[发明专利]具有至少一个散射盘元件的激光雷达设备

说明书

公开一种用于对扫描区域进行扫描的激光雷达设备，其具有发送单元和接收单元，该发送单元具有用于产生电磁射束的至少一个辐射源以及用于成形和发射所产生的电磁射束的至少一个发送光学器件，该接收单元具有接收光学器件，该接收光学器件用于接收到达的电磁射束并且用于将到达的电磁射束偏转到至少一个探测器上，其中，发送单元和接收单元布置在至少局部能够被射束穿透的壳体中，其中，该发送单元在所发射的电磁射束的射束路径中具有至少一个散射盘元件。还公开一种用于制造激光雷达设备的散射盘元件的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于对扫描区域进行扫描的激光雷达设备以及一种用于制造用于激光雷达设备的散射盘元件的方法。

背景技术

常见的激光雷达(光探测和测距)设备由发送单元和接收单元组成。发送单元产生并且发射连续或脉冲的电磁射束。当这些射束到达运动的或静止的对象时，射束由所述对象向接收单元的方向反射。接收单元可以探测所反射的电磁射束并且给反射的射束分配接收时间。这例如可以在“飞行时间(Time of Flight)”分析的范畴内用于求取对象至激光雷达设备的距离。

对于激光雷达设备而言，作用距离、分辨率和扫描区域(或所谓的视场)是表征激光雷达设备的性能的重要参数。激光雷达设备的作用距离尤其主要取决于辐射源的功率。经常使用激光器作为辐射源。使用激光器的产品必须按照IEC 60825-1标准进行分类。在眼睛安全性方面，在红外波长范围内的激光中，只有激光等级1的极限值能够被视为是安全的。这尤其在需要远作用距离的激光雷达设备的应用中是成问题的。可以认为激光雷达设备的最大作用距离与辐射源的功率成比例。

为了满足激光安全标准，必须限制辐射源的发射功率，由此也限制了作用距离。

为了即使在辐射源的发射功率有限的情况下也增大作用距离，可以增大接收单元的接收孔径和探测器。然而由此，激光雷达设备的尺寸增加。此外，随着接收孔径和探测器的增大，激光雷达设备的成本增加。

发明内容

本发明所基于的任务在于：提出一种对眼睛安全的激光雷达设备，这种激光雷达设备具有增大的作用距离和不变的结构体积。

该任务通过本发明的技术方案实现，在说明书中描述了本发明的有利构型。

根据本发明的一方面，提供一种用于对扫描区域进行扫描的激光雷达设备。该激光雷达设备具有发送单元，该发送单元具有用于产生电磁射束的至少一个辐射源，并且该发送单元具有用于成形和发射所产生的电磁射束的至少一个发送光学器件。此外，该激光雷达设备具有接收单元，该接收单元具有接收光学器件，该接收光学器件用于接收到达的电磁射束并且用于将到达的电磁射束偏转到至少一个探测器上，其中，发送单元和接收单元布置在至少局部能够被射束穿透的壳体中。根据本发明，发送单元在所发射的电磁射束的射束路径中具有至少一个散射盘元件。

对眼睛安全的一个重要参数是：表观源(scheinbare Quelle)或所产生的射束在眼睛视网膜上的(所产生的光斑尺寸形式的)延伸。这种延伸越大，则辐射源的可以选择的发射功率越高，这是因为所产生的射束在视网膜上在更大面积上成像。在考虑眼睛安全性时，必须考虑眼睛的调节(Akkommodation)。眼睛的调节可能导致所产生的射束在视网膜上的不同成像。在此，可以认为眼睛的焦距范围在10厘米与无穷远之间。眼睛对准10厘米相当于眼睛在空气中换算的焦距是14.5毫米，当眼睛调节到无限远时，眼睛的焦距是17毫米。