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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtaustrittsvorrichtung für einen Laserscanner mit einem Scannerspiegel, der dazu ausgebildet ist, auf einer Oberfläche einer ersten Seite des Scannerspiegels Licht zu reflektieren.
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Nicht mechanische Laserscanner sind aufgrund ihrer hohen Stabilität und Haltbarkeit sehr interessant. Ein Mikrosystemspiegel, welcher häufig auch als MEMS-Spiegel bezeichnet wird, ist eine vielversprechende Möglichkeit, Laserstrahlen nicht mechanisch zu lenken. Jedoch sind zweidimensionale MEMS-Spiegel nicht schnell genug, um ein großes Sichtfeld, beispielsweise 150 Grad, mit einer Winkelauflösung von 0,1 Grad abzuscannen. Daher kommen weiterhin eindimensionale MEMS-Spiegel zum Einsatz. In diesem Fall wird der Laserstrahl mechanisch in eine Richtung, beispielsweise vertikal, abgelenkt. In einer anderen Richtung, beispielsweise in die horizontale Richtung, findet ein Abscannen statt. Um Licht aus dem Laserscanner an dem MEMS-Spiegel vorbeizuführen, ist ein weiterer Spiegel notwendig. Dieser Spiegel dient dazu, Laserstrahlen beziehungsweise Licht derart abzulenken, sodass diese in die Umgebung gelangen können. Dabei kann es passieren, dass ein Teil des Lichts von dem MEMS-Scannerspiegel blockiert wird.
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Dies kann dazu führen, dass das Licht umso stärker abgelenkt werden muss, damit es aus dem Laserscanner vorbei am MEMS-Scannerspiegel in die Umwelt gelangen kann. Auch kann es nötig sein, den MEMS-Scannerspiegel zusätzlich zu drehen, um eine Öffnung für das austretende Licht zu erzeugen. Zudem kann es häufig notwendig werden, dass zwischen dem MEMS-Scannerspiegel und einer Lichtquelle im Laserscanner ein bestimmter Abstand vorhanden sein muss.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, Licht aus einem Laserscanner effizienter in eine Umgebung außerhalb des Laserscanners zu leiten. Zusätzlich sollen notwendige mechanische Anpassungen am Laserscanner reduziert werden.
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Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die vorliegende Erfindung stellt ferner auch ein entsprechendes Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe bereit.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine Lichtaustrittsvorrichtung für einen Laserscanner mit einem Scannerspiegel, der ausgebildet ist, auf einer Oberfläche einer ersten Seite des Scannerspiegels Licht zu reflektieren, vor. Diese Lichtaustrittsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Halbraum, der durch die Oberfläche der ersten Seite des Scannerspiegels begrenzt wird, ein Lichtleitelement angeordnet ist. Dieses Lichtleitelement kann auch als Lichtleiter oder Lichttunnel verstanden werden. Das Lichtleitelement ist dabei derart ausgestaltet, vom Scannerspiegel reflektiertes Licht an einer Stelle einzukoppeln und an einer anderen Stelle wieder in eine Richtung auszukoppeln, entlang der das ausgekoppelte Licht den Halbraum ohne weitere Umlenkung verlässt. Verlässt das ausgekoppelte Licht den Halbraum, so befindet es sich in der Regel außerhalb des Laserscanners beziehungsweise gelangt im weiteren Verlauf in die Umgebung außerhalb des Laserscanners. Ein vom Lichtleitelement ausgekoppelter Lichtstrahl kann dadurch direkt und unmittelbar aus dem Halbraum herausgeführt werden. Idealerweise ist das Lichtleitelement so angeordnet, dass das eingekoppelte Licht zu einer Austrittsstelle zu leiten. An der Austrittsstelle kann das Licht vorzugsweise direkt ohne weitere Umlenkung den Halbraum verlassen. Die Oberfläche des Scannerspiegels kann eine Ebene sein, jedoch ist es auch möglich, dass die Spiegeloberfläche gekrümmt ist. Mit dieser erfindungsgemäßen Konstruktion kann ein Lichtstrahl um den Scannerspiegel herumgeführt werden, ohne dabei den Scannerspiegel oder ein anderes Bauteil des Laserscanners mechanisch zu verschieben oder zu rotieren. Somit kann mit der erfindungsgemäßen Lichtaustrittsvorrichtung ein Laserscanner mit weniger mechanisch bewegbaren Teilen konstruiert werden, was sich positiv auf die Lebensdauer und Effizienz des Laserscanners auswirken kann.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtaustrittsvorrichtung vorgesehen, wobei das Lichtleitelement ausgestaltet ist, in seinem Inneren das Licht größtenteils total zu reflektieren. Durch die Totalreflektion im Inneren des Lichtleitelements kann sichergestellt werden, dass das eingekoppelte Licht effektiv im Inneren des Lichtleitelements zur Auskoppelstelle geführt wird. Das eingekoppelte Licht verbleibt also im Inneren des Lichtleitelements, bis es an der anderen Stelle, in der Regel die Auskoppelstelle, erreicht hat. Eine Lichttransmission ist demnach nur an der Einkoppelstelle und der Auskoppelstelle vorgesehen. Damit können Lichtverluste weitgehend reduziert werden. Das Lichtleitelement kann Glas oder Kunststoff aufweisen. Alle Materialien, welche eine geringe Absorption von Licht aufweisen, können als Bestandteile für das Lichtleitelement infrage kommen. Auch kann für das Lichtleitelement optisches Silikon vorgesehen sein.
