CN108162729B - 一种汽车防眩光系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车防眩光系统及其方法，汽车防眩光系统包括光感应装置、人眼识别装置、信息处理装置和液晶层，光感应装置、人眼识别装置分别与信息处理装置电性连接，信息处理装置与液晶层电性连接，光感应装置用以获得所述液晶层表面多点的光强，人眼识别装置用以获得眼球位置，信息处理装置用以通过液晶层表面多点的光强信息获得液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域，并控制液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率。本发明同时公开了一种汽车防眩光方法。本发明通过实时确定强眩光区域并通过调整液晶分子的偏转量，从而改变液晶层的透光率，达到防眩光的效果。

Description

一种汽车防眩光系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车配件领域，尤其涉及一种汽车防眩光系统及方法。

背景技术

现今，随着车辆的逐渐增多而相关法规的监管有限，我国滥用远光灯现象十分普遍。根据调查，晚间城市道路七成以上驾驶员在不恰当条件下开启远光灯，而有近八成司机表示十分反感和担忧远光灯带来的眩光问题。

目前，汽车驾驶员通常贴防眩光膜片或佩戴墨镜来解决强光直射眼睛的问题，防眩光膜片和墨镜仅是阻挡了一部分光线，仅是使强光变弱而已，并不能阻挡光线对眼睛的照射，在光线较强时，不能避免对人眼的刺激。并且，防眩光膜片是被动防眩光，在光线较暗时会影响视线，造成安全隐患，而驾驶员在驾驶过程中摘取或佩戴墨镜的情形，也是一种不安全的因素。

现有技术中，传统内外后视镜还存在诸多技术缺陷：现有技术中的内外后视镜不带防炫目功能，主要通过手动调整车内外后视镜，使光线反射角度变化达到防眩光效果，夜晚驾驶员行驶，后方车辆的前照灯光可能通过内外后视镜刺到驾驶员的眼睛，驾驶员通过手动调整车内外后视镜时，使驾驶员容易忽视操作或是难以应对突发情况，容易造成交通事故。

现有防眩光的技术中,还有通过光敏二极管感应光的强弱而对玻璃镜面电离层进行加压，使其颜色变深后达到防眩光效果，需然此技术起到了主动防眩光效果，但是降低整体光亮度和能见度，尤其是在漆黑夜路及倒车时视线变得更差，容易造成事故。

发明内容

本发明的目的主要在于提供一种能确定强眩光区域并加以控制的汽车防眩光系统及方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种汽车防眩光系统，包括光感应装置、人眼识别装置、信息处理装置和液晶层，所述光感应装置、所述人眼识别装置分别与所述信息处理装置电性连接，所述信息处理装置与所述液晶层电性连接，其特征在于，所述光感应装置用以获得所述液晶层表面多点的光强，所述人眼识别装置用以获得眼球位置，所述信息处理装置用以通过所述液晶层表面多点的光强信息获得所述液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域，并控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率。

在其中一实施例中，所述强眩光区域为所述光源角度中小于预设角度的范围与所述眼球位置确定的人眼视线范围在液晶层眩光区域中的重叠部分，所述眩光区域为光强大于预设值的区域，所述眩光区域除所述强眩光区域外的区域为弱眩光区域。

在其中一实施例中，所述光感应装置包括感光单元，所述感光单元设置在所述液晶层四周，且按照预设间隔设置多个，多个所述感光单元用以通过光感信号侦测各侦测点的光强。

在其中一实施例中，所述信息处理装置根据所述各侦测点的光强信息，获得所述液晶层表面光强分布信息，并通过各相邻侦测点之间的光强差值得出光源角度。

在其中一实施例中，所述信息处理装置设有控制单元，所述控制单元对所述强眩光区域中各光强相对应的液晶层区域参数值进行调整，使所述强眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变，所述控制单元对所述弱眩光区域中各光强相对应的液晶层区域参数值进行调整，使所述弱眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变。

在其中一实施例中，所述人眼识别装置包括头部位置确定单元与人眼识别单元，头部位置确定单元与人眼识别单元相结合获得所述眼球位置。

在其中一实施例中，所述汽车防眩光系统还包括前挡风玻璃或内后视镜或外后视镜，所述液晶层位于前挡风玻璃或内后视镜或外后视镜上。

本发明还提供一种汽车防眩光方法，通过调整液晶层的透光率来实现防眩光，所述方法包括：获得所述液晶层表面多点的光强，获得眼球位置，通过所述液晶层表面多点的光强信息获得所述液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域，并控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率。

在其中一实施例中，所述强眩光区域为光源角度中小于预设角度的范围与根据眼球位置确定的人眼视线范围在液晶层眩光区域的重叠部分，所述眩光区域为光强大于预设值的区域。

在其中一实施例中，控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率包括：根据眩光的光强对其对应的眩光区域参数值进行调整，使所述眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变。

