EA043683B1

EA043683B1 - PROTECTIVE CASE FOR PARAMETERS MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: EA043683B1
Application number: EA202192882
Authority: EA
Inventors: Себастиен Дельнефкор; Жан Массон; Роберт Хик; Франк Бекарт; Янник Сартенер; Квентин Фрасель
Original assignee: Агк Гласс Юроп
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2023-06-13

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к устройству обнаружения, содержащему устройство измерения параметров LiDAR, и защитному корпусу, заключающему указанное устройство измерения параметров. Указанный защитный корпус содержит по меньшей мере одну покрывающую линзу. По меньшей мере часть покрывающей линзы изготовлена из по меньшей мере одного листа стекла, имеющего коэффициент поглощения меньше чем 5 м^-1 в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм. Указанная покрывающая линза является съемной. Указанный защитный корпус обеспечивает улучшенную защиту от внешнего разрушения, сохраняя при этом превосходное пропускание инфракрасного излучения.The invention relates to a detection device containing a LiDAR parameter measurement device, and a protective housing enclosing said parameter measurement device. Said protective housing contains at least one covering lens. At least a portion of the cover lens is made of at least one sheet of glass having an absorption coefficient of less than 5 m ^-1 in the wavelength range from 750 to 1650 nm. Said covering lens is removable. This protective housing provides improved protection against external damage while maintaining excellent infrared transmission.

Известный уровень техникиPrior Art

Дистанционные устройства измерения параметров на основе инфракрасного излучения, такие как устройства измерения параметров LiDAR, представляют собой технологии, которые измеряют расстояние до цели посредством освещения этой цели импульсным лазерным излучением и измерения отраженных импульсов с помощью датчика. Различия во времени возврата лазера и длинах волн могут затем быть использованы для создания цифровых трехмерных изображений цели. Эти инструменты обычно используются в промышленных, бытовых и других областях применения для измерения параметров перемещения, положения, близости, естественного освещения, скорости и направления. Устройства измерения параметров LiDAR имеют широкий спектр областей применения, которые могут быть воздушного и наземного типа. Воздушные устройства измерения параметров LiDAR связаны с летательным устройством, таким как самолет, вертолет, дрон и т.д. Наземные области применения могут быть как стационарными, так и мобильными. Стационарное наземное сканирование действительно является наиболее распространенным методом исследования. Мобильное сканирование используется на движущемся транспортном средстве для сбора данных по пути.Infrared-based remote sensing devices, such as LiDAR sensing devices, are technologies that measure the distance to a target by illuminating that target with pulsed laser light and measuring the reflected pulses using a sensor. Differences in laser return times and wavelengths can then be used to create digital 3D images of the target. These instruments are commonly used in industrial, residential and other applications to measure motion, position, proximity, ambient light, speed and direction. LiDAR measurement devices have a wide range of applications, which can be airborne or ground-based. Airborne LiDAR measurement devices are associated with an aircraft such as an airplane, helicopter, drone, etc. Ground applications can be either stationary or mobile. Stationary terrestrial scanning is indeed the most common survey method. Mobile scanning is used on a moving vehicle to collect data along the way.

Устройства измерения параметров LiDAR широко используются для создания карт с высоким разрешением, с применениями, среди прочего, в сельском хозяйстве, например, для картирования урожайности или для применения соответственно дорогостоящего удобрения; в археологии, например, для предоставления обзора широких непрерывных объектов, которые могут быть неразличимы на земле; в автономных транспортных средствах, например, для обнаружения и уклонения от препятствий для безопасного управления в окружающих пространствах; в атмосферном дистанционном зондировании и метеорологии; в военных применениях; в физике и астрономии, например, для измерения положения Луны, произведения точных глобальных топографических съемок планет; в робототехнике, например, для восприятия окружающей среды, а также классификации объектов для обеспечения безопасной посадки роботизированных и пилотируемых летательных аппаратов с высокой степенью точности; в комбинации воздушных и мобильных наземных устройств измерения параметров LiDAR для топографической съемки и составления карт, оптимизации ветровой электростанции, например, для увеличения выработки энергии от ветровых электростанций путем точного измерения скоростей ветра и турбулентности ветра, в развертывании фотоэлектрической солнечной энергии, например, для оптимизации солнечных фотоэлектрических систем на уровне города посредством определения соответствующих верхушек крыш и определения потерь на затенение.LiDAR measurement devices are widely used to create high-resolution maps, with applications, among other things, in agriculture, such as yield mapping or the application of correspondingly expensive fertilizer; in archaeology, for example, to provide an overview of broad, continuous features that may not be visible on the ground; in autonomous vehicles, for example, to detect and avoid obstacles for safe driving in surrounding spaces; in atmospheric remote sensing and meteorology; in military applications; in physics and astronomy, for example, to measure the position of the Moon, produce accurate global topographic surveys of the planets; in robotics, for example, to perceive the environment, as well as classify objects to ensure the safe landing of robotic and manned aircraft with a high degree of accuracy; in a combination of airborne and mobile ground LiDAR measurement devices for topographic surveying and mapping, wind farm optimization, e.g. to increase energy production from wind farms by accurately measuring wind speeds and wind turbulence, in solar photovoltaic deployment, e.g. to optimize solar photovoltaic systems at the city level by identifying appropriate roof tops and determining shading losses.

В частности, в области автономных транспортных средств текущая тенденция отрасли заключается в разработке действительно автономных автомобилей. Чтобы приблизиться к такому будущему с системой автоматического управления, количество датчиков в транспортных средствах значительно увеличится. Устройства измерения параметров LiDAR играют важную роль в этой разработке, обеспечивая необходимую сенсорную обратную связь от окружающей среды транспортных средств, окружающей их на 360°.Particularly in the field of autonomous vehicles, the current industry trend is to develop truly autonomous vehicles. To get closer to this self-driving future, the number of sensors in vehicles will increase significantly. LiDAR measurement devices play an important role in this development by providing the necessary sensory feedback from the vehicles' 360° environment.

