近光照明模塊制造技術(shù)

本公開涉及光學(xué)系統(tǒng)、車輛和方法，其被配置為照明和成像環(huán)境的寬視場(chǎng)。示例光學(xué)系統(tǒng)包括相機(jī)，該相機(jī)具有光軸和沿著光軸設(shè)置的外透鏡元件。該光學(xué)系統(tǒng)還包括多個(gè)照明模塊，每個(gè)照明模塊包括被配置為沿著相應(yīng)的發(fā)射軸發(fā)射光的至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備和光學(xué)地耦合到該至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的輔助光學(xué)元件。輔助光學(xué)元件被配置為提供具有至少170度方位角范圍的光發(fā)射圖案，以便照明光學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境的一部分。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】近光照明模塊相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是要求于2018年12月26號(hào)提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)朜o.62/785,038的優(yōu)先權(quán)的專利申請(qǐng)，其內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的成像系統(tǒng)可以被配置為獲取電子運(yùn)動(dòng)圖片(electronicmotionpicture)。這種成像系統(tǒng)可以包括攝像機(jī)、智能手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)、具有視頻能力的數(shù)字單反(digitalsinglelensreflex，DSLR)相機(jī)等。在某些情形下，這種成像系統(tǒng)可以與人造光源結(jié)合使用。這種人造光源可以用作給定場(chǎng)景中的主要或輔助光源。人造光源可以包括間歇的(例如，電子閃光單元)和/或連續(xù)光源(例如，發(fā)光二極管面板)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本公開通常涉及具有被配置為在寬視場(chǎng)上提供適當(dāng)照明的圖像的照明模塊的成像系統(tǒng)。在第一方面，提供了一種光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)包括至少一個(gè)相機(jī)。該至少一個(gè)相機(jī)包括光軸和沿著光軸設(shè)置的外透鏡元件。光學(xué)系統(tǒng)還包括多個(gè)照明模塊。每個(gè)照明模塊包括被配置為沿著相應(yīng)的發(fā)射軸發(fā)射光的至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備和光學(xué)地耦合到至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的輔助光學(xué)元件。輔助光學(xué)元件被配置為提供具有至少170度方位角范圍的光發(fā)射圖案，以便照明光學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境的一部分。在第二方面，提供了一種車輛。該車輛包括相機(jī)。相機(jī)包括光軸和沿著光軸設(shè)置的外透鏡元件。該車輛還包括被配置為照明車輛的環(huán)境的第一部分的第一照明模塊和被配置為照明車輛的環(huán)境的第二部分的第二照明模塊。每個(gè)照明模塊包括被配置為沿著相應(yīng)的發(fā)射軸發(fā)射光的至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備。照明模塊還包括光學(xué)地耦合到至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的輔助光學(xué)元件。輔助光學(xué)元件被配置為提供具有至少170度方位角范圍的光發(fā)射圖案，以便照明車輛的環(huán)境的一部分。在第三方面，提供了一種方法。該方法包括使車輛的至少一個(gè)照明模塊的至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備根據(jù)光發(fā)射模式將光發(fā)射到環(huán)境中。至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備被配置為沿著發(fā)射軸發(fā)射光。至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備被光學(xué)地耦合到輔助光學(xué)元件。輔助光學(xué)元件被配置為與發(fā)射的光相互作用，以便提供光發(fā)射圖案。光發(fā)射圖案包括至少170度的方位角范圍。該方法還包括使車輛的相機(jī)捕獲環(huán)境的一部分的至少一個(gè)圖像。相機(jī)包括光軸和沿著光軸設(shè)置的外透鏡元件。至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備通過模塊化附接結(jié)構(gòu)耦合到相機(jī)，該模塊化附接結(jié)構(gòu)被配置為可互換地將多個(gè)照明模塊耦合到相機(jī)，使得每個(gè)相應(yīng)的發(fā)射軸相對(duì)于光軸形成非零傾斜角。照明強(qiáng)度在預(yù)定距離處、在相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)是至少70％均勻的。通過閱讀以下詳細(xì)描述，并適當(dāng)參考附圖，其他方面、實(shí)施例和實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將變得顯而易見。附圖說明圖1示出了根據(jù)示例實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)。圖2A示出了根據(jù)示例實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)。圖2B示出了根據(jù)示例實(shí)施例的圖2A的光學(xué)系統(tǒng)。圖3A示出了根據(jù)示例實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)。圖3B示出了根據(jù)示例實(shí)施例的圖3A的光學(xué)系統(tǒng)。圖4示出了根據(jù)示例實(shí)施例的車輛。圖5示出了根據(jù)示例實(shí)施例的車輛。圖6示出了根據(jù)示例實(shí)施例的車輛。圖7示出了根據(jù)示例實(shí)施例的方法。具體實(shí)施方式本文描述了示例方法、設(shè)備和系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解，本文使用詞語“示例”和“示例性”來表示“作為示例、實(shí)例或例示”。本文描述為“示例”或“示例性”的任何實(shí)施例或特征不一定被解釋為優(yōu)選的或優(yōu)于其他實(shí)施例或特征。在不脫離本文呈現(xiàn)的主題的范圍的情況下，可以利用其他實(shí)施例，并且可以進(jìn)行其他改變。因此，本文描述的示例實(shí)施例并不意味著是限制性的。如本文概括描述的和附圖中示出的，本公開的各方面可以以多種不同的配置來布置、替換、組合、分離和設(shè)計(jì)，所有這些都在本文中被預(yù)期。此外，除非上下文另有暗示，否則每個(gè)附圖中示出的特征可以彼此結(jié)合使用。