CN114636990A - 用于激光雷达传感器的发送单元、激光雷达传感器和用于将初级光发射到视场中的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将初级光发射到激光雷达传感器视场中的发送单元、一种激光雷达传感器及一种用于发射初级光的方法，发送单元具有构造为发射照射图样形式的初级光的至少一个发射器单元，照射图样至少具有彼此正交定向的第一和第二延伸尺度，第一大或小于第二延伸尺度，所发射的照射图样沿平行于第一延伸尺度的取向向量定向；并且发送单元具有构造为将初级光转向到可运动镜上的至少一个第一转向镜和构造为在视场中沿第一方向并沿垂直于第一方向取向的第二方向扫描初级光的至少一个可运动镜；第一转向镜布置在初级光射束路径中，将由发射器单元发射的初级光以相对于第一转向镜表面法线的小于±12°、优选小于±9°、特别优选小于±7°的第一入射角入射。

Description

用于激光雷达传感器的发送单元、激光雷达传感器和用于将 初级光发射到视场中的方法

技术领域

本发明涉及用于激光雷达传感器的发送单元、激光雷达传感器和用于借助激光雷达传感器将初级光发射到视场中的方法。

背景技术

DE102017123878A1公开一种发送装置，所述发送装置优选包含至少两个激光二极管和一个围绕其中心点能偏转的扫描镜，所述扫描镜布置在具有透明的遮盖元件的壳体内。遮盖元件至少在耦合输出区域中由具有曲率中心点的单中心的半球壳的片段形成并且在耦合输入区域中由光学组块形成，所述单中心的半球壳如此覆盖扫描镜并且如此布置，使得曲率中心点和扫描镜的中心点重合，所述光学组块具有环面形的进入面、至少一个环面形的离开面和至少一个布置在其间的第一镜面，所述第一镜面用于转向和预准直激光束。

发明内容

本发明从一种用于激光雷达传感器的发送单元出发，所述发送单元用于将初级光发射到激光雷达传感器的视场中。发送单元具有至少一个发射器单元，所述发射器单元构造用于，发射呈照射图样形式的初级光，其中，所述照射图样至少具有第一和第二延伸尺度(Ausdehnung)，第一和第二延伸尺度彼此正交地定向，并且其中，第一延伸尺度大于或者小于第二延伸尺度，并且其中，所发射的照射图样沿着平行于第一延伸尺度的取向向量定向。发送单元还具有至少一个第一转向镜和至少一个可运动的镜(Spiegel)。第一转向镜构造用于，将所述初级光转向到可运动的镜上。可运动的镜构造用于，在视场中沿着第一方向并且沿着垂直于第一方向取向的第二方向扫描所述初级光。第一转向镜如此布置在所述初级光的射束路径中，使得由发射器单元发射的初级光以相对于第一转向镜的表面法线的小于±12°、优选小于±9°、特别优选小于±7°的第一入射角入射。

相对于第一转向镜的表面法线的第一入射角在此尤其应理解为竖直入射角。初级光能够同时以相对于第一镜的表面法线的第二入射角入射到转向镜上。第二入射角在此尤其应理解为水平入射角。第二入射角能够例如达到±20°。

第一方向优选垂直于照射图样的取向向量地取向。第二方向优选平行于照射图样的取向向量地取向。照射图样的取向向量优选垂直于第一方向并且平行于第二方向地取向。

发射器单元能够具有至少一个激光器。所述至少一个激光器能够构造为DFB激光器(DFB：分布反馈，英文为：Distributed feedback)、构造为DBR激光器(DBR：分布布拉格反射器，英文为：Distributed Bragg Reflector)、构造为边缘或表面发射器或者构造为固态激光器。发射器单元的激光器能够构造成温度稳定的。发射器单元能够具有沿着第一方向具有高发散度的唯一的激光器。发射器单元能够具有沿着第二方向具有高发散度的唯一的激光器。发射器单元能够具有多个激光器，所述多个激光器构造用于产生照射图样。为此，所述多个激光器能够例如以列或以行的形式布置。发送单元能够具有另外的光学元件，例如光学透镜、镜、分束器等。照射图样也能够借助这种光学元件来构造。在发送单元的光路中，在离开激光雷达传感器后不久(立即或者在几厘米后)，能够利用照射图样产生视场的在到激光雷达传感器的距离上越来越均匀的连续的照明。发射器单元尤其构造用于，以脉冲的方式发射初级光。发射器单元尤其构造用于，以脉冲的方式发射照射图样。照射图样尤其构造为线、矩形或者图案，例如棋格式图案。

