激光照明单元和车辆的制作方法

文档序号:15474861发布日期:2018-09-18 21:08阅读:135来源:国知局

本公开涉及激光照明技术领域,特别涉及一种激光照明单元和车辆。



背景技术:

伴随着光源技术的发展,基于激光的高亮度和激光光源本身良好的准直性能,激光作为一种崭新的光源逐步进入汽车市场,并且越来越受欢迎。目前已经有激光做光源制作远光和辅助远光的灯具在市场上出现。由于激光所发出的蓝光对人眼会造成伤害,因此,通常使用光色转换器将蓝光转换为对人眼无害的白光。其光色转换原理是:蓝光经过光色转换器时激发其中的荧光粉而产生黄光,透过光色转换器的蓝光与激发产生的黄光混合从而产生白光。

激光作为特殊光源,使用不当将会对行人和对面行车的驾驶者造成伤害。当荧光转换器损坏,例如出现缺口或裂隙时,会有部分蓝光激光穿过缺口或裂隙直接出射,造成激光外泄。因此,为了防止激光外泄,现有技术中通常在激光照明单元中设置激光检测装置,激光检测装置能够检测到激光,从而判断存在激光泄漏,进而关闭激光光源。

考虑到光线的透射率,现有的激光照明单元通常只将经过光色转换器的光线的一小部分反射至激光检测装置而对其中的黄光和蓝光的光强比例进行检测,并据此进行安全判断。因此,现有的激光照明单元存在的缺点是,激光检测装置的检测结果较为片面,会因为穿过缺口或裂隙的激光不属于上述一小部分而产生漏测、漏判,准确性不高。



技术实现要素:

有鉴于此,本公开旨在提出一种激光照明单元,以提高对激光泄漏判断的准确性。

为达到上述目的,本公开的技术方案是这样实现的:

一种激光照明单元,包括支架以及设置在所述支架上的激光白光光源、抛物面反射镜和透镜,所述激光白光光源发出的白光经所述抛物面反射镜反射为平行光后经所述透镜出射,所述激光白光光源与所述透镜之间限定所述白光的光路,其中,所述激光照明单元还包括采样结构,所述采样结构设置在所述光路上且所述白光沿所述光路传播时全部经过所述采样结构,以使得所述采样结构对所述白光进行全光路采样。

进一步的,所述采样结构设置有用于将所采样的白光光谱分光为黄光和蓝光的分光结构,所述激光照明单元还包括控制装置和与所述控制装置电连接的检测装置,所述检测装置用于检测所述黄光与所述蓝光的光强,所述控制装置用于根据所述黄光与蓝光的光强比值而选择性地切断所述激光白光光源的电源。

进一步的,所述采样结构包括设置在所述支架上的采样透镜,所述采样透镜设置在所述抛物面反射镜和所述透镜之间,位于所述平行光的光路上,所述采样透镜设置为使得所述平行光全部经过所述采样透镜,所述采样透镜的入射表面构造为抛物面形状;所述入射表面被所述激光照明单元的基准面均分为两部分,其中一部分覆有厚度为560nm的第一光学镀膜,其中另一部分覆有厚度为450nm第二光学镀膜,所述第一光学镀膜对黄光的反射率与所述第二光学镀膜对蓝光的反射率相同,所述分光结构包含所述第一光学镀膜和所述第二光学镀膜,以使得所述第一光学镀膜反射的黄光和所述第二光学镀膜反射的蓝光分别被聚焦反射。

进一步的,所述反射率的范围为10%~30%。

进一步的,所述抛物面反射镜包括原点的反射部和远离所述抛物面原点的采样部,所述反射部设置有用于将所述激光白光光源发出的白光的一部分转变为所述平行光的准直光抛物面反射面,所述采样部设置有用于反射聚焦另一部分白光的采样抛物面反射面,所述采样结构包含所述采样部,采样抛物面反射面包括用于反射聚焦被采样的白光的第一部分的第一采样抛物面反射面和用于反射聚焦被采样白光的第二部分的第二采样抛物面反射面,所述第一采样抛物面反射面和所述第二采样抛物面反射面关于所述基准面对称布置,所述基准面过所述抛物面原点且均分所述准直光抛物面反射面,所述第一采样抛物面设置有用于将所述第一部分的白光中的黄光分出的第一光栅,所述第二采样抛物面设置有用于将所述第二部分的白光中的蓝分出的第二光栅,所述第一光栅与所述第二光栅均由顺着所述准直光抛物面反射面的主轴线方向延伸的多条平行的刻线限定,所述第一光栅和所述第一光学镀膜位于所述基准面的一侧,所述第二光栅和所述第二光学镀膜位于所述基准面的另一侧,所述分光结构包含所述第一光栅和所述第二光栅。

