CN107504428A - 一种基于激光光源的汽车前照灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于激光光源的汽车前照灯,包括灯体,灯体内设有激光器、激光准直镜、灯杆及波长转换器,灯杆的尾端设有用于安装波长转换器的斜面结构;灯体上还设有反光杯及与激光器连接的散热器;激光器发射的激光经激光准直镜的准直后照射于波长转换器上以产生并反射出白光,白光照射反光杯并经反光杯反射后投射到照明区域。通过使用激光器照射在波长转换器上以产生白光代替原有的卤素泡、HID及LED的光源进行发光,白光经反光杯的反射后形成平行光照射到照明区域以实现远光功能,这使得该前照灯体积更小、重量更轻,提高汽车设计的自由度,而且在照明时功耗更低、能效更高、亮度更高、照射距离更远,帮助驾驶员更早对前方的路况作出预判,增加汽车行驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车前照灯技术领域,更具体地,涉及一种基于激光光源的汽车前照灯。
背景技术
汽车前照灯是汽车的重要部件之一,尤其是汽车夜间安全行驶的保障,国家对汽车前照灯做了明确的规定及详细的标准。
传统的汽车前照灯,光源为卤素或HID(高强度放电),但是卤素及HID存在高功耗、能效低的弱点,且卤素泡发光点大,导致二次光学设计难度大,进而导致前照灯体积庞大,照射距离短,而HID相对卤素泡而言虽发光点较小,但也有响应速度慢等弱点。继卤素泡和HID之后出现的LED光源,能效有一定的提高,只需要卤素或HID的60%左右功率即可满足同样的道路照明要求,但同样由于LED作为面发光,相对光亮度也不高,导致前照灯的体积庞大、重量增加,同时也降低了汽车设计的自由度,而且LED光源照射距离也有待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于激光光源的汽车前照灯,相比于基于卤素泡、HID及LED光源的汽车前照灯,体积更小、重量更轻,提高汽车设计的自由度,而且在照明时功耗更低、能效更高、亮度更高、照射距离更远。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
提供一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,包括灯体,灯体内设有激光器、激光准直镜、灯杆及波长转换器,灯杆的尾端设有用于安装波长转换器的斜面结构;灯体上还设有反光杯及与激光器连接的散热器;激光器发射的激光经激光准直镜的准直后照射于波长转换器上以产生并反射出白光,白光照射反光杯并经反光杯反射后投射到照明区域。
激光器发射波长约450nm的短波蓝光,激光器产生的热量通过散热器及时散发出去;波长转换器反射出的白光为朗伯型或类朗伯型光源;激光不但具有响应速度快,亮度衰减低,体积小,能耗低,寿命长的特点,而且具有方向性强的特点,使得照射距离更远。
上述方案中,通过使用激光器照射在波长转换器上以产生白光代替原有的卤素泡、HID及LED的光源进行发光,白光经反光杯的反射后形成平行光照射到照明区域以实现远光功能,这使得该前照灯体积更小、重量更轻,提高汽车设计的自由度,而且在照明时功耗更低、能效更高、亮度更高、照射距离更远,帮助驾驶员更早对前方的路况作出预判,增加汽车行驶的安全性。
优选地,激光准直镜与波长转换器之间还设有激光聚焦镜,激光聚焦镜用于将从激光准直镜出射的激光聚焦到波长转换器上。通过将激光聚焦到波长转换器的一点上,相比于将激光平行照射到波长转换器上,不但便于减小波长转换器的面积,而且便于减小二次光源的尺寸。
优选地,所述波长转换器为荧光粉片。
优选地,波长转换器与散热器连接。可通过金属连接杆将波长转换器与散热器连接,例如铜连接杆或铝连接杆,这样设置便于将波长转换器的热量通过散热器及时散发出去。
优选地,灯体上设有灯体卡口;激光器为半导体激光器。灯体卡口便于该前照灯在汽车上的安装与拆卸;半导体激光器激发激光时的稳定性高,便于保证该前照灯的顺利照明。
优选地,从激光准直镜出射的激光束与斜面结构的夹角θ为20°-90°。θ的大小直接影响波长转换器上形成的二次光源的尺寸,假设蓝色激光光束在进入波长转换器前的蓝光束截面积为A,那波长转换器上面形成的二次光源的发光面积S即为:
因此,可根据实际需要确定θ的大小。
优选地,反光杯为抛物面结构或类抛物面结构。
本发明还提供了一种基于激光光源的汽车前照灯,包括灯体、光栅及透镜,灯体内设有激光器、激光准直镜、灯杆及波长转换器,灯杆的尾端设有用于安装波长转换器的斜面结构;灯体上还设有反光杯及与激光器连接的散热器,光栅设于反光杯的焦点处;激光器发射的激光经激光准直镜的准直后照射于波长转换器上以产生并反射出白光,白光照射反光杯并经反光杯反射后投射到光栅上,经光栅截除作用后的光经透镜作用后投射到照明区域。
光栅能截除反光杯反射光线中照射到透镜上半部的光线,以形成明暗截止线,使该前照灯实现近光功能。
优选地,反光杯为椭球面结构或类椭球面结构。
优选地,光栅的位置可调节。通过调节光栅的位置,使该前照灯具有远光功能或近光功能。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明一种基于激光光源的汽车前照灯,通过使用激光器照射在波长转换器上以产生白光代替原有的卤素泡、HID及LED的光源进行发光,白光经反光杯的反射后形成平行光照射到照明区域以实现远光功能,这使得该前照灯体积更小、重量更轻,提高汽车设计的自由度,而且在照明时功耗更低、能效更高、亮度更高、照射距离更远,帮助驾驶员更早对前方的路况作出预判,增加汽车行驶的安全性。
附图说明
图1为实施例一的一种基于激光光源的汽车前照灯的示意图,其中箭头表示光线传输路径。
图2为实施例二的一种基于激光光源的汽车前照灯的示意图,其中箭头表示光线传输路径。
图3为实施例三的一种基于激光光源的汽车前照灯的示意图,其中箭头表示光线传输路径。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
本实施例一种基于激光光源的汽车前照灯的示意图如图1所示,包括灯体,灯体内设有激光器101、激光准直镜201、灯杆403及波长转换器301,灯杆403的尾端设有用于安装波长转换器301的斜面结构404;灯体上还设有反光杯501及与激光器101连接的散热器401;激光器101发射的激光经激光准直镜201的准直后照射于波长转换器301上以产生并反射出白光,白光照射反光杯501并经反光杯501反射后投射到照明区域。
激光器101发射波长约450nm的短波蓝光,激光器101产生的热量通过散热器401及时散发出去;波长转换器301反射出的白光为朗伯型或类朗伯型光源;激光不但具有响应速度快,亮度衰减低,体积小,能耗低,寿命长的特点,而且具有方向性强的特点,使得照射距离更远。
本发明通过使用激光器101照射在波长转换器301上以产生白光代替原有的卤素泡、HID及LED的光源进行发光,白光经反光杯501的反射后形成平行光照射到照明区域以实现远光功能,这使得该前照灯体积更小、重量更轻,提高汽车设计的自由度,而且在照明时功耗更低、能效更高、亮度更高、照射距离更远,帮助驾驶员更早对前方的路况作出预判,增加汽车行驶的安全性。
其中,激光准直镜201与波长转换器301之间还设有激光聚焦镜202,激光聚焦镜202用于将从激光准直镜201出射的激光聚焦到波长转换器301上。通过将激光聚焦到波长转换器301的一点上,相比于将激光平行照射到波长转换器301上,不但便于减小波长转换器301的面积,而且便于减小二次光源的尺寸。
另外,所述波长转换器301为荧光粉片。
其中,波长转换器301与散热器401连接。可通过金属连接杆将波长转换器301与散热器401连接,例如铜连接杆或铝连接杆,这样设置便于将波长转换器301的热量通过散热器401及时散发出去。
另外,灯体上设有灯体卡口402;激光器101为半导体激光器。灯体卡口402便于该前照灯在汽车上的安装与拆卸;半导体激光器激发激光时的稳定性高,便于保证该前照灯的顺利照明。
其中,从激光准直镜201出射的激光束与斜面结构404的夹角θ为20°-90°。θ的大小直接影响波长转换器301上形成的二次光源的尺寸,假设蓝色激光光束在进入波长转换器301前的蓝光束截面积为A,那波长转换器301上面形成的二次光源的发光面积S即为:
因此,可根据实际需要确定θ的大小。
另外,反光杯501为抛物面结构或类抛物面结构。
实施例二
