CN114174718B - 用于发射辐射的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发射辐射的装置，该装置包括反射器组件和夹具。反射器组件具有顶部侧面、底部侧面和周边侧面。至少一个开孔形成在反射器组件内，该至少一个开孔从反射器组件的顶部侧面上的顶部开口延伸直到反射器组件的底部侧面上的底部开口。夹具可连接到反射器组件并且具有与反射器组件的底部侧面接触的平坦侧面。夹具的基本上平坦的侧面的部分被构造成焊接到具有发射器的电路板，在夹具被焊接到电路板时，该发射器至少部分地延伸穿过开孔。

Description

用于发射辐射的装置

相关申请的交叉引用

本PCT国际申请根据35U.S.C.§119的规定，要求2019年9月18日提交的美国专利申请号16/574,330的优先权，其内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明整体涉及用于发射辐射的装置，尤其是红外线辐射。可将该装置安装到可安装在车辆的内部车厢内的模块上。

2.相关领域

车辆，尤其是汽车，正经历涉及自动驾驶的重大发展。例如，目前出售的一些车辆能够执行先前由车辆的操作者执行的一些操作。例如，一些车辆包括自动驾驶功能，其中车辆在特定情况下能够自行驾驶。

然而，全自动车辆目前正在开发中，目前车辆通常依赖于车辆的操作者在特定情况下执行特定任务。例如，具有自动功能的一些车辆在天气有利时在高速公路的特定路段中行驶时能够自行驾驶。然而，这些车辆可能无法在其它地理区域中自行驾驶，或者因恶劣天气而可能无法在区域中自行驾驶。在这些情况下，可能需要车辆的操作者向车辆提供一些操作输入。

因此，因为可能需要车辆的操作者向车辆提供操作输入，所以车辆的操作者通常应该了解车辆正在运行的环境。为此，驾驶员应该位于驾驶舱内，使得驾驶员可以通过车辆的窗户看到车辆正在运行的环境。

已经开发了通常可以监测车辆操作者的眼睛运动以便确定操作者是否正在监视车辆正在运行的环境的系统。这些系统通常包括用于朝向车辆的操作者发射辐射的辐射源。然后，该辐射从操作者反射回可以捕获操作者的图像并且将这些图像提供给车辆系统的相机系统，该车辆系统确定操作者是否正确监视车辆正在运行的环境。

发明内容

一种用于发射辐射的装置包括反射器组件和夹具。反射器组件具有顶部侧面、底部侧面和周边侧面。至少一个开孔形成在反射器组件内，该至少一个开孔从反射器组件的顶部侧面上的顶部开口延伸直到反射器组件的底部侧面上的底部开口。夹具可连接到反射器组件并且具有与反射器组件的底部侧面接触的平坦侧面。夹具的基本上平坦的侧面的部分被构造成焊接到具有发射器的电路板，在夹具被焊接到电路板时，该发射器至少部分地延伸穿过开孔。

在参考附加于本说明书中并构成本说明书的一部分的附图和权利要求书查看以下描述后，本发明的其他目的、特征和优点对本领域的技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1示出组装了用于发射辐射的装置的车辆；

图2示出图1的车辆的内部的侧视图的更详细视图；

图3示出图1的车辆的内部的正视图的更详细视图；

图4示出组装了用于发射辐射的两个装置的模块；

图5示出用于发射辐射的装置的分解图；

图6A至6C示出用于发射辐射的装置的电路板和反射器组件；

图7A和7B示出反射器组件以及接合反射器组件的夹具的更详细视图；并且

图8A至8D示出反射器组件以及接合反射器组件的夹具的更详细视图。

具体实施方式

参考图1，示出组装了具有用于发射辐射的装置的模块的一个示例10。在示例10中，用于发射辐射的模块被组装在车辆12内。应当理解，可将本说明书中稍后会更详细地描述的用于发射辐射的模块组装到多种不同环境中的任何一种环境中。在此，该模块被组装在车辆内，并且更具体地被组装在汽车内。

