光學(xué)測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)測量裝置(1)，包括殼體(3)，其中設(shè)置有用于發(fā)射至少一束發(fā)射光束(22、24)的至少一個(gè)光學(xué)發(fā)射機(jī)(20)和至少一個(gè)光學(xué)接收機(jī)，其中，覆蓋盤(5)關(guān)閉殼體并形成發(fā)射窗(10)和接收窗(7)，其中，所述至少一束發(fā)射光束(22、24)通過發(fā)射窗(10)離開殼體。為了提供具有盡可能平的外表面(14)的光學(xué)裝置(1)并實(shí)現(xiàn)干擾信號的減少，除卻其他因素，其可歸結(jié)為發(fā)射窗(10)上的發(fā)射光束(22、24)的反射，覆蓋盤(5)的外側(cè)(5.1)布置為大體垂直于發(fā)射方向，發(fā)射窗(10)設(shè)計(jì)有帶預(yù)定傾斜角(α)的傾斜。
【專利說明】光學(xué)測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分所述類型的光學(xué)測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)披露了用于車輛的掃描光學(xué)測量裝置，所謂的激光掃描儀或激光雷達(dá)(光檢測和測距)，用于識別監(jiān)視區(qū)域中的物體和/或障礙物。這些光學(xué)測量裝置通過光脈沖行進(jìn)時(shí)間方法確定距在監(jiān)視區(qū)域中識別出的物體和/或障礙物的距離。
[0003]已知的光學(xué)測量裝置包括殼體，在其中設(shè)置有用于發(fā)射至少一束發(fā)射光束的至少一個(gè)光學(xué)發(fā)射機(jī)和至少一個(gè)光學(xué)接收機(jī)。接收機(jī)接收在物體和/或障礙物上反射的光束，并由光脈沖行進(jìn)時(shí)間建立距該物體和/或障礙物的距離。殼體通過覆蓋板關(guān)閉，并形成發(fā)射窗和接收窗，所述至少一束發(fā)射光束通過發(fā)射窗從殼體出來，被物體和/或障礙物反射的光束通過接收窗進(jìn)入殼體。
[0004]光學(xué)發(fā)射機(jī)通常經(jīng)由旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)鏡發(fā)出發(fā)射光束，被偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)的發(fā)射光束通過發(fā)射窗被發(fā)射到外部。如果偏轉(zhuǎn)的發(fā)射光束在覆蓋板處被直接反射，所述向內(nèi)反射的發(fā)射光束返回到偏轉(zhuǎn)鏡，再次被偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)并沿不同的不期望有的空間方向作為干擾光束通過發(fā)射窗射出。為了防止同樣被物體和/或障礙物反射且可由此導(dǎo)致在被掃描區(qū)域中的貌似物體和/或貌似障礙物的干擾光束的該發(fā)射，光學(xué)測量裝置的覆蓋板可傾斜設(shè)置。通過使覆蓋板傾斜，可以避免直接反射在覆蓋板處產(chǎn)生并避免被反射的發(fā)射光束投射回到殼體內(nèi)部且經(jīng)由偏轉(zhuǎn)鏡沿不期望的方向發(fā)射。通過使覆蓋板傾斜，光束被反射超過偏轉(zhuǎn)鏡到達(dá)殼體內(nèi)部并“行進(jìn)到底”，從而沒有干擾輻射或干擾信號被發(fā)出。被認(rèn)為是覆蓋板的成角度位置的缺點(diǎn)是，這預(yù)先確定光學(xué)測量裝置的外部形狀并限定傳感器安裝空間。由于光學(xué)測量裝置在車輛中的被設(shè)想的安裝點(diǎn)，即，在散熱器前方的前部處，甚至可以直接并入到散熱器格柵，光學(xué)測量裝置的空間需求應(yīng)該被最小化；特別地，光學(xué)測量裝置應(yīng)具有盡可能平的外部表面。
[0005]作為例子，專利文獻(xiàn)EP I 308 747 BI描述了掃描光電距離傳感器。被描述的距離傳感器包括至少一個(gè)激光器作為脈沖電磁輻射的光學(xué)發(fā)射機(jī)、至少一個(gè)檢測器作為光學(xué)接收機(jī)和對被利用的電磁輻射至少部分可透的保護(hù)覆蓋件，該保護(hù)蓋是可移動(dòng)的，且保護(hù)蓋的干擾區(qū)域在掃描運(yùn)動(dòng)期間保持在特別關(guān)注區(qū)域之外。此外，可移動(dòng)保護(hù)蓋具有相對于電磁輻射的傳播方向傾斜的通過區(qū)域。
[0006]專利文件DE 10 2005 055 572 B4描述了一種掃描光學(xué)距離傳感器。所描述的距離傳感器包括至少一個(gè)激光器作為光發(fā)送機(jī)、至少一個(gè)檢測器作為光學(xué)接收機(jī)和偏轉(zhuǎn)單元，所述偏轉(zhuǎn)單元使用第一鏡將產(chǎn)生的電磁輻射偏轉(zhuǎn)到要被測量的情景上，并使用第二鏡將由物體散射回的激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述至少一個(gè)檢測器上。這里，第一和第二鏡布置在共同的可旋轉(zhuǎn)軸上，該可旋轉(zhuǎn)軸由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)。第一鏡布置在第一保持器上，第二境布置以距第一鏡的軸向距離在第二保持器上，而驅(qū)動(dòng)單元布置在兩個(gè)保持器之間。具有相關(guān)電子器件的所述至少一個(gè)激光器和所述至少一個(gè)檢測器以靜止方式布置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是開發(fā)一種權(quán)利要求1的前序部分中所述類型的光學(xué)測量裝置，以使得可獲得具有盡可能平的外表面且具有減少的干擾信號的測量裝置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的光學(xué)測量裝置實(shí)現(xiàn)。以有利方式構(gòu)造本發(fā)明實(shí)施例的其他特征包含在從屬權(quán)利要求中。
