371, 372 Extrempositionen des beweglichen Endes 205 entsprechen. Es wäre zum Beispiel möglich, dass ein entsprechender Anschlag vorgesehen ist, der eine weitere Verdrehung des beweglichen Endes 205 über die Torsionen 371, 372 hinaus verhindert (in 3B nicht dargestellt). Alternativ oder zusätzlich wäre es auch möglich, dass der Aktuator eingerichtet ist, um eine weitere Verdrehung des beweglichen Endes 205 über die Torsionen 371, 372 hinaus zu vermeiden. In 3B ist weiterhin der Winkelbereich 110-2 dargestellt, der zum Beispiel im Zusammenwirken mit einer Umlenkeinheit (in 3B nicht dargestellt) mittels der Torsion 371, 372 des beweglichen Endes 205 der Lichtfaser 201 implementiert werden kann.In turn, a corresponding actuator can be provided, which is set up to handle the various torsions 371 . 372 to implement. For example, the in 3B shown torsions 371 . 372 Extreme positions of the mobile end 205 correspond. It would be possible, for example, that a corresponding stop is provided, the further rotation of the movable end 205 over the torsions 371 . 372 also prevents (in 3B not shown). Alternatively or additionally, it would also be possible for the actuator to be set up for a further rotation of the movable end 205 over the torsions 371 . 372 to avoid. In 3B is still the angle range 110-2 represented, for example, in cooperation with a deflection unit (in 3B not shown) by means of torsion 371 . 372 the mobile end 205 the light fiber 201 can be implemented.

4A illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 4A Aspekte in Bezug auf die Scanvorrichtung 500. In dem Beispiel der 4A umfasst die Anordnung 100 eine Lichtfaser 201. Die Lichtfaser 201 implementiert die Scanvorrichtung 500. 4A illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 4A Aspects relating to the scanning device 500 , In the example of 4A includes the arrangement 100 an optical fiber 201 , The light fiber 201 implements the scanning device 500 ,

Das Beispiel der 4A entspricht grundsätzlich dem Beispiel der 3A. Eine entsprechende Anordnung wäre auch für die Implementierung der 3B mittels Torsionen 371, 372 möglich. In dem Beispiel der 4A umfasst die Anordnung 100 weiterhin eine Linse 400, die starr mit der Fixierung 250 verbunden ist. Das bewegliche Ende 205 der Lichtfaser 201 ist dabei zwischen der Linse 400 und der Fixierung 250 in einem entsprechenden Raum 450 angeordnet.The example of 4A basically corresponds to the example of 3A , An appropriate arrangement would be also for the implementation of the 3B by means of torsions 371 . 372 possible. In the example of 4A includes the arrangement 100 continue a lens 400 that are rigid with the fixation 250 connected is. The moving end 205 the light fiber 201 is between the lens 400 and the fixation 250 in a corresponding room 450 arranged.

Mittels der Linse ist es möglich, einen divergenten Strahlquerschnitt des Laserlichts 191, 192 (in 4A ist der Strahlquerschnitt des Laserlichts 191, 192 nicht dargestellt) zu sammeln. Insbesondere kann erreicht werden, dass der Strahlquerschnitt des Laserlichts 191, 192 hinter der Linse 400 nicht als Funktion des Ortes mit zunehmender Entfernung zu dem beweglichen Ende 205 signifikant zunimmt. Dadurch kann eine besonders hohe Ortsauflösung zum Beispiel im Zusammenhang mit der LIDAR-Technik bereitgestellt werden. Das Laserlichts 191, 192 wird in kleine Raumwinkel abgestrahlt.By means of the lens it is possible to have a divergent beam cross section of the laser light 191 . 192 (in 4A is the beam cross section of the laser light 191 . 192 not shown). In particular, it can be achieved that the beam cross section of the laser light 191 . 192 behind the lens 400 not as Function of the place with increasing distance to the movable end 205 significantly increases. As a result, a particularly high spatial resolution can be provided, for example, in connection with the LIDAR technique. The laser light 191 . 192 is emitted in small solid angles.

Während in dem Beispiel der 4A eine Implementierung dargestellt ist, in welcher die Linse 400 ortsfest mit der Fixierung 250 verbunden ist – das heißt das Ende 205 der Lichtfaser 201 bewegt sich gegenüber der Linse 400 –, wäre es in anderen Implementierungen auch möglich, dass eine alternative oder zusätzliche Linse ortsfest bzw. starr mit dem Ende 205 bzw. der Fläche 209 der Lichtfaser 201 gekoppelt ist. Derart wäre es möglich, eine besonders einfache Optik zur Vermeidung der Divergenz des Laserlichts 191, 192 zu ermöglichen.While in the example of the 4A an implementation is shown in which the lens 400 stationary with the fixation 250 connected - that is the end 205 the light fiber 201 moves towards the lens 400 In other implementations, it would also be possible for an alternative or additional lens to be stationary or rigid with the end 205 or the area 209 the light fiber 201 is coupled. It would thus be possible to have a particularly simple optical system for avoiding the divergence of the laser light 191 . 192 to enable.

Während in dem Beispiel der 4A eine Implementierung dargestellt ist, bei der lediglich eine einzelne Linse 400 verwendet wird, wäre es in anderen Implementierungen auch möglich, eine größere Anzahl von Linsen 400, zum Beispiel ein Linsen-System, zu verwenden. Zum Beispiel könnte zumindest eine Sammellinse verwendet werden. Es wäre auch möglich, dass die ein oder die mehreren Linsen eine Fischaugen-Optik implementieren.While in the example of the 4A an implementation is shown in which only a single lens 400 In other implementations, it would also be possible to have a larger number of lenses 400 to use, for example, a lens system. For example, at least one condenser lens could be used. It would also be possible for the one or more lenses to implement fisheye optics.

Mittels solcher Techniken kann es möglich sein, den Scanbereich zu erweitern. Insbesondere ist es dadurch möglich, das Laserlicht 191, 192 weg von der Zentralachse 202 der Faser 201 im Bereich der Fixierstelle 206 zu brechen (wie in 4A dargestellt). Dadurch kann durch vergleichsweise kleine Auslenkung in der Lichtfaser 201 trotzdem ein signifikanter Scanbereich erreicht werden. Dies kann es wiederum ermöglichen, die Scanfrequenz, mit welcher der Aktuator 900 die Lichtfaser 201 zwischen den Positionen 301, 302 hin- und her bewegt, zu erhöhen.By means of such techniques it may be possible to extend the scan area. In particular, this makes it possible to use the laser light 191 . 192 away from the central axis 202 the fiber 201 in the area of the fixation site 206 to break (as in 4A shown). As a result, by comparatively small deflection in the optical fiber 201 nevertheless a significant scan area can be achieved. This, in turn, may allow the scan frequency at which the actuator 900 the optical fiber 201 between the positions 301 . 302 moved back and forth, increase.

In manchen Beispielen wäre es zum Beispiel möglich, dass der Raum 450, in welchem sich die Lichtfaser 201 bewegt, gegenüber der Umgebung 451 luftdicht abgeschlossen ist. Zum Beispiel wäre es möglich, dass im Raum 450 ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck vorherrscht. Dadurch kann erreicht werden, dass der Luftwiderstand beim Bewegen der Lichtfaser 201 zwischen dem Positionen 301, 302 besonders gering ist. Dadurch können höhere Scanfrequenzen, mit welchen der Aktuator 900 die Lichtfaser 201 zwischen dem Positionen 301, 302 hin- und her bewegt, erreicht werden. Außerdem kann eine Materialermüdung der Lichtfaser 201 reduziert werden.In some examples, for example, it would be possible for the room 450 , in which the light fiber 201 moves, towards the environment 451 airtight is completed. For example, it would be possible in space 450 a negative pressure prevails over the ambient pressure. This can be achieved that the air resistance when moving the optical fiber 201 between the positions 301 . 302 is particularly low. This allows higher scanning frequencies with which the actuator 900 the optical fiber 201 between the positions 301 . 302 moved back and forth, can be achieved. In addition, a material fatigue of the optical fiber 201 be reduced.

4B illustriert Aspekte in Bezug auf die Linse 400. In dem Beispiel der 4B ist die Brennweite 405 der Linse 400 als Funktion der Position senkrecht zur optischen Achse der Linse 400 dargestellt. Aus 4B ist ersichtlich, dass die Brennweite 405 als Funktion der Position senkrecht zur optischen Achse variiert. 4B illustrates aspects related to the lens 400 , In the example of 4B is the focal length 405 the lens 400 as a function of the position perpendicular to the optical axis of the lens 400 shown. Out 4B you can see that the focal length 405 varies as a function of the position perpendicular to the optical axis.

In dem Beispiel der 4B ist weiterhin der Pfad 305 dargestellt, dem das Ende 205 der Lichtfaser 201 bei der Bewegung zwischen den Positionen 301, 302 folgt. Aus 4B ist ersichtlich, dass die Brennweite 405 der Linse 400 dem Pfad 305 entspricht. Dies bedeutet, dass sich das Ende 205 der Lichtfaser 201 für unterschiedliche Positionen 301, 302 jeweils in der Fokusebene der Linse 400 befindet: die variable Brennweite 405 kann den veränderlichen Abstand des Endes 205 der Lichtfaser 201 von der Linse 400 aufgrund der Krümmungen 311, 321 für verschiedene Positionen 301, 302 kompensieren. Dadurch kann eine besonders gute Sammlung des divergenten Laserlichts 191, 192 durch die Linse 400 erfolgen.In the example of 4B is still the path 305 presented to the end 205 the light fiber 201 when moving between positions 301 . 302 follows. Out 4B you can see that the focal length 405 the lens 400 the path 305 equivalent. This means that the end 205 the light fiber 201 for different positions 301 . 302 each in the focal plane of the lens 400 located: the variable focal length 405 can the variable distance of the end 205 the light fiber 201 from the lens 400 due to the curvatures 311 . 321 for different positions 301 . 302 compensate. This allows a particularly good collection of divergent laser light 191 . 192 through the lens 400 respectively.

Obwohl in 4B wiederum eine Implementierung dargestellt ist, bei der lediglich eine einzelne Linse 400 vorhanden ist, wäre es in anderen Beispielen auch möglich, diese Techniken für mehr als eine Linse 400 zu implementieren.Although in 4B Again, an implementation is shown in which only a single lens 400 In other examples, it would also be possible to use these techniques for more than one lens 400 to implement.

In den Beispielen der 4A sowie 4B ist jeweils eine Linse 400 vorgesehen, die gegenüber dem beweglichen Ende 205 der Lichtfaser 201 ortsfest verbleibt. In anderen Beispielen wäre es aber auch möglich, dass alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Linsen vorgesehen sind, die ortsfest mit dem beweglichen Ende 205 verbunden sind und sich deshalb bei Bewegung des beweglichen Endes 205 mit diesem mitbewegen.In the examples of 4A such as 4B is each a lens 400 provided, opposite the movable end 205 the light fiber 201 remains stationary. In other examples, it would also be possible that, alternatively or additionally, one or more lenses are provided which are stationary with the movable end 205 are connected and therefore movement of the movable end 205 move with it.

4C illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 4C Aspekte in Bezug auf eine Linse 451, die ortsfest mit dem beweglichen Ende 205 der Lichtfaser 201 verbunden ist. In dem Beispiel der 4C ist die Linse 451 angrenzend an das bewegliche Ende 205 angebracht. Das Beispiel der 4C könnte mit den Beispielen der 4A und 4B kombiniert werden. 4C illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 4C Aspects relating to a lens 451 that is stationary with the movable end 205 the light fiber 201 connected is. In the example of 4C is the lens 451 adjacent to the movable end 205 appropriate. The example of 4C could with the examples of 4A and 4B be combined.

