CN110494326A - 车头灯光束控制 - Google Patents

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Abstract

对于具有左前灯和右前灯的车辆，左转或右转的转向信号的输入用于调制液晶光束拓宽装置的控制信号，使得当所述的转向信号的输入为所选定的左转或右转方向中的一个时，所述的液晶光束拓宽装置水平地拓宽车前灯光束，与此同时，当所述的转向方向信号输入为左转或右转中的一个，且相反于所选定的转向方向时，液晶光束拓宽装置将保持或减小车前灯光束的水平扩展。

Description

车头灯光束控制
相关申请
本申请是非临时申请，优先权文件是美国临时申请US62/463,317，优先权日是2017年2月24日，本申请引用该优先权文件全文。
技术领域
本专利申请涉及一种车前灯(车头灯)光束控制设备。
背景技术
现有技术中已知的一些豪华车设置了与车转向一起转动的前灯的安装件。如法国制雪铁龙1968DS型号汽车，即在每个玻璃灯罩后面设置有一个内置远光灯。当驾驶员转向时，其旋转可达80°，并沿着驾驶员的预定路径投射光束，而不是无所帮助地穿过弯曲的道路。
避免移动车前灯或灯单元部分部件的光束控制装置在本领域中是已知的，例如US2009279316 A1和US 2003137849 A1所示。
发明内容
申请人发现光束拓宽控制可用于引导车前灯照明以便于进行拐弯路段导航。光束控制光学装置可分别针对左前灯和右前灯独立地进行调节。车灯调节包括光束拓宽，可选择地调节仰角倾角，方位倾角或强度，以及这些的任何期望组合。
对于具有左前灯和右前灯的车辆，一个指示左转或右转的转向信号的输入用于调制液晶光束拓宽装置的控制信号，使得当所述的转向信号的输入为所选定的左转或右转转向方向中的一个时，所述的液晶光束拓宽装置水平地拓宽车前灯光束，与此同时，当所述的转向方向信号输入为左转或右转中的一个，且相反于所选定的转向方向时，液晶光束拓宽装置将保持或减小车前灯光束的水平扩展。
附图说明
附图说明通过以下参考附图对本发明实施例的详细描述，将更好地理解本发明，其中：
图1是在一个方向上可拓宽光束的液晶光束拓宽装置的示意性剖视图；
图2是具有大致圆形孔状的液晶光束拓宽装置的平面图；
图3是车前灯控制电路的示意性框图；
图4是道路上的车灯光束投射的平面示意图，其中右前灯光束使用液晶光束控制装置后，光束得以拓宽，并照亮曲线内侧所示的暗区。普通前灯则该暗区不会被照亮；
图5说明了三种不同模式下在距离车50米远处的路面反射到的前灯强度差异。即在没有进行拓宽调节前，也没有进行光强调节；和在进行拓宽调节后，没有对光强进行调节；以及对光束进行拓宽调节，同时对光强也进行了调节；
图6A展示了当对面行车道没有来车时所适宜的照明模式，即最靠近对面行车道的前灯具有拓宽的宽度，其角度为αL1；和
图6B展示了当对面行车道有来车时所适宜的照明模式，即最靠近对面行车道的前灯具有较窄的宽度，其角度为αL2。
具体实施方式
液晶(LC)光束控制装置在本领域中是已知技术。这些装置包括液晶(LC)光束拓宽装置和液晶(LC)光束转向装置。液晶(LC)光束拓宽装置控制光束的能力通常大于液晶(LC)光束转向装置的能力。典型的液晶(LC)光束转向装置能够将光束从0度拓至约10度，而典型的液晶(LC)光束拓宽装置可以从0度拓展到约+/-30度。转少量的角度可以用于前灯高度调节，然而在改变光束方位角用于转弯时，它通常是无效的。
图1是液晶(LC)光束拓宽装置的一个横截面示意图，图2所示，液晶(LC)光束拓宽装置具有一个圆形孔状。
液晶(LC)光束拓宽装置14可以采用多种形式，图1中所示的液晶(LC)光束拓宽装置仅是在一个方向上，且布置成基本上是在水平方向上对光束进行拓展。液晶(LC)光束拓宽装置14具有通常由玻璃制成的单元壁基板22，和布置在其中一个基板上的带状电极23。这被称之为平面转换或控制。
液晶(LC)材料20可以是向列液晶(LC)，其具有由一个或多个取向层21限定的基态(液晶(LC)的取向可以是平面的或垂直的)。为了调制光的线性偏振，该液晶(LC)光束拓宽装置14可以包括两个液晶(LC)材料单元，其中取向层间具有正交的指向矢取向。可以理解的是仅一种偏振的调制可以允许调制一半的光。可以使用更多的液晶(LC)层来获得进一步的功能，例如独立地在垂直平面中拓宽等。研究发现，当这种取向相对于带状电极23的方向成45度时，可以减少颜色分离。
电极可以是透明电极或不透明的，后者会导致一些传输损失。当处于基态时，液晶(LC)材料20是均匀且透明的。电场使液晶(LC)材料取向，其一个线性偏振的折射率随液晶(LC)材料的取向而变化。因此，通过控制电极驱动信号可以实现可变量的光束拓宽。电极之间的间隙可以为约0.02mm至约0.1mm，而液晶(LC)材料层的厚度可以为约0.03mm至约0.1mm。
