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CN116234722A - 车辆用灯具、有源传感器用的照明装置、门控照相机 - Google Patents

车辆用灯具、有源传感器用的照明装置、门控照相机 Download PDF

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CN116234722A
CN116234722A CN202180060871.0A CN202180060871A CN116234722A CN 116234722 A CN116234722 A CN 116234722A CN 202180060871 A CN202180060871 A CN 202180060871A CN 116234722 A CN116234722 A CN 116234722A
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CN
China
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light
light guide
vehicle
vehicle lamp
lighting device
Prior art date
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Application number
CN202180060871.0A
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English (en)
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米丸翔太
本桥和也
原田知明
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Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

车辆用灯具包括示廓灯(330)和有源传感器用的照明单元(400)。照明单元(400)包括近红外光源(410)和导光体(420)。导光体(420)接收近红外光源(410)的出射光，从出射面(422)射出具有规定的配光的照明光。导光体(420)被配置为其背面(424)与示廓灯(330)的发光面相对，从出射面(422)射出背面(424)接收的示廓灯(330)的出射光。

Description

车辆用灯具、有源传感器用的照明装置、门控照相机
技术领域
本发明涉及有源传感器。
背景技术
为了进行自动驾驶或前照灯的配光的自动控制，利用感测存在于车辆的周围的物体的位置及种类的物体识别系统。物体识别系统包括传感器，及解析传感器的输出的运算处理装置。传感器是从照相机、LiDAR(Light Detection and Ranging：光检测与测距、Laser Imaging Detection and Ranging：激光成像检测与测距)、毫米波雷达、超声波声纳、有源传感器等之中，考虑用途、要求精度或成本而选择的。
从通常的单眼照相机，无法得到进深的信息。因此，在位于不同距离的多个物体重叠的情况下，难以将其分离。
作为可得到进深信息的照相机，已知TOF照相机。TOF(Time Of Flight：飞行时间)照相机通过发光器件投射红外光，测定反射光返回至图像传感器的飞行时间，得到将飞行时间转换为距离信息的TOF图像。
作为代替TOF照相机的有源传感器，提出了门控照相机(Gating Camera或GatedCamera)的方案(专利文献1、2)。门控照相机将拍摄范围划分为多个范围(range)，针对每个范围改变曝光定时与曝光时间，进行拍摄。由此，针对每个对象范围得到切片图像，各切片图像仅包括对应的范围内所包含的物体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009－257983号公报
专利文献2:国际公开WO2017/110413A1
发明内容
发明要解决的技术问题
1.作为有源传感器的照明装置，使用近红外光时，其光谱的一部分被人眼视认为红色，因此若对这一点不采取对策地搭载于前照灯，则会违反法规。
本公开的一方案是鉴于相关状况而得到的，其例示性的目的之一在于，提供一种满足法规的车辆用灯具。
2.本发明的发明人们对将有源传感器的照明装置内置于车辆用灯具进行了研究。
