CN104373901A - 一种车灯自适应调光机构及其自适应调光方法 - Google Patents

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Abstract

一种车灯自适应调光机构及其方法，构成远光单元的透镜包括左右(朝向前方照明方向)2个不同材质透镜(1a，1b)，所述2个不同材质透镜(1a，1b)分别对应一个LED光源，组成左右2个远光单元(B1，B2)，形成两个独立的左右(朝向前方照明方向)远光光形(F1，F2)。通过调节组件驱动远光单元以旋转轴为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，2个远光单元之一的一个LED光源熄灭，形成单个远光单元的远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。

Description

一种车灯自适应调光机构及其自适应调光方法
技术领域
本发明涉及车灯装置，具体地，本发明涉及一种车灯自适应远光照明系统用自适应调光机构及其调光方法。本发明利用光由光密介质射入光疏介质会产生全反射的原理，结合对多颗LED光源的亮、灭控制，来实现自适应远光照明系统所需要的照明光形，同时通过马达控制远光照明光形的位置，并且通过左、右灯光形的组合来实现最终的自适应远光照明光形。
背景技术
自适应车灯照明系统可以根据道路状况切换成不同的照明模式，如高速公路模式、城市道路模式、乡村道路模式、远光照明模式及自适应远光照明模式等。不同照明模式下的照明光形各不相同，用来实现不同照明模式的照明光形并且能按照需要在不同照明模式之间进行切换的调光机构称作自适应调光机构。
如EP2088364A1专利文献描述了一种车灯照明自适应调光机构，所述自适应调光机构由马达、线路板、传动齿轮、齿轮、转轴、支架、固定支架等零件组成。轴套及齿轮分别装在转轴的两端，齿轮与转轴固定，可以与转轴一起以轴向D为旋转中心旋转。马达、转轴、轴套、齿，传动齿轮及线路板通过固定支架与支架固定。
所述车灯照明自适应调光机构的调光原理是：
1、通过线路板来控制马达的旋转角度。
2、马达通过传动齿轮驱动齿轮及转轴旋转一定的角度。
3、转轴1设计成特定的形状，使得在转轴旋转至不同角度时形成不同形状的截止线。
4、光源系统F发出的光线一部分被转轴遮挡，其余光线经过透镜组件后照射到路面，其照明光形取决于截止线的形状。转轴旋转至不同的角度时截止线的形状也不同，从而达到改变照射到路面上的光线光形的目的。
然而上述车灯照明自适应调光机构的缺点在于：
转轴11旋转过程中因存在摩擦而产生磨损，使转轴松动，导致行车过程中照明光形产生抖动。
马达、传动齿轮1、动齿轮及转轴之间容易因装配间隙而导致转轴1的旋转角度偏差，使截止线的位置产生偏差，影响照明光形的稳定。
在调节光形的左右位置时，旋转马达需要驱动整个远、近光单元旋转，旋转马达所承受的负荷较大,占用的空间也相对较大。
由此，使得上述车灯照明自适应调光机构的结构不稳定，难以对照明光形控制精确，且因通过马达来调整远、近光整体的光形的位置的方式，其调节不便捷，被调节的零部件的重量大、体积大，空间结构不够紧凑。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于：提供一种车灯自适应远光照明系统用自适应调光机构及其自适应调光方法，所述一种车灯自适应远光照明系统用自适应调光机构采用多颗LED光源(2颗及以上,一般为2至5颗)及一个或多个由不同折射率的透镜组成，透镜可以通过不同折射率材质的塑料的多次注塑成型、嵌件注塑或通过装配组成。利用光由光密介质射入光疏介质会产生全反射的原理，结合对多颗LED光源的亮、灭控制，来实现自适应远光照明系统所需要的照明光形(图4是正常的远光照明光形的示意,是远光照到与道路垂直的竖直屏幕上的光形示意)，同时通过马达控制远光照明光形的位置(马达旋转,驱动调节螺钉旋转,从而调节远光照明单元的左右旋转,即远光光形的水平位置的调整.)，并且通过左、右灯光形的组合来实现最终的自适应远光照明光形。
本发明通过静态的控制LED光源2的亮灭来改变远光照明的光形，结构更稳定，控制更精确，响应更迅速，且因被调节的零部件的重量更轻、体积更小，有助于减小对马达输出扭矩的要求，节省空间，结构更加紧凑。
为达到上述目的，本发明的一种自适应远光照明系统的技术方案如下：
一种车灯自适应调光机构，所述车灯自适应调光机构用于车灯自适应远光照明系统，包括：近光单元A，由透镜1、LED光源2、散热片3、散热片盖4、设置于散热片盖4上的旋转轴4a，调节机构组件5及马达构成的远光单元B，其特征在于，
所述构成远光单元B的透镜1包括左右(朝向前方照明方向)2个不同材质透镜(1a，1b)，所述2个不同材质(1a，1b)透镜分别对应一个LED光源，组成左右(朝向前方照明方向)2个远光单元(B1，B2)，
其中一种材质的透镜为光密介质，另一种材质的透镜为光疏介质，利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个不同材质透镜射出的光线分别形成两个独立的左右(朝向前方照明方向)远光光形(F1，F2)，同时，各自形成竖直方向的明暗截止线，
