CN108419340A - 信号灯一灯多用的实现方法和多信号功能的信号灯光电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种信号灯一灯多用的实现方法和多信号功能的信号灯光电装置，所述装置包括光源、光源控制电路、光源温度控制系统、中央控制单元以及光源探测器；所述方法是采用光源探测器监测光源色度和/或光源亮度，当光源色度和/或光源亮度偏离目标范围时，调整光源的驱动电流和/或光源所在电路的温度，使得光源色度和/或光源亮度回到目标范围内，从而符合信号灯法规要求，目标范围随当前要实现的信号灯功能所对应的法规要求而改变。本发明能在同一灯具上实现多种信号灯功能，能将传统信号灯与车载外饰显示结合在一起，从而节省信号灯成本。

Description

信号灯一灯多用的实现方法和多信号功能的信号灯光电装置
技术领域
本发明涉及一种能实现多种不同信号灯功能的方法及相应的车载信号灯，尤其是该信号灯的光电装置，属于车灯光学电子设计技术领域。
背景技术
随着光源技术的发展，车载信号灯全面进入LED时代。当前每一种信号灯功能通常都对应了单独的一种信号灯，也就是说每种信号灯只实现一种信号灯功能。以LED信号灯为例，红光LED实现尾灯、制动灯后雾灯，黄光LED实现转向灯，白光实现前位置灯、日间行车灯、倒车灯等。由于不同的信号灯功能其色度和亮度等的法规要求不同，因此不同功能的信号灯之间不能混用和彼此代替。
发明内容
本发明旨在提供一种信号灯一灯多用的实现方法和多信号功能的信号灯光电装置，其能在同一灯具上实现多种信号灯功能。
本发明的主要技术方案有：
一种信号灯一灯多用的实现方法，采用光源探测器监测光源色度和/或光源亮度，当光源色度和/或光源亮度偏离目标范围时，调节光源的驱动电流和/或光源所在电路的温度，使得光源色度和/或光源亮度回到目标范围内，目标范围随当前要实现的信号灯功能所对应的法规要求而改变。
优先调节光源所在电路的温度，当光源所在电路的温度的调节无法完全满足要求时，再调节所述驱动电流；或者，优先预判调节光源所在电路的温度能否完全满足要求，如果能，单纯调节所述光源所在电路的温度，如果不能，单纯调节光源的驱动电流或既调节光源所在电路的温度又调节光源的驱动电流。
优选采用一个所述光源探测器针对所述光源中多个不同颜色的发光单元进行监测，通过瞬间仅点亮一种颜色的发光单元而熄灭其他颜色的发光单元实现对该一种颜色发光单元的色度和/或亮度的监测。
一种多信号功能的信号灯光电装置，包括光源、光源控制电路、光源温度控制系统、中央控制单元以及光源探测器，光源控制电路为光源提供恒流源，所述光源探测器监测所述光源的色度和/或亮度并将监测结果反馈给中央控制单元，当所述光源的色度和/或亮度偏离目标范围时，所述中央控制单元控制所述光源控制电路和/或所述光源温度控制系统进行自动调节，光源控制电路调节光源的驱动电流，光源温度控制系统调节光源所在电路的温度，直至所述光源的色度和亮度回到目标范围内，目标范围随当前要实现的信号灯功能所对应的法规要求而改变。
所述光源的类型可以包括LED、OLED和激光光源中的一种或多种。
所述光源可以为一个或多个，所述光源探测器也可以为一个或多个。
一个所述光源探测器监测一个或多个光源，所述光源探测器靠近被监测光源设置或者与被监测光源集成在一起。
所述光源有一个时，所述光源是由一个单色的发光单元组成的单色光源，或者是由多个相互独立且不同颜色的发光单元组成的多色光源。
所述光源有多个时，其中可以包括由一个单色的发光单元组成的单色光源和/或由多个相互独立且不同颜色的发光单元组成的多色光源。
所述光源温度控制系统可以包括散热系统和/或加热系统。
本发明的有益效果是：
采用本发明的方法能够确保当前的信号灯光源的色度和亮度总能符合相应信号灯的法规要求。并且，只要根据当前实际需要，及时更改光源的色度和亮度的当前目标范围，根据预定的程序，该信号灯就能立即切换到所需要的信号灯功能状态，因此本发明实现了信号灯在多种不同的信号灯功能之间自由切换，从而实现了一灯多用。