Предыдущие поколения устройств измерения параметров LiDAR основывались на излучении от одного до нескольких световых импульсов. В отличие от этого, новое поколение LiDAR имеет высокое разрешение, основанное на излучении и приеме множества световых импульсов. Эти устройства измерения параметров LiDAR требуют очень высоких уровней пропускания инфракрасного излучения для отображения физических характеристик с очень высоким разрешением и получения чрезвычайно точных результатов. Следовательно, новое поколение устройств измерения параметров LiDAR намного более требовательно в том, что касается оптических свойств и, следовательно, не полностью совместимо с обычными покрывающими линзами защитного корпуса. Поэтому устройство измерения параметров LiDAR согласно настоящему изобретению имеет покрывающую линзу, при этом по меньшей мере часть покрывающей линзы изготовлена из по меньшей мере одного листа стекла, имеющий коэффициент поглощения меньше чем 5 м^-1 в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм, для того, чтобы придать требуемый высокий уровень пропускания инфракрасного излучения, а также требуемую механическую прочность и химическую устойчивость устройству измерения параметров LiDAR. Таким образом, стеклянная покрывающая линза имеет по меньшей мере часть, изготовленную из прозрачного для инфракрасного (IR) излучения стекла, для обеспечения требуемого пропускания инфракрасного излучения особенно для нового создания устройств измерения параметров LiDAR.Previous generations of LiDAR sensing devices relied on emitting one to several pulses of light. In contrast, the new generation of LiDAR has high resolution, based on the emission and reception of multiple light pulses. These LiDAR measurement devices require very high levels of infrared transmission to display physical properties at very high resolution and produce extremely accurate results. Consequently, the new generation of LiDAR measurement devices are much more demanding in terms of optical properties and are therefore not fully compatible with conventional cover lenses. Therefore, the LiDAR measurement device according to the present invention has a cover lens, wherein at least a portion of the cover lens is made of at least one sheet of glass having an absorption coefficient of less than 5 m ^-1 in the wavelength range from 750 nm to 1650 nm, in order to to provide the required high level of infrared transmittance, as well as the required mechanical strength and chemical resistance to the LiDAR measurement device. Thus, the glass cover lens has at least a portion made of infrared (IR) transparent glass to provide the required infrared transmission especially for the new creation of LiDAR sensing devices.

Устройства измерения параметров LiDAR действительно используются в самых разных условиях и разной окружающей среде. Локализация устройств измерения параметров имеет решающее значение дляLiDAR measurement devices are indeed used in a wide variety of conditions and environments. Localization of measurement devices is critical for

- 1 043683 осуществления их наилучшей работы. Они должны быть расположены там, где им может быть предоставлен самый широкий и наиболее эффективный обзор цели, подлежащей измерению. По этой причине устройства измерения параметров LiDAR обычно очень подвержены воздействию окружающей среды и могут быть повреждены внешними условиями, которые могут быть очень экстремальными и жесткими.- 1 043683 implementation of their best work. They should be located where they can be given the widest and most effective view of the target to be measured. For this reason, LiDAR measurement devices are usually very exposed to the environment and can be damaged by environmental conditions, which can be very extreme and harsh.

В настоящее время, когда линза повреждена, например, вследствие удара камня, устройство LiDAR полностью заменяют, во-первых, потому, что линза прикреплена без возможности отсоединения к защитному корпусу, и, во-вторых, из-за потенциального риска повреждения электроники и также из-за нежелания поставщиков LiDAR брать на себя ответственность за использование поврежденного LiDAR.Currently, when the lens is damaged, for example due to a rock impact, the LiDAR device is completely replaced, firstly because the lens is permanently attached to the protective housing, and secondly because of the potential risk of damage to the electronics and also due to the reluctance of LiDAR vendors to take responsibility for the use of damaged LiDAR.

В настоящее время покрывающую линзу обычно прикрепляют к защитному корпусу путем приклеивания. Однако приклеивание имеет несколько недостатков.Currently, the cover lens is usually attached to the protective body by gluing. However, gluing has several disadvantages.

Во-первых, способом нанесения необходимо идеально управлять во избежание отсоединения или утечки в течение серийного срока службы продукта. Должны контролироваться температура и влажность воздуха окружающей среды. Также необходимо наносить адгезионную грунтовку на стекло, а также на пластик. Нанесение клея должно осуществляться автоматизированной машиной для обеспечения постоянного объема материала. Чрезмерное количество клея приведет к избытку клея при нанесении на стекло, с другой стороны, недостаточное количество клея вызовет утечки в корпусе.First, the application method must be perfectly controlled to avoid detachment or leakage during the serial life of the product. Ambient temperature and humidity must be controlled. It is also necessary to apply an adhesive primer to glass as well as plastic. The application of the adhesive should be done by an automated machine to ensure a constant volume of material. Excessive amount of glue will cause excess glue when applied to the glass, on the other hand, insufficient amount of glue will cause leaks in the body.

В таком случае имеется риск загрязнения защитного корпуса вследствие образования нити клея соплом машины и пластиковой покрывающей линзы из-за вязкости. Как только клей нанесен, имеется временной интервал для расположения стекла, иначе клей станет слишком твердым. Это также может засорить сопло машины. Поэтому не рекомендуется использовать валики для склеивания слишком малого диаметра.In this case, there is a risk of contamination of the protective housing due to the formation of glue threads by the machine nozzle and the plastic covering lens due to viscosity. Once the adhesive is applied, there is a time window to position the glass, otherwise the adhesive will become too hard. This can also clog the machine nozzle. Therefore, it is not recommended to use gluing rollers with a diameter that is too small.

