Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS

Institutsleiter: Prof. Dr. Hubert Lakner, Prof. Dr. Harald Schenk

Ansprechpartner Allianz Verkehr: Tina Heinz

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen für die Entwicklung und Erprobung elektronischer, mechanischer und optischer Komponenten und deren Integration in intelligente Systeme. Kernziel unserer Forschungsarbeit ist es, die Funktionalität der Produkte unserer Kunden durch den Einsatz unserer Technologien, Komponenten und Systeme zu erweitern und neue Anwendungen durch verbesserte Eigenschaften, immer kleinere Abmessungen und zusätzliche Funktionen zu adressieren.

Unser Leistungsspektrum reicht von Machbarkeitsstudien über die Entwicklung waferbasierter Prozesse und Technologien auf 200 und 300 Millimetern bis hin zur qualifizierten Kleinserienfertigung in eigenen Reinräumen nach industriellen Standards – vom Bauelement bis zum kompletten System. Um den hohen Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden, ist das Fraunhofer IPMS nach der Norm DIN EN 9001: 2000 zertifiziert.

LiDAR (Light Detection and Ranging) ermöglicht die Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung zwischen Objekten und Fahrzeug und beruht auf der Aussendung von Lasersignalen in die Umgebung, deren Reflexion detektiert und analysiert wird. Das Fraunhofer IPMS entwickelt dafür Mikroscannerspiegel, die die hohen Anforderungen des autonomen Fahrens erfüllen und gleichzeitig klein und integrierbar sind. Verfolgt wird der Ansatz eines „scannenden Auges“, das digitales Sehen in drei Dimensionen ermöglicht.

Aufgrund ihres geringen Gewichts und der guten Integrierbarkeit sind die Module trotz ihrer Beweglichkeit vibrationsunempfindlich und können die Umgebung ohne Messunschärfe detektieren. Die aus einkristallinem Silizium gefertigten MEMS-Scanner sind äußerst robust und ermüdungsfrei und zeichnen sich durch große optische Scanbereiche als auch eine hohe Schock- und Vibrationsstabilität aus. Damit erfüllen sie die Zuverlässigkeitsanforderungen eines Solid State LiDAR. Die CMOS-kompatible Siliziumtechnologie erlaubt zudem eine skalierbare, kosteneffektive Herstellung der Module und ermöglicht deren Integration in bestehende Systeme.

Vernetzte Fahrzeuge sind die Grundlage für Innovationen wie autonomes Fahren und Platooning, also das automatisierte Fahren in Kolonnen mit geringen Abständen. Bisher werden funkbasierte Verfahren wie beispielsweise WLAN (IEEE 802.11p) eingesetzt. Diese Technologie ist bewährt und erlaubt hohe Datenraten. Solche Standards aber haben auch ihre Schwächen, wie einen eng begrenzten Frequenzbereich, manipulierbare Signale und die elektromagnetische Verträglichkeit. Alternative Übertragungswege zur Ergänzung der Systeme sind also gefragt. Li-Fi nutzt statt Funkwellen Lichtquellen wie LEDs und moduliert diese. Die emittierten Signale werden dann von einer Fotodiode aufgenommen. Die echtzeitfähige Li-Fi-Technologie mit Latenzen im Mikrosekundenbereich bietet sich als redundanter Kanal zu WLAN an. Ebenso denkbar ist eine Aufgabenverteilung. Zu Wireless Fidelity (Wi-Fi) käme dann Light Fidelity (Li-Fi) als zusätzlicher Kanal dazu.

Das Fraunhofer IPMS bietet in diesem Bereich Workshops, Consulting, Konzeptentwicklung sowie Hardware- und Moduldesign inkl. Pilotproduktion an.