CN105611692A - 一种基于激光器的车灯系统 - Google Patents

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薛斌
任鹏
张宁
刘喆
王军喜
李晋闽
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19—Controlling the light source by remote control via wireless transmission

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Abstract

本发明公开了一种基于激光器的车灯系统，所述车灯系统包括：激光光源，其输出的光通过输出波导分别导入混光模块、脉冲测距模块和通信模块；调制模块，用于控制激光光源中激光器的发射光强；混光模块用于将激光光源发射出的光经过混光和扩散转化后形成非相干光并输出；脉冲测距模块接收来自激光光源的输出，通过持续发射光脉冲信号和接收光脉冲反射信号得到与目标之间的距离，并发送给车辆控制系统；通信模块用于接收来自所述激光光源的输出、来自所述混光模块的输出以及来自外界的通信数据，并发送搭载有数据的光信号，实现与外界信息的交互互联。本发明实现了激光车灯功能的多样化和智能化，对提高车辆行驶的安全性具有促进作用。

Description

一种基于激光器的车灯系统
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是一种基于激光器的车灯系统。
背景技术
随着激光器技术的发展，其应用范围也在不断拓展，除了在传统的激光制导、激光加工、光纤通信领域广泛应用外，激光器还可以用于照明领域，例如激光车灯。现有激光车灯是利用蓝色激光器激发黄色荧光粉得到白光，将得到的白光用于车灯照明(可参考专利申请CN104100895A)。然而荧光粉由于要经受激光的照射与激发，工作温度提高，因此可靠性受到影响。同时，激光车灯功能较为单一，性价比并不高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，同时随着无线传输技术的成熟，本发明意于提供一种基于激光器的车灯系统。
本发明提供的一种基于激光器的车灯系统包括：激光光源、调制模块、混光模块、脉冲测距模块和通信模块，其中：
所述激光光源与所述调制模块、混光模块、脉冲测距模块和通信模块连接，所述激光光源输出的光通过输出波导分别导入混光模块、脉冲测距模块和通信模块；
所述调制模块与所述激光光源连接，用于控制所述激光光源中激光器的发射光强；
所述混光模块用于将所述激光光源发射出的光经过混光和扩散转化后形成非相干光并输出；
所述脉冲测距模块接收来自激光光源的输出，通过持续发射光脉冲信号和接收光脉冲反射信号得到与目标之间的距离，并将距离信息发送给车辆控制系统；
所述通信模块用于接收来自所述激光光源的输出、来自所述混光模块的输出以及来自外界的通信数据，并发送搭载有数据的光信号，实现与外界信息的交互互联。
可选地，所述激光光源为位于可见光波段的激光器。
可选地，所述激光光源集成有多种波段的单色光激光器。
可选地，所述激光器为半导体激光器、固体激光器、气体激光器、自由电子激光器、化学激光器或孤子激光器。
可选地，所述激光光源为大功率激光光源。
可选地，所述大功率激光光源附设有散热器。
可选地，所述调制模块能够调整所述激光光源中不同单色光激光器的光强和成分比例。
可选地，所述通信模块支持与具有光通信功能的电子产品之间进行信息传输。
可选地，所述通信模块支持通过车灯发出的光与周围车辆或具有光通信功能的路灯、交通灯、显示屏之间进行基于光通信的数据分享与传输。
可选地，所述车灯发出的光为激光光源输出的光或者混光模块输出的光。
本发明车灯系统首先利用较为成熟的激光测距技术，利用车灯内加载的激光测距模块，对车辆前方目标的距离进行测量，并通过与车辆制动系统和控制系统的互联，保持安全车距，有效提高车辆行驶的安全性；其次，通过该车灯系统搭载的通信模块具有的无线传输技术，特别是光通信技术，能够实现车辆数据交换，尤其是随着未来可见光通信技术的发展和普及，可以通过车灯实现与外界的信息互联共享。此外，通过调整激光模块中位于可见光波段的半导体激光器的发射光强、经过混光和扩散转化，形成适宜不同外部环境下的车灯光色和光强，从而提高安全性。总之，本发明基于激光器的车灯系统实现了激光车灯功能的多样化和智能化，对提高车辆行驶的安全性起到了促进作用。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的基于激光器的车灯系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1是根据本发明一实施例的基于激光器的车灯系统的结构示意图，如图1所示，所述基于激光器的车灯系统包括：激光光源10、调制模块11、混光模块12、脉冲测距模块13、通信模块14，其中：
所述激光光源10与所述调制模块11、混光模块12、脉冲测距模块13和通信模块14连接，所述激光光源10输出的光通过输出波导分别导入混光模块12，脉冲测距模块13和通信模块14；
