CN109027950A - 一种汽车大灯及其激光辅助远光模组和激光安全检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车大灯及其激光辅助远光模组和激光安全检测装置，本发明的激光安全检测装置包括第二荧光转换器件和漏光口，漏光口开设于反射镜上，第二荧光转换器件设置于漏光口处；第二荧光转换器件用于在第一荧光转换器件产生破裂或被激光击穿发生蓝光泄漏时，将泄漏的蓝光转换为混合的白光。反射镜上的开孔大小是根据激光光源发出的蓝光发光边界确定，防止当蓝色激光产生泄漏时被反射镜投射至路面上，对行人造成伤害，实现被动安全防护。本发明可以实现车灯的安全防护，为白光激光源使用在照明行业提供了安全保障，避免激光泄漏对人眼造成伤害。解决目前的车灯采用激光做光源时，由于激光泄漏对行人及对面驾驶者的眼睛造成伤害的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及采用激光做光源的汽车大灯，特别是车灯的激光安全检测，具体涉及一种汽车大灯及其激光辅助远光模组和激光安全检测装置。
背景技术
伴随着光源技术的发展，激光作为一种崭新的光源逐步进入汽车市场，由于激光的高亮度和激光光源本身的良好准直性能而被市场热捧。目前已经有激光做光源制作远光和辅助远光的灯具在市场上出现。但是激光作为特殊光源在使用中需要额外的注意，根据国家法规的描述，Class 3B级以及class 4级激光都可能对人眼造成永久损伤,使用不当将会对行人和对面行车的驾驶者造成伤害。
激光白光光源与LED光源在产生白光的本质上没有太大的差别，其发光的基本原理都是通过蓝光激发荧光粉产生黄光，透过荧光粉的蓝光和激发的黄光混合形成了白光。两种光源的最大区别在于LED光源中的半导体发出的蓝光角度较大，荧光转换器件距离半导体的距离也相对较近。而激光半导体的发光角度较小，一般会搭配一个激光整形透镜将光斑汇聚或平行发射，荧光转换器件距离激光半导体的距离也相对较远。
从图1和图2中可以得知，在发光原理基本类似的情况下，白光LED和白光激光源最大的差别体现在白光发光面积上，其中单芯片白光LED发光面积约1mm2，单芯片白光激光源核心发光面积为0.05mm2。而造成此区别的主要原因在于LED半导体和激光半导体的发光性质有所区别，且对两个发光半导体发出的光线的利用方式不同。较小的发光面积使得激光光源特别适合用于制作高亮度的产品。
如图3，当由于外力或激光所产生的高能光束击碎、击穿荧光转换器件时，会有部分蓝光激光穿过裂隙直接到达外侧。根据配光形式的不同，此蓝光会最终被投射到路面上。目前为了实现较高的光通量，激光模组中所使用的半导体激光的功率一般都会达到1W以上。根据安全组织对激光的定义1W的激光被归类于Class 4激光器。此级别的激光器意味着短暂的直视也会对人眼造成永久伤害。这意味着当荧光器件完整时，其输出的连续白光就是无害的，但是当其内部的class 4蓝色激光产生泄漏时，就有可能对人眼造成伤害。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车大灯及其辅助远光模组和激光安全检测装置，本发明能够在检测到激光发生泄漏时，实现实时的安全检测和被动的安全防护，为白光激光源使用在照明行业提供了安全保障，避免激光泄漏对人眼造成伤害。用以解决目前的车灯采用激光做光源时，由于激光泄漏对行人及对面驾驶者的眼睛造成伤害的技术问题。
为实现上述目的，本发明的一个技术方案是：一种车灯辅助远光模组，所述的激光模组包括激光光源、整形透镜、第一荧光转换器件和反射镜，所述激光光源用于将发出的蓝光激光照射到整形透镜，第一荧光转换器件用于将穿过整形透镜的蓝光激光转换为白光，并照射到反射镜上，所述的车灯辅助远光模组包括激光安全检测装置，所述的激光安全检测装置包括第二荧光转换器件和漏光口，所述漏光口开设于反射镜上，所述第二荧光转换器件设置于漏光口处；
当第一荧光转换器件产生破裂或被激光击穿发生蓝光泄漏时，泄漏的蓝光照射到第二荧光转换器件，第二荧光转换器件将泄漏的蓝光转换为混合的白光；第二荧光转换器件发生故障时，未被转换的蓝光落在漏光口的范围内，从而避免蓝光照射出去对行人造成伤害，实现被动安全防护。
