[发明专利]具有微型机电系统的光学对象感测装置和具有这种感测装置的机动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的光学或光电对象感测装置，其具有用于将发射光束发射的发射器单元并且具有用于将接收光束(即由对象反射的发射光束)接收的接收器单元，并且具有用于作为接收光束的功能来检测机动车辆附近的车辆外部对象的电子评估装置。发射器单元包括用于产生发射光束的发射器(特别地是激光二极管)，可控制的微镜(所谓的“MEMS”)，借助于其发射光束可以至少在第一摇动(panning)方向上摇动，以及在发射束路径中被布置在微镜后方的发射透镜，并且由微镜偏离的发射光束通过其被发射。本发明还涉及一种机动车辆，即特别地是具有这种对象感测装置的汽车。

背景技术

在当前情况下，特别有兴趣的是在其中使用了微镜、即所谓的MEMS的激光扫描器，借助于所述微镜发射光线可以在被发射通过发射透镜之前偏移。现有技术中已经将这种微镜用于摇动发射束，目的是总体上实现相对宽的感测范围并且能够扫描相应宽的附近范围。借助这种对象感测装置，可以扫描机动车辆的附近，并且可以检测可能构成机动车辆障碍的附近的对象。

已知的是，例如从文档EP 2124069B1中，一种用于扫描机动车辆的附近的激光雷达系统。也是在该文档中，使用了MEMS镜，其被布置为使得可以在两个不同摇动方向上摇动，并且因此可以绕两个轴线摇动。该激光雷达系统还具有专用形状的“全方向”发射透镜，其使得在共用平面内、在不同空间方向上将发射束发射成为可能。在这种情况下，附近的感测因而被限制为三维空间的水平部分，使得在竖直方向上扫描是不可能的。该系统还具有的劣势是，在全方向透镜的情况下，发射束的功率是在不同方向之间划分的(split)并且因此需要能够检测非常低功率的接收束的非常灵敏的接收器。

MEMS镜还可以被用于现有技术中的非常不同的目的，也就是借助于投影仪产生图像。这种图像投影仪例如从文档US 2012/0069415A1和JP 2007317109A中已知。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决方法，其可以相比较于现有技术改进在简介中提到种类的光学对象感测装置。

根据本发明，该目的由具有根据相应独立专利权利要求的一种对象感测系统、以及一种机动车辆实现。从属权利要求、说明书、以及附图涉及本发明的有利实施例。

根据本发明的用于机动车辆的光学对象感测装置包括用于将发射光束发射的发射器单元、用于将接收光束接收的接收器单元、以及用于作为接收光束的函数来检测机动车辆附近的车辆外部对象的电子评估装置。发射器单元具有用于产生发射光束的发射器，例如激光二极管。发射器单元还具有可控制的微镜(MEMS)，发射光束借助于其可以至少在第一摇动方向上摇动并且可以因此至少在第一摇动方向上扫描附近。这意味着微镜被布置为使得其可以至少沿第一摇动方向-例如在水平方向上摇动。发射器单元还包括发射透镜，其在发射束路径、或发射路径中被布置在微镜后方，并且由微镜偏离的发射光束因此通过其发射。至少沿着第一摇动方向，发射透镜被配置为凹凸透镜，其具有一方面的朝向微镜的凹弯曲表面，以及另一方面特别地朝向附近的凸弯曲表面。

本发明的一个方面因此提出发射透镜的使用，其至少在第一摇动方向上被配置为弯月(meniscus)透镜。这种弯月透镜具有一方面的凹表面并且因此是凹陷部，以及另一方面的凸表面并且因此是弯曲表面。这种发射透镜的使用特别地结合微镜尤其显得有优势。虽然不可能使用这种弯月透镜来进行全方向感测、或360°感测，如在根据文档EP 2124069B1的主题中实现的，但是借助于这种弯月透镜可能实现的是在第一摇动方向上的相对宽的感测范围或感测角度二者，并且也可能的是在垂直于其的第二方向上的附近的扫描。因此，附近的扫描不仅在沿着空间的水平部分是可能的，垂直于其也是可能的，即例如在竖直方向上。这种弯月透镜的一个巨大优势还在于与全方向感测相比较，其可以发射具有高辐射强度的发射光束，使得总体上可以使用较不灵敏的接收器，或接收光束仍具有可以不以巨大花费检测到的辐射强度。

特别地，发射透镜关于微镜以发射透镜的纵向光学轴线延伸通过微镜的方式布置。