用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)，并且更具體而言，涉及一種用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)，其中在從激光二極管輸出的光之間，在熒光體上入射并然后向后散射的光再次入射在熒光體上，以便獲得額外的光量，并從而提高光效率。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛的前照燈(車頭燈)為照亮車輛的前方區(qū)域以便確保駕駛員的清晰視野的燈。前照燈通常使用鹵素、高強度放電燈(HID)和LED 二極管作為光源。
[0003]然而，鹵素、HID和LED 二極管技術(shù)的問題在于，它們有較高的能源消耗，從而它們的光效率較低。此外，齒素、HID和LED 二極管技術(shù)的問題在于,包括光源和透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的整體尺寸較大，從而設(shè)計的自由度較低并且重量較重。
[0004]近來，正在開發(fā)一種利用激光二極管作為光源的前照燈，其是環(huán)境友好的，并且具有較長壽命和較高光效率。
[0005]如圖1所示，用于前照燈的常規(guī)激光光學(xué)系統(tǒng)包括激光二極管1、PCB襯底2、熒光體3、殼體4以及蓋體5，其中，激光二極管I產(chǎn)生藍色波長范圍的激光光束；激光二極管I附接至PCB襯底2上，并且PCB襯底2控制到達激光二極管I的電流的供應(yīng)；熒光體3與從激光二極管I輸出的光相互作用以便輸出白光；殼體4具有引導(dǎo)從激光二極管I輸出的光而到達熒光體3的引導(dǎo)路徑4a ;蓋體5聯(lián)接到殼體4以固定熒光體3。
[0006]在從激光二極管I輸出并然后在突光體3上入射的光之中，一些光可能向后散射，如由虛線指示的箭頭所示。然而，圖1的常規(guī)的激光光學(xué)系統(tǒng)的問題在于，向后散射的光不可能再次入射在熒光體3上，從而導(dǎo)致了光學(xué)損失并惡化了光效率。
[0007]公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，已作出的本發(fā)明謹(jǐn)記出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題和/或其他問題，并且本發(fā)明涉及一種用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)，其中在從激光二極管輸出的光之中，入射在熒光體上并然后向后散射的光再次入射在所述熒光體上，以便獲得額外的光量，并從而增加光效率。
[0009]此外，本發(fā)明致力于提供一種用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)，其中使向后散射的光再次入射在所述熒光體上的內(nèi)部反射表面集成有散熱器，從而延長了激光光學(xué)系統(tǒng)的使用壽命,并且改進了耐久性。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的各個方面，提供了一種用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)，其可以包括:激光二極管，PCB襯底，熒光體，引導(dǎo)路徑以及內(nèi)部反射表面，其中，所述激光二極管發(fā)射光；所述激光二極管附接至所述PCB襯底，所述PCB襯底控制到達所述激光二極管的電流的供應(yīng)；所述熒光體位于所述激光二極管的前方，與從所述激光二極管發(fā)射的光相互作用并從而輸出白光；所述引導(dǎo)路徑位于所述激光二極管的前方并引導(dǎo)從所述激光二極管輸出的光至所述熒光體光；所述內(nèi)部反射表面位于所述熒光體和所述引導(dǎo)路徑之間并連接到所述引導(dǎo)路徑；所述內(nèi)部反射表面將已經(jīng)入射在所述熒光體上并向后散射或反射的光反射至所述熒光體。
[0011]所述激光光學(xué)系統(tǒng)可以進一步包括前置散熱器，所述前置散熱器圍繞并保護所述激光二極管，所述前置散熱器將熱量從所述激光二極管傳遞至外部以散發(fā)熱量。所述激光光學(xué)系統(tǒng)可以進一步包括后置散熱器，所述后置散熱器連接到所述PCB襯底的后部，并且將熱量從所述激光二極管傳遞至外部以散發(fā)熱量。
[0012]所述內(nèi)部反射表面考驗包括反射涂層，所述反射涂層包括沉積以提高反射效率的鋁或銀。所述激光光學(xué)系統(tǒng)可以進一步包括蓋體，所述蓋體聯(lián)接到所述前置散熱器以固定所述熒光體。所述激光光學(xué)系統(tǒng)可以進一步包括外部反射器，所述外部反射器聯(lián)接到所述前置散熱器并沿著前方方向反射從所述熒光體輸出的白光。
[0013]所述引導(dǎo)路徑和所述內(nèi)部反射表面可以整體地或一體地形成在所述前置散熱器上。所述內(nèi)部反射表面可以由所述蓋體關(guān)閉。
[0014]所述引導(dǎo)路徑可以形成為圓柱體的形狀，其直徑在從與所述激光二極管連通的其第一端部到與所述內(nèi)部反射表面連通的其第二端部的方向上逐漸地增加，其中所述引導(dǎo)路徑的橫截面上的左側(cè)和右側(cè)可以實質(zhì)上平行于左線和右線并且位于左線和右線的外部，所述左線和所述右線通過將所述激光二極管的中心分別連接到所述熒光體的底座的對應(yīng)橫截面的左端部和右端部來進行限定，以便允許從所述激光二極管輸出的光入射在所述熒光體上，并且在所述引導(dǎo)路徑的截面上的左側(cè)和右側(cè)可以關(guān)于通過所述激光二極管的中心的豎直線彼此實質(zhì)上對稱。
