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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichtdetektionsvorrichtung, insbesondere auf eine Lidar-Vorrichtung mit einer Lichtdetektionsvorrichtung und auf Steuerverfahren für eine Lichtdetektionsvorrichtung und für eine Lidar-Vorrichtung.
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Stand der Technik
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In der
EP 0 448 111 A2 ist ein Lidar-Abtastsystem beschrieben, welches einen rotierenden Polygonspiegel aufweist, welcher moduliertes Licht von einer seiner Facetten auf eine Oberfläche sendet. Das von der Oberfläche diffus zurück reflektierte Licht wird von einer weiteren Facette des Polygonspiegels auf einen Photodetektor hin reflektiert. Die Benutzung verschiedener optischer Pfade für das gesendete und das zurück reflektierte Licht verbessern dabei das Signal-Geräusch-Verhältnis.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung offenbart eine Lichtdetektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Lidar-Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 und ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
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Demgemäß ist vorgesehen: eine Lichtdetektionsvorrichtung mit einer Lichtfokussiereinrichtung zum Einkoppeln von Lichtstrahlen in die Lichtdetektionsvorrichtung; einem mikromechanischen Beugungsgitter, wobei die Lichtfokussiereinrichtung und das mikromechanische Beugungsgitter derart ausgebildet und bezüglich einander so angeordnet sind, dass mittels der Lichtfokussiereinrichtung eingekoppelte Lichtstrahlen zumindest zum Teil auf das Beugungsgitter fokussierbar sind, wobei das Beugungsgitter weiterhin derart ausgebildet ist, dass auf das Beugungsgitter auftreffende Lichtstrahlen in Abhängigkeit von einstellbaren Beugungseigenschaften des Beugungsgitters zumindest zum Teil zu einem Lichtsensor hin beugbar sind, welcher zum Messen von auf den Lichtsensor auftreffenden Lichtstrahlen ausgebildet ist; und einer Steuereinrichtung, welche zum Einstellen der Beugungseigenschaften des Beugungsgitters ausgebildet ist.
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Weiterhin ist vorgesehen eine Lidar-Vorrichtung mit der erfindungsgemäßen Lichtdetektionsvorrichtung; und einer Abtasteinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, mittels Lichtstrahlen einen Abtastbereich abzutasten; wobei die Lichtfokussiereinrichtung derart ausgebildet ist, dass aus dem Abtastbereich heraus auf die Lidar-Vorrichtung auftreffende Lichtstrahlen, auf das Beugungsgitter fokussierbar sind.
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Weiterhin ist vorgesehen ein Steuerverfahren mit den Verfahrensschritten: Einkoppeln von Lichtstrahlen in die Lichtdetektionsvorrichtung mittels einer Lichtfokussiereinrichtung; Fokussieren von eingekoppelten Lichtstrahlen auf ein mikromechanisches Beugungsgitter mittels der Lichtfokussiereinrichtung; Beugen von auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen in Abhängigkeit von einstellbaren Beugungseigenschaften des Beugungsgitters; und Einstellen der Beugungseigenschaften des Beugungsgitters.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass verstellbare mikromechanische Beugungsgitter mit steuerbaren Beugungseigenschaften vorteilhaft in Lichtdetektionsvorrichtungen eingesetzt werden können, um den Einfluss von Störlicht auf die Lichtdetektion von Nutzlicht zu verringern. Nutzlicht ist solches Licht, welches erwünschte Eigenschaften aufweist, aus einem gewünschten Raumwinkelbereich heraus auf die Lichtdetektionsvorrichtung trifft und/oder aus einer gewünschten Quelle stammt. Störlicht kann etwa solches Licht sein, welches aus unerwünschten Quellen, wie beispielsweise aus der Sonne, stammt, oder welches aus einem unerwünschten Raumwinkelbereich heraus auf die Lichtdetektionsvorrichtung trifft.
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Das mikromechanische Beugungsgitter kann beispielsweise ein „Grating Light ValveTM“ (GLV) sein. Ein solches Beugungsgitter kann zwei verschiedene Zustände annehmen. In einem ersten, dem so genannten spekularen Zustand („specular state“) wird einfallendes Licht wie von einem Spiegel reflektiert. In einem zweiten Zustand, dem beugenden Zustand („diffraction state“), wird das Licht gebeugt, im Wesentlichen in Richtung der von Beugungsmaxima der ersten Ordnung. Zudem kann ein solches Beugungsgitter, beispielsweise ein GLV, eine schnelle Schaltzeit aufweisen, sodass es möglich sein kann, das GLV adaptiv so zu schalten, dass immer nur Licht aus einem aktuell abgetasteten Raumwinkel oder Raumwinkelbereich auf den Lichtsensor gelenkt wird.
