WO2016207327A1 - Transmitting unit for an optical sensor device - Google Patents

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WO2016207327A1
WO2016207327A1 PCT/EP2016/064633 EP2016064633W WO2016207327A1 WO 2016207327 A1 WO2016207327 A1 WO 2016207327A1 EP 2016064633 W EP2016064633 W EP 2016064633W WO 2016207327 A1 WO2016207327 A1 WO 2016207327A1
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transmitting unit
light sources
lights
optical
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PCT/EP2016/064633
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Lin Lin
Peter Horvath
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Definitions

  • the invention relates to a transmitting unit for an optical sensor device, comprising a plurality of semiconductor light sources for generating a respective light, with a plurality of optical microlenses each associated with a semiconductor light source for bundling the light generated by the respective associated semiconductor light source, and with a collimating lens for collimating the focused ones lights.
  • the microlenses are each arranged in an optical path of the light between the respective associated semiconductor light sources and the collimator lens.
  • the invention also relates to an optical sensor device with a plurality of such transmission units.
  • optical sensor devices are known in which surfaces or bodies in an environment of the sensor device and thus of the motor vehicle with a light beam line or grid are swept over to measure the respective surfaces or body, to edit or to create an image. This can be done by a laser light beam, for example, in a laser scanning device.
  • Laser scanning devices are also known as “laser scanners” or as “lidars”.
  • laser scanners so-called surface emitter or VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) can be used as a source for the laser light. In these, the light emerges perpendicular to the plane of the associated semiconductor chip.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • Laser beams of a surface emitter array are collimated by a common optical aperture.
  • US Pat. No. 6,888,871 B1 discloses a surface emitter which has improved beam properties. Also, there is an array of microlenses used.
  • the invention relates to a transmission unit for an optical sensor device.
  • This sensor device can be a light-scanning device, in particular a
  • Laser scanning device or a laser scanner include.
  • the transmitting unit has a plurality of semiconductor light sources for generating a respective light.
  • the generated light may in particular be a respective laser light.
  • the transmitting unit also includes a plurality of each of a semiconductor light source
  • Microlens device can also comprise several lenses.
  • the transmitting unit also includes a collimator lens or collimator lens device for collimating the collimated lights.
  • the collimator lens device can also comprise a plurality of lenses for collimating the collimated lights.
  • the collimator lens serves to collimate the collimated lights to a common focal point in a focal plane of the collimator lens.
  • the microlenses are each arranged in an optical path of the light between the respective associated semiconductor light sources and the collimator lens.
  • the microlenses may have dimensions which are on the order of the dimensions of the semiconductor light sources.
  • microlenses may have dimensions in the range of several dimensions
  • microlenses or microlens devices can be manufactured by means of a microtechnical manufacturing process.
  • the semiconductor light sources are each arranged in a focal plane or in a focal point of the associated microlens.
  • the semiconductor light sources are arranged in a first plane.
  • the semiconductor light sources are all arranged one below the other, in particular in a vertical direction.
  • the semiconductor light sources are in each case preferably arranged on a straight line in the vertical direction with one another. This has the advantage that the resolution of the transmitting unit in the
  • the semiconductors each comprise or are at least one surface emitter.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • Semiconductor light sources can be easily arranged in the first level. Moreover, the semiconductor light sources can be arranged so particularly close to each other, so that a particularly high resolution of the transmitting unit and thus for the optical sensor device can be achieved.
  • Microlens devices are all arranged in a second plane.
  • the focal planes of the microlenses are all then in the first plane in which the semiconductor light sources are arranged.
  • the microlenses preferably adjoin one another here. They can also be embodied as a microlens array or microlens arrangement, in particular then in one piece. This has the advantage of a particularly simple geometry, so that the lights of the semiconductor light sources can each be bundled particularly precisely and precisely with little effort. Thus, this also increases the usable resolution of the transmitting unit and the associated sensor device.
  • the microlenses all in each case comprise or are at least one converging lens.
  • the number of semiconductor light sources corresponds to the quotient of a collimator angle of the collimator lens and a predetermined resolution or angular resolution of the transmitting unit.
  • the resolution or angular resolution can be predetermined in particular in the vertical direction. For example, a resolution of 0.1 ° can be specified here.
  • Collimator angle is the amount of the size of the angular range from which at one focal point of the collimator lens one consisting of all lights
  • the size of the angular range is again measured, in particular in the vertical direction.
  • the size of the angular range and thus the collimator angle in the vertical direction can be 12 °.
  • the number of semiconductor light sources 120 Given a predetermined resolution of the transmitting unit in the vertical direction of 0.1 °, the number of semiconductor light sources 120 then results in this example. Accordingly, the number of microlenses is also 120. Accordingly, the focused lights can each have an identical spatial extent perpendicular to the
  • Semiconductor light sources independently controllable by a control device of the transmitting unit that is, for example, activated and / or deactivated, are.
  • This has the advantage that, for example, only a single semiconductor light source of the transmitting unit can be activated at a given time, so that only one of the transmitting unit in an optical sensor device associated detector unit at a time, for example, in a pixel or pixel of the detector unit, only the light which impinges on a semiconductor light source.
  • no stray light from adjacent semiconductor light sources is incident on the detector, so that a Noise, which may otherwise be caused by the other semiconductor light sources in the one pixel, can be prevented.
  • the usable resolution is increased or improved the image quality, in which here a noise in a detector is prevented or reduced by the structural design of the transmitting unit.
  • "crosstalk" of the lights of the different semiconductor light sources is prevented, Such crosstalk can otherwise occur, for example, in different processing channels of the detector unit, which are assigned to different pixels.
  • the optical micromirror may have a mirror surface with dimensions in the micrometer range. For example, the mirror surface dimensions of 2 ⁇ x 2 ⁇ have. It can be an optical micromirror known from the field of "digital micromirror devices" (DMD), which can be used as a microelectromechanical component for the dynamic deflection of light, the optical micromirror being from the semiconductor light sources When viewed in the optical path of the lights behind the collimator lens, the lights of the transmitting unit can be deflected in different spatial directions, resulting in a resolution of the light source
  • DMD digital micromirror devices
  • Transmitter unit is used, increased.
  • the optical micromirror is arranged in a focal plane of the collimator lens.
  • the direction in which the lights are deflected by the micromirror can be adjusted particularly accurately and evenly for the different lights. Furthermore, a particularly small
  • Micromirror can be used so that the parts to be moved for deflecting are particularly small and lightweight. Also, the distraction can be done very quickly. Accordingly, the arrangement of the micromirror in the focal plane of the collimator lens ensures that better image quality is achieved with greater usable resolution.
  • Horizontal direction is pivotable. He can here, for example, by an angle of +/- 15 °, in particular +/- 10 ° pivot.
  • the micromirror can therefore have an axis of rotation which runs parallel to the vertical direction. It is too Note that the vertical direction is perpendicular to the horizontal plane in which the horizontal direction runs.
  • the micromirror can also be embodied as a so-called 1D micromirror, that is, having only a single axis of rotation. Accordingly, the micromirror is then pivotable only in the horizontal direction. This is advantageous in particular when the semiconductor light sources are arranged vertically one below the other. Then, namely by the arrangement of the semiconductor light sources, a vertical and determined by the movement of the micromirror horizontal resolution.
  • a pivotability of +/- 15 ° in particular +/- 10 ° has proven to be advantageous in terms of mechanical constraints of
  • the invention also relates to an optical sensor device with a plurality, in particular three, transmitting units according to the above statements and with an optical micromirror.
  • the optical sensor device may comprise only a single optical micromirror.
  • the optical micromirror is in this case arranged, viewed from the semiconductor light sources, in the optical paths of the lights behind the collimator lenses of the transmitting units.
  • the micromirror is thus arranged in an intersection of the focal planes of the collimator lenses.
  • different spatial areas can be scanned in an environment of the optical sensor device.
  • the increased usable resolution can thus be applied to a particularly large image area, which can be detected by the optical sensor device. This achieves better picture quality.
  • Micromirror in the horizontal direction is pivotable and the transmitting units in the horizontal direction in a plane offset from the micromirror are arranged.
  • the micromirror can in turn in particular by an amount of +/- 15 °
  • This angle can be in particular 40 °.
  • a measurement inaccuracy of +/- 1 0 can be provided here. This has the advantage that the environment of the optical sensor device can be scanned particularly efficiently by pivoting the micromirror. Especially with a pivotability about +/- 10 0 , an amount of 40 ° for the same angle is particularly advantageous.
  • a transmitting unit In a pivoting of the micromirror by +/- 10 ° namely a hor izontaler angle range of 40 ° can be covered by a transmitting unit.
  • the environment of the optical sensor device can be efficiently detected at a detection angle of 120 ° in total with the increased usable resolution.
  • only a single moving part is required, namely the said optical
  • Micromirrors thus, in turn, a particular accuracy can be achieved in the optical system, which in turn increases the usable resolution and the image quality achieved.
  • different transmission units each have disjoint wavelength distributions for the different transmission units or, in the case of laser lights, each have a mutually different wavelength, this has the advantage that the different lights do not influence each other or a detector unit of the optical sensor device easily detect the different lights separately can. This avoids a "crosstalk" of the lights with a concomitant deterioration of a resolution.
  • the semiconductor light sources of the transmitting units for each transmitting unit are arranged in a respective plane all in the same vertical direction in each case for a transmitting unit with each other.
