DE102020208785A1 - LiDAR system - Google Patents

LiDAR system Download PDF

Info

Publication number
DE102020208785A1
DE102020208785A1 DE102020208785.7A DE102020208785A DE102020208785A1 DE 102020208785 A1 DE102020208785 A1 DE 102020208785A1 DE 102020208785 A DE102020208785 A DE 102020208785A DE 102020208785 A1 DE102020208785 A1 DE 102020208785A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser radiation
optical waveguide
lidar system
coupled
luminous surface
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.)
Pending
Application number
DE102020208785.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Tobias Graf
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020208785.7A priority Critical patent/DE102020208785A1/en
Publication of DE102020208785A1 publication Critical patent/DE102020208785A1/en
Pending 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
    • G01S7/4814Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • 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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein LiDAR-System, umfassend:einen Lichtwellenleiter,eine Laserstrahlungsquelle, welche eingerichtet ist, Laserstrahlung zu erzeugen und die erzeugte Laserstrahlung zumindest teilweise in den Lichtwellenleiter einzukoppeln,ein zumindest eine Leuchtfläche aufweisendes Auskoppelelement, welches eingerichtet ist, die in den Lichtwellenleiter eingekoppelte Laserstrahlung zumindest teilweise aus dem Lichtwellenleiter auszukoppeln und über die zumindest eine Leuchtfläche zu emittieren,wobei die zumindest eine Leuchtfläche eingerichtet ist, die ausgekoppelte Laserstrahlung abzulenken.Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a LiDAR system, comprising: an optical waveguide, a laser radiation source which is set up to generate laser radiation and to couple the generated laser radiation at least partially into the optical waveguide, a decoupling element which has at least one luminous surface and is set up to couple the laser radiation into the optical waveguide To decouple laser radiation at least partially from the optical waveguide and to emit it via the at least one luminous surface, the at least one luminous surface being set up to deflect the laser radiation that is coupled out. The invention relates to a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein LiDAR-System sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a LiDAR system and a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Die Offenlegungsschrift DE 10 2017 213 706 A1 offenbart ein LiDAR-System.The disclosure document DE 10 2017 213 706 A1 discloses a LiDAR system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein LiDAR-System bereitzustellen.The object on which the invention is based is to be seen as providing a LiDAR system.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist auch darin zu sehen, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.The object on which the invention is based can also be seen in the provision of a motor vehicle.

Diese jeweiligen Aufgaben werden mittels des entsprechenden Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.These respective objects are solved by means of the corresponding subject matter of the independent claims. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent subclaims.

Nach einem ersten Aspekt wird ein LiDAR-System bereitgestellt, umfassend: einen Lichtwellenleiter,
eine Laserstrahlungsquelle, welche eingerichtet ist, Laserstrahlung zu erzeugen und die erzeugte Laserstrahlung zumindest teilweise in den Lichtwellenleiter einzukoppeln,
ein zumindest eine Leuchtfläche aufweisendes Auskoppelelement, welches eingerichtet ist, die in den Lichtwellenleiter eingekoppelte Laserstrahlung zumindest
teilweise aus dem Lichtwellenleiter auszukoppeln und über die zumindest eine Leuchtfläche zu emittieren,
wobei die zumindest eine Leuchtfläche eingerichtet ist, die ausgekoppelte Laserstrahlung abzulenken.
According to a first aspect, there is provided a LiDAR system, comprising: an optical fiber,
a laser radiation source which is set up to generate laser radiation and to at least partially couple the generated laser radiation into the optical waveguide,
a decoupling element having at least one luminous surface, which is set up to transmit at least the laser radiation coupled into the optical waveguide
to be partially decoupled from the optical waveguide and to emit via the at least one luminous surface,
wherein the at least one luminous surface is set up to deflect the coupled-out laser radiation.

Nach einem zweiten Aspekt wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches das LiDAR-System nach dem ersten Aspekt umfasst.According to a second aspect, a motor vehicle is provided which includes the LiDAR system according to the first aspect.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass die Leuchtfläche des Auskoppelelementes, über welche die aus dem Lichtwellenleiter ausgekoppelte Laserstrahlung emittiert wird, die ausgekoppelte Laserstrahlung ablenkt.The invention is based on and includes the knowledge that the above object can be achieved in that the luminous surface of the decoupling element, via which the laser radiation decoupled from the optical waveguide is emitted, deflects the decoupled laser radiation.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass auf die Propagationsrichtung der emittierten Laserstrahlung effizient Einfluss genommen werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the direction of propagation of the emitted laser radiation can be efficiently influenced.

In der Regel ist es so, dass Auskoppelelemente, welche Laserstrahlung aus einem Lichtwellenleiter auskoppeln, eine Vorzugsrichtung aufweisen, in welcher die Auskopplung besonders effizient, insbesondere maximal effizient, ist.As a rule, it is the case that decoupling elements, which decouple laser radiation from an optical waveguide, have a preferred direction in which decoupling is particularly efficient, in particular maximally efficient.

Diese Vorzugsrichtung muss aber nicht notwendigerweise mit der Richtung übereinstimmen, in welche die emittierte Laserstrahlung propagieren soll.However, this preferred direction does not necessarily have to match the direction in which the emitted laser radiation is intended to propagate.

Dadurch aber, dass mittels der Leuchtfläche eine laterale Verschiebung der ausgekoppelten Laserstrahlung möglich ist, kann in vorteilhafter Weise die ausgekoppelte Laserstrahlung dennoch in eine gewünschte Richtung emittiert werden.However, since lateral displacement of the decoupled laser radiation is possible by means of the luminous surface, the decoupled laser radiation can advantageously be emitted in a desired direction.

Somit wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein effizientes LiDAR-System bereitgestellt ist.Thus, in particular, the technical advantage is brought about that an efficient LiDAR system is provided.

Die Abkürzung „LiDAR“ steht für „Light Detection and Ranging“.The abbreviation "LiDAR" stands for "Light Detection and Ranging".

Das LiDAR-System nach dem ersten Aspekt ist nach einer Ausführungsform ein LiDAR-System für ein Kraftfahrzeug.According to one embodiment, the LiDAR system according to the first aspect is a LiDAR system for a motor vehicle.

