CN114555418A - 用于机动车辆的光模块 - Google Patents

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约翰·阿尔特曼
马托伊斯·阿特曼
彼得·哈特曼
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Abstract

一种用于机动车辆的光模块，其具有第一激光装置(LS)，所述第一激光装置包含至少一个可调制的激光光源(L1、L2、L3、L4)，所述激光光源的一个/多个激光射束(b1、b2、b3、b4)转向到由镜操控装置(8)操控的、可枢转的微型镜(6)上并且从该微型镜转向到光转换机构(7)上；并且具有作为照明***的照明光学器件(9)，其用于将在光转换机构处产生的发光图像(10)投射到交通空间/行车道中；并且具有第二激光装置(VL)，其包含至少一个激光光源(H1、H2、H3)，所述激光光源的一个/多个激光射束(c1、c2、c3)发射到由镜操控装置(8)操控的、可枢转的微型镜(6)上并且从该微型镜经由LIDAR出射光学器件(21)发射到交通空间/行车道中；以及具有作为LIDAR***的LIDAR入射光学器件(14)，其将第二激光装置的在外部空间中反射的光朝向探测器(15)发射。

Description

用于机动车辆的光模块
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的光模块。
背景技术
在机动车辆中使用激光光源变得越来越重要，因为例如激光二极管的尺寸比常见的发光二极管更小，这实现更灵活和更高效的安装解决方案，并且也能够显著提高光束的亮度以及光输出。在已知的解决方案中，不发射直接的激光射束，以便避免因极度集中的高功率的光束对人和其他生物的眼睛造成危害。更确切地说，激光射束在所***的转换器上从例如蓝光转换为优选“白”光，所述转换器包含发光转换材料，简称“磷光体”。
例如，从申请人的文献EP 2954256 B1中已知一种具有多个可调制的激光光源的前照灯，其激光射束经由由镜操控装置操控的、可枢转的微型镜转向到光转换机构上，其中在所述光转换机构上产生的发光图像借助于投影***投射到行车道上。为了调制激光光源的射束强度，设有激光操控装置并且在每个激光光源和微型镜之间设置有用于使具有预设的射束横截面的各一个激光射束成形的光学器件。微型镜围绕轴线以固定频率振动，其中至少两个激光光源的射束为了在光转换机构处形成彼此贴靠的光带经由微型镜转向。光带彼此间的间距由所成形的激光射束的相互的角度确定，并且在光转换机构处的光带的长度由微型镜的振动幅度确定。
尤其对于机动车辆中的辅助***而言，特别是对于自动或半自动的运行而言，LIDAR(“光检测和测距”的首字母缩写词)是有益且可靠的用于光学测量环境或用于其他交通参与者的间距和速度测量的方法。当然，车辆前方的交通空间的大的监控角度范围在这里是特别重要的。所考虑的监控区域的至少一个子区域也被车辆的前照灯照亮，其中可比照地也不忽视测量车辆后方的区域的LIDAR和尾灯。
当今的机动车辆的一个问题是通常只有少量结构空间可一方面用于照明***而另一方面用于传感器***，其中这个问题通常因设计人员的审美预设而增大。另一问题在于，前照灯以及LIDAR***必须被精确地安装和调整，以便保证所期望的功能。
发明内容
本发明的目的在于减少或消除这些问题。