  • the semiconductor light sources, which in each case to a Transmit unit belong in particular be arranged on a straight line.
  • the straight lines on which the semiconductor light sources are arranged are in each case parallel to one another.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a transmitting unit in a vertical direction
  • FIG. 2 is a schematic representation of an exemplary embodiment of an optical sensor device with three transmission units and one optical micromirror in a perspective view.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a transmitting unit in a sectional view parallel to a vertical direction.
  • the transmitting unit 1 initially comprises a multiplicity of semiconductor light sources 2a, 2b, 2y, 2z. These are in the present case arranged on a carrier board 3.
  • the semiconductor light sources 2a-2z are arranged in a first plane 4, which extends here in a yz-direction perpendicular to the plane of the drawing.
  • Semiconductor light sources 2a-2z are arranged in the y-direction, which here corresponds to the vertical direction, with each other on a straight line. Present are the
  • Semiconductor light sources 2a-2z also arranged equidistantly. Due to the equidistance results in a simplified geometry, which is also advantageous to the achievable
  • Image quality or usable resolution of the transmitting unit affects.
  • Semiconductor light sources 2a-2z are in the example shown as a surface emitter, so-called VCSEL (Vertical Cavity Surface Emissive Laser) executed, in the form of a so-called VCSEL array. In the example shown, this comprises a series of 120 semiconductor light sources 2a-2z, which are not completely shown for reasons of clarity.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emissive Laser
  • the transmitting unit 1 also includes a plurality of optical microlenses 5a-5z associated with the respective semiconductor light sources 2a-2z. Accordingly, a light a, b,..., Z generated by the respective semiconductor light sources 2a-2z is detected by the
  • microlenses 5a-z are presently arranged at a distance D from the semiconductor light sources 2a-2z, which is the
  • Focal length of the microlenses 5a-5z corresponds.
  • the microlenses 5a-5z are all designed identically as converging lenses and arranged adjacent to one another in the form of a so-called array in a second plane 6.
  • This microlens array can be designed, for example, in one piece.
  • Semiconductor light sources 2a-2z initially as the lights a-z and generated by the
  • Microlenses 5a-5z focused lights a'-z 'parallel light beams adjacent to each other.
  • the bundled lights a'-z 'thus form a kind of light band with simultaneously activated semiconductor light sources 2a-2z, which extends quasi one-dimensionally (ie almost exclusively) in the y-direction, ie the vertical direction.
  • the transmitting unit 1 further comprises a collimator lens 7 which collimates the collimated lights a'-z 'to a focal point F.
  • This focal point F is in one
  • Collimator angle ⁇ corresponds to the focal point F.
  • the collimator angle ⁇ in the example shown is 12 °. Since present 120 semiconductor light sources 2a-2z the corresponding lights a, a ', a "to z, z', z" generate and the diffracted or collimated lights a ', a "to z', z" adjacent to each other, corresponds to each semiconductor light source 2a-2z present in the total light 9. Take the individual collimated lights a "-z"
  • Solid angle ⁇ thus determines the resolution, in this case the resolution in
  • a micromirror 8 is arranged in the present case.
  • the collimated lights a "-z" strike the micromirror 8 at the focal point F.
  • the micromirror 8 is pivotable about an axis of rotation A, which here runs parallel to the vertical direction in the plane of the drawing.
  • Vertical direction extends, be deflected in the horizontal direction and with this an environment of the transmitting unit 1 are irradiated.
  • Embodiment is provided, however, that at the same time only one of the semiconductor light sources 2a-2z is active at the same time. This is achieved by the transmitting unit 1, a vertical resolution of presently 0.1 °. However, corresponding to d is at a detector, which is not shown, only one signal, which a single pixel, which of the respectively activated semiconductor light source 2a-2z or one through this
  • Semiconductor light source 2a-2z irradiated area corresponds to the environment detected. Thereby, this one pixel in the detector unit will not receive a signal through the other semiconductor light sources 2a-2z. This signal and thus the others
  • Semiconductor light sources 2a-2z would otherwise contribute to noise.
  • Fig. 2 is an exemplary embodiment of an optical schematic
  • Each of the three transmitting units 1, 1 ', 1 "here corresponds by way of example in each case to the exemplary embodiment shown in Fig. 1.
  • the vertical directions of the respective transmitting units 1, 1', 1" are arranged parallel to one another and the
  • Transmitting units 1, 1 ', 1 "distributed in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction in the horizontal plane present radially around a single micromirror 8.
  • the micromirror 8 for example, have a mirror surface of 2x2 mm ..
  • the transmitting units 1, 1', 1" can thereby In the present case, in each case a vertical, quasi-one-dimensional light band 9, 9 ', 9 "emanate.
  • the respective light bands 9, 9', 9" have their common focal point F, in which the micromirror 8 is arranged, their point of intersection.
  • the micromirror 8 is pivotable about a rotation axis A in one dimension, namely in the horizontal plane.
  • the optical micromirror 8 can be switched by +/- 10 °.
  • the light bands 9, 9 ', 9 "depending on the position of the optical micromirror 8 are directed into an area which in each case covers +/- 20 °, ie 40 °, of a surrounding area 1 1.

Abstract

The invention relates to a transmitting unit (1) for an optical sensor device (10), comprising a plurality of semiconductor light sources (2a-2z) for generating a respective light (a-z), a plurality of optical microlenses (5a-5z), each of which is paired with a semiconductor light source (2a-2z), in order to bundle the light (a-z) generated by each paired semiconductor light source (2a-2z), and a collimator lens (7) for collimating the bundled light (a'-z'). Each of the microlenses (5a-5z) is arranged in an optical path of the light (a,a'-z,z') between each paired semiconductor light source (2a-2z) and the collimator lens (7), and each of the semiconductor light sources (2a-2z) is arranged on a focal plane of the paired microlens (5a-5z) in order to achieve an improved image quality for the optical sensor device (10), in particular a greater usable resolution.

Description

Sendeeinheit für eine optische Sensorvorrichtung  Transmitting unit for an optical sensor device
Die Erfindung betrifft eine Sendeeinheit für eine optische Sensorvorrichtung, mit einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen zum Erzeugen eines jeweiligen Lichts, mit einer Vielzahl von jeweils einer Halbleiterlichtquelle zugeordneten optischen Mikrolinsen zum Bündeln des von der jeweils zugeordneten Halbleiterlichtquelle erzeugen Lichts, und mit einer Kollimatorlinse zum Kollimieren der gebündelten Lichter. Dabei sind die Mikrolinsen jeweils in einem optischen Weg des Lichts zwischen den jeweiligen zugeordneten Halbleiterlichtquellen und der Kollimatorlinse angeordnet. Die Erfindung betrifft auch eine optische Sensorvorrichtung mit mehreren solchen Sendeeinheiten. The invention relates to a transmitting unit for an optical sensor device, comprising a plurality of semiconductor light sources for generating a respective light, with a plurality of optical microlenses each associated with a semiconductor light source for bundling the light generated by the respective associated semiconductor light source, and with a collimating lens for collimating the focused ones lights. The microlenses are each arranged in an optical path of the light between the respective associated semiconductor light sources and the collimator lens. The invention also relates to an optical sensor device with a plurality of such transmission units.
In modernen Kraftwagen finden eine Vielzahl von unterschiedlichen Sensorvorrichtungen Verwendung. Gerade optische Sensorvorrichtungen sind hier weit verbreitet. Dabei sind optische Sensorvorrichtungen bekannt, bei welchen Oberflächen oder Körper in einer Umgebung der Sensorvorrichtung und damit des Kraftwagens mit einem Lichtstrahl zeilen- oder rasterartig überstrichen werden, um die jeweiligen Oberflächen oder Körper zu vermessen, zu bearbeiten oder ein Bild zu erzeugen. Dies kann beispielsweise bei einer Laserabtastvorrichtung durch einen Laserlichtstrahl erfolgen. Derartige In modern motor vehicles, a variety of different sensor devices are used. Straight optical sensor devices are widely used here. In this case, optical sensor devices are known in which surfaces or bodies in an environment of the sensor device and thus of the motor vehicle with a light beam line or grid are swept over to measure the respective surfaces or body, to edit or to create an image. This can be done by a laser light beam, for example, in a laser scanning device. such
Laserabtastvorrichtungen sind auch als„Laserscanner" oder als„Lidar" bekannt. Dabei können als Quelle für das Laserlicht sogenannte Oberflächeemitter oder VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) zum Einsatz kommen. Bei diesen tritt das Licht senkrecht zur Ebene des zugeordneten Halbleiterchips ab. Laser scanning devices are also known as "laser scanners" or as "lidars". In this case, so-called surface emitter or VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) can be used as a source for the laser light. In these, the light emerges perpendicular to the plane of the associated semiconductor chip.
Aus der US 6,353,502 B1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher mehrere From US 6,353,502 B1 a device is known in which several
Laserstrahlen einer Oberflächenemitter-Anordnung durch eine gemeinsame optische Apertur kollimiert werden. Laser beams of a surface emitter array are collimated by a common optical aperture.
Aus der US 6,888,871 B1 ist ein Oberflächenemitter bekannt, welcher verbesserte Strahleigenschaften aufweist. Auch kommt dort eine Anordnung von Mikrolinsen zum Einsatz. US Pat. No. 6,888,871 B1 discloses a surface emitter which has improved beam properties. Also, there is an array of microlenses used.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für eine optische Sensorvorrichtung eine verbesserte Bildqualität, insbesondere eine größere nutzbare Auflösung, zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren. It is the object of the present invention to achieve an improved image quality, in particular a greater usable resolution, for an optical sensor device. This object is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the figures.
