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探测照明用车灯模组及探测照明系统

阅读：833发布：2020-05-18

专利汇可以提供探测照明用车灯模组及探测照明系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种探测照明用车灯模组及探测照明系统，涉及探测照明系统技术领域，为解决车灯在生产以及组装过程对工艺的精确度要求极高的问题。所述探测照明用车灯模组包括：激光光源、驱动装置和转换装置，转换装置设置有荧光区域和透过区域；驱动装置与转换装置连接，用于驱动转换装置运动，以使得荧光区域与透过区域交替位于与激光光源的光路中；激光光源发出的光线照射到荧光区域后产生用于照明的第一光线，激光光源发出的光线照射到透过区域后产生用于对目标物体进行探测的第二光线。所述探测照明用车灯模组通过移动转换装置改变照明模式，以照明与探测双功能，对于加工及装配精度要求相对较低。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是探测照明用车灯模组及探测照明系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种探测照明用车灯模组，其特征在于，包括：激光光源、驱动装置和转换装置，所述转换装置设置有荧光区域和透过区域；
所述驱动装置与所述转换装置连接，用于驱动所述转换装置运动，以使得所述荧光区域与所述透过区域交替位于与所述激光光源的光路中；
所述激光光源发出的光线照射到所述荧光区域后产生用于照明的第一光线，所述激光光源发出的光线照射到所述透过区域后产生用于对目标物体进行探测的第二光线。
2.根据权利要求1所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，所述激光光源具有用于发射可见光波长光线的发射端。
3.根据权利要求1所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，所述转换装置为荧光轮，所述荧光轮上设置有通孔，所述通孔为所述透过区域，所述驱动装置驱动所述荧光轮转动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，所述透过区域设置有匀光板。
5.根据权利要求1所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，所述激光光源的光线入射到所述转换装置中的透过区域时，所述激光光源为脉冲驱动模式。
6.根据权利要求3所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，所述荧光轮为反射式荧光轮或透射式荧光轮。
7.根据权利要求1所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，所述转换装置为矩形板，所述驱动装置驱动所述矩形板进行直线往复移动。
8.根据权利要求1所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器用于对所述荧光区域的位置或所述透过区域的位置进行检测。
9.根据权利要求8所述的探测照明用车灯模组，其特征在于，所述位置传感器的检测点设置于所述转换装置的边缘。
10.一种探测照明系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的探测照明用车灯模组，还包括光学接收装置，所述探测照明用车灯模组用于发出照明用的第一光线及探测用的第二光线，所述光学接收装置用于对被物体反射回的所述第二光线进行接收处理，以实现测距、探测、三维点云输出、感知与物识别、即时定位与地图构建的功能。

说明书全文

探测照明用车灯模组及探测照明系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及探测照明系统技术领域，尤其是涉及一种探测照明用车灯模组及探测照明系统。

背景技术

[0002] 目前，随着科技的发展，车灯除了具备基本的照明功能外，还可进行融入激光雷达的探测、测距、识别与感知、SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)等功能。

[0003] 在同时具有照明功能和激光雷达功能的车灯中，通常通过发射两种不同波长的光束来分别实现两个不同的功能，并且激光雷达一般使用的是不可见的红外波长的激光。两种不同波长的光束可分别由两个不同的光源进行发射，但是，使用两个光源分别发射将会占用较大空间，不利于车灯的内部结构布设。为解决上述问题，部分车灯采用一个光源发射光线，发射出的光线首先经由分束器进行分光，分出的部分光束再经由转换件转换为可见白光，用于照明，经由分束器分出的另一部分光线射出后做为探测光，用于进行激光探测或者测距。

[0004] 但是，使用分束器(例如棱镜)进行空间上的分光，需要对分束器本身的色散性能以及分束器的空间位置做严格的设计，以使得两束光中的相应波段部分能够分别准确地入射到相应的光路中，否则将会影响探测部分的测量精度。因此，现有技术中的车灯在生产以及组装过程对工艺的精确度要求极高，导致车灯的生产及组装效率低、良率低。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于提供一种探测照明用车灯模组，以解决现有技术中存在的车灯在生产以及组装过程对工艺的精确度要求极高的技术问题。

