智能高位激光高位刹车灯的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能激光高位刹车灯，将绿光与红光半导体激光器应用到汽车高位刹车灯中，在下雨、大雾或者其它低能见度天气下，能够在汽车通过刹车制动时产生绿色或者红绿相间的激光警示投影区域。本发明的高位刹车灯位于汽车后挡风玻璃低端中间处，高位刹车灯是由智能控制模块、激光模块、整形光学模块、温度控制模块、车距测量模块和激光模块角度调整器组成。本发明在原有高位刹车灯基础上,将红绿激光器增加到高位刹车灯中，比传统高位刹车灯具有更好的警示作用，车辆警示距离增加，增加行车安全保障。
【专利说明】智能高位激光高位刹车灯
【技术领域】
[0001]本发明属于警示灯具，具体涉及一种在大雾天气下，当汽车制动时，能够在汽车后方产生明亮红色或红绿相间三角形光的高位刹车灯。
【背景技术】
[0002]高位刹车灯，一般安装在车尾上部，以便后面行驶的车辆易于发现前方车辆刹车，起到防止追尾事故发生的目的。由于一般汽车已有两个刹车灯安装在车尾两端，一左一右，所以高位刹车灯也叫第三刹车灯、高位制动灯、第三制动灯。
高位刹车灯作用是警示后面行驶的车辆，从而避免发生追尾事故。没有高位刹车灯的车辆，尤其是底盘较低的轿车和微型汽车在刹车时由于后刹车灯位置较低、亮度也不够，其后面跟随行驶的车辆特别是底盘较高的卡车、客车和公共汽车的司机有时很难看清楚。因此发生追尾事故的隐患就比较大。
[0003]大量研究调查结果证明，高位刹车灯能够有效地防止和减少汽车追尾事故的发生。因此，高位刹车灯在许多发达国家得到了广泛的应用。例如在美国，按照法规要求从1986年开始所有新销售的轿车都必须装备高位刹车灯；从1994年开始所有销售的轻型卡车也必须安装高位刹车灯。
[0004]但是在雾天等低能见度天气情况下，传统高位刹车灯亮度不足，无法达到更要的使用要求，从而影响到低能见度天气时公路运输能力，所以一款针对低能见度天气下情况的高位刹车灯是一款十分必须的。
[0005]传统高位刹车灯是利用卤素灯等进行设计使用的，但是由于该类型灯泡使用寿命比较短，并且功耗较高。随着LED技术的不断发展，传统高位刹车灯现在正被LED高位刹车灯逐渐取代。LED以其体积小，应用方便；使用寿命长，经久耐用，抗震性强，可超过20000小时，而传统齒素灯寿命一般在300小时左右；效率高，较少额外损耗；响应速度快，不同于传统高位刹车灯需要较长的驱动延时等特点，正在快速推广使用。
[0006]但是与激光高位刹车灯进行比较，激光高位刹车灯具有很突出的特点:(I)、方向性好，可视面大，激光高位刹车灯是形成一斜面，而传统高位刹车灯与LED高位刹车灯都是一个点光源(在低能见度天气情况下)；(2)、穿透能力强，能够在低能见度的环境下穿透到更远的距离；(3)、功率密度大，激光是单色光源，且谱线宽度窄，激光的亮度与阳光之间的比值是百万级的；(4)响应速度快，是传统高位刹车灯100倍以上。
[0007]与此同时自世界上第一台激光器诞生于1960年，中国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛；并且激光以好的方向性、强的穿透性和高的亮度性，在诸多领域有着不可或缺的作用，比如激光雷达、激光化学、激光医疗和激光加工等。半导体激光二极管激光器是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长、驱动简单并且也可以达到高功率，且可以很好的与其它部件集成，对使用环境没有过多要求。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为了提供一种智能激光高位刹车灯，将红光和绿光半导体激光器应用到汽车高位刹车灯中，在大雾天气下，能够在汽车后方产生明亮红色或红绿相间三角形光区，可以保障在雨、雾天情况下高速公路的安全行驶，大幅提高公路运输的保障能力。
[0009]为达到上述目的，本发明采用以下方案:
一种智能激光高位刹车灯，激光高位刹车灯设于汽车尾部，刹车灯由智能控制模块、激光模块、整形光学模块、温度控制模块、车距测量模块和激光模块角度调整器组成；
智能控制模块利用汽车自身供电电路取电，智能控制模块连接激光模块，激光模块的激光灯前方设有整形光学模块器件，激光模块发出的灯光通过整形光学模块后投射出去，激光模块连接温度控制模块；
智能控制模块连接车距测量模块，车距测量模块输出端连接激光模块角度调整器，激光模块角度调整器输出端连接激光模块。
[0010]智能控制模块连接其它五个模块，保证工作状态的自动检测，保证正常运行和故障及时发现与反馈。
[0011]在其中一些实施例中，所述激光模块采用500?700nm波长的红色和绿色可见激光作为警不灯光。