Das LiDAR-System ist nach einer Ausführungsform eingerichtet, Laserstrahlung, insbesondere Laserimpulse und/oder Dauerstrichstrahlung, insbesondere frequenzmodulierte (auf Englisch: FMCW („frequency modulated continuous wave) Dauerstrichstrahlung, zur Abtastung der Umgebung in unterschiedlichen Raumrichtungen (Ablenkungsrichtungen) auszusenden und über eine Laufzeitmessung der jeweils zurückreflektierten Strahlung einen Abstand zur streuenden, insbesondere reflektierenden, Oberfläche zu bestimmen, also eine Laufzeitmessung durchzuführen.According to one embodiment, the LiDAR system is set up to emit laser radiation, in particular laser pulses and/or continuous-wave radiation, in particular frequency-modulated (FMCW) continuous-wave radiation, for scanning the environment in different spatial directions (deflection directions) and via a transit time measurement to determine a distance from the scattering, in particular reflective, surface of the radiation reflected back in each case, ie to carry out a transit time measurement.

Nach einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Leuchtfläche eingerichtet ist, die ausgekoppelte Laserstrahlung derart abzulenken, dass die abgelenkte Laserstrahlung parallel zur Flächennormale des Auskoppelements, insbesondere parallel zur Flächennormale der Leuchtfläche, propagiert.According to a first embodiment, it is provided that the at least one luminous surface is set up to deflect the decoupled laser radiation in such a way that the deflected laser radiation propagates parallel to the normal to the surface of the decoupling element, in particular parallel to the normal to the surface of the luminous surface.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass eine besonders geeignete Propagationsrichtung für die ausgekoppelte Laserstrahlung verwendet werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that a particularly suitable propagation direction can be used for the coupled-out laser radiation.

Dadurch lässt sich weiter in vorteilhafter Weise die so abgelenkte Laserstrahlung effizient in optische Elemente einkoppeln bzw. können optische Elemente die so abgelenkte Laserstrahlung effizient abbilden oder zum Beispiel beugen.As a result, the laser radiation deflected in this way can advantageously be coupled efficiently into optical elements or optical elements can efficiently image or, for example, diffract the laser radiation deflected in this way.

So lässt sich zum Beispiel die so abgelenkte Laserstrahlung effizient entlang einer optischen Achse eines optischen Elements ausrichten.For example, the laser radiation deflected in this way can be efficiently aligned along an optical axis of an optical element.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das LiDAR-System ein optisches Element umfasst, welches eingerichtet ist, die mittels der zumindest einen Leuchtfläche emittierte Laserstrahlung abzubilden, wobei die zumindest eine Leuchtfläche in einer Brennebene des optischen Elements angeordnet ist.In one embodiment it is provided that the LiDAR system comprises an optical element which is set up to image the laser radiation emitted by means of the at least one luminous surface, the at least one luminous surface being arranged in a focal plane of the optical element.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die emittierte Laserstrahlung effizient von dem optischen Element abgebildet werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the emitted laser radiation can be efficiently imaged by the optical element.

Das optische Element ist zum Beispiel eine Linse oder ist zum Beispiel ein Objektiv.The optical element is, for example, a lens or is, for example, an objective.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass auf der zumindest einen Leuchtfläche ein Keil und/oder ein Prisma und/oder ein Gitter, insbesondere ein Blazegitter, insbesondere ein mehrebenes Gitter, angeordnet ist.In one embodiment it is provided that a wedge and/or a prism and/or a grating, in particular a blazed grating, in particular a multilevel grating, is arranged on the at least one luminous surface.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die ausgekoppelte Laserstrahlung effizient abgelenkt werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the laser radiation that is coupled out can be efficiently deflected.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Leuchtfläche eine Oberflächenstruktur aufweist, welche zumindest ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Oberflächenstrukturen aufweist: Keilstruktur, Prismastruktur, Blazegitterstruktur und mehrebene Gitterstruktur.In one embodiment it is provided that the at least one luminous area has a surface structure which has at least one element selected from the following group of surface structures: wedge structure, prism structure, blazed grating structure and multi-level grating structure.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die ausgekoppelte Laserstrahlung effizient abgelenkt werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the laser radiation that is coupled out can be efficiently deflected.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Auskoppelelement als ein schaltbares Auskoppelelement ausgebildet ist, sodass das zumindest teilweise Auskoppeln der in den Lichtwellenleiter eingekoppelten Laserstrahlung ein- und ausgeschaltet werden kann.According to one embodiment, it is provided that the decoupling element is designed as a switchable decoupling element, so that the at least partial decoupling of the laser radiation coupled into the optical waveguide can be switched on and off.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die eingekoppelte Laserstrahlung effizient ausgekoppelt werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the coupled-in laser radiation can be coupled out efficiently.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Auskoppelelement ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Auskoppelementen ist: Gitterkoppler, Flüssigkristall, MEMS-Gitter, Volumenhologramm.According to one embodiment it is provided that the decoupling element is an element selected from the following group of decoupling elements: grating coupler, liquid crystal, MEMS grating, volume hologram.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Auskoppelelemente verwendet werden können.This brings about the technical advantage, for example, that particularly suitable decoupling elements can be used.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Lichtwellenleiter einen Hauptlichtwellenleiterzweig und mehrere mit dem Hauptlichtwellenleiterzweig verbundene Nebenlichtwellenleiterzweige aufweist, wobei die Laserstrahlungsquelle eingerichtet ist, die erzeugte Laserstrahlung zumindest teilweise in den Hauptlichtwellenleiterzweig einzukoppeln, sodass die in den Hauptlichtwellenleiterzweig eingekoppelte Laserstrahlung weiter in die Nebenlichtwellenleiterzweige einkoppeln kann, wobei das Auskoppelelement eingerichtet ist, die in die Nebenlichtwellenleiterzweige eingekoppelte Laserstrahlung auszukoppeln und über die zumindest eine Leuchtfläche zu emittieren.According to one embodiment, it is provided that the light waveguide has a main light waveguide branch and several secondary light waveguide branches connected to the main light waveguide branch, the laser radiation source being set up to couple the generated laser radiation at least partially into the main light waveguide branch, so that the laser radiation coupled into the main light waveguide branch can be further coupled into the secondary light waveguide branches, wherein the decoupling element is set up to decouple the laser radiation coupled into the secondary light waveguide branches and to emit it via the at least one luminous surface.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die erzeugte Laserstrahlung effizient geleitet werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the laser radiation generated can be guided efficiently.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das LiDAR-System mit einem Steuerungssystem des Kraftfahrzeugs nach dem dritten Aspekt verbunden ist.In one embodiment it is provided that the LiDAR system is connected to a control system of the motor vehicle according to the third aspect.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Kraftfahrzeug effizient mittels des Steuerungssystems betrieben werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the motor vehicle can be operated efficiently by means of the control system.

