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自適應(yīng)照明燈及車輛的制作方法

文檔序號:11500281閱讀:192來源:國知局
自適應(yīng)照明燈及車輛的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及照明技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種自適應(yīng)照明燈及車輛。



背景技術(shù):

現(xiàn)有的車輛前照燈,在車輛轉(zhuǎn)彎時,只有當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時才會改變車燈的照射方向,因此在夜間或大霧天行車時,在轉(zhuǎn)彎前駕駛員不能很好觀察到彎角處路面狀況,以至于不能準確掌握路邊的情況,導(dǎo)致安全隱患。針對上述問題,自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)被逐漸廣泛應(yīng)用于各種高檔汽車中,即當(dāng)車輛拐彎、加速或減速時,自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)移動前燈的位置以改變照明的方向,使得駕駛員能夠更好地觀察彎角處路面狀況,從而提高了車輛行駛的安全性。

針對上述問題,現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng),提供了連接到前燈照明模塊的至少一個拐角模塊。該拐角模塊具有按照三維非軸向?qū)ΨQ光學(xué)方程式而設(shè)計的轉(zhuǎn)彎反射鏡。

然而,現(xiàn)有在自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)中,當(dāng)需要改變車燈的照射方向時,需要整體移動車燈,不僅能量消耗大,且增大了機械操作發(fā)生錯誤的可能性,且控制精度低,穩(wěn)定性差。此外現(xiàn)有技術(shù)中的自適應(yīng)前燈照明系統(tǒng)主要實現(xiàn)前燈沿水平方向(即左右)轉(zhuǎn)動,不能很好適用于下坡或上坡的轉(zhuǎn)彎情況,適用性能差,未能滿足實際應(yīng)用的需要。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)照明燈及車輛,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的控制精度低、穩(wěn)定性差,以及適用性能差的問題。

為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種自適應(yīng)照明燈,包括激光源單元、波長轉(zhuǎn)換單元和反射單元,所述波長轉(zhuǎn)換單元位于所述反射單元的焦點處,所述激光源單元出射的激光束投射至所述波長轉(zhuǎn)換單元的上表面,還包括與所述反射單元連接的第一調(diào)節(jié)單元以及與所述第一調(diào)節(jié)單元連接的控制單元,所述控制單元控制所述第一調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述反射單元的位置,使所述反射單元的焦點在所述波長轉(zhuǎn)換單元上表面移動。

進一步的,所述激光源單元和波長轉(zhuǎn)換單元分設(shè)于所述反射單元的兩側(cè),所述反射單元上設(shè)有用于透過所述激光束的通光部,所述通光部的尺寸大于所述激光束的尺寸。

進一步的,所述激光源單元包括至少一個激光源、一個光路轉(zhuǎn)折單元和一個聚焦單元,所述激光源發(fā)出的激光束經(jīng)過所述光路轉(zhuǎn)折單元和聚焦單元后透過所述反射單元并投射至所述波長轉(zhuǎn)換單元上。

進一步的,所述反射單元為曲面鏡。

進一步的,所述第一調(diào)節(jié)單元帶動所述反射單元進行六自由度調(diào)節(jié),使其焦點在所述波長轉(zhuǎn)換單元上表面移動。

進一步的,所述第一調(diào)節(jié)單元采用電動調(diào)節(jié)機構(gòu)或手動調(diào)節(jié)機構(gòu)或兩者的結(jié)合。