[0015]所述內(nèi)部反射表面可以包括橢圓彎曲表面，并且所述內(nèi)部反射表面的水平截面的長度大于所述熒光體的對應(yīng)水平截面的長度，使得所述熒光體位于所述內(nèi)部反射表面的橢圓彎曲表面中。
[0016]形成在所述橢圓彎曲表面中的所述內(nèi)部反射表面的下頂點可以位于通過所述激光二極管的中心的豎直線上，并且沿著豎直線從所述下頂點到所述激光二極管的中心的距離可以等于或小于從所述激光二極管的中心到所述熒光體的距離的1/4。形成為橢圓彎曲表面的所述內(nèi)部反射表面的橫截面中的左頂點和右頂點可以位于通過在水平方向上延伸所述熒光體的底座而獲得的水平線上。
[0017]在上述說明中清楚的是，所述激光光學(xué)系統(tǒng)有利的是，通過設(shè)置在所述激光二極管和所述熒光體之間的所述內(nèi)部反射表面而入射在所述熒光體上的光束的質(zhì)量能夠顯著地提高，從而使得在光效率上具有極大的改進，并且有利的是，用作光源的所述激光二極管的數(shù)量由于光效率上的改進而得以減少，因而實現(xiàn)了在成本和重量上的降低，并且極大地減少了光學(xué)系統(tǒng)的整體尺寸。
[0018]本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中進行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實施方案共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【附圖說明】
[0019]通過隨后結(jié)合附圖所呈現(xiàn)的詳細(xì)描述將會更為清楚地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特征以及優(yōu)點，在這些附圖中:
[0020]圖1為顯示用于前照燈的常規(guī)激光光學(xué)系統(tǒng)的視圖；
[0021]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性的用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)的立體圖；
[0022]圖3為圖2的截面圖；
[0023]圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性內(nèi)部反射器的視圖；以及
[0024]圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明的包括示例性外部反射器的示例性的用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)的截面圖。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個實施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施方案的實例。雖然本發(fā)明與示例性實施方案相結(jié)合進行描述，但是應(yīng)當(dāng)了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方案。
[0026]如圖2至圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的用于前照燈的激光光學(xué)系統(tǒng)包括激光二極管10、PCB襯底20、熒光體30、引導(dǎo)路徑40以及內(nèi)部反射表面50，其中，激光二極管10產(chǎn)生藍色波長(例如，通常大約450nm的短波長)范圍的激光光束；激光二極管10附接至PCB襯底20上，并且PCB襯底20控制到達激光二極管10的電流的供應(yīng)；熒光體30位于激光二極管10的前方，與從激光二極管10發(fā)射的光相互作用從而輸出白光；引導(dǎo)路徑40位于激光二極管10的前方，并且將從激光二極管10輸出的光引導(dǎo)至熒光體30 ;內(nèi)部反射表面50位于熒光體30和引導(dǎo)路徑40之間，連接到引導(dǎo)路徑40，并且將入射在熒光體30上并向后散射的光反射回?zé)晒怏w30。
[0027]激光光學(xué)系統(tǒng)進一步包括前置散熱器60、后置散熱器70以及蓋體80，其中，前置散熱器60圍繞并保護激光二極管10，并且將來自激光二極管10的熱量傳遞至外部以便散發(fā)熱量；后置散熱器70連接到PCB襯底20的后部，并且將來自激光二極管10的熱量傳遞至外部以便散發(fā)熱量；蓋體80聯(lián)接到前置散熱器60以固定熒光體30。
[0028]換言之，根據(jù)本發(fā)明的激光光學(xué)系統(tǒng)配置成具有在激光二極管10和熒光體30之間的內(nèi)部反射表面50。所有從激光二極管10輸出的光都入射到熒光體30上，并且大部分入射到熒光體30上的光都與熒光體30相互作用以向前輸出白光。
[0029]此外，入射在熒光體30上并然后沒有在熒光體30中激發(fā)而是向后散射的一些光(由圖3指示的箭頭所示出)通過內(nèi)部反射表面50反射并然后再次入射在熒光體30上。因此，所有從激光二極管10輸出的光與突光體30發(fā)生相互作用并從而輸出為白光。
[0030]內(nèi)部反射表面50的上述構(gòu)造能夠消除由光向后散射所導(dǎo)致的光學(xué)損失，因此獲得了額外的光量，并從而顯著地改進了光效率。
[0031]通過前置散熱器60和后置散熱器70實現(xiàn)的雙重散熱功能能夠延長激光二極管10和