CN118103724A

CN118103724A - 灯装置

Info

Publication number: CN118103724A
Application number: CN202280068211.1A
Authority: CN
Inventors: 森健太郎; 金近正之
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2024-05-28
Also published as: EP4403950A1; WO2023067939A1; JP2023061263A

Abstract

本发明具备：基体，其是向车辆的安装部；光源单元；透光性罩，其以将光源单元收容于内部的方式覆盖基体的前面侧，并安装于基体以划定灯体空间；以及障碍物探测单元，其配置于透光性罩的灯体空间侧且在光源单元的水平方向上的侧方位置，发送电磁波以进行障碍物探测。障碍物探测单元具备壳体和容纳在壳体内的障碍物探测装置，壳体固定于透光性罩，并且与基体隔开设置。

Description

灯装置

技术领域

本发明涉及一种灯装置，特别涉及一种内置有障碍物探测装置的车辆用灯装置。

背景技术

为了进行汽车的驾驶辅助和自动驾驶，除了使用加速度传感器、GPS传感器以外，还会使用摄像头、LiDAR(Light Detection and Ranging)、毫米波传感器等各种传感器。

特别是，障碍物探测装置能够直接检测到对象物的距离、方向、与对象物的相对速度。因此，具有以下特征：即使是近距离的对象物，也能够高速且高精度地进行检测。其中，LiDAR向障碍物照射1瓦级的脉冲激光，检测反射光，根据直至检测到该反射光为止的时间来检测距离，具有以下特征：与电波相比光束密度高，通过利用短波长的激光，能够高精度地检测位置、形状等。该激光大多使用近红外波长范围的元件，能够实现距离传感和高光学分辨率。

专利文献1公开了一种车辆用灯具，其搭载光源单元和毫米波雷达，具备显现于车身的外观的树脂罩，在树脂罩的一部分设置不透明的外观部，通过外观部遮蔽毫米波雷达。

另外，专利文献2公开了一种车载照明装置，其设置有隔板，该隔板以分隔灯具单元与雷达单元之间的空间的方式配设，并遮蔽灯具单元与雷达单元之间的辐射热和电磁波的传递。

专利文献3公开了一种车辆用灯具，其在灯具主体与前面罩之间形成灯室，在灯室的内部设置光源，在灯室的外部设置毫米波雷达，在前面罩上形成从前方覆盖毫米波雷达的遮蔽部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5130192号公报

专利文献2：日本特开2020-51974号公报

专利文献3：日本专利第5285405号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，当受到灯体内的灯的发热、发动机热等灯体外部的高温环境的影响时，会降低内置于灯体内的障碍物探测装置的检测功能。其主要原因在于，障碍物探测装置内部所使用的半导体装置的结温变得过高，其功能降低。

特别是，在LiDAR中，与毫米波雷达相比，发送的电磁波(激光)的功率更大，因此伴随于此的发热更大，检测功能的降低显著。另外，在对车辆的侧方方向进行检测的障碍物探测装置中，也容易受到发动机热等车辆自身的辐射热的影响。

即使在灯体内的灯未点亮时，发动机也继续发挥作用，因此来自发动机的辐射热不断地施加于障碍物探测装置。因此，期望能够抑制来自发动机的辐射热的影响。

为了解决该课题，考虑例如将LiDAR装置安装于灯具以外，作为分体结构进行障碍物探测，由此配置为不受来自灯体的光源的热的影响、发动机热等辐射热的影响。但是，虽然能够解决由热引起的检测功能降低的课题，但在灯体以外需要收纳障碍物探测装置的结构部，会产生大型化的课题。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够有效抑制发动机热等车辆自身的辐射热的影响且能够在灯体内收纳障碍物探测装置而实现小型化的灯装置。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式的灯装置，其具备：

基体，其是向车辆的安装部；

光源单元；

透光性罩，其以将所述光源单元收容于内部的方式覆盖所述基体的前面侧，并安装于所述基体以划定灯体空间；以及

障碍物探测单元，其配置于所述透光性罩的所述灯体空间侧且在所述光源单元的水平方向上的侧方位置，发送电磁波以进行障碍物探测，

所述障碍物探测单元具备壳体和容纳在所述壳体内的障碍物探测装置，

所述壳体固定于所述透光性罩，并且与所述基体隔开设置。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的第一实施方式的灯装置10的内部结构的一个例子的图。

图2是示意性地示出灯装置10的内部结构的一个例子的截面图。

图3是示出来自搭载有灯装置10的车辆的热源90的辐射热RH的截面图。

图4是示意性地示出本发明的第二实施方式的灯装置10的结构的截面图。

图5是示意性地示出本发明的第三实施方式的灯装置10的结构的截面图。

图6是示意性地示出本发明的第四实施方式的灯装置10的结构的截面图。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行说明，但也可以将它们适当改变或进行组合来应用。另外，在以下说明和附图中，对实质上相同或等效的部分标注相同的附图标记进行说明。