Другой проблемой при использовании клея является то, что завершение отверждения требует много времени. Обычно полимеризация всего объема клея занимает от нескольких часов до нескольких дней. Поэтому это предполагает наличие буферного запаса между местом производства и доставкой.Another problem with using glue is that it takes a long time to complete curing. Typically, polymerization of the entire volume of glue takes from several hours to several days. Therefore, this assumes a buffer stock between the production site and delivery.

Последней проблемой эстетического порядка является наличие зазора между стеклом и пластиковым корпусом. Размеры 2 элементов могут различаться в зависимости от способа резки стекла и впрыска пластика, 2 части имеют такой размер, чтобы обеспечить 100-процентную уверенность в том, что одна вставляется в другую. Поэтому будет разрезаться стекло меньшего размера, чем вырез корпуса.The last aesthetic problem is the presence of a gap between the glass and the plastic body. The dimensions of the 2 pieces may vary depending on how the glass is cut and the plastic is injected, the 2 pieces are sized to ensure 100% confidence that one will fit into the other. Therefore, the glass will be cut smaller than the body cutout.

Таким образом, существует потребность в покрывающей линзе для защиты устройств измерения параметров LiDAR от внешнего разрушения и в том, чтобы она была съемной на случай повреждения стеклянной покрывающей линзы.Thus, there is a need for a cover lens to protect LiDAR measurement devices from external damage and to be removable in case the glass cover lens is damaged.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Настоящее изобретение относится к устройству обнаружения, содержащему:The present invention relates to a detection device comprising:

(a) устройство измерения параметров LiDAR;(a) LiDAR measurement device;

(b) корпус, включающий указанное устройство измерения параметров LiDAR; и (c) по меньшей мере одну покрывающую линзу, имеющую по меньшей мере часть, изготовленную из по меньшей мере одного листа стекла, имеющего коэффициент поглощения меньше чем 5 м^-1 в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм, предпочтительно в диапазоне от 750 до 1050 нм, более предпочтительно в диапазоне от 750 до 950 нм, причем указанная покрывающая линза прикреплена к защитному корпусу.(b) a housing including said LiDAR measurement device; and (c) at least one cover lens having at least a portion made of at least one sheet of glass having an absorption coefficient of less than 5 m ^-1 in the wavelength range from 750 to 1650 nm, preferably in the range from 750 up to 1050 nm, more preferably in the range from 750 to 950 nm, said covering lens being attached to the protective housing.

Согласно настоящему изобретению по меньшей мере одна покрывающая линза инкапсулирована.According to the present invention, at least one cover lens is encapsulated.

Настоящее изобретение также относится к применению съемной покрывающей линзы, изготовленной из по меньшей мере одного листа стекла, имеющего коэффициент поглощения меньше чем 5 м^-1 в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм, предпочтительно в диапазоне от 750 до 1050 нм, более предпочтительно в диапазоне от 750 до 950 нм, для защиты устройства измерения параметров LiDAR от внешнего разрушения.The present invention also relates to the use of a removable cover lens made from at least one sheet of glass having an absorption coefficient of less than 5 m ^-1 in the wavelength range from 750 to 1650 nm, preferably in the range from 750 to 1050 nm, more preferably in range from 750 to 950 nm, to protect the LiDAR measurement device from external damage.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления устройства LiDAR, содержащего инкапсулированную стеклянную покрывающую линзу, прикрепленную к защитному корпусу.The present invention also relates to a method for making a LiDAR device comprising an encapsulated glass cover lens attached to a protective housing.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Прилагаемые чертежи приведены для обеспечения дальнейшего понимания и включены в настоящее описание и составляют его часть. В графических материалах чертежей проиллюстрированы один или более вариантов осуществления и вместе с подробным описанием служат для объяснения принципов и операций различных вариантов осуществления. Таким образом, настоящее изобретение станет более понятным из нижеследующего подробного описания во взаимосвязи с прилагаемыми чертежами, на которых:The accompanying drawings are provided to provide further understanding and are incorporated into and form a part of this specification. The drawings illustrate one or more embodiments and, together with the detailed description, serve to explain the principles and operations of the various embodiments. The present invention will therefore be better understood from the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1а и 1b схематически представлено устройство LiDAR согласно известному уровню техники согласно иллюстративному варианту осуществления;in fig. 1a and 1b schematically illustrate a prior art LiDAR device according to an exemplary embodiment;

На фиг. 2 схематически представлено устройство LiDAR согласно иллюстративному варианту осуществления;In fig. 2 is a schematic diagram of a LiDAR device according to an exemplary embodiment;

На фиг. 3а и 3b схематически представлено устройство LiDAR согласно другому иллюстративному варианту осуществления.In fig. 3a and 3b schematically illustrate a LiDAR device according to another exemplary embodiment.

- 2 043683- 2 043683

Подробное описаниеDetailed description

Устройство обнаружения согласно настоящему изобретению содержит устройство измерения параметров LiDAR и защитный корпус, включающий указанное устройство измерения параметров LiDAR. Защитный корпус содержит по меньшей мере покрывающую линзу, причем по меньшей мере часть покрывающей линзы изготовлена из по меньшей мере одного листа стекла, имеющего коэффициент поглощения меньше чем 5 м^-1 в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм, причем указанная по меньшей мере одна покрывающая линза прикреплена к защитному корпусу.The detection device according to the present invention includes a LiDAR parameter measuring device and a protective housing including said LiDAR parameter measuring device. The protective housing includes at least a covering lens, wherein at least a portion of the covering lens is made of at least one sheet of glass having an absorption coefficient of less than 5 m ^-1 in the wavelength range from 750 to 1650 nm, wherein said at least one the covering lens is attached to the protective housing.