通过调节组件5驱动远光单元B以旋转轴4a为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，2个远光单元之一的一个LED光源熄灭，形成单个远光单元(B)的远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
所述散热片盖4上设有圆柱孔，与近光单元A上设有的球头配合，形成旋转轴4a。
根据本发明所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的材质选自玻璃和如PC及PMMA的透明塑料。
根据本发明所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)通过玻璃和如PC及PMMA的透明塑料的多次注塑成型、嵌件注塑或装配组成。
根据本发明所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述2个不同材质透镜(1a，1b)对应的LED光源相同。
根据本发明所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的绝对折射率在1.2至1.6之间。
根据本发明所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述光密介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6，另一种光疏介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6之间。
所述不同材质透镜(1a，1b)根据材质不同，绝对折射率范围在1.2至1.6左右。所述光密介质选用折射率高于光疏介质的材料，如光密介质选用PC(折射率约1.587)，光疏介质选用PMMA(折射率约1.489)。
根据本发明所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述一个透镜对应的LED光源设置二个。
本发明又提供一种车灯自适应调光方法。
一种车灯自适应调光方法，用于车灯自适应远光照明系统，使用包括：近光单元A，由透镜1、LED光源2、散热片3、散热片盖4、设置于散热片盖4上的旋转轴4a，调节机构组件5及马达构成的远光单元(B)构成的车灯自适应调光机构，其特征在于，
所述构成远光单元(B)的透镜1包括左右(朝向前方照明方向)2个不同材质透镜(1a，1b)，所述2个不同材质(1a，1b)透镜分别对应一个LED光源，组成左右(朝向前方照明方向)2个远光单元(B1，B2)，
其中一种材质的透镜为光密介质，另一种材质的透镜为光疏介质，利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个不同材质透镜射出的光线分别形成两个独立的左右(朝向前方照明方向)远光光形(F1，F2)，同时，各自形成竖直方向的明暗截止线，
通过调节组件5驱动远光单元B1，B2以旋转轴4a为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，2个远光单元之一的一个LED光源熄灭，形成单个远光单元(B)的远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的材质选自玻璃和如PC及PMMA的透明塑料。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)通过玻璃和如PC及PMMA的透明塑料的多次注塑成型、嵌件注塑或装配组成。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的绝对折射率在1.2至1.6之间。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述光密介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6之间，另一种光疏介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6之间。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述一个透镜对应的LED光源设置二个。
根据本发明，所述透镜的具体材质可以是玻璃(与透明塑料嵌件注塑)、透明塑料，如PC及PMMA等,可以多次注塑成型、嵌件注塑或通过装配组成。其折射率根据材质而定，一般在1.2至1.6。
根据本发明，所述LED光源2、多材质透镜1、散热片3及散热片盖4组成远光单元B，利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个透镜射出的光线形成两个独立的光形，如图4所示。