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In einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtaustrittsvorrichtung vorgesehen, wobei das Lichtleitelement gekrümmt ausgeführt ist. Häufig ist es sinnvoll, das Lichtleitelement der Geometrie des Scannerspiegels anzupassen. Ist der Scannerspiegel beispielsweise gekrümmt, so kann es sinnvoll sein, auch das Lichtleitelement entsprechend gekrümmt auszuführen. Jedoch können auch andere Faktoren, wie zum Beispiel bauliche Begebenheiten innerhalb des Laserscanners, dazu führen, dass ein gekrümmtes Lichtleitelement effizienter ist als ein gerades Lichtleitelement. Mit einem gekrümmten Lichtleitelement kann Licht beispielsweise entlang einer Kurve geführt werden.
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In einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtaustrittsvorrichtung und mit einer Lichtquelle in dem Halbraum vorgesehen. Die Lichtquelle kann beispielsweise gerichtetes Licht oder Laserlicht emittieren. Mit der Lichtquelle können beispielsweise Laserstrahlen in die Umgebung ausgesandt werden, um eine Umgebung, zum Beispiel eine Straße, abzuscannen. Der Halbraum, in dem die Lichtquelle befindlich ist, ist meistens auch im Inneren des Laserscanners.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, wobei die Lichtaustrittsvorrichtung und die Lichtquelle derart angeordnet sind, dass Licht lotrecht in das Lichtleitelement eingekoppelt und/oder aus dem Lichtleitelement ausgekoppelt wird. Damit kann beeinflusst werden, welches Licht in das Lichtleitelement gelangt beziehungsweise in welche Richtung das Licht das Lichtleitelement verlässt. Je nach geometrischer Ausgestaltung des Lichtleitelements kann somit die Richtung des ausgekoppelten Lichts beeinflusst werden. Damit könnte beispielsweise das ausgekoppelte Licht bewusst durch eine Öffnung im Laserscanner gelenkt werden. So könnten an bestimmten Stellen des Scannerspiegels bewusst Öffnungen vorgesehen sein, durch die das Licht nach außen gelangen kann. Mit Hilfe des Lichtleitelements ist es möglich, das Licht zu diesen Öffnungen und nach außen zu leiten. Mit dieser Variante der Erfindung könnten sich konstruktive Vorteile ergeben.
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In einer speziellen weiteren Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist die Beleuchtungseinrichtung als Laserscanner ausgebildet. Ein Laserscanner ermöglicht beispielsweise das Abtasten einer Umgebung. So könnte beispielsweise vorgesehen sein, eine Fahrbahn nach Hindernissen abzuscannen. Auch ist es möglich, die Positionen und die Geschwindigkeiten der abgescannten beziehungsweise abgetasteten Objekte zu bestimmen. So können Hindernisse erkannt werden und auch die Bestimmung einer Fahrbahnbeschaffenheit ist damit grundsätzlich möglich. Ein Laserscanner emittiert abgelenkte Laserstrahlen. Die Laserstrahlen können dabei mit einem Spiegel abgelenkt werden, der rotiert werden kann. So können Laserstrahlen in unterschiedliche Richtungen emittiert werden. Dabei werden die Laserstrahlen derart emittiert, dass Oberflächen von Körpern zeilen- oder rasterartig überstrichen werden. Damit können diese Oberflächen vermessen werden.