车辆用灯具中，存在现有的近光、远光、位置灯(示廓灯)或方向指示器。有源传感器用的照明装置一方面要求覆盖有源传感器的图像传感器的视野的配光，还需要配置成不会损害现有的灯的功能，在尺寸和形状上存在制约。
本公开的一方案是在相关状况中得到的，其例示性的目的之一在于，提供一种内置了有源传感器用的照明装置的车辆用灯具。
作为有源传感器的照明装置，使用激光二极管时，形成适应于视野的配光，并且需要满足激光安全标准。
本公开的一方案是在相关状况中得到的，其例示性的目的之一在于，提供一种能够兼顾适当的配光与激光安全标准的照明装置。
用于解决技术问题的方法
1.本公开的一方案的车辆用灯具包括白色灯、有源传感器用的照明装置。照明装置包括：近红外光源，以及导光体，其接收近红外光源的出射光，从出射面射出具有规定的配光的照明光。导光体被配置为其背面与白色灯的发光面相对，从出射面射出背面接收的白色灯的出射光。
2.本公开的一方案的车辆用灯具包括有源传感器用的照明装置。照明装置包括：射出红外光束的半导体光源；以及导光体，在入光面接收红外光束，从出射面射出具有规定的配光的照明光。
3.本公开的一方案的有源传感器用的照明装置包括：多个激光二极管；多个集光透镜，分别被设置于与多个激光二极管对应的一个出射光束的光路上，使出射光束接近平行光；以及复眼透镜，扩散多个集光透镜的出射光。
发明效果
根据本公开的一方案，可以满足法规。根据本公开的一方案，可以提供一种内置有源传感器用的照明装置的车辆用灯具。根据本公开的一方案，可以兼顾适当的配光和激光安全标准。
附图说明
图1是实施方式1的感测系统的框图。
图2是说明门控照相机的动作的图。
图3的(a)、(b)是说明由门控照相机所得到的图像的图。
图4是具备门控照相机的汽车的立体图。
图5是示出前照灯的结构的图。
图6是实施方式1的前照灯的分解立体图。
图7是图6的前照灯的俯视图。
图8是灯具单元的分解立体图。
图9的(a)是照明单元的立体图，图9的(b)是照明单元的俯视图。
图10的(a)、(b)是示出实施方式1的照明单元的配光图案的仿真结果的图。
图11的(a)、(b)是说明配光内的多个波峰的发生原因的图。
图12的(a)、(b)是示出变形例1的导光体的图。
图13的(a)、(b)是示出使用变形例1的导光体时的配光图案的仿真结果的图。
图14的(a)、(b)是示出变形例2的导光体的图。
图15的(a)、(b)是示出变形例2中的垂直方向的光量分布的仿真结果的图。
图16的(a)、(b)是示出变形例3的导光体的图。
图17是示出变形例4的导光体的图。
图18的(a)、(b)是示意性示出照明单元的布局的主视图。
图19是实施方式2的前照灯的分解立体图。
图20是图19的照明单元的分解立体图。
图21的(a)是示出集光透镜的结构例的图，图21的(b)是复眼透镜的立体图。
图22的(a)是照明单元的剖视图，图22的(b)是照明单元的外观立体图。
图23的(a)、(b)是照明单元的光线图。
图24是示出照明单元的出射光束的亮度分布(仿真结果)的图。
具体实施方式
说明本公开的几个例示性的实施方式的概要。该概要作为后述的详细说明的序言，以实施方式的基本性理解为目的，简要说明一个或多个实施方式的几个概念，并不在于限定发明或公开的范围。该概要并不是能想到的所有实施方式的概括性的概要，目的并不在于确定所有实施方式的重要要素，或划定一部分或所有方案的范围。为了方便起见，“一实施方式”有时用作指代本说明书所公开的一个实施方式(实施例或变形例)或多个实施方式(实施例或变形例)。
1.一实施方式的车辆用灯具包括白色灯，以及有源传感器用的照明装置。照明装置包括：近红外光源；以及导光体，接收近红外光源的出射光，从出射面射出具有规定的配光的照明光。导光体被配置成其背面与白色灯的发光面相对，从出射面射出背面所接收的白色灯的出射光。
根据该结构，近红外光与白色光重叠射出，因此可以防止被视认为红色，可以满足法规。
在一实施方式中，白色灯可以是示廓灯。示廓灯在前照灯中发挥形成其设计的印象的重要作用，而通过重叠配置示廓灯和有源传感器用的部件，可以不会损害前照灯的设计地，附加有源传感器的照明的功能。
在一实施方式中，也可以是，在导光体的背面，设置有在近红外光源的光轴方向上分开的多个阶梯。
在一实施方式中，白色灯可以包括白色光源、对白色光源的白色光导光的导光体。白色光源与近红外光源可以被安装在同一基板上。由此，可以将白色光源、近红外光源和它们的驱动电路集成在前照灯内的一处位置。
在一实施方式中，照明装置与白色灯可以被模块化。