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Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und ein mikromechanisches Beugungsgitter mit steuerbaren Beugungseigenschaften in einer Lichtdetektionsvorrichtung, insbesondere in einer Lidar-Vorrichtung mit einer entsprechenden Lichtdetektionsvorrichtung, einzusetzen.
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Das Beugungsgitter kann unter anderem die Aufgabe einer adaptiven, richtungsselektiven Blende übernehmen, welche nur Licht aus einer bestimmten Richtung durchlässt und auf den Lichtsensor lenkt. Stör- und Umgebungslicht aus den übrigen Raumrichtungen kann dagegen stark gedämpft werden. Gegenüber anderen Lösungen ergibt sich daher erhebliches Kosteneinsparpotential. Insbesondere bei der Verwendung im Rückpfad eines Lichtstrahls, welcher bei einer Lidar-Vorrichtung zum Abtasten eines Abtastbereichs dient, ergeben sich in Kombination mit der Lichtquelle der Lidar-Vorrichtung, welche Licht- oder Laserstrahlen mit bekannten Eigenschaften erzeugt, vorteilhafte Synergieeffekte.
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Der lenkende Effekt des Beugungsgitters kann sich dadurch ergeben, dass bei Auftreffen des Lichts auf das Beugungsgitter ein Beugungsmuster des auftreffenden Lichts entsteht. Das Beugungsmuster weist Beugungsminima und Beugungsmaxima auf, wobei die Intensität der Beugungsmaxima üblicherweise mit steigender Ordnung der Beugungsmaxima abnimmt. Das Beugungsgitter kann so gesteuert werden, dass das Beugungsmuster derart angepasst wird, dass ein Beugungsmaximum von Nutzlicht auf den Lichtsensor auftrifft und/oder ein Beugungsminimum von Störlicht auf den Lichtabsorber auftrifft. Die Beugungsmaxima des Lichts können somit „zu dem Lichtsensor hin gebeugt“ werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Lichtdetektionsvorrichtung wobei weist das Beugungsgitter parallel angeordnete, reflektierende Streifen auf. Die Beugungseigenschaften des Beugungsgitters sind zumindest dadurch einstellbar, dass eine erste Mehrzahl der reflektierenden Streifen im Vergleich zu einer zweiten Mehrzahl der reflektierenden Streifen temporär in einer Richtung, welche senkrecht zu der Richtung liegt, in welcher die Streifen parallel zueinander angeordnet sind, temporär absenkbar ist. Beispielsweise kann jeder zweite, jeder dritte etc. Streifen jeweils abgesenkt werden. Solche Eigenschaften weist beispielsweise das „Grating Light ValveTM“ (GLV) auf. Über zum Beispiel eine Tiefe des Absenkens der ersten Mehrzahl der reflektierenden Streifen kann insbesondere eine Abhängigkeit der Beugungseigenschaften des Beugungsgitters von den auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen eingestellt werden. Die erste Mehrzahl der reflektierenden Streifen kann im Vergleich zu der zweiten Mehrzahl der reflektierenden Streifen beispielsweise um einen Bruchteil einer Wellenlänge von vorteilhafter Weise zu beugenden Strahlen abgesenkt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Lichtdetektionsvorrichtung weist das Beugungsgitter eine Matrix mit einer Vielzahl von separat ansteuerbaren Abschnitten auf, wobei die Beugungseigenschaften jedes der separat ansteuerbaren Abschnitte separat eingestellt werden können. Somit können Lichtstrahlen, welche auf verschiedene Abschnitte des Beugungsgitters auftreffen, gemäß verschiedenen Beugungsmustern gebeugt werden. Dadurch kann das Beugungsgitter beispielsweise besonders einfach als richtungsselektive Blende eingesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Abtasteinrichtung der erfindungsgemäßen Lidar-Vorrichtung eine Lichtquelle auf, mittels welcher die Lichtstrahlen erzeugbar sind, und eine verstellbare Spiegeleinrichtung, welche derart ausgebildet und bezüglich der Lichtquelle so angeordnet ist, dass mittels der Spiegeleinrichtung die erzeugten Lichtstrahlen zum Abtasten des Abtastbereichs ablenkbar sind.