CN209926257U - 集成LiDAR***的照明装置及汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种集成LiDAR***的照明装置及汽车，涉及汽车照明及检测技术领域，为解决蓝光直接射出易导致人眼损伤,以及含有多种波长的激光分离的问题。所述集成LiDAR***的照明装置包括：激光器和光路模块，所述光路模块包括：分光镜、波长转换装置、光学元件和主透镜，激光器发出的不同波长的激光入射至分光镜，第一波长光被分光镜反射至波长转换装置，波长转换装置将第一波长光转换成照明光并经由主透镜射出；第二波长光穿过分光镜入射至光学元件，通过光学元件转换后经由主透镜射出以作为探测光。所述集成LiDAR***的照明装置通过光学元件将点激光变化为面阵激光，从而削减可能直接射出的蓝光功率，降低高功率蓝光的风险。

Description

集成LiDAR***的照明装置及汽车
技术领域
本实用新型涉及汽车照明及检测技术领域，尤其是涉及一种集成LiDAR***的照明装置及汽车。
背景技术
随着车辆的发展，车灯的用途逐渐多样化，除照明功能外，部分车灯还具有对车辆进行激光探测和测距功能。
在一种车灯中，包含有两个光源，两个光源产生的光束的波长不同，其中，第一光源发射蓝光激光，第二光源产生发射红外激光。第一光源产生的蓝光激光被反射到波长转换装置中，被转换为可见白光后直接经由透镜射出，从而用于车灯照明；第二光源产生的红外激光经过几次反射后经由透镜射出，以作为探测光，用于对车辆进行激光探测和测距。
但是，由于第一光源发射的蓝光激光在波长转换装置中不会完全被转化为可见光，而会有部分蓝光激光残留，蓝光激光经由透镜射出后，易对人眼或者其他物品造成损害。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种集成LiDAR***的照明装置，以解决现有技术中存在的部分蓝光直接射出易导致人眼损伤的技术问题,同时还解决含有多种波长的激光分离的问题。
本实用新型提供的集成LiDAR***的照明装置，包括：激光器和光路模块，所述光路模块包括：分光镜、波长转换装置、光学元件和主透镜，
所述激光器发出的不同波长的激光入射至所述分光镜，所述激光器发出激光包括第一波长光和第二波长光，所述第一波长光被所述分光镜反射至所述波长转换装置，所述波长转换装置将所述第一波长光转换成不同波长光以形成照明光，所述照明光经由所述主透镜射出；所述第二波长光直接穿过所述分光镜入射至所述光学元件，所述光学元件用于将点激光转换为面阵激光，所述第二波长光通过所述光学元件转换后经由所述主透镜射出以作为探测光。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述光学元件为扩束镜片、扩束镜片组或者匀光片。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述光学元件上设置有窄带滤波片，用以阻止所述第一波长光由所述光学元件射出。
在上述任一技术方案中，进一步地，还包括激光照明反射镜，所述波长转换装置转换出的不同波长光经由所述激光照明反射镜的反射后射向所述主透镜。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述波长转换装置包括荧光层与反射层，所述第一波长光穿过所述荧光层后到达所述反射层。
在上述技术方案中，进一步地，还包括光纤，所述激光器发射的不同波长的激光经由所述光纤的耦合后射向所述分光镜；
所述激光器包括第一激光二极管、第二激光二极管和驱动***，所述驱动***分别与所述第一激光二极管和所述第二激光二极管连接，所述驱动***通过连续驱动方式驱动所述第一激光二极管发射所述第一波长激光，所述驱动***通过脉冲驱动方式或连续驱动方式驱动所述第二激光二极管发射所述第二波长激光。
在上述任一技术方案中，进一步地，还包括散热器，所述光路模块安装于所述散热器上。
在上述任一技术方案中，进一步地，还包括夹持器，所述光学元件通过所述夹持器固定于所述散热器。
在上述任一技术方案中，进一步地，还包括红外接收***，所述红外接收***包括：红外接收镜结构、主控板、以及集成于所述主控板的接收器件，所述接收器件位于所述红外接收镜结构的出射面一侧，所述红外接收镜结构包括镜头或镜头组。
