WO2022008375A1 - Optikanordnung zum reduzieren optischen rauschens eines entfernungsmessenden systems und entfernungsmessendes system - Google Patents

Optikanordnung zum reduzieren optischen rauschens eines entfernungsmessenden systems und entfernungsmessendes system Download PDF

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WO2022008375A1
WO2022008375A1 PCT/EP2021/068342 EP2021068342W WO2022008375A1 WO 2022008375 A1 WO2022008375 A1 WO 2022008375A1 EP 2021068342 W EP2021068342 W EP 2021068342W WO 2022008375 A1 WO2022008375 A1 WO 2022008375A1
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optical
optical element
phase
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PCT/EP2021/068342
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Roman MOOR
Gerald Franz
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01S7/4876—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection by removing unwanted signals

Definitions

  • the present invention relates to an optics arrangement for reducing optical noise of a distance measuring system.
  • the present invention relates to a distance-measuring system which has the optics arrangement.
  • Lidar systems which measure the distance from objects are known from the prior art, for example from DE 102015004272 A1.
  • the optical arrangement according to the invention for reducing optical noise of a distance-measuring system has the advantage that it can improve a signal-to-noise ratio (SNR) of the distance-measuring system.
  • the optics arrangement has at least one optical element which is set up to divide and/or direct at least one beam of a light source of the distance-measuring system into at least one first light path and at least one second light path.
  • the optics arrangement is characterized by at least one phase shifting device which is set up to shift the phase of the light beam of the first light path relative to the phase of the light beam of the second light path, the optics arrangement being set up to detect an object whose distance is measured by the distance-measuring system to be illuminated with the light of the first light path and the light of the second light path, and wherein the optical element is configured to transmit light passing through the first light path and the second light path in a direction from the object to optical element propagated to merge.
  • phase shift device shifts the phase of the light beam of the first light path by 120° to 240°, in particular by 180°, relative to the phase of the light beam of the second light path.
  • interference between the light beams propagating through the first and/or the second light path which is favorable for the SNR, can be ensured.
  • light signals from the light source that are reflected by the object can thereby be amplified and light signals from the ambient light can be suppressed.
  • the phase shifting device can have a first phase shifting element arranged in the first light path and a second phase shifting element arranged in the second light path.
  • optical properties of the light paths such as path length and/or effects on the polarization of the two light paths, can advantageously be adapted to one another, as a result of which the SNR is advantageously increased.
  • the first phase shifting element can preferably be rotated through 90° in a plane perpendicular to the optical axis of the first light path relative to the second phase shifting element in a plane perpendicular to the optical axis of the second light path.
  • This enables the first phase shifting element and the second phase shifting element to shift the phases of the light in the first and second light paths for different field components of the respective light beams.
  • the phase of different polarization components of the respective light beams can thereby be shifted, as a result of which the SNR is advantageously increased.
  • the optics arrangement can preferably have a first polarization filter in the first light path and a second polarization filter in the second light path.
  • different polarization components in particular of the measurement light and/or the ambient light, can be filtered out in the first and second light path. In particular, this can advantageously improve the SNR.
  • the first polarization filter can preferably be rotated relative to the phase shift device, in particular to the first phase shift element, by at least 30° and at most 60°, preferably by 45°, perpendicular to the optical axis.
  • the second polarization filter can be rotated by at least -30° and at most -60°, preferably by -45°, relative to the phase shift device, in particular to the second phase shift element, perpendicular to the optical axis.
  • the first polarization filter can be rotated through 90° with respect to a parallel optical axis relative to the second polarization filter. This can advantageously improve the SNR.
  • a positive angle of rotation perpendicular to the optical axis corresponds to a clockwise rotation.
  • a negative angle of rotation corresponds here in particular to a rotation in a direction opposite to the positive rotation, in particular to a counter-clockwise rotation.
  • the optics arrangement can advantageously have at least one second optical element, which is arranged between the object and the optical element.
  • the second optical element brings together light which propagates through the first light path and the second light path in the direction of the object.
  • the second optical element splits in particular light, which propagates in the direction from the object to the optical element, into the first light path and the second light path.
  • the second optical element can guide the light into the first light path and the second light path.
  • the light from the first light path and the second light path can be brought together between the optical element and the object, so that a light beam composed of the light from the first light path and the second light path strikes the object and is reflected by it and/or or diffusely scattered.
  • the optical element and/or the second optical element is/are a mirror, in particular a semi-transparent mirror.
  • a structure of the optics arrangement can be simplified and reduced in size.
  • the optical element and/or the second optical element can advantageously be an optical grating, in particular a transmission grating.
  • Optical gratings such as transmission gratings, can advantageously be arranged geometrically symmetrically to the optical axis, as a result of which a particularly favorable SNR can be provided. These can also be less sensitive to vibration or movement or optics assembly.
  • the optics arrangement can advantageously have a third optical element, in particular an optical grating.
  • the third optical element combines light of a light source light path, which runs between the light source and the optical element, and a detector light path, which runs between a detector of the distance measuring system and the optical element, and guides it into the optical element.
  • a simplified structure of the optics arrangement can be achieved, which in particular is less susceptible to interference from movements or vibrations of the optics arrangement.
  • the optics arrangement can advantageously have at least one mirror which is arranged between the optical element and the second optical element and guides light from the optical element into the second optical element and/or from the second optical element into the optical element.
  • at least one mirror which is arranged between the optical element and the second optical element and guides light from the optical element into the second optical element and/or from the second optical element into the optical element.
  • the optical element, the second optical element and/or the third optical element can have an aperture.
  • This allows stray light rays are removed in the optics assembly.
  • light rays can be filtered out from diffractions of specific orders behind the grating.
  • the SNR in particular can be further improved.
  • the screens can be in one piece with the corresponding optical element, or can be arranged as separate elements in the corresponding light path.
  • an opening in an optical waveguide can also be used as the diaphragm.
  • the optics arrangement can preferably have at least one collimator.
  • the at least one collimator can be arranged between the optical element and the phase shift device, in particular between the optical element and the first phase shift element and/or between the optical element and the second phase shift element.
  • the at least one collimator collimates the light of the first light path and/or the second light path.
  • the at least one collimator can advantageously generate parallel beam paths in the optics arrangement. This further simplifies the structure of the optics arrangement and improves the SNR.
  • At least one optical waveguide forms the first light path, the second light path, the light source light path and/or the detector light path.
