DE10323317A1 - Vorrichtung zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System sowie Verwendung der Vorrichtung - Google Patents
Vorrichtung zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System sowie Verwendung der Vorrichtung Download PDFInfo
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Abstract
Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung (1) zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System, insbesondere in einem System zur Abstandsmessung oder zur Detektion von Gegenständen in einem wählbaren Bereich um ein bewegtes Fahrzeug, mindestens eine Lichtquelle (4), mindestens ein Detektorelement (8) sowie mindestens ein Umlenkelement (2) zur Umlenkung des Lichtstrahls, wobei das Umlenkelement (2) midnestens einen Silizium-Mikrospiegel (3) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System sowie die Verwendung einer derartigen Vorrichtung.
- Bei optischen Systemen, wie z. B. Entfernungsmesssystemen in der Fahrzeugtechnik oder Kassensystemen an Supermarktkassen, bei denen eine Auswertung eines an einem Objekt reflektierten Lichtstrahls erfolgt, werden oftmals rotierende Polygonspiegel mit einer Mehrzahl von mit einem bestimmten Winkel geneigten Spiegelflächen zur Anwendung gebracht. Durch den rotierenden Polygonspiegel wird eine flächenhafte Bereichsabtastung erzielt.
- Nachteilig an Systemen mit rotierenden Polygonspiegeln ist zum einen, dass für die Lagerung des Polygonspiegels eine teure, nahezu spielfreie und robuste Präzisionsmechanik benötigt wird, und zum anderen, dass infolge des rauen Einsatzgebietes in der Fahrzeugtechnik bedingt durch Vibration, Motorgeräusche, Karosserieresonanzen, Fahrbahnunebenheiten, Schlaglöcher erhebliche mechanische Kräfte auf die relativ schwere Konstruktion einwirken, die sich negativ auf Messgenauigkeit und Lebensdauer des Systems auswirken.
- Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl derartiger Systeme bekannt, bei denen ein Lichtstrahl durch einen rotierenden Polygonspiegel abgelenkt wird.
- Beispielsweise wird in der
DE 101 39 237 A1 eine Vorrichtung mit einem Detektorelement zum Empfang eines an einem Objekt reflektierten Lichtstrahls mit Mitteln zur Umlenkung des reflektierten Lichtstrahls auf das Detektorelement beschrieben, bei der als Mittel zur Ablenkung des reflektierten Licht strahls ein sich drehender Polygonspiegel mit einer Mehrzahl von mit einem bestimmten Winkel geneigten Spiegelflächen vorgesehen ist, wobei das Detektorelement in Richtung der Drehachse des Polygonspiegels angeordnet ist und zur Fokussierung des reflektierten Lichtstrahls auf das Detektorelement jeder Spiegelfläche des Polygonspiegels eine Optik zugeordnet ist, die synchron mit dem Polygonspiegel rotiert. Die mitrotierenden Optiken verstärken die ohnehin auf den rotierenden Polygonspiegel wirkenden Trägheitskräfte, so dass die Anforderungen an die Präzision und Robustheit der Lagerung noch gesteigert werden. - Aus
DE 197 49 926 A1 undDE 197 49 923 A1 sind Aufzeichnungsvorrichtungen mit Laserabtastung bekannt, bei denen das von einer Laserlichtquelle abgegebene Laserlicht an einem Polygonspiegel zum Abtasten eines lichtempfindlichen Aufzeichnungsträgers reflektiert wird. Die beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtungen kommen in Laserdruckern zum Einsatz und sollen Änderungen des Reflexionsgrades der Reflexionsflächen des Polygonspiegels durch Leistungssteuerung der Laserdiode ausgleichen. - Weiterhin sind aus dem Anwendungsgebiet des Laserfernsehens zur Laserstrahlablenkung Silizium-Mikrospiegel (so genannte Torsionsaktoren) bekannt. Einen Überblick über solche Silizium-Mikrospiegel bieten die Website http://www.infotech.tuchemnitz.de/~zfm/forschung/mikrospiegel.html sowie die Dissertation "Ein neuartiger Mikroaktor zur ein- und zweidimensionalen Ablenkung von Licht", vorgelegt am Fachbereich Elektrotechnik der Gerhard-Mercator-Universität Gesamthochschule Duisburg von Dipl.-Phys. Harald Schenk. Derartige Mikrospiegel weisen bei ebener Spiegelfläche maximale Auslenkwinkel von 2° bis 5° statisch bzw. 10° bis 40° in Resonanz auf. Die Ansteuerung zur Aullenkung des Strahlenverlaufes erfolgt durch elektro-statische Anregung.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System, insbesondere in einem System zur Abstandsmessung oder zur Detektion von Gegenständen in einem wählbaren Bereich um ein bewegtes Fahrzeug, anzugeben, die kostengünstig herzustellen ist, keine Präzisionslagerung benötigt, eine hohe Verschleißfestigkeit, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer aufweist sowie unempfindlich gegenüber mechanischen Störgrößen ist und mit geringem Energieaufwand regelbar ist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 8; vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System, insbesondere in einem System zur Abstandsmessung oder zur Detektion von Gegenständen in einem wählbaren Bereich um ein bewegtes Fahrzeug umfasst mindestens eine Lichtquelle, mindestens ein Detektorelement sowie mindestens ein Umlenkelement zur Umlenkung des Lichtstrahls, wobei als Umlenkelement ein Silizium-Mikrospiegel vorgesehen ist.
