CN108916807A - 具有光致变色透镜和透镜加热系统的车辆前照灯系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的前照灯系统包括：前照灯，前照灯包括光致变色透镜、用于传输前照灯图案的主光源、第二光源和透镜加热系统；成像传感器；以及控制器，控制器响应于由传感器感测到的外部物体引导第二光源和加热系统，以使透镜的一部分变暗或变亮。

Description

具有光致变色透镜和透镜加热系统的车辆前照灯系统
技术领域
本发明总体涉及具有光致变色透镜的车辆照明系统，尤其是具有光致变色透镜的车辆前照灯系统，其中光致变色透镜具有例如可响应于车辆外部的物体变暗和变亮的部分。
背景技术
汽车行业最近的趋势包括努力开发可以在存在迎面车辆、行人和其他交通工具的情况下促进使用远光前照灯的方案和系统。许多汽车制造商已试图发展这种能力，包括可以将前照灯远离迎面车辆和行人移动或以其他方式定向的系统。其他努力包括控制系统，其可响应于迎面车辆和行人而停用左侧和/或右侧组远光元件。
已采用这些配置和方法中的一些来阻挡或遮挡来自车辆前照灯的光，以免照射到迎面车辆、行人和其他交通工具。尽管如此，这些常规的配置和方法的代价是提供足够的光来照明迎面车辆、行人和其他交通工具周围的区域和范围。也就是说，这些常规的自适应前照灯系统为迎面车辆、行人和其他交通工具提供了益处，其通常以牺牲前照灯系统在照明车辆前方区域的有效性为代价以有利于车辆驾驶员和乘员。
在某些情况下，例如，这些常规系统成功地限制了来自前照灯的光量，以免照射到迎面车辆、行人和其他交通工具，但是在返回到前照灯能够有效地照明车辆前方所需区域和范围以有利于包含该系统的车辆的驾驶员和乘员的状态的响应性方面受到限制。也就是说，当迎面车辆、行人和其他交通工具移动到由这些系统产生的前照灯图案之外时，这些常规的系统会无法快速恢复到来自前照灯的光不被阻挡或者被遮蔽的状态。
因此，需要开发一种自适应车辆照明系统，其产生前照灯图案，该前照灯图案可照明车辆前方需要照明的所有区域(例如，根据联邦法规的要求)，同时暂时遮挡、阻挡或以其他方式遮蔽迎面车辆、行人和其他交通工具，以免受这些前照灯图案的影响。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于车辆的前照灯系统，前照灯系统包括：前照灯，前照灯包括光致变色透镜、用于传输前照灯图案的主光源、第二光源和透镜加热系统；成像传感器；以及控制器，控制器响应于由传感器感测到的外部物体引导第二光源和加热系统，以使透镜的一部分变暗和变亮。
根据本发明的另一方面，提供一种用于车辆的前照灯系统，前照灯系统包括：前照灯，前照灯包括光致变色透镜、用于传输前照灯图案的主光源、多个第二光源和透镜加热系统；成像传感器；以及控制器，控制器响应于由传感器感测的外部物体引导第二光源和加热系统，以使透镜的一部分变暗和变亮。
根据本发明的一个方面，提供一种用于车辆的前照灯系统，前照灯系统包括：前照灯，前照灯包括光致变色透镜、用于传输前照灯图案的主光源、可移动第二光源和透镜加热系统；成像传感器；以及控制器，控制器响应于由传感器感测的外部物体引导第二光源和加热系统，以使透镜的一部分变暗和变亮。
用于车辆的前照灯系统的前述方面的实施例可包括以下特征中的任何一个或其组合：
·光致变色透镜包括内透镜，内透镜包括光致变色元件；
·光致变色透镜包括外透镜，外透镜包括紫外光屏蔽元件；
·透镜加热系统包括加热元件，该元件包括位于透镜内用于加热透镜的一些部分的多个导热纤维；
·透镜加热系统包括加热元件，该元件包括用于间接加热透镜的加热源；
·透镜加热系统包括加热元件，该元件包括用于直接加热透镜的电阻透镜加热元件；
·控制器进一步配置成响应于由传感器感测的外部物体引导加热系统加热透镜的一部分；
·控制器进一步适于响应于位于前照灯图案之外的物体通过停用第二光源以及引导加热系统加热透镜的一部分而使透镜的该部分返回到非变暗状态；
·前照灯图案是远光前照灯图案；以及
·由传感器感测的物体是位于前照灯图案内的行人、迎面车辆、其他交通工具或动物。
本领域的技术人员通过对下列说明书、权利要求以及附图的学习可以理解和领会本发明的这些以及其他方面、目标以及特性。
附图说明
以下是随附附图中的图示说明。附图不一定按照比例绘制，且附图的某些特性和视角可能被夸大或示意化，为了达到清晰和简洁的目的。
在附图中：
图1是根据本发明的一个方面的用于车辆的前照灯系统的正面立体图；