[0006] 本实用新型提供的探测照明用车灯模组，包括：激光光源、驱动装置和转换装置，[0007] 所述转换装置设置有荧光区域和透过区域；

[0008] 所述驱动装置与所述转换装置连接，用于驱动所述转换装置运动，以使得所述荧光区域与所述透过区域交替位于与所述激光光源的光路中；

[0009] 所述激光光源发出的光线照射到所述荧光区域后产生用于照明的第一光线，所述激光光源发出的光线照射到所述透过区域后产生用于对目标物体进行探测的第二光线。

[0010] 在上述技术方案中，进一步地，所述激光光源具有用于发射可见光波长光线的发射端。

[0011] 在上述技术方案中，进一步地，所述转换装置为荧光轮，所述荧光轮上设置有通孔，所述通孔为所述透过区域，所述驱动装置驱动所述荧光轮转动。

[0012] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述透过区域设置有匀光板。

[0013] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述激光光源的光线入射到所述转换装置中的透过区域时，所述激光光源为脉冲驱动模式。

[0014] 在上述技术方案中，进一步地，所述荧光轮为反射式荧光轮或透射式荧光轮。

[0015] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述转换装置为矩形板，所述驱动装置驱动所述矩形板进行直线往复移动。

[0016] 在上述技术方案中，进一步地，所述荧光区域与所述透过区域的数量均为多个，所述荧光区域与所述透过区域沿所述矩形板的长度方向交替设置。

[0017] 在上述任一技术方案中，进一步地，探测照明用车灯模组还包括位置传感器，所述位置传感器用于对所述荧光区域的位置或所述透过区域的位置进行检测。

[0018] 在上述技术方案中，进一步地，所述位置传感器的检测点设置于所述转换装置的边缘。

[0019] 相对于现有技术，本实用新型所述的探测照明用车灯模组具有以下优势：

[0020] 本申请所述的探测照明用车灯模组中，驱动装置带动转换装置高速移动，以使得激光光源依次交替照射到荧光区域和透过区域，从而进行分光。当照射到的区域为荧光区域时，光线在转换装置的荧光区域产生第一光线，用于照明。当照射到的区域为透过区域时，发出的光线为第二光线，第二光线用于可见光激光雷达探测。

[0021] 本申请提供的探测照明用车灯模组中，仅需转换装置位于激光光源能够照射到的区域即可实现照明与探测两部分的分光，对于转换装置与激光光源之间的相对位置不存在较高要求，即使转换装置与激光光源在生产或者装配过程中出现误差，该误差也不足以影响探测的精度。因此，应用有本申请提供的探测照明用车灯模组的车灯对于生产和装配精度要求相对较低，这使得车灯的生产和装配效率均有所提高。

[0022] 此外，本申请提供的探测照明用车灯模组的结构更为紧凑。

[0023] 进一步地，由于激光光源采用用于车灯照明的可见光激光，同时实现车灯的照明以及激光雷达的探测。即激光雷达探测的部分不同于传统采用红外波长激光的激光光源，而采用可见光波长的激光光源。

[0024] 本实用新型的另一目的在于提出一种探测照明系统，以解决现有技术中存在的车灯在生产以及组装过程对工艺的精确度要求极高的技术问题。

[0025] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

[0026] 一种探测照明系统，包括如上述技术方案所述的探测照明用车灯模组，还包括光学接收装置，所述探测照明用车灯模组用于发出照明用的第一光线及探测用的第二光线，所述光学接收装置用于对被物体反射回的所述第二光线进行接收处理，以实现激光雷达的探测、测距、三维云点输出、感知与物识别、即时定位与地图构建的功能。

[0027] 所述探测照明系统与上述探测照明用车灯模组相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0029] 图1为本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组的透视图；