第一转向镜尤其构造成不可运动的。第一转向镜也能够称为折叠镜。作为第一转向镜的替代，发送单元也能够具有其他的第一转向元件。这种第一转向元件能够例如是棱镜或具有转向功能的衍射光学元件。可运动的镜能够借助电动、电磁和/或压电驱动单元来运动。可运动的镜能够构造为微机械镜。可运动的镜能够具有从几个至多个100μm的尺寸。可运动的镜能够具有毫米范围内的尺寸。通过使可运动的镜在其两个轴上运动，能够扫描激光雷达传感器的视场。

在视场中沿其扫描初级光的第一方向尤其是竖直地布置在视场中。在视场中沿其扫描初级光的第二方向尤其是水平地布置在视场中。替代地，也可能的是，第一方向水平地并且第二方向竖直地布置在视场中。

本发明的优点在于，借助第一转向镜能够将发送单元的结构尺寸保持为小的。相应地，借助第一转向镜也能够将激光雷达传感器的结构尺寸保持为小的。由于由发射器单元发射的初级光以相对于第一转向镜的表面法线的小于±12°的入射角入射，因此能够实现，取向向量由于在第一转向镜上的反射而仅旋转了接近0°或者接近90°的角度。能够避免其他的角度旋转，尤其是这样的角度旋转：所述角度旋转明显不同于0°或者90°。由此，照射图样的取向向量能够在离开激光雷达传感器时垂直于第一方向并且平行于第二方向地取向。照射图样的取向向量能够在离开激光雷达传感器时几乎垂直于第一方向并且几乎平行于第二方向地取向。能够避免出现取向向量的取向的扭转。尤其是在视场较大的情况下，这能够导致更均匀地扫描视场。主要是激光雷达传感器的视场的距激光雷达传感器较远(例如在100m的距离处)的区域能够被均匀地扫描。由此，在扫描视场时能够实现几乎无间隙的照明。能够避免视场中的未照明的区域。由此能够显著降低无法检测到视场中的小的对象的风险。

在本发明的一个有利的构型中设置，可运动的镜如此布置在初级光的射束路径中，使得由第一转向镜转向的初级光以相对于所述可运动的镜的表面法线的小于±12°的第一入射角入射。相对于可运动的镜的表面法线的第一入射角在此尤其理解为竖直入射角。初级光能够同时以相对于可运动的镜的表面法线的第二入射角入射到可运动的镜上。第二入射角在此尤其理解为水平入射角。这种构型的优点在于，由此也能够避免照射图样的取向向量的明显不同于0°或者90°的角度旋转。

在本发明的另一个有利的构型中设置，第一延伸尺度大于7mm并且第二延伸尺度大于7mm。这种构型的优点在于，照射图样的延伸尺度因此大于眼睛瞳孔。可能的是，借助发送单元发射具有更高能量并且因而具有更大作用距离的初级光，并且在此尽管如此仍然符合对眼睛安全的要求。延伸尺度的尺寸在此也不与具有这种发送单元的激光雷达传感器的小的结构尺寸相冲突。相反，利用当前的发送单元可能的是，实现激光雷达传感器的小于20cm边长的结构尺寸。

在本发明的另一个有利的构型中设置，可运动的镜构造用于，在视场中沿着第一方向以大于±3°的角度扫描初级光。这种构型的优点在于，能够扫描尽可能大的视场。由此也能够实现均匀地照射视场。

在本发明的另一个有利的构型中设置，发送单元具有第一和至少一个第二发射器单元。第一发射器单元能够构造用于，以第一照射图样的形式发射初级光。第二发射器单元能够构造用于，以第二照射图样的形式发射初级光。第一照射图样和第二照射图样能够在其延伸尺度及其在空间中的取向方面是类似的或者几乎相同的。在此，第一发射器单元能够构造用于，扫描视场的第一片段。第二发射器单元能够构造用于，扫描视场的第二片段。视场的第一片段能够直接邻接视场的第二片段。视场的第一片段和视场的第二片段能够至少部分地重叠。由第一发射器单元发射的照射图样能够邻接由第二发射器单元发射的照射图样或者与其重叠。这种构型的优点在于，能够扫描更大的视场。

在本发明的另一个有利的构型中设置，第一转向镜构造用于，将由第一发射器单元和由至少一个第二发射器单元发射的初级光转向到可运动的镜上。因而，不仅由第一发射器单元发射的初级光而且由至少一个第二发射器单元发射的初级光都能够通过第一镜来转向。这种构型的优点在于，发送单元的结构尺寸能够保持为小的，并且因而激光雷达传感器的结构尺寸也能够保持为小的。

在本发明的另一个有利的构型中设置，发送单元还具有至少一个第二第一转向镜，其中，所述第一转向镜构造用于，将由第一发射器单元发射的初级光转向到可运动的镜上；并且其中，所述至少一个第二第一转向镜构造用于，将由所述至少一个第二发射器单元发射的初级光转向到可运动的镜上。至少一个第二第一转向镜能够构造成不可运动的。这种构型的优点在于，第一发射器单元的和第二发射器单元的以及发送单元的另外的光学元件的布置能够更灵活地构型。