2.一实施方式的车辆用灯具包括有源传感器用的照明装置。照明装置包括：半导体光源，射出红外光束；以及导光体，在入光面接收红外光束，从出射面射出具有规定的配光的照明光。
相比于使用透镜光学系统或反射光学系统的情况，通过使用导光体，照明装置的形状或大小的自由度升高，能够不损害现有灯的功能地容纳在前照灯的壳体内。
此外，导光体使白色光透射时，通过内部反射或扩散，导光体自身被视认为偏白地发光。因此，在以往，导光体有时如示廓灯那样被利用于以从外部视认为目的的灯，但在被利用于如近光或远光那样以照射物体为目的的灯中比较困难。在这一方面，通过将有源传感器用的照明光设为红外光，即使在用于照明光的配光形成的光学系统中采用导光体，也不会被视认为偏白地发光。
在一实施方式中，也可以在导光体的背面，设置有在半导体光源的光轴方向上分开的多个阶梯(反射图案)。通过利用基于多个阶梯的反射，可以在车辆前方形成在水平方向扩展的照明光的配光，可以覆盖图像传感器的水平方向的全部视野。
在一实施方式中，导光体的出射面可以在铅直方向上具有曲率。由此，可以根据曲率，控制从导光体的出射面射出的照明光的铅直方向的配光。
在一实施方式中，导光体的矢状面也可以朝向车辆前方为倒锥形。若红外线光束在导光体的上表面及底面反射，则配光的光度分布在垂直方向具有多个波峰，但通过设置倒锥形，可以抑制导光体的上表面及底面中的反射，可以抑制多个波峰的产生。
在一实施方式中，还可以具备吸收材料，其被贴附于导光体的上表面及底面的至少一者，吸收红外光束。由此，可以减少导光体的上表面及底面中的反射光，可以抑制多个波峰的产生。
在一实施方式中，导光体的入光面可以在水平方向上具有曲率。通过将曲率以导光体的内部的红外线光束接近平行光(准直光)的方式设置，可以抑制红外线光束在导光体的出射面全反射。或者，可以根据入光面的曲率控制从导光体的出射面射出的照明光的水平方向的配光。
在一实施方式中，也可以在车辆用灯具内的车辆外侧，将其光轴朝向车辆中央地配置半导体光源。
在一实施方式中，也可以在车辆用灯具内的车辆中央侧，将其光轴朝向车辆外侧地配置半导体光源。
在一实施方式中，车辆用灯具还可以包括与照明装置一起构成门控照相机的图像传感器。
3.一实施方式的有源传感器用的照明装置包括：多个激光二极管；多个集光透镜，分别被设置于多个激光二极管的对应的一个出射光束的光路上，使出射光束接近平行光；以及复眼透镜，使多个集光透镜的出射光扩散。
根据该结构，通过集光透镜与复眼透镜的组合，可以形成适当的配光，并且使发光面内局部性地亮度高的部分消失，从而能够满足激光安全标准。
在一实施方式中，也可以在水平方向排列配置多个激光二极管。
在一实施方式中，多个集光透镜可以分别具有在水平方向和垂直方向上不同的焦度。
在一实施方式中，也可以一体成形多个集光透镜。由此，安装变得容易。
下面，针对优选的实施方式参照附图进行说明。对于各附图所示的相同或同等的构成要素、部件、处理，标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不用于限定公开及发明而是例示，并非实施方式记述的所有特征或其组合都是公开及发明的本质部分。
(实施方式1)
图1是实施方式1的感测系统10的框图。该感测系统10被搭载于汽车或摩托车等的车辆，检测存在于车辆周围的物体OBJ。
感测系统10主要包括门控照相机20。门控照相机20包括照明装置22、图像传感器24、照相机控制器26、图像处理装置28。门控照相机20的摄像是将视野针对进深方向划分为多数N个(N≧2)范围RNG1～RNGN而进行的。相邻的范围可以彼此在它们的边界处进深方向上重叠。
照明装置(光发射器)22与从照相机控制器26供给的发光定时信号S1同步地向车辆前方照射照明光L1。在本实施方式中，照明光L1是近红外光或中红外光。
图像传感器24包括多个像素，能够进行与从照相机控制器26所供给的曝光定时信号S2同步的曝光控制，生成由多个像素构成的切片图像IMG。图像传感器24对与照明光L1相同波长具有灵敏度，拍摄物体OBJ反射的反射光(返回光)L2。针对第i个范围RNGi，图像传感器24生成的切片图像IMG根据需要称为原始图像或者一次图像，以与门控照相机20的最终输出即切片图像IMGs相区别。
照相机控制器26针对每个范围RNG，改变发光定时信号S1和曝光定时信号S2，使照明装置22的发光与图像传感器24的曝光的时间差变化。发光定时信号S1规定发光开始的定时与发光时间。曝光定时信号S2规定曝光开始的定时(与发光的时间差)和曝光时间。
