CN112888603B - 一种用于可变透射率镜的系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于可变透射率镜的系统，其中可变透射率镜可响应于从摄像头捕获的图像而被控制。所述系统可包括第一成像器、第一可变透射率镜和控制器。所述第一成像器包括像素阵列。此外，所述第一成像器被配置成捕获图像数据。所述第一可变透射率镜具有第一透射率水平。最后，所述控制器被配置成将第一光强度值分配给一个或多个像素，并且至少部分地基于所检测的第一光强度将第一透射率水平改变为第二透射率水平。此系统具有消除对专用眩光传感器的需要的优点，因此减少了装置的数目、成本、用户视场中的障碍物以及具有更美观的外观。

Description

一种用于可变透射率镜的系统
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2018年11月26日提交的名称为“SYSTEM ANDMETHOD FOR REARVIEW CAMERA AS A GLARE SENSOR(后视摄像头作为眩光传感器的系统和方法)”的美国临时申请第62/771,312号的优先权，该申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及光传感器，更具体地涉及用于车辆后视组件的光传感器。
背景技术
可变透射率镜多年来众所周知。用于可变透射率后视镜的系统依赖于前向环境光传感器和后向环境光传感器，所述后向环境光传感器位于镜附近，通常被称为眩光传感器。控制器相应地确定两个环境光传感器之间的强度水平差，以便估计何时存在眩光且相应地改变镜的透射率。
然而，在包括多于一个可变透射率后视镜的系统中，所述系统操作以基于两个环境光传感器之间的单个差一起相等地改变所有镜的透射率。此外，在一些情况下，由于眩光光源的位置，眩光可能经由每个镜子不同程度地影响用户。因此，相等地改变所有镜的透射率可能导致一个或多个镜的透射率的非最佳程度。
另外，大多数车辆都配备有备用摄像头，其是本领域众所周知的。与仅检测光强度的可变透射率镜系统的环境光传感器不同，这些摄像头经由像素阵列捕获数据以产生图像并且通常具有较低的动态范围。因此，车辆配备有额外装置。
因此，需要改进的可变透射率镜系统，由此减少与备用摄像头配对时所需的装置总数。此外，同样需要改进的可变透射率镜系统，由此关于可变位置的眩光光源以改进程度改变镜。
发明内容
根据本公开，已基本上减少或消除过去与可变透射率镜系统相关联的缺点和问题。
根据本公开的一个实施例，公开了一种系统，所述系统包括第一成像器、第一可变透射率镜和控制器。所述第一成像器包括像素阵列。此外，所述第一成像器被配置成捕获图像数据。所述第一可变透射率镜具有第一透射率水平。最后，所述控制器被配置成将第一光强度值分配给一个或多个像素，并且至少部分地基于所检测的第一光强度将第一透射率水平改变为第二透射率水平。
本公开的某些实施例的优点包括提供后视系统，其中不需要用于检测来自后方场景的光的专用眩光传感器，因此减少与备用摄像头配对时所需的装置总数。因此，降低系统的总成本。另外，传感器的消除可能减少用户的视场中障碍物的数目。此外，在专用眩光传感器将设置在可变透射率镜或其外壳上的情况下，消除此传感器提供更清洁且更美观的外观。
在研究了下面的说明书、权利要求书和附图之后，本领域技术人员将理解和了解本公开的这些和其它方面、目标和特征。还将理解，本文公开的每一实施例的特征可结合其它实施例中的特征使用或作为后者的替代使用。
附图说明
在各图式中：
图1：具有后视系统的车辆。
图2：后视系统示意图。
图3：后视系统的各方面的示意图。
图4：由后视成像器捕获的图像数据的示例性实施例。
图5：用于可变透射率镜的示例性调光例程图。
具体实施方式
出于本文描述的目的，要理解附图中所示并且在本公开中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求书中限定的本发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求书另有明确叙述，否则与本文中所公开的实施例有关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。
