CN107683424B - 用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备，所述设备具有束源、探测器、具有发射光学器件和接收光学器件的束成形系统以及激光束成形元件，所述激光束成形元件能设置在激光束的束路径中。所述激光束成形元件构造为具有第一阵列(71)的发射像素(72_ij)的发射光阑布置系统，其中，所述发射像素(72_ij)能借助于第一控制单元(73)在激光束透不过的发射状态(TS_ij＜10％)和激光束至少部分透过的发射状态(10％≤TS_ij≤100％)之间切换。

Description

用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备

技术领域

本发明涉及一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备。

背景技术

DE 197 27 988 A1公开了一种已知的用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备，所述设备包括望远镜、测距装置和用于匹配激光束发散度的匹配装置。测距装置包括发射出激光束的束源、接收在目标物体上反射的接收束的探测器和束成形系统，所述束成形系统具有用于激光束的束成形的发射光学器件和用于接收束的束成形的接收光学器件。激光束发散度可以通过激光束在束源上的射出角、通过束源与发射光学器件之间的光程或者通过束源后面的附加的发射光学器件来改变。不利的是，所有提出的用于匹配激光束发散度的措施都在测距装置的内部进行并且降低了测距装置的稳定性。

由DE 198 40 049 A1已知一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备。所述设备包括测距装置和用于使激光束匹配于目标物体的匹配装置。测距装置包括一个或两个束源、探测器和具有发射光学器件以及接收光学器件的束成形系统。所述一个或两个束源产生具有大的束发散度的第一激光束和具有小的束发散度的第二激光束，其中，第一激光束设置用于测量与散射的目标物体的距离并且第二激光束用于测量与反射的目标物体的距离。

适当的激光束的选择可以借助束源或探测器进行。在一种实施方式中，第一激光束和第二激光束同时发射并且击中到目标物体上。在接收束的束路径中，在探测器的前面设置有滤光器，该滤波器仅允许第一激光束或第二激光束穿过。所述滤光器设置在可手动操作的或马达驱动的滤光器轮或滤光器滑板中，其将各个滤光器装入到接收束的束路径中。不利的是，两个激光束需要具有不同的束发散度，以使距离测量匹配于目标物体。为了产生不同的束发散度，需要多个束路径和束成形光学器件，这增大空间需求。

DE 10 2013 205 589 A1公开了另一种已知的用于光学地测量与目标物体的距离的设备，所述设备包括测距装置和设置在该测距装置外部的匹配装置。测距装置包括束源、探测器和具有发射光学器件及接收光学器件的束成形系统。匹配装置包括至少一个激光束成形元件，所述激光束成形元件能设置在激光束的束路径中并且所述激光束成形元件构造为漫射光学器件。为了能够使激光束匹配于反射的目标物体的不同的距离范围，设置有多个构造为漫射光学器件的激光束成形元件，所述激光束成形元件在漫射的特性方面彼此不同。在一种扩展方案中，匹配装置包括至少一个接收束成形元件，所述接收束成形元件能设置在接收束的束路径中并且所述接收束成形元件构造为散射盘。借助于该散射盘可以阻尼接收束，以便阻止探测器的过度控制。为了能够使接收束匹配于反射的目标物体的不同的距离范围，设置有多个构造为散射盘的接收束成形元件，所述接收束成形元件在光散射的特性方面彼此不同。

该已知的用于光学地测量与目标物体的距离的设备具有以下缺点，即，在以固定的测量时间测量距离时例如形式为直接或间接入射的太阳光的外来光增加了测量误差并且由此可能降低测量结果的精确度或者增加对于测量距离必需的测量时间。与激光束不同，外来光不是定向的，而是可能从不同的方向入射。构造为散射盘的接收束成形元件阻尼外来光，使得外来光比定向的接收束弱非常多。在使用面反反射器

时，已知的用于光学地测量距离的设备由于通过漫射光学器件的束扩张而具有其他缺点。如果面反反射器不垂直于击中的激光束的光轴地设置，则最小距离不是在激光束的光轴上被测量并且由测距装置测量的距离与实际距离具有偏差。该偏差增大，激光束由漫射光学器件扩张得越大。

发明内容

本发明的任务在于开发一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备，所述设备适用于测量与单反反射器(Einzelretroreflektor)和与面反反射器的距离。此外，在所述设备中应以少的仪器耗费阻尼外来光。

本发明涉及一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备，所述目标物体构造为单反反射器或者构造为面反反射器，所述设备具有：

束源，所述束源构造为电子光学部件并且所述束源发射激光束；

探测器，所述探测器构造为另外的电子光学部件并且接收在目标物体上反射的或散射的接收束；

束成形系统，所述束成形系统具有成形所述激光束的发射光学器件和成形所述接收束的接收光学器件；以及

激光束成形元件，所述激光束成形元件能设置在激光束的束路径中并且所述激光束成形元件构造为具有第一阵列的发射像素的发射光阑布置系统，其中，发射像素能借助于第一控制单元在激光束的透射度小于10％的透不过的发射状态、与激光束的透射度处于10％至90％之间的至少部分透过的发射状态和激光束的透射度大于90％的完全透过的发射状态之间切换，

其特征在于，在第一控制单元中设置有至少一个预设的第一发射像素布置系统和至少一个预设的第二发射像素布置系统，其中，在所述至少一个预设的第一发射像素布置系统中，所述第一阵列的设置在激光束的束路径中的发射像素的至少50％构造成激光束透不过的，并且在第二发射像素布置系统中，所述第一阵列的设置在激光束的束路径中的发射像素的至少50％构造成激光束部分透过的或完全透过的。

按照本发明，用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备的特征在于，所述激光束成形元件构造为具有第一阵列的发射像素的发射光阑布置系统，其中，所述发射像素能借助于第一控制单元在激光束透不过的发射状态和激光束至少部分透过的发射状态之间切换。构造为具有第一阵列的可切换发射像素的发射光阑布置系统的激光束成形元件不仅适用于光学地测量与单反反射器的距离而且也适用于光学地测量与面反反射器的距离。第一阵列的发射像素能彼此独立地在透不过的和至少部分透过的发射状态之间切换，其中，发射像素的穿透性至少涉及在激光束的波长附近的波长范围。发射像素的穿透性通过透射度给出，该透射度定义为允许通过的辐射功率与击中的辐射功率的比例。

