CN106838754B - 车灯照明***及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车灯照明***及其驱动方法，包括激光器、光阑装置和荧光装置；所述激光器用于发射激发光；所述光阑装置包括光阑和驱动组件，所述光阑包括不透光区域和多个不同形状的透光区域，所述驱动组件根据驾驶者的照明需求将所述光阑的相应透光区域切换到所述激发光的出射光路上，以通过所述透光区域将所述激发光的光束截面整形成相应的形状；所述荧光装置上的荧光粉在所述整形后的激发光的照射下产生相应形状的荧光，并通过所述荧光来形状相应形状的照明用的白光。该车灯照明***较易实施，且成本较低。

Description

车灯照明***及其驱动方法

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地说，涉及一种车灯照明***及其驱动方法。

背景技术

与传统光源相比，激光光源在照明效果、节能和体积等方面都具有明显优势，因此，激光光源已经逐渐替代传统光源应用在汽车照明领域。现有的采用激光光源的车灯照明***，通常是采用激光器发射的激发光激发荧光粉产生荧光，然后通过荧光来形成照明用的白光。

由于驾驶员驾驶汽车行驶在不同场合时需开启车灯的不同照明模式，比如近光灯、远光灯和雾灯照明模式等，而近光灯照明图案需要一定的明暗分界，且不会给对面驶来的汽车司机带来视觉不适，远光灯照明需要较长的照射距离和光束准直性，因此，车灯照明***需控制车灯产生不同的照明图案，来满足驾驶员在不同场合的照明需求。

现有的一种车灯照明***包括多个激光器构成激光器阵列，通过控制排列成特定图案的激光器同时开启来实现特定的照明图案，但是，该***需要采用的激光器较多，导致汽车照明***的成本较高。另一种汽灯照明***包括多个具有特定截面的导光装置，每个导光装置都有相应的激光器，通过控制相应的激光器的开启来控制相应的导光装置出射特定的照明图案，同样，该***的成本也较高。还有一种车灯照明***包括多个不同形状的荧光粉装置，通过控制激光器照射到不同的荧光粉装置来实现特定的照明图案，同样，该***的结构也较复杂，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车灯照明***及其驱动方法，以解决现有技术中能够实现车灯在不同场合下自由切换的车灯照明***成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车灯照明***，包括激光器、光阑装置和荧光装置；

所述激光器用于发射激发光；

所述光阑装置包括光阑和驱动组件，所述光阑包括不透光区域和多个不同形状的透光区域，所述驱动组件根据驾驶者的照明需求将所述光阑的相应透光区域切换到所述激发光的出射光路上，以通过所述透光区域将所述激发光的光束截面整形成相应的形状；

所述荧光装置上的荧光粉在所述整形后的激发光的照射下产生相应形状的荧光，并通过所述荧光来形状相应形状的照明用的白光。

优选的，所述光阑为圆形平板状结构，所述驱动组件通过驱动所述光阑绕中心轴转动来实现不同形状的透光区域的切换；

或者，所述光阑为方形平板状结构，所述驱动组件通过驱动所述光阑平移来实现不同形状的透光区域的切换。

优选的，当所述光阑为圆形平板状结构时，所述驱动组件为步进电机；当所述光阑为方形平板状结构时，所述驱动组件为滑轨或形状记忆合金。

优选的，所述激光器和所述光阑装置之间具有第一透镜，所述光阑装置和所述荧光装置之间具有第二透镜，所述第一透镜和第二透镜用于对光线进行准直。

优选的，所述荧光装置包括荧光粉和基板，所述荧光粉设置于所述基板上，所述基板用于支撑所述荧光粉，并对所述荧光粉进行散热。

优选的，所述车灯照明***还包括设置在所述荧光装置上方的反光杯，所述反光杯用于透射所述激发光反射所述荧光装置产生的荧光和未被吸收的激发光，以使所述荧光和未被吸收的激发光平行出射，其中，所述荧光粉位于所述反光杯的焦点处。