- Zur Abstandsmessung bzw. zur Detektion von Objekten in der Umgebung der Vorrichtung sendet die Lichtquelle in bekannter Weise einen Lichtstrahl aus. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine Laserdiode oder eine Gasentladungslampe mit einem vorgeschalteten Polarisationsfilter sein. Die Verwendung monochromatischen oder polarisierten Lichts steigert die Zuverlässigkeit der Objekterkennung.
- Der Lichtstrahl wird von in der Umgebung befindlichen Objekten reflektiert und anschließend von dem Detektorelement erfasst. Als Detektorelement kann beispielsweise ein so genannter CCD-Sensor verwendet werden. Im Strahlengang des Licht strahls angeordnet umfasst die Vorrichtung außerdem mindestens ein Umlenkelement zur Umlenkung des Lichtstrahls.
- Prinzipiell kann das Umlenkelement zu zwei verschiedenen Zwecken alternativ oder kumulativ eingesetzt werden.
- Zum einen ist es möglich, mit dem Umlenkelement oder einer Anordnung mehrerer Umlenkelement den Lichtstrahl vor dem Aussenden so zu beeinflussen, dass ein möglichst großer Bereich der Umgebung beleuchtet wird.
- Hierzu wird mittels eines oder mehrerer Umlenkelement mit dem Lichtstrahl die Umgebung ein- oder zweidimensional abgetastet oder der Lichtstrahl gestreut. Hierzu wird das Umlenkelement oder die Anordnung von Umlenkelementen an einer vor dem Austritt des Lichtstrahls aus der Vorrichtung liegenden Position im Strahlengang angeordnet. Das von einem im Ausleuchtungsbereich befindlichen Objekt reflektierte Licht wird von dem Detektorelement erfasst und anschließend in bekannter Weise, etwa nach dem Laufzeitverfahren, der Abstand des reflektierenden Objekts ermittelt und/oder die Existenz eines Objekts festgestellt.
- Zum anderen kann zur Verbesserung der Empfindlichkeit und Messgenauigkeit der Vorrichtung das einfallende reflektierte Licht mittels eines Umlenkelements oder einer Anordnung von Umlenkelementen so gebündelt werden, dass es dem Detektorelement zugeführt wird. Hierzu wird das Umlenkelement oder die Anordnung von Umlenkelementen an einer vor dem Detektorelement liegenden Position im Strahlengang angeordnet. Das reflektierte Licht wird von dem Detektorelement erfasst und anschließend wie oben beschrieben weiterverarbeitet.
- Beide Möglichkeiten der Anordnung des oder der Umlenkelement sind auch kumulativ in einer Vorrichtung einsetzbar, so dass der Lichtstrahl vor dem Austreten aus der Vorrichtung durch ein erstes Umlenkelement oder eine erste Anordnung von Umlen kelementen gestreut wird oder einen wählbaren Bereich der Umgebung abtastet und das reflektierte Licht nach dem Wiedereintreten in die Vorrichtung durch ein zweites Umlenkelement oder eine zweite Anordnung von Umlenkelementen auf das Detektorelement geleitet wird.