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Lichtquelle dazu ausgebildet, die Lichtstrahlen derart zu erzeugen, dass sie im Wesentlichen eine bestimmte Wellenlänge aufweisen. Die Steuereinrichtung kann weiterhin dazu ausgebildet sein, das Beugungsgitter derart zu steuern, dass mittels des Beugungsgitters ein erstes Beugungsmaximum von solchen der auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen, welche die bestimmte Wellenlänge aufweisen, zumindest zum Teil zu dem Lichtsensor hin beugbar ist. Das Beugungsgitter kann auch derart gesteuert werden, dass mittels des Beugungsgitters ein zweites Beugungsmaximum von solchen der auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen, welche eine andere als die bestimmte Wellenlänge aufweisen, zumindest zum Teil zu einem ersten Lichtabsorber hin beugbar ist. Bei dem ersten und/oder zweiten Beugungsmaximum kann es sich beispielsweise um ein Beugungsmaximum mit der jeweils höchsten Intensität eines bestimmten Beugungsspektrums handeln, etwa um ein Beugungsmaximum erster Ordnung. Dadurch kann gezielt Nutzlicht – mit der bestimmten Wellenlänge – zu einem größeren Anteil auf den Lichtsensor gelenkt werden als Störlicht, welches eine von der bestimmten Wellenlänge verschiedene Wellenlänge aufweist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die verstellbare Spiegeleinrichtung derart zu steuern, dass die verstellbare Spiegeleinrichtung die erzeugten Lichtstrahlen in einen ersten Raumwinkel des Abtastbereichs ablenkt. Die Steuereinrichtung kann weiterhin dazu ausgebildet sein, das Beugungsgitter derart zu steuern, dass mittels des Beugungsgitters ein drittes Beugungsmaximum von solchen der auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen, welche aus dem ersten Raumwinkel des Abtastbereichs heraus auf das Beugungsgitter treffen, zumindest zum Teil zu dem Lichtsensor beugbar ist. Das Beugungsgitter kann auch derart gesteuert werden, dass ein viertes Beugungsmaximum von solchen der auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen, welche aus einem zweiten Raumwinkel des Abtastbereichs, welcher von dem ersten Raumwinkel verschieden ist, auf das Beugungsgitter treffen, zumindest zum Teil zu einem zweiten Lichtabsorber hin beugbar ist. Dadurch kann gezielt Nutzlicht, welches aus einem aktuell abgetasteten Raumwinkel oder Raumwinkelbereich ausgeht, zu einem größeren Anteil auf den Lichtsensor gelenkt werden als Störlicht, welches aus einem anderen als dem aktuell abgetasteten Raumwinkel oder Raumwinkelbereich ausgeht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Lichtfokussiereinrichtung eine Linse und/oder ein Objektiv auf. Es können auch kompliziertere Optiken bzw. optische Einrichtungen vorgesehen sein.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung fungiert das mikromechanische Beugungsgitter als Bandpassfilter im Infrarotbereich. Dadurch können unerwünschte Artefakte und Störlichteffekte im Lichtsensor weiter verringert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Steuerverfahrens umfasst das Steuerverfahren weiterhin die Verfahrensschritte: Erzeugen von Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen eine bestimmte Wellenlänge aufweisen, mittels einer Lichtquelle; Beugen eines ersten Beugungsmaximums von solchen der auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen, welche die bestimmte Wellenlänge aufweisen, zumindest zum Teil zu dem Lichtsensor hin; und/oder Beugen eines zweiten Beugungsmaximums von solchen der auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen, welche eine andere als die bestimmte Wellenlänge aufweisen, zumindest zum Teil zu einem ersten Lichtabsorber hin.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Steuerverfahrens umfasst das Steuerverfahren weiterhin die Verfahrensschritte: Ablenken von mittels einer Lichtquelle erzeugten Lichtstrahlen in einen ersten Raumwinkel eines Abtastbereichs mittels einer verstellbaren Spiegeleinrichtung; Beugen eines dritten Beugungsmaximums von solchen Lichtstrahlen, welche aus dem ersten Raumwinkel des Abtastbereichs heraus auf das Beugungsgitter auftreffen, mittels des Beugungsgitters zumindest zum Teil zu dem Lichtsensor hin; und/oder Beugen eines vierten Beugungsmaximums von solchen Lichtstrahlen, welche aus einem zweiten Raumwinkel des Abtastbereichs, welcher von dem ersten Raumwinkel verschieden ist, auf das Beugungsgitter auftreffen, mittels des Beugungsgitters zumindest zum Teil zu einem zweiten Lichtabsorber hin.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Lidar-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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2A und 2B schematisch eine Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung einer möglichen Funktion.