Согласно одному варианту осуществления покрывающая линза, прикрепленная к защитному корпусу, представляет собой съемную покрывающую линзу. Инкапсулированная покрывающая линза может быть прикреплена к защитному корпусу посредством механических обратимых крепежных средств.In one embodiment, the cover lens attached to the protective housing is a removable cover lens. The encapsulated cover lens may be attached to the protective housing via mechanical reversible fasteners.

Механические крепежные средства могут включать крепежные элементы, расположенные в периферийной области покрывающей линзы вне поля обзора устройства LiDAR. Крепежные элементы могут содержать первые элементы, связанные с внутренней поверхностью покрывающей линзы посредством, например, взаимодополняющих элементов, составляющих часть защитного корпуса или прикрепленных к нему путем инкапсулирования. Механические взаимодополняющие элементы крепления предпочтительно являются обратимыми, могут включать узел соединения на защелках, штыковой или резьбовой узел и т.п. Преимущество обратимых крепежных средств состоит в том, что покрывающую линзу можно извлечь и заменить или отремонтировать в случае повреждения.Mechanical fasteners may include fasteners located in a peripheral region of the cover lens outside the field of view of the LiDAR device. The fastening elements may comprise first elements associated with the inner surface of the covering lens by, for example, complementary elements forming part of the protective housing or attached to it by encapsulation. The mechanical complementary fasteners are preferably reversible and may include a snap fastener, a bayonet or threaded fastener, or the like. The advantage of reversible fasteners is that the cover lens can be removed and replaced or repaired if damaged.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения покрывающая линза инкапсулирована в металлический или пластиковый каркас с образованием узла. Узел затем прикреплен к защитному корпусу посредством механических крепежных средств, которые могут включать крепежные элементы, расположенные в периферийной области покрывающей линзы вне поля обзора устройства LiDAR. Крепежные элементы могут содержать первые элементы, связанные с внутренней поверхностью покрывающей линзы посредством, например, взаимодополняющих элементов, составляющих часть защитного корпуса или прикрепленных к нему путем инкапсулирования. Механические взаимодополняющие элементы крепления предпочтительно являются обратимыми, могут включать узел соединения на защелках, штыковой или резьбовой узел и т.п. Преимущество обратимых крепежных средств состоит в том, что покрывающую линзу можно извлечь и заменить или отремонтировать в случае повреждения.According to one embodiment of the present invention, the cover lens is encapsulated in a metal or plastic frame to form an assembly. The assembly is then attached to the protective housing via mechanical fasteners, which may include fasteners located in a peripheral region of the cover lens outside the field of view of the LiDAR device. The fastening elements may comprise first elements associated with the inner surface of the covering lens by, for example, complementary elements forming part of the protective housing or attached to it by encapsulation. The mechanical complementary fasteners are preferably reversible and may include a snap fastener, a bayonet or threaded fastener, or the like. The advantage of reversible fasteners is that the cover lens can be removed and replaced or repaired if damaged.

Таким образом, в предложенном решении, если повреждена покрывающая линза, можно заменить только покрывающую линзу, поскольку покрывающая линза находится далеко от LiDAR, что эффективно защищает сам LiDAR, то есть его компоненты, такие как датчики, лучи. Кроме того, предусмотрена стойкость, достаточная для того, чтобы исключить влияние на LiDAR, если покрывающая линза повреждена.Thus, in the proposed solution, if the cover lens is damaged, only the cover lens can be replaced because the cover lens is far away from the LiDAR, which effectively protects the LiDAR itself, that is, its components such as sensors, beams. In addition, durability is provided to ensure that LiDAR is not affected if the cover lens is damaged.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна покрывающая линза может дополнительно содержать прозрачную стенку. Вторая прозрачная стенка может быть оптически связана или не связана с покрывающей линзой (например, с мягким материалом, соответствующим показателю преломления покрывающей линзы), и ожидается, что она обеспечит ту же самую функцию. Прозрачная стенка может быть отделена от покрывающей линзы пространством для улучшения защиты компонентов устройства LiDAR (датчиков, лучей ...). Покрывающая линза и лист прозрачной стенки затем инкапсулированы, например, в каркас, изготовленный из металлического каркаса и мягкого материала. Каркас, содержащий два листа стекла, затем прикреплен посредством обратимых крепежных средств к защитному корпусу.According to one embodiment of the present invention, the at least one cover lens may further comprise a transparent wall. The second transparent wall may or may not be optically coupled to the cover lens (eg, a soft material matching the refractive index of the cover lens) and is expected to provide the same function. The transparent wall can be separated from the covering lens by a space to improve the protection of the LiDAR device components (sensors, beams...). The cover lens and the transparent wall sheet are then encapsulated, for example, in a frame made of a metal frame and a soft material. The frame, containing two sheets of glass, is then attached by reversible fasteners to the protective housing.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения покрывающая линза устройства обнаружения инкапсулирована в мягкий материал, причем мягкий материал окружает периферию покрывающей линзы.According to one embodiment of the present invention, the cover lens of the detection device is encapsulated in a soft material, the soft material surrounding the periphery of the cover lens.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения покрывающая линза инкапсулирована с защитным корпусом с образованием единого целого.According to one embodiment of the present invention, the cover lens is encapsulated with the protective housing to form a single unit.

