【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有耦合输出结构的光导体，特别是一种用于将耦合到光导体中的光沿事先确定的方向(此处称为“耦合输出方向”)耦合输出的耦合输出结构。
技术介绍
1、用于将耦合到一个光导体中的光从该光导体中耦合输出的耦合输出结构是已知的。这样，de 10 2015 016 719 a1公开了一种构造为平面的光导体(以下简称为“平面光导体”)，光从侧面耦合到该光导体中，借助置入光导体外层中的耦合输出结构被散射和耦合输出。照射时耦合输出结构的散射效果是“填充物质”在其中起作用，然而这些填充物质尽管具有散射作用，但在可见光照射时对该可见光是透明的。
2、de 10 2014 213 502 a1公开了一种“机动车雷达传感器保护元件”。这样的保护元件以不同的规格在其他领域也是众所周知的，诸如作为抵抗气候影响的雷达设备外壳，形式上为雷达天线罩，所谓的雷达罩，其中对于在这种情况下所使用的例如76.5至81ghz无线电频率范围内的电磁辐射(以下简称为“雷达波”)的尽可能高的透明度是所努力达到的目标。在de 10 2014 213 502 a1中，雷达传感器设置在一个覆盖有保护层的壳体中。然而，所述保护层的厚度在其衰减方面是在保护元件上形成有一层同样起衰减作用的冰层的情况与不形成这种其他层的情况之间的折中。此外，这种结构的缺点基本上是，任何其他层都增加雷达波的衰减，并意味着额外的、高昂的工艺步骤。
3、尽管如上示例性说明的耦合输出结构可以在平面光导体的成型过程中形成，然而通常-同在de 10 2015 016 719 a1中
4、需注意的是，光在这里是指电磁波谱的人眼可见的部分，光导体是指一个光学结构元件，其适合于通过在该光导体的内部部分(或者在例如光导纤维的情况中是纤芯)与外部部分(或者在光导纤维的情况中是包层)之间的分界层处的全反射引导光，其中所述外部部分拥有较低的折射率(例如在空气的情况中为n～1)。因此，可以适宜地在“光-光学的”(约380nm至780nm范围内的电磁辐射)与“雷达-光学的”(约1mm至1m范围内，特别是对于上述雷达频率来说1mm至10mm范围内的电磁辐射)之间进行区分。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是，提供一种具有耦合输出结构的光导体，该光导体根据光学观点以及在雷达波方面都得到优化，就是说，具有一个使例如由吸收或者反射导致的雷达波衰减降低到最小程度的耦合输出结构，一种具有这种光导体的雷达设备和一种用于制作这种光导体的方法。
2、根据本专利技术，设有一个光导体，其具有一个适合于使耦合到光导体中的光转向事先确定的耦合输出方向的耦合输出结构。该光导体的特征在于：所述耦合输出结构由光导体的表面结构构成。
3、“表面结构”在这里基本上表示明确规定的、几何形状的或者自由形状的、以明确规定的或者不规则的方式布置的、一定形状和尺寸的结构元件，这些结构元件的特征与没有这种结构元件的、非结构化的平坦表面不同，其整体被称为耦合输出结构并且适合于使光导体对雷达波的透明度，更准确地说，透射度最大化，并将事先由反射导致的损失降低到最小程度。特别是，根据本专利技术，耦合输出结构并不是由涂覆到光导体上的额外光学涂层构成，该涂层的制作如上所述成本高，并且其最佳厚度取决于外界因素。
4、根据一个有利的发展，所述光导体构造为平面光导体，其包括第一主面和与该第一主面相对置的第二主面，其中第一和第二主面垂直于光导体的厚度d的方向延伸，并且所述耦合输出结构构造在第一主面中。
5、根据这个有利的发展，所述光导体因此基本上具有平面平行板的形状，其厚度d是其第一与第二主面以及将第一和第二主面相互连接的侧面之间的距离，其中优选第二主面是平面的和非结构化的，而第一耦合输出结构只构造在第一主面中。作为备选方案，所述耦合输出结构可构造在第一主面中，并额外地构造在第二主面中。作为备选方案，所述光导体也可以“仅仅”是平行的，而不是平面平行的，就是说，由两个平行的，然而弯曲的面构成。
6、根据另一个有利的发展，第一主面具有一个其内构造有耦合输出结构的耦合输出区域和一个其内没有耦合输出结构的非耦合输出区域。
7、根据这个有利的发展，所述耦合输出结构(a)在整个第一主面上，或者(b)仅在第一主面的一部分上延伸。在(b)的情况中，至少第二主面与第一主面的互补的非耦合输出区域相对置的区域是平面的和非结构化的。
8、根据另一个有利的发展，所述耦合输出区域包括多个相互不连接的耦合输出部段。
9、优选一个耦合输出区域的特征-如上所述-在于其参数：其元件的尺寸、形状和数量(密度)。第一主面可以包括一个连在一起的耦合输出区域或者-如在这个有利的发展中-一个细分为多个耦合输出部段a、b、c...的耦合输出区域，其中各耦合输出部段a、b、c...的参数可以相同，也可以不同。因此，在所述光导体的相应横截面中，可能具有例如排列b-n-c-n-a-n-a-n-b...，其中n是非耦合输出区域的组成部分。作为备选方案或者补充方案，参数也可在一个耦合输出部段内变化。
10、根据另一个有利的发展，所述耦合输出区域具有第一厚度d1，非耦合输出区域具有第二厚度d2，其中厚度d1和d2分别为第一主面与第二主面之间的距离，并且d1≠d2。
11、由于第一主面在耦合输出区域中拥有与非结构化的面不同的结构，通过该结构可以实现所期望的雷达-光学和光-光学特性，所以所述耦合输出区域拥有与非耦合输出区域不同的介电特性。因此，耦合输出区域中的第一主面也可称为光导体材料-空气-混合面，或者-与含有气泡的发泡塑料类似-也可称为“泡沫材料”。因此，上述厚度d并不是在整个光导体上都相同，而是局部确定的，其中第一主面的各区域优选逐渐地，作为备选方案阶梯状地相互融为一体，与最佳厚度d2相等的厚度d1取决于元件的尺寸、形状和数量(密度)，它们表示耦合输出区域中第一主面结构的特征并在下文中称为耦合输出区域的参数。是d1＞d2还是d1＜d2，取决于各个元件(在下文中也称为“结构元件”)是否相对第一主面突起，即凸出(d1＞d2)，或者构成凹槽(d1＜d2)。例如，如果所述耦合输出区域占据了整个第一主面的约5％，并且d2＝3.5mm的话，则d1-d2的差约为100m。