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In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Lidar-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 1 weist die Lidar-Vorrichtung eine Lichtdetektionsvorrichtung 7, eine Abtasteinrichtung 5 und eine Auswertungseinrichtung 24 auf. Die Abtasteinrichtung 5 umfasst eine Lichtquelle 10, mittels welcher Lichtstrahlen 30 erzeugbar sind und eine verstellbare Spiegeleinrichtung 12. Mittels der verstellbaren Spiegeleinrichtung 12 sind die von der Lichtquelle 10 erzeugten Lichtstrahlen 30 zum Abtasten eines Abtastbereichs lenkbar. Gemäß 1 ist die verstellbare Spiegeleinrichtung 12 ein an zwei Achsen kardanisch aufgehängter mikromechanischer Spiegel. Denkbar ist aber auch eine Reihe anderer verstellbarer Spiegeleinrichtungen 12, d.h. Spiegeleinrichtungen, deren spiegelndes Element insbesondere gedreht oder geschwenkt werden kann.
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Die von der Lichtquelle 10 erzeugten und der verstellbaren Spiegeleinrichtung 12 abgelenkten Lichtstrahlen 30 werden zum Abtasten eines Abtastbereichs, beispielsweise eines Raumwinkelbereichs, in den Abtastbereich ausgesendet. Das Abtasten kann dabei umfassen, dass gemäß einem vorbestimmten Raster oder vorbestimmten Abtastlinien im kontinuierlichen oder im Pulsbetrieb der Lichtquelle 10 die Lichtstrahlen 30 in einen Raumwinkel des Abtastbereichs gesendet werden. In dem Abtastbereich können die Lichtstrahlen 30 beispielsweise auf ein externes Objekt 14 treffen. An dem externen Objekt 14 können die Lichtstrahlen 30 ganz oder zum Teil als reflektierte Lichtstrahlen 32 in Richtung der Lidar-Vorrichtung zurück reflektiert werden.
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Die Lichtdetektionsvorrichtung 7 ist dazu ausgebildet, die reflektierten Lichtstrahlen 32 zumindest zum Teil zu erfassen. Aus beispielsweise einem Vergleich von Informationen über das Erzeugen der Lichtstrahlen 30 in der Lichtquelle 10 und den durch die Lichtdetektionsvorrichtung 7 detektierten reflektierten Lichtstrahlen 32 kann die Auswertungseinrichtung 24 zum Beispiel ein dreidimensionales Abstandsbild oder ein Hologramm des externen Objekts 14 in dem Abtastbereich erstellen.
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Die Lichtdetektionsvorrichtung 7 weist eine Lichtfokussiereinrichtung 16 zum Einkoppeln der reflektierten Lichtstrahlen 32 in die Lichtdetektionsvorrichtung 7 auf. Die Lichtdetektionsvorrichtung 16 kann beispielsweise eine Linse und/oder ein Objektiv beinhalten. Es können aber auch zahlreiche weitere Elemente in oder an der Lichtfokussiereinrichtung 16 vorgesehen sein, welche den Strahlengang und/oder Eigenschaften der mittels der Lichtfokussiereinrichtung einzukoppelnden Lichtstrahlen 32 beeinflussen.