进一步的,所述检测装置包括用于检测黄光光强的第一检测装置和用于检测蓝光光强的第二检测装置,所述第一检测装置包括用于接收黄光光线的第一检测面,所述第二检测装置包括用于接收蓝光光线的第二检测面,所述第一检测面与所述第二检测面关于所述基准面对称布置。

进一步的,所述支架包括底板和防护板,所述激光白光光源、所述抛物面反射镜、所述透镜、所述采样透镜均设置在所述底板上,所述防护板在所述采样透镜与所述透镜之间围成封闭空间,以阻挡外部光线,所述底板上设置有与所述第一检测装置的所述第一检测面对应的第一通光孔和与所述第二检测装置的所述第二检测面对应的第二通光孔,以为从被采样的白光中分出的黄光、蓝光对应提供能够到达所述第一检测面、所述第二检测面的光路,所述第一通光孔和第二通光孔关于所述基准面对称布置,且所述第一通光孔的孔壁和第二通光孔的孔壁均设置为抛物面形状,以将对应的黄光光线、蓝光光线分别聚焦反射。

进一步的,所述激光照明单元还包括散热装置和与所述控制装置电连接的驱动电路板,所述散热装置包括散热结构和固定于所述散热结构的散热风扇,所述驱动电路板为所述激光白光光源提供电连接,所述第一检测装置和所述第二检测装置均构造为光电二极管,且连接在所述驱动电路板上,所述控制装置构造为控制电路板,所述支架固定于散热结构的外侧,所述驱动电路板和所述控制电路板设置在所述散热结构中,所述散热结构设置有对应于所述第一通光孔的第一通孔和对应于所述第二通光孔的第二通孔,以分别为黄光、蓝光提供能够对应到达所述第一检测面、所述第二检测面的光通道。

进一步的,所述激光照明单元还包括用于检测所述激光白光光源的温度的温度传感器,所述温度传感装器连接在所述驱动电路板上,所述控制装置设置为当所述温度传感器所检测的温度超过预设值时切断所述激光白光光源的电源。

相对于现有技术,本公开所述的激光照明单元具有以下优势:

通过上述技术方案,本公开提供的激光照明单元通过所述采样结构在激光白光光源发出的白光从透镜出射之前,在白光的全光路上对其进行采样,提供较为全面的检测结果,增大了对激光泄漏判断的准确性,能够有效避免激光泄漏对行人和对面行车的驾驶者造成伤害,增大车用激光照明的安全性。

本公开的另一目的在于提出一种车辆,以增大车用激光照明的安全性。

为达到上述目的,本公开的技术方案是这样实现的:

一种车辆,包括车灯,其中,所述车灯包括上述的激光照明单元。

所述车辆与上述激光照明单元相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。在附图中:

图1为本公开实施例所述的激光照明单元的立体图;

图2为本公开实施例所述的激光照明单元的一部分的立体图,其中示出了采样透镜;

图3为本公开实施例所述的激光照明单元的另一部分的立体图,其中示出了抛物面反射镜;

图4为本公开实施例所述的激光照明单元的一部分的立体图,其中示出了散热结构;

图5为本公开实施例所述的激光照明单元的结构示意图,其中,示出了激光白光发出的白光经过各部件时的传播情况。

附图标记说明:

1-支架,11-底板,111-第一通光孔,112-第二通光孔,12-防护板,2-激光白光光源,3-抛物面反射镜,30-准直光抛物面反射面,31-第一采样抛物面反射面,32-第二采样抛物面反射面,4-透镜,5-采样透镜,51-第一光学镀膜,52-第二光学镀膜,61-控制电路板,62-驱动电路板,71-第一检测装置,72-第二检测装置,81-散热结构,811-第一通孔,812-第二通孔,82-散热风扇,9-温度传感器。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