其中，所述激光光源10为位于可见光波段的激光器；特别是为了实现在不同外部环境下的车灯照明要求和满足相关要求，所述激光光源10集成有多种波段的单色光激光器，例如可以在所述激光光源10内集成红绿蓝等不同光色的激光器来合成车灯所需的白光。与采用蓝光激光器激发黄色荧光粉获得白光相比，多颗单色光激光器混光可以获得光谱和显色指数自由度更高的光输出。此外，多颗单色光激光器混光彻底消除了由于激光辐射造成的荧光粉升温所带来的寿命和品质衰减，也不再需要为荧光粉降温而附加专门的降温模块。
所述激光器可以采用半导体激光器、固体激光器、气体激光器、自由电子激光器、化学激光器、孤子激光器等激光器。另外，对于大功率激光光源，可以通过额外附加热沉、散热器等手段实现温度管理，提高激光光源的安全可靠性和使用寿命。
所述调制模块11与所述激光光源10连接，用于控制所述激光光源10中激光器的发射光强；
为满足在雾霾、雨雪天气等极端环境或特殊环境下对车灯输出的光色要求，可以通过所述调制模块11来调整所述激光光源10中不同单色光激光器的光强和成分比例，便于提高车灯照明的自由度。例如在雾霾、雨雪天气，通过调整车灯的光强或光谱成分，可以增强黄光光强，提高合成后的光束的穿透力，进而提高行车安全性。
所述混光模块12用于将所述激光光源10发射出的光经过混光和扩散转化后，形成非相干光并输出；
从所述激光光源10进入混光模块12的光由于具有相干性，从安全角度考虑，相干光并不适宜直接用于照明，通过混光模块12的混光和扩散转化，将相干光转化为非相干光，并最终发射出去，以便实现车灯照明功能。
得益于调制模块11对激光光源10的发射光强和光色成分比例的调整，混光模块12可以根据外部环境和驾驶员需要，输出不同光色，提高车灯照明的自由度和安全性。如此便可将目前功能独立的各种车灯用一种统一的车灯代替，例如，可以将照明用的车灯和专门的雾灯的功能集成在一起。这样可以有效减少车灯占用的体积，既为汽车设计增加了设计空间，又便于加载其他功能模块或利于外观设计。
所述脉冲测距模块13接收来自激光光源10的输出，通过发射一个光脉冲信号，经目标反射，接收反射脉冲，计算两个发射脉冲和反射脉先后的时间差，得到与目标之间的距离，并将距离信息发送给车辆控制系统；
所述脉冲测距模块13通过在车辆行驶过程中持续的发送和接收激光脉冲，实现了对前后安全车距的确认，并且通过与车辆制动系统和车辆控制系统的信号互通互联，有效地提高了车辆行驶过程中的安全性。
所述通信模块14用于接收来自所述激光光源10的输出和混光模块12的输出以及来自外界的通信数据，并发送搭载有数据的光信号，通过车灯实现与外界的信息交互互联。
所述通信模块14可以与具有光通信功能的电子产品之间进行信息传输，例如与具有光通信功能的路灯、交通灯进行信息的下载与上传，通过将该数据传送给车辆控制系统，以帮助驾驶员了解实时交通路况情况和导航信息。甚至可以通过将该信息传递至车辆控制系统，实现无人驾驶的目的。此外，还可以通过车灯发出的光与周围车辆或具有光通信功能的路灯、交通灯、显示屏之间进行基于光通信的数据分享与传输。根据通信速率的要求，可以利用激光光源10的输出光作为光源，直接用于光通信传输，也可以利用混光模块12的输出光用于光通信传输。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光器的车灯系统，其特征在于，所述车灯系统包括：激光光源、调制模块、混光模块、脉冲测距模块和通信模块，其中：
所述激光光源与所述调制模块、混光模块、脉冲测距模块和通信模块连接，所述激光光源输出的光通过输出波导分别导入混光模块、脉冲测距模块和通信模块；
所述调制模块与所述激光光源连接，用于控制所述激光光源中激光器的发射光强；
所述混光模块用于将所述激光光源发射出的光经过混光和扩散转化后形成非相干光并输出；
所述脉冲测距模块接收来自激光光源的输出，通过持续发射光脉冲信号和接收光脉冲反射信号得到与目标之间的距离，并将距离信息发送给车辆控制系统；
所述通信模块用于接收来自所述激光光源的输出、来自所述混光模块的输出以及来自外界的通信数据，并发送搭载有数据的光信号，实现与外界信息的交互互联。
2.根据权利要求1所述的车灯系统，其特征在于，所述激光光源为位于可见光波段的激光器。
3.根据权利要求1所述的车灯系统，其特征在于，所述激光光源集成有多种波段的单色光激光器。
4.根据权利要求2或3所述的车灯系统，其特征在于，所述激光器为半导体激光器、固体激光器、气体激光器、自由电子激光器、化学激光器或孤子激光器。
5.根据权利要求1所述的车灯系统，其特征在于，所述激光光源为大功率激光光源。
6.根据权利要求5所述的车灯系统，其特征在于，所述大功率激光光源附设有散热器。
7.根据权利要求3所述的车灯系统，其特征在于，所述调制模块能够调整所述激光光源中不同单色光激光器的光强和成分比例。
8.根据权利要求1所述的车灯系统，其特征在于，所述通信模块支持与具有光通信功能的电子产品之间进行信息传输。
9.根据权利要求1所述的车灯系统，其特征在于，所述通信模块支持通过车灯发出的光与周围车辆或具有光通信功能的路灯、交通灯、显示屏之间进行基于光通信的数据分享与传输。
10.根据权利要求9所述的车灯系统，其特征在于，所述车灯发出的光为激光光源输出的光或者混光模块输出的光。
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