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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lidar-Sensor.
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Aus dem Stand der Technik sind Lidar-Sensoren bekannt, welche zur Umfelderfassung und Umfelderkennung in Fahrzeugen usw. eingesetzt werden, um beispielsweise eine das Umfeld der Lidar-Sensoren repräsentierende 3D-Punktewolke zu erzeugen.
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Hierbei kommen unterschiedliche Technologien bei der Erzeugung eines für die Umfelderfassung verwendeten Abtaststrahls der Lidar-Sensoren zum Einsatz, welche sich insbesondere auf sogenannte „time of flight“ und „continuous wave“ Verfahren beziehen.
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Darüber hinaus werden unterschiedliche Technologien zur Ablenkung des Abtaststrahls innerhalb der Lidar-Sensoren eingesetzt. Bekannt sind in diesem Zusammenhang beispielsweise sogenannte Makro-Scanner, welche eine rotierbare Ablenkeinheit aufweisen oder sogenannte Mikro-Scanner, welche eine Ablenkung des Abtaststrahls beispielsweise auf Basis von Mikrospiegeln oder optischen Phasen-Arrays usw. erzeugen.
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Ferner kommen im Stand der Technik unterschiedliche strahlformende optische Elemente zum Einsatz, welche ein durch die Lidar-Sensoren erzeugtes Licht (insbesondere ein Laser-Licht) in geeigneter Weise formen. Hierbei werden beispielsweise Abbildungslinsen, Liniengeneratorlinsen (Powell-Linsen), zylindrische Linsen, Fliegenaugenlinsen usw. eingesetzt.
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„Laser Beam Homogenizing: Limitations and Constraints", Reinhard Voelkel, Kenneth J. Weible, Optical Systems Design 19 September 2008, beschreibt einen Fliegenaugenstrahlhomogenisierer, welcher zwei Mikrolinsenanordnungen aufweist. Eine erste Mikrolinsenanordnung ist eingerichtet, mehrere Abbilder einer Lichtquelle zu erzeugen und als einzelne Feldblenden zu fungieren, während die zweite Mikrolinsenanordnung eingerichtet ist, die einzelnen Abbilder zu integrieren und als einzelne Aperturblenden zu fungieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Lidar-Sensor vorgeschlagen, welcher beispielsweise ein Lidar-Sensor eines Fahrzeugs und insbesondere ein Lidar-Sensor eines Umfelderkennungssystems eines Fahrzeugs ist, ohne den erfindungsgemäßen Lidar-Sensor dadurch auf eine solche Ausgestaltung bzw. einen solchen Einsatzbereich einzuschränken.
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Der Lidar-Sensor weist eine Lichtquelle und eine Fliegenaugenlinsenanordnung mit einer ersten Mikrolinsenanordnung und einer zweiten Mikrolinsenanordnung auf. Die Lichtquelle ist beispielsweise auf Basis einer oder mehrerer LaserDioden und/oder einer davon abweichenden Einzellichtquelle ausgebildet. Beispielsweise ist die Lichtquelle als eindimensionale Anordnung einer Vielzahl von Einzellichtquellen oder als zweidimensionale Anordnung (z. B. eine Matrix-Anordnung) einer Vielzahl von Einzellichtquellen ausgebildet.
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Die Fliegenaugenlinsenanordnung, welche aus einer Vielzahl einzelner Mikrolinsen aufgebaut ist, bildet im Wesentlichen ein Facettenauge oder einen Teil eines Facettenauges einer Fliege nach, wobei die erfindungsgemäße Fliegenaugenlinsenanordnung sowohl eindimensionale Anordnungen, als auch zweidimensionale Anordnungen der Vielzahl von Mikrolinsen einschließt und wobei jeweilige Anordnungen grundsätzlich sowohl regelmäßige, als auch unregelmäßige Anordnungen beinhalten können.