根据本公开的具体实施方式,提供一种激光照明单元,包括支架1以及设置在所述支架1上的激光白光光源2、抛物面反射镜3和透镜4,所述激光白光光源2发出的白光经所述抛物面反射镜3反射为平行光后经所述透镜4出射,所述激光白光光源2与所述透镜4之间限定所述白光的光路,其中,所述激光照明单元还包括采样结构,所述采样结构设置在所述光路上且所述白光沿所述光路传播时全部经过所述采样结构,以使得所述采样结构对所述白光进行全光路采样。

通过上述技术方案,本公开提供的激光照明单元通过所述采样结构在激光白光光源2发出的白光从透镜4出射之前,在白光的全光路上对其进行采样,提供较为全面的检测结果,增大了对激光泄漏判断的准确性,能够有效避免激光泄漏对行人和对面行车的驾驶者造成伤害,增大车用激光照明的安全性。

在本公开提供的具体实施方式中,所述采样结构设置有用于将所采样的白光光谱分光为黄光和蓝光的分光结构,所述激光照明单元还包括控制装置和与所述控制装置电连接的检测装置,所述检测装置用于检测所述黄光与所述蓝光的光强,所述控制装置用于根据所述黄光与蓝光的光强比值而选择性地切断所述激光白光光源2的电源。全光路采样配合光谱分光检测能够提高激光安全检测的可靠性和灵敏性,从而增加车用激光照明的安全性。

其中,采样结构可以以任意合适的方式配置。可选择地,参考图1和图2中所示,所述采样结构包括设置在所述支架1上的采样透镜5,所述采样透镜5设置在所述抛物面反射镜3和所述透镜4之间,位于所述平行光的光路上,所述采样透镜5设置为使得所述平行光全部经过所述采样透镜5,所述采样透镜5的入射表面构造为抛物面形状,以使得被采样的白光被聚焦反射。

对于采样透镜5所采样的白光,可以设置相应的分光结构对其进行光谱分光。参考图2中所示,所述入射表面被所述激光照明单元的基准面均分为两部分,其中一部分覆有厚度为560nm的第一光学镀膜51,其中另一部分覆有厚度为450nm第二光学镀膜52,所述第一光学镀膜51对黄光的反射率与所述第二光学镀膜52对蓝光的反射率相同,所述分光结构包含所述第一光学镀膜51和所述第二光学镀膜52,以使得所述第一光学镀膜51反射的黄光和所述第二光学镀膜52反射的蓝光分别被聚焦反射,至下文中将要描述的第一检测装置71和第二检测装置72。

其中,为了将光损失控制在合理范围内,所述反射率的范围可以为10%~30%。

参考图3中所示,所述抛物面反射镜3包括靠近原点的反射部和远离所述抛物面原点的采样部,所述反射部设置有用于将所述激光白光光源2发出的白光的一部分转变为所述平行光的准直光抛物面反射面30,所述采样部设置有用于反射聚焦另一部分白光的采样抛物面反射面,所述采样结构包含所述采样部。通过采样部和上述采样透镜,能够实现上述全光路采样。

在此需要说明的是,上述术语“原点”是指过准直光抛物面反射面30的两个焦点的直线与准直光抛物面反射面30的相交点。

对于由采样抛物面反射面所采样的白光,可以设置相应的分光结构对其进行光谱分光。参考图3中所示,采样抛物面反射面包括用于反射聚焦被采样的白光的第一部分的第一采样抛物面反射面31和用于反射聚焦被采样白光的第二部分的第二采样抛物面反射面32,所述第一采样抛物面反射面31和所述第二采样抛物面反射面32关于所述基准面对称布置,所述基准面过所述抛物面原点且均分所述准直光抛物面反射面30,所述第一采样抛物面设置有用于将所述第一部分的白光中的黄光分出的第一光栅,所述第二采样抛物面设置有用于将所述第二部分的白光中的蓝分出的第二光栅,所述第一光栅与所述第二光栅均由顺着所述准直光抛物面反射面30的主轴线方向延伸的多条平行的刻线限定,所述第一光栅和所述第一光学镀膜51位于所述基准面的一侧,所述第二光栅和所述第二光学镀膜52位于所述基准面的另一侧,所述分光结构包含所述第一光栅和所述第二光栅。

