CN108791040B - 液晶透镜汽车前大灯及自动调节远近光的方法 - Google Patents

液晶透镜汽车前大灯及自动调节远近光的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开液晶透镜汽车前大灯及自动调节远近光模式的方法，液晶透镜汽车前大灯包括灯泡、反射灯泡发出光的灯罩反射镜、为灯泡提供驱动电压的灯泡电源控制单元和安装于灯泡发光方向的配光镜，还包括放置于灯泡与配光镜之间的液晶透镜以及光强感应装置、调控单元和第一电源控制单元，所述液晶透镜用来控制灯泡光束的发散度，所述光强感应装置感应光的强度，所述调控单元与所述光强感应装置连接，所述第一电源控制单元为液晶透镜提供驱动电压。本发明通过在配光镜与灯泡之间增加液晶透镜和聚合物稳定液晶玻璃，并对聚合物稳定液晶玻璃和液晶透镜的电极的两端连接有第一电源控制单元和第二电源控制单元，从而达到自动切换近光灯模式和远光灯模式。

Description

液晶透镜汽车前大灯及自动调节远近光的方法
技术领域
本发明涉及汽车大灯调节远近光模式领域，尤其涉及液晶透镜汽车前大灯及自动调节远近光模式的方法。
背景技术
随着时代的不断发展进步，越来越多的人开上了汽车。晚上开车最让人头痛的事就是迎面开车，遇到一些司机开远光灯一开到底，遇到对向来车不及时或忘记调整为近光灯。这样就很容易造成迎面而来的汽车司因受到强烈远光灯的刺眼而看不清楚前方路况，导致发生交通事故。
现阶段分体式的汽车前大灯包括远光灯和近光灯两种独立的灯，司机在遇到对向来车时需要手动调节转换远近光灯，过程比较麻烦。
虽然市面上也有一些远近光一体式的，例如双功率的H4型灯泡，一个灯泡有两组灯丝，近光时亮一组灯丝，远光时亮两组灯丝，但是这种灯光寿命较短，频繁的变换灯丝导致寿命较短；另一种一体式的是氙气大灯，它只是在近光时增加了一个遮光板，这种氙气大灯需要控制遮光板，过程也较繁琐，且氙气大灯是一种重金属灯，长期使用不利于环保，是不符合未来汽车的节能环保趋势的。
发明内容
本发明的目的是通过在配光镜与灯泡之间增加聚合物稳定液晶玻璃和液晶透镜，从而达到自动切换近光灯模式和远光灯模式。
本发明的技术方案如下：
液晶透镜汽车前大灯，包括灯泡、反射灯泡发出光的灯罩反射镜、为灯泡提供驱动电压的灯泡电源控制单元和安装于灯泡发光方向的配光镜，其特征在于：还包括放置于灯泡与配光镜之间的液晶透镜以及光强感应装置、调控单元和第一电源控制单元，所述液晶透镜用来控制灯泡光束的发散度，所述光强感应装置感应光的强度，所述调控单元与所述光强感应装置连接，所述第一电源控制单元为液晶透镜提供驱动电压。
上述液晶透镜是单圆孔电极液晶透镜，包括上下对称的上玻璃基板和下玻璃基板，所述液晶透镜内包含有正性液晶，所述上玻璃基板的电极上光刻有圆孔，且电极表面涂覆有平行取向层，并进行水平摩擦。
进一步的，还包括聚合物稳定液晶玻璃和第二电源控制单元，所述聚合物稳定液晶玻璃放置于所述配光镜与所述液晶透镜之间，所述第二电源控制单元与所述调控单元连接，所述第二电源控制单元为聚合物稳定液晶玻璃提供驱动电压。
上述聚合物稳定液晶玻璃包括上下对称的上调光玻璃基板和下调光玻璃基板，所述上调光玻璃基板与所述下调光玻璃基板封装形成调节区，所述上调光玻璃基板与下调光玻璃基板之间有透明导电电极且所述上调光玻璃基板与下调光玻璃基板表面涂覆有垂直取向层，所述透明导电电极分别与第二电源控制单元的两极电性连接。
上述聚合物稳定液晶玻璃内包含有负性液晶、可聚合的液晶单体、二色性染料以及光引发剂，所述聚合物稳定液晶玻璃包含以下质量分数的成分：94~97质量份的负性液晶；2~4质量份的可聚合的液晶单体、0.5~1质量份的二色性染料和0.5~1质量份的光引发剂。
