CN211417087U - 用于车辆的光学模组和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆的光学模组和车辆，所述用于车辆的光学模组包括：透镜，所述透镜具有透镜焦点；主红外光源和辅红外光源，所述主红外光源和所述辅红外光源均设置在所述透镜的后方，且所述主红外光源设置在所述透镜焦点上。本实用新型的用于车辆的光学模组，主红外光源经过透镜折射后形成类平行光，主要用于延伸照明距离，增强照明强度；辅红外光源通过透镜后利用光源离焦，将照明区域变宽、照明距离缩短，实现拓展照明宽度功能；多个光学模组通过照明区域叠加，形成透镜正前方远距离红外照明，透镜两侧角度补充照明宽度的光学效果。

Description

用于车辆的光学模组和车辆

技术领域

本实用新型涉及信号处理技术领域，尤其是涉及一种用于车辆的光学模组和车辆。

背景技术

伴随汽车自动驾驶等级的提高，车辆外部环境夜间探测的手段已由传统的可见光照明外部环境进化为微波雷达探测、超声波探测、激光雷达探测、红外照明探测。

现有激光雷达配合微波雷达探测方案仅可应用于能见度较高的暗夜，如遇到雨雾、雾霾等恶劣天气，激光雷达受能见度影响，探测性能会大大降低，同时微波雷达同样存在探测能力衰减的问题，容易造成探测目标不及时，成为安全隐患；另外道路环境光中的近红外光均有强烈的红外辐射噪音，对于采用红外照明探测方案造成较大的信号干扰，会造成摄像头过度曝光，从而影响红外照明的探测效果，造成目标的误判。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于车辆的光学模组，采用同步时钟控制红外光源与探测器，最大限度增强红外图像对比度，降低环境中红外噪音，从而提高被照物体的清晰度；

本实用新型的另一个目的在于提出一种车辆，所述车辆包括上述的用于车辆的光学模组。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了用于车辆的光学模组，包括：透镜，所述透镜具有透镜焦点；主红外光源和辅红外光源，所述主红外光源和所述辅红外光源均设置在所述透镜的后方，且所述主红外光源设置在所述透镜焦点上。

本实用新型的用于车辆的光学模组，主红外光源经过透镜折射后形成类平行光，主要用于延伸照明距离，增强照明强度；辅红外光源通过透镜后利用光源离焦，将照明区域变宽、照明距离缩短，实现拓展照明宽度功能；多个光学模组通过照明区域叠加，形成透镜正前方远距离红外照明，透镜两侧角度补充照明宽度的光学效果。

进一步地，所述辅红外光源为多个且间隔设置在所述主红外光源的外侧。

进一步地，所述辅红外光源包括：第一辅红外光源和第二辅红外光源，所述第一辅红外光源和第二辅红外光源关于所述主红外光源中心对称。

进一步地，用于车辆的光学模组，还包括：摄像头，所述摄像头与所述车辆的控制中心相连且适于接收物体反射的红外光。

进一步地，所述透镜的前侧设置有第一偏振片，所述摄像头的前侧设有第二偏振片，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向相同。

进一步地，所述摄像头前方还设置有滤光片。

进一步地，所述摄像头为CCD式摄像头。

进一步地，所述主红外光源和所述辅红外光源均构造为红外LED光源。

进一步地，还包括：安装基座，所述主红外光源和所述辅红外光源均设置在所述安装基座上，所述安装基座上还设置有散热装置。

本实用新型另一方面提出了一种车辆，包括所述的用于车辆的光学模组。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例中的三个光学模组的立体结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例中的三个光学模组的基础光路图；

图3是根据本实用新型实施例中的红外光线在系统中的传播原理图。

附图标记：

模块1000，

光学模组100，

透镜1，主红外光源2，

第一辅红外光源31，第二辅红外光源32；

摄像头4，物体5，

第一偏振片61，第二偏振片62，

安装基座7，散热器8。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1-图2描述根据本申请实施例的用于车辆的光学模组100，包括：透镜1、主红外光源2和辅红外光源。

具体的，透镜1具有透镜1焦点，主红外光源2和辅红外光源均设置在透镜1的后方，且主红外光源2设置在透镜1焦点上。

主红外光源2发出的光线经过透镜1折射后形成类平行光，主要用于延伸照明距离，增强照明强度。辅红外光源可以设置在主红外光源2的外侧，辅红外光源发出的红外光经过透镜1后向外发散，将照明区域变宽、照明距离缩短，实现拓展照明宽度功能。

根据本实用新型的用于车辆的光学模组100，使用主红外光源2和辅红外光源配合近红外摄像头4，在同步时钟控制下实现主红外光源2和辅红外光源与探测器最大限度增强红外图像信噪比，降低环境中红外噪音，从而提高被照明物体5的清晰度；采用偏振光同步调制、解调的控制方案，实现红外探测的简易编码、解码，从而避免红外照明应用时出现相互干扰的情况，提高系统抗干扰的能力。

根据本实用新型的一个实施例中，辅红外光源为多个且间隔设置在主红外光源2的外侧。主红外光源2设置在透镜1的焦点上，主红外光源2发出的光线经过透镜1折射后形成类平行光，从而增强了照明强度；同时，辅红外光源设置在主红外光源2的外侧，辅红外光源发出的红外光经过透镜1后向外发散，将照明区域变宽、照明距离缩短，实现拓展照明宽度功能。

具体的，辅红外光源包括：第一辅红外光源31和第二辅红外光源32，第一辅红外光源31和第二辅红外光源32关于主红外光源2中心对称。这样辅红外光源通过透镜1后，照明区域的宽度扩大范围相同，有利于视觉上的对称性。