[0012]在其中一些实施例中，所述整形光学模块米用光栅、棱镜的光学整形兀件对激光进行整形，整形光学模块把绿色、红色激光形成明亮三角或其他警示形状。
[0013]在其中一些实施例中，所述车距测量模块利用激光测距来计算相对车速，利用激光来测定车速及与后车距离。
[0014]一种采用上述智能激光高位刹车灯的警示方法，包括以下步骤:
①、智能控制模块利用汽车自身供电电路取电，智能控制模块可以智能检测天气能见度情况，根据测量情况可以自动也可以手动设定工作模式为常亮、常闪烁和特定条件常亮、常闪烁；
智能控制模块向激光模块供电，温度控制模块保证了激光模块的激光高位刹车灯可以在-40° C到60° C的大范围环境温度下工作；
②、当需警示后方车辆时，激光模块发出绿色、红色激光，经整形光学模块器件变换激光形状和发散角度，在汽车尾部投射出明亮的红色三角型或者红绿相间三角形(在低能见度天气下)；正常天气下在车身出观察到红色警示灯，地面会有一条红色或者红绿相间亮线，对后方车辆具有较强的警示作用；
③、当本车行驶时，车距测量模块可以测量与后车的距离、相对车速，并依距离和设置，依据本车车速计算出后车刹车安全距离，依此利用激光模块角度调整器来调整地面红色激光亮线与本车的距离，对后车保持安全车距提供警示；并发给刹车灯不同的信号，在汽车制动时候刹车灯发出对应的警示灯光；
④、当后车过于接近，车辆越过设定区域，则车距测量模块触发报警信号，声音和灯光闪烁将警示本车和后车司机；车距测量模块输出报警信号给激光模块角度调整器，激光模块角度调整器通过调整激光模块的角度来控制地面红色激光亮线与本车的距离。
[0015]本发明改善了传统光源:
1、方向性差、照射区域与形状相对固定；
2、穿透能力差，传统高位刹车灯所能照射的距离十分有限； 3、寿命有限，只有300到500个小时；
4、功能单一，不具有辅助警示功能等以上缺陷。
[0016]在正常天气下可以再汽车车身形成对应警示灯光，并且激光在雨雾天气下具有更强的穿透力和可视性，本发明的大尺寸的激光红色三角形具备比传统高位刹车灯更好的警示作用，车辆预警距离大幅增加。同时更增加，在晴朗天气下，能够在车后方地面上形成明亮的红色亮线或红绿亮线，在后车距离超越亮线时，汽车本身会发出声音和灯光闪烁，以警示本车和后车司机。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1所示实施例的侧视效果图。
[0018]图2所示实施例的正视效果图。
[0019]图3所示实施例的电路框图。
【具体实施方式】
[0020]为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下通过实施例对本发明做进一步的阐述。
[0021]本发明提出来了汽车高位刹车灯新的一种设计方案，提供了多种方式在晴天、雾天汽车无法行驶的解决办法，并且集合多种警示和报警于一体。
[0022]本发明实施例的效果图参见附图1、附图2，本发明的激光高位刹车灯11可在汽车10尾部投射出明亮的红色或者红绿相间三角型光区(低能见度天气下)，如图中的Y光区；也可在汽车10尾部常亮、常闪烁，如图中的X向光线。
[0023]激光高位刹车灯11主要由智能控制模块1、激光模块2、整形光学模块3、温度控制模块4、车距测量模块5和激光模块角度调整器6六部分组成。
[0024]本专利利用汽车10自身供电电路取电，由智能控制模块I (供电和控制电路)向激光模块2供电，激光模块2发出红色、绿色激光，经整形光学模块3变换激光形状和发散角度，在汽车尾部投射出明亮的红色或者红绿相间三角型，对后方车辆具有较强的警示作用。
[0025]其次温度控制模块4保证了激光高位刹车灯11可以在-40 ° C到60 ° C的大范围环境温度下工作。车距测量模块5可以测量与后车的相对车速，并依据本车车速计算出后车刹车安全距离，并依此利用激光模块角度调整器6来调整地面红色激光亮线与本车的距离，对后车保持安全车距提供警示。于此同时如后车过于接近，车辆越过设定区域，则车距测量模块5触发报警信号，声音和灯光闪烁将警示本车和后车司机。这将大幅提高行车的安全性。
[0026]本发明采用绿色和红色激光作为高位刹车灯警示灯光。从500到700nm波长的激光都是红色可见光，绿色和红色是目前应用最广的警示颜色，比如交通信号灯等。
[0027]在激光高位刹车灯11应用中采用光栅等光学整形元件对激光进行整形。对应光栅等不同的光学器件可以改变激光的外形，并且这些光学器件可以保证激光形成图形的稳定性和低损耗性。激光高位刹车灯安装在汽车尾部。这样便于后面行驶车辆观察到前面车辆，以便进行正常的行车或者其它操作。