Die Abkürzung „bzw.“ steht für „beziehungsweise“.The abbreviation "bzw." stands for "respectively".

Der Begriff „beziehungsweise“ steht für „respektive“, was insbesondere für „und/oder“ steht.The term “or” stands for “respective”, which stands for “and/or” in particular.

Die Begriffe Mehrebenengitter und mehrebenes Gitter können synonym verwendet werden. Im Englischen wird der Begriff „multilevel Grating“ verwendet.The terms multilevel lattice and multilevel lattice can be used interchangeably. In English, the term "multilevel grating" is used.

Die Formulierung „zumindest ein(e)“ steht für „ein(e) oder mehrere“.The phrase "at least one" means "one or more".

In einer Ausführungsform ist das LiDAR-System Teil eines, insbesondere teilautonomen, Fahrassistenzsystems oder eines autonomen Systems.In one embodiment, the LiDAR system is part of a, in particular semi-autonomous, driver assistance system or an autonomous system.

Das LiDAR-System umfasst nach einer Ausführungsform einen Sendepfad, welcher vorzugsweise den Lichtwellenleiter, die Laserstrahlungsquelle und das Auskoppelelement umfasst.According to one embodiment, the LiDAR system comprises a transmission path, which preferably comprises the optical waveguide, the laser radiation source and the decoupling element.

In einer Ausführungsform umfasst das LiDAR-System einen Empfangspfad für eine Detektion des gestreuten Lichts. Der Empfangspfad überlappt zum Beispiel teilweise mit dem Sendepfad. Zum Beispiel umfasst der Empfangspad einen oder mehrere Strahlteiler. Insbesondere sind der Empfangspfad und der Sendepfad separat ausgebildet, überlappen sich also nicht, sind also überlappungsfrei.In one embodiment, the LiDAR system includes a reception path for detection of the scattered light. For example, the receive path partially overlaps the transmit path. For example, the receiving pad includes a or multiple beam splitters. In particular, the reception path and the transmission path are designed separately, so they do not overlap, so they are free of overlap.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein LiDAR-System,
  • 2 bis 11 jeweils einen Lichtwellenleiter, welcher in einem LiDAR-System nach dem ersten Aspekt verwendet werden kann, und
  • 12 ein Kraftfahrzeug.
Embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:
  • 1 a LiDAR system,
  • 2 until 11 in each case an optical waveguide which can be used in a LiDAR system according to the first aspect, and
  • 12 a motor vehicle.

Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.The same reference symbols can be used below for the same features.

1 zeigt ein LiDAR-System 101. 1 shows a LiDAR system 101.

Das LiDAR-System 101 umfasst eine Laserstrahlungsquelle 103, welche eingerichtet ist, Laserstrahlung, symbolisch dargestellt durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 105, zu erzeugen.The LiDAR system 101 includes a laser radiation source 103 which is set up to generate laser radiation, represented symbolically by an arrow with the reference number 105 .

Das LiDAR-System 101 umfasst weiter einen Lichtwellenleiter 107. Die Laserstrahlungsquelle 103 ist eingerichtet, die erzeugte Laserstrahlung 105 zumindest teilweise in den Lichtwellenleiter 107 einzukoppeln.The LiDAR system 101 also includes an optical waveguide 107. The laser radiation source 103 is set up to at least partially couple the generated laser radiation 105 into the optical waveguide 107.

Der Lichtwellenleiter 107 umfasst einen Hauptlichtwellenleiterzweig 109 und mehrere mit dem Hauptlichtwellenleiterzweig 109 verbundene Nebenlichtwellenleiterzweige 111, welche beabstandet voneinander und senkrecht zum Hauptlichtwellenleiterzweig 109 verlaufen. Die Nebenlichtwellenleiterzweige 111 bilden eine Gitteranordnung.The optical waveguide 107 comprises a main optical waveguide branch 109 and a plurality of secondary optical waveguide branches 111 which are connected to the main optical waveguide branch 109 and which run at a distance from one another and perpendicular to the main optical waveguide branch 109 . The auxiliary light waveguide branches 111 form a lattice arrangement.

Die Laserstrahlungsquelle 103 ist eingerichtet, die erzeugte Laserstrahlung 105 zumindest teilweise in den Hauptlichtwellenleiterzweig 109 einzukoppeln. Die eingekoppelte Laserstrahlung wird dann im Hauptlichtwellenleiterzweig 109 propagieren und weiter in die Nebenlichtwellenleiterzweige 111 einkoppeln.The laser radiation source 103 is set up to at least partially couple the generated laser radiation 105 into the main optical waveguide branch 109 . The coupled-in laser radiation will then propagate in the main optical waveguide branch 109 and will be coupled further into the secondary optical waveguide branches 111 .

Das LiDAR-System 101 umfasst weiter ein Auskoppelelement 113, welches eingerichtet ist, die in den Lichtwellenleiter 107 eingekoppelte Laserstrahlung zumindest teilweise aus dem Lichtwellenleiter 107 auszukoppeln.The LiDAR system 101 also includes a decoupling element 113 which is set up to at least partially decouple the laser radiation coupled into the optical waveguide 107 from the optical waveguide 107 .

Das Auskoppelelement 113 umfasst mehrere Leuchtflächen 115, über welche die ausgekoppelte Laserstrahlung emittiert wird.The decoupling element 113 comprises a plurality of luminous surfaces 115 via which the decoupled laser radiation is emitted.

Das Auskoppelelement 113 umfasst zum Beispiel mehrere nicht gezeigte Gitter, welche sich unterhalb der Leuchtflächen 115 befinden, wobei über die nicht gezeigten Gitter die eingekoppelte Laserstrahlung ausgekoppelt werden kann basierend auf dem Prinzip der Beugung.The decoupling element 113 comprises, for example, a plurality of gratings (not shown) which are located below the luminous surfaces 115, it being possible for the coupled-in laser radiation to be decoupled via the gratings (not shown) based on the principle of diffraction.

