CN112594591A - 一种基于光纤传导的激光车灯系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤传导的激光车灯系统，包括中央控制器集成光源、光纤组、照明终端以及外部传感器；其中，集成光源包括激光光源、散热基座、光转换材料、透镜组。中央控制器控制所有激光光源的点亮，产生的蓝光入射光转换材料的表面后形成混合光出射，混合光经透镜组收集并压缩后射，汇聚在所述光纤组并分别传输到照明终端；置于照明终端外的外部传感器对周围环境进行检测，反馈到中央控制器，以此实现车灯系统的智能控制。本发明光路设计简单高效，节省照明元件，安全性更高。
Description
技术领域
本发明涉及激光照明领域，尤其涉及一种光纤传导的车灯技术。
背景技术
随着车灯系统的不断发展，小型化、多样化的设计需求也越来越大。激光光源作为一种新型固态照明光源，在小型化、能耗、使用寿命、可靠性等方面特点，相比目前氙灯、LED灯等光源具有极大的优势。
目前，宝马和奥迪已推出激光大灯照明系统。然而，单独激光器的控制电路、单独的光学设计以及单独的散热系统设计导致成本较高，需要对大灯、雾灯、内饰灯等进行集成来进一步降低成本。除此之外，专利1（CN201810618172.4）采用激光倍频晶体，并通过波长转换后实现多波长的发射应用在车灯系统；但这种方式不能够实现白光输出，且激光系统的复杂性（倍频元件）与稳定性（工作环境多样）很难在车灯系统应用。专利2（CN202010133595.3）利用多合一光纤实现多路荧光的合束，获得高亮度输出光源，主要用于激光探照灯。而在复杂的车灯系统中，多合一技术不再适用。文献1（Growth anddevelopment of Arabidopsis thaliana under single-wavelength red and bluelaser light）采用光纤传导的绿光光源用于植物照明以及专利3（CN105546453A）涉及到一种光纤传导的激光白光车灯，但对于复杂的车灯系统和复杂的光源色品（白光、黄光、红光）的汽车照明需求，有待进一步集成和技术的创新性应用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出一种利用多路光纤传导的光源，实现光源统一管理，并采用光纤输出各种颜色光源，可用于内饰和外部照明。
为实现上述目的，本发明采用的车辆照明系统如下：
一种基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，包括中央控制器、集成光源、光纤组、照明终端以及外部传感器；其中，所述集成光源包括激光光源、散热基座、光转换材料、透镜组；中央控制器控制所有激光光源的点亮，产生的蓝光入射光转换材料的表面后形成混合光出射，混合光经透镜组收集并压缩后射，汇聚在所述光纤组并传输到照明终端；置于照明终端外的外部传感器对周围环境进行检测，反馈到中央控制器，以此实现车灯系统的智能控制。
优选的，所述集成光源与照明终端分离，中间采用光纤组连接。
优选的，所述激光光源为蓝光半导体激光器模组，发射波长为445~460 nm。
优选的，所述激光光源与散热基座通过焊料进行连接，光转换材料与散热基座通过硅胶或液金进行连接；
优选的，所述光转换材料为单晶片、陶瓷片、荧光玻璃片、荧光粉片的一种或多种。
优选的，所述光转换材料为Ce:YAG（Y3Al5O12）、Ce:LuAG（Lu3Al5O12）、Eu:CaAlSiN3中的一种或多种组合。
优选的，所述光转换材料（2-3）发出黄光（Ce:YAG）或绿光（Ce:LuAG）或红光（Eu:CaAlSiN3）；经激光激发后，与蓝光混合产生色温2700~7500 K的光源。
优选的，所述光纤从集成光源处导入不同颜色的光，导出到照明终端。
优选的，所述照明终端为车灯，包括前照灯、顶灯、倒车灯、雾灯、内饰灯、牌照灯、仪表灯、内饰灯、行李箱灯以及备用灯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 将复杂的车灯系统分为四部分，即中央控制器、光源、光纤、外部传感器。所有光源（包括激发源和发射源）统一管理，所有散热系统统一设计，相比现有发光光源应用在照明终端的方案（每个照明终端都需增加光学系统和散热系统），设计难度极大降低。
2. 各种颜色的光统一从集成光源出引出，并通过光纤往外传输，可直接用于内部和外部照明，极大降低了后续光学系统的设计难度，减少车灯系统中元器件的使用个数。
3. 目前的车灯系统，控制器通过电传输来实现对照明器件的打开或关闭。相比目前车灯系统采用的电信号传输，光信号传输安全性更高。
附图说明
图1 一种基于光纤传导的激光车灯系统示意图；
图2系统工作过程示意图。
图中：1中央控制器、2集成光源、2-1激光光源、2-2散热基座、2-3光转换材料、2-4透镜组、3光纤组、4照明终端、5外部传感器。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明。
对本方案总体方案进行说明：
参见图1，一种基于光纤传导的激光车灯系统，包括中央控制器1、集成光源2、光纤组3、照明终端4以及外部传感器5；其中，所述集成光源2包括激光光源2-1、散热基座2-2、光转换材料2-3、透镜组2-4。
