[发明专利]激光雷达传感器

说明书

本发明涉及一种激光雷达传感器，所述激光雷达传感器具有光源和复眼透镜装置，所述复眼透镜装置具有第一微透镜装置和第二微透镜装置，其中，所述第一微透镜装置具有多个沿着第一轴堆叠的相同的第一微透镜，第二微透镜装置具有多个沿着第二轴堆叠的相同的第二微透镜，其中，所述复眼透镜装置设置用于，基于通过所述光源产生的光产生用于扫描所述激光雷达传感器的环境的扫描射束，所述扫描射束由通过所述第一微透镜装置产生的第一子射束和通过所述第二微透镜装置产生的第二子射束组成，并且其中，所述第一微透镜装置的预定义的光学特性和所述第二微透镜装置的预定义的光学特性彼此不同，以便产生具有预定义的光强度分布的扫描射束。

技术领域

本发明涉及一种激光雷达传感器。

背景技术

由现有技术已知激光雷达传感器，所述激光雷达传感器在车辆等中设置用于环境检测和环境识别，以便产生例如代表所述激光雷达传感器的环境的3D散点图(Punktewolke)。

在此，在产生激光雷达传感器的用于环境检测的扫描射束时，使用不同技术，所述技术尤其指的是所谓的“飞行时间(time of flight)”和“连续波(continuous wave)”。

除此之外，使用不同技术以偏转激光雷达传感器内的扫描射束。在该背景下，例如已知所谓的宏扫描仪或者所谓的微扫描仪，所述宏扫描仪具有能够转动的偏转单元，所述微扫描仪例如基于微镜或者光学相位阵列等产生扫描射束的偏转。

此外，在现有技术中使用不同的进行射束成形的光学元件，所述光学元件以适合的方式使通过激光雷达传感器产生的光(尤其是激光)成形。在此，例如使用成像透镜、线发生器透镜(鲍威尔透镜)、柱形透镜、复眼透镜等。

《Laser Beam Homogenizing:Limitations and Constraints》，ReinhardVoelkel，Kenneth J.Weible，光学系统设计19，2008年9月，描述一种复眼射束均化器，该复眼射束均化器具有两个微透镜装置。第一微透镜装置设置用于产生光源的多个成像并且用作单个的场光阑，而第二微透镜装置设置用于集成各个成像并且用作单个的孔径光阑。

发明内容

根据本发明提出一种激光雷达传感器，该激光雷达传感器例如是车辆的激光雷达传感器并且尤其是车辆的环境识别系统的激光雷达传感器，而根据本发明的激光雷达传感器不由此局限于如此的构型或如此的使用范围。

激光雷达传感器具有光源和复眼透镜装置，该复眼透镜装置具有第一微透镜装置和第二微透镜装置。该光源例如基于一个或者多个激光二极管和/或与此具有偏差的单个光源构造。例如，该光源构造为多个单个光源的一维布置或者多个单个光源的二维布置(例如矩阵布置)。

由多个单个的微透镜构成的复眼透镜装置，基本上模仿苍蝇的复眼或者苍蝇的复眼的一部分，其中，根据本发明的复眼透镜装置不仅包含多个微透镜的一维布置、还包括多个微透镜的二维布置，并且其中，相应的布置原则上不仅可以包含规则的布置、还可以包含不规则的布置。

基于如此的复眼透镜装置，能够在激光雷达传感器的环境中实现特别均匀的照射，该照射基本上相应于矩形照射(顶帽照射，英语：“top-hat”-Ausleuchtung)。环境的照射尤其应理解为在激光雷达传感器的远场的区域中的照射，该远场例如在关于激光雷达传感器的光出射开口的几米的间距中开始，并延伸直至与光出射开口的50m、100m、200m、300m或更远的距离。

复眼透镜装置的另一优点通过下述方式产生：组合的光源的一个或者多个单个光源(例如一个或者多个激光二极管)的故障基本上不影响照射的均质性，而是只影响总光强度，由此能够基于如此的复眼透镜装置实现激光器的特别高的故障安全性。此外，激光雷达传感器的出射光的通过复眼透镜装置产生的均质性提供增加的眼睛安全性的优点，尤其是在激光雷达传感器的近场区域中，该近场区域例如从激光雷达传感器的光出射开口延伸直至关于该光出射开口的几厘米或者几米的间距。