CN107891800A - 基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组及其照明控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组及其照明控制方法，所述汽车大灯灯组包括：激光源，其功率可调，用于发射激光；曲面反射组，有变曲率反射曲面，所述变曲率反射曲面用于将激光源所发射激光进行反射，使反射后的激光光束远处光斑宽度大，近处光斑宽度小；通过变曲率反射曲面的光比分配控制，近距离的反射光能量比例低，而距离越远反射光的能量比例越大，最终得以实现亮度均匀的输出光斑；伺服调节组，与所述曲面反射组连接，用于调节曲面反射组位置姿态。本发明所提供的大灯灯组，远、近距离的光斑亮度均匀，驾驶员没有大灯灯光远近切换时的跳变，人眼感觉更舒适，也避免产生行人或其他车辆驾驶员无法适应的光亮感觉。

Description

基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组及其照明控制方法

技术领域

本发明涉及汽车照明设备技术领域，尤其涉及的是一种基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组及其照明控制方法。

背景技术

眩光(glare)是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。视野内产生人眼无法适应之光亮感觉，可能引起厌恶、不舒服甚或丧失明视度。在视野中某局部地方出现过高的亮度或前后发生过大的亮度变化。眩光是引起视觉疲劳的重要原因之一。

现有技术中，汽车的照明灯光通常采用远近光切换的方式，其一直是人类发明了汽车以来，难以舍弃但又复杂且不变的方案。常常在路上行走时，看到远处的汽车开着近光灯时来，到了眼前突然切换为远光灯，这是驾驶员想用来提醒行人或对向驶来的车辆其自身所处位置，但效果恰恰相反，远光灯产生的眩光极易使行人或其他车辆的驾驶员“短暂失明”而引起交通意外。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组及其照明控制方法，旨在解决现有技术中汽车照明灯易产生眩光、引起交通意外的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其中，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组包括：

激光源，其功率可调，用于发射激光；

曲面反射组，设置于所述激光源周围，设置有变曲率反射曲面，所述变曲率反射曲面用于将激光源所发射激光进行反射，使反射后的激光光束远处光斑宽度大，近处光斑宽度小，且通过光比控制获得亮度均匀的光斑。

伺服调节组，与所述曲面反射组连接，用于调节多曲面发射组位置姿态。

进一步地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与所述伺服调节组连接的信息处理器，用于根据方向盘转动速度及转向机位置发送第一控制指令至伺服调节组，使伺服调节组调整曲面反射组的水平方向的角度。

进一步地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与所述信息处理器连接的转速传感器，用于检测方向盘转动速度并发送至信息处理器；

以及与所述信息处理器连接的转向机位置传感器，用于检测转向机位置并发送至信息处理器。

进一步地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与所述信息处理器连接的速度传感器，用于检测汽车行驶速度并发送至信息处理器；

所述信息处理器还用于：根据汽车行驶速度发送第二控制指令至伺服调节组，以实现在不同的速度下自动平滑调整大灯灯组最大照射距离的目的。

进一步地，所述信息处理器还用于根据路面起伏及车轮起伏、发送第三控制指令至伺服调节组，以实现曲面反射组的竖直方向转动。

进一步地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与激光源连接，用于调节激光源输出功率的功率调节处理器；

以及与所述功率调节处理器连接，用于检测环境亮度并发送至功率调节处理器、以作为激光源输出功率调节依据的光敏传感器。

进一步地，所述激光源所发射激光为呈行列排布的矩形光斑，所述矩形光斑经曲面反射组反射后呈现为不同尺寸的梯形光斑、并照射于地面。

一种如上所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组的照明控制方法，其特征在于，所述照明控制方法包括步骤如下：