在本发明的另一个有利的构型中设置，发送单元具有至少一个第二转向镜，其中，所述第二转向镜构造用于，将由发射器单元发射的初级光在取向向量旋转第一角度的情况下转向到第一转向镜上，并且其中，第一转向镜还构造用于，将初级光在取向向量旋转第二角度的情况下转向到可运动的镜上；并且其中，第一角度和第二角度分别不同于0°和90°。第二转向镜能够构造成不可运动的。作为第二转向镜的替代，发送单元也能够具有其他的第二转向元件。这种第二转向元件能够例如是棱镜或具有转向功能的衍射光学元件。这种构型的优点在于，由此能够更好地实现：至少一个照射图样的取向向量在离开激光雷达传感器时垂直于第一方向并且平行于第二方向地取向。能够更有效地避免取向向量的角度旋转为明显不同于0°或者90°的角度。例如，所述转向镜中的一个能够构造用于，补偿在其他的转向镜上发生的、不同于0°或者90°的角度旋转。例如，第一转向镜能够构造用于，补偿在第二转向镜上发生的、不同于0°或者90°的角度旋转。例如，第二转向镜能够构造用于，补偿在第一转向镜上发生的、不同于0°或者90°的角度旋转。特别优选地，所述转向镜中的一个能够构造用于，抵消在其他的转向镜上发生的、不同于0°或者90°的角度旋转。

在本发明的一个特别优选的构型中，发送单元具有至少一个第三转向镜，其中，第三转向镜如此布置在发送单元的在第二和第一转向镜之间的光学射束路径中，使得由第二转向镜转向的初级光射到第三转向镜上，并且其中，第三转向镜构造用于，将初级光在取向向量旋转第三角度的情况下转向到第一转向镜上，并且其中，第三角度不同于0°和90°。作为第三转向镜的替代，发送单元也能够具有其他的第三转向元件。这种第三转向元件能够例如是棱镜或具有转向功能的衍射光学元件。第三转向镜能够构造成不可运动的。由此可能的是，借助多于两个的转向镜来实现对不同于0°或者90°的角度旋转的补偿。由此，以有利的方式实现发送单元的结构中的更大的灵活性。

本发明还从一种用于光学检测视场的激光雷达传感器出发，所述激光雷达传感器具有如上所述的发送单元和至少一个探测器单元，所述探测器单元用于探测在视场中由对象反射和/或散射的次级光。

探测器单元能够构造为单光子探测器单元。单光子探测器单元能够具有至少一个单光子探测器。至少一个单光子探测器例如能够构造为SPAD(单光子雪崩二极管，英文为：Single Photon Avalanche Diode)或者SiPM(硅光子倍增器，英文为：Silicon photonmultiplier)。SiPM探测器单元特别是在特殊电路中具有多个SPAD。单光子探测器单元构造用于单光子计数。单光子探测器单元能够具有多个单光子探测器单体。单光子探测器单元能够例如构造为多个单光子探测器单体的一维布置。单光子探测器单元能够以BSI技术(BSI：背面照度，英文为：backside illumination)构建。为此，各个单光子探测器单体都能够在一定程度上无间隙地布置在极小的芯片表面上。探测器单元尤其构造用于检测与照射图样相同的检测图样。探测器单元在此尤其是接收来自视场的如下预给定的片段的次级光：先前已借助发射器单元将初级光发射到所述预给定的片段中。初级光的发射和次级光的接收在此优选同时通过视场的预给定的片段进行。

发送单元的光路和探测器单元的光路能够彼此双轴、同轴或者部分同轴地延伸。

激光雷达传感器尤其还具有至少一个分析处理单元。至少一个分析处理单元能够构造用于，确定所发射的初级光的和再次接收到的次级光的光传播时间。在激光雷达传感器和视场中的对象之间的距离能够例如基于信号传播时间(英文为：Time of Flight，TOF)来确定。光传播时间方法包括脉冲方法或者相位方法，所述脉冲方法确定反射的激光脉冲的接收时刻，所述相位方法发射调幅的光信号并且确定相对于接收到的光信号的相位偏移。时间相关单光子计数(英文为：time-correlated single photon counting，TCSPC)能够实现用于ToF系统。

