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Innovative LiDAR-Technologien: Module und Komponenten für LiDAR-Sensoren

Delivering the Power of Light – Für mehr Effizienz, Sicherheit und Autonomie

LiDAR Drohne
LiDAR-Sensoren sind eine Schlüsseltechnologie der Zukunft für hochautomatisiertes, vollautomatisiertes und autonomes Fahren sowie weitere automatisierte Prozesse. Im Zusammenspiel mit Kameras und Radarsensoren nehmen sie das Umfeld wahr, helfen bei der Orientierung, erkennen Hindernisse, messen Abstände und sorgen so für mehr Sicherheit und Effizienz in komplexen Umgebungen – sei es auf belebten Straßen oder in automatisierten Industrieumgebungen.

Light Detection And Ranging (LiDAR) in 3D: der Schlüssel zum vollautonomen Fahren

3D-LiDAR-Sensoren liefern essentielle Informationen zur Objekterkennung und Kollisionsvermeidung, indem sie durch hunderttausende Abstandmessungen pro Sekunde ein exaktes 3D-Bild der Fahrzeug- oder Prozessumgebung erzeugen. Die Messungen erfolgen ähnlich wie bei der Geschwindigkeitsmessung per Laserpistole mittels unsichtbarem und augensicherem Laserstrahl, der von der Umgebung reflektiert und vom lichtempfindlichen Empfänger des Sensors detektiert wird. Das optische LiDAR-Verfahren ermöglicht eine höhere Orts- und Tiefenauflösung im Vergleich zu Radar-Sensoren, ist schneller und weniger rechenintensiv als Kameratechnik und ergänzt damit das Sehvermögen autonomer Fahrzeuge oder Industrieanlagen.

Hinter dem einfach klingenden LiDAR-Verfahren steckt High-Tech: das exakte Zusammenspiel von Laser, Optik und Detektor der Sende- und Empfangseinheit eines LiDAR-Sensors auf Basis von Flash-LiDAR, MEMS- oder Polygonspiegel, erfordert profundes Know-how in diesen Disziplinen. Und genau diese Kombination von Wissen und praktischer Erfahrung macht Jenoptik auf diesem Gebiet einzigartig.

Als führender Photonik-Spezialistermöglicht Jenoptik individuelle LiDAR-Sensoren für herausfordernde Anwendungen in den MärktenAutomotive, Mobility, Industrial Automation und Safety & Security.Das Angebot umfasst kundenspezifische optische und opto-elektronische Komponenten und Sub-Module für alle Arten von LiDAR-Sensoren. Machen auch Sie sich „The Power of Light“ zu Nutze!

Kundenspezifische Komponenten und Module für 3D-LiDAR-Sensoren aus einer Hand

Die präzise und effiziente Emission und Detektion von Licht ist das A und O komplexer LiDAR-Sensoren, die zunehmend auf Leistung, Zuverlässigkeit, Kompaktheit und Wirtschaftlichkeit getrimmt werden. Hier sind Spezialisten wie Jenoptik gefragt, die umfassendes Know-how entlang der photonischen Kette aus einer Hand bieten: von der Lasertechnik über Glas- und Polymeroptik, über Elektronik bis zur Montagetechnik.

Unsere kundenspezifischen Komponenten und Module auf Sender- und Empfängerebene für alle gängigen LiDAR-Systeme basieren auf mehr als 40 Jahren Erfahrung und sind individuell auf die speziellen Anforderungen unserer Kunden zugeschnitten. Als Partner unserer Kunden bieten wir lösungsorientierte Beratung, Entwicklung, Produktion und Service aus einer Hand. Unser breites Kompetenzspektrum macht uns bereits heute zu einem führenden Tier-2-Zulieferer für LiDAR-Sensor-Systemanbieter im Bereich Automotive.

Laser-Distanzsensoren (1D-LiDAR) für anspruchsvolle Anwendungen

Für Anwendungen in den Bereichen Industrial Automation und Safety & Security sind wir ein führender Anbieter von Laser-Distanzsensoren und LiDAR-Sensormodulen für anspruchsvolle Anwendungen. Wenn es auf Reichweite und Genauigkeit bei reflektorloser Messungauf schwach reflektierende, natürliche Oberflächen ankommt sind unsere Produkte gefragt. Profitieren auch Sie von unserer Erfahrung!

Zu unseren Angeboten zählen:

  • Diffusor-Optik für Flash-LiDAR-Sensoren
  • Kundenspezifische Sende- und Empfangsmodule für alle gängigen 3D-LiDAR-Sensoren (Polygon- und MEMS-Spiegel, Flash-LiDAR, etc.)

LiDAR Komponenten und Sub-Module für Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)

LiDAR Verfahren im Überblick

Das 3D LiDAR Verfahren basiert auf der Abtastung der Umgebung mittels vieler einzelner optischer Abstandsmessungen (Light Detection And Ranging), die zu einem 3D Bild („Punktwolke“) der vom LiDAR Sensor erfassten Umgebung zusammengefügt werden. Die Abstandsinformationen pro Bild werden je nach LiDAR Messverfahren sukzessive (Scanning LiDAR) oder gleichzeitig (Flash-LiDAR) erfasst.

Flash LiDAR (Non-Scanning LiDAR)

Flash-LiDAR-Sensoren beleuchten die zu erfassende Umgebung mittels eines einzelnen aufgeweiteten Laserpulses bzw. Laserstrahls. Das reflektierte Laserlicht wird auf ein Detektorarray abgebildet und die Lichtlaufzeit pro Detektorelement ausgewertet. So ergibt sich pro emittiertem Laserpuls ein komplettes 3D Bild der Umgebung. Da Flash-LiDAR Sensoren keine beweglichen Teile einsetzen, sind diese Sensoren robust, unempfindlich gegen Vibrationen und kompakt. So lassen sie sich beispielsweise gut in größeren Stückzahlen in autonome Fahrzeuge integrieren.

Quelle PPT/XLS OES

Scanning LiDAR

Scanning-LiDAR Sensoren tasten die Umgebung mit vielen einzelnen Laserpulsen ab. Hierzu wird ein kollimierter, gepulster Laserstrahl (als Punkt oder Linie) mittels einer Ablenkoptik über das zu erfassende Bildfeld gelenkt. Als Ablenkoptik werden rotierende Spiegel oder Mikro-Elektromechanische Systeme, so genannte MEMS, auf Halbleiterbasis eingesetzt. Nachteile dieser Sensoren sind Größe, Verschleiß durch bewegliche Komponenten und Herstellungskosten.

Point Scan, Quelle: PPT/XLS OES
Line Scan, Quelle: PPT/XLS OES

Komponenten und Baugruppen für 3D LiDAR Sensoren

Transmitter-Optik für LiDAR Sensoren

Polymer-Objektive von Jenoptik

Transmitter Optik

Die Transmitter-Optik hat die Aufgabe, den Laserstrahl zu formen (d.h. zu kollimieren oder aufzuweiten) und auf das zu messende Sichtfeld (FOV, Field Of View) des Sensors zu lenken. Je nach Sensortyp erzeugt die Transmitter-Optik Laserpunkte, Laserlinien oder beleuchtet das komplette Sichtfeld des Sensors. Homogenität und verzeichnungsfreie Abbildung sind Voraussetzungen für zuverlässige Messdaten des LiDAR Sensors.

Zu unseren Leistungen zählen:

  • Transmitter-Optik mit Spiegeln, Linsen, diffraktiven oder refraktiven optischen Elementen (DOE, ROE) sowie Mikrolinsen-Arrays (MLA)
  • Hybrid-Objektive. Disese kombinieren die besten Eigenschaften sphärischer, asphärischer und Freiform-Optik auf Basis von Glas oder Kunststoff (Polymere, Polycarbonate)
  • Athermale Objektive für Temperaturbereiche von -40 °C bis +110 °C
  • Optomechanisches Design kundenspezifischer Linsensysteme
  • Abbildende Optik und Kollimatoren
  • Strukturierte Laserbeleuchtung (Punkt, Linie, Fläche)

Optische Diffusoren für Flash LiDAR Sensoren

Diffractive Diffusers

Optische Diffusoren

Flash LiDAR Sensoren erfordern eine homogene, vollflächige Ausleuchtung des Sichtfeldes. Der Laserstrahl wird durch optische Diffusoren homogen aufgeweitet und auf das Sichtfeld (FOV) des LiDAR Sensors projiziert. Je nach Messgeometrie und Sensor-Typ kommen hier verschiedene Diffusoren zum Einsatz, für die wir Ihnen maßgeschneiderte Lösungen anbieten können.

Ihr Vorteil: Unsere Kompetenz in Sachen optischer Diffusoren ist so vielfältig wie einzigartig. An unseren Standorten in Deutschland und USA vereinen wir technologisches Know-How, F&E Ressourcen und diverse Produktionsverfahren von Fast Prototyping und Ultrapräzisionstechnologie über Fotolithografie bis zum Zwei-Komponenten-Spritzguss. Kurz: Jenoptik ist Ihr beratender und treibender Partner, der Ihre Herausforderungen annimmt und Ihnen mit außergewöhnlichen Lösungen zu hoch-performanten LiDAR Sensoren verhilft.

Zu unseren Leistungen zählen:

  • Diffraktive und refraktive optische Elemente (DOE, ROE)
  • Mikrolinsenarrays (MLA) und Freiformoptiken
  • Optische Komponenten aus Glas, Kunststoff/Polymer, Halbleiter auf Wafer-Basis
  • Von Ultraviolett (UV) bis zum fernen Infrarot (FIR)
  • Strukuren bis zu 0,1 µm (Glass, Wafer) oder 2 µm (Kunststoff)
  • Schnelle Prototypenfertigung durch Diamond Turning, Ultra Precision Turning, Ruling, Milling, and Fly-Cutting
  • Kostengünstige Serienproduktion per Spritzgussverfahren
  • Optische Vergütung und Beschichtungen
  • Optische Einzelkomponenten, Module und opto-mechanische Systeme

Unsere LiDAR-Sensoren und Komponenten

Vorteile

  • Einzigartige photonische Systemkompetenz: wir bündeln Erfahrung in Sachen Lasertechnik, Optik und Sensorik in einem Haus. Das macht uns zu einem einzigartigen Partner für Hersteller von LiDAR-Sensoren.
  • Kundenspezifisch: maßgeschneiderte optische Komponenten, opto-elektronische Baugruppen und Lasermodule für herausfordernde LiDAR-Anwendungen
  • Lösungsorientiert: Sie wollen sich mit Linsen und Lasern nicht auskennen müssen? Wir analysieren Ihre Anwendung und finden eine Lösung für Sie.
  • Integrierte Lösungen: komplette Technologiekette vom Design über Entwicklung, Produktion und Prüfung aus einer Hand
  • Fertigungstiefe: vom Prototypen bis zur Großserie
  • International: wir sind weltweit für Sie verfügbar

Anwendungsgebiete

  • Autonomes Fahren und Fahrerassistenzsysteme
  • Automatisierungstechnik und Industrie 4.0
  • Prozesssteuerung, Transport und Logistik
  • Sicherheits- und Verteidigungstechnik
  • Verkehrstechnik und Mobilität

Haben Sie Fragen? Unsere Experten helfen Ihnen gern!

Ihr Kontakt Laser-Distanzsensoren

Vertrieb Industriesensorik

+49 3641 65-4041

Light & Optics | North America

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