特開 2023-172892 光学ユニット、試験システムおよび光学ユニットを製造するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023172892

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】光学ユニット、試験システムおよび光学ユニットを製造するための方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/497 20060101AFI20231129BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20231129BHJP

   G01S 7/481 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

G01S7/497

G02B3/00 A

G01S7/481 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023057505

(22)【出願日】2023-03-31

(31)【優先権主張番号】10 2022 112 920.9

(32)【優先日】2022-05-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】506012213

【氏名又は名称】ディスペース ゲー・エム・ベー・ハー

【氏名又は名称原語表記】ｄＳＰＡＣＥ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｒａｔｈｅｎａｕｓｔｒ．２６，Ｄ－３３１０２ Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス ヒムラー

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン シューカート

(72)【発明者】

【氏名】グレゴア ズィーファース

(72)【発明者】

【氏名】ライナー ヴォルスフェルト

(72)【発明者】

【氏名】イェンス ハーゲマイアー

(72)【発明者】

【氏名】ディアク ユンゲヴェルター

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ラハマイアー

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084BA04

5J084BB04

5J084BB34

5J084CA03

(57)【要約】

【課題】本発明は、ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）の試験システム（１；１０１）用の、合成的に生成された光学信号（Ｓ）を伝送するための光学ユニット（１０；１１０）と、試験システムと、光学ユニットを製造するための方法と、に関する。
【解決手段】光学ユニットは、少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）を収容するための支持体装置（１４；１１４）を備え、支持体装置は、支持体装置の端面（１４ａ；１１４ａ）に対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部（２０；１２０）を有し、開口部内に少なくとも１つの光導波体が挿入されており、光学ユニットは、支持体装置の端面に接続された少なくとも１つのマイクロレンズ（１８；１１８）を備え、支持体装置と少なくとも１つのマイクロレンズとの互いに向かい合う端面（１４ａ；１１４ａ，１８ａ；１１８ａ）は、それぞれ平面状に形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬｉＤＡＲセンサ（１２）の試験システム（１）用の、合成的に生成された光学信号（Ｓ）を伝送するための光学ユニット（１０）であって、
前記光学ユニット（１０）は、少なくとも１つの光導波体（１６）を収容するための支持体装置（１４）を備え、
前記支持体装置（１４）は、前記支持体装置（１４）の端面（１４ａ）に対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部（２０）を有し、前記開口部（２０）内に前記少なくとも１つの光導波体（１６）が挿入されており、
前記光学ユニット（１０）は、前記支持体装置（１４）の前記端面（１４ａ）に接続された少なくとも１つのマイクロレンズ（１８）を備え、
前記支持体装置（１４）と前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８）との互いに向かい合う端面（１４ａ，１８ａ）は、それぞれ平面状に形成されており、
前記支持体装置（１４）の前記少なくとも１つの開口部（２０）に挿入された少なくとも１つの光導波体（１６）に、前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８）が対応付けられており、
前記少なくとも１つの光導波体（１６）によって伝達される前記合成的に生成された光学信号（Ｓ）、とりわけレーザパルスまたは発光ダイオード信号は、対応付けられた前記マイクロレンズ（１８）を通って前記ＬｉＤＡＲセンサ（１２）へと向けられており、
前記少なくとも１つの光導波体（１６）は、前記支持体装置（１４）内で、前記光導波体（１６）に対応付けられた前記マイクロレンズ（１８）の光軸（１８ｂ）に対してオフセットされて配置されている、
光学ユニット（１０）。

【請求項2】

前記支持体装置（１４）の前記少なくとも１つの開口部（２０）に挿入された前記少なくとも１つの光導波体（１６）は、前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８）の前記光軸（１８ｂ）に対して平行に、とりわけ直交する方向にオフセットされて配置されている、
請求項１記載の光学ユニット。

【請求項3】

前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８）の寸法は、前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８）の内部における前記合成的に生成された光学信号（Ｓ）の信号経路の長さが、前記マイクロレンズ（１８）の焦点距離に相当するように形成されている、
請求項１または２記載の光学ユニット。