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In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, wobei der Laserscanner als LIDAR-Sensor ausgeführt ist. Ein LIDAR-Sensor kann zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung eingesetzt werden. Auch die Ermittlung atmosphärischer Parameter ist mit einem LIDAR-Sensor möglich. Bei einem LIDAR-Sensor kann anhand der Laufzeit des Lichts eine Entfernung zu einem bestimmten Objekt ermittelt werden. In einem LIDAR-Sensor können Dioden-Arrays vorkommen, welche unbeweglich ausgeführt sind.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtaustrittsvorrichtung vorgesehen, wobei die Lichtquelle monochromatisches Licht im Wellenlängenbereich von 800 bis 1000 nm, insbesondere 880 bis 920 nm, bevorzugt 905 nm emittiert. Licht mit einer Wellenlänge von 800 nm oder mehr ist in der Regel für das menschliche Auge nicht mehr sichtbar. Dies bedeutet, dass solches Infrarotlicht nicht unmittelbar zu einer zusätzlichen Ablenkung bei Menschen führt. Wird diese Lichtaustrittsvorrichtung beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, so würde der umgebene Verkehr nicht durch dieses Licht geblendet werden, weil es für Menschen nicht sichtbar ist. Monochromatisches Laserlicht mit einer Wellenlänge von 905 nm ist besonders vorteilhaft, weil Licht mit dieser Wellenlänge von Wasser geringer absorbiert wird als Licht mit anderen Wellenlängen. Da die erfindungsgemäße Lichtaustrittsvorrichtung häufig in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt und diese Kraftfahrzeuge auch bei Regen oder Nebel zum Einsatz kommen können, ist es vorteilhaft Licht zu verwenden, welches möglichst wenig von Wasser absorbiert wird. Ist die Bereitstellung von monochromatischen Licht zu aufwendig oder nicht machbar, so kann anstelle dessen auch Licht eingesetzt werden, welches nicht monochromatisch ist. In diesem Fall wäre es vorteilhaft, wenn der Wellenlängenbereich um 905 nm hinreichend gut vorhanden ist.
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In einer besonderen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtaustrittsvorrichtung vorgesehen, wobei das Lichtleitelement eine Länge aufweist, welche mindestens halb so groß ist wie die größte Ausdehnung des Scannerspiegels. Damit ist es möglich, eingekoppeltes Licht über eine gewisse Distanz zu transportieren. So kann beispielsweise Licht besser um den Scannerspiegel herum geleitet werden.
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In einer besonders vorteilhaften weiteren Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtaustrittsvorrichtung vorgesehen, wobei das Lichtleitelement und der Scannerspiegel zueinander derart angeordnet sind, dass das Lichtleitelement nicht vollständig senkrecht auf den Scannerspiegel projizierbar ist. Mit anderen Worten ragt das Lichtleitelement seitlich etwas hervor und wird nicht vollständig vom Scannerspiegel optisch abgedeckt. Blickt man senkrecht auf den Scannerspiegel, so würde zumindest nicht das komplette Lichtleitelement von dem Scannerspiegel verdeckt werden. Jener Teil des angeordneten Lichtleitelements, welches nicht vollständig senkrecht auf den Scannerspiegel projizierbar ist, kann dazu verwendet werden, das Licht in eine Richtung auszukoppeln, welche den Halbraum verlässt. Mit dieser Konstruktion kann sichergestellt werden, dass eine Auskoppelstelle am Lichtleitelement vorhanden ist, mittels derer das Licht in eine Richtung ausgekoppelt werden kann, welche den Halbraum ohne weitere Umlenkung verlässt. Damit ist es nicht nötig, etwaige Öffnungen im Scannerspiegel vorzuhalten. Dies kann dabei helfen, die Effizienz des Laserscanners weiter zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Leiten von Licht aus einem Laserscanner mit einem Scannerspiegel, der ausgebildet ist, auf einer Oberfläche einer ersten Seite des Scannerspiegels Licht zu reflektieren, bereit. Dazu werden folgende Schritte ausgeführt. Zunächst wird ein Lichtleitelement in der Umgebung des Scannerspiegels angeordnet, wobei das Lichtleitelement in einem Halbraum angeordnet ist, der durch die Oberfläche der ersten Seite des Scannerspiegels begrenzt wird. An einer Eintrittsstelle wird Licht in das Lichtleitelement eingekoppelt, welches vom Scannerspiegel zum Lichtleitelement reflektiert wird. Innerhalb des Lichtleitelements wird das eingekoppelte Licht zu einer Austrittsstelle des Lichtleitelements durch Totalreflexion geleitet. An der Austrittsstelle wird das Licht aus dem Lichtleitelement ausgekoppelt, wobei das ausgekoppelte Licht den Halbraum ohne weitere Umlenkung verlässt. Die für den Hauptanspruch 1 genannten Vorteile gelten sinngemäß auch für das vorliegende Verfahren.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dazu werden insbesondere mehrere Figuren beschrieben, welche dabei zeigen:
- 1 eine Lichtaustrittsvorrichtung mit einem Scannerspiegel und einem weiteren Spiegel;
- 2 eine dreidimensionale Darstellung der Lichtaustrittsvorrichtung mit einem Scannerspiegel, einem weiteren Spiegel und einer Lichtquelle;
- 3 zwei beispielhaft gezeigte Lichtleitelemente; und
- 4 eine Lichtaustrittsvorrichtung mit einem Scannerspiegel und einem in der Nähe angeordneten Lichtleiter.
