專利名稱：：基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種汽車前照燈的
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的汽車前照燈系統(tǒng)主要是由近光燈、遠(yuǎn)光燈等模塊組合而成，其光束都是固定的，只能簡單的在遠(yuǎn)光燈、近光燈之間切換，實(shí)現(xiàn)的功能少，可靠性低，不能滿足越來越高的汽車行駛安全要求，實(shí)際使用中傳統(tǒng)的前照燈存在著諸多缺點(diǎn)，例如，汽車在轉(zhuǎn)彎時，由于前照燈的角度受到限制，存在照明暗區(qū)，會影響司機(jī)對彎道上障礙物的判斷；車輛高速行駛的時候，由于照射距離有限，影響駕駛員對前方障礙物的可視性，不能保證安全制動距離，降低了車輛行駛的主動安全性；對于城市公路來說，照明條件較好，且車流人流密度都比較大，此時傳統(tǒng)前照燈容易產(chǎn)生炫目。為此國外提出了自適應(yīng)前照燈的概念，可以方便智能的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)光、近光、高速道路照明、城市道路照明和彎道照明等不同功能，歐洲和日本已相繼開始研制這種自動適應(yīng)車輛行駛狀態(tài)的前照燈系統(tǒng)，但現(xiàn)有的自適應(yīng)前照燈不能實(shí)現(xiàn)多種功能，光學(xué)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，導(dǎo)致成本高、可靠性差、難以制作。因此迫切需要一種新的自適應(yīng)前照燈。公開號為“US6，497，503B1”名稱為“Headlampsystemwithselectablebeampattern”的美國專利，利用數(shù)字微鏡元件來設(shè)計一套自適應(yīng)前照燈，但其僅利用了數(shù)字微鏡元件上微鏡向一側(cè)翻轉(zhuǎn)時反射的光能，數(shù)字微鏡元件上微鏡向另一側(cè)翻轉(zhuǎn)時反射的光能就損失掉，光能沒有得到充分利用。A.Giinther的論文“OpticalconceptforanactiveheadlampwithaDMDarray，，，發(fā)表在ProceedingsofSPIE7003,70032D(2008),把數(shù)字微鏡元件上微鏡向一側(cè)翻轉(zhuǎn)時反射的光能投影到配光屏幕，而微鏡向另一側(cè)翻轉(zhuǎn)反射的光能直接被吸收掉，光能沒有得到充分利用。另外，Chuan-ChengHung等人的論文“Opticaldesignofautomotiveheadlightsystemincorporatingdigitalmicromirrordevice”,發(fā)表在AppliedOptics,Vol.49,Issue22,pp.4182-4187(2010)，提出通過自由曲面反射器收集被數(shù)字微鏡元件反射出的光線，再通過投影透鏡透射到配光屏幕上，其缺點(diǎn)是該自由曲面設(shè)計極為復(fù)雜，無法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)前照燈的多種光斑，只能簡單實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)遠(yuǎn)光燈、近光燈，且自由曲面加工困難，成本上升。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)難題，本實(shí)用新型提供了一種基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置。本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案來解決上述問題基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置，由光源、反射鏡、數(shù)字微鏡元件、導(dǎo)光管、投影透鏡和矯正透鏡構(gòu)成，光源配置有反射鏡，光源前方有第一導(dǎo)光管，第一導(dǎo)光管前方有矯正透鏡，矯正透鏡前方為數(shù)字微鏡元件，數(shù)字微鏡元件一側(cè)是投影透鏡，數(shù)字微鏡元件斜側(cè)是第二導(dǎo)光管，第二導(dǎo)光管一側(cè)是投影透鏡。導(dǎo)光管的橫截面為矩形，第一導(dǎo)光管橫截面的長寬比與數(shù)字微鏡元件上所有微鏡構(gòu)成的矩形的長寬比一致。數(shù)字微鏡元件的型號為DLP1700。