Die Erfindung betrifft eine Sendeeinheit für eine optische Sensorvorrichtung. Diese Sensorvorrichtung kann eine Licht-Abtastvorrichtung, insbesondere eine The invention relates to a transmission unit for an optical sensor device. This sensor device can be a light-scanning device, in particular a
Laserabtastvorrichtung oder einen Laserscanner umfassen. Die Sendeeinheit weist dabei eine Vielzahl von Halbleiterlichtquellen zum Erzeugen eines jeweiligen Lichts auf. Bei dem erzeugten Licht kann es sich insbesondere um ein jeweiliges Laserlicht handeln. Die Sendeeinheit umfasst auch eine Vielzahl von jeweils einer Halbleiterlichtquelle Laser scanning device or a laser scanner include. The transmitting unit has a plurality of semiconductor light sources for generating a respective light. The generated light may in particular be a respective laser light. The transmitting unit also includes a plurality of each of a semiconductor light source
zugeordneten optischen Mikrolinsen oder Mikrolinseneinrichtungen zum Bündeln des von der jeweils zugeordneten Halbleiterlichtquelle erzeugten Lichts. Eine associated optical microlenses or microlens devices for bundling the light generated by the respective associated semiconductor light source. A
Mikrolinseneinrichtung kann dabei auch mehrere Linsen umfassen. Die Sendeeinheit umfasst auch eine Kollimatorlinse oder Kollimatorlinseneinrichtung zum Kollimieren der gebündelten Lichter. Dabei kann die Kollimatorlinseneinrichtung auch mehrere Linsen zum Kollimieren der gebündelten Lichter umfassen. Insbesondere dient die Kolimatorlinse dabei dem Kollimieren der gebündelten Lichter auf einen gemeinsamen Brennpunkt in einer Brennebene der Kollimatorlinse. Dabei sind die Mikrolinsen in jeweils einem optischen Weg des Lichts zwischen den jeweiligen zugeordneten Halbleiterlichtquellen und der Kollimatorlinse angeordnet. Die Mikrolinsen können Abmessungen aufweisen, welche in der Größenordnung der Abmessungen der Halbleiterlichtquellen liegen. Microlens device can also comprise several lenses. The transmitting unit also includes a collimator lens or collimator lens device for collimating the collimated lights. In this case, the collimator lens device can also comprise a plurality of lenses for collimating the collimated lights. In particular, the collimator lens serves to collimate the collimated lights to a common focal point in a focal plane of the collimator lens. The microlenses are each arranged in an optical path of the light between the respective associated semiconductor light sources and the collimator lens. The microlenses may have dimensions which are on the order of the dimensions of the semiconductor light sources.
Insbesondere können die Mikrolinsen Abmessungen im Bereich von mehreren In particular, the microlenses may have dimensions in the range of several
Mikrometern aufweisen. Zudem können die Mikrolinsen oder Mikrolinseneinrichtungen mittels eines mikrotechnischen Herstellungsverfahrens gefertigt sein. Um eine bessere Bildqualität zu erreichen, insbesondere eine größere nutzbare Auflösung zu erreichen, sind die Halbleiterlichtquellen jeweils in einer Brennebene oder in einem Brennpunkt der zugeordneten Mikrolinse angeordnet. Have micrometers. In addition, the microlenses or microlens devices can be manufactured by means of a microtechnical manufacturing process. In order to achieve a better image quality, in particular to achieve a greater usable resolution, the semiconductor light sources are each arranged in a focal plane or in a focal point of the associated microlens.
Das hat den Vorteil, dass die erzeugten Lichter zu Lichtstrahlen gebündelt werden, welche eine klar definierte Ausbreitungsrichtung haben. Es kann somit besonders leicht eine parallele Ausbreitungsrichtung für die unterschiedlichen Lichter erreicht werden. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die gebündelten Lichter unterschiedlicher Halbleiterquellen nicht örtlich überlagern, so dass eine wohl definierte Ausleuchtung vorgegebener Raumbereiche durch die Sendeeinheit verbessert wird. Somit kann eine unbeabsichtigte Lichtstreuung des von der Sendeeinheit abgestrahlten Lichts in Bereiche, beispielsweise Bildpunkte oder Pixel, einer Detektoreinheit oder eines Detektors der zugeordneten optischen Sendeeinheit, in welchen diese Lichtstreuung zu einem Rauschen beiträgt, verhindert werden. Dadurch wird eine bessere Bildqualität erreicht und die tatsächlich nutzbare Auflösung für eine optische Sensorvorrichtung mit einer solchen Sendeeinheit vergrößert. This has the advantage that the generated lights are bundled into light beams, which have a clearly defined propagation direction. It can thus be easily achieved a parallel propagation direction for the different lights. As a result, it can be achieved that the bundled lights of different semiconductor sources do not locally overlap, so that a well-defined illumination of predefined spatial regions by the transmitting unit is improved. Thus, an unintentional light scattering of the light emitted by the transmitting unit into areas, for example pixels or pixels, a detector unit or a detector of the associated optical transmitting unit, in which this light scattering to a Noise can be prevented. This achieves a better image quality and increases the actually usable resolution for an optical sensor device with such a transmission unit.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halbleiterlichtquellen in einer ersten Ebene angeordnet sind. Dabei sind die Halbleiterlichtquellen insbesondere in einer Vertikalrichtung sämtlich untereinander angeordnet. Bevorzugt sind dabei wiederum die Halbleiterlichtquellen sämtlich auf einer Geraden in der Vertikalrichtung untereinander angeordnet. Das hat den Vorteil, dass die Auflösung der Sendeeinheit in der In an advantageous embodiment it is provided that the semiconductor light sources are arranged in a first plane. In this case, the semiconductor light sources are all arranged one below the other, in particular in a vertical direction. In this case, in turn, the semiconductor light sources are in each case preferably arranged on a straight line in the vertical direction with one another. This has the advantage that the resolution of the transmitting unit in the
Vertikalrichtung vergrößert ist und alle Halbleiterlichtquellen zu der Auflösung in der Vertikalrichtung beitragen. Gerade die Anordnung auf einer Geraden untereinander und/oder in einer Ebene vereinfacht hier den Aufbau, so dass die bessere Bildqualität und größere nutzbare Auflösung auf besonders einfache Weise, beispielsweise mit identischen Mikrolinsen, erreicht werden kann. Vertical direction is increased and all semiconductor light sources contribute to the resolution in the vertical direction. Just the arrangement on a line with each other and / or in a plane here simplifies the structure, so that the better image quality and greater usable resolution in a particularly simple manner, for example with identical microlenses, can be achieved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halbleiter jeweils zumindest einen Oberflächenemitter umfassen oder ein solcher sind. Ein In a further advantageous embodiment, it is provided that the semiconductors each comprise or are at least one surface emitter. One
Oberflächenemitter kann dabei auch als VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) bezeichnet werden und ist ein Halbleiterlaser, bei dem das Licht senkrecht zu der Ebene des Halbleiterchips abgestrahlt wird. Dadurch unterscheidet sich der Oberflächenemitter von dem herkömmlichen sogenannten Kantenemitter, bei dem das Licht an einer oder zwei Flanken des Halbleiterchips austritt. Das hat den Vorteil, dass die Surface emitter can also be referred to as VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) and is a semiconductor laser in which the light is emitted perpendicular to the plane of the semiconductor chip. As a result, the surface emitter differs from the conventional so-called edge emitter, in which the light emerges on one or two flanks of the semiconductor chip. This has the advantage that the
Halbleiterlichtquellen besonders einfach in der ersten Ebene angeordnet werden können. Überdies können die Halbleiterlichtquellen so besonders dicht aneinander angeordnet werden, so dass eine besonders hohe Auflösung der Sendeeinheit und damit für die optische Sensorvorrichtung erreicht werden kann. Semiconductor light sources can be easily arranged in the first level. Moreover, the semiconductor light sources can be arranged so particularly close to each other, so that a particularly high resolution of the transmitting unit and thus for the optical sensor device can be achieved.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mikrolinsen oder In another embodiment, it is provided that the microlenses or
Mikrolinseneinrichtungen sämtlich in einer zweiten Ebene angeordnet sind. Insbesondere liegen dann die Brennebenen der Mikrolinsen alle in der ersten Ebene, in welcher die Halbleiterlichtquellen angeordnet sind. Bevorzugt grenzen die Mikrolinsen hier aneinander an. Sie können auch als Mikrolinsen-Array oder Mikrolinsen-Anordnung ausgeführt sein, insbesondere dann auch einstückig. Das hat den Vorteil einer besonders einfachen Geometrie, so dass die Lichter der Halbleiterlichtquellen jeweils mit geringem Aufwand besonders genau und präzise gebündelt werden können. Somit wird auch hierdurch die nutzbare Auflösung der Sendeeinheit und der zugeordneten Sensorvorrichtung erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mikrolinsen sämtlich jeweils zumindest eine Sammellinse umfassen oder eine solche sind. Das hat den Vorteil, dass ein besonders einfacher optischer Aufbau erzielt werden kann und somit ein besonders großer Grad an Präzision erreicht werden kann. Auch damit werden die einzelnen durch die Mikrolinsen gebündelten Lichtstrahlen besonders präzise definiert, so dass eine bessere Lichtqualität mit einer größeren nutzbaren Auflösung erreicht ist. Microlens devices are all arranged in a second plane. In particular, the focal planes of the microlenses are all then in the first plane in which the semiconductor light sources are arranged. The microlenses preferably adjoin one another here. They can also be embodied as a microlens array or microlens arrangement, in particular then in one piece. This has the advantage of a particularly simple geometry, so that the lights of the semiconductor light sources can each be bundled particularly precisely and precisely with little effort. Thus, this also increases the usable resolution of the transmitting unit and the associated sensor device. In a preferred embodiment, it is provided that the microlenses all in each case comprise or are at least one converging lens. This has the advantage that a particularly simple optical design can be achieved and thus a particularly high degree of precision can be achieved. Even so, the individual beams of light collimated by the microlenses are defined particularly precisely, so that a better quality of light with a greater usable resolution is achieved.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anzahl der Halbleiterlichtquellen dem Quotienten aus einem Kollimatorwinkel der Kollimatorlinse und einer vorgegebenen Auflösung oder Winkelauflösung der Sendeeinheit entspricht. Die Auflösung oder Winkelauflösung kann dabei insbesondere in Vertikalrichtung vorgegeben sein. Beispielsweise kann hier eine Auflösung von 0,1 °vorgegeben sein. Der In a particularly advantageous embodiment, it is provided that the number of semiconductor light sources corresponds to the quotient of a collimator angle of the collimator lens and a predetermined resolution or angular resolution of the transmitting unit. The resolution or angular resolution can be predetermined in particular in the vertical direction. For example, a resolution of 0.1 ° can be specified here. Of the
