{"id":4200,"date":"2020-04-30T12:14:21","date_gmt":"2020-04-30T12:14:21","guid":{"rendered":"https:\/\/v220210444402149283.megasrv.de\/blog\/lidar-fur-den-massenmarkt\/"},"modified":"2025-06-06T08:38:17","modified_gmt":"2025-06-06T08:38:17","slug":"mems-spiegel-fur-skalierbaren-lidar","status":"publish","type":"blog","link":"https:\/\/www.blickfeld.com\/de\/blog\/mems-spiegel-fur-skalierbaren-lidar\/","title":{"rendered":"MEMS-Spiegel machen LiDAR-Sensoren fit f\u00fcr den Massenmarkt"},"content":{"rendered":"\n<p>LiDAR-Systeme haben in der Vergangenheit mit einigen Probleme zu k\u00e4mpfen gehabt: Sie waren weder performant, noch robust genug f\u00fcr den Einsatz in der Automobilindustrie. Ein noch viel gr\u00f6\u00dferes Problem stellten allerdings bisher die Kosten f\u00fcr ein LiDAR-System dar: Die Sensoren waren viel zu teuer f\u00fcr den Massenmarkt Automobil. Dieses Problem ist Blickfeld angegangen. Die Technologie des M\u00fcnchener Start-ups setzt auf MEMS-Spiegel und hochautomatisierte Fertigung \u2013 und bereitet so dem autonomen Fahrzeug den Weg.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Das Problem: Fehlende Robustheit und zu hohe Produktionskosten<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Die LiDAR-Technologie ist keine neue Erfindung, sie kommt bereits seit den 60er\nJahren in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz, etwa zur Messung von\nEmissionen in der Atmosph\u00e4renforschung oder zur Fernerkundung in der\nArch\u00e4ologie. Doch die LiDAR-Systeme standen bisher vor einigen gravierenden\nProbleme: <\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>LiDAR-Systeme sind\nbisher sehr gro\u00df.<\/li><li>Die eingesetzte\nMechanik ist empfindlich gegen\u00fcber rauen Umweltbedingungen wie Ersch\u00fctterungen,\nVibrationen, Hitze und K\u00e4lte.<\/li><li>Die Reichweite der\nbisherigen LiDAR-Systeme reicht f\u00fcr viele Anwendungen nicht aus. <\/li><li>Und: LiDAR-Sensoren\nsind heute weder in gro\u00dfen St\u00fcckzahlen noch zu erschwinglichen Preisen\nverf\u00fcgbar. <\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>All diese Punkte stellen besonders f\u00fcr die Automobilindustrie gro\u00dfe\nProbleme dar, die h\u00e4nderingend nach leistungsf\u00e4higen LiDAR-Systemen mit\nrobustem und produktionsskalierbarem Design sucht. Warum? <strong>Weil LiDAR essentiell f\u00fcr die autonom fahrenden Autos von morgen ist.<\/strong>\nIn der Mobilit\u00e4t geht es immer um Abst\u00e4nde und Geschwindigkeiten.\nNicht-Kollidieren ist essentiell im Stra\u00dfenverkehr. LiDAR Sensoren erfassen\nunmittelbar und sicher. Experten gehen daher davon aus, dass zuk\u00fcnftig gleich\nmehrere LiDAR-Sensoren je Auto verbaut sein werden. Hierf\u00fcr m\u00fcssen aber\nzun\u00e4chst die genannten Probleme \u00fcberwunden werden. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Woher stammen die Probleme?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Klassische, mechanisch\ndrehende LiDAR-Konzepte sind empfindlich und komplex im Aufbau und in der\nFertigung, was zu gro\u00dfen Abmessungen und einem hohen Preis f\u00fchrt. Andere\nTechnologien und Bauarten wie beispielsweise Optical-Phased-Array- und\nFlash-LiDAR haben zwar durchaus das Potenzial, deutlich weniger Bauraum zu ben\u00f6tigen\nund g\u00fcnstiger produziert werden zu k\u00f6nnen, sind aber noch am Anfang der\nEntwicklung oder haben systembedingte Nachteile, etwa eine sehr begrenzte\nReichweite. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Die L\u00f6sung: MEMS-basierte LiDAR Sensoren<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Eine vielversprechende\nL\u00f6sung stellen dagegen LiDAR-Sensoren dar, die auf MEMS-Spiegeln basieren. Ihre\nSiliziumbauweise ist bereits deutlich fortgeschritten und in vielen Anwendungen\nim Automobil sehr erfolgreich in Verwendung. Zudem kommt die MEMS-Technologie\nohne rotierende Bauteile aus und ist daher viel robuster und langlebiger als\ndie mechanischen LiDAR-Systeme. Auf dem Markt verf\u00fcgbare MEMS-Spiegel zur\nAblenkung der Laserstrahlen haben kleine Spiegelgr\u00f6\u00dfen und kleine Ablenkwinkel,\nda diese f\u00fcr ihre bisherige Verwendung ausreichten. Ihre Leistung in Bezug auf\ndie Reichweite und das abgedeckte Sichtfeld ist daher eingeschr\u00e4nkt.