该目的借助用于机动车辆的光模块实现，所述光模块具有：第一激光装置，所述第一激光装置包含至少一个可调制的激光光源，所述激光光源的一个/多个激光射束转向到由镜操控装置操控的、可枢转的微型镜上并且从所述微型镜转向到光转换机构上；和作为照明***的照明光学器件，其用于将在光转换机构处产生的发光图像投射到交通空间/行车道中；和第二激光装置，其包含至少一个激光光源，所述激光光源的一个/多个激光射束发射到由镜操控装置操控的、可枢转的微型镜上并且从该微型镜经由LIDAR出射光学器件发射到交通空间/行车道中；以及作为LIDAR***的LIDAR入射光学器件，其将第二激光装置的在外部空间中反射的光朝向探测器阵列发射。
由于本发明，获得一种光模块，其在构造方式紧凑的情况下能够彼此不相关地实施的两个功能，即照明功能和测量功能。
就光模块的这两种功能的不相关性而言，有利的是，第一激光装置的一个/多个激光射束入射到微型镜上的入射角不同于第二激光装置的一个/多个激光射束的入射角。这当然适用于微型镜的特定位置，并且自然也引起不同的出射角。
适宜的是，第一激光装置包括至少两个激光光源，其关联有用于调制射束强度的激光操控装置。
还能够有利的是，为第一激光装置和微型镜设置用于使具有预设的射束横截面的各一个激光射束成形的至少一个光学器件。
为了获得模块的更紧凑的构造，能够值得推荐的是，在第一激光装置和微型镜之间设置至少一个转向镜。
如果在第二激光装置和微型镜之间设置至少一个转向镜，那么这同样引起更紧凑、更节省空间的构造。
在本发明的改进方案中提出，第一激光装置包含至少一个蓝色/紫外激光器和/或第二激光装置包含至少一个红外激光器。
为了获得对紫外或蓝色激光辐射和对红外激光辐射都尽可能完全的反射，值得推荐的是，微型镜的起反射作用的覆层选自金属金、铝和银。
已证实为可靠的是，微型镜围绕轴线以固定频率振动，其中第一激光装置的激光光源的射束经由微型镜转向以在光转换机构处形成至少两个彼此贴靠的光带。
光带彼此间的间距适宜地由第一激光装置的激光光源的成形的射束的相互的角度确定，并且光转换机构处的光带的长度由微型镜的振动幅度确定并且光带的宽度由射束横截面确定。
关于模块的紧凑构造特别有利的是，为了调整照明***和LIDAR***的光路，至少一个激光装置的激光光源和/或位于光路中的镜是可设定的。
也能够适宜的是，LIDAR***的扫描区域和照明***的照明区域彼此是角度错开的，使得LIDAR***倾斜于照明装置扫描。由此例如能够检测对象，所述对象位于前照灯***的照明区域之外，尤其侧面。
也能够有利的是，LIDAR***和照明***经由照明光学器件或LIDAR出射光学器件扫过或照亮不同的视场。在此能够有意义的是，LIDAR出射光学器件设计为，使得LIDAR***扫描交通空间的如下区域，所述区域比照明***的照明区域更宽。
此外能够有意义的是，对于LIDAR***的光学器件使用衍射的光学元件，例如衍射光栅。
同样地，照明***的激光路径中的光学器件能够设计为衍射的光学元件。
附图说明
下面，例如根据实施方式详细阐述本发明连同其他优点，所述实施方式在附图中图解说明。在所述附图中示出：
图1示出基于激光扫描仪工作的机动车辆前照灯的原理性的构造；
图2示出起扫描作用的LIDAR***的原理；
图3示出根据本发明的光模块的原理性的构造；
图4示出根据本发明的模块的示例性的光分布；
图5a和b示出在第一变型形式中的由这两个***扫过的区域；以及
图6a和b示出在第二变型形式中的由这两个***扫过的区域。
具体实施方式
图1示出激光扫描仪前照灯的原理，所述激光扫描仪前照灯具有第一激光装置LS，所述第一激光装置具有至少一个激光器，在当前情况下即具有四个半导体激光器L1、L2、L3、L4，所述半导体激光器输出各一个激光射束，所述激光射束用b1、b2、b3、b4表示。激光器L1、L2、L3、L4关联有激光操控装置1，其中所述操控装置用于供电并且也设立用于调制各个激光器的射束强度。结合本发明，将“调制”理解为，就接通和关断而言，能够改变激光光源的强度，无论是连续的还是脉冲式的。光功率能够类似地动态地改变，根据之后还详细描述的镜处于哪个角度位置。附加地，在一定时间内还存在接通和关断的可能性，以便不照亮所限定的部位。