[0030] 图2为本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组的内部结构示意图一；

[0031] 图3为本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组的内部结构示意图二；

[0032] 图4为本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组中转换装置的结构示意图一；

[0033] 图5为本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组中转换装置的结构示意图二；

[0034] 图6为本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组中转换装置的结构示意图三；

[0035] 图7为本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组发出的蓝色激光脉冲的示意图；

[0036] 图8为应用有本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组的探测照明系统的结构示意图。

[0037] 图中：10-激光光源；20-转换装置；21-荧光区域；22-透过区域；30-驱动装置；40-防护壳体；41-基座；42-安装座；43-出光口；50-凸块；61-第一光线；62-第二光线；71-透镜；72-反射镜。

具体实施方式

[0038] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0039] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0040] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0041] 实施例一

[0042] 如图1-图8所示，本实用新型实施例提供的探测照明用车灯模组，包括：激光光源10，驱动装置30和转换装置20，其中：转换装置20设置有荧光区域21和透过区域22。驱动装置30与转换装置20连接，用于驱动转换装置20运动，以使得荧光区域21与透过区域22交替位于与激光光源10的光路中。激光光源10发出的光线照射到荧光区域21后产生用于照明的第一光线，激光光源10发出的光线照射到透过区域22后产生用于对目标物体进行探测的第二光线。具体地，荧光区域21设置有荧光粉。

[0043] 为便于描述，将转换装置20上被激光光源10照射到的区域称为照射区域。

[0044] 在本实施例的一种优选实施方式中，激光光源具有用于发射可见光波长光线的发射端，具体发射激光为波长为450nm左右的蓝色激光。

[0045] 具体实施时，驱动装置30带动转换装置20高速移动，以使得荧光区域21和透过区域22不停交替出现在照射区域，当照射区域为荧光区域21时，光线在转换装置20的荧光区域21产生第一光线，具体地，第一光线为由蓝色激光穿透荧光区域21的荧光粉形成的可见白光，用于照明。当照射区域为透过区域22时，发出的蓝色激光为第二光线，第二光线用于探测。

[0046] 由于荧光区域21与透过区域22交替处于照射区域，因此，探测照明用车灯模组发出的光在第一光线与第二光线之间交替变化，由于转换装置20在驱动装置30的驱动作用下高速移动，因此可使得人眼的分辨率不足以分辨出间断发出的第一光线，即在人眼中，第一光线如同不间断发射一样。

[0047] 本实施例提供的探测照明用车灯模组中，对于转换装置20与激光光源10之间的相对位置不存在较高要求，即使转换装置20与激光光源10在生产或者装配过程中出现误差，该误差也不足以影响探测的精度。因此，应用有本实施例提供的探测照明用车灯模组的车灯对于生产和装配精度要求相对较低，这使得车灯的生产和装配效率均有所提高。

[0048] 在本实施例的一种优选实施方式中，转换装置20为如下结构：转换装置20为荧光轮，荧光轮上设置有通孔，通孔为透过区域22，驱动装置30驱动荧光轮转动。驱动装置30可为高速马达。

[0049] 进一步地，在通孔处设置有匀光板。匀光板可使得激光光源10发出的点激光扩散为面激光。

[0050] 在本实施例中，激光光源10为蓝色激光二极管，发射的激光为蓝色激光，在荧光轮的转动过程中，探测照明用车灯模组发出的蓝色激光脉冲分布如图7所示，450nm占比更大，功率更高，脉宽很短的即为蓝色脉冲，蓝色脉冲间隔出现。从图7可以看出，第一光线与第二光线为间隔射出。

[0051] 荧光轮可以为反射式荧光轮或透射式荧光轮。在本申请提供的附图中呈现的荧光轮均为透射式荧光轮。当荧光轮为反射式荧光轮时，将激光光源10移动到反射端即可。

[0052] 上述荧光轮采用转动的方式改变荧光区域21与透过区域22的位置，除此之外，还可采用其他方式改变荧光区域21与透过区域22相对激光光源10的位置。

[0053] 举例来说，还可采用直线往复移动方式改变荧光区域21与透过区域22的位置，在这种实施方式中，转换装置20优选采用矩形板，驱动装置驱动矩形板进行直线往复移动。在矩形板上，荧光区域21和透过区域22沿矩形板的长度方向依次设置，驱动装置30带动矩形板沿长度方向往复运动。优选地，矩形板上荧光区域21占比大于透过区域22。