上述可聚合的液晶单体为1,4-双-[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、1,4-双-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、4-氰基苯基 4’-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸酯或4-[[6-[(1-氧代-2-丙烯基)氧基]己基]氧基]苯甲酸 4-甲氧基苯基酯中的一种；所述二色性染料为蓝色和黄色，所述光引发剂为苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、安息香双甲醚或1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或几种的混合物。
上述聚合物稳定液晶玻璃的上调光玻璃基板与下调光玻璃基板之间施加不同驱动电压后，聚合物网络和垂直取向层的锚定作用及不规则分布，使得负性液晶和二色性染料形成不同的多畴排列。
上述液晶透镜的上玻璃基板与下玻璃基板之间还包括间隔子和UV固化胶，所述聚合物稳定液晶玻璃的上调光玻璃基板与下调光玻璃基板之间还包括间隔子和UV固化胶。
液晶透镜汽车前大灯调节远近光灯的方法，夜晚时，当光强感应器未感应到强光时，液晶透镜在第一电源控制单元的调控下将光束调成聚焦状态，为汽车前大灯的远光灯模式；当光强感应器感应到强光时，液晶透镜在第一电源控制单元的调控下其焦距值变小，使光呈发散状态，为汽车前大灯的近光灯模式。
进一步的，夜晚时，当光强感应器感应到强光时，液晶透镜在第一电源控制单元的调控下其焦距值变小，使光呈发散状态；同时聚合物稳定液晶玻璃在第二电源控制单元的调控下呈现光散射的状态，为汽车前大灯的近光灯模式；当光强感应器未感应到强光时，调控单元切断聚合物稳定玻璃的驱动电源，使之不工作，同时液晶透镜在第一电源控制单元的调控下，驱动液晶透镜使之焦距值变大，调控光束呈完全聚集状态，光束再透过聚合物稳定液晶玻璃，为汽车前大灯的远光灯模式。
本发明的有益效果：本发明通过在配光镜与灯泡之间增加液晶透镜和聚合物稳定液晶玻璃；夜晚，在对向没有强光照射时，调控单元切断聚合物稳定液晶玻璃两极的驱动电源，使之不工作，同时输出特定的信号至第一电源控制单元中，驱动液晶透镜工作，使之焦距值变大，调控光束完全呈聚集状态，再透过透明的聚合物稳定玻璃，使光束径直向前射去，是为汽车前大灯的远光灯模式；在对向有强光照射时，调控单元使液晶透镜的焦距值变小，使通过的光束呈发散状态，同时输出特定的信号给第二电源控制单元，来调控聚合物稳定液晶玻璃，使通过的光线发生漫散射，从而大大降低了光的强度，是为汽车前大灯的近光灯模式；由于聚合物稳定液晶玻璃中包含有低强度的带柔性色的蓝光或黄光，从而不会给对向来车的驾驶者造成炫目。
附图说明
图1为本发明液晶透镜汽车前大灯示意图；
图2为本发明液晶透镜加特定电压时的透光示意图；
图3为本发明液晶透镜不加电压时的透光示意图；
图4为本发明聚合物稳定液晶玻璃加电压时的透光示意图；
图5为本发明聚合物稳定液晶玻璃不加电压时的透光示意图。