數(shù)字微鏡元件器件(DigitalMicromirrorDevice),簡稱為DMD,它在一個芯片上集成了大約數(shù)百萬個微鏡，由微控制器控制，在電子開關(guān)的作用下，每個微鏡都可獨(dú)立高頻翻轉(zhuǎn)到正向、反向兩個位置，微控制器通過脈沖寬度大小來控制每個微鏡的翻轉(zhuǎn)后保持的時間，在屏幕上產(chǎn)生不同亮度的灰度等級圖像。通過一定的微鏡陣列組合就可以實(shí)現(xiàn)期望的光斑效果。DMD芯片上微鏡的翻轉(zhuǎn)由微控制器來控制，微控制器收集各種信號，然后給DMD芯片輸送相應(yīng)的控制信號，從而產(chǎn)生相應(yīng)的光斑。本實(shí)用新型的有益效果是本裝置既能充分利用數(shù)字微鏡元件向兩側(cè)反射的光線，又能方便的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)前照燈的各種照明要求，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)光、近光、高速道路照明、彎道照明等的不同功能，并且比自由曲面容易加工，成本相對較低。圖I是光路示意圖，光源發(fā)出光線，被第一導(dǎo)光管接收，經(jīng)第一導(dǎo)光管勻光后，出射的光線通過矯正透鏡，照射到數(shù)字微鏡元件上，微鏡翻轉(zhuǎn)至+12度位置后，反射的光線被第二導(dǎo)光管收集，經(jīng)投影透鏡投射到配光屏幕上，產(chǎn)生輔助光斑，微鏡翻轉(zhuǎn)至-12度位置后，反射的光線通過投影透鏡投射到配光屏幕上，產(chǎn)生主光斑。圖2是實(shí)際光路示意圖。圖3是近光燈配光示例，A部分為主光斑，B部分為矩形輔助光斑，B疊加在A上。圖4是遠(yuǎn)光燈配光示例，A部分為主光斑，B部分為矩形輔助光斑，B疊加在A上。圖5是左轉(zhuǎn)彎時照明配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形輔助光斑，B疊加在A上。圖6是右轉(zhuǎn)彎時照明配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形輔助光斑，B疊加在A上。圖7是高速道路照明配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形輔助光斑，B疊加在A上。圖中I.光源,2.第一導(dǎo)光管,3.矯正透鏡,4.數(shù)字微鏡兀件,5.微鏡,6.第二導(dǎo)光管，7.投影透鏡，8.投影透鏡，9.配光屏幕。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)例講述具體實(shí)施方案。下文中所述的標(biāo)準(zhǔn)具體指國家標(biāo)準(zhǔn)《GB4599-2007汽車用燈絲燈泡前照燈》。圖I中，光源發(fā)出光線，被第一導(dǎo)光管接收，經(jīng)第一導(dǎo)光管勻光后，出射的光線通過矯正透鏡，照射到數(shù)字微鏡元件上，微鏡可在+12度和-12度兩個位置高頻翻轉(zhuǎn)，微鏡翻轉(zhuǎn)至+12度位置后，反射的光線被第二導(dǎo)光管收集，經(jīng)第二導(dǎo)光管勻光后，再經(jīng)投影透鏡投射到配光屏幕上，產(chǎn)生輔助光斑，其形狀為矩形，如圖3和圖4中的B部分。[0023]微鏡翻轉(zhuǎn)至-12度位置后，反射的光線經(jīng)投影透鏡投射到配光屏幕上，產(chǎn)生主光斑。圖2中，展現(xiàn)了實(shí)際光路示意圖，光源發(fā)出光線被第一導(dǎo)光管收集，經(jīng)第一導(dǎo)光管勻光后，出射的光線經(jīng)矯正透鏡，照射到數(shù)字微鏡元件上，微鏡翻轉(zhuǎn)至+12度位置后，反射的光線被第二導(dǎo)光管收集，經(jīng)第二導(dǎo)光管勻光后，經(jīng)投影透鏡投射到配光屏幕上，產(chǎn)生輔助光斑，微鏡翻轉(zhuǎn)至-12度位置后，反射的光線經(jīng)投影透鏡投射到配光屏幕上，產(chǎn)生主光斑。圖3是近光燈配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形，為輔助光斑，B部分疊加在A部分上面，共同形成滿足標(biāo)準(zhǔn)的近光燈光斑。圖4是遠(yuǎn)光燈配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形，為輔助光斑，B部分疊加在A部分上面，共同形成滿足標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)光燈光斑。圖5是左轉(zhuǎn)彎時照明配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形，為軸助光斑，B部分疊加在A部分上面，共同形成滿足標(biāo)準(zhǔn)的光斑。