车载光通信信号发射装置、信号通信装置和车辆的制作方法

涉及光通信领域，具体涉及车载光通信技术。

背景技术：

1、现有技术中，车与车之间的信息交互，一般用车灯、车贴、喇叭等形式展现，也采用车顶led显示屏或者车身图画来显示广告、宣传用语等信息，然而目前这些形式均不够灵活，车贴和车身图画较为固定无法更改，车顶led显示屏设置的均为设定好的广告信息，对于车辆急刹车等车辆行驶的重要信息，不能及时反应给后车加以提示，降低用户使用体验。

2、于2022年10月11日公开的专利号为zl202210880320.5的发明专利《车尾led屏幕交互系统、方法、车辆及存储介质》，公开了一种通过车辆尾部led屏幕的交互方法，包括：人机交互界面，人机交互界面具有显示区域和多个交互按键，其中，显示区域显示用户基于多个交互按键输入的交互信息；车身控制器，用于获取车辆的至少一个驾驶安全信号；座舱控制器，用于解析至少一个驾驶安全信号生成至少一个驾驶安全警示信息，并传输交互信息和/或至少一个驾驶安全警示信息至led屏幕交互组件；led屏幕交互组件，用于解析至少一个车辆信息和/或交互信息，得到交互内容，并在led屏幕交互组件的led屏幕上显示交互内容。

3、但其用于促成沟通的方式还是以“前车展示，后车驾驶员来观察”得到，碍于距离和角度，以及后车驾驶员的视力能力，经常发生信息传达不准确或无法传达到位的情况。

4、于2022年04月20日公开的专利号为zl202210416097.9的发明专利《一种汽车外部信号交互方法、系统、电子设备和汽车》，公开了一种通过信号交互模型实现的车辆和行人之间信号交互的方式，基于外部条件，采集汽车外部信号，进行智能决策；基于车辆模式，结合具体应用场景和外部环境，根据具体应用场景和外部环境中的实际情况，以及智能决策中的交互对象，确定外部信号装置进行交互的功能；根据车身的不同位置，确定交互功能的显示方式，建立车辆的外部信号交互模型，实现多渠道交互过程；系统、电子设备和汽车与方法相互对应。

5、对于该公开方案，申请人从其方案中并未发现其通过何种方式实现的信号交互，根据其文字记载，若其采用现有的无线信号收发装置，因为其无线信号延迟，会造成信号传输时间远长于车辆的刹车或驾驶员的反应时间，若其采用光通信的方式，又没有办法保证任何角度均可与行人手持终端互联，因此，其方案提供的技术手段并不可靠，存在严重安全隐患。

6、光无线通信作为一种新型的通信技术,同时具有光纤通信和移动通信的优势，可实现宽带传输，组网机动灵活，无需频率申请，并且抗电磁干扰，保密性好，因此如今对无线光通信的研究受到了广泛的重视。并且，中短距离的光无线通信的光源也具有低功耗、长寿命、低成本等优点。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的，现有技术中，车与车之间的信息交互，一般用车灯、车贴、喇叭等形式展现，也采用车顶led显示屏或者车身图画来显示广告、宣传用语等信息，然而目前这些形式均不够灵活，车贴和车身图画较为固定无法更改，车顶led显示屏设置的均为设定好的广告信息，对于车辆急刹车等车辆行驶的重要信息，不能及时反应给后车加以提示，降低用户使用体验，并且现有技术中用于促成沟通的方式还是以“前车展示，后车驾驶员来观察”得到，碍于距离和角度，以及后车驾驶员的视力能力，经常发生信息传达不准确或无法传达到位的情况，存在严重安全隐患的技术问题，本发明提供的技术方案为：