相对于现有技术，本实用新型所述的集成LiDAR***的照明装置具有以下优势：
本实用新型所述的集成LiDAR***的照明装置在使用的过程中，激光器发出不同波长的激光，在激光器发出的激光中，包括有第一波长光和第二波长光。第一波长光和第二波长光均进入分光镜，在分光镜处，第一波长光在分光镜处反射后到达波长转换装置，并在波长转换装置处被转换为可见光，最终由主透镜射出。第二波长光穿透分光镜后射入光学元件，在光学元件处被转换为面激光后射出，从而作为探测光用于进行激光探测和测距。
若第一波长光有部分光线未能在分光镜处反射，则该部分光线的后续光路将与第二波长光一致，入射至光学元件，在光学元件处变化为面阵光源后经由主透镜射出。在光学元件将第一波长光打散成面光源的时候，第一波长光将损失较多功率，并同时将功率平均分配到面光源，从而避免出现高功率光线射出，进而避免射出的光线损伤人眼。
与现有技术中的车灯相比，本申请提供的照明装置同时具有照明以及进行激光探测和测距的功能，且可避免蓝光直接射出对人眼产生的损害。
本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，以解决现有技术中存在的部分蓝光直接射出易导致人眼损伤的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种汽车，包括车体，所述车体安装有如上述技术方案所述的集成LiDAR***的照明装置。
所述汽车与上述集成LiDAR***的照明装置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
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。
图1为本实用新型实施例提供的集成LiDAR***的照明装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的集成LiDAR***的照明装置中第一波长光的光路示意图；
图3为本实用新型实施例提供的集成LiDAR***的照明装置中第二波长光的光路示意图；
图4为本实用新型实施例提供的集成LiDAR***的照明装置中分光镜及波长转换装置的相对位置示意图。
图中：
1-分光镜； 2-荧光层； 3-反射层；
4-光学元件； 5-夹持器； 6-主透镜；
7-激光照明反射镜； 8-主控板； 9-红外接收镜结构；
10-散热器； 11-激光器； 12-光纤。
具体实施方式
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。
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。
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。
实施例一
如图1-图4所示，本实用新型实施例提供的集成LiDAR***的照明装置，包括：激光器11和光路模块，光路模块包括：分光镜1、波长转换装置、光学元件4和主透镜6，其中：
激光器11发出的不同波长的激光入射至分光镜1，激光器11发出激光包括第一波长光和第二波长光，第一波长光被分光镜1反射至波长转换装置，波长转换装置将第一波长光转换成不同波长光以形成照明光，照明光经由主透镜6射出；第二波长光直接穿过分光镜1入射至光学元件4，光学元件4用于将点激光转换为面激光，第二波长光通过光学元件4转换后经由主透镜6射出以作为探测光。
在本实施例的一种优选实施方式中，激光器11包括第一激光二极管、第二激光二极管和驱动***，第一激光二极管用于发射第一波长激光，第二激光二极管用于发射第二波长激光，驱动***分别与第一激光二极管以及第二激光二极管连接。驱动***可采用连续驱动方式驱动第一激光二极管，驱动***可采用脉冲驱动方式驱动第二激光二极管，也可采用连续驱动方式驱动第二激光二极管。
本实用新型实施例的集成LiDAR***的照明装置在使用的过程中，激光器11发出不同波长的激光，在激光器11发出的激光中，包括有第一波长光和第二波长光。如图4所示，激光器11发出的激光A(包括第一波长光和第二波长光)均进入分光镜1，在分光镜1处，第一波长光C在分光镜1处反射后到达波长转换装置，并在波长转换装置处被转换为可见光D，最终由主透镜6射出。第二波长光B穿透分光镜1后射入光学元件4，在光学元件4处被转换为面激光后射出，从而作为探测光用于进行激光探测和测距。