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft is-resized\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.blickfeld.com\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/MEMS_Blog.jpg\" alt=\"MEMS-Spiegel werden aus Wafern gewonnen. \" class=\"wp-image-8128\" width=\"600\" height=\"368\"\/><figcaption>Wafer-Set<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Die Blickfeld-L\u00f6sung: Besonders gro\u00dfe MEMS-Spiegel <\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Auch Blickfeld setzt auf MEMS-basierte LiDAR-Systeme. Doch was macht das Unternehmen anders? Um die Reichweite der Sensoren zu erweitern, hat Blickfeld eigens MEMS-Spiegel entwickelt. Mit gro\u00dfz\u00fcgigen Abmessungen von <a href=\"https:\/\/www.blickfeld.com\/de\/blog\/mems-technologie-fuer-lidar\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">mehr als 10 Millimetern Spiegeldurchmesser<\/a> kann somit ein hoher Anteil an einfallendem Licht auf den Fotodetektor gelenkt werden. So erkennt der LiDAR in mehr als 180\u00a0Metern Entfernung noch sicher sogar schwach reflektierende Objekte. Im Vergleich dazu verf\u00fcgen herk\u00f6mmliche MEMS-Spiegel \u00fcber Durchmesser von nur wenigen Millimetern und kleine Ablenkwinkel, was beim Einsatz in LiDARs die Reichweite und das Sichtfeld entsprechend verkleinert. <\/p>\n\n\n\n<p>Weitere Vorteile des\nin Blickfeld-Produkten verbauten MEMS-Spiegel sind:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>eine <strong>gro\u00dfe Auslenkung<\/strong>, was einen\nScanwinkel von ca 100\u00b0 x 30\u00b0 und damit ein breites Sichtfeld erm\u00f6glicht.<\/li><li><strong>R\u00e4umliche Filterwirkung<\/strong> durch koaxialen\nAufbau: Das vom Laser ausgesendete und vom MEMS-Spiegel auf die Szenerie\nabgelenkte Licht wird nach der Reflexion an den Objekten im Feld auf einem\noptisch nahezu identischen Weg zur\u00fcck auf den Detektor geleitet. Damit werden Lichtphotonen\nnur aus exakt der Richtung eingesammelt, in welche der Laser gesendet hat.\nDadurch wird das Hintergrundlicht, etwa durch Sonne oder andere LiDARs\nminimiert und es entsteht ein sehr hohes <strong>Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis<\/strong>,\nwas der Reichweite zugutekommt. <\/li><\/ul>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignright is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.blickfeld.com\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Products_Header.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-7249\" width=\"600\" height=\"764\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Wie begegnet Blickfeld\ndem Problem der Produktion?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Die von Blickfeld entwickelten MEMS-Spiegel l\u00f6sen drei der vier genannten\nProbleme: Die LiDARs sind platzsparend, robust und performant. Wie begegnet\nBlickfeld aber dem Problem der kostenintensiven Herstellung? Indem es die\nSpiegel mit kosteng\u00fcnstigen fotolithografischen Produktionstechniken herstellt,\ndie h\u00f6chste Pr\u00e4zision bei extremer Skalierbarkeit erm\u00f6glichen, sogenannter MEMS\nSiliziumfertigung. Aus einem Standard-Silizium-Wafer mit einem Durchmesser von\n200 Millimetern entstehen hochautomatisiert hunderte MEMS-Bauteile\ngleichzeitig. Die in der Halbleiterindustrie bereits seit Jahrzehnten erprobte\nund etablierte Methode verhilft der Technologie in den Massenmarkt. <\/p>\n\n\n\n<p>Der MEMS-Spiegel ist dabei in einen Aufbau aus \u201acommercial off-the-shelf\u2018,\nalso handels\u00fcblichen Standardkomponenten eingebettet. Dank dieser am Markt\nverf\u00fcgbaren Laser- und Detektoreinheiten ist eine kosteng\u00fcnstige und\nskalierbare Produktion der Sensoren m\u00f6glich. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Autonom fahrende Autos und noch so viel mehr<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Der Einsatz von LiDAR-Sensoren erstreckt sich weit \u00fcber die\nAutomobilbranche hinaus und die Anwendungsfelder sind vielseitig. Um die\nVorteile der Technologie nutzen zu k\u00f6nnen, hat Blickfeld die gro\u00dfen Probleme\nder LiDAR-Systeme aus dem Weg ger\u00e4umt und sie somit f\u00fcr den Massenmarkt\nzug\u00e4nglich gemacht. Die Zeit der LiDARs hat gerade erst begonnen! <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>LiDARs haben mit Problemen wie Performanz, Robustheit und Skalierbarkeit zu k\u00e4mpfen. 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