中央控制器1控制所有激光光源2-1的点亮，产生的蓝光入射光转换材料2-3的表面后形成混合光出射，混合光经透镜组2-4收集并压缩后射，汇聚在所述光纤组3并传输到照明终端4；置于照明终端4外的外部传感器5对周围环境进行检测，反馈到中央控制器1，以此实现车灯系统的智能控制。
参见图2，一种基于光纤传导的激光车灯系统，中央控制器控制光源，光纤作为载体实现集成光源与照明终端（包括外部照明和内饰照明）的连接，外部传感器对周围环境进行检测，反馈到中央控制器。
实施例1：
参见图1，一种基于光纤传导的激光车灯系统，包括中央控制器1、集成光源2、光纤组3、照明终端4以及外部传感器5；其中，所述集成光源2包括激光光源2-1、散热基座2-2、光转换材料2-3、透镜组2-4。
所述激光光源2-1为蓝光半导体激光器模组，发射波长为445 nm；
所述激光光源2-1与散热基座2-2通过焊料进行连接，光转换材料2-3与散热基座2-2通过硅胶进行连接；
所述光转换材料2-3为荧光粉片和荧光玻璃片；
所述光转换材料2-3为Ce:YAG（Y3Al5O12）、Ce:LuAG（Lu3Al5O12）、Eu:CaAlSiN3。
所述光转换材料2-3发出黄光（Ce:YAG）、绿光（Ce:LuAG）、红光（Eu:CaAlSiN3）；经激光激发后，与蓝光混合产生色温6500 K、4612K、2700 K的光源。
所述光纤3从集成光源2处导入不同颜色的光，导出到照明终端4。
所述照明终端4为前照灯、顶灯、仪表灯，分别发出6500K的白光、4612K的白光、2700 K的红光。
实施例2：
一种基于光纤传导的激光车灯系统，包括中央控制器1、集成光源2、光纤组3、照明终端4以及外部传感器5；其中，所述集成光源2包括激光光源2-1、散热基座2-2、光转换材料2-3、透镜组2-4。
所述激光光源2-1为蓝光半导体激光器模组，发射波长为460 nm；
所述激光光源2-1与散热基座2-2通过焊料进行连接，光转换材料2-3与散热基座2-2通过液金进行连接；
所述光转换材料2-3为荧光陶瓷片和单晶片；
所述光转换材料2-3为Ce:YAG（Y3Al5O12）、Ce:LuAG（Lu3Al5O12）、Eu:CaAlSiN3。
所述光转换材料2-3发出黄光（Ce:YAG）、绿光（Ce:LuAG）、红光（Eu:CaAlSiN3）；经激光激发后，与蓝光混合产生7500K、5125K、2856K的光源。
所述光纤3从集成光源2处导入不同颜色的光，导出到照明终端4。
所述照明终端4为雾灯、牌照灯、备用灯，分别发出7500K的冷白光、5125K的白光、2856K的红光。
值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (9)
1.一种基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，包括中央控制器（1）、集成光源（2）、光纤组（3）、照明终端（4）以及外部传感器（5）；其中，所述集成光源（2）包括激光光源（2-1）、散热基座（2-2）、光转换材料（2-3）、透镜组（2-4）；
中央控制器（1）控制所有激光光源（2-1）的点亮，产生的蓝光入射光转换材料（2-3）的表面后形成混合光出射，混合光经透镜组（2-4）收集并压缩后射，汇聚在所述光纤组（3）并分别传输到照明终端（4）；置于照明终端（4）外的外部传感器（5）对周围环境进行检测，反馈到中央控制器（1），以此实现车灯系统的智能控制。
2.根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述集成光源（2）与照明终端（4）分离，中间采用光纤组（3）连接。
3. 根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述激光光源（2-1）为蓝光半导体激光器模组，发射波长为445~460 nm。
4.根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述激光光源（2-1）与散热基座（2-2）通过焊料进行连接，光转换材料（2-3）与散热基座（2-2）通过硅胶或液金进行连接。
5.根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述光转换材料（2-3）为单晶片、陶瓷片、荧光玻璃片、荧光粉片的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述光转换材料（2-3）为Ce:YAG（Y3Al5O12）、Ce:LuAG（Lu3Al5O12）、Eu:CaAlSiN3中的一种或多种组合。
7. 根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述光转换材料（2-3）发出黄光（Ce:YAG）或绿光（Ce:LuAG）或红光（Eu:CaAlSiN3）；经激光激发后，与蓝光混合产生色温2700~7500 K的光源。
8.根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述光纤（3）从集成光源（2）处导入不同颜色的光，导出到照明终端（4）。
9.根据权利要求1所述的基于光纤传导的激光车灯系统，其特征在于，所述照明终端（4）为车灯，包括前照灯、顶灯、倒车灯、雾灯、内饰灯、牌照灯、仪表灯、内饰灯、行李箱灯以及备用灯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210402 |