图1A是根据本发明的一个方面的图1所示的前照灯系统的前照灯的放大部分；
图1B是根据本发明的一个方面的图1A所示的前照灯的截面图；
图2是根据本发明的一个方面的用于传输前照灯图案的车辆的前照灯系统的示意性平面图；
图2A是根据本发明的一个方面的图2所示的前照灯系统的示意性平面图，其传输前照灯图案且透镜的一部分响应于由传感器感测的车辆外部的物体暂时变暗；
图3A是根据本发明的一个方面的设置在前照灯系统内的前照灯的横截面图，其包括可移动第二光源和透镜加热系统；
图3B是根据本发明的一个方面的设置在前照灯系统内的前照灯的横截面图，其包括多个第二光源和透镜加热系统；
图3C是根据本发明的一个方面的设置在前照灯系统内的前照灯的横截面图，其包括多个可移动第二光源和透镜加热系统；
图4A是根据本发明的一个方面的用于车辆的前照灯系统的放大前立体图，其包括透镜加热系统，透镜加热系统具有包括多个导热纤维的加热元件；以及
图4B是根据本发明的一个方面的设置在前照灯系统内的前照灯的横截面图，其包括第二光源和透镜加热系统，加热系统进一步包括加热元件，加热元件包括用于间接加热前照灯的透镜的加热源。
具体实施方式
为本文的描述目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”、“外部”、“内部”及其派生词应与图1所示方向一致。但是，本发明可采用各种替代方向，除非另有明确相反说明。此外，附图所示以及下面说明书中描述的特定装置和组件均仅为附录权利要求书中限定的本发明概念的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例有关的特定尺寸和其他物理特性不应视为限制性的，除非权利要求书中另有明确说明。
本文包含的某些叙述提及“配置成”或“适于”以特定方式起作用的部件。在这方面，这样的部件“配置成”或“适于”以特定的方式体现特定的性质或功能，其中这样的叙述是结构性叙述而不是预期用途的叙述。更确切地说，本文对部件“配置成”或“适于”的方式的引用表示部件的现有物理条件，并且因此将被视为部件的结构特征的明确叙述。
出于本发明的目的，术语“连接”(以其所有形式：连接、连接的、被连接等其所有形式)通常指两个部件(电力或机械)彼此直接或间接接合。这种接合可为固定性质或可移动性质。这种接合可通过两个部件(电的或机械的)和整体形成为彼此单独的单个主体的任何附加中间构件或两个部件一起实现。这种接合可为永久性性质、或可为可移除或可释放性质，除非另有说明。
本发明的附加特征和优点将在下面的详细描述中阐述，并且对于本领域技术人员来说从描述中将是显而易见的，或者通过实践如下面的描述以及权利要求和附图中描述的本发明而认识到。
如本文所用的，术语“和/或”，当在两个或更多所列项目中使用时，是指可采用所列项目的任意一个或可采用两个或更多所列项目的任意组合。例如，如果一个组合物被描述为包括部件A、B和/或C，则组合物可仅包括A；仅包括B；仅包括C；包括A和B组合；包括A和C组合；包括B和C组合；或包括A、B和C组合。
此外，在本文中，例如第一和第二、顶部和底部等的关系术语仅用于将一个实体或动作与另一实体或动作区分开，而不必要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。
本发明的各方面通常涉及自适应车辆照明系统，其可产生前照灯图案(例如，近光、远光等)，同时暂时遮挡、阻挡或以其他方式遮蔽迎面车辆、行人、其他交通工具和/或动物使其免受这些前照灯图案的影响。例如，在正常操作条件下，这些系统可在车辆的前方产生前照灯图案以辅助驾驶员操作车辆。随着迎面车辆、行人、其他交通工具和/或动物与这些前照灯图案相交，这些系统可暂时遮挡、阻挡或以其他方式遮蔽前照灯图案的一些部分，以免使这些车辆、行人、交通工具和动物炫目并对其造成干扰。此外，这些系统可随着这些迎面车辆、行人、交通工具和/或动物相对于包含系统的车辆移动而实时地调节其前照灯模式。此外，这些前照灯系统包含透镜加热系统，当迎面车辆、行人、其他交通工具和动物通过由这些系统产生的前照灯图案的内外时，透镜加热系统显著改进系统的光致变色透镜返回到非变暗状态的响应时间。