通过第一阵列的各个发射像素的透射度可以使激光束匹配于目标物体(散射的目标物体、单反反射器或面反反射器)的类型。在目标物体中，对散射的目标物体和反射的目标物体进行区分，其中，再一次在单反反射器和面反反射器之间对反射的目标物体进行区分。作为单反反射器定义包括一个三棱镜的反射的目标物体，其中，棱镜的尺寸大于典型的激光束直径并且击中的激光束碰到三棱镜的面。单反反射器的实例是直径为25mm或50mm的三棱镜。作为面反反射器定义包括多个棱镜的反射的目标物体，所述棱镜并排地设置在一个平面中，其中，棱镜的尺寸小于典型的激光束直径并且击中的激光束碰到多个棱镜。面反反射器的实例是反射薄膜和红光反光镜。

发射出的激光束的辐射功率设计用于测量与散射的目标物体的距离。在散射的目标物体中，激光束在目标物体上在大的角度范围上散射，仅小部分辐射功率由接收光学器件获取并且传送给探测器。在测量与反射的目标物体的距离时，激光束在目标物体上反射并且作为定向的接收束击中到探测器上。为了在测量与反射的目标物体的距离时防止探测器的过度控制，击中的接收束的辐射功率必须明显小于发射出的激光束的辐射功率。在此，降低辐射功率可以通过在激光束的束路径中的措施和/或通过在接收束的束路径中的措施进行。

在单反反射器中，通过按照本发明的发射光阑布置系统屏蔽大部分激光束并且通过衍射扩张允许通过的部分。通过所述扩张可以降低激光束必须对准单反反射器的必需的精确度。在单反反射器中，单反反射器的中央应由激光束击中，以便经反射的接收束由探测器获取。如果激光束未击中到反射器的中央上，则经反射的接收束可能由于平行错位而未达到接收光学器件并且因此未达到探测器。在面反反射器中，激光束通过按照本发明的发射光阑布置系统主要是在边缘范围内成形并且均匀化。

优选地，所述发射像素能在激光束透不过的发射状态、激光束部分透过的发射状态和激光束完全透过的发射状态之间切换。发射光阑布置系统后面的激光束的形状能够通过各个发射像素的透射度设定。透不过的发射像素具有小于10％的透射度，完全透过的发射像素具有大于90％的透射度并且部分透过的发射像素具有10％至90％的透射度。在激光束的应被屏蔽的部分中，发射像素切换成透不过的发射状态。在激光束的其余部分中，发射像素切换成部分透过的发射状态或完全透过的发射状态。在部分透过的发射像素中，允许通过的辐射功率的份额能够通过发射像素的透射度改变。透射度越小，激光束被阻尼得越强烈。发射像素的透射度能在多个不连续的级中或无级地在0％至100％之间设定。能在多个不连续的级中设定的透射度具有透射度可快速设定的优点和相对于能无级设定的透射度电子耗费少的优点。能无级设定的透射度具有以下优点，即，能非常精确地设定接收像素的穿透性。

在按照本发明的设备的一种优选的扩展方案中，在第一控制单元中设置有第一阵列的至少一个预设的第一发射像素布置系统，其中，在第一发射像素布置系统中，第一阵列的设置在激光束的束路径中的发射像素的至少50％构造成激光束透不过的。为了计算发射像素的份额仅考虑第一阵列的至少部分地由激光束获取的发射像素。发射像素的至少50％构造成激光束透不过的第一阵列适用于光学地测量与单反反射器的距离。通过发射像素的至少50％是透不过的方式来屏蔽大部分激光束。设置在激光束的束路径中的且构造成部分透过的或完全透过的发射像素可以构成用于激光束的发射光阑并且实现激光束的希望的强烈扩张。在此，发射光阑布置系统后面的激光束的张角通过发射光阑的尺寸设定。

特别优选地，第一阵列的一个发射像素或多个相邻的发射像素对于激光束构成发射光阑，其中，所述发射光阑产生一个子束并且使该子束扩张到一个或多个张角，所述张角不小于1.0mrad的最小极限角。激光束的张角的1.0mrad的最小极限角确定用于测量与单反反射器的距离并且能够换算成发射光阑的最大尺寸。如果子束的张角应大于1.0mrad的最小极限角，则发射光阑的这个最大尺寸不允许被超过。发射光阑的尺寸越小，在发射光阑后面的束路径中子束的张角越大。1.0mrad的最小极限角保证，在应用单反反射器时进行激光束的强烈的扩张。

发射光阑的特性在于其面积和其尺寸。发射光阑的光阑几何形状确定，子束是具有一个张角还是具有多个张角。具有方形的光阑几何形状的发射光阑通过一个尺寸(正方形的边长)确定并且在发射光阑的后面产生子束，所述子束具有圆形的束横截面，其具有沿周向恒定的张角。具有矩形的光阑几何形状的发射光阑通过两个尺寸(矩形的短边和长边)确定并且在发射光阑的后面产生子束，所述子束具有椭圆形的束横截面，其具有沿周向变化的张角，其中，所述张角沿周向在椭圆形的束横截面的长半轴上的最大张角与短半轴上的最小张角之间变化。具有任意的光阑几何形状的发射光阑在发射光阑的后面产生具有多个张角的子束，所述张角处于最小张角与最大张角之间。

特别优选地，第一阵列具有多个发射光阑，其中，所述发射光阑产生多个子束并且使所述各子束分别扩张到一个或多个张角，所述张角不小于1.0mrad的最小极限角。通过应用多个发射光阑可以降低在激光束对准单反反射器时必需的精确度。在发射光阑的后面，子束首先具有小的光束直径，其可能使在发射光阑布置系统后面的几米的邻近范围内激光束精确对准单反反射器变得必需。在多个发射光阑的情况下，各子束的直径相加并且增大光束直径。作为用于测量与单反反射器的距离的发射光阑布置系统适合的是例如与在发射光阑布置系统前面的激光束光轴同轴地设置的一个中央的发射光阑和其他发射光阑绕该中央的发射光阑的环形分布。产生多个发射光阑的且在发射光阑布置系统的后面与激光束重叠的各子束应具有相同的张角、优选沿周向恒定的张角。发射光阑优选具有相同的光阑几何形状和相同的尺寸。

击中的接收束的辐射功率在单反反射器中必需的降低可以通过发射光阑进行。在此，激光束的辐射功率可以通过发射光阑布置系统的发射面积和发射光阑的穿透性来匹配。发射光阑布置系统的发射面积通常定义为由发射光阑的各个面积构成的总和。如果各发射光阑具有相同的尺寸，则发射面积也可以计算为由发射光阑的数量和发射光阑的面积构成的乘积。备选或附加于发射面积，激光束的辐射功率可以通过发射光阑的穿透性来匹配。发射光阑的穿透性仅影响激光束的辐射功率，而与发射光阑的尺寸有关的发射面积改变子束的辐射功率和张角。通过发射光阑的穿透性存在以下可能性，即，在不改变子束的张角的情况下匹配激光束的辐射功率。

