TW201741588A - 光源系統、車燈與汽車 - Google Patents

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Abstract

一種光源系統，其包括一鐳射光源、一螢光層、一光電轉換器、一分光結構及一電壓控制器，該分光結構包括一透明的本體，該本體包括一第一基材及一第二基材，該第一基材與第二基材的結合處形成一結合面，該第一基材由電光材料製成，該第一基材與第二基材的折射率於未施加電壓時相同，該分光結構還包括二透明導電膜，電壓控制器於未接收到光電轉換器傳來的電信號時對分光結構施加電壓，該第一基材的折射率均勻變化，使得結合面轉換成一分光面以使鐳射光束於分光面處發生全反射。

Description

光源系統、車燈與汽車
本發明涉及一種光源系統，還涉及一種車燈與汽車。
汽車頭燈可根據光源的種類進行分類，例如LED頭燈（發光二極體）、HID頭燈（氣體放電燈）或Laser頭燈（鐳射頭燈），其中，由於發光二極體與鐳射的能源效率較高，更符合綠色能源的趨勢；而相較于發光二極體，鐳射能提供更明亮的透射效果，其照射距離亦更遠。
汽車中鐳射頭燈的原理係藉由鐳射激發螢光粉產生其他波長的光與鐳射混光後產生符合要求的白色光源用以汽車行車照明。然，鐳射係一種強度相對較高的光源，如果鐳射頭燈中的鐳射光束未激發螢光粉而直接射出（如螢光層失效或汽車行駛過程中出現光源未對準螢光粉的情況時），將可能對鐳射照射到的路人照成傷害，甚至造成交通事故。故，鐳射光束於未激發螢光粉時，需將鐳射導向其他方向，以避免鐳射光束直接射出。
請參閱圖1，現有的光源系統100包括一鐳射光源11、一螢光層12、一光電二極體13、一反射組件15及一透鏡16。所述反射組件15對應所述鐳射光源11開設有一通孔151。所述光電二極體13與所述鐳射光源11電連接且位於所述反射組件15的同側。所述鐳射光源11發出鐳射光束經過所述螢光層12時被吸收，並經由所述螢光層12轉換發散出與所述鐳射光束波段不同的可見光，所述可見光傳至所述反射組件15上，該可見光的大部分經所述反射組件15全反射至所述透鏡16並經所述透鏡16傳出以進行照明，同時，該可見光的一小部分經該可見光反射後被所述光電二極體13接收，該可見光的另一部分經所述通孔151匯出。當所述鐳射光源11發光的鐳射光束未被螢光層12吸收時，所述鐳射光束保持原有的准直性而直接經所述通孔151匯出，此時，所述光電二極體13未接收光訊號，則關閉所述鐳射光源11。
然，由於通孔151對應鐳射光源11設置，上述光源系統100於正常照明時，光束中中央較高強度的光經所述通孔151匯出，從而使得鐳射光束的利用率降低。
鑒於上述情況，有必要提供一種提高鐳射光束利用率的光源系統。
還有必要提供一種車燈與汽車。
一種光源系統，其包括一鐳射光源、一螢光層及一光電轉換器，所述光電轉換器鄰近所述螢光層並設置於所述螢光層遠離所述鐳射光源的一側，所述光源系統還包括一分光結構及一電壓控制器，所述分光結構設置於所述鐳射光源與所述螢光層之間，其包括一透明的本體，所述本體包括一第一基材及一與所述第一基材結合的第二基材，所述第一基材與第二基材的結合處形成一結合面且所述鐳射光源發出的鐳射光束經所述結合面照射至所述螢光層，所述第一基材與第二基材中至少第一基材採用電光材料製成，所述第一基材與第二基材的折射率於未施加電壓時相同，所述分光結構還包括分別設置於所述本體相對二側的二透明導電膜，所述透明導電膜與所述電壓控制器電連接並覆蓋所述第一基材及第二基材，所述螢光層用於吸收來自所述鐳射光源發出的鐳射，並發散出與所述鐳射波段不同的一可見光，所述光電轉換器用於在接收所述可見光時將該可見光轉換為一電信號，所述電壓控制器於未接收到來自所述光電轉換器產生的電信號時對所述分光結構施加電壓，使得至少所述第一基材的折射率變化，使得所述結合面轉換成一分光面以使所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
