一种基于dmd的蓝光激发荧光粉式激光车灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光学技术领域，涉及一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯。
【背景技术】
[0002]汽车前照灯又称“大灯”，装于汽车头部两侧，主要用于夜间行车道路的照明。在汽车夜间行驶过程中，为使得驾驶员能够更加舒适而又安全地驾驶，前照灯照明应满足一定的配光要求。因此相继出台了法规ECER98《关于批准装有气体放电光源的汽车前照灯的统一规定》和法规ECER123《关于机动车自适应前照明系统(AFS)认证的统一规定》，其中ECER123法规是针对前照灯自适应系统的，是未来汽车前照灯系统的主要发展方向。目前的自适应前照灯主要分为以下几类:1、依靠传统车灯系统，加上机械偏转模块使得车灯整体偏转实现不同光型；2、少数使用挡板作为配光模块的前照灯通过切换不同的挡板实现不同光型；3、由于LED具有成本低可靠性高且单颗体积小的优势使用多颗LED作为前照灯光源，通过控制个别LED的亮度实现不同光型。以上自适应前照灯有一个共性的问题:可实现的光型十分有限，通过空间换取自适应光型，其中机械式只能实现简单的光型偏转而不能实现其他更复杂的照明，挡板式亦是实现光型数量有限，且近年来由于挡板式前照灯的光能利用率不高的缺点逐渐淘汰。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，采用激光作为车灯光源，具有亮度高、耗能低、体积小的优点，同时采用数字微镜作为配光元件，可实现任意光型满足自适应照明要求。
[0004]为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]—种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，该激光车灯包括光源、准直匀光整形模块、反射镜、数字光处理投影模块、荧光板微透镜阵列；光源发射的激光经过准直匀光整形模块得到与数字光处理投影模块中数字微镜阵列尺寸一致的均匀矩形光斑，然后经反射镜传输至数字光处理投影模块，数字光处理投影模块对矩形光斑进行数字光处理后传输至荧光板微透镜阵列，最后通过投影镜头投射到配光屏，产生自适应车灯光型。
[0006]进一步，所述光源为多颗大功率蓝光激光二极管。
[0007]进一步，所述准直匀光整形模块包括依次包括准直透镜、聚焦透镜、复眼透镜、积分聚焦透镜。
[0008]进一步，所述复眼透镜中的单个微透镜为矩形，矩形的长宽比与数字微镜阵列的长宽比一致。
[0009]进一步，所述聚焦透镜的聚焦光斑发散角在复眼透镜接收角以内。
[0010]进一步，所述数字光处理投影模块包括数字微镜阵列器件及其驱动控制系统和投影镜头。
[0011]进一步，所述荧光板微透镜阵列用微型方形凹槽作为底板，微透镜阵列作为顶盖，将黄色荧光粉置于微透镜焦点处。
[0012]本实用新型的有益效果在于:本实用新型提供的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，利用数字光处理投影技术对激光进行整形配光，荧光板微透镜阵列将蓝光图像转化为白光图像，该车灯不但具有亮度高、耗能低、体积小的优点，而且是一款能够实现任意车灯光型的自适应车灯。
【附图说明】
[0013]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0014]图1为本实用新型所述激光车灯的系统结构图；
[0015]图2为荧光板结构图；
[0016]其中，图1中的I为蓝光激光二极管；2为准直透镜；3为聚焦透镜；4为复眼透镜；5为积分聚焦透镜；6为反射镜；7为数字微镜器件；8为焚光板；9为投影镜头；10为配光屏；图2(a)为正视图，图2(b)为侧视图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
[0018]本实用新型提供的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，利采用蓝光激光作为光源，对其进行光学匀化整形得到均匀矩形光斑，经数字微镜进行光处理得到相应蓝光图像，利用蓝光激光激发黄色荧光粉产生白光原理得到黑白图像，最后出射光经投影镜头投射至25米远处实现各种自适应车灯光型，从而实现自适应照明。如图1所示，激光车灯包括光源、准直匀光整形模块、反射镜、数字光处理投影模块、荧光板微透镜阵列；光源发射的激光经过准直匀光整形模块得到与数字微镜阵列尺寸一致的均匀矩形光斑，矩形光斑经反射镜传输至数字光处理投影模块，数字光处理投影模块对矩形光斑进行数字光处理后传输至荧光板微透镜阵列，荧光板微透镜阵列用于将图像转化为白光图像，最后通过投影镜头投射到配光屏，产生自适应车灯光型。
[0019]光源由多颗大功率蓝光激光二极管组成，激光二极管数量视单颗LD功率而定，使得最后总出光流明数彡10001m。
[0020]大功率蓝光激光经准直匀光系统得到与数字微镜阵列尺寸一致的蓝光均匀矩形光斑，光线经微镜阵列数字光处理得到相应蓝光图像，蓝光图像传输至荧光板微透镜阵列得到相应白光图像，最后通过投影镜头投射到25m远处车灯配光屏得到满足车灯照明标准的车灯光型，输出光型可以通过控制微镜阵列各像素点偏转任意变换。