图1示出了具有后视系统14的车辆10。后视系统14包括一个或多个可变透射率镜12、前向环境光传感器16、后视成像器36和控制器50(图1中未示出)。
可变透射率镜12可以是可操作以改变光透射程度的任何镜。镜的透射率是从其反射的光相对于入射到其上的光的比率。因此，可变透射率镜12可操作以调光。此外，可变透射率镜12可操作以向用户22提供后方场景28的视图。可变透射率镜12可以位于车辆10的内部或外部。例如，可变透射率镜12可以是内部后视镜12a、驾驶员侧后视镜12b或乘客侧后视镜12c。
可变透射率镜12可以使用各种装置实施，例如Jordan等人的名称为“PHOTOTELECTRICALLY-CONTROLLED REAR-VIEW MIRROR(光电控制型后视镜)”的第3,680,951号美国专利和Bauer等人的名称为“AUTOMATIC REARVIEW MIRROR FOR AUTOMOTIVEVEHICLES(用于机动车的自动后视镜)”的第4,443,057号美国专利中所描述的那些，所述专利各自以引用的方式并入本文。可采用Ohmi等人的名称为“GLARE-SHIELDING TYPEREFLECTOR(眩光屏蔽型反射镜)”的第4,632,509号美国专利中描述的液晶单元制造可变透射率镜12，该专利以引用的方式并入本文。在示例性实施例中，可变透射率镜12可以实施为电致变色单元，其响应于施加的控制电压而改变其透射率，例如在授予Byker的名称为“SINGLE-COMPARTMENT,SELF-ERASING,SOLUTION-PHASE ELECTROCHROMIC DEVICES,SOLUTIONS FOR USE THEREIN,AND USES THEREOF(单隔室自擦除液相电致变色装置、用于其中的溶液以及其用途)”的第4,902,108号美国专利中描述的，该专利以引用的方式并入本文。尽管公开了用于可变透射率镜12的特定结构，但在不脱离本公开的精神的情况下，许多其它电致变色装置可用于实施可变透射率镜12。
后视成像器36可以是可操作以捕获图像数据的任何装置，包括像素阵列。因此，后视成像器36被定位和定向成使得其可以捕获对应于后方场景28的至少一部分的图像数据。例如，后视成像器36可以位于车辆10的顶蓬、后窗、后保险杠或行李箱盖上。像素阵列包括多个像素，该多个像素呈被配置成测量通过透镜或孔接收的光的光敏元件的形式。像素阵列的每一个像素可对应于光传感器、光传感器阵列或被配置成捕获光的任何传感器分组。光传感器中的每一个可操作以测量对应于光的亮度或强度的值。后视成像器36可以具有高动态范围。
在一些实施例中，后视成像器36可以与成像器存储器通信。成像器存储器可以是被配置成存储成像器数据的任何装置。例如，成像器存储器可以存储对应于像素阵列的每个像素的像素数据和/或曝光数据。成像器存储器可包括各种形式的存储器，例如，随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)和被配置成存储数字信息的其它形式的存储器。存储器单元中的每一个可以对应于成像器存储器中的可寻址存储器位置，并且具有与像素阵列的每个像素的分辨率对应的容量。
被配置成作为高动态范围图像传感器操作的后视成像器36的实例在以下专利中公开：2007年12月6日由Jon H.Bechtel等人申请的名称为“HIGH DYNAMIC RANGE IMAGINGDEVICE(高动态范围成像装置)”的第8,289,430号美国专利；2008年4月25日由JonH.Bechtel等人申请的名称为“HIGH DYNAMIC RANGE IMAGING DEVICE(高动态范围成像装置)”的第8,305,471号美国专利；2009年1月28日由Daniel Van Blerkom等人申请的名称为“IMAGING DEVICE(成像装置)”的第8,378,284号美国专利；2009年1月28日由Daniel VanBlerkom等人申请的名称为“IMAGING DEVICE(成像装置)”的第8,144,223号美国专利；2008年4月9日由Jon H.Bechtel等人申请的名称为“IMAGING DEVICE(成像装置)”的第8,629,927号美国专利；2008年6月11日由Jon H.Bechtel申请的名称为“IMAGING DEVICE(成像装置)”的第8,587,706号美国专利；和2013年2月14日由Jon H.Bechtel申请的名称为“HIGHDYNAMIC RANGE IMAGER SYSTEM(高动态范围成像器系统)”的第9,041,838号美国专利，所有这些专利均以全文引用的方式并入本文中。