门控照相机20生成与多个范围RNG1～RNGN对应的多个切片图像IMG1～IMGN。第i个切片图像IMGi中，仅映出对应的范围RNGi内所包含的物体。
图像处理装置28可以通过CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或MPU(Micro Processing Unit：微处理器)、微型计算机、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)等的处理器(硬件)、处理器(硬件)执行的软件程序的组合而实现。图像处理装置28也可以仅由硬件构成。图像处理装置28处理图像传感器24生成的图像，输出最终的切片图像。此外，将图像传感器24的输出直接用作切片图像时，图像处理装置28可以省略。
图2是说明门控照相机20的动作的图。图2中示出将第i个范围RNGi作为兴趣范围(ROI：Range Of Interest)进行感测时的状态。照明装置22与发光定时信号S1同步地，在时刻t0～t1之间的发光期间τ1的期间发光。最上部示出横轴为时间，纵轴为距离的光线的图表。将从门控照相机20到范围RNGi的附近的边界的距离设为dMINi，将从门控照相机20到范围RNGi的里侧的边界的距离设为dMAXi。
在某个时刻，照明装置22发出的光达到距离dMINi，其反射光返回到图像传感器24的往返时间TMINi为
TMINi＝2×dMINi/c。
c为光速。
同样地，在某个时刻，照明装置22发出的光到达距离dMAXi，其反射光返回到图像传感器24的往返时间TMAXi为
TMAXi＝2×dMAXi/c。
在仅要拍摄范围RNGi所包含的物体OBJ时，照相机控制器26以在时刻t2＝t0+TMINi开始曝光，在时刻t3＝t1+TMAXi结束曝光的方式，生成曝光定时信号S2。这是一次的曝光动作。
在拍摄第i个范围RNGi时，可以多次设置发光及曝光并进行。此时，照相机控制器26以规定的周期τ2，多次重复上述的照射与曝光的动作的设置即可。图像传感器24输出由多数次的曝光所累积的切片图像。
在本实施方式中，为使得曝光(切片图像内的物体像的亮度值)在各范围内无偏差，门控照相机20对于每个范围，使快门速度(曝光时间)、曝光次数、灵敏度、照明光的照射强度等(拍摄参数)最适当。
图3的(a)、(b)是说明由门控照相机20所得到的图像的图。在图3的(a)示例中，在范围RNG2存在物体(行人)OBJ2，在范围RNG3存在物体(车辆)OBJ3。在图3的(b)中，示出以图3的(a)的状况所得到的多个切片图像IMG1～IMG3。拍摄切片图像IMG1时，图像传感器仅由来自范围RNG1的反射光而曝光，因此切片图像IMG1中不会映出任何物体像。
拍摄切片图像IMG2时，图像传感器仅由来自范围RNG2的反射光而曝光，因此切片图像IMG2中，仅映出物体像OBJ2。同样地，拍摄切片图像IMG3时，图像传感器仅由来自范围RNG3的反射光而曝光，因此切片图像IMG3中，仅映出物体像OBJ3。这样根据门控照相机20，可以在每个范围将物体分开并拍摄。
接着，针对照明装置22的结构进行说明。图4是具备门控照相机20的汽车300的立体图。汽车300包括左右的前照灯302L、302R。在本实施方式中，门控照相机20的照明装置22是分成左右的前照灯302L、302R各自所内置的照明单元400L、400R而构成的，合成照明单元400L、400R各自的出射光，形成照明光的配光。
图5是示出前照灯302L、302R的结构的图。前照灯302#(#＝L，R)中，除远光/近光光源304、转弯指示灯306之外，还内置有照明单元400#。
与门控照相机20的图像传感器24对应的相机单元308配置在可以将本车的行驶车道、对向车道二者引入视野中的位置。例如，相机单元308被内置于前照灯302L、302R的一者(在该例子中，前照灯302R)。也可以是：对于靠左通行的国家或地域中使用的车辆，相机单元308内置于右侧的前照灯302R，对于靠右通行的国家或地域中使用的车辆，相机单元308内置于左侧的前照灯302L。
此外，相机单元308也可以设置在前照灯302的外侧。例如，相机单元308可以配置在在车室内、例如车室内后视镜的位置，在车室外，例如可以设置于前格栅(散热器格栅)。
图6是前照灯302的分解立体图。前照灯302包括远光/近光光源304、相机单元308、外透镜310、扩展部312、灯体314及灯具单元320。灯具单元320被设置于扩展部312的里侧。在扩展部312，以灯具单元320的出射光能够通过的方式设置有开口313。
