光学感测系统技术方案

一种光学感测系统，该光学感测系统包括光学膜和收发器，该收发器被构造为对沿着在空气中与该光学膜的法线成大于约

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学感测系统


[0001]本公开总体上涉及光学感测系统，具体涉及被构造为结合到窗中并且对光探测与测距
(LiDAR)
具有光学透明的光学膜
。

技术介绍

[0002]汽车越来越趋向于自动驾驶
。
较新的车辆包括自适应巡航控制和停车辅助系统之类的功能，这些系统可以让汽车自动驶入停车位
。
人们正在尝试创造几乎完全自动驾驶的车辆，这些车辆几乎不需要直接的人工输入就能行驶
。
自动驾驶车辆周围的信息和数据是通过使用
LiDAR
和其他近红外
(NIR)
传感器之类的感测系统从车辆外部的源获取的
。
这种车辆外部的源可以包括连接到前面和迎面而来的车辆
、
行人
、
骑自行车的人等的传感器，也可以包括安装在交通信号灯
、
桥梁等结构上的传感器
。
感测系统可以被构造为安装在车辆的外部或内部
。
车辆车厢内的感测系统可以避免传感器暴露于恶劣天气等环境条件
。

技术实现思路

[0003]本公开的一些方面涉及一种光学感测系统，该光学感测系统包括光学膜，该光学膜包括多个聚合物层，该多个聚合物层的总计数为至少
20
个
。
这些聚合物层中的每一个具有小于约
500nm
的平均厚度
。
该光学感测系统包括收发器，该收发器具有发射器和接收器中的至少一者，并且被构造为对沿着在空气中与该光学膜的法线成第一角度的传播方向朝向物体穿过该光学膜的第一光进行发射和接收中的至少一者，该第一角度大于约
20
度
。
该第一光具有在从约
800nm
延伸到约
2000nm
的红外波长范围中的第一红外波长
。
对于在空气中入射到该光学膜上并且具有该第一红外波长的入射光，并且对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的至少一者，该多个聚合物层反射以小于约5度的入射角入射的入射光的至少
60
％，并且透射以基本上等于该第一角度的入射角入射的入射光的至少
40
％
。
[0004]本公开的一些其他方面涉及被构造为车辆窗的光学透明窗，该光学透明窗包括设置在第一基板层与第二基板层之间并且结合到该第一基板层和该第二基板层的光学膜，该光学膜包括总计数为至少
20
个的多个交替的聚合物的不同的第一层和第二层
。
第一层和第二层中的每一者具有小于约
500nm
的平均厚度
。
该第一层和第二层沿着相同的平面内第一方向具有相应的折射率
nx1
和
nx2
，沿着与该第一方向正交的平面内第二方向具有相应的折射率
ny1
和
ny2
，以及沿着与该第一方向和该第二方向正交的第三方向具有相应的折射率
nz1
和
nz2。
对于约
800nm
与约
2000nm
之间的第一红外波长，
nx1
‑
nx2>0.1
，
ny1
‑
ny2>0.1
，以及
nz1
与
nz2
彼此相差在约
20
％以内
。
对于在空气中入射到该光学膜上并且具有该第一红外波长的入射光，并且对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者，该窗反射以小于约5度的入射角入射的入射光的至少
60
％，并且透射以大于约
30
度的入射角入射的入射光的至少
40
％
。
[0005]本公开的一些其他方面涉及被构造为结合到窗口中的柔性光学构造
。
该柔性光学构造包括光学膜，该光学膜结合到第一粘合层，并且在长度和宽度上与该第一粘合层基本
上共同延伸，该第一粘合层被构造为结合到该窗的第一基板
。
该光学膜包括总计数为至少
20
个的多个交替的聚合物的不同的第一层和第二层
。
该第一层和第二层中的每一者具有小于约
500nm
的平均厚度
。
该第一层和第二层沿着相同的平面内第一方向具有相应的折射率
nx1
和
nx2
，沿着与该第一方向正交的平面内第二方向具有相应的折射率
ny1
和
ny2
，以及沿着与该第一方向和该第二方向正交的第三方向具有相应的折射率
nz1
和
nz2。
对于约
800nm
与约
2000nm
之间的第一红外波长，
nx1
‑
nx2>0.1
，以及
nz1
与
nz2
彼此相差在约
20
％以内
。
对于在空气中入射并且具有该第一红外波长的入射光，并且对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者，对于该第一红外波长，该光学膜以小于约5度的第一入射角反射该入射光的至少
60
％，并且以大于约
30
度的第二入射角透射该入射光的至少
40
％
。
对于该第一入射角和该第二入射角中的每一者，该第一粘合层具有大于约