[0054] 在矩形板上，荧光区域21可为一个连续的区域，透过区域22为另一个连续的区域。或者，在矩形板上，荧光区域21与透过区域22的数量均为多个，荧光区域21与透过区域22沿矩形板的长度方向交替设置。

[0055] 进一步地，在矩形板的透过区域22处设置有匀光板。具体地，矩形板可由荧光板和匀光板拼接形成，荧光板处即为荧光区域21，匀光板处即为透过区域22。或者，矩形板的主体为荧光板，在荧光板上设置有开口，在开口处嵌设有匀光板。

[0056] 在本实施例的一种优选实施方式中，当激光光源10的光线入射到转换装置20中的透过区域22时，激光光源10为脉冲驱动模式，以形成一个瞬时的高功率短脉宽的窄脉冲，这样的高功率脉冲可以实现更远距离的探测。

[0057] 为便于检测透过区域22的位置，以在光线射向透过区域22时对激光光源10进行脉冲驱动，在一种具体实施方式中，使用位置传感器对荧光区域21的位置或透过区域22的位置进行检测，若透过区域22移动到处于照射区域的位置，则改变激光光源10的驱动方式为脉冲驱动；当荧光区域21移动到照射区域的位置，则改变激光光源10的驱动方式为连续驱动。

[0058] 位置传感器的检测点设置于转换装置20的边缘，位置传感器还包括检测机构。具体实施时，检测点可为凸块50，激光光源10发射的光线照射到转换装置20的端面，凸块50设置于转换装置20的侧面。在转换装置20转动的过程中，凸块50随转换装置20移动，当检测机构检测到凸块50时，则代表转换装置20的透过区域22处于照射区域。位置传感器具体可为光检测器或者电磁传感器。当采用光检测器时，在凸块50移动过程中，光检测器根据光通量的变化判断凸块50是否移动到位。当采用电磁传感器时，凸块50为磁性元件，检测机构中设置有霍尔元件，在凸块50移动过程中，凸块50与检测机构的距离发生变化，从而使得磁场发生变化，霍尔元件根据磁场的变化判断凸块50的位置，从而判断透过区域22的位置。

[0059] 进一步地，如图1-图3所示，探测照明用车灯模组还包括防护壳体40，激光光源10、转换装置20和驱动装置30均设置在防护壳体40内侧，防护壳体40上设置有出光口43，第一光线和第二光线均由出光口43射出防护壳体40。

[0060] 为便于将激光光源10、转换装置20和驱动装置30装入到防护壳体40内侧，防护壳体40包括基座41可顶盖，基座41和顶盖通过螺栓固定连接，激光光源10、转换装置20和驱动装置30均安装于基座41上，出光口43设置于顶盖上。在安装完毕后，将顶盖扣合，并使用螺栓将顶盖与基座41固定。

[0061] 为便于将防护壳体40装配到车辆中，防护壳体40的外侧相对的两侧分别设置有一个安装座42，安装座42中设置有安装孔。

[0062] 实施例二

[0063] 如图8所示，本实施例二提供一种探测照明系统，包括上述实施例一提供的探测照明用车灯模组，还包括光学接收装置，探测照明用车灯模组用于发出照明用的第一光线及探测用的第二光线，光学接收装置用于对被物体反射回的第二光线进行接收处理。

[0064] 光学接收装置优选为基于CMOS或CCD等工艺的面阵接收器件，也可为APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)、PIN二极管、SPAD(Single Photon Avalanche Diode，单光子雪崩二极管)等光敏二极管。经由车灯模组发射的第二光线在外界被物体反射后被光学接收装置接收。

[0065] 光学接收装置与车灯模组可集成为一体，或者在车灯的灯体内分开布置。

[0066] 进一步地，探测照明系统还包括反射镜72和透镜71，车灯模组射出的光线经由反射镜72的反射后经由透镜71射出。

[0067] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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