灯具单元320包括作为白色灯的示廓灯(前位置灯)320和门控照相机的照明单元400，被模块化了。
图7是前照灯302R的俯视图。在该示例中，导光体420的出射面422沿着前照灯302R的形状，相对于与车辆的前进方向正交的面倾斜地配置导光体420。在前照灯302的内部的车辆外侧，近红外光源410被使其光轴朝向车辆中央地配置。
图8是灯具单元320的分解立体图。灯具单元320包括照明单元400、示廓灯330、印刷基板340、散热器342、基底350。该灯具单元320是用于右侧的前照灯302R，用于左侧的前照灯302L具有左右翻转的结构。
照明单元400包括近红外光源410及导光体420。近红外光源410是近红外的半导体激光(激光二极管)。此外，近红外光源410也可以是高输出的LED(发光二极管)。导光体420在其入光面421接收近红外光源410的出射光即近红外光束，从出射面422将具有规定的配光的照明光向灯具前方射出。
示廓灯330包括白色光源332及导光体334。白色光源332是白色的LED(发光二极管)。导光体334在其端面接收白色光源332的出射光。白色光在导光体334的内部被反射，向灯具前方射出。
照明单元400的导光体420具有与出射面422相对的背面424。导光体420被配置为背面424与示廓灯330的发光面即导光体334的表面336相对。导光体420从出射面422向车辆前方射出在该背面424接收的示廓灯330的出射光。
在该结构中，近红外光源410与白色光源332被安装于共通的印刷基板340上。此外，印刷基板340上安装有散热器342。
图9的(a)是照明单元400的立体图，图9的(b)是照明单元400的俯视图。
在导光体420的背面424，设置有在近红外光源410的光轴方向上分开的多个阶梯426，阶梯426被相对于光轴倾斜地形成。各阶梯426的倾斜角被设计为在其表面反射的光朝向车辆的前进方向。此外，对于阶梯426，为了提高反射率，可以蒸镀铝等金属。此外，背面424中，阶梯426以外的部分与光轴实质上为平行。近红外光源410的出射光L1在导光体420的内部沿光轴方向(图中，X方向)传输，在背面424的阶梯426中反射，从出射面422向灯具前方的方向(Z方向)射出。在图9的(b)中，通过单点划线示出从近红外光源410放射的红外线光束的代表性的光线。此外，在图9的(b)中，通过虚线示出导光体420的背面的示廓灯330的出射光L3。
以上为前照灯302的结构。根据该前照灯302，通过由导光体420构成门控照相机的照明装置的光学系统，相比于使用透镜光学系统或反射光学系统的情况，照明单元400的形状和大小的自由度升高，不会损害现有灯的功能，能够容纳在前照灯的壳体内。
此外，导光体使白色光透射时，通过内部反射或散射，导光体自身被视认为发出白光。因此，以往，导光体有时作为示廓灯来利用，但难以如近光或远光那样在以照射物体为目的的灯中采用。在这一点上，在本实施方式中，通过将有源传感器用的照明光设为红外光，即使在用于照明光的配光形成的光学系统中采用导光体，也不会被视认为白色发光。
除此之外，根据前照灯302，通过在产生近红外的照明光的照明单元400的后面配置示廓灯330，从而照明光所包含的近红外的光谱成分与示廓灯330射出的白色光重叠，从而可以防止被视认为红色的情况。
此外，通过利用设置于导光体420的多个阶梯426的反射，形成配光，可以形成在水平方向扩展的配光，可以覆盖图像传感器的水平方向的视野整体。
图10的(a)、(b)是示出实施方式1的照明单元400的配光图案的仿真结果的图。图10的(a)示出假想铅直屏幕上的光度分布，图10的(b)示出垂直方向的光度分布。在该结构中，水平方向上±10°，垂直方向上±7°的范围是照明光的半值宽度。
参照图10的(b)，在该配光中，垂直方向上出现两个波峰。图11的(a)、(b)是说明配光内的多个波峰的产生原因的图。本发明的发明人认识到，多个波峰产生的原因之一是导光体420内的上表面或底面中的反射引起的。在下文中，说明用于改善垂直方向的光度分布的几个变形例。
(变形例1)
图12的(a)、(b)是示出变形例1的导光体420A的图。在该变形例1中，导光体420A的矢状面(Y－Z截面)朝向车辆前方，为倒锥形，上表面428与底面429的距离随着朝向车辆前方而分开(特征1)。此外，导光体420A的出射面422在铅直方向上具有曲率(特征2)。在该示例中，出射面422具有正的曲率。