  • a coherence length of the light source is advantageously set in such a way that a stable interference signal is detected by the detector.
  • the light paths are set up in such a way that a path length difference between them is within the coherence length of the light from the light source.
  • the present invention also relates to a distance-measuring system, in particular a lidar system, which has the optics arrangement according to one of the preferred embodiments explained above.
  • a distance-measuring system with a particularly high SNR can be provided.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an optical system according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an optics arrangement according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an optical system according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic representation of a distance measuring
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an optical system 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the optics arrangement 1 is connected to a light source 101 and a detector 102 of a distance-measuring system 100 or coupled thereto in order to reduce noise or to increase an SNR.
  • the optics arrangement 1 has an optical element 2 .
  • the optical element 2 is designed as a beam splitter, in particular as a semi-transparent mirror.
  • the optical element 2 divides the light from the light source 101 into a first light path L1 and a second light path L2.
  • the optical element 2 basically causes the light from the light source 101 to hit an object 8, whose distance is measured, through the two light paths L1 and L2.
  • the object 8 reflects or diffusely scatters the light that strikes the object 8 through the light paths L1 and L2.
  • the back-reflected or back-scattered light then propagates back through the first light path L1 and the second light path L2 and is of the optical element 2 brought together and passed to the detector 102 of the distance-measuring system 100.
  • the optical element 2 combines the light beams from the first light path L1 and the second light path L2, which were reflected by the object 8, in such a way that they interfere with one another, with the resulting interference signal being detected at the detector 102.
  • the interference signal depends on differences in the optical properties of the light beams from the first light path L1 and the second light path L2.
  • the aforementioned optical properties can be, for example, a phase difference, a path length difference and/or a polarization state of the two light beams.
  • the optics arrangement 1 has a phase shifting device 7 .
  • the phase shift device 7 effects a phase shift of the light, for example of the first light path L1, by 180° in relation to the light of the second light path L2. That is, a phase difference of 180° is generated between the light of the first light path L1 and the light of the second light path L2.
  • the light which propagates through the first light path L1 to the object 8 and is reflected back by it and propagates again through the first light path L1, is phase-shifted twice by 180°, ie by 360°. Furthermore, light that passes through the light path L2 twice in the same way is phase-shifted by 0°. Constructive interference thus occurs between these light beams, resulting in a particularly strong measurement signal.
  • these two light beams of the ambient light 21 interfere destructively and are almost completely extinguished at the detector 102 .
  • the light from the light source 101 is amplified by the optics arrangement 1 by means of constructive interference, while ambient light 21 is almost completely extinguished by means of destructive interference. This results overall in a particularly high SNR.
  • an achromatic phase shifter in particular a Fresnel parallelepiped, is used for the phase shifting device 7 .
  • a first phase-shifting element 5 is arranged in the first light path L1 and a second phase-shifting element 6 in the second light path L2 in the optical arrangement 1.
  • the first phase shifting element 5 and the second phase shifting element 6 together form the phase shifting device 7.
  • the second phase shifting element 6 is rotated through 90° relative to the first phase shifting element 5 in a plane perpendicular to an optical axis 20 of the first light path L1. That is, the second phase-shifting element 6 phase-shifts a field component which is perpendicular to the field component phase-shifted by the first phase-shifting element 5 .
  • the first phase shifting element 5 and the second phase shifting element 6 can also be arranged in a common light path L1 and/or L2.
  • phase shifting device 7 by means of the first phase shifting element 5 and the second
  • Phase shifting element 6 phase-shifts all field components of the measuring light and the ambient light 21, constructive and/or destructive interference can be detected completely at the detector, as a result of which a particularly high SNR is achieved.
  • Light rays that pass through the first light path L1 and the second light path L2 or through the second light path L2 and then the first light path L1 are also brought to constructive interference since all field components of these light rays are phase-shifted by a total of 180°. That is, the light beams that pass through the first light path L1 and then the second light path L2, and the light beams that pass through the second light path L2 and then the first light path L1, are in phase at the optical element 2 and thereby interfere constructively.
  • the ambient light 21 passing only through the light path L1 or the light path L2 is phase-shifted by 180° for all field components. This means that the ambient light 21, which runs through the first light path L1 and the second light path L2, is out of phase at the optical element 2 and thus interferes destructively.
  • the optics arrangement 1 also has a collimator 9 in the first light path L1 and a collimator 9 in the second light path L2.
  • the collimators 9 cause parallel beam paths to be generated. As a result, light losses due to divergent light beams in the optics arrangement 1 can be reduced.
  • FIG. 2 shows a schematic sketch of an optical system 1 according to a second embodiment of the present invention.
  • the optics arrangement 1 additionally has a first polarization filter 10 in the first light path L1 and a second polarization filter 11 in the second light path L2.
  • the first polarization filter 10 is rotated by 45° in the plane perpendicular to the optical axis 20 with respect to the first phase shifting element 5 .
  • the second polarization filter 11 is also rotated by ⁇ 45° in the plane perpendicular to the optical axis 20 with respect to the second phase shifting element 6 . This means that overall the first polarization filter 10 is rotated by 90° relative to the second polarization filter 11 .
  • the light from the light source 101 which runs both through the first light path L1 and through the second light path L2, is advantageously filtered out by the polarization filters 10 and 11.
  • the ambient light 21 which simply runs through the first light path L1 and the second light path L2, continues to be almost completely extinguished by destructive interference.
  • the light from the light source 101, which runs twice through the first light path L1 and twice through the second light path L2, is here brought to constructive interference. This results in a particularly stable interference signal at the detector 102 and a particularly high SNR.
  • FIG. 3 shows a schematic sketch of an optical system 1 according to a third embodiment of the present invention.
  • an optical grating is used as a beam splitter for the optical element 2 .
  • the optical grating 2 is, for example, a transmission grating.
  • the optics arrangement 1 also has a second optical element 12, which is also a transmission grating, and a third optical element 13, which is a transmission grating.
  • the transmission grating 13 combines light from a light source light path 15 and light from a detector light path 14 .
  • the light brought together by the transmission grating 13 then propagates through the transmission grating 2 and is divided at the transmission grating 2 into the first light path L1 and the second light path L2.
  • the light of the first light path L1 and the light of the second light path L2 are directed onto the second optical element 12 by mirrors 16 .
  • the optics arrangement 1 also has an aperture 17 after the transmission grating 2 and an aperture 17 in front of the transmission grating 12 .
