一种基于激光的照明及通讯装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于激光的照明及通讯装置，它包括麦克风、AD/DA转化模块、图像语音处理模块、系统控制器、激光发射器、激光接收器、结构及散热模块、光学模块、光电跟踪模块和扬声器，麦克风与AD/DA转化模块相连，AD/DA转化模块分别与图像语音处理模块及扬声器相连，图像语音处理模块与系统控制器相连，系统控制器分别与激光发射器及激光接收器相连，激光发射器与光学模块相连，激光发射器及激光接收器均与光电跟踪模块相连。本实用新型专利技术提供一种新的快速汽车通讯方式，适用长距离传输，保密性较好，有效缓解无线电可用的频谱频段紧张情况，且将光源分束复用，节省结构空间，提高光源利用率，兼具汽车照明和通讯功能。

A laser based lighting and communication device

The utility model discloses a laser-based lighting and communication device, which comprises a microphone, an AD/DA conversion module, an image voice processing module, a system controller, a laser transmitter, a laser receiver, a structure and heat dissipation module, an optical module, a photoelectric tracking module and a loudspeaker. The microphone is connected with an AD/DA conversion module. D/DA conversion module is connected with image voice processing module and loudspeaker respectively, image voice processing module is connected with system controller, system controller is connected with laser transmitter and laser receiver respectively, laser transmitter and optical module are connected, laser transmitter and laser receiver are connected with photoelectric tracking module. The utility model provides a new fast automobile communication mode, which is suitable for long-distance transmission, has good confidentiality, effectively alleviates the tension of the spectrum band available for radio, and multiplexes the light source, saves the structure space, improves the utilization ratio of the light source, and has the functions of automobile lighting and communication.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光的照明及通讯装置
本技术属于汽车通讯和照明领域，尤其是一种基于激光的照明及通讯装置。
技术介绍
激光光源作为LED光源之后又一类新型发光光源，相较LED光源，具有亮度更高、光学发散角更小、体积更小、光学衰减更小等优点。近年来，宝马、奥迪等汽车企业和车灯企业纷纷投入激光大灯的研发之中，且已有部分商业量产车型装载了激光大灯。而作为汽车照明光需要显色指数高的白光，在法规GB-4785中对其颜色和色坐标有着严格的要求，这就需要将激光的光转化成满足要求的白光。目前，主要有以下两种方式：一种为将红绿蓝三色激光通过光学耦合成白光光束，这种方式可以实时调节光束的色温，另一种为蓝色或紫外激光芯片通过激发相应颜色的荧光粉层，得到白色光束，这两种方式都能提供稳定的激光白光光束。而同样在通讯领域，激光通信如今飞速发展，进一步衍生出了许多新兴的通信技术，其中，空间激光通讯技术的定义是：以激光当作运载体运载着音频、符号、视图等讯息，经空间大气后传播到目标场所的一种通讯技术。通讯的主要目的是把消息从某一特定场所传递到其他场所，在经典的空间通讯系统中，消息的传递都是把消息加载到电磁波中，再把已调制的载波传送到目标场所进行解调接收。激光通讯系统的优点是空间占地面积小、运载方便、损耗功率少。