Das Auskoppelelement 113 weist eine den Nebenlichtwellenleiterzweigen 111 korrespondierende Struktur bzw. Form auf.The decoupling element 113 has a structure or shape corresponding to the secondary optical waveguide branches 111 .

Das heißt also, dass die in die Nebenlichtwellenleiterzweige 111 eingekoppelte Laserstrahlung über das Auskoppelelement 113 ausgekoppelt wird und über die Leuchtflächen 115 emittiert wird.This therefore means that the laser radiation coupled into the secondary light waveguide branches 111 is coupled out via the decoupling element 113 and is emitted via the luminous surfaces 115 .

Hierbei weist die emittierte Laserstrahlung eine bestimmte Raumrichtung auf, die zum Beispiel verschieden von einer Flächennormalen des Auskoppelelements 113 ist.In this case, the emitted laser radiation has a specific spatial direction, which is different from a surface normal of the decoupling element 113, for example.

Um zum Beispiel die ausgekoppelte Laserstrahlung abzulenken, sodass die emittierte Laserstrahlung parallel zur Flächennormalen des Auskoppelelements 113 propagiert, ist vorgesehen, die Leuchtflächen 115 derart auszubilden, dass diese die ausgekoppelte Laserstrahlung entsprechend ablenken.In order, for example, to deflect the laser radiation that is coupled out so that the emitted laser radiation propagates parallel to the normal to the surface of the coupling-out element 113, provision is made for the luminous surfaces 115 to be designed in such a way that they correspondingly deflect the laser radiation that is coupled out.

Das LiDAR-System 101 umfasst weiter ein optisches Element 117, wobei die Leuchtflächen 115 in einer Brennebene 119 des optischen Elements 117 angeordnet sind.The LiDAR system 101 further comprises an optical element 117, the luminous surfaces 115 being arranged in a focal plane 119 of the optical element 117.

Das optische Element 117 bildet die emittierte Laserstrahlung ab.The optical element 117 images the emitted laser radiation.

Das optische Element 117 ist zum Beispiel eine Linse oder ist zum Beispiel ein Objektiv.The optical element 117 is, for example, a lens or is, for example, an objective.

1 zeigt also schematisch den Aufbau einer Sende- und / oder Empfangseinheit für ein so genanntes Focal Plane Array. D. h. Lichtemitter oder Lichtempfänger werden in der hinteren Brennebene eines Objektivs angeordnet. Dadurch kann Licht in dezidierten Raumwinkeln emittiert bzw. empfangen werden. 1 FIG. 12 thus shows schematically the structure of a transmitting and/or receiving unit for a so-called focal plane array. i.e. Light emitters or light receivers are placed in the back focal plane of a lens. As a result, light can be emitted or received in dedicated solid angles.

Durch die Gitteranordnung, gebildet mittels der Nebenlichtwellenleiterzweige 111, vorzugsweise schaltbarer Emitter bzw. Empfänger kann damit z. B. ein scannender Sensor realisiert werden, vorzugsweiser mit parallelen (,insbesondere im Sinne zeitlich paralleler Nutzung,) Sende-bzw. Empfangskanälen.Through the grid arrangement, formed by means of the secondary optical waveguide branches 111, preferably switchable emitter or receiver can thus z. B. a scanning sensor can be realized, preferably with parallel (especially in the sense of temporally parallel use) transmission or receiving channels.

2 zeigt einen Lichtwellenleiter 201, in welchem eingekoppelte Laserstrahlung 203 propagiert. 2 shows an optical waveguide 201 in which coupled-in laser radiation 203 propagates.

Weiter ist ein Auskoppelelement 205 vorgesehen, welches als ein MEMS-Gitterschalter ausgebildet ist. Hierbei steht MEMS für mikroelektromechanisches System.A decoupling element 205 is also provided, which is embodied as a MEMS grid switch. MEMS stands for microelectromechanical system.

Der MEMS-Gitterschalter 205 weist mehrere Bereiche 207 auf, welche einen geringeren Brechungsindex aufweisen als der Lichtwellenleiter 201.The MEMS grating switch 205 has a plurality of regions 207 which have a lower refractive index than the optical waveguide 201.

Der MEMS-Gitterschalter 205 kann von dem Lichtwellenleiter 201 entfernt werden, sodass keine Auskopplung der eingekoppelten Laserstrahlung 203 stattfinden kann.The MEMS grid switch 205 can be removed from the optical waveguide 201 so that the coupled-in laser radiation 203 cannot be coupled out.

3 zeigt den MEMS-Gitterschalter 205 in Kontakt mit dem Lichtwellenleiter 201. Die mehreren Bereiche 207 mit dem geringeren Brechungsindex bilden für die eingekoppelte Laserstrahlung 203 ein Gitter, über welches die eingekoppelte Laserstrahlung 203 aus dem Lichtwellenleiter 201 ausgekoppelt werden kann. 3 shows the MEMS grating switch 205 in contact with the optical waveguide 201. The plurality of regions 207 with the lower refractive index form a grating for the coupled-in laser radiation 203, via which the coupled-in laser radiation 203 can be coupled out of the optical waveguide 201.

Die ausgekoppelte Laserstrahlung ist mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 301 gekennzeichnet.The laser radiation that is coupled out is identified by an arrow with the reference number 301 .

Weiter ist ein Pfeil mit dem Bezugszeichen 303 eingezeichnet, welcher eine Flächennormale einer Oberfläche 209 des MEMS-Gitterschalters 205 darstellen soll.An arrow with the reference number 303 is also drawn in, which is intended to represent a surface normal of a surface 209 of the MEMS grid switch 205 .

Somit ist der MEMS-Gitterschalter 205 ein schaltbares Auskoppelelement, sodass das zumindest teilweise Auskoppeln der in den Lichtwellenleiter 201 eingekoppelten Laserstrahlung 203 ein- und ausgeschaltet werden kann.The MEMS grid switch 205 is thus a switchable decoupling element, so that the at least partial decoupling of the laser radiation 203 coupled into the optical waveguide 201 can be switched on and off.

Wie die 3 symbolisch zeigt, entspricht die Propagationsrichtung der ausgekoppelten Laserstrahlung 301 nicht der Flächennormalen 303.As the 3 shows symbolically, the direction of propagation of the decoupled laser radiation 301 does not correspond to the surface normal 303.