  • the screens 17 can be used as spectral filter elements.
  • the light reflected by the screens 17, for example by the screen 17 in front of the transmission grating 12, can in particular also be detected by the detector 102. Accordingly, this light can be used as a temporal reference for a time-of-flight measurement, particularly in the case of pulsed lasers. A time difference between the reflection at said aperture 17 and the reflection at object 8 can be detected.
  • the transmission gratings 2, 12 and 13 are used to divide and combine the beams into the first light path L1 and the second light path L2 used.
  • a phase difference of 180° between the light of the first light path L1 and the second light path L2 is generated by the phase shift device 7, or the first phase shift element 5 and the second phase shift element 6.
  • the optics arrangement 1 can also also have collimators 9 and/or polarization filters 10 and 11 .
  • a beam splitter in particular a semi-transparent mirror, can be used.
  • the transmission grating 12 can cause the object 8 to be illuminated by a combined light beam.
  • so-called speckle effects can be prevented in this way.
  • this can prevent a plurality of light beams which are reflected by the object 8 from having different intensities or amplitudes. This in turn means that the interference of the light from the first light path L1 and from the second light path L2 detected at the detector 102 is as completely constructive and/or destructive as possible.
  • the optics arrangement 1 can also have optical waveguides instead of the mirrors 16 and/or the diaphragms 17 (free beam optics).
  • the optics arrangement 1 can have optical waveguides for individual or all of the illustrated light paths.
  • the optical waveguides more precisely their entrance pupils, can be used together with the diaphragms 17 as spectral bandpass filters.
  • all the light paths are designed such that there is essentially no path length difference between the light from the first light path L1 and the light from the second light path L2.
  • the various light beams are brought to constructive and/or destructive interference by means of the phase shifting device 7 mentioned.
  • the light paths L1 and L2 can be different. That is, a constructive and / or destructive interference between the light rays in the Optical arrangement 1 can also be caused by path length differences in the various beam paths.
  • the ambient light 21, which either couples directly into the optics arrangement 1 or is reflected/scattered on the object 8, is advantageously brought to destructive interference, while light from the light source 101 is at least partially brought to constructive interference. This can advantageously improve the SNR.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a distance measuring system 100 according to the present invention.
  • the distance-measuring system 100 has a light source 101 and a detector 102 as well as the optics arrangement 1 according to one of the aforementioned embodiments of the present invention.
  • the optics arrangement 1, the light source 101 and/or the detector 102 can be provided together in one module.
  • the optics arrangement 1 can be provided as an additional module for improving the optical noise of a distance-measuring system 100 .
  • a laser preferably a pulsed laser, or a white light source, for example, can be used as the light source 101, in particular in all of the aforementioned embodiments. It goes without saying that a coherence length of the light from the light source 101 is adjusted such that a stable interference signal is detected at the detector 102 . It should be noted that the term "light” is not limited to the visible spectrum. Rather, X-rays, UV, IR, microwaves, etc. can also be used.
  • acousto-optical modulators can also be used as beam splitters instead of or in addition to the gratings and/or mirrors.
  • the optical noise when measuring a distance between the ranging system 100 and the object 8 can be advantageously reduced be reduced without, for example, the power of the light source 101 having to be increased.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Optikanordnung (1) zum Reduzieren optischen Rauschens eines entfernungsmessenden Systems (100), aufweisend: zumindest ein optisches Element (2), welches eingerichtet ist, zumindest einen Strahl einer Lichtquelle (101) des entfernungsmessenden Systems (100) in zumindest einen ersten Lichtweg (L1) und zumindest einen zweiten Lichtweg (L2) zu teilen und/oder zu leiten, wobei zumindest eine Phasenverschiebungsvorrichtung (7), welche eingerichtet ist, die Phase des Lichtstrahls des ersten Lichtwegs (L1) relativ zur Phase des Lichtstrahls des zweiten Lichtwegs (L2) zu verschieben, wobei die Optikanordnung (1) eingerichtet ist, ein Objekt (8), dessen Entfernung von dem entfernungsmessenden System (100) gemessen wird, mit dem Licht des ersten Lichtwegs (L1) und dem Licht des zweiten Lichtwegs (L2) zu beleuchten, und wobei das optische Element (2) eingerichtet ist, Licht, welches durch den ersten Lichtweg (L1) und den zweiten Lichtweg (L2) in einer Richtung (18) von dem Objekt zum optischen Element (2) propagiert, zusammenzuführen.

Description

Beschreibung
Titel
Optikanordnung zum Reduzieren optischen Rauschens eines entfernungsmessenden Systems und entfernungsmessendes System
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Optikanordnung zum Reduzieren optischen Rauschens eines entfernungsmessenden Systems. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein entfernungsmessendes System, welches die Optikanordnung aufweist.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 102015004272 A1, sind Lidar-Systeme bekannt, welche die Entfernung von Objekten messen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Optikanordnung zum Reduzieren optischen Rauschens eines entfernungsmessenden Systems weist den Vorteil auf, dass sie ein Signal- Rausch-Verhältnis (SNR) des entfernungsmessenden Systems verbessern kann. Dafür weist die Optikanordnung zumindest ein optisches Element, welches eingerichtet ist, zumindest einen Strahl einer Lichtquelle des entfernungsmessenden Systems in zumindest einen ersten Lichtweg und zumindest einen zweiten Lichtweg zu teilen und/oder zu leiten. Dabei ist die Optikanordnung durch zumindest eine Phasenverschiebungsvorrichtung gekennzeichnet, welche eingerichtet ist, die Phase des Lichtstrahls des ersten Lichtwegs relativ zur Phase des Lichtstrahls des zweiten Lichtwegs zu verschieben, wobei die Optikanordnung eingerichtet ist, ein Objekt, dessen Entfernung von dem entfernungsmessenden System gemessen wird, mit dem Licht des ersten Lichtwegs und dem Licht des zweiten Lichtwegs zu beleuchten, und wobei das optische Element eingerichtet ist, Licht, welches durch den ersten Lichtweg und den zweiten Lichtweg in einer Richtung von dem Objekt zum optischen Element propagiert, zusammenzuführen. Dadurch werden Lichtstrahlen aus der Lichtquelle des entfernungsmessenden Systems und störende Lichtstrahlen aus einer Umgebung des Objekts derart, insbesondere mittels der Phasenverschiebungsvorrichtung, zur Interferenz gebracht, dass das SNR vorteilhafterweise erhöht wird.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Phasenverschiebungsvorrichtung die Phase des Lichtstrahls des ersten Lichtwegs um 120° bis 240°, insbesondere um 180°, relativ zur Phase des Lichtstrahls des zweiten Lichtwegs verschiebt. Dadurch kann eine für das SNR günstige Interferenz zwischen den Lichtstrahlen, welche durch den ersten und/oder den zweiten Lichtweg propagieren, gewährleistet werden. Insbesondere können dadurch Lichtsignale der Lichtquelle, welche von dem Objekt reflektiert werden verstärkt und Lichtsignale aus dem Umgebungslicht unterdrückt werden.