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1 zeigt eine Lichtaustrittsvorrichtung, wie sie häufig im Stand der Technik anzutreffen ist. Neben einem Scannerspiegel 2 ist in Richtung der ersten Seite 1 ein weiterer Spiegel 7 angeordnet. Einfallendes Licht 4 muss in eine Richtung abgelenkt werden, um in einer anderen Richtung ein Abtasten zu ermöglichen. Zum Beispiel kann das Licht 4 vertikal abgelenkt werden, um ein horizontales Abscannen zu ermöglichen. Dazu ist ein gewisser Ablenkwinkel φ nötig. Der Ablenkwinkel φ ergibt sich durch das Licht 4 sowie durch ein Lot 5 auf dem Scannerspiegel 2. Je größer dabei der Ablenkwinkel φ ausfällt, desto stärker ist auch die Verzerrung des Lichts 4. Idealerweise soll die Verzerrung des Lichts 4 gewisse Grenzen nicht überschreiten. Der Scannerspiegel 2 ist häufig auch als MEMS-Spiegel ausgeführt. Ein MEMS-Spiegel ist ein Mikrospiegel, welcher eine Ausdehnung im Mikrometerbereich aufweist. Der Begriff „MEMS“ bedeutet „micro-electromechanical systems“ und wird für Bauteile im Mikrometerbereich verwendet. MEMS-Bauteile sind häufig kleiner als eine Milbe.
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Das Licht 4 kann in dem von 1 gezeigten Beispiel nicht ohne Weiteres aus dem linken Halbraum der durch die erste Seite 1 des Scannerspiegels begrenzt wird, in den rechten Halbraum gelangen. Das Licht 4 wird am Scannerspiegel 2 reflektiert. Um das Licht 4 dennoch in den rechten Halbraum zu befördern, ist in 1 ein weiterer Spiegel 7 angeordnet. Dieser weitere Spiegel 7 reflektiert ebenfalls Licht. Bei einer ungünstigen geometrischen Konstellation kann es jedoch passieren, wie in 1 gezeigt ist, dass das Licht 4, welches vom weiteren Spiegel 7 reflektiert wird, vom Scannerspiegel 2 blockiert wird. Das heißt das vom weiteren Spiegel 7 reflektierte Licht 4 kann den linken Halbraum nicht verlassen.
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2 zeigt dieselbe Anordnung in einer dreidimensionalen Darstellung. In 2 ist zusätzlich eine Lichtquelle 9 vorgesehen, welche das Licht 4 in Richtung Scannerspiegel 2 emittiert. Auf der ersten Seite 1 des Scannerspiegels 2 wird das Licht 4 in Richtung des weiteren Spiegels 7 reflektiert. Dort wird das Licht 4 ebenfalls vom weiteren Spiegel 7 reflektiert. Das vom weiteren Spiegel 7 reflektierte Licht verlässt in diesem Beispiel größtenteils den Halbraum. Jedoch ist zu erkennen, dass ein Teil des Lichts 4 vom Scannerspiegel 2 blockiert wird. Um diesen Nachteil zu beheben, müsste die Ablenkung des Lichts 4 oder die geometrische Anordnung der Bauteile untereinander verändert werden. Eine stärkere Ablenkung des Lichts 4 würde zu einer stärkeren Lichtverzerrung führen. Eine mechanische Veränderung der Geometrie der beteiligten Bauteile untereinander kann ebenfalls unter Umständen kaum oder nur schwierig umgesetzt werden. Häufig ist es daher nötig, einen gewissen Abstand zwischen der Lichtquelle 9 und dem Scannerspiegel 2 vorzuhalten. Damit sind einer kompakten Bauweise bei einem Laserscanner oft gewisse Grenzen gesetzt.