本发明还从一种用于将初级光发射到激光雷达传感器的视场中的方法出发。所述方法具有借助发射器单元发射呈照射图样形式的初级光的步骤，其中，所述照射图样至少具有第一和第二延伸尺度，所述第一和第二延伸尺度彼此正交地定向，并且其中，第一延伸尺度大于或者小于第二延伸尺度，并且其中，所发射的照射图样沿着平行于第一延伸尺度的取向向量定向。在另一个步骤中，由发射器单元发射的初级光以相对于第一转向镜的表面法线的小于±12°、优选小于±9°、特别优选小于±7°的第一入射角入射到第一转向镜上。在另一个步骤中，借助第一转向镜将初级光转向到可运动的镜上。在另一个步骤中，借助可运动的镜，在视场中沿着第一方向并且沿着垂直于第一方向取向的第二方向扫描初级光。

可以理解，在不脱离本发明的范畴的情况下，上面提到的特征和下面将要阐述的特征不仅能够以分别说明的组合使用，而且能够以其他组合或者单独地使用。

附图说明

以下基于附图更详细地阐述本发明的实施例。附图中的相同附图标记表示相同的或者具有相同效果的元件。附图示出：

图1：发送单元的示例，其中，照射图样的取向向量发生旋转；

图2：A：激光雷达传感器的视场的理想照明，以及B：激光雷达传感器的视场的真实照明；

图3：A：以概览的形式示出具有第一转向镜的有利布置的发送单元的一个实施例，B：细节；

图4：具有第一转向镜的有利布置的发送单元的另一个实施例；

图5：A：第一发射器单元的照射图样，以及B：第二发射器单元的照射图样；

图6：具有第一转向镜的有利布置的发送单元的另一个实施例；

图7：具有发送单元的激光雷达传感器的一个实施例，所述发送单元具有第一转向镜的有利布置；

图8：具有第一转向镜的有利布置的发送单元的另一个实施例；

图9：具有第一转向镜的有利布置的发送单元的另一个实施例；

图10：用于将初级光发射到视场中的方法的一个实施例；以及

图11：照射图样的可能的取向向量。

具体实施方式

图1示例性示出用于激光雷达传感器的发送单元100，所述发送单元用于将初级光102发射到视场106中。发送单元100具有第一发射器单元101-1以及第二发射器单元101-2、转向镜103以及可运动的镜104。第一发射器单元101-1和第二发射器单元101-2构造用于，以第一照射图样107-1的形式发射初级光102-1并且以第二照射图样107-2的形式发射初级光102-2。在这里示出的示例中，照射图样107-1和107-2分别以沿着取向向量108-1或者说取向向量108-2定向的线的形式构造。由发射器单元101-1和101-2发射的初级光102-1和102-2在此射到转向镜103上，所述转向镜构造用于，将初级光102-1和102-2转向到可运动的镜104上。可运动的镜104构造用于，在视场106中沿着第一方向x并且沿着垂直于第一方向x取向的第二方向y扫描初级光102-1和102-2。可运动的镜104能够通过在其两个轴105-1和105-2上的运动来扫描视场106。可运动的镜104在此如此构造，使得该可运动的镜能够将初级光102-1如此转向，使得以初级光102-1扫描视场106的第一片段106-1；并且该可运动的镜能够将初级光102-2如此转向，使得以初级光102-2扫描视场106的第二区段106-2。在图1中可以看出，取向向量108-1和108-2不再垂直于并且同样不再平行于第一方向x或者说第二方向y地取向。这导致在图2中变得清楚的难题。

图2A示出借助激光雷达传感器的发送单元照射的视场的理想照明200-A。如果图1中的取向向量108-1和108-2平行或垂直于第一方向x或者说第二方向y地取向，则能够实现这种无间隙的照明200-A。在此，线201-A表明例如在图1中的可运动的镜104在其轴105-2上沿着前进方向运动期间平行于x轴的扫描，并且，线201-B表明在可运动的镜104在其轴105-2上沿着后退方向运动期间平行于x轴的扫描。在线201-A沿着前进方向扫描之后，可运动的镜104在其轴105-1上如此运动，使得线202-A关于先前扫描的线201-A沿着y轴移位。在线201-B沿着后退方向扫描之后，可运动的镜104在其轴105-1上如此运动，使得线201-A关于先前扫描的线202-A沿着y轴移位。以这种方式，能够借助可运动的镜104的运动扫描整个视场106。能够网格状地扫描视场106。替代地，也能够如此理解图2A，即不仅线201-A而且线202-A都表明例如在图1中的可运动的镜104在其轴105-2上沿着前进方向运动期间平行于x轴的扫描。在沿着后退方向运动时，在这种情况下不发射初级光。可运动的镜104在这种替代方案中例如可以锯齿状地运动。