在本公开提供的具体实施方式中,所述检测装置可以包括用于检测黄光光强的第一检测装置71和用于检测蓝光光强的第二检测装置72,所述第一检测装置71包括用于接收黄光光线的第一检测面,所述第二检测装置72包括用于接收蓝光光线的第二检测面,所述第一检测面与所述第二检测面关于所述基准面对称布置。由此,由第一采样抛物面反射面31上第一光栅分出的黄光和所述入射表面的第一光学镀膜51反射的黄光照射到第一检测装置71的第一检测面上,由第二采样抛物面反射面32上第二光栅分出的蓝光和所述入射表面的第二光学镀膜52反射的蓝光照射到第二检测装置72的第二检测面上,且通过上述设置,第一检测面与第二检测面的受光面积相等,从而能够保证检测结果的准确性。

另外,在本公开提供的具体实施方式中,所述支架1可以包括底板11和防护板12,所述激光白光光源2、所述抛物面反射镜3、所述透镜4、所述采样透镜5均设置在所述底板11上,所述防护板12在所述采样透镜5与所述透镜4之间围成封闭空间,以阻挡外部光线,防止外部光线被反射到所述第一检测面和第二检测面上而影响检测结果,提高信噪比。

其中,所述底板11上设置有与所述第一检测装置71的所述第一检测面对应的第一通光孔111和与所述第二检测装置72的所述第二检测面对应的第二通光孔112,以为从被采样的白光中分出的黄光、蓝光对应提供能够到达所述第一检测面、所述第二检测面的光路。可选择地,所述第一通光孔111和第二通光孔112关于所述基准面对称布置,且所述第一通光孔111的孔壁和第二通光孔112的孔壁均设置为抛物面形状,以将对应的黄光光线、蓝光光线分别聚焦反射,从而使得经所述采样结构聚焦反射的所述被采样的白光中由所述分光结构分出的黄光、蓝光对应能够到达到所述第一检测面、所述第二检测面,提高光信号强度,避免由于光谱分光导致光强衰减进而引起检测装置虚警误报,提升检测装置整体信噪比、提升检测灵敏度。

此外,参考图1和图5所示,所述激光照明单元还包括散热装置和与所述控制装置电连接的驱动电路板62,所述散热装置包括散热结构81和固定于所述散热结构81的散热风扇82,所述驱动电路板62为所述激光白光光源2提供电连接。所述第一检测装置71和所述第二检测装置72均可以构造为光电二极管,且连接在所述驱动电路板62上,所述控制装置构造为控制电路板61。所述支架1固定于散热结构81的外侧,所述驱动电路板62和所述控制电路板61设置在所述散热结构81中,所述散热结构81设置有对应于所述第一通光孔111的第一通孔811和对应于所述第二通光孔112的第二通孔812,以分别为黄光、蓝光提供能够对应到达所述第一检测面、所述第二检测面的光通道,参考图4和图5中所示。第一通光孔111、第二通光孔112、第一通孔811、第二通孔812能够将环境光进行隔绝,从而消除环境光对于第一检测装置71、第二检测装置72的干扰,提高探测结果的可靠性。

由此,参考图5中所示,由激光白光光源2发出的白光,一部分经准直光抛物面反射面30后变为准直光沿着平行光路传播,全部经过采样透镜5,对该部分白光全部采样;另一部分照射到采样抛物面反射面(包括第一采样抛物面反射面31和第二采样抛物面反射面32),该部分白光全部为采样白光。由此,对由激光白光光源2发出的白光进行全光路采样,避免因部分采样而产生漏判的情况,显著地提高了对激光泄漏判断的准确性。

在本公开提供的具体实施方式中,所述激光照明单元还包括用于检测所述激光白光光源2的温度的温度传感器9,所述温度传感装器连接在所述驱动电路板62上,所述控制装置设置为当所述温度传感器9所检测的温度超过预设值时切断所述激光白光光源2的电源,防止因工作温度的因素而影响激光白光光源2的使用寿命。

在上述技术方案的基础上,本公开还提供一种车辆,包括车灯,其中,所述车灯包括上述的激光照明单元。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

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