Kollimatorwinkel ist dabei der Betrag der Größe des Winkelbereiches, aus welchem in einem Brennpunkt der Kollimatorlinse ein aus sämtlichen Lichtern bestehendes Collimator angle is the amount of the size of the angular range from which at one focal point of the collimator lens one consisting of all lights
Gesamtlicht auf den Brennpunkt trifft. Dabei wird die Größe des Winkelbereichs wiederum insbesondere in Vertikalrichtung gemessen. Beispielsweise kann die Größe des Winkelbereichs und damit der Kollimatorwinkel in Vertikalrichtung 12°betragen. Bei einer vorgegebenen Auflösung der Sendeeinheit in Vertikalrichtung von 0,1 °ergibt sich dann in diesem Beispiel für die Anzahl der Halbleiterlichtquellen 120. Entsprechend beträgt die Anzahl der Mikrolinsen dann ebenfalls 120. Entsprechend können dann die gebündelten Lichter jeweils eine identische räumliche Ausdehnung senkrecht zur Total light hits the focal point. The size of the angular range is again measured, in particular in the vertical direction. For example, the size of the angular range and thus the collimator angle in the vertical direction can be 12 °. Given a predetermined resolution of the transmitting unit in the vertical direction of 0.1 °, the number of semiconductor light sources 120 then results in this example. Accordingly, the number of microlenses is also 120. Accordingly, the focused lights can each have an identical spatial extent perpendicular to the
Ausbreitungsrichtung aufweisen. Es ergibt sich hier der Vorteil, dass eine gleichmäßige Auflösung erreicht wird, und die Anzahl der Halbleiterlichtquellen optimal auf die zu erzielende Auflösung angepasst ist. Damit kann bei idealer Bauraumausnutzung die vorgegebene Auflösung ohne ein Überstrahlen benachbarter Lichter ineinander erreicht werden. Dadurch wird eine verbesserte Bildqualität und höhere nutzbare Auflösung erreicht. Have propagation direction. This results in the advantage that a uniform resolution is achieved, and the number of semiconductor light sources is optimally adapted to the resolution to be achieved. Thus, given ideal space utilization, the given resolution can be achieved without overshooting neighboring lights. This achieves improved image quality and higher usable resolution.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die In a further advantageous embodiment it is provided that the
Halbleiterlichtquellen durch eine Steuereinrichtung der Sendeeinheit unabhängig voneinander steuerbar, also beispielsweise aktivierbar und/oder deaktivierbar, sind. Das hat den Vorteil, dass zu einem vorgegebenen Zeitpunkt beispielsweise nur eine einzige Halbleiterlichtquelle der Sendeeinheit aktiviert werden kann, so dass entsprechend auch an einer der Sendeeinheit dann in einer optischen Sensorvorrichtung zugeordneten Detektoreinheit zu einem Zeitpunkt beispielsweise in einem Bildpunkt oder Pixel der Detektoreinheit nur das Licht der einen Halbleiterlichtquelle auftrifft. Es trifft also bei dem Detektor dann kein Streulicht von benachbarten Halbleiterlichtquellen ein, so dass ein Rauschen, welches sonst durch die anderen Halbleiterlichtquellen möglicherweise in dem einen Bildpunkt hervorrufen wird, verhindert werden kann. Somit wird wiederum die nutzbare Auflösung vergrößert beziehungsweise die Bildqualität verbessert, in dem hier ein Rauschen in einem Detektor durch die konstruktive Auslegung der Sendeeinheit verhindert oder verringert wird. Es wird somit ein„Übersprechen" der Lichter der unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen verhindert. Solch ein„Übersprechen kann sonst beispielsweise in unterschiedlichen Verarbeitungskanälen der Detektoreinheit auftreten, welche unterschiedlichen Bildpunkten zugeordnet sind. Semiconductor light sources independently controllable by a control device of the transmitting unit, that is, for example, activated and / or deactivated, are. This has the advantage that, for example, only a single semiconductor light source of the transmitting unit can be activated at a given time, so that only one of the transmitting unit in an optical sensor device associated detector unit at a time, for example, in a pixel or pixel of the detector unit, only the light which impinges on a semiconductor light source. Thus, no stray light from adjacent semiconductor light sources is incident on the detector, so that a Noise, which may otherwise be caused by the other semiconductor light sources in the one pixel, can be prevented. Thus, in turn, the usable resolution is increased or improved the image quality, in which here a noise in a detector is prevented or reduced by the structural design of the transmitting unit. Thus, "crosstalk" of the lights of the different semiconductor light sources is prevented, Such crosstalk can otherwise occur, for example, in different processing channels of the detector unit, which are assigned to different pixels.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sendeeinheit auch einen optischen Mikrospiegel zum Ablenken der durch die In a further particularly advantageous embodiment it is provided that the transmitting unit and an optical micromirror for deflecting the through the
Kollimatorlinse kollimierten Lichter umfasst. Der optische Mikrospiegel kann dabei eine Spiegelfläche mit Abmessungen im Mikrometerbereich aufweisen. Beispielsweise kann die Spiegelfläche Abmessungen von 2μηι x 2μηι haben. Es kann sich dabei um einen optischen Mikrospiegel handeln, wie er aus dem Bereich der„Digital Micromirror Devices" (DMD) bekannt ist. Der Mikrospiegel kann als mikroelektromechanisches Bauelement zum dynamischen Ablenken von Licht genutzt werden. Der optische Mikrospiegel ist dabei von den Halbleiterlichtquellen aus betrachtet in den optischen Weg der Lichter hinter der Kollimatorlinse angeordnet. Dadurch können die Lichter der Sendeeinheit in unterschiedliche Raumrichtungen abgelenkt werden, was eine Auflösung der Collimator lens includes collimated lights. The optical micromirror may have a mirror surface with dimensions in the micrometer range. For example, the mirror surface dimensions of 2μηι x 2μηι have. It can be an optical micromirror known from the field of "digital micromirror devices" (DMD), which can be used as a microelectromechanical component for the dynamic deflection of light, the optical micromirror being from the semiconductor light sources When viewed in the optical path of the lights behind the collimator lens, the lights of the transmitting unit can be deflected in different spatial directions, resulting in a resolution of the light source
Sendeeinheit beziehungsweise der optischen Sensorvorrichtung, in welcher die Transmitting unit or the optical sensor device, in which the
Sendeeinheit zum Einsatz kommt, erhöht. Transmitter unit is used, increased.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der optische Mikrospiegel in einer Brennebene der Kollimatorlinse angeordnet ist. Somit lässt sich die Richtung, in welche die Lichter durch den Mikrospiegel abgelenkt werden, besonders genau und gleichmäßig für die unterschiedlichen Lichter einstellen. Des Weiteren kann ein besonders kleiner It can be provided that the optical micromirror is arranged in a focal plane of the collimator lens. Thus, the direction in which the lights are deflected by the micromirror can be adjusted particularly accurately and evenly for the different lights. Furthermore, a particularly small
Mikrospiegel verwendet werden, so dass die für das Ablenken zu bewegenden Teile besonders klein und leicht ausgeführt sind. Auch kann das Ablenken besonders schnell erfolgen. Entsprechend sorgt die Anordnung des Mikrospiegels in der Brennebene der Kollimatorlinse dafür, dass eine bessere Bildqualität mit einer größeren nutzbaren Auflösung erreicht wird. Micromirror can be used so that the parts to be moved for deflecting are particularly small and lightweight. Also, the distraction can be done very quickly. Accordingly, the arrangement of the micromirror in the focal plane of the collimator lens ensures that better image quality is achieved with greater usable resolution.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Mikrospiegel in einer In this case, provision can be made, in particular, for the micromirror to be in one
Horizontalrichtung verschwenkbar ist. Er kann hier beispielsweise um einen Winkel von +/-15° insbesondere +/-10°verschwenkbar sein. Der Mikrospiegel kann also eine Rotationsachse aufweisen, welche parallel zur Vertikalrichtung verläuft. Dabei ist zu beachten, dass die Vertikalrichtung senkrecht zur Horizontalebene, in welcher die Horizontalrichtung verläuft, angeordnet ist. Der Mikrospiegel kann dabei auch als sogenannter 1 D-Mikrospiegel ausgeführt sein, das heißt nur eine einzige Rotationsachse aufweisen. Entsprechend ist der Mikrospiegel dann nur in der Horizontalrichtung verschwenkbar. Dies ist gerade dann vorteilhaft, wenn die Halbleiterlichtquellen in Vertikalrichtung untereinander angeordnet sind. Dann ist nämlich durch die Anordnung der Halbleiterlichtquellen eine vertikale und durch die Bewegung des Mikrospiegels eine horizontale Auflösung bestimmt. Eine Verschwenkbarkeit von +/-15° inbesondere +/-10° hat sich hier als vorteilhaft in Bezug auf mechanische Randbedingungen des Horizontal direction is pivotable. He can here, for example, by an angle of +/- 15 °, in particular +/- 10 ° pivot. The micromirror can therefore have an axis of rotation which runs parallel to the vertical direction. It is too Note that the vertical direction is perpendicular to the horizontal plane in which the horizontal direction runs. The micromirror can also be embodied as a so-called 1D micromirror, that is, having only a single axis of rotation. Accordingly, the micromirror is then pivotable only in the horizontal direction. This is advantageous in particular when the semiconductor light sources are arranged vertically one below the other. Then, namely by the arrangement of the semiconductor light sources, a vertical and determined by the movement of the micromirror horizontal resolution. A pivotability of +/- 15 ° in particular +/- 10 ° has proven to be advantageous in terms of mechanical constraints of
Mikrospiegels erwiesen. Dadurch dass der Mikrospiegel ausschließlich in der Micromirror proved. The fact that the micromirror exclusively in the
Horizontalrichtung und damit in der Horizontalebene verschwenkbar ist, kann das entsprechende Verschwenken besonders schnell erfolgen. Überdies sind derartige 1 D- Mikrospiegel besonders kostengünstig und robust. Horizontal direction and thus can be pivoted in the horizontal plane, the corresponding pivoting can be done very quickly. Moreover, such 1 D micromirrors are particularly inexpensive and robust.