激光源发射激光束；

曲面反射组将激光源所发射激光束进行反射，使反射后的激光光束远处光斑宽度大，近处光斑宽度小，且光斑亮度均匀。

与现有技术相比，本发明所提供的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，由于采用了激光源、设置有变曲率反射曲面的曲面反光组及伺服调解组，使得汽车大灯灯组改变了传统的远近光切换的照明模式，而采用曲面反射组反射激光光斑亮度均匀：远处光斑宽度大，近处光斑宽度小，即照射距离远、照射于地面的范围宽，其光斑亮度和照射距离近、照射于地面的范围窄的光斑亮度相同，使远、近距离的光斑亮度均匀，驾驶员没有大灯灯光远近切换时的跳变，人眼感觉更舒适的同时，交通安全性得以提高；而且行人或其他车辆由远接近采用防眩光大灯灯组的车辆时，灯光由宽而暗转换为窄而亮，达到舒缓的护眼效果；并可在车辆附近、激光最宽的照射范围下更清楚的看到该汽车前方周围的情况；有效地防止了眩光的产生，从而解决了现有技术中汽车照明灯易产生眩光、引起交通意外的问题。

附图说明

图1是本发明中基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明中基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组较佳实施例的曲面反射组侧视图。

图3是本发明中基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组较佳实施例的曲面反射组俯视图。

图4是本发明中基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组较佳实施例的地面光斑示意图。

具体实施方式

本发明提供一种基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组及其照明控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明所提供的一种基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其中，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组包括：功率可调、用于发射激光的白光激光源110；曲面反射组120，设置于所述激光源110下方，其包括：变曲率反射曲面，所述变曲率反射曲面用于将激光源110所发射激光进行反射，使反射后的激光光束根据照射距离渐远，照射于地面的范围渐窄，照射亮度渐亮；以及与所述多曲面反射120组连接，用于水平及垂直调节多曲面发射组位姿的伺服调节组130。

具体实施时，激光源110必须是对人类、动物及自然环境安全无害，且激光源110输出功率线性连续可调。得到白光激光110的具体方法有两种：一是用三种或以上基本颜色的单色激光混合而成白光激光110，比如由红绿蓝三种激光合成白色激光110；二是仅仅只用单色激光通过石英、黄磷滤镜、荧光材料等方式实现光谱转换及展宽从而形成自然纯净的激光110，比如通过蓝光激光激发荧光粉得到激光110。

可以理解的是，如同圆是一个正N边形（N趋向于无穷大），变曲率反射曲面可看作是由无数个面积较小的定曲率反射曲面组成，为了更准确、容易理解地描述变曲率反射曲面，本发明选取定曲率反射曲面中的多个，进行详细说明及描述。

图2所示为本发明中基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组较佳实施例的曲面反射组侧视图，以侧视图中的四个特征点为例进行说明。从图中可以看出，相较于水平方向，照射距离为1.2km的那部分光线的反射组倾角略微大于45度，且受光照射的面积是最大的，以保证有更多的激光功率发射到最远的距离；照射距离为0.8km的那部分光线的反射组倾角比1.2km的要稍微大些，所以实际照射距离将稍短，且受光面积也要小于1.2km的那部分光线；照射距离为0.4km的那部分光线的反射组倾角比0.8km的要稍微大些，所以实际照射距离将更短，且受光面积也要小于0.8km；照射距离为0.1km的那部分光线的反射组倾角是四个特征点中最大的，而受光面积是最小的，实际照射距离最短、所接收的激光发射功率也最小。

具体实施时，为了进一步详细的说明曲面反射组120的初阶设计原理，如图3所示，以图中的三个特征点为例进行说明。照射距离为1.2km的那部分光线仅需稍微向外扩散极小的角度，通过肉眼观察几乎是水平发出，照射距离在1.2km后的光斑将覆盖一个合适的路面宽度；照射距离为0.1km那部分光线明显可以看到与竖直方向呈一定的角度向外扩展，此时光线的照射宽度要比照射距离为1.2km的那部分光线更宽；照射距离为0.01km那部分光线已经是接近车头前方的位置，此时的反射组有相当大的曲率，以便很好地将那部分激光光线均匀地扩散到距离汽车前面相当近的区域，以覆盖整个汽车前方的那部分区域，照射宽度为三个特征点中最大的。

较佳地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：与所述伺服调节组130连接的信息处理器140，用于根据方向盘转动速度及转向机位置发送第一控制指令至伺服调节组130，使伺服调节组130调整曲面反射组120水平角度。