Die Linse 451 könnte zum Beispiel eine Gradientenindex(GRIN)-Linse sein oder eine Kugellinse. Die Linse 451 könnte beispielsweise aufgeklebt oder gespliced sein. Zur besseren Abstützung der Linse 451 könnte eine Hülse im Bereich des beweglichen Endes 205 um die Faser 201 gelegt sein; auf dieser Hülse (in 4C nicht dargestellt) könnte die Linse 451 abgestützt sein. Die Linse 451 könnte beispielsweise einen Durchmesser aufweisen, der nicht größer als 500% des Durchmessers der Lichtfaser 201 im Bereich des beweglichen Endes 205 ist, bevorzugt nicht größer als 250%, besonders bevorzugt nicht größer als 150%. Beispielsweise könnte der Durchmesser der Linse 451 in etwa 1 mm betragen. Durch die Linse 451 kann beispielsweise ein Durchmesser der Laserlichts 191, 192 von ca. 10 cm in 100 m erreicht werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die Linse 451 vergleichsweise wenig Masse aufweist: dadurch kann wiederum erreicht werden, dass die Bewegung des beweglichen Endes 205 durch den Aktuator einfach möglich ist. Zum Beispiel kann – bei einer Torsion und/oder Krümmung der beweglichen Faser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 – die Linse 451 die entsprechende Bewegung zusammen mit dem Ende 205 durchführen.The Lens 451 For example, it could be a gradient index (GRIN) lens or a ball lens. The Lens 451 For example, it could be glued or spliced. For better support of the lens 451 could be a sleeve in the area of the movable end 205 around the fiber 201 be laid; on this sleeve (in 4C not shown) could be the lens 451 be supported. The Lens 451 For example, it could have a diameter no greater than 500% of the diameter of the optical fiber 201 in the area of the mobile end 205 is, preferably not greater than 250%, more preferably not greater than 150%. For example, the diameter of the lens could be 451 be about 1 mm. By the Lens 451 For example, a diameter of the laser light 191 . 192 of about 10 cm in 100 m can be achieved. This can be achieved that the lens 451 comparatively little mass: this in turn can be achieved that the movement of the movable end 205 is easily possible by the actuator. For example, with a torsion and / or curvature of the movable fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 - the Lens 451 the corresponding movement together with the end 205 carry out.

Durch die Verwendung der zusammen mit dem beweglichen Ende 205 beweglichen Linse 451 können verschiedene Effekte erzielt werden. Zum einen ist es möglich, dass eine komplizierte und großflächige Ausgestaltung einer ortsfest verbleibenden Linse (vergleiche 4A und 4B) vermieden werden kann. Weiterhin ist es möglich, dass Veränderungen des optischen Systems, die durch das bewegliche Ende 205 der Lichtfaser 201 und die ortsfest verbleibenden Linse aufgrund von zum Beispiel thermischen Einflüssen induziert werden, vermieden werden können: Zum Beispiel kann ein Versatz zwischen der ortsfest verbleibenden Linse und dem beweglichen Ende 205 aufgrund von thermischer Expansion oder Kontraktion vermieden werden. Dadurch kann ein besonders stabiler Aufbau gewährleistet werden. Weiterhin kann es möglich sein, den Winkel unter welchem das Licht 191, 192 abgestrahlt wird, besonders genau zu bestimmen. Indem nämlich eine Unsicherheit durch die beabstandet angeordnete ortsfest verbleibenden Linse beseitigt oder reduziert werden kann, kann vermieden werden, dass zusätzliche Störeinflüsse durch Ungenauigkeiten der Positionierung dieser beabstandet angeordneten ortsfesten Linse entstehen.By using the together with the movable end 205 movable lens 451 Different effects can be achieved. On the one hand, it is possible that a complicated and large-scale design of a stationary remaining lens (see 4A and 4B ) can be avoided. Furthermore, it is possible that changes in the optical system caused by the movable end 205 the light fiber 201 and the fixed-remaining lens can be avoided due to, for example, thermal influences induced: For example, an offset between the stationary-remaining lens and the movable end 205 due to thermal expansion or contraction. As a result, a particularly stable construction can be ensured. Furthermore, it may be possible to change the angle under which the light 191 . 192 is radiated, to be determined very precisely. Namely, by eliminating or reducing uncertainty by the spaced-apart stationary lens, it is possible to prevent additional interference from being caused by inaccuracies in the positioning of this spaced-apart stationary lens.

4C illustriert weiterhin Aspekte in Bezug auf eine Umlenkeinheit 452. Die Umlenkeinheit 452 ist ortsfest mit dem beweglichen Ende 205 der Lichtfaser 201 verbunden. Die Umlenkeinheit 452 ist eingerichtet, das Licht 191, 192 nach Austritt aus dem beweglichen Ende 205 gegenüber der Zentralachse 202 umzulenken. Innerhalb der Lichtfaser 201 wird das Licht 191, 192 entlang der Zentralachse 202 geführt. In 4C ist ein Winkel 452A dargestellt, um welchen das Licht 191, 192 gegenüber der Zentralachse 202 umgelenkt wird. In dem Beispiel der 4C beträgt dieser Winkel 452A in etwa 90°. In anderen Beispielen könnten auch größere oder kleinere Winkel implementiert werden, die zum Beispiel im Bereich von 10° bis 170° liegen. 4C further illustrates aspects related to a diverter unit 452 , The deflection unit 452 is stationary with the movable end 205 the light fiber 201 connected. The deflection unit 452 is set up, the light 191 . 192 after exiting the movable end 205 opposite the central axis 202 redirect. Within the light fiber 201 becomes the light 191 . 192 along the central axis 202 guided. In 4C is an angle 452A represented by which the light 191 . 192 opposite the central axis 202 is diverted. In the example of 4C is this angle 452A in about 90 °. In other examples, larger or smaller angles could also be implemented, ranging, for example, from 10 ° to 170 °.

In dem Beispiel der 4C ist eine Implementierung dargestellt, in welche die Linse 451 zwischen der Umlenkeinheit 452 und dem Ende 205 der Lichtfaser 201 angeordnet ist. In anderen Beispielen wäre es auch möglich, dass die Umlenkeinheit 452 zwischen der Linse 451 und dem Ende 205 der Lichtfaser 201 angeordnet ist.In the example of 4C an implementation is shown in which the lens 451 between the deflection unit 452 and the end 205 the light fiber 201 is arranged. In other examples, it would also be possible for the diverter 452 between the lens 451 and the end 205 the light fiber 201 is arranged.

Es ist nicht notwendig, dass die Linse 451 immer in Zusammenwirkung mit der Umlenkeinheit 452 implementiert wird. Es wären auch Beispiele möglich, in denen entweder die Linse 451 oder die Umlenkeinheit 452 verwendet wird, um aus dem Ende 205 der Lichtfaser 201 austretendes Licht 191, 192 zu formen.It is not necessary for the lens 451 always in cooperation with the deflection unit 452 is implemented. It would also be possible examples in which either the lens 451 or the deflection unit 452 is used to get out of the end 205 the light fiber 201 leaking light 191 . 192 to shape.

5 illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 5 Aspekte in Bezug auf die Positioniervorrichtung 560. In dem Beispiel der 5 ist die Positioniervorrichtung 560 eingerichtet, um die Bewegung des Endes 205 der Lichtfaser 201 zu messen. Insbesondere ist die Positioniervorrichtung 560 eingerichtet, um die Krümmung 311, 321 der Lichtfaser 201 zu messen. Insbesondere ist die Positioniervorrichtung 560 eingerichtet, um die Krümmung 311, 321 der Lichtfaser 201 optisch zu messen. 5 illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 5 Aspects relating to the positioning device 560 , In the example of 5 is the positioning device 560 set up to the movement of the end 205 the light fiber 201 to eat. In particular, the positioning device 560 set up to the curvature 311 . 321 the light fiber 201 to eat. In particular, the positioning device 560 set up to the curvature 311 . 321 the light fiber 201 optically to measure.

Dazu wird einfallendes Licht 591 – z. B. mit einer anderen Wellenlänge als das Laserlicht 191, 192 – verwendet. Z. B. kann das Licht 591 durch eine Breitbandlichtquelle bereitgestellt werden. Das Spektrum des Lichts 591 kann z. B. eine Spektralbreite von nicht weniger als 50 nm aufweisen, bevorzugt von nicht weniger als 150 nm, besonders bevorzugt von nicht weniger als 500 nm. Reflektiertes Licht 592 – manchmal auch als Sekundärstrahlung bezeichnet – wird von einem entsprechenden Detektor detektiert. Das reflektierte Licht 592 ist indikativ für eine Krümmung 311, 312 der Lichtfaser 201 und damit für die Position 301, 302 des Endes 205. Basierend auf dem reflektierten Licht 592 kann dann das Signal bereitgestellt werden, welches indikativ für die Krümmung 311, 321 der Lichtfaser 201 ist. Zum Beispiel kann dieses Signal von dem LIDAR-System 103 verwendet werden. Durch die optische Messung kann der Abstrahlwinkel unter welchem das Laserlicht 191, 192 abgestrahlt wird, besonders genau bestimmt werden.This is incident light 591 - z. B. with a different wavelength than the laser light 191 . 192 - used. For example, the light can 591 be provided by a broadband light source. The spectrum of light 591 can z. B. have a spectral width of not less than 50 nm, preferably not less than 150 nm, more preferably not less than 500 nm. Reflected light 592 - sometimes referred to as secondary radiation - is detected by a corresponding detector. The reflected light 592 is indicative of a curvature 311 . 312 the light fiber 201 and thus for the position 301 . 302 of the end 205 , Based on the reflected light 592 then the signal can be provided which is indicative of the curvature 311 . 321 the light fiber 201 is. For example, this signal may be from the LIDAR system 103 be used. Due to the optical measurement of the beam angle under which the laser light 191 . 192 is radiated, to be determined particularly accurately.