在图12的(b)中，示出导光体420A中的光路。通过设为倒锥形，抑制导光体420A的上表面428及底面429处的反射。导光体420A的锥形角大于红外线光束的垂直方向的扩展角时，在理论上可以消除上表面428与底面429处的反射。此外，本发明并不限定于此，锥形角也可以小于光束的扩展角，即使在该情况下，也能得到抑制多个波峰的产生的效果。
此外，根据变形例1，可以根据导光体420A的出射面422的曲率，控制射出的照明光的铅直方向的扩展角，即照射范围。
图13的(a)、(b)是示出使用变形例1的导光体时的配光图案的仿真结果的图。图13的(a)示出假想铅直屏幕上的光度分布，图10的(b)示出垂直方向的光度分布。如图13的(b)所示，根据变形例1，可以使垂直方向的光度分布单波峰化。这是将导光体420A倒锥形化的效果。
此外，在变形例1中，垂直方向的照射范围为±4°。这是对出射面422赋予曲率(R＝300mm)的效果。
(变形例2)
图14的(a)、(b)是示出变形例2的导光体420B的图。在该变形例中，在导光体420B的上表面428以及底面429的至少一者(在该示例中为两者)，贴附有吸收材料430、432(特征3)。吸收材料430、432的吸收率越高越优选，优选为90％以上。吸收材料430、432是吸收近红外光束的波长域的材料，其种类并不限定。
图15的(a)、(b)是示出变形例2中的垂直方向的光量分布的仿真结果的图。为了进行比较，示出没有吸收材料的情况的光量分布。没有吸收材料时，分成三个波峰，相对于此，通过贴附吸收材料，可以减少导光体420B的上表面428及底面429处的反射光，抑制多个峰值的产生。
(变形例3)
图16的(a)、(b)是示出变形例3的导光体420C的图。在该变形例中，导光体420C的入光面421在水平方向具有曲率(特征4)。在该示例中，入光面421为凸面，使具有扩展角的出射光束接近平行光。
如以单点划线所示，若在导光体420的内部，具有扩展的红外线光束导波，则会在出射面422全反射，成为效率降低、漫射光、光晕的原因。对此，通过使红外线光束接近平行光，抑制出射面422处的全反射，抑制效率降低，或者可以抑制漫射光、光晕。
或者，可以根据入光面421的曲率，控制从导光体420C的出射面422射出的照明光的水平方向的配光。
(变形例4)
图17是示出变形例4的导光体420D的图。在该变形例中，导光体420D的入光面421在铅直方向具有曲率(特征5)。在该示例中，入光面421为凸面，使具有扩展角的出射光束接近平行光。
由此，可以根据入光面的曲率控制从导光体420D的出射面422射出的照明光的铅直方向的配光。此外，由于在阶梯426反射后的红外光的水平方向的扩展被抑制，因此可以抑制入射至导光体的上表面及底面的情况。
此外，在变形例1～4中说明的特征1～5可以任意组合。
以上，针对本发明，基于实施方式进行了说明。该实施方式为例示，本领域技术人员应当理解的是，对它们的各构成要素或各处理程序的组合可以形成多个变形例，并且这样得到的变形例也包含在本发明的范围内。下面，针对这些变形例进行说明。
在实施方式中，针对门控照相机的照明装置进行了说明，但本发明的应用并不限定于此，能够应用于各种有源传感器的照明装置。
在实施方式中，将照明单元400的导光体配置于示廓灯330之前，但白色光源的种类并不限定于示廓灯330，可以配置于近光灯或ADB(Adaptive Driving Beam：自适应远光)灯、日间行车灯(DRL：Daytime Running Lamps)之前。此外，在导光体未被视认为红色的情况下，照明单元400可以配置在与白色光源无关系的位置。
图18的(a)、(b)是示意性示出照明单元400的布局的主视图。在图18的(a)中，在前照灯302的内部的车辆外侧，近红外光源410被使其光轴朝向车辆中央地配置。在图18的(b)中，在前照灯302的内部的车辆中央侧，近红外光源410被使其光轴朝向车辆外侧地配置。
(实施方式2)
在实施方式2中，针对照明单元的其他结构进行说明。
照明单元400对应于图1的照明装置22。在实施方式1中，照明单元400照射的照明光为近红外光或中红外光，但在实施方式2中，也可以是具有规定的波长的可见光。
图19是实施方式2的前照灯302的分解立体图。前照灯302包括远光/近光光源304、相机单元308、外透镜310、扩展部312、灯体314及照明单元400。照明单元400被设置于扩展部312的里侧。在扩展部312，以照明单元400的出射光可以通过的方式设置有开口313。照明单元400的位置并不特别限定，但例如可以设置在前照灯302下方。
图20是照明单元400的分解立体图。照明单元400包括多个激光二极管402＿1～402＿N、散热器404、壳体406、多个集光透镜440＿1～440＿N、复眼透镜450。在该示例中，N＝6。