進一步的,所述波長轉(zhuǎn)換單元包括熒光層和與所述熒光層連接的散熱底座,所述熒光層位于所述反射單元的焦點處。

進一步的,所述控制單元包括依次連接的控制開關(guān)、信息檢測單元和中央處理單元,所述中央處理單元與所述第一調(diào)節(jié)單元連接。

進一步的,所述信息檢測單元包括分別與所述中央處理單元連接的光照檢測傳感器、彎道圖像采集器和照明光束角度檢測傳感器。

本發(fā)明還提供了一種車輛,具有如上所述的自適應(yīng)照明燈。

本發(fā)明提供的自適應(yīng)照明燈及車輛,該自適應(yīng)照明包括激光源單元、波長轉(zhuǎn)換單元和反射單元,所述波長轉(zhuǎn)換單元的上表面位于所述反射單元的焦點處,所述激光源單元出射的激光束投射至所述波長轉(zhuǎn)換單元的上表面,還包括與所述反射單元連接的第一調(diào)節(jié)單元以及與所述第一調(diào)節(jié)單元連接的控制單元,所述控制單元控制所述第一調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述反射單元的位置,使所述反射單元的焦點在所述波長轉(zhuǎn)換單元上表面移動。通過控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)彎路面狀況控制第一調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述反射單元的位置,使反射單元的焦點在所述波長轉(zhuǎn)換單元上表面移動,從而改變反射單元的焦點與激光束投射至波長轉(zhuǎn)換單元上的光斑之間的相對位置,以改變燈光的照射方向,實現(xiàn)車輛前燈根據(jù)轉(zhuǎn)彎路面具體狀況有效調(diào)整照明角度的目的,使駕駛員能夠更好地觀察彎角處路面狀況,提高了車輛行駛的安全性。本發(fā)明無需調(diào)節(jié)整個車燈,降低了能量消耗,控制精度高,穩(wěn)定性好,適用于復(fù)雜的轉(zhuǎn)彎道路中,適用性廣泛,切實滿足了實際應(yīng)用的需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明自適應(yīng)照明燈的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示:10、激光源單元;110、激光源;120、光路轉(zhuǎn)折單元;130、聚焦單元;20、波長轉(zhuǎn)換單元;210、熒光層;220、散熱底座;30、反射單元;310、通光部;40、第一調(diào)節(jié)單元;50、控制單元;51、控制開關(guān);52、信息檢測單元;53、中央處理單元。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細描述:

如圖1所示,本發(fā)明提供一種自適應(yīng)照明燈,包括激光源單元10、波長轉(zhuǎn)換單元20和反射單元30,所述波長轉(zhuǎn)換單元20的上表面位于所述反射單元30的焦點處,所述激光源單元10出射的激光束投射至所述波長轉(zhuǎn)換單元20的上表面,該自適應(yīng)照明燈還包括與所述反射單元30連接的第一調(diào)節(jié)單元40以及與所述第一調(diào)節(jié)單元40連接的控制單元50,所述控制單元50根據(jù)轉(zhuǎn)彎路面狀況控制所述第一調(diào)節(jié)單元40調(diào)節(jié)所述反射單元30的位置,使所述反射單元30的焦點在所述波長轉(zhuǎn)換單元20上表面移動,從而改變反射單元30的焦點與激光束投射至波長轉(zhuǎn)換單元20上的光斑之間的相對位置,以改變燈光的照射方向,實現(xiàn)車輛前燈根據(jù)轉(zhuǎn)彎路面具體狀況有效調(diào)整照明角度的目的,使駕駛員能夠更好地觀察彎角處路面狀況,提高了車輛行駛的安全性。具體的,激光源單元10發(fā)射的激光束投射至所述波長轉(zhuǎn)換單元20上并激發(fā)出熒光,所述熒光經(jīng)過所述反射單元30反射后按指定方向出射,以形成在規(guī)定的立體角內(nèi)行進的照明光束,車輛正常直行時,需保證激光源單元10發(fā)出的激光束投射至反射單元30的焦點上,從而保證波長轉(zhuǎn)換單元20上激發(fā)出的熒光經(jīng)所述反射單元30反射后形成水平光出射。然而在遇到轉(zhuǎn)彎路段時,需要改變車燈的照明方向,從而提高照明效果和行車安全,此時控制單元50需根據(jù)轉(zhuǎn)彎處的彎曲度和傾斜角度,計算出照明光束需要轉(zhuǎn)過的角度以及對應(yīng)反射單元30的位置調(diào)整參數(shù),并據(jù)此控制第一調(diào)節(jié)單元40帶動反射單元30進行位置調(diào)節(jié),使其焦點在波長轉(zhuǎn)換單元20上表面移動,以改變反射單元30的焦點與激光束投射至波長轉(zhuǎn)換單元20上的光斑之間的相對位置,最終使波長轉(zhuǎn)換單元20上激發(fā)出的熒光經(jīng)所述反射單元30反射后沿指定方向偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度,比如左轉(zhuǎn)需要使燈光左偏時,此時控制單元50調(diào)整反射單元30的位置使其焦點在波長轉(zhuǎn)換單元20上表面向左移動,反之在右轉(zhuǎn)需要使燈光右偏時,則控制單元50調(diào)整反射單元30的位置使其焦點在波長轉(zhuǎn)換單元20上表面向左側(cè)移動,當(dāng)轉(zhuǎn)彎處位于下坡或上坡時,則可以根據(jù)需要調(diào)整反射單元30的位置使激光束在波長轉(zhuǎn)換單元20上表面向下方或向上移動,當(dāng)然也可以根據(jù)彎道的特點向左上方、左下方、右上方或右下方移動,即反射單元30在波長轉(zhuǎn)換單元20上表面的移動方向與光束的偏轉(zhuǎn)方向相同,采用本發(fā)明中的自適應(yīng)照明燈可以提高照明效果,保證行車安全。