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Auf Basis einer solchen Fliegenlinsenanordnung lässt sich eine besonders homogene Ausleuchtung in einem Umfeld des Lidar-Sensors erzielen, welche im Wesentlichen einer Rechteckausleuchtung (engl. „top-hat“-Ausleuchtung) entspricht. Unter der Ausleuchtung des Umfeldes soll insbesondere eine Ausleuchtung im Bereich eines Fernfeldes des Lidar-Sensors verstanden werden, welches beispielsweise in einem Abstand von mehreren Metern bezüglich einer Lichtaustrittsöffnung des Lidar-Sensors beginnt und sich bis zu einer Entfernung von 50 m, 100 m, 200 m, 300 m oder mehr von der Lichtaustrittsöffnung erstreckt.
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Ein weiterer Vorteil der Fliegenlinsenanordnung ergibt sich dadurch, dass ein Ausfall einer oder mehrerer Einzellichtquellen (z. B. einer oder mehrerer LaserDioden) einer zusammengesetzten Lichtquelle im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Homogenität der Ausleuchtung im Umfeld hat, sondern sich nur auf eine Gesamtlichtintensität auswirkt, wodurch eine besonders hohe Ausfallsicherheit eines Lidar-Sensors auf Basis einer solchen Fliegenlinsenanordnung erreichbar ist. Die durch die Fliegenaugenlinsenanordnung erzeugte Homogenität eines Austrittslichtes des Lidar-Sensors bietet zudem den Vorteil einer erhöhten Augensicherheit, insbesondere in einem Nahfeldbereich des Lidar-Sensors, welcher sich beispielsweise von einer Lichtaustrittsöffnung des Lidar-Sensors bis zu einem Abstand von mehreren Zentimetern oder Metern bezüglich der Lichtaustrittsöffnung erstreckt.
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Die erste Mikrolinsenanordnung weist eine Vielzahl entlang (und besonders vorteilhat auf) einer ersten Achse gestapelter identischer erster Mikrolinsen auf, während die zweite Mikrolinsenanordnung eine Vielzahl entlang (und besonders vorteilhat auf) einer zweiten Achse gestapelter identischer zweiter Mikrolinsen aufweist.
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Die Fliegenaugenlinsenanordnung ist eingerichtet, auf Basis eines durch die Lichtquelle erzeugten Lichts einen Abtaststrahl zur Abtastung eines Umfeldes des Lidar-Sensors zu erzeugen, welcher sich aus einem durch die erste Mikrolinsenanordnung erzeugten ersten Teilstrahl und einem durch die zweite Mikrolinsenanordnung erzeugten zweiten Teilstrahl zusammensetzt, wobei sich vordefinierte optische Eigenschaften der ersten Mikrolinsenanordnung und vordefinierte optische Eigenschaften der zweiten Mikrolinsenanordnung voneinander unterscheiden, um einen Abtaststrahl mit einer vordefinierten Lichtintensitätsverteilung im Umfeld des Lidar-Sensors zu erzeugen.
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Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass sich die optischen Eigenschaften grundsätzlich auf beliebige optische Eigenschaften der Mikrolinsenanordnungen beziehen können, welche zur Erzeugung des Abtaststrahls geeignet sind und entsprechend nicht eingeschränkt sind. Unterschiedliche optische Eigenschaften lassen sich beispielsweise durch unterschiedliche Festlegungen jeweiliger Durchmesser (bzw. Dicken) und/oder Krümmungen der einzelnen Mikrolinsen der jeweiligen Mikrolinsenanordnungen erzielen.
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Bevorzugt ist die zu erzeugende vordefinierte Lichtintensitätsverteilung in Übereinstimmung mit einem oder mehreren „Bereichen von Interesse“ (engl. „region of interest“, kurz ROI genannt) innerhalb eines Sichtfeldes des Lidar-Sensors festgelegt. Mit anderen Worten soll mittels der vordefinierten Lichtintensitätsverteilung sichergestellt werden, dass besonders interessante oder kritische Bereiche im Umfeld des Lidar-Sensors mit einer höheren Lichtintensität ausgeleuchtet bzw. abgetastet werden, um durch diese höhere Lichtintensität eine höhere Reichweite und/oder eine geringere Störanfälligkeit bei der Abtastung des Umfeldes des Lidar-Sensors zu erzielen.
