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CN107355730A - 车灯用mems智能照明系统、车灯总成及汽车 - Google Patents

车灯用mems智能照明系统、车灯总成及汽车 Download PDF

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CN107355730A CN201710581288.XA CN201710581288A CN107355730A CN 107355730 A CN107355730 A CN 107355730A CN 201710581288 A CN201710581288 A CN 201710581288A CN 107355730 A CN107355730 A CN 107355730A
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戈斌
郭田忠
于世杰
朱明华
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HASCO Vision Technology Co Ltd
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Shanghai Koito Automotive Lamp Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

本发明涉及汽车车灯技术领域，尤其涉及一种车灯用MEMS智能照明系统、包括该车灯用MEMS智能照明系统的车灯总成以及包括该车灯总成的汽车。所述车灯用MEMS智能照明系统包括光源和MEMS像素阵列，光源发出的光线经MEMS像素阵列透射后射出，MEMS像素阵列包括多个具有透光通道且呈阵列式分布的支撑座，每个支撑座上均可活动地设有一个可开启或关闭透光通道的MEMS微挡片和驱动MEMS微挡片在支撑座上活动的MEMS微挡片驱动电路。通过MEMS微挡片驱动电路单独控制单个像素点上的MEMS微挡片的摆动频率，可实现射出光线灰度的调节，具有像素高、调光精度高、体积小、运行可靠性和稳定性好、集成度高的优点。

Description

车灯用MEMS智能照明系统、车灯总成及汽车
技术领域
本发明涉及汽车车灯技术领域，尤其涉及一种车灯用MEMS智能照明系统、包括该车灯用MEMS智能照明系统的车灯总成以及包括该车灯总成的汽车。
背景技术
车灯是汽车的重要组成部件，其在夜间行驶或隧道内行驶时为驾驶员提供照明，使驾驶员能够看清前方路况，从而保证行车安全。
随着汽车行业的发展，汽车车灯的照明系统日趋智能化，能够满足各种各样的照明需求。但是目前的智能车灯照明系统存在光功率损耗高、像素低、体积大、无灰度调整的缺陷。例如现有技术中的矩阵式前照灯，其能够实现智能照明，但是像素低、体积庞大，不易实现智能灯具的小型化。DLP(Digital Light Processing，数字光处理)技术可以实现灯具的高像素照明，但是其复杂的光学系统会给光功率造成巨大的损耗，光源的利用率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够调整灰度、像素高、体积小、运行可靠性和稳定性好的车灯用MEMS智能照明系统、包括该车灯用MEMS智能照明系统的车灯总成以及包括该车灯总成的汽车，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种车灯用MEMS智能照明系统，包括光源和MEMS像素阵列，光源发出的光线经MEMS像素阵列透射后射出，MEMS像素阵列包括多个具有透光通道且呈阵列式分布的支撑座，每个支撑座上均可活动地设有一个可开启或关闭透光通道的MEMS微挡片和驱动MEMS微挡片在支撑座上活动的MEMS微挡片驱动电路。
优选地，支撑座为一框架式支撑座，框架式支撑座的边框围成一中空区域，中空区域形成透光通道，MEMS微挡片可转动地设于框架式支撑座上并位于中空区域内。
优选地，MEMS微挡片包括设于框架式支撑座上的驱动臂和与驱动臂连接的微镜，MEMS微挡片驱动电路驱动驱动臂发生变形并带动微镜在中空区域内转动。
优选地，MEMS微挡片包括设于框架式支撑座上的驱动臂，驱动臂的一侧与框架式支撑座连接，且另一侧能够在MEMS微挡片驱动电路的驱动下在中空区域内转动。