图中：1-液晶透镜，2-聚合物稳定液晶玻璃，3-配光镜，4-灯罩反射镜，5-灯泡，6-调控单元，7-光强感应装置，V0-灯泡电源控制单元，V1-第一电源控制单元，V2-第二电源控制单元，11-上玻璃基板，12-下玻璃基板，13-平行取向层，14-正性液晶，21-上调光玻璃基板，22-下调光玻璃基板，23-垂直取向层，24-二色性染料，25-负性液晶。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，现结合实施例及附图作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，液晶透镜汽车前大灯包括灯泡5、反射灯泡5发出光的灯罩反射镜4、为灯泡5提供驱动电压的灯泡电源控制单元V0和安装于灯泡5发光方向的配光镜3，配光镜3为普通的透光玻璃，灯罩反射镜4也是普通玻璃制成的反射镜，还包括放置于灯泡5与配光镜3之间的液晶透镜1以及光强感应装置7、调控单元6和第一电源控制单元V1，液晶透镜1用来控制灯泡光束的发散度，从而实现焦距的可调变化，光强感应装置7感应光的强度，光强感应装置7为光敏器件，通过数/模转换器将感光器件测量到的对向来车的光强值输入到调控单元6中，此处的调控单元6是一种光电自动变换数据信号转换器，计算并输出驱动电压的信号，通过不同的驱动电压信号，传入至第一电源控制单元V1内，从而驱动液晶透镜1，并且基于迎面而来的光的强度来控制调控单元6，第一电源控制单元V1为液晶透镜1提供驱动电压。优选的，液晶透镜1是单圆孔电极液晶透镜，包括上下对称的上玻璃基板11和下玻璃基板12，液晶透镜1包含有正性液晶14，正性液晶14选用E7或E44（Merck公司），上玻璃基板11的电极上光刻有圆孔，且电极表面涂覆有平行取向层13，并进行水平摩擦；液晶透镜1的驱动电压为0~10V，频率为50HZ；液晶透镜1在0~10V的交流电压驱动下，能够实现焦距值在0.5~10m范围内的连续可调，随着焦距值的变小，光斑逐渐发散，从而实现了对入射光束发散度进行调控。液晶透镜1的上玻璃基板11与下玻璃基板12之间还包括间隔子和UV固化胶，在紫外光照射下，所述间隔子和UV固化胶混合固化便于控制液晶盒的厚度。
如图2和图3所示，夜晚，当汽车前方对向没有迎面而来的强光照射时，光强感应器7未感应到强光时，调控单元6输出特定的信号到第一电源控制单元V1中，第一电源控制单元V1驱动液晶透镜1调控光束呈完全聚集状态，相当于汽车前大灯的远光灯模式。当汽车前方对向有迎面而来的强光照射时，光强感应器7感应到强光，调控单元6控制液晶透镜1的焦距值变小，使通过的光呈发散状态，从而降低光的强度，相当于汽车前大灯的近光灯模式。
实施例2
如图1所示，液晶透镜汽车前大灯包括灯泡5、反射灯泡5发出光的灯罩反射镜4、为灯泡5提供驱动电压的灯泡电源控制单元V0和安装于灯泡5发光方向的配光镜3，配光镜3为普通的透光玻璃，灯罩反射镜4也是普通玻璃制成的反射镜，还包括放置于灯泡5与配光镜3之间的液晶透镜1以及光强感应装置7、调控单元6和第一电源控制单元V1，液晶透镜1用来控制灯泡光束的发散度，从而实现焦距的可调变化，光强感应装置7感应光的强度，光强感应装置7为光敏器件，通过数/模转换器将感光器件测量到的对向来车的光强值输入到调控单元6中，此处的调控单元6是一种光电自动变换数据信号转换器，计算并输出驱动电压的信号，通过不同的驱动电压信号，传入至第一电源控制单元V1内，从而驱动液晶透镜1，并且基于迎面而来的光的强度来控制调控单元6，第一电源控制单元V1为液晶透镜1提供驱动电压。优选的，液晶透镜1是单圆孔电极液晶透镜，液晶透镜1包含有正性液晶14，正性液晶14选用E7或E44（Merck公司），包括上下对称的上玻璃基板11和下玻璃基板12，上玻璃基板11的电极上光刻有圆孔，且电极表面涂覆有平行取向层13，并进行水平摩擦；液晶透镜1的驱动电压为0~10V，频率为50HZ；液晶透镜1在0~10V的交流电压驱动下，能够实现焦距值在0.5~10m范围内的连续可调，随着焦距值的变小，光斑逐渐发散，从而实现了对入射光束发散度进行调控。液晶透镜1的上玻璃基板11与下玻璃基板12之间还包括间隔子和UV固化胶，在紫外光照射下，间隔子和UV固化胶混合固化便于控制液晶盒的厚度。