优选的，所述激发光为蓝光，所述荧光为黄光；或者，所述激发光为紫外光，所述荧光和蓝光和黄光。

优选的，当所述激发光为蓝光时，所述反光杯与所述蓝光入射位置对应的区域具有通孔，以使所述蓝光透过所述通孔入射到所述反光杯内部。

优选的，当所述激发光为紫外光时，所述反光杯由透射紫外光反射可见光的材料制成。

一种车灯照明***的驱动方法，应用于如上任一项所述的车灯照明***，所述驱动方法包括：

接收驾驶者输入的照明需求指令；

根据所述照明需求指令将光阑的相应透光区域切换到激发光的出射光路上，以使所述透光区域将所述激发光的光束截面整形成相应的形状，并通过所述整形后的激发光激发出的荧光来形状相应形状的照明用的白光。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的车灯照明***及其驱动方法，通过驱动组件将光阑上不同形状的透光区域切换到激发光的出射光路上，通过透光区域将激发光的光束截面整形成相应的形状，来获得适用于近光或远光等照明模式的照明图案，这种车灯照明***较易实施，且成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的车灯照明***的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的一种光阑的平面结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的另一种光阑的平面结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的近光灯照明图案示意图；

图5为本发明一个实施例提供的又一种光阑的平面结构示意图；

图6为本发明另一个实施例提供的车灯照明***驱动方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一个实施例提供了一种车灯照明***，该车灯照明***为适用于汽车照明的自适应激光光源照明***，参考图1，该车灯照明***包括激光器1、光阑装置2和荧光装置3。

当然，在本实施例中，车灯照明***还可包括位于激光器1和光阑装置2之间的第一透镜4、光阑装置2和荧光装置3之间的第二透镜5以及设置在荧光粉盘3上方的反光杯6。其中，第一透镜4和第二透镜5用于对光线进行准直。反光杯6用于透射激光器1发射的激发光反射荧光装置3产生的荧光以及反射的未被吸收的激发光，以使所述荧光和未被吸收的激发光平行出射。

本实施例中，激光器1用于发射激发光，可选的，该激发光为蓝激光或紫外光。当所述激发光为蓝光时，反光杯6上与蓝光入射位置对应的区域具有通孔，即蓝光通过该通孔透射至反光杯6内部的荧光装置3的荧光粉上，此时荧光装置3上的荧光粉为黄色荧光粉，该黄色荧光粉激发出的黄光和未被吸收的蓝光混合形成照明用的白光。当所述激发光为紫外光时，反光杯6由透射紫外光反射可见光的材料制成，即紫外光能够透过反光杯6照射在反光杯6内部的荧光装置3的荧光粉上，此时荧光装置3上的荧光粉为蓝色荧光粉和黄色荧光粉的混合粉，该混合粉激发出的黄光和蓝光混合形成照明用的白光。当然，该荧光粉不限于黄色荧光粉，可以是红色、绿色等颜色的荧光粉，只要能够被激发出射的混合光为白光即可。另外，反光板可以为激发光入射与反光杯的反光杯对应区域透射激发光，其他区域反射膜的材料制成。透射激发光可以为透光材料制成或者开通孔，在此不作限制。

光阑装置2包括光阑20和驱动组件21。参考图2，图2为光阑20的平面结构示意图。光阑20为圆形的平板状结构，驱动组件21通过驱动光阑20绕中心轴转动来实现不同形状的透光区域的切换。光阑20包括不透光区域20a和多个不同形状的透光区域，所述多个不同形状的透光区域包括L形的透光区域20b和方形的透光区域20c。因此，透过透光区域20b的激发光的光束截面会被整形成适用于近光灯的L形，透过透光区域20c的激发光的光束截面会被整形成适用于远光灯的方形。当然，在其他实施例中，光阑20还可以包括其他形状的透光区域，如图3所示，适用于近光灯的透光区域20b还可以为三角形，而适用于远光灯的透光区域20c还可以为正多边形或圆形等，本发明并不仅限于此。

本实施例中，激发光通过透过光阑20上的透光区域20b来产生近光灯的照明图案，该照明图案如图4所示，这样在车辆靠右行驶的国家如中国和美国，左前方驶来的车辆的司机就可以免受车灯照射的影响，可以提高行车安全性。而对于使用远光灯的场合，由于车灯一般没有特定的照明图案限制，因此，本实施例中激发光可以透过光阑20上的方形透光区域20c，来形成远光照明。

