一種基于dmd的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光學技術領域，涉及一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈。
【背景技術】
[0002]汽車前照燈又稱“大燈”，裝于汽車頭部兩側，主要用于夜間行車道路的照明。在汽車夜間行駛過程中，為使得駕駛員能夠更加舒適而又安全地駕駛，前照燈照明應滿足一定的配光要求。因此相繼出臺了法規(guī)ECER98《關于批準裝有氣體放電光源的汽車前照燈的統(tǒng)一規(guī)定》和法規(guī)ECER123《關于機動車自適應前照明系統(tǒng)(AFS)認證的統(tǒng)一規(guī)定》，其中ECER123法規(guī)是針對前照燈自適應系統(tǒng)的，是未來汽車前照燈系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。目前的自適應前照燈主要分為以下幾類:1、依靠傳統(tǒng)車燈系統(tǒng)，加上機械偏轉模塊使得車燈整體偏轉實現(xiàn)不同光型；2、少數(shù)使用擋板作為配光模塊的前照燈通過切換不同的擋板實現(xiàn)不同光型；3、由于LED具有成本低可靠性高且單顆體積小的優(yōu)勢使用多顆LED作為前照燈光源，通過控制個別LED的亮度實現(xiàn)不同光型。以上自適應前照燈有一個共性的問題:可實現(xiàn)的光型十分有限，通過空間換取自適應光型，其中機械式只能實現(xiàn)簡單的光型偏轉而不能實現(xiàn)其他更復雜的照明，擋板式亦是實現(xiàn)光型數(shù)量有限，且近年來由于擋板式前照燈的光能利用率不高的缺點逐漸淘汰。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，采用激光作為車燈光源，具有亮度高、耗能低、體積小的優(yōu)點，同時采用數(shù)字微鏡作為配光元件，可實現(xiàn)任意光型滿足自適應照明要求。
[0004]為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]—種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，該激光車燈包括光源、準直勻光整形模塊、反射鏡、數(shù)字光處理投影模塊、熒光板微透鏡陣列；光源發(fā)射的激光經(jīng)過準直勻光整形模塊得到與數(shù)字光處理投影模塊中數(shù)字微鏡陣列尺寸一致的均勻矩形光斑，然后經(jīng)反射鏡傳輸至數(shù)字光處理投影模塊，數(shù)字光處理投影模塊對矩形光斑進行數(shù)字光處理后傳輸至熒光板微透鏡陣列，最后通過投影鏡頭投射到配光屏，產(chǎn)生自適應車燈光型。
[0006]進一步，所述光源為多顆大功率藍光激光二極管。
[0007]進一步，所述準直勻光整形模塊包括依次包括準直透鏡、聚焦透鏡、復眼透鏡、積分聚焦透鏡。
[0008]進一步，所述復眼透鏡中的單個微透鏡為矩形，矩形的長寬比與數(shù)字微鏡陣列的長寬比一致。
[0009]進一步，所述聚焦透鏡的聚焦光斑發(fā)散角在復眼透鏡接收角以內(nèi)。
[0010]進一步，所述數(shù)字光處理投影模塊包括數(shù)字微鏡陣列器件及其驅動控制系統(tǒng)和投影鏡頭。
[0011]進一步，所述熒光板微透鏡陣列用微型方形凹槽作為底板，微透鏡陣列作為頂蓋，將黃色熒光粉置于微透鏡焦點處。
[0012]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提供的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，利用數(shù)字光處理投影技術對激光進行整形配光，熒光板微透鏡陣列將藍光圖像轉化為白光圖像，該車燈不但具有亮度高、耗能低、體積小的優(yōu)點，而且是一款能夠實現(xiàn)任意車燈光型的自適應車燈。
【附圖說明】
[0013]為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:
[0014]圖1為本實用新型所述激光車燈的系統(tǒng)結構圖；
[0015]圖2為熒光板結構圖；
[0016]其中，圖1中的I為藍光激光二極管；2為準直透鏡；3為聚焦透鏡；4為復眼透鏡；5為積分聚焦透鏡；6為反射鏡；7為數(shù)字微鏡器件；8為焚光板；9為投影鏡頭；10為配光屏；圖2(a)為正視圖，圖2(b)為側視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0018]本實用新型提供的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，利采用藍光激光作為光源，對其進行光學勻化整形得到均勻矩形光斑，經(jīng)數(shù)字微鏡進行光處理得到相應藍光圖像，利用藍光激光激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生白光原理得到黑白圖像，最后出射光經(jīng)投影鏡頭投射至25米遠處實現(xiàn)各種自適應車燈光型，從而實現(xiàn)自適應照明。如圖1所示，激光車燈包括光源、準直勻光整形模塊、反射鏡、數(shù)字光處理投影模塊、熒光板微透鏡陣列；光源發(fā)射的激光經(jīng)過準直勻光整形模塊得到與數(shù)字微鏡陣列尺寸一致的均勻矩形光斑，矩形光斑經(jīng)反射鏡傳輸至數(shù)字光處理投影模塊，數(shù)字光處理投影模塊對矩形光斑進行數(shù)字光處理后傳輸至熒光板微透鏡陣列，熒光板微透鏡陣列用于將圖像轉化為白光圖像，最后通過投影鏡頭投射到配光屏，產(chǎn)生自適應車燈光型。
[0019]光源由多顆大功率藍光激光二極管組成，激光二極管數(shù)量視單顆LD功率而定，使得最后總出光流明數(shù)彡10001m。
[0020]大功率藍光激光經(jīng)準直勻光系統(tǒng)得到與數(shù)字微鏡陣列尺寸一致的藍光均勻矩形光斑，光線經(jīng)微鏡陣列數(shù)字光處理得到相應藍光圖像，藍光圖像傳輸至熒光板微透鏡陣列得到相應白光圖像，最后通過投影鏡頭投射到25m遠處車燈配光屏得到滿足車燈照明標準的車燈光型，輸出光型可以通過控制微鏡陣列各像素點偏轉任意變換。
[0021]準直勻光整形模塊包括依次包括準直透鏡、聚焦透鏡、復眼透鏡、積分聚焦透鏡。激光經(jīng)復眼透鏡勻化分束，細化光通過聚焦透鏡聚焦在其焦面上得到與數(shù)字微鏡陣列尺寸比一致的矩形均勻藍光光斑，光束孔徑角控制在12°以內(nèi)。
[0022]復眼透鏡中的單個微透鏡為矩形，矩形的長寬比與數(shù)字微鏡陣列的長寬比一致。
[0023]先使用聚焦透鏡對準直激光進行聚焦，在其焦面處得到一個大光斑后對其勻化整形，所得聚焦光斑發(fā)散角應在復眼透鏡接收角以內(nèi)，通過此法可增大單個復眼微透鏡口徑，同時減少微透鏡數(shù)量。
[0024]數(shù)字光處理DLP投影模塊包括數(shù)字微鏡陣列器件及其驅動控制系統(tǒng)和投影鏡頭，數(shù)字微鏡器件將入射光斑進行數(shù)字光處理后得到相應圖像投射到投影鏡頭，本專利中投影鏡頭需將數(shù)字微鏡陣列的尺寸比轉化為與配光屏尺寸比一致(例如，將微鏡陣列的16:9的尺寸比圖像轉換為5.2:1)，如此可以充分利用微鏡陣列面積。
[0025]數(shù)字微鏡器件(Digital Micro mirror Device)，簡稱DMD，它是一個芯片上集成了大量的微鏡，由微控制器控制，在電子開關的作用下，每個微鏡都可獨立高頻翻轉到正反兩個位置，微控制通過脈沖寬度大小來控制每個微鏡翻轉后保持的時間，在屏幕上產(chǎn)生不同亮度的灰度等級圖像。通過一定的微鏡陣列組合就可以實現(xiàn)預期的光斑效果。DMD微鏡陣列是用于將入射于不同像素點的光進行不同方向的偏轉得到車燈光型的物像，投影鏡頭是將所得像成倍放大至25m遠處配光屏。
[0026]采用熒光板微透鏡陣列作為白光轉化器件，采用由若干個矩形凹槽陣列作為底板，微透鏡陣列作為頂蓋，將黃色熒光粉至于微透鏡焦點處，用于將從底板入射的藍光激光轉化為白光，白光經(jīng)微透鏡準直使其沿原藍光光路出射，進而將藍光圖像轉化為白光圖像。
[0027]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權利要求書所限定的范圍。
【主權項】
1.一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，其特征在于:該激光車燈包括光源、準直勻光整形模塊、反射鏡、數(shù)字光處理投影模塊、熒光板微透鏡陣列；光源發(fā)射的激光經(jīng)過準直勻光整形模塊得到與數(shù)字光處理投影模塊中數(shù)字微鏡陣列尺寸一致的均勻矩形光斑，矩形光斑經(jīng)反射鏡傳輸至數(shù)字光處理投影模塊，數(shù)字光處理投影模塊對矩形光斑進行數(shù)字光處理后傳輸至熒光板微透鏡陣列，最后通過投影鏡頭投射到配光屏，產(chǎn)生自適應車燈光型。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，其特征在于:所述光源為多顆大功率藍光激光二極管。3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，其特征在于:所述準直勻光整形模塊包括依次包括準直透鏡、聚焦透鏡、復眼透鏡、積分聚焦透鏡。4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，其特征在于:所述復眼透鏡中的單個微透鏡為矩形，矩形的長寬比與數(shù)字微鏡陣列的長寬比一致。5.根據(jù)權利要求3所述的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，其特征在于:所述聚焦透鏡的聚焦光斑發(fā)散角在復眼透鏡接收角以內(nèi)。6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，其特征在于:所述數(shù)字光處理投影模塊包括數(shù)字微鏡陣列器件及其驅動控制系統(tǒng)和投影鏡頭。7.根據(jù)權利要求2所述的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，其特征在于:所述熒光板微透鏡陣列用微型方形凹槽作為底板，微透鏡陣列作為頂蓋，將黃色熒光粉置于微透鏡焦點處。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，屬于光電技術領域。該激光車燈包括光源、準直勻光整形模塊、反射鏡、數(shù)字光處理投影模塊、熒光板微透鏡陣列；光源發(fā)射的激光經(jīng)過準直勻光整形模塊得到與數(shù)字光處理投影模塊中數(shù)字微鏡陣列尺寸一致的均勻矩形光斑，矩形光斑經(jīng)反射鏡傳輸至數(shù)字光處理投影模塊，數(shù)字光處理投影模塊對矩形光斑進行數(shù)字光處理后傳輸至熒光板微透鏡陣列，最后通過投影鏡頭投射到配光屏，產(chǎn)生自適應車燈光型。本實用新型提供的一種基于DMD的藍光激發(fā)熒光粉式激光車燈，具有亮度高、耗能低、體積小的優(yōu)點，同時采用數(shù)字微鏡作為配光元件，可實現(xiàn)任意車燈光型滿足自適應照明要求。
【IPC分類】G03B21/20, G02B27/09, G03B21/14
【公開號】CN204740418
【申請?zhí)枴緾N201520508625
【發(fā)明人】孫秀輝, 帥詞鳳, 尹韶云, 杜春雷
【申請人】中國科學院重慶綠色智能技術研究院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月14日