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In einem Fall, in dem der Lidar-Sensor beispielsweise eine bezüglich des Horizonts vertikal ausgerichtete Abtastlinie aussendet, welche zur Abtastung des gesamten Sichtfeldes des Lidar-Sensors während eines Scan-Durchlaufs horizontal abgelenkt wird, kann es vorteilhaft sein, einen mittleren Bereich einer solchen Abtastlinie mit einer höheren Lichtintensität zu versehen, als jeweilige Randbereiche der Abtastlinie, um beispielsweise vorausliegende Objekte wie Fahrzeuge und/oder Fußgänger usw. stärker auszuleuchten als bodennahe Bereiche oder Bereiche des Himmels. Darüber hinaus sind grundsätzlich beliebige abweichende oder zusätzliche Bereiche von Interesse definierbar, welche durch eine geeignete Festlegung der optischen Eigenschaften der ersten Mikrolinsenanordnung und der zweiten Mikrolinsenanordnung mit höherer Lichtintensität ausgeleuchtet werden können.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der durch die erste Mikrolinsenanordnung erzeugte erste Teilstrahl eine Divergenz auf, welche sich von einer Divergenz des durch die zweite Mikrolinsenanordnung erzeugten zweiten Teilstrahls unterscheidet. Hierdurch lassen sich auf besonders einfache Art und Weise überlagerte Teilstrahlen erzeugen, welche nach der Überlagerung die vordefinierte Lichtintensitätsverteilung im Umfeld aufweisen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die erste Achse und die zweite Achse identisch. Hierdurch lässt sich eine Anordnung der ersten Mikrolinsen und der zweiten Mikrolinsen erreichen, bei welcher die Mittelpunkte sämtlicher Mikrolinsen auf ein und derselben Achse liegen. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass die erste Achse und die zweite Achse unter einem vordefinierten Winkel und/oder mit einem vordefinierten parallelen Versatz zueinander angeordnet sind. Durch einen Winkelversatz zwischen den beiden Achsen ist es beispielsweise möglich, abweichende optische Eigenschaften hinsichtlich einer Hauptabstrahlrichtung der jeweiligen Mikrolinsenanordnungen zu erzielen. In einem solchen Fall ist es entsprechend auch möglich, dass die ersten Mikrolinsen und die zweiten Mikrolinsen identisch ausgebildet sind und die abweichenden optischen Eigenschaften ausschließlich auf Basis des Winkelversatzes zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse erzeugt werden. Alternativ ist es möglich, die abweichenden optischen Eigenschaften sowohl durch den Winkelversatz, als auch durch unterschiedlich ausgeprägte erste Mikrolinsen und zweite Mikrolinsen zu erzielen. Gleiches gilt auch für den Fall einer parallel versetzten Anordnung der ersten Achse und der zweiten Achse.
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Besonders vorteilhaft weisen die ersten Mikrolinsen der ersten Mikrolinsenanordnung und/oder die zweiten Mikrolinsen der zweiten Mikrolinsenanordnung entlang ihrer Achsen eine vordefinierte Überlappung auf. Mit anderen Worten ist es vorteilhaft möglich, dass sich die ersten Mikrolinsen in Richtung der ersten Achse teilweise durchdringen und dass sich die zweiten Mikrolinsen in Richtung der zweiten Achse teilweise durchdringen. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass eine der ersten Mikrolinsen und eine der zweiten Mikrolinsen einander in einem Kontaktbereich der beiden Mikrolinsenanordnungen durchdringen bzw. dass diese in diesem Bereich überlappen. Alternativ oder zusätzlich weisen die ersten Mikrolinsen der ersten Mikrolinsenanordnung und/oder die zweiten Mikrolinsen der zweiten Mikrolinsenanordnung einen Brennpunkt auf, der im Wesentlichen im Bereich einer gekrümmten Oberfläche der Mikrolinsen liegt. Bevorzugt entspricht ein Durchmesser bzw. eine Dicke der jeweiligen Mikrolinsen einer jeweiligen Brennweite der Mikrolinsen.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, dass der erste Teilstrahl und der zweite Teilstrahl in einem Teilbereich überlappen oder nicht überlappen. Unter dem Teilbereich soll ein Tiefenbereich, insbesondere das Fernfeld des Lidar-Sensors verstanden werden, in welchem eine Abtastung des Umfeldes des Lidar-Sensors besonders relevant ist bzw. in welchem Objekte/Ziele überwiegend im Umfeld zu erwarteten. D. h., dass der erste Teilstrahl und der zweite Teilstrahl im abzutastenden Teilbereich entweder disjunkt oder überlappend ausgebildet sein können.