如果该模块被组装在车辆(诸如车辆12)内，应当理解，车辆12可以是能够在两个独立位置之间输送人员或货物的多种不同车辆中的任一种。因此，该车辆可以是汽车，如前所述，或者该车辆可以是卡车、重型卡车、牵引拖车、采矿车辆、机车、飞机、船舶等。同样，车辆12可采用多种不同形式中的任何一种形式。

在此，车辆12通常限定被构造成容纳操作者16的内部14，操作者16从车辆12的内部操作车辆12。如图2最佳所示，车辆12的内部14可包括在车辆12的内部14内的能够支撑操作者16的座椅。

操作者16能够接触多种不同车辆系统中的任一种车辆系统，以便使车辆12行驶在独立位置之间。例如，操作者16可以接触控制转向系统以便控制车辆12的转向的方向盘22。另外，操作者16还可以能够接触一个或多个踏板20，以便控制车辆12的向前或向后运动。一个或多个踏板20可以与车辆动力系统和/或制动系统连通，以便在操作者16期望时向前或向后推动车辆12和/或使车辆12停止。

位于车辆12的内部14内的是用于发射辐射的一个或多个模块24A和/或24B。应当理解，可利用多种不同模块24A和/或24B中的任一者并放置在车辆12的内部14内。在此，在本示例中，示出了两个此类模块24A和24B。模块24A通常位于附接到方向盘22的转向柱25上方。模块24A放置在转向柱25上方，以便具有视场26A。该视场26A可以使得视场26A包括操作者16的部分以及可能位于车辆12的内部14内的其它乘员的部分。

模块24B整体位于车辆12的中控台27上方。当众所周知，中控台27整体位于车辆12的前部内部的中间，如图3中最佳所示。中控台27可包括多种不同车辆系统，诸如车辆信息娱乐系统和加热系统、通风系统和冷却系统和/或车辆12的其它控制装置。

模块24B被定位成具有视场26B。视场26B可包括由其它模块24A提供的视场26A的全部或部分或甚至不包括视场26A。因此，模块24B可用于更广泛地查看位于车辆12的内部14内的多个乘员，包括操作者16。相反地，模块24A可用于专注于操作者16的部分(诸如更具体地，操作者16的面部)。此外，应当理解，视场26A和视场26B可由装置成形或形成，如本说明书中稍后将指示。例如，视场26A和视场26B可以是从装置发射辐射的视线或角度。这些辐射的角度本质上可以是锥形的，从所有侧面看基本相等，或者形成为不同形状，以便扩展和收缩在X方向上和/或Y方向上的角度辐射。

通过模块24A仔细专注于操作者16的部分的一个可能原因是使得模块24A能够捕获操作者16的面部的图像。在车辆内的控制系统确定操作者16是否正在正确接触车辆12和/或正确专注于车辆12正在运行的环境的情况下，这可能是合乎需要的。如果控制系统确定操作者16未正确接触车辆12和/或未正确专注于环境，则控制系统可以通过听觉反馈、视觉反馈和/或触觉反馈来警示驾驶员此类错误。

例如，如果车辆12是自动车辆或半自动车辆，则可能存在车辆的自动功能无法在其所在的环境中操作车辆的情况。这可能发生在存在恶劣天气的情况下或者存在对车辆的自动功能不熟悉的场景下。这些不熟悉的场景可包括涉及道路建设、事故以及自动车辆可能不适用于操作车辆12的其他类型的场景的情况。

因此，通过使车辆12利用模块24A和/或模块24B，车辆12的车辆系统和子系统可以确定操作者16是否正确接触车辆12和/或了解车辆12正在运行的环境。如果操作者16未正确接触车辆12或未了解车辆12正在运行的环境，则一个或多个车辆系统可以通过触觉反馈、听觉反馈和/或视觉反馈来警示驾驶员，以便警示操作者16应当正确接触车辆12或更加密切关注车辆12正在运行的环境。