優(yōu)選的,所述激光源單元10和波長轉(zhuǎn)換單元20分設(shè)于所述反射單元30的兩側(cè),所述反射單元30上設(shè)有用于透過所述激光束的通光部310。具體的,此處的兩側(cè)是指反射單元30沿光路方向的兩側(cè),通光部310的數(shù)量可以是一個或多個,根據(jù)激光源單元10中激光源110的數(shù)量進行設(shè)計,其可以是通孔,也可以是設(shè)有可透過激光束的透明構(gòu)件的通孔,或者是與反射單元30一體而成的可透過激光束的透明構(gòu)件,所述可透過激光的透明構(gòu)件可以是具有濾光片的透明板,該透明板可以透過激光,同時反射經(jīng)波長轉(zhuǎn)換單元20激發(fā)出的熒光,即白色光,如此能夠防止經(jīng)波長轉(zhuǎn)換單元20出射的熒光從通光部310中泄漏。通光部310用于將激光束導(dǎo)向波長轉(zhuǎn)換單元20,其可以是橢圓形、圓形或其他形狀,本實施例中,通光部310大于激光束的尺寸(即投射至波長轉(zhuǎn)換單元20上的光斑尺寸),具體根據(jù)實際需要進行設(shè)定,以保證激光束在波長轉(zhuǎn)換單元20上表面移動時也可以順利透過通光部310,避免激光束被反射單元30遮擋而不能全部投射至波長轉(zhuǎn)換單元20上。將激光源單元10安裝在波長轉(zhuǎn)換單元20相對于反射單元30的另一側(cè),便于根據(jù)使用的空間條件對激光源單元10的結(jié)構(gòu)和位置進行靈活設(shè)計以及便于更換,當(dāng)然激光源單元10也可以安裝于波長轉(zhuǎn)換單元20相對反射單元30的同一側(cè),如此可以簡化照明燈的結(jié)構(gòu)。