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Die Mikrolinsen der ersten Mikrolinsenanordnung und/oder der zweiten Mikrolinsenanordnung sind beispielsweise jeweils im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist es möglich, dass die Mikrolinsen der ersten Mikrolinsenanordnung und/oder der zweiten Mikrolinsenanordnung als Kugelscheibe (auch Kugelschicht genannt) und insbesondere als punktsymmetrische Kugelscheibe ausgebildet sind. Unter einer Kugelscheibe wird ein Volumenausschnitt aus einer Kugel verstanden, welcher durch zwei parallele Schnitte aus einer Kugel erhalten wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung grenzen die erste Mikrolinsenanordnung und die zweite Mikrolinsenanordnung in Längsrichtung der jeweiligen Mikrolinsenanordnungen aneinander. Mit anderen Worten steht hierbei ein Ende der ersten Mikrolinsenanordnung in Kontakt mit einem Ende der zweiten Mikrolinsenanordnung, wobei die beiden Achsen vorteilhaft eine identische Achse ausbilden oder unter einem vorzugsweise stumpfen Winkel zueinander angeordnet sind, ohne darauf eingeschränkt zu sein.
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Weiterhin ist es möglich, dass der erfindungsgemäße Lidar-Sensor und konkret die Fliegenaugenlinsenanordnung eine dritte Mikrolinsenanordnung mit einer Vielzahl entlang einer dritten Achse angeordneter identischer dritter Mikrolinsen aufweist, wobei die dritte Mikrolinsenanordnung in Längsrichtung zwischen die erste Mikrolinsenanordnung und die zweite Mikrolinsenanordnung eingefügt ist oder an ein (in Längsrichtung) freiliegendes Ende der ersten Mikrolinsenanordnung oder der zweiten Mikrolinsenanordnung angrenzt. Hierdurch ist es möglich, eine Flexibilität bei der Erzeugung einer oder mehrerer Bereiche von Interesse zu erhöhen und/oder eine genauere Anpassung der Lichtintensitätsverteilung an den oder die gewünschten Bereiche von Interesse herzustellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die dritte Mikrolinsenanordnung dieselben optischen Eigenschaften wie die zweite Mikrolinsenanordnung auf, zudem grenzt die zweite Mikrolinsenanordnung an ein Ende der ersten Mikrolinsenanordnung an, während die dritte Mikrolinsenanordnung an das andere Ende der ersten Mikrolinsenanordnung angrenzt. Auf Basis einer solchen Konfiguration lässt beispielsweise sich eine besonders hohe Augensicherheit im Nahfeld des Lidar-Sensors erzielen.
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Der erfindungsgemäße Lidar-Sensor ist beispielsweise als Linienscanner oder als Flash-Scanner ist ausgebildet. Zudem ist es möglich, dass die Fliegenaugenlinsenanordnung einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Fliegenaugenlinsenanordnung;
- 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen ersten Mikrolinsenanordnung und einer zweiten Mikrolinsenanordnung für eine erfindungsgemäße Fliegenaugenlinsenanordnung;
- 3a und 3b eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform und eine mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung;
- 4a und 4b eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform und eine mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung;
- 5 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lidar-Sensors;
- 6a und 6b eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform und einer mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung;
- 7a und 7b eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform und einer mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung; und
- 8a und 8b eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform und einer mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Fliegenaugenlinsenanordnung 20, welche eine Vielzahl kugelförmiger Mikrolinsen 50 aufweist, die auf einer Achse 40 angeordnet sind und die eine Mikrolinsenanordnung 30 ausbilden.
