DE102021127448A1 - LIDAR assembly and method of coating a lens of a LIDAR assembly - Google Patents
LIDAR assembly and method of coating a lens of a LIDAR assembly Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021127448A1 DE102021127448A1 DE102021127448.6A DE102021127448A DE102021127448A1 DE 102021127448 A1 DE102021127448 A1 DE 102021127448A1 DE 102021127448 A DE102021127448 A DE 102021127448A DE 102021127448 A1 DE102021127448 A1 DE 102021127448A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coating
- cover plate
- reflection coating
- light
- lidar assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4813—Housing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
- G01S2013/9327—Sensor installation details
- G01S2013/93277—Sensor installation details in the lights
Abstract
Die Erfindung betrifft eine LIDAR-Baugruppe (2) für ein Kraftfahrzeug, die zumindest zwei Licht-Komponenten (s1, s2, s3) und eine transparente Abdeckscheibe (4) aufweist, durch die Lichtstrahlen der Licht-Komponente (s1, s2, s3) hindurchtreten, wobei die Licht-Komponenten (s1, s2, s3) optische Achsen (5, 6, 8) aufweisen, die windschief oder im Winkel zueinander liegen, wobei auf der Abdeckscheibe (4) ausschließlich eine einzige Antireflexionsbeschichtung (10) mit unterschiedlichen Schichtdicken (d1, d2, d3) vorgesehen ist.The invention relates to a LIDAR assembly (2) for a motor vehicle, which has at least two light components (s1, s2, s3) and a transparent cover pane (4), through which the light beams of the light component (s1, s2, s3) pass through, with the light components (s1, s2, s3) having optical axes (5, 6, 8) which are skewed or at an angle to one another, with only a single anti-reflection coating (10) with different layer thicknesses on the cover pane (4). (d1, d2, d3) is provided.
Description
Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 eine LIDAR-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner gemäß Patentanspruch 7 ein Verfahren zur Beschichtung einer Abdeckscheibe einer LIDAR-Baugruppe.According to
Aus
Ferner ist im Bereich von Kraftfahrzeugen eine Abstandsbestimmung mittels LIDAR bekannt, bei welcher zwei Licht-Komponenten vorgesehen sind. Die eine Licht-Komponente ist eine Sendeeinheit und die andere Licht-Komponente ist eine Empfängereinheit. Die Sendeeinheit weist einen LIDAR-Emitter auf, mit dem ein Laserstrahl emittierbar ist. Der Laserstrahl wird durch die transparente Abdeckscheibe hindurch geleitet und außerhalb des Kraftfahrzeugs von Objektoberflächen reflektiert bzw. gestreut, die im Strahlengang des Laserstrahls liegen. Die Empfängereinheit erfasst den Laserstrahl, sodass aus der Laufzeit des Laserstrahls die Entfernung zur Objektoberfläche bestimmt werden kann.Furthermore, in the field of motor vehicles, distance determination by means of LIDAR is known, in which two light components are provided. One light component is a transmitter unit and the other light component is a receiver unit. The transmission unit has a LIDAR emitter with which a laser beam can be emitted. The laser beam is guided through the transparent cover pane and reflected or scattered outside the motor vehicle by object surfaces that lie in the beam path of the laser beam. The receiver unit detects the laser beam so that the distance to the object surface can be determined from the transit time of the laser beam.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine LIDAR-Baugruppe mit mehreren Licht-Komponenten zu schaffen, die relativ frei hinter einer transparenten Abdeckscheibe positioniert werden können, ohne dass die Qualität der Abstandsbestimmung unter der Positionierung der Licht-Komponente leidet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, um eine transparente Abdeckscheibe einer LIDAR-Baugruppe so zu beschichten, dass hinter der Abdeckscheibe mehrere Licht-Komponenten relativ frei positioniert werden können, ohne dass die Qualität der Abstandsbestimmung unter der Positionierung der Licht-Komponente leidet.The object of the invention is to create a LIDAR assembly with multiple light components that can be positioned relatively freely behind a transparent cover pane without the quality of the distance determination suffering from the positioning of the light component. It is also an object of the invention to create a method for coating a transparent cover panel of a LIDAR assembly in such a way that several light components can be positioned relatively freely behind the cover panel without the quality of the distance determination being affected by the positioning of the light component suffers.
