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Optisches Sensorsystem für die Frontscheibe

Einen optischen Sensor für die Frontscheibe haben nun Fraunhofer-Forscher entwickelt. Er soll Nebel von Dämmerlicht unterscheiden können, wie die Fraunhofer-Gesellschaft erklärt. Das Sensorsystem, das die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin im Projekt der Europäischen Union namens Adose gemeinsam mit Centro Ricerche Fiat und dem Chiphersteller ST Microelectronics entwickelt haben, soll sich auch für Autos der Mittelklasse und für Kleinwagen preiswert fertigen lassen.

"Unser multifunktionales System besteht aus einer kompletten Kamera, zwei mit Fresnel-Linsen ausgestatteten Sensoren zum Detektieren von Lichtsignalen und einer Infrarot-LED. Da Nebel und Dämmerung optisch identische Spektren aufweisen können, ist es schwierig, diese beiden Lichtphänomene voneinander zu unterscheiden. Deshalb sendet die Infrarot-LED Lichtwellen aus, die bei Nebel zurückgestreut werden, nicht aber bei Dämmerlicht", erläutert Dr.-Ing. Henning Schröder, Gruppenleiter am IZM. "Besonders diffizil ist es, das Lichtsignal aus einem weiten Öffnungswinkel einzufangen, zu bündeln und über die Leiterplatte auf die vier Ecken des Kamerachips zu leiten. Denn die Mitte des Chips ist für die Aufnahme des Kamerabilds reserviert", so Schröder. Um dies zu ermöglichen, haben der Forscher und sein Team im Heißprägeverfahren Lightpipes entwickelt. Das sind hohle, verspiegelte Röhrchen, die das Lichtsignal sogar um bis zu 90 Grad umlenken können, heißt es. Bislang seien Lichtleitfasern für die Signalübertragung verwendet worden. Diese würden jedoch bei geringen Biegeradien brechen, seien teuer und müssten in aufwändiger Handarbeit montiert werden.

"Mit den Lightpipes ist es uns gelungen, die optische Signalübertragung effizienter zu gestalten, das komplette System zu verkleinern und somit die Kosten zu senken", erläutert Schröder. Durch die Heißprägung sollen sich mehrere optische Kanäle in einem Durchgang fertigen lassen. Die Montage werde deutlich vereinfacht. Zudem soll das System der IZM-Wissenschaftler skalierbar sein. Es lasse sich um weitere Lightpipes erweitern, beispielsweise um etwa Sonneneinstrahlung zu erfassen.

Die Experten vom IZM haben nicht nur die Lightpipes, sondern auch die Fresnel-Linsen entwickelt, erklärt die Fraunhofer-Gesellschaft. Zudem zeichnen sie für das Design des Sensormoduls verantwortlich, das per Rapid Prototyping realisiert wurde, heißt es. Ein Prototyp des Sensormoduls liege bereits vor. Centro Ricerche Fiat prüfe ihn derzeit in einem ersten Feldtest.
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