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Die Mikrolinsen 50 sind hinsichtlich ihrer Höhe 80 und Breite 90 derart ausgebildet, dass eine Lichtquelle 10 im Bereich der kugelförmigen Außenfläche der Mikrolinsen 50 abgebildet wird. Entsprechend ergeben sich eine Vielzahl von Abbildern 15 der Lichtquelle 10 auf der rechten Seite (in der Figur) der jeweiligen Mikrolinsen 50.
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Zudem ist es ersichtlich, dass sich die Mikrolinsen 50 in Richtung der Achse 40 der Mikrolinsenanordnung 30 teilweise durchdringen und auf diese Weise eine vordefinierte Überlappung aufweisen.
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2 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen ersten Mikrolinsenanordnung 30 und einer zweiten Mikrolinsenanordnung 35 für eine erfindungsgemäße Fliegenaugenlinsenanordnung 20.
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Die erste Mikrolinsenanordnung 30 weist eine Vielzahl entlang einer ersten Achse 40 gestapelter identischer erster Mikrolinsen 50 auf. Die zweite Mikrolinsenanordnung 35 weist eine Vielzahl entlang einer zweiten Achse 45 gestapelter identischer zweiter Mikrolinsen 55 auf, wobei die ersten Mikrolinsen 50 eine stärkere Überlappung entlang der ersten Achse 40 aufweisen, als die zweiten Mikrolinsen 55 entlang der zweiten Achse 45.
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Entsprechend ergibt sich eine aus 2 ersichtliche abweichende Divergenz eines mittels der ersten Mikrolinsenanordnung 30 erzeugten ersten Teilstrahls 62 und eines mittels der zweiten Mikrolinsenanordnung 35 erzeugten zweiten Teilstrahls 64, wenn die jeweiligen Mikrolinsenanordnungen 30, 35 mittels einer Lichtquelle 10 angestrahlt werden. Mit anderen Worten weisen die erste Mikrolinsenanordnung 30 und die zweite Mikrolinsenanordnung 35 durch die abweichenden Divergenzen jeweils abweichende optische Eigenschaften auf.
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3a und 3b zeigen eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung 20 (3a) gemäß einer ersten Ausführungsform und eine mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung (3b). Die Fliegenaugenlinsenanordnung 20 wird vorteilhaft in einem Sendepfad eines (nicht gezeigten) Lidar-Sensors eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs eingesetzt.
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Die Fliegenaugenlinsenanordnung 20 ist hier aus einer ersten Mikrolinsenanordnung 30 und einer zweiten Mikrolinsenanordnung 35 ausgebildet. Die erste Mikrolinsenanordnung 30 weist eine Vielzahl entlang einer ersten Achse 40 gestapelter identischer erster Mikrolinsen 50 auf und die zweite Mikrolinsenanordnung 35 weist eine Vielzahl entlang einer zweiten Achse 45 gestapelter identischer zweiter Mikrolinsen 55 auf, wobei die erste Achse 40 und die zweite Achse 45 in dieser Ausführungsform identisch sind.
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Aufgrund unterschiedlicher optischer Eigenschaften der ersten Mikrolinsenanordnung 30 und der zweiten Mikrolinsenanordnung 35 weisen ein auf Basis einer Laserlichtquelle 10 erzeugter erster Teilstrahl 62 und ein ebenfalls auf Basis der Laserlichtquelle 10 erzeugter zweiter Teilstrahl 64 auf der rechten Seite (in der Figur) der Fliegenaugenlinsenanordnung 20 unterschiedliche Divergenzen auf, welche durch die Winkel α und β gekennzeichnet sind.