Dies ist zum Beispiel darin begründet, dass eine Beugungseffizienz bei der Auskopplung in eine bestimmte Raumrichtung maximal ist und bei Abweichungen von dieser Richtung die Beugungseffizienz schnell abnimmt. Diese bestimmte Raumrichtung entspricht nicht notwendigerweise der Flächennormalen 303.This is due, for example, to the fact that a diffraction efficiency is at a maximum when decoupling in a specific spatial direction and if there are deviations from this direction, the diffraction efficiency decreases rapidly. This specific spatial direction does not necessarily correspond to the surface normal 303.

Für optische Anwendungen kann es aber von Vorteil sein, wenn die Propagationsrichtung der emittierten Laserstrahlung parallel zur Flächennormalen 303 verläuft.However, it can be advantageous for optical applications if the propagation direction of the emitted laser radiation runs parallel to the surface normal 303 .

Aus diesem Grund ist gemäß dem hier beschriebenen Konzept vorgesehen, dass die Oberfläche 209 des MEMS-Gitterschalters 205, wobei diese Oberfläche eine Leuchtfläche bildet, über welche die ausgekoppelte Laserstrahlung 301 emittiert wird, derart auszubilden, dass diese die ausgekoppelte Laserstrahlung 301 ablenkt.For this reason, according to the concept described here, it is provided that the surface 209 of the MEMS grid switch 205, this surface forming a luminous surface via which the decoupled laser radiation 301 is emitted, is designed in such a way that it deflects the decoupled laser radiation 301.

4 zeigt eine erste Möglichkeit, dies zu bewirken. 4 shows a first way to do this.

Gemäß 4 ist die Leuchtfläche 209 als eine schiefe Ebene gebildet.According to 4 the luminous surface 209 is formed as an inclined plane.

Das Bezugszeichen 401 zeigt auf gestrichelt dargestellte Hilfslinien, welche die ursprünglich horizontal verlaufende Oberfläche 209 symbolisieren sollen.The reference number 401 points to auxiliary lines shown in broken lines, which are intended to symbolize the surface 209 originally running horizontally.

Entsprechend ist die Oberfläche 209 mit einer Keilstruktur 403 versehen, wobei eine zweite Seite des Keils 403 mit einer Hilfslinie gestrichelt dargestellt mit dem Bezugszeichen 405 symbolisch gekennzeichnet ist.Correspondingly, the surface 209 is provided with a wedge structure 403, a second side of the wedge 403 being symbolically marked with the reference number 405 with an auxiliary line shown in dashed lines.

Diese Keilstruktur wird zum Beispiel durch Aufbringen eines Keilwinkels erzeugt. Beispielsweise kann ein Keilwerkzeug die Oberfläche 209 entsprechend abtragen.This wedge structure is created, for example, by applying a wedge angle. For example, a wedge tool can remove the surface 209 accordingly.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass diese Keilstruktur als separates Element aufgebracht wird, zum Beispiel durch Kombination von zwei Bauteilen oder eines ganzen Wafers.In one embodiment it can be provided that this wedge structure is applied as a separate element, for example by combining two components or an entire wafer.

Diese Keilstruktur wirkt als Prisma, insbesondere als Keilprisma, und lenkt so die ausgekoppelte Laserstrahlung 301 in Richtung der Flächennormalen 303 derart ab, dass die emittierte Laserstrahlung parallel zur Flächennormalen 303 verläuft. Die entsprechend abgelenkte Laserstrahlung ist mit dem Bezugszeichen 407 gekennzeichnet.This wedge structure acts as a prism, in particular as a wedge prism, and thus deflects the laser radiation 301 that is coupled out in the direction of the surface normal 303 in such a way that the emitted laser radiation runs parallel to the surface normal 303 . The correspondingly deflected laser radiation is identified by reference number 407 .

Weiter ist der Pfeil mit dem Bezugszeichen 301 gestrichelt dargestellt, um zu veranschaulichen, in welche Richtung die ausgekoppelte Laserstrahlung ohne entsprechende Ausbildung der Leuchtfläche 209 emittiert worden wäre.Furthermore, the arrow with the reference number 301 is shown as a dashed line in order to illustrate the direction in which the coupled-out laser radiation would have been emitted if the luminous surface 209 had not been formed accordingly.

5 zeigt eine zweite Möglichkeit, die Ablenkung der emittierten Laserstrahlung zu bewirken. 5 shows a second possibility to bring about the deflection of the emitted laser radiation.

Gemäß 5 weist die Leuchtfläche 209 eine Blazegitterstruktur 501 auf.According to 5 the luminous surface 209 has a blazed grating structure 501 .

Das heißt also, dass die Oberfläche 209 mit einem Blazegitter versehen ist.This means that the surface 209 is provided with a blazed grating.

Auch hier kennzeichnet das Bezugszeichen 401 Hilfslinien, gestrichelt dargestellt, welche die Leuchtfläche 209 ohne die Blazegitterstruktur 501 darstellen. Here, too, the reference number 401 designates auxiliary lines, represented by dashed lines, which represent the luminous surface 209 without the blazed grating structure 501 .

6 zeigt eine dritte Möglichkeit, die Ablenkung der ausgekoppelten Laserstrahlung zu bewirken, so dass diese nach Ablenkung parallel zur Flächennormalen 303 verläuft. 6 FIG. 12 shows a third possibility for bringing about the deflection of the decoupled laser radiation, so that it runs parallel to the surface normal 303 after deflection.

Gemäß 6 ist die Leuchtfläche 209 mit einem mehrebenen Gitter 601 versehen, wobei das mehrebene Gitter 601 eine erste Ebene 603, eine zweite Ebene 605 und eine dritte Ebene 607 aufweist.According to 6 the luminous surface 209 is provided with a multi-level grid 601, whereby the multilevel grid 601 has a first level 603, a second level 605 and a third level 607.

Dieses mehrebene Gitter 601 approximiert in diskreter Weise die Blazegitterstruktur 501 gemäß 5.This multilevel grating 601 discretely approximates the blazed grating structure 501 of FIG 5 .