伺服调节组130是信息处理器140的执行机构，伺服调节组130在接收到信息处理器140控制指令后，调整曲面反射组120的水平及垂直方向的位置，从而实现激光源110与曲面反射组120两者一体同时进行水平及垂直方向的精确转动。

较佳地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：与所述信息处理器140连接，用于检测方向盘转动速度并发送至信息处理器140的转速传感器150；以及与所述信息处理器140连接，用于检测转向机位置并发送至信息处理器140的转向机位置传感器160。

较佳地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：与所述信息处理器140连接，用于检测汽车行驶速度并发送至信息处理器140的速度传感器170；所述信息处理器140还用于：根据汽车行驶速度发送第二控制指令至伺服调节组130，以实现在不同的速度下自动平滑调整大灯灯组最大照射距离的目的。

速度传感器170速度传感器经过信息处理器140处理后，发送控制指令至伺服调节组130，伺服调节组130接收到控制指令后控制该汽车大灯灯组的垂直方向转动，以实现在不同的行驶速度下能够自动平滑的调整最大照射距离。速度传感器170还将配合曲面反射组120的远近光配光比例，合理地参与同步调节激光源110的总输出功率。激光源110的输出功率也将同时参照光敏传感器190数据进行自动调节，同时，根据光敏传感器190反馈的情况，驾驶员还可通过车载电脑等界面上的菜单人为的选择干预光线强度。

具体实施时，当速度传感器170测得车辆的行驶速度为120km/h时，此时激光大灯的照射距离优选为1000m；若速度降低到100km/h，则照射距离优选为800m；若速度降低到60km/h，则照射距离优选为400m；若速度降低到36km/h，则照射距离优选为150m；当检测到车辆保持静止状态，则照射距离稳定在设定取值中的最小值，即80m。也就是说，车辆启动行驶后，大灯前方的地面照射距离在80m到1200m之间进行平稳地自动调整。

较佳地，所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其中，所述信息处理器140还用于根据路面起伏及车轮起伏（图中未示出）、发送第三控制指令至伺服调节组130，以实现曲面反射组120垂直方向转动。

转速传感器150、转向机位置传感器160、速度传感器170主要是为了采集与处理汽车在行驶过程中的各种信息，根据这些信息用于实现车辆转向时车前大灯水平方向的自适应调整。地面起伏、车轮起伏等的检测主要应对大灯的垂直方向调整。而卫星导航介入是在一定程度上引入了导航软件对前方地面路况的数据描述作为决策参考，可以进一步提升大灯灯组位置控制的最终效果。

具体实施时，实现汽车大灯照射不同距离的方法，主要通过垂直方向的自适应伺服调节组130的动作完成，而具体的位置选择则取决于转速传感器150、转向机位置传感器160、速度传感器170等信息的处理结果。其中，曲面反射组120的最高出光点到地面之间的距离是一个关键参数，一般的情况下在600毫米到900毫米之间选取，优选值为720毫米，极限值不宜超过980毫米。

较佳地，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：与激光源110连接，用于调节激光源110输出功率的功率调节处理器180；以及与所述功率调节处理器180连接，用于检测环境亮度并发送至功率调节处理器、以作为激光源110输出功率调节依据的光敏传感器190。

具体实施时，激光源110的输出功率的调节，主要由三个因素综合而成：速敏、光感和菜单调节。速敏的信息来源于速度传感器170；光感的信息来源于光敏传感器190，主要是适度参考环境光的亮度去调整大灯的输出；菜单调节则是在系统自动采集和判断后生成的亮度标准基础上，通过行车电脑上的菜单选择等方式固定地加入驾驶员个人意愿的个性化增减微调系数，一般是在车速为零时可以设置调整而车辆行驶过程中驾驶员是无法进行相关调节操作的。

当然，也还可以安装能够直接响应的临时增加或减少光功率且紧急状态下能够立即满功率输出的手动按钮，经过车速变化及行车时间等因素的综合判断后，将自动直接响应状态并恢复到常态的输出亮度。同时，该汽车大灯还可用于在碰撞情况下的大灯需要紧急开启预警闪烁功能的场合。