反之，图2B示出借助激光雷达传感器的发送单元100照射的视场106的真实照明200-B，如其在图1中所示出的那样。由于发射器单元101-1和101-2、转向镜103和可运动的镜104以及由此引起的取向向量108-1和108-2的倾斜的布置，不再能够保证无间隙的照明。由于取向向量108-1和108-2在转向镜上旋转了明显不同于0°或者90°的角度，因此在视场106中出现了未照明的区域。尤其是在大视场中，这种难题可能增强地出现。由此存在忽略视场106中的小的对象203的风险。

图3A示出用于将初级光302-1发射到视场306中的发送单元300-A的一个实施例，所述发送单元如此构型，使得能够防止这种问题。发送单元300-A具有发射器单元301-1，所述发射器单元构造用于，发射呈照射图样形式的初级光302-1。在此，照射图样具有第一延伸尺度311和这里未示出的第二延伸尺度，所述第一延伸尺度和第二延伸尺度彼此正交地定向。在此，第一延伸尺度311能够大于或者小于第二延伸尺度。所发射的照射图样还沿着平行于第一延伸尺度的取向向量定向(参见对图5的描述)。发送单元300-A还具有第一转向镜303-1和可运动的镜304。第一转向镜303-1构造用于，将初级光302-1转向到可运动的镜304上。可运动的镜304构造用于，在视场106中沿着这里未绘制出的第一方向并且沿着垂直于第一方向取向的第二方向314扫描初级光302-1。在该示例中，虚线310标记来自发送单元300-A的初级光102-1的输出射束的中心光轴。可运动的镜304能够构造为，在视场306中沿着第一方向以大于±3°的角度扫描初级光302-1。可运动的镜304能够构造为，在视场306中沿着第二方向314以大于±3°的角度313扫描初级光302-1。

此外，发送单元300-A具有光学元件309-1。光学元件309-1能够例如是光学透镜、镜或者分束器。照射图样能够例如借助光学元件309-1来构造。光学元件309-1能够替代地或附加地构造用于射束引导。

在图3A中以方框318标记的区域在图3B中以放大的方式示出。这里可以看出，第一转向镜303-1如此布置在初级光302-1的射束路径中，使得由发射器单元301-1发射的初级光302-1以相对于第一转向镜303的表面法线317的小于±7°的第一入射角312入射。在这里示出的示例中，第一入射角312为6°。为了更好地表明，将入射到转向镜303-1上的初级光302-1的和由转向镜303-1转向的初级光302-1的中间区域示出为箭头316。相对于转向镜303-1的表面法线317的第一入射角312在此能够尤其理解为竖直入射角。此外，在图3A中可以看出，由第一转向镜303-1转向的初级光302-1能够以相对于可运动的镜304的表面法线的小于±12°的第一入射角315入射。相对于可运动的镜304的表面法线的第一入射角315在此能够理解为竖直入射角。

由于相对于第一转向镜303的表面法线317的入射角312小于±7°，因此能够实现，取向向量通过在第一转向镜上的反射仅旋转了0°或者90°的角度。这在图11中示例性示出。图11A示出照射图样的可能的取向向量和所述取向向量在镜上反射的情况下发生的角度旋转。所述镜能够是上述的转向镜或者也能够是上述的可运动的镜。取向向量能够平行于第一平面，如线706示意性示出的那样。取向向量也能够垂直于该平面，如圆705示意性示出的那样。如果照射图样现在沿着方向708-1射到镜709上，则该照射图样能够由镜709反射到方向708-2上。取向向量能够通过在镜709上的反射旋转0°或者90°的角度。在这种情况下，取向向量在反射之后平行于第一平面，如线711示意性示出的那样，或者垂直于该平面，如圆710示意性示出的那样。如图11B示出的那样，平行于第一平面定向的线711能够具有与在反射之前相同的取向或者也能够恰好旋转了90°。这通过线711-A和711-B表明。如果取向向量706在反射之前平行于第一平面，则该取向向量在反射之后也可能垂直于第一平面，并且反之亦然。这也相应于旋转了90°的角度。在所有这些变型中能够实现，借助发送单元实现视场的尽可能无间隙的照明。能够避免其他角度旋转，例如这样的角度旋转：所述角度旋转明显不同于0°或者90°，如在图11B中线707示例性示出的那样，并且通过所述角度旋转将导致视场中出现未照明的区域。

图3中的实施例能够理解为仅具有一个发射器单元301-1的发送单元。替代地，图3中的实施例也能够理解为具有至少两个发射器单元(301-1和301-2)的发送单元的侧视图，如其例如在图4中所示出的那样。