Erfindungsgemäß ist bei einer LIDAR-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, dass die LIDAR-Baugruppe zumindest zwei Licht-Komponenten und eine transparente Abdeckscheibe aufweist, durch die Lichtstrahlen der Licht-Komponente hindurchtreten, wobei die Licht-Komponenten optische Achsen aufweisen, die windschief oder im Winkel zueinander liegen, wobei auf der Abdeckscheibe eine Antireflexionsbeschichtung mit unterschiedlichen Schichtdicken vorgesehen ist. Durch die Unterschiedlichkeit der Schichtdicken der Antireflexionsbeschichtung können die Schichtdicken so dimensioniert werden, dass der Transmissionsgrad für die jeweiligen Licht-Einfallswinkel der Licht-Komponenten optimiert ist.According to the invention, in a LIDAR assembly for a motor vehicle, the LIDAR assembly has at least two light components and a transparent cover pane, through which the light beams of the light component pass, the light components having optical axes that are skewed or im Angles are to each other, with an anti-reflection coating is provided with different layer thicknesses on the cover plate. Due to the difference in the layer thicknesses of the anti-reflection coating, the layer thicknesses can be dimensioned in such a way that the transmittance is optimized for the respective light incidence angles of the light components.
Um den Transmissionsgrad nicht durch andere Beschichtungen negativ zu beeinflussen und um die Antireflexionsbeschichtung nicht durch andere chemische und/oder thermische Beschichtungsprozesse zu schädigen, kann vorgesehen sein, dass auf der Abdeckscheibe ausschließlich die eine Antireflexionsbeschichtung vorgesehen ist, die insofern die einzige Beschichtung der Abdeckscheibe darstellt.In order not to negatively influence the transmittance through other coatings and in order not to damage the anti-reflection coating through other chemical and/or thermal coating processes, it can be provided that only the one anti-reflection coating is provided on the cover pane, which in this respect represents the only coating of the cover pane.
Die Antireflexionsbeschichtung umfasst vorzugsweise Hexamethyldisiloxan, das auch als HMDSO bezeichnet wird. HMDSO weist gute thermische Eigenschaften auf und ist ein optisch wirksames Medium in Verbindung mit organischen Gläsern. Insofern kann die Abdeckscheibe vorzugsweise aus Polycarbonat bestehen.The anti-reflective coating preferably comprises hexamethyldisiloxane, also referred to as HMDSO. HMDSO has good thermal properties and is an optically effective medium in combination with organic glasses. In this respect, the cover plate can preferably consist of polycarbonate.
Damit die Antireflexbeschichtung besonders wirksam ist, kann dieselbe auf der der Licht-Komponente zugewandten Seite der Abdeckscheibe angeordnet sein.So that the antireflection coating is particularly effective, it can be arranged on the side of the cover pane facing the light component.
Die Licht-Komponenten können zwei oder drei Laser-Sendeeinheiten oder Laser-Empfängereinheiten sein. Ebenso ist es möglich, hinter der Abdeckscheibe ein oder mehrere LIDAR-Module anzuordnen, die jeweils sowohl eine Laser-Sendeeinheit und eine Laser-Empfängereinheit aufweisen. Insofern kann vorgesehen sein, dass die Lichtstrahlen Laserstrahlen sind. Ferner kann die Antireflexionsbeschichtung hinsichtlich eines Transmissionsgrades der Laserstrahlen optimiert sein. Die Schichtdicken der Antireflexionsbeschichtung sind in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der Laserstrahlen auf die Abdeckscheibe festgelegt.The light components can be two or three laser transmitter units or laser receiver units. It is also possible to arrange one or more LIDAR modules behind the cover pane, each of which has both a laser transmitter unit and a laser receiver unit. In this respect it can be provided that the light beams are laser beams. Furthermore, the antireflection coating can be optimized with regard to a degree of transmission of the laser beams. The layer thicknesses of the anti-reflection coating are defined as a function of the angles of incidence of the laser beams on the cover pane.
Es ist jedoch auch möglich, dass eine der Licht-Komponenten sichtbares Licht zur Fahrbahnausleuchtung oder zur Anzeige (Rücklicht, Standlicht, Blinklicht) aussendet. Auch sichtbares Licht wird infolge der Antireflexionsbeschichtung besser transmittiert. Das gilt insbesondere für den Fall, dass die besagte Licht-Komponente für sichtbares Licht mit einer Infrarot-Laser-Sendeeinheit eines LIDAR kombiniert wird.However, it is also possible that one of the light components emits visible light to illuminate the roadway or for display (rear light, parking light, indicator light). Visible light is also better transmitted as a result of the anti-reflection coating. This applies in particular if the said light component for visible light is combined with an infrared laser transmitter unit of a LIDAR.