Благодаря настоящему изобретению обеспечивается уплотнение (герметичность) между покрывающей линзой и защитным корпусом. Кроме того, улучшаются эстетические характеристики LiDAR, поскольку покрывающая линза может быть заподлицо с краями защитного корпуса.The present invention provides a seal between the cover lens and the protective housing. Additionally, the aesthetics of LiDAR are improved because the cover lens can be flush with the edges of the protective housing.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения материал, используемый для инкапсулирования покрывающей линзы в защитный корпус, выбран из PVC, ТРЕ или PU. Таким образом, устранены или по меньшей мере в значительной степени уменьшены почти все проблемы со связыванием/приклеиванием.According to one embodiment of the present invention, the material used to encapsulate the cover lens in the protective housing is selected from PVC, TPE or PU. Almost all bonding/bonding problems are thus eliminated or at least greatly reduced.

Согласно настоящему материалу мягкий материал может представлять собой термопластичный полимер, такой как полипропилен, термопластичные эластомеры (ТРЕ), такие как олефиновые термопластичные эластомеры (ТРО), полиуретан, полиамид или мягкий поливинилхлорид, силикон или подобные материалы, или любой материал, подходящий для реактивного впрыскивания под давлением.According to the present material, the soft material may be a thermoplastic polymer such as polypropylene, thermoplastic elastomers (TPE) such as olefin thermoplastic elastomers (TPO), polyurethane, polyamide or soft polyvinyl chloride, silicone or the like, or any material suitable for reactive injection under pressure.

Путем применения способа инкапсулирования легче управлять температурой формы для впрыска под давлением и материала, поскольку они связаны с параметрами пресса. Можно также хорошо управлять объемом впрыскиваемого материала и контролировать его для обеспечения хорошего инкапсулиро- 3 043683 вания. Поскольку впрыск осуществляют в полость инструмента, не существует риска избытка или утечки материала. Для адгезии между стеклом и пластиком, но не 2 пластиками, может быть использована грунтовка.By applying the encapsulation method, it is easier to control the temperature of the injection mold and the material since they are related to the parameters of the press. The volume of injected material can also be well controlled and controlled to ensure good encapsulation. Since the injection is carried out into the tool cavity, there is no risk of excess or leakage of material. For adhesion between glass and plastic, but not 2 plastics, a primer can be used.

Благодаря самому способу впрыска пластика нет необходимости выдерживать время ожидания для приклеивания.Thanks to the plastic injection method itself, there is no waiting time for gluing.

Если не считать время охлаждения материала, которое составляет несколько минут на открытом воздухе, часть можно отправлять непосредственно клиенту.Apart from the cooling time of the material, which is a few minutes in the open air, the part can be sent directly to the customer.

Что касается эстетических характеристик, инкапсулирование компенсирует резку стекла и допуски на форму для пластикового корпуса. Кроме того, покрывающая линза может быть заподлицо с защитным корпусом.In terms of aesthetics, encapsulation compensates for glass cutting and shape tolerances for the plastic housing. In addition, the cover lens may be flush with the protective housing.

В случае инкапсулирования по меньшей мере одной покрывающей линзы непосредственно в защитный корпус с образованием в таком случае единого целого сначала впрыскивают мягкий материал. Затем по достижении местоположения стекла материал, подлежащий впрыску, впрыскивают в полость, образованную между 2 частями. Этот способ выполняют под высоким давлением. Способ является безопасным для идеального заполнения этой области и поэтому в значительной степени улучшает герметичность и адгезию между стеклом и корпусом. Снаружи между разными элементами, то есть покрывающей линзой и защитным корпусом, может быть получен вид идеально заподлицо.In the case of encapsulating at least one covering lens directly into the protective housing to form a single unit, soft material is first injected. Then, upon reaching the glass location, the material to be injected is injected into the cavity formed between the 2 parts. This method is performed under high pressure. The method is safe to perfectly fill this area and therefore greatly improves the tightness and adhesion between the glass and the body. From the outside, a perfectly flush appearance can be achieved between the different elements, i.e. the covering lens and the protective housing.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения покрывающая линза может быть снабжена грунтовкой для адгезии между твердым материалом и материалом для инкапсулирования.According to one embodiment of the present invention, the covering lens may be provided with a primer for adhesion between the solid material and the encapsulation material.

Устройство измерения параметров LiDAR согласно настоящему изобретению (также обозначаемое как Lidar, LIDAR или LADAR - которое является сокращением от Light Detection And Ranging (обнаружение и определение дальности с помощью света)) представляет собой технологию, которая измеряет расстояние посредством освещения цели инфракрасным (ИК) лазерным светом и измеряет отраженные импульсы с помощью датчика. Расстояние до цели определяется посредством регистрации времени между переданными и рассеянными обратно импульсами и посредством использования скорости света для расчета пройденного расстояния. Затем его можно использовать для создания цифровых трехмерных изображений цели.The LiDAR measurement device of the present invention (also referred to as Lidar, LIDAR or LADAR - which is short for Light Detection And Ranging) is a technology that measures distance by illuminating a target with an infrared (IR) laser light and measures the reflected pulses using a sensor. The distance to the target is determined by recording the time between the transmitted and backscattered pulses and by using the speed of light to calculate the distance traveled. It can then be used to create digital 3D images of the target.

LiDAR имеют широкий спектр областей применения, которые могут быть воздушного или наземного типов. Для этих разных типов областей применения требуются сканеры с различными техническими характеристиками в зависимости от назначения данных, размера области, подлежащей захвату, необходимого диапазона измерений, стоимости оборудования и т.д.LiDARs have a wide range of applications, which can be airborne or ground based. These different types of applications require scanners with different specifications depending on the purpose of the data, the size of the area to be captured, the required measurement range, the cost of the equipment, etc.