但由于激光的方向性好，其发出的光束扩展角较小，这对于接收器的角度准确度就要求较高，因此一般需要光电跟踪模块，对发送器和接收器的位置和角度进行调节。空间激光通讯的模块技术步伐在科学家的不停探索下快速向前迈进，在普通民众中逐步成为了重点研究对象，当前通讯系统的每个组成模块技术都在快速发展。例如，申请号为201610574909.7的专利，公开了一种基于LiFi和DLP的汽车照明系统及其车辆照明信号装置，包括LiFi发送组件、LiFi接收组件和DLP投影系统，以LED主光源作为LiFi发送组件的发送光源，将本车的行驶数据传送出去，然后通过内置的LiFi接收组件接收对方车辆的光信号，通过LiFi技术实现车辆之间的信息交互。该技术方案采用LiFi技术实现车辆之间的信息交互，虽然LiFi技术的无线通信速率很快，可到50Gbps或更高，但是LiFi技术是一种基于LED光源的技术，相对LED光源，激光拥有更好的方向性，因此通讯的安全性更高，传输距离也更远，且激光二极管能够以更高的速度进行信号调制，具有更高的电流和功率密度，因此基于激光光源的通信比基于LED光源的通讯更具优势。例如，申请号为201710379569.7的专利，公开了一种具有不同成像能力的投影透镜组，可将AFS、ADB及ADAS功能整合在一个模组中，节省了空间，降低的大灯系统的成本。但这种模组未利用激光光源的通讯能力。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种基于激光的照明及通讯装置，将激光的通讯功能整合在大灯模组中，使得功能更加强大，空间复用能力大幅提高，节省了成本。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种基于激光的照明及通讯装置，该照明及通讯装置包括麦克风、AD/DA转化模块、图像语音处理模块、系统控制器、激光发射器、激光接收器、结构及散热模块、光学模块、光电跟踪模块和扬声器，麦克风与AD/DA转化模块相连，AD/DA转化模块分别与图像语音处理模块及扬声器相连，图像语音处理模块与系统控制器相连，系统控制器分别与激光发射器及激光接收器相连，激光发射器与光学模块相连，激光发射器及激光接收器均与光电跟踪模块相连；麦克风和扬声器分别将语音信号转化为电信号和将电信号还原为语音信号；图像语音处理模块对发射及接收的信号进行编译码，即激光调制和激光解调；系统控制器对编码后的信号进行处理并发送控制激光发射器的驱动器输出电流的命令；结构及散热模块将各模块结合在一起，并为激光发射器及激光接收器提供散热；光学模块将激光分为两束光，用作照明和通讯；光电跟踪模块在激光发射器及激光接收器处各自由一个伺服电机控制的转台的相对运动中，对激光发射器及激光接收器进行相互的高速捕捉和精细跟踪。进一步地，激光发射器采用红绿蓝三色激光器或紫外/近紫外激光器或红外/近红外激光器或蓝色激光器；红绿蓝三色激光器发出的红绿蓝三束激光耦合成白光，用作汽车照明；红绿蓝三束激光分出一束，用作汽车通讯；紫外/近紫外激光器发出的紫外/近紫外激光激发红绿蓝磷光体产生白光，用作汽车照明；红外/近红外激光器发出的红外/近红外激光，其照明光束为汽车内置的图像传感器提供照明，实现ADAS功能；蓝色激光器发出的蓝色激光激发黄色磷光体产生白光，用作汽车照明。进一步地，光学模块包括分束镜、整形透镜组和反射镜，分束镜将激光发射器发出光束分为两束光，一束(反射的光束)经前置的整形透镜组整形扩束(扩展光学角度)，作为汽车照明光，另一束(透射的光束)经反射镜发射出去，作为图像或语音信息的载波。进一步地，分束镜为电控偏转反射镜，可以通过电流控制其偏转；整形透镜组为一个或多个透镜单元或者由透镜与反射镜组成的光学模组，将一束激光进行扩束，达到照明效果。进一步地，分束镜上镀半透半反膜。进一步地，光电跟踪模块包括捕获单元、粗跟踪单元、精跟踪单元和预判对准单元，捕获单元捕捉目标光斑，粗跟踪单元根据系统捕获光斑后给出目标的活动范围，计算出活动路径，精跟踪单元对系统跟踪误差进行二次抑制，预判对准单元对角度误差进行修正补偿。进一步地，该照明及通讯装置还包括遮光板，当只需要通讯光束起作用时，由电机驱动遮光板来遮挡住不起作用的照明光束。在上述技术方案的基础上，光学模块中的整形透镜组内置有LCD或GLV元件，使得照明光束可以具有ADB功能、投影功能和远近光功能。在上述技术方案的基础上，光学模块中的分束镜将激光发射器发出光束多分出一束光，经前置的整形透镜组整形扩束，在车身周围作为迎宾光，达到迎宾灯效果。在上述技术方案的基础上，多个激光接收器布置在车身周围，可以减少激光通讯的盲区。有益效果：1.本技术通过激光发射器发出光束，经分束镜分为两束光，一束作为汽车照明光，经前置的整形透镜组进行扩束，照亮汽车前方；另一束作为图像或语音信息的载波,通过反射镜发射出去；当其他车辆装载激光接收器时，可经过译码后恢复信息。2.本技术提供了一种新的快速汽车通讯方式，可以适用于长距离传输，保密性较好，可以有效缓解无线电可用的频谱频段紧张的情况，且将光源分束复用，节省了结构空间，提高了光源利用率，兼具汽车照明和通讯功能；进一步地，可同时拥有ADB功能、投影功能、远近光照明功能和激光通讯功能。