在按照本发明的设备的一种优选的扩展方案中，在第一控制单元中设置有第一阵列的至少一个预设的第二发射像素布置系统，其中，在第二发射像素布置系统中，第一阵列的设置在激光束的束路径中的发射像素的至少50％构造成激光束部分透过的或完全透过的。为了计算发射像素的份额仅考虑第一阵列的至少部分地由激光束获取的发射像素。发射像素的至少50％构造成激光束部分透过的或完全透过的第一阵列适用于光学地测量与单反反射器的距离。设置在激光束的束路径中的且构造成部分透过的或完全透过的发射像素可以构成用于激光束的成形光阑。

成形光阑的特性在于其面积和其尺寸。成形光阑的光阑几何形状确定，成形的激光束是具有一个张角还是具有多个张角。具有方形的光阑几何形状的成形光阑通过正方形的边长确定并且产生激光束，所述激光束具有圆形的束横截面，其具有沿周向恒定的张角。具有矩形的光阑几何形状的成形光阑通过矩形的短边和长边确定并且产生激光束，所述激光束具有椭圆形的束横截面，其具有沿周向变化的张角，其中，椭圆形的激光束的张角沿周向在椭圆形的束横截面的长半轴上的最大张角与短半轴上的最小张角之间变化。具有任意的光阑几何形状的成形光阑在成形光阑的后面产生具有多个张角的激光束，所述张角处于最小张角与最大张角之间。

特别优选地，第一阵列的部分透过的或完全透过的发射像素构成成形光阑，其中，所述成形光阑将所述激光束变形成具有一个或多个张角的、成形的激光束并且所述张角小于0.3mrad的最大极限角。激光束的张角的0.3mrad的最大极限角确定用于测量与面反反射器的距离并且能够换算成所述成形光阑的最小尺寸。0.3mrad的最大极限角保证，在测量与面反反射器的距离时进行激光束的均匀化和激光束的强烈扩张，如其设置用于测量与单反反射器的距离。

在一种优选的实施方案中，在第一控制单元中设置有至少一个预设的第一发射像素布置系统和至少一个预设的第二发射像素布置系统。按照本发明的具有至少一个预设的第一发射像素布置系统和至少一个预设的第二发射像素布置系统的设备适用于光学地测量与单反反射器和面反反射器的距离。预设的第一发射像素布置系统设计用于测量与单反反射器的距离并且预设的第二发射像素布置系统设计用于测量与面反反射器的距离。第一阵列的多个预设的发射像素布置系统的应用能实现激光束成形元件与不同的距离范围(其中设置有反射的目标物体)的匹配、与不同类型的反射的目标物体(单反反射器或面反反射器)的匹配和与不同尺寸的反射的目标物体的匹配。为了测量与单反反射器的距离确定1.0mrad的最小极限角并且为了测量与面反反射器的距离确定0.3mrad的最大极限角。对于两种类型的反射的目标物体适用的是，随着距离增大应减小激光束的张角，亦即在邻近范围内大的张角是有利的而在远距离处小的张角是有利的。在单反反射器中，张角向下通过1.0mrad的最小极限角界定，并且在面反反射器中，张角向上通过0.3mrad的最大极限角界定。

在按照本发明的设备的一种优选的扩展方案中，设置有接收束成形元件，所述接收束成形元件能设置在接收束的束路径中并且所述接收束成形元件构造为具有第二阵列的接收像素的接收光阑布置系统，其中，所述接收像素能借助于第二控制单元在接收束透不过的接收状态和接收束至少部分透过的接收状态之间切换。构造为具有第二阵列的可切换接收像素的接收光阑布置系统的接收束成形元件适用于光学地测量与单反反射器和面反反射器的距离。具有第二阵列接收像素的接收束成形元件的应用能实现接收束匹配于与反射的目标物体的距离、反射的目标物体的类型(单反反射器或面反反射器)和反射的目标物体的大小。接收像素能彼此独立地在透不过的接收状态和至少部分透过的接收状态之间切换，其中，接收像素的穿透性涉及在接收束的波长附近的波长范围。接收像素的穿透性通过透射度给出，该透射度定义为允许通过的辐射功率与击中的辐射功率的比例。

击中的接收束的辐射功率在反射的目标物体(单反反射器或面反反射器)中必需的降低可以通过具有第二阵列的接收像素的接收光阑布置系统进行。接收束的辐射功率可以通过接收光阑布置系统的接收面积和接收光阑的穿透性设定。接收光阑布置系统的接收面积通常定义为由各接收光阑的各个面积构成的总和。如果各接收光阑具有相同的尺寸，则接收面积也可以计算为由接收光阑的数量和接收光阑的面积构成的乘积。接收面积与直接在发射光阑布置系统前面的接收束的横截面积的比例越小，接收束的辐射功率越小。通过界定接收面积对接收束的阻尼与束源的波长有关，使得例如形式为具有宽的波长谱的太阳光的外来光也被阻尼。外来光的阻尼在无附加的仪器耗费的情况下进行。

特别优选地，所述接收像素能在接收束透不过的接收状态、接收束部分透过的接收状态和接收束完全透过的接收状态之间切换。第二阵列的接收像素能彼此独立地在三个接收状态(透不过的、至少部分透过的和完全透过的接收状态)之间切换，其中，接收像素的穿透性涉及在接收束的波长附近的波长范围。第二阵列的接收像素的穿透性与第一阵列的发射像素的穿透性一样通过透射度给出。透不过的接收像素具有小于10％的透射度，完全透过的接收像素具有大于90％的透射度并且部分透过的接收像素具有10％至90％的透射度。在此，接收像素的透射度能在多个不连续的级中或无级地在0％至100％之间设定。能在多个不连续的级中设定的透射度具有透射度可快速设定的优点和相对于能无级设定的透射度电子耗费少的优点。能无级设定的透射度具有以下优点，即，能非常精确地设定接收像素的穿透性。

接收像素的穿透性(透不过的、部分透过的和完全透过的)涉及在束源的波长附近的波长范围并且给出的0％至100％的透射度适用于具有束源的波长的接收束。除了在束源的波长附近的波长范围之外，其他波长范围可以被阻尼。有利的是宽带的滤光器的应用，其阻尼宽的波长范围。用于阻尼接收束的宽带的滤光器的应用具有以下优点，即，除了接收束之外例如具有宽的波长谱的太阳光那样的外来光也在无附加的耗费的情况下被阻尼。