优选地，支撑座为一支撑板，支撑板上开设有通孔，通孔形成透光通道，MEMS微挡片可沿通孔的径向来回滑动地设于支撑板上。
优选地，在光源与MEMS像素阵列之间设有光源准直透镜。
优选地，光源为激光光源，在激光光源与MEMS像素阵列之间设有荧光屏。
优选地，光源为LED光源或氙气光源或卤素光源。
一种车灯总成，包括如上所述的车灯用MEMS智能照明系统。
一种汽车，包括如上所述的车灯总成。
与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
光源发出的光线投射至MEMS像素阵列上后，可以经支撑座上开启的透光通道透射过MEMS像素阵列而射出，在MEMS像素阵列的每个像素点上，均可通过MEMS微挡片驱动电路对相应的MEMS微挡片单独进行控制，一方面，通过单独控制单个像素点上的MEMS微挡片开启或关闭支撑座上的透光通道，可实现从MEMS像素阵列透射射出的光线整体明暗程度的控制调节；另一方面，通过单独驱动透光通道开启的单个像素点上的MEMS微挡片在支撑座上摆动，并控制其摆动频率，可实现射出光线灰度的调节。具有像素高、调光精度高、体积小、运行可靠性和稳定性好、集成度高的优点。
附图说明
图1是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统的结构示意图。
图2是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统的支撑座与MEMS微挡片相配合的第一种结构示意图。
图3是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统的支撑座与MEMS微挡片相配合的第二种结构示意图。
图4是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统的支撑座与MEMS微挡片相配合的第三种结构示意图。
图5是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统的支撑座与MEMS微挡片采用图3或图4中所示的方式相配合时，透光通道完全开启时的示意图。
图6是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统的支撑座与MEMS微挡片采用图3或图4中所示的方式相配合时，透光通道完全关闭时的示意图。
图7是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统的支撑座与MEMS微挡片相配合的第四种结构示意图。
图8是本发明实施例的车灯用MEMS智能照明系统设有透镜时的结构示意图。
图中：
1、光源 2、荧光屏
3、MEMS像素阵列 4、支撑座
41、框架式支撑座 410、中空区域
42、支撑板 420、通孔
5、MEMS微挡片 51、驱动臂
52、微镜 6、光源准直透镜
7、投射透镜
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)是指由半导体材料或其它适用于微加工的材料构成的可控的微机械结构系统，MEMS微挡片的基本原理是通过静电(或磁力，或电热)的作用使可以活动的微挡片发生转动或平动。
如图1至图8所示，本发明的车灯用MEMS智能照明系统的一种实施例。
如图1所示，本实施例的车灯用MEMS智能照明系统包括光源1和MEMS像素阵列3，光源1发出的光线经MEMS像素阵列3透射后射出，MEMS像素阵列3包括多个呈阵列式分布的支撑座4，每个支撑座4均具有透光通道，每个支撑座4上均可活动地设有一个可开启或关闭透光通道的MEMS微挡片5和驱动MEMS微挡片5在支撑座4上活动的MEMS微挡片驱动电路(图中未示出)。即，每一个支撑座4和设于该支撑座4上的MEMS微挡片5构成MEMS像素阵列3的一个像素点，每个像素点上的MEMS微挡片5均单独与一MEMS微挡片驱动电路连接，从而实现单个像素点上MEMS微挡片5的单独控制。在MEMS像素阵列3的单个像素点上，当MEMS微挡片5将支撑座4上的透光通道全部遮挡时，该支撑座4上的透光通道关闭，则光线不能从该像素点透射；当MEMS微挡片5不完全遮挡支撑座4上的透光通道时，该支撑座4上的透光通道开启，则光线可以从该像素点透射。本实施例中各个像素点上MEMS微挡片5的初始状态可以是使透光通道开启的状态，也可以是使透光通道关闭的状态，所有像素点上MEMS微挡片5的初始状态可以全部一样，也可以不一样。