【請求項4】

ＬｉＤＡＲセンサ（１１２）の試験システム（１０１）用の、合成的に生成された光学信号（Ｓ）を伝送するための光学ユニット（１１０）であって、
前記光学ユニット（１１０）は、少なくとも１つの光導波体（１１６）を収容するための支持体装置（１１４）を備え、
前記支持体装置（１１４）は、前記支持体装置（１１４）の端面（１１４ａ）に対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部（１２０）を有し、前記開口部（１２０）に前記少なくとも１つの光導波体（１１６）が挿入されており、
前記光学ユニット（１１０）は、前記支持体装置（１１４）の前記端面（１１４ａ）に接続された少なくとも１つのマイクロレンズ（１１８）を備え、
前記支持体装置（１１４）と前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１１８）との互いに向かい合う端面（１１４ａ，１１８ａ）は、それぞれ平面状に形成されており、
前記支持体装置（１１４）の前記少なくとも１つの開口部（１２０）に挿入された前記少なくとも１つの光導波体（１１６）には、前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１１８）が対応付けられており、
前記少なくとも１つの光導波体（１１６）は、前記光導波体（１１６）に対応付けられた前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１１８）の光軸（１１８ｂ）上に配置されており、
前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１１８）は、前記少なくとも１つの光導波体（１１６）によって伝達される前記合成的に生成された光学信号（Ｓ）、とりわけレーザパルスまたは発光ダイオード信号を、前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１１８）に隣接して配置されたさらなるレンズ（１１９）にコリメートするように構成されており、
前記合成的に生成された光学信号（Ｓ）は、前記さらなるレンズ（１１９）を通って前記ＬｉＤＡＲセンサ（１１２）へと向けられている、
光学ユニット（１１０）。

【請求項5】

前記さらなるレンズ（１１９）は、前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１１８）に対して所定の間隔を置いて前記マイクロレンズ（１１８）の前記光軸（１１８ｂ）に沿って配置されており、
前記さらなるレンズ（１１９）は、前記合成的に生成された光学信号（Ｓ）の出射側において凸状に形成されている、
請求項４記載の光学ユニット。

【請求項6】

前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８；１１８）は、とりわけプラスチックまたはガラスから一体に形成されており、
前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８；１１８）は、前記合成的に生成された光学信号（Ｓ）の出射側において凸状に形成されている、
請求項１または４記載の光学ユニット。

【請求項7】

前記少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）は、スリーブ（１５；１１５）によって、とりわけフェルールによって、前記支持体装置（１４；１１４）内に形成された少なくとも１つの開口部（２０；１２０）内に固定されており、
前記スリーブ（１５；１１５）は、それぞれの前記光導波体（１６；１１６）および／またはそれぞれの前記開口部（２０；１２０）と圧着または接着されている、
請求項１、４および６のいずれか１項記載の光学ユニット。

【請求項8】

前記少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）の、とりわけ平面状に形成された軸方向の端部区域は、前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８；１１８）のうちの前記支持体装置（１４；１１４）の方を向いた端面に、とりわけ前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８；１１８）の端面に当接するように配置されている、
請求項１、４、６および７のいずれか１項記載の光学ユニット。

【請求項9】

前記光学ユニット（１０；１１０）は、実質的にストリップ形に形成されており、
前記光学ユニット（１０；１１０）には、長手方向および横方向に方向付けられた複数列のマイクロレンズ（１８；１１８）が実装されている、
請求項１、４、６、７および８のいずれか１項記載の光学ユニット。

【請求項10】

ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）のための試験システム（１；１０１）であって、前記試験システム（１；１０１）は、
とりわけ前記ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）に対して定置式または可動式に配置された、請求項１から９までのいずれか１項記載の複数の光学ユニット（１０；１１０）と、
ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）と、
を備え、
前記光学ユニット（１０；１１０）によって伝達される合成的に生成された光学信号（Ｓ）は、前記ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）へと向けられており、
前記複数の光学ユニット（１０；１１０）は、前記ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）の検出範囲内に配置されている、
試験システム（１；１０１）。

【請求項11】

前記複数の光学ユニット（１０；１１０）は、前記ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）を中心として実質的に半円形に互いに隣接して配置されている、
請求項１０記載の試験システム。