В целом, устройство измерения параметров LiDAR представляет собой оптоэлектронную систему, которая состоит из нескольких основных компонентов: (1) по меньшей мере лазерного передатчика. Предпочтительно, чтобы лазерный передатчик устройства измерения параметров LiDAR согласно настоящему изобретению передавал в основном в инфракрасном диапазоне длины волн от 700 нм до 1 мм, предпочтительно в ближнем инфракрасном диапазоне длины волн от 780 нм до 3 мкм, более предпочтительно в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм; (2) по меньшей мере приемника, содержащего светособиратель (телескоп или другую оптику). Доступны несколько технологий сканирования, такие как двойные колеблющиеся плоские зеркала, комбинация с многоугольными зеркалами и сканерами с двумя измерительными осями. Оптические варианты влияют на угловое разрешение и диапазон, которые могут быть обнаружены. Дырочное зеркало или светоделитель могут использоваться в качестве светособирателей; (3) по меньшей мере фотодетектора, который преобразует свет в электрический сигнал; и сигнала цепи электронной обработки, который извлекает запрашиваемую информацию.In general, a LiDAR measurement device is an optoelectronic system that consists of several main components: (1) at least a laser transmitter. It is preferable that the laser transmitter of the LiDAR measurement device according to the present invention transmits primarily in the infrared wavelength range from 700 nm to 1 mm, preferably in the near-infrared wavelength range from 780 nm to 3 µm, more preferably in the wavelength range from 750 to 3 µm. 1650 nm; (2) at least a receiver containing a light collector (telescope or other optics). Several scanning technologies are available, such as double oscillating plane mirrors, combination with polygonal mirrors and dual-axis scanners. Optical variations affect the angular resolution and range that can be detected. A hole mirror or beam splitter can be used as light collectors; (3) at least a photodetector that converts light into an electrical signal; and a signal electronic processing circuit that extracts the requested information.

Предпочтительно устройство измерения параметров LiDAR, подлежащее использованию в настоящем изобретении, представляет собой устройство измерения параметров LiDAR нового поколения, основанное на сканирующем, вращающемся, мигающем или твердотельном LiDAR. Сканирующие или вращающиеся LiDAR используют движущиеся лазерные лучи, в то время как мигающий и твердотельный LiDAR излучает световые импульсы, которые отражаются от объектов.Preferably, the LiDAR measurement device to be used in the present invention is a new generation LiDAR measurement device based on scanning, rotating, flashing or solid-state LiDAR. Scanning or rotating LiDARs use moving laser beams, while flashing and solid-state LiDARs emit pulses of light that bounce off objects.

Защитный корпус может быть изготовлен из любого обычного материала, известного для изготовления защитного корпуса, например, любого подходящего металлического материала (алюминий, и т.д.), пластмассового материала (PVC, PVC, покрытого полиэстером, полипропилена HD, полиэтилена и т.д.), непроницаемого и/или прозрачного, и их комбинаций. Форма корпуса обычно будет связана с формой устройства измерения параметров LiDAR для лучшей защиты. Устройства измерения параметров LiDAR могут содержать несколько разных частей, которые могут быть зафиксированы или могут вращаться. Форма обычных LiDAR относится к грибовидным устройствам, которые выступают на платформе, на которой они расположены.The protective housing may be made from any conventional material known for making protective housing, for example, any suitable metal material (aluminium, etc.), plastic material (PVC, polyester coated PVC, HD polypropylene, polyethylene, etc. .), opaque and/or transparent, and combinations thereof. The shape of the housing will usually be related to the shape of the LiDAR measurement device for better protection. LiDAR measurement devices can contain several different parts that can be fixed or can be rotated. The shape of conventional LiDARs refers to the mushroom-shaped devices that protrude from the platform on which they are located.

Защитный корпус будет содержать по меньшей мере одну покрывающую линзу. Корпус может содержать две покрывающие линзы, из которых одна предназначена для излучения, а другая предназначена для отражения, или более.The protective housing will contain at least one covering lens. The housing may include two cover lenses, one for emission and one for reflection, or more.

Во избежание сомнений, видимый свет определяется как имеющий длины волн в диапазоне от 400 до 700 нм.For the avoidance of doubt, visible light is defined as having wavelengths in the range of 400 to 700 nm.

Согласно настоящему изобретению лист стекла имеет коэффициент поглощения меньше чем 5 м^-1 в диапазоне длин волн от 750 до 1650 нм. Для числового выражения низкого поглощения листа стекла вAccording to the present invention, the glass sheet has an absorption coefficient of less than 5 m ^-1 in the wavelength range from 750 to 1650 nm. To numerically express the low absorption of a glass sheet in

- 4 043683 инфракрасном диапазоне, в настоящем описании, коэффициент поглощения используется в диапазоне длин волн от 750 до 1650 нм. Коэффициент поглощения определяется отношением поглощения к длине оптического пути, пройденного электромагнитным излучением в заданной окружающей среде. Его выражают в м^-1. Следовательно, он независим от толщины материала, но он зависит от длины волн поглощаемого излучения и химической природы материала.- 4 043683 infrared range, in the present description, the absorption coefficient is used in the wavelength range from 750 to 1650 nm. The absorption coefficient is determined by the ratio of absorption to the length of the optical path traveled by electromagnetic radiation in a given environment. It is expressed in m ^-1 . Therefore, it is independent of the thickness of the material, but it depends on the wavelength of the radiation absorbed and the chemical nature of the material.

В случае стекла коэффициент (μ) поглощения при выбранной длине волны λ можно рассчитать с использованием измеренного показателя (Т) пропускания, а также показателя п преломления материала (thick = толщина), при этом значения n, ρ и Т зависят от выбранной длины волны λ:In the case of glass, the absorption coefficient (μ) at a selected wavelength λ can be calculated using the measured transmittance (T) as well as the refractive index n of the material (thick = thickness), with the values of n, ρ and T depending on the selected wavelength λ :

μ = --—-.bl thickμ = --—-.bl thick

2.Т.Р² где p=(n-1)²/(n+1)².2.Т.Р ² where p=(n-1) ² /(n+1) ² .