此外，以下，以汽车为例对车辆进行说明，但本发明并不限定于此。即，在本说明书中，车辆是指例如包括船、飞机等在内的交通工具(Vehicle)、以及有人和无人的运输工具。

[第一实施方式]

图1是示意性地示出本发明的第一实施方式的灯装置10的内部结构的一个例子的图。灯装置10搭载在汽车等车辆上。灯装置10例如是前照灯，但也能够应用于尾灯、背光源等具有朝向外部发出光的目的、功能的灯装置。

更具体而言，图1示意性地示出从上表面观察搭载于车辆的左前方的状态下的灯装置10(左前照灯)的情况下的、即水平面(或与路面平行的面)的截面。

此外，本说明书中，水平和铅垂面(或方向)这一术语是指将灯装置10安装于车辆时的水平和铅垂面(或方向)，对应于车辆的水平和铅垂面(或方向)。

灯装置10具有灯部11和作为障碍物探测部的障碍物探测单元20。在灯装置10中，由基体12和安装于基体12的前面侧或前方侧的透光性罩(前方罩)13构成灯壳(外壳)11C。

更详细而言，通过透光性罩13安装于基体12，划定了作为内部空间的灯体空间11K。在本实施方式中，灯体空间11K构成为密闭的空间。

透光性罩13以覆盖基体12的前面侧的方式安装于基体12，基体12安装于车身侧，由此，灯装置10搭载于车身(未图示)。

基体12由塑料(树脂)形成。例如，在前照灯中由PP(聚丙烯)形成，在尾灯中由ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡胶)形成，但并不限定于此。另外，也可以局部地使用金属等。

另外，透光性罩13例如由聚碳酸酯(PC)等透光性树脂形成。此外，透光性罩13也可以具有使红色、黄色等白色以外的光透过的透光性。

在灯壳11C的灯体空间11K内设置有光源单元14。光源单元14具有LED(LightEmitting Diode)等光源15和用于沿着光轴AX1对来自该光源15的光进行配光和照射的透镜或反光镜等光学系统14L。光源15设置在光源壳14K内。

光源单元14设置为向前方(图中FR)方向照射近光(会车用光束)和远光(行驶用光束)的照射光LB。

另外，灯壳11C内也可以设置有延伸部等。延伸部是为了对光进行反射或对光进行导光、或者从外部不易看到内部的构造物等而设置的外观部件。

在透光性罩13上固定有障碍物探测单元20。障碍物探测单元20设置为位于透光性罩13的后表面且在光源单元14的水平方向上的侧方。另外，障碍物探测单元20设置于与基体12隔开的位置。更详细而言，障碍物探测单元20设置于障碍物探测单元20的侧壁和底部不与基体12接触的位置、即基体12搭载于车身时不与车身接触的位置。

障碍物探测单元20具有壳体21和收纳在壳体21内的障碍物探测装置23。障碍物探测装置23发送毫米波、激光等电磁波，观测由对象物反射的电磁波来测量距对象物的距离和对象物的形状。

障碍物探测单元20通过壳体21与灯壳11C的灯体空间11K隔开，划定了从灯体空间11K分离出的空间(障碍物探测单元空间)20K。

更详细而言，障碍物探测单元20的壳体21固定在透光性罩13的后表面、即灯体空间11K内。而且，透光性罩13与障碍物探测单元20对置的部分21S和壳体21划定了障碍物探测单元空间20K。壳体21向透光性罩13的固定方法能够选择螺纹紧固、粘接剂、树脂彼此的熔敷等现有的方法。

另外，障碍物探测单元20的壳体21为了吸收障碍物探测装置23发送的电磁波，例如，如果电磁波为毫米波段，则能够使用包含碳等电磁波吸收材料的树脂，或者使用在壳体21的表面或背面进行电磁波吸收材料的涂覆或电磁波吸收体的粘贴等而成的部件。

另外，在电磁波处于近红外区域的情况下，可以在树脂中与碳同样地含有LaB6(六硼化镧)、CWO(掺杂铯的氧化钨)、ITO(掺杂锡的氧化铟)、ATO(掺杂锑的氧化锡)等红外吸收物质，或者在表面或背面进行涂覆等来使用。

因此，能够吸收障碍物探测装置23发送的电磁波中被透光性罩13反射然后在灯体空间11K内或障碍物探测单元空间20K内多重反射而成为噪声的成分，提高检测精度。

并且，障碍物探测单元20具有设置在障碍物探测单元空间20K内的作为距离探测用传感器的障碍物探测装置23。障碍物探测装置23例如是LiDAR和雷达装置等使用电磁波的检测和测距装置。