Vorteilhafterweise kann die Phasenverschiebungsvorrichtung ein erstes Phasenverschiebungselement, welches in dem ersten Lichtweg angeordnet ist, und ein zweites Phasenverschiebungselement aufweisen, welches in dem zweiten Lichtweg angeordnet ist. Dadurch können vorteilhafterweise optische Eigenschaften der Lichtwege, wie etwa Weglänge und/oder Auswirkungen auf die Polarisation der beiden Lichtwege, einander angepasst werden, wodurch das SNR vorteilhafterweise erhöht wird.
Bevorzugt kann das erste Phasenverschiebungselement in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des ersten Lichtwegs um 90° relativ zum zweiten Phasenverschiebungselement in einer ebene senkrecht zur optischen Achse des zweiten Lichtwegs gedreht sein. Dadurch können das erste Phasenverschiebungselement und das zweite Phasenverschiebungselement die Phasen des Lichts im ersten und zweiten Lichtweg für verschiedene Feldkomponenten der jeweiligen Lichtstrahlen verschieben. Insbesondere können dadurch verschiedene Polarisationskomponenten der jeweiligen Lichtstrahlen in ihrer Phase verschoben werden, wodurch das SNR vorteilhafterweise erhöht wird. Vorzugsweise kann die Optikanordnung einen ersten Polarisationsfilter in dem ersten Lichtweg und einen zweiten Polarisationsfilter in dem zweiten Lichtweg aufweisen. Dadurch können verschiedenen Polarisationskomponenten, insbesondere des Messlichtes und/oder des Umgebungslichtes in dem ersten und zweiten Lichtweg herausgefiltert werden. Insbesondere kann dadurch das SNR vorteilhafterweise verbessert werden.
Vorzugsweise kann der erste Polarisationsfilter relativ zur Phasenverschiebungsvorrichtung, insbesondere zum ersten Phasenverschiebungselement, um mindestens 30° und höchstens 60°, bevorzugt um 45°, senkrecht zur optischen Achse gedreht sein. Insbesondere kann der zweite Polarisationsfilter um mindestens -30° und höchstens -60°, bevorzugt um -45°, relativ zur Phasenverschiebungsvorrichtung, insbesondere zum zweiten Phasenverschiebungselement, senkrecht zur optischen Achse gedreht sein. Vorteilhafterweise kann dabei der erste Polarisationsfilter mit Bezug auf eine parallele optische Achse relativ zum zweiten Polarisationsfilter um 90° gedreht sein. Dadurch kann vorteilhafterweise das SNR verbessert werden. Hierbei entspricht beispielsweise ein positiver Drehwinkel senkrecht zur optischen Achse einer Drehung im Uhrzeigersinn. Ein negativer Drehwinkel entspricht hierbei insbesondere einer Drehung in einer der positiven Drehung entgegensetzten Richtung, insbesondere einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn.
Vorteilhafterweise kann die Optikanordnung zumindest ein zweites optisches Element aufweisen, welches zwischen dem Objekt und dem optischen Element angeordnet ist. Dabei führt das zweite optische Element Licht, welches durch den ersten Lichtweg und den zweiten Lichtweg in Richtung des Objekts propagiert, zusammen. Das zweite optische Element teilt dabei insbesondere Licht, welches in der Richtung von dem Objekt zum optischen Element propagiert, in den ersten Lichtweg und den zweiten Lichtweg. Insbesondere kann das zweite optische Element dabei das Licht in den ersten Lichtweg und den zweiten Lichtweg leiten. Dadurch kann insbesondere das Licht des ersten Lichtwegs und des zweiten Lichtwegs zwischen dem optischen Element und dem Objekt zusammengeführt werden, sodass ein Lichtstrahl, welcher aus dem Licht des ersten Lichtwegs und des zweiten Lichtwegs zusammengesetzt ist, auf das Objekt trifft und von diesem reflektiert und/oder diffus gestreut wird. Dadurch muss beispielsweise eine Ausdehnung des Objekts nicht berücksichtigt werden, da das Objekt mit einem einzigen Lichtstrahl beleuchtet wird. Außerdem führt dies zu einem höheren SNR, da insbesondere eine Schräglage des Objekts mit Bezug auf eine gemeinsame optische Achse der Lichtwege hierbei nicht oder kaum zu Weglängenunterschieden in den Lichtwegen führt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das optische Element und/oder das zweite optische Element ein Spiegel, insbesondere ein halbdurchlässiger Spiegel, ist/sind. Dadurch kann ein Aufbau der Optikanordnung vereinfacht und verkleinert werden.
Vorteilhafterweise kann das optische Element und/oder das zweite optische Element ein optisches Gitter, insbesondere ein Transmissionsgitter, sein. Optische Gitter wie etwa Transmissionsgitter können vorteilhafterweise geometrisch symmetrisch zur optischen Achse angeordnet werden, wodurch ein besonders günstiges SNR bereitgestellt werden kann. Diese können außerdem weniger empfindlich gegenüber Vibrationen oder Bewegungen oder Optikanordnung sein.
Vorteilhafterweise kann die Optikanordnung ein drittes optisches Element, insbesondere ein optisches Gitter, aufweisen. Das dritte optische Element führt Licht eines Lichtquellen-Lichtwegs, welcher zwischen der Lichtquelle und dem optischen Element verläuft, und eines Detektor-Lichtwegs, welcher zwischen einem Detektor des entfernungsmessenden Systems und dem optischen Element verläuft, zusammen und leitet dieses in das optische Element. Dadurch kann ein vereinfachter Aufbau der Optikanordnung erzielt werden, welcher insbesondere weniger störanfällig gegenüber Bewegungen oder Vibrationen der Optikanordnung ist.
