[发明专利]具有动态滤光器的激光雷达设备和方法

说明书

公开一种用于对扫描角进行扫描的激光雷达设备，所述激光雷达设备具有用于产生至少一个电磁射束的至少一个射束源、用于使所述至少一个电磁射束沿着所述扫描角偏转的可转动的镜、用于接收至少一个入射电磁射束并且使所述至少一个入射电磁射束偏转到至少一个探测器上的接收单元，并且，所述激光雷达设备具有至少一个滤光器，其中，所述至少一个滤光器能够匹配于所述至少一个入射电磁射束。此外，公开一种用于借助这样的激光雷达设备对扫描角进行扫描的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于对扫描角进行扫描的激光雷达设备以及一种用于借助激光雷达设备对扫描角进行扫描的方法。

背景技术

常见的激光雷达(Light detection and ranging，光探测和测距)设备由发送装置和接收装置构成。发送装置产生并且连续地或脉冲式地发射电磁辐射。如果该电磁辐射射到可运动的或静止的对象上，则电磁辐射由对象在接收装置的方向上反射。接收装置可以探测到所反射的电磁辐射并且给其分配接收时间。在“飞行时间”分析的范畴内，这可以用于求取对象至激光雷达设备的距离。根据应用领域，对信号质量提出高的要求。当激光雷达设备在同时宽的扫描角的情况下具有尽可能大的作用范围时尤其是这种情况。此外，信号质量确定直至什么距离、在什么角度下并且以什么准确度或概率能够探测到对象。该信号质量的大部分由所接收的反射辐射的光学滤光的质量得出。对此决定性的是可以使用的滤光器的光谱带通的宽度。滤光器的光谱带宽越窄，越少的干扰光或周围环境光射到探测器上并且信号质量越好。因为该通带范围随着所接收的辐射的入射角增大而移位至更小的波长，所以滤光器必须具有一定的宽度，以便在大的角度下也能够透射所接收的辐射。当前，滤光器的透射窗口的与入射角相关的移位是激光雷达设备的物理边界。

发明内容

本发明所基于的任务可以看作，提供一种方法和一种激光雷达设备，所述激光雷达设备具有至少一个滤光器，所述至少一个滤光器尽管入射射束的进行变化的入射角仍具有始终最佳的透射特性。

该任务借助独立权利要求的相应的主题来解决。本发明的有利的构型方案是各个从属权利要求的主题。

根据本发明的一方面，提供一种用于对扫描角进行扫描的激光雷达设备。所述激光雷达设备具有用于产生至少一个电磁射束的至少一个射束源、用于使所述至少一个电磁射束沿着所述角偏转的可转动的镜。此外，激光雷达设备具有用于接收至少一个入射(ankommend)电磁射束并且使所述至少一个入射电磁射束偏转到至少一个探测器上的接收单元并且具有至少一个滤光器，其中，至少一个滤光器可以匹配于所述至少一个入射电磁射束。

这样的激光雷达设备具有动态的光学滤光器，该动态的光学滤光器可以对入射射束的与入射角相关的波长偏移进行补偿。尤其在较大的入射角的情况下，滤光器的对于确定的波长范围的透射范围可以朝向较小的波长移位。为了防止入射电磁射束在较大的入射角的情况下仅仅受限地通过滤光器或根本不通过滤光器，可以对滤光器进行匹配。这例如可以通过匹配滤光器的位置或通过匹配滤光器的至少一个材料特性来实现。由此可以动态地或静态地匹配或跟踪滤光器的透射范围。替代地或附加地，整个接收单元可以是可匹配的。滤光器例如可以是具有一个或多个限定的透射范围的介质滤光器。在此，透射范围涉及电磁射束的波长或频率。电磁射束可以例如是可见的或不可见的波长范围内的激光射束或光射束。

根据激光雷达设备的一个实施例，至少一个滤光器可以沿着扫描角转动。由此，滤光器可旋转或可转动地支承，从而可以改变该滤光器的定向。尤其通过该措施可以最佳地调节入射射束相对于滤光器的入射角。因此，入射射束的波长可以始终处在滤光器的至少一个透射范围内并且尽可能损耗低地通过滤光器。最佳的入射角理想地是0°。然而根据滤光器的透射特性和入射射束的波长偏移，入射角也可以不是0°。滤光器的定向的变化可以例如通过压电致动器、静电电动机、电磁电动机等来实现。