In dem Beispiel der 5 ist die Positioniervorrichtung 560 durch ein Faser-Bragg-Gitter 511 implementiert. Das Faser-Bragg-Gitter 511 weist eine Ausdehnung parallel zur Zentralachse 202 der Faser 201 auf: Entlang dieser Ausdehnung ist die Brechzahl des Materials periodisch moduliert. Das Faser-Bragg-Gitter 511 ist in der Faser 201 zwischen der Fixierstelle 206 und dem Ende 205 angeordnet. Durch eine geeignete Anordnung des Faser-Bragg-Gitters 511 in der Lichtfaser 201 kann erreicht werden, dass die Krümmung 311, 321 der Lichtfaser 201 in einer Längenänderung des Faser-Bragg-Gitters 511 resultiert. Z. B. könnte das Faser-Bragg-Gitter 511 beabstandet gegenüber der Zentralachse 202 der Lichtfaser 201 angeordnet sein (in 5 nicht dargestellt). Diese Längenänderung des Faser-Bragg-Gitters 511 kann wiederum in einer Änderung der Amplitude des reflektierten Lichts 592 im Bereich der Wellenlängen, welche die Bragg-Bedingung erfüllen, resultieren. Dazu ist die Periodizität des Faser-Bragg-Gitters 511 abgestimmt auf die Wellenlänge des Lichts 591. Die Positioniervorrichtung 560 kann dann eingerichtet sein, um das Signal basierend auf einer Amplitude des reflektierten Lichts 592 zu bestimmen. Insbesondere kann es möglich sein, die Amplitude des reflektierten Lichts 592 besonders genau und/oder besonders schnell zu bestimmen. Dadurch kann es möglich sein, die Krümmung 311, 321 besonders genau zu bestimmen. Dadurch kann es wiederum möglich sein, die Position des Endes 205 bzw. den Winkel 210 in der Position besonders genau zu bestimmen.In the example of 5 is the positioning device 560 through a fiber Bragg grating 511 implemented. The fiber Bragg grating 511 has an extension parallel to the central axis 202 the fiber 201 on: Along this expansion, the refractive index of the material is periodically modulated. The fiber Bragg grating 511 is in the fiber 201 between the fixation site 206 and the end 205 arranged. By a suitable arrangement of the fiber Bragg grating 511 in the optical fiber 201 can be achieved that the curvature 311 . 321 the light fiber 201 in a change in length of the fiber Bragg grating 511 results. For example, the fiber Bragg grating could 511 spaced from the central axis 202 the light fiber 201 be arranged (in 5 not shown). This change in length of the fiber Bragg grating 511 in turn, may result in a change in the amplitude of the reflected light 592 in the range of wavelengths that satisfy the Bragg condition result. This is the periodicity of the fiber Bragg grating 511 tuned to the wavelength of the light 591 , The positioning device 560 may then be configured to receive the signal based on an amplitude of the reflected light 592 to determine. In particular, it may be possible to determine the amplitude of the reflected light 592 particularly accurate and / or very fast to determine. This may make it possible the curvature 311 . 321 to be determined very precisely. This may in turn make it possible to position the end 205 or the angle 210 in the position to determine very precisely.

Die Periodizität des Faser-Bragg-Gitters 511 kann von der Wellenlänge des Laserlichts 191, 192 verschieden sein. Deshalb wird die Propagation des Laserlichts 191, 192 durch das Faser-Bragg-Gitter 511 nicht signifikant beeinflusst.The periodicity of the fiber Bragg grating 511 can depend on the wavelength of the laser light 191 . 192 to be different. Therefore, the propagation of the laser light 191 . 192 through the fiber Bragg grating 511 not significantly affected.

Das Faser-Bragg-Gitter 511 weist eine Länge 525 auf, die in etwa 80% der Länge der Lichtfaser 201 zwischen der Fixierstelle 206 und dem Ende 205 entspricht. Anderen Beispielen wäre es auch möglich, dass die Länge 525 mindestens 50% der Länge 203 beträgt, bevorzugt mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 90%. Durch eine solche Ausdehnung des Faser-Bragg-Gitters 511 entlang der Länge 203 kann die Krümmung 311, 321 besonders genau bestimmt werden.The fiber Bragg grating 511 has a length 525 on, in about 80% of the length of the optical fiber 201 between the fixation site 206 and the end 205 equivalent. Other examples would also be possible that the length 525 at least 50% of the length 203 is preferably at least 70%, more preferably at least 90%. By such an extension of the fiber Bragg grating 511 along the length 203 can the curvature 311 . 321 be determined very precisely.

In manchen Beispielen kann es möglich sein, dass die Positioniervorrichtung 560 einen Kantenfilter aufweist. Mittels des Kantenfilters kann es möglich sein, die Amplitude des reflektierten Lichts 592 besonders schnell zu bestimmen. Zum Beispiel kann eine Transmissionsspitze des Kantenfilters im Bereich einer Flanke der Reflektionskurve des Faser-Bragg-Gitters 511 angeordnet sein. Dadurch können leichte Längenänderungen des Faser-Bragg-Gitters 511 zu einer starken Variation der durch den Kantenfilter hindurchgelassenen Amplitude führen. Dadurch kann die Amplitude des reflektierten Lichts 592 genau und schnell bestimmt werden. Es können schnelle Abtastfrequenzen, mit denen die Position des Endes 205 bestimmt wird, erreicht werden. Beispielsweise wäre es möglich, dass die Positioniervorrichtung 560 eingerichtet ist, um das Signal mit einer Abtastfrequenz zu aktualisieren, die mindestens 500 Hz beträgt, bevorzugt mindestens 1 kHz, besonders bevorzugt mindestens 1,5 kHz.In some examples, it may be possible for the positioning device 560 has an edge filter. By means of the edge filter, it may be possible to determine the amplitude of the reflected light 592 particularly fast to determine. For example, a transmission peak of the edge filter in the region of an edge of the reflection curve of the fiber Bragg grating 511 be arranged. This allows slight changes in length of the fiber Bragg grating 511 lead to a large variation in the amplitude passed through the edge filter. This allows the amplitude of the reflected light 592 be determined accurately and quickly. There may be fast sampling frequencies that indicate the position of the end 205 is determined to be achieved. For example, it would be possible for the positioning device 560 is arranged to update the signal at a sampling frequency which is at least 500 Hz, preferably at least 1 kHz, more preferably at least 1.5 kHz.

In den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen wäre es möglich, dass die Positioniervorrichtung 560 eingerichtet ist, um das Signal mit einer Abtastfrequenz zu aktualisieren, die mindestens um einen Faktor 1,5 größer ist, als die Scanfrequenz, mit welcher der Aktuator 900 das Ende 205 der Lichtfaser 201 bewegt, bevorzugt mindestens um einen Faktor 2, besonders bevorzugt mindestens um einen Faktor 3. Dadurch kann eine sehr genaue Bestimmung des Winkels 110, unter welchem das Laserlicht 191, 192 abgestrahlt wird, erfolgen. Continuous step-and-shoot Techniken werden ermöglicht.In the various examples described herein, it would be possible for the positioning device 560 is arranged to update the signal at a sampling frequency that is at least a factor of 1.5 greater than the scanning frequency at which the actuator 900 the end 205 the light fiber 201 moves, preferably at least a factor of 2, more preferably at least by a factor of 3. This allows a very accurate determination of the angle 110 under which the laser light 191 . 192 is emitted. Continuous step-and-shoot techniques are possible.

6A illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 6A Aspekte in Bezug auf die Positioniervorrichtung 560. In dem Beispiel der 6A ist die Positioniervorrichtung 560 durch zwei Faser-Bragg-Gitter 511, 512 implementiert. 6A illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 6A Aspects relating to the positioning device 560 , In the example of 6A is the positioning device 560 through two fiber Bragg gratings 511 . 512 implemented.

Das Faser-Bragg-Gitter 511 befindet sich in einer Lichtfaser 501-1, die verschieden von der Lichtfaser 201 ist. Das Faser-Bragg-Gitter 512 befindet sich in einer Lichtfaser 501-2, die auch verschieden von der Lichtfaser 201 ist. In einem Beispiel sind die Lichtfasern 501-1, 501-2 an gegenüberliegenden Seiten 251, 252 der Lichtfaser 201 an der Lichtfaser 201 angebracht. In einem weiteren Beispiel könnte eine Mehrkern-Faser verwendet werden, um die Lichtfaser 201 und die Lichtfaserns 501-1, 501-2 zu implementieren.The fiber Bragg grating 511 is located in a light fiber 501-1 different from the fiber optic 201 is. The fiber Bragg grating 512 is located in a light fiber 501-2 which is also different from the fiber optic 201 is. In one example, the optical fibers 501-1 . 501-2 on opposite sides 251 . 252 the light fiber 201 at the light fiber 201 appropriate. In another example, a multi-core fiber could be used to connect the optical fiber 201 and the light fibers 501-1 . 501-2 to implement.

Die Zentralachsen 502-1, 502-2 der Lichtfaser 501-1, 501-2 verlaufen parallel zu Zentralachse 202 der Lichtfaser 201. Dadurch bewirkt eine Krümmung 311, 321 der Lichtfaser 201 eine entsprechende Krümmung der Lichtfaser 501-1, 501-2. Zum Beispiel bewirkt die Krümmung 311 im Gegenuhrzeigersinn (vergleiche 3A) eine Stauchung der Lichtfaser 501-1 und damit eine Verkürzung des Faser-Bragg-Gitters 511; die Krümmung 311 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt auch eine Dehnung der Lichtfaser 501-2 und damit eine Verlängerung des Faser-Bragg-Gitters 512. Durch die exzentrische Anordnung der Lichtfaser 501-1, 501-2 in Bezug auf die Zentralachse 202 können diese Verkürzung und Verlängerung der Faser-Bragg-Gitter 511, 512 besonders signifikant ausfallen. Dadurch kann die Position des Endes 205 basierend auf von den Fasern 511, 512 reflektierten Licht 592 besonders genau bestimmt werden. Entsprechende Längenänderungen können auch bei einer Torsion 371, 372 beobachtet werden.The central axes 502-1 . 502-2 the light fiber 501-1 . 501-2 run parallel to the central axis 202 the light fiber 201 , This causes a curvature 311 . 321 the light fiber 201 a corresponding curvature of the optical fiber 501-1 . 501-2 , For example, the curvature causes 311 in the counterclockwise direction (cf. 3A ) a compression of the optical fiber 501-1 and thus a shortening of the fiber Bragg grating 511 ; the curvature 311 Counterclockwise also causes an elongation of the optical fiber 501-2 and thus an extension of the fiber Bragg grating 512 , Due to the eccentric arrangement of the optical fiber 501-1 . 501-2 in relation to the central axis 202 Can this shortening and lengthening the fiber Bragg grating 511 . 512 be particularly significant. This can change the position of the end 205 based on the fibers 511 . 512 reflected light 592 be determined very precisely. Corresponding changes in length can also with a twist 371 . 372 to be watched.

6B illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 6B Aspekte in Bezug auf die Positioniervorrichtung 560. In dem Beispiel der 6B ist die Positioniervorrichtung 560 durch zwei Faser-Bragg-Gitter 511, 512 implementiert. Das Beispiel der 6B ist dabei eine Aufsicht auf das Beispiel der 6A. 6B illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 6B Aspects relating to the positioning device 560 , In the example of 6B is the positioning device 560 through two fiber Bragg gratings 511 . 512 implemented. The example of 6B is a supervision of the example of 6A ,

6C illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 6C Aspekte in Bezug auf die Positioniervorrichtung 560. In dem Beispiel der 6C ist die Positioniervorrichtung 560 durch vier Faser-Bragg-Gitter implementiert (in 6C nicht dargestellt). Das Beispiel der 6C entspricht dabei grundsätzlich dem Beispiel der 6A, 6B. Dabei ist aber in dem Beispiel der 6C eine größere Anzahl an Fasern 501-1501-4 mit jeweiligen Faser-Bragg-Gittern (in 6C nicht dargestellt) vorgesehen, z. B. wiederum als Mehrkern-Fasern. Mittels der Implementierung der 6C können insbesondere Bewegungen des Endes 205 in zwei Dimensionen (in der Zeichenebene der 6C) detektiert werden. Ein zweidimensionaler Scanbereich kann überwacht werden. Zum Beispiel weisen die Faser-Bragg-Gitter in den Fasern 501-1, 501-2 eine Sensitivität für Krümmungen entlang der in 6C mit x bezeichneten Richtung auf. Zum Beispiel weisen die Faser-Bragg-Gitter in den Fasern 501-3, 501-4 eine Sensitivität für Krümmungen entlang der in 6C mit y bezeichneten Richtung auf. 6C illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 6C Aspects relating to the positioning device 560 , In the example of 6C is the positioning 560 implemented by four fiber Bragg gratings (in 6C not shown). The example of 6C basically corresponds to the example of 6A . 6B , However, in the example of 6C a larger number of fibers 501-1 - 501-4 with respective fiber Bragg gratings (in 6C not shown), z. B. again as multi-core fibers. By means of the implementation of the 6C especially movements of the end 205 in two dimensions (in the drawing plane of the 6C ) are detected. A two-dimensional scan area can be monitored. For example, the fiber Bragg gratings are in the fibers 501-1 . 501-2 a sensitivity to curvatures along the in 6C with x direction on. For example, the fiber Bragg gratings are in the fibers 501-3 . 501-4 a sensitivity to curvatures along the in 6C with direction y on.