本发明实施例在于提供一种防眩光系统及其方法，通过确定强眩光区域，并以改变此区域电压来调整液晶分子的偏转量，从而将强眩光区域变为可视区域。

附图说明

图1为本发明实施例感光单元位置图；

图2为本发明实施例局部结构图；

图3为本发明实施例步骤流程图；

图4为本发明实施例防眩光系统的示意图；

图5A为本发明实施例光源两种角度在各侦测点的强度值；

图5B为本发明实施例光源两种角度中各相邻两个侦测点强度差；

图6A为本发明实施例视觉功能与夹角线性关系图；

图6B为本发明实施例视觉功能与距离线性关系图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明实施例汽车防眩光系统，包括挡风玻璃10、光感应装置、人眼识别装置、信息处理装置和液晶层20，光感应装置、人眼识别装置分别与信息处理装置电性连接，信息处理装置与液晶层电性连接，液晶层覆盖在挡风玻璃上。

光感应装置用以获得液晶层表面多点的光强，人眼识别装置用以获得眼球位置，信息处理装置用以通过所述液晶层表面多点的光强信息获得所述液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域，并控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率。

强眩光区域可以为所述光源角度中小于预设角度的范围与所述眼球位置确定的人眼视线范围在液晶层眩光区域中的重叠部分。眩光区域为光强大于预设值的区域，眩光区域除强眩光区域外的区域为弱眩光区域。

本实施例中，如图2所示，预设角度a为20度，人眼视线范围如图中虚线所示，眩光区域如图中黑色所示部分，因此最终强眩光区域为b所指区域。当然，在其它实施例中，还可以通过其它方式来确定强眩光区域。

液晶层20为透明液晶层，透光率满足挡风玻璃10的安全透光要求，透明液晶层20可以实现强眩光区域所对应的液晶阵列上电压较大变化，弱眩光区域对应的液晶阵列上电压较小变化或者不变化。更进一步地，还可以根据眩光区域中不同的光强实现对应的液晶阵列电压值的变化，从而达到在不同光强区域中液晶分子偏转量不同，使得整面光线透过时维持均匀并且柔和射入人眼，以此实现按光强的分布调整光线的透过率，保证整体视野清晰。

下面对各部分具体描述如下。

请参考图1和图4，光感应装置包括多个感光单元31，感光单元31设置在挡风玻璃10外侧。感光单元31可以为光敏二极管或硅光电池，优选光敏二极管。光敏二极管设置在挡风玻璃10四周，且按照预设的距离对称设置。光敏二极管通过电流值确定光的强度，图5A所示为两个光源分别照射后侦测出的光强值(左上角侦测点为序号1，沿顺时针依次为序号2、3.……12)，图5B所示为各点之间的差值。

人眼识别装置包括头部位置确定单元41和人眼识别单元。头部位置确定单元41可以为多个安装在汽车侧面与正前面的摄像头，根据人的高矮及驾驶时距离挡风玻璃习惯，用以对汽车车座上人员的头部进行摄像，获得头部位置(包括头的倾斜位置，判断是抬头还是低头)。人眼识别单元可以为多个设于汽车正前面的摄像头，用以确定人眼在头部的位置。从而可通过结合头部位置与人眼在头部的位置，得出眼球位置。

信息处理装置包括计算单元和控制单元，硬件上中可通过带芯片的电路板组件来实现。计算单元用以通过所述液晶层表面多点的光强信息获得所述液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域、弱眩光区域。

具体实现时，因考虑到光强与距离大致呈线性关系，因此通过多点的光强信息就能得到液晶层表面光强分布。再设定一预设值作为阈值，当光强超过该阈值时(或者直接通过光敏二极管产生的电流与预设电流值进行比较)，判定此区域为眩光区域。并且，可以通过计算各侦测点之间的光强差值得到光源角度(可通过公式或经验值计算得出)，例如图5A与图5B中，光源1在挡风玻璃的中部偏右位置(因为Δ6为转折点且Δ5与Δ6为相等，所以最右侧最亮，且最亮点在垂直方向上位于中部)，光源2在挡风玻璃的下部偏中位置(因为有两个转折点Δ4与Δ8，说明最亮点在水平方向上位于中间位置，且Δ5为正，Δ6为负，说明最亮点在垂直方向上偏下部)。

控制单元用以控制液晶层上眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率，从而光线在透过强眩光区域仍能维持均匀并且柔和地射入人眼，而不会降低整体视野能见度，保证视野清晰。

具体实现时，可以调整强眩光区域的透光率至一定值，也可以为非定值。例如，可根据眩光的光强调整强眩光区域的液晶阵列上的参数值(本实施例为电压值)，使强眩光区域里的电压根据眩光的光强发生不同程度的改变，从而使强眩光区域中液晶分子的偏转量也不同，进而使液晶层光线更为均匀，视野更为清晰。同时也可以调整弱眩光区域的透光率至一定值，也可以为非定值。例如，可根据眩光的光强调整弱眩光区域的液晶阵列上的参数值(本实施例为电压值)，使弱眩光区域里的电压根据眩光的光强发生不同程度的改变，从而使弱眩光区域中液晶分子的偏转量也不同，进而使液晶层光线更为均匀，视野更为清晰。