Die Erfindung betrifft auch eine optische Sensorvorrichtung mit mehreren, insbesondere drei, Sendeeinheiten entsprechend den obigen Ausführungen sowie mit einem optischen Mikrospiegel. Insbesondere kann die optische Sensorvorrichtung dabei nur einen einzigen optischen Mikrospiegel umfassen. Der optische Mikrospiegel ist dabei von den Halbleiterlichtquellen aus betrachtet in den optischen Wegen der Lichter hinter den Kollimatorlinsen der Sendeeinheiten angeordnet. Insbesondere ist so der Mikrospiegel in einem Schnittpunkt der Brennebenen der Kollimatorlinsen angeordnet. Das hat den Vorteil, dass mit den verschiedenen Sendeeinheiten und dem optischen Mikrospiegel durch das Verschwenken des optischen Mikrospiegels gleichzeitig mehrere The invention also relates to an optical sensor device with a plurality, in particular three, transmitting units according to the above statements and with an optical micromirror. In particular, the optical sensor device may comprise only a single optical micromirror. The optical micromirror is in this case arranged, viewed from the semiconductor light sources, in the optical paths of the lights behind the collimator lenses of the transmitting units. In particular, the micromirror is thus arranged in an intersection of the focal planes of the collimator lenses. This has the advantage that with the various transmitting units and the optical micromirror by the pivoting of the optical micromirror simultaneously several
unterschiedliche Raumbereiche in einer Umgebung der optischen Sensorvorrichtung abgetastet werden können. Die vergrößerte nutzbare Auflösung kann somit auf einen besonders großen Bildbereich, welcher durch die optische Sensorvorrichtung erfassbar ist, angewendet werden. Dadurch wird eine bessere Bildqualität erreicht. different spatial areas can be scanned in an environment of the optical sensor device. The increased usable resolution can thus be applied to a particularly large image area, which can be detected by the optical sensor device. This achieves better picture quality.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann dabei vorgesehen sein, dass der In an advantageous embodiment, it may be provided that the
Mikrospiegel in der Horizontalrichtung verschwenkbar ist und die Sendeeinheiten in der Horizontalrichtung in einer Ebene versetzt um den Mikrospiegel angeordnet sind. Der Mikrospiegel kann dabei wiederum insbesondere um einen Betrag von +/-15° Micromirror in the horizontal direction is pivotable and the transmitting units in the horizontal direction in a plane offset from the micromirror are arranged. The micromirror can in turn in particular by an amount of +/- 15 °
insbesondere +/-10° verschwenkbar sein. Er kann so mit eine insbesondere eine einzige Rotationsachse in der zu der zur Horizontalebene senkrecht verlaufenden Vertikalrichtung aufweisen. Zusätzlich zu den analog zu den entsprechend den obigen Ausführungen im entsprechenden, die Sendeeinheit betreffenden Ausführungsbeispiel zu erreichenden Vorteilen wird so erreicht, dass ein größtmöglicher Umgebungsbereich der optischen Sensorvorrichtung durch diese erfassbar ist. Für diesen vergrößerten Sensorbereich wird entsprechend eine bessere Bildqualität in Form einer besseren Winkelauflösung in Horizontalrichtung erreicht. be pivoted in particular +/- 10 °. It can thus have, in particular, a single axis of rotation in the vertical direction perpendicular to the horizontal plane. In addition to the advantages to be achieved in accordance with the above statements in the corresponding exemplary embodiment relating to the transmitting unit, it is thus achieved that the greatest possible surrounding area of the optical Sensor device can be detected by this. Correspondingly, a better image quality in the form of a better angular resolution in the horizontal direction is achieved for this enlarged sensor area.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die optischen Wege der Lichter der Sendeeinheiten, welche jeweils nächste Nachbarn sind, sich für alle Lichter in der Horizontalrichtung unter einem gleichen Winkel in dem Schnittpunkt der Kollimatorlinsen oder Kollimatorlinseneinrichtungen treffen. Dieser Winkel kann insbesondere 40°sein. Für den gleichen Winkel kann hier beispielsweise eine Messungenauigkeit von +/-10 vorgesehen sein. Das hat den Vorteil, dass durch das Verschwenken des Mikrospiegels die Umgebung der optischen Sensorvorrichtung besonders effizient abgetastet werden kann. Gerade bei einer Verschwenkbarkeit um +/-100 ist ein Betrag von 40°für den gleichen Winkel besonders vorteilhaft. Bei einer Verschwenkbarkeit des Mikrospiegels um +/-10°kann nämlich durch eine Sendeeinheit ein hor izontaler Winkelbereich von 40° überstrichen werden. Somit kann durch drei Sendeeinheiten die Umgebung der optischen Sensorvorrichtung in einem Erfassungswinkel von insgesamt 120°mit der vergrößerten nutzbaren Auflösung auf effiziente Weise erfasst werden. Insbesondere ergeben sich dabei so zwischen den einzelnen Unterbereichen, welche durch die Lichter der jeweiligen Sendeeinheiten bestrahlt oder abgetastet werden, keine Lücken. Dabei ist zugleich nur ein einziges sich bewegendes Teil erforderlich, nämlich der besagte optische In this case, it can be provided, in particular, that the optical paths of the lights of the transmitting units, which are each next neighbor, meet for all lights in the horizontal direction at an equal angle in the intersection of the collimator lenses or collimator lens devices. This angle can be in particular 40 °. For the same angle, for example, a measurement inaccuracy of +/- 1 0 can be provided here. This has the advantage that the environment of the optical sensor device can be scanned particularly efficiently by pivoting the micromirror. Especially with a pivotability about +/- 10 0 , an amount of 40 ° for the same angle is particularly advantageous. In a pivoting of the micromirror by +/- 10 ° namely a hor izontaler angle range of 40 ° can be covered by a transmitting unit. Thus, by three transmitting units, the environment of the optical sensor device can be efficiently detected at a detection angle of 120 ° in total with the increased usable resolution. In particular, there are no gaps between the individual subregions, which are irradiated or scanned by the lights of the respective transmitting units. At the same time only a single moving part is required, namely the said optical
Mikrospiegel. Somit kann wiederum eine besondere Genauigkeit im optischen System erreicht werden, was die nutzbare Auflösung und die erreichte Bildqualität wiederum vergrößert. Micromirrors. Thus, in turn, a particular accuracy can be achieved in the optical system, which in turn increases the usable resolution and the image quality achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lichter der In a preferred embodiment, it is provided that the lights of the
unterschiedlichen Sendeeinheiten jeweils für die unterschiedlichen Sendeeinheiten disjunkte Wellenlängeverteilungen aufweisen oder, gerade im Falle von Laserlichtern, jeweils eine voneinander verschiedene Wellenlänge haben, das hat den Vorteil, dass die unterschiedlichen Lichter sich nicht gegenseitig beeinflussen beziehungsweise eine Detektoreinheit der optischen Sensorvorrichtung die unterschiedlichen Lichter leicht getrennt detektieren kann. Damit wird ein„Übersprechen" der Lichter mit einer damit einhergehenden Verschlechterung einer Auflösung vermieden. different transmission units each have disjoint wavelength distributions for the different transmission units or, in the case of laser lights, each have a mutually different wavelength, this has the advantage that the different lights do not influence each other or a detector unit of the optical sensor device easily detect the different lights separately can. This avoids a "crosstalk" of the lights with a concomitant deterioration of a resolution.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halbleiterlichtquellen der Sendeeinheiten für jede Sendeeinheit in einer jeweiligen Ebene sämtlich in der gleichen Vertikalrichtung jeweils für eine Sendeeinheit untereinander angeordnet sind. Dabei können die Halbleiterlichtquellen, welche jeweils zu einer Sendeeinheit gehören, insbesondere auf einer Geraden angeordnet sein. In diesem Fall sind dann also die Geraden, auf denen die Halbleiterlichtquellen angeordnet sind, jeweils parallel zueinander. Das hat den Vorteil, dass, gerade bei einem um die Rotationsachse in Vertikalrichtung verschwenkbaren (also in der Horizontalebene verschwenkbaren) Mikrospiegel eine Umgebung der Sensorvorrichtung besonders effizient mit der maximal möglichen Auflösung abgetastet oder erfasst werden kann. Gerade dadurch, dass die Halbleiterlichtquellen jeweils sämtlich auf einer Gerade senkrecht zur Horizontalrichtung angeordnet sind, ergibt sich ein besonders großer Erfassungsbereich für die In a further, particularly advantageous embodiment it is provided that the semiconductor light sources of the transmitting units for each transmitting unit are arranged in a respective plane all in the same vertical direction in each case for a transmitting unit with each other. In this case, the semiconductor light sources, which in each case to a Transmit unit belong, in particular be arranged on a straight line. In this case, the straight lines on which the semiconductor light sources are arranged are in each case parallel to one another. This has the advantage that an environment of the sensor device can be scanned or detected particularly efficiently with the maximum possible resolution, particularly in the case of a micromirror which can be swiveled around the rotation axis in the vertical direction (that is, can be pivoted in the horizontal plane). The fact that the semiconductor light sources are all arranged in each case on a straight line perpendicular to the horizontal direction, results in a particularly large detection range for the
Sensorvorrichtung mit einer gleichmäßigen Auflösung. Sensor device with a uniform resolution.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten abhängigen oder unabhängigen Anspruchs aufweisen. The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the frame to leave the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated dependent or independent claim.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Embodiments of the invention are described below with reference to schematic
Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Drawings explained in more detail. Showing:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Sendeeinheit in einer Vertikalrichtung; und 1 is a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a transmitting unit in a vertical direction; and
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer optischen Sensorvorrichtung mit vorliegend drei Sendeeinheiten und einem optischen Mikrospiegel in einer perspektivischen Ansicht. 2 is a schematic representation of an exemplary embodiment of an optical sensor device with three transmission units and one optical micromirror in a perspective view.
Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The same and functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In Fig. 1 ist schematisch eine beispielhafte Ausführungsform einer Sendeeinheit in einer Schnittansicht parallel zu einer Vertikalrichtung dargestellt. Die Sendeeinheit 1 umfasst dabei zunächst eine Vielzahl von Halbleiterlichtquellen 2a, 2b, 2y, 2z. Diese sind vorliegend auf einer Trägerplatine 3 angeordnet. Entsprechend sind die Halbleiterlichtquellen 2a-2z in diesem Beispiel in einer ersten Ebene 4 angeordnet, welche sich hier in einer y-z-Richtung senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Die FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a transmitting unit in a sectional view parallel to a vertical direction. The transmitting unit 1 initially comprises a multiplicity of semiconductor light sources 2a, 2b, 2y, 2z. These are in the present case arranged on a carrier board 3. Correspondingly, in this example, the semiconductor light sources 2a-2z are arranged in a first plane 4, which extends here in a yz-direction perpendicular to the plane of the drawing. The
Halbleiterlichtquellen 2a-2z sind dabei in y-Richtung, welche hier der Vertikalrichtung entspricht, untereinander auf einer Geraden angeordnet. Vorliegend sind die Semiconductor light sources 2a-2z are arranged in the y-direction, which here corresponds to the vertical direction, with each other on a straight line. Present are the
Halbleiterlichtquellen 2a-2z auch äquidistant angeordnet. Durch die Äquidistanz ergibt sich eine vereinfachte Geometrie, welche sich auch vorteilhaft auf die erzielbare Semiconductor light sources 2a-2z also arranged equidistantly. Due to the equidistance results in a simplified geometry, which is also advantageous to the achievable
Bildqualität beziehungsweise nutzbare Auflösung der Sendeeinheit auswirkt. Die Image quality or usable resolution of the transmitting unit affects. The
Halbleiterlichtquellen 2a-2z sind im gezeigten Beispiel als Oberflächenemitter, sogenannte VCSEL (Vertical Cavity Surface Emmitting Laser), ausgeführt, in Form eines sogenannten VCSEL-Arrays. Dieses umfasst im gezeigten Beispiel eine Reihe von 120 Halbleiterlichtquellen 2a-2z, welche aus Übersichtlichkeitsgründen nicht vollständig dargestellt sind. Semiconductor light sources 2a-2z are in the example shown as a surface emitter, so-called VCSEL (Vertical Cavity Surface Emissive Laser) executed, in the form of a so-called VCSEL array. In the example shown, this comprises a series of 120 semiconductor light sources 2a-2z, which are not completely shown for reasons of clarity.
Die Sendeeinheit 1 umfasst auch eine Vielzahl von optischen Mikrolinsen 5a-5z, welche den jeweiligen Halbleiterlichtquellen 2a-2z zugeordnet sind. Entsprechend wird ein von den jeweiligen Halbleiterlichtquellen 2a-2z erzeugtes Licht a, b,..., z durch die The transmitting unit 1 also includes a plurality of optical microlenses 5a-5z associated with the respective semiconductor light sources 2a-2z. Accordingly, a light a, b,..., Z generated by the respective semiconductor light sources 2a-2z is detected by the
zugeordneten Mikrolinsen 5a-z gebündelt. Die Mikrolinsen 5a-z sind vorliegend in einem Abstand D von den Halbleiterlichtquellen 2a-2z entfernt angeordnet, welcher der associated microlenses 5a-z bundled. The microlenses 5a-z are presently arranged at a distance D from the semiconductor light sources 2a-2z, which is the
Brennweite der Mikrolinsen 5a-5z entspricht. Die Mikrolinsen 5a-5z sind vorliegend sämtlich identisch als Sammellinsen ausgeführt und benachbart zueinander in Form eines sogenannten Arrays in einer zweiten Ebene 6 angeordnet. Dieses Mikrolinsen-Array kann dabei beispielsweise einstückig ausgeführt sein. Focal length of the microlenses 5a-5z corresponds. In the present case, the microlenses 5a-5z are all designed identically as converging lenses and arranged adjacent to one another in the form of a so-called array in a second plane 6. This microlens array can be designed, for example, in one piece.
Da die Mikrolinsen 5a-5z aneinander angrenzen, bilden auch die durch die Since the microlenses 5a-5z adjacent to each other, which also form by the
Halbleiterlichtquellen 2a-2z zunächst als die Lichter a-z erzeugten und durch die Semiconductor light sources 2a-2z initially as the lights a-z and generated by the
Mikrolinsen 5a-5z gebündelten Lichter a'-z' parallel verlaufende Lichtstrahlen, welche aneinander angrenzen. Die gebündelten Lichter a'-z' bilden somit bei gleichzeitig aktivierten Halbleiterlichtquellen 2a-2z eine Art Lichtband, was sich quasi eindimensional (also fast ausschließlich) in der y-Richtung, also der Vertikalrichtung, erstreckt. Microlenses 5a-5z focused lights a'-z 'parallel light beams adjacent to each other. The bundled lights a'-z 'thus form a kind of light band with simultaneously activated semiconductor light sources 2a-2z, which extends quasi one-dimensionally (ie almost exclusively) in the y-direction, ie the vertical direction.