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In der Lichtdetektionsvorrichtung 7 sind weiterhin ein Lichtsensor 20 und ein mikromechanisches Beugungsgitter 18 ausgebildet. Die Lichtfokussiereinrichtung 16 und das mikromechanische Beugungsgitter 18 sind derart ausgebildet und bezüglich einander so angeordnet, dass mittels der Lichtfokussiereinrichtung 16 eingekoppelte Lichtstrahlen 34 zumindest zum Teil auf das Beugungsgitter 18 fokussierbar sind. Demnach kann vorgesehen sein, dass lediglich solche der eingekoppelten Lichtstrahlen 34 auf das Beugungsgitter 18 fokussierbar sind, welche bestimmten Eigenschaften, beispielsweise bezüglich ihrer Wellenlänge und/oder ihrer Einfallsrichtung, genügen. Das Beugungsgitter 18 ist derart ausgebildet, dass die eingekoppelten, auf das Beugungsgitter 18 auftreffenden Lichtstrahlen 34 in Abhängigkeit von einstellbaren Beugungseigenschaften des Beugungsgitters 18 zumindest zum Teil zu dem Lichtsensor 20 hin beugbar sind. D.h., dass die auf das Beugungsgitter 18 auftreffenden Lichtstrahlen 34 derart gebeugt werden, dass mindestens ein Beugungsmaximum eines entstehenden Beugungsmusters zumindest zum Teil den Lichtsensor 20 überlappt. Vorteilhafterweise kann ein Beugungsmaximum erster Ordnung zu dem Lichtsensor 20 hin ausgerichtet, bzw. gebeugt werden. Der Lichtsensor 20 ist zum Messen von auf den Lichtsensor 20 auftreffenden Lichtstrahlen 36 ausgebildet. Dabei kann er insbesondere einen Zeitpunkt des Auftreffens, eine Wellenlänge der auftreffenden Lichtstrahlen 36 und/oder eine Strahlungsleistung der auftreffenden Lichtstrahlen 36 messen und, beispielsweise an die Auswertungseinrichtung 24, entsprechende Informationen weiterleiten.
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Zum Einstellen der Beugungseigenschaften des Beugungsgitters 18 kann die Steuereinrichtung 22 ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 22 kann zudem das Erzeugen der Lichtstrahlen 30 mittels der Lichtquelle 10 und/oder das Ablenken der erzeugten Lichtstrahlen 30 mittels der verstellbaren Spiegeleinrichtung 12 steuern. Es können aber für die Lichtquelle 10 und/oder die verstellbare Spiegeleinrichtung 12 auch jeweils eigenständige Steuereinrichtungen vorgesehen sein. Eine oder alle der genannten Steuereinrichtungen können als elektronische oder elektromechanische Komponenten, aber auch rein als Software, welche auf einem Prozessor ausgeführt werden kann, ausgebildet sein.
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2A und 2B zeigen schematisch eine Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung einer möglichen Funktion.
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Gemäß 2A treffen die reflektierten Lichtstrahlen 32 auf die Lichtfokussiereinrichtung 16 auf. Die auf die Lichtfokussiereinrichtung 16 auftreffenden Lichtstrahlen 32 können insbesondere solche Lichtstrahlen sein, welche zum Abtasten des Abtastbereichs ausgesendet wurden und welche an dem Objekt 14 in dem Abtastbereich auf die Lichtfokussiereinrichtung 16 hin spekular oder diffus reflektiert wurden. Gemäß 2A ist das Beugungsgitter 18 so ausgebildet und/oder ist so ansteuerbar, dass auf das Beugungsgitter 18 fokussierte, d.h. die auf das Beugungsgitter 18 auftreffenden Lichtstrahlen 34, welche bestimmte Eigenschaften erfüllen, mittels des Beugungsgitters 18 gezielt gebeugt werden können. Beispielsweise können die auf das Beugungsgitter auftreffenden Lichtstrahlen 34 derart gebeugt werden, dass ein Beugungsmaximum erster Ordnung des Beugungsmusters von durch das Beugungsgitter 18 gebeugten Lichtstrahlen 36 auf den Lichtsensor 20 hin gebeugt wird. Der Winkel des Beugungsmaximums in Bezug auf eine beugende Oberfläche des Beugungsgitters 18 hängt von der Wellenlänge der auf das Beugungsgitter 18 auftreffenden Lichtstrahlen 34 und von einer Gitterkonstanten des Beugungsgitters 18 ab. Somit kann beispielsweise erreicht werden, dass nur diejenigen Lichtstrahlen 34, welche eine bestimmte Wellenlänge aufweisen, derart gebeugt werden, dass Ihr Beugungsmaximum erster Ordnung auf dem Lichtsensor 20 fällt.