由于透光区域20b和20c会使激发光透过、不透光区域20a会反射或吸收激发光，而不透光区域20a对激发光的反射或吸收会损失入射到光阑20的部分激发光，因此，可以设计透光区域的形状仅仅是略小于入射到光阑20上的激发光的光束截面，这样既能够保证激发光的光束被整形成特定形状的光束截面，又能够保证激发光的光效不被大大削弱。

本实施例中，光阑20的驱动模式是转动式的，此时，驱动组件21可以是步进电机。具体地，驱动组件21位于平板状结构的光阑20的不透光区域20a，参考图2，驱动组件21根据驾驶者的照明需求将光阑20的相应透光区域切换到激发光的出射光路上，以通过所述透光区域将激发光的光束截面整形成相应的形状。

例如，当驾驶者需要开启近光灯时，驱动组件21通过驱动光阑20绕中心轴转动，来将透光区域20b转动到激发光的光路上，以使透光区域20b将激发光的光束截面整形成适用于近光的照明图案；当驾驶者需要开启远光灯时，驱动组件21将透光区域20c转动到激发光的光路上，以使透光区域20c将激发光的光束截面整形成适用于远光的照明图案。

当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，如图5所示，光阑20还可以是方形的平板状结构，驱动组件21可以通过驱动光阑20上下平移来实现不同透光区域的切换，此时，驱动组件21可以为滑轨或形状记忆合金等。

本实施例中，荧光装置3包括荧光粉30和基板31。荧光粉30设置于基板31上，荧光粉30在整形后的激发光的照射下产生相应形状的荧光，所述荧光和未被所述荧光粉吸收的激发光混合成照明用的白光，可选的，本实施例中的激发光为蓝光，荧光为黄光。基板31用于支撑荧光粉30，并对荧光粉30进行散热。在激发光的激发下，荧光粉30的温度容易过高产生热淬灭，而热淬灭又会降低荧光粉30的寿命，因此，本实施例中的基板31需要有较好的导热散热效果，以控制荧光粉30的温度不超过临界值。

本实施例中，蓝光激光器1发出的蓝光激发光经过第一透镜4之后入射到光阑20上，根据光阑20的透光区域的形状不同，激发光的光束截面可以被整形成相应的形状，之后被整形后的激发光光束经过第二透镜5后入射到位于基板31上面的荧光粉30，使得荧光粉30受激产生黄光荧光。由于荧光粉30对于激发光的吸收率不是100％，所以会有部分激发光不能被荧光粉30吸收，而是被荧光粉30散射后与荧光一起从荧光粉30表面出射，这部分激发光约占到激发光总能量的10％-15％，之后黄色荧光与未被荧光粉30吸收的蓝光激发光混合形成照明用的白光，白光入射到反光杯6，由于荧光粉30设置在反光杯6的焦点处，因此，反光杯6可以将白光以平行光的方式反射出去。

由于荧光本身为消相干光，部分未被荧光粉吸收的激发光经过荧光粉30表面散射后也大大消除了相干性，因此，可以有效减轻最终出射的白光的散斑效应，提高汽车车灯的照明效果和视觉安全性。

本实施例提供的车灯照明***，通过驱动组件将光阑上不同形状的透光区域切换到激发光的出射光路上，通过透光区域将激发光的光束截面整形成相应的形状，来获得适用于近光或远光等照明模式的照明图案，这种车灯照明***较易实施，且成本较低。

本发明的另一实施例还提供了一种车灯照明***的驱动方法，应用于上述任一实施例公开的车灯照明***，该驱动方法的流程图如图6所示，包括：

S601：接收驾驶者输入的照明需求指令；

当驾驶者需要开启近光灯时，驾驶者向驱动组件21输入相应的近光照明需求指令，以使驱动组件21将光阑20上的透光区域20b转动到激发光的光路上，形成相应的近光照明图案；当驾驶者需要开启远光灯时，驾驶者向驱动组件21输入相应的远光照明需求指令，以使驱动组件21将光阑20上的透光区域20c转动到激发光的光路上，形成相应的远光照明图案。具体地，驾驶者可通过拨动操作杆或按压按键来输入照明需求指令。

