CN104192055B - 汽车近红外补光灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车夜视系统领域，特别涉及汽车近红外补光灯，包括灯壳和光源，光源包括近红外光源和可见光源，可见光源的光束照射区域覆盖近红外光源的光束照射区域，所述的可见光源的亮度大于近红外光源的亮度，所述的可见光源发出光线的颜色为非红色。可见光源的亮度大于近外红外光源的亮度，可见光光源的颜色完全覆盖了近红外光源所呈现的红色，使得近红外补光灯不呈现红色，或者只呈现很微弱的红色，彻底解决红爆问题。该结构简单、稳定、成本低廉，适用性强。
Description
技术领域
本发明涉及汽车夜视系统领域，特别涉及汽车近红外补光灯。
背景技术
汽车近红外夜视系统是利用近红外照明和图像传感器红外成像技术，将夜间道路场景清晰成像并显示，使驾驶员在黑夜里看得更远更清楚。汽车夜视系统是利用红外线技术能将黑暗变得如同白昼，使驾驶员在黑夜里看得更远更清楚。汽车夜视系统可分为近红外夜视系统和远红外夜视系统。任何有温度的物体都能向周围空间自发辐射8-14微米电磁波，远红外夜视系统通过远红外摄像头对这些电磁波进行热成像来实现。近红外夜视系统需要采用近红外光源进行补光，通过近红外摄像头对物体反射的近红外光或者可见光成像。
近红外补光灯一般固定在大灯或者雾灯周围。近红外光属于非可见光，但是当近红外光源功率密度足够高时就会呈现出可见的红色。汽车车灯法规要求车前不能有红光，车尾不能有白光，以便于区分车头和车尾。近红外LED在夜间会呈现出这种红光，安防领域一般采用“红爆”来描述，波长越靠近可见光的红外LED，“红爆”现象越严重。为克服这个问题，一般采用940nm的LED来补光，940nm LED对视网膜的显红效应非常弱，只能看到很弱的红点点。近红外图像传感器的光电转换效率从红光区域到红外光区域逐渐减弱，在达到相同成像效果的条件下，光电转换效率越低就需要更大功率的红外光，不利于散热和降低成本。
US7222999专利中介绍了一种采用卤素灯加可见光滤光片的近红外夜视补光方案，卤素灯补光效率很低、光束发散角大，不利于提高夜视距离。US6429429B1专利中介绍了另一种近红外激光补光的方案，激光光谱很窄，可以实现高效率的补光，但是激光器工作特性受温度影响严重，不符合车载温度要求。汽车前挡风玻璃对红外光有较强的吸收特性，所以也不能将红外补光源放置在环境稍好的前挡风玻璃内侧。一种可替代的高效率、长寿命、符合车载工作温度范围的补光方案是采用红外LED光源，近红外LED也存在显红效应。对于近红外窄光谱带宽的光源，如红外激光、红外LED等，可通过引入其它窄带波长的光进行配光，使补光灯发出的光最终呈现的颜色符合车载法规要求，但这种方法比较难难于实现，并且显著增加了系统成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种容易实现，成本低的汽车近红外补光灯。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种汽车近红外补光灯，包括灯壳和光源，光源包括近红外光源和可见光源，可见光源的光束照射区域覆盖近红外光源的光束照射区域，所述的可见光源的亮度大于近红外光源的亮度，所述的可见光源发出光线的颜色为非红色。
由于采用以上技术方案：可见光源的亮度大于近外红外光源的亮度，使得近红外补光灯不呈现红色，或者只呈现很微弱的红色，人眼远远观察到只是可见光源的光线颜色，从而使得反向驾驶员看不到近红外光源形成红光，彻底解决红爆问题，该结构简单容易实现，效果稳定，成本低。
附图说明
图1是近红外光源和可见光源光束关系示意图；
图2是实施例1的结构示意图；
图3是实施例2的结构示意图；
图4是图3去除LED聚光透镜后的结构示意图。
具体实施方式
一种汽车近红外补光灯，包括灯壳和光源，光源包括近红外光源10和可见光源20，可见光源20的光束照射区域覆盖近红外光源10的光束照射区域，所述的可见光源20的亮度大于近红外光源10的亮度，所述的可见光源20发出光线的颜色为非红色。可见光源的颜色可以为白色、黄色或者其它常用车载非信号光源颜色，只要不是红色即可。本发明中可见光源20发出光线可以为中的任一种或是几种混合，可见光源的亮度远大于红外光源的亮度，此时红外补光灯不呈现红色或者只呈现微弱的红色，使得行人或者反向行驶车辆的驾驶员看不到近红外光源形成的红光，或者不会将所微弱红光误认为是尾灯。需要指出的是人眼对不同波长光的响应特性不一样，对近红外光的红光响应特性远低于对可见光的响应特性。在汽车近红外补光灯内引入的可见光的光色符合汽车前向车灯法规的要求。
所述的可见光源20发出的光线为白色。白色光不仅可以覆盖近红外光源形成的红光，还可以增强车头部位的亮度，在夜晚更容易让对方来车发现自己，提高安全性能。
所述的可见光源20为可见LED光源，近红外光源10为近红外LED光源。