7 zeigt ein Trägersubstrat 701, auf welchem ein Lichtwellenleiter 703 angeordnet ist. Innerhalb des Lichtwellenleiters 703 propagiert eingekoppelte Laserstrahlung, symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 705 dargestellt. 7 shows a carrier substrate 701 on which an optical waveguide 703 is arranged. Within the optical waveguide 703, coupled-in laser radiation propagates, represented symbolically by an arrow with the reference number 705.

Eine dem Trägersubstrat 701 abgewandte Oberseite 707 des Lichtwellenleiters 703 weist eine Oberflächenstruktur auf, welche eine Geometrie aufweist, welche einem Verlauf einer Rechteckspannung bzw. Rechteckschwingung entspricht. Die Oberflächenstruktur weist also eine Rechteckschwingungsgeometrie auf.A top side 707 of the optical waveguide 703 facing away from the carrier substrate 701 has a surface structure which has a geometry which corresponds to a profile of a square-wave voltage or square-wave oscillation. The surface structure thus has a square wave geometry.

Auf der Oberseite 707 ist eine Flüssigkristallschicht 709 angeordnet, welche eine der Oberflächenstruktur der Oberseite 707 komplementäre Form aufweist, sodass die Lücken zwischen den einzelnen Rechtecken der Rechteckschwingungsgeometrie mittels der Flüssigkristallschicht 709 gefüllt sind.A liquid crystal layer 709 is arranged on the upper side 707, which has a shape complementary to the surface structure of the upper side 707, so that the gaps between the individual rectangles of the square-wave oscillation geometry are filled by means of the liquid crystal layer 709.

Die Flüssigkristallschicht 709 ist auf einem Decksubstrat 711 angeordnet, welches von der Oberseite 707 abgewandt ist.The liquid crystal layer 709 is arranged on a covering substrate 711 which faces away from the upper side 707 .

Eine Oberseite des Decksubstrats 711, welche der Flüssigkristallschicht 709 abgewandt ist, ist mit dem Bezugszeichen 715 gekennzeichnet.An upper side of the cover substrate 711, which faces away from the liquid crystal layer 709, is identified by reference number 715.

Diese Oberseite 715 bildet eine Leuchtfläche, durch welche aus dem Lichtwellenleiter 703 ausgekoppelte Laserstrahlung emittieren kann.This upper side 715 forms a luminous surface through which laser radiation coupled out of the optical waveguide 703 can emit.

Weiter ist eine Spannungsquelle 713 vorgesehen, welche eine elektrische Spannung an die Flüssigkristallschicht 709 anlegen kann.A voltage source 713 is also provided, which can apply an electrical voltage to the liquid crystal layer 709 .

Das Trägersubstrat 701 weist einen ersten Brechungsindex n1 auf. Der Lichtwellenleiter 703 weist einen zweiten Brechungsindex n2 auf. Die Flüssigkristallschicht 709 weist einen dritten Brechungsindex n3 auf, welcher von der angelegten Spannung abhängt. Das Decksubstrat 711 weist einen vierten Brechungsindex n4 auf. Eine Umgebung der Anordnung aus Decksubstrat 711, Flüssigkristallschicht 709, Lichtwellenleiter 703 und Trägersubstrat 701 weist einen fünften Brechungsindex n5 auf.The carrier substrate 701 has a first refractive index n1. The optical waveguide 703 has a second refractive index n2. The liquid crystal layer 709 has a third refractive index n3 which depends on the applied voltage. The cover substrate 711 has a fourth refractive index n4. A region surrounding the arrangement of cover substrate 711, liquid crystal layer 709, optical waveguide 703 and carrier substrate 701 has a fifth refractive index n5.

Für die Brechungsindizes gelten folgende Zusammenhänge bzw. Relationen: n2 < n1; n1 = n4; n4 > n5.The following correlations or relations apply to the refractive indices: n2<n1; n1 = n4; n4 > n5.

Die Flüssigkristallschicht 709 ist derart eingerichtet, dass bei Anlegen einer ersten Spannung U1 der dritte Brechungsindex n3 gleich dem zweiten Brechungsindex n2 ist. Dann wird die eingekoppelte Laserstrahlung 705 nicht ausgekoppelt.The liquid crystal layer 709 is set up in such a way that when a first voltage U1 is applied, the third refractive index n3 is equal to the second refractive index n2. Then the coupled-in laser radiation 705 is not coupled out.

8 zeigt den Fall, in welchem eine zweite Spannung U2, welche verschieden von der ersten Spannung U1 ist, an die Flüssigkristallschicht 709 angelegt wird. Die Flüssigkristallschicht 709 ist eingerichtet, bei angelegter Spannung U2 einen dritten Brechungsindex n3 aufzuweisen, welcher kleiner ist als der zweite Brechungsindex n2. 8th shows the case in which a second voltage U2, which is different from the first voltage U1, is applied to the liquid crystal layer 709. When the voltage U2 is applied, the liquid crystal layer 709 is set up to have a third refractive index n3, which is smaller than the second refractive index n2.

In diesem Fall wird dann die eingekoppelte Laserstrahlung 705 ausgekoppelt.In this case, the coupled-in laser radiation 705 is coupled out.

Die Oberflächenstruktur der Oberseite 707 bildet für die Laserstrahlung 705 ein Gitter, sodass bei Anlegen der zweiten Spannung U2 die eingekoppelte Laserstrahlung 705 über dieses Gitter gebeugt und somit aus dem Lichtwellenleiter 703 ausgekoppelt wird.The surface structure of the upper side 707 forms a grid for the laser radiation 705, so that when the second voltage U2 is applied, the coupled-in laser radiation 705 is diffracted via this grid and is thus coupled out of the optical waveguide 703.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, muss die Beugungseffizienz bei Auskopplung nicht in genau die Raumrichtung maximal sein, welche parallel zur Flächennormalen 303 verläuft.As already explained above, the diffraction efficiency when decoupling does not have to be maximum in precisely the spatial direction which runs parallel to the surface normal 303 .

Die erste Spannung U1 kann 0 Volt betragen.The first voltage U1 can be 0 volts.

Um nun analog zu den Ausführungsbeispielen gemäß 4 bis 6 eine Ablenkung der ausgekoppelten Laserstrahlung 301 derart zu erreichen, dass diese in Richtung der Flächennormalen 303 emittiert wird, können die gleichen Möglichkeiten vorgesehen sein, wie in den 4 bis 6 beschrieben.To now analogous to the embodiments according to 4 until 6 to achieve a deflection of the decoupled laser radiation 301 in such a way that it is emitted in the direction of the surface normal 303, the same options can be provided as in FIGS 4 until 6 described.