特别优选地，在第二控制单元中设置有第二阵列的至少一个预设的接收像素布置系统，其中，在所述接收像素布置系统中，第二阵列的一个接收像素或多个相邻的接收像素为接收束构成接收光阑。击中的接收束的辐射功率在反射的目标物体(单反反射器或面反反射器)中必需的降低可以通过接收光阑进行。在此，接收束的辐射功率可以通过接收光阑的接收面积和接收光阑的穿透性设定。通过界定接收光阑的接收面积对接收束的阻尼与束源的波长无关，使得外来光在无附加的仪器耗费的情况下被阻尼。

特别优选地，第二阵列具有多个彼此隔开距离的接收光阑。在接收光阑的束横截面上分布地设置的多个接收光阑的应用导致接收束的均匀化。均匀化主要是适用于在束横截面上具有不均匀的辐射功率分布的接收束。接收面积可以通过接收光阑的数量和接收光阑的面积来匹配。

特别优选地，在第二控制单元中设置有第二阵列的多个预设的接收像素布置系统，所述接收像素布置系统至少部分地在接收像素的透射度方面彼此不同。第二阵列的多个预设的接收像素布置系统的应用能实现接收束成形元件与不同的距离范围(其中设置有反射的目标物体)的匹配、与不同类型的反射的目标物体(单反反射器或面反反射器)的匹配和与不同尺寸的反射的目标物体的匹配。接收束成形元件与不距离范围、类型和反射的目标物体的大小的匹配可以通过接收光阑的尺寸和接收面积进行。

在按照本发明的设备的一种优选的扩展方案中，第一阵列的发射像素和第二阵列的接收像素设置在一个共同的、能由第一控制单元和第二控制单元控制的光调制器中。在此，光调制器例如具有内部的发射区域和外部的接收区域，其中，内部的发射区域包括第一阵列的发射像素并且外部的接收区域包括第二阵列的接收像素。具有内部的发射区域和外部的接收区域的光调制器适用于具有激光束和接收束的同轴布置系统的测距装置。

附图说明

下面借助附图描述本发明的一些实施例。所述附图并非必须按比例地示出各实施例，具体而言，附图为了有助于阐述而以示意性的和/或略微变样的形式说明。对于由附图能直接看出的教导的补充可参阅有关的现有技术。同时应考虑到，针对某一实施方式的形式和细节可以进行各种各样的变型和改变，而不脱离本发明的总思想。在说明书、附图以及权利要求书中公开的发明特征无论是本身单独地还是以任意组合对本发明的进一步改进都可能是重要的。此外，说明书、附图和/或权利要求书中公开的特征的至少两个的全部组合均落入本发明的范围内。本发明的总思想不局限于以下示出的和描述的优选实施方式的确切的形式或细节，或者并不局限于一种与在权利要求中主张的主题相比是受限制的主题。对于给出的测量范围，应该认为也公开了处在所提到的极限内的值作为极限值，并且可以任意使用以及可以提出权利要求。为了简单起见，以下对于相同的或类似的部件或者具有相同的或类似的功能的部件使用相同的附图标记。

附图中：

图1示出按照本发明的用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备，所述设备包括测距装置和具有激光束成形元件和接收束成形元件的匹配装置；

图2A、图2B示出借助于在图1中示出的设备光学地测量与单反反射器的距离，所述设备包括具有一个发射光阑(图2A)的第一光阑布置系统或具有多个发射光阑(图2B)的第一光阑布置系统；

图3示出借助于在图1中示出的设备光学地测量与面反反射器的距离；

图4示出匹配装置的一个实施方式，所述匹配装置构造为光调制器，所述光调制器具有第一阵列的多个发射像素和第二阵列的多个接收像素；

图5A、图5B示出备选的第一阵列的二十五个发射像素的两个预设的第一发射像素布置系统，用于在与目标物体不同的距离范围内测量与单反反射器的距离；

图6A、图6B示出第一阵列的二十五个发射像素的两个预设的第二发射像素布置系统，用于在与目标物体不同的距离范围内测量与面反反射器的距离；

图7A至图7C示出第一阵列的十七个发射像素的三个预设的第一发射像素布置系统，用于在与目标物体不同三个距离范围内测量与单反反射器的距离；并且

图8A、图8B示出图4的第二阵列的接收像素的两个预设的接收像素布置系统，用于在与目标物体不同的距离范围内光学地测量距离。

具体实施方式

图1示出按照本发明的用于光学地测量与目标物体的距离的设备10，所述设备包括测距装置11和设置在测距装置11外部的匹配装置12。对于目标物体，对反射的目标物体与散射的目标物体进行区分，在反射的目标物体中主要是反射击中的激光束，在散射的目标物体中主要是散射击中的激光束。

对于反射的目标物体，附加地在单反反射器与面反反射器之间进行区分。作为单反反射器定义包括一个三棱镜的反射的目标物体，其中，棱镜的尺寸大于典型的激光束直径并且击中的激光束碰到三棱镜的面。单反反射器的实例是直径为25mm或50mm的三棱镜。作为面反反射器定义包括多个棱镜的反射的目标物体，所述棱镜并排地设置在一个平面中，其中，棱镜的尺寸小于典型的激光束直径并且击中的激光束碰到多个棱镜。面反反射器的实例是反射薄膜和红光反光镜。红光反光镜在本申请的范围内是棱镜的尺寸与激光束直径的比例处于0.1至1.0之间的面反反射器，并且反射薄膜是棱镜的尺寸与激光束直径的比例小于0.1的面反反射器。

测距装置11包括构造为束源14的第一电子光学部件、构造为探测器15的第二电子光学部件、束成形系统16、束分配光学器件17、光学器件支座18和电路板19。束成形系统16包括用于激光束的束成形的发射光学器件21和用于接收束的束成形的接收光学器件22，所述发射光学器件和所述接收光学器件整合在一个共同的束成形光学器件中。束源14、束成形系统16和束分配光学器件17固定在光学器件支座18上并且探测器15固定在电路板19上。光学器件支座18在本实施例中具有用于束源14的第一容纳部23、用于束成形光学器件16的第二容纳部24和用于束分配光学器件17的第三容纳部。探测器15在电路板19上固定在另一个容纳部26中。

束源14构造为激光二极管，该激光二极管产生可见的或红外的激光束27。探测器15构造为光电二极管，该光电二极管接收由目标物体反射的和/或散射的接收束28。束分配光学器件17使激光束与同轴延伸的接收束分开，该束分配光学器件设置在束源14与束成形光学器件16之间的激光束的束路径中并且设置在束成形光学器件16与探测器15之间的接收束的束路径中。束分配光学器件17例如可以构造为偏振分束器、孔镜或其他光束分配的光学元件。控制和分析处理装置29与束源14及探测器15连接并且由参数光束与接收束之间的时间差确定与目标物体的距离。