請繼續(xù)參照圖1,所述激光源單元10包括至少一個激光源110和一個光路轉(zhuǎn)折單元120,所述激光源110發(fā)出的激光束經(jīng)過所述光路轉(zhuǎn)折單元120后透過所述反射單元30并投射至所述波長轉(zhuǎn)換單元20上。具體的,激光源單元10中激光源110的數(shù)量根據(jù)輸出光的功率,特別是照明燈的中心照度需要進行設(shè)計,當(dāng)然也可以直接設(shè)置多個激光源110,在使用時根據(jù)需要選擇當(dāng)前工作的激光源110的數(shù)量,如通過開關(guān)等元件進行選擇,如此可以進一步提高使用便捷度和通用性能。當(dāng)然,若激光源110的數(shù)量為多個時,需設(shè)置相應(yīng)的光束整形元件或聚焦元件,用于將多個激光源110發(fā)出的激光束轉(zhuǎn)換成一束光或者多束平行光,并投射至光路轉(zhuǎn)折單元120上。光路轉(zhuǎn)折單元120用于對激光光束進行偏轉(zhuǎn),以改變其行進方向,從而使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,光路轉(zhuǎn)折單元120可以采用平面反射鏡或曲面反射鏡,也可以采用金屬膜或介質(zhì)膜等,能達到相同的效果即可。所述通光部310的數(shù)量為一個或多個,具體的,當(dāng)激光源110只有一個時,通光部310也對應(yīng)設(shè)有一個;當(dāng)激光源110的數(shù)量為多個,即≥2個時,通光部310的數(shù)量也可以只有一個,此時,多個激光源110發(fā)射的光束共用一個通光部310;當(dāng)然通光部310也可以設(shè)有多個,與激光源110一一對應(yīng),每個通光部310用于將對應(yīng)激光源110發(fā)射的激光束導(dǎo)向波長轉(zhuǎn)換單元20。本實施例中,激光源110優(yōu)選為半導(dǎo)體激光器,也即激光二極管,具有體積小、壽命長特點,進一步降低了裝置的體積,提高了使用壽命和穩(wěn)定性。此處使用的半導(dǎo)體激光器可以是在1個芯片上具有1個發(fā)光點的元件,也可以是在1個芯片上具有多個發(fā)光點的元件。當(dāng)然,激光源單元10也可以不設(shè)光路轉(zhuǎn)折單元120,激光源110發(fā)出的激光束直接投射至波長轉(zhuǎn)換單元20上,然而該方案不能合理利用空間,從而增大了照明燈的體積。

優(yōu)選的,所述激光源單元10還包括位于所述光路轉(zhuǎn)折單元120和反射單元30之間的聚焦單元130。具體的,聚焦單元130可以采用聚焦透鏡或其它聚焦元件,用于匯聚激光束,使其更好地通過通光部310投射到波長轉(zhuǎn)換單元20上,同時也可以通過調(diào)整該聚焦單元130的曲面從而使激光束入射到波長轉(zhuǎn)換單元20上時形成合適大小的光。

優(yōu)選的,所述反射單元30為曲面鏡,該曲面鏡可以是兩個表面均鍍有金屬薄膜的構(gòu)件,或金屬制的構(gòu)件、鍍有反射膜的玻璃制構(gòu)件,或鍍介質(zhì)膜的構(gòu)件等,只要能實現(xiàn)所需的功能即可,此處不作限制。當(dāng)曲面鏡采用玻璃制的構(gòu)件時,可以在除通光部310之外的區(qū)域鍍反射膜,而在通光部310處不開設(shè)通孔或設(shè)置可透過激光的透明構(gòu)件,簡化了曲面鏡的結(jié)構(gòu)。此外,本實施例中曲面鏡的表面面型可以是拋物面、橢球面或其它曲面,只需符合以下條件:至少包含以拋物線的對稱軸為回轉(zhuǎn)軸而使該拋物線回轉(zhuǎn)所形成的曲面(拋物曲面)被上述回轉(zhuǎn)軸的平面切斷而得到的曲面的一部分。

優(yōu)選的,所述第一調(diào)節(jié)單元40帶動所述反射單元30進行六自由度調(diào)節(jié),其中的六自由度調(diào)節(jié)包括沿x、y、z軸移動和繞x、y、z軸轉(zhuǎn)動,從而使其焦點根據(jù)彎道狀況在所述波長轉(zhuǎn)換單元20上表面移動,從而改變照明光束的方向。

優(yōu)選,所述第一調(diào)節(jié)單元40采用電動調(diào)節(jié)機構(gòu)或手動調(diào)節(jié)機構(gòu)或兩者的結(jié)合,其中電動調(diào)節(jié)機構(gòu)可以是電機或氣缸或壓電陶瓷,手動調(diào)節(jié)機構(gòu)可以是調(diào)節(jié)螺絲或調(diào)節(jié)螺桿與彈性件的組合,該彈性件可以采用彈簧、金屬墊片、硅膠、橡膠或者其他具有彈性變形的墊片,根據(jù)實際需要進行設(shè)計。

優(yōu)選的,所述波長轉(zhuǎn)換單元20包括熒光層210和與所述熒光層210連接的散熱底座220,所述熒光層210位于所述反射單元30的焦點處,本實施中,所述熒光層210的上表面中心與所述反射單元30的焦點重合,從而提高照明光束的可調(diào)節(jié)范圍和適用性。