激光操控装置1就其而言还包含来自能够被输送有传感器信号的中央的前照灯操控装置2的信号。这样的控制和传感器信号能够一方面例如是用于从远光切换到近光的切换命令或者另一方面是由光传感器接收的信号，所述信号检测行车道上的照明情况。
激光射束b1、b2、b3、b4经由各一个转向镜S1、S2、S3、S4并且经由第一光学器件3指向共同的转向镜4，所述转向镜将四个激光射束经由另外的光学器件5经由微型镜6对准例如构成为发光面的光转换机构7，所述光转换机构例如以已知的方式具有用于光转换的磷光体。在激光器下游能够设置有用于射束成形的光学器件o1、o2、o3、o4，如在EP 2954256B1中所阐述的那样。
磷光体例如将蓝光或UV光转换为“白”光。结合本发明，将“磷光体”更一般地理解为将一个波长的光转换为另一波长的或波长混合的光，尤其“白”光的材料或材料混合物，这可归入术语“波长转换”。在此，将“白光”理解为如下光谱组成的光，所述光使人造成“白的”颜色印象。术语“光”当然不局限于对于人眼可见的辐射。对于光转换机构而言也考虑光电陶瓷，其是透明的陶瓷，例如YAG-Ce(掺杂有铈的钇铝石榴石)。
围绕仅一个唯一的轴线振动的微型镜6由镜操控装置8操控并且进入恒定频率的振动中，其中所述振动尤其能够对应于微型镜的机械的固有频率。镜操控装置8就其而言也由前照灯操控装置2控制，以便能够设定微型镜6的振动幅度，其中围绕其轴线的不对称的振动也能够是可设定的。微型镜的操控是已知的并且能够多样化地实现，例如静电地或电动地实现。在本发明的已证实的实施方式中，微型镜6例如以几百Hz的频率振动并且其最大振幅根据其操控是几度至60°。微型镜6的位置适宜地被反馈给镜操控装置8和/或前照灯操控装置2。应注意的是，首字母缩略词MEMS(“微机电***镜”)通常用于此处所考虑的类型的微型镜。
已成形的激光射束b1、b2、b3、b4在光转换机构7处，即在光转换机构7的发光面上产生水平的光带f1、f2、f3、f4(参见图4)，所述发光面通常是平坦的，然而并非必须是平坦的，其中激光射束b1、b2、b3、b4或半导体激光器L1、L2、L3、L4关于微型镜6的角度设定为，使得光带在发光面上相叠并且彼此邻接，其中光带彼此间的间距优选为零。这能够通过相应地调整半导体激光器L1、L2、L3、L4准确地设定并且在发光面上产生发光图像，所述发光图像由光带，在当前情况下即由四个光带f1、f2、f3、f4组成。所述发光图像现在借助于照明光学器件9作为发光图像10(图4)投射到行车道上或投射到外部空间中。使用仅三个激光器以形成三个投射到行车道上的光带例如同样是可行的，因为所述光带于是能够对应于远光、明暗界线和近光(前场光)。在最简单的情况下，也能够仅设有唯一的激光器。
图2示出LIDAR***的原理，例如在H.W.Yoo等人所著的文章“MEMS-based lidarfor autonomous driving”中，e&i 2018年6月，第408页及以后所描述的那样。多个激光器LI1、LI2、LI3、LI4的脉冲式的射束经由光学器件11发送至微型镜12，所述微型镜将四个由激光器LI1、LI2、LI3、LI4产生的竖直线r1、r2、r3、r4以水平扫描的方式引导到外部空间中并且在此扫过一定的场13。激光器的数量从而所产生的竖直线的数量能够不为四个，即比四个更多或更少并且在最简单的情况下能够使用唯一的激光器。由外部空间(交通空间)中的对象反射的激光脉冲经由起聚焦作用的LIDAR入射光学器件14到达探测器15并且将在该处产生的信号在相应的放大和转换之后评估，以便能够快速地检测对象的位置和/或速度、大小等。