7 illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 7 Aspekte in Bezug auf die Positioniervorrichtung 560. In dem Beispiel der 7 ist die Positioniervorrichtung 560 durch vier Faser-Bragg-Gitter 511514 implementiert. 7 illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 7 Aspects relating to the positioning device 560 , In the example of 7 is the positioning device 560 through four fiber Bragg gratings 511 - 514 implemented.

Die Faser-Bragg-Gitter 511, 513 befinden sich in der Faser 501-1. Die Faser-Bragg-Gitter 512, 514 befinden sich in der Faser und 501-2. In manchen Beispielen wäre es auch möglich, dass sich mehr als zwei seriell geschaltete Faser-Bragg-Gitter in den jeweiligen Fasern 501-1, 501-2, 201 befinden (vergleiche 8A).The fiber Bragg grating 511 . 513 are in the fiber 501-1 , The fiber Bragg grating 512 . 514 are in the fiber and 501-2 , In some examples, it would also be possible to have more than two serially connected fiber Bragg gratings in the respective fibers 501-1 . 501-2 . 201 are located (compare 8A ).

Durch Verwendung unterschiedlicher Gitterkonstanten für die jeweils seriell geschalteten Faser-Bragg-Gitter 511514 können die einzelnen Faser-Bragg-Gitter 511514 individuell angesteuert werden. Dazu kann genügend breitbandiges Licht verwendet werden.By using different lattice constants for each serially connected fiber Bragg gratings 511 - 514 Can the individual fiber Bragg grating 511 - 514 individually controlled. For this purpose, enough broadband light can be used.

Insbesondere für einen Fall, in welchem der Krümmungsradius als Funktion der Position entlang der Länge der Faser 201 veränderlich ist, kann dann durch einen Vergleich der Amplituden des von den seriell angeordneten Faser-Bragg-Gittern 511, 513 bzw. 512, 514 reflektierten Lichts 592 eine besonders genaue Bestimmung der Position des Endes 205 der Lichtfaser 201 erfolgen. Zum Beispiel wäre es nämlich möglich, dass basierend auf einer Differenz der Amplituden des von den seriell angeordneten Faser-Bragg-Gittern 511, 513 bzw. 512, 514 reflektierten Lichts 592 das Signal, welches indikativ für die Position 301, 302 des Endes 205 der Lichtfaser 201 ist, von der Positioniervorrichtung 560 bestimmt wird.In particular for a case in which the radius of curvature as a function of the position along the length of the fiber 201 is variable, can then by a comparison of the amplitudes of the serially arranged fiber Bragg gratings 511 . 513 respectively. 512 . 514 reflected light 592 a particularly accurate determination of the position of the end 205 the light fiber 201 respectively. For example, it would be possible, based on a difference in the amplitudes of the serially arranged fiber Bragg gratings 511 . 513 respectively. 512 . 514 reflected light 592 the signal indicative of the position 301 . 302 of the end 205 the light fiber 201 is from the positioning device 560 is determined.

8B illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 8B Aspekte in Bezug auf die Positioniervorrichtung 560. In dem Beispiel der 8B ist die Positioniervorrichtung 560 durch ein PSD 552 implementiert. Der PSD 552 kann isotrop oder diskret implementiert sein. Beispielsweise kann der PSD 552 mehrere Bildpunkte umfassen oder z. B. eine PIN-Diode umfassen. 8B illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 8B Aspects relating to the positioning device 560 , In the example of 8B is the positioning device 560 through a PSD 552 implemented. The PSD 552 can be implemented isotropically or discretely. For example, the PSD 552 include several pixels or z. B. include a PIN diode.

In dem Beispiel der 8B umfasst die Anordnung 100 die Linse 451, welche ortsfest mit dem beweglichen Ende 205 der Lichtfaser 201 verbunden ist. Der PSD 552 ist eingerichtet, um das Laserlicht 191, 192, welches aus dem Ende 205 der Lichtfaser 201 austritt, zu messen. Der PSD 552 misst die Position des Laserlichts 191, 192 auf seiner Sensorfläche. Dazu ist eine Linse 551 vorgesehen, die das Licht 191, 192 auf der Sensorfläche des PSD 552 fokussiert. Die Anordnung 100 umfasst dazu weiterhin einen Strahlteiler 801. Auch der Strahlteiler 801 ist ortsfest mit dem Ende 205 der Lichtfaser 201 verbunden. Der Strahlteiler 801 ist eingerichtet, um einen Teilstrahlengang 802 des Lichts 191, 192 zum PSD 552 zu lenken.In the example of 8B includes the arrangement 100 the Lens 451 which is stationary with the movable end 205 the light fiber 201 connected is. The PSD 552 is set up to the laser light 191 . 192 which is from the end 205 the light fiber 201 exit, measure. The PSD 552 measures the position of the laser light 191 . 192 on his sensor surface. This is a lens 551 provided the light 191 . 192 on the sensor surface of the PSD 552 focused. The order 100 furthermore includes a beam splitter 801 , Also the beam splitter 801 is stationary with the end 205 the light fiber 201 connected. The beam splitter 801 is set up to a partial beam path 802 of the light 191 . 192 to the PSD 552 to steer.

Durch eine entsprechende Anordnung des PSD 552 in Bezug auf das bewegliche Ende 205 kann erreicht werden, dass die Position des Lichtpunkts auf der Sensorfläche des PSD 552 indikativ für die Position des beweglichen Endes 205 der Lichtfaser 201 bzw. für den Austrittswinkel des Laserlichts 191, 192 ist. Deshalb kann basierend auf dieser großen Messung das Signal bereitgestellt werden, welches indikativ für die Position des beweglichen Endes 205 ist, und insbesondere indikativ für die Krümmung 311, 321 und/oder die Torsion 371, 372 der Lichtfaser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 ist. Das Signal kann indikativ für den Austrittswinkel des Laserlichts 191, 192 sein.By an appropriate arrangement of the PSD 552 in terms of the moving end 205 can be achieved that the position of the light spot on the sensor surface of the PSD 552 indicative of the position of the movable end 205 the light fiber 201 or for the exit angle of the laser light 191 . 192 is. Therefore, based on this large measurement, the signal indicative of the position of the movable end can be provided 205 is, and in particular indicative of the curvature 311 . 321 and / or the twist 371 . 372 the light fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 is. The signal can be indicative of the exit angle of the laser light 191 . 192 be.

Durch die Anordnung des Strahlteiler 801 im Strahlengang des austretenden Laserlichts 191, 192 hinter der Linse 451 kann erreicht werden, dass bei der Messung durch den PSD 552 eventuelle Einflüsse der Linse 451 berücksichtigt werden. Zum Beispiel kann ein Versatz des austretenden Laserlichts 191, 192 aufgrund der Geometrie der Befestigung der Linse 451 an dem beweglichen Ende 205 berücksichtigt werden. Insbesondere kann derart auch ein Drift über die Lebensdauer aufgrund eines zeitvariablen Versatzes des austretenden Laserlichts 100 eine 90, 192 berücksichtigt werden. Die Langzeit-Stabilität kann dadurch erhöht werden.By the arrangement of the beam splitter 801 in the beam path of the exiting laser light 191 . 192 behind the lens 451 can be achieved that when measured by the PSD 552 possible influences of the lens 451 be taken into account. For example, an offset of the exiting laser light 191 . 192 due to the geometry of the attachment of the lens 451 at the movable end 205 be taken into account. In particular, such a drift over the life due to a time-variable offset of the exiting laser light 100 a 90 . 192 be taken into account. The long-term stability can be increased thereby.

8C illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 8C Aspekte in Bezug auf die Positioniervorrichtung 560. In dem Beispiel der 8C ist die Positioniervorrichtung 560 durch ein PSD 552 implementiert. 8C illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 8C Aspects relating to the positioning device 560 , In the example of 8C is the positioning device 560 through a PSD 552 implemented.

Das Beispiel der 8C entspricht grundsätzlich dem Beispiel der 8B. In dem Beispiel der 8C ist der Strahlteiler 801 zwischen der Umlenkeinheit 452 und der Linse 451 angeordnet. In anderen Beispielen wäre es auch möglich, dass zum Beispiel die Umlenkeinheit 452 zwischen dem Strahlteiler 801 und der Linse 451 angeordnet ist.The example of 8C basically corresponds to the example of 8B , In the example of 8C is the beam splitter 801 between the Return unit 452 and the lens 451 arranged. In other examples, it would also be possible that, for example, the diverter unit 452 between the beam splitter 801 and the lens 451 is arranged.

9 illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 9 Aspekte in Bezug auf den Aktuator 900. In dem Beispiel der 9 umfasste Aktuator 900 eine Spulenanordnung 901, die Leiterwindungen umfasst und eingerichtet ist, um ein Magnetfeld im Bereich der Lichtfaser 201 zu erzeugen. Die Lichtfaser 201 ist mit einem magnetischen Material 903 beschichtet, z. B. durch Sputtern. Es wäre auch möglich, einen Magneten aufzukleben oder aufzulöten etc. Das magnetische Material ist z. B. ferromagnetisch oder paramagnetisch oder diamagnetisch. 9 illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 9 Aspects related to the actuator 900 , In the example of 9 included actuator 900 a coil arrangement 901 which includes conductor windings and is adapted to provide a magnetic field in the region of the optical fiber 201 to create. The light fiber 201 is with a magnetic material 903 coated, z. B. by sputtering. It would also be possible to glue or solder a magnet, etc. The magnetic material is z. B. ferromagnetic or paramagnetic or diamagnetic.

Außerdem umfasste Aktuator 900 eine Führung, entlang welcher das Ende 205 eindimensional geführt wird. Dies bedeutet, dass der Aktuator 900 gemäß dem Beispiel der 9 eingerichtet ist, um die Lichtfaser 205 eindimensional zu scannen. Durch Anwenden eines zeitvariablen Stroms auf die Spulenanordnung 901 kann im Bereich des magnetischen Materials 903 ein zeitvariables Magnetfeld erzeugt werden. Dadurch wird die Lichtfaser 205 entlang der Führung 902 ausgelenkt. Die Lichtfaser 205 kann insbesondere zwischen den Positionen 301, 202 gescannt werden.In addition, included actuator 900 a guide along which the end 205 is guided one-dimensionally. This means that the actuator 900 according to the example of 9 is set up to the light fiber 205 one-dimensional scan. By applying a time-varying current to the coil assembly 901 can be in the range of magnetic material 903 a time-varying magnetic field can be generated. This will make the light fiber 205 along the guide 902 deflected. The light fiber 205 especially between the positions 301 . 202 be scanned.