Vorteilhafterweise kann die Optikanordnung zumindest einen Spiegel aufweisen, welcher zwischen dem optischen Element und dem zweiten optischen Element angeordnet ist und Licht von dem optischen Element in das zweite optische Element und/oder von dem zweiten optischen Element in das optische Element leitet. Dadurch kann insbesondere ein besonders symmetrischer und weniger störanfälliger Aufbau der Optikanordnung erzielt werden, wodurch sich das SNR weiter verbessern lässt.
Vorteilhafterweise können das optische Element, das zweite optische Element und/oder das dritte optische Element eine Blende aufweisen. Dadurch können streuende Lichtstrahlen in der Optikanordnung entfernt werden. Außerdem können dadurch, insbesondere bei der Verwendung von optischen Gittern als optische Elemente, Lichtstrahlen aus Beugungen bestimmter Ordnungen hinter dem Gitter herausgefiltert werden. Dadurch kann insbesondere das SNR weiter verbessert werden. Hierbei können die Blenden einteilig mit dem entsprechenden optischen Element sein, oder als separate Elemente in dem entsprechenden Lichtweg angeordnet sein. Als Blende kann insbesondere auch eine Öffnung eines Lichtwellenleiters eingesetzt werden.
Vorzugsweise kann die Optikanordnung zumindest einen Kollimator aufweisen. Dabei kann der zumindest eine Kollimator zwischen dem optischen Element und der Phasenverschiebungsvorrichtung, insbesondere zwischen dem optischen Element und dem ersten Phasenverschiebungselement und/oder zwischen dem optischen Element und dem zweiten Phasenverschiebungselement, angeordnet sein. Dabei kollimiert der zumindest eine Kollimator das Licht des ersten Lichtwegs und/oder des zweiten Lichtwegs. Durch den zumindest einen Kollimator können vorteilhafterweise parallele Strahlengänge in der Optikanordnung erzeugt werden. Dadurch wird der Aufbau der Optikanordnung weiter vereinfacht und das SNR verbessert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Lichtwellenleiter den ersten Lichtweg, den zweiten Lichtweg, den Lichtquellen-Lichtweg und/oder den Detektor-Lichtweg bildet. Dadurch kann der Aufbau der Optikanordnung vorteilhafterweise verkleinert werden und insbesondere weniger anfällig für Vibrationen und/oder Bewegungen der Optikanordnung gemacht werden.
Vorteilhafterweise ist eine Kohärenzlänge der Lichtquelle derart eingestellt, dass ein stabiles Interferenzsignal von dem Detektor erfasst wird. Insbesondere sind die Lichtwege hierbei derart eingerichtet, dass ein Weglängenunterschied zwischen diesen innerhalb der Kohärenzlänge des Lichts der Lichtquelle ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein entfernungsmessendes System, insbesondere ein Lidar-System, welches die Optikanordnung gemäß einer der vorstehend erläuterten bevorzugten Ausführungen aufweist. Dadurch kann ein entfernungsmessendes System mit einem besonders hohen SNR bereitgestellt werden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Optikanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Optikanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Optikanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Figur 4 eine schematische Darstellung eines entfernungsmessenden
Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Optikanordnung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Optikanordnung 1 ist zum Reduzieren eines Rauschens, bzw. zum Erhöhen eines SNR, an einer Lichtquelle 101 und einem Detektor 102 eines entfernungsmessenden Systems 100 angeschlossen bzw. mit diesem gekoppelt.
Die Optikanordnung 1 weist ein optisches Element 2 auf. Das optische Element 2 ist in dieser Ausführungsform als Strahlteiler, insbesondere als halbdurchlässiger Spiegel, ausgebildet. Das optische Element 2 teilt das Licht aus der Lichtquelle 101 in einen ersten Lichtweg L1 und einen zweiten Lichtweg L2.
Das optische Element 2 bewirkt grundsätzlich, dass das Licht der Lichtquelle 101 durch die beiden Lichtwege L1 und L2 auf ein Objekt 8, dessen Entfernung gemessen wird, trifft. Das Objekt 8 reflektiert, bzw. streut diffus das Licht, welches auf das Objekt 8 durch die Lichtweg L1 und L2 trifft. Das zurückreflektierte bzw. zurückgestreute Licht propagiert daraufhin zurück durch den ersten Lichtweg L1 und den zweiten Lichtweg L2 und wird von dem optischen Element 2 zusammengeführt und an den Detektor 102 des entfernungsmessenden Systems 100 geleitet.
Das optische Element 2 führt die Lichtstrahlen aus dem ersten Lichtweg L1 und dem zweiten Lichtweg L2, welche von dem Objekt 8 reflektiert wurden, so zusammen, dass diese miteinander interferieren, wobei das daraus resultierende Interferenzsignal an dem Detektor 102 erfasst wird. Grundsätzlich hängt dabei das Interferenzsignal von Unterschieden in den optischen Eigenschaften der Lichtstrahlen aus dem ersten Lichtweg L1 und dem zweiten Lichtweg L2 ab. Die vorgenannten optischen Eigenschaften können beispielsweise ein Phasenunterschied, ein Weglängenunterschied und/oder ein Polarisationszustand der beiden Lichtstrahlen sein.
Die Optikanordnung 1 weist hierbei eine Phasenverschiebungsvorrichtung 7 auf. Die Phasenverschiebungsvorrichtung 7 bewirkt hierbei eine Phasenverschiebung des Lichts beispielsweise des ersten Lichtwegs L1 gegenüber dem Licht des zweiten Lichtwegs L2 um 180°. Das heißt, dass zwischen dem Licht des ersten Lichtwegs L1 und dem Licht des zweiten Lichtwegs L2 ein Phasenunterschied von 180° erzeugt wird.
Dadurch wird das Licht, welches durch den ersten Lichtweg L1 zum Objekt 8 propagiert und von diesem zurückreflektiert wird und wieder durch den ersten Lichtweg L1 propagiert, zweimal um 180°, also um 360°, phasenverschoben. Des Weiteren wird Licht, welches in gleicher Weise zweimal durch den Lichtweg L2 verläuft um 0° phasenverschoben. Somit tritt zwischen diesen Lichtstrahlen konstruktive Interferenz auf, wodurch ein besonders starkes Messsignal entsteht.