本实施例的车灯用MEMS智能照明系统，光源发出的光线投射至MEMS像素阵列3上后，可以经支撑座4上开启的透光通道透射过MEMS像素阵列3而射出，在MEMS像素阵列3的每个像素点上，均可通过MEMS微挡片驱动电路对相应的MEMS微挡片5单独进行控制，一方面，通过单独控制单个像素点上的MEMS微挡片5开启或关闭支撑座4上的透光通道，可实现从MEMS像素阵列3透射射出的光线整体明暗程度的控制调节；另一方面，通过单独驱动透光通道开启的单个像素点上的MEMS微挡片5在支撑座4上摆动，并控制其摆动频率，可实现射出光线灰度的调节。具有像素高、调光精度高、体积小、运行可靠性和稳定性好、集成度高的优点。
本实施例中的支撑座4及MEMS微挡片5在支撑座4活动的方式均不局限。
如图2至图4所示，在一种实施方式中，支撑座4可以为框架式支撑座41，框架式支撑座41可以为矩形框架，也可以为其它形状的框架。框架式支撑座41的边框围成一中空区域410，中空区域410形成透光通道，MEMS微挡片5可转动地设于框架式支撑座41上并位于中空区域410内，且MEMS微挡片5的大小与中空区域410的大小相匹配。由MEMS微挡片驱动电路驱动相应的MEMS微挡片5在框架式支撑座41上转动，可实现MEMS微挡片5全部遮挡或不完全遮挡中空区域410，即实现透光通道的关闭或开启。当MEMS微挡片5不完全遮挡中空区域410时，MEMS微挡片驱动电路驱动MEMS微挡片5绕其转动轴线来回摆动，并控制MEMS微挡片5的摆动频率，从而实现射出光线灰度的调节。
采用上述框架式支撑座41时，MEMS微挡片5可转动地设于框架式支撑座41上并位于中空区域410内的方式并不局限。例如，可以采用如图2所示的设置方式：MEMS微挡片5相对两侧的中部与框架式支撑座41可转动地连接，MEMS微挡片驱动电路通过电磁驱动的方式驱动MEMS微挡片5来回摆动。也可以采用如图3所示的设置方式，MEMS微挡片5的一侧与框架式支撑座41可转动地连接，MEMS微挡片5的另一侧则在MEMS微挡片驱动电路的驱动下在中空区域410内来回转动。具体地，MEMS微挡片5包括设于框架式支撑座41上的驱动臂51和与驱动臂51连接的微镜52，MEMS微挡片驱动电路通过电热驱动的方式驱动驱动臂51发生变形并带动微镜52在中空区域410内来回转动。当然，如图4所示，MEMS微挡片5也可以不设置微镜52，而将驱动臂51的尺寸加长，使驱动臂51的尺寸与中空区域410的大小相匹配，驱动臂51的一侧与框架式支撑座41连接，驱动臂51的另一侧则在MEMS微挡片驱动电路的驱动下在中空区域410内转动，从而实现由驱动臂51替代微镜52。
如图5所示，本实施例的MEMS微挡片5采用如图3或图4所示的方式设置在框架式支撑座41上时，由MEMS微挡片驱动电路通过电热驱动的方式驱动驱动臂51发生变形，可以使MEMS微挡片5转动至不遮挡框架式支撑座41中空区域410的位置，从而使框架式支撑座41上的透光通道完全开启。
如图6所示，本实施例的MEMS微挡片5采用如图3或图4所示的方式设置在框架式支撑座41上时，由MEMS微挡片驱动电路通过电热驱动的方式驱动驱动臂51发生变形，可以使MEMS微挡片5转动至将框架式支撑座41中空区域410全部遮挡的位置，从而使框架式支撑座41上的透光通道完全关闭。
如图7所示，在另一种实施方式中，支撑座4可为支撑板42，支撑板42上开设有通孔420，通孔420形成透光通道，MEMS微挡片5可沿通孔420的径向来回滑动地设于支撑板42上，且MEMS微挡片5的面积不小于通孔420的面积。由MEMS微挡片驱动电路驱动相应的MEMS微挡片5在支撑板42上滑动，可实现MEMS微挡片5全部遮挡或不完全遮挡通孔420，即实现透光通道的关闭或开启。当MEMS微挡片5不完全遮挡通孔420时，MEMS微挡片驱动电路驱动MEMS微挡片5沿通孔420的径向来回滑动，并控制MEMS微挡片5的滑动频率，从而实现射出光线灰度的调节。
本实施例中的MEMS微挡片驱动电路可以采用现有技术中的MEMS驱动电路，其驱动MEMS微挡片5在框架式支撑座41上转动或驱动MEMS微挡片5在支撑板42上滑动的原理亦为现有技术，本文不予赘述。
进一步，如图8所示，本实施例在光源1与MEMS像素阵列3之间可以设有光源准直透镜6，光源1发出的光线经光源准直透镜6透射，调整光型后再投射到MEMS像素阵列3上。在MEMS像素阵列3后也可以设有投射透镜7，经MEMS像素阵列3透射的光线投射到投射透镜7上，经投射透镜7透射后射出。