现在，图3示出用于机动车辆的根据本发明的光模块，其中只要可行，相同的附图标记用于已经根据图1和图2所描述的元件。
用于激光扫描仪前照灯的部段的构造刚好对应于在图1中示出的并且已经结合图1详尽描述的构造。光模块现在除了前照灯部件，即四个半导体激光器L1、L2、L3、L4连同激光器操控装置1、前照灯操控装置2，镜S1、S2、S3、S4，转向镜4，光学器件5，微型镜6，光转换机构7，镜操控装置8和照明光学器件9外，还包含第二激光装置LL，其具有至少一个激光器，在当前情况下即具有三个半导体激光器H1、H2、H3，所述半导体激光器输出各一个激光射束，所述激光射束称作为c1、c2、c3。激光器H1、H2、H3也关联有激光操控装置16。激光射束c1、c2、c3同样到达微型镜6，更确切地说，在当前情况下在光学地***三个转向镜U1、U2、U3、光学器件17、用于三个射束的共同的转向镜18以及另一光学器件19的情况下到达微型镜6。由微型镜6将LIDAR***的起扫描作用的射束经由转向镜20和LIDAR出射光学器件21发送到交通空间/行车道中。
由在外部空间(交通空间)中的物品反射的光信号经由LIDAR入射光学器件14到达探测器15并且将在该处产生的信号输送给LIDAR控制装置/评估装置22并且在此在相应地放大和转换之后进行评估，以便确定检测到的对象的位置和/或速度、尺寸等。LIDAR控制装置/评估装置22同样与镜操控装置8连接并且(这在此未详细示出)与相关的车辆的控制装置连接。
在图3的视图中看到，对于这两个***，即前照灯***和LIDAR***一起使用微型镜，然而这两个***的光路分开地伸展，即LIDAR***的射束不射到光转换机构7上并且前照灯***的射束不到达LIDAR出射光学器件。
就光模块的这两种功能的不相关性而言，有利的是，第一激光装置的一个/多个激光射束入射到微型镜上的入射角度与第二激光装置的一个/多个激光射束的入射角度不同。这当然适用于微型镜的各一个特定的位置并且自然地也引起不同的出射角度。换言之，LIDAR***的红外射束以与照明***的蓝色的或紫外的激光射束不同的角度反射并且这两个射束组从模块中射出，其中至少对于LIDAR***使用与对于照明装置不同的出射光学器件。激光器相应地被调制，以便根据Tof法或FMCW法(飞行时间(ToF)、调频连续波雷达)借助于由探测器输出的信号确定交通空间中的对象的距离。红外射束和蓝色的激光射束总是从相同的镜位置反射，然而光路是在几何方面是分开的，因此模块能够同时在LIDAR和照明运行中工作。
***的整个控制装置，尤其还有镜操控装置8构成为，使得这两个***彼此不相关地工作并且能够同时进行地或交替地工作。为了确保这种情况并且在模块的紧凑的构造方面尤其有利的是，为了调整照明***和LIDAR***的光路，至少一个激光***的激光光源和/或位于光路中的镜是可设定的。
在半导体激光器L1、L2、L3、L4优选应当以在蓝色的或UV范围内的波长工作以便通过在磷光体上的转换而产生白光期间，LIDAR***的半导体激光器H1、H2、H3优选以在红外范围内的波长工作，以便产生对于肉眼不可见的辐射。当然要注意的是，在当前情况下需要微型镜6，所述微型镜对于这两种所使用的光波长具有足够好的反射特性。就此而言尤其适合的是，覆层主要由金或铝或银制成。射到微型镜上的激光辐射的尽可能完全的反射减小了MEMS的过强加热的问题。