9 zeigt analog zu 4 eine Keilstruktur 403. 9 shows analogous to 4 a wedge structure 403.

10 zeigt analog zu 5 eine Blazegitterstruktur 501. 10 shows analogous to 5 a blazed grating structure 501.

11 zeigt analog zu 6 eine Mehrebenengitterstruktur 601. 11 shows analogous to 6 a multilevel lattice structure 601.

12 zeigt ein Kraftfahrzeug 1201. 12 shows a motor vehicle 1201.

Das Kraftfahrzeug 1201 weist das LiDAR-System 101 der 1 auf, wobei der Übersicht halber symbolisch für die einzelnen Elemente gemäß 1 nur ein Rechteck mit dem Bezugszeichen 101 gezeichnet ist.The motor vehicle 1201 has the LiDAR system 101 of 1 on, with the sake of clarity symbolic for the individual elements 1 only a rectangle with the reference number 101 is drawn.

Zusammenfassend basiert das hier beschriebene Konzept insbesondere darauf, dass eine Korrektur der Propagationsrichtung der emittierten Laserstrahlung durch Aufprägung einer linearen Phase, die im Ortsfrequenzraum (k-space) einer lateralen Verschiebung entspricht, auf die zumindest eine Leuchtfläche des Auskoppelelements.In summary, the concept described here is based in particular on correcting the propagation direction of the emitted laser radiation by impressing a linear phase, which corresponds to a lateral displacement in spatial frequency space (k-space), on the at least one luminous surface of the decoupling element.

Dies kann z.B. folgendermaßen erfolgen:

  • Aufbringen eines Keilwinkels / Prismas (auf Englisch: Wedge angle / prism). Dies kann z.B. mittels eine Keilwerkzeuges oder mittels eines oberflächlichen Abtragens von Material oder durch Aufbringen einer Keilstruktur, z.B. durch Kombination zweier Bauteile oder ganzer Wafer, erfolgen.
This can be done, for example, as follows:
  • Application of a wedge angle / prism (in English: Wedge angle / prism). This can be done, for example, by means of a wedge tool or by removing material from the surface or by applying a wedge structure, for example by combining two components or entire wafers.

Aufprägen, pressen oder lithographische Einbringung einer Gitterstruktur (auf Englisch: Blazed Grating) entweder als kontinuierliches (Graustufen) Profil oder als diskrete / quantisierte Multilevel- Struktur (Mehrebenengitter bzw. mehrebenes Gitter).Imprinting, pressing or lithographic incorporation of a blazed grating either as a continuous (greyscale) profile or as a discrete / quantized multilevel structure (multilevel grating).

Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass unabhängig davon, in welche Richtung die Laserstrahlung ausgekoppelt wird, eine bestimmte Propagationsrichtung bewirkt werden kann, in welche die ausgekoppelte Laserstrahlung über die Leuchtfläche emittiert. Somit kann zum Beispiel die ausgekoppelte Laserstrahlung über die Leuchtfläche in einer Richtung emittiert werden, welche einer durch eine Gesamtsystemarchitektur vorgegebene Propagationsrichtung entspricht.This brings about the technical advantage in particular that, regardless of the direction in which the laser radiation is coupled out, a specific propagation direction can be brought about in which the coupled out laser radiation emits via the luminous surface. Thus, for example, the decoupled laser radiation can be emitted via the luminous area in a direction that corresponds to a propagation direction specified by an overall system architecture.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN 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 documents cited by the applicant was 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 PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102017213706 A1 [0002]DE 102017213706 A1 [0002]

Claims (9)