Besonders vorteilhaft kann die Schichtdicke einzelner Teilbereiche der Antireflexionsbeschichtung an unterschiedlichen Stellen der Abdeckscheibe berechnet werden, indem sich die Schichtdicke d der Antireflexionsbeschichtung an den einzelnen Teilbereichen der Antireflexionsbeschichtung unterscheidet und das zumindest zwei Teilbereiche nach der Formel
- - wobei α0 ein optimierter Transmissionswinkel der Laserstrahlen ist, der sich als gewichtetes arithmetisches Mittel einzelner Einfallswinkel α ergibt, mit denen Strahlenbündel quasi-kollimierter Laserstrahlen der Licht-Komponenten auf den jeweils betrachteten Teilbereich auftreffen,
- - wobei λ die Wellenlänge der Laserstrahlen ist,
- - wobei n1 die Brechzahl des Materials der Antireflexionsbeschichtung ist und
- - wobei n0 die Brechzahl von Luft ist.
- - where α 0 is an optimized transmission angle of the laser beams, which results from the weighted arithmetic mean of individual angles of incidence α, with which bundles of rays of quasi-collimated laser beams of the light components impinge on the respective partial area under consideration,
- - where λ is the wavelength of the laser beams,
- - where n 1 is the refractive index of the material of the anti-reflection coating and
- - where n 0 is the refractive index of air.
Die Brechzahl von Luft ist relevant, da vorzugsweise Luft zwischen der Licht-Komponente und der Abdeckscheibe angeordnet ist. Die Schichtdicke der Antireflexionsbeschichtung auf der Abdeckscheibe ist somit dynamisch nach der mittleren Summe der Einfallswinkel der Licht-Komponenten verteilt.The refractive index of air is relevant since air is preferably arranged between the light component and the cover pane. The layer thickness of the anti-reflection coating on the cover pane is thus dynamically distributed according to the average sum of the angles of incidence of the light components.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beschichtung einer Abdeckscheibe einer LIDAR-Baugruppe ist vorgesehen, dass
- - die Abdeckscheibe und eine bewegliche Schablone so zueinander positioniert werden, dass die Schablone zwischen der Abdeckscheibe und einem Emitter für ein Material der Antireflexionsbeschichtung angeordnet ist,
- - in einem ersten Beschichtungsschritt vom Emitter das Material emittiert wird und anschließend gasförmig durch zumindest eine erste Ausnehmung der Schablone geleitet wird und als ein erster Teilbereich der Antireflexionsbeschichtung auf der Abdeckscheibe abgeschieden wird,
- - eine weitere Ausnehmung, die hinsichtlich der Form und/oder Größe von der ersten Ausnehmung der Schablone abweicht, zwischen der Abdeckscheibe und dem Emitter positioniert wird, und
- - in einem weiteren Beschichtungsschritt vom Emitter das Material emittiert wird und anschließend gasförmig durch zumindest die weitere Ausnehmung geleitet wird und auf der Abdeckscheibe als ein weiterer Teilbereich abgeschieden wird, der zumindest teilweise mit dem ersten Teilbereich überlappt und/oder einen zuvor unbeschichteten Oberflächenbereich der Abdeckscheibe bedeckt.
- - the cover plate and a movable stencil are positioned relative to one another in such a way that the stencil is arranged between the cover plate and an emitter for a material of the anti-reflection coating,
- - In a first coating step, the material is emitted by the emitter and is then conducted in gaseous form through at least a first recess in the stencil and is deposited on the cover pane as a first partial area of the anti-reflection coating,
- - a further recess, which differs in shape and/or size from the first recess of the template, is positioned between the cover disk and the emitter, and
- - In a further coating step, the material is emitted by the emitter and is then conducted in gaseous form through at least the further recess and is deposited on the cover pane as a further sub-area which at least partially overlaps with the first sub-area and/or covers a previously uncoated surface area of the cover pane .