在激光束27的束路径中在束源14与束分配光学器件17之间设置有光阑31，该光阑整合在整体的光学器件支座18中。光阑31用于界定束源14的张角并且使激光束27的几何形状匹配于束分配光学器件17及束成形光学器件16。在束源14与光阑31之间设置有光挡(Lichtfalle)32，该光挡与光阑31一样整合在整体的光学器件支座18中。光挡32用于吸收击中的光并且阻止不希望的反射。为此，光挡32在内侧上设有低反射的吸收涂层。通过光阑31和光挡32降低从束源14向探测器15的光学的和电的串扰以及在激光束中干扰的人为现象。

作为目标物体在按照图1的实施例中使用构造为单反反射器33的反射的目标物体，该目标物体与测距装置11处于短的距离中。匹配装置12包括具有激光束成形元件35和接收束成形元件36的光调制器34。激光束成形元件35包括具有多个发射像素的第一阵列并且接收束成形元件36包括具有多个接收像素的第二阵列。发射像素构成光调制器34的内部的发射区域并且接收像素构成光调制器34的外部的接收区域。

束源14发射激光束27，该激光束对准束分配光学器件17。在束分配光学器件17上，激光束27的尽可能大的部分被传送并且击中到发射光学器件21上，在该发射光学器件上进行第一次束成形。第一发射光学器件21构造为准直透镜，该准直透镜准直激光束27并且作为经准直的激光束37对准激光束成形元件35。准直透镜21的光学特性匹配于对散射的目标物体的距离测量。经准直的激光束37击中到激光束成形元件35上，在该激光束成形元件上进行经准直的激光束37的束成形和阻尼。成形的激光束38击中到反射的目标物体33。

在目标物体33上反射的接收束28击中到接收束成形元件36上，该接收束成形元件成形、阻尼接收束28并且作为成形的接收束39对准接收光学器件22。在接收光学器件22上进行成形的接收束39的进一步束成形。双重成形的接收束41对准束分配光学器件17并且在束分配光学器件17上折返。经折返的接收束42击中到探测器15上。束分配光学器件17导致经折返的接收束42的光轴与发射的激光束27的光轴彼此不同。

图2A、图2B示意性示出借助于在图1中示出的设备10光学地测量与单反反射器51的距离，激光束与单反反射器51的匹配借助于激光束成形元件进行，该激光束成形元件构造为具有一个发射光阑的发射光阑布置系统(图2A)或者构造为具有多个发射光阑的发射光阑布置系统(图2B)。

测距装置11借助于发射光学器件35产生经准直的激光束51。在经准直的激光束51的束路径中设置有第一激光束成形元件52，该第一激光束成形元件设计用于测量与单反反射器的距离。在单反反射器中，反射器的中央应由激光束击中，以便经反射的接收束无论如何击中到接收光学器件上和并且由探测器获取。如果激光束未击中到反射器的中央上，则经反射的接收束可能由于平行错位而未达到接收光学器件。为了降低激光束必须对准单反反射器的精确度而使激光束扩张。

第一激光束成形元件52构造为具有第一发射光阑53的第一发射光阑布置系统。第一发射光阑53具有圆形的光阑几何形状，该光阑几何形状具有圆半径(半个圆直径)。第一发射光阑53产生子束54并且使子束54扩张到第一张角α₁，其大于1.0mrad的最小极限角α_min。子束54的第一张角α₁可以通过第一发射光阑53的圆半径设定；第一发射光阑53的圆半径越小，子束54的第一张角α₁越大。此外，第一发射光阑53导致激光束的辐射功率大大降低。

发射光阑的特性在于其面积和其尺寸。1.0mrad的最小极限角α_min能够换算成发射光阑的最大尺寸，该最大尺寸不允许被发射光阑超过。发射光阑的光阑几何形状确定，子束是具有一个张角还是具有多个张角。具有圆形的或方形的光阑几何形状的发射光阑通过一个尺寸(圆半径、正方形的边长)确定并且在发射光阑的后面产生子束，所述子束具有圆形的束横截面，其具有沿周向恒定的张角。具有椭圆形的或矩形的光阑几何形状的发射光阑通过两个尺寸确定并且在发射光阑的后面产生子束，所述子束具有椭圆形的束横截面，其具有沿周向变化的张角，其中，该张角沿周向在椭圆形的束横截面的长半轴上的最大张角与短半轴上的最小张角之间变化。具有任意的光阑几何形状的发射光阑在发射光阑的后面产生具有多个张角的子束，所述张角处于最小张角与最大张角之间。

在第一发射光阑53的后面，子束54首先具有小的光束直径，这可能使在邻近范围内子束54精确对准单反反射器51变得必需。为了降低子束54必须对准单反反射器51的必需的精确度，可以使用在图2B中示出的第二激光束成形元件55。第二激光束成形元件55构造为具有多个第二发射光阑56.1、56.2、56.3的第二发射光阑布置系统。第二发射光阑56.1至56.3分别产生一个子束57.1、57.2、57.3并且所述子束57.1至57.3扩张到第二张角α₂，其大于1.0mrad的最小极限角α_min。作为第二发射光阑56.1至56.3的布置系统适合的是例如与经准直的激光束37的光轴同轴地设置的一个中央的第二发射光阑和其他第二发射光阑绕该中央的第二发射光阑的环形分布。子束的第二张角α₂可以通过第二发射光阑56.1至56.3的圆半径设定；第二发射光阑56.1至56.3的圆半径越小，子束的第二张角α₂越大。

发射光阑布置系统后面的激光束的辐射功率可以通过发射光阑布置系统的发射面积和发射光阑的穿透性来匹配。发射光阑布置系统的发射面积通常定义为由各发射光阑的各个面积构成的总和。如果各发射光阑具有相同的尺寸，则发射面积也可以计算为由发射光阑的数量和发射光阑的面积构成的乘积。发射面积与直接在发射光阑布置系统前面的激光束的横截面积的比例越小，激光束在发射光阑布置系统后面的经传送的部分的辐射功率越小。

图3示意性示出借助于在图1中示出的设备10光学地测量与面反反射器的距离。测距装置11借助于发射光学器件产生经准直的激光束37。在经准直的激光束37的束路径中设置有激光束成形元件62，该激光束成形元件设计用于测量与面反反射器的距离。

激光束成形元件62具有一个成形光阑63，该成形光阑具有圆形的光阑几何形状，该成形光阑将击中的激光束变形成具有张角β的、成形的激光束64，其中，成形的激光束64的张角β小于0.3mrad的最大极限角β_max。成形的激光束64的张角β可以通过成形光阑63的圆半径设定；成形光阑63的圆半径越大，成形的激光束64的张角β越小。