图4示意地示出根据本发明的光模块的示例性的光分布，其中在此具有“白”光的四个光带f1、f2、f3、f4相叠并且形成发光图像10，所述四个光带在第一激光装置LS中具有其出射点。光带通过由激光射束引起的光斑m1、m2、m3、m4的扫描运动产生。由LIDAR***扫描的区域在此通过其限界部23示出。
LIDAR***和照明***能够扫过或照亮不同的视场，这通过分开的光学器件，即照明光学器件9和LIDAR出射光学器件21是可行的。术语“视场”在此对于照明***而言理解为在交通空间中的被照亮的区域，所述区域根据当前的照明情况(例如远光-近光-日间光)能够是不同大小的，并且对于LIDAR***而言理解为由LIDAR激光射束扫描的区域，在所述区域中能够检测对象。
由此，LIDAR和照明装置的成像区域可能是不同的，尽管对于这两个***都使用相同的MEMS扫描仪，即微型镜6。例如，LIDAR出射光学器件21能够设计为使得LIDAR***扫描交通空间的区域，所述区域比照明***的照明区域更宽。也可行的是，将LIDAR***的扫描区域和照明***的照明区域设计成是角度错开的，使得LIDAR倾斜于照明进行扫描。
为了图解说明，图5a和b中示出具有两个根据本发明的光模块的机动车辆K的照明***的照明区域B和LIDAR***的扫描区域S的第一示例。图5a以从上方观察的方式示出这些区域并且图5b从车辆起向前示出这些区域。在此，照明区域B包围比扫描区域S更小的角度，然而这两个区域向前指向。
图6a和b在类似于图5a和b的示图中示出具有根据本发明的两个光模块的机动车辆K的照明区域B和扫描区域S的第二示例。在此，照明区域B，与在图5a和b中相同，沿行驶方向以特定角度向前伸展，而LIDAR***的扫描区域S可以说分为两部分地也宽广地向左外和右外延伸。
可以看出，LIDAR与照明光学器件相比能够覆盖更广的区域，并且也能够向侧面枢转，其中左侧的和右侧的前照灯的LIDAR的视场刚好重叠。然而，照明光学器件必须总是刚好向前定向。
衍射光学元件例如衍射光栅能够用作为LIDAR***的光学器件14、17、19、21，因为在此使用具有窄的光谱带宽的、优选单色的激光辐射。在照明***的蓝色的激光路径中的光学器件o1-o4、3、5也能够构成为衍射元件。然而，在光转换机构7下游的“白”光的光路中的投射光学器件应当适宜地是透镜光学器件，因为在此应当避免色差。
附图标记列表
1 激光操控装置
2 前照灯操控装置
3 光学器件
4 转向镜
5 光学器件
6 微型镜
7 光转换机构
8 镜操控装置
9 照明光学器件
10 发光图像
11 光学器件
12 微型镜
13 场
14 LIDAR入射光学器件
15 探测器
16 激光操控装置
17 光学器件
18 转向镜
19 光学器件
20 转向镜
21 LIDAR出射光学器件
22 LIDAR控制装置/评估装置
23 限界部
B 照明区域
b1 激光射束
b2 激光射束
b3 激光射束
b4 激光射束
c1 激光射束
c2 激光射束
c3 激光射束
f1 光带
f2 光带
f3 光带
H1 半导体激光器
H2 半导体激光器
H3 半导体激光器
K 机动车辆
LI 第二激光装置
LS 第一激光装置
L1 半导体激光器
L2 半导体激光器
L3 半导体激光器
LI1 激光器
LI2 激光器
LI3 激光器
LI4 激光器
m1 光斑
m2 光斑
m3 光斑
m4 光斑
o1 光学器件
o2 光学器件
o3 光学器件
o4 光学器件
r1 竖直线
r2 竖直线
r3 竖直线
r4 竖直线
S 扫描区域
S1 转向镜
S2 转向镜
S3 转向镜
S4 转向镜
U1 转向镜
U2 转向镜
U3 转向镜。