所述多信号功能的信号灯光电装置可以将传统信号灯与车载外饰显示结合在一起，从而可大大节省信号灯成本。
所述多信号功能的信号灯光电装置可以单独或者同时实现多种信号灯功能，例如前位置灯、日间行车灯、转向灯、尾灯、制动灯、倒车灯、后雾灯等。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的示意图；
图2为本发明的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种信号灯一灯多用的实现方法，其核心是：根据当前实际需要的信号灯功能，将预设的符合法规规定的光源色度值和亮度值的范围作为当前的目标范围，采用光源探测器监测光源色度和/或光源亮度，当光源色度和/或光源亮度偏离目标范围时，调节光源的驱动电流和/或光源所在电路的温度，使得光源色度和/或光源亮度回到当前的目标范围内，以此确保当前的信号灯光源的色度和亮度符合信号灯法规要求。由于当前目标范围随着当前要实现的信号灯功能所对应的法规要求的变化而改变，因此该信号灯能在多种不同的信号灯功能之间自由切换，从而实现一灯多用。
所述光源探测器可以包括色度探测器(或称波长探测器)和/或光源亮度探测器，或者是集色度探测和亮度探测于一身的探测器。
无论是光源的色度和亮度其中之一偏离目标范围，还是二者均偏离了目标范围，都可以通过三种调节手段使其回归，这三种调节手段分别是：单纯调节光源的驱动电流、单纯调节光源所在电路的温度，既调节光源的驱动电流又调节光源所在电路的温度。
作为优选的调节方案，优先调节所述光源所在电路的温度，当光源所在电路的温度的调节无法完全满足要求时，再调节所述驱动电流；或者，优先预判调节光源所在电路的温度能否完全满足要求，如果能，单纯调节所述光源所在电路的温度，如果不能，单纯调节光源的驱动电流或既调节光源所在电路的温度又调节光源的驱动电流。相应参数的监测控制、调节方案的选择均由预定的软件程序控制。对于驱动电流和光源所在电路的温度都参与调节的情况，两种调节分别负担多大的纠偏比例，也由控制程序确定。
通常光源所在电路(简称光源电路)由于温度偏离目标范围值(过高或过低)导致光源亮度和/或色度偏离目标范围。因此可以通过改变光源电路的温度实现光源色度和/或光源亮度纠偏的目的，即光源色度和/或光源亮度与光源电路的温度之间存在确定的关系，因此对于光源色度和/或光源亮度的某个目标范围，在不超出可行的温度调节区间，会对应一个光源电路温度的目标范围。光源电路的温度调节就是使光源电路的温度回归预设的温度目标范围。温度可以采用温度传感器进行测量。
进一步地，优选采用一个所述光源探测器针对所述光源中多个不同颜色的发光单元进行监测，并通过瞬间仅点亮一种颜色的发光单元而熄灭其他颜色的发光单元实现对该一种颜色发光单元的色度和/或亮度的监测。
本发明还公开了一种多信号功能的信号灯光电装置，如图1、2所示，包括光源、光源线路板1、光源控制电路、光源温度控制系统、中央控制单元以及光源探测器2(可以是光源色度探测器和/或光源亮度探测器，也可以是集色度探测和亮度探测于一身的探测器)。所述光源控制电路为光源提供恒流源。所述光源探测器监测所述光源的色度和/或亮度并将监测结果反馈给中央控制单元，当所述光源的色度和/或亮度偏离目标范围时，所述中央控制单元控制所述光源控制电路和/或所述光源温度控制系统进行自动调节，其中光源控制电路调节光源的驱动电流，光源温度控制系统调节光源所在电路的温度，直至所述光源的色度和亮度回到目标范围内，目标范围随当前要实现的信号灯功能所对应的法规要求而改变。
所述多信号功能的信号灯光电装置可用于执行上述一灯多用的实现方法。下文借助说明所述多信号功能的信号灯光电装置的主要工作过程，进一步说明上述信号灯一灯多用的实现方法。
所述中央控制单元是控制中枢，可以采用单片机，软件程序固化在其存储器中。光源控制电路、光源温度控制系统的控制信号输入端各自连接所述中央控制单元的控制输出端。中央控制单元联合光源控制电路、光源温度控制系统执行具体的调节方案。