因此，附圖通常應(yīng)被視為一個(gè)或多個(gè)總體實(shí)施例的組成方面，應(yīng)當(dāng)理解，并非所有示出的特征對(duì)于每個(gè)實(shí)施例都是必要的。I.概述本公開涉及一種包括相機(jī)和照明模塊的光學(xué)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)可以與半自動(dòng)或全自動(dòng)車輛結(jié)合使用。然而，其他成像應(yīng)用也在本公開的范圍內(nèi)被預(yù)期。在一些實(shí)施例中，相機(jī)可以包括圖像傳感器。圖像傳感器可以是例如APS-C格式的傳感器。其他傳感器尺寸格式也是可能的和預(yù)期的。照明模塊可以被配置為向環(huán)境發(fā)射光。例如，照明模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)光發(fā)射器設(shè)備，并且可以用于在近距離(例如，高達(dá)3米遠(yuǎn))均勻地照明場(chǎng)景。這種系統(tǒng)可以可操作來為場(chǎng)景提供照明并提供場(chǎng)景的成像，以便能夠在低環(huán)境光條件下檢測(cè)和分類對(duì)象。在一些實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)可以被配置為在距光學(xué)系統(tǒng)大約3米的范圍內(nèi)對(duì)相對(duì)小的對(duì)象(例如，高度為30-50cm或更小)進(jìn)行分類。作為現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用的示例，光學(xué)系統(tǒng)可以被配置為在各種照明條件(包括夜間場(chǎng)景)下檢測(cè)行人、騎自行車的人等、以及光學(xué)系統(tǒng)附近的其他對(duì)象。在車輛背景下，幾個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(照明模塊和相機(jī))可以在不同位置和/或不同方位(orientation)上被設(shè)置在給定車輛上，以便覆蓋整個(gè)360度方位角(azimuthal)視場(chǎng)而沒有任何遮擋。例如，兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(每個(gè)具有190度方位角視場(chǎng))可以被布置在車輛上(例如，每側(cè)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng))，以覆蓋車輛周圍的全方位角視場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)的長度和寬度可以在50-100毫米乘20-50毫米之間，反之亦然。光學(xué)系統(tǒng)可以具有大約20-50毫米的深度。應(yīng)當(dāng)理解，光學(xué)系統(tǒng)可以在一個(gè)或多個(gè)維度上具有不同的尺寸。光發(fā)射器設(shè)備可以包括被配置為發(fā)射紅外光(例如，800-1000納米)、紫外光和/或可見波長光的設(shè)備。光發(fā)射器設(shè)備可以包括激光二極管、垂直腔面發(fā)射激光器(verticalcavitysurface-emittinglaser，VCSEL)和/或發(fā)光二極管(light-emittingdiode，LED)。然而，其他類型的光發(fā)射器也是預(yù)期的和可能的。在一些實(shí)施例中，光發(fā)射器設(shè)備可以包括輔助光學(xué)元件(例如，透鏡)，該輔助光學(xué)元件被配置為成形、聚焦或以其他方式修改發(fā)射光的特性(例如，光圖案、光強(qiáng)度、波長等)。在一些實(shí)施例中，輔助光學(xué)元件可以包括被配置為加寬發(fā)射光圖案的折射或衍射光學(xué)元件。例如，在一些情形下，LED可以被配置為在方位角(azimuth)為130度的范圍的錐體(cone)內(nèi)發(fā)射光。在這種情形下，輔助光學(xué)元件可以被配置為擴(kuò)展或擴(kuò)散發(fā)射錐，使其具有方位角為170度或更大的范圍。在一些實(shí)施例中，每個(gè)照明模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)LED。在這種情形下，至少一個(gè)LED可以可操作來發(fā)射可見光，并且至少一個(gè)LED可以可操作來發(fā)射紅外光或不在可見波長內(nèi)的另一種波長。在一些實(shí)施例中，光發(fā)射器設(shè)備可以被配置為提供間歇照明。在其他實(shí)施例中，光發(fā)射器設(shè)備可以被配置為向場(chǎng)景提供連續(xù)的光。照明模塊可以包括成角度地(angled)遠(yuǎn)離相機(jī)的光軸的光發(fā)射器設(shè)備。例如，在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的發(fā)射軸可以形成遠(yuǎn)離相機(jī)的光軸的5-20度角。在一些實(shí)施例中，多個(gè)光發(fā)射器設(shè)備可以圍繞相機(jī)的光軸以大約相等的間隔設(shè)置。例如，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：/n相機(jī)，其中所述相機(jī)包括光軸和沿著所述光軸設(shè)置的外透鏡元件；和/n多個(gè)照明模塊，其中每個(gè)照明模塊包括：/n至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備，被配置為沿著相應(yīng)的發(fā)射軸發(fā)射光；和/n光學(xué)地耦合到所述至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的輔助光學(xué)元件，其中所述輔助光學(xué)元件被配置為提供光發(fā)射圖案，以便照明所述光學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境的一部分。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】20181226 US 62/785,0381.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：
相機(jī)，其中所述相機(jī)包括光軸和沿著所述光軸設(shè)置的外透鏡元件；和
多個(gè)照明模塊，其中每個(gè)照明模塊包括：
至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備，被配置為沿著相應(yīng)的發(fā)射軸發(fā)射光；和
光學(xué)地耦合到所述至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的輔助光學(xué)元件，其中所述輔助光學(xué)元件被配置為提供光發(fā)射圖案，以便照明所述光學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境的一部分。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括外殼，其中每個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的外表面相對(duì)于垂直于所述光軸并且與所述相機(jī)的外透鏡元件相交的平面凹陷0毫米至50毫米之間。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)照明模塊包括第一照明模塊和第二照明模塊，其中所述第一照明模塊和所述第二照明模塊相對(duì)于所述相機(jī)的光軸彼此相對(duì)布置，使得所述第一照明模塊和所述第二照明模塊的相應(yīng)的發(fā)射軸相對(duì)于所述光軸在相對(duì)的方向上傾斜。