进一步的，液晶透镜汽车前大灯还包括聚合物稳定液晶玻璃2和第二电源控制单元V2，聚合物稳定液晶玻璃2放置于配光镜3与液晶透镜1之间，第二电源控制单元V2与调控单元6连接，调控单元6通过不同的驱动电压信号，传入至第一电源控制单元V1和第二电源控制单元V2内，从而驱动液晶透镜1和聚合物稳定液晶玻璃2。优选的，聚合物稳定液晶玻璃2的驱动电压为15V~20V，频率为50HZ；聚合物稳定液晶玻璃2包括上下对称的上调光玻璃基板21和下调光玻璃基板22，上调光玻璃基板21与下调光玻璃基板22封装形成调节区，上调光玻璃基板21与下调光玻璃基板22之间有透明导电电极且上调光玻璃基板21与下调光玻璃基板表面涂覆有垂直取向层23，透明导电电极为ITO、Ag纳米线电极等，透明导电电极分别与第二电源控制单元V2的两极电性连接；聚合物稳定液晶玻璃2内包含有负性液晶25、可聚合的液晶单体、二色性染料24以及光引发剂，聚合物稳定液晶玻璃2包含以下质量分数的成分：94~97质量份的负性液晶；2~4质量份的可聚合的液晶单体、0.5~1质量份的二色性染料和0.5~1质量份的光引发剂；可聚合的液晶单体选用HCM009，HCM008，HCM020，HCM021（江苏和成有限公司），负性液晶选用HNG30400-200，HNG60700-200，HNG60800-200,HNG708200-100，HNG741200-000（江苏和成显示科技股份有限公司）；二色性染料24为蓝色和黄色，这种低强度的带柔性色的光就不会给对向来车的驾驶者千万炫目，从而降低了事故的发生；引发剂选用苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、安息香双甲醚或1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或几种的混合物。聚合物稳定液晶玻璃2的上调光玻璃基板21与下调光玻璃基板22之间施加不同驱动电压后，聚合物网络和垂直取向层23的锚定作用及不规则分布，使得负性液晶25和二色性染料24形成不同的多畴排列，聚合物稳定液晶玻璃2的上调光玻璃基板21与下调光玻璃基板22之间还包括间隔子和UV固化胶，在紫外光照射下，间隔子和UV固化胶混合固化便于控制液晶盒的厚度。
如图2至5所示，夜晚，当汽车对向没有迎面而来的强光照射时，光强感应器7未感应到强光，调控单元6会自动切断驱动聚合物稳定液晶玻璃2的第二电源控制单元V2，使之不工作；同时输出特定的信号至第一电源控制单元V1中，驱动液晶透镜1调控光束呈完全聚集状态，再透过透明的聚合物稳定液晶玻璃2，使光束径直向前射去，相当于汽车前大灯的远光灯模式。当光强感应器7感应到对向强光时，调控单元6使液晶透镜1的焦距值变小，使通过的光束呈发散状态；同时输出特定的信号给第二电源控制单元V2中，来调控聚合物稳定液晶玻璃2使之呈现模糊状态，使通过的光线发生漫散射，大大降低了光的强度，相当于汽车前大灯的近光灯模式；由于聚合物稳定液晶玻璃2中二色性染料24的加入，低强度的带柔性色的蓝色或黄色光，就不会给对向来车的驾驶者造成炫目，从而大大降低了事故的发生。

Claims (8)