参见图4，示出了模块24A的更详细视图。应当理解，针对模块24A而提供的描述可以同样适用于模块24B。在此，模块24A包括托架29，该托架可被构造成安装在内部14内。此外，托架29可以安装在车辆12的方向盘22、转向柱25和/或中控台27上。当然，应当理解，托架29可以安装在车辆12的内部14内的任何位置。

托架29可由多种不同材料中的任一种材料制成。因此，托架29可由钢、铝、塑料或能够形成固体或半固体形状的任何材料制成。在本示例中，托架29可由导热材料(诸如钢或铝)制成，使得托架29可以充当散热器。

托架29用于保持一个或多个装置28A和/或28B，该装置被构造成将辐射从装置发射到车辆12的内部14中。在此，装置28A和装置28B分别在视场30A和视场30B上方发射辐射。视场30A和视场30B基本上可以是辐射的角度。辐射的角度是从装置28A和/或装置28B发射辐射的角度。如将在本说明书中稍后阐释的，辐射的角度可以是辐射的单个角度，也可以是辐射的多个角度，以便形成从装置28A和/或装置28B的辐射的投影。

该辐射可以是多种不同形式的辐射中的任何一种辐射。因此，该辐射可以是红外线辐射，也可以是可见光谱内的辐射。同样，应当理解，辐射可以是多种不同形式的辐射中的任何一种辐射，不一定是红外线辐射或可见光谱内的辐射。

位于装置28A和装置28B之间的可以是能够接收如箭头34所示的反射辐射的相机32。反射辐射34可以是由一个或多个物体反射的辐射。该辐射可源自装置28A和/或装置28B，并且然后由装置28A和/或装置28B的视场(辐射的角度)内的物体反射。相机32可连接到能够解释由相机32捕获的这种辐射的多种不同车辆系统中的任一种车辆系统。由相机32捕获的辐射可以是由相机32在一段时间内捕获的多个图像的形式。

参考图5，提供了装置28A的更详细分解图。应当理解，装置28A的描述可以同样适用于装置28B。在此，如前所述，装置28A安装在模块24A的托架29内。作为其主要组件，装置28A包括壳体36、位于壳体36的腔体38内的电路板42以及被构造成将电路板42基本上封装在壳体36的腔体38内的滤波器48。

滤波器48可由丙烯酸制成。滤波器48可以是作为长通滤波器的红外线滤波器长通滤波器是对较短波长进行衰减并在目标光谱(紫外线、可见光或红外线)的有效范围内传输(传递)较长波长的光学干涉滤波器。

反射器组件44可安装到电路板42。电路板42还具有安装在电路板42上并且至少部分地突出穿过反射器组件44的发射器46A和/或发射器46B。发射器46A和/或发射器46B用于发射先前在本说明书中描述的辐射。发射器46A和/或发射器46B与电路板42连通并且能够经由形成在电路板42内的孔41电连接到壳体46的销钉40。

反射器组件44可由塑料制成并且涂覆有金属。该塑料可以是聚对苯二甲酸环己烷二甲酯，而该金属涂层可含有铬。

这些孔41包括能够电连接到销钉40的导电组件，以便将发射器46A和/或发射器46B放置成与销钉40电连通。销钉40可连接到与壳体36相互作用的缆线。该缆线可具有与销钉40形成电连接并且允许与销钉40连通的车辆系统控制由发射器46A和/或发射器46B的辐射发射的电缆。

销钉40可以是基本上允许电路板42的孔41接合壳体36的销钉40的压销的形式。当对它们施加力时，销钉40穿过孔41，但是然后在物理上阻止从销钉40上拆下电路板42，除非随后施加较大的力。

螺钉49可用于将壳体36和/或滤波器48附接到托架29，以便将所有组件以固定方式附接到托架29，从而形成模块24A。

参考图6A、图6B和图6C，示出了允许辐射的装置的组件的更详细视图。如前所述，该装置包括具有形成于其上的孔41的电路板42。孔41具有允许接合孔41的压销与发射器46A和发射器46B电连通的导电部分。