2、车载光通信信号发射装置，所述装置包括：灯珠矩阵和透镜；

3、所述透镜数量与所述灯珠数量相同，且设置在所述灯珠发射出光线的方向上、凹面朝向所述灯珠，所述透镜的轴线与所述灯珠的轴线重合；

4、所述透镜的截面为拱形，所述拱形的上下表面均为左右对称的自由曲线；

5、所述灯珠矩阵用于发射调制后的光信号，通过所述透镜的折射，产生更大的传播角度。

6、进一步，提供一个优选实施方式，所述透镜的截面所在的拱形中，

7、上表面的自由曲线由公式得到，其中表示沿x轴的长度，表示沿y轴的长度，-73≤≤25，-12≤≤24，-5≤≤6；

8、下表面的自由曲线由公式得到，其中表示沿x轴的长度，表示沿y轴的长度，-2500≤≤80，-19≤≤90，-9≤≤6。

9、进一步，提供一个优选实施方式，所述灯珠矩阵为mini-led灯珠矩阵。

10、进一步，提供一个优选实施方式，所述灯珠矩阵包括rgb三基色mini-led发光芯片。

11、进一步，提供一个优选实施方式，所述芯片的尺寸不小于50um，芯片点间距在1.5mm以下。

12、进一步，提供一个优选实施方式，所述透镜的截面中，上表面顶点到所述透镜4底部的距离为0.5mm以下、下表面顶点到所述透镜底部的距离为0.4mm以下。

13、进一步，提供一个优选实施方式，所述光信号的调制方式具体为，通过ook调制技术调制。

14、基于同一发明构思，本发明还提供了车载信号通信装置，所述装置包括信号发射装置和信号接收装置，

15、所述信号发射装置和信号接收装置均设置在车辆上；

16、所述信号发射装置用于将上位机调制后的信号通过光信号的方式发射，另一台车辆上的所述信号接收装置用于接收所述光信号，并交由该车的上位机进行解调；

17、所述信号发射装置为所述的车载光通信信号发射装置。

18、进一步，提供一个优选实施方式，所述信号发射装置设置在所述车辆的尾灯、前照灯、logo灯、格栅灯和侧翼灯中任意一个或多个发光位置。

19、基于同一发明构思，本发明还提供了车辆，所述车辆包括所述的车载信号通信装置，所述信号接收装置与所述发射装置相邻设置。

20、与现有技术相比，本发明提供的技术方案的有益之处在于：

21、本发明提供的车载光通信信号发射装置，为车与车之间实现信息交互提供了一种全新的方式，不再受到距离、车辆位置和驾驶员视力情况的影响，通过调制后的光信号实现通信，大大提高了信号的传输能力和速度。

22、本发明提供的车载光通信信号发射装置，因为设计有透镜4，透镜4可以将原本仅可以在小角度内发散的光信号折射至180度来发散，极大地增加了发射角度，让车辆之间的信息交互不受车辆位置的影响。

23、本发明提供的车载信号通信装置，通过将信息通过调制后的光信号发出，再经解调，实现信息交互，与现有技术中通过显示屏进行信息传递的方式完全不同，现有技术中通过显示屏，需要接收信息的车辆在发送信息的车辆的正后方，并且受到距离和后车驾驶员视力的影响，信息容易传达不到位，而本发明提供的车载信号通信装置，因为可以沿车辆的周向设置发射器和接收器，因此在信息交互过程中不会受到车辆位置的限制，并且因为采用光通信，信号交互的延迟几乎没有，在紧急时刻可以更及时地进行关键信号的传递。

24、适合应用于车辆之间的信息交互中。

技术特征：

1.车载光通信信号发射装置，其特征在于，所述装置包括：灯珠矩阵和透镜；

2.根据权利要求1所述的车载光通信信号发射装置，其特征在于，所述透镜的截面所在的拱形中，

3.根据权利要求1所述的车载光通信信号发射装置，其特征在于，所述灯珠矩阵为mini-led灯珠矩阵。

4.根据权利要求3所述的车载光通信信号发射装置，其特征在于，所述灯珠矩阵包括rgb三基色mini-led发光芯片。

5.根据权利要求4所述的车载光通信信号发射装置，其特征在于，所述芯片的尺寸不小于50um，芯片点间距在1.5mm以下。

6.根据权利要求1所述的车载光通信信号发射装置，其特征在于，所述透镜的截面中，上表面顶点到所述透镜底部的距离为0.5mm以下、下表面顶点到所述透镜底部的距离为0.4mm以下。

7.根据权利要求1所述的车载光通信信号发射装置，其特征在于，所述光信号的调制方式具体为，通过ook调制技术调制。

8.车载信号通信装置，其特征在于，所述装置包括信号发射装置和信号接收装置，所述信号发射装置和信号接收装置均设置在车辆上；

9.根据权利要求8所述的车载信号通信装置，其特征在于，所述信号发射装置设置在所述车辆的尾灯、前照灯、logo灯、格栅灯和侧翼灯中任意一个或多个发光位置。

10.车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求9所述的车载信号通信装置，所述信号接收装置与所述发射装置相邻设置。

技术总结
车载光通信信号发射装置、信号通信装置和车辆，涉及光通信领域。为解决现有技术中存在的，现有技术中，车与车之间的信息交互，碍于距离和角度，以及后车驾驶员的视力能力，经常发生信息传达不准确或无法传达到位的情况，存在严重安全隐患的技术问题，本发明提供的技术方案为：车载光通信信号发射装置，包括：灯珠矩阵和透镜；透镜数量与所述灯珠数量相同，且设置在所述灯珠发射出光线的方向上、凹面朝向所述灯珠，所述透镜的轴线与所述灯珠的轴线重合；透镜的截面为拱形，所述拱形的上下表面均为左右对称的自由曲线；所述灯珠矩阵用于发射调制后的光信号，通过所述透镜的折射，产生更大的传播角度。适合应用于车辆之间的信息交互中。

技术研发人员：阮程,汪洋,黄耀伟
受保护的技术使用者：长春希达电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12