Licht 21, welches beispielsweise von der Umgebung der Optikanordnung 1 stammt und von dem Objekt 8 ebenfalls reflektiert und/oder diffus gestreut wird, erfährt beim Durchgang durch den ersten Lichtweg L1 eine Phasenverschiebung um 180° gegenüber dem zweiten Lichtweg L2. Somit interferieren diese zwei Lichtstrahlen des Umgebungslichts 21 destruktiv und werden an dem Detektor 102 nahezu vollständig ausgelöscht. Insgesamt wird also das Licht von der Lichtquelle 101 durch die Optikanordnung 1 mittels konstruktiver Interferenz verstärkt, während Umgebungslicht 21 mittels destruktiver Interferenz nahezu vollständig ausgelöscht wird. Dadurch ergibt sich insgesamt ein besonders hohes SNR. Für die Phasenverschiebungsvorrichtung 7 wird hierbei ein achromatischer Phasenschieber, insbesondere ein Fresnelparallelepiped eingesetzt. Da solche Fresnelparallelepipede 7 oftmals nur eine Feldkomponente (parallele/senkrechte Polarisation) gegenüber der anderen Feldkomponente phasenverschieben, wird in der Optikanordnung 1 ein erstes Phasenverschiebungselement 5 in dem ersten Lichtweg L1 und ein zweites Phasenverschiebungselement 6 in dem zweiten Lichtweg L2 angeordnet. Das erste Phasenverschiebungselement 5 und das zweite Phasenverschiebungselement 6 bilden hierbei zusammen die Phasenverschiebungsvorrichtung 7. Hierbei ist das zweite Phasenverschiebungselement 6 in einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse 20 des ersten Lichtwegs L1 um 90° relativ zum ersten Phasenverschiebungselement 5 gedreht. Das heißt, dass das zweite Phasenverschiebungselement 6 eine Feldkomponente phasenverschiebt, welche senkrecht zur von dem ersten Phasenverschiebungselement 5 phasenverschobenen Feldkomponente ist. Alternativ können das erste Phasenverschiebungselement 5 und das zweite Phasenverschiebungselement 6 auch in einem gemeinsamen Lichtweg L1 und/oder L2 angeordnet sein.
Dadurch, dass die Phasenverschiebungsvorrichtung 7 mittels des ersten Phasenverschiebungselements 5 und des zweiten
Phasenverschiebungselements 6 alle Feldkomponenten des Messlichts und des Umgebungslichts 21 phasenverschiebt, kann am Detektor vollständig konstruktive und/oder destruktive Interferenz erfasst werden, wodurch ein besonders hohes SNR erreicht wird.
Dabei werden Lichtstrahlen aus der Lichtquelle 101, welche zweimal durch den ersten Lichtweg L1 verlaufen, zur konstruktiven Interferenz gebracht.
Lichtstrahlen von der Lichtquelle 101, welche zweimal durch den Lichtweg L2 verlaufen, werden ebenfalls zur konstruktiven Interferenz gebracht.
Lichtstrahlen, welche durch den ersten Lichtweg L1 und den zweiten Lichtweg L2 bzw. durch den zweiten Lichtweg L2 und dann den ersten Lichtweg L1 verlaufen, werden ebenfalls zur konstruktiven Interferenz gebracht, da alle Feldkomponenten dieser Lichtstrahlen insgesamt um 180° phasenverschoben werden. Das heißt, dass die Lichtstrahlen, welche durch den ersten Lichtweg L1 und dann durch den zweiten Lichtweg L2 verlaufen, und die Lichtstrahlen, welche durch den zweiten Lichtweg L2 und dann den ersten Lichtweg L1 verlaufen, am optischen Element 2 in Phase sind und dadurch konstruktiv interferieren.
Andererseits wird das Umgebungslicht 21, welches nur durch den Lichtweg L1 oder den Lichtweg L2 verläuft, für alle Feldkomponenten um 180° phasenverschoben. Das heißt, dass das Umgebungslicht 21, welches durch den ersten Lichtweg L1 und den zweiten Lichtweg L2 verläuft, am optischen Element 2 außer Phase ist und somit destruktiv interferiert.
Die Optikanordnung 1 weist ferner einen Kollimator 9 in dem ersten Lichtweg L1 und einen Kollimator 9 in dem zweiten Lichtweg L2 auf. Die Kollimatoren 9 bewirken dabei, dass parallele Strahlengänge erzeugt werden. Dadurch können Lichtverluste durch divergente Lichtstrahlen in der Optikanordnung 1 verringert werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Skizze einer Optikanordnung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Optikanordnung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist zusätzlich einen ersten Polarisationsfilter 10 in dem ersten Lichtweg L1 und einen zweiten Polarisationsfilter 11 in dem zweiten Lichtweg L2 auf. Hierbei ist der erste Polarisationsfilter 10 in der Ebene senkrecht zur optischen Achse 20 gegenüber dem ersten Phasenverschiebungselement 5 um 45° gedreht. Der zweite Polarisationsfilter 11 ist hierbei außerdem in der Ebene senkrecht zur optischen Achse 20 gegenüber dem zweiten Phasenverschiebungselement 6 um -45° gedreht. Das heißt, dass insgesamt der erste Polarisationsfilter 10 gegenüber dem zweiten Polarisationsfilter 11 um 90° gedreht ist.
Dadurch wird hierbei vorteilhafterweise das Licht der Lichtquelle 101, welches sowohl durch den ersten Lichtweg L1 als auch durch den zweiten Lichtweg L2 verläuft, durch die Polarisationsfilter 10 und 11 herausgefiltert. Außerdem wird hierbei weiterhin das Umgebungslicht 21, welches durch den ersten Lichtweg L1 und den zweiten Lichtweg L2 einfach verläuft, durch destruktive Interferenz nahezu vollständig ausgelöscht. Das Licht der Lichtquelle 101, welches zweifach durch den ersten Lichtweg L1 und zweifach durch den zweiten Lichtweg L2 verläuft, wird hierbei zur konstruktiven Interferenz gebracht. Dadurch ergibt sich ein besonders stabiles Interferenzsignal am Detektor 102 und ein besonders hohes SNR.
Figur 3 zeigt eine schematische Skizze einer Optikanordnung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform wird für das optische Element 2 ein optisches Gitter als Strahlteiler eingesetzt. Das optische Gitter 2 ist hierbei beispielsweise ein Transmissionsgitter. Die Optikanordnung 1 weist außerdem ein zweites optisches Element 12, welches ebenfalls ein Transmissionsgitter ist, und ein drittes optisches Element 13, welches ein Transmissionsgitter ist, auf.