本发明的自适应车辆照明系统的优点包括能够优化由系统传输的光量以达到其主要功能目的(例如，用作远光前照灯图案)。此外，照明系统可以最小化沿着由系统产生的光图案路径照射到行人、迎面车辆、其他交通工具和/或动物上的传输光的量。此外，本发明的自适应车辆照明系统可响应于这些物体选择性地且快速地阻挡传输光图案的受限部分；以及随着物体相对于车辆或其他容纳照明系统的结构移动而迅速地调节受阻挡部分。此外，当迎面交通工具、行人、其他交通工具和动物通过由这些系统产生的前照灯图案之外，这些照明系统可迅速返回到非变暗状态，因此优化由系统传输的光量，以达到其主要功能目的(例如，作为远光前照灯图案操作)。
现在参考图1、图1A，所描绘为用于车辆1的前照灯系统200，其包括前照灯100。前照灯100包括光致变色透镜10、用于通过透镜10传输前照灯图案46的一个或多个主光源50、包括透镜加热元件72的透镜加热系统70以及一个或多个第二光源80。系统200还包括成像传感器90和控制器150(参见图2和图2A)，控制器150响应于由传感器90感测到的车辆1外部(即，在车辆1外部的位置2处)的物体300(参见图2A)引导第二光源80(或多个光源80)和透镜加热透镜70，以使透镜10的部分20变暗和变亮。当透镜10的部分20通过第二光源80和透镜加热系统70变暗和变亮时，前照灯图案46转换成调节后的前照灯图案46a。基本上，调节后的前照灯图案46a是前照灯图案46，因为与透镜10内的变暗部分20的存在相比在某种程度上稍微减小。此外，如本文所用，术语“变暗”、“变暗的”和本发明中采用的具有相同含义的其他术语是指在透镜10中采用的光致变色材料的可逆变化(例如，如在透镜10的部分20内)，其从透明状态变为不透明或变暗状态(即，在可见光谱中光透射率小于50％)。当光致变色材料受到传输照射光致变色材料的紫外光的第二光源80的局部刺激时会发生这种变暗。光致变色材料暴露于该光源会引起材料的晶体结构改变，这会导致变暗效应。
在图1、图1A中描绘的前照灯系统200的实施例中，前照灯100配置成产生适合于近光、远光、转向灯、日间行车灯和/或雾灯模式的前照灯图案46、46a。在一些实施例中，前照灯图案46、46a是远光灯、近光灯或远光和近光前照灯图案的组合。在一个优选实施例中，前照灯图案46、46a是例如符合联邦机动车辆安全标准第108号(“FMVSS108”)的远光前照灯图案。
前照灯系统200的实施例包括具有一个或多个主光源50的前照灯100。光源50可为单个光源、一组光源或包括卤素、发光二极管(LED)和/或白炽光源的光源阵列。如本发明领域的普通技术人员所理解的，其它光源也可用于前照灯100内的适合于产生前照灯图案46的光源50。
根据前照灯系统200的一些实施例，如图1、图1A中的示例性形式所示，系统包括一个或多个成像传感器90。每个传感器90配置成感测车辆1的外部2中的物体300(参见图2A)，包括但不限于在由系统200产生的前照灯图案46内或与其接近的行人、迎面车辆、其他交通工具和动物(例如，鹿)。此外，如本发明领域的普通技术人员所理解的，这些传感器90可以是适用于感测这种物体300的各种常规传感器中的任何一种。在前照灯系统200的一些实施例中，该系统可包括一个或多个成像传感器90，成像传感器90可与每个前照灯100连接或以其他方式关联。如图1所示，成像传感器90位于每个前照灯100附近。在其他实施例中，一个或多个成像传感器90与每个前照灯100相关联且放置在车辆1的其他位置处，例如在前格栅、发动机罩、保险杠等上。
再次参考图1、图1A，前照灯系统200包括透镜加热系统70，其通过由控制器150(参见图2和图2A)激活和/或控制起作用，以加热光致变色透镜10或透镜10的一些部分(例如，部分20)。在一些实施例中，透镜加热系统70包括加热元件72，加热元件72通过直接或间接加热透镜10或透镜10的部分20起作用。根据一些实施方式，加热元件72可包括以下示例性配置中的任何一个或多个：连接到透镜10的电阻加热元件；嵌入透镜10内用于加热透镜10的特定部分的多个导热纤维；以及加热元件，加热元件用于加热间接加热透镜10的前照灯100(参见图1B)的内部60中的大气。在一个示例性方面，当控制器150响应于由传感器90感测到的车辆1外部的物体300(参见图2A)而引导第二光源80(或多个光源80)以使透镜的部分20变暗时，控制器150可激活或以其他方式控制透镜加热系统70以加热透镜10的部分20(或透镜10的全部)。在实施例中，光致变色透镜10包括从变暗状态变化到非变暗状态的一种或多种材料。在一些方面，这些光致变色材料表现出一定程度的温度敏感性，并且当其暴露于高于环境温度的温度时可以更快的速率经历这样的变化。因此，当通过控制器150停用第二光源80时(例如，基于物体300的移动)，被透镜加热系统70加热的光致变色透镜10的部分20(或全加热透镜10)可以比未加热状态下的相同部分更迅速地返回到非变暗状态。