- Die Ablenkung des Lichtstrahls erfolgt vorzugsweise anstelle einer mechanisch aufwendigen Polygonspiegel-Konstruktion mittels eines Silizium-Mikrospiegels (eines so genannten Torsionsaktors) oder einer Anordnung solcher Silizium-Mikrospiegel. Diese stellen in der Vorrichtung das Umlenkelement dar. Alternativ kann der Silizium-Mikrospiegel auf einem als ASIC oder Halbleiterelement ausgebildeten Umlenkelement angeordnet sein. Durch Ansteuerung des oder der Silizium-Mikrospiegel mittels elektro-statischer Anregung zur Aullenkung des Strahlenverlaufes kann auf einfache Art und Weise eine Regelstrecke realisiert werden, damit der vorgegebene Soll-Auslenkungsbereich kontrolliert und gesteuert werden kann. Hierzu wird der abgelenkte Strahl z. B. an mindestens zwei Referenzpunkten kontrolliert und je nach dem aktuellen Ergebnis stärker oder schwächer abgelenkt. Dabei wird mittels Anlegen einer vorgegebenen Ablenkspannung in einer Prüf- oder Initialisierungsphase ermittelt, bei welchem Wert der Ablenkspannung die den Soll-Auslenkungsbereich begrenzenden oder einen Referenz-Ablenkwinkel bildenden Referenzpunkte erreicht sind. Anschließend kann kontinuierlich mittels eines Spannungshubes zwischen den ermittelten Werten für die Ablenkspannung ein beliebiger Auslenkungsbereich oder Ablenkwinkel eingestellt werden.
- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bedingt durch den einfachen Aufbau der Vorrichtung unter Verwendung eines Silizium-Mikrospiegels als Umlenkelement ein besonders kostengünstiges System zur Abstandsmessung oder zur Detektion von Gegenständen in einem wählbaren Bereich um ein bewegtes Kraftfahrzeug ermöglicht ist, da keine Präzisionsmechanik in Form von Lagern etc. er forderlich ist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine höhere Verschleißfestigkeit auf, da die beweglichen Teile ein deutlich geringeres Eigengewicht gegenüber einem Polygonspiegelsystem aufweisen, wodurch der Einfluss der Trägheitskräfte auf ein vernachlässigbar kleines Maß schrumpft. Das System ist weniger störanfällig und weist eine höhere Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer als herkömmliche Systeme auf, da es unempfindlicher gegenüber mechanischen Störgrößen ist. Die Vorrichtung ist einfach und mit geringem Energieaufwand regelbar und realisiert eine kontinuierliche Umlenkung des Lichtstrahls.
- Die Vorrichtung kann für alle Arten optischer Erkennungsgeräte, wie Scannerkassen, Warenwirtschaftssysteme, Akten- oder Bibliothekenverwaltungssysteme, Pre-Crash-Systeme oder elektronische Deichseln zur Verwendung an Kraftfahrzeugen usw. eingesetzt werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine Vorrichtung zur Ablenkung eines Strahlungsverlaufs, bei der mehrere einzeln steuerbare Silizium-Mikrospiegel an einer vor dem Austritt des Lichtstrahls aus der Vorrichtung liegenden Position im Strahlengang angeordnet sind, -
2 eine alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Ablenkung eines Strahlungsverlaufs, bei der mehrere einzeln steuerbare Silizium-Mikrospiegel an einer vor dem Detektorelement liegenden Position im Strahlengang angeordnet sind, und -
3 ein Diagramm zur Einstellung eines Referenz-Ablenkwinkels mittels einer einstellbaren Ablenkspannung am Silizium-Mikrospiegel. - Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- In
1 ist eine Vorrichtung1 zur Ablenkung eines Strahlungsverlaufs (im Weiteren kurz Ablenkvorrichtung1 genannt) dargestellt, bei der ein Umlenkelement2 vorgesehen ist, das mindestens einen in seiner Position einstellbaren Silizium-Mikrospiegel3 umfasst und an einer vor dem Austritt des Lichtstrahls aus der Ablenkvorrichtung1 liegenden Position im Strahlengang angeordnet ist. - Die Ablenkvorrichtung
1 umfasst eine Lichtquelle4 , deren erzeugtes Licht L fällt zunächst innerhalb der Ablenkvorrichtung1 auf den Silizium-Mikrospiegel3 des Umlenkelements2 . Je nach Art und Ausbildung des Umlenkelements2 , insbesondere in Abhängigkeit vom Auflösungsgrad oder der Größe des zu erfassenden Raumes umfasst das Umlenkelement2 wie dargestellt mehrere Silizium-Mikrospiegel3 , welche zeilen- und/oder spaltenförmig in Art einer Matrix angeordnet sein können. - Die einzelnen Silizium-Mikrospiegel