Um einen schnellen Wechsel zwischen den Beschichtungsschritten zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die erste und die weitere Ausnehmung an einer gemeinsamen Schablone angeordnet sind und dass für einen Wechsel zwischen den Beschichtungsschritten die Schablone bewegt wird.In order to enable a quick change between the coating steps, provision can be made for the first and the further recess to be arranged on a common template and for the template to be moved for a change between the coating steps.
Um einen noch schnelleren Wechsel zwischen den Beschichtungsschritten zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Schablone beim Wechsel der Ausnehmung zum Teil auf eine Rolle aufgewickelt und/oder zum Teil von einer Rolle abgewickelt wird.In order to enable an even faster change between the coating steps, it can be provided that the stencil is partially wound onto a roll and/or partially unwound from a roll when changing the recess.
Vorteilhaft gegenüber der Plasmapolymerisation, bei der ein Gas den Ausgangsstoff für ein Plasma bildet, kann vorgesehen sein, dass der Emitter ein Festkörper ist, der erhitzt wird, um das gasförmige Material für die Antireflexionsbeschichtung zu emittieren.Advantageously compared to plasma polymerisation, in which a gas forms the starting material for a plasma, it can be provided that the emitter is a solid body which is heated in order to emit the gaseous material for the anti-reflection coating.
Um die Schichtdicken und die Übergänge der Teilbereiche der Beschichtung zu beeinflussen, kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass ein Beschichtungsparameter zwischen dem ersten und dem zweiten Beschichtungsschritt verändert wird, wobei dieser Beschichtungsparameter die Beschichtungszeit und/oder der Abstand zwischen der Schablone und der Abdeckscheibe ist.In order to influence the layer thicknesses and the transitions of the partial areas of the coating, it can advantageously be provided that a coating parameter is changed between the first and the second coating step, with this coating parameter being the coating time and/or the distance between the stencil and the cover pane .
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnung erläutert werden.Further features, possible applications and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are explained with reference to the drawing.
Es zeigen:
-
1 schematisch eine LIDAR-Baugruppe in einem Schnitt entlang einer Horizontalebene eines Kraftfahrzeugs, wobei die LIDAR-Baugruppe eine Abdeckscheibe und drei Licht-Komponenten umfasst, -
2 Teile der LIDAR-Baugruppe aus1 , wobei zusätzlich ein Lichtkegel der ersten Licht-Komponente dargestellt ist, -
3 eine Darstellung analog zu2 , wobei ein Lichtkegel der zweiten Licht-Komponente dargestellt ist, -
4 eine Darstellung analog zu2 und3 , wobei ein Lichtkegel der dritten Licht-Komponente dargestellt ist, -
5 bis7 in Darstellungen analog zu2 bis4 die Abdeckscheibe mit verschiedenen Teilbereichen einer Antireflexionsbeschichtung, auf die quasi-kollimierte Strahlenbündel der Licht-Komponenten in Einfallswinkeln auftreffen, -
8 ein Diagramm, in dem der Transmissionsgrad in Abhängigkeit vom Einfallswinkel dargestellt ist, -
9 die Abdeckscheibe mit der Antireflexionsbeschichtung und Formelbuchstaben, -
10 eine Tabelle, in der dem Einfallswinkel Gewichtungsfaktoren zugeordnet sind, -
11 eine Tabelle zur Verdeutlichung der Berechnung eines optimierten Transmissionswinkels aus dem gewichteten arithmetischen Mittel der einzelnen Einfallswinkel der Strahlenbündel, -
12 in einer perspektivischen Ansicht eine bewegbare Schablone, und -
13 bis19 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Beschichtung einer Abdeckscheibe nach1 bis11 .
-
1 schematically a LIDAR assembly in a section along a horizontal plane of a motor vehicle, the LIDAR assembly comprising a cover panel and three light components, -
2 parts of thelidar assembly 1 , whereby a light cone of the first light component is also shown, -
3 a representation analogous to2 , where a light cone of the second light component is shown, -
4 a representation analogous to2 and3 , where a light cone of the third light component is shown, -
5 until7 in representations analogous to2 until4 the cover pane with various sections of an anti-reflection coating onto which quasi-collimated rays bundles of light components impinge at angles of incidence, -
8th a diagram in which the transmittance is shown as a function of the angle of incidence, -
9 the cover plate with the anti-reflection coating and formula letters, -
10 a table in which weighting factors are assigned to the angle of incidence, -
11 a table to clarify the calculation of an optimized transmission angle from the weighted arithmetic mean of the individual angles of incidence of the beam of rays, -
12 a movable template in a perspective view, and -
13 until19 schematically shows a device for carrying out a method for coating acover plate 1 until11 .