4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述第一照明模塊和所述第二照明模塊各自相對(duì)于所述光軸具有5度至20度范圍內(nèi)的傾斜角。


5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光發(fā)射圖案具有至少170度的方位角范圍，其中所述光發(fā)射圖案提供在距所述光學(xué)系統(tǒng)預(yù)定距離處、在所述相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)至少70％均勻的照明強(qiáng)度。


6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括模塊化附接結(jié)構(gòu)，所述模塊化附接結(jié)構(gòu)被配置為可互換地將所述多個(gè)照明模塊耦接到所述相機(jī)，使得每個(gè)相應(yīng)的發(fā)射軸相對(duì)于所述光軸形成非零傾斜角，其中所述多個(gè)照明模塊中的每個(gè)照明模塊被配置為可互換地耦接到所述模塊化附接結(jié)構(gòu)上的多個(gè)安裝位置中的每個(gè)安裝位置，其中所述模塊化附接結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)配準(zhǔn)表面，其中所述至少一個(gè)配準(zhǔn)表面被配置為根據(jù)以下中的至少一項(xiàng)來定位照明模塊：已知方位、已知物理對(duì)準(zhǔn)位置和/或已知光學(xué)對(duì)準(zhǔn)位置。


7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器包括至少一個(gè)處理器和存儲(chǔ)器，其中所述控制器被配置為執(zhí)行存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的指令，以便執(zhí)行操作，所述操作包括：
使至少一個(gè)照明模塊的至少一個(gè)光發(fā)射器設(shè)備根據(jù)所述光發(fā)射圖案發(fā)射光，其中所述光包括具有850nm波長的光；和
使得所述相機(jī)捕獲環(huán)境的所述一部分的至少一個(gè)圖像。


8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述操作還包括：
以第一操作模式操作所述光學(xué)系統(tǒng)；
接收指示所述光學(xué)系統(tǒng)的操作溫度的信息；
確定所述光學(xué)系統(tǒng)正在以被升高的溫度操作，其中所述被升高的溫度包括高于預(yù)定閾值溫度的所述光學(xué)系統(tǒng)的操作溫度；和
響應(yīng)于確定所述光學(xué)系統(tǒng)正在以被升高的溫度操作，以第二操作模式操作所述光學(xué)系統(tǒng)。


9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，以第二操作模式操作所述光學(xué)系統(tǒng)包括以下中的至少一項(xiàng)：
以降低的照明率操作所述多個(gè)照明模塊；
以降低的照明強(qiáng)度操作所述多個(gè)照明模塊；或者
操作所述多個(gè)照明模塊的縮減集合或所述多個(gè)光發(fā)射器設(shè)備的縮減集合。


10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述操作還包括：
基于與所述相機(jī)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)焦平面快門時(shí)間來同步操作所述相機(jī)和所述多個(gè)照明模塊。


11.一種車輛，包括：
相機(jī)，其中所述相機(jī)包括光軸和沿著所述光軸設(shè)置的外透鏡元件；
第一照明模塊，被配置為照明所述車輛的環(huán)境的第一部分；和
第二照明模塊，被配置為照明所述車輛的環(huán)境的第二部分，其中每個(gè)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G圭迪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：偉摩有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US