3 werden über Steuerleitungen6 statisch so ausgerichtet, dass das von der Lichtquelle4 ausgesandte Licht L von jedem Silizium-Mikrospiegel3 in eine andere Richtung abgelenkt wird. Hierdurch wird erreicht, dass ein größerer Bereich des die Ablenkvorrichtung1 umgebenden Raums ausgeleuchtet wird. Die Auslenkung der einzelnen Silizium-Mikrospiegel3 kann vorteilhaft an die aktuelle Situation, beispielsweise eine geänderte Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, angepasst werden. - Alternativ können die Silizium-Mikrospiegel
3 auch dynamisch angesteuert werden, so dass mit dem ausgesendeten Licht L der zu überwachende Raum beispielsweise zeilenförmig abgetastet wird. In dieser Ausgestaltung der Ablenkvorrichtung1 werden weniger Silizium-Mikrospiegel3 benötigt, jedoch wird der zu überwachende Raum dann nicht permanent vollständig, sondern immer nur teilweise ausgeleuchtet. - Nach dem Ablenken durch die Silizium-Mikrospiegel
3 sendet die Ablenkvorrichtung1 das Licht L aus. - Trifft das von der Ablenkvorrichtung
1 auf diese Weise ausgesendete Licht L auf ein Objekt O, das sich innerhalb des ausgeleuchteten Raums befindet, so wird das Licht L von diesem Objekt O teilweise reflektiert. Das reflektierte Licht LR kehrt zur Ablenkvorrichtung1 zurück und trifft dort auf ein zugehöriges Detektorelement8 . Das Detektorelement8 verfügt über eine Datenschnittstelle10 , über die ein das reflektierte Licht LR repräsentierendes Messsignal ausgelesen und in nicht näher dargestellter Art und Weise einer Datenerfassungs- und Verarbeitungseinheit zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann. Auf diese Weise kann mit Hilfe einer nicht dargestellten Datenerfassungs- und Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise eines Bordcomputers eines Fahrzeuges, anhand der von dem Detektorelement8 ermittelten Helligkeitswerte das Vorhandensein eines Objekts O im ausgeleuchteten Raum erkannt werden. - In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sendet die Lichtquelle
4 Lichtimpulse aus, so dass anhand der Laufzeit des Lichts L und/oder des reflektierten Lichts LR auch der Abstand des Objekts O ermittelt werden kann. Ebenfalls vorteilhaft ist es, das Auslesen des Detektorelements8 mit dem Aussenden von Licht L durch die Lichtquelle4 zu synchronisieren, so dass Störeinflüsse durch Fremdlicht verhindert werden. - Die beschriebene Ablenkvorrichtung
1 kann vorteilhaft in Kraftfahrzeugen mit so genannten Pre-Crash-Systemen oder so genannten elektronischen Deichseln, d. h. Systemen zur Einhaltung eines konstanten Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, verwendet werden. Auch ein Einsatz in Scannerkassen, Warenwirtschaftssystemen, Akten- oder Bibliothekenverwaltungssystemen beispielsweise zur Identifikation von Strichcodes ist möglich. Hierzu werden die Silizium-Mikrospiegel3 des Umlenkelements2 vorteilhaft dynamisch gesteuert, so dass der interessierende Raum kontinuierlich abgetastet wird. - In
2 ist eine Ablenkvorrichtung1 dargestellt, bei der ein aus einer Anordnung mehrerer einzeln steuerbarer Silizium-Mikrospiegel3 bestehendes Umlenkelement2 an einer vor dem Detektorelement4 liegenden Position im Strahlengang angeordnet ist. - Das von der Lichtquelle
4 erzeugte Licht11 tritt ohne Ablenkung direkt aus der Ablenkvorrichtung1 aus. Gegebenenfalls kann der Lichtstrahl durch eine nicht dargestellte, zur Lichtquelle4 gehörende Linsenanordnung gestreut werden, so dass durch das ausgesendete Licht L eine möglichst gute Ausleuchtung des zu überwachenden Raumes erzielt wird. - Trifft das von der Ablenkvorrichtung
1 auf diese Weise ausgesendete Licht L auf ein Objekt O, das sich innerhalb des ausgeleuchteten Raums befindet, so wird das Licht L von diesem Objekt O teilweise reflektiert. Das reflektierte Licht LR kehrt zur Ablenkvorrichtung1 zurück und trifft dort innerhalb der Ablenkvorrichtung1 auf die Silizium-Mikrospiegel3 des Umlenkelements2 . Bei dem Umlenkelement2 kann es sich beispielsweise um ein ASIC- oder um ein Halbleiterelement handeln, auf welchem ein Silizium-Mikrospiegel3 angeordnet ist. - Die einzelnen Silizium-Mikrospiegel