Die LIDAR-Baugruppe 2 weist im Ausführungsbeispiel drei Licht-Komponenten s1, s2, s3 auf, die innerhalb eines Gehäuses 3 angeordnet sind, das von einer transparenten Abdeckscheibe 4 abgedeckt ist. Die Abdeckscheibe 4 ist in der idealisierten Darstellung in einer planen Ebene dargestellt. Bei einer am Kraftfahrzeug verwirklichten LIDAR-Baugruppe 2 ist die Abdeckscheibe im Raum komplex gekrümmt.In the exemplary embodiment, the
Die drei Licht-Komponenten s1, s2, s3 sind vorzugsweise als LIDAR-Komponenten ausgeführt. Jedoch könnte zumindest eine der Licht-Komponenten auch als Abblendlicht und/oder als Fernlicht und/oder als Rücklicht und/oder als Rückfahrlicht und/oder als Bremslicht und/oder als Blinklicht und/oder als Matrixscheinwerfer ausgebildet sein.The three light components s1, s2, s3 are preferably designed as LIDAR components. However, at least one of the light components could also be in the form of a low beam and/or a high beam and/or a rear light and/or a reversing light and/or a brake light and/or a turn signal and/or a matrix headlight.
Licht-Komponenten s1, s2, s3 weisen zeichnerisch nicht näher dargestellte Objektive auf, sodass jeder der Licht-Komponenten s1, s2, s3 eine optische Achse 5 bzw. 6 bzw. 8 zugeordnet ist. Dabei sind die Licht-Komponenten s1, s2, s3 Teil von Einzelmodulen, die eine Sendeeinheit und eine Empfängereinheit umfassen. Die Sendeeinheit weist einen LIDAR-Emitter und ein Objektiv auf. Die Empfängereinheit für den Laserstrahl weist einen Sensor und ein Objektiv auf.Light components s1, s2, s3 have lenses that are not shown in more detail in the drawing, so that each of the light components s1, s2, s3 is assigned an
Mit der Sendeeinheit des jeweiligen Einzelmoduls ist der Laserstrahl emittierbar, dessen Wellenlänge im Infrarotlichtbereich, im Nahe-Infrarotlichtbereich (NIR) oder im ultravioletten Bereich liegt. Der Laserstrahl wird durch die transparente Abdeckscheibe 4 hindurch und aus dem Gehäuse herausgeleitet und außerhalb des Kraftfahrzeugs von Oberflächen reflektiert bzw. gestreut, die im Strahlengang des Laserstrahls liegen.The laser beam can be emitted with the transmission unit of the respective individual module, the wavelength of which is in the infrared light range, in the near infrared light range (NIR) or in the ultraviolet range. The laser beam is passed through the
Ein Teil des von den Oberflächen reflektierten bzw. gestreuten Laserstrahls wird durch die Abdeckscheibe 4 hindurch und in die LIDAR-Baugruppe 2 hinein geleitet. Mit der Empfängereinheit wird der zurückgestreute Laserstrahl detektiert. Anhand der Laufzeit des Laserstrahls wird der Abstand der Oberfläche des Objekts bestimmt, von dem der rückgestreute Laserstrahl ausgeht. In dem Kraftfahrzeug wird somit die LIDAR-Baugruppe und eine zugehörige elektronische Auswerteeinheit benutzt, um Personen und Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu erkennen und ihren Abstand zu bestimmen. Es wird ein dreidimensionales Bild von der Umgebung berechnet.A portion of the laser beam reflected or scattered by the surfaces is directed through the
Die optische Achsen 5, 6, 8 der Licht-Komponenten s1, s2, s3 liegen im Winkel oder windschief zueinander. Somit sind die optischen Achsen 5, 6, 8 weder parallel noch deckungsgleich zueinander. Im Beispiel sind die optischen Achsen 5, 6, 8 symmetrisch mit einem Winkelversatz von 45° in der horizontalen Ebene zueinander angeordnet, wobei sich diese horizontale Ebene auf die Einbaulage der LIDAR-Baugruppe im Kraftfahrzeug bezieht. Der Winkelversatz der Achsen 5, 6, 8 zueinander kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel jedoch auch asymmetrisch sein.The
Aus
- - die Brennweiten und Linsenabstände innerhalb des jeweiligen Objektivs,
- - der Öffnungsdurchmesser einer gegebenenfalls vorgesehenen Blende und
- - die geometrischen Abmessungen der jeweiligen Licht-Komponente s1, s2, s3.