[0009]由本發(fā)明獲得的優(yōu)勢在于，其可以將覆蓋板的外側(cè)設(shè)置為大體垂直于發(fā)射方向以及僅發(fā)射窗，發(fā)射輻射通過該發(fā)射窗發(fā)射，發(fā)射窗具有帶預(yù)定傾斜角的傾斜部，從而被發(fā)射窗反射的光束沒有直接反射到光學(xué)測量裝置的內(nèi)部中的偏轉(zhuǎn)鏡上。
[0010]本發(fā)明的基本概念僅基于具有帶限定傾斜角的傾斜部的發(fā)射窗，但覆蓋板大體垂直于發(fā)射方向設(shè)置，因此，使得相對較平的外表面和光學(xué)測量裝置的平設(shè)計(jì)可行。根據(jù)本發(fā)明的被披露方案因此比已知方案節(jié)省了更多空間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置包括至少一個(gè)殼體，其中設(shè)置有用于發(fā)射至少一束發(fā)射光束的至少一個(gè)光學(xué)發(fā)射機(jī)和至少一個(gè)光學(xué)接收機(jī)；覆蓋板，關(guān)閉殼體并形成發(fā)射窗和接收窗，所述至少一束發(fā)射光束通過發(fā)射窗從殼體射出。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的有利配置中，發(fā)射窗的傾斜角可相對于垂直軸線為大約7°。以有利的方式，干擾光束可以該傾斜角被有效減小。由于板的成角度位置，在發(fā)射板上反射的發(fā)射光束被反射超過偏轉(zhuǎn)鏡進(jìn)入光學(xué)測量裝置內(nèi)部中且“行進(jìn)到底”，從而沒有直接反射的發(fā)射光束作為干擾光束或干擾信號離開光學(xué)測量裝置。因此，可以獲得一效果，其將對應(yīng)于整個(gè)覆蓋板有7°的傾斜角的傾斜部。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括，由于局部傾斜而可以理想地使用可用的安裝空間。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的另一有利配置中，發(fā)射窗可向內(nèi)或向外傾斜。在向內(nèi)傾斜的情況下，光學(xué)測量裝置的外表面可實(shí)施為平的，從而，在車輛前部區(qū)域上設(shè)置的情況下，空氣流可持續(xù)保持平的外表面沒有污物，且污物的沉積可有利地被基本完全防止。如果安裝空間需要的話，發(fā)射窗的向外傾斜可被選擇。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的另一有利配置中，發(fā)射窗的傾斜可例如實(shí)施為取決于傾斜角的加厚部。這允許傾斜的發(fā)射窗的簡單實(shí)施。作為例子，加厚部可設(shè)置在覆蓋板的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)上。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的另一有利配置中，發(fā)射窗和/或接收窗可具有抗反射涂層。因此，當(dāng)電磁輻射通過板時(shí)其強(qiáng)度損失可被有利地減小。光束在空氣/板接口處的每次折射具有大約4%的反射損失；這意味著，在通過板時(shí)，光強(qiáng)度減小大約8%。通過抗反射涂層，這些損失可限制到大約I %。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的另一有利配置中，光學(xué)發(fā)射機(jī)可實(shí)施為激光器。激光器有利地允許波長和/或脈沖持續(xù)時(shí)間和/或強(qiáng)度的優(yōu)異設(shè)定，以及射出的發(fā)射光束的良好聚焦。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的另一有利配置中，光學(xué)單元——其特別地實(shí)施為平面場透鏡或F-Θ (F-theta)透鏡——可設(shè)置在光學(xué)發(fā)射機(jī)和發(fā)射窗之間。光學(xué)單元可有利地執(zhí)行光束校正。但是，透鏡被設(shè)計(jì)用于射出的被偏轉(zhuǎn)發(fā)射光束的聚焦。因此，激光掃描儀的范圍可被有利地增加。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的另一有利配置中，至少一個(gè)發(fā)射鏡單元可設(shè)置在殼體內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)軸上，發(fā)射鏡單元包括至少一個(gè)發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡和驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)單元。