图4示出发送单元300-B的另一个实施例。在此，发送单元300-B的结构与图3中的发送单元300-A具有相似性，因此在下文中主要讨论区别。除了上面已经描述的发射器单元301-1、光学元件309-1、第一转向镜303-1和可运动的镜304之外，发送单元300-B还具有第二发射器单元301-2，所述第二发射器单元构造用于，发射呈照射图样形式的初级光302-2。该照射图样也至少具有第一延伸尺度和第二延伸尺度401，所述第一延伸尺度和第二延伸尺度彼此正交地定向。在这里，第一延伸尺度也大于或者小于第二延伸尺度。由发送单元301-2发射的照射图样也沿着平行于第一延伸尺度的取向向量定向。发送单元300-B现在具有第二第一转向镜303-2。第二第一转向镜303-2构造用于，将由第二发射器单元301-2发射的初级光302-2转向到可运动的镜304上。第二第一转向镜303-2也如此布置在初级光302-2的射束路径中，使得由发射器单元301-2发射的初级光302-2以相对于第二第一转向镜303-2的表面法线的小于±12°的第一入射角入射。可运动的镜304构造用于，在视场306中沿着第一方向403并且沿着垂直于第一方向取向的第二方向扫描初级光302-2。因而，最终，不仅初级光302-1而且初级光302-2由同一可运动的镜304转向到视场中。视场306的第一片段403-1是借助初级光302-1来扫描的。视场306的第二片段403-2是借助初级光302-2来扫描的。在此，可运动的镜304能够构造用于，在视场中沿着第一方向403、尤其是在第一片段403-1中以大于±3°的角度402-1扫描初级光302-1。在此，可运动的镜304也能够构造用于，在视场中沿着第一方向403、尤其是在第二片段403-2中以大于±3°的角度402-2扫描初级光302-2。此外，发送单元300-B能够在初级光302-2的射束路径中具有光学元件309-2，如在这里示例性示出的那样。

在图4中示出的发送单元300-B也能够理解为具有两个发射器单元301-1和301-2的发送单元的俯视图。与此匹配的侧视图将是在图3中示出的发送单元300-A。在图4中示出的发送单元300-B也能够具有多于两个的发射器单元。例如，该结构可以在虚线404处镜像。在这种情况下，发送单元300-B将具有四个发射器单元、四个第一转向镜303、四个光学元件309以及共同的可运动的镜304。

图5示出所描述的发送单元300的照射图样，如其例如能够投射在距相应的发送单元100m的距离处的屏幕上那样。图5A在此示出照射图样507-1，如其能够由第一发射器单元301-1发射的那样。照射图样507-1具有第一延伸尺度501和第二延伸尺度502，所述第一延伸尺度和第二延伸尺度彼此正交地定向。在这里示出的示例中，第一延伸尺度501大于第二延伸尺度502。在此，第一延伸尺度501能够大于7mm。第二延伸尺度502也能够大于7mm。所发射的照射图样507-1沿着取向向量508-1定向。取向向量508-1平行于第一延伸尺度501。图5B示出具有取向向量508-2的照射图样507-2，如其能够由所描述的发送单元300的第二发射器单元301-2发射的那样。取向向量508-1在此平行于x轴地定向。取向向量508-2也几乎平行于x轴地定向。因而，在借助发送单元300发射初级光302-1的情况下，取向向量507-1就在第一转向镜303上的反射而言仅旋转了0°或者90°的角度。在借助发送单元300发射初级光302-2的情况下，取向向量507-2旋转了几乎为0°或者90°的角度。由此，借助所描述的发送单元300可以实现视场306的尽可能无间隙的照明。

作为另一个实施例，图6示出与图3A中的发送单元300-A类似的发送单元300-C。在下文中仅讨论区别。除了在这里以303-A标注的第一转向镜之外，发送单元300-C还具有第二转向镜303-B。第二转向镜303-B在此构造用于，将由发射器单元301-1发射的初级光302-1在取向向量旋转第一角度的情况下转向到第一转向镜303-A上。第一转向镜303-A构造用于，将初级光102-1在取向向量旋转第二角度的情况下转向到可运动的镜304上。在此，第一和第二角度分别不同于0°和90°。在这里所示出的发送单元300-C中，第一转向镜303-A也如此布置在初级光302-1的射束路径中，使得由发射器单元301-1发射的初级光302-1以相对于第一转向镜303-A的表面法线317的小于±12°的第一入射角312-A入射。在这里示出的示例中，角度312-A为8°。由发射器单元101-1发射的初级光302-1能够以相对于第二转向镜303-B的表面法线的大于±12°的入射角312-B入射。在这里示出的示例中，角度312-B为29°。箭头601能够表示发送单元300-C的延伸尺度。例如，发送单元在这个方向上的尺寸为200mm。