80
％的光学透射率
。
对于在空气中入射并且具有该第一红外波长的入射光，并且对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者，对于约
420nm
与约
680nm
之间的可见光波长范围，该光学膜和该第一粘合层中的每一者具有大于约
70
％
(
或
80
％
)
的平均光学透射率
。
该柔性光学构造被构造为以小于约
10cm
的半径弯曲，而对该柔性光学构造没有或几乎没有损坏
。
[0006]本公开的其他方面涉及一种车辆，该车辆包括本公开的一个或多个实施方案的窗和光学感测系统
。
该窗包括嵌入其中的光学膜，并且收发器设置在该车辆的内部车厢中，使得该光学膜设置在该收发器与该窗的外表面之间
。
附图说明
[0007]将参考附图更详细地讨论本公开的各个方面，其中，
[0008]图1示意性地示出了根据本公开的一些实施方案的光学感测系统；
[0009]图2示意性地示出了根据一些实施方案的光学感测系统的光学膜的构造；
[0010]图3至图5用图形示出了光在不同入射角入射到光学膜上时光学膜的透射光谱；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种光学感测系统，包括：光学膜，所述光学膜包括总计数为至少
20
个的多个聚合物层，所述聚合物层中的每个聚合物层具有小于约
500nm
的平均厚度；以及收发器，所述收发器包括发射器和接收器中的至少一者，并且被构造为对沿着在空气中与所述光学膜的法线成第一角度的传播方向朝向物体穿过所述光学膜的第一光进行发射和接收中的至少一者，所述第一角度大于约
20
度，所述第一光具有在从约
800nm
延伸至约
2000nm
的红外波长范围中的第一红外波长，使得对于在空气中入射到所述光学膜上并且具有所述第一红外波长的入射光，并且对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的至少一者，所述多个聚合物层反射以小于约5度的入射角入射的入射光的至少
60
％，并且透射以基本上等于所述第一角度的入射角入射的入射光的至少
40
％
。2.
根据权利要求1所述的光学感测系统，其中所述发射器包括激光光源，并且其中所述接收器包括光学检测器
。3.
根据权利要求1所述的光学感测系统，其中对于在空气中入射到所述光学膜上的所述入射光，所述多个聚合物层包括透射通带，所述透射通带包括在所述透射通带的短波长侧的左带边缘和在所述透射通带的长波长侧的右带边缘，在所述短波长侧的左带边缘处，所述光学膜的透射率总体上随着波长的增大而增加；在所述长波长侧的右带边缘处，所述光学膜的透射率总体上随着波长的增大而降低，所述透射通带包括半峰全宽
FWHM
，使得当所述入射角小于约5度时所述第一红外波长在所述
FWHM
之外，并且当所述入射角基本上等于所述第一角度时所述第一红外波长在所述
FWHM
以内
。4.
根据权利要求1所述的光学感测系统，其中对于在空气中入射到所述光学膜上的所述入射光，所述多个聚合物层包括透射阻带，所述透射阻带包括在所述透射阻带的短波长侧的左带边缘和在所述透射阻带的长波长侧的右带边缘，在所述短波长侧的左带边缘处，所述光学膜的透射率总体上随着波长的增大而降低；在所述长波长侧的右带边缘处，所述光学膜的透射率总体上随着波长的增大而增加，所述透射阻带包括半峰全宽
FWHM
，使得当所述入射角小于约5度时所述第一红外波长在所述
FWHM
以内，并且当所述入射角基本上等于所述第一角度时所述第一红外波长在所述
FWHM
之外
。5.
一种车辆，包括：窗；以及根据权利要求1所述的光学感测系统，其中所述窗包括嵌入其中的所述光学膜，并且所述收发器设置在所述车辆的内部车厢中，使得所述光学膜设置在所述收发器与所述窗的外表面之间
。6.
一种光学透明窗，所述光学透明窗被构造为车辆的窗，所述光学透明窗包括设置在第一基板层与第二基板层之间并且结合到所述第一基板层和所述第二基板层的光学膜，所述光学膜包括总计数为至少
20
个的多个交替的聚合物的不同的第一层和第二层，所述第一层和所述第二层中的每一者具有小于约
500nm
的平均厚度，所述第一层和所述第二层沿着相同的平面内第一方向具有相应的折射率
nx1
和
nx2
，沿着与所述第一方向正交的平面内第二方向具有相应的折射率
ny1
和
ny2
，并且沿着与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向具有相应的折射率
nz1
和
nz2
，使得对于约
800nm
与
约...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：三M，
类型：发明
国别省市：