Es wäre möglich, dass die Steuerung eingerichtet ist, um den Aktuator 900 anzusteuern, sodass dieser das Ende 205 der Lichtfaser 201 zwischen den Umkehrpositionen 301, 302 mit einer Scanfrequenz von mindestens 500 Hz scannt, optional von mindestens 700 Hz, weiter optional von mindestens 1,2 kHz scannt. Scannen kann in den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen bedeuten, dass die Steuerung 950 den Aktuator 900 wiederholt ansteuert, so dass dieser für mehrere Wiederholungen bzw. periodisch die Bewegung des Endes 205 bewirkt.It would be possible that the controller is set up to use the actuator 900 to drive, so that this the end 205 the light fiber 201 between the reversal positions 301 . 302 scans with a scan frequency of at least 500 Hz, optionally of at least 700 Hz, further optionally scans of at least 1.2 kHz. Scanning in the various examples described herein may mean that the controller 950 the actuator 900 repeatedly activates, allowing this for several repetitions or periodically the movement of the end 205 causes.

In anderen Beispielen wäre es aber auch möglich, dass der Aktuator 900 eingerichtet ist, um die Lichtfaser 201 zweidimensional zu scannen. Die Führung 902 kann dann entbehrlich sein.In other examples, it would also be possible for the actuator 900 is set up to the light fiber 201 scan two-dimensionally. The leadership 902 can then be dispensable.

10A illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 10A Aspekte in Bezug auf den Aktuator 900. in dem Beispiel der 10A umfasst der Aktuator 902 orthogonale Spulenpaare 901 (in 10A ist lediglich ein Spulenpaar 901 dargestellt; das weitere orthogonale Spulenpaar ist in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene angeordnet). Durch abwechselndes Bestromen der orthogonale Spulenpaare 901 kann eine zweidimensionale Bewegung des Endes 205 der Lichtfaser 201 erreicht werden. 10A illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 10A Aspects related to the actuator 900 , in the example of 10A includes the actuator 902 orthogonal coil pairs 901 (in 10A is just a coil pair 901 shown; the further orthogonal coil pair is arranged in a plane perpendicular to the plane of the drawing). By alternately energizing the orthogonal coil pairs 901 can be a two-dimensional movement of the end 205 the light fiber 201 be achieved.

10B illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 10B Aspekte in Bezug auf den Aktuator 900. in dem Beispiel der 10B umfasst der Aktuator 902 an den gegenüberliegenden Seiten 251, 252 der Lichtfaser 201 angebrachte Hebel 951, 952. Die Hebel 951, 952 erstrecken sich senkrecht zur zentralen Achse 202 der Lichtfaser 201. Die Hebel 951, 952 könnten beispielsweise aus Kunststoff, Silizium, Glas, etc. gefertigt sein. An den Hebeln 951, 952 ist beabstandet von der Zentralachse 202 jeweils ein Magnet 903 vorgesehen. Dadurch kann durch ein durch die Spulen 901 erzeugte Magnetfeld eine exzentrische Auslenkung der Hebel 951, 952 in Bezug auf die Zentralachse 202 erfolgen. Dadurch kann ein Drehmoment auf die Faser 201 wirken. Dadurch kann insbesondere eine Torsion der Faser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 bewirkt werden. 10B illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 10B Aspects related to the actuator 900 , in the example of 10B includes the actuator 902 on the opposite sides 251 . 252 the light fiber 201 attached levers 951 . 952 , The levers 951 . 952 extend perpendicular to the central axis 202 the light fiber 201 , The levers 951 . 952 For example, could be made of plastic, silicon, glass, etc. On the levers 951 . 952 is spaced from the central axis 202 one magnet each 903 intended. This can be done by a through the coils 901 generated magnetic field an eccentric deflection of the lever 951 . 952 in relation to the central axis 202 respectively. This can create a torque on the fiber 201 Act. As a result, in particular a torsion of the fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 be effected.

10C illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 10C Aspekte in Bezug auf den Aktuator 900. In dem Beispiel der 10C umfasst der Aktuator 900 eine Drehmagnetfeldquelle (in 10C nicht dargestellt), die eingerichtet ist, um ein Magnetfeld 961 zu erzeugen, welches als Funktion der Zeit in einer senkrecht zur Zentralachse 202 der Faser 201 definierten Ebene (Zeichenebene der 10C, oben) rotiert. In 10C ist ein Winkel 962 eingezeichnet, den das Magnetfeld 961 zu zwei beliebigen Zeitpunkten einnimmt. 10C illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 10C Aspects related to the actuator 900 , In the example of 10C includes the actuator 900 a rotary magnetic field source (in 10C not shown), which is adapted to a magnetic field 961 which, as a function of time, is perpendicular to the central axis 202 the fiber 201 defined level (drawing plane of 10C , above) rotates. In 10C is an angle 962 plotted the magnetic field 961 at any two points in time.

In dem Beispiel der 10C umfasst der Aktuator 900 weiterhin zwei Magnete 903. Die Magnete 903 könnten auf die Lichtfaser 201 aufgeklebt sein. Sputtern wäre möglich. Die Magnete 903 könnten als dünne Filme ausgebildet sein. Ein erster Magnet 903 ist auf der Seite 251 der Faser 201 angeordnet. Ein zweiter Magnet 903 ist auf der gegenüberliegenden Seite 252 der Faser 201 angeordnet. Die beiden Magnete 903 sind gegenläufig gepolt. In dem Beispiel der 10C ist die Magnetisierung des ersten Magneten 903 (in 10C linksseitig dargestellt) aus der Zeichenebene herausorientiert; die Magnetisierung des zweiten Magneten 903 (in 10C rechtzeitig dargestellt) ist in die Zeichenebene hineinorientiert. Deshalb bewirkt das Magnetfeld 961 gegenläufig orientierte Kraftwirkungen in der Ebene senkrecht zur Zentralachse 202 (Zeichenebene der 10C). Dadurch kann insbesondere eine Torsion der Faser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 bewirkt werden.In the example of 10C includes the actuator 900 still two magnets 903 , The magnets 903 could be on the fiber optic 201 be glued on. Sputtering would be possible. The magnets 903 could be formed as thin films. A first magnet 903 is on the side 251 the fiber 201 arranged. A second magnet 903 is on the opposite side 252 the fiber 201 arranged. The two magnets 903 are poled in opposite directions. In the example of 10C is the magnetization of the first magnet 903 (in 10C on the left side) out of the plane of the drawing; the magnetization of the second magnet 903 (in 10C shown in time) is oriented in the drawing plane. That's why the magnetic field works 961 oppositely oriented force effects in the plane perpendicular to the central axis 202 (Plane of the 10C ). As a result, in particular a torsion of the fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 be effected.

Durch die Dimensionierung des Winkels 962 kann der Scanbereich aufgrund der Torsion der Lichtfaser 201 eingestellt werden. Dies ist in 10C, unten illustriert. In 10C, unten ist der Verlauf des Winkels 962 des Drehmagnetfelds 961 als Funktion der Zeit dargestellt. Aus 10C ist ersichtlich, dass der Winkel 962 zwischen Maximalwerten periodisch variiert wird. Die Torsion der Faser 201 folgt beispielsweise dem Winkel 962, so dass der durch die Torsion definierte Winkelbereich 110-2 dem Hub des Winkels 962 entspricht.By sizing the angle 962 The scanning area may be due to the torsion of the optical fiber 201 be set. This is in 10C , illustrated below. In 10C Below is the course of the angle 962 of the rotating magnetic field 961 represented as a function of time. Out 10C is clear, that angle 962 is varied periodically between maximum values. The twist of the fiber 201 For example, follow the angle 962 such that the angular range defined by the torsion 110-2 the stroke of the angle 962 equivalent.

Beispielsweise könnte als Drehmagnetfeldquelle ein System aus mehreren Spulen, deren Spulenachsen Winkel von beispielsweise 120° miteinander einschließen, verwendet werden. Durch zeitversetztes Ansteuern der Spulen kann dadurch das Drehmagnetfeld erzeugt werden.For example, as a rotary magnetic field source, a system of a plurality of coils whose coil axes include angles of, for example, 120 ° with each other could be used. By time-delayed driving of the coils thereby the rotating magnetic field can be generated.

11 illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. Insbesondere illustriert 11 Aspekte in Bezug auf den Aktuator 900. In dem Beispiel der 11 umfasst der Aktuator 902 an den unterschiedlichen Seiten 251, 252 der Lichtfaser 201 angebrachte piezoelektrische Leiter 913. Bei Aufprägen eines Stromflusses durch die piezoelektrische Leiter 913 verändern diese ihre Länge, sodass die Krümmung 311, 312 bzw. die Bewegung der Lichtfaser 201 zwischen den Positionen 301, 302 resultiert. 11 illustrates aspects related to the arrangement 100 , In particular, illustrated 11 Aspects related to the actuator 900 , In the example of 11 includes the actuator 902 on the different sides 251 . 252 the light fiber 201 attached piezoelectric conductors 913 , When impressing a current flow through the piezoelectric conductor 913 These change their length, so the curvature 311 . 312 or the movement of the optical fiber 201 between the positions 301 . 302 results.

12A illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. In dem Beispiel der 12A umfasst die Anordnung 100 den Laser 599, die Breitbandlichtquelle 1201 zum Erzeugen des Lichts 591, das eine Wellenlänge aufweist, die abgestimmt ist auf die Gitterperiodizität des einen oder der mehreren Faser-Bragg-Gitter 511516, sowie einen Detektor 1202, der das von dem einen oder den mehreren Faser-Bragg-Gittern reflektierte Licht 592 detektieren kann. Zum Beispiel kann der Detektor 1202 ein oder mehrere Kantenfilter aufweisen. Die Anordnung 100 umfasst außerdem einen Multiplexer 1250, der eingerichtet ist, um das Laserlicht 191, 192 der Laserlichtquelle 599, sowie das Licht 591 der Breitbandlichtquelle 1201 in die Lichtfaser 201 einzukoppeln. Der Multiplexer 1250 kann auch das von dem einen oder den mehreren Faser-Bragg-Gittern reflektierte Licht 592 zum Detektor 1202 lenken. 12A illustrates aspects related to the arrangement 100 , In the example of 12A includes the arrangement 100 the laser 599 , the broadband light source 1201 for generating the light 591 having a wavelength tuned to the grating periodicity of the one or more fiber Bragg gratings 511 - 516 , as well as a detector 1202 that reflects the light reflected from the one or more fiber Bragg gratings 592 can detect. For example, the detector 1202 have one or more edge filters. The order 100 also includes a multiplexer 1250 which is set up to receive the laser light 191 . 192 the laser light source 599 , as well as the light 591 the broadband light source 1201 in the optical fiber 201 couple. The multiplexer 1250 may also be the light reflected from the one or more fiber Bragg gratings 592 to the detector 1202 to steer.

Während in dem Beispiel der 12A ein Szenario dargestellt ist, in dem lediglich die Lichtfaser 201 vorhanden ist, wären Beispiele mit mehreren dedizierten Lichtfasern 501-1501-4 für das oder die Faser-Bragg-Gitter wie obenstehend diskutiert, entsprechend möglich.While in the example of the 12A a scenario is presented in which only the light fiber 201 present would be examples with multiple dedicated optical fibers 501-1 - 501-4 for the fiber or Bragg gratings discussed above, respectively.