【請求項12】

前記光学ユニット（１０；１１０）は、前記光導波体（１６；１１６）によって供給された前記合成的に生成された光学信号（Ｓ）を、前記光導波体（１６；１１６）の向きに対して最大２０°だけ偏向させるように、とりわけ屈折させるように構成されている、
請求項１０または１１記載の試験システム。

【請求項13】

前記光学ユニット（１０；１１０）への前記マイクロレンズ（１８；１１８）の実装は、前記ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）に対するそれぞれの前記光学ユニット（１０；１１０）の位置に応じて変更可能である、
請求項１０から１２までのいずれか１項記載の試験システム。

【請求項14】

前記ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）を中心とした前記光学ユニット（１０；１１０）の実質的に半円形の配列の中央区域に配置されている光学ユニット（１０；１１０）は、前記半円形の配列の縁部領域に配置されている光学ユニット（１０；１１０）よりも多数のマイクロレンズ（１８；１１８）を有する、
請求項１３記載の試験システム。

【請求項15】

ＬｉＤＡＲセンサ（１２；１１２）の試験システム（１；１０１）用の、合成的に生成された光学信号（Ｓ）を伝送するための光学ユニット（１０；１１０）を製造するための方法であって、前記方法は、
少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）を収容するための支持体装置（１４；１１４）を用意するステップ（Ｓ１）と、
前記支持体装置（１４；１１４）の端面（１４ａ；１１４ａ）に対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部（２０；１２０）を前記支持体装置（１４；１１４）に穿設するステップ（Ｓ２）と、
前記少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）を前記少なくとも１つの開口部（２０；１２０）に挿入して、前記少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）をスリーブ（１５；１１５）によって前記少なくとも１つの開口部（２０；１２０）内に固定するステップ（Ｓ３）と、
前記少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）のうちのレンズの方を向いた端面を平面状に研削するステップ（Ｓ４）と、
前記少なくとも１つの光導波体（１６；１１６）のファイバ端部を研磨するステップ（Ｓ５）と、
前記支持体装置（１４；１１４）を前記少なくとも１つのマイクロレンズ（１８；１１８）と接合および接着するステップ（Ｓ６）と、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットに関する。

【0002】

本発明はさらに、ＬｉＤＡＲセンサのための試験システムに関する。

【0003】

本発明はさらに、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットを製造するための方法に関する。

【背景技術】

【0004】

ＬｉＤＡＲ光測定システムは、さらなる用途に加えて、光学的に距離および速度を測定するために使用される。ＬｉＤＡＲ光測定システムは、光を送出し、その光がオブジェクトで反射された後、ＬｉＤＡＲ光測定システムに戻ってくるまでの所要時間を測定する。既知の光速から、ＬｉＤＡＲ光測定システムからオブジェクトまでの距離が算出される。

【0005】

ＬｉＤＡＲ光測定システムの用途分野の例は、光学的な距離測定のためのモバイル機器および自動車用途分野のための、すなわち運転者支援システムおよび自動運転のための、ならびに航空宇宙用途のためのＬｉＤＡＲ光測定システムである。

【0006】

独国特許出願公開第１０２００７０５７３７２号明細書は、トリガユニットを有するＬｉＤＡＲセンサのための試験システムを開示しており、同試験システムによれば、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサの信号を受信したことに応答して、所定の合成的に生成または記録された光学信号が信号発生器の信号生成ユニットによって出力されるように、信号発生器が制御される。

【0007】

独国特許出願公開第１０２０１７１１０７９０号明細書は、ＬｉＤＡＲ光受信センサを有するＬｉＤＡＲ光測定システムのためのシミュレーション装置を開示しており、同シミュレーション装置では、ＬｉＤＡＲ光受信センサの平面に光送信機が設けられており、ＬｉＤＡＲ光受信センサの平面に、上記の光送信機に隣接してさらなる光送信機が配置されており、コンピュータが、ＬｉＤＡＲ光受信センサの作動と、光送信機および／またはさらなる光送信機を介して光学信号を放出するための期間と、を監視し、光送信機またはさらなる光送信機からの光学信号の信号入力を記録する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

信号発生器を使用してＬｉＤＡＲセンサを試験する際の問題は、信号発生器またはＬｉＤＡＲ ＯＴＡシステムの全ての光源または画素を１つの点に重畳させなければならないことにある。この点は、理想的には、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサの開口絞りに相当する。