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In einem Umfeld, konkret in einem Fernfeld des Lidar-Sensors, welcher die erfindungsgemäße Fliegenaugenlinsenanordnung 20 aufweist, ergibt sich eine wie in 3b gezeigte Lichtintensitätsverteilung eines Abtaststrahls 60, welcher sich aus dem ersten Teilstrahl 62 und dem zweiten Teilstrahl 64 zusammensetzt. Aufgrund der unterschiedlichen Divergenzen der beiden Teilstrahlen 62, 64 ergibt sich in Bereichen, die nur durch den ersten Teilstrahl 62 beleuchtet werden, eine erste Lichtintensität 11 im Fernfeld des Lidar-Sensors. In einem Bereich, in dem eine Überlappung der beiden Teilstrahlen 62, 64 vorliegt ergibt sich dementsprechend eine höhere Lichtintensität I2 im Fernfeld, wodurch in diesem Bereich eine höhere Reichweite des Lidar-Sensors erzielt werden kann.
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Dies lässt sich beispielsweise vorteilhaft einsetzen, wenn ein mittlerer Bereich eines Sichtfeldes eines Lidar-Sensors mit einer höheren Reichweite erfasst werden soll.
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4a und 4b zeigen eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung 20 (4a) gemäß einer zweiten Ausführungsform und eine mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung (4b). Aufgrund zahlreicher Übereinstimmungen zwischen den 3a, 4a und den 3b, 4b werden nachfolgend zur Vermeidung von Wiederholungen nur deren Unterschiede beschrieben.
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In 4a ist die erste Achse 40 unter einem vordefinierten Winkel γ zur zweiten Achse 45 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine in 4b gezeigte Lichtintensitätsverteilung des Abtaststrahls 60, welche von der Lichtintensitätsverteilung in 3b abweicht, da die Teilstrahlen 62, 64 einen abweichenden Winkel und dadurch eine abweichende Überlappung zueinander aufweisen.
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Dies lässt sich beispielsweise vorteilhaft einsetzen, wenn ein oberer Bereich eines Sichtfeldes eines Lidar-Sensors mit einer höheren Reichweite erfasst werden soll.
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5 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lidar-Sensors, welcher eine Sendeinheit 100, eine Ablenkeinheit 110 und eine Empfangseinheit 120 aufweist.
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Die Sendeeinheit 100 weist eine Lichtquelle 10 auf, welche hier auf einer Laser-Diodenanordnung basiert. Durch die Lichtquelle 10 erzeugtes Licht wird über eine kollimierende Optik 105 auf eine erfindungsgemäße Fliegenaugenlinsenanordnung 20 geleitet, welche mittels des Lichts einen Abtaststrahl 60 erzeugt, der sich aus einem ersten Teilstrahl 62 und einem zweiten Teilstrahl 64 zusammensetzt.
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Der Abtaststrahl 60 wird über eine rotierbare Ablenkeinheit 110 des Lidar-Sensors in ein Umfeld des Lidar-Sensors zur Abtastung des Umfeldes abgelenkt.
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Im Umfeld gestreute Anteile des Abtaststrahls 60 werden mittels der Ablenkeinheit 110 zur Empfangseinheit 120 umgelenkt, welche eine Sammellinse 130 und einen Lichtdetektor 125 aufweist. Mittels des Lichtdetektors 125 erzeugter Empfangssignale ist es anschließend möglich, Objekte/Ziele im Umfeld des Lidar-Sensors zu detektieren.
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6a und 6b zeigen eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung 20 (6a) gemäß einer dritten Ausführungsform und einer mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung (6b). Aufgrund zahlreicher Übereinstimmungen zwischen den 3a, 4a, 6a und den 3b, 4b, 6b werden nachfolgend zur Vermeidung von Wiederholungen nur deren Unterschiede beschrieben.
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6a zeigt eine Fliegenaugenlinsenanordnung 20, die eine weitere erste Mikrolinsenanordnung 30 aufweist, welche derart angeordnet ist, dass die zweite Mikrolinsenanordnung 35 in Längsrichtung zwischen den beiden ersten Mikrolinsenanordnungen 30 eingefasst ist.