Die Sendeeinheit 1 umfasst des Weiteren eine Kollimatorlinse 7, welche die gebündelten Lichter a'-z' auf einen Brennpunkt F kollimiert. Dieser Brennpunkt F ist in einem The transmitting unit 1 further comprises a collimator lens 7 which collimates the collimated lights a'-z 'to a focal point F. This focal point F is in one
Abstand E, welcher der Brennweite der Kollimatorlinse 7 entspricht, von den Distance E, which corresponds to the focal length of the collimator lens 7, of the
Halbleiterlichtquellen 2a-2z aus betrachtet, in dem Strahlgang der Lichter a, a' bis z, z' hinter der Kollimatorlinse 7 angeordnet. Die von der Kollimatorlinse 7 kollimierten Semiconductor light sources 2a-2z seen in the beam path of the lights a, a 'to z, z' behind the collimator lens 7 is arranged. The collimated by the collimator lens 7
Lichter a", b", z", welche den jeweiligen erzeugten Lichtern a-z und den gebündelten Lichtern a'-z' entsprechen, treffen bei gleichzeitem Aktiveren der Halbleiterlichtquellen 2a-2z gemeinsam unter einem Kollimatorwinkel Θ auf den Brennpunkt F ein. Die Summe der kollimierten Lichter a"-z" beziehungsweise das von den kollimierten Lichtern a"-z" gebildete Gesamtlicht trifft also aus einem Winkelbereich, dessen Größe dem Lights a ", b", z ", which the respective generated lights az and the bundled When the semiconductor light sources 2a-2z are simultaneously activated, they coincide with the focal point F at a collimator angle Θ. The sum of the collimated lights a "-z" or the total light formed by the collimated lights a "-z" thus comes from an angular range whose magnitude corresponds to the
Kollimatorwinkel Θ entspricht, auf den Brennpunkt F. Der Kollimatorwinkel Θ beträgt im gezeigten Beipiel 12°. Da vorliegend 120 Halbleiter lichtquellen 2a-2z die entsprechenden Lichter a, a', a" bis z, z', z" erzeugen und die gebeugten beziehungsweise kollimierten Lichter a', a" bis z', z" aneinander angrenzen, entspricht jeder Halbleiterlichtquelle 2a-2z vorliegend— in dem Gesamtlicht 9. Die einzelnen kollimierten Lichter a"-z" nehmen Collimator angle Θ corresponds to the focal point F. The collimator angle Θ in the example shown is 12 °. Since present 120 semiconductor light sources 2a-2z the corresponding lights a, a ', a "to z, z', z" generate and the diffracted or collimated lights a ', a "to z', z" adjacent to each other, corresponds to each semiconductor light source 2a-2z present in the total light 9. Take the individual collimated lights a "-z"
120  120
somit von dem Brennpunkt F aus betrachtet, jeweils einen gleichen (hier vertikalen) thus viewed from the focal point F, in each case a same (here vertical)
12°  12 °
Raumwinkel Φ ein. Dieser Raumwinkel Φ beträgt im gezeigten Beispiel J^=®^° ^er Solid angle Φ on. This solid angle Φ is shown in Example J ^ = ® ^ ° ^ he
Raumwinkel Φ bestimmt damit die Auflösung, vorliegend die Auflösung in Solid angle Φ thus determines the resolution, in this case the resolution in
Vertikalrichtung der Sendeeinheit 1 . Vertical direction of the transmitting unit 1.
In dem Brennpunkt F ist vorliegend ein Mikrospiegel 8 angeordnet. Die gebündelten Lichter a"-z" treffen in dem Brennpunkt F auf den Mikrospiegel 8. Der Mikrospiegel 8 ist vorliegend um eine Rotationsachse A, welche hier in der Zeichenebene parallel zu der Vertikalrichtung verläuft, schwenkbar. Dadurch kann bei zeitgleicher Aktivierung der Halbleiterlichtquellen 2a-2z ein Lichtband 9, welches sich praktisch nur in der In the focal point F, a micromirror 8 is arranged in the present case. The collimated lights a "-z" strike the micromirror 8 at the focal point F. In the present case, the micromirror 8 is pivotable about an axis of rotation A, which here runs parallel to the vertical direction in the plane of the drawing. As a result, with simultaneous activation of the semiconductor light sources 2a-2z a light band 9, which is practically only in the
Vertikalrichtung erstreckt, in der Horizontalrichtung abgelenkt werden und mit diesem eine Umgebung der Sendeeinheit 1 bestrahlt werden. In einer bevorzugten Vertical direction extends, be deflected in the horizontal direction and with this an environment of the transmitting unit 1 are irradiated. In a preferred
Ausführungsvariante ist dabei jedoch vorgesehen, dass jeweils zeitgleich nur eine der Halbleiterlichtquellen 2a-2z aktiv ist. Damit wird durch die Sendeeinheit 1 eine vertikale Auflösung von vorliegend 0,1 °erreicht. Entsprechen d wird jedoch an einem Detektor, welcher nicht dargestellt ist, jeweils nur ein Signal, welches einem einzigen Pixel, welches der jeweils aktivierten Halbleiterlichtquelle 2a-2z oder einem durch diese Embodiment is provided, however, that at the same time only one of the semiconductor light sources 2a-2z is active at the same time. This is achieved by the transmitting unit 1, a vertical resolution of presently 0.1 °. However, corresponding to d is at a detector, which is not shown, only one signal, which a single pixel, which of the respectively activated semiconductor light source 2a-2z or one through this
Halbleiterlichtquelle 2a-2z bestrahlten Bereich der Umgebung entspricht, detektiert. Dadurch wird dieses eine Pixel in der Detektoreinheit kein Signal durch die anderen Halbleiterlichtquellen 2a-2z erhalten. Dieses Signal und damit die anderen Semiconductor light source 2a-2z irradiated area corresponds to the environment detected. Thereby, this one pixel in the detector unit will not receive a signal through the other semiconductor light sources 2a-2z. This signal and thus the others
Halbleiterlichtquellen 2a-2z würden ansonsten zu einem Rauschen beitragen. Semiconductor light sources 2a-2z would otherwise contribute to noise.
Entsprechend gibt es kein Übersprechen zwischen Signalen, welche benachbarten Pixeln oder Bildpunkten in der Detektoreinheit entsprechen. Damit wird die nutzbare Auflösung verbessert und eine bessere Bildqualität erreicht. In Fig. 2 ist schematisch eine beispielhafte Ausführungsform einer optischen Accordingly, there is no crosstalk between signals corresponding to adjacent pixels or pixels in the detector unit. This improves the usable resolution and achieves better image quality. In Fig. 2 is an exemplary embodiment of an optical schematic
Sensorvorrichtung mit vorliegend drei Sendeeinheiten in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Jede der drei Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " entspricht hier beispielhaft jeweils dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Dabei sind die Vertikalrichtungen der jeweiligen Sendeeinheiten, 1 , 1 ', 1 " vorliegend parallel zueinander angeordnet und die Sensor device with present three transmitting units shown in a perspective view. Each of the three transmitting units 1, 1 ', 1 "here corresponds by way of example in each case to the exemplary embodiment shown in Fig. 1. The vertical directions of the respective transmitting units 1, 1', 1" are arranged parallel to one another and the
Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " in einer Horizontalrichtung senkrecht zur Vertikalrichtung in der Horizontalebene vorliegend radial um einen einzigen Mikrospiegel 8 herum verteilt. Der Mikrospiegel 8 kann beispielsweise eine Spiegelfläche von 2x2 mm aufweisen. Die Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " können dabei vorliegend jeweils ein vertikales, quasieindimensionales Lichtband 9, 9', 9" aussenden. Die jeweiligen Lichtbänder 9, 9', 9" haben dabei einen gemeinsamen Brennpunkt F, in welchem der Mikrospiegel 8 angeordnet ist, ihren Schnittpunkt. Der Mikrospiegel 8 ist dabei in einer Dimension, nämlich in der Horizontalebene, um eine Rotationsachse A verschwenkbar. Vorliegend kann der optische Mirkospiegel 8 um +/-10°verschwe nkt werden. Entsprechend werden die Lichtbänder 9, 9', 9" je nach Stellung des optischen Mikrospiegels 8 in einen Bereich gelenkt, welcher jeweils +/-20° also 40° einer Um gebung 1 1 abdeckt. Transmitting units 1, 1 ', 1 "distributed in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction in the horizontal plane present radially around a single micromirror 8. The micromirror 8, for example, have a mirror surface of 2x2 mm .. The transmitting units 1, 1', 1" can thereby In the present case, in each case a vertical, quasi-one-dimensional light band 9, 9 ', 9 "emanate. The respective light bands 9, 9', 9" have their common focal point F, in which the micromirror 8 is arranged, their point of intersection. The micromirror 8 is pivotable about a rotation axis A in one dimension, namely in the horizontal plane. In the present case, the optical micromirror 8 can be switched by +/- 10 °. Correspondingly, the light bands 9, 9 ', 9 "depending on the position of the optical micromirror 8 are directed into an area which in each case covers +/- 20 °, ie 40 °, of a surrounding area 1 1.
Dadurch, dass in der gezeigten Anordnung zwischen den jeweiligen Lichtbändern 9, 9' und 9" in der Horizontalebene ein gleichmäßiger Winkel Ω von vorliegend 40°eingestellt ist, kann somit durch die optische Sensorvorrichtung 10 in der Horizontalebene ein Gesamtbereich von 120° abgetastet werden. Dadurch, dass zeitgleich jeweils nur eine der Halbleiterlichtquellen 2a-2z (Fig. 1 ) der jeweiligen Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " aktiviert wird, wird entsprechend den Ausführungen zu Fig. 1 ein Rauschen verringert und ein Übersprechen von benachbarten Kanälen in einer zugeordneten, nicht dargestellten Empfangseinheit vermieden. Dies wird vorliegend noch dadurch unterstützt, dass die Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " Licht in unterschiedlicher Wellenlänge nutzen. Characterized in that in the arrangement shown between the respective light bands 9, 9 'and 9 "in the horizontal plane a uniform angle Ω of 40 ° is set here, thus can be scanned by the optical sensor device 10 in the horizontal plane, a total range of 120 °. As a result of the fact that only one of the semiconductor light sources 2a-2z (FIG. 1) of the respective transmitting units 1, 1 ', 1 "is activated at the same time, a noise is reduced and crosstalk of adjacent channels in an associated one, as shown in FIG , not shown receiving unit avoided. In the present case, this is further supported by the fact that the transmitting units 1, 1 ', 1 "use light of different wavelengths.