多个激光二极管402＿1～402＿N沿水平方向(图中，X方向)排列配置。激光二极管402放射具有某个扩展角的出射光束。
散热器404从里面侧支承多个激光二极管402。散热器404与激光二极管402热耦合，激光二极管402的热经由散热器404而扩散、放射。
多个集光透镜440＿1～440＿N与多个激光二极管402＿1～402＿N对应地设置。各集光透镜440＿i(1≦i≦N)被设置于多个激光二极管对应的一个402＿i的出射光束的光路上，使出射光束接近平行光地射出。
各集光透镜440具有在水平方向(X方向)与垂直方向(Y方向)不同的焦点距离。多个集光透镜440＿1～440＿N被作为一个透镜单元409一体地形成。
图21的(a)是示出集光透镜440的构成例的图。集光透镜440通过屈光(power)方向正交的2张圆柱透镜440a、440b的贴合所构成的。作为光源的激光二极管402侧的圆柱透镜440a，水平方向(X方向)为屈光方向，出射面侧的圆柱透镜440b，垂直方向(Y方向)为屈光方向。
返回图20。复眼透镜450使多个集光透镜440＿1～440＿N的出射光扩散。图21的(b)是复眼透镜450的立体图。复眼透镜450也被称为扩散照明元件，是将相同的单透镜452呈矩阵状配置的成像元件。
图22的(a)是照明单元400的剖视图，图22的(b)是照明单元400的外观立体图。
壳体406为相对的两面开口，在一个开口侧，固定有散热器404，在另一个开口侧，固定有透镜单元409及复眼透镜450。
以上为照明单元400的结构。接着说明其动作。图23的(a)、(b)是照明单元400的光线图。图23的(a)是X－Z平面的光线图，图23的(b)是Y－Z平面的光线图。如图23的(a)所示，相对于水平方向，集光透镜440具有第一焦度，激光二极管402的出射光束相对于水平方向接近平行光。复眼透镜450的出射光相对于水平方向，向±θ(°)的角度范围放射。
如图23的(b)所示，相对于垂直方向，集光透镜440具有第二焦度，激光二极管402的出射光束相对于垂直方向也接近平行光。复眼透镜450的出射光相对于垂直方向，向
Figure BDA0004113814940000131
的角度范围放射。
水平方向的扩展角θ可以将集光透镜440的第一焦度(焦点距离)、激光二极管402与集光透镜440的距离、构成复眼透镜450的单透镜452的焦度(焦点距离)作为参数进行设计。同样地，垂直方向的扩展角
Figure BDA0004113814940000133
可以将集光透镜440的第二焦度、激光二极管402与集光透镜440的距离、构成复眼透镜450的单透镜452的焦度作为参数进行设计。
图24是示出照明单元400的出射光束的亮度分布(仿真结果)的图。在该示例中，形成有水平方向上θ＝±17°，垂直方向上
Figure BDA0004113814940000132
的配光。
根据照明单元400，通过集光透镜与复眼透镜的组合，可以形成适当的配光。此外，可以除去在发光面内局部性的亮度较高的部分，可以满足激光安全标准。具体而言，照明单元400被分类为激光等级1，要求可达放射量(AE)与可达放射极限(AEL)之比(AE/AE)小于1，但根据本实施方式，可以满足激光等级1的激光安全标准。
根据实施方式，使用具体的语句说明了本发明，但实施方式仅示出本发明的原理、应用的一个侧面，对于实施方式，在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内，允许多种变形例或配置的变更。
工业上的可利用性
本公开可以利用在有源传感器中。
附图标记说明
S1发光定时信号
S2曝光定时信号
10感测系统
20门控照相机
22照明装置
24图像传感器
26照相机控制器
28图像处理装置
300汽车
302前照灯
304远光/近光光源
306转弯指示灯
308相机单元
310外透镜
312扩展部
314灯体
320灯具单元
330示廓灯
332白色光源
334导光体
340印刷基板
342散热器
350基底
400照明单元
402激光二极管
404散热器
406壳体
410近红外光源
420导光体
422出射面
424背面
426阶梯
428上表面
429底面
440集光透镜
450复眼透镜
452单透镜

Claims (22)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
白色灯，以及
有源传感器用的照明装置；