现参考图1B，描绘了用于前照灯系统200中的前照灯100的截面图，其包括主光源50和第二光源80。具体地，前照灯100包括具有内部主表面12和外部主表面14的光致变色透镜10。此外，光致变色透镜10可响应于来自第二光源80的入射光84变暗，然后在移除入射光84时变亮或以其他方式变得透明。根据一些实施例，第二光源80(或多个光源80)包括紫外光源。在优选实施例中，由前照灯系统200中的前照灯100使用的一个或多个第二光源80是紫外激光光源，如本领域普通技术人员可以获得和理解的那样。此外，如本文所使用的，术语“变亮”、“变亮的”，“非变暗”以及在本发明中使用的具有相同含义的其他术语是指用于透镜10中的光致变色材料从“变暗”状态变为变亮状态。光致变色材料变为变亮状态是由于将由第二光源80对光致变色材料(例如，在透镜10的部分20内)传输的紫外光移除，确保光致变色材料返回到透明状态。更确切地说，光致变色材料的晶体结构随着紫外光被移除而再次改变，返回到其透明的平衡状态。
根据一个实施例，光致变色透镜10包括一种或多种光致变色材料，光致变色材料可响应于以从第二光源80传输的紫外光形式的入射光84变暗，然后在移除入射光84后变亮或变透明。在实施例中，光致变色透镜10包括一种或多种光致变色材料，其结构和组分与通常用于眼镜和太阳镜中的响应于太阳光遮蔽或变暗的那些光致变色材料相差无几，如本发明领域的普通技术人员将容易理解的。在实施例中，光致变色透镜10包括一种或多种光致变色材料，该光致变色材料在暴露于例如来自第二光源80的紫外光时通过一个或多个可逆的化学反应变暗。此外，如前所述，用于光致变色透镜10中的光致变色材料的一些实施例表现出温度依赖性，使得它们在被加热到至少50℃的温度时以更快的速率从变暗状态变为非变暗状态。在一些实施例中，从变暗状态到非变暗状态的这些更快的转变速率可比在环境温度(即，约25℃)下与材料相关的转变速率快约至少十倍。
再次参考图1B，用于前照灯系统200的前照灯100的一个实施例包括配置在壳体30内且在透镜10后面的主光源50。在某些方面，壳体30的内表面32包括反射器或反射材料(例如，具有包括一种或多种金属的镜样反射涂层的膜或层)且跨越主光源50和透镜10之间的壳体的一部分的一些或全部。同样如图1B所示，主光源50可在前照灯100的前照灯内部60内产生入射光42。入射光42包括作为反射光44反射离开内表面32的光线以及朝向透镜10的内部主表面12行进而不被反射的其它光线。离开透镜10(即，通过内部主表面12和外部主表面14)的反射光44和来自主光源50的入射光42的组合可形成前照灯图案46(同样参见图1、图1A)。
同样如图1B所描绘且如前所述，用于前照灯系统200的前照灯100包括光致变色透镜10，光致变色透镜10可响应于来自第二光源80的入射光84而变暗，然后在移除入射光84时变亮或以其他方式变得透明。更确切地说，来自第二光源80的入射光84可穿过前照灯内部60朝向内部主表面12行进，然后使透镜10的部分20变暗。一旦透镜10的部分20已经通过暴露于来自第二光源80的入射光84而变暗，则来自主光源50的入射光42和反射光44被部分20部分地阻挡在前照灯内部60内。因此，离开透镜10(即，通过内部主表面12和外部主表面14)的入射光42和反射光44形成调节后的前照灯图案46a。此外，由于前照灯图案46a包括与变暗部分20相关联的变暗区域，所以调节后的前照灯图案46a本质上是“全”前照灯图案46的子集。也就是说，前照灯图案46a内的变暗区域是透镜10的部分20通过暴露于来自第二光源80的入射光84而变暗的直接结果。
再次参考图1B，前照灯系统200包括透镜加热系统70，透镜加热系统70通过由控制器150(参见图2和图2A)激活和/或控制而起作用，以加热光致变色透镜10或透镜10的一些部分(例如，部分20)。如图1B的示例所示，透镜加热系统70包括直接加热元件72a，直接加热元件72a通过直接加热透镜10而起作用。在一些方面，直接加热元件72a是连接或嵌入透镜10的外圆周界、边框，框架和/或外部内的电阻加热元件。优选地，直接加热元件72a位于透镜10中传输前照灯图案46、46a的部分的外侧。在图1B所描绘的前照灯系统200的实施例的一些方面，控制器150(参见图2、图2A)响应于由传感器90(参见图1)感测到的车辆1外部的物体300(参见图2A)引导第二光源80(或多个光源80)，以使透镜的部分20变暗，然后可激活或以其他方式控制透镜加热系统70以采用其直接加热元件72a来加热透镜10，包括部分20。当由控制器150停用第二光源80时(例如，基于物体300的移动)，被透镜加热系统70加热的光致变色透镜10的部分20可比未加热状态下的相同部分更迅速地返回到非变暗状态。