In dem Beispiel der 12A ist die Scanvorrichtung mit dem beweglichen Ende 205 der Lichtfaser 201 beabstandet gegenüber den Lichtquellen 599, 1201 angeordnet. Z. B. kann die Länge der Lichtfaser 201 mindestens 0,1 m betragen, optional mindestens 0,5 m, weiter optional mindestens 2 m. Dies ermöglicht eine flexible Positionierung der Scanvorrichtung 500 gegenüber der Laserlichtquelle 599 und/oder der Breitbandlichtquelle 1201. Insbesondere kann die Scanvorrichtung 500 sehr platzsparend integriert werden. Zur Kompensation der Laufzeit innerhalb der Lichtfaser 201 kann die Laufzeit des Laserlichts in der Lichtfaser 201 gemessen werden. Dazu kann beispielsweise die Reflektion des Laserlichts 191, 192 an dem Ende 205 der Lichtfaser 201 im genutzt werden, um in Bereich der Laserlichtquelle 599 mittels einem entsprechenden Detektor das reflektierte Laserlicht zu messen.In the example of 12A is the scanning device with the movable end 205 the light fiber 201 spaced from the light sources 599 . 1201 arranged. For example, the length of the optical fiber 201 at least 0.1 m, optionally at least 0.5 m, further optionally at least 2 m. This allows flexible positioning of the scanning device 500 opposite the laser light source 599 and / or the broadband light source 1201 , In particular, the scanning device 500 be integrated very space-saving. For compensation of the transit time within the optical fiber 201 can change the duration of the laser light in the optical fiber 201 be measured. For this example, the reflection of the laser light 191 . 192 at the end 205 the light fiber 201 Im used to be in area of the laser light source 599 by means of a corresponding detector to measure the reflected laser light.

In dem Beispiel der 12A könnte der Detektor 102 zum Detektieren des von den Objekten 196, 195 im Umfeld der Anordnung 100 reflektierten Laserlichts 191, 192 beispielsweise neben der Scanvorrichtung 500 angeordnet sein (in 12A ist der Detektor 102 nicht dargestellt). In einem solchen Beispiel wäre es möglich, dass der Detektor 102 ein elektrisches Signal ausgibt. Deshalb ist es nicht erforderlich, dass das Signal des reflektierten Lichts über die Lichtfaser 201 zurückgeleitet wird.In the example of 12A could the detector 102 to detect the of the objects 196 . 195 in the environment of the arrangement 100 reflected laser light 191 . 192 for example, next to the scanning device 500 be arranged (in 12A is the detector 102 not shown). In such an example, it would be possible for the detector 102 outputs an electrical signal. Therefore, it is not necessary that the signal of the reflected light through the optical fiber 201 is returned.

12B illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. In dem Beispiel der 12B erfolgt die Detektion des von den Objekten 196, 195 reflektierten Laserlichts 191, 192 über die Optik der Scanvorrichtung 500. Zum Beispiel könnte das reflektierte Licht 195, 196 über die Linse 400 oder über die Linse 451 in die Lichtfaser 201 eingekoppelt bzw. rückgekoppelt werden. Dann ist es möglich, dass der Detektor 102 hinter dem Multiplexer 1250 angeordnet ist. Das Beispiel der 12B könnte mit Faser-Bragg-Sensorik 1201, 1202 gemäß 12A kombiniert werden. 12B illustrates aspects related to the arrangement 100 , In the example of 12B the detection of the objects takes place 196 . 195 reflected laser light 191 . 192 about the optics of the scanning device 500 , For example, the reflected light could be 195 . 196 over the lens 400 or over the lens 451 in the optical fiber 201 be coupled or fed back. Then it is possible that the detector 102 behind the multiplexer 1250 is arranged. The example of 12B could use fiber bragg sensors 1201 . 1202 according to 12A be combined.

Typischerweise tritt die höchste Intensität des reflektierten Laserlichts 195, 196 entlang desselben optischen Pfads auf, entlang welchem das primär aus der Lichtfaser 201 ausgekoppelte Laserlicht 191, 192 das entsprechende Objekt 195, 196 erreicht. Deshalb kann eine Technik gemäß 12B eine besonders hohe Sensitivität aufweisen.Typically, the highest intensity of the reflected laser light occurs 195 . 196 along the same optical path along which the primary of the optical fiber 201 decoupled laser light 191 . 192 the corresponding object 195 . 196 reached. Therefore, a technique according to 12B have a particularly high sensitivity.

In einem Beispiel gemäß 12B kann es erstrebenswert sein, wenn die Geschwindigkeit der Bewegung des beweglichen Endes 205 der Lichtfaser 201 beschränkt ist. Insbesondere kann derart gewährleistet werden, dass auf direktem Weg reflektierte Laserlicht 191, 192 in die Lichtfaser 201 Einkoppeln kann, bevor sich das bewegliche Ende 205 der Lichtfaser 201 fortbewegt hat.In an example according to 12B It may be desirable if the speed of movement of the movable end 205 the light fiber 201 is limited. In particular, it can be ensured in such a way that directly reflected laser light 191 . 192 in the optical fiber 201 Can couple before the movable end 205 the light fiber 201 has moved on.

Typische Entfernungen zwischen dem beweglichen Ende 205 der Lichtfaser 201 und den Objekten 195, 196 können beispielsweise im Bereich von 100 m bis 200 m liegen. Deshalb kann es erstrebenswert sein, wenn die Steuerung 950 eingerichtet ist, um Scanfrequenzen im Bereich von 500 Hz bis 2,5 kHz bei der Ansteuerung des Aktuators 900 zu implementieren, optional im Bereich von 700 Hz bis 1,5 kHz.Typical distances between the moving end 205 the light fiber 201 and the objects 195 . 196 For example, they can range from 100 meters to 200 meters. Therefore, it may be desirable if the controller 950 is set to scan frequencies in the range of 500 Hz to 2.5 kHz when driving the actuator 900 to implement, optionally in the range of 700 Hz to 1.5 kHz.

Typischerweise weisen die Eigenmoden der Bewegung des Bereichs der Lichtfaser 201 zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 Eigenfrequenzen im entsprechenden Frequenzbereich auf. Deshalb kann es möglich sein, einen resonanten Antrieb der Lichtfaser 201 zu ermöglichen, während gleichzeitig die Einkopplung des reflektierten Laserlichts 191, 192 über denselben optischen Pfad möglich ist. Typically, the eigenmodes have the motion of the region of the optical fiber 201 between the fixation site 206 and the movable end 205 Natural frequencies in the corresponding frequency range. Therefore, it may be possible to use a resonant drive of the optical fiber 201 while allowing the coupling of the reflected laser light 191 . 192 via the same optical path is possible.

12C illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. In dem Beispiel der 12C ist der Detektor 102 für das reflektierte Laserlicht 191, 192 separat von der Scanvorrichtung 500 implementiert. Insbesondere findet keine Detektion von in die Lichtfaser 201 rückgekoppeltem, reflektierten Laserlicht 191, 192 statt. Eine solche Anordnung ermöglicht es, besonders große Sammellinsen zu verwenden, um einen Detektor 102 mit großer Sensitivität zu implementieren. 12C illustrates aspects related to the arrangement 100 , In the example of 12C is the detector 102 for the reflected laser light 191 . 192 separately from the scanning device 500 implemented. In particular, there is no detection of in the optical fiber 201 fed back, reflected laser light 191 . 192 instead of. Such an arrangement makes it possible to use particularly large converging lenses to a detector 102 to implement with great sensitivity.

Das Beispiel der 12C könnte mit Faser-Bragg-Sensorik 1201, 1202 gemäß 12A kombiniert werden.The example of 12C could use fiber bragg sensors 1201 . 1202 according to 12A be combined.

13 illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. n dem Beispiel der 13 sind zwei Lichtfasern 201-1, 201-2 und zwei Scanvorrichtungen 500-1, 500-2 vorhanden. Dadurch ist es möglich, die Lichtquellen 599, 1201 für das Scannen unterschiedlicher Umfeldbereiche mittels mehrerer Scanvorrichtungen 500-1, 500-2 wieder zu verwenden. Z. B. könnte die Scanvorrichtung 500-1 an einer Vorderseite eines Fahrzeugs befestigt sein und die Scanvorrichtung 500-2 an der Rückseite eines Fahrzeugs befestigt sein. 13 illustrates aspects related to the arrangement 100 , In the example of the 13 are two light fibers 201-1 . 201-2 and two scanning devices 500-1 . 500-2 available. This makes it possible to use the light sources 599 . 1201 for scanning different environments using multiple scanning devices 500-1 . 500-2 to use again. For example, the scanning device could 500-1 be attached to a front of a vehicle and the scanning device 500-2 be attached to the back of a vehicle.

In dem Beispiel der 13 sind die Lichtfaser 201-1, 201-2 mit dem Multiplexer 1250 verbunden. Es wäre auch eine Kopplung der Lichtfasern 201-1, 201-2 über eine Faser-Weiche 1400 denkbar (vergleiche 14).In the example of 13 are the light fiber 201-1 . 201-2 with the multiplexer 1250 connected. It would also be a coupling of the optical fibers 201-1 . 201-2 over a fiber switch 1400 conceivable (compare 14 ).

Die Beispiele der 13 und 14 könnte mit Faser-Bragg-Sensorik 1201, 1202 gemäß 12A kombiniert werden.The examples of 13 and 14 could use fiber bragg sensors 1201 . 1202 according to 12A be combined.

15 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß verschiedener Beispiele. In Block 5001 wird Laserlicht in ein zweites Ende einer Lichtfaser eingespeist. 15 is a flowchart of a method according to various examples. In block 5001 Laser light is fed into a second end of an optical fiber.

In Block 5002 wird das gegenüberliegende erste Ende der Lichtfaser bewegt. Dabei können continuous step-and-shoot Techniken eingesetzt werden. Das bewegliche erste Ende der Lichtfaser kann dabei derart bewegt werden, dass eine Krümmung und/oder Torsion der Lichtfaser im Bereich des beweglichen Endes erreicht wird. Dadurch kann der Winkel, unter dem Laserlicht aus der Lichtfaser abgestrahlt wird, verändert werden.In block 5002 the opposite first end of the optical fiber is moved. Continuous step-and-shoot techniques can be used. The movable first end of the optical fiber can be moved in such a way that a curvature and / or torsion of the optical fiber in the region of the movable end is achieved. As a result, the angle at which laser light is emitted from the optical fiber can be changed.

In Block 5003 wird optional eine LIDAR-Abstandsmessung basierend auf dem in Block 5002 implementierten Umfeldscanning mittels des Laserlichts implementiert. Es könnten auch Anwendungen wie Projizieren von Licht oder Endoskopie umgesetzt werden.In block 5003 is optionally a LIDAR distance measurement based on the in block 5002 Implemented environment scanning implemented by the laser light. Also, applications such as projecting light or endoscopy could be implemented.