[0028]车距测量模块5利用激光测距来计算相对车速。激光测速具有测量距离远、测速精度高等特点，红色或红绿相间激光线警示行车安全车距。在能见度较高的时候，警示线类似于安全行车线，可以让后车明确安全行车距离，保证快速安全行车。利用激光闪烁效果来增强警示效果。类似与汽车故障绕行灯或减速行驶等，这样可以让后面行驶车辆提高注意性，从而进一步提高行车安全性。可以设定不同的雾天和晴天的工作模式，常亮、常闪烁和特定条件常亮、常闪烁。更人性化设计，并且可以根据不同车型、地区和天气情况，设定出最佳工作模式，将安全警示作用表现的更佳。
[0029]使用时，警示方法如下:
智能控制模块I利用汽车自身供电电路取电，智能控制模块I可以设定不同的雾天和晴天的工作模式，常亮、常闪烁和特定条件常亮、常闪烁；智能控制模块I向激光模块2供电，温度控制模块4保证了激光模块2的激光高位刹车灯可以在-40° C到60° C的大范围环境温度下工作；
当需警示后方车辆时，激光模块2发出绿色和红色激光，经整形光学模块3器件变换激光形状和发散角度，在汽车10尾部投射出明亮的红色三角型或者红绿相间三角形(在低能见度天气下)；正常天气下在车身出观察到红色警示灯，地面会有一条红色或者红绿相间亮线，对后方车辆具有较强的警示作用；
当本车行驶时，车距测量模块5可以测量与后车的相对车速，并依据本车车速计算出后车刹车安全距离，并依此利用激光模块角度调整器6来调整地面红色激光亮线与本车的距离，对后车保持安全车距提供警；
当后车过于接近，车辆越过设定区域，则车距测量模块5触发报警信号，声音和灯光闪烁将警示本车和后车司机。
[0030]本发明优点:
1、能够照射出大幅面图案的新型激光高位刹车灯，能够得到更好的警示效果；
2、方向性更为突出，能有更好的控制高位刹车灯照射进行警示；
3、有效距离大，可以增强高位刹车灯警示距离；
4、寿命长，可以达到几万个小时；
5、额外的探测与行车安全保障。
[0031]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种智能激光高位刹车灯，刹车灯(11)设于汽车(10)尾部，其特征在于，所述刹车灯(11)由智能控制模块(I)、激光模块(2 )、整形光学模块(3 )、温度控制模块(4 )、车距测量模块(5 )和激光模块角度调整器(6 )组成； 所述智能控制模块(I)利用汽车自身供电电路取电，所述智能控制模块(I)连接激光模块(2 )，所述激光模块(2 )的激光灯前方设有整形光学模块(3 )器件，所述激光模块(2 )发出的灯光通过整形光学模块(3 )后投射出去，所述激光模块(2 )连接温度控制模块(4 ); 所述智能控制模块(I)连接车距测量模块(5)，所述车距测量模块(5)输出端连接激光模块角度调整器(6)，所述激光模块角度调整器(6)输出端连接激光模块(2)。
2.根据权利要求1所述的智能激光高位刹车灯，其特征在于，所述激光模块(2)采用500?700nm波长的红色和绿色可见激光作为警示灯光。
3.根据权利要求1所述的智能激光高位刹车灯，其特征在于，所述整形光学模块(3)采用光栅、棱镜的光学整形元件对激光进行整形，所述整形光学模块(3)把绿色、红色激光形成明亮三角或其他警示形状。
4.根据权利要求1所述的智能激光高位刹车灯，其特征在于，所述车距测量模块(5)利用激光测距来计算相对车速，利用激光来测定车速及与后车距离。
5.一种采用权利要求1?4任一项所述具智能激光高位刹车灯的警示方法，其特征在于，包括以下步骤: ①、智能控制模块(I)利用汽车自身供电电路取电，智能控制模块(I)可以智能检测天气能见度情况，根据测量情况可以自动也可以手动设定工作模式为常亮、常闪烁和特定条件常亮、常闪烁； 智能控制模块(I)向激光模块(2 )供电，温度控制模块(4 )保证了激光模块(2 )的激光高位刹车灯可以在-40° C到60° C的大范围环境温度下工作； ②、当需警示后方车辆时，激光模块(2)发出绿色、红色激光，经整形光学模块(3 )器件变换激光形状和发散角度，在汽车尾部投射出明亮的红色三角型或者红绿相间三角形，对后方车辆具有较强的警示作用； ③、当本车行驶时，车距测量模块(5)可以测量与后车的距离，并依距离和设置，发给刹车灯不同的信号，在汽车制动时候刹车灯发出对应的警示灯光； ④、当后车过于接近，车辆越过设定区域，则车距测量模块(5)触发报警信号，声音和灯光闪烁将警示本车和后车司机；车距测量模块(5)输出报警信号给激光模块角度调整器(6)，激光模块角度调整器(6)通过调整激光模块(2)的角度来控制地面红色激光亮线与本车的距离。
【文档编号】B60Q1/44GK103481818SQ201310483834
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】刘明, 郭闯 申请人:北京大学东莞光电研究院