【0009】

このような所期のビームガイダンスを経済的な観点で信号発生器に伝達することが問題提起される。

【0010】

したがって、本発明の課題は、所期のビームガイダンスを最適化された費用便益比の枠内で可能にするような、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を有する、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットによって解決される。

【0012】

上記の課題は、本発明によればさらに、請求項４に記載の特徴を有する、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための代替的な光学ユニットによって解決される。

【0013】

上記の課題は、本発明によればさらに、請求項１０に記載の特徴を有するＬｉＤＡＲセンサのための試験システムによって解決される。

【0014】

上記の課題はさらに、請求項１５に記載の特徴を有する、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットを製造するための方法によって解決される。

【0015】

本発明は、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットに関する。

【0016】

光学ユニットは、少なくとも１つの光導波体を収容するための支持体装置を含み、支持体装置は、当該支持体装置の端面に対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部を有し、この開口部内に少なくとも１つの光導波体が挿入されている。

【0017】

光学ユニットはさらに、支持体装置の端面に接続された少なくとも１つのマイクロレンズを含み、支持体装置と少なくとも１つのマイクロレンズとの互いに向かい合う端面は、それぞれ平面状に形成されており、支持体装置の少なくとも１つの開口部に挿入された少なくとも１つの光導波体に、少なくとも１つのマイクロレンズが対応付けられている。

【0018】

少なくとも１つの光導波体によって伝達される合成的に生成された光学信号、とりわけレーザパルスまたは発光ダイオード信号は、対応付けられたマイクロレンズを通ってＬｉＤＡＲセンサへと向けられている。少なくとも１つの光導波体は、支持体装置内で、当該光導波体に対応付けられたマイクロレンズの光軸に対してオフセットされて配置されている。

【0019】

本発明はさらに、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための代替的な光学ユニットに関する。

【0020】

光学ユニットは、少なくとも１つの光導波体を収容するための支持体装置を含み、支持体装置は、当該支持体装置の端面に対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部を有し、この開口部に少なくとも１つの光導波体が挿入されている。

【0021】

光学ユニットはさらに、支持体装置の端面に接続された少なくとも１つのマイクロレンズを含み、支持体装置と少なくとも１つのマイクロレンズとの互いに向かい合う端面は、それぞれ平面状に形成されており、支持体装置の少なくとも１つの開口部に挿入された少なくとも１つの光導波体には、少なくとも１つのマイクロレンズが対応付けられている。

【0022】

少なくとも１つの光導波体は、当該光導波体に対応付けられた少なくとも１つのマイクロレンズの光軸上に配置されている。

【0023】

少なくとも１つのマイクロレンズはさらに、少なくとも１つの光導波体によって伝達される合成的に生成された光学信号、とりわけレーザパルスまたは発光ダイオード信号を、少なくとも１つのマイクロレンズに隣接して配置されたさらなるレンズにコリメートするように構成されている。それに加えて、合成的に生成された光学信号は、さらなるレンズを通ってＬｉＤＡＲセンサへと向けられている。

【0024】

本発明はさらに、ＬｉＤＡＲセンサのための試験システムに関する。試験システムは、とりわけＬｉＤＡＲセンサに対して定置式または可動式に配置された、本発明による複数の光学ユニットと、ＬｉＤＡＲセンサと、を含み、光学ユニットによって伝達される合成的に生成された光学信号は、ＬｉＤＡＲセンサへと向けられており、複数の光学ユニットは、ＬｉＤＡＲセンサの検出範囲内に配置されている。

【0025】

本発明はさらに、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットを製造するための方法に関する。

【0026】

本方法は、少なくとも１つの光導波体を収容するための支持体装置を用意することと、支持体装置の端面に対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部を支持体装置に穿設することと、を含む。

【0027】

本方法はさらに、少なくとも１つの光導波体を少なくとも１つの開口部に挿入して、少なくとも１つの光導波体をスリーブによって少なくとも１つの開口部内に固定することと、少なくとも１つの光導波体のうちのレンズの方を向いた端面を平面状に研削することと、を含む。