图7示出具有发送单元300-D的激光雷达传感器700的一个实施例。在当前示例中，发送单元300-D具有四个发射器单元301。为了简单起见，在图7中仅示出发射器单元301-1。由发射器单元301-1发射的初级光302-1在其射到镜309-1-C上之前通过分束器309-1-A和光学透镜109-1-B。镜309-1-C通过另一个光学透镜309-1-B将初级光302-1转向到另一个镜309-1-C上。由该另一个镜309-1-C将初级光302-1转向到镜309-D上。镜309-D构造用于，将初级光302-1穿过光学透镜309-1-B转向到镜309-1-E上。在此，如此选择在镜309-1-A、309-1-C、309-1-D和309-1-E上的入射角，使得取向向量由于相应的反射而仅旋转了接近0°或者90°的角度。镜309-E-1又设计用于，将初级光302-1如此转向到第一转向镜303上，使得初级光302-1以相对于第一转向镜303的表面法线的小于±12°的第一入射角入射到第一转向镜303上。第一转向镜303构造用于，将初级光302-1转向到可运动的镜304上。可运动的镜又构造用于，在视场306中沿着第一方向并且沿着垂直于第一方向取向的第二方向扫描初级光102-1。在此，初级光102-1能够通过激光雷达传感器700的前部玻璃703。在这里未示出的另外的发射器单元的初级光的射束路径相应于刚刚所描述的射束路径。在此，发送单元300-D具有对于所有初级光来说共同的镜309-D和对于所有初级光来说共同的第一转向镜303。反之，其他光学元件，例如镜309-E-2至309-E-4，单独地存在于每个射束路径中。激光雷达传感器700还具有用于探测在视场306中由对象反射和/或散射的次级光的探测器单元701。图7中示出的探测器单元701在此探测次级光704，所述次级光的射束路径在很大程度上与初级光302-1同轴地延伸。在分束器309-1-A上，将次级光704转向到探测器单元701上。激光雷达传感器700能够具有另外的探测器单元。激光雷达传感器700尤其具有以下另外的探测器单元：所述另外的探测器单元的射束路径分别与由另外的三个发射器单元发射的初级光同轴地延伸。

激光雷达传感器700的在图7中以框702包围的构件在此如此布置，使得所述构件从纸平面突出。在空间上来看，未被包围的所有构件布置在纸平面中。发送单元300-D或者说激光雷达传感器700的这个特殊的构型提供了几何优势。在这个构型中，发送单元300-D或者说激光雷达传感器700能够更扁平地实现。如果激光雷达传感器应在小的安装位置中使用，则这尤其是有利的。

作为另一个实施例，图8示出发送单元300-E。该发送单元在很大程度上类似于图7中的发送单元300-D。为了简单起见，在这里省去射束路径的第一部分并且仅示出从镜309-D开始的、射束路径的第二部分。与发送单元300-D不同地，发送单元300-E不具有共同的镜309-D，而是分别具有在由四个发射器单元发射的初级光的相应的射束路径中的单个的镜309-D-1至309-D-4。这种构型的优点在于，该构型在宽度上也不需要与发送单元300-D一样多的空间。能够实现更小的激光雷达传感器。

具有第一转向镜303-A并具有第二转向镜303-B的发送单元也能够具有多个发射器单元。这例如借助在图9中示出的发送单元300-F来示出。发送单元300-F具有用于发射初级光302-1的第一发射器单元301-1和用于发射初级光302-2的第二发射器单元301-2。所发射的初级光302-1和302-2射到共同的转向镜303-B上，所述共同的转向镜构造用于，将初级光302-1和初级光302-2在取向向量旋转第一角度的情况下转向到相应的第一转向镜上。在此，将初级光302-1转向到第一转向镜303-A-1上。将初级光302-2转向到第一转向镜303-A-2上。相应的第一转向镜303-A-1和303-A-2还构造用于，将初级光302-1或者说302-2在取向向量旋转第二角度的情况下转向到可运动的镜304上。第一和第二角度在此不同于0°和90°。

图10示出用于将初级光发射到视场中的方法1000的实施例。所述方法开始于步骤1001。在步骤1002中，借助发射器单元发射呈照射图样形式的初级光，其中，该照射图样至少具有第一和第二延伸尺度，所述第一和第二延伸尺度彼此正交地定向。在此，第一延伸尺度大于或者小于第二延伸尺度。此外，所发射的照射图样沿着平行于第一延伸尺度的取向向量定向。在另一个步骤1003中，由发射器单元发射的初级光以相对于第一转向镜的表面法线的小于±12°、优选小于±9°、特别优选小于±7°的第一入射角入射到第一转向镜上。在另一个步骤1004中，借助第一转向镜将初级光转向到可运动的镜上。在步骤1005中，借助可运动的镜，在视场中沿着第一方向并且沿着垂直于第一方向取向的第二方向扫描初级光。所述方法结束于步骤1006。

Claims (10)