具体地，如图2所示，在激光器11射出的激光中，激光A内的大部分第一波长光在分光镜1中反射，反射后射向波长转换装置的光线为第一波长光C1，第一波长光C1经由波长转换装置转换后形成的光线为白光D，白光D最终经由主透镜6射出以进行照明。激光A内的小部分第一波长光未能在分光镜1处反射，则该部分光线C2的后续光路将与第二波长光一致，入射至光学元件4，在光学元件4处变化为面光源后经由主透镜6射出。在光学元件4将第一波长光打散成面光源的时候，第一波长光将损失较多功率，并同时将功率平均分配到面光源，从而避免出现高功率光线射出，进而避免射出的光线损伤人眼。
如图3所示，激光A内的第二波长光B1穿过分光镜1并射入光学元件4，在光学元件4处转换为面光源B2后经由主透镜6射出。
与现有技术中的车灯相比，本申请提供的照明装置同时具有照明以及进行激光探测和测距的功能，且可避免蓝光直接射出对人眼产生的损害。
在本实施例的一种具体实施方案中，第一波长光的波长处于400nm-480nm之间，即为蓝光激光；第二波长光的波长处于770nm-1mm之间，即为红外激光。
在本实施例的一种优选实施方式中，集成LiDAR***的照明装置还包括光纤12，激光器11与光路模块之间通过光纤12连接，激光器11发射的不同波长的激光经由光纤12的耦合后射向分光镜1。也就是说，第一波长光与第二波长光经由激光器11发出，在光纤12处耦合后射向分光镜1。
其中，第一波长光采用连续的工作方式，用于进行照明；第二波长光采用脉冲式或连续式的工作方式，用于探测。激光器11大小可以实现小型化设计，由于两种激光由光纤12引出，故其光斑可非常均匀，并且可控制在任意直径大小，第一波长光以及第二波长光的功率均可控。此外，由于光纤12连接于光路模块与激光器11之间，因此使得光路模块与激光器11之间的距离得以增大，可以分别安装于不同位置，从而便于对车灯内部进行优化布局。
在本实施例提供的集成LiDAR***的照明装置中，光学元件4用于将点激光转换为面激光，具体地，光学元件4可采用扩束镜片、扩束镜片组或者匀光片，用于将光纤12射出的点激光扩束为固定视场角的面光源。上述扩束镜片为单片镜片，用于点激光扩束；上述扩束镜片组包含多个镜片，由多个镜片相互配合，从而实现扩束效果。
在本实施例的一种优选实施方式中，光学元件4上设置有窄带滤波片，用以阻止第一波长光由光学元件4射出。具体地，窄带滤波片与第二波长光的波长相对应，以使得第二波长光可经由光学元件4射出，而第一波长光在光学元件4处反射。部分经由光学元件4反射的第一波长光回到波长转换装置中，再次经由波长转换装置进行转换，从而可提高第一波长光的转化率。
在上述任一技术方案中，进一步地，波长转换装置包括荧光层2与反射层3，第一波长光穿过荧光层2后到达反射层3，第一波长光在荧光层2转化为白光，并经由反射层3反射出去。
为将荧光层2反射出的可见光汇聚并导向主透镜6方向，集成LiDAR***的照明装置还包括激光照明反射镜7，波长转换装置转换出的不同波长光经由激光照明反射镜7的反射后射向主透镜6。具体地，激光照明反射镜7朝向主透镜6的一侧为凹面侧，波长转换装置转换出的白光经由激光照明反射镜7汇聚后，经过主透镜6射出。
在本实施例的一种优选实施方式中，集成LiDAR***的照明装置还包括散热器10，光路模块安装于散热器10上。具体地，散热器10包括连接板和散热翅片，光路模块安装于连接板的顶部，散热翅片安装于连接板的底部，且散热翅片与连接板垂直或呈一定夹角，各散热翅片相互平行，相邻的散热翅片之间形成散热通道，以增强散热效果。
进一步地，光学元件4通过夹持器5固定于散热器10。
在本实施例提供的集成LiDAR***的照明装置中，还包括红外接收***，红外接收***包括红外接收镜结构9，红外接收镜结构9可以单一的用于接收红外激光的镜头；或者，红外接收镜结构9还可以为镜头组，镜头组内包含有多个镜头，多个镜头相互配合，从而完成红外激光的接收导向作用。
如图1所示，红外接收镜结构9固定于散热器10旁。
红外接收***还包括主控板8和集成于主控板8上的接收器件，接收器件位于红外接收镜结构9的出射面一侧。
接收器件优选为基于CMOS或CCD等工艺的面阵接收器件，也可为APD(AvalanchePhoto Diode，雪崩光电二极管)等光敏二极管。经由光路模块发射的第二波长光在外界被物体反射后被红外接收镜结构9接收，并穿过红外接收镜结构9以射入接收器件。