成形光阑的特性在于其面积和其尺寸。0.3mrad的最大极限角β_max能够换算成成形光阑的最小尺寸，该最小尺寸不允许被成形光阑超过。成形光阑的光阑几何形状确定，成形的激光束是具有一个张角还是具有多个张角。具有圆形的或方形的光阑几何形状的成形光阑通过一个尺寸(圆半径、正方形的边长)确定并且产生激光束，所述激光束具有圆形的束横截面，其具有沿周向恒定的张角。具有椭圆形的或矩形的光阑几何形状的成形光阑通过两个尺寸确定并且产生激光束，所述激光束具有椭圆形的束横截面，其具有沿周向变化的张角，其中，椭圆形的激光束的张角沿周向在椭圆形的束横截面的长半轴上的最大张角与短半轴上的最小张角之间变化。具有任意的光阑几何形状的成形光阑在成形光阑的后面产生具有多个张角的激光束，所述张角处于最小张角与最大张角之间。

图4详细示出图1的光调制器34，其具有激光束成形元件35和接收束成形元件36。在此，激光束成形元件35构成调制器34的内部的发射区域并且接收束成形元件36构成光调制器34的外部的接收区域。

激光束成形元件35构造为具有第一阵列71的九个发射像素72_ij(其中i，j＝1、2、3)的发射光阑布置系统，所述发射像素设置成三行和三列。发射像素72_ij在第一阵列71中的位置通过第一脚注i和第二脚注j确定，所述第一脚注i给出第一阵列71中的行，所述第二脚注j给出第一阵列71中的列。发射像素72_ij能借助于第一控制单元73在激光束透不过的第一发射状态、激光束部分透过的第二发射状态和激光束完全透过的第三发射状态之间切换。在此，发射像素72_ij的穿透性通过透射度TS_ij给出，其定义为激光束的经传送的辐射功率与入射的辐射功率的比例。

发射像素72_ij的透射度TS_ij(i，j＝1、2、3)能借助于用于每个发射像素72_ij的第一控制单元73独立地设定。在发射像素72_ij的第一发射状态中，透射度TS_ij小于10％(TS_ij＜10％)并且发射像素72_ij构造成激光束透不过的。在发射像素72_ij的第二发射状态中，透射度TS_ij处于10％至90％之间(10％≤TS_ij≤90％)并且发射像素72_ij构造成激光束部分透过的。在发射像素72_ij的第三发射状态中，透射度TS_ij大于90％(90％＜TS_ij)并且发射像素72_ij构造成激光束完全透过的。

接收束成形元件36构造为具有第二阵列74的七十二个接收像素75_kl(其中k，l＝1至9)的接收光阑布置系统，所述接收像素设置成九行和九列。接收像素75_kl(其中k，l＝4、5、6)不构造为接收像素，而由第一阵列71的九个发射像素72_ij占据。接收像素75_kl能借助于第二控制单元76在接收束透不过的第一接收状态、接收束部分透过的第二接收状态和接收束完全透过的第三接收状态之间调节。第二阵列74的接收像素75_kl的穿透性类似于第一阵列71的发射像素72_ij地通过透射度TE_kl给出，其定义为接收束的经传送的辐射功率与入射的辐射功率的比例。

接收像素75_kl的透射度TE_kl(k，l＝1至9)能借助于用于每个接收像素75_kl的第二控制单元76独立地设定。在接收像素75_kl的第一接收状态中，透射度TE_kl小于10％(TE_kl＜10％)并且接收像素75_kl构造成接收束透不过的。在接收像素75_kl的第二接收状态中，透射度TE_kl处于10％至90％之间(10％≤TE_kl≤90％)并且接收像素75_kl构造成接收束部分透过的。在接收像素75kl的第三接收状态中，透射度TE_kl大于90％(90％＜TE_kl)并且接收像素75_kl构造成接收束完全透过的。

发射像素和接收像素的穿透性(透不过的、部分透过的和完全透过的)涉及在束源的波长附近的波长范围并且给出的处于0％至100％之间的透射度TS_ij和TE_kl适用于激光束和接收束，所述激光束和所述接收束具有束源的波长。除了束源波长附近的波长范围之外，其他波长范围可能被阻尼。有利的是应用宽带的滤光器，其阻尼宽的波长范围、主要是针对接收束成形元件36。用于阻尼接收束的滤光器的应用具有以下优点，即，除了接收束之外例如具有宽的波长谱的太阳光那样的外来光也在无附加耗费得情况下被阻尼。

激光束成形元件35的必需的尺寸基本上通过经准直的激光束37的束横截面确定。在图2的实施例中，第一阵列71包括九个发射像素72_ij，所述发射像素设置成3×3阵列。所述发射像素72_ij构造成方形的并且具有相同的尺寸。备选地，发射像素72_ij可以具有其他形状或者在尺寸方面彼此不同，例如所述发射像素可以构造成六角形的或者在光轴的区域中具有比与光轴隔开较宽距离的发射像素小的尺寸。发射像素的数量越大，各个发射像素的像素面积越小并且经准直的激光束37的束成形可以更详细地进行。

图5A、图5B示出第一阵列81的二十五个发射像素82_ij(其中i，j＝1至5)的两个预设的第一发射像素布置系统，所述第一发射像素布置系统设置成五行和五列，用于测量与单反反射器的距离。在此，在图5A中示出的用于测量距离的第一发射像素布置系统设置在第一距离范围内并且在图5B中示出的用于测量距离的第一发射像素布置系统设置在第二距离范围内。

第一阵列81可以取代光调制器34的第一阵列71。第一阵列71、81在发射像素的数量方面和/或在发射像素的尺寸方面有所不同。第一阵列71、81工作原理则相同。第一阵列81的发射像素82_ij能借助于第一控制单元73在透不过的第一发射状态、部分透过的第二发射状态和完全透过的第三发射状态之间切换。在此，发射像素82_ij的透射度TS_ij能彼此独立地设定。发射像素82_ij在第一阵列81中的位置通过第一脚注i和第二脚注j给出，所述第一脚注i给出第一阵列81中的行，所述第二脚注j给出第一阵列81中的列。

在图5A中示出的第一发射像素布置系统中，发射像素82₃₃切换成激光束完全透过的并且其余二十四个发射像素切换成激光束透不过的。发射像素82₃₃对于激光束构成发射光阑83，该发射光阑产生一个子束并且使该子束扩张到不小于1.0mrad的最小极限角α_min的张角α₁。发射光阑83具有方形的光阑几何形状并且在发射光阑83的后面产生子束，所述子束具有圆形的束横截面和沿周向恒定的张角α₁。