LiDAR-System (101), umfassend: einen Lichtwellenleiter (107, 201, 703), eine Laserstrahlungsquelle (103), welche eingerichtet ist, Laserstrahlung zu erzeugen und die erzeugte Laserstrahlung (105) zumindest teilweise in den Lichtwellenleiter (107, 201, 703) einzukoppeln, ein zumindest eine Leuchtfläche (115, 209, 715) aufweisendes Auskoppelelement, welches eingerichtet ist, die in den Lichtwellenleiter (107, 201, 703) eingekoppelte Laserstrahlung (203) zumindest teilweise aus dem Lichtwellenleiter (107, 201, 703) auszukoppeln und über die zumindest eine Leuchtfläche (115, 209, 715) zu emittieren, wobei die zumindest eine Leuchtfläche (115, 209, 715) eingerichtet ist, die ausgekoppelte Laserstrahlung (301, 303) abzulenken.LiDAR system (101), comprising: an optical fiber (107, 201, 703), a laser radiation source (103) which is set up to generate laser radiation and to couple the generated laser radiation (105) at least partially into the optical waveguide (107, 201, 703), a decoupling element which has at least one luminous surface (115, 209, 715) and is set up to decouple the laser radiation (203) coupled into the optical waveguide (107, 201, 703) at least partially from the optical waveguide (107, 201, 703) and via the to emit at least one luminous area (115, 209, 715), wherein the at least one luminous surface (115, 209, 715) is set up to deflect the coupled-out laser radiation (301, 303). LiDAR-System (101) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Leuchtfläche (115, 209, 715) eingerichtet ist, die ausgekoppelte Laserstrahlung (301, 303) derart abzulenken, dass die abgelenkte Laserstrahlung parallel zur Flächennormale des Auskoppelements propagiert.LiDAR system (101) after claim 1 , wherein the at least one luminous surface (115, 209, 715) is set up to deflect the decoupled laser radiation (301, 303) in such a way that the deflected laser radiation propagates parallel to the surface normal of the decoupling element. LiDAR-System (101) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein optisches Element, welches eingerichtet ist, die mittels der zumindest einen Leuchtfläche (115, 209, 715) emittierte Laserstrahlung abzubilden, wobei die zumindest eine Leuchtfläche (115, 209, 715) in einer Brennebene des optischen Elements angeordnet ist.LiDAR system (101) after claim 1 or 2 , comprising an optical element which is set up to image the laser radiation emitted by means of the at least one luminous surface (115, 209, 715), the at least one luminous surface (115, 209, 715) being arranged in a focal plane of the optical element. LiDAR-System (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf der zumindest einen Leuchtfläche (115, 209, 715) ein Keil und/oder ein Prisma und/oder ein Gitter, insbesondere ein Blazegitter, insbesondere ein mehrebenes Gitter, angeordnet ist.LiDAR system (101) according to one of the preceding claims, wherein a wedge and/or a prism and/or a grating, in particular a blazed grating, in particular a multi-level grating, is arranged on the at least one luminous surface (115, 209, 715). LiDAR-System (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine Leuchtfläche (115, 209, 715) eine Oberflächenstruktur aufweist, welche zumindest ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Oberflächenstrukturen aufweist: Keilstruktur (403), Prismastruktur, Blazegitterstruktur (501) und mehrebene Gitterstruktur.LiDAR system (101) according to one of the preceding claims, wherein the at least one luminous surface (115, 209, 715) has a surface structure which has at least one element selected from the following group of surface structures: wedge structure (403), prism structure, blaze grating structure ( 501) and multilevel lattice structure. LiDAR-System (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Auskoppelelement als ein schaltbares Auskoppelelement (205, 709) ausgebildet ist, sodass das zumindest teilweise Auskoppeln der in den Lichtwellenleiter (107, 201, 703) eingekoppelten Laserstrahlung (203) ein- und ausgeschaltet werden kann.LiDAR system (101) according to one of the preceding claims, wherein the decoupling element is designed as a switchable decoupling element (205, 709), so that the at least partial decoupling of the optical waveguide (107, 201, 703) coupled laser radiation (203) and can be turned off. LiDAR-System (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Auskoppelelement (113, 203, 709) ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Auskoppelementen (113, 203, 709) ist: Gitterkoppler, Flüssigkristall (709), MEMS-Gitter (203), Volumenhologramm.LiDAR system (101) according to one of the preceding claims, wherein the decoupling element (113, 203, 709) is an element selected from the following group of decoupling elements (113, 203, 709): grating coupler, liquid crystal (709), MEMS grating (203), volume hologram. LiDAR-System (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Lichtwellenleiter (107, 201, 703) einen Hauptlichtwellenleiterzweig (109) und mehrere mit dem Hauptlichtwellenleiterzweig (109) verbundene Nebenlichtwellenleiterzweige (111) aufweist, wobei die Laserstrahlungsquelle (103) eingerichtet ist, die erzeugte Laserstrahlung (105) zumindest teilweise in den Hauptlichtwellenleiterzweig (109) einzukoppeln, sodass die in den Hauptlichtwellenleiterzweig (109) eingekoppelte Laserstrahlung (203) weiter in die Nebenlichtwellenleiterzweige (111) einkoppeln kann, wobei das Auskoppelelement eingerichtet ist, die in die Nebenlichtwellenleiterzweige (111) eingekoppelte Laserstrahlung (203) auszukoppeln und über die zumindest eine Leuchtfläche (115, 209, 715) zu emittieren.LiDAR system (101) according to one of the preceding claims, wherein the optical waveguide (107, 201, 703) has a main optical waveguide branch (109) and a plurality of secondary optical waveguide branches (111) connected to the main optical waveguide branch (109), the laser radiation source (103) being set up to couple the generated laser radiation (105) at least partially into the main fiber optic branch (109), so that the laser radiation (203) coupled into the main fiber optic branch (109) can be further coupled into the secondary fiber optic branches (111), the decoupling element being set up to enter the secondary fiber optic branches (111) to decouple coupled-in laser radiation (203) and to emit it via the at least one luminous surface (115, 209, 715). Kraftfahrzeug (1201), umfassend das LiDAR-System (101) nach einem der vorherigen Ansprüche.Motor vehicle (1201), comprising the LiDAR system (101) according to any one of the preceding claims.
DE102020208785.7A 2020-07-15 2020-07-15 LiDAR system Pending DE102020208785A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020208785.7A DE102020208785A1 (en) 2020-07-15 2020-07-15 LiDAR system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020208785.7A DE102020208785A1 (en) 2020-07-15 2020-07-15 LiDAR system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020208785A1 true DE102020208785A1 (en) 2022-01-20

Family

ID=79020699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020208785.7A Pending DE102020208785A1 (en) 2020-07-15 2020-07-15 LiDAR system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020208785A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017213706A1 (en) 2017-08-07 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh LiDAR

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017213706A1 (en) 2017-08-07 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh LiDAR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3535615B1 (en) Method for producing an optical system and optical system
EP0383138A2 (en) Device for the direct optical reception of a plurality of wave lengths
DE2713890C2 (en)
DE10225838A1 (en) Scanning microscopy method, scanning microscope and device for coding an illuminating light beam
DE102017205889B4 (en) Optical arrangement and method for laser interference structuring of a sample
EP0992141B1 (en) Device for transmitting optical signals having different frequencies
EP0042514A1 (en) Planar wave guide lens, its application and manufacture
DE102012100205A1 (en) Optical arrangement
DE102016009926A1 (en) Lidar sensor device for a motor vehicle
DE102018203315A1 (en) Device for scanning distance determination of an object
DE102017210684A1 (en) Detector arrangement for a lidar system
DE102015122627A1 (en) Optoelectronic arrangement and depth detection system
DE102018202898A1 (en) Beamforming module for multidimensional beamforming, lidar system, method for multidimensional beamforming, method and apparatus for driving a beamforming module and method for producing a beamforming module
DE102020208785A1 (en) LiDAR system
WO2018197556A1 (en) Method and device for regulating intensities and/or spectral components of radiation irradiated into an aperture diaphragm
DE102021200960A1 (en) Optical system and LiDAR system
DE102018212982A1 (en) Detection device for the detection of objects by means of electromagnetic radiation
DE102020211468A1 (en) LIDAR device and LIDAR system
DE60122469T2 (en) DEVICE FOR EXPOSING A HEAT-SENSITIVE MEDIUM
DE102018126754B4 (en) Device for scanning the distance of an object
DE102019206378B4 (en) distance measurement system
DE3743837C2 (en)
DE10010619A1 (en) Laser exposure device for photosensitive printing plate, has combined beam provided by individual laser beams of different wavelength focusing by deflection device with spectral dispersive element
DE102022001805A1 (en) Optical multiplexer for optical data transmission using optical signals via a multimode fiber connected to the multiplexer
DE102022001806A1 (en) Optical multiplexer for optical data transmission using optical signals via a multimode fiber connected to the multiplexer