Patent DE-102019206378-B4 (DE)
Title: Abstandsmesssystem
Inventor: KLUG MARKUS
IPC: G02B6/00
Filed: 2019-05-03
Granted: 2023-06-22
Abstract: Abstandsmesssystem (10) mit- einem Trägermedium (12), welches dazu ausgebildet ist, als Lichtleiter mittels interner Reflexion eingekoppeltes Licht zu übertragen, und aufweisend einen Messbereich (28) für eine Abstrahlung und ein Empfangen von Licht, einen Einkoppelbereich (24) und einen Detektorbereich (34), die in unterschiedlichen Abschnitten des Trägermediums angeordnet sind;- einer Lichtquelle (18), die dazu ausgebildet und angeordnet ist, Licht mit einer vorgegebenen Wellenlänge auf den Einkoppelbereich (24) abzustrahlen; wobei- der Einkoppelbereich (24) als ein holographisches Element mit einer Einkoppelbeugungsstruktur (26) ausgebildet und dazu ausgelegt ist, Licht mit der vorgegebenen Wellenlänge, das von der Lichtquelle (18) auf die Einkoppelbeugungsstruktur (26) fällt, in das Trägermedium (12) in Richtung des Messbereichs (28) einzukoppeln; wobei- der Messbereich (28) als eine Kombination aus einem holographischen Element (17) mit einer Abstrahlbeugungsstruktur (30) und einem holographischen Element (16) mit einer Empfangsbeugungsstruktur (32) ausgebildet ist, wobei die Abstrahlbeugungsstruktur (30) dazu ausgelegt ist, eingekoppeltes Licht der vorgegebenen Wellenlänge von dem Einkoppelbereich (24) aus dem Trägermedium in ein zu überwachendes Messvolumen zur Reflexion an einem Objekt außerhalb des Trägermediums auszukoppeln, und wobei die Empfangsbeugungsstruktur (32) dazu ausgelegt ist, das reflektierte Licht der vorgegebenen Wellenlänge, das von außerhalb des Trägermediums auf die Empfangsbeugungsstruktur (32) fällt, in Richtung des Detektorbereichs (34) in das Trägermedium (12) einzukoppeln; wobei- der Detektorbereich (34) als ein holographisches Element mit einer Detektorbeugungsstruktur (36) ausgebildet und dazu ausgelegt ist, eingekoppeltes Licht der vorgegebenen Wellenlänge von dem Messbereich (28), das auf die Detektorbeugungsstruktur (36) fällt, aus dem Trägermedium (12) auf eine Detektorvorrichtung (22) auszukoppeln; wobei- die Detektorvorrichtung (22) dazu ausgebildet ist, das auf die Detektorvorrichtung ausgekoppelte Licht der vorgegebenen Wellenlänge zu erfassen und aus einer Lichtlaufzeit des Lichts von der Lichtquelle (18) zu der Detektorvorrichtung (22) eine Distanz zu dem Objekt zu bestimmen;- wobei der Einkoppelbereich (24) und der Detektorbereich (34) eine kleinere Abmessung als der Messbereich (28) aufweisen, wobei die Einkoppelbeugungsstruktur (26) eine Zerstreuungsgitterstruktur aufweist, die dazu ausgebildet ist, Lichtstrahlen des Lichts, das auf die Einkoppelbeugungsstruktur (26) fällt, in Abhängigkeit eines Einfallsortes unterschiedlich stark abzulenken, sodass die Einkoppelbeugungsstruktur (26) die Lichtstrahlen auf die Abstrahlbeugungsstruktur (30) auffächert, und- wobei die Empfangsbeugungsstruktur (32) eine Bündelungsgitterstruktur aufweist, die dazu ausgebildet ist, das reflektierte Licht, das von außerhalb des Trägermediums auf die Empfangsbeugungsstruktur (32) fällt, in Abhängigkeit des Einfallsortes unterschiedlich stark abzulenken, sodass die Empfangsbeugungsstruktur (32) die Lichtstrahlen auf die Detektorbeugungsstruktur (36) hin fokussiert, und wobei die Detektorbeugungsstruktur (36) eine entsprechende Zerstreuungsbeugungsstruktur aufweist, die dazu ausgebildet ist, Lichtstrahlen des Lichts zum Auskoppeln aus dem Trägermedium (12) auf die Detektorvorrichtung (22) zu parallelisieren.