Лист стекла согласно настоящему изобретению предпочтительно имеет коэффициент поглощения в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм, обычно используемом в оптических технологиях, относящихся к настоящему изобретению, очень низкий по сравнению с обычными стеклами (как упомянутое прозрачное стекло, для которого такой коэффициент составляет приблизительно порядка 30 м^-1). В частности, лист стекла согласно настоящему изобретению имеет коэффициент поглощения в диапазоне длины волн от 750 до 1650 нм меньше чем 5 м^-1.The glass sheet according to the present invention preferably has an absorption coefficient in the wavelength range from 750 to 1650 nm, commonly used in the optical technologies related to the present invention, very low compared to conventional glasses (such as the mentioned clear glass, for which such coefficient is approximately on the order of 30 m ^-1 ). In particular, the glass sheet according to the present invention has an absorption coefficient in the wavelength range from 750 to 1650 nm of less than 5 m ^-1 .

Лист стекла хорошо описан, например, в патентной заявке WO 2019030106. Составы стекла, описанные в документе WO 2019030106, включены в настоящий документ посредством ссылки.A sheet of glass is well described, for example, in patent application WO 2019030106. The glass compositions described in WO 2019030106 are incorporated herein by reference.

В дополнение к своему базовому составу стекло может содержать другие компоненты, адаптированные в соответствии с природой и величиной необходимого эффекта.In addition to its basic composition, glass may contain other components adapted according to the nature and magnitude of the desired effect.

Решение, предложенное в настоящем изобретении для получения очень прозрачного стекла в ближнем инфракрасном (ИК) излучении, которое слабо влияет или не влияет на его эстетические свойства или его цвет, заключается в объединении в составе стекла небольшого количества железа и хрома в диапазоне конкретного содержимого.The solution proposed in the present invention for obtaining very clear glass in near-infrared (IR) radiation, which has little or no effect on its aesthetic properties or its color, is to combine small amounts of iron and chromium within the glass composition within a specific content range.

Такие составы стекла, сочетающие низкие уровни железа и хрома, показали особенно хорошие характеристики в отношении пропускания инфракрасного излучения и проявляют высокую прозрачность в видимом и малозаметном оттенке, сходные со стеклом, называемым сверхпрозрачным.Such glass compositions, combining low levels of iron and chromium, have shown particularly good infrared transmission properties and exhibit high transparency in visible and subtle shades, similar to glass called ultra-clear glass.

Согласно настоящему изобретению лист стекла покрывающей линзы внутри защитного корпуса может иметь форму плоских листов или может быть изогнутым.According to the present invention, the glass sheet of the cover lens inside the protective housing may be in the form of flat sheets or may be curved.

Может быть преимущественным добавление одной или нескольких полезных функциональных возможностей к листу стекла покрывающей линзы согласно настоящему изобретению, как описано в патентной заявке WO 2019030106.It may be advantageous to add one or more useful functionality to the glass sheet of the cover lens according to the present invention, as described in patent application WO 2019030106.

Прежде чем вернуться к фигурам, на которых подробно проиллюстрированы иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что настоящая изобретательская технология не ограничивается подробностями или методологией, изложенной в подробном описании или проиллюстрированной на фигурах. Например, как будет понятно специалистам в данной области техники, признаки и свойства, связанные с вариантами осуществления, показанными на одной из фигур или описанными в тексте, относящемся к одному из вариантов осуществления, вполне могут быть применены к другим вариантам осуществления, показанным на другой из фигур или описанным в других местах текста.Before returning to the figures in which illustrative embodiments are illustrated in detail, it should be understood that the present inventive technology is not limited to the details or methodology set forth in the detailed description or illustrated in the figures. For example, as those skilled in the art will appreciate, features and properties associated with the embodiments shown in one of the figures or described in the text associated with one of the embodiments may well be applied to other embodiments shown in another of the figures. figures or described elsewhere in the text.

Со ссылкой на фиг. 1а, на которой схематически представлено устройство LiDAR согласно известному уровню техники, устройство 1 обнаружения состоит из устройства 2 измерения параметров LiDAR, включая оптические компоненты, такие как, например, отражатели, расщепитель луча и оптические датчики (не показаны). Согласно иллюстративному варианту осуществления устройство 2 измерения параметров LiDAR защищено защитным корпусом 3. Предоставлена стеклянная покрывающая линза 4 (или пластиковая покрывающая линза), образующая стенку или окно, окружающее оптические компоненты или примыкающее к ним. В ходе работы свет может проходить через стеклянную покрывающую линзу 4 к оптическим компонентам устройства 2 измерения параметров LiDAR и/или от них. В уровне техники стеклянная покрывающая линза (или пластиковая покрывающая линза) прикреплена без возможности отсоединения к защитному корпусу устройства 2 измерения параметров LiDAR. Обычно покрывающая линза прикреплена путем приклеивания с помощью клея 5 покрывающей линзы к защитному корпусу. Таким образом, когда покрывающая линза повреждена, должен быть полностью заменен LiDAR, что приводит к чрезмерным затратам.With reference to FIG. 1a, which schematically shows a LiDAR device according to the prior art, the detection device 1 consists of a LiDAR measurement device 2 including optical components such as, for example, reflectors, a beam splitter and optical sensors (not shown). According to an exemplary embodiment, the LiDAR measurement device 2 is protected by a protective housing 3. A glass cover lens 4 (or a plastic cover lens) is provided defining a wall or window surrounding or adjacent to the optical components. During operation, light may pass through the glass cover lens 4 to and/or from the optical components of the LiDAR measurement device 2. In the prior art, a glass cover lens (or a plastic cover lens) is permanently attached to the protective housing of the LiDAR measurement device 2. Typically, the cover lens is attached by gluing the cover lens to the protective body with adhesive 5. Thus, when the cover lens is damaged, the LiDAR must be completely replaced, resulting in excessive costs.