S602：根据所述照明需求指令将光阑的相应透光区域切换到激发光的出射光路上，以使所述透光区域将所述激发光的光束截面整形成相应的形状，并通过所述整形后的激发光激发出的荧光来形状相应形状的照明用的白光。

驾驶者输入照明需求指令后，驱动组件21根据照明需求指令将光阑20的相应透光区域切换到激发光的出射光路上，以使所述透光区域将所述激发光的光束截面整形成相应的形状，并通过所述整形后的激发光激发出的荧光来形成相应形状的照明用的白光。

例如，驱动组件21根据近光照明需求指令将光阑20上的透光区域20b切换到激发光的出射光路上，透光区域20b会将激发光的光束截面整形成L形，整形后的光束截面为L形的激发光照射到荧光粉30上时，会激发出荧光且出射后的荧光形成L形的照明图案，该黄色荧光与未被吸收的蓝光激发光混合后形成相应形状的照明用的白光。

本实施例提供的车灯照明***的驱动方法，通过驱动组件将光阑上不同形状的透光区域切换到激发光的出射光路上，通过透光区域将激发光的光束截面整形成相应的形状，来获得适用于近光或远光等照明模式的照明图案，这种车灯照明***较易实施，且成本较低。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种车灯照明***，其特征在于，包括激光器、光阑装置、荧光装置和反光杯；

所述激光器用于发射激发光；

所述光阑装置设置在所述激光器和反光杯之间，所述光阑装置包括光阑和驱动组件，所述光阑包括不透光区域和多个不同形状的透光区域，所述驱动组件根据驾驶者的照明需求将所述光阑的相应透光区域切换到所述激发光的出射光路上，以在所述激发光穿过所述透光区域时，通过所述透光区域将所述激发光的光束截面整形成相应的形状；

所述荧光装置上的荧光粉在所述整形后的激发光的照射下产生相应形状的荧光，并通过所述荧光来形成相应形状的照明用的白光;

所述反光杯设置在所述荧光装置上方，所述反光杯用于透射所述激发光反射所述荧光装置产生的荧光和未被吸收的激发光，以使所述荧光和未被吸收的激发光平行出射，其中，所述荧光粉位于所述反光杯的焦点处。

2.根据权利要求1所述的照明***，其特征在于，所述光阑为圆形平板状结构，所述驱动组件通过驱动所述光阑绕中心轴转动来实现不同形状的透光区域的切换；

或者，所述光阑为方形平板状结构，所述驱动组件通过驱动所述光阑平移来实现不同形状的透光区域的切换。

3.根据权利要求2所述的照明***，其特征在于，当所述光阑为圆形平板状结构时，所述驱动组件为步进电机；当所述光阑为方形平板状结构时，所述驱动组件为滑轨或形状记忆合金。

4.根据权利要求1所述的照明***，其特征在于，所述激光器和所述光阑装置之间具有第一透镜，所述光阑装置和所述荧光装置之间具有第二透镜，所述第一透镜和第二透镜用于对光线进行准直。

5.根据权利要求1所述的照明***，其特征在于，所述荧光装置包括荧光粉和基板，所述荧光粉设置于所述基板上，所述基板用于支撑所述荧光粉，并对所述荧光粉进行散热。

6.根据权利要求1~5任一项所述的照明***，其特征在于，所述激发光为蓝光，所述荧光为黄光；或者，所述激发光为紫外光，所述荧光为蓝光和黄光。

7.根据权利要求6所述的照明***，其特征在于，当所述激发光为蓝光时，所述反光杯与所述蓝光入射位置对应的区域具有通孔，以使所述蓝光透过所述通孔入射到所述反光杯内部。

8.根据权利要求6所述的照明***，其特征在于，当所述激发光为紫外光时，所述反光杯由透射紫外光反射可见光的材料制成。

9.一种车灯照明***的驱动方法，其特征在于，应用于权利要求1~8任一项所述的车灯照明***，所述驱动方法包括：

接收驾驶者输入的照明需求指令；

根据所述照明需求指令将光阑的相应透光区域切换到激发光的出射光路上，以使所述透光区域将所述激发光的光束截面整形成相应的形状，并通过所述整形后的激发光激发出的荧光来形状相应形状的照明用的白光。

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