进一步地，所述漏光口的具体尺寸由激光光源发出的蓝光发光边界来确定，在第二荧光转换器件完全破碎的情况下，经过整形透镜后的所有蓝光能够全部进入漏光口。
进一步地，所述的第二荧光转换器件为混有荧光粉的硅胶或者混有荧光粉烧结而成的陶瓷。
进一步地，所述的混有荧光粉的硅胶填充于漏光口处。
进一步地，混有荧光粉的硅胶被注塑成硅胶孔塞，所述的硅胶孔塞安装在漏光口处。
进一步地，所述的激光安全检测装置包括设置于密闭空间中的探测器，所述探测器位于漏光口的上方，且正对激光光源的位置，经过漏光口和第二荧光转换器件的蓝光或者混合光直接到达探测器，探测器根据检测到的光强来判定是否发生蓝光泄漏，如果检测到光强增加，则发出反馈信号关闭激光光源，实现主动安全防护。
进一步地，所述探测器的前端设置滤光片，所述滤光片用于减弱到达探测器的光强，以使探测器工作在有效的范围内。
本发明的另一个技术方案是：用于上述车灯辅助远光模组中的激光安全检测装置。
本发明的第三个技术方案是：采用上述车灯辅助远光模组的汽车大灯。
本发明达到的有益效果：本发明通过设置两个荧光转换器件，对蓝光进行了二次转换，为白光激光源使用在照明行业提供了进一步地安全保障，进一步避免激光泄漏对人眼造成伤害。
在第一荧光转换器件产生破裂或被激光击穿的情况下，第二荧光转换器件可以将从裂痕或者孔洞中漏出的蓝光再次转换为混合的白光，同时也可以减小探测器检测到的能量，并改善探测器前滤光片的设计难度。
附图说明
图1是白光LED工作原理图；
图2是白光激光源工作原理图；
图3是激光泄漏的状态示意图；
图4是本发明激光模组的结构示意图；
图5是本发明反射镜开口示意图,混有荧光粉的硅胶填充在漏光口处。
图中，1为激光光源,2为整形透镜，3为第一荧光转换器件，4为第二荧光转换器件，5为滤光片，6为探测器，7为经过整形透镜后汇聚的蓝光。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
辅助远光模组实施例：
实施例一：
本发明的辅助远光模组采用的是反射式配光方法，并且采用了两颗激光模组。如图4，本发明所述的激光模组包括激光光源、整形透镜、第一荧光转换器件和反射镜，激光光源发出的蓝光激光穿过整形透镜，再经过第一荧光转换器件到达反射镜。
本发明所述的激光模组还包括激光安全检测装置，可进行主动安全检测和被动安全保护，其中，主动安全检测通过探测器进行实时检测，被动安全保护在反射镜上开设漏光口，且漏光口处设置第二荧光转换器件，而探测器设置于密闭的空间中，且位于漏光口的上方，且正对激光光源的位置，在探测器的前端设置滤光片。
在漏光口处设置第二荧光转换器件的目的是：在第一荧光转换器件产生破裂或被激光击穿的情况下，将从裂痕或者孔洞中漏出的蓝光转换为混合的白光，进一步避免蓝光泄漏。与此同时也可以减小探测器检测到的能量，并改善探测器前滤光片的设计难度。
由于荧光转换器件对蓝光有敏感的响应能力,因此放置第二荧光转换器件不会影响探测器的检测精度，而且由于本发明中的激光属于四级激光,其较高的能量非常容易对生物造成伤害，因此，为了避免泄漏的蓝光经过漏光口后在灯体内部反射,本发明在漏光口处增加二次荧光转换器件,将泄漏的有害蓝光转换成无害的混合白光。
反射镜上开设漏光口的目的是：当第二荧光转换器件同时发生故障时，使得未被转换的蓝光保持在漏光口内，避免蓝光经过反射面投射出去对行人造成伤害，实现被动安全防护。
在漏光口上方设置探测器的目的是：使得经过漏光口和第二荧光转换器件的混合光直接到达探测器，探测器则实时检测探测到的混合光的强度，并根据混合光的强度来判定是否发生蓝光泄漏，若探测器在监控过程中，识别到混合光的能量增加，则可以确认有更多的蓝光泄漏出来，则反馈信号，关闭激光光源，实现主动安全防护。
设置滤光片的目的：由于车载级光电传感器都比较灵敏，设置滤光片可以减弱到达探测器的光强，以使探测器工作在有效的范围内。
本发明通过设置第二荧光转换器件可以降低对于滤光片的设计难度.由于激光模组能量较大,在没有第二荧光转换器件的情况下，滤光片组需要经过严格的设计，才能保证正常发光的激光光源照射在探测器上的能量在探测器的检测范围内。但是目前由于增加了第二荧光转换器件.其能够有效的减弱探测器上检测到的激光光源的能量强度,因此能够降低滤光片组的设计和加工难度,从而起到降低成本的目的。