【0028】

それに加えて、本方法は、少なくとも１つの光導波体のファイバ端部を研磨することと、支持体装置を少なくとも１つのマイクロレンズと接合および接着することと、を含む。

【0029】

本発明の着想は、支持体装置の端面に接続された少なくとも１つのマイクロレンズと、光導波体に対応付けられたマイクロレンズの光軸に対してオフセットされた、支持体装置内の少なくとも１つの光導波体の配列と、を設けることにより、ＬｉＤＡＲ ＯＴＡ（over the air）試験システムの光学フロントエンドの小型化を可能にすることである。

【0030】

本発明による光学ユニットはさらに、ＬｉＤＡＲ試験センサまでの距離を増加させる必要なしに、画素密度および角度分解能の向上を可能にする。

【0031】

これによってさらに、ＯＴＡ試験システムを顧客要求にフレキシブルに適合させるためのスケーラブルかつモノリシックなフロントエンドモジュールの実現可能性を改善することができる。この場合、ＯＴＡ試験システムは、定置式に実現可能であるか、または機械的に可動式のフロントエンドモジュールまたは光学ユニットとして実現可能である。

【0032】

複数の光学ユニットを含んでいるＯＴＡ試験システムのモジュール式の構造に基づき、マイクロレンズアレイの使用を、経済的な観点で有利に実現することが可能となる。

【0033】

本発明のさらなる実施形態は、さらなる従属請求項と図面を参照する以下の説明との対象である。

【0034】

本発明の好ましい発展形態によれば、支持体装置の少なくとも１つの開口部に挿入された少なくとも１つの光導波体は、少なくとも１つのマイクロレンズの光軸に対して平行に、とりわけ直交する方向にオフセットされて配置されている。

【0035】

光導波体がオフセットされて配置されていることにより、有利には、光学信号をＬｉＤＡＲセンサに対して正確に方向付けることができるように、光学ユニットの少なくとも１つのマイクロレンズによって光学信号を偏向させることが可能となる。

【0036】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、少なくとも１つのマイクロレンズの寸法は、少なくとも１つのマイクロレンズの内部における合成的に生成された光学信号の信号経路の長さが、マイクロレンズの焦点距離に相当するように形成されている。これにより、光学信号は、マイクロレンズから出射した後、相応に所望の方向に偏向させられる。

【0037】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、さらなるレンズは、少なくとも１つのマイクロレンズに対して所定の間隔を置いてマイクロレンズの光軸に沿って配置されており、さらなるレンズは、合成的に生成された光学信号の出射側において凸状に形成されている。これにより、有利には、光学信号をＬｉＤＡＲセンサの方向に偏向させることが可能となる。

【0038】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、少なくとも１つのマイクロレンズは、とりわけプラスチックまたはガラスから一体に形成されており、少なくとも１つのマイクロレンズは、合成的に生成された光学信号の出射側において凸状に形成されている。これにより、有利には、光学信号をＬｉＤＡＲセンサの方向に偏向させることが可能となる。

【0039】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、少なくとも１つの光導波体は、スリーブによって、とりわけフェルールによって、支持体装置内に形成された少なくとも１つの開口部内に固定されており、スリーブは、それぞれの光導波体および／またはそれぞれの開口部と圧着または接着されている。

【0040】

これにより、光導波体を開口部内に正確に位置決めすることが可能となる。これにより、接着剤の硬化後にも開口部内における光導波体の位置変化が生じなくなる。

【0041】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、少なくとも１つの光導波体の、とりわけ平面状に形成された軸方向の端部区域は、少なくとも１つのマイクロレンズのうちの支持体装置の方を向いた端面に、とりわけ少なくとも１つのマイクロレンズの端面に当接するように配置されている。これにより、散乱光の損失を発生させることなく光導波体からマイクロレンズへと光学信号を効率的に伝達することが可能となる。

【0042】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、光学ユニットは、実質的にストリップ形に形成されており、光学ユニットには、長手方向および横方向に方向付けられた複数列のマイクロレンズが実装されている。したがって、複数の光導波体を設けることにより、有利には、光学ユニットの画素分解能の向上を達成することが可能となる。