本实施例一种基于激光光源的汽车前照灯的示意图如图2所示,其与实施例一相比,不同之处在于:本实施例中不包括激光聚焦镜202,激光器101发射的激光经激光准直镜201的准直后直接照射于波长转换器301上以产生并反射出白光,白光照射反光杯501并经反光杯501反射后投射到照明区域。
当波长转换器301上的激发面积不需要那么小的时候,可以直接把从激光准直镜201出射的光直接照射在波长转换器301上,而不需要再次聚焦成为更小的二次光源。
实施例三
本实施例一种基于激光光源的汽车前照灯的示意图如图3所示,包括灯体、光栅及透镜601,灯体内设有激光器101、激光准直镜201、灯杆403及波长转换器301,灯杆403的尾端设有用于安装波长转换器301的斜面结构404;灯体上还设有反光杯501及与激光器101连接的散热器401,光栅设于反光杯(501)的焦点处;激光器101发射的激光经激光准直镜201的准直后照射于波长转换器301上以产生并反射出白光,白光照射反光杯501并经反光杯501反射后投射到光栅上,经光栅截除作用后的光经透镜601作用后投射到照明区域。
光栅能截除反光杯501反射光线中照射到透镜601上半部的光线,以形成明暗截止线,使该前照灯实现近光功能。
其中,反光杯501为椭球面结构或类椭球面结构。
另外,光栅的位置可调节。通过调节光栅的位置,使该前照灯具有远光功能或近光功能。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,包括灯体,灯体内设有激光器(101)、激光准直镜(201)、灯杆(403)及波长转换器(301),灯杆(403)的尾端设有用于安装波长转换器(301)的斜面结构(404);灯体上还设有反光杯(501)及与激光器(101)连接的散热器(401);激光器(101)发射的激光经激光准直镜(201)的准直后照射于波长转换器(301)上以产生并反射出白光,白光照射反光杯(501)并经反光杯(501)反射后投射到照明区域。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,激光准直镜(201)与波长转换器(301)之间还设有激光聚焦镜(202),激光聚焦镜(202)用于将从激光准直镜(201)出射的激光聚焦到波长转换器(301)上。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,所述波长转换器(301)为荧光粉片。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,波长转换器(301)与散热器(401)连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,灯体上设有灯体卡口(402);激光器(101)为半导体激光器。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,从激光准直镜(201)出射的激光束与斜面结构(404)的夹角θ为20°-90°。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,反光杯(501)为抛物面结构或类抛物面结构。
8.一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,包括灯体、光栅及透镜(601),灯体内设有激光器(101)、激光准直镜(201)、灯杆(403)及波长转换器(301),灯杆(403)的尾端设有用于安装波长转换器(301)的斜面结构(404);灯体上还设有反光杯(501)及与激光器(101)连接的散热器(401),光栅设于反光杯(501)的焦点处;激光器(101)发射的激光经激光准直镜(201)的准直后照射于波长转换器(301)上以产生并反射出白光,白光照射反光杯(501)并经反光杯(501)反射后投射到光栅上,经光栅截除作用后的光经透镜(601)作用后投射到照明区域。
9.根据权利要求8所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,反光杯(501)为椭球面结构或类椭球面结构。
10.根据权利要求8所述的一种基于激光光源的汽车前照灯,其特征在于,光栅的位置可调节。
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