·[0028]圖6是右轉(zhuǎn)彎時照明配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形，為輔助光斑，B部分疊加在A部分上面，共同形成滿足標(biāo)準(zhǔn)的光斑。圖7是高速道路照明配光示例圖，A部分為主光斑，B部分為矩形，為輔助光斑，B部分疊加在A部分上面，共同形成滿足標(biāo)準(zhǔn)的光斑。主光斑的形狀及照度分布是可以根據(jù)照明需要而做出調(diào)整，可以滿足遠(yuǎn)光、近光、高速道路照明和彎道照明等不同照明需要。配光屏幕上主光斑形狀由數(shù)字微鏡元件上翻轉(zhuǎn)至-12度位置的微鏡構(gòu)成的區(qū)域形狀確定，主光斑在配光屏幕上每一點(diǎn)的照度大小，受與其對應(yīng)的微鏡在-12度位置停留時間與+12度位置停留時間的比值影響，該比值越大，對應(yīng)配光屏幕上點(diǎn)的照度越大，當(dāng)微鏡一直停留在-12度位置時，其對應(yīng)配光屏幕上點(diǎn)的照度值最大，當(dāng)微鏡一直停留在+12度位置時，其對應(yīng)配光屏幕上點(diǎn)的照度值為零。數(shù)字微鏡元件上微鏡翻轉(zhuǎn)到+12度時，反射的光線全部被第二導(dǎo)光管收集，用來產(chǎn)生輔助光斑，輔助光斑形狀為矩形，輔助光斑的照度分布是均勻的。輔助光斑配合主光斑，共同形成符合標(biāo)準(zhǔn)的照明光斑。在本實(shí)施例中，微鏡翻轉(zhuǎn)至+12度時對應(yīng)的是輔助光斑，翻轉(zhuǎn)至-12度時對應(yīng)的是主光斑，然而在實(shí)際使用中，微鏡翻轉(zhuǎn)至+12度時對應(yīng)主光斑，翻轉(zhuǎn)至-12度時對應(yīng)輔助光斑，都是可以的，并且輔助光斑的形狀也可以為其他形狀。數(shù)字微鏡元件由微控制器控制，微控制器接收傳感器采集的環(huán)境光強(qiáng)、車速、轉(zhuǎn)向、道路狀況以及GPS等信號，經(jīng)過控制邏輯和算法，產(chǎn)生控制命令給數(shù)字微鏡元件，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字微鏡元件上每個微鏡的獨(dú)立控制，從而到達(dá)預(yù)期的照明效果。上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及功效，以及部分的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置，其特征為由光源、反射鏡、數(shù)字微鏡兀件、導(dǎo)光管、投影透鏡和矯正透鏡構(gòu)成，光源配置有反射鏡，光源前方有第一導(dǎo)光管，第一導(dǎo)光管前方有矯正透鏡，矯正透鏡前方為數(shù)字微鏡元件，數(shù)字微鏡元件一側(cè)是投影透鏡，數(shù)字微鏡元件斜側(cè)是第二導(dǎo)光管，第二導(dǎo)光管一側(cè)是投影透鏡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置，導(dǎo)光管的橫截面為矩形，其特征為第一導(dǎo)光管橫截面的長寬比與數(shù)字微鏡元件上所有微鏡構(gòu)成的矩形的長寬比一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置，其特征為數(shù)字微鏡元件的型號為DLP1700。專利摘要基于數(shù)字微鏡元件的自適應(yīng)汽車前照燈裝置，由光源、反射鏡、數(shù)字微鏡元件、導(dǎo)光管、投影透鏡、矯正透鏡，光源配置有反射鏡，光源一側(cè)有第一導(dǎo)光管，第一導(dǎo)光管前方有矯正透鏡，矯正透鏡前方為數(shù)字微鏡元件，數(shù)字微鏡元件一側(cè)是投影透鏡，數(shù)字微鏡元件側(cè)前方是第二導(dǎo)光管，第二導(dǎo)光管一側(cè)是投影透鏡，本裝置既能充分利用數(shù)字微鏡元件向兩側(cè)反射的光線，又能方便的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)前照燈的各種照明要求，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)光、近光、高速道路照明、彎道照明等的不同功能，并且容易加工，成本相對較低。文檔編號F21V14/04GK202419429SQ201220033860公開日2012年9月5日申請日期2012年1月16日優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日發(fā)明者朱向冰,朱騫,武漢,陳春申請人:安徽師范大學(xué)