如圖2所示,所述控制單元50包括依次連接的控制開關(guān)51、信息檢測單元52和中央處理單元53,所述中央處理單元53與所述第一調(diào)節(jié)單元40連接。具體的,控制開關(guān)51用于用戶輸入控制命令,如轉(zhuǎn)彎前開始工作,轉(zhuǎn)彎結(jié)束后停止工作。所述信息檢測單元52包括分別與所述中央處理單元53連接的光照檢測傳感器、彎道圖像采集器、照明光束角度檢測傳感器,其中光照檢測傳感器用于檢測當(dāng)前外界光照的強度,并將檢測信息發(fā)送至中央處理單元53進行判斷,若當(dāng)前外界光照充足時,如在日間非霧天行車,則無需調(diào)節(jié)照明光束的照射方向,此時控制第一調(diào)節(jié)單元40不進行調(diào)節(jié)工作,若當(dāng)前外界光照不充足時,如在夜間或大霧天氣行車,則需調(diào)節(jié)照明光束的照射方向,此時通過彎道圖像采集器采集彎道的圖像發(fā)送至中央處理單元53,通過中央處理單元53進行圖像處理,得到彎道的彎曲度和傾斜角度,并依次轉(zhuǎn)換成照明光束的偏轉(zhuǎn)角度、反射單元30的焦點在波長轉(zhuǎn)換單元20上表面的移動參數(shù)以及對應(yīng)的反射單元30的位置調(diào)整參數(shù)。本實施例中,彎道圖像采集器可采用ccd/cmos相機或其他圖像采集設(shè)備,可在車輛高速行駛中獲取前方道路的高清圖像。中央處理單元53可采用單片機、mcu等,將圖像處理后得到的參數(shù)發(fā)送至第一調(diào)節(jié)單元40,第一調(diào)節(jié)單元40根據(jù)上述調(diào)整參數(shù)信息調(diào)節(jié)反射單元30的位置,從而改變反射單元30的焦點與激光束投射至波長轉(zhuǎn)換單元20上表面的光斑之間的相互位置,使照明光束沿指定方向偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度,與此同時,照明光束角度檢測傳感器與照明光束的位置對應(yīng),對照明光束的照射角度進行實時檢測,并將檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元53進行反饋調(diào)節(jié),提高調(diào)節(jié)精度和穩(wěn)定性。

本發(fā)明還提供了一種車輛,具有如上所述的自適應(yīng)照明燈。

綜上所述,本發(fā)明提供的自適應(yīng)照明燈及車輛,包括激光源單元10、波長轉(zhuǎn)換單元20和反射單元30,所述波長轉(zhuǎn)換單元20的上表面位于所述反射單元30的焦點處,所述激光源單元10出射的激光束投射至所述波長轉(zhuǎn)換單元20的上表面,該自適應(yīng)照明燈還包括與所述反射單元30連接的第一調(diào)節(jié)單元40以及與所述第一調(diào)節(jié)單元40連接的控制單元50,所述控制單元50根據(jù)轉(zhuǎn)彎路面狀況控制所述第一調(diào)節(jié)單元40調(diào)節(jié)所述反射單元30的位置,使所述反射單元30的焦點在所述波長轉(zhuǎn)換單元20上表面移動,從而改變反射單元30的焦點與激光束投射至波長轉(zhuǎn)換單元20上的光斑之間的相對位置,以改變燈光的照射方向,實現(xiàn)車輛前燈根據(jù)轉(zhuǎn)彎路面具體狀況有效調(diào)整照明角度的目的,使駕駛員能夠更好地觀察彎角處路面狀況,提高了車輛行駛的安全性。本發(fā)明無需調(diào)節(jié)整個車燈,降低了能量消耗,控制精度高,穩(wěn)定性好,可適用于復(fù)雜的轉(zhuǎn)彎道路中,適用性廣泛,切實滿足了實際應(yīng)用的需要。

雖然說明書中對本發(fā)明的實施方式進行了說明,但這些實施方式只是作為提示,不應(yīng)限定本發(fā)明的保護范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

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