如图6A与图6B所示，当光源与视线夹5°-20°时，视觉功能降低最明显；当会车距离在20m-60m时，视觉功能降低最明显。由此可知，两车相距太远时，光源强度达不到炫目程度，距离太近由于光线与视线的角度太大，也不会造成炫目，所以形成炫目的因素有两点，角度与光强。因此，本发明通过侦测光源入射的角度与光强确定强眩光区域，并控制液晶层液晶分子的偏转，达到防眩光的效果。

在其它实施例中，液晶层可以设置在内后视镜或外后视镜或其它有眩光的位置上。

请参考图3，本实施例还提供一种防眩光方法，通过调整液晶层的透光率来实现防眩光，其方法步骤如下。

S1：获得所述液晶层表面多点的光强。

具体实现时，通过将多个感光单元设置在挡风玻璃上做侦测点，通过光感信号变化使各感光单元获得挡风玻璃上各侦测点光的强度。

S2：获得眼球位置。

通过多个安装在汽车侧面与正前面头部位置确定单元41对汽车车座上人员的头部进行摄像，获得头部位置，采用人眼识别单元确定人眼在头部的位置，并结合头部位置与人眼在头部的位置，得出眼球位置。

S3:通过所述液晶层表面多点的光强信息获得所述液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域，并控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率。

关于强炫光区域的确定，通过计算单元计算各侦测点光强的差值，确定光源角度，在光源角度中预设一角度，当小于预设角度的范围与人眼视线范围在液晶层上重叠时，重叠的部分为强炫光区域。根据光强大于预设值确定眩光区域。

控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率包括：根据眩光的光强控制单元对其对应的眩光区域参数值进行调整，使所述眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变。

本发明设计巧妙，有如下优点。

1、通过光感应装置和人眼识别装置获得液晶层表面多点的光强和眼球位置的信息，根据此信息信息处理装确定强眩光区域，并控制此区域的电压来调整液晶分子的偏转量，从而将强眩光区域变为可视区域。

2、通过设置多个光感应装置，能快速确定各侦测点光强及各光强所处区域。

3、通过设置多个人眼识别装置，能实时确定人眼视线所处的位置。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种汽车防眩光系统，包括光感应装置、人眼识别装置、信息处理装置和液晶层，所述光感应装置、所述人眼识别装置分别与所述信息处理装置电性连接，所述信息处理装置与所述液晶层电性连接，其特征在于，所述光感应装置包括感光单元，所述感光单元设置在所述液晶层四周，且按照预设间隔设置多个，多个所述感光单元用以通过光感信号侦测各侦测点的光强获得所述液晶层表面多点的光强，所述人眼识别装置用以获得眼球位置，所述信息处理装置用以通过所述液晶层表面多点的光强信息获得所述液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域，并控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子的偏转以调整液晶层的透光率；

其中，所述强眩光区域为所述光源角度中小于预设角度的范围与所述眼球位置确定的人眼视线范围在液晶层眩光区域中的重叠部分，所述眩光区域为光强大于预设值的区域，所述眩光区域除所述强眩光区域外的区域为弱眩光区域；

所述信息处理装置设有控制单元，所述控制单元对所述强眩光区域中各光强相对应的液晶层区域参数值进行调整，使所述强眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变，所述控制单元对所述弱眩光区域中各光强相对应的液晶层区域参数值进行调整，使所述弱眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变，且所述强眩光区域中的液晶分子偏转量与所述弱眩光区域中的液晶分子偏转量不同。

2.如权利要求1所述的汽车防眩光系统，其特征在于，所述信息处理装置根据所述各侦测点的光强信息，获得所述液晶层表面光强分布信息，并通过各相邻侦测点之间的光强差值得出光源角度。

3.如权利要求1所述的汽车防眩光系统，其特征在于，所述人眼识别装置包括头部位置确定单元与人眼识别单元，头部位置确定单元与人眼识别单元相结合获得所述眼球位置。

4.如权利要求1所述的汽车防眩光系统，其特征在于，所述汽车防眩光系统还包括前挡风玻璃或内后视镜或外后视镜，所述液晶层位于前挡风玻璃或内后视镜或外后视镜上。

5.一种汽车防眩光方法，其特征在于，通过调整液晶层的透光率来实现防眩光，所述方法包括：

获得所述液晶层表面多点的光强，其中光感应装置的多个感光单元通过光感信号侦测各侦测点的光强；

获得眼球位置；

通过所述液晶层表面多点的光强信息获得所述液晶层表面光强分布与光源角度，并结合眼球位置确定强眩光区域以及弱眩光区域，并根据眩光的光强对其对应的强眩光区域和弱眩光区域的参数值进行调整，以控制所述液晶层上强眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变用以调整所述液晶层中所述强眩光区域的透光率，以及控制所述弱眩光区域中液晶分子偏转量发生不同程度的改变用以调整所述液晶层中所述弱眩光区域的透光率，且所述强眩光区域中的液晶分子偏转量和所述弱眩光区域中的液晶分子偏转量不同；

其中，所述强眩光区域为光源角度中小于预设角度的范围与根据眼球位置确定的人眼视线范围在液晶层眩光区域的重叠部分，所述眩光区域为光强大于预设值的区域。

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