在图5B中示出的第一发射像素布置系统中，发射像素82₂₂、82₄₄、82₃₃、82₄₂、82₄₄切换成激光束完全透过的并且其余二十个发射像素切换成激光束透不过的。五个发射像素82₃₃、82₂₂、82₄₄、82₄₂、82₄₄构成五个发射光阑84、85.1、85.2、85.3、85.4，所述发射光阑产生五个子束并且使所述子束分别扩张到不小于1.0mrad的最小极限角α_min的张角α₂。发射光阑84构成中央的发射光阑并且其他发射光阑85.1至85.4绕该中央的发射光阑84地设置。发射光阑84、85.1至85.4具有方形的光阑几何形状并且在发射光阑84、85.1至85.4的后面产生子束，所述子束具有圆形的束横截面和沿周向恒定的张角α₂。因为发射光阑84、85.1至85.4的尺寸是相同的，所以各子束的张角α₂完全一致。

图6A、图6B示出第一阵列81的二十五个发射像素82_ij(其中i，j＝1至5)的两个预设的第二发射像素布置系统，用于测量与面反反射器的距离。在此，在图6A中示出的用于测量距离的第二发射像素布置系统设置在第一距离范围内并且在图6B中示出的用于测量距离的第二发射像素布置系统设置在第二距离范围内。

在图6A中示出的第二发射像素布置系统中，发射像素82₁₁、82₁₂、82₁₄、82₁₅、82₂₁、82₂₅、82₄₁、82₄₅、82₅₁、82₅₂、82₅₄、82₅₅切换成激光束透不过的并且发射像素82₁₃、82₂₂、82₂₃、82₂₄、82₃₁、82₃₂、82₃₃、82₃₄、82₃₅、82₄₂、82₄₃、82₄₄、82₅₃切换成激光束完全透过的。切换成完全透过的发射像素对于激光束构成成形光阑86，该成形光阑均匀化击中的激光束并且变形成具有多个张角β₁的、成形的激光束，所述张角β₁小于0.3mrad的最大极限角β_max。

发射像素82₃₃构成成形光阑86的中心点并且第一阵列81如此定位，使得经准直的激光束37的光轴与成形光阑86的中心点重合。成形光阑86的尺寸从中心点82₃₃出发沿正的和负的水平方向(沿着阵列81的行)与沿正的和负的竖直方向(沿着阵列81的列)完全一致。成形光阑86的光阑几何形状确定，成形的激光束是具有一个张角还是具有多个张角。具有方形的光阑几何形状的成形光阑产生激光束，所述激光束具有圆形的束横截面和沿激光束的周向恒定的张角。由十三个方形的发射像素82₁₃、82₂₂、82₂₃、82₂₄、82₃₁、82₃₂、82₃₃、82₃₄、82₃₅、82₄₂、82₄₃、82₄₄、82₅₃组合成的成形光阑86与理想的方形的成形光阑不同并且在成形光阑86的后面产生具有多个张角的激光束。在此，成形的激光束的全部张角β₁小于0.3mrad的最大极限角β_max。

在图6B中示出的第二发射像素布置系统中，发射像素82₁₁、82₁₅、82₅₁、82₅₅切换成激光束透不过的并且其余二十一个发射像素82₁₂、82₁₃、82₁₄、82₂₁、82₂₂、82₂₃、82₂₄、82₂₅、82₃₁、82₃₂、82₃₃、82₃₄、82₃₅、82₄₁、82₄₂、82₄₃、82₄₄、82₄₅、82₅₂、82₅₃、82₅₄切换成激光束完全透过的。切换成完全透过的发射像素对于激光束构成成形光阑87，该成形光阑均匀化击中的激光束并且变形成具有多个张角β₂的、成形的激光束，所述张角β₂小于0.3mrad的最大极限角β_max。

图7A至图7C示出第一阵列91的十七个发射像素92_ij(其中i，j＝0并且i，j＝1至4)的三个预设的第一发射像素布置系统，用于在三个不同的距离范围内测量与单反反射器的距离。

发射像素92₀₀作为中央的发射像素由四个非方形的发射像素92_ij(其中i，j＝2、3)包围，其中，四个非方形的发射像素构成四角形的环。四个非方形的发射像素92₂₂、92₂₃、92₃₂、92₃₃由十二个发射像素92_ij(其中i＝1、4并且j＝1至4以及i＝2、3并且j＝1、4)包围。第一阵列91可以取代光调制器34的第一阵列71。第一阵列71、91在发射像素的数量方面、在发射像素的尺寸方面和/或在发射像素的几何形状方面有所不同；第一阵列71、91的工作原理则相同。

在图7A中示出的发射像素布置系统中，中央的发射像素92₀₀切换成激光束完全透过的或部分透过的(TS_ij≥10％)并且其余十六个发射像素切换成激光束透不过的(TS_ij＜10％)。中央的发射像素92₀₀对于激光束构成一个发射光阑93，该发射光阑产生一个子束并且使该束扩张到不小于1.0mrad的最小极限角α_min的张角α₁。

在图7B中示出的发射像素布置系统中，中央的发射像素92₀₀和四个设置在方形的阵列81的各角中的发射像素92_ij(其中i，j＝1、4)切换成激光束完全透过的或部分透过的(TS_ij≥10％)并且其余十二个发射像素切换成激光束透不过的(TS_ij＜10％)。五个发射像素92₀₀、92₁₁、92₁₄、92₄₄、92₄₁构成五个发射光阑94、95.1、95.2、95.3、95.4，所述发射光阑产生五个子束并且使所述子束分别扩张到不小于1.0mrad的最小极限角α_min的张角α₁。因为发射光阑94、95.1至95.4的尺寸是相同的，所以各子束的张角α₁完全一致。

在图7C中示出的发射像素布置系统中，中央的发射像素92₀₀和四个非方形的发射像素92_ij(其中i，j＝2、3)切换成激光束完全透过的或部分透过的(TS_ij≥10％)并且其余十二个发射像素切换成激光束透不过的(TS_ij＜10％)。五个发射像素92₀₀、92₂₂、92₂₃、92₃₂、92₃₃构成一个发射光阑96，该发射光阑产生一个子束并且使该子束扩张到不小于1.0mrad的最小极限角α_min的张角α₂。该发射光阑96的尺寸是在图7A中示出的发射像素布置系统中的发射光阑93的尺寸的双倍大并且该发射光阑96产生的张角α₂小于发射光阑93产生的张角α₁。