反射组件44具有形成于其上的第一开孔50A和第二开孔50B。应当理解，反射组件44可具有多种不同开孔中的任何一种开孔。实际上，反射组件44可仅包括单个开孔或多个开孔。开孔50A和开孔50B延伸穿过反射组件44的长度并且允许发射器46A和发射器46B至少部分地突出穿过反射组件44的开孔50A和开孔50B。

开孔50A和开孔50B分别具有反射表面51A和反射表面51B。这些反射表面51A和51B可以是提供朗伯反射率的朗伯表面。朗伯反射率是定义理想“无光泽”或漫反射表面的属性。无论观察者的视角如何，对于观察者而言，朗伯表面的视亮度都是相同的。

夹具52可连接到反射器组件44，以便提供用于将反射器组件44连接到电路板42的缆线。此外，夹具可焊接到电路板42。

参考图7A和图7B，示出了反射器组件44和夹具52的更详细视图。在此，夹具52可具有限定具有开口65的周边部分61的平坦侧面60，该开口允许发射器46A和发射器46B穿过其中。从平坦侧面60延伸的可以是壁62A和壁62B。壁62A和壁62B可以以基本上垂直的方式从平坦侧面60向上延伸。此外，如果假设平坦侧面60限定平面，则壁62A和壁62B通常可以沿基本上垂直的方向向由平坦侧面60限定的平面向上延伸。

反射器组件44可具有形成在反射器组件44内的两个凹部64A和64B，这些凹部可以与夹具52的壁62A和壁62B配合。壁62A和壁62B可分别具有包裹反射器组件44的部分并接合凹部64A和凹部64B的部分63A和部分63B。

通常，为了使夹具52接合反射器组件44，夹具52由稍微柔性的材料制成，允许在夹具52被压到反射组件44上时，夹具52的壁62A和壁62B暂时稍微弯曲。当被压到反射器组件44上时，夹具52的壁62A和壁62B卡扣接合到反射器组件44的凹部64A和凹部64B中，从而将夹具52保持到反射器组件44。

参考图8A至图8D，示出了具有夹具52的反射器组件44的另一视图。在此，开孔50A和开孔50B可以不一定是如图8A所示的圆形形状，但是可以是椭圆形形状。此外，开孔可以使得反射表面51A和反射表面51B以非圆形图案反射来自表面的辐射。箭头70和箭头72分别基本上指示Y方向和X方向。

在此，由反射表面51A和反射表面51B反射的辐射可以反射由发射器发射的辐射，以便生成来自反射器组件44的辐射的角度。辐射的角度介于约20度至150度之间。

在反射表面51A和反射表面51B的形状为非圆形的情况下，辐射的角度可包括沿x方向72辐射的辐射的第一角度以及沿Y方向70的辐射的第二角度。X方向72和y方向70可以基本上彼此垂直。

因此，辐射的第一角度和辐射的第二角度可以各自介于约20度至150度之间。此外，并且更具体地，辐射的第一角度可以是50度，并且辐射的第二角度可以是约40度。

在特定情况下，沿X方向72沿Y方向70的辐射的角度可能是实用的，以便更好地沿所需方向辐射辐射。例如，在希望照亮车辆的操作者的面部的情况下，可以反射辐射，以便更好地专注于车辆的操作者的面部上的辐射。在希望照亮车辆的更多内部的其他情况下，可以增加反射器组件44反射的辐射的角度，以便照亮更大的视场。

照亮更大的视场具有特定优点，因为其允许相机捕获更多信息。然而，缺点是，照亮更大的视场也可能导致相机捕获的信息和图像不太精确。因此，取决于情况，可以利用不同的辐射的角度以适当地适配应用。

