[发明专利]测距系统

说明书

本发明涉及一种测距系统(10)，其中光源(18)将预定波长的光发射到设计有耦入衍射结构(26)的耦入区域(24)上，并将光朝测量区域(28)的方向耦入到载体介质(12)中。测量区域(28)设计为发射衍射结构(30)和接收衍射结构(32)的组合，其中发射衍射结构(30)将耦入的光耦出到待监控的测量体积中，以用于在载体介质外部的对象处反射，以及其中接收衍射结构(32)将从载体介质外部入射到接收衍射结构(32)上的经反射的光朝检测器区域(34)的方向耦入到载体介质(12)中。设计具有检测器衍射结构(36)的检测器区域(34)将光耦出到检测器装置(22)上，其中检测器装置(22)由光从光源(18)至检测器装置(22)的光传播时间确定相对于所述对象的距离。

技术领域

本发明涉及一种测距系统。

背景技术

测距系统例如可以包括激光雷达(LIDAR)系统。LIDAR系统(“光探测和测距”LightDetection and Ranging)是一种光学方法，其中可以通过测量光脉冲的传播时间来确定与位于空间区域或测量体积中的对象的距离。各种LIDAR系统是已知的，其可以通过光学元件将光束引导到测量体积中并且可以接收来自测量体积的反射光束以将该光束转向到检测器装置上。测距基于光从光源到检测器的传播时间测量。

US 2018/0106901 A1公开了一种用于检测周围环境中的对象的LIDAR传感器和一种用于激活LIDAR传感器的方法。

从DE 10 2016 220 232A1已知了一种用于LIDAR系统的光学元件，其具有扩展光学器件和投影透镜，其中扩展光学器件和/或投影透镜由全息元件形成。

已知的测距系统的缺点是，单独的光学元件必须彼此对齐，并且例如可能由于机械负荷而滑动。

发明内容

本发明的目的是提供一种测距系统，该测距系统相对于机械负荷是鲁棒的。

该目的通过独立专利权利要求的主题实现。本发明的有利改进方案由从属权利要求、以下的描述和附图公开。

本发明提供一种测距系统。测距系统具有载体介质，该载体介质例如由玻璃或塑料制成并且设计用于，作为光导体通过内反射传输耦入的光。由此可以设置玻璃板作为载体介质。载体介质具有用于发射和接收光的测量区域、耦入区域和检测器区域，它们布置在载体介质的不同部段中。通过所述各区域借助于载体介质的刚性耦合，可以防止所述滑动。可以是LIDAR功能的测距功能是通过下面描述的本发明特定的光导向实现的。

测距系统包括光源，该光源被设计和布置成，将具有预定波长的光发射到耦入区域上。光源尤其可以包括能够发射具有预定波长的光的LED或激光器，优选激光二极管。在此，预定波长与光源的发射波长有关，其根据所使用的LED或所使用的激光器来指定。预定波长优选可以在800纳米至1000纳米的红外波长范围内，尤其是850纳米、905纳米、1064纳米或1550纳米。

耦入区域设计为具有耦入衍射结构的全息元件，且设计用于将具有预定波长的、从光源入射到耦入衍射结构上的光朝测量区域的方向耦入到载体介质中，其中测量区域设计为具有发射衍射结构的全息元件和具有接收衍射结构的全息元件的组合，其中发射衍射结构设计用于，将预定波长的从耦入区域耦入的光从载体介质耦出到待监控的测量体积/测量空间中，以用于在载体介质外部的对象处进行反射，以及其中接收衍射结构设计用于，将从载体介质外部入射到接收衍射结构上的经反射的预定波长的光朝检测器区域的方向耦入到载体介质中。

检测器区域设计为具有检测器衍射结构的全息元件，并设计用于，将从测量区域入射到检测器衍射结构上的、预定波长的耦入的光从载体介质耦出到检测器装置上，其中检测器装置设计用于，检测耦出到检测器装置上的、预定波长的光，并由光从光源至检测器装置的光传播时间确定相对于所述对象的距离。