【0043】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、複数の光学ユニットは、ＬｉＤＡＲセンサを中心として実質的に半円形に互いに隣接して配置されている。したがって、この試験システムにより、ＬｉＤＡＲセンサの同一の検出範囲を有する現実の交通状況を模擬的に再現することが可能となる。

【0044】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、光学ユニットは、光導波体によって供給された合成的に生成された光学信号を、光導波体の向きに対して最大２０°だけ偏向させるように、とりわけ屈折させるように構成されている。このことは、有利には２０°のＬｉＤＡＲセンサの開き角に相当する。

【0045】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、光学ユニットへのマイクロレンズの実装は、ＬｉＤＡＲセンサに対するそれぞれの光学ユニットの位置に応じて変更可能である。これにより、種々異なる交通状況に対してレンズを最適に配置することが可能となる。

【0046】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、ＬｉＤＡＲセンサを中心とした光学ユニットの実質的に半円形の配列の中央区域に配置されている光学ユニットは、半円形の配列の縁部領域に配置されている光学ユニットよりも多数のマイクロレンズを有する。これにより、例えば高速道路での走行に対して、都市領域での交通状況の場合よりも分解能をより精密にすることが可能となる。

【0047】

本明細書に記載された自動車の少なくとも部分的に自律的な操縦のための装置の仮想的な試験の計算コストを決定するための方法の特徴は、自動車の少なくとも部分的に自律的な操縦のための装置の仮想的な試験の計算コストを決定するための本発明による試験ユニットにも適用可能であり、その逆もまた同様である。

【0048】

本発明およびその利点をより良好に理解するために、添付の図面に関連して以下の説明が参照される。

【0049】

以下では、本発明を、図面の概略図に示されている例示的な実施形態に基づいてより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】本発明の第１の実施形態による、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットの概略図である。

【図2】本発明の第２の実施形態による、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットの概略図である。

【図3】本発明の実施形態によるＬｉＤＡＲセンサの試験システムの概略図である。

【図4】本発明の実施形態によるＬｉＤＡＲセンサの試験システムの平面図である。

【図5】本発明の実施形態による、ＬｉＤＡＲセンサの試験システム用の、合成的に生成された光学信号を伝送するための光学ユニットを製造するための方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

別段の指示がない限り、同じ参照符号は、各図の同じ要素を指している。

【0052】

図１に示されている、ＬｉＤＡＲセンサ１２の試験システム１用の、合成的に生成された光学信号Ｓを伝送するための光学ユニット１０は、少なくとも１つの光導波体１６を収容するための支持体装置１４を含む。

【0053】

支持体装置１４は、支持体装置１４の端面１４ａに対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部２０を有し、この開口部２０に少なくとも１つの光導波体１６が挿入されている。

【0054】

光学ユニット１０はさらに、支持体装置１４の端面１４ａに接続された少なくとも１つのマイクロレンズ１８を有する。

【0055】

１つの光学ユニット１０当たりのマイクロレンズ１８の個数は、自由に選択可能または構成可能である。例えば、この場合、それぞれの光導波体１６に１つのマイクロレンズ１８を対応付けることができる。

【0056】

本実施形態では、支持体装置１４は、複数の開口部２０を有し、これらの開口部の各々に１つの光導波体１６が挿入されている。それぞれの光導波体１６自体には１つのマイクロレンズ１８が対応付けられている。

【0057】

支持体装置１４と少なくとも１つのマイクロレンズ１８との互いに向かい合う端面１４ａ，１８ａは、それぞれ平面状に形成されている。支持体装置１４の少なくとも１つの開口部２０に挿入された少なくとも１つの光導波体１６には、少なくとも１つのマイクロレンズ１８が対応付けられている。

【0058】

少なくとも１つの光導波体１６によって伝達される合成的に生成された光学信号Ｓ、とりわけレーザパルスまたは発光ダイオード信号は、対応付けられたマイクロレンズ１８を通ってＬｉＤＡＲセンサ１２へと向けられている。

【0059】

少なくとも１つの光導波体１６はさらに、支持体装置１４内で、この光導波体１６に対応付けられたマイクロレンズ１８の光軸１８ｂに対してオフセットされて配置されている。さらに、支持体装置１４の少なくとも１つの開口部２０に挿入された少なくとも１つの光導波体１６は、少なくとも１つのマイクロレンズ１８の光軸１８ｂに対して平行に、とりわけ直交する方向にオフセットされて配置されている。