[0021]准直匀光整形模块包括依次包括准直透镜、聚焦透镜、复眼透镜、积分聚焦透镜。激光经复眼透镜匀化分束，细化光通过聚焦透镜聚焦在其焦面上得到与数字微镜阵列尺寸比一致的矩形均匀蓝光光斑，光束孔径角控制在12°以内。
[0022]复眼透镜中的单个微透镜为矩形，矩形的长宽比与数字微镜阵列的长宽比一致。
[0023]先使用聚焦透镜对准直激光进行聚焦，在其焦面处得到一个大光斑后对其匀化整形，所得聚焦光斑发散角应在复眼透镜接收角以内，通过此法可增大单个复眼微透镜口径，同时减少微透镜数量。
[0024]数字光处理DLP投影模块包括数字微镜阵列器件及其驱动控制系统和投影镜头，数字微镜器件将入射光斑进行数字光处理后得到相应图像投射到投影镜头，本专利中投影镜头需将数字微镜阵列的尺寸比转化为与配光屏尺寸比一致(例如，将微镜阵列的16:9的尺寸比图像转换为5.2:1)，如此可以充分利用微镜阵列面积。
[0025]数字微镜器件(Digital Micro mirror Device)，简称DMD，它是一个芯片上集成了大量的微镜，由微控制器控制，在电子开关的作用下，每个微镜都可独立高频翻转到正反两个位置，微控制通过脉冲宽度大小来控制每个微镜翻转后保持的时间，在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像。通过一定的微镜阵列组合就可以实现预期的光斑效果。DMD微镜阵列是用于将入射于不同像素点的光进行不同方向的偏转得到车灯光型的物像，投影镜头是将所得像成倍放大至25m远处配光屏。
[0026]采用荧光板微透镜阵列作为白光转化器件，采用由若干个矩形凹槽阵列作为底板，微透镜阵列作为顶盖，将黄色荧光粉至于微透镜焦点处，用于将从底板入射的蓝光激光转化为白光，白光经微透镜准直使其沿原蓝光光路出射，进而将蓝光图像转化为白光图像。
[0027]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，其特征在于:该激光车灯包括光源、准直匀光整形模块、反射镜、数字光处理投影模块、荧光板微透镜阵列；光源发射的激光经过准直匀光整形模块得到与数字光处理投影模块中数字微镜阵列尺寸一致的均匀矩形光斑，矩形光斑经反射镜传输至数字光处理投影模块，数字光处理投影模块对矩形光斑进行数字光处理后传输至荧光板微透镜阵列，最后通过投影镜头投射到配光屏，产生自适应车灯光型。2.根据权利要求1所述的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，其特征在于:所述光源为多颗大功率蓝光激光二极管。3.根据权利要求1所述的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，其特征在于:所述准直匀光整形模块包括依次包括准直透镜、聚焦透镜、复眼透镜、积分聚焦透镜。4.根据权利要求3所述的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，其特征在于:所述复眼透镜中的单个微透镜为矩形，矩形的长宽比与数字微镜阵列的长宽比一致。5.根据权利要求3所述的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，其特征在于:所述聚焦透镜的聚焦光斑发散角在复眼透镜接收角以内。6.根据权利要求1所述的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，其特征在于:所述数字光处理投影模块包括数字微镜阵列器件及其驱动控制系统和投影镜头。7.根据权利要求2所述的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，其特征在于:所述荧光板微透镜阵列用微型方形凹槽作为底板，微透镜阵列作为顶盖，将黄色荧光粉置于微透镜焦点处。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，属于光电技术领域。该激光车灯包括光源、准直匀光整形模块、反射镜、数字光处理投影模块、荧光板微透镜阵列；光源发射的激光经过准直匀光整形模块得到与数字光处理投影模块中数字微镜阵列尺寸一致的均匀矩形光斑，矩形光斑经反射镜传输至数字光处理投影模块，数字光处理投影模块对矩形光斑进行数字光处理后传输至荧光板微透镜阵列，最后通过投影镜头投射到配光屏，产生自适应车灯光型。本实用新型提供的一种基于DMD的蓝光激发荧光粉式激光车灯，具有亮度高、耗能低、体积小的优点，同时采用数字微镜作为配光元件，可实现任意车灯光型满足自适应照明要求。
【IPC分类】G03B21/20, G02B27/09, G03B21/14
【公开号】CN204740418
【申请号】CN201520508625
【发明人】孙秀辉, 帅词凤, 尹韶云, 杜春雷
【申请人】中国科学院重庆绿色智能技术研究院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月14日