1.一种用于激光雷达传感器(700)的发送单元(300-A至300-E)，所述发送单元用于将初级光(302)发射到所述激光雷达传感器(700)的视场(306)中，所述发送单元具有：

·至少一个发射器单元(301)，所述发射器单元构造用于，发射呈照射图样(507)形式的初级光(302)，其中，所述照射图样(507)至少具有第一延伸尺度(311，501)和第二延伸尺度(401，502)，所述第一延伸尺度和所述第二延伸尺度彼此正交地定向，并且其中，所述第一延伸尺度(311，501)大于或者小于所述第二延伸尺度(401，502)，并且其中，所发射的照射图样(507)沿着平行于所述第一延伸尺度(311，501)的取向向量(508)定向；以及

·至少一个第一转向镜(303)和至少一个可运动的镜(304)；

其中，

·所述第一转向镜(303)构造用于，将所述初级光(302)转向到所述可运动的镜(304)上；其中，

·所述可运动的镜(304)构造用于，在所述视场(306)中沿着第一方向(403)并且沿着垂直于所述第一方向取向的第二方向(314)扫描所述初级光(302)；并且其中，

·所述第一转向镜(303)如此布置在所述初级光(302)的射束路径中，使得由所述发射器单元(301)发射的初级光(302)以相对于所述第一转向镜(303)的表面法线(317)的小于±12°、优选小于±9°、特别优选小于±7°的第一入射角(312)入射。

2.根据权利要求1所述的发送单元(300-A至300-E)，其中，所述可运动的镜(304)如此布置在所述初级光(302)的射束路径中，使得由所述第一转向镜(303)转向的初级光(302)以相对于所述可运动的镜(304)的表面法线的小于±12°的第一入射角(315)入射。

3.根据权利要求1或2所述的发送单元(300-A至300-E)，其中，所述第一延伸尺度(311，501)大于7mm，并且其中，所述第二延伸尺度(401，502)大于7mm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的发送单元(300-A至300-E)，其中，所述可运动的镜(304)构造用于，在所述视场(306)中沿着所述第一方向(403)以大于±3°的角度扫描所述初级光(302)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的发送单元(300-B，300-D，300-E)，其中，所述发送单元(300-B，300-D，300-E)具有第一发射器单元(301-1)和至少一个第二发射器单元(301-2)。

6.根据权利要求5所述的发送单元(300-C，300-D，300-E)，其中，所述第一转向镜(303)构造用于，将由所述第一发射器单元(301-1)和由所述至少一个第二发射器单元(301-2)发射的初级光(302-1，302-2)转向到所述可运动的镜(304)上。

7.根据权利要求5所述的发送单元(300-B)，所述发送单元还具有至少一个第二第一转向镜(303-2)；并且其中，所述第一转向镜(303-1)构造用于，将由所述第一发射器单元(301-1)发射的初级光(302-1)转向到所述可运动的镜(304)上；并且其中，所述至少一个第二第一转向镜(303-2)构造用于，将由所述至少一个第二发射器单元(301-2)发射的初级光(302-2)转向到所述可运动的镜(304)上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的发送单元(300-C至300-E)，所述发送单元具有至少一个第二转向镜(303-B)，其中，所述第二转向镜(303-B)构造用于，将由所述发射器单元(301)发射的初级光(302)在所述取向向量(508)旋转第一角度的情况下转向到所述第一转向镜(303)上，并且其中，所述第一转向镜(303)还构造用于，将所述初级光(302)在所述取向向量(508)旋转第二角度的情况下转向到所述可运动的镜(304)上；并且其中，所述第一和第二角度分别不同于0°和90°。

9.一种用于光学检测视场的激光雷达传感器(700)，所述激光雷达传感器具有：

·根据前述权利要求中任一项所述的发送单元(300-A至300-E)；和

·至少一个探测器单元(701)，所述探测器单元用于探测在所述视场中由对象反射和/或散射的次级光(704)。

10.一种用于借助激光雷达传感器将初级光发射到视场中的方法(1000)，所述方法具有以下步骤：

·借助发射器单元发射(1002)呈照射图样形式的初级光，其中，所述照射图样至少具有第一和第二延伸尺度，所述第一和第二延伸尺度彼此正交地定向，并且其中，所述第一延伸尺度大于或者小于所述第二延伸尺度，并且其中，所发射的照射图样沿着平行于所述第一延伸尺度的取向向量定向；

·由所述发射器单元发射的初级光以相对于第一转向镜的表面法线的小于±12°、优选小于±9°、特别优选小于±7°的第一入射角入射(1003)到所述第一转向镜上；

·借助所述第一转向镜将所述初级光转向(1004)到可运动的镜上；

·借助所述可运动的镜，在所述视场中沿着第一方向并且沿着垂直于所述第一方向取向的第二方向扫描(1005)所述初级光。

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