16 illustriert Aspekte in Bezug auf die Bewegung des beweglichen Endes 205 der Lichtfaser 201. In dem Beispiel der 16 ist die Amplitude der Auslenkung der Lichtfaser 201 für verschiedene Positionen zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 dargestellt. In dem Beispiel der 16 ist die Amplitude der Auslenkung der Lichtfaser 201 für die Eigenmode erster Ordnung (durchgezogene Linie) und die Eigenmode zweiter Ordnung (gestrichelte Linie) dargestellt. Aus 16 ist ersichtlich, dass mittels der Eigenmode zweiter Ordnung kleinere Krümmungsradien und damit größere Winkel 110-1 unter denen das Laserlicht 191, 192 abgestrahlt wird, implementiert werden können. Typischerweise weist die Eigenmode zweiter Ordnung eine höhere Eigenfrequenz auf, als die Eigenmode erster Ordnung. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die Materialbelastung des Materials der Lichtfaser 201 für die Eigenmode zweiter Ordnung geringer ist, als für die Eigenmode erster Ordnung. Insbesondere im Bereich der Fixierstelle 206 konnte eine geringere Materialbelastung im Zusammenhang mit der Eigenmode zweiter Ordnung erzielt werden. In manchen Beispielen ist es deshalb möglich, dass der Aktuator 900 eingerichtet ist, um die Lichtfaser 201 resonant in der Eigenmode zweiter Ordnung oder höher zu bewegen. 16 illustrates aspects related to the movement of the mobile end 205 the light fiber 201 , In the example of 16 is the amplitude of the deflection of the optical fiber 201 for different positions between the fixation site 206 and the movable end 205 shown. In the example of 16 is the amplitude of the deflection of the optical fiber 201 for the eigenmode of the first order (solid line) and the eigenmode of the second order (dashed line). Out 16 It can be seen that by means of the second order eigenmode smaller radii of curvature and thus larger angles 110-1 under which the laser light 191 . 192 is radiated, can be implemented. Typically, the second order eigenmode has a higher natural frequency than the first order eigenmode. In addition, it was observed that the material loading of the material of the optical fiber 201 is lower for the eigenmode of second order than for the eigenmode of first order. Especially in the area of the fixation site 206 a lower material load could be achieved in connection with the second-order eigenmode. In some examples it is therefore possible that the actuator 900 is set up to the light fiber 201 resonantly in the eigenmode of second order or higher.

17 illustriert Aspekte in Bezug auf die Anordnung 100. In dem Beispiel der 17 umfasst die Anordnung 100 ein Gehäuse 1700, welches ein lichtdurchlässiges Element 1701 aufweist. Das aus dem beweglichen Ende 205 der Lichtfaser 201 austretendes Laserlicht 191, 192 kann durch das lichtdurchlässiges Element 1701 – beispielsweise eine Kunststoffscheibe oder eine Glasscheibe – austreten. In manchen Beispielen könnte das lichtdurchlässiges Element 1701 eine Brechkraft aufweisen und damit eine Linse implementieren (in 17 nicht dargestellt). Zum Beispiel könnte das lichtdurchlässiges Element 1701 durch die Linse 400 (vergleiche 4A, 4B) implementiert werden. 17 illustrates aspects related to the arrangement 100 , In the example of 17 includes the arrangement 100 a housing 1700 which is a translucent element 1701 having. That from the moving end 205 the light fiber 201 emerging laser light 191 . 192 can through the translucent element 1701 - For example, a plastic disc or a glass - emerge. In some examples, the translucent element 1701 have a refractive power and thus implement a lens (in 17 not shown). For example, the translucent element 1701 through the lens 400 (see 4A . 4B ).

In dem Beispiel der 17 ist der Bereich, in welchem sich das bewegliche Ende 205 der Lichtfaser 201 bewegt evakuiert. Dies bedeutet, dass der Raum 450 zwischen dem lichtdurchlässiges Element 1701 und der Fixierung 250 luftdicht ausgebildet ist. Dadurch kann die Bewegung des beweglichen Endes 205 ohne Luftreibung implementiert werden. Außerdem können äußere Störeinflüsse vermieden werden.In the example of 17 is the area where the moving end is 205 the light fiber 201 moved evacuated. This means that the room 450 between the translucent element 1701 and the fixation 250 is formed airtight. This allows the movement of the movable end 205 be implemented without air friction. In addition, external interference can be avoided.

Beispielsweise könnte das Gehäuse 1700 eine passive Temperaturkompensation aufweisen. Zum Beispiel könnte das Gehäuse 1700 Wärmespeicher aufweisen, welche starke Temperaturschwankungen reduzieren können.For example, the housing could 1700 have a passive temperature compensation. For example, the housing could 1700 Have heat storage, which can reduce strong temperature fluctuations.

Zum Beispiel könnte das Gehäuse 1700 eine aktive und/oder passive Stoßdämpfung aufweisen. Dadurch könnten Kraftstöße von außerhalb der Anordnung 100 absorbiert oder in der Amplitude herabgesetzt werden, sodass eine negative Beeinflussung der Bewegung des beweglichen Endes 205 der Lichtfaser 201 reduziert werden kann.For example, the housing could 1700 have an active and / or passive shock absorption. This could cause power surges from outside the assembly 100 absorbed or reduced in amplitude, thus negatively affecting the movement of the movable end 205 the light fiber 201 can be reduced.

In dem Beispiel der 17 sind die Laserlichtquelle 599 und der Detektor 102 auch in dem Gehäuse 1700 angeordnet. In anderen Beispielen könnten die Laserlichtquelle 599 und/oder der Detektor 102 außerhalb des Gehäuses 1700 angeordnet sein. In einem solchen Fall wäre es möglich, dass das Gehäuse 100 einen optischen Steckkontakt aufweist.In the example of 17 are the laser light source 599 and the detector 102 also in the case 1700 arranged. In other examples, the laser light source could 599 and / or the detector 102 outside the case 1700 be arranged. In such a case, it would be possible for the case 100 having an optical plug contact.

18 illustriert Aspekte in Bezug auf das zweidimensionale Scannen eines Umfeldbereichs, der sich entlang zweier orthogonaler Raumrichtungen x, y erstreckt. In dem Beispiel der 18 wird ein Umfeldbereich 1800 gescannt, der zweidimensionale Ausdehnung aufweist. Der Umfeldbereich 1800 kann z. B. durch ein Lissajous-Muster aus der Überlagerung zweier eindimensionaler Scan-Vorgänge erhalten werden. 18 illustrates aspects relating to the two-dimensional scanning of an environment area extending along two orthogonal spatial directions x, y. In the example of 18 becomes an environment area 1800 scanned, which has two-dimensional extent. The surrounding area 1800 can z. B. obtained by a Lissajous pattern from the superposition of two one-dimensional scanning processes.

Der Torsions-Winkelbereich 110-2 wird dadurch durch die Torsion der Lichtfaser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 erreicht. Der Torsions-Winkelbereich 110-2 ist größer als der Krümmungs-Winkelbereich 110-2, der durch die Krümmung der Lichtfaser 201 erreicht wird. Es wurde beobachtet, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden können, wenn der Torsion-Winkelbereich 110-2 um mindestens einen Faktor 2 größer ist als der Krümmung-Winkelbereich 110-1, optional um mindestens einen Faktor 3,5, weiter optional um mindestens einen Faktor 5.The torsion angle range 110-2 This is due to the torsion of the optical fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 reached. The torsion angle range 110-2 is greater than the bend angle range 110-2 by the curvature of the optical fiber 201 is reached. It has been observed that particularly good results can be achieved when the torsion angle range 110-2 by at least a factor of 2 is greater than the curvature angle range 110-1 , optionally by at least a factor of 3.5, further optionally by at least a factor of 5.

Beispielsweise könnte der Torsion-Winkel 110-2 > 90° sein, optional > 140° sein, weiter optional > 170° sein. Ein kleinerer Winkelbereich 110-1 wird durch die Krümmung der Lichtfaser 201 im Bereich zwischen der Fixierstelle 206 und dem beweglichen Ende 205 erreicht. Beispielsweise könnte der Krümmung-Winkelbereich 110-1 zwischen 10° und 60° betragen.For example, the torsion angle could be 110-2 > 90 °, optional> 140 °, further optional> 170 °. A smaller angle range 110-1 is due to the curvature of the optical fiber 201 in the area between the fixation site 206 and the movable end 205 reached. For example, the curvature angle range could be 110-1 between 10 ° and 60 °.

Einer solchen Implementierung des Umfeldbereichs 1800 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund der Torsion der Lichtfaser 201 ein besonders effizientes Scannen von großen Winkelbereichen 110-2 erreicht werden kann. Insbesondere kann in einer solchen Implementierung auch das direkte Rückkoppeln von reflektiertem Laserlicht 191, 192 einfach ermöglicht werden. Gleichzeitig kann durch die Kombination mit der Krümmung der Lichtfaser 201 ein zweidimensionales Scannen ermöglicht werden.Such an implementation of the environment area 1800 is based on the knowledge that due to the torsion of the optical fiber 201 a particularly efficient scanning of large angular ranges 110-2 can be achieved. In particular, in such an implementation, the direct feedback of reflected laser light 191 . 192 simply be made possible. At the same time, by combining with the curvature of the optical fiber 201 a two-dimensional scanning will be possible.

Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.Of course, the features of the previously described embodiments and aspects of the invention may be combined. In particular, the features may be used not only in the described combinations but also in other combinations or per se, without departing from the scope of the invention.

Während voranstehend verschiedene Beispiele in Bezug auf eine LIDAR-Anwendung beschrieben wurden, wäre es in anderen Beispielen auch möglich, andere Anwendungen zu implementieren. Beispiele umfassen z. B. einen Projektor mit einer RGB-Lichtquelle etc.While various examples have been described above with respect to a LIDAR application, in other examples it would also be possible to implement other applications. Examples include, for. B. a projector with a RGB light source, etc.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009014478 B4 [0064] DE 102009014478 B4 [0064]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Leach, Jeffrey H., Stephen R. Chinn, and Lew Goldberg. ”Monostatic all-fiber scanning LADAR system.” Applied optics 54.33 (2015): 9752–9757 [0006] Leach, Jeffrey H., Stephen R. Chinn, and Lew Goldberg. "Monostatic all-fiber scanning LADAR system." Applied optics 54.33 (2015): 9752-9757 [0006]
  • Mokhtar, M. H. H., and R. R. A. Syms. ”Tailored fibre waveguides for precise two-axis Lissajous scanning.” Optics express 23.16 (2015): 20804–20811 [0006] Mokhtar, MHH, and RRA Syms. "Tailored fiber waveguides for precise two-axis Lissajous scanning." Optics express 23.16 (2015): 20804-20811 [0006]

Claims (10)