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Die vorliegende Erfindung schlägt die Verwendung eines Lichtleitelements 3 vor. Idealerweise kann das Lichtleitelement 3 den weiteren Spiegel 7 ersetzen. In 3 sind beispielhaft zwei mögliche Ausgestaltungsformen für das Lichtleitelement 3 gezeigt. Das linke Lichtleitelement 3 weist dabei ebene Außenflächen auf. Das Lichtleitelement 3 weist dabei zwei Stellen auf, an denen das Licht 4 in das Lichtleitelement 3 eingekoppelt beziehungsweise ausgekoppelt wird. Anhand der Pfeilrichtung des Lichts 4 ist die Einkoppel- beziehungsweise Auskoppelstelle definiert. Das Licht 4 wird im Inneren des Lichtleitelements 3 fortgeführt. Im Inneren des Lichtleitelements 3 ist das Licht 4 gestrichelt angedeutet. Damit soll hervorgehoben werden, dass sich das Licht 4 innerhalb des Lichtleitelements 3 befindet. Das Licht 4 wird durch das Prinzip der Totalreflexion von der Einkoppelstelle bis zur Auskoppelstelle geleitet. An der Auskoppelstelle wird das Licht 4 bevorzugt lotrecht ausgekoppelt. Das Lichtleitelement 3 kann auch gekrümmte Außenflächen aufweisen. Dies ist im rechten Beispiel von 3 beispielhaft gezeigt. Auch hier wird das Licht 4 von der Einkoppelstelle zur Auskoppelstelle geleitet. Der Prozess des Lichtleitens ist dabei derselbe wie zuvor. Durch das beispielhaft gekrümmt gezeigte Lichtleitelement 3 kann so beispielsweise Licht um eine Kurve herum geführt werden. Je nach Bedarf kann das Lichtleitelement 3 unterschiedlich geometrisch geformt sein.
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In 4 ist eine besonders vorteilhafte Variante der vorliegenden Erfindung gezeigt. Anstelle des weiteren Spiegels 7 kommt in 4 das Lichtleitelement 3 zum Einsatz. Dieses Lichtleitelement 3 kann auch sehr nahe am Scannerspiegel 2 angeordnet werden. Bei der Platzierung des Lichtleitelements 3 ist im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Beispiel kein Abstand nötig, der es ermöglicht, das Licht 4 aus dem Halbraum heraus zu leiten. Das heißt durch geschickte Anordnung des Lichtleitelements 3 kann die Ablenkung des Lichts 4 reduziert werden. So führt beispielsweise eine Ablenkung von 30 Grad zu einer starken Lichtverzerrung. Dies ist in der Regel nicht erwünscht. Durch geschickte Anordnung des Lichtleitelements kann der Ablenkwinkel φ idealerweise auf 5 bis 6 Grad reduziert werden. Damit kann zum einen die Verzerrung des Lichts reduziert werden, zum anderen ergibt sich als weiterer Vorteil, dass die Lichtquelle 9 näher am Scannerspiegel 2 angeordnet werden kann als dies im Beispiel von 1 der Fall wäre.
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Das von der ersten Seite 1 des Scannerspiegels 2 reflektierte Licht 4 wird im Beispiel von 4 durch das Lichtleitelement eingekoppelt. Innerhalb des Lichtleitelements 3 wird das Licht 4 durch Totalreflexion zu einer anderen Stelle, der Austrittsstelle, des Lichtleitelements 3 geleitet. In diesem Beispiel ist das Lichtleitelement 3 so groß und derart angeordnet, dass die Austrittsstelle des Lichtleitelements 3 nicht von einer Projektion des Lichtleitelements 3 auf den Scannerspiegel 3 erfasst ist. Die Projektion ist dabei senkrecht zu dem Scannerspiegel 2, also in Richtung des Lots 5 zu verstehen. Mit anderen Worten ragt ein Teil des in 4 platzierten Lichtleitelements 3 seitlich vom Scannerspiegel 2 hervor. In senkrechter Richtung des Lots 5 vermag der Scannerspiegel 2 in dieser Anordnung das Lichtleitelement 3 nicht vollständig zu verdecken. Damit wird es erleichtert, an der Auskoppelstelle das Licht 4 derart auszukoppeln, dass es auf jeden Fall den Halbraum verlässt. Es kann dabei so ausgekoppelt werden, dass das Licht 4 auf direktem Weg in die Umgebung des Laserscanners gelangt. Eine weitere Umlenkung ist somit nicht mehr erforderlich.