優選的，所述透明導電膜為銦錫氧化物半導體形成的透明導電膜。
優選的，所述第二基材採用電光材料製成，且所述第二基材的電光材料與所述第一基材的電光材料不同，所述第一基材的折射率與所述第二基材的折射率於所述電壓控制器對所述分光結構施加電壓時變化以使所述第一基材的折射率大於所述第二基材的折射率，使所述結合面轉換成所述分光面，從而使得所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
一種車燈，該車燈包括至少一光源系統，所述光源系統包括一鐳射光源、一螢光層及一光電轉換器，所述光電轉換器鄰近所述螢光層並設置於所述螢光層遠離所述鐳射光源的一側，所述光源系統還包括一分光結構及一電壓控制器，所述分光結構設置於所述鐳射光源與所述螢光層之間，其包括一透明的本體，所述本體包括一第一基材及一與所述第一基材結合的第二基材，所述第一基材與第二基材的結合處形成一結合面且所述鐳射光源發出的鐳射光束經所述結合面照射至所述螢光層，所述第一基材與第二基材中至少第一基材採用電光材料製成，所述第一基材與第二基材的折射率於未施加電壓時相同，所述分光結構還包括分別設置於所述本體相對二側的二透明導電膜，所述透明導電膜與所述電壓控制器電連接並覆蓋所述第一基材及第二基材，所述螢光層用於吸收來自所述鐳射光源發出的鐳射，並發散出與所述鐳射波段不同的一可見光，所述光電轉換器用於在接收所述可見光時將該可見光轉換為一電信號，所述電壓控制器於未接收到來自所述光電轉換器產生的電信號時對所述分光結構施加電壓，使得至少所述第一基材的折射率變化，使得所述結合面轉換成一分光面以使所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
優選的，所述透明導電膜為銦錫氧化物半導體形成的透明導電膜。
優選的，所述第二基材採用電光材料製成，且所述第二基材的電光材料與所述第一基材的電光材料不同，所述第一基材的折射率與所述第二基材的折射率於所述電壓控制器對所述分光結構施加電壓時變化以使所述第一基材的折射率大於所述第二基材的折射率，使所述結合面轉換成所述分光面，從而使得所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
一種汽車，其包括至少一車燈，每一車燈包括至少一光源系統，所述光源系統包括一鐳射光源、一螢光層及一光電轉換器，所述光電轉換器鄰近所述螢光層並設置於所述螢光層遠離所述鐳射光源的一側，所述光源系統還包括一分光結構及一電壓控制器，所述分光結構設置於所述鐳射光源與所述螢光層之間，其包括一透明的本體，所述本體包括一第一基材及一與所述第一基材結合的第二基材，所述第一基材與第二基材的結合處形成一結合面且所述鐳射光源發出的鐳射光束經所述結合面照射至所述螢光層，所述第一基材與第二基材中至少第一基材採用電光材料製成，所述第一基材與第二基材的折射率於未施加電壓時相同，所述分光結構還包括分別設置於所述本體相對二側的二透明導電膜，所述透明導電膜與所述電壓控制器電連接並覆蓋所述第一基材及第二基材，所述螢光層用於吸收來自所述鐳射光源發出的鐳射，並發散出與所述鐳射波段不同的一可見光，所述光電轉換器用於在接收所述可見光時將該可見光轉換為一電信號，所述電壓控制器於未接收到來自所述光電轉換器產生的電信號時對所述分光結構施加電壓，使得至少所述第一基材的折射率變化，使得所述結合面轉換成一分光面以使所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
優選的，所述透明導電膜為銦錫氧化物半導體形成的透明導電膜。
優選的，所述第二基材採用電光材料製成，且所述第二基材的電光材料與所述第一基材的電光材料不同，所述第一基材的折射率與所述第二基材的折射率於所述電壓控制器對所述分光結構施加電壓時變化以使所述第一基材的折射率大於所述第二基材的折射率，使所述結合面轉換成所述分光面，從而使得所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
本發明的光源系統，所述電壓控制器於所述光電感測組件未接收到光資訊時對所述分光結構施加電壓，使得所述第一基材及第二基材中至少第一基材的折射率發生改變，使得所述結合面構成一分光面以使所述鐳射光源發出的鐳射光束傳至所述分光面處被全反射，將該鐳射光束導向其他方向，避免直接射出影響行人安全及駕駛安全，且避免了正常照明時鐳射光束的浪費，提高了正常照明時鐳射光束的利用率。
圖1為現有技術中的光源系統的結構示意圖。
圖2為本發明實施方式的帶有光源系統的汽車的結構示意圖。
圖3為圖2所示的光源系統的結構示意圖。
請參閱圖2及圖3，本發明實施方式的光源系統200，其可應用於汽車300的車燈310內，用於在汽車300行駛時進行照明。所述光源系統200包括一鐳射光源20、一分光結構21、一螢光層23、一光電轉換器24及一電壓控制器25。所述分光結構21及螢光層23沿所述鐳射光源20發出鐳射光束的方向依次排列設置。所述光電轉換器24鄰近所述螢光層23並設置於所述螢光層23遠離所述分光結構21的一側。所述電壓控制器25分別電連接所述分光結構21與所述光電轉換器24。
所述分光結構21設置於所述鐳射光源20與所述螢光層23之間，其包括一透明的本體211及分別覆蓋所述本體21相對二側的二透明導電膜213。
所述本體211包括一第一基材214及一與所述第一基材214結合的第二基材215，所述第一基材214與所述第二基材215的結合處形成一結合面216。所述鐳射光源20發出的鐳射光束經過所述分光結構21的結合面216。本實施方式中，所述第一基材214採用電光材料製成，其於電壓的作用下折射率發生改變。於本實施方式中，所述電光材料可為氛化磷酸二氫鉀(DKDP)。於其他實施方式中，所述光電材料還可為磷酸二氫胺(ADP)或鈕酸銼(LT)晶體等本領域常用的其他種類。所述第一基材214的折射率與所述第二基材215的折射率於未施加電壓時相同。
所述透明導電膜213覆蓋所述第一基材214及所述第二基材215，且所述透明導電膜213與所述電壓控制器25電連接。當所述電壓控制器25向所述透明導電膜213施加電壓時，二透明導電膜213之間形成均勻的電場，使得所述第一基材214的折射率增大且各區域的折射率變化一致。本實施方式中，所述透明導電膜213為由銦錫氧化物半導體形成的二透明導電膜（ITO膜）。於其他實施方式中，所述透明導電膜213還可為鋁摻雜氧化鋅透明導電膜等其他本領域常用的透明透明導電膜。
於其他實施方式中，所述第一基材214及第二基材215均採用電光材料製成且所述第二基材215的電光材料與所述第一基材214的電光材料不同。所述第二基材215的折射率與所述第一基材214的折射率於未施加電壓時相同。當所述電壓控制器25向所述透明導電膜213施加電壓時，除所述第一基材214各區域的折射率變化一致外，所述第二基材215各區域的折射率變化一致，且所述第一基材的折射率大於所述第二基材的折射率。
所述螢光層23用於吸收來自所述鐳射光源20發出的鐳射，並發散出與所述鐳射波段不同的一可見光。
所述光電轉換器24用於當接收到所述可見光時將該可見光轉換為一電信號。於本實施方式中，所述光電轉換器24為一光電二極體。
所述電壓控制器25用於在未接收到來自所述光電轉換器24產生的電信號時，對所述分光結構21施加電壓，使得所述第一基材214及/或第二基材215的折射率發生改變，從而使得所述結合面216轉換為一分光面，使所述鐳射光源20發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
使用時，所述鐳射光源20發出的鐳射光束穿過所述分光結構21至所述螢光層23，當鐳射光源20發出的鐳射光束被所述螢光層23吸收時，所述螢光層23將吸收的鐳射光束轉換形成與所述鐳射波段不同的可見光，所述可見光由所述螢光層23匯出及發散以進行行車照明，由於可見光被發散，所述鄰近螢光層23設置的光電轉換器24接收到所述可見光；當螢光層23失效或行車過程中出現所述鐳射光源20發射出的鐳射光束偏離所述螢光層23射出的情況時，由於所述鐳射光源20發出的鐳射光束未被所述螢光層23吸收，使得所述鐳射光束未被所述螢光層23發散，從而導致所述光電轉換器24未能接收到可見光，此時，所述電壓控制器23對分光結構21施加電壓，所述第一基材214及/或第二基材215的折射率改變，使得所述結合面216轉換為一分光面以讓所述鐳射光源20發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射，以將該鐳射光束導向其他方向，避免直接射出影響行人安全及駕駛安全。且所述鐳射光源20於正常照明時避免了鐳射光束的浪費，提高了鐳射光束的利用率。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。
200‧‧‧光源系統
20‧‧‧鐳射光源
214‧‧‧分光結構
23‧‧‧螢光層
24‧‧‧光電感測組件
25‧‧‧電壓控制器
211‧‧‧本體
213‧‧‧透明導電膜
214‧‧‧第一基材
215‧‧‧第二基材
216‧‧‧結合面
300‧‧‧汽車
310‧‧‧車燈
無
200‧‧‧光源系統
20‧‧‧鐳射光源
214‧‧‧分光結構
23‧‧‧螢光層
24‧‧‧光電感測組件
25‧‧‧電壓控制器
211‧‧‧本體
213‧‧‧透明導電膜
214‧‧‧第一基材
215‧‧‧第二基材
216‧‧‧結合面

Claims (9)

  1. 一種光源系統，其包括一鐳射光源、一螢光層及一光電轉換器，所述光電轉換器鄰近所述螢光層並設置於所述螢光層遠離所述鐳射光源的一側，其改良在於：所述光源系統還包括一分光結構及一電壓控制器，所述分光結構設置於所述鐳射光源與所述螢光層之間，其包括一透明的本體，所述本體包括一第一基材及一與所述第一基材結合的第二基材，所述第一基材與第二基材的結合處形成一結合面且所述鐳射光源發出的鐳射光束經所述結合面照射至所述螢光層，所述第一基材與第二基材中至少第一基材採用電光材料製成，所述第一基材與第二基材的折射率於未施加電壓時相同，所述分光結構還包括分別設置於所述本體相對二側的二透明導電膜，所述透明導電膜與所述電壓控制器電連接並覆蓋所述第一基材及第二基材，所述螢光層用於吸收來自所述鐳射光源發出的鐳射，並發散出與所述鐳射波段不同的一可見光，所述光電轉換器用於在接收所述可見光時將該可見光轉換為一電信號，所述電壓控制器在未接收到來自所述光電轉換器產生的電信號時對所述分光結構施加電壓，使得至少所述第一基材的折射率變化，使得所述結合面轉換成一分光面以使所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光源系統，其中所述透明導電膜為銦錫氧化物半導體形成的透明導電膜。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光源系統，其中所述第二基材採用電光材料製成，且所述第二基材的電光材料與所述第一基材的電光材料不同，所述第一基材的折射率與所述第二基材的折射率於所述電壓控制器對所述分光結構施加電壓時變化以使所述第一基材的折射率大於所述第二基材的折射率，使所述結合面轉換成所述分光面，從而使得所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
  4. 一種車燈，該車燈包括至少一光源系統，所述光源系統包括一鐳射光源、一螢光層及一光電轉換器，所述光電轉換器鄰近所述螢光層並設置於所述螢光層遠離所述鐳射光源的一側，其改良在於：所述光源系統還包括一分光結構及一電壓控制器，所述分光結構設置於所述鐳射光源與所述螢光層之間，其包括一透明的本體，所述本體包括一第一基材及一與所述第一基材結合的第二基材，所述第一基材與第二基材的結合處形成一結合面且所述鐳射光源發出的鐳射光束經所述結合面照射至所述螢光層，所述第一基材與第二基材中至少第一基材採用電光材料製成，所述第一基材與第二基材的折射率於未施加電壓時相同，所述分光結構還包括分別設置於所述本體相對二側的二透明導電膜，所述透明導電膜與所述電壓控制器電連接並覆蓋所述第一基材及第二基材，所述螢光層用於吸收來自所述鐳射光源發出的鐳射，並發散出與所述鐳射波段不同的一可見光，所述光電轉換器用於在接收所述可見光時將該可見光轉換為一電信號，所述電壓控制器於未接收到來自所述光電轉換器產生的電信號時對所述分光結構施加電壓，使得至少所述第一基材的折射率變化，使得所述結合面轉換成一分光面以使所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的車燈，其中所述透明導電膜為銦錫氧化物半導體形成的透明導電膜。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的車燈，其中所述第二基材採用電光材料製成，且所述第二基材的電光材料與所述第一基材的電光材料不同，所述第一基材的折射率與所述第二基材的折射率於所述電壓控制器對所述分光結構施加電壓時變化以使所述第一基材的折射率大於所述第二基材的折射率，使所述結合面轉換成所述分光面，從而使得所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
  7. 一種汽車，其包括至少一車燈，每一車燈包括至少一光源系統，所述光源系統包括一鐳射光源、一螢光層及一光電轉換器，所述光電轉換器鄰近所述螢光層並設置於所述螢光層遠離所述鐳射光源的一側，其改良在於：所述光源系統還包括一分光結構及一電壓控制器，所述分光結構設置於所述鐳射光源與所述螢光層之間，其包括一透明的本體，所述本體包括一第一基材及一與所述第一基材結合的第二基材，所述第一基材與第二基材的結合處形成一結合面且所述鐳射光源發出的鐳射光束經所述結合面照射至所述螢光層，所述第一基材與第二基材中至少第一基材採用電光材料製成，所述第一基材與第二基材的折射率於未施加電壓時相同，所述分光結構還包括分別設置於所述本體相對二側的二透明導電膜，所述透明導電膜與所述電壓控制器電連接並覆蓋所述第一基材及第二基材，所述螢光層用於吸收來自所述鐳射光源發出的鐳射，並發散出與所述鐳射波段不同的一可見光，所述光電轉換器用於在接收所述可見光時將該可見光轉換為一電信號，所述電壓控制器於未接收到來自所述光電轉換器產生的電信號時對所述分光結構施加電壓，使得至少所述第一基材的折射率變化，使得所述結合面轉換成一分光面以使所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的汽車，其中所述透明導電膜為銦錫氧化物半導體形成的透明導電膜。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的汽車，其中所述第二基材採用電光材料製成，且所述第二基材的電光材料與所述第一基材的電光材料不同，所述第一基材的折射率與所述第二基材的折射率於所述電壓控制器對所述分光結構施加電壓時變化以使所述第一基材的折射率大於所述第二基材的折射率，使所述結合面轉換成所述分光面，從而使得所述鐳射光源發出的鐳射光束於所述分光面處發生全反射。
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