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Bei der Verwendung der Lichtdetektionsvorrichtung 7 in beispielsweise der Lidar-Vorrichtung gemäß 1 kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 10 die Lichtstrahlen 30 im Wesentlichen mit einer bestimmten Wellenlänge erzeugt. Das Beugungsgitter 18 kann derart ausgebildet sein und/oder durch die Steuereinrichtung 20 derart gesteuert werden, dass ein erstes Beugungsmaximum erster Ordnung derjenigen der auf das Beugungsgitter 18 auftreffender Lichtstrahlen 34, welche die bestimmte Wellenlänge aufweisen, zu dem Lichtsensor 20 hin gebeugt wird. Weiterhin kann das Beugungsgitter 18 derart ausgebildet sein und/oder durch die Steuereinrichtung 20 derart gesteuert werden, dass solche Lichtstrahlen 44, welche eine Wellenlänge aufweisen, welche sich von der bestimmten Wellenlänge der durch die Lichtquelle 10 erzeugten Lichtstrahlen 30 unterscheidet, von dem Beugungsgitter 18 anders gebeugt werden als die auf das Beugungsgitter 18 auftreffenden Lichtstrahlen 34, welche die bestimmte Wellenlänge aufweise. Beispielsweise kann, wie in 2B gezeigt, ein zweites Beugungsmaximum 46 erster Ordnung des Beugungsmusters auf einen Lichtabsorber 22 hin gebeugt werden. Damit ist gemeint, dass das Beugungsmuster 46 so verändert wird, dass das zweite Beugungsmaximum 46 erster Ordnung des Beugungsmusters teilweise, vorzugsweise ganz, auf dem Lichtabsorber 22 zu liegen kommt.
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Der Lichtabsorber 22 kann beispielsweise eine speziell ausgebildete Platte, aber auch ein Teil eines Gehäuses, welcher eine geringe Reflektivität aufweist, sein. Der Lichtabsorber 22 kann eine oder mehrere lichtabsorbierende Elemente aufweisen. Die auf das Beugungsgitter 18 auftreffenden Lichtstrahlen 44 können durch das Beugungsgitter 18 auch derart gebeugt werden, dass das resultierende Beugungsmuster 46 so angeordnet ist, dass ein Beugungsminimum auf dem Lichtsensor 20 zu liegen kommt. So kann etwa gewährleistet sein, dass Störlicht aus einer unerwünschten Quelle 40, beispielsweise mit einer bestimmten, häufig auftretenden Wellenlänge, mit einem möglichst geringen Anteil, vorzugsweise einem verschwindenden Anteil, auf den Lichtsensor 20 auftrifft. Bei dem Störlicht kann es sich etwa um Sonnenlicht handeln, ins besondere um Sonnenlicht mit einer im Sonnenspektrum häufig vertretenen Wellenlänge.
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Das Beugungsgitter 18 kann nicht nur als Farbfilter, d.h. als Wellenlängenfilter eingesetzt werden, sondern kann auch als richtungsselektiver Filter verwendet werden. Basierend auf der Steuerung der verstellbaren Spiegeleinrichtung 12, beispielsweise durch die Steuereinrichtung 22, kann bekannt sein, welcher Raumwinkel oder Raumwinkelbereich des Abtastbereichs zu einem bestimmten Zeitpunkt von den erzeugten Lichtstrahlen 30 abgetastet wird. Aufgrund der Geometrie der Lidar-Vorrichtung kann zudem bekannt sein, aus welcher Richtung die in diesem Raumwinkel oder Raumwinkelbereich an dem Objekt 14 reflektierten Lichtstrahlen 32 auf die Lichtfokussiereinrichtung 16 auftreffen und wie die auftreffenden Lichtstrahlen 32 auf das Beugungsgitter 18 fokussiert werden. Das Beugungsgitter 18 kann als Matrix mit einer Vielzahl von separat ansteuerbaren Abschnitten ausgebildet sein, wobei die Beugungseigenschaften jedes der separat ansteuerbaren Abschnitte separat eingestellt werden können. Dementsprechend kann ein Abschnitt des Beugungsgitters 18, auf welchen die aus dem aktuell abgetasteten Raumwinkel oder Raumwinkelbereich auf die Lichtfokussiereinrichtung 16 auftreffenden Lichtstrahlen auftreffen, derart eingestellt werden, dass ein drittes Beugungsmaximum der auf den Abschnitt auftreffenden Lichtstrahlen 34 auf dem Lichtsensor 20 zu liegen kommt. Alle anderen Abschnitte des Beugungsgitters 18, auf welche entsprechend Lichtstrahlen auftreffen, welche nicht aus dem aktuell abgetasteten Raumwinkel oder Raumwinkelbereich stammen, können derart gesteuert werden, dass ein viertes Beugungsmaximal um der Lichtstrahlen 34, welche auf diese Abschnitte auftreffen, auf einen oder mehrere Lichtabsorber hin gebeugt werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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