【0060】

それに加えて、少なくとも１つのマイクロレンズ１８の寸法は、少なくとも１つのマイクロレンズ１８の内部における合成的に生成された光学信号Ｓの信号経路の長さが、マイクロレンズ１８の焦点距離に相当するように形成されている。

【0061】

少なくとも１つのマイクロレンズ１８は、とりわけプラスチックまたはガラスから一体に形成されている。少なくとも１つのマイクロレンズ１８はさらに、合成的に生成された光学信号Ｓの出射側において凸状に形成されている。

【0062】

少なくとも１つの光導波体１６は、スリーブ１５によって、とりわけフェルールによって、支持体装置１４内に形成された少なくとも１つの開口部２０内に固定されている。スリーブ１５は、それぞれの光導波体１６および／またはそれぞれの開口部２０と圧着または接着されている。

【0063】

少なくとも１つの光導波体１６の、とりわけ平面状に形成された軸方向の端部区域はさらに、少なくとも１つのマイクロレンズ１８のうちの支持体装置１４の方を向いた端面に、とりわけ少なくとも１つのマイクロレンズ１８の端面に当接するように配置されている。

【0064】

光学ユニット１０は、実質的にストリップ形に形成されている。さらに、光学ユニット１０には、長手方向および横方向に方向付けられた複数列のマイクロレンズ１８が実装されている。

【0065】

図２は、本発明の第２の実施形態による、ＬｉＤＡＲセンサ１１２の試験システム１０１用の、合成的に生成された光学信号Ｓを伝送するための光学ユニット１１０の概略図を示す。

【0066】

光学ユニット１１０は、少なくとも１つの光導波体１１６を収容するための支持体装置１１４を含み、支持体装置１１４は、当該支持体装置１１４の端面１１４ａに対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部１２０を有し、この開口部１２０に少なくとも１つの光導波体１１６が挿入されている。

【0067】

光学ユニット１１０はさらに、支持体装置１１４の端面１１４ａに接続された少なくとも１つのマイクロレンズ１１８を含む。支持体装置１１４と少なくとも１つのマイクロレンズ１１８との互いに向かい合う端面１１４ａ，１１８ａは、それぞれ平面状に形成されている。支持体装置１１４の少なくとも１つの開口部１２０に挿入された少なくとも１つの光導波体１１６には、少なくとも１つのマイクロレンズ１１８が対応付けられている。

【0068】

少なくとも１つの光導波体１１６はさらに、当該光導波体１１６に対応付けられた少なくとも１つのマイクロレンズ１１８の光軸１１８ｂ上に配置されている。それに加えて、少なくとも１つのマイクロレンズ１１８は、少なくとも１つの光導波体１１６によって伝達される合成的に生成された光学信号Ｓ、とりわけレーザパルスまたは発光ダイオード信号を、少なくとも１つのマイクロレンズ１１８に隣接して配置されたさらなるレンズ１１９にコリメートするように構成されている。

【0069】

合成的に生成された光学信号Ｓはさらに、さらなるレンズ１１９を通ってＬｉＤＡＲセンサ１１２へと向けられている。それに加えて、さらなるレンズ１１９は、少なくとも１つのマイクロレンズ１１８に対して所定の間隔を置いてマイクロレンズ１１８の光軸１１８ｂに沿って配置されている。さらなるレンズ１１９は、合成的に生成された光学信号Ｓの出射側において凸状に形成されている。

【0070】

１つの光学ユニット１１０当たりのマイクロレンズ１１８の個数は、自由に選択可能または構成可能である。例えば、この場合、それぞれの光導波体１１６に１つのマイクロレンズ１１８を対応付けることができる。

【0071】

本実施形態では、支持体装置１１４は、複数の開口部１２０を有し、これらの開口部の各々に１つの光導波体１１６が挿入されている。それぞれの光導波体１１６自体には１つのマイクロレンズ１１８が対応付けられている。

【0072】

少なくとも１つのマイクロレンズ１１８は、とりわけプラスチックまたはガラスから一体に形成されている。少なくとも１つのマイクロレンズ１１８はさらに、合成的に生成された光学信号Ｓの出射側において凸状に形成されている。

【0073】

少なくとも１つの光導波体１１６は、スリーブ１１５によって、とりわけフェルールによって、支持体装置１１４内に形成された少なくとも１つの開口部１２０内に固定されている。スリーブ１１５は、それぞれの光導波体１１６および／またはそれぞれの開口部１２０と圧着または接着されている。

【0074】

少なくとも１つの光導波体１１６の、とりわけ平面状に形成された軸方向の端部区域は、少なくとも１つのマイクロレンズ１１８のうちの支持体装置１１４の方を向いた端面に、とりわけ少なくとも１つのマイクロレンズ１１８の端面に当接するように配置されている。光学ユニットはさらに、実質的にストリップ形に形成されており、光学ユニットには、長手方向および横方向に方向付けられた複数列のマイクロレンズ１１８が実装されている。

【0075】

図３は、本発明の実施形態によるＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２の試験システム１；１０１の概略図を示す。

【0076】

ＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２のための試験システム１；１０１は、とりわけＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２に対して定置式または可動式に配置された、本発明による複数の光学ユニット１０；１１０と、ＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２と、を含み、光学ユニット１０；１１０によって伝達される合成的に生成された光学信号Ｓは、このＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２へと向けられている。複数の光学ユニットはさらに、ＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２の検出範囲内に配置されている。

【0077】

複数の光学ユニット１０；１１０は、ＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２を中心として実質的に半円形に互いに隣接して配置されている。この場合、これらの光学ユニットは、光導波体１６；１１６によって供給された合成的に生成された光学信号Ｓを、光導波体１６；１１６の向きに対して最大２０°だけ偏向させるように、とりわけ屈折させるように構成されている。

【0078】

図４は、本発明の実施形態によるＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２の試験システム１；１０１の平面図を示す。

【0079】

光学ユニット１０；１１０へのマイクロレンズ１８；１１８の実装は、ＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２に対するそれぞれの光学ユニット１０；１１０の位置に応じて変更可能である。

【0080】

ＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２を中心とした光学ユニット１０；１１０の実質的に半円形の配列の中央区域に配置されている光学ユニット１０；１１０は、好ましくは、半円形の配列の縁部領域に配置されている光学ユニット１０；１１０よりも多数のマイクロレンズ１８；１１８を有する。代替的に、この配列を、その他の構造的かつ／またはシステム的な基準に従って実現してもよい。

【0081】

図５は、本発明の実施形態による、ＬｉＤＡＲセンサ１２；１１２の試験システム１用の、合成的に生成された光学信号Ｓを伝送するための光学ユニットを製造するための方法を示す。

【0082】

本方法は、少なくとも１つの光導波体１６；１１６を収容するための支持体装置１４；１１４を用意することＳ１と、支持体装置１４；１１４の端面１４ａ；１１４ａに対して直交するように形成された少なくとも１つの開口部２０；１２０を支持体装置１４；１１４に穿設することＳ２と、を含む。

【0083】

本方法はさらに、少なくとも１つの光導波体１６；１１６を少なくとも１つの開口部２０；１２０に挿入して、少なくとも１つの光導波体１６；１１６をスリーブ１５；１１５によって少なくとも１つの開口部２０；１２０内に固定することＳ３と、少なくとも１つの光導波体１６；１１６のうちのレンズの方を向いた端面を平面状に研削することＳ４と、を含む。

【0084】

本方法はさらに、少なくとも１つの光導波体１６；１１６のファイバ端部を研磨することＳ５と、支持体装置１４；１１４を少なくとも１つのマイクロレンズ１８；１１８と接合および接着することＳ６と、を含む。

【符号の説明】

【0085】

１；１０１ 試験システム
１０；１１０ 光学ユニット
１２；１１２ ＬｉＤＡＲセンサ
１４；１１４ 支持体装置
１４ａ；１１４ａ 端面
１５；１１５ スリーブ
１６；１１６ 光導波体
１８；１１８ マイクロレンズ
１８ａ；１１８ａ 端面
１８ｂ；１１８ｂ 光軸
１１９ さらなるレンズ
２０；１２０ 開口部
Ｓ 光学信号
Ｓ１～Ｓ６ 方法ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】