本领域技术人员易于理解的是，以上描述的用意是说明本发明原理的实现方式。该描述并非旨在限制本发明的范围或应用，因为本发明易于改正、变更和改动，而不会脱离以下权利要求书所限定的本发明的实质。

Claims (14)

1.一种用于发射辐射的装置，所述装置包括：

反射器组件，所述反射器组件具有顶部侧面、底部侧面和周边侧面；

至少一个开孔，所述至少一个开孔形成在所述反射器组件内，所述至少一个开孔从所述反射器组件的所述顶部侧面上的顶部开口延伸直到所述反射器组件的所述底部侧面上的底部开口，其中形成所述至少一个开孔的所述反射器组件的部分是反射的；和

夹具，所述夹具连接到所述反射器组件，所述夹具具有与所述反射器组件的所述底部侧面接触的平坦的侧面，其中所述夹具的所述平坦的侧面的一部分被构造成焊接到具有发射器的电路板，所述发射器在所述夹具焊接到所述电路板时至少部分地延伸穿过所述开孔,

所述夹具的所述平坦的侧面包括周边部分，所述周边部分限定开口，所述开口用于允许所述发射器穿过所述开口并进入所述反射器组件的所述至少一个开孔。

2.根据权利要求1所述的用于发射辐射的装置，还包括所述发射器是红外线发射器。

3.根据权利要求1所述的用于发射辐射的装置，所述装置还包括：

至少一个凹部，所述至少一个凹部形成在所述反射器组件的所述周边侧面上；并且其中所述夹具具有从所述夹具的所述平坦的侧面延伸的至少一个壁，其中所述夹具的所述壁被构造成接合形成在所述反射器组件的所述周边侧面上的所述至少一个凹部。

4.根据权利要求3所述的用于发射辐射的装置，还包括：

所述至少一个凹部被构造为形成在所述反射器组件的所述周边侧面的相对侧上的两个凹部；并且

其中所述夹具的所述至少一个壁被构造为两个壁，所述两个壁各自沿相同方向从所述夹具的所述平坦的侧面延伸；并且

其中所述夹具的所述两个壁中的一个壁被构造成接合所述两个凹部中的一个凹部，而所述夹具的所述两个壁中的另一个壁被构造成接合所述两个凹部中的另一个凹部。

5.根据权利要求4所述的用于发射辐射的装置，还包括所述夹具的所述两个壁的部分接合所述反射器组件的所述顶部侧面。

6.根据权利要求1所述的用于发射辐射的装置，还包括所述反射器组件的所述至少一个开孔被构造成将由所述发射器发射的辐射反射通过所述反射器组件的所述顶部侧面，以便生成来自所述反射器组件的辐射的角度。

7.根据权利要求6所述的用于发射辐射的装置，其中所述辐射的角度还包括沿x方向辐射的第一角度以及沿y方向的辐射的第二角度，其中所述x方向和所述y方向彼此垂直。

8.根据权利要求7所述的用于发射辐射的装置，还包括所述辐射的第一角度和所述辐射的第二角度介于20度至150度之间。

9.根据权利要求7所述的用于发射辐射的装置，还包括所述辐射的第一角度为50度，并且所述辐射的第二角度为40度。

10.根据权利要求1所述的用于发射辐射的装置，还包括所述至少一个开孔的形状为椭圆形。

11.根据权利要求1所述的用于发射辐射的装置，还包括形成所述至少一个开孔的所述反射器组件的所述部分是朗伯反射表面。

12.根据权利要求1所述的用于发射辐射的装置，还包括所述反射器组件由聚对苯二甲酸环己烷二甲酯形式的塑料形成，并且涂覆有铬或铬合金形式的金属。

13.根据权利要求1所述的用于发射辐射的装置，还包括所述装置安装在具有相机的模块内。

14.根据权利要求13所述的用于发射辐射的装置，还包括模块安装在具有内部的车辆内，所述模块在所述车辆内定向使得所述相机的视角包括位于所述车辆的所述内部的乘员的位置。