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Durch diese Konstruktion ist es beispielsweise möglich, ein Objekt 8, das sich seitlich nahezu unmittelbar am Scannerspiegel 2 anschließt, zu erfassen. Dies ist dagegen im Beispiel von 1 (Stand der Technik) nicht ohne Weiteres möglich. Ein alternativ gezeigter Lichtstrahl 4' kann durch den weiteren Spiegel 7 nicht in Richtung des Objekts 8 gelenkt werden. Der Scannerspiegel 2 blockiert das Licht 4, welches das Objekt 8 erfassen würde. In 1 müsste eine geometrische Neuanordnung des weiteren Spiegels 7 oder des Scannerspiegels 2 erfolgen, um das Objekt erfolgreich mit dem Licht 4 erfassen zu können. Zwar kann der Scannerspiegel 2 in der Regel entlang einer Richtung 6 verschwenkt werden, jedoch würde dieses mechanische Verstellen nicht dem Abtasten dienen, sondern nur dass das Licht 4 überhaupt den Laserscanner verlassen kann. Dadurch kann ein häufigeres Verschenken des Scannerspiegels 2 entlang der Richtung 6 notwendig werden, was einen schlechten Einfluss auf die Lebensdauer des Laserscanners haben könnte.
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Hingegen durch die in 4 gezeigte geschickte Anordnung des Lichtleitelements 3 am Scannerspiegel 2 kann das Licht 4 um den Scannerspiegel 2 herumgeführt werden, sodass das Objekt 8 ohne aufwändige geometrische Neuanordnung des Lichtleitelements 3 oder des Scannerspiegels 2 nötig wird. Die kann helfen, mechanische Justierungen zu reduzieren, was die Lebensdauer und Schnelligkeit des Laserscanners verbessern kann.
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Das Beispiel in 4 zeigt, dass der Scannerspiegel 2, häufig als MEMS-Spiegel ausgebildet, das Licht 4 nicht länger blockiert. Damit kann ein möglichst kompakter Laserscanner geschaffen werden, da das Lichtleitelement 3 sehr nahe am Scannerspiegel 2 angeordnet werden kann. Dabei ist es auch denkbar, dass das Lichtleitelement 3 den Scannerspiegel 2 teilweise berührt. Das Lichtleitelement 3 kann insbesondere als Faser ausgebildet sein. Da das Licht 4 weniger stark abgelenkt werden muss, ergibt sich als Vorteil eine geringere Verzerrung des Lichts. Ein kleiner Abstand zwischen dem Scannerspiegel 2 und dem Lichtleitelement 3 hilft ebenfalls dabei, die Lichtverzerrung zu reduzieren. Für das Lichtleitelement 3 können die Materialien Glas, Plastik oder optisches Silikon vorgesehen sein. Grundsätzlich sind hierbei alle gering absorbierenden Materialien denkbar.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit vorliegender Lichtaustrittsvorrichtung die Effizienz von Laserscannern beziehungsweise LIDAR-Sensoren verbessert werden kann. Dadurch, dass das Licht 4 durch das Lichtleitelement 3 um den Scannerspiegel 2 herumgeführt werden kann, kann sich eine kompaktere Bauweise sowie eine reduzierte Lichtverzerrung ergeben. Beides kann dabei helfen, LIDAR-Sensoren beziehungsweise Laserscanner technisch weiterzuentwickeln. Wird diese Technik beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, so kann beispielsweise ein Bereich schneller abgescannt werden, da während des Betriebs des Laserscanners keine zusätzlichen mechanischen Justierungen nötig wären. Ferner kann mit der vorliegenden Erfindung der Erfassungsbereich von Laserscannern beziehungsweise LIDAR-Sensoren erweitert werden. Somit kann die Auflösung von Laserscannern beziehungsweise LIDAR-Sensoren, der Erfassungsbereich sowie deren Schnelligkeit verbessert werden.
