CN115143421A - 一种机动车前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种机动车前照灯。本发明实施例提供的机动车前照灯包括：蓝激光器，发射蓝激光；磷光体，位于所述蓝激光的出射路径上，所述磷光体受所述蓝激光照射的区域出射白光；远光灯镜头组，位于所述磷光体的出射路径上，将所述磷光体出射的白光投射至近光区域或者远光区域；还包括控制系统和扫描振镜，所述扫描振镜在所述控制系统的控制下，将所述蓝激光振动扫描至所述磷光体的预设区域。本发明实施例公开了一种机动车前照灯，实现机动车前照灯进行分区照明，实现了机动车前照灯对于不同环境、不同路况对灯光照射状态做出不同的改变，减少了安全隐患。

Description

一种机动车前照灯

技术领域

本发明涉及机动车照明技术，尤其涉及一种机动车前照灯。

背景技术

机动车前照灯是夜间行车安全的重要保障。目前市面上主流的前照灯光源主要有四种：卤素灯、氙气灯、LED灯以及激光灯。随着科技发展，激光灯逐渐被作为机动车前照灯的光源。

当夜间行车时，机动车主通常使用灯光控制杆来调节远近光灯，从而满足远光灯与近光灯的切换且现阶段机动车前照灯的镜头均是以照明式设计的，即只考虑大灯投射出去的视场角度。

随着车速的提高，路况多变复杂，传统的远近光两种固定照明模式已不能满足人们的需求。由于传统前照灯的照明角度限制，机动车转弯时存在照明暗区导致驾驶员存在视觉盲区而影响其对障碍物的判断；机动车正常行驶过程中前照灯的灯光开启时会直射到对向的机动车或者行人导致对方炫目造成安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种机动车前照灯，使机动车前照灯进行分区照明，实现了机动车前照灯对于不同环境、不同路况对灯光照射状态做出不同的改变，减少了安全隐患。

本发明实施例提供一种机动车前照灯，包括：

蓝激光器，发射蓝激光；磷光体，位于所述蓝激光的出射路径上，所述磷光体受所述蓝激光照射的区域出射白光；远光灯镜头组，位于所述磷光体的出射路径上，将所述磷光体出射的白光投射至近光区域或者远光区域；还包括控制系统和扫描振镜，所述扫描振镜在所述控制系统的控制下，将所述蓝激光振动扫描至所述磷光体的预设区域。

可选的，预设区域包括磷光体的全部区域。

可选的，磷光体包括沿竖直方向排列的第一区域和第二区域，第一区域位于第二区域沿竖直方向的一侧；预设区域包括第一区域。

在一个特定实施方式中，第一区域包括沿水平方向排列的第一子区域和第二子区域，第二子区域位于第一子区域沿水平方向的一侧；第一子区域沿竖直方向的宽度大于第二子区域沿竖直方向的宽度。

可选的，磷光体包括沿水平方向排列的第三区域、第四区域和第五区域，第四区域位于第三区域与第五区域之间；预设区域包括第三区域和第五区域。

可选的，预设区域包括交通指示符。

在一个特定实施方式中，远光灯镜头组包括沿光轴依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜位于第二透镜与磷光体之间；第一透镜和第二透镜均为凹凸透镜，第三透镜为平凹透镜，第四透镜为双凸透镜。

可选的，第三透镜和第四透镜胶合形成胶合透镜组。

可选的，沿光轴方向，第二透镜与第三透镜之间的距离大于或者等于0.1mm且小于或者等于2mm；沿光轴方向，第一透镜与所述第二透镜之间的距离大于或者等于20mm且小于或者等于25mm。

可选的，机动车前照灯还包括光束整形镜头、第一反射镜、第二反射镜、发光二极管和近光灯镜头；蓝激光器发射的蓝激光经光束整形镜头聚焦后，投射至第一反射镜，由第一反射镜反射至扫描振镜，扫描振镜将蓝激光振动扫描至第二反射镜，经第二反射镜反射至磷光体的预设区域；发光二极管发射的光经近光灯镜头投射至近光区域。

本发明实施例中的一种机动车前照灯包括蓝激光器、磷光体、远光灯镜头组、控制系统和扫描振镜，扫描振镜可以在控制系统的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体的预设区域，使机动车前照灯进行分区照明，实现了机动车前照灯对于不同环境、不同路况对灯光照射状态做出不同的改变，减少了安全隐患。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种机动车前照灯的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种磷光体的示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种磷光体的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种磷光体的示意图；