3 werden über Steuerleitungen6 statisch so ausgerichtet, dass das aus unterschiedlichen Raumrichtungen einfallende, reflektierte Licht LR von jedem Silizium-Mikrospiegel3 auf das Detektorelement8 gelenkt wird. Hierdurch wird erreicht, dass reflektiertes Licht LR aus dem gesamten zu überwachenden Raum erfasst wird. Die Auslenkung der einzelnen Silizium-Mikrospiegel3 kann vorteilhaft an die aktuelle Situation, beispielsweise eine geän derte Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, angepasst werden.3 zeigt beispielhaft ein Diagramm zur Einstellung eines mittels Referenzpunkten RP1, RP2 gebildeten Referenz-Ablenkwinkels α anhand einer am Silizium-Mikrospiegel3 angelegten Ablenkspannung U an der Steuerleitung6 . Dabei wird mittels Anlegen der Ablenkspannung U in einer Prüfphase ermittelt, bei welchem Wert der Ablenkspannung U die Referenzpunkte RP1, RP2 des Referenz-Ablenkwinkels α erreicht sind. Im Betrieb der Ablenkvorrichtung1 kann dann durch Änderung der Ablenkspannung U kontinuierlich oder schrittweise mittels eines Spannungshubes zwischen den ermittelten Werten der Ablenkspannung U für die Referenzpunkte RP ein beliebiger Referenz-Ablenkwinkel α eingestellt werden. - Alternativ oder zusätzlich können die Silizium-Mikrospiegel
3 auch dynamisch angesteuert werden, so dass aus verschiedenen Richtungen des zu überwachenden Raums einfallendes reflektiertes Licht LR beispielsweise zeilenförmig abgetastet wird. In dieser Ausgestaltung der Ablenkvorrichtung1 werden weniger Silizium-Mikrospiegel3 benötigt, jedoch wird aus verschiedenen Richtungen des zu überwachenden Raums einfallendes reflektiertes Licht LR dann nicht permanent vollständig, sondern immer nur teilweise erfasst. - Nach dem Ablenken durch die Silizium-Mikrospiegel
3 trifft das reflektierte Licht LR auf das Detektorelement8 . Das Detektorelement8 verfügt über eine Datenschnittstelle10 , über die ein aus dem reflektierten Licht LR erfasstes Messsignal ausgelesen und zur weiteren Verarbeitung einer Datenerfassungs- und Verarbeitungseinheit zugeführt werden kann. Auf diese Weise kann mit Hilfe einer nicht dargestellten Datenerfassungs- und Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise eines Bordcomputers eines Kraftfahrzeuges, anhand der von dem Detektorelement8 ermittelten Helligkeitswerte das Vorhandensein eines Objekts O im ausgeleuchteten Raum erkannt werden. - Die Ablenkvorrichtung
1 kann auch zwei Umlenkelemente2 umfassen, von denen eines vor dem Austritt des Lichtstrahls aus der Ablenkvorrichtung1 liegenden Position im Strahlengang angeordnet ist und das andere an einer vor dem Detektorelement8 liegenden Position im Strahlengang angeordnet ist. - Die beschriebene Ablenkvorrichtung
1 kann vorteilhaft in Kraftfahrzeugen mit Pre-Crash-Systemen oder so genannten elektronischen Deichseln, d. h. Systemen zur Einhaltung eines konstanten Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, verwendet werden. Auch ein Einsatz in Scannerkassen, Warenwirtschaftssystemen, Akten- oder Bibliothekenverwaltungssystemen beispielsweise zur Identifikation von Strichcodes ist möglich. Hierzu werden die Silizium-Mikrospiegel3 des Umlenkelements2 vorteilhaft dynamisch gesteuert, so dass der interessierende Raum kontinuierlich abgetastet wird. - Die Ablenkvorrichtung
1 ist kostengünstig herzustellen, benötigt keine Präzisionslagerung, weist eine hohe Verschleißfestigkeit, eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer auf und ist unempfindlich gegenüber mechanischen Störgrößen und mit geringem Energieaufwand regelbar. -
- 1
- Ablenkvorrichtung
- 2
- Umlenkelement
- 3
- Silizium-Mikrospiegel
- 4
- Lichtquelle
- 6
- Steuerleitungen
- 8
- Detektorelement
- 10
- Datenschnittstelle
- L
- ausgesendetes Licht
- LR
- reflektiertes Licht
- O
- Objekt
- RP1, RP2
- Referenzpunkte
- U
- Ablenkspannung
- α
- Referenz-Ablenkwinkel
Claims (11)
- Vorrichtung (