另外，灯装置10的透光性罩13中与光源单元14相对的部分透过可见光，而与障碍物探测单元20相对的部分透过障碍物探测装置23发送的电磁波，相对于可见光可以为非透光性或半透光性。在该情况下，从外部看不到障碍物探测单元20，因此在外观上是优选的。

在这样的结构中，例如能够由透过可见光的树脂材料制作透光性罩13，然后，通过使用非透光性材料的双色成型制作与障碍物探测单元20相对的部分。另外，也可以代替双色成型而在该部分粘贴非透光性材料的薄膜。

障碍物探测装置23具有收发部23T，收发部23T收发电磁波的中心轴AX2配置为相对于光源单元14的光轴AX1(或相对于车辆的行进方向FR)向外侧方向(即，在左前照灯的情况下为左方向)倾斜角度θ(θ＞0)。此外，收发部23T的中心轴AX2也可以朝向行进方向FR(θ＝0)配置。

此外，障碍物探查装置23的检测范围有时从电磁波的中心轴AX2扩展规定角度。将壳体21固定于透光性罩13的部位优选设定为该角度范围外。由此，能够抑制障碍物探查装置23的探测精度的降低。

图2是示意性地示出灯装置10的内部结构的一个例子的截面图。此外，示出包含中心轴AX2的铅垂面处的截面(图1中由A表示的方向)，该中心轴AX2是收发部23T收发电磁波的收发天线的中心轴或激光扫描的中心轴。

如图1和图2所示，障碍物探测装置23配置为在水平面内位于光源单元14的外侧的侧方(即，水平方向上的侧方)。图2示出光源单元14(用虚线表示)配置于障碍物探测装置23的后方。

图3是与图1同样的图，示出来自搭载有灯装置10的车辆的发动机等热源90的辐射热RH。根据本实施方式的灯装置10，灯装置10具有从发动机等热源90接受辐射热的灯体空间11K。

障碍物探测单元20被灯部11的灯体空间11K隔开，能够避免来自作为高温环境的车辆自身的热源90的辐射热RH的影响。即，障碍物探测单元20不与车辆自身的热源90直接接触，由此能够降低障碍物探测单元20的温度上升。

因此，能够提供一种热影响得到抑制的具有高精度障碍物探测功能的灯装置。

[第二实施方式]

图4是示意性地示出本发明的第二实施方式的灯装置10的结构的局部放大截面图。更具体而言，是放大示出障碍物探测单元20的结构的图。

在透光性罩13与障碍物探测单元20的壳体21相对的部分21S上具有将外部与障碍物探测单元空间20K连通的孔部即连通部21C。即，障碍物探测单元20未被密闭，作为其内部空间的障碍物探测单元空间20K成为非密闭空间。此外，连通部21C优选设置有多个。

另外，障碍物探测装置23以与障碍物探测装置壳体21的表面之间具有间隙的方式安装于透光性罩13(参照图2)。

根据该结构，障碍物探测装置23在障碍物探测装置23的背面与障碍物探测装置壳体21之间形成空气的流通路径21A，进行在障碍物探测装置23内工作的传感器的散热、冷却，能够降低来自灯部11的热影响。

因此，障碍物探测装置23被灯部11的灯体空间11K隔开，并且冷却效果也优异，能够降低来自作为高温环境的车辆的热源90的辐射热RH的影响，防止障碍物探测单元20的温度上升。

[第三实施方式]

在本实施方式中，障碍物探测单元20具有密闭结构，具有与灯体空间11K隔开的空间。具体而言，障碍物探测单元20的壳体21经由密封部25安装于灯部11的透光性罩13，障碍物探测单元20的内部空间(障碍物探测单元空间20K)构成为密闭空间。另外，障碍物探测单元空间20K形成为阻断来自灯体空间11K的热的隔离空间。

另外，在本实施方式中，作为障碍物探测装置的传感器电路即收发电路基板23C设置在障碍物探测单元20的内部。更详细而言，收发电路基板23C是安装有发送波生成器(发生器)、例如单片微波集成电路(MMIC)等收发毫米波和激光等电磁波的收发电路、以及接口电路的电路基板。因此，收发电路基板23C构成为散热性良好的电路基板。障碍物探测装置电路基板设置为在障碍物探测单元20的障碍物探测单元空间20K内部露出。