图5为本发明实施例提供的远光灯镜头组的示意图；

图6为本发明实施例提供的机动车前照灯开启近光灯照明模式的模拟效果图；

图7为本发明实施例提供的机动车前照灯开启远光灯照明模式的模拟效果图；

图8为本发明实施例提供的机动车前照灯开启分区照明模式的模拟效果图；

图9为采用现有的机动车前照灯中镜头组开启分区照明模式的模拟效果图；

图10为本发明实施例提供的机动车前照灯开启图像投影模式的模拟效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种机动车前照灯的示意图，如图1所示，本实施例提供的一种机动车前照灯包括蓝激光器2、磷光体7和远光灯镜头组8。其中，蓝激光器2，发射蓝激光。磷光体7，位于蓝激光的出射路径上。磷光体7受蓝激光照射的区域出射白光。远光灯镜头组8，位于磷光体7的出射路径上，将磷光体7出射的白光投射至近光区域或者远光区域。其中，近光区域为机动车前照灯开启近光灯照明模式下的照射区域，远光区域为机动车前照灯开启远光灯照明模式下的照射区域。通常地，远光区域的最远端距离机动车的距离大于近光区域的最远端距离机动车的距离。机动车前照灯还包括控制系统1和扫描振镜5，扫描振镜5在控制系统1的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体7的预设区域。

其中，预设区域是扫描振镜5在控制系统的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体7上的区域，示例性的，预设区域可以是磷光体7的部分区域，也可以是磷光体7的全部区域。

本发明实施例中的一种机动车前照灯包括蓝激光器2、磷光体7、远光灯镜头组8、控制系统1和扫描振镜5，扫描振镜5可以在控制系统1的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体7的预设区域。从而可以使机动车前照灯进行分区照明，实现了机动车前照灯对于不同环境、不同路况对灯光照射状态做出不同的改变，减少了安全隐患。

可选的，预设区域包括磷光体7的全部区域。也就是说，扫描振镜5在控制系统1的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体7的全部区域，磷光体7的全部区域在蓝激光的激发下产生白光。由此，磷光体7的上半部分区域和下半部分区域均产生白光。磷光体7的上半部分区域所产生的白光经远光灯镜头组8成像后，形成与机动车较近距离的照明光束。磷光体7的下半部分区域所产生的白光经远光灯镜头组8成像后，形成与机动车较远距离的照明光束。由此，本发明实施例实现了较远的照明距离，为远光区域提供照明光束，实现了机动车前照灯的远光灯照明模式。图2为本发明实施例提供的一种磷光体的示意图，参考图1和图2，其中，磷光体7包括沿竖直方向排列的第一区域S1和第二区域S2，第一区域S1位于第二区域S2沿竖直方向的一侧。预设区域包括第一区域S1，预设区域不包括第二区域S2。扫描振镜5在控制系统1的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体7的上半部分区域，磷光体7的上半部分区域在蓝激光的激发下产生白光。磷光体7的下半部分区域未受到蓝激光照射不产生白光。磷光体7的上半部分区域所产生的白光经远光灯镜头组8成像后，形成与机动车较近距离的照明光束。由此，本发明实施例实现了近远的照明距离，为近光区域提供照明光束，实现了机动车前照灯的近光灯照明模式。

可选地，参考图1和图2，第一区域S1包括沿水平方向排列的第一子区域S11和第二子区域S12，第二子区域S12位于第一子区域S11沿水平方向的一侧。第一子区域S11沿竖直方向的宽度大于第二子区域S12沿竖直方向的宽度。第一子区域S11与第二子区域S12形成缺角区域S21，缺角区域S21位于第二区域S2内，为磷光体7中不被蓝激光照射的区域，从而缺角区域S21所对应的位置不会形成白光，限定机动车前照灯发出的光线照射到对向车道的光线角度，使得机动车前照灯发出的光线照射到对向车道的光线角度不至于太高，不会造成对向车道的视觉干扰。

图3为本发明实施例提供的另一种磷光体的示意图，参考图1和图3，磷光体7包括沿水平方向排列的第三区域S3、第四区域S4和第五区域S5，第四区域S4位于第三区域S3与第五区域S5之间。预设区域包括第三区域S3和第五区域S5。预设区域不包括第四区域S4。扫描振镜5在控制系统1的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体7的第三区域S3和第五区域S5，第三区域S3和第五区域S5所对应的位置产生白光。第四区域S4为磷光体7中不被蓝激光照射的区域，从而第四区域S4所对应的位置不会形成白光，限定机动车前照灯发出的光线的照射范围，使得在第四区域S4所对应范围内，不会受到机动车前照灯的照射。

示例性的，第四区域S4可以表示机动车在夜间行驶过程中遇到行人时行人所对应的区域。控制系统1获取车载传感器探测到行人所在区域，并控制扫描振镜5对该区域不进行扫描，形成第四区域S4。在机动车前照灯发光时扫描振镜5在控制系统1的控制下，形成如图3所示的扫描区域，从而在第四区域S4所对应的位置不会形成白光，使得在第四区域S4所对应范围内，不会受到机动车前照灯的照射，机动车前照灯发出的光线可以避免直射行人，减少了安全隐患。

需要说明的是，沿水平方向排列的受蓝激光照射区域与不受蓝激光照射区域的实施方式，与沿竖直方向上排列的受蓝激光照射区域与不受蓝激光照射区域的实施方式可以相互结合。例如，在机动车前照灯开启近光灯照明模式下，可以将沿水平方向排列的多个区域中的至少一个设置为不受蓝激光照射的区域；或者，在机动车前照灯开启远光灯照明模式下，可以将沿水平方向排列的多个区域中的至少一个设置为不受蓝激光照射的区域。

图4为本发明实施例提供的另一种磷光体的示意图，参考图1和图4，预设区域包括交通指示符B。其中，交通指示符可以是指示标志、警告标志、禁令标志、指路标志（一般道路指路标志、高速公路指路标志）、旅游区标志、道路施工安全标志等，本实施列不做具体限定。交通指示符与磷光体7的预设区域相对应，预设区域的形状呈交通指示符。当扫描振镜5在控制系统1的控制下，将蓝激光振动扫描至磷光体7的预设区域，交通指示符B所在区域的磷光体7受蓝激光的激发产生白光，利用远光灯镜头组8成像并将所成图像投射到行车道上或投射到外部空间中，交通指示符可以对前方机动车及行人起警示作用，减少了安全隐患。

图5为本发明实施例提供的远光灯镜头组的示意图，参考图5，远光灯镜头组8包括沿光轴依次排列的第一透镜81、第二透镜82、第三透镜83和第四透镜84。第一透镜81位于第二透镜82与磷光体7之间，第二透镜82位于第一透镜81与第三透镜83之间，第三透镜83位于第二透镜82与第四透镜84之间。第一透镜81和第二透镜82均为凹凸透镜，第三透镜83为平凹透镜，第四透镜84为双凸透镜。其中，凹凸透镜朝向磷光体7一侧的表面为凹面，凹凸透镜背离磷光体7一侧的表面为凸面。平凹透镜朝向磷光体7一侧的表面为平面，平凹透镜背离磷光体7一侧的表面为凹面。双凸透镜朝向磷光体7一侧的表面为凸面，双凸透镜背离磷光体7一侧的表面为凸面。由此，第一透镜81、第二透镜82和第三透镜83均具有负光焦度，第四透镜84具有正光焦度。

需要说明的是，远光灯镜头组8区别于现有的机动车前照灯中镜头组。在现有的机动车前照灯中镜头组中，镜头组用于实现光线的非成像效果，即，设计构思为照明式设计，只考虑投射出去的光线的视场角度，不具备分辨率，不能把磷光体7上的扫描区域区分开来。而本申请中，远光灯镜头组8针对于分区扫描、分区照明的构思设计，设计构思为成像式设计，具备一定的分辨率，可以把磷光体7上的扫描区域区分开来，通过远光灯镜头组8后，磷光体7上的扫描区域被呈现在照明区域中，从而可以实现分区域照明。

可选的，参考图5，第三透镜83和第四透镜84胶合形成胶合透镜组。第三透镜83为平凹透镜，第四透镜84为双凸透镜，其中，第三透镜83的凹面侧也是第四透镜84的凸面侧，即第三透镜83的凹面侧与第四透镜84的凸面侧进行胶合，形成共面，可以消除透镜两个面上的反射损失，以使白光成像性能高于单透镜成像。

可选的，参考图5，沿光轴方向，第二透镜82与第三透镜83之间的距离大于或者等于0.1mm且小于或者等于2mm。即，第二透镜82远离磷光体7一侧表面与第三透镜83朝向磷光体7一侧表面之间的距离，大于或者等于0.1mm且小于或者等于2mm。

可选的，参考图5，沿光轴方向，第一透镜81与第二透镜82之间的距离大于或者等于20mm且小于或者等于25mm。即，第一透镜81远离磷光体7一侧表面与第二透镜82朝向磷光体7一侧表面之间的距离，大于或者等于20mm且小于或者等于25mm。

示例性地，第一透镜81、第二透镜82、第三透镜83和第四透镜84是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件。第一透镜81的厚度范围可以是20mm -25mm，第一透镜81的折射率范围可以是1.65-1.77。第二透镜82的厚度范围可以是2mm -7mm，第二透镜82的折射率范围可以是1.73-1.85。第三透镜83的厚度范围可以是8mm -13mm，第三透镜83的折射率范围可以是1.73-1.85。第四透镜84的厚度范围可以是9mm -13mm，第四透镜84的折射率范围可以是1.55-1.67。

示例性的，每个透镜的凸面侧和凹面侧需要镀上增透膜，以增加透光量，减少反射光。

可选的，参考图1，机动车前照灯还包括光束整形镜头3、第一反射镜4、第二反射镜6、发光二极管9和近光灯镜头10。蓝激光器2发射的蓝激光经光束整形镜头3聚焦后，投射至第一反射镜4，由第一反射镜4反射至扫描振镜5，扫描振镜5将蓝激光振动扫描至第二反射镜6，经第二反射镜6反射至磷光体7的预设区域。磷光体7上的预设区域受蓝激光照射而出射白光，白光投射至近光区域或者远光区域。发光二极管9发射的光经近光灯镜头10投射至近光区域。

示例性地，机动车前照灯开启近光灯照明模式时，发光二极管9发光，发光二极管9发出的光经近光灯镜头10投射至近光区域。机动车前照灯开启远光灯照明模式时，发光二极管9发光，发光二极管9发出的光经近光灯镜头10投射至远光区域中距离机动车较近距离的区域内。

示例性的，远光灯镜头组8的镜头F数（镜头的光圈大小由F数表示）可以为0.55，如 果从磷光体7发出的光源发散角为θ，根据

，求得发散角θ约为65°。即远光灯镜 头组8可以收集65°立体角的磷光体7发出的光，提高了光源的利用效率。

示例性的，远光灯镜头组8能满足1cycles/mm的分辨率，有利于远光灯镜头组8的投影工作和分区照明。

示例性地，蓝激光器2是指波长位于400nm-500nm区间且光源呈蓝色的激光器。蓝激光器2发射的蓝激光具有波长短、衍射效应小、能量高等特性。

示例性地，磷光体7是产生冷发光现象的物质，包括亮度衰减缓慢的磷光材料和发光衰减在几十纳秒的荧光材料，磷光体7可以位于蓝激光器2发射的蓝激光出射路径上。示例性的，磷光体7可以理解为一种光转换机构，其可以将一种波长的光转换为另一种波长的光，在本发明实施例，磷光体7受蓝激光照射的区域出射白光，即将蓝光转换为白光。

示例性地，控制系统1用于控制扫描振镜5表面振动进行扫描并且可以控制发射激光的输出功率。

示例性地，扫描振镜5是一种微型电子机械系统，大小在小于或者等于毫米量级，驱动方式分为电热驱动、静电驱动、电磁驱动和压电驱动四种。示例性的，扫描振镜5可以是一种基于微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）技术制作而成的微小可驱动反射镜。

图6为本发明实施例提供的机动车前照灯开启近光灯照明模式的模拟效果图，结合参考图2和图6，机动车前照灯开启近光灯照明模式，磷光体7的上半部分区域产生白光。磷光体7的上半部分区域所产生的白光经远光灯镜头组8成像后，形成在图6中位置靠下的照明光束，即，形成与机动车较近距离的照明光束。

图7为本发明实施例提供的机动车前照灯开启远光灯照明模式的模拟效果图，参考图7，机动车前照灯开启远光灯照明模式，磷光体7的全部区域产生白光。磷光体7的上半部分区域所产生的白光经远光灯镜头组8成像后，形成在图7中位置靠下的照明光束，即，形成与机动车较近距离的照明光束。磷光体7的下半部分区域所产生的白光经远光灯镜头组8成像后，形成在图7中位置靠上的照明光束，即，形成与机动车较远距离的照明光束。

示例性地，图6和图7为在机动车前照灯前15米处获取的图像。

图8为本发明实施例提供的机动车前照灯开启分区照明模式的模拟效果图，结合参考图3和图8，机动车前照灯开启分区照明模式，沿水平方向排列的多个区域中的至少一个设置为不受蓝激光照射的区域。第三区域S3和第四区域S4受蓝激光的照射发射的白光，经过远光灯镜头组8成像后，形成在图8中两个分离的光斑，磷光体7上的扫描区域被呈现在照明区域中，从而可以实现分区域照明。

图9为采用现有的机动车前照灯中镜头组开启分区照明模式的模拟效果图，参考图9，将如图1所示的机动车前照灯中的远光灯镜头组8更换为现有的机动车前照灯中镜头组，所获取的图像如图9所示。由于采用非成像式镜头，不能把磷光体7上的预设区域（第三区域S3和第五区域S5）完整的呈现出来，只能出现两块模糊的光斑。磷光体7上的扫描区域不被呈现在照明区域中，无法实现分区域照明。

图10为本发明实施例提供的机动车前照灯开启图像投影模式的模拟效果图，结合参考图4和图10，蓝激光投射在交通指示符B所在区域，激发形成白光，白光经远光灯镜头组8成像后，形成图10所示的照明光束，提供交通指示的警示作用。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种机动车前照灯，其特征在于，包括：

蓝激光器，发射蓝激光；

磷光体，位于所述蓝激光的出射路径上，所述磷光体受所述蓝激光照射的区域出射白光；

远光灯镜头组，位于所述磷光体的出射路径上，将所述磷光体出射的白光投射至近光区域或者远光区域；

还包括控制系统和扫描振镜，所述扫描振镜在所述控制系统的控制下，将所述蓝激光振动扫描至所述磷光体的预设区域。

2.根据权利要求1所述的机动车前照灯，其特征在于，所述预设区域包括所述磷光体的全部区域。

3.根据权利要求1所述的机动车前照灯，其特征在于，所述磷光体包括沿竖直方向排列的第一区域和第二区域，所述第一区域位于所述第二区域沿所述竖直方向的一侧；

所述预设区域包括所述第一区域。

4.根据权利要求3所述的机动车前照灯，其特征在于，所述第一区域S1包括沿水平方向排列的第一子区域和第二子区域，所述第二子区域位于所述第一子区域沿所述水平方向的一侧；

所述第一子区域沿所述竖直方向的宽度大于所述第二子区域沿所述竖直方向的宽度。

5.根据权利要求1所述的机动车前照灯，其特征在于，所述磷光体包括沿水平方向排列的第三区域、第四区域和第五区域，所述第四区域位于所述第三区域与所述第五区域之间；

所述预设区域包括所述第三区域和所述第五区域。

6.根据权利要求1所述的机动车前照灯，其特征在于，所述预设区域包括交通指示符。

7.根据权利要求1所述的机动车前照灯，其特征在于，所述远光灯镜头组包括沿光轴依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜位于所述第二透镜与所述磷光体之间；

所述第一透镜和所述第二透镜均为凹凸透镜，所述第三透镜为平凹透镜，所述第四透镜为双凸透镜。

8.根据权利要求7所述的机动车前照灯，其特征在于，所述第三透镜和所述第四透镜胶合形成胶合透镜组。

9.根据权利要求7所述的机动车前照灯，其特征在于，沿所述光轴方向，所述第二透镜与所述第三透镜之间的距离大于或者等于0.1mm且小于或者等于2mm；

沿所述光轴方向，所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离大于或者等于20mm且小于或者等于25mm。

10.根据权利要求1所述的机动车前照灯，其特征在于，还包括光束整形镜头、第一反射镜、第二反射镜、发光二极管和近光灯镜头；

所述蓝激光器发射的所述蓝激光经所述光束整形镜头聚焦后，投射至所述第一反射镜，由所述第一反射镜反射至所述扫描振镜，所述扫描振镜将所述蓝激光振动扫描至所述第二反射镜，经所述第二反射镜反射至所述磷光体的预设区域；

所述发光二极管发射的光经所述近光灯镜头投射至所述近光区域。

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