[发明专利]用于双轴激光雷达系统的补偿装置

说明书

一种用于双轴激光雷达系统(100)的补偿装置(40)，具有：‑至少两个全息光学元件(11、12)，所述全息光学元件能布置在所述双轴激光雷达系统(100)的接收光具(3)和探测器元件(4)之间并且构造为用于补偿所述双轴激光雷达系统(100)的视差效果，其中，入射光能借助这两个全息光学元件(11、12)引导至所述探测器元件上。

技术领域

本发明涉及一种用于双轴激光雷达系统的补偿装置。本发明还涉及一种用于制造用于双轴激光雷达系统的补偿装置的方法。

背景技术

共轴的和双轴的激光雷达传感器是已知的。在共轴的传感器中发送和接收路线位于一个轴线上，其中，在该情况下射束在发送器和探测器之间例如通过分束器分开。在该系统中分束器上的损失和系统中的散射光起不利影响。扫描的或旋转的双轴激光雷达传感器针对发送和接收路线使用不同的光路。

这原理上在图1中示出，图1示出传统的旋转的双轴激光雷达系统100的非常简化的视图。可看到激光器1，该激光器将其辐射传送到发送光具2上并且通过该发送光具。由此得到所发出的、具有在水平面中小的发散度的激光射束S。在接收路线中可看到示意性示出的接收光具3，该接收光具将所接收的辐射传导到探测器元件4上。整个组件能绕转动轴线5转动并且通过保护装置10(例如遮盖玻璃)保护。

与传统光具不同，在实现为体积全息图的全息光学元件的情况下，射束转向并不通过折射预给定，而是通过体积格栅上的衍射预给定。所提到的全息光学元件既能够在透射中也在反射中制造，并且其通过自由选择入射角度和出射角度或衍射角度能够实现新的结构形式。在此，全息衍射格栅曝光到薄膜中。

通过体积衍射还可以给全息光学元件附加地配属特征波长和角度选择性或过滤功能。根据记录条件(通过波长和角度限定)仅使来自限定方向和具有限定波长的光在结构上衍射。在此，施加到膜上的全息材料的特征特别在于其透明性。仅来自确定方向和具有确定波长的光在结构上衍射，其中，全息图对于来自所有其他方向的光保持透明。

在双轴激光雷达系统中存在所谓的视差效果，其在图2中示意性示出。从发送光具2发出的光根据对象的距离成像到探测器元件4的不同区域上。图2中针对近对象20和远对象30示出该现象。光在这里例如以角度0°发出并且如果涉及的是共轴系统，则所述光在接收侧也又返回到轴线上。通过双轴激光雷达系统的基础距离b，两个示例性对象20、30的返回的射束与探测器元件4在区域p1和p2相遇，由此探测器元件4必须相应地大，从而射束还可成像。

视差效果对探测器尺寸的影响在图3中针对焦距为25mm并且基础距离b为30mm的示例性系统示出。可看到在探测器元件4上的位置p与对象的距离d有关。

US 20130208256 A1公开了一种激光雷达系统，其具有光衍射元件、例如全息光学元件。所述元件的不同特性有针对性地也结合光波导体使用。

WO 2016 116 733 A1公开一种激光雷达系统，其具有光波导体，所述光波导体可耦合到探测器上并且与全息光学元件组合。

发明内容

本发明的任务在于，使得能够实现改善的双轴激光雷达系统。

按第一方面，本发明提出一种用于双轴激光雷达系统的补偿装置，具有：

-至少两个全息光学元件，它们可以布置在双轴激光雷达系统的接收光具和探测器元件之间并且构造成用于补偿双轴激光雷达系统的视差效果，其中，入射光可以借助两个全息光学元件引导到探测器元件上。

借助补偿装置可以补偿视差误差，该视差误差由于发送和接收路线并不居中地位于旋转轴线上而出现。有利地，由此可以针对双轴激光雷达系统使昂贵的探测器面积最小化或者说至少减小。基于体积全息图的高衍射系数，对于补偿装置的设计可以使用高的设计自由度。

按第二方面，该任务通过用于制造用于双轴激光雷达系统的补偿装置的方法解决，该方法具有以下步骤：