Anordnung (100), die umfasst: – eine Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) mit einem ersten Ende (205) und einem zweiten Ende, – eine Fixierung (250), welche die Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) an einer Fixierstelle (206) zwischen dem ersten Ende (205) und dem zweiten Ende fixiert, – einen Anschluss, der eingerichtet ist, um Licht (191, 192) in das zweite Ende der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) einzuspeisen, – mindestens einen Aktuator (900, 901903, 913), der eingerichtet ist, um die Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) im Bereich zwischen der Fixierstelle (206) und dem ersten Ende (205) zwischen einer ersten Torsion (371, 372) und einer zweiten Torsion (371, 372) zu bewegen, und – ein LIDAR-System (103), das eingerichtet ist, um basierend auf dem Licht (191, 192) eine gescannte Abstandmessung von Objekten (195, 196) im Umfeld der Anordnung (100) durchzuführen.Arrangement ( 100 ), which comprises: - an optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) with a first end ( 205 ) and a second end, - a fixation ( 250 ), which the light fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) at a fixation site ( 206 ) between the first end ( 205 ) and the second end, - a connector adapted to light ( 191 . 192 ) into the second end of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ), - at least one actuator ( 900 . 901 - 903 . 913 ), which is adapted to the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) in the area between the fixation site ( 206 ) and the first end ( 205 ) between a first twist ( 371 . 372 ) and a second twist ( 371 . 372 ), and - a LIDAR system ( 103 ), which is set up based on the light ( 191 . 192 ) a scanned distance measurement of objects ( 195 . 196 ) in the vicinity of the arrangement ( 100 ). Anordnung (100) nach Anspruch 1, die weiterhin umfasst: – eine Linse (451), die ortsfest mit dem ersten Ende (205) der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) verbunden ist, und – eine Umlenkeinheit (452), die ortsfest mit dem ersten Ende (205) der Lichtfaser (201, 201-1, 202-2) verbunden ist und die eingerichtet ist, um das Licht (191, 192) gegenüber der Zentralachse (202) der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) umzulenken.Arrangement ( 100 ) according to claim 1, further comprising: - a lens ( 451 ), which are stationary with the first end ( 205 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ), and - a deflection unit ( 452 ), which are stationary with the first end ( 205 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 202-2 ) and which is adapted to the light ( 191 . 192 ) with respect to the central axis ( 202 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) to divert. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens einen Aktuator (900, 901903, 913) weiterhin eingerichtet ist, um die Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) im Bereich zwischen der Fixierstelle (206) und dem ersten Ende (205) zwischen einer ersten Krümmung (311, 321) und einer zweiten Krümmung (311, 321) zu bewegen.Arrangement according to claim 1 or 2, wherein the at least one actuator ( 900 . 901 - 903 . 913 ) is further adapted to the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) in the area between the fixation site ( 206 ) and the first end ( 205 ) between a first curvature ( 311 . 321 ) and a second curvature ( 311 . 321 ) to move. Anordnung nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine Aktuator (900, 900903, 913) eingerichtet ist, um die Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) zwischen der ersten Krümmung (311, 321) und der zweiten Krümmung (311, 321) resonant in einer Eigenmode zweiter Ordnung oder höher zu bewegen.Arrangement according to claim 3, wherein the at least one actuator ( 900 . 900 - 903 . 913 ) is adapted to the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) between the first curvature ( 311 . 321 ) and the second curvature ( 311 . 321 ) to resonantly move in a second order or higher eigenmode. Anordnung (100) nach Anspruch 3 oder 4, die weiterhin umfasst: – eine Steuerung (950), die eingerichtet ist, um den mindestens einen Aktuator (900, 901903, 913) anzusteuern, sodass dieser die Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) über einen Torsions-Winkelbereich (110-2) zwischen der ersten Torsion (371, 372) und der zweiten Torsion scannt und über einen Krümmungs-Winkelbereich (110-1) zwischen der ersten Krümmung (311, 321) und der zweiten Krümmung (311, 321) scannt, wobei der Torsions-Winkelbereich (110-2) optional um mindestens einen Faktor 2 größer ist als der Krümmungs-Winkelbereich (110-1), weiter optional um mindestens einen Faktor 3,5, wobei der Torsions-Winkelbereich (100-2) optional größer als 90° ist, optional größer als 140°, weiter optional größer als 170° ist.Arrangement ( 100 ) according to claim 3 or 4, further comprising: - a controller ( 950 ) which is set up to control the at least one actuator ( 900 . 901 - 903 . 913 ), so that this the light fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) over a torsion angle range ( 110-2 ) between the first twist ( 371 . 372 ) and the second torsion and over a range of curvature angle ( 110-1 ) between the first curvature ( 311 . 321 ) and the second curvature ( 311 . 321 ), wherein the torsion angle range ( 110-2 ) is at least a factor 2 greater than the bend angle range ( 110-1 ), optionally further by at least a factor of 3.5, the torsional angular range ( 100-2 ) is optionally greater than 90 °, optionally greater than 140 °, further optionally greater than 170 °. Anordnung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, die weiterhin umfasst: – ein Positioniervorrichtung (560), die eingerichtet ist, um ein Signal auszugeben, das indikativ für einen Abstrahlwinkel des Lichts (191, 192) aus der Anordnung (100) ist, wobei die Positioniervorrichtung eingerichtet ist, um den Abstrahlwinkel des Lichts (191, 192) optisch zu messen.Arrangement ( 100 ) according to any one of the preceding claims, further comprising: - a positioning device ( 560 ) arranged to output a signal indicative of a light emitting angle ( 191 . 192 ) from the arrangement ( 100 ), wherein the positioning device is set up to control the angle of emission of the light ( 191 . 192 ) to be measured optically. Anordnung (100) nach Anspruch 6, wobei die Positioniervorrichtung (560) einen Positions-sensitiven Detektor (552), PSD umfasst, der eingerichtet ist, um das aus dem ersten Ende (205) der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) austretende Licht (191, 192) zu messen, wobei die Positioniervorrichtung (560) weiterhin einen Strahlteiler (801) umfasst, der ortsfest mit dem Ende (205) der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) verbunden ist und der eingerichtet ist, um einen Teilstrahlengang (802) des aus dem ersten Ende (205) der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) austretenden Lichts (191, 192) zum PSD zu lenken.Arrangement ( 100 ) according to claim 6, wherein the positioning device ( 560 ) a position-sensitive detector ( 552 ), PSD that is set up to be the first ( 205 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) exiting light ( 191 . 192 ), the positioning device ( 560 ) further comprises a beam splitter ( 801 ) which is stationary with the end ( 205 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) and which is adapted to a partial beam path ( 802 ) of the first end ( 205 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) emerging light ( 191 . 192 ) to the PSD. Anordnung (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Positioniervorrichtung (560) mindestens ein Faser-Bragg-Gitter (511516) umfasst.Arrangement ( 100 ) according to claim 6 or 7, wherein the positioning device ( 560 ) at least one fiber Bragg grating ( 511 - 516 ). Anordnung (100) nach Anspruch 8, die weiterhin umfasst: – mindestens eine weitere Lichtfaser (501-1, 501-2), die mit der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) verbunden ist und parallel zu dieser verläuft, wobei das mindestens eine Faser-Bragg-Gitter (511516) in der mindestens einen weiteren Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) angeordnet ist.Arrangement ( 100 ) according to claim 8, further comprising: - at least one further optical fiber ( 501-1 . 501-2 ) connected to the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) and parallel to it, wherein the at least one fiber Bragg grating ( 511 - 516 ) in the at least one further optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) is arranged. Anordnung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Aktuator (900, 901903, 913) mindestens einen exzentrisch ausgelenkten Hebel (951, 952) umfasst, der sich senkrecht zu einer Zentralachse (202) der Lichtfaser (201, 201-1201-2) erstreckt, und/oder wobei der mindestens eine Aktuator (900, 901903, 913) mindestens eine Drehmagnetfeldquelle und zwei gegenläufig gepolte Magnete umfasst, die an unterschiedlichen Seiten (251, 252) der Lichtfaser (201, 201-1, 201-2) angeordnet sind.Arrangement ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one actuator ( 900 . 901 - 903 . 913 ) at least one eccentrically deflected lever ( 951 . 952 ) perpendicular to a central axis ( 202 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 - 201-2 ), and / or wherein the at least one actuator ( 900 . 901 - 903 , 913) comprises at least one rotary magnetic field source and two counter-poled magnets arranged on different sides ( 251 . 252 ) of the optical fiber ( 201 . 201-1 . 201-2 ) are arranged.
DE102016009936.4A 2016-08-08 2016-08-16 LIDAR system with moving light fiber Withdrawn DE102016009936A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2017/069909 WO2018029136A1 (en) 2016-08-08 2017-08-07 Lidar system having a movable optical fibre

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016009742 2016-08-08
DE102016009742.6 2016-08-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016009936A1 true DE102016009936A1 (en) 2018-02-08

Family

ID=60996525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016009936.4A Withdrawn DE102016009936A1 (en) 2016-08-08 2016-08-16 LIDAR system with moving light fiber

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016009936A1 (en)
WO (1) WO2018029136A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108594385A (en) * 2018-06-08 2018-09-28 上海禾赛光电科技有限公司 A kind of optic fibre fixing device for laser radar
US20210132196A1 (en) * 2019-11-06 2021-05-06 Lookit.ai Flat optics with passive elements functioning as a transformation optics and a compact scanner to cover the vertical elevation field-of-view

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050179976A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-18 Davis Wyatt O. High performance MEMS scanner
DE102009014478B4 (en) 2009-03-23 2013-07-18 fos4X GmbH Device for converting an optical input signal into an electrical output signal and method for producing the device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5133035A (en) * 1989-11-14 1992-07-21 Hicks John W Multifiber endoscope with multiple scanning modes to produce an image free of fixed pattern noise
US6563105B2 (en) * 1999-06-08 2003-05-13 University Of Washington Image acquisition with depth enhancement
US8946637B2 (en) * 2010-11-23 2015-02-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Compact fiber-based scanning laser detection and ranging system
JP6131057B2 (en) * 2013-01-29 2017-05-17 オリンパス株式会社 Optical scanning device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050179976A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-18 Davis Wyatt O. High performance MEMS scanner
DE102009014478B4 (en) 2009-03-23 2013-07-18 fos4X GmbH Device for converting an optical input signal into an electrical output signal and method for producing the device

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEACH, Jeffrey H. ; CHINN, Stephen R. ; GOLDBERG, Lew: Monostatic all-fiber scanning LADAR system. In: Applied Optics. 2015, Bd. 54, H. 33, S. 9752-9757. ISSN 1539-4522; 1540-8981 (E); 0003-6935 (P). DOI: 10.1364/AO.54.009752. *
Leach, Jeffrey H., Stephen R. Chinn, and Lew Goldberg. "Monostatic all-fiber scanning LADAR system." Applied optics 54.33 (2015): 9752–9757
Mokhtar, M. H. H., and R. R. A. Syms. "Tailored fibre waveguides for precise two-axis Lissajous scanning." Optics express 23.16 (2015): 20804–20811
MOKHTAR, M.H.H. ; SYMS, R.R.A.: Tailored fibre waveguides for precise two-axis Lissajous scanning. In: Optics Express (OpEx). 2015, Bd. 23, H. 16, S. 20804-20811. ISSN 1094-4087 (E). DOI: 10.1364/OE.23.020804. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018029136A1 (en) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016011299A1 (en) Coded laser light pulse sequences for LIDAR
DE102004037137B4 (en) Method and device for distance measurement
DE102018133249A1 (en) Object detection device; Object detection method and design method for object detection device
DE3630887C2 (en)
DE102008029459A1 (en) Method and device for non-contact distance measurement
DE102015218539B4 (en) Optical position measuring device
EP1766435A1 (en) Scanning device for measuring the contours of an object
WO2018082750A1 (en) Fiber scanner having at least two fibers
DE102017213465A1 (en) Fiber optic based LiDAR system
DE102009028068B4 (en) position measuring device
DE102010039948A1 (en) Measuring unit, measuring system and method for determining a relative position and relative orientation
WO2018036795A1 (en) Lidar system having a movable fiber
DE102016010448B4 (en) Fiber-based laser scanner
DE102016009936A1 (en) LIDAR system with moving light fiber
DE102009015204A1 (en) Optical sensor i.e. distance sensor, for use in area of automatic control engineering to measure three-dimensional distance of object, has evaluation unit provided for evaluating output signals of surface camera
DE102017005395B4 (en) LIDAR distance measurement with scanner and FLASH light source
DE202010002129U1 (en) Sensor for detecting relative movements between objects
DE112015006912T5 (en) Optical distance measuring system
EP1151242B1 (en) Sensor and method for detecting changes in distance
DE102018113739A1 (en) Coaxial optical system of a friction-free scanning system for light detection and distance measurement, LIDAR, measurements
DE19738900A1 (en) Interferometric measuring device for shape measurement on rough surfaces
WO2019141646A1 (en) Optical sensor system, in particular for a lidar system in a vehicle, and method for operating same
EP2618190B1 (en) Method for characterising mode runtime differences in optical multimode fibres
WO2017005243A1 (en) Method and device for determining the density of liquids
DE102008050847A1 (en) Optical path length modulator

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: KRAUS & WEISERT PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee