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DE102018200626A1 - Detektionsvorrichtung zur Detektion von Verschmutzungen - Google Patents

Detektionsvorrichtung zur Detektion von Verschmutzungen Download PDF

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DE102018200626A1
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DE
Germany
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coupling
light
optical element
detection device
hologram
Prior art date
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DE102018200626.1A
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English (en)
Inventor
Stefanie Mayer
Annette Frederiksen
Tobias Peterseim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Priority to CN201980019644.6A priority patent/CN111868509B/zh
Priority to EP19701058.0A priority patent/EP3740749A1/de
Priority to PCT/EP2019/050858 priority patent/WO2019141644A1/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Verschmutzungen eines optischen Elements mit einer Koppelvorrichtung, umfassend ein erstes Koppelelement zum Einkoppeln von Licht zumindest einer Wellenlänge einer Lichtquelle in das optische Element, und ein zweites Koppelelement zum Auskoppeln des eingekoppelten Lichts aus dem optischen Element, wobei zumindest eines der Koppelelemente ein Hologramm umfasst und mit einem Detektor zum Erfassen des ausgekoppelten Lichts.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Verschmutzungen auf einem optischen Element.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Sensorvorrichtung zur Detektion von Objekten mittels Licht zumindest einer Wellenlänge.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Koppelvorrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Licht.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung auf beliebige optische Elemente anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf Deckgläser, Austrittsfenster oder Covergläser beschrieben.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung auf beliebige Sensorvorrichtungen anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf LiDAR-Sensorvorrichtungen beschrieben.
  • Stand der Technik
  • Zum Schutz vor Schmutz und Wasser und zur Verkapselung können LiDAR-Sensorvorrichtungen mit einem für die jeweilige Wellenlänge transparenten Deckglas versehen werden. Auf diesem Deckglas setzen sich durch Umweltbedingungen Schmutz und Wasser ab, was den optischen Weg zur Erkennung von Objekten durch eine LiDAR-Sensorvorrichtung stört.
  • Aus der DE 10 2013 211 738 A1 ist ein Regensensor bekannt geworden. Hierbei wird elektromagnetische Strahlung über ein Einkoppelelement in ein Deckglas eingekoppelt und nach Durchqueren eines gewissen Teils des Deckglases über ein Auskoppelelement wieder aus dem Deckglas ausgekoppelt und einem Detektor zugeführt. Mittels der vom Detektor detektierten elektromagnetischen Strahlung wird auf das Vorhandensein von Tropfen auf der Oberfläche des Deckglases geschlossen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • In einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Verschmutzungen eines optischen Elements bereit mit
    • - einer Koppelvorrichtung, umfassend ein erstes Koppelelement zum Einkoppeln von Licht zumindest einer Wellenlänge einer Lichtquelle in ein optisches Element, und ein zweites Koppelelement zum Auskoppeln von Licht aus dem optischen Element, wobei zumindest eines der Koppelelemente ein Hologramm umfasst und
    • - einem Detektor zum Erfassen des ausgekoppelten Lichts.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung eine Sensorvorrichtung zur Detektion von Objekten mittels Licht zumindest einer Wellenlänge bereit, umfassend eine Objektlichtquelle zum Aussenden von Licht zumindest einer Wellenlänge in einen Objektraum, einen Objektdetektor zum Empfangen von einem Objekt reflektiertem Licht, ein als Abdeckung der Sensorvorrichtung ausgebildetes optisches Element und eine Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei die Koppelvorrichtung und die Abdeckung der Sensorvorrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Licht zusammenwirkend ausgebildet sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Koppelvorrichtung bereit, umfassend die Schritte
    • - Bereitstellen eines ersten Koppelelements zum Einkoppeln von Licht in ein optisches Element,
    • - Bereitstellen eines zweiten Koppelelements zum Auskoppeln von Licht aus dem optisches Element,
    wobei zumindest ein Koppelelement mittels Drucken oder mittels einer analogen Aufnahme eines Hologramms auf einem Trägermaterial bereitgestellt wird.
  • Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass durch die Verwendung von einem Hologramm in zumindest einem Koppelelement oder durch eine Ausbildung zumindest eines der Koppelelemente als Hologramm eine effiziente und kostengünstige Überwachung von Verschmutzungen, beispielsweise eines LiDAR Systems auf einer Schutzscheibe, Deckglas oder dergleichen, ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist die kostengünstige Herstellung sowie der geringe Bauraum im Vergleich zu bekannten Einkoppel- und Auskoppelelementen. Darüber hinaus wird eine erhöhte Flexibilität hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung und der Beugungseffizienz erreicht. Ebenso ist eine einfache Implementierung bei gleichzeitiger Robustheit der Vorrichtung möglich.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Hologramm als Volumenhologramm ausgebildet. Damit wird die Flexibilität noch weiter erhöht, denn durch die Volumenbeugung durch das Volumenhologramm kann dem zumindest einen Koppelelement noch eine vorgegebene Wellenlängen- und/oder Winkelselektivität als auch gegebenenfalls eine Filterfunktion zugeordnet werden. Abhängig von der entsprechenden Bedingung hinsichtlich Wellenlänge und/oder Winkel wird dann nur Licht aus definierten Richtungen und mit definierten Wellenlängen an dem Volumenhologramm gebeugt. Störlicht kann auf Grund der Winkel- und Wellenselektivität von Volumenhologrammen effektiv reduziert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Hologramm umlenkend und zumindest teilweise fokussierend ausgebildet. Auf diese Weise kann die Effizienz weiter erhöht werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Hologramm als Transmissions- oder Reflexionsgitter ausgebildet. Dies erhöht die Flexibilität, da das zumindest ein Koppelelement als Transmissions- oder Reflexionsgitter ausgeprägt sein kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Koppelelement als holographische Folie ausgebildet. Dies ermöglicht einen besonders kleinen Bauraum bei gleichzeitig kostengünstiger Fertigung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist zumindest eines der Koppelelemente zumindest teilweise im optischen Element angeordnet. Dies ermöglicht eine platzsparende Anordnung, beispielsweise im Verbund mit einem Schutzglas.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Detektor ausgebildet, eine Abschwächung eines in dem optischen Element totalreflektierten Lichts der Lichtquelle zu detektieren. Vorteil hiervon ist, dass damit auf einfache und gleichzeitig effiziente Weise eine Verschmutzung detektiert werden kann. Trifft Schmutz oder Wasser beispielsweise auf ein Schutzfenster eines LiDAR-Systems, wird eine Lichtleitfunktion des Schutzfensters basierend auf Totalreflexion aufgrund der Verschmutzung unterbrochen, was zu einem Intensitätsverlust an dem Detektor führt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist Licht der Objektlichtquelle mittels des ersten Koppelelements einkoppelbar. Vorteil hiervon ist, dass auf eine zusätzliche Lichtquelle für die Detektion verzichtet werden kann, was die Kosten senkt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Sensorvorrichtung weist die Objektlichtquelle der Sensorvorrichtung einen Nutzsichtfeldbereich und einen Nebensichtfeldbereich auf und das erste Koppelelement der Koppelvorrichtung zum Einkoppeln von Licht ist in dem Nebensichtfeldbereich angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit die Funktion der Sensorvorrichtung, beispielsweise eines LiDAR-Systems nicht beeinflusst wird, gleichzeitig auf eine zusätzliche Lichtquelle für die Detektion verzichtet werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das zumindest eine Koppelelement auf das optisches Element laminiert. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige und einfache Festlegung auf dem optischen Element.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt einen bekannten LiDAR-Sensor.
    • 2 zeigt eine Detektionsvorrichtung in einem LiDAR-Sensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3a zeigt einen Teil einer Detektionsvorrichtung und ein optisches Element ohne Verschmutzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3b zeigt einen Teil einer Detektionsvorrichtung und ein optisches Element mit Verschmutzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 zeigt einen Teil einer Sensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt einen bekannten LiDAR-Sensor.
  • In 1 ist ein rotierender LiDAR-Sensor 1 gezeigt. Der rotierende LiDAR-Sensor 1 ist von einem Schutzglas 4 umgeben. Im Inneren des Schutzglases 4, welches insbesondere feststehend ausgebildet ist, ist eine Lichtquelle 2 in Form eines Lasers angeordnet, die über eine Sendeoptik 3 einen Lichtstrahl 10 mit geringer Divergenz in der Horizontalen aussendet. Weiterhin ist ein Detektor 20 angeordnet, dem eine Empfangsoptik 30 vorangestellt ist, um von einem Objekt reflektiertes Licht des Lasers 2 zu empfangen. Laser 2, Sendeoptik 3, Empfangsoptik 30 und Detektor 20 sind dabei gemeinsam im Uhrzeigersinn um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene drehbar (Bezugszeichen 9). Das Schutzglas 4 dient zum Schutz, beispielsweise zum Schutz vor Schmutz und Wasser und zur Verkapselung. Setzt sich nun auf dem Schutzglas 4 Schmutz oder Wasser ab, wird der optische Weg des ausgesendeten Lichtstrahls 10 und des - hier nicht gezeigten - Empfangsstrahls gestört und der LiDAR-Sensor 1 arbeitet nicht fehlerfrei, beziehungsweise es gehen Auflösungsverluste und Reichweitenverluste einher.
  • 2 zeigt eine Detektionsvorrichtung in einem LiDAR-Sensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 2 ist im Wesentlichen ein LiDAR-Sensor 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum LiDAR-Sensor 1 gemäß 1 ist beim LiDAR-Sensor 1 gemäß 2 nun im Bereich des ausgesendeten Lichtstrahls 10 eine Koppelvorrichtung 5, 5a mit einem Koppelelement in Form eines holografischen optischen Elements 6 und einen Auskoppelelement in Form eines holographischen optischen Elements 7 angeordnet. Beide sind auf der Innenseite des Schutzglases 4 angeordnet ist. Es ist ebenso denkbar, das Einkoppelelement 6 und/oder das Auskoppelelement 7 im Schutzglas 4, also im Schutzglasverbund, anzuordnen. Die Koppelvorrichtung 5, 5a kann dabei - in der Ansicht der 2 - lediglich einen Teilbereich des ausgesendeten Lichtstrahls 2 abdecken (Bezugszeichen 5) oder diesen komplett abdecken (Bezugszeichen 5a). In der 2 wird der Lichtstrahl 10 im Wesentlichen in der Zeichenebene ausgesendet. Durch das Gaußstrahl-Profil des Lichtstrahls 10 des Lasers 2 und aufgrund einer entsprechenden Sendeoptik 3 weist der Lichtstrahl 10 auch eine vertikale Komponente senkrecht zur Zeichenebene auf. Diese vertikale Komponente des Lichtstrahls 10 kann genutzt werden, indem die Koppelvorrichtung 5, 5a so angeordnet wird, dass Licht der vertikalen Komponente über die Koppelvorrichtung 5, 5a in das Schutzglas 4 entkoppelt wird. Das entsprechende Auskoppelelement 7 wird dann vorzugsweise in einem Bereich auf dem Schutzglas 4 angeordnet, der nicht mehr mit Licht 10 des Lasers 2 beaufschlagt wird. Das Einkoppelelement 6 hat die Funktion einen Teil der Strahlung des LiDAR-Sensors 1 so umzudenken, dass es im Schutzglas 4 unter dem Winkel der Totalreflexion verläuft. Ist das Einkoppelelement 6 und/oder das entsprechende Auskoppelelement 7 der Koppelvorrichtung 5, 5a als Volumenhologramm ausgebildet, kann die Effizienz dabei beliebig an die jeweilige Applikation angepasst werden und es kann eine Beugungseffizienz von bis zu 100 % erreicht werden.
  • Zur Herstellung einer Vielzahl von Einkoppel- und/oder Auskoppelelementen 6, 7 mit Hologrammen wird ein Masterhologramm hergestellt mit einer gewählten Umlenkfunktion und gegebenenfalls zusätzlich mit einer teilweise fokussierenden Funktion. Anschließend kann dies mit dem Verfahren der Kontaktkopie vervielfältigt werden, wobei die Bezugseffizienz durch das Kopierverfahren eingestellt wird. Das Masterhologramm kann dabei gedruckt oder analog aufgenommen werden und je nach Position des Hologramms auf dem Schutzglas 4, also des Einkoppel- und/oder des Auskoppelelements 6, 7, kann die Effizienz so angepasst werden, dass die Grundfunktion des LiDAR-Sensors 1, nämlich die Objekterkennung, nicht eingeschränkt ist.
  • 3a zeigt einen Teil einer Detektionsvorrichtung und ein optisches Element ohne Verschmutzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 3b zeigt einen Teil einer Detektionsvorrichtung und ein optisches Element mit Verschmutzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 3a ist nun im Detail eine Detektionsvorrichtung 8' gezeigt. Hierbei ist ein Einkoppelelement 6 und ein Auskoppelelement 7 einer Koppelvorrichtung 5, jeweils umfassend zumindest ein Hologramm, auf einem Schutzglas 4 angeordnet. Licht 10 der Objektlichtquelle 2 des LiDAR-Sensors 1 trifft auf das Einkoppelelement 6 und wird unter einem Winkel in das Schutzglas 4 eingekoppelt, sodass dieses mittels Totalreflexion im Schutzglas 4 entlang propagiert (Lichtstrahl 12). An geeigneter Stelle wird dieses über das Auskoppelelement 7 wiederum aus dem Schutzglas 4 ausgekoppelt und einem Detektor 8 der Detektionsvorrichtung 8' zugeführt.
  • In 3b ist nun der Fall gezeigt, bei dem sich auf der der Detektionsvorrichtung 8 abgewandten Seite des Schutzglases 4 Wasser oder Schmutz 11 befindet. Hierbei wird der in das Innere des Schutzglases 4 eingekoppelte und mittels Totalreflexion transmittierte Lichtstrahl 12 durch die Verschmutzung 11 an der Totalreflexion zumindest teilweise gehindert. Mit anderen Worten: Ist Schmutz oder Wasser 11 auf dem Schutzglas 4 des LiDAR-Sensors 1 vorhanden, wird die Wellen-Leitfunktion des Schutzglases 4 zumindest teilweise unterbrochen und es resultiert hieraus ein Intensitätsverlust des ausgekoppelten Lichts am Detektor 8.
  • Allgemein ist für diesen Effekt der Austritt der elektromagnetischen Welle, also hier des Lichtstrahls 12, aus dem optisch dichteren Medium mit Brechungsindex n1 in das optisch dünnere Medium (meist Luft) mit Brechungsindex n2 mit n1 > n2 verantwortlich. Der Teil der elektromagnetischen Welle, welcher sich im optisch dünnen Medium befindet, nennt man auch evaneszentes Feld.
  • Somit ist es möglich, Partikel oder Filme, die sich in Kontakt mit der Oberfläche eines für das verwendete Licht transparente Material befinden, durch Abschwächung der totalreflektieren Lichts zu messen, weil diese Partikel mit dem evaneszenten Feld wechselwirken und Teile des Feldes absorbieren oder aus dem Material herausstreuen können.
  • 4 zeigt einen Teil einer Sensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 4 ist ein Teil eines LiDAR-Sensors 1 gezeigt. Die Zeichenebene der 4 entspricht dabei im Wesentlichen der zu der Zeichenebene der 2 senkrechten Ebene. Eine Lichtquelle in Form eines Lasers 2 wird durch ein Schutzglas 4 geschützt. Auf der dem Laser 2 zugewandten Seite des Schutzglases 4 ist ein Einkoppelelement 6 und ein Auskoppelelement 7 angeordnet, welche beide als holographische optische Elemente ausgebildet sind, also jeweils ein Hologramm umfassen. Das Auskoppelelement 7 ist dabei in vertikaler Richtung über dem Einkoppelelement 6 angeordnet. Auf der Seite des Auskoppelelementes 7 ist eine Detektionsvorrichtung 8` umfassend einen Detektor 8 zur Detektion des mit dem Auskoppelelement 7 ausgekoppelten Lichts angeordnet. Darüber hinaus weist der Laser 2 und einer Sendeoptik 3 (hier nicht gezeigt) zwei unterschiedliche Bereiche 13 und 14 auf. Der Bereich 14 ist der sogenannte Nutzbereich oder Nutz-Field-of-View Bereich, der zur Detektion von Objekten mittels des LiDAR Sensors 1 genutzt wird.
  • Dieser Bereich 14 ist im Wesentlichen zentral zur Mittenachse des Lasers 2 beziehungsweise der Sendeoptik 3 angeordnet. Seitlich beziehungsweise ober- und unterhalb des Nutzbereichs 14 ist ein Neben- oder Randbereich 13 vorhanden, der nicht zur Detektion von Objekten genutzt wird, jedoch vom Laser 2 mit Sendeoptik 3 ebenfalls mit Licht beaufschlagt wird. Dieser Bereich der Sendestrahlung des Lasers 2 wird hier zur Verschmutzungsdetektion genutzt. Licht aus dem Nebenbereich 13 trifft auf das Einkoppelelement 6, wird im Inneren des Schutzglases 4 total reflektiert (Lichtstrahl 12 innerhalb des Schutzglases 4) und wird über das Auskoppelelement 7 ausgekoppelt und dem Detektor 8 zur Detektion zugeführt. Dies hat insgesamt den Vorteil, dass keine zusätzliche Lichtquelle für die Verschmutzungsdetektion benötigt wird. Mit anderen Worten: Für die Erkennung beziehungsweise Detektion von Objekten und für die Verschmutzungsdetektion wird ein und dieselbe Lichtquelle, nämlich der Laser 2, verwendet.
  • Es ist ebenso möglich, das Einkoppelelement 6 zum Beispiel in einem zentralen Bereich des Nutz-Field-of-View Bereichs 14 des LiDAR-Sensors 1 anzuordnen. Dann kann ein Einkoppelhologramm 6 mit geringer Effizienz angeordnet werden, so dass der verwendete Anteil vom Nutzlicht möglichst gering ist. Ebenso kann, wie in 4 gezeigt, das Einkoppelelement 6 auch am Rand des Schutzglases 4 angeordnet werden. Hier nimmt insbesondere wegen einer Senseoptik 3 und aufgrund des Gauss-Strahl-Profils des Lichtstrahls 10 des Lasers 2 die Intensität ab und die Effizienz des Einkoppelhologramms 6 wird höher gewählt. Mit anderen Worten: Der Nutz-Field-of-View Bereich 14 wird nicht nur durch das Gauß-Strahl-Profil des Lichtstrahls 10, sondern auch durch die entsprechende Sendeoptik 3 gebildet. Dabei kann der LiDAR-Sensor 1 so ausgelegt werden, dass die Ausleuchtung mit dem Laser 2 mit Sendeoptik 3 etwas größer (zum Beispiel im oberen oder unteren Bereich) ausgelegt wird als der für das Nutz-FoV benötigte Bereich 14. Somit kann der Laser 2 ebenfalls für die Verschmutzungsdetektion genutzt werden, ohne dass der Nutz-FoV Bereich 14 beeinträchtigt wird. Diese Ausführungsform kann sowohl bei einem LiDAR-Sensor 1 mit einer Spaltenbeleuchtung (Spalten werden länger ausgeführt) als auch bei einem LiDAR-Sensor 1 mit einer Punktbeleuchtung (es wird ein Punkt mehr beleuchtet) genutzt werden.
  • Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
    • • Freie Wahl von Einfalls- und Ausfallswinkel und dadurch Flexibilität in der räumlichen Anordnung von Einkoppelelement, Auskoppelelement und Detektor.
    • • Flexibilität hinsichtlich des Designs: Einkoppelelement und Auskoppelelement können gedruckt werden und individuell an die entsprechende Vorrichtung angepasst werden.
    • • Flexibilität hinsichtlich der Ausbildung als Transmissions- oder Reflexionsgitter sowie hinsichtlich der Beugungseffizienz.
    • • Robustheit.
    • • Einfache Implementierung, da beispielsweise ein LiDAR-System nicht beeinflusst wird.
    • • Flexibilität hinsichtlich der Ausbildung der zu überwachenden Fläche auf dem Schutzglas/Deckglas.
    • • Geringe Kosten, da keine separate Lichtquelle notwendig.
    • • Hohe Effizienz bei der Detektion von Verunreinigungen oder allgemein Störstellen auf dem Schutzglas mittels Totalreflexion.
    • • Detektor kann in einem Gehäuse der Sensorvorrichtung angeordnet werden. Dies ist insbesondere bei rotierenden Systemen von Vorteil, da keine zusätzlichen Daten von einem Rotor in einen Stator übertragen werden müssen.
    • • Einfache Anpassung und Integration, insbesondere an Mikro- und Makroscanner.
    • • Flexibilität hinsichtlich der Größe und Ausbildung der Koppelelemente.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013211738 A1 [0007]

Claims (12)

  1. Detektionsvorrichtung (8') zur Detektion von Verschmutzungen eines optischen Elements (4) mit - einer Koppelvorrichtung (5), umfassend ein erstes Koppelelement (6) zum Einkoppeln von Licht (10) zumindest einer Wellenlänge einer Lichtquelle (2) in das optische Element (4), und ein zweites Koppelelement (7) zum Auskoppeln von Licht aus dem optischen Element (4), wobei zumindest eines der Koppelelemente (6, 7) ein Hologramm umfasst und - einem Detektor (8) zum Erfassen des ausgekoppelten Lichts.
  2. Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Hologramm als Volumenhologramm ausgebildet ist.
  3. Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-2, wobei das Hologramm umlenkend und zumindest teilweise fokussierend ausgebildet ist.
  4. Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei das Hologramm als Transmissions- oder Reflexionsgitter ausgebildet ist.
  5. Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei zumindest eins der Koppelelemente (6, 7) als holografische Folie ausgebildet ist.
  6. Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei zumindest eines der Koppelemente (6, 7) zumindest teilweise im optischen Element (4) angeordnet ist.
  7. Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei der Detektor (8) ausgebildet ist, eine Abschwächung eines in dem optischen Element (4), total reflektiertes Lichts (12) der Lichtquelle (2) zu detektieren.
  8. Sensorvorrichtung (1) zur Detektion von Objekten mittels Licht zumindest einer Wellenlänge, umfassend eine Objektlichtquelle (2) zum Aussenden von Licht zumindest einer Wellenlänge in einen Objektraum, einen Objektdetektor (20) zum Empfangen von einem Objekt reflektiertem Licht, ein als Abdeckung (4) der Sensorvorrichtung (1) ausgebildetes optisches Element und eine Detektionsvorrichtung (8') gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei die Koppelvorrichtung (5) und die Abdeckung (4) der Sensorvorrichtung (1) zum Ein- und Auskoppeln von Licht zusammenwirkend ausgebildet sind.
  9. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei Licht der Objektlichtquelle (2) mittels des ersten Koppelelements (6) einkoppelbar ist.
  10. Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-9, wobei die Objektlichtquelle (2) der Sensorvorrichtung (1) einen Nutz-Sichtfeldbereich (14) und einen Nebensichtfeldbereich (13) aufweist und das erste Koppelelement (6) der Koppelvorrichtung (5) zum Einkoppeln von Licht in dem Nebensichtfeldbereich (13) angeordnet ist.
  11. Verfahren zum Herstellen einer Koppelvorrichtung (5), umfassend die Schritte - Bereitstellen eines ersten Koppelelements (6) zum Einkoppeln von Licht in ein optisches Element (4) - Bereitstellen eines zweiten Koppelelements (7) zum Auskoppeln von Licht aus dem optischen Element (4) wobei zumindest eines der Koppelelemente (6, 7) mittels Drucken oder mittels einer analogen Aufnahme eines Hologramms auf einem Trägermaterial bereitgestellt wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das zumindest eine Koppelelement (6, 7) auf das optisches Element (4) laminiert wird.
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