用于避免干擾光束或干擾信號的傾斜窗提供優(yōu)點(diǎn)，特別在具有帶驅(qū)動(dòng)單元的發(fā)射鏡單元的光學(xué)測量裝置的情況下。在可移動(dòng)發(fā)射鏡單元的情況下，通過發(fā)生的干擾光束，缺乏導(dǎo)致基于轉(zhuǎn)子位置的軟件解譯的在轉(zhuǎn)子位置和反射光輻射之間的分配，該轉(zhuǎn)子位置例如限定物體被設(shè)置在光學(xué)測量裝置的左側(cè)，即使它們位于光學(xué)測量裝置的右側(cè)。如果避免了到偏轉(zhuǎn)鏡的直接向內(nèi)反射，有利地附加計(jì)算算法可以被省卻，且計(jì)算時(shí)間被減小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下文中，本發(fā)明的示例性實(shí)施例將基于被圖示的展示被更詳細(xì)地解釋。
[0020]在附圖中:
[0021]圖1顯示出根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的示例實(shí)施例的示意性透視圖。
[0022]圖2示出用于圖1的根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的偏轉(zhuǎn)鏡布置的示例性實(shí)施例的示意圖。
[0023]圖3示出用于圖1的根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的覆蓋板的示意性后透視圖。
[0024]圖4示出用于圖1的根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量裝置的覆蓋板的前透視圖。
[0025]圖5示出沿圖3的線IV的覆蓋板的透視截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1和2所示，光學(xué)測量裝置I包括殼體3和覆蓋板5，覆蓋板關(guān)閉殼體并形成發(fā)射窗10和接收窗7。發(fā)射光束22、24，例如脈沖激光，其被通過發(fā)射窗10發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明，覆蓋板5被設(shè)置為大體垂直于發(fā)射方向，且發(fā)射窗10具有帶預(yù)定傾斜角的傾斜部。由被監(jiān)視區(qū)域中的物體反射的激光被通過接收窗7接收。利用光脈沖行進(jìn)時(shí)間方法，距在被監(jiān)視區(qū)域中識別出的物體和/或障礙物的距離利用發(fā)射光束22、24的發(fā)射和被反射的發(fā)射光束的接收之間的被測量時(shí)間而被計(jì)算。在所示的示例性實(shí)施例中，覆蓋板5且因此發(fā)射窗10和接收窗7具有在外側(cè)5.1和內(nèi)側(cè)5.2上的抗反射涂層。
[0027]殼體此外包括電連接器9，光學(xué)測量裝置I可通過電連接器9被連接到車輛中的其他部件且被供有能量。
[0028]如從圖2明顯的，發(fā)出至少一束發(fā)射光束22、24的光學(xué)發(fā)射機(jī)20設(shè)置在殼體3內(nèi)，所述至少一束發(fā)射光束22、24通過發(fā)射窗10從殼體發(fā)出。在此，例如，光學(xué)發(fā)射機(jī)20實(shí)施為激光器。在殼體3中，至少一個(gè)發(fā)射鏡單元31設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)軸上。發(fā)射鏡單元31包括第一發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡31.1和第二發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡31.2，發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡31.1、31.2平行于彼此延伸。發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡31.1、31.2被緊固至鏡支撐件33，鏡支撐件33被驅(qū)動(dòng)件(在此不可見)驅(qū)動(dòng)。從光學(xué)發(fā)射機(jī)20發(fā)出的發(fā)射光束22被發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡31.1,31.2中的一個(gè)偏轉(zhuǎn)，且被偏轉(zhuǎn)的發(fā)射光束24通過發(fā)射窗10被發(fā)射到外部。沒有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射窗10的傾斜，被偏轉(zhuǎn)的發(fā)射光束24的部分26可直接在發(fā)射窗10上反射。被反射的光束26則被發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡31.1、
31.2中的一個(gè)反射，且沿不期望的空間方向通過發(fā)射窗發(fā)射到外部作為偏轉(zhuǎn)的被反射干擾光束28。