На фиг. 1b также представлен известный уровень техники в стандартной секции приклеенной покрывающей линзы 4 на защитном корпусе 3. Как показано на фиг. 1b, между стеклянной покрывающей линзой 4 и пластиковым защитным корпусом 3 присутствует зазор 6, что является существенным для компенсации допусков разных способов изготовления. Поэтому можно увидеть, что снаружи защитного корпуса 3 этот зазор является идеально видимым. В дополнение к этому, при расположении стеклянной покрывающей линзы 4 существует риск того, что клей 5 будет перетекать либо за пределы корпуса 3, либо также внутрь, что будет также означать то, что стеклянная покрывающая линза 4 не касается ограничителя и что она поэтому неправильно расположена.In fig. 1b also shows the prior art in a standard section of an adhesive cover lens 4 on the protective body 3. As shown in FIG. 1b, there is a gap 6 between the glass cover lens 4 and the plastic protective housing 3, which is essential to compensate for tolerances of different manufacturing methods. It can therefore be seen that from the outside of the protective housing 3 this gap is perfectly visible. In addition to this, when positioning the glass cover lens 4 there is a risk that the adhesive 5 will flow either outside the housing 3 or also into the inside, which would also mean that the glass cover lens 4 is not touching the stopper and that it is therefore not positioned correctly .

--

Claims

In fig. 2 shows one embodiment of the present invention. In fig. 2 is a schematic representation of the encapsulation of a glass cover lens 4 directly into a protective housing 3. The cover lens 4 and the protective housing are thus integral. Manufacturing the protective body 3 containing the parameter measurement system (not shown) can be carried out in the same way as encapsulating the glass cover lens 4 into the protective body 3. In the case of encapsulation, the plastic protective body 3 is first injected with a suitable material. Then, at the level of the position of the glass cover lens 4, an encapsulation material in the form of, for example, a soft material is injected into the cavity formed between the glass cover lens 4 and the protective body 3. Since this method is carried out under high pressure, it is safe to perfectly fill this area and therefore greatly improves the sealing and adhesion between glass and body. The exterior between the different elements achieves a perfectly flush appearance.

In fig. 3a and b show one embodiment according to the present invention, wherein the cover lens 4 is first encapsulated in a frame 7 made of metal and soft material, or encapsulated in a soft material to form an assembly 8. The assembly 8 is then attached to the protective housing 3 by means of reversible fastenings means 9 such as screws, glue rollers or any suitable material. Thus, if the cover lens 4 is damaged, for example due to a stone impact, only the glass cover lens 4 needs to be replaced and not the entire detection device 1, resulting in lower costs if the LiDAR is damaged. In such a case, the cover lens is a removable and replaceable cover lens 4.

In fig. 3b, the covering lens 4 is additionally protected by a transparent wall 10 having properties that enable connection with the covering lens 4 and operation with the parameter measurement system 2, i.e. component of the detection device 1. The transparent wall 10 is attached to the cover lens by encapsulating it in a frame 7 made of metal or made of metal or plastic. The transparent wall 10 is positioned towards the environment to better protect the cover lens 4 and hence the detection device from aggressive external influences such as stone impact. The assembly 8 formed by the transparent wall 10, the glass cover lens 4 and the frame 7 is then attached to the protective housing by means of reversible fastening means, which allows for easy replacement of the transparent wall 10 and/or cover lens 4. With respect to the embodiment described in FIG. 3a, the reversible fastening means may be screws, adhesive beads, or any suitable material well known to one skilled in the art.

According to the present invention, the LiDAR device can be placed in any vehicle such as a car, van, truck, airplane, train, helicopter, and the LiDAR device can be placed on the bumper, trims, roof.

CLAIM

1. Remote device (1) for measuring parameters based on infrared radiation, containing:

a) device (2) for measuring LiDAR parameters;

b) a protective housing (3) including said device (2) for measuring LiDAR parameters;

c) at least one covering lens (4) made from at least one sheet of glass having an absorption coefficient of less than 5 m ^-1 in the wavelength range from 750 to 1650 nm, said covering lens (4) being attached to the protective housing, characterized in that the peripheral region of the covering lens (4), outside the field of view of the LiDAR device, is encapsulated.

2. Device (1) according to claim 1, characterized in that said covering lens (4) is a removable covering lens.

3. Device (1) according to any one of claims 1 or 2, characterized in that said covering lens (4) is encapsulated in a metal or plastic frame (7) to form a unit (8).

4. Device (1) according to claim 3, characterized in that said unit (8) is attached to the protective housing by means of reversible fastening means.

5. Device (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the covering lens (4) is encapsulated in a soft material, the soft material surrounding the periphery of the covering lens (4).

6. Device (1) according to claim 5, characterized in that the covering lens (4) is attached to the protective body by encapsulation to form a single unit.

7. Device (1) according to any of the previous paragraphs, characterized in that the detection device (1) is located on the vehicle, for example on a bumper, trim, roof.

8. Device (1) according to any of the previous paragraphs, characterized in that the LiDAR measuring device is a scanning, rotating, flashing or solid-state LiDAR device capable of three-dimensional display of data and emitting a laser beam with a wavelength in the range from 750 to 1650 nm.

-