1 ) zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System, insbesondere in einem System zur Abstandsmessung oder zur Detektion von Gegenständen in einem wählbaren Bereich um ein bewegtes Fahrzeug, umfassend mindestens eine Lichtquelle (4 ), mindestens ein Detektorelement (8 ) sowie mindestens ein Umlenkelement (2 ) zur Umlenkung des Lichtstrahls, wobei das Umlenkelement (2 ) mindestens einen Silizium-Mikrospiegel (3 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (
2 ) eine Anordnung mehrerer einzeln steuerbarer Silizium-Mikrospiegel (3 ) umfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkelement (
2 ) an einer vor dem Austritt des Lichtstrahls liegenden Position im Strahlengang angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkelement (
2 ) an einer vor dem Detektorelement (8 ) liegenden Position im Strahlengang angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (
4 ) eine Laserdiode ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (
4 ) pulsierend betrieben wird. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslesen des Detektorelements (
8 ) synchron oder synchronisiert mit dem Aussenden des Lichts (L) durch die Lichtquelle (4 ) erfolgt. - Verwendung einer Vorrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Detektion von Objekten (O) in einem wählbaren Raum. - Verwendung einer Vorrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Abstandsmessung zwischen der Vorrichtung (1 ) und einem im Raum befindlichen Objekt (O). - Verwendung einer Vorrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Erkennung charakteristischer Merkmale eines im Raum befindlichen Objekts (O). - Verwendung einer Vorrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Identifikation eines Strichcodes.
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DE2003123317 Withdrawn DE10323317A1 (de) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | Vorrichtung zur Ablenkung des Strahlenverlaufs in einem optischen System sowie Verwendung der Vorrichtung |
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Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005018482A1 (de) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Abbildung eines Blickfelds auf einen Detektor |
DE102005049471A1 (de) * | 2005-10-13 | 2007-05-31 | Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) | Entfernungssensor mit Einzelflächenabtastung |
DE102007004973A1 (de) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Umfeldsensor zur Detektion von Objekten und Betriebsverfahren hierfür |
DE102008048572A1 (de) * | 2008-09-23 | 2010-03-25 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen des Auftrefforts eines Lichtstrahls auf einem flächigen Element unter Verwendung eines aus beweglichen Einzelspiegeln bestehend Elements |
EP2339367A1 (de) * | 2009-12-17 | 2011-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Laserscanner |
DE202012104074U1 (de) | 2012-10-23 | 2014-01-27 | Sick Ag | 3D-Kamera zur dreidimensionalen Überwachung eines Überwachungsbereichs |
DE102008064652B4 (de) * | 2008-04-18 | 2014-03-27 | Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) | Optischer Laufzeitsensor zur Raumabtastung |
DE102012223610A1 (de) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
DE102013226624A1 (de) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Osram Gmbh | Beleuchtungseinrichtung |
DE102014207965A1 (de) * | 2014-04-28 | 2015-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Objekterkennung |
DE102004002936B4 (de) * | 2004-01-21 | 2016-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernungsmessung |
DE102015112295A1 (de) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Sendeeinrichtung für eine optische Detektionsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, optische Detektionsvorrichtung, Kraftfahrzeug sowie Verfahren |
DE102016200109A1 (de) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Gegenständen in einem Erfassungsbereich |
WO2017089063A1 (de) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Laserscanner und kraftfahrzeug mit einem laserscanner |
WO2017114611A1 (de) * | 2015-12-29 | 2017-07-06 | Robert Bosch Gmbh | Umlenkeinrichtung für einen lidarsensor |
US9731649B2 (en) | 2012-12-11 | 2017-08-15 | Bayerische Motoren Weke Aktiengesellschaft | Lighting device for a motor vehicle |