发射光阑93、94、95.1至95.4、96的光阑几何形状确定，子束是具有一个张角还是具有多个张角。发射像素92₀₀构成发射光阑93、94、96的中心点并且第一阵列91如此定位，使得经准直的激光束37的光轴与发射光阑93、94、96的中心点重合。发射光阑93、94、95.1至95.4、96具有方形的光阑几何形状并且在发射光阑的后面产生子束，所述子束具有圆形的束横截面，其具有沿周向恒定的张角。

图8A、图8B示出在图4中示出的两个阵列74的接收像素75_kl的两个预设的接收像素布置系统。接收像素75_kl能借助于第二控制单元76在透不过的接收状态(TE_kl＜10％)、部分透过的接收状态(10％≤TE_kl≤90％)和完全透过的接收状态(90％＜TE_kl)之间切换。透射度TE_kl涉及在束源14的波长附近的波长范围，该波长范围包含束源14的波长。

在图8A中示出的接收像素布置系统中，六个相邻的接收像素分别构成一个用于接收束的接收光阑。接收像素75_kl(i＝1、2并且j＝4至6)构成第一接收光阑101.1，接收像素75_kl(i＝4至6并且j＝8、9)构成第二接收光阑101.2，接收像素75_kl(i＝8、9并且j＝4至6)构成第三接收光阑101.3并且接收像素75_kl(i＝4至6并且j＝1、2)构成第四接收光阑101.4。

在图8B中示出的接收像素布置系统中，九个相邻的设置成三行和三列的接收像素分别构成一个用于接收束的接收光阑。接收像素75_kl(i，j＝1至3)构成第一接收光阑102.1，接收像素75_kl(i＝1至3并且j＝7至9)构成第二接收光阑102.2，接收像素75_kl(i，j＝7至9)构成第三接收光阑102.3并且接收像素75_kl(i＝7至9并且j＝1至3)构成第四接收光阑102.4。

接收光阑101.1至101.4、102.1至102.4的接收像素75_kl能切换成完全透过的(90％＜TE_kl)或部分透过的(10％≤TE_kl≤90％)。通过接收像素75_kl的透射度TE_kl可以匹配接收束的辐射功率。透射度TE_kl设定得越小，击中到探测器15上的接收束的辐射功率越小。在此，接收像素75_kl的透射度能在多个不连续的级中或无级地在0％至100％之间设定。能在多个不连续的级中设定的透射度具有透射度可快速设定的优点和相对于能无级设定的透射度电子耗费少的优点。能无级设定的透射度TE_kl具有以下优点，即，能非常精确地设定接收像素75_kl的穿透性。

Claims (10)

1.用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备(10)，所述目标物体构造为单反反射器(33；51)或者构造为面反反射器(61)，所述设备具有：

束源(14)，所述束源构造为电子光学部件并且所述束源发射激光束(27)；

探测器(15)，所述探测器构造为另外的电子光学部件并且接收在目标物体上反射的或散射的接收束(28)；

束成形系统(16)，所述束成形系统具有成形所述激光束(27)的发射光学器件(21)和成形所述接收束(28)的接收光学器件(22)；以及

激光束成形元件(35)，所述激光束成形元件能设置在激光束(27)的束路径中并且所述激光束成形元件构造为具有第一阵列(71；81；91)的发射像素的发射光阑布置系统，其中，发射像素能借助于第一控制单元(73)在激光束的透射度TS_ij小于10％的透不过的发射状态、与激光束的透射度TS_ij处于10％至90％之间的至少部分透过的发射状态和激光束的透射度TS_ij大于90％的完全透过的发射状态之间切换，

其特征在于，在第一控制单元(73)中设置有至少一个预设的第一发射像素布置系统和至少一个预设的第二发射像素布置系统，其中，在所述至少一个预设的第一发射像素布置系统中，所述第一阵列(71；81；91)的设置在激光束的束路径中的发射像素的至少50％构造成激光束透不过的，并且在所述至少一个预设的第二发射像素布置系统中，所述第一阵列(71；81；91)的设置在激光束的束路径中的发射像素的至少50％构造成激光束部分透过的或完全透过的。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，第一阵列(71；81；91)的一个发射像素或多个相邻的发射像素对于激光束(27)构成发射光阑(83；93、96)，其中，所述发射光阑(83；93、96)产生一个子束并且该子束扩张到一个或多个张角，所述张角不小于1.0mrad的最小极限角α_min。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，第一阵列(71；81；91)具有多个发射光阑(84、85.1、85.2、85.3、85.4；94、95.1、95.2、95.3、95.4)，其中，所述发射光阑(84、85.1、85.2、85.3、85.4；94、95.1、95.2、95.3、95.4)产生多个子束并且所述子束相应地扩张到一个或多个张角，所述张角不小于1.0mrad的最小极限角α_min。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，第一阵列(71；81；91)的部分透过的或完全透过的发射像素构成成形光阑(86；87)，其中，所述成形光阑(86；87)将所述激光束变形成具有一个或多个张角的、成形的激光束并且所述张角小于0.3mrad的最大极限角β_max。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，设置有接收束成形元件(36)，所述接收束成形元件能设置在接收束(28)的束路径中并且构造为具有第二阵列(74)的接收像素的接收光阑布置系统，其中，所述接收像素能借助于第二控制单元(76)在接收束(28)透不过的接收状态与接收束(28)至少部分透过的接收状态之间切换，其中，在接收束(28)透不过的接收状态中，透射度TE_kl小于10％，并且在接收束(28)至少部分透过的接收状态中，透射度TE_kl处于10％至100％之间。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述接收像素能在接收束(28)透不过的接收状态、接收束(28)部分透过的接收状态和接收束(28)完全透过的接收状态之间切换，其中，在接收束(28)部分透过的接收状态中，透射度TE_kl处于10％至90％之间，并且在接收束(28)完全透过的接收状态中，透射度TE_kl大于90％。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，在第二控制单元(76)中设置有第二阵列(74)的至少一个预设的接收像素布置系统，其中，在所述接收像素布置系统中，第二阵列(74)的一个接收像素或多个相邻的接收像素为接收束构成接收光阑(101.1、101.2、101.3、101.4；102.1、102.2、102.3、102.4)。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，第二阵列(74)具有多个彼此隔开距离的接收光阑(101.1、101.2、101.3、101.4；102.1、102.2、102.3、102.4)。

9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，在第二控制单元(76)中设置有第二阵列(74)的多个预设的接收像素布置系统，所述接收像素布置系统至少部分地在接收像素的透射度TE_kl方面彼此不同。

10.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，第一阵列(71；81；91)的发射像素和第二阵列(74)的接收像素设置在一个共同的光调制器(34)中。

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