通过提供相对的电极布置而不是图1中所示的平面内布置，可以实现类似的光束拓宽效果。例如，带状电极设置在一个基板上，如图1所示的顶部基板，而均匀的透明电极可以设置在底部基板上。这种带状电极可以通过与相对的均匀电极之间形成的电场连接在一起。这将产生不同的电场，但是具有产生光束拓宽的类似最终效果。
图1中所示的装置通常包括大量紧密间隔的电极，如图2所示。图2中所示的液晶(LC)光束拓宽装置14具有圆形孔状。应当理解的是该孔状也可以布置成具有与前灯光束轮廓匹配的其它几何形状。还应当理解的是光束拓宽装置可以与光束形成反射器集成，而不是另外设置在输出光束的路径中，并且非液晶(LC)光束拓宽装置也可以在本申请的上下文中使用。
图3是前灯控制***的框图，该***包括相互独立的左前灯12l和右前灯12r，控制单元30和转向角度传感器32。控制单元30可以向前灯驱动器34提供可以调节光源的强度的控制信号。控制单元30向液晶驱动器36提供控制信号，液晶驱动器36向光束控制装置(液晶拓宽装置)提供控制信号。
在图4的图中，展示出了具有左前灯12l和右前灯12r的车辆10，左前灯12l和右前灯12r将光束16l和16r投射到路面上，车辆在道路的右侧行驶。如图所示，光束16具有给定的发散和定向，以提供路面的照明。前灯可以具有光源和光学器件，以用于投射窄光束。液晶(LC)光束拓展装置14(见图3)可以放置在前灯的光束投射路径中。当液晶(LC)光束拓展装置14被控制为透明时，原始光束被投射，而当液晶(LC)光束拓展装置被控制以提供光束发散时，光束被拓宽。
光束16l和16r可以比常规车前灯的更窄，常规的光束可以通过使用液晶(LC)光束拓展装置14的第一级光束拓宽来实现照亮道路。当转向角度传感器32(参见图3)显示车正在转弯时，控制单元30可以调节提供给液晶驱动器36的控制信号，并且优选地同时提供给前灯驱动器34和液晶驱动器36。
在如图4所示的右转弯的情况下，左光束可以使用其左前灯驱动器34l减小强度或者保持其原始强度，并且在左液晶驱动器36l的控制下使左侧的液晶光束控制14l不对光束进行拓宽。在左光束比正常光束窄的情况下，可以控制左侧的液晶光束控制14l以减小或消除拓宽，以实现对光束的有效控制。同时，右光束可以通过右液晶驱动器36r进行拓宽，并且可以通过右前灯驱动器34r使右光束更亮。进而改善了右侧道路曲线的照明。这具有照亮前方道路的更好效果，否则某些前方区域(暗区)将在前灯的照明之外。
转向角度传感器32可以是连接到车转向的传感器，例如它可以是来自车的车载计算机或加速度计的读数。在加速度计的情况下，加速度计可以集成到本地电子控制器中，该控制器为每个液晶(LC)光束拓宽装置14提供驱动电路。
本领域技术人员可以认识到，转向角度传感器32可替代地或附加地包括倾斜传感器，车速传感器，道路弯曲传感器，径向力传感器和GPS传感器***，以及包括上述中的一个或多个的组合。
在图5中示意性地展示出了道路照明状况。说明了三种不同的光束控制模式下在离车辆50米远处路面的反射光强的情形。在第一模式下，左前灯12l和右前灯12r以规则的直线光束形状照射，并且来自两个前灯12的光束组合形成光强模式。在第二模式下，右前灯12r对光束进行拓宽，但光束强度没有进行任何改变，因右前灯光束被拓宽而导致道路的右侧正前方照明减弱，但弯曲道路的右侧也被照明。在第三种模式下，通过增加右前灯12r的亮度并降低左前灯12l的亮度，可以平衡和校正右弯道的照明。如上所述，如果第一种光束模式包含较窄的前灯光束的第一级拓宽，并且在消除了前灯这种拓宽后，光束模式可以移动到转弯的内侧。
多个液晶(LC)层装置的使用可以使得能够在水平和垂直平面中控制光束。这可以用于根据汽车运动的速度优化驾驶或物体检测。
如图6A和6B所示，为避免使在相同方向上沿相反方向移动的汽车驾驶员致盲，可以使用汽车的光束拓宽角的动态控制来优化驾驶条件。当没有汽车沿相反方向移动时，单个汽车的光束角度和强度可以选择为“正常”或“单一”模式(αL1)(图6A)。通过相机或光传感器等来车探测器33实现对即将到来的车的检测，其中信号由控制单元30处理以在没有检测到迎面来车时，使前灯光束(左侧和/或右侧)拓宽；当检测到即将到来的车时，减少前灯光束拓宽(或者不进行任何拓宽)。然而，当检测到汽车B时(图6B)，左前灯的拓宽角可以减小(αL2)。前灯的强度也可以降低(以保持街道的最佳照明水平)。同样地，这应该优选地也适用于车辆B。这将避免影像(用于安全或辅助驾驶)汽车驾驶员致盲。