根据本实用新型的一个实施例中，多个光学模组100通过照明区域叠加，形成透镜1正前方远距离红外照明，透镜1两侧角度补充照明宽度的光学效果。

根据本实用新型的一个实施例中，用于车辆的光学模组100还包括：摄像头4，摄像头4与车辆的控制中心相连且适于接收物体5反射的红外光。摄像头4可作为接收器，将红外光信号转化成电信号，再经过视频处理之后直接输入至车载显示屏上，驾驶员可通过车载显示屏看前方路面情况。

根据本实用新型的一个实施例中，透镜1的前侧设置有第一偏振片61，摄像头4的前侧设有第二偏振片62，第一偏振片61的偏振方向与第二偏振片62的偏振方向相同。主红外光源2与辅红外光源经过偏振片后，变为偏振红外光，偏振方向与摄像头4前方的偏振片的偏振方向相同；主红外光源2与辅红外光源通过偏振片的偏转，实现红外光的调制与摄像头4采集红外光的解调，从而屏蔽非信号红外光的干扰，大大提高信噪比，增强红外图像对比度，提高系统探测的灵敏度。

根据本实用新型的一个实施例中，摄像头4前方还设置有滤光片；优选的，摄像头4为CCD式摄像头4，且滤光片的滤光波长不大于1100nm。

CCD(Charge Coupled Device)式摄像头4作为红外图像探测器，其光谱响应范围可延伸至1100nm，由此大大提升了摄像头4的红外探测能力。夜间驾驶时路灯、对向行驶的车灯，均可对摄像头4形成过曝光，从而影响红外图像输出。为保护摄像头4不因环境光过强而输出饱和，在摄像头4的镜头前布置不大于1100nm波长的滤光片。

根据本实用新型的一个实施例中，在摄像头4的镜头前布置滤光波长为940nm窄带滤光片，从而保证仅有波长为940nm的光线可透过滤光片进入摄像机镜头，滤光片在衰减环境光的基础上进一步提高被照明目标的红外图像信号信噪比的探测效果。

根据本实用新型的一个实施例中，主红外光源2和辅红外光源均构造为红外LED光源。LED光源为发光二极管光源，此种光源具有体积小、寿命长、节能环保的优点。

根据本实用新型的一个实施例中，光学模组还包括安装基座7，主红外光源2和辅红外光源均设置在安装基座7上，安装基座7上还设置有散热装置8。安装基座7上设置有PCB电路板，电路板上设置有平行排布的主红外光源2、第一辅红外光源31和第二辅红外光源32；散热装置8可以为主红外光源2和辅红外光源提供散热功能，防止车灯过热。

根据本实用新型的一个实施例中，如图3所示，光学模组100与红外摄像头4配合，主红外光源2与辅红外光源发出的光线均经过透镜1后出射。由于主红外光源2设置在透镜1的焦点上，因此在经过透镜1折射后形成类平行光射出；第一辅红外光源31和第二辅红外光源32位于主红外光源2的外侧，因此第一辅红外光源31和第二辅红外光源32均未设置在透镜1的焦点，第一辅红外光源31的红外光和第二辅红外光源32的红外光通过透镜1后向外发散，将照明区域变宽、照明距离缩短，实现拓展照明宽度功能。

经过透镜1后的光线透过第一偏振片61，将圆偏振红外光变为线偏振红外光，然后射到物体5表面上反射后被摄像头4接收，摄像头4前设置有与第一偏振片61偏振方向相同的第二偏振片62，从而保证了只有主红外光源2、第一辅红外光源31和第二辅红外光源32照射到物体表面上且被反射的光被摄像头4接收，可以过滤掉环境光的影响。

根据本实用新型的一个实施例中，一个模块1000由三个平行排布的光学模组100构成，由三个平行排布的光学模组100出射的红外光，其红外照明光斑分布完整，通过三个光学模组100通过照明区域叠加，形成透镜1的正前方远距离红外光照射、透镜1两侧宽角度补充照明的光效。

根据本实用新型的一个实施例中的一种车辆，包括上述的光学模组100。汽车自动驾驶等级提高，辅助夜间车辆探测能力实现车外环境感知尤为重要；本实用新型的车辆可以在能见度低的夜间或者雨雾、雾霾等恶劣天气中，提升对目标物体5的探测能力，及时提示驾驶者前方道路情况，避免发生危险。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆的光学模组，其特征在于，包括：

透镜(1)，所述透镜(1)具有透镜(1)焦点；

主红外光源(2)和辅红外光源，所述主红外光源(2)和所述辅红外光源均设置在所述透镜(1)的后方，且所述主红外光源(2)设置在所述透镜(1)焦点上。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，所述辅红外光源为多个且间隔设置在所述主红外光源(2)的外侧。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，所述辅红外光源包括：第一辅红外光源(31)和第二辅红外光源(32)，所述第一辅红外光源(31)和所述第二辅红外光源(32)关于所述主红外光源(2)中心对称。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，还包括：摄像头(4)，所述摄像头(4)与车辆的控制中心相连且适于接收物体(5)反射的红外光。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，所述透镜(1)的前侧设置有第一偏振片(61)，所述摄像头(4)的前侧设置有第二偏振片(62)，所述第一偏振片(61)的偏振方向与所述第二偏振片(62)的偏振方向相同。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，所述摄像头(4)前方还设置有滤光片。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，所述摄像头(4)为CCD式摄像头(4)。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，所述主红外光源(2)和所述辅红外光源均构造为红外LED光源。

9.根据权利要求1所述的用于车辆的光学模组，其特征在于，还包括：安装基座，所述主红外光源(2)和所述辅红外光源均设置在所述安装基座上，所述安装基座上还设置有散热装置。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的用于车辆的光学模组。

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