再次参考图1B，用于前照灯系统200的前照灯100的透镜10可包括内透镜10a。在一些方面，内透镜10a可配置成在透镜10内成一体。在其他实施例中，内透镜10a形成为透镜10的最内部表面上的膜、层或其他类似结构。在实施例中，内透镜10a包括透明或大致透明的材料，例如玻璃或聚合物材料。根据一些实施例，内透镜10a进一步包括光致变色元件，该光致变色元件包括一种或多种本公开之前概述的光致变色材料。此外，在一些实施例中，内透镜10a还可包括透镜加热系统70的直接加热元件72a，如图1B中的示例性形式所示。
再次参考图1B，用于前照灯系统200的前照灯100的透镜10也可包括外透镜10b。在某些方面，外透镜10b可配置成与透镜10成一体。在其他实施例中，外透镜10b可形成为透镜10的最外部表面上的膜、层或其他类似结构。外透镜10b可包括透明或大致透明的材料，例如玻璃或聚合物材料。根据一些实施例，外透镜10b包括紫外光屏蔽元件。紫外光屏蔽元件可包括完全或大致阻挡车辆1(参见图1、图1A)的外部2中的紫外光(例如，来自太阳光的紫外光分量)穿过透镜10和/或到达透镜10内的任何光致变色材料的一种或多种材料。因此，包括紫外光屏蔽元件的外透镜10b可防止太阳光和包含前照灯100的车辆外部的其他环境紫外光源干扰前照灯系统200的功能和性能。特别地，外透镜10b内的紫外光屏蔽元件的存在确保透镜10的一个或多个部分20不被来自前照灯100外部的紫外光无意中变暗。此外，在前照灯100中包括具有紫外光屏蔽元件的外透镜10b确保入射光84(例如，以来自第二光源80的紫外光的形式)不会到达车辆的外部2，因此为靠近前照灯系统200和前照灯100的行人、动物和其他生物提供安全益处。此外，在一些实施例中，外透镜10b也可包括透镜加热系统70的直接加热元件72a，如图1B中的示例性形式所示。
再次参考图1B，前照灯系统200可包括可相对于前照灯100移动的第二光源80。在一些实施例中，连接到第二光源80的控制器150(参见图2、图2A)可引导、移动或以其他方式调节从第二光源80传输的入射光84的方向。例如，还连接到成像传感器90(参见图2、图2A)的控制器150可响应于由传感器90感测到的位于容纳前照灯系统200的车辆1的外部2中的物体300(参见图2、图2A)而移动第二光源80，以使透镜10的特定部分20变暗。当物体300相对于前照灯100移动时，控制器可随后响应于物体300的新位置而移动第二光源80和传输的入射光84以调节变暗部分20的位置。根据一些实施例，第二光源80可通过定位系统82调节、移动或以其他方式瞄准。定位系统82可为适用于响应于例如来自控制器150(参见图2、图2A)的电信号而移动第二光源82的各种系统、固定装置等中的任何一种，如本领域普通技术人员很容易理解的那样。
现在参考图2，提供一种将前照灯图案46传输到车辆的外部2的用于车辆1的前照灯系统200的示意性平面图。前照灯系统200包括前照灯100，前照灯100包括光致变色透镜10、一个或多个主光源50以及一个或多个第二光源80。系统200还包括成像传感器90和控制器150，控制器150分别通过连接件53、73、83和93连接到一个或多个主光源50、透镜加热系统70、一个或多个第二光源80和成像传感器90。如图2所描绘，前照灯系统200的主光源50由控制器150引导以产生并传输离开光致变色透镜10的前照灯图案46。
现在参考图2A，再次示出在操作中响应于靠近车辆1的物体300的图2的前照灯系统200。更确切地说，控制器150示出为响应于位于车辆1的外部2中且由传感器90感测到的物体300而引导第二光源80(例如，经由连接件83)，以使每个透镜10的部分20变暗。更确切地说，由控制器150通过由每个成像传感器90感测到的图像302(例如，经由连接件93)检测物体300(例如行人、迎面车辆、其他交通工具和/或动物)。如图2A所示，当透镜10的部分20由第二光源80变暗时，图2所示的前照灯图案46转换成调节后的前照灯图案46a。值得注意的是，调节后的前照灯图案46a不会照射或以其他方式干扰物体300。