Claims (8)

1.一种用于产生左侧或右侧车前灯光束的液晶光束拓宽设备，该设备包括：
控制单元；
响应来自所述控制单元的控制信号的液晶驱动电路；和
液晶光束拓宽装置，响应于从所述液晶驱动电路提供的驱动信号，以在水平方向上拓宽所述车前灯光束，
其特征在于，所述控制单元包括一个指示左转或右转的转向信号的输入，和调制所述控制信号，使得当所述的转向信号的输入为所选定的左转或右转转向方向中的一个时，所述的液晶光束拓宽装置水平地拓宽车前灯光束，与此同时，当所述的转向方向信号输入为左转或右转中的一个，且相反于所选定的转向方向时，液晶光束拓宽装置将保持或减小车前灯光束的水平扩展。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述车前灯光束是水平窄光束，且当所述转向信号显示为直路时，所述控制单元提供控制信号驱动所述液晶光束拓宽装置使车前灯光束得以少量拓宽，当所述的转向信号的输入为选定的左转或右转方向中的一个，且相反于所选定的转向方向时，所述控制单元提供控制信号驱动所述液晶光束拓宽装置减少车前灯光束的水平扩展。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述控制信号与所述转向信号成比例。
4.如权利要求1，2或3所述的设备，还包括用于调节车前灯强度的车前灯驱动，其中所述控制单元还响应于所述转向信号以增加在所选定转向方向上的车前灯的强度。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制单元还响应于所述转向信号，以降低车前灯在与所述转向方向相反的方向上的强度。
6.一种车前灯***，包括：
左侧车前灯，用于在车左侧产生光束；
右侧车前灯，用于在车右侧产生光束；
如权利要求1至5中任一项所述的设备包含左侧液晶光束拓宽设备，用于调制所述左侧车前灯光束；
如权利要求1至5中任一项所述的设备包含右侧液晶光束拓宽设备，用于调制所述右侧车前灯光束。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述左侧液晶光束拓宽设备的控制单元和所述右侧液晶光束拓宽设备的控制单元结合成一个共同的控制单元。
8.一种用于产生光束的车前灯的液晶光束拓宽设备，该设备包括：
控制单元；
响应来自所述控制单元的控制信号的液晶驱动电路；和
液晶光束拓宽装置，响应于从所述驱动电路提供的驱动信号，以在水平方向上拓宽所述车前灯光束，
其特征在于，所述控制单元包括显示存在或不存在即将到来的车的信号输入，调制所述控制信号，使得当所述信号输入显示不存在即将到来的车时，所述液晶光束拓宽装置水平地拓展车前灯光束，当信号输入显示存在即将到来的车时，所述液晶光束拓宽装置保持或减小车前灯光束水平地扩展。
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