进一步，本实施例中的光源可以采用激光光源。当采用激光光源时，如图1所示，在激光光源与MEMS像素阵列3之间设有荧光屏2，激光光源发出的光线经过荧光屏2后转换成符合车灯照明需要的白光，然后透射过MEMS像素阵列3而射出。
当然，本实施例中的光也可以采用LED光源或氙气光源或卤素光源。
基于上述车灯用MEMS智能照明系统，本实施例还提供了一种车灯总成，本实施例的车灯总成包括如上所述的车灯用MEMS智能照明系统。
基于上述车灯总成，本实施例还提供了一种汽车，本实施例的汽车包括如上所述的车灯总成。
综上所述，本实施例的车灯用MEMS智能照明系统、包括该车灯用MEMS智能照明系统的车灯总成以及包括该车灯总成的汽车，光源发出的光线投射至MEMS像素阵列3上后，可以经支撑座4上开启的透光通道透射过MEMS像素阵列3而射出，在MEMS像素阵列3的每个像素点上，均可通过MEMS微挡片驱动电路对相应的MEMS微挡片5单独进行控制，一方面，通过单独控制单个像素点上的MEMS微挡片5开启或关闭支撑座4上的透光通道，可实现从MEMS像素阵列3透射射出的光线整体明暗程度的控制调节；另一方面，通过单独驱动透光通道开启的单个像素点上的MEMS微挡片5在支撑座4上摆动，并控制其摆动频率，可实现射出光线灰度的调节。具有像素高、调光精度高、体积小、运行可靠性和稳定性好、集成度高的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，包括光源(1)和MEMS像素阵列(3)，所述光源(1)发出的光线经所述MEMS像素阵列(3)透射后射出，所述MEMS像素阵列(3)包括多个具有透光通道且呈阵列式分布的支撑座(4)，每个所述支撑座(4)上均可活动地设有一个可开启或关闭所述透光通道的MEMS微挡片(5)和驱动所述MEMS微挡片(5)在所述支撑座(4)上活动的MEMS微挡片驱动电路。
2.根据权利要求1所述的车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，所述支撑座(4)为一框架式支撑座(41)，所述框架式支撑座(41)的边框围成一中空区域(410)，所述中空区域(410)形成所述透光通道，所述MEMS微挡片(5)可转动地设于所述框架式支撑座(41)上并位于所述中空区域(410)内。
3.根据权利要求2所述的车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，所述MEMS微挡片(5)包括设于所述框架式支撑座(41)上的驱动臂(51)和与所述驱动臂(51)连接的微镜(52)，所述MEMS微挡片驱动电路驱动所述驱动臂(51)发生变形并带动所述微镜(52)在所述中空区域(410)内转动。
4.根据权利要求2所述的车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，所述MEMS微挡片(5)包括设于所述框架式支撑座(41)上的驱动臂(51)，所述驱动臂(51)的一侧与所述框架式支撑座(41)连接，且另一侧能够在所述MEMS微挡片驱动电路的驱动下在所述中空区域(410)内转动。
5.根据权利要求1所述的车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，所述支撑座(4)为一支撑板(42)，所述支撑板(42)上开设有通孔(420)，所述通孔(420)形成所述透光通道，所述MEMS微挡片(5)可沿所述通孔(420)的径向来回滑动地设于所述支撑板(42)上。
6.根据权利要求1所述的车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，在所述光源(1)与所述MEMS像素阵列(3)之间设有光源准直透镜(6)。
7.根据权利要求1所述的车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，所述光源(1)为激光光源，在所述激光光源与所述MEMS像素阵列(3)之间设有荧光屏(2)。
8.根据权利要求1所述的车灯用MEMS智能照明系统，其特征在于，所述光源(1)为LED光源或氙气光源或卤素光源。
9.一种车灯总成，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的车灯用MEMS智能照明系统。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的车灯总成。
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