[0029]由于發(fā)射窗10被實(shí)施為以預(yù)定傾斜角傾斜，被反射光束26的該偏轉(zhuǎn)被避免。因此，被偏轉(zhuǎn)的發(fā)射光束24在發(fā)射窗10上被反射，以使得被反射光束26沒有直接反射到偏轉(zhuǎn)鏡31.1,31.2上并“行進(jìn)到底”。因此，沒有干擾光束28可離開光學(xué)測量裝置1，其光束干擾在物體和/或障礙物處被反射的光束，這可能對評價(jià)結(jié)果有負(fù)面影響。
[0030]在一個(gè)例性實(shí)施例(在此未出)中，光學(xué)單兀設(shè)置在光學(xué)發(fā)射機(jī)20和發(fā)射窗10之間，所述光學(xué)單元聚焦在被折射的發(fā)射光束24上，且因此增加光學(xué)測量裝置I的范圍。作為例子，該光學(xué)單元可實(shí)施為平面場透鏡或作為F-theta透鏡。
[0031]如從圖1至5明顯的，覆蓋板5的外側(cè)5.1大體垂直于發(fā)射方向，且根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射窗10具有帶預(yù)定傾斜角α的傾斜部。
[0032]如從圖3至5明顯的，發(fā)射窗10的傾斜角α相對于垂直軸線16優(yōu)選地為大約7°。在所示的示例性實(shí)施例中，發(fā)射窗10向內(nèi)傾斜且具有加厚部,這取決于傾斜角α，所述加厚部從覆蓋板5的內(nèi)側(cè)5.2突出。
[0033]此外，覆蓋板5的外側(cè)5.1在發(fā)射窗10的區(qū)域中向內(nèi)傾斜，從而覆蓋板5的厚度朝向發(fā)射窗10漸漸變細(xì)。覆蓋板5的外側(cè)5.1設(shè)置為平的，且垂直于發(fā)射方向。覆蓋板5僅在發(fā)射窗10的區(qū)域中具有傾斜,從而在發(fā)射窗10處反射的光束26沒有直接反射到偏轉(zhuǎn)鏡31.1,31.2中的一個(gè)上。
[0034]在替換的示例性實(shí)施例(在此未示出)中，發(fā)射窗5可朝向外側(cè)傾斜和/或朝向外側(cè)突出。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)測量裝置，包括殼體(3)，其中設(shè)置有用于發(fā)射至少一束發(fā)射光束(22、24)的至少一個(gè)光學(xué)發(fā)射機(jī)(20)和至少一個(gè)光學(xué)接收機(jī)；覆蓋板(5)，關(guān)閉殼體并形成發(fā)射窗(10)和接收窗(7)，所述至少一束發(fā)射光束(22、24)通過發(fā)射窗(10)從殼體射出， 其特征在于， 覆蓋板(5)的外側(cè)(5.1)大體垂直于發(fā)射方向，且在于，發(fā)射窗(10)具有帶預(yù)定傾斜角U)的傾斜部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 其特征在于， 發(fā)射窗(10)的傾斜角(α)相對于垂直軸線(16)為大約7°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置， 其特征在于， 發(fā)射窗(10)以傾斜角(α)向內(nèi)或向外傾斜。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置， 其特征在于， 發(fā)射窗(10)具有取決于傾斜角(α)的加厚部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置， 其特征在于， 加厚部形成在覆蓋板(5)的內(nèi)側(cè)(5.2)和/或外側(cè)(5.1)上。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置， 其特征在于， 發(fā)射窗(10)和/或接收窗(7)具有抗反射涂層。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置， 其特征在于， 光學(xué)發(fā)射機(jī)(20)實(shí)施為激光器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置， 其特征在于， 光學(xué)單兀設(shè)置在光學(xué)發(fā)射機(jī)(20)和發(fā)射窗(10)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 其特征在于， 光學(xué)單元實(shí)施為平面場透鏡或F-theta透鏡。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置， 其特征在于， 至少一個(gè)發(fā)射鏡單元(31)設(shè)置在殼體(3)內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)軸上，所述發(fā)射鏡單元(31)包括至少一個(gè)發(fā)射偏轉(zhuǎn)鏡(31.1,31.2)和驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)單元。
【文檔編號】G01S7/481GK104081221SQ201280068385
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月29日
【發(fā)明者】H.貝哈, P.霍瓦思, J.尼古萊 申請人:法雷奧開關(guān)和傳感器有限責(zé)任公司