较佳地，所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其中，所述激光源110所发射激光为呈行列排布的矩形光斑，所述矩形光斑经曲面反射组120反射后呈现为不同尺寸的梯形光斑、并照射于地面。

具体实施时，激光源110所发射出的激光要求有均匀的矩形光斑。

图4是本发明中基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组较佳实施例的地面光斑示意图，以光线照射距离为1.2km时的地面光斑为例进行说明。从图中可以看出，汽车车头前端的大灯照射的光斑宽度为15m，光线在最远端1.2km处的地面光斑宽度为24m。在整个光线照射范围内，驾驶员肉眼判断地面亮度变化容许的最大光比宜小于3:1，优选为小于2:1。其中梯形的两个相互对称的长边边缘区域，光强由肉眼所见逐渐减弱到不可见，在最远端大于1.15km处的光强可处理为适度减弱，车头前端两侧最靠近驾驶室的光强则需要通过精调将光线减缓到于自然光过渡。

较佳地，上述举例中的四个反射曲面与垂直方向之间的夹角可分别为：45.04°、45.06°、45.12°及45.48°。

具体实施时，曲面反射组120是由多个细微反射点组成的，激光源110产生的具有矩形光斑的激光经过该曲面反射组120后，尽可能多的将激光都反射到汽车前面，所以需要合理的设置反光曲面的数量以及位置，同时，反光曲面的设置也要按照根据不同的车型加以区别的选择。

本发明的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组可以应用在小汽车、卡车、客车等各种汽车大灯中。

本发明还提供了一种上述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组的照明控制方法，其包括步骤如下：

S100、激光源发射激光；

S200、曲面反射组将激光源所发射激光进行反射，使反射后的激光光束远处光斑宽度大，近处光斑宽度小，这样能够获得亮度均匀的光斑。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其特征在于，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组包括：

激光源，其功率可调，用于发射激光；

曲面反射组，设置于所述激光源周围，设置有变曲率反射曲面，所述变曲率反射曲面用于将激光源所发射激光进行反射，使反射后的激光光束远处光斑宽度大，近处光斑宽度小，且通过光比控制获得亮度均匀的光斑；

伺服调节组，与所述曲面反射组连接，用于调节多曲面发射组位置姿态。

2.根据权利要求1所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其特征在于，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与所述伺服调节组连接的信息处理器，用于根据方向盘转动速度及转向机位置发送第一控制指令至伺服调节组，使伺服调节组调整曲面反射组的水平方向的角度。

3.根据权利要求2所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其特征在于，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与所述信息处理器连接的转速传感器，用于检测方向盘转动速度并发送至信息处理器；

以及与所述信息处理器连接的转向机位置传感器，用于检测转向机位置并发送至信息处理器。

4.根据权利要求3所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其特征在于，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与所述信息处理器连接的速度传感器，用于检测汽车行驶速度并发送至信息处理器；

所述信息处理器还用于：根据汽车行驶速度发送第二控制指令至伺服调节组，以实现在不同的速度下自动平滑调整大灯灯组最大照射距离的目的。

5.根据权利要求4所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其特征在于，所述信息处理器还用于根据路面起伏及车轮起伏、发送第三控制指令至伺服调节组，以实现曲面反射组的竖直方向转动。

6.根据权利要求5所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其特征在于，所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组还包括：

与激光源连接，用于调节激光源输出功率的功率调节处理器；

以及与所述功率调节处理器连接，用于检测环境亮度并发送至功率调节处理器、以作为激光源输出功率调节依据的光敏传感器。

7.根据权利要求1所述的基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组，其特征在于，所述激光源所发射激光为呈行列排布的矩形光斑，所述矩形光斑经曲面反射组反射后呈现为不同尺寸的梯形光斑、并照射于地面。

8.一种如权利要求1至7中任意一项所述基于激光照明的防眩光汽车大灯灯组的照明控制方法，其特征在于，所述照明控制方法包括步骤如下：

激光源发射激光束；

曲面反射组将激光源所发射激光束进行反射，使反射后的激光光束远处光斑宽度大，近处光斑宽度小，且光斑亮度均匀。