本实施例中，第二荧光转换器件为混有荧光粉的硅胶，可将混有荧光粉的硅胶填充于漏光口处作为第二荧光转换器件，当然，第二荧光转换器件的材料不限于硅胶，其他混有荧光粉的材料只要能实现填充效果的都可以，例如：混有荧光粉的PC,混有荧光粉的PMMA。荧光粉为对440-460nm波长波段内的蓝光起波长转换作用的材料.一般材质为钇铝石榴石,俗称YAG。
漏光口的具体尺寸由激光光源中经过整形透镜后的蓝光发光边界来确定。漏光口需要保证激光光源中可能产生的泄漏蓝光完全通过反射镜，或者说当第一荧光转换器件或第二荧光器件完全脱落时，泄漏的蓝光能够完全保持在漏光口范围内，而不会照射在反射镜上，此漏光口用以实现被动防护的作用，如图5所示。
在本实施例中，由激光光源发出的激光束在经过整形透镜后汇聚在第一荧光转换器件上，其发散角为：水平面上长轴发散角10度，短轴发散角5度。那么反射镜上的漏光口大小需要保证在发散角为10度和5度的情况下所有蓝光能够全部进入漏光口。
为了保证探测器在探测过程中不受其他外部光线的干扰，本实施例将两个激光模组的激光光源各自对应的探测器都放置在密闭的空间中，光线只有经过漏光口才能到达探测器。
实施例二：
本实施例二与实施例一的区别在于：第二荧光转换器件为混有荧光粉的硅胶注塑成的硅胶孔塞，将所述的硅胶孔塞安装在漏光口处形成第二荧光转换器件。当然，第二荧光转换器件的材料不限于硅胶，其他混有荧光粉的材料只要能实现注塑效果的都可以，例如：混有荧光粉的PC,混有荧光粉的PMMA,但是采用这两种材料的注塑件需要通过固定的形式进行安装,例如打螺钉。
本发明的一种车灯辅助远光模组为白光激光源使用在照明行业提供了安全保障，避免激光泄漏对人眼造成伤害。
激光安全检测装置实施例：
本实施例的激光安全检测装置采用上述辅助远光模组的激光安全检测装置。
汽车大灯实施例：
本实施例的汽车大灯包括上述实施例的辅助远光模组。
Claims (10)
1.一种车灯辅助远光模组，所述的车灯辅助远光模组包括激光模组，所述的激光模组包括激光光源、整形透镜、第一荧光转换器件和反射镜，所述激光光源用于将发出的蓝光激光照射到整形透镜，第一荧光转换器件用于将穿过整形透镜的蓝光激光转换为白光，并照射到反射镜上，其特征在于：
所述的车灯辅助远光模组包括激光安全检测装置，所述的激光安全检测装置包括第二荧光转换器件和漏光口，所述漏光口开设于反射镜上，所述第二荧光转换器件设置于漏光口处；
当第一荧光转换器件产生破裂或被激光击穿发生蓝光泄漏时，泄漏的蓝光照射到第二荧光转换器件，第二荧光转换器件将泄漏的蓝光转换为混合的白光；第二荧光转换器件发生故障时，未被转换的蓝光落在漏光口的范围内，从而避免蓝光照射出去对行人造成伤害，实现被动安全防护。
2.根据权利要求1所述的车灯辅助远光模组，其特征在于，所述漏光口的具体尺寸由激光光源发出的蓝光发光边界来确定，在第二荧光转换器件完全破碎的情况下，经过整形透镜后的所有蓝光能够全部进入漏光口。
3.根据权利要求1所述的车灯辅助远光模组，其特征在于，所述的第二荧光转换器件为混有荧光粉的硅胶或者混有荧光粉烧结而成的陶瓷。
4.根据权利要求3所述的车灯辅助远光模组，其特征在于，所述的混有荧光粉的硅胶填充于漏光口处。
5.根据权利要求3所述的车灯辅助远光模组，其特征在于，混有荧光粉的硅胶被注塑成硅胶孔塞，所述的硅胶孔塞安装在漏光口处。
6.根据权利要求1所述的车灯辅助远光模组，其特征在于，所述的激光安全检测装置包括设置于密闭空间中的探测器，所述探测器位于漏光口的上方，且正对激光光源的位置，经过漏光口和第二荧光转换器件的混合光或者蓝光直接到达探测器，探测器根据检测到的光强来判定是否发生蓝光泄漏，如果检测到光强增加，则发出反馈信号关闭激光光源，实现主动安全防护。
7.根据权利要求6所述的车灯辅助远光模组，其特征在于，所述探测器的前端设置滤光片，所述滤光片用于减弱到达探测器的光强，以使探测器工作在有效的范围内。
8.根据权利要求1所述的车灯辅助远光模组，其特征在于，所述的车灯辅助远光模组包括至少一颗激光模组。
9.一种如权利要求1所述的激光安全检测装置。
10.一种采用如权利要求1所述车灯辅助远光模组的汽车大灯。
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