调节所述光源控制电路主要是改变供给光源的驱动电流的大小，从而改变光源的亮度和/或色度。通过调节光源温度控制系统，使得光源电路的温度控制到预定目标范围内，从而达到调节光源亮度和/或色度的目的。驱动电流和光源电路的温度它们各自的目标范围通常由中央控制单元确定，具体调节操作由所述光源控制电路和所述光源温度控制系统完成。对于温度的调节，也可以把目标范围的确定放在所述光源温度控制系统来完成。
所述光源温度控制系统可以包括散热系统和/或加热系统。散热系统多采用风冷，为了降低光源所在电路的温度，需要提高散热效率，比较简单的做法是提高风扇的转速。加热系统主要针对信号灯要经常工作在低温环境的情况下设置。光源所在电路的温度不仅受到光源发热量的影响，还不可避免地会受到信号灯的所处工作环境的温度的影响。因此当通过调节散热系统和/或加热系统难于实现光源所在电路的温度向目标范围回归或者虽然可以回归但代价偏高时，倾向于采用单纯的光源的驱动电流调节或者采用驱动电流与光源所在电路的温度调节相结合的方式。
所述光源温度控制系统的调节过程可以是：当光源电路的温度过高时，可以提高散热系统的工作效率，使光源电路的温度恢复到目标范围；当光源电路的温度过低时，可以降低散热系统的工作效率抑或通过加热系统进行温度补偿，使光源电路的温度恢复到目标范围，从而达到最终调节光源亮度和/或色度的目的。
所述光源的类型可以包括LED、OLED和激光光源中的一种或多种。
所述光源可以为一个或多个，所述光源探测器也可以为一个或多个。
一个所述光源探测器可以负责监测一个或多个光源，所述光源探测器可以靠近被探测光源设置或者与被探测光源集成在一起。
所述光源有一个时，所述光源可以是由一个单色的发光单元组成的单色光源，或者是由多个相互独立且不同颜色的发光单元组成的多色光源。对于LED类型光源，所述发光单元为单颗LED芯片。所述光源有多个时，其中可以包括由一个单色的发光单元组成的单色光源和/或由多个相互独立且不同颜色的发光单元组成的多色光源。每个发光单元的亮度、色度均可以通过所述光源控制电路和所述光源温度控制系统进行调节。附图1所示的实施例中，所有光源均为同种颜色的单色LED芯片，即包含有多个单色光源3，事实上，也可以是不同种颜色的单色LED芯片的组合。附图2所示的实施例中包含有多个多色光源4，各个多色光源中的发光单元的数量和颜色组合相同，事实上发光单元的数量和颜色也可以不同。
对于一个具体的信号灯光电装置，当其所有发光单元均为同种颜色的发光单元时，主要涉及的是光源亮度的调节。当其中含有不同种颜色的发光单元时，通常同时涉及光源亮度和色度的调节。由于混色后的光的色度由参与混色的各个单色光的亮度比例决定，因此调节单色光的亮度的同时也是对混色光的色度的调节。
本发明在实现某一种信号灯功能的过程中，因光源受到环境或使用时间等的影响，一旦有光源(或其发光单元)的亮度超出目标范围，就会导致整个光源的色度和/或亮度偏离目标范围，所述光源探测器监测到色度和/或亮度偏离了目标范围后，会进行信息反馈，通过软件程序确定调节方案，以及光源控制电路和/或光源温度控制系统的调节目标，光源控制电路和/或光源温度控制系统会按照预定的调节方案进行调节，使得光源(或其发光单元)的色度和/或亮度回到目标范围内，从而符合信号灯法规要求。值得说明的是，虽然色度和/或亮度发生偏离的可能是一部分光源(或一部分发光单元)，但实际的被调节对象不局限于发生了偏离的光源(或发光单元)，甚至有可能完全不是这部分光源(或发光单元)。以哪个光源(或发光单元)为调节对象，通常以能够实现信号灯光电装置的光源整体发光亮度和色度要求为准。
下面以图2为例，说明通过光源控制电路自动调节亮度和色度的调节方式：
所述多信号功能的信号灯光电装置当前所需要的信号灯功能为日间行车灯，此时预设目标是由红、绿、蓝三种颜色的单色LED按照亮度1:4.9507:0.0601混合出白光，当某种因素导致红色LED亮度降低到了0.8，此时按照预定的程序，可以将绿色和蓝色LED亮度按照相同的比例减小，也可以将红色LED亮度提高到初始状态，还可以同时调整三种颜色LED，使其达到白光初始比例，从而使得最终混合而成的白光满足法规要求。