1.液晶透镜汽车前大灯，包括灯泡、反射灯泡发出光的灯罩反射镜、为灯泡提供驱动电压的灯泡电源控制单元和安装于灯泡发光方向的配光镜，其特征在于：还包括放置于灯泡与配光镜之间的液晶透镜以及光强感应装置、调控单元和第一电源控制单元，所述液晶透镜用来控制灯泡光束的发散度，所述光强感应装置感应光的强度，所述调控单元与所述光强感应装置连接，所述第一电源控制单元为液晶透镜提供驱动电压；还包括聚合物稳定液晶玻璃和第二电源控制单元，所述聚合物稳定液晶玻璃放置于所述配光镜与所述液晶透镜之间，所述第二电源控制单元与所述调控单元连接，所述第二电源控制单元为聚合物稳定液晶玻璃提供驱动电压。
2.根据权利要求1所述液晶透镜汽车前大灯，其特征在于：所述聚合物稳定液晶玻璃包括上下对称的上调光玻璃基板和下调光玻璃基板，所述上调光玻璃基板与所述下调光玻璃基板封装形成调节区，所述上调光玻璃基板与下调光玻璃基板之间有透明导电电极且所述上调光玻璃基板与下调光玻璃基板表面涂覆有垂直取向层，所述透明导电电极分别与第二电源控制单元的两极电性连接。
3.根据权利要求1所述液晶透镜汽车前大灯，其特征在于：所述液晶透镜是单圆孔电极液晶透镜，包括上下对称的上玻璃基板和下玻璃基板，所述液晶透镜内包含有正性液晶，所述上玻璃基板的电极上光刻有圆孔，且电极表面涂覆有平行取向层，并进行水平摩擦。
4.根据权利要求2所述液晶透镜汽车前大灯，其特征在于：所述聚合物稳定液晶玻璃内包含有负性液晶、可聚合的液晶单体、二色性染料以及光引发剂，所述聚合物稳定液晶玻璃包含以下质量分数的成分：94～97质量份的负性液晶；2～4质量份的可聚合的液晶单体、0.5～1质量份的二色性染料和0.5～1质量份的光引发剂。
5.根据权利要求4所述液晶透镜汽车前大灯，其特征在于：所述可聚合的液晶单体为1,4-双-[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、1,4-双-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、4-氰基苯基4’-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸酯或4-[[6-[(1-氧代-2-丙烯基)氧基]己基]氧基]苯甲酸4-甲氧基苯基酯中的一种；所述二色性染料为蓝色和黄色，所述光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、安息香双甲醚或1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求2所述液晶透镜汽车前大灯，其特征在于：所述聚合物稳定液晶玻璃的上调光玻璃基板与下调光玻璃基板之间施加不同驱动电压后，聚合物网络和垂直取向层的锚定作用及不规则分布，使得负性液晶和二色性染料形成不同的多畴排列。
7.根据权利要求2或3任一项所述液晶透镜汽车前大灯，其特征在于：所述液晶透镜的上玻璃基板与下玻璃基板之间还包括间隔子和UV固化胶，所述聚合物稳定液晶玻璃的上调光玻璃基板与下调光玻璃基板之间还包括间隔子和UV固化胶。
8.液晶透镜汽车前大灯调节远近光灯的方法，其特征在于：夜晚时，当光强感应器感应到强光时，液晶透镜在第一电源控制单元的调控下其焦距值变小，使光呈发散状态；同时聚合物稳定液晶玻璃在第二电源控制单元的调控下呈现光散射的状态，为汽车前大灯的近光灯模式；当光强感应器未感应到强光时，调控单元切断聚合物稳定玻璃的驱动电源，使之不工作，同时液晶透镜在第一电源控制单元的调控下，驱动液晶透镜使之焦距值变大，调控光束呈完全聚集状态，光束再透过聚合物稳定液晶玻璃，为汽车前大灯的远光灯模式。
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