Das Transmissionsgitter 13 führt hierbei Licht eines Lichtquellen-Lichtwegs 15 und Licht eines Detektor-Lichtwegs 14 zusammen. Das durch das Transmissionsgitter 13 zusammengeführte Licht propagiert daraufhin durch das Transmissionsgitter 2 und wird an dem Transmissionsgitter 2 in den ersten Lichtweg L1 und den zweiten Lichtweg L2 aufgeteilt. Des Weiteren wird hierbei das Licht des ersten Lichtwegs L1 und das Licht des zweiten Lichtwegs L2 durch Spiegel 16 auf das zweite optische Element 12 gelenkt.
Die Optikanordnung 1 weist außerdem eine Blende 17 nach dem Transmissionsgitter 2 und eine Blende 17 vor dem Transmissionsgitter 12 auf. Die Blenden 17 können außerdem variable Öffnungsdurchmesser aufweisen. Dadurch kann an den Blenden 17 eingestellt werden, bis zu welcher Beugungsordnung (n = 0, 1, 2...) das Licht aus dem entsprechenden Transmissionsgitter durchgelassen werden soll. Außerdem können die Blenden 17 als spektrale Filterelemente verwendet werden.
Das von den Blenden 17, beispielsweise von der Blende 17 vor dem Transmissionsgitter 12, reflektierte Licht kann insbesondere ebenfalls von dem Detektor 102 erfasst werden. Dieses Licht kann demnach als zeitliche Referenz für eine Time-Of-Flight-Messung, insbesondere bei gepulsten Lasern, benutzt werden. Dabei kann ein Zeitunterschied zwischen der Reflexion an der besagten Blende 17 und der Reflexion am Objekt 8 erfasst werden.
Hierbei werden die Transmissionsgitter 2, 12 und 13 zur Teilung und Zusammenführung der Strahlen in den ersten Lichtweg L1 und zweiten Lichtweg L2 eingesetzt. Analog den ersten beiden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird durch die Phasenverschiebungsvorrichtung 7, bzw. dem ersten Phasenverschiebungselement 5 und dem zweiten Phasenverschiebungselement 6, ein Phasenunterschied von 180° zwischen dem Licht des ersten Lichtwegs L1 und des zweiten Lichtwegs L2 erzeugt.
Die Optikanordnung 1 gemäß dieser Ausführungsform kann außerdem ebenfalls Kollimatoren 9 und/oder Polarisationsfilter 10 und 11 aufweisen. Außerdem kann hierbei anstelle der Transmissionsgitter 2 und 13, der Blenden 17, dem Transmissionsgitter 12 und/oder der Spiegel 16 ein Strahlteiler, insbesondere ein halbdurchlässiger Spiegel, eingesetzt werden.
Insbesondere kann hierbei durch das Transmissionsgitter 12 bewirkt werden, dass das Objekt 8 von einem zusammengeführten Lichtstrahl beleuchtet wird. Insbesondere können dadurch sogenannte Speckle-Effekte verhindert werden. Insbesondere kann hierdurch verhindert werden, dass mehrere Lichtstrahlen, welche von dem Objekt 8 reflektiert werden, verschiedene Intensitäten bzw. Amplituden haben. Dadurch wird wiederum erreicht, dass die am Detektor 102 erfasste Interferenz des Lichts aus dem ersten Lichtweg L1 und aus dem zweiten Lichtweg L2 möglichst vollständig konstruktiv und/oder destruktiv ist.
Die Optikanordnung 1 kann außerdem anstelle der Spiegel 16 und/oder der Blenden 17 (Freistrahloptik) Lichtwellenleiter aufweisen. Insbesondere kann die Optikanordnung 1 in allen vorgenannten Ausführungsformen Lichtwellenleiter für einzelne oder sämtliche dargestellten Lichtwege aufweisen. Hierbei können die Lichtwellenleiter, genauer deren Eintrittspupillen, zusammen mit den Blenden 17 als spektrale Bandpassfilter verwendet werden.
In allen vorgenannten Ausführungsformen der Optikanordnung 1 der vorliegenden Erfindung sind alle Lichtwege so ausgebildet, dass zwischen dem Licht aus dem ersten Lichtweg L1 und dem Licht aus dem zweiten Lichtweg L2 im Wesentlichen kein Weglängenunterschied zustande kommt. Dabei werden die verschiedenen Lichtstrahlen mittels der genannten Phasenverschiebungsvorrichtung 7 zur konstruktiven und/oder destruktiven Interferenz gebracht. Alternativ oder zusätzlich dazu können jedoch die Lichtwege L1 und L2 unterschiedlich sein. Das heißt, dass eine konstruktive und/oder destruktive Interferenz zwischen den Lichtstrahlen in der Optikanordnung 1 auch durch Weglängenunterschiede in den verschiedenen Strahlengängen bewirkt werden kann.
Insbesondere wird in allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise das Umgebungslicht 21 , welches entweder direkt in die Optikanordnung 1 koppelt oder an dem Objekt 8 reflektiert/gestreut wird, zur destruktiven Interferenz gebracht, während Licht der Lichtquelle 101 zumindest teilweise zur konstruktiven Interferenz gebracht wird. Dadurch kann das SNR vorteilhafterweise verbessert werden.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines entfernungsmessenden Systems 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das entfernungsmessende System 100 weist hierbei eine Lichtquelle 101 und einen Detektor 102 sowie die Optikanordnung 1 gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf.
Hierbei können die Optikanordnung 1, die Lichtquelle 101 und/oder der Detektor 102 gemeinsam in einem Modul bereitgestellt werden. Alternativ kann die Optikanordnung 1 als Zusatzmodul zur Verbesserung des optischen Rauschens eines entfernungsmessenden Systems 100 bereitgestellt werden.
Als Lichtquelle 101, insbesondere in allen vorgenannten Ausführungsformen, kann insbesondere ein Laser, bevorzugt ein gepulster Laser, oder beispielsweise eine Weißlichtquelle eingesetzt werden. Es ist selbstverständlich, dass eine Kohärenzlänge des Lichts aus der Lichtquelle 101 derart eingestellt ist, dass ein stabiles Interferenzsignal am Detektor 102 erfasst wird. Es sei angemerkt, dass der Begriff „Licht“ nicht auf das sichtbare Spektrum beschränkt ist. Vielmehr können auch Röntgen, UV, IR, Mikrowellen, etc. verwendet werden.