在实施例中，调节后的前照灯图案46a不会照射或以其他方式干扰整个物体300。在其他实施例中，图案46a不会照射或以其他方式干扰物体300的一部分(例如，动物或行人的头部)。此外，当物体300在车辆1的外部2中移动时，图像302被传输到成像传感器90并且报告给控制器150(例如，经由连接件93)。然后，控制器150可调节第二光源80以使透镜10的其他部分20变暗，从而产生新的、调节后的前照灯图案46a，前照灯图案46a不照射或以其他方式干扰处于其相对于车辆1的新位置处的物体300。此外，当由控制器150调节第二光源80以使光致变色透镜10内的新部分20变暗时，“较旧”部分20不会暴露于来自这些相同的第二光源80的入射光84(参见图1B)。因此，这些“较旧”部分20会变亮，从而允许来自主光源50的附加的入射光42和反射光44(参见图1B)行进穿过光致变色透镜10并产生调节后的前照灯图案46a。此外，控制器150可激活透镜加热系统70以在这些处理期间加热透镜10的部分20(或整个透镜10)，从而在移除由第二光源80传输的光之后增加部分20变亮和/或返回到非变暗状态的速率。
现在参考图3A，所描绘为根据一个实施例的前照灯系统200a和前照灯100的横截面图。特别地，系统200a包括前照灯100，前照灯100具有安装在壳体30内且在光致变色透镜10后面的可移动第二光源80和主光源50。系统200a进一步包括控制器150，控制器150配置成经由连接件83通过操作定位系统82来移动、瞄准或以其他方式调节第二光源80，以将入射光84a引导到光致变色透镜10的不同位置上。控制器150还可经由连接件53引导主光源50以将前照灯图案46、46a(参见图2、图2A)传输通过透镜10。由于光致变色透镜10的各个部分20a由来自第二光源80的入射光84a照明，所以这些部分20a中的每个变暗。此外，当入射光84a通过由定位系统82移动第二光源80而从这些部分20a中的任何一个移除时，任何未暴露于入射光84a的这样的部分20a会通过包含在透镜10中的光致变色材料的可逆作用变亮且变得透明或半透明。另外，控制器150可激活透镜加热系统70以在这些处理期间加热透镜10的部分20a(或整个透镜10)，从而在移除由第二光源80传输的光之后增加部分20a变亮和/或返回到非变暗状态的速率。在图3A所描绘的示例性方面，控制器150可经由连接件73激活直接加热元件72a以执行该功能。
根据另一实施例，在图3B中以横截面形式描绘了前照灯系统200b和前照灯100。特别地，系统200b包括前照灯100，前照灯100具有安装在壳体30内且在光致变色透镜10后面的多个第二光源80和主光源50。在一些实施例中，多个第二光源80彼此相邻定位且配置成一组光源。此外，配置为一组光源的光源80在一些实施例中可以是可移动的，或者在其他实施例中是固定的。在其他实施例中，第二光源80可放置在前照灯100内的不同位置中，例如，以不同距离彼此隔开。另外，图3B所示的系统200b还包括控制器150，控制器150配置成经由连接件83单独地激活每个第二光源80，以将来自每个光源80的入射光84b引导到光致变色透镜10的不同位置上。控制器150还可经由连接件53引导主光源50将前照灯图案46、46a(参见图2、图2A)传输通过透镜10。当通过控制器150使光致变色透镜10的各个部分20b被来自一个或多个第二光源80的入射光84b照明时，这些部分20b中的每个变暗。此外，当入射光84b通过借由控制器150停用一个或多个光源80而从这些部分20b中的任何一个移除时，未暴露于入射光84b的任何这样的部分20b会通过包含在透镜10中的光致变色材料的可逆作用变亮且变得透明或半透明。另外，控制器150可激活透镜加热系统70以在这些处理期间加热透镜10的部分20b(或整个透镜10)，从而在移除由第二光源80传输的光之后增加部分20b变亮和/或返回到非变暗状态的速率。在图3B所描绘的示例性方面，控制器150可经由连接件73激活直接加热元件72a以执行该功能。