DE102017215614A1 (de) * | 2017-09-05 | 2019-03-07 | Osram Gmbh | Stochastisch getaktete Bilderzeugung eines Lidar-System |
DE102019005891A1 (de) | 2018-11-10 | 2020-05-14 | Günter Fendt | Projektierendes Anzeigesystem mit variabler "Projektionstiefe" |
EP3805787A1 (de) * | 2019-10-11 | 2021-04-14 | Hilti Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur optischen distanzmessung zu einem streuenden zielobjekt oder einem reflektierenden zielobjekt |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19516324A1 (de) * | 1995-04-24 | 1996-10-31 | Gos Ges Zur Foerderung Angewan | Meßverfahren und Anordnung zur Messung der Lage-, Form- und Bewegungsparameter entfernter Objekte |
WO1997033140A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-12 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung und verfahren zur optischen abtastung von oberflächen |
JPH1026724A (ja) * | 1996-07-11 | 1998-01-27 | Olympus Optical Co Ltd | アクティブ式多点測距装置 |
US6069698A (en) * | 1997-08-28 | 2000-05-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical imaging apparatus which radiates a low coherence light beam onto a test object, receives optical information from light scattered by the object, and constructs therefrom a cross-sectional image of the object |
US6121983A (en) * | 1998-11-19 | 2000-09-19 | Xerox Corporation | Method and apparatus for a solid state laser scanning architecture |
CA2311163A1 (en) * | 1999-06-09 | 2000-12-09 | Dew Engineering And Development Limited | Micromirror optical imager |
DE19941363A1 (de) * | 1999-08-31 | 2001-04-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikroaktorbauteil und Verfahren zur Herstellung |
US6292287B1 (en) * | 1999-05-20 | 2001-09-18 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanning confocal optical device |
US20010043383A1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-11-22 | Takeshi Suga | Direct-view-type confocal point optical system |
DE10026357A1 (de) * | 2000-05-27 | 2002-01-31 | Martin Argast | Optoelektronische Vorrichtung |
WO2003050590A1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-19 | University Of Pittsburgh | Endoscopic imaging system |
-
2003
- 2003-05-23 DE DE2003123317 patent/DE10323317A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19516324A1 (de) * | 1995-04-24 | 1996-10-31 | Gos Ges Zur Foerderung Angewan | Meßverfahren und Anordnung zur Messung der Lage-, Form- und Bewegungsparameter entfernter Objekte |
WO1997033140A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-12 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung und verfahren zur optischen abtastung von oberflächen |
JPH1026724A (ja) * | 1996-07-11 | 1998-01-27 | Olympus Optical Co Ltd | アクティブ式多点測距装置 |
US6069698A (en) * | 1997-08-28 | 2000-05-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical imaging apparatus which radiates a low coherence light beam onto a test object, receives optical information from light scattered by the object, and constructs therefrom a cross-sectional image of the object |
US6121983A (en) * | 1998-11-19 | 2000-09-19 | Xerox Corporation | Method and apparatus for a solid state laser scanning architecture |
US20010043383A1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-11-22 | Takeshi Suga | Direct-view-type confocal point optical system |
US6292287B1 (en) * | 1999-05-20 | 2001-09-18 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanning confocal optical device |
CA2311163A1 (en) * | 1999-06-09 | 2000-12-09 | Dew Engineering And Development Limited | Micromirror optical imager |
DE19941363A1 (de) * | 1999-08-31 | 2001-04-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikroaktorbauteil und Verfahren zur Herstellung |
DE10026357A1 (de) * | 2000-05-27 | 2002-01-31 | Martin Argast | Optoelektronische Vorrichtung |
WO2003050590A1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-19 | University Of Pittsburgh | Endoscopic imaging system |
Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004002936B4 (de) * | 2004-01-21 | 2016-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernungsmessung |
DE102005018482A1 (de) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Abbildung eines Blickfelds auf einen Detektor |