所述的可见光源20的亮度值是近红外光源10亮度值的5-20倍。该亮度差不仅近红外光源10的亮度完全被覆盖，而且使近红外补光灯不至于过亮，影响反向行驶驾驶员的视线。
所述的近红外光源10和可见光源20邻近布置且在待照射区域内光束重叠，所述的可见光源20的发散角大于近红外光源10的发散角的1.2倍。
所述的可见光源20的亮度值是近红外光源10亮度值的5-20倍，也可高于这一比值。该亮度差不仅使近红外光源10形成的亮度完全被覆盖，而且使近红外补光灯不至于过亮，影响反向行驶驾驶员的视线。
所述的近红外光源10和可见光源20临近布置且在待照射区域内光束重合，所述的可见光源20的发散角大于近红外光源10的发散角的1.2倍。在待照射区域内相邻布置的近红外光源10和可见光源20的发光轴线从远处看近似的被看成是同一轴线。
如图1所示，横坐标表示X轴，方向水平向右。Y轴方向垂直射向纸面，示意图中未标识。R方向为近红外光源10和可见光源20的轴线方向，实线椎体区域表示可见光源20光束的发散照射区域，虚线椎体表示近红外光源10光束的发散照射区域。Ω1表示红外光的立体角，Ω2表示可见光的立体角，红外光的轴线方向与可见光的轴线方向相同，并且Ω2>Ω1，Ω2一般取比Ω1至少大20％)。
所述的近红外光源10的光线经过LED聚光透镜30后发散。近红外光源发光角度一般比较大，而红外补光灯要求红外光束的发散角很小，近红外光源10发出的光经过LED聚光透镜30汇聚，获得较小的发散角，从而来满足使用要求。一般在实际的红外光源的前面或者周围增加光束校正装置，将红外光源发出光束的发散角校正到系统设定角度，所以本发明中提高可见光的亮度是通过提高出光镜片表面、反射面表面或者红外光源表面的亮度，实际的情况也可以是这三者的任意组合。
所述的近红外光源10由两个及两个以上的单光源组合而成，单光源分别对应布置单独的LED聚光透镜30。
实施例1
如图2所示，近红外光源10由三个红外单光源等间距固定在基板11上构成，可见光源20由三个可见单光源间隔固定在第二基板21上构成，近红外光源10的红外单光源均对应设置有LED聚光透镜30，可见光源20布置在近红外光源10的旁侧且可见光源20的第二基板21位于基板11的上方，优选将第二基板21设置在LED聚光透镜30的上方。该结构中近红外光源10经过LED聚光透镜30聚光后发散角度变小，而可见光源20的光线经过直射或者漫反射后发散，可见光源20的光束覆盖了近红外光源10的光束，可见光源20的光束部分或者完全弱化了近红外光源10所呈现的红色。
实施例2
如图3和4，近红外光源10由六个固定在基板11上的红外单光源组成，这六个红外单光源分别两排，每一排三个，可见光源20由三个固定在基板11上的可见单光源，三个可见单光源布置成一排且位于两排红外单光源之间。每一个红外单光源均对应设置有LED聚光透镜30，近红外光源10经过LED聚光透镜30聚光后发散角度变小。而可见光源20发出的光线经过LED聚光透镜30的部分会被LED聚光透镜30折射或散射，而没有经过LED聚光透镜30的部分则直接发散出来，从而实现了可见光源20的光束照射区域覆盖了近红外光源10光束的照射区域，可见光源20的光束弱化了近红外光源10所呈现的红色。
需要指出的是图2、图3和图4中所示出的可见光光源为LED，实际用于弱化红光的可见光光源不限于LED，可以是卤素灯或者其它种类的车载灯泡。用于弱化红光的可见光光源与红外光源的相对位置不受限制。
需要指出的是图1、图2、图3和图4中弱化红外光所呈现的红色的方法不限于采用透镜汇聚红外LED光束的方式，对于通过镜面反射汇聚红外LED光束的方式，这种方法也同样适用。
Claims (7)
1.一种汽车近红外补光灯，包括灯壳和光源，其特征在于：光源包括近红外光源(10)和可见光源(20)，可见光源(20)的光束照射区域覆盖近红外光源(10)的光束照射区域，所述的可见光源(20)的亮度大于近红外光源(10)的亮度，所述的可见光源(20)发出光线的颜色为非红色。
2.根据权利要求1所述的汽车近红外补光灯，其特征在于：所述的可见光源(20)发出的光线为白色。
3.根据权利要求1或2所述的汽车近红外补光灯，其特征在于：所述的可见光源(20)为可见LED光源，近红外光源(10)为近红外LED光源。
4.根据权利要求3所述的汽车近红外补光灯，其特征在于：所述的可见光源(20)的亮度值是近红外光源(10)亮度值的5-20倍。
5.根据权利要求4所述的汽车近红外补光灯，其特征在于：所述的近红外光源(10)和可见光源(20)邻近布置且在待照射区域内光束重叠，所述的可见光源(20)的发散角大于近红外光源(10)的发散角的1.2倍。
6.根据权利要求5所述的汽车近红外补光灯法，其特征在于：所述的近红外光源(10)的光线经过LED聚光透镜(30)后发散。
7.根据权利要求5所述的汽车近红外补光灯，其特征在于：所述的近红外光源(10)由两个及两个以上的单光源组合而成，单光源分别对应布置单独的LED聚光透镜(30)。
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