根据另一实施例，在图3C中以横截面形式描绘了前照灯系统200c和前照灯100。特别地，系统200c包括前照灯100，前照灯100具有安装在壳体30内且在光致变色透镜10后面的多个可移动第二光源80和主光源50。在一些实施例中，多个第二光源80彼此相邻定位且配置成一组光源。在其他实施例中，第二光源80可放置在前照灯100内的不同位置中，例如，以不同距离彼此隔开。另外，图3C所示的系统200c还包括控制器150，控制器150配置成经由连接件83单独地激活每个第二光源80，以将来自每个光源80的入射光84c引导到光致变色透镜10的不同位置。控制器150还配置成通过操作一个或多个定位系统82经由连接件83单独地移动、调节或以其他方式瞄准每个第二光源80，以将来自这些光源中的每个的入射光84c朝向光致变色透镜10上的不同位置引导。控制器150还可经由连接件53引导主光源50，以将前照灯图案46、46a(参见图2、图2A)传输通过透镜10。当通过控制器150使光致变色透镜10的各个部分20c被来自一个或多个第二光源80的入射光84c照明时，这些部分20c中的每个变暗。此外，当入射光84c通过借由控制器150停用一个或多个光源80而从这些部分20c中的任何一个移除时，未暴露于入射光84c的任何这样的部分20c将通过包含在透镜10中的光致变色材料的可逆作用变亮且变得透明或半透明。另外，控制器150可激活透镜加热系统70以在这些处理期间加热透镜10的部分20c(或整个透镜10)，以在移除由第二光源80传输的光之后增加部分20c变亮和/或返回到非变暗状态的速率。在图3C所描绘的示例性方面，控制器150可经由连接件73激活直接加热元件72a以执行该功能。
现在参考图4A，提供前照灯系统200d的放大的正视立体图。前照灯系统200d与图1至图1B中描绘的前照灯系统200大致类似，并且相同编号的元件具有相同或相似的结构和功能。前照灯系统200d的主要区别在于其透镜加热系统70的结构。具体地，前照灯系统200d包括前照灯100，前照灯100包括具有加热元件72的透镜加热系统70(参见图1A)。更确切地说，加热元件72包括位于光致变色透镜10内的多个导热纤维72b，其可加热整个透镜10或透镜10的一部分。在一些实施例中，导热纤维72b配置成网格，例如X-Y网格，其中透镜内的各个点处的终端用作“像素”。在该实施例中，控制器150(参见图2、图2A)可激活某些纤维72b以加热这些“像素”中的一个或多个，从而选择性地加热透镜10的由于第二光源80的操作已变暗的部分。因此，已由透镜加热系统70加热的透镜10的这些部分将在移除由第二光源80传输的光时快速返回到非变暗状态。
现在转到图4B，其示出了设置在前照灯系统200e内的前照灯100的截面图，前照灯100包括第二光源80和透镜加热系统70。前照灯系统200e与图1至图1B中描绘的前照灯系统200大致类似，并且相同编号的元件具有相同或相似的结构和功能。前照灯系统200e的主要区别在于其透镜加热系统70的结构。具体地，前照灯系统200e包括加热元件72，加热元件72包括用于间接加热前照灯100的透镜10的加热源72c。在一些实施方式中，控制器150(参见图2、图2A)可激活加热源72c以在透镜10的内部60内提供热辐射74，由此间接加热透镜10，包括已通过第二光源80的操作变暗的任何部分。因此，已由透镜加热系统70加热的透镜10的这些部分将在移除由第二光源80传输的光时快速返回到非变暗状态。
在不脱离本发明的构思的情况下，可以对上述结构做出变化和修改。例如，本发明中概述的前照灯系统200的原理可应用于其他车辆照明系统。例如，这些系统的各个方面可用于车辆的各种前照灯、转向灯和雾灯以最大化由这些源中的每个产生的光图案的性能，同时选择性地防止行人、迎面车辆、其他交通工具和动物暴露于这些图案中。这些自适应照明系统可用于各种非车辆应用中。例如，这些系统可用作客机上的顶置LED顶灯照明系统以最大化传输给特定乘客的光量，而不会使其他乘客(包括邻近激活系统的乘客的那些乘客)暴露于来自顶灯照明系统的光。本发明内容的范围内的本领域技术人员所理解的这些变化和修改以及其他实施例旨在被以下权利要求所覆盖，除非这些权利要求通过其语言另外明确地指出。

Claims (20)

1.一种用于车辆的前照灯系统，包括：
前照灯，所述前照灯包括光致变色透镜、用于传输前照灯图案的主光源、第二光源和透镜加热系统；
成像传感器；以及
控制器，所述控制器响应于由所述传感器感测到的外部物体引导所述第二光源和所述加热系统以使所述透镜的一部分变暗和变亮。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光致变色透镜包括内透镜，所述内透镜包括光致变色元件，且进一步地，其中，所述光致变色透镜进一步包括外透镜，所述外透镜包括紫外光屏蔽元件。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述透镜加热系统包括加热元件，所述元件包括位于所述透镜内用于加热所述透镜的部分的多个导热纤维。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步配置成响应于由所述传感器感测到的所述外部物体引导所述加热系统加热所述透镜的所述一部分。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述透镜加热系统包括加热元件，所述元件包括用于间接加热所述透镜的加热源。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述前照灯图案是远光前照灯图案，且进一步地，其中，由所述传感器感测到的所述物体是位于所述前照灯图案内的行人、迎面车辆、其他交通工具或动物。
7.一种用于车辆的前照灯系统，包括：
前照灯，所述前照灯包括光致变色透镜、用于传输前照灯图案的主光源、多个第二光源和透镜加热系统；
成像传感器；以及
控制器，所述控制器响应于由所述传感器感测到的外部物体引导所述第二光源和所述加热系统以使所述透镜的一部分变暗和变亮。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述光致变色透镜包括内透镜，所述内透镜包括光致变色元件，且进一步地，其中，所述光致变色透镜进一步包括外透镜，所述外透镜包括紫外光屏蔽元件。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述透镜加热系统包括加热元件，所述元件包括位于所述透镜内用于加热所述透镜的部分的多个导热纤维。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制器进一步配置成响应于由所述传感器感测到的所述外部物体引导所述加热系统加热所述透镜的所述一部分。
11.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制器进一步适于响应于位于所述前照灯图案之外的所述物体通过停用所述第二光源以及引导所述加热系统加热所述透镜的所述一部分而使所述透镜的所述一部分返回到非变暗状态。
12.根据权利要求7所述的系统，其中，所述透镜加热系统包括加热元件，所述元件包括用于间接加热所述透镜的加热源。
13.根据权利要求7所述的系统，其中，所述前照灯图案是远光前照灯图案，且进一步地，其中，由所述传感器感测到的所述物体是位于所述前照灯图案内的行人、迎面车辆、其他交通工具或动物。
14.一种用于车辆的前照灯系统，包括：
前照灯，所述前照灯包括光致变色透镜、用于传输前照灯图案的主光源、可移动第二光源和透镜加热系统；
成像传感器；以及
控制器，所述控制器响应于由所述传感器感测到的外部物体引导所述第二光源和所述加热系统以使所述透镜的一部分变暗和变亮。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述光致变色透镜包括内透镜，所述内透镜包括光致变色元件，且进一步地，其中，所述光致变色透镜进一步包括外透镜，所述外透镜包括紫外光屏蔽元件。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述透镜加热系统包括加热元件，所述元件包括位于所述透镜内用于加热所述透镜的部分的多个导热纤维。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器进一步配置成响应于由所述传感器感测到的所述外部物体引导所述加热系统加热所述透镜的所述一部分。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器进一步适于响应于位于所述前照灯图案之外的所述物体通过停用所述第二光源以及引导所述加热系统加热所述透镜的所述一部分而使所述透镜的所述一部分返回到非变暗状态。
19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述透镜加热系统包括加热元件，所述元件包括用于间接加热所述透镜的加热源。
20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述前照灯图案是远光前照灯图案，且进一步地，其中，由所述传感器感测到的所述物体是位于所述前照灯图案内的行人、迎面车辆、其他交通工具或动物。
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