附图说明图1是本技术一实施例的照明及通讯装置的工作流程图；图2是本技术一实施例的光电跟踪模块的结构示意图；图3是本技术一实施例的基于红外/近红外激光的光学模块的示意图；图4是本技术一实施例的基于紫外/近紫外激光的光学模块的示意图；图5是本技术一实施例的基于红绿蓝激光的光学模块的示意图；图中：1-麦克风、2-AD/DA转化模块、3-图像语音处理模块、4-系统控制器、5-激光发射器、6-激光接收器、7-结构及散热模块、8-光学模块、9-光电跟踪模块、10-扬声器、11-分束镜、12-整形透镜组、13-反射镜、14-红绿蓝磷光体。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光的照明及通讯装置，其特征在于：所述照明及通讯装置包括麦克风(1)、AD/DA转化模块(2)、图像语音处理模块(3)、系统控制器(4)、激光发射器(5)、激光接收器(6)、结构及散热模块(7)、光学模块(8)、光电跟踪模块(9)和扬声器(10)，所述麦克风(1)与所述AD/DA转化模块(2)相连，所述AD/DA转化模块(2)分别与所述图像语音处理模块(3)及所述扬声器(10)相连，所述图像语音处理模块(3)与所述系统控制器(4)相连，所述系统控制器(4)分别与所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)相连，所述激光发射器(5)与所述光学模块(8)相连，所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)均与所述光电跟踪模块(9)相连；所述麦克风(1)和所述扬声器(10)分别将语音信号转化为电信号和将电信号还原为语音信号；所述图像语音处理模块(3)对发射及接收的信号进行编译码；所述系统控制器(4)对编码后的信号进行处理并发送控制所述激光发射器(5)的驱动器输出电流的命令；所述结构及散热模块(7)将各模块结合在一起，并为所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)提供散热；所述光学模块(8)将激光分为两束光，用作照明和通讯；所述光电跟踪模块(9)在所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)处各自由一个伺服电机控制的转台的相对运动中，对所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)进行相互的高速捕捉和精细跟踪。...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光的照明及通讯装置，其特征在于：所述照明及通讯装置包括麦克风(1)、AD/DA转化模块(2)、图像语音处理模块(3)、系统控制器(4)、激光发射器(5)、激光接收器(6)、结构及散热模块(7)、光学模块(8)、光电跟踪模块(9)和扬声器(10)，所述麦克风(1)与所述AD/DA转化模块(2)相连，所述AD/DA转化模块(2)分别与所述图像语音处理模块(3)及所述扬声器(10)相连，所述图像语音处理模块(3)与所述系统控制器(4)相连，所述系统控制器(4)分别与所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)相连，所述激光发射器(5)与所述光学模块(8)相连，所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)均与所述光电跟踪模块(9)相连；所述麦克风(1)和所述扬声器(10)分别将语音信号转化为电信号和将电信号还原为语音信号；所述图像语音处理模块(3)对发射及接收的信号进行编译码；所述系统控制器(4)对编码后的信号进行处理并发送控制所述激光发射器(5)的驱动器输出电流的命令；所述结构及散热模块(7)将各模块结合在一起，并为所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)提供散热；所述光学模块(8)将激光分为两束光，用作照明和通讯；所述光电跟踪模块(9)在所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)处各自由一个伺服电机控制的转台的相对运动中，对所述激光发射器(5)及所述激光接收器(6)进行相互的高速捕捉和精细跟踪。2.根据权利要求1所述的基于激光的照明及通讯装置，其特征在于：所述激光发射器(5)采用红绿蓝三色激光器或紫外/近紫外激光器或红外/近红外激光器或蓝色激光器；所述红绿蓝三色激光器发出的红绿蓝三束激光耦合成白光；所述紫外/近紫外激光器发出的紫外/近紫外激光激发红绿蓝磷光体(14)产生白光；所述红外/近红外激光器发出的红外/近红外激光，其照明光束为汽车内置的图像传感器提供照明；所述蓝色激光器发出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，薛蔚平，丰建芬，徐健，沈倩，
申请(专利权)人：常州星宇车灯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32