根据本发明，所述LED光源2需要有足够的光通量，以符合法规对远光有测试点亮度的要求。所述LED光源2与对应的多材质透镜1的某一材质1a或1b对应，组成发光单元，分别形成F1光形及F2光形的远光形,如图4所示。
根据本发明，通过调节组件5驱动远光单元B1，B2以4a为旋转中心作左、右旋转，如图5、6所示，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，远光单元的一颗LED熄灭，形成如图5的光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆，避免远光对来车及前方车辆驾驶员造成眩目，同时远光照明功能不需要全部熄灭。
根据本发明，也可以上下旋转远光单元B1，B2，上下旋转为手动调节，目的是避免因为装配等原因导致远光光形与近光光形超出偏差范围。因为相关法规规定，远光最亮点在近光拐点的2度范围内，所以要手动把远光最亮点调到这个范围内，调整好了就不需要再调了。而远光单元B1，B2的左右旋转调节通过马达实时调整。以4a为旋转中心作左、右旋转调节。
根据本发明的一种车灯自适应远光照明系统用自适应调光机构，所述调节组件通过马达6驱动。
所述调节组件通过马达驱动的技术可参考专利EP2088364A1。
车载摄像头采集路面信息，发现对面车辆或前方车辆时判断其位置，通过计算后，将执行信号传输给马达，马达驱动调光机构调节远光的水平位置，避让来车或前方车辆。
本发明的工作原理是：
车辆正常行驶时的光形如图4所示。当车辆发现前方道路有来车时，将信号发送给车灯，车灯通过关闭与材质1b对应的LED光源2，形成自适应远光照明系统所需要的光形F1，即通过电路控制LED亮灭。
与材质1b对应的LED光源2关闭后，只有透镜1a发光，由于通过透镜1a的光无法进入透镜1b，形成自适应远光所需要的具有明暗截止线的光形F1。
具有明暗截止线时，左灯的明暗截止线靠光形右侧，右灯靠左。与此相应地，对应的所述与材质1b对应的LED光源的关闭时，左灯靠右，即透镜1b对应的LED关闭，右灯对称，即靠左的是透镜1b，所对应的LED关闭，最终通过马达调节后形成图6所示的组合光形。左右灯中间空白的区域就是来车或对面车辆的位置，此时，该区域没有远光照明光线。如图5所示。另外，通过马达6来调节光形F1的左右位置以及左、右灯光形的结合。左、右灯光形的结合需要根据对面及来车的位置确定左右灯各自的左右位置，所以其结合的光形是动态的。由此，形成最终的自适应远光照明系统的光形，如图6所示，以避开对来车的照明，防止车辆远光照明对来车的驾驶人员产生眩目。
如图7B所示，透镜1b的光可以进入1a，透镜1a的光由于全反射无法进入透镜1b，由此透镜1a所形成的光形被透镜1b遮挡，形成竖直方向的明暗截止线，当透镜1b所对应的LED关闭时，透镜1a的照明光形如图5所示。再通过马达调节明暗截止线的左右位置，以避免对来车或前方车辆驾驶员产生眩目。
附图说明
图1为本发明的一种车灯自适应调光机构示意图。
图2为本发明的一种车灯自适应调光机构的分解示意图。
图3为本发明的一种车灯自适应调光机构的结构示意图。
图4为本发明的一种车灯自适应调光机构的照明光形示意图之一。
图5为本发明的一种车灯自适应调光机构的照明光形示意图之二。
图6为本发明的一种车灯自适应调光机构的照明光形示意图之三。
图7A为本发明的一种车灯自适应调光机构的主视图,
图7B为图7A的A-A线剖视图。
图中，1为透镜，1a，1b分别为不同材质透镜，2为LED光源，3为散热片，4为散热片盖，4a为设置于散热片盖上的旋转轴，5为调节机构组件，A为近光单元，B1，B2分别为左右远光单元，D为支架组件，F1，F2分别为由左右2个不同材质透镜(1a，1b)构成的左右远光单元B1，B2所形成的左右(朝向前方照明方向)远光光形。
具体实施方式
下面以实施例，结合附图对本发明的应用例作进一步说明。
实施例1
本发明的一种远近光照明系统示意图如图1-图7A，图7B所示，由近光单元A、远光单元B1，B2、调节组件及支架组件D组成。其中马达与支架固定，通过齿轮与调节组件的调节螺钉啮合。通过马6的正向或反向驱动，调节组件可以驱动远光单元B1，B2以4a为旋转中心左右旋转，即调节光形F1的左右位置。
近光单元A所发出的光形F3如图4所示。远光光形由光形F1及光形F2组成。远光光形及近光光形组成照明光形。
车辆发现前方道路有来车时，将信号发送给车灯，车灯通过关闭与材质1b对应的LED光源2，形成自适应远光照明系统所需要的光形F1，如图5所示。并且通过马达来调节光形F1的左右位置，以及左、右灯光形F1的结合，形成最终的自适应远光照明系统的光形。
本发明的优点在于通过静态的控制LED光源2的亮灭来改变远光照明的光形，结构更稳定，控制更精确，响应更迅速。本发明的一种自适应远光照明系统与近光光形组合，通过马达来仅对远光光形的位置做调节的方式，比传统的通过马达来调整远、近光整体的光形的位置的方式，调节更为便捷，被调节的零部件的重量更轻、体积更小，有助于较小对马达输出扭矩的要求，以及节省空间，使结构更加紧凑。
特别声明，在上述的实施例中所示各部的具体形状和制造的工艺流程，仅为本发明所示具体化，且为行之有效之一例。这些并不能用于限定解释本发明的技术范围。