12、所述耦合输出结构的高度(或者深度)主要由光学特性(可见区域！)确定。所述光导体的厚度(没有耦合输出结构的区域中的d2或者具有耦合输出结构的区域中的d1)完全从雷达技术的角度选择，更确切地说如下选择，即所述光导体的厚度使雷达衰减达到或者接近最小值。通常，当雷达辐射的(雷达-光学！)路径长度对应于材料中的雷达辐射波长的一半的倍数的话，情况如此。对于d2或者没有耦合输出结构的区域来说，这可以直接通过雷达频率和折射率(或者电容率)算出。对于d1或者具有耦合输出结构(泡沫材料)的区域来说，通过-简化地-利用电容率值的几何平均值进行计算实现这一点。
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【技术保护点】
1.一种光导体，其具有适合于使耦合到所述光导体中的光转向事先确定的第一耦合输出方向的耦合输出结构，
2.根据权利要求1所述的光导体，其特征在于：所述光导体构造为平面光导体，包括第一主面和与该第一主面相对置的第二主面，其中，所述第一主面和所述第二主面垂直于所述光导体的厚度d的方向延伸，并且所述耦合输出结构构造在所述第一主面中。
3.根据权利要求2所述的光导体，其特征在于：所述第一主面具有一其内构造有所述耦合输出结构的耦合输出区域和一其内没有所述耦合输出结构的非耦合输出区域。
4.根据权利要求3所述的光导体，其特征在于：所述耦合输出区域包括相互不连接的多个耦合输出部段。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的光导体，其特征在于：所述耦合输出区域具有第一厚度d1，所述非耦合输出区域具有第二厚度d2，其中，所述厚度d1和d2分别为所述第一主面与所述第二主面之间的距离，并且d1≠d2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光导体，其特征在于：所述耦合输出结构包括结构元件，这些结构元件按照二维布拉维晶格的方式布置在其在所述第一主面中的
7.根据权利要求6所述的光导体，其特征在于：所述结构元件的尺寸是恒定的，或者沿着至少一个事先确定的、平行于第一主面的方向受限定地变化。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的光导体，其特征在于：所述多个耦合输出部段中的至少一个包括多个具有构造不同的耦合输出结构的耦合输出区。
9.根据权利要求6或7所述的光导体，其特征在于：所述结构元件分别具有相对于所述第一主面的高度d3或者深度d4。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光导体，其特征在于：所述光导体由塑料构成。
11.根据权利要求10所述的光导体，其特征在于：所述塑料是苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺12(PA12)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
12.一种雷达设备，其特征在于：所述雷达设备包括根据权利要求1至11中任一项所述的光导体和用于发射雷达波的雷达传感器，其中所述第一主面面向该雷达传感器。
13.根据权利要求12所述的雷达设备，其特征在于：所述雷达设备另外还包括一护罩，其中所述第二主面面向该护罩。
14.根据权利要求13所述的雷达设备，其特征在于：所述护罩用作所述光导体。
15.一种用于制作根据权利要求1至11中任一项所述的光导体的方法，其特征在于：所述方法包括注塑工艺、光刻工艺或者电镀工艺。
...【技术特征摘要】
1.一种光导体，其具有适合于使耦合到所述光导体中的光转向事先确定的第一耦合输出方向的耦合输出结构，
2.根据权利要求1所述的光导体，其特征在于：所述光导体构造为平面光导体，包括第一主面和与该第一主面相对置的第二主面，其中，所述第一主面和所述第二主面垂直于所述光导体的厚度d的方向延伸，并且所述耦合输出结构构造在所述第一主面中。
3.根据权利要求2所述的光导体，其特征在于：所述第一主面具有一其内构造有所述耦合输出结构的耦合输出区域和一其内没有所述耦合输出结构的非耦合输出区域。
4.根据权利要求3所述的光导体，其特征在于：所述耦合输出区域包括相互不连接的多个耦合输出部段。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的光导体，其特征在于：所述耦合输出区域具有第一厚度d1，所述非耦合输出区域具有第二厚度d2，其中，所述厚度d1和d2分别为所述第一主面与所述第二主面之间的距离，并且d1≠d2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光导体，其特征在于：所述耦合输出结构包括结构元件，这些结构元件按照二维布拉维晶格的方式布置在其在所述第一主面中的格点上。
7.根据权利要求6所述的光导体，其特征在于：所述结构元件的尺寸是恒定的，或者沿着至少一个事先确定的、平行于第一主面的方向受限定...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·施魏格尔，奥利弗·沃泽特施莱格，约阿希姆·施特尔，于尔根·哈格尔，帕特里克·科泽尔，瑞克·戈舍尔，约翰·莱克斯坦，
申请(专利权)人：彼欧光电系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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