- - the focal lengths and lens distances within the respective lens,
- - the opening diameter of an optional screen and
- - the geometric dimensions of the respective light component s1, s2, s3.
Beim Ausführungsbeispiel nach
Aus
Auf die Antireflexionsbeschichtung 10 treffen quasi-kollimierte Laserstrahlen einer oder mehrerer der Licht-Komponenten s1, s2, s3 im Strahlenbündel c1 bzw. c2 bzw. c3 auf. Als quasi-kollimierte Laserstahlen werden hier Laserstrahlen bezeichnet, die parallel zueinander stehen oder im Verhältnis zur geometrischen Anordnung des Systems eine nur geringe Winkelabweichung zueinander haben.Quasi-collimated laser beams of one or more of the light components s1, s2, s3 impinge on the
Aus
Aus
- - sowohl das erste Strahlenbündel c1 der ersten Licht-Komponente s1
- - als auch das zweite Strahlenbündel c2 der zweiten Licht-Komponente s2
- - als auch das dritte Strahlenbündel c3 der dritten Licht-Komponente s3 auftrifft.
- - Both the first bundle of rays c1 of the first light component s1
- - As well as the second bundle of rays c2 of the second light component s2
- - As well as the third bundle of rays c3 of the third light component s3 impinges.
Aus
Aus einer Zusammenschau von
Aus dem Diagramm nach
Grundsätzlich erfolgt eine ideale Transmission nämlich genau dann, wenn die Schichtdicke d der Antireflexionsbeschichtung unter Berücksichtigung der Brechzahl des Materials der Antireflexionsbeschichtung genau
Die Erfüllung der
Dabei kann die Bedeutung der Formelbuchstaben
- - n1 die Brechzahl des Material der Antireflexionsbeschichtung 10 und
- - n0 die Brechzahl des Ursprungsmediums, hier Luft, die eine Brechzahl n0 = 1,0003 hat.
- - n 1 the refractive index of the material of the
anti-reflection coating 10 and - - n 0 the refractive index of the original medium, here air, which has a refractive index n 0 = 1.0003.
Um eine Glättung der Transmissionskurve zu erreichen ist es notwendig, dass die Antireflexionsbeschichtung 10 nicht konstant mit der gleichen Schichtdicke d auf der Abdeckscheibe 4 aufgebracht ist. Deshalb weist die Antireflexionsbeschichtung 10 stattdessen je nach Teilbereich b321 bzw. b21 bzw. b1 (
Um die Schichtdicke d der Antireflexionsbeschichtung des jeweiligen Teilbereichs b321 bzw. b21 bzw. b1 hinsichtlich der unterschiedlichen Einfallswinkel α zu optimieren, mit denen die Strahlenbündel c1 bis c3 an der Oberfläche der Antireflexionsbeschichtung 10 einfallen, werden die Einfallswinkel α zunächst entsprechend der Tabelle nach
Alternativ ist es auch möglich, eine Funktion vorzugeben die jedem Gewichtungsfaktor nur einen einzigen Einfallswinkel α eindeutig zuordnet. Die Verteilung der Gewichtungsfaktoren bestimmt dabei den Kurvenverlauf nach dem in
Jedenfalls lässt sich ein optimierter Transmissionswinkel α0 der Laserstrahlen ermitteln, der sich als gewichtetes arithmetisches Mittel aus den Einfallswinkeln α ergibt, mit denen die quasi-kollimierten Strahlenbündel c1, c2, c3 der Licht-Komponenten s1, s2, s3 auf den jeweils betrachteten Teilbereich b321, b21, b1 auftreffen.In any case, an optimized transmission angle α 0 of the laser beams can be determined, which results from the weighted arithmetic mean of the angles of incidence α, with which the quasi-collimated beams of rays c1, c2, c3 of the light components s1, s2, s3 hit the respective sub-area under consideration b321, b21, b1 strike.