Als Strahlteiler, anstelle oder zusätzlich zu den Gittern und/oder Spiegeln, können beispielsweise auch akustooptische Modulatoren verwendet werden.
Durch das entfernungsmessende System 100 der vorliegenden Erfindung kann das optische Rauschen beim Messen einer Entfernung zwischen dem entfernungsmessenden Systems 100 und dem Objekt 8 vorteilhafterweise verringert werden, ohne dass beispielweise eine Leistung der Lichtquelle 101 erhöht werden muss.

Claims

Ansprüche
1. Optikanordnung (1) zum Reduzieren optischen Rauschens eines entfernungsmessenden Systems (100), aufweisend:
• zumindest ein optisches Element (2), welches eingerichtet ist, zumindest einen Strahl einer Lichtquelle (101) des entfernungsmessenden Systems (100) in zumindest einen ersten Lichtweg (L1) und zumindest einen zweiten Lichtweg (L2) zu teilen und/oder zu leiten, gekennzeichnet durch
• zumindest eine Phasenverschiebungsvorrichtung (7), welche eingerichtet ist, die Phase des Lichtstrahls des ersten Lichtwegs (L1) relativ zur Phase des Lichtstrahls des zweiten Lichtwegs (L2) zu verschieben,
• wobei die Optikanordnung (1) eingerichtet ist, ein Objekt (8), dessen Entfernung von dem entfernungsmessenden System (100) gemessen wird, mit dem Licht des ersten Lichtwegs (L1) und dem Licht des zweiten Lichtwegs (L2) zu beleuchten, und
• wobei das optische Element (2) eingerichtet ist, Licht, welches durch den ersten Lichtweg (L1) und den zweiten Lichtweg (L2) in einer Richtung (18) von dem Objekt zum optischen Element (2) propagiert, zusammenzuführen.
2. Optikanordnung (1) gemäß Anspruch 1 , wobei die Phasenverschiebungsvorrichtung (7) die Phase des Lichtstrahls des ersten Lichtwegs (L1) um 120° bis 240°, insbesondere um 180°, relativ zur Phase des Lichtstrahls des zweiten Lichtwegs (L2) verschiebt.
3. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Phasenverschiebungsvorrichtung (7) ein erstes Phasenverschiebungselement (5), welches in dem ersten Lichtweg (L1) angeordnet ist, und ein zweites Phasenverschiebungselement (6) aufweist, welches in dem zweiten Lichtweg (L2) angeordnet ist.
4. Optikanordnung (1) gemäß Anspruch 3, wobei das erste Phasenverschiebungselement (5) in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des ersten Lichtwegs (L1) um 90° relativ zum zweiten Phasenverschiebungselement (6) in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des zweiten Lichtwegs (L2) gedreht ist.
5. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend einen ersten Polarisationsfilter (10) in dem ersten Lichtweg (L1) und einen zweiten Polarisationsfilter (11) in dem zweiten Lichtweg (L2).
6. Optikanordnung (1) gemäß Anspruch 5, wobei der erste Polarisationsfilter (10) um mindestens 30° und höchstens 60°, bevorzugt um 45°, relativ zur Phasenverschiebungsvorrichtung (7), insbesondere zum ersten Phasenverschiebungselement (5), senkrecht zur optischen Achse gedreht ist und der zweite Polarisationsfilter (11) um mindestens -30° und höchstens -60°, bevorzugt um -45°, relativ zur Phasenverschiebungsvorrichtung (7), insbesondere zum zweiten Phasenverschiebungselement (6), senkrecht zur optischen Achse gedreht ist.
7. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend zumindest ein zweites optisches Element (12), welches zwischen dem Objekt (8) und dem optischen Element (2) angeordnet ist, wobei das zweite optische Element (12) Licht, welches durch den ersten Lichtweg (L1) und den zweiten Lichtweg (L2) in Richtung des Objekts (8) propagiert, zusammenführt und Licht, welches in der Richtung von dem Objekt (8) zum optischen Element (2) propagiert, in den ersten Lichtweg (L1) und den zweiten Lichtweg (L2) teilt und/oder leitet.
8. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optische Element (2) und/oder das zweite optische Element (12) ein Spiegel, insbesondere ein halbdurchlässiger Spiegel, ist/sind.
9. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optische Element (2) und/oder das zweite optische Element (12) ein optisches Gitter, insbesondere ein Transmissionsgitter, ist/sind.
10. Optikanordnung (1) gemäß Anspruch 9, aufweisend ein drittes optisches Element (13), insbesondere ein optisches Gitter, welches Licht eines Lichtquellen-Lichtwegs (15), weicher zwischen der Lichtquelle (101) und dem optischen Element (2) verläuft, und eines Detektor-Lichtwegs (14), weicher zwischen einem Detektor (102) des entfernungsmessenden Systems (100) und dem optischen Element (2) verläuft, zusammenführt und in das optische Element (2) leitet.
11. Optikanordnung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, aufweisend zumindest einen Spiegel (16), weicher zwischen dem optischen Element (2) und dem zweiten optischen Element (12) angeordnet ist und Licht von dem optischen Element (2) in das zweite optische Element (12) und/oder von dem zweiten optischen Element (12) in das optische Element (2) leitet.
12. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optische Element (2), das zweite optische Element (12) und/oder das dritte optische Element (13) eine Blende (17) aufweist/aufweisen.
13. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend zumindest einen Kollimator (9), welcher zwischen dem optischen Element (2) und der Phasenverschiebungsvorrichtung (7), insbesondere zwischen dem optischen Element (2) und dem ersten Phasenverschiebungselement (5) und/oder zwischen dem optischen Element (2) und dem zweiten Phasenverschiebungselement (6), angeordnet ist und das Licht des ersten Lichtwegs (L1) und/oder des zweiten Lichtwegs (L2) kollimiert.
14. Optikanordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest ein Lichtwellenleiter den ersten Lichtweg (L1), den zweiten Lichtweg (L2), den Lichtquellen-Lichtweg (15) und/oder den Detektor- Lichtweg (14) bildet.
15. Entfernungsmessendes System (100), insbesondere ein Lidar-System, aufweisend eine Lichtquelle (101), einen Detektor (102) und die Optikanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
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