在本实施例提供的优选实施方式中，主控板8上集成有Tofsensor(Time ofFlight Mass Spectrometer sensor，飞行时间传感器)。
在本实施例的一种具体实施方式中，光路模块内可设置有挡光片，挡光片用于调节照明光的光型。
在本实施例的一种具体实施方式中，第二波长光穿过分光镜1后可直接射入光学元件4，也可经由光线反射镜反射后再射入光学元件4，具体设置可根据分光镜1的角度、位置，以及光学元件4的角度、位置进行具体设置。
实施例二
本实用新型实施例的另一目的在于提出一种汽车，包括车体，车体安装有实施例一提供的集成LiDAR***的照明装置。
汽车与上述集成LiDAR***的照明装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
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。

Claims (10)

1.一种集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，包括：激光器和光路模块，所述光路模块包括：分光镜、波长转换装置、光学元件和主透镜，
所述激光器发出的不同波长的激光入射至所述分光镜，所述激光器发出激光包括第一波长光和第二波长光，所述第一波长光被所述分光镜反射至所述波长转换装置，所述波长转换装置将所述第一波长光转换成不同波长光以形成照明光，所述照明光经由所述主透镜射出；所述第二波长光直接穿过所述分光镜入射至所述光学元件，所述光学元件用于将点激光转换为面阵激光，所述第二波长光通过所述光学元件转换后经由所述主透镜射出以作为探测光。
2.根据权利要求1所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，所述光学元件为扩束镜片、扩束镜片组或者匀光片。
3.根据权利要求1或2所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，所述光学元件上设置有窄带滤波片，用以阻止所述第一波长光由所述光学元件射出。
4.根据权利要求3所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，还包括激光照明反射镜，所述波长转换装置转换出的不同波长光经由所述激光照明反射镜的反射后射向所述主透镜。
5.根据权利要求1所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，所述波长转换装置包括荧光层与反射层，所述第一波长光穿过所述荧光层后到达所述反射层。
6.根据权利要求5所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，还包括光纤，所述激光器发射的不同波长的激光经由所述光纤的耦合后射向所述分光镜；
所述激光器包括第一激光二极管、第二激光二极管和驱动***，所述驱动***分别与所述第一激光二极管和所述第二激光二极管连接，所述驱动***通过连续驱动方式驱动所述第一激光二极管发射所述第一波长激光，所述驱动***通过脉冲驱动方式或连续驱动方式驱动所述第二激光二极管发射所述第二波长激光。
7.根据权利要求1所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，还包括散热器，所述光路模块安装于所述散热器上。
8.根据权利要求7所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，还包括夹持器，所述光学元件通过所述夹持器固定于所述散热器。
9.根据权利要求1所述的集成LiDAR***的照明装置，其特征在于，还包括红外接收***，所述红外接收***包括：红外接收镜结构、主控板、以及集成于所述主控板的接收器件，所述接收器件位于所述红外接收镜结构的出射面一侧，所述红外接收镜结构包括镜头或镜头组。
10.一种汽车，其特征在于，包括车体，所述车体安装有如权利要求1-9任一项所述的集成LiDAR***的照明装置。
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