Der optimierte Transmissionswinkel α0 wird in die nachfolgende Formel eingesetzt, um für den jeweiligen Teilbereich b321 bzw. b21 bzw. b1 die Schichtdicke d zu berechnen, die notwendig ist, um einen bestmöglichen Transmissionsgrad für die Gesamtheit der Strahlenbündel c1, c2, c3 zu erreichen.
Nachfolgend wird anhand von
Die Schablone weist mehrere geometrisch definierte Aussparungen 18, 20, 22, 24, 26 auf, die hinsichtlich der Form und oder Größe voneinander abweicht. Sofern die Rollen 14, 16 gemeinsam in die eine Drehrichtung 28 gedreht werden, ändern die Aussparungen 18, 20, 22, 24, 26 ihre Position im Verhältnis zu dem Rollen 14, 16.The template has a plurality of geometrically defined recesses 18, 20, 22, 24, 26 which differ from one another in terms of shape and/or size. If the
Die Schablone 12 weist einen Abstand z1 zu der Abdeckscheibe 4 auf, der jedoch entgegen der Darstellung in
Die Schablone 12 ist zwischen der Abdeckscheibe 4 und einer Emittiereinrichtung 30 angeordnet. Die Emittiereinrichtung 30 umfasst eine nicht näher dargestellte Hitzequelle, eine Verdampferschale 32 und einen Emitter 34, der ein Festkörper ist und der in der Verdampferschale 32 liegt. Die Verdampferschale 32 weist eine Öffnung 36 auf, die der Schablone 12 und der Abdeckscheibe 4 zugewandt ist.The
In
Das gasförmige Material wird zumindest durch die erste Aussparung 18 der Schablone 12 geleitet und lagert sich als erster Teilbereich 38 der Antireflexionsbeschichtung 10 auf der Abdeckscheibe 4 ab. Weiteres gasförmiges Material wird an den Randbereichen der Schablone 12 zurückgehalten, die die erste Aussparung 18 umgeben. Über eine fortschreitende Beschichtungszeit nimmt die erste Schichtdicke d1 des Teilbereichs 38 bzw. dessen Materialstärke zu. Somit lässt sich die Schichtdicke d1 über der Beschichtungszeit in nm/s bestimmen.The gaseous material is conducted at least through the
Spätestens dann, wenn der erste Teilbereich 38 die gewünschte erste Schichtdicke d1 erreicht hat, werden die Rollen 14, 16 um deren Rotationsachsen 17 gedreht und die erste Ausnehmung 18 und die zweite Ausnehmung 24 ändern damit Ihre Position.At the latest when the first
Bei dem darauffolgenden weiteren Beschichtungsschritt ergibt sich der Zustand nach
Der weitere Beschichtungsschritt kann noch einmal oder mehrmals wiederholt werden, sodass beispielsweise noch ein dritter, ein vierter, etc. Beschichtungsschritt durchgeführt wird.The further coating step can be repeated once more or several times, so that, for example, a third, a fourth, etc. coating step is carried out.
Die definierte Verteilung der Schichtdicke kann somit sequentiell erfolgen indem ein Beschichtungsschritt nach dem anderen durchgeführt wird. Insofern kann für jeden Teilbereich eine entsprechend geformte Ausnehmung der Schablone 12 zwischen dem Emitter 34 und der Abdeckscheibe 4 positioniert werden.The defined distribution of the layer thickness can thus take place sequentially by carrying out one coating step after the other. In this respect, a correspondingly shaped recess of the
Die definierte Verteilung der Schichtdicken muss jedoch nicht zwangsläufig sequentiell erfolgen. Stattdessen ist es auch möglich, durch eine individuelle Kombination aus Beschichtungszeit, Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Schablone 12 und der Geometrie der Aussparungen 18, 20, 22, 24, 26 die Antireflexionsbeschichtung auf der Abdeckscheibe 4 exakt aufzutragen. Die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Schablone 12 kann insbesondere eine Rotationsgeschwindigkeit der Rollen 14, 16 sein. Die Bewegungsgeschwindigkeit kann aber auch eine lineare Bewegung einer Schablone sein, die nicht aufgerollt wird. Jedenfalls wird die Schablone in diesem Fall auch dann bewegt, während die Abdeckscheibe 4 durch eine Ausnehmung der Schablone beschichtet wird.However, the defined distribution of the layer thicknesses does not necessarily have to be sequential. Instead, it is also possible to apply the antireflection coating to the
Durch Variation des Abstandes z der beweglichen Schablone zur Abdeckscheibe 4 ist es zusätzlich möglich, den Gradienten der Schichtdicke d zu verändern. Aus
