[发明专利]用于扫描式测量距物体的距离的装置和方法

权利要求书

1.一种用于扫描式测量距物体(12)的距离的装置(14)，具有：

光源(16)，其设置用于产生具有在时间上变化的频率的光学输出信号，

多个光学处理单元(PU1至PU4)，其与所述光源(16)光学并联连接，其中每个处理单元(PU1至PU4)包括：

光学分配矩阵(M1至M4)，其具有多个光学开关(S11、S21、S22、S31至S34)，并且设置用于将提供给相应的处理单元(PU1至PU4)的光学输出信号选择性地分配到不同的光学波导(W11至W14)，

多个自由空间耦合器(FSC11至FSC14)，其与所述光学波导(W11至W14)连接并且分别设置用于，在所述光学波导(W11到W14)之一中导引的光学输出信号耦合输出到所述自由空间中，以及耦合输入在所述物体(12)上反射的光学输出信号作为光学测量信号，

探测器(D1至D4)，其设置用于检测光学测量信号与由光源(16)产生的光学输出信号的叠加，

光学环形器(C1至C4)，其与光源(16)、光学分配矩阵(M1至M4)和探测器(D1至D4)如此连接，使得由光源(16)提供的光学输出信号引导至分配矩阵(M1至M4)，并且来自分配矩阵(M1至M4)的光学测量信号被引导至探测器(D1至D4)，

偏转光学器件(20)，其设置用于将从所述自由空间耦合器(FSC11至FSC14)耦合输出的输出信号如此偏转，使得所述输出信号在不同方向上射出，

分析机构(24)，所述分析机构设置用于从由所述探测器(D1至D4)检测的叠加来确定距所述物体(12)的距离。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述偏转光学器件(20)具有前焦平面(21)，所述自由空间耦合器(FSC1到FSC4；FSC11到FSC14)或所述自由空间耦合器的图像布置在所述前焦平面(21)中。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中，所述探测器(D1至D4)是对称的光电探测器并且与所述光源(16)连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在光源(16)和处理单元(PU1至PU4)之间的光路中布置有光学放大器(18)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述光源(16)设置用于同时产生在不同的频带中具有在时间上变化的频率的多个光学输出信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述偏转光学器件具有发散光学元件(22)，所述发散光学元件以与波长相关的方式在第一平面中分解所述光学输出信号，所述第一平面至少基本上垂直于第二平面布置，从所述自由空间耦合器(FSC11至FSC14)出射的光学输出信号在所述第二平面内传播。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述光源(16)设置用于产生光学输出信号，所述光学输出信号的频率关于时间交替地线性上升和线性下降。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述自由空间耦合器(FSC11至FSC14)以二维阵列彼此相邻地和叠置地布置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述光学分配矩阵(M1至M4)具有：

至少一个第一光学开关(S11)，其具有第一开关时间和第一插入损耗，

多个第二光学开关(S21、S22、S31至S34)，所述第二光学开关分别具有比所述第一开关时间更长的第二开关时间和比所述第一插入损耗更小的第二插入损耗，

其中所述第一光学开关(S11)布置在树状结构的一水平(N1)上，该水平低于所述第二光学开关(S21、S22、S31至S34)布置在其上的水平(N2、N3)。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一光学开关(S11)布置在所述树状结构的最低水平(N1)上，并且仅仅第二光学开关(S21、S22、S31至S34)布置在所有其它水平(N2、N3)上。