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Eine sich hieraus ergebende Lichtintensitätsverteilung im Fernfeld entspricht im Wesentlichen der Lichtintensitätsverteilung in 3b. Durch eine Aufteilung der Lichtanteile der ersten Mikrolinsenanordnung 30 in 3a auf zwei erste Mikrolinsenanordnungen 30 in 6a lässt sich durch die breitere Verteilung der ersten Teilstrahlen 62 eine höhere Augensicherheit in der hier vorliegenden dritten Ausführungsform in einem Nahfeld (z. B. in einem Abstand bis zu einigen Zentimeter oder einigen Metern ausgehend von einer Austrittsöffnung des Lidar-Sensors) erreichen.
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7a und 7b zeigen eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung 20 (7a) gemäß einer vierten Ausführungsform und einer mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung (7b). Aufgrund zahlreicher Übereinstimmungen zwischen den 6a, 7a und den 6b, 7b werden nachfolgend zur Vermeidung von Wiederholungen nur deren Unterschiede beschrieben.
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Die Fliegenaugenlinsenanordnung 20 in 7a weist anstelle einer weiteren ersten Mikrolinsenanordnung 30 eine dritte Mikrolinsenanordnung 37 auf, welche sich aus einer Vielzahl identischer dritter Mikrolinsen 57 zusammensetzt, die entlang einer dritten Achse 47 angeordnet sind. Die erste Achse 40, die zweite Achse 45 und die dritte Achse 47 sind hier ein und dieselbe Achse, wobei auch hiervon abweichende Ausgestaltungen möglich sind.
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Die Mikrolinsenanordnungen 30, 35, 37 unterschieden sich jeweils wenigstens in einer optischen Eigenschaft, wobei die wenigstens eine optische Eigenschaft jeweils unterschiedliche Divergenzen des ersten Teilstrahls 62, des zweiten Teilstrahls 64 und eines durch die dritte Mikrolinsenanordnung 66 erzeugten dritten Teilstrahls 66 umfasst. Die Divergenz des dritten Teilstrahls 66 ist mittels des Winkels δ gekennzeichnet.
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Auf Basis der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es entsprechend möglich, drei Bereiche mit jeweils unterschiedlichen Lichtintensitäten I1, I2, I3 im Umfeld zu erzeugen.
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8a und 8b zeigen eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliegenaugenlinsenanordnung 20 (8a) gemäß einer fünften Ausführungsform und einer mit dieser korrespondierenden Lichtintensitätsverteilung (8b). Aufgrund zahlreicher Übereinstimmungen zwischen den 4a, 8a und den 4b, 8b werden nachfolgend zur Vermeidung von Wiederholungen nur deren Unterschiede beschrieben.
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Im Vergleich zu 4a weist 8a einen größeren Winkelversatz zwischen der ersten Achse 40 und der zweiten Achse 45 der jeweiligen Mikrolinsenanordnungen 30, 35 auf, welcher sich aus einem Teilwinkel γ und einem Teilwinkel ε ergibt. Dadurch ist es möglich, dass in einem Fernfeld des Lidar-Sensors (z. B. in einer Entfernung von 50 m bis 350 m) ausschließlich eine solche Überlappung zwischen dem ersten Teilstrahl 62 und dem zweiten Teilstrahl 64 erzeugt wird, dass jeder Teilstrahl 62, 64 zusätzlich zu einem überlappenden Ausleuchtungsbereich der beiden Teilstrahlen 62, 64 Bereiche im Fernfeld ausleuchtet, die nicht durch Bereiche des jeweils anderen Teilstrahls 62, 64 ausgeleuchtet werden.
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Hieraus lässt sich eine in 8b veranschaulichte Lichtintensitätsverteilung im Fernfeld erzeugen, welche wie in 7b drei Bereiche mit jeweils unterschiedlichen Lichtintensitäten I1, I2, I3 enthält, die in der fünften Ausführungsform jedoch auf Basis von nur zwei anstatt drei Mikrolinsenanordnungen 30, 35 erzeugt werden.