所述照明装置包括：
近红外光源，以及
导光体，接收所述近红外光源的出射光，从出射面射出具有规定的配光的照明光；
所述导光体，其背面以与所述白色灯的发光面相对的方式配置，从所述出射面射出所述背面受到的所述白色灯的出射光。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述白色灯为示廓灯。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述导光体的所述背面，设置有在所述近红外光源的光轴方向上分开的多个阶梯。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述白色灯包括：
白色光源，以及
对所述白色光源的白色光进行导光的导光体；
所述白色光源与所述近红外光源被安装于同一基板。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述照明装置与所述白色灯被模块化。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
还包括与所述照明装置一起构成门控照相机的图像传感器。
7.一种车辆用灯具，其特征在于，
具备有源传感器用的照明装置，
所述照明装置具备：
半导体光源，射出红外光束；以及
导光体，在入光面接收所述红外光束，从出射面射出具有规定的配光的照明光。
8.根据权利要求7所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述导光体的背面，设置有在所述半导体光源的光轴方向上分开的多个阶梯。
9.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述导光体的所述出射面在铅直方向上具有曲率。
10.根据权利要求7至9的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述导光体的矢状面朝向车辆前方为倒锥形。
11.根据权利要求7至10的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
还具备吸收材料，其被贴付于所述导光体的上表面及底面的至少一者，吸收所述红外光束。
12.根据权利要求7至11的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述导光体的所述入光面在水平方向上具有曲率。
13.根据权利要求8所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述车辆用灯具内的车辆外侧，所述半导体光源被使其光轴朝向车辆中央地配置。
14.根据权利要求8所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述车辆用灯具内的车辆中央侧，所述半导体光源被使其光轴朝向车辆外侧地配置。
15.根据权利要求7至14的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
还包括图像传感器，其与所述照明装置一起构成门控照相机。
16.一种照明装置，是有源传感器用的照明装置，其特征在于，包括：
多个激光二极管；
多个集光透镜，分别被设置于所述多个激光二极管的对应的一个的出射光束的光路上，使所述出射光束接近平行光；以及
复眼透镜，使所述多个集光透镜的出射光扩散。
17.根据权利要求16所述的照明装置，其特征在于，
所述多个激光二极管在水平方向上排列配置。
18.根据权利要求16或17所述的照明装置，其特征在于，
所述多个集光透镜分别具有在水平方向和垂直方向上不同的焦度。
19.根据权利要求16至18的任一项所述的照明装置，其特征在于，
所述多个集光透镜被一体地形成。
20.根据权利要求16至19的任一项所述的照明装置，其特征在于，还包括：
相对的两面开口的壳体；以及
被设置于所述壳体的一方的开口侧，支承所述多个激光二极管的散热器，
所述多个集光透镜以及所述复眼透镜被设置于所述壳体的另一方的开口侧。
21.一种门控照相机，其特征在于，包括：
权利要求16至20的任一项所述的照明装置；
图像传感器；以及
控制所述照明装置的发光与所述图像传感器的曝光的照相机控制器。
22.一种车辆用灯具，其特征在于，具备：
权利要求16至20的任一项所述的照明装置。
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