收发电路基板23C例如与配置在灯部11的灯体空间11K内的探测装置控制模块27连接。探测装置控制模块27例如设置在灯光控制模块(LCM)内。

探测装置控制模块27作为来自收发电路基板23C的检测信号的信号处理、以及进行收发电路基板23C的控制的信号处理和控制电路发挥作用。即，收发电路基板23C和探测装置控制模块27构成障碍物探测单元20。探测装置控制模块27构成为处理器(例如CPU)，是障碍物探测单元20的主要发热主体。

因此，收发电路基板23C的检测信号的信号处理和控制电路作为探测装置控制模块(处理器)27设置在障碍物探测单元空间20K外。这样，收发电路基板23C构成为散热性良好的电路基板，作为发热主体的探测装置控制模块27与收发电路基板23C分离地设置，因此障碍物探测单元空间20K内的发热较少。另外，收发电路基板23C的发热经由透光性罩13散热，能够抑制障碍物探测单元空间20K内的温度上升，因此能够抑制传感器电路的温度上升引起的特性劣化。

作为障碍物探测装置传感器23发挥作用的障碍物探测装置收发电路基板23C被灯部11的灯体空间11K隔开，并且冷却效果也优异，能够降低来自车辆的热源90的辐射热RH的影响。

因此，能够提供一种防止障碍物探测装置传感器基板电路的温度上升且热影响得到抑制的具有高精度障碍物探测装置功能的灯装置。

[第四实施方式]

在本实施方式中，障碍物探测单元20嵌入到设置在透光性罩13的一部分上的贯通孔13H内而固定。更具体而言，在障碍物探测单元20的壳体21的周缘部形成的凸缘部21F与透光性罩13的贯通孔13H的周缘部接合，壳体21固定于透光性罩13。而且，障碍物探测装置23固定于壳体21内部。并且，障碍物探测装置壳体21的前表面开口部被非透光性罩21D覆盖。

此外，非透光性罩21D优选为隔热性罩。作为示例，可以使用聚碳酸酯、丙烯酸、PBT等树脂。另外，通过使用发泡树脂，能够进行隔热，并且能够实现轻量化。

根据该结构，障碍物探测装置23被灯部11的灯体空间11K隔开，由此，能够降低来自作为高温环境的车辆的热源90的辐射热RH的影响，防止障碍物探测单元20的温度上升。

另外，非透光性罩21D例如可以使用比透光性罩13更容易使障碍物探测装置23发送的电磁波透过的材料，能够提高障碍物探测精度。另外，能够进行将非透光性罩21D的外观颜色自由改变为例如与车身的颜色一致的颜色等处理，在外观上是优选的。并且，设定为非透光性罩21D和透光性罩13构成共同的曲面、即在非透光性罩21D的表面与透光性罩13的表面没有高低差，由此，能够成为非透光性罩21D与透光性罩13一体化的外观，在外观上是优选的。

如以上详细说明的那样，根据本发明，能够提供一种能够有效抑制发动机热等车辆自身的辐射热的影响且具有高精度障碍物探测装置功能的灯装置。

标号说明

10：灯装置；11：灯部；11C：灯壳；11K：灯体空间；12：基体；13：透光性罩；13D：14：光源单元；14K：光源壳；14L：光学系统；15：光源；20：障碍物探测单元；20K：障碍物探测单元空间；21：障碍物探测单元的壳体；21A：空气的流通路径；21C：连通部；23：障碍物探测装置；23C：收发电路基板；25：密封部；26：隔热部件；27：探测装置控制模块；90：热源。

Claims

1.一种灯装置，其具备：

基体，其是向车辆的安装部；

光源单元；

所述壳体固定于所述透光性罩，并且与所述基体隔开设置。

2.根据权利要求1所述的灯装置，其中，所述障碍物探测单元的所述壳体具备吸收所述障碍物探测装置发送的电磁波的电磁波吸收材料。

3.根据权利要求1或2所述的灯装置，其中，所述透光性罩中，与所述光源单元对置的部分透过可见光，并且与所述障碍物探测单元对置的部分不透过可见光而透过所述障碍物探测装置发送的电磁波。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的灯装置，其中，所述障碍物探测装置具有收发部，所述收发部收发电磁波的中心轴相对于所述光源单元的光轴方向倾斜。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的灯装置，其中，所述透光性罩中与所述障碍物探测单元对置的部分具有将外部与所述障碍物探测单元之间连通的孔。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的灯装置，其中，在所述透光性罩上设置有贯通孔，所述障碍物探测单元嵌入所述贯通孔内。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的灯装置，其中，所述障碍物探测装置构成为收发电路基板，

所述灯装置具有处理器，该处理器与所述收发电路基板连接且配置在所述灯体空间内，进行来自所述收发电路基板的检测信号的信号处理和所述收发电路基板的控制。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的灯装置，其中，所述障碍物探测装置是LiDAR和雷达装置中的任一个。