Bild 19 zeigt das Verfahren zur Antireflexionsbeschichtung bei einem geringen Abstand z3. An den Rändern der Teilbereiche nimmt die Schichtdicke mit einem harten Gradienten ab. Insofern bilden sich deutliche Stufen aus.Figure 19 shows the anti-reflection coating method for a small distance z3. The layer thickness decreases with a hard gradient at the edges of the partial areas. In this respect, clear steps are formed.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 053304481 [0002]EP 053304481 [0002]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021127448.6A DE102021127448A1 (en) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | LIDAR assembly and method of coating a lens of a LIDAR assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021127448.6A DE102021127448A1 (en) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | LIDAR assembly and method of coating a lens of a LIDAR assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021127448A1 true DE102021127448A1 (en) | 2023-04-27 |
Family
ID=85795775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021127448.6A Pending DE102021127448A1 (en) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | LIDAR assembly and method of coating a lens of a LIDAR assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021127448A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0533044B1 (en) | 1991-09-20 | 1999-12-29 | Balzers Aktiengesellschaft | Process and apparatus for the protective coating of substrates |
US20180143306A1 (en) | 2016-09-20 | 2018-05-24 | Innoviz Technologies Ltd. | Dynamic illumination allocation in highway driving |
DE102018104186A1 (en) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Reflection-reducing coating and method for producing a reflection-reducing coating |
US20210313547A1 (en) | 2020-04-07 | 2021-10-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of manufacturing display apparatus |
-
2021
- 2021-10-22 DE DE102021127448.6A patent/DE102021127448A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0533044B1 (en) | 1991-09-20 | 1999-12-29 | Balzers Aktiengesellschaft | Process and apparatus for the protective coating of substrates |
US20180143306A1 (en) | 2016-09-20 | 2018-05-24 | Innoviz Technologies Ltd. | Dynamic illumination allocation in highway driving |
DE102018104186A1 (en) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Reflection-reducing coating and method for producing a reflection-reducing coating |
US20210313547A1 (en) | 2020-04-07 | 2021-10-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of manufacturing display apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1979768B1 (en) | Multilayer body with microlens arrangement | |
DE3820547C2 (en) | Glass object with low specular reflection | |
EP2668695B1 (en) | Radar-transparent coating | |
DE60038136T2 (en) | Display device with anti-reflection film | |
DE102018203292A1 (en) | Display image projection system | |
DE2154038B2 (en) | Retroreflective assembly | |
CH699046B1 (en) | Optical sensor method of manufacturing an optical sensor and method for detecting an object with an optical sensor. | |
DE102016124036A1 (en) | Cover for more intelligent speed controller radar | |
DE112019002671T5 (en) | IMAGE PROJECTION STRUCTURE, PROCESS FOR THEIR PRODUCTION AND IMAGE DISPLAY SYSTEM | |
DE102018200626A1 (en) | Detection device for the detection of dirt | |
WO2019020432A1 (en) | Thermoplastic film for a laminated glass plane | |
DE102017206364A1 (en) | Arrangement for reflection suppression in a windscreen display device and windshield display device | |
DE10223165A1 (en) | Optical display device | |
DE112019002367T5 (en) | Meta-surface structure and method for producing a meta-surface structure | |
DE102012215359A1 (en) | Method for coating substrate of optical element, involves variably adjusting arrival rate of coating material on to-be coated surface of sheet element relative to spin axis for different rotation angles of substrate | |
DE102021127448A1 (en) | LIDAR assembly and method of coating a lens of a LIDAR assembly | |
AT519066A2 (en) | Diffractive device with embedded light source mechanism | |
DE102018106171A1 (en) | Lighting device for vehicles | |
DE2519308A1 (en) | BLINDERING WINDOW AND METHOD OF ITS MANUFACTURING | |
EP2329310A2 (en) | Display device, transparent imaging element and method for the production of a transparent imaging element | |
DE102017210101A1 (en) | Filter device for an optical sensor | |
DE102018206341A1 (en) | LIDAR system and curved protective glass | |
EP2666054A1 (en) | Transparent disk with reflective surface | |
WO2020187664A1 (en) | Lighting apparatus for vehicles | |
DE102016101997A1 (en) | Lighting device and rearview device for vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |