安全自適應(yīng)照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于機動車輛的照明系統(tǒng)（SE），包括：發(fā)射光輻射（L）的至少一個主光源和接收來自主光源的光輻射的掃描系統(tǒng)。輻射被在空間上分布在波長轉(zhuǎn)換裝置（15）上，從而掃掠掃描表面（19）。接收來自主光源的光輻射（L）的波長轉(zhuǎn)換裝置（15）再發(fā)射白光輻射（B）。光學(xué)成像系統(tǒng)接收白光輻射（B）以形成照明光束。波長轉(zhuǎn)換裝置（15）包括形成反射鏡（18）的基片。照明系統(tǒng)（SE）另外地包括用于朝向用于檢測掃描故障的裝置（24）反射光輻射（L）的裝置（22）。這些反射裝置（22）布置在掃描表面（19）的邊緣上。
【專利說明】安全自適應(yīng)照明系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于機動車輛的照明系統(tǒng)的【技術(shù)領(lǐng)域】。更具體地說，本發(fā)明涉及一種設(shè)置有激光源的照明系統(tǒng)的安全設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]從文件EP2063170中已經(jīng)知道一種用于機動車輛的照明系統(tǒng)，其設(shè)置有激光源，激光源的光輻射借助于掃描系統(tǒng)在空間上分布在波長轉(zhuǎn)換裝置的表面上，波長轉(zhuǎn)換裝置包括透明材料的基片，在基片上沉積磷光材料薄層。
[0003]應(yīng)當指出，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解“磷光材料”表示由未必含磷的不同化學(xué)元素制成的材料。
[0004]光輻射通過波長轉(zhuǎn)換裝置傳遞，波長轉(zhuǎn)換裝置再發(fā)射白光輻射。
[0005]照明系統(tǒng)還包括光學(xué)成像系統(tǒng)，該光學(xué)成像系統(tǒng)接收由波長轉(zhuǎn)換裝置再發(fā)射的白光并且在車輛的前方投射該光以形成照明光束。在這樣的系統(tǒng)中，波長轉(zhuǎn)換裝置定位在光學(xué)成像系統(tǒng)的焦平面附近。
[0006]在某些情況下，這樣的照明系統(tǒng)表現(xiàn)出與這樣的系統(tǒng)的有效性和安全性相關(guān)的兩個缺點。
[0007]事實上，系統(tǒng)的有效性受到透明材料的基片的輻射吸收現(xiàn)象和穿過轉(zhuǎn)換裝置的屈光件的輻射的寄生反射的限制。事實上，輻射的一部分被朝向輻射源反射，并且約一半的白光被再發(fā)射到波長轉(zhuǎn)換裝置的背面，也就是說，光學(xué)成像系統(tǒng)的對面。此外，透明材料基片一般由玻璃或聚碳酸酯制成。這些材料已知是差的熱導(dǎo)體?，F(xiàn)在，激光輻射的功率試圖顯著地加熱磷光材料，而不可能消散在玻璃或聚碳酸酯中的熱量。這種加熱的結(jié)果是降低激光輻射到白光的轉(zhuǎn)換效率。
[0008]在傳遞(transmission)(也就是說,通過在一側(cè)上的激光福射照亮它們并且通過收集從另一側(cè)發(fā)射的光)中使用磷光材料的事實，意味著磷光材料層的厚度小。這樣做的結(jié)果在于，在某些情況下存在如下危險:對磷光材料的降解產(chǎn)生了磷光材料在其中已經(jīng)消失的裸露區(qū)，使得激光輻射的一部分直接地穿過裸露區(qū)域并且被投射在車輛的前方。取決于激光源的發(fā)射功率和波長，后者例如對于位于道路場景中行人的眼睛可能意味著真正的危險。
[0009]此外，在掃描系統(tǒng)惡化的情況下，例如在交通事故過程中，激光有可能保持固定朝向波長轉(zhuǎn)換裝置的單個點，波長轉(zhuǎn)換裝置將光亮度非常高的光線傳遞到車輛的外部。這種射線可能燃燒司機或行人的皮膚或眼睛。
[0010]這些不同的風(fēng)險推動僅使用中等功率的激光源并且特別地放棄非常強大的激光源，其限制照明系統(tǒng)的有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種通過最小化激光輻射的分散和/或允許使用非常強大的激光源而更有效的照明系統(tǒng)。
[0012]為此，本發(fā)明的主題是一種用于機動車輛的照明系統(tǒng)，包括:
[0013]-至少一個主光源，用于發(fā)射光輻射，
[0014]-掃描系統(tǒng)，用于接收來自主光源的光輻射并且將光輻射在空間上分布在波長轉(zhuǎn)換裝置上，從而在這個轉(zhuǎn)換裝置上掃掠(sweep )掃描表面，
[0015]-波長轉(zhuǎn)換裝置，用于接收來自主光源的光輻射并且再發(fā)射白光輻射，
[0016]-光學(xué)成像系統(tǒng)，用于接收由波長轉(zhuǎn)換裝置再發(fā)射的白光并且將該光投射在車輛的前方以形成照明光束，波長轉(zhuǎn)換裝置定位在光學(xué)成像系統(tǒng)的焦平面附近。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，波長轉(zhuǎn)換裝置包括用于形成反射鏡的基片，掃描系統(tǒng)和光學(xué)成像系統(tǒng)被布置在反射鏡的同一反射側(cè)，照明系統(tǒng)另外地包括用于將光輻射朝向用于檢測掃描故障的裝置反射的裝置，這些反射裝置布置在掃描表面的邊緣上。
[0018]因此，這樣的照明系統(tǒng)能夠通過最小化激光輻射的分散以使用非常強的光源。在實踐中，由于使用設(shè)置有反射鏡的波長轉(zhuǎn)換裝置并且掃描系統(tǒng)和光學(xué)成像系統(tǒng)被放置在反射鏡的同一反射側(cè)上，由光源發(fā)射的輻射不再通過透明基片傳遞，并且重要的是，由波長轉(zhuǎn)換裝置發(fā)射的光朝向光學(xué)成像系統(tǒng)返回。輻射損失從而顯著地減少。此外，這個系統(tǒng)能夠在掃描系統(tǒng)故障時消除激光輻射的朝向道路場景的事故性發(fā)射的風(fēng)險。這是因為，在局部破壞波長轉(zhuǎn)換裝置的情況下，被朝向基片的反射鏡引導(dǎo)至車輛的背面的輻射不會造成到達位于道路場景中的路人的風(fēng)險。由于這些風(fēng)險是可以避免的，所以可以使用相對強的激光。此外，在掃描系統(tǒng)故障時，用于檢測掃描故障的裝置將表征光輻射反射裝置不再被正常地掃描的情況的信息發(fā)送到用于檢查掃描系統(tǒng)的正確操作的裝置。因此，檢查裝置自動地發(fā)送指令以停止電力供應(yīng)到激光源，以便防止對于位于接近車輛的人員的任何可能的風(fēng)險。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)還可以包括下面的一個或更多個任選的特征:
[0020]-掃描表面至少部分地由覆蓋基片的磷光材料層的表面形成；
[0021]-用于反射光輻射的裝置由與波長轉(zhuǎn)換裝置相同的材料制成；
[0022]-用于反射光輻射的裝置是連接到波長轉(zhuǎn)換裝置的反射鏡；
[0023]-掃描表面具有基本上多邊形的輪廓；
[0024]-反射裝置僅位于基本上多邊形的輪廓的角的位置處；
[0025]-反射裝置僅位于基本上多邊形的輪廓的相鄰的兩條邊上；
[0026]-反射裝置被均勻地分布在掃描表面上；
[0027]-系統(tǒng)包括至少一個壁，用于吸收由波長轉(zhuǎn)換裝置發(fā)射的、離開朝向光學(xué)成像系統(tǒng)的路徑移動的福射。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]本發(fā)明在閱讀僅作為示例給出的下面的描述并且參照附圖時將被更好地理解，其中:
[0029]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的示意圖；
[0030]-圖2是用于朝向用于檢測掃描故障的裝置反射光輻射的裝置的第一實施例的示意圖，這些反射裝置裝備圖1的照明系統(tǒng)；
[0031]-圖3是類似于圖2的反射裝置的第二實施例的視圖?！揪唧w實施方式】
[0032]參照圖1，可以看到根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)SE的圖。這樣的系統(tǒng)包括光輻射源10，光輻射源10包括常規(guī)類型的主光源U、常規(guī)光學(xué)聚焦裝置12和掃描系統(tǒng)14。
[0033]光源11是激光源，例如包括激光二極管，發(fā)射例如波長在400納米和500納米之間的激光輻射L，并且波長優(yōu)選地接近450或460納米。這些波長對應(yīng)于從藍色到近紫外線的顏色范圍。
[0034]作為變型，主光源11可以包括光學(xué)器件，所述光學(xué)器件將多個激光輻射結(jié)合成單個光束，例如使用光纖或利用不同的激光源的不同偏振的裝置來實現(xiàn)。
[0035]在描述的示例中，常規(guī)類型的掃描系統(tǒng)14包括單個微反射鏡，所述單個微反射鏡可以圍繞兩個正交軸移動，諸如在光學(xué)掃描系統(tǒng)中使用的被稱為“掃描儀”的那些裝置。
[0036]微反射鏡將光輻射朝向波長轉(zhuǎn)換裝置15反射，波長轉(zhuǎn)換裝置15將輻射朝向常規(guī)光學(xué)成像系統(tǒng)17傳遞。
[0037]波長轉(zhuǎn)換裝置15包括用于形成反射鏡的基片18，所述反射鏡覆蓋有連續(xù)且均勻的磷光材料層20。掃描系統(tǒng)14和成像光學(xué)系統(tǒng)17布置在由基片形成的反射鏡18的同一反射側(cè)。
[0038]源11產(chǎn)生激光射線11，所述激光射線11通過掃描系統(tǒng)14在兩個方向上偏轉(zhuǎn)，并且所述激光射線11以與波長轉(zhuǎn)換裝置15的掃描表面19相交的立體角(solid angle)從掃描系統(tǒng)14出射(參見圖2)。
[0039]如已知的，用于接收基本上是單色的和相干的激光輻射L的波長轉(zhuǎn)換裝置15的層20的每個點朝向成像系統(tǒng)17再發(fā)射不同波長的光B，并且特別地是可被認為是“白”的光，也就是說，其包括在約400納米和800納米之間的多個波長，即位于可見光的光譜范圍內(nèi)。這種光發(fā)射根據(jù)朗伯發(fā)射模式(Lambertian emission pattern)發(fā)生,即在各個方向具有均勻亮度。
[0040]因為磷光材料層20被沉積在用于激光輻射L的反射基片18上，所以確保在已經(jīng)全部通過磷光材料層20之前不會遇到磷光材料20的任何晶粒(grain)的激光福射L在已經(jīng)被基片18反射之后將能遇到磷光材料的晶粒。
[0041]基片18例如選自良好熱導(dǎo)體的材料，例如招?；?8因而能夠通過由基片18改善熱量耗散來限制磷光材料層20的溫度。
[0042]掃描表面19至少部分地由覆蓋基片18的磷光材料層20的表面形成。該層20是連續(xù)的和均勻的，因為不然的話，磷光材料層20分區(qū)成不同的元素或組成部分使得在白光的再發(fā)射中不可能獲得所希望的精度，特別是在定位在這些不同的元素或組成部分中的兩個之間的界限處的點處更是如此。
[0043]磷光材料層20緊鄰光學(xué)成像系統(tǒng)17的焦平面定位，所述光學(xué)成像系統(tǒng)17的焦平面則在無窮遠處形成磷光材料層20的像，或者更確切地說，是響應(yīng)于它們接收的激光激發(fā)而發(fā)射白光的該層的點的像。換句話說，光學(xué)成像系統(tǒng)17用由通過激光輻射L照射的磷光材料層20的不同點發(fā)射的光線B形成光束F。
[0044]從成像系統(tǒng)17出射的光束F因此直接是由磷光材料層20所發(fā)射的光線B的函數(shù)，光線B本身直接是掃掠該層20的激光輻射L的函數(shù)。[0045]控制單元UC基于光束F的所希望的光度或光強度驅(qū)動光輻射源10的不同部件。特別地，單元UC同時驅(qū)動掃描系統(tǒng)14 (用于激光光線L相繼地掃描磷光材料層20的所有點)和激光源11 (以調(diào)制激光射線L的強度)。
[0046]因此，有可能使用激光輻射L照亮磷光材料層20以在此層20上形成圖像，此圖像通過一系列線形成，所述一系列線中的每一個以與在陰極射線管電視屏幕上形成圖像相同的方式通過一系列或多或少的光點形成。
[0047]優(yōu)選地，照明系統(tǒng)SE是自適應(yīng)的，并且為此目的，包括用于連續(xù)地調(diào)制燈光的強度的常規(guī)裝置，強度在最小值和最大值之間連續(xù)地增加或減小。還能夠離散地調(diào)節(jié)照明的強度，強度通過從一個值跳到另一個而在最低值和最高值之間改變。在這兩種情況下，可以規(guī)定零(最小)值以對應(yīng)于沒有光的情形。
[0048]因此由激光輻射L照亮的磷光材料層20的每個點發(fā)射白光B，其具有的強度是照亮這個點的激光輻射L的強度的直接函數(shù)，該發(fā)射根據(jù)朗伯發(fā)射模式發(fā)生。
[0049]磷光材料層20則可以被認為是由光圖像組成的次級輻射源，其中光學(xué)成像系統(tǒng)17在無窮遠處形成所述次級輻射源的像，例如在光學(xué)系統(tǒng)17的軸線遠端并且與這個軸線成直角放置的屏幕上形成所述次級輻射源的像。在這樣的屏幕上的像是由光學(xué)系統(tǒng)17發(fā)射的光束F的實現(xiàn)形式。
[0050]參照圖2，可以看出波長轉(zhuǎn)換裝置具有大致矩形形狀并且包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例的反射裝置22，所述反射裝置22均勻地分布在掃描表面19的邊緣上。
[0051]在本實施例中，反射裝置22由與波長轉(zhuǎn)換裝置15相同的材料制成。更具體地，磷光材料層20部分地覆蓋基片18的反射表面，使得層20由形成反射裝置22的反射表面的裸露周邊區(qū)域23圍繞。
[0052]系統(tǒng)14在掃描表面19上掃掠光福射L,掃描表面19至少部分地由磷光材料層20和反射表面19的裸露周邊區(qū)域23形成。
[0053]反射裝置22被定向以朝向用于檢測掃描故障的裝置24反射它們接收的輻射。
[0054]當輻射L在分布在掃描表面19的邊緣上的反射裝置22上被發(fā)射時，輻射B’朝向用于檢測掃描故障的裝置24返回。
[0055]這些檢測裝置24特別地包括連接到用于檢查掃描系統(tǒng)的正確操作的常規(guī)裝置的光傳感器24。例如，該檢查裝置檢測相對于表面19上的正常掃描頻率的、由傳感器24接收的輻射B’的異常缺失。在輻射B’的異常缺失的情況下，檢查裝置控制停止對光源11的供倉泛。
[0056]優(yōu)選地，如圖2所示，照明系統(tǒng)SE包括壁26，壁26用于吸收由波長轉(zhuǎn)換裝置發(fā)射的、離開朝向光學(xué)成像系統(tǒng)17的正常軌跡移動的福射。顯不移動離開光學(xué)系統(tǒng)并且被一個吸收壁26吸收的這樣的光線L’。當磷光材料層20被破壞時，這種壁是非常有用的，因為反射基片18使尚未被轉(zhuǎn)換成白光B并且因此具有潛在危險的激光輻射L直接返回。
[0057]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的反射裝置22。在圖3中，類似于圖1和圖2中的元件由相同附圖標記標注。
[0058]在第二實施例中，反射裝置22僅位于波長轉(zhuǎn)換裝置15的大致矩形輪廓的角的位置處。
[0059]在另一個未示出的實施例中，光學(xué)系統(tǒng)的波長轉(zhuǎn)換裝置15包括僅位于大致矩形輪廓的兩個相鄰側(cè)面上的反射裝置22。
[0060]本發(fā)明并不限于所描述的實施例。尤其是，波長轉(zhuǎn)換裝置15的輪廓特別地可能具有不同的形式，例如基本上是多邊形形狀而不是矩形的。此外，反射裝置22可以通過連接到波長轉(zhuǎn)換裝置15的邊緣的反射鏡形成。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機動車輛的照明系統(tǒng)(SE),包括: -至少一個主光源(11 )，所述至少一個主光源(11)發(fā)射光輻射(L)， -掃描系統(tǒng)(14),所述掃描系統(tǒng)(14)接收來自主光源(11)的光福射(L)并且將光福射(L)在空間上分布在波長轉(zhuǎn)換裝置(15)上，從而在該波長轉(zhuǎn)換裝置上掃掠掃描表面(19)， -波長轉(zhuǎn)換裝置(15)接收來自主光源的光輻射(L)并且再發(fā)射白光輻射(B)， -光學(xué)成像系統(tǒng)(17)，所述光學(xué)成像系統(tǒng)(17)接收由波長轉(zhuǎn)換裝置(15)再發(fā)射的白光輻射(B)并且將該白光輻射(B)在車輛的前方投射以形成照明光束，波長轉(zhuǎn)換裝置(15)位于光學(xué)成像系統(tǒng)(17)的焦平面附近， 其中，波長轉(zhuǎn)換裝置(15)包括用于形成反射鏡(18)的基片(18)，掃描系統(tǒng)(14)和光學(xué)成像系統(tǒng)(17)被布置在反射鏡(18)的同一反射側(cè)，照明系統(tǒng)(SE)附加地包括用于朝向用于檢測掃描故障的裝置(24)反射光輻射(L)的裝置(22)，這些反射裝置(22)布置在掃描表面(19)的邊緣上。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中掃描表面(19)至少部分地由覆蓋基片(18)的磷光材料層(20)的表面形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中用于反射光輻射(L)的裝置(22)由與波長轉(zhuǎn)換裝置(15)相同的材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中用于反射光輻射的裝置(22)是連接到波長轉(zhuǎn)換裝置(15)的反射鏡。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中掃描表面(19)具有基本上多邊形的輪廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中反射裝置(22)僅位于基本上多邊形的輪廓的角的位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其中反射裝置(22)僅位于基本上多邊形的輪廓的相鄰的兩條邊上。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的系統(tǒng)，其中反射裝置(22)被均勻地分布在掃描表面(19)上。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的系統(tǒng)，包括至少一個壁(26),所述至少一個壁(26)用于吸收由波長轉(zhuǎn)換裝置(15)發(fā)射的、離開朝向光學(xué)成像系統(tǒng)(17)的路徑移動的輻射CL')。
【文檔編號】F21S8/10GK103994383SQ201410048399
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月14日
【發(fā)明者】皮爾·阿爾布, 杰-克勞德·普恩特 申請人:法雷奧照明公司