Claims (13)

1.一种用于机动车辆的光模块，
具有第一激光装置(LS)，所述第一激光装置包含至少一个可调制的激光光源(L1、L2、L3、L4)，所述激光光源的一个/多个激光射束(b1、b2、b3、b4)转向到由镜操控装置(8)操控的、可枢转的微型镜(6)上并且从所述微型镜转向到光转换机构(7)上，
并且具有作为照明***的照明光学器件(9)，所述照明光学器件用于将在所述光转换机构处产生的发光图像(10)投射到交通空间/行车道中，
并且具有第二激光装置(VL)，所述第二激光装置包含至少一个激光光源(H1、H2、H3)，
其特征在于，
所述激光光源的一个/多个激光射束(c1、c2、c3)发射到由所述镜操控装置(8)操控的、可枢转的微型镜(6)上并且从所述微型镜经由与所述照明光学器件(9)分开的LIDAR出射光学器件(21)发射到所述交通空间/行车道中，以及具有作为LIDAR***的LIDAR入射光学器件(14)，所述LIDAR入射光学器件将所述第二激光装置的在外部空间中反射的光朝向探测器(15)发射，其中所述第一激光装置(LS)的一个/多个激光射束(b1、b2、b3、b4)入射到所述微型镜(6)上的入射角度与所述第二激光装置(VL)的一个/多个激光射束(c1、c2、c3)的入射角度不同，其中所述LIDAR***的扫描区域和所述照明***的照明区域彼此是角度错开的，使得LIDAR***倾斜于照明扫描，其中所述LIDAR***和所述照明***经由所述照明光学器件(9)或LIDAR出射光学器件(21)扫过或照亮不同的视场，其中所述LIDAR出射光学器件(21)设计为，使得所述LIDAR***扫描所述交通空间的区域，所述区域比所述照明***的照明区域更宽。
2.根据权利要求1所述的光模块，
其特征在于，
所述第一激光装置(LS)包括至少两个激光光源(1a、1b、1c、1d)，所述激光光源关联有用于调制射束强度的激光操控装置(1)。
3.根据权利要求1或2所述的光模块，
其特征在于，
在所述第一激光装置(LS)和所述微型镜(6)之间设置有至少一个用于使具有预设的射束横截面的各一个激光射束(b1、b2、b3、b4)成形的光学器件(o1、o2、o3、o4)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块，
其特征在于，
在所述第一激光装置(LS)和所述微型镜(6)之间设置有至少一个转向镜(4、S1-S4)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光模块，
其特征在于，
在所述第二激光装置(VL)和所述微型镜(6)之间设置有至少一个转向镜(18、U1-U3)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光模块，
其特征在于，
所述第一激光装置包含至少一个蓝色/紫外激光器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光模块，
其特征在于，
所述第二激光装置包含至少一个红外激光器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光模块，
其特征在于，
所述微型镜(6)的起反射作用的覆层选自以下金属：金、铝、银。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光模块，
其特征在于，
所述微型镜(6)以固定的频率围绕轴线振动，其中所述第一激光装置(LS)的激光光源的射束经由所述微型镜转向以在所述光转换机构处形成至少两个彼此贴靠的光带(f1、f2、f3、f4)(7)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光模块，
其特征在于，
所述光带(f1、f2、f3、f4)彼此间的间距由所述第一激光装置(LS)的激光光源的成形的射束的相互的角度确定，所述光带在所述光转换机构(7)处的长度由所述微型镜(6)的振动幅度确定并且所述光带的宽度由所述射束横截面确定。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光模块，
其特征在于，
为了调整所述照明***和所述LIDAR***的光路，至少一个激光装置(LS、VL)的激光光源(L1、L2、L3、L4；H1、H2、H3)和/或位于所述光路中的镜(4、S1-S4、18、U1-U3)是可设定的。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光模块，
其特征在于，
对于所述LIDAR***的光学器件(14、17、19、21)使用衍射的光学元件，例如衍射光栅。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光模块，
其特征在于，
所述光学器件(o1-o4、3、5)在所述照明***的激光路径中构成为衍射的光学元件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115657415A (zh) * 2022-06-08 2023-01-31 华为技术有限公司 显示装置及方法、交通工具