Claims (10)

1.一种车灯自适应调光机构，所述车灯自适应调光机构用于车灯自适应远光照明系统，包括：近光单元(A)，由透镜(1)、LED光源(2)、散热片(3)、散热片盖(4)、设置于散热片盖(4)上的旋转轴(4a)，调节机构组件(5)及马达构成的远光单元(B)，其特征在于，
所述构成远光单元(B)的透镜1包括左右、朝向前方照明方向的2个不同材质透镜(1a，1b)，所述2个不同材质(1a，1b)透镜分别对应一个LED光源，组成左右、朝向前方照明方向的2个远光单元(B1，B2)，
其中一种材质的透镜为光密介质，另一种材质的透镜为光疏介质，利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个不同材质透镜射出的光线分别形成两个独立的左右、朝向前方照明方向的远光光形(F1，F2)，同时，远光光形由于全反射，各自形成竖直方向的明暗截止线，
通过调节组件(5)驱动远光单元(B)以旋转轴(4a)为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，左右2个远光单元对应光疏透镜的一个LED光源熄灭，形成带有竖直明暗截止线的单个远光单元的远光光形，所述2个远光单元的透镜对称布置，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
2.如权利要求1所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的材质选自玻璃、如PC及PMMA的透明材料。
根据本发明所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)通过玻璃、如PC及PMMA的透明材料的多次注塑成型、嵌件注塑或装配组成。
3.如权利要求1所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述2个不同材质透镜(1a，1b)对应的LED光源相同。
4.如权利要求1所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的绝对折射率在1.2至1.6。
5.如权利要求4所述一种车灯自适应调光机构，其特征在于，所述光密介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6，另一种光疏介质透镜的折射率在1.4至1.6。
6.一种车灯自适应调光方法，用于车灯自适应远光照明系统，使用包括：近光单元(A)，由透镜(1)、LED光源(2)、散热片(3)、散热片盖(4)、设置于散热片盖(4)上的旋转轴(4a)，调节机构组件(5)及马达构成的远光单元(B)构成的车灯自适应调光机构，其特征在于，
所述构成远光单元(B)的透镜包括左右(朝向前方照明方向)2个不同材质透镜(1a，1b)，所述2个不同材质(1a，1b)透镜分别对应一个LED光源，组成左右(朝向前方照明方向)2个远光单元(B1，B2)，
其中一种材质的透镜为光密介质，另一种材质的透镜为光疏介质，利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个不同材质透镜射出的光线分别形成两个独立的左右(朝向前方照明方向)远光光形(F1，F2)，同时，远光光形由于全反射，各自形成竖直方向的明暗截止线，
通过调节组件(5)驱动远光单元(B)以旋转轴(4a)为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，左右的2个远光单元对应光疏透镜的一个LED光源熄灭，形成带有竖直明暗截止线的单个远光单元(B)的远光光形，所述2个远光单元的透镜对称布置，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
7.如权利要求6所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的材质选自玻璃和如PC及PMMA的透明塑料。
8.如权利要求6所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)通过玻璃和如PC及PMMA的透明塑料的多次注塑成型、嵌件注塑或装配组成。
9.如权利要求6所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述不同材质透镜(1a，1b)的绝对折射率在1.2至1.6。
10.如权利要求9所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述光密介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6，另一种光疏介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6。
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