Dadurch, dass der Winkelabstand zwischen den Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " relativ zu dem Mikrospiegel 8, welcher durch den Winkel Ω bestimmt ist, identisch zu dem Winkelbereich ist, über welchen die Lichtbänder 9, 9', 9" beziehungsweise die Lichter a"-z" (Fig. 1 ) der jeweiligen Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " abgelenkt werden können, kann der gesamte Characterized in that the angular distance between the transmitting units 1, 1 ', 1 "relative to the micromirror 8, which is determined by the angle Ω, identical to the angular range over which the light bands 9, 9', 9" and the lights a "-z" (Fig. 1) of the respective transmitting units 1, 1 ', 1 "can be deflected, the entire
Umgebungsbereich 1 1 , vorliegend die 120° in der Hor izontalrichtung und beispielsweise 12° in der Vertikalrichtung, lückenlos durch die op tischen Sensorvorrichtung 10 mit ihren Sendeeinheiten 1 , 1 ', 1 " abgetastet werden. Surrounding area 1 1, in this case the 120 ° in the horizontal direction Horizontalrichtung and, for example, 12 ° in the vertical direction, seamlessly through the op table sensor device 10 with its transmitting units 1, 1 ', 1 "are scanned.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Sendeeinheit (1 ) für eine optische Sensorvorrichtung (10), mit 1 . Transmitting unit (1) for an optical sensor device (10), with
- einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen (2a-2z) zum Erzeugen eines jeweiligen Lichts (a-z);  - a plurality of semiconductor light sources (2a-2z) for generating a respective light (a-z);
- einer Vielzahl von jeweils einer Halbleiterlichtquelle (2a-2z) zugeordneten optischen Mikrolinsen (5a-5z) zum Bündeln des von der jeweils zugeordneten Halbleiterlichtquelle (2a-2z) erzeugten Lichts (a-z); und  - A plurality of each of a semiconductor light source (2a-2z) associated optical microlenses (5a-5z) for bundling the light generated by the respective associated semiconductor light source (2a-2z) (A-Z); and
- einer Kollimatorlinse (7) zum Kollimieren der gebündelten Lichter (a'-z'),  a collimator lens (7) for collimating the collimated lights (a'-z '),
wobei die Mikrolinsen (5a-5z) jeweils in einem optischen Weg des Lichts (a,a'- ζ,ζ') zwischen den jeweiligen zugeordneten Halbleiterlichtquellen (2a-2z) und der Kollimatorlinse (7) angeordnet sind,  wherein the microlenses (5a-5z) are each arranged in an optical path of the light (a, a'-ζ, ζ ') between the respective associated semiconductor light sources (2a-2z) and the collimator lens (7),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halbleiterlichtquellen (2a-2z) jeweils in einer Brennebene der zugeordneten Mikrolinse (5a-5z) angeordnet sind.  the semiconductor light sources (2a-2z) are each arranged in a focal plane of the associated microlens (5a-5z).
2. Sendeeinheit (1 ) nach Anspruch 1 , 2. transmitting unit (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halbleiterlichtquellen (2a-2z) in einer ersten Ebene (4) angeordnet sind, insbesondere in einer Vertikalrichtung sämtlich untereinander, bevorzugt sämtlich auf einer Geraden in der Vertikalrichtung untereinander.  the semiconductor light sources (2a-2z) are arranged in a first plane (4), in particular in a vertical direction all together, preferably all on a straight line in the vertical direction with each other.
3. Sendeeinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. transmitting unit (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halbleiterlichtquellen (2a-2z) jeweils zumindest einen Oberflächenemitter umfassen.  the semiconductor light sources (2a-2z) each comprise at least one surface emitter.
4. Sendeeinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. transmitting unit (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Mikrolinsen (5a-5z) sämtlich in einer zweiten Ebene (6) angeordnet sind und insbesondere aneinander angrenzen. the microlenses (5a-5z) are all arranged in a second plane (6) and in particular adjoin one another.
5. Sendeeinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 5. transmitting unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Mikrolinsen (5a-5z) sämtlich jeweils zumindest eine Sammellinse umfassen.  the microlenses (5a-5z) each comprise at least one converging lens.
6. Sendeeinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. transmitting unit (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Anzahl der Halbleiterlichtquellen (2a-2z) dem Quotienten aus einem  the number of semiconductor light sources (2a-2z) is the quotient of a
Kollimatorwinkel (Θ) der Kollimatorlinse (7) und einer vorgegebenen Auflösung der Sendeeinheit (1 ) entspricht, wobei der Kollimatorwinkel (Θ) der Betrag der Größe des Winkelbereichs ist, aus welchem in einem Brennpunkt (F) der Kollimatorlinse (7) ein aus sämtlichen Lichtern (a"-z") bestehendes Gesamtlicht (9) auf den Brennpunkt (F) trifft.  Collimator angle (Θ) of the collimator lens (7) and a predetermined resolution of the transmitting unit (1), wherein the collimator angle (Θ) is the amount of the size of the angular range from which at a focal point (F) of the collimator lens (7) one of all Lights (a "-z") existing total light (9) hits the focal point (F).
7. Sendeeinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. transmitting unit (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halbleiterlichtquellen (2a-2z) durch eine Steuereinrichtung der Sendeeinheit (1 ) unabhängig voneinander steuerbar sind.  the semiconductor light sources (2a-2z) can be controlled independently of one another by a control device of the transmitting unit (1).
8. Sendeeinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. transmitting unit (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sendeeinheit (1 ) auch einen optischen Mikrospiegel (8) zum Ablenken der durch die Kollimatorlinse (7) kollimierten Lichter (a"-z") umfasst, welcher von den  the transmitting unit (1) also comprises an optical micromirror (8) for deflecting the lights (a "-z") collimated by the collimator lens (7), which of the
Halbleiterlichtquellen (2a-2z) aus betrachtet in dem optischen Weg der Lichter (a,a'- ζ,ζ') hinter der Kollimatorlinse (7) angeordnet ist.  Semiconductor light sources (2a-2z) seen in the optical path of the lights (a, a'- ζ, ζ ') behind the collimator lens (7) is arranged.
9. Sendeeinheit (1 ) nach Anspruch 8, 9. transmitting unit (1) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der optische Mikrospiegel (8) in einer Brennebene der Kollimatorlinse (7) angeordnet ist.  the optical micromirror (8) is arranged in a focal plane of the collimator lens (7).
10. Sendeeinheit (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, 10. transmitting unit (1) according to claim 8 or 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Mikrospiegel (8) in einer Horizontalrichtung verschwenkbar ist, insbesondere um einen Winkel von +/-100. the micromirror (8) is pivotable in a horizontal direction, in particular by an angle of +/- 10 0 .
1 1 . Optische Sensorvorrichtung (10) mit mehreren, insbesondere drei, Sendeeinheiten (1 , 1 ', 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem optischen Mikrospiegel (8), welcher von den Halbleiterlichtquellen (2a-2z) aus betrachtet in den optischen Wegen der Lichter (a,a'-z,z') hinter den Kollimatorlinsen (7, 7', 7") der 1 1. Optical sensor device (10) with several, in particular three, transmission units (1, 1 ', 1 ") according to one of claims 1 to 7 with an optical micromirror (8), which viewed from the semiconductor light sources (2a-2z) in the optical Because of the lights (a, a'-z, z ') behind the collimator lenses (7, 7', 7 ") of the
Sendeeinheiten (1 , 1 ', 1 ") angeordnet ist, insbesondere in einem Schnittpunkt der Brennebenen der Kollimatorlinsen (7, 7', 7").  Transmitting units (1, 1 ', 1 ") is arranged, in particular in an intersection of the focal planes of the collimator lenses (7, 7', 7").
12. Optische Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 1 1 , 12. An optical sensor device (10) according to claim 1 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Mikrospiegel (8) in der Horizontalrichtung verschwenkbar ist und die  the micromirror (8) is pivotable in the horizontal direction and the
Sendeeinheiten (1 , 1 ', 1 ") in der Horizontalrichtung versetzt um den Mikrospiegel (8) angeordnet sind.  Transmitting units (1, 1 ', 1 ") offset in the horizontal direction about the micromirror (8) are arranged.
13. Optische Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 12, 13. An optical sensor device (10) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die optischen Wege der Lichter der Sendeeinheiten (1 , 1 ', 1 "), welche jeweils nächste Nachbarn sind, sich für alle Lichter in der Horizontalrichtung unter einem gleichen Winkel (Ω) in dem Schnittpunkt treffen, insbesondere unter 40°.  the optical paths of the lights of the transmitting units (1, 1 ', 1 "), which are next nearest each other, meet for all lights in the horizontal direction at an equal angle (Ω) at the point of intersection, in particular below 40 °.
14. Optische Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, 14. An optical sensor device (10) according to any one of claims 1 1 to 13,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Lichter der Sendeeinheiten (1 , 1 ', 1 ") jeweils disjunkte  the lights of the transmitting units (1, 1 ', 1 ") each disjoint
Wellenlängenverteilungen aufweisen und/oder eine voneinander verschiedene Wellenlänge haben.  Have wavelength distributions and / or have a mutually different wavelength.
15. Optische Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, 15. An optical sensor device (10) according to any one of claims 1 1 to 14,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halbleiterlichtquellen (2a-2z) der Sendeeinheiten (1 , 1 ', 1 ") für jede  the semiconductor light sources (2a-2z) of the transmitting units (1, 1 ', 1 ") for each
Sendeeinheit (1 , 1 ', 1 ") in einer jeweiligen Ebene sämtlich in der gleichen  Transmitting unit (1, 1 ', 1 ") in a respective plane all in the same
Vertikalrichtung untereinander angeordnet sind.  Vertical direction are arranged one below the other.
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