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021123795A1 (de) 2021-09-15 2023-03-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sensorvorrichtung und Verkehrsmittel
JP2023132719A (ja) * 2022-03-11 2023-09-22 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP2024521611A (ja) 2022-04-25 2024-06-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーモジュール、バッテリーパック及びこれを含む自動車

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105121942A (zh) * 2013-02-07 2015-12-02 齐扎拉光***有限责任公司 用于机动车的前大灯和用于产生光分布的方法
DE102017109905A1 (de) * 2017-05-09 2018-11-15 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Scheinwerfer mit integriertem Lidar
WO2018229131A1 (de) * 2017-06-13 2018-12-20 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Bifunktions-lichtmodul für einen kraftfahrzeugscheinwerfer mit lidar-funktion
CN109073757A (zh) * 2016-04-22 2018-12-21 欧普赛斯技术有限公司 多波长lidar***
US10222474B1 (en) * 2017-12-13 2019-03-05 Soraa Laser Diode, Inc. Lidar systems including a gallium and nitrogen containing laser light source
DE102018201533A1 (de) * 2018-02-01 2019-08-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
CN110094692A (zh) * 2018-11-16 2019-08-06 华域视觉科技(上海)有限公司 集成LiDAR***的照明装置及汽车
WO2020025089A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-06 Blickfeld GmbH Fahrzeugscheinwerfer mit lidar-modul
DE102018125591A1 (de) * 2018-10-16 2020-04-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Optisches Abstandsermittlungsmodul
WO2020243038A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Optonomous Technologies, Inc. Lidar integrated with smart headlight and method
CN113433567A (zh) * 2020-03-23 2021-09-24 宁波舜宇车载光学技术有限公司 激光雷达和由激光雷达和照灯***构成的组合***

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101811595B1 (ko) * 2015-09-04 2017-12-22 엘지전자 주식회사 차량용 헤드램프 및 이를 포함하는 차량
AT518094B1 (de) * 2015-12-21 2018-06-15 Zkw Group Gmbh Scheinwerfer für Fahrzeuge
DE102016205506A1 (de) * 2016-04-04 2017-10-05 Osram Gmbh Haltevorrichtung für ein optisches Element
JP6697636B2 (ja) * 2016-09-20 2020-05-20 イノヴィズ テクノロジーズ リミテッド Ｌｉｄａｒシステム及び方法
AT519453B1 (de) * 2017-03-30 2018-07-15 Zkw Group Gmbh Lasermodul und Laserquellenanordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer
CN207350122U (zh) * 2017-05-25 2018-05-11 上海小糸车灯有限公司 一种具有复合功能的智能汽车大灯模组

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105121942A (zh) * 2013-02-07 2015-12-02 齐扎拉光***有限责任公司 用于机动车的前大灯和用于产生光分布的方法
CN109073757A (zh) * 2016-04-22 2018-12-21 欧普赛斯技术有限公司 多波长lidar***
DE102017109905A1 (de) * 2017-05-09 2018-11-15 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Scheinwerfer mit integriertem Lidar
WO2018229131A1 (de) * 2017-06-13 2018-12-20 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Bifunktions-lichtmodul für einen kraftfahrzeugscheinwerfer mit lidar-funktion
US10222474B1 (en) * 2017-12-13 2019-03-05 Soraa Laser Diode, Inc. Lidar systems including a gallium and nitrogen containing laser light source
CN111480094A (zh) * 2017-12-13 2020-07-31 天空激光二极管有限公司 包括含镓和氮的激光光源的lidar***
DE102018201533A1 (de) * 2018-02-01 2019-08-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
WO2020025089A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-06 Blickfeld GmbH Fahrzeugscheinwerfer mit lidar-modul
DE102018125591A1 (de) * 2018-10-16 2020-04-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Optisches Abstandsermittlungsmodul
CN110094692A (zh) * 2018-11-16 2019-08-06 华域视觉科技(上海)有限公司 集成LiDAR***的照明装置及汽车
WO2020243038A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Optonomous Technologies, Inc. Lidar integrated with smart headlight and method
CN113433567A (zh) * 2020-03-23 2021-09-24 宁波舜宇车载光学技术有限公司 激光雷达和由激光雷达和照灯***构成的组合***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115657415A (zh) * 2022-06-08 2023-01-31 华为技术有限公司 显示装置及方法、交通工具

Also Published As

Publication number Publication date
JP7241244B2 (ja) 2023-03-16
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EP3812209A1 (de) 2021-04-28
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EP4048552A2 (de) 2022-08-31
WO2021078469A3 (de) 2021-06-17
JP2022551510A (ja) 2022-12-09
KR20220050987A (ko) 2022-04-25

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