当然实践中，调节目标都是一个范围，上述亮度比例1:4.9507:0.0601仅为一个举例。上述调节方式举例既适用于一个多色光源的调节，也适用于多个多色光源的同步调节，还适用于多个不同颜色的单色光源相组合情况下的调节。
通常，多个光源的情况下，优选对全部或一部分同种光源同时进行相同的调节，即把全部或一部分同种光源视为一个整体进行同步调节。仍以图2为例，如果对全部光源进行相同的调节，为了监测某种颜色发光单元的亮度和/或色度，可以瞬间关闭所有光源的其他颜色发光单元，仅使该颜色的各个发光单元点亮并进行检测。由于这个瞬间时间极短，因此并不影响点亮效果。
如果是对一部分同种光源同时进行相同的调节，可以按光源探测器的数量对所有光源进行分组，每个光源探测器负责一组光源的亮度和/或色度的检测。当然也可以所有光源为一组，即进行整体调节。
所述多信号功能的信号灯光电装置上的各个光源可以排布在一块线路板上，也可以分开排布在不同的线路板上。
本发明利用多色光源或者多种不同颜色的单色光源并配合特定的自动监测和自动调节，在同一灯具上实现了多种信号灯功能，还能将车载外饰显示灯与各种功能信号灯结合起来，因此可大大节省信号灯成本，还可以更好地适应和配合自动驾驶技术的发展，满足自动驾驶的需要。

Claims (10)

1.一种信号灯一灯多用的实现方法，其特征在于：采用光源探测器监测光源色度和/或光源亮度，当光源色度和/或光源亮度偏离目标范围时，调节光源的驱动电流和/或光源所在电路的温度，使得光源色度和光源亮度回到目标范围内，目标范围随当前要实现的信号灯功能所对应的法规要求而改变。
2.如权利要求1所述的信号灯一灯多用的实现方法，其特征在于：优先调节光源所在电路的温度，当光源所在电路的温度的调节无法完全满足要求时，再调节所述驱动电流；或者，优先预判调节光源所在电路的温度能否完全满足要求，如果能，单纯调节所述光源所在电路的温度，如果不能，单纯调节光源的驱动电流或既调节光源所在电路的温度又调节光源的驱动电流。
3.如权利要求1或2所述的信号灯一灯多用的实现方法，其特征在于：采用一个所述光源探测器针对所述光源中多个不同颜色的发光单元进行监测，通过瞬间仅点亮一种颜色的发光单元而熄灭其他颜色的发光单元实现对该一种颜色发光单元的色度和/或亮度的监测。
4.一种多信号功能的信号灯光电装置，其特征在于：包括光源、光源控制电路、光源温度控制系统、中央控制单元以及光源探测器，光源控制电路为光源提供恒流源，所述光源探测器监测所述光源的色度和/或亮度并将监测结果反馈给中央控制单元，当所述光源的色度和/或亮度偏离目标范围时，所述中央控制单元控制所述光源控制电路和/或所述光源温度控制系统进行自动调节，光源控制电路调节光源的驱动电流，光源温度控制系统调节光源所在电路的温度，直至所述光源的色度和亮度回到目标范围内，目标范围随当前要实现的信号灯功能所对应的法规要求而改变。
5.如权利要求4所述的多信号功能的信号灯光电装置，其特征在于：所述光源的类型包括LED、OLED和激光光源中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的多信号功能的信号灯光电装置，其特征在于：所述光源有一个或多个，所述光源探测器为一个或多个。
7.如权利要求6所述的多信号功能的信号灯光电装置，其特征在于：一个所述光源探测器监测一个或多个光源，所述光源探测器靠近被监测光源设置或者与被监测光源集成在一起。
8.如权利要求7所述的多信号功能的信号灯光电装置，其特征在于：所述光源有一个，所述光源是由一个单色的发光单元组成的单色光源，或者是由多个相互独立且不同颜色的发光单元组成的多色光源。
9.如权利要求7所述的多信号功能的信号灯光电装置，其特征在于：所述光源有多个，其中包括由一个单色的发光单元组成的单色光源和/或由多个相互独立且不同颜色的发光单元组成的多色光源。
10.如权利要求4-9中任意一项权利要求所述的多信号功能的信号灯光电装置，其特征在于：所述光源温度控制系统包括散热系统和/或加热系统。
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