DE102005049471A1 (de) * | 2005-10-13 | 2007-05-31 | Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) | Entfernungssensor mit Einzelflächenabtastung |
DE102005049471B4 (de) * | 2005-10-13 | 2007-09-13 | Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) | Entfernungssensor mit Einzelflächenabtastung |
DE102007004973A1 (de) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Umfeldsensor zur Detektion von Objekten und Betriebsverfahren hierfür |
DE102008064652B4 (de) * | 2008-04-18 | 2014-03-27 | Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) | Optischer Laufzeitsensor zur Raumabtastung |
DE102008048572A1 (de) * | 2008-09-23 | 2010-03-25 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen des Auftrefforts eines Lichtstrahls auf einem flächigen Element unter Verwendung eines aus beweglichen Einzelspiegeln bestehend Elements |
EP2339367A1 (de) * | 2009-12-17 | 2011-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Laserscanner |
DE202012104074U1 (de) | 2012-10-23 | 2014-01-27 | Sick Ag | 3D-Kamera zur dreidimensionalen Überwachung eines Überwachungsbereichs |
US9731649B2 (en) | 2012-12-11 | 2017-08-15 | Bayerische Motoren Weke Aktiengesellschaft | Lighting device for a motor vehicle |
DE102012223610A1 (de) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
DE102012223610B4 (de) | 2012-12-18 | 2023-06-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug mit einer Beleuchtungsvorrichtung |
US9689548B2 (en) | 2012-12-18 | 2017-06-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Lighting device for a motor vehicle |
DE102013226624A1 (de) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Osram Gmbh | Beleuchtungseinrichtung |
DE102014207965A1 (de) * | 2014-04-28 | 2015-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Objekterkennung |
DE102015112295A1 (de) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Sendeeinrichtung für eine optische Detektionsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, optische Detektionsvorrichtung, Kraftfahrzeug sowie Verfahren |
US10436880B2 (en) | 2015-09-18 | 2019-10-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Appliance and method for detecting objects in a detection region |
DE102016200109A1 (de) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Gegenständen in einem Erfassungsbereich |
DE102015120538A1 (de) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Laserscanner und Kraftfahrzeug mit einem Laserscanner |
WO2017089063A1 (de) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Laserscanner und kraftfahrzeug mit einem laserscanner |
CN108474855B (zh) * | 2015-12-29 | 2022-07-08 | 罗伯特·博世有限公司 | 激光雷达传感器的偏转装置 |
CN108474855A (zh) * | 2015-12-29 | 2018-08-31 | 罗伯特·博世有限公司 | 激光雷达传感器的偏转装置 |
WO2017114611A1 (de) * | 2015-12-29 | 2017-07-06 | Robert Bosch Gmbh | Umlenkeinrichtung für einen lidarsensor |
DE102017215614A1 (de) * | 2017-09-05 | 2019-03-07 | Osram Gmbh | Stochastisch getaktete Bilderzeugung eines Lidar-System |
US11567174B2 (en) | 2017-09-05 | 2023-01-31 | Osram Beteiligungsverwaltung Gmbh | Stochastically clocked image generation of a LIDAR system |
DE102019003269A1 (de) | 2018-11-10 | 2020-05-14 | Günter Fendt | Fahrerassistenzsystem mit dynamischen Head-up-Display (HUD) mit variabler "Projektionstiefe" |
DE102019005891B4 (de) | 2018-11-10 | 2022-08-04 | Günter Fendt | Projektionsvorrichtung als projektierendes Anzeigesystem mit variabler Projektionstiefe, Verfahren und Kraftfahrzeug mit einer derartigen Projektionsvorrichtung |
DE102019005891A1 (de) | 2018-11-10 | 2020-05-14 | Günter Fendt | Projektierendes Anzeigesystem mit variabler "Projektionstiefe" |
EP3805787A1 (de) * | 2019-10-11 | 2021-04-14 | Hilti Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur optischen distanzmessung zu einem streuenden zielobjekt oder einem reflektierenden zielobjekt |
WO2021069293A1 (de) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | Hilti Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur optischen distanzmessung zu einem streuenden zielobjekt oder einem reflektierenden zielobjekt |
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