控制器50可以是可操作以分析来自后视成像器36的图像数据以确定眩光34的存在、强度或相对位置的任何装置。例如，控制器50可以为一个或多个处理器、多核处理器，或处理器、电路和外围处理装置的任何组合。另外，控制器50可包括可操作以存储像素分析算法的存储器。此外，控制器50可操作以调整一个或多个可变透射率镜12的反射率、亮度、透射率或其它显示特性。因此，控制器50通信连接到一个或多个可变透射率镜12和后视成像器36。
在一些实施例中，后视系统14包括前环境光传感器16。前环境光传感器16可以是可操作以感测在其定向方向上环境光的强度的任何装置。因此，前环境光传感器16设置成使得其可检测前环境光32且通信连接到控制器50。例如，前环境光感应器16可以位于挡风玻璃30、顶蓬或内部后视镜上。
在一些实施例中，后视系统14包括显示器。显示器可以是任何数字屏幕，例如，发光二极管(LED)显示器、有机LED显示器、液晶显示器(LCD)等。显示器可以通信连接到后视成像器36，且可操作以显示车辆10外部的外部环境的视图。例如，显示器可以被配置成显示由后视成像器36捕获的图像数据以描绘后方场景28，使得用户22可以不必转身即在车辆10中观察后方场景28。
在操作中，后视系统14可以由用户22使用以经由一个或多个可变透射率镜12观察后方场景28。此外，在忙于操作车辆10时，用户22通常通过挡风玻璃30向前看。因此，用户22的眼睛适应前环境光32。然而，在后方场景28中相对明亮的光源——通常是第二车辆的前灯——可以产生眩光34，其可以从可变透射率镜12反射，从而暂时损害用户22或使用户分心。因此，为了减少眩光34对用户22的影响，控制器50可以至少部分地基于运行像素分析算法的结果调整或限制一个或多个可变透射率镜22的透射率，其中像素分析算法分析来自后视成像器36的图像数据。控制器50对图像数据的分析可以多种方式实现。
在完成由后视成像器36捕获的帧的曝光后，控制器50可以利用来自帧的图像数据来确定眩光34的存在。像素分析算法可以由控制器50执行以分析像素数据，使得赋予每个像素表示其所曝光的光的亮度或强度的换算值(scaled value)。例如，像素可以被赋予从最小值(例如，0)到最大值(例如，10,000)的换算值。在一些实施例中，该尺度可具有线性关系。因此，算法可以基于换算值识别一个或多个像素的亮度。具有眩光阈值以上的换算值或饱和(即，具有最大换算值)的像素可用于识别后方场景28中的眩光。
响应于算法识别一个或多个像素具有眩光阈值以上的换算值，控制器50可改变一个或多个可变透射率镜12的透射率，由此限制可变透射率镜12对眩光34的反射。此外，透射率水平可基于查询表或公式与一个或多个像素的换算值直接相关。
在一些实施例中，算法可以被配置成进一步区分饱和水平，以便有效地扩展后视成像器36的动态范围，而不需要调整动态范围或者使其从通常可以供应给显示器52以查看后方场景26的动态范围偏斜，或不需要具有增加的动态范围的更昂贵的成像器。
当存在饱和像素时，算法可以监测饱和像素的数目、分布、浓度、间隔、布置、分组和/或比例。例如，一旦超过第一饱和像素阈值的一定数目的像素被识别为饱和，算法就可以识别眩光34存在于后方场景28中。作为响应，算法可以向每个饱和像素分配增加的换算值(例如11,000)。另外，如果该数目的饱和像素超过第二饱和像素阈值，则算法可以将增加的换算值(例如12,000)分配给每个像素。算法可以响应于检测到该数目的饱和像素超过第三阈值、第四阈值等而应用此加权；其中的每一个可使得算法分别重新分配增加的值(例如，13,000；14,000；等)。在另一实例中，算法可以被配置成识别饱和的连续、相邻或集群像素的数目。基于连续、相邻或集群饱和像素的像素数目，算法可以将连续、相邻或集群饱和像素的换算值增加标量值或乘数。在另一实例中，所述算法可通过根据预定的眩光换算值将饱和像素值替换成增加的换算值来扩展后视成像器36的动态范围。因此，饱和像素的亮度值可以增加到扩展范围(例如，11,000；12,000；...19,000；20,000)。
基于与一个或多个像素的扩展值范围相关联的换算值或其平均值，控制器50可以通过控制可变透射率镜12的透射率来限制眩光34的透射率，从而使其变暗。因此，控制器50可利用具有适于捕获光以在显示器52上显示的动态范围的后视成像器36，同时检测眩光34的相对水平，该水平可以基于扩展范围由控制器50模拟或监测。
在一些实施例中，控制器50可以被配置成将一个或多个像素的换算值、扩展换算值、平均换算值或平均扩展换算值与由前环境光传感器16确定的光强度水平进行比较。因此，控制器50可以至少部分地基于由来自后视成像器36和前环境光传感器16的光值实现的比率来变暗可变透射率镜12或限制其透射率。因此，控制器50可以确保是由眩光34而不是明亮的环境照明条件引起增高的换算值。
控制器50可以被配置成区分后方场景26的一个或多个区域。区域可对应于一个或多个可变透射率镜12——例如内部后视镜12a、驾驶员侧后视镜12b或乘客侧后视镜12c——所述镜可操作以反射来自所述区域的光。替代地，区域可对应于可变透射率镜12的视场外部的区域。因此，控制器50可以关于检测到眩光34以及眩光可能存在于可变透射率镜12中的时间独立地控制一个或多个可变透射率镜12的透射率。因此，不仅个别可变透射率镜12独立地变化到最佳透射率水平，而且在后视成像器36可捕获不在可变透射率镜12的视场内的光的情况下，在误判需要减少眩光34时，不改变透射率。
在一些实施例中，算法可以被配置成检测眩光34的移动。例如，控制器50可以检测像素阵列内的像素饱和的移动或高换算值。同样，算法可以基于饱和像素组大小的增长速率、检测到一个或多个像素光强度增加的速率、一组像素的平均换算值增加的速率或像素饱和时间的减小来检测或推断以某一速度接近车辆10的眩光34的移动。可选地，为了实现对像素饱和时间缩短的检测，在帧的曝光期间，对于一个或多个像素，成像器存储器可以记录在饱和之前经过的曝光时间。此外，控制器50可以预测眩光34的未来位置，并且响应于该预测而控制一个或多个可变透射率镜12的透射率。
例如，基于眩光34的移动，算法可以识别或推断第二车辆正在经过车辆10，并且可选地识别第二车辆将从哪一侧超过车辆10。因此，控制器50可以在预测第二车辆已经在后视成像器36的视场之外移动，但在其后一段时间内保持在可变透射率镜12的视场内时，延迟调整一个或多个可变透射率镜12的透射率。此外，在预测第二车辆超过车辆10的特定侧的情况下，控制器50可以选择性地延迟改变具体对应于所述侧的一个或多个可变透射率镜12的透射率。例如，如果检测到眩光34在左向方向上移动，一旦眩光34移动到后视成像器36的视场之外，控制器50可以延迟一段时间来进一步调整驾驶员侧后视镜12a的透射率。因此，当提供眩光34的第二车辆经过车辆10时，在第二车辆基本上完全通过可变透射率镜12的视场之前，可变透射率镜12不经历透射率的增加。这在可变透射率镜12的视场基本上包括不存在于后视成像器36的视场中的区域的情况下具有特定意义。
在一些实施例中，控制器50响应于检测到的眩光34的移动而延迟透射率改变的持续时间可以至少部分地基于第二车辆的速度或经过速率的推断速率。例如，可以使用查询表、方程或其它方法来分析所检测的眩光34的运动速率，以确定透射率改变延迟的持续时间。检测到移动较快的眩光34可以与较短的延迟相关，反之亦然。
本公开具有提供后视系统14的技术优点，其中不需要用于检测来自后方场景28的光的专用眩光传感器，因此减少当与备用摄像头配对时所需的装置总数。因此，降低系统的总成本。另外，传感器的消除潜在地减少用户22的视场中的障碍物的数目。此外，在专用眩光传感器设置在可变透射率镜12或其外壳上的情况下，消除此传感器提供更清洁且更具美观性的外观。
图2是后视系统14的示意性表示。后视系统包括可变透射率镜12、后视成像器36和控制器50。
可变透射率镜12包括可变透射元件42和反射表面44。透射率是到达可变透射元件42的光与穿过可变透射元件42的光的比率。因此，可变透射率镜12是可操作调光的镜。此外，可变透射率镜12可操作以提供后方场景的至少一部分的视图。例如，可变透射率镜12可以是内部后视镜、驾驶员侧后视镜或乘客侧后视镜。
后视成像器36可以是可操作以捕获图像数据的任何装置，包括像素阵列。因此，后视成像器36被设置成使得其具有包括后方场景的至少一部分的视场。像素阵列包括多个像素，该多个像素呈被配置成测量通过透镜或孔接收的光的光敏元件的形式。像素阵列的每一个像素可对应于光传感器、光传感器阵列或被配置成捕获光的任何传感器分组。光传感器中的每一个可操作以测量对应于光的亮度或强度的值。后视成像器36可以具有高动态范围。
控制器50可以是可操作以分析来自后视成像器36的图像数据以确定眩光34的存在、强度或相对位置的任何装置。例如，控制器可以为一个或多个处理器、多核处理器，或处理器、电路和外围处理装置的任何组合。另外，控制器可包括存储器，该存储器可操作以存储像素分析算法和与由后视成像器36获取的至少一个帧有关的图像数据。此外，控制器可操作以调整一个或多个可变透射率镜12的反射率、亮度、透射率或其它显示特性。因此，控制器通信连接到可变透射率镜12和后视成像器36。
在一些实施例中，后视系统14还可以包括前环境光传感器16。前环境光传感器16可以是可操作以感测环境光的强度的任何装置。因此，前环境光传感器16被设置成使得其可以检测大体上与后方场景的方向相反的环境光32，并且通信连接到控制器50。
在一些实施例中，后视系统14还可以包括显示器52。显示器52可以是任何数字屏幕，例如，发光二极管(LED)显示器、有机LED显示器、液晶显示器(LCD)等。显示器52可以通信连接到后视成像器36，并且可操作以显示车辆10外部的外部环境的视图。例如，显示器52可以被配置成显示由后视成像器36捕获的图像数据以描绘后方场景28，使得用户可以查看后方场景。可选地，显示器52可以设置在可变透射率镜12内，使得根据本领域众所周知的方法，可变透射率镜12可操作以在电子显示模式与传统可调光镜模式之间切换。
在操作中，用户可以使用后视系统14经由可变透射率镜12查看后方场景。通常，用户的眼睛在向前看，并且相应地适应前环境光32水平。然而，在后方场景中相对明亮的光源——通常是车辆的前灯——可以产生眩光34，其可以从反射表面44反射并且暂时损害用户或使用户分心。因此，为了减少眩光34对用户的影响，控制器50可以至少部分地基于运行像素分析算法的结果调整或限制可变透射元件42的透射率。像素分析算法分析来自后视成像器36的图像数据。算法对图像数据的分析可以多种方式实现。
在完成由后视成像器36捕获的帧的曝光后，算法可以利用来自帧的图像数据来确定眩光34的存在。该算法可以分析像素数据，使得每个像素被赋予反映其所曝光的光的亮度或强度的换算值。例如，像素可以被赋予从最小值(例如，0)到最大值(例如，10,000)的换算值。可选地，该尺度可具有线性关系。因此，控制器可以基于换算值识别一个或多个像素的亮度。具有眩光阈值以上的换算值或饱和(即，具有最大换算值)的像素可用于识别后方场景中的眩光。
响应于算法识别一个或多个像素具有眩光阈值以上的换算值，控制器50可改变可变透射率镜12的透射率，由此限制可变透射率镜12对眩光34的反射。此外，透射率水平可基于查询表或公式与一个或多个像素的换算值直接相关。
在一些实施例中，算法可以被配置成进一步区分饱和水平，以便有效地扩展后视成像器36的动态范围，而不需要调整动态范围或者使其从通常可以供应给显示器52以查看后方场景的动态范围偏斜。
当存在饱和像素时，算法可以监测饱和像素的数目、分布、浓度、间隔、布置、分组和/或比例。例如，一旦超过第一饱和像素阈值的一定数目的像素被识别为饱和，算法就可以识别眩光34存在于后方场景中。作为响应，算法可以向每个饱和像素分配增加的换算值(例如11,000)。另外，如果该数目的饱和像素超过第二饱和像素阈值，则算法可以将增加的换算值(例如12,000)分配给每个像素。算法可以响应于检测到该数目的饱和像素超过第三阈值、第四阈值等而应用此加权；其中的每一个可使得控制器分别重新分配增加的值(例如，13,000；14,000；等)。在另一实例中，算法可以被配置成识别饱和的连续、相邻或集群像素的数目。基于连续、相邻或集群饱和像素的数目，算法可以将连续、相邻或集群饱和像素的像素换算值增加标量值或乘数。在另一实例中，所述算法可以通过根据预定的眩光换算值将任何饱和像素值简单替换成增加的换算值来扩展后视成像器36的动态范围。因此，如前述实例所示，饱和像素的亮度值可以增加到扩展范围(例如，11,000；12,000；...19,000；20,000)。
基于与一个或多个像素的扩展值范围相关联的换算值或其平均值，控制器50可以通过调整可变透射率镜12的透射率来限制眩光34的透射率，从而使其变暗。因此，控制器50可利用具有适于捕获光以在显示器52上显示的动态范围和/或具有较低成本的后视成像器36，同时检测超过其正常范围的眩光34的相对水平。
在一些实施例中，所述算法可以被配置成将一个或多个像素的换算值、扩展换算值、平均换算值或平均扩展换算值与由前环境光传感器16确定的光强度水平进行比较。因此，控制器50可以至少部分地基于由来自后视成像器36和前环境光传感器16的光水平值实现的比率来变暗可变透射率镜12或限制其透射率。因此，控制器50可以确保是由眩光34而不是环境照明条件引起增高的换算值。
在一些实施例中，控制器50可以被配置成区分后方场景的一个或多个区域。区域可以对应于可变透射率镜12的视场。替代地，区域可以对应于可变透射率镜12的视场外部的区域。因此，控制器50可以关于检测到眩光34以及眩光可能存在于可变透射率镜12中的时间调整可变透射率镜12的透射率。因此，在后视成像器36可捕获不在可变透射率镜12的视场内的光的情况下，在误判需要减少眩光34时，不改变透射率。
在一些实施例中，算法可以被配置成检测眩光34的移动。例如，算法可以检测像素阵列内的像素饱和的移动或高换算值。同样，算法可以基于饱和像素组大小的增长速率、检测到一个或多个像素光强度增加的速率、一组像素的平均换算值增加的速率或像素饱和时间的减小来检测或推断以某一速度接近车辆10的眩光34的移动。可选地，为了实现对像素饱和时间缩短的检测，在帧的曝光期间，对于一个或多个像素，存储器可以记录在饱和之前经过的曝光时间。此外，算法可以预测眩光34的未来位置，并且响应于该预测而控制一个或多个可变透射率镜12的透射率。
例如，基于眩光34的移动，算法可以识别或推断第二车辆是第一车辆，并且可选地识别第二车辆是否可能移动到后视成像器36的视场外部但处于可变透射率镜12的视场内的区域。因此，控制器在预测第二车辆已经在后视成像器36的视场之外移动，但在其后一段时间内保持在可变透射率镜12的视场内时延迟调整一个或多个可变透射率镜12的透射率。例如，如果检测到眩光34在左向方向上移动，一旦眩光34移动到后视成像器36的视场之外，控制器可以延迟一段时间来进一步调整车辆的驾驶员侧上的可变透射率镜12的透射率。因此，当提供眩光34的车辆经过时，可变透射率镜12在车辆基本上完全通过可变透射率镜12的视场之前不经历透射率的增加。这在可变透射率镜12的视场基本上包括不存在于后视成像器36的视场中的区域的情况下具有特定意义。
在一些实施例中，控制器50响应于检测到的眩光34的移动而延迟透射率改变的持续时间可以至少部分地基于第二车辆的速度或经过速率的推断速率。例如，算法可以使用查询表、方程或其它方法来分析所检测的眩光34的运动速率，以确定透射率改变延迟的持续时间。检测到移动较快的眩光34可以与较短的延迟相关，反之亦然。
本公开具有提供后视系统14的技术优点，其中不需要用于检测来自后方场景28的光的专用眩光传感器，因此减少当与备用摄像头配对时所需的装置总数。
图3是后视系统的示意图。后视系统包括后视成像器36和控制器50。后视成像器36包括像素阵列60。像素阵列60包括多个像素64，该多个像素呈被配置成测量可通过透镜或孔接收的光的光敏元件的形式。像素阵列60可以排列成行68和列70。像素阵列60的每一个像素64可对应于光传感器、光传感器阵列或被配置成捕获光的任何传感器分组。光传感器中的每一个可操作以测量对应于光的亮度或强度的像素值。
在一些实施例中，后视成像器36可以与成像器存储器62通信。成像器存储器可以被配置成存储成像器数据。例如，成像器存储器可以存储对应于像素阵列的每个像素的像素数据和/或曝光数据。成像器存储器可包括各种形式的存储器，例如，随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)和被配置成存储数字信息的其它形式的存储器。存储器单元中的每一个可以对应于成像器存储器中的可寻址存储器位置，并且具有与像素阵列的每个像素的分辨率对应的容量。
此外，后视成像器36可以与控制器50通信。控制器50可以是可操作以分析来自后视成像器36的图像数据以确定眩光的存在、强度或相对位置的任何装置。例如，控制器50可以为一个或多个处理器、多核处理器，或处理器、电路和外围处理装置的任何组合。另外，控制器50可包括可操作以存储像素分析算法的存储器。此外，控制器50可操作以调整一个或多个可变透射率镜的反射率、亮度、透射率或其它显示特性。控制器50还可以可操作以从环境光传感器接收和处理环境光数据。
因此，可以根据以下方法，至少部分地基于运行像素分析算法的结果，由后视系统感测和识别眩光以调整一个或多个可变透射率镜。
首先，由后视成像器36曝光帧以生成图像数据。其次，眩光的存在由利用来自帧的图像数据的算法确定。眩光的存在可以由算法根据多种方法确定。第三，控制器50可改变可变透射率镜的透射率，由此限制可变透射率镜对眩光的可能反射。控制器50可以响应于算法用于确定眩光存在的方法以多种方式改变透射率。
在一些实施例中，算法通过为每个像素分配反映其所曝光的光的亮度或强度的换算值来操作。例如，像素可以被赋予从最小值(例如，0)到最大值(例如，10,000)的换算值。可选地，该尺度可具有线性关系。因此，所述算法可以接着基于换算值识别一个或多个像素的眩光强度。具有眩光阈值以上的换算值或饱和(即，具有最大换算值)的像素64可用于识别后方场景中的眩光。因此，可变透射率镜的透射率可以由控制器50改变，由此限制可变透射率镜对眩光的可能反射。此外，透射率水平可基于查询表或公式与一个或多个像素的换算值直接相关。
在一些实施例中，区分饱和水平。该算法可以区分饱和水平，以便有效地扩展后视成像器36的动态范围，而不需要调整动态范围或者使其从通常可以供应给显示器以查看后方场景的动态范围偏斜，或不需要更大成本的高动态范围后视成像器36。
当存在饱和像素72时，算法可以监测饱和像素72的数目、分布、浓度、间隔、布置、分组和/或比例。例如，一旦超过第一饱和像素阈值的一定数目的像素64被识别为饱和，算法就可以识别眩光存在于后方场景中。作为响应，算法可以向每个饱和像素72分配增加的换算值(例如11,000)。另外，如果该数目的饱和像素72超过第二饱和像素阈值，则算法可以将增加的换算值(例如12,000)分配给每个饱和像素72。算法可以响应于检测到该数目的饱和像素72超过第三阈值、第四阈值等而应用此加权；其中的每一个可使得算法分别重新分配增加的值(例如，13,000；14,000；等)。在另一实例中，算法可以被配置成识别连续、相邻或集群饱和像素72的数目。基于连续、相邻或集群饱和像素72的数目，算法可以将连续、相邻或集群饱和像素72的换算值增加标量值或乘数。在另一实例中，所述算法可以通过根据预定的眩光换算值将任何饱和像素值简单替换成增加的换算值来扩展后视成像器36的动态范围。因此，如前述实例所示，饱和像素的换算值可以增加到扩展范围(例如，11,000；12,000；...19,000；20,000)。
因此，基于与一个或多个像素64的扩展值范围相关联的换算值或其平均值，控制器50可以通过调整可变透射率镜的透射率来限制可变透射率镜反射眩光，从而使其变暗。因此，控制器50可利用具有适于捕获光以在显示器上显示的动态范围和/或具有较低成本的后视成像器36，同时检测超过其正常范围的眩光34的相对水平。
在一些实施例中，一个或多个像素64的换算值、扩展换算值、平均换算值或平均扩展换算值可以通过算法与由环境光传感器确定的光强度水平进行比较。因此，可以至少部分地基于由来自后视成像器36和环境光传感器的光水平值实现的比率，由控制器50限制可变透射率镜的透射率。因此，控制器50可以确保是由于眩光而不是环境照明条件引起增高的换算值。
在一些实施例中，控制器50可以区分后方场景的一个或多个区域。区域可以对应于可变透射率镜的视场。替代地，区域还可以对应于可变透射率镜的视场外部的区域。因此，控制器50可以关于检测到眩光以及眩光可能存在于可变透射率镜中的时间调整可变透射率镜的透射率。因此，在后视成像器36可捕获不在可变透射率镜的视场内的光的情况下，在误判需要减少眩光时，不改变透射率。
在一些实施例中，可以通过算法检测眩光的移动。眩光的移动可以通过多种方式检测。例如，算法可以检测像素阵列60内的像素饱和的移动或高换算值。同样，算法可以基于在帧的连续系列上饱和像素72组大小的增长速率、检测到一个或多个像素64光强度增加的速率、一组像素64的平均换算值增加的速率或像素64饱和时间的减小来检测或推断以某一速度接近的眩光的移动。在一些实施例中，在曝光单个帧期间，可以通过由成像器存储器62记录饱和之前经过的曝光时间，对一个或多个像素64进行像素饱和时间减少的检测。此外，在一些实施例中，所述算法可以预测眩光的未来位置，并响应于该预测而控制一个或多个可变透射率镜的透射率。例如，基于眩光的移动，算法可以识别或推断第二车辆正在经过第一车辆，并且可选地识别第二车辆是否将可能移动到后视成像器36的视场外部但处于可变透射率镜的视场内的区域。
因此，可变透射率镜的透射率可以由控制器50改变，其中在预测第二车辆已经在后视成像器36的视场之外移动，但在其后一段时间内保持在可变透射率镜的视场内时，延迟调整一个或多个可变透射率镜12的透射率。例如，如果检测到眩光在左向方向上移动，一旦眩光34移动到后视成像器36的视场之外，控制器50可以延迟一段时间来进一步调整第一车辆的驾驶员侧上的可变透射率镜的透射率。因此，当提供眩光的车辆经过时，可变透射率镜在车辆基本上完全通过可变透射率镜的视场之前不经历透射率的增加。这在可变透射率镜的视场基本上包括不存在于后视成像器36的视场中的区域的情况下具有特定意义。
在一些实施例中，控制器50响应于检测到的眩光34的移动而延迟透射率改变的持续时间可以至少部分地基于第二车辆的速度或经过速率的推断速率。例如，算法可以使用查询表、方程或其它方法来分析所检测的眩光的运动速率，以确定透射率改变延迟的持续时间。检测到移动较快的眩光可以与较短的延迟相关，反之亦然。
本公开具有提供后视系统的技术优点，其中不需要用于检测来自后方场景的光的专用眩光传感器，因此减少当与备用摄像头配对时所需的装置总数。
图4是由设置于第一车辆上的后视成像器捕获的图像数据80的示例性实施例。图像数据80对应于由后视成像器捕获的后视场景26。后视场景26包含尾随车辆82。尾随车辆82示出在第一位置82a和第二位置82b。如图所示，尾随车辆82表示为相对于第一位置82a在第二位置82b更靠近第一车辆。尾随车辆82可具有前灯72，该前灯可以是眩光34的来源。
图像数据80可以由存储在与后视成像器通信链接的控制器中的像素分析算法进行分析。该算法可以操作以基于图像数据80识别眩光34。
在一些实施例中，所述算法可操作以区分和识别一个或多个感兴趣区域84中的眩光34。感兴趣区域84可对应于一个或多个可变透射率镜的视场。因此，控制器可以基于特别在可变透射率镜的视场内而不是仅在后方场景中检测到眩光来调整可变透射率镜的透射率。另外，在一些实施例中，控制器可以被配置成基于后视成像器的焦距、视场、安装位置和/或各种特性选择性地处理一个或多个感兴趣区域84。因此，选择性处理通过将分析限制到后视成像器的视场的相关区域来减少数据分析时间。
另外，所述算法可以基于可指示第一车辆的转向方向或导航方向的输入信号而改变一个或多个感兴趣区域84的位置86。例如，在一些实施例中，控制器可以与转向角传感器、惯性传感器、陀螺仪、导航系统和/或第一车辆的各种方向检测装置通信。因此，所述算法可以在预测第一车辆和尾随车辆的相对位置改变时移动感兴趣区域84。
另外，算法可以被配置成选择性地处理一个或多个对象(例如，消失点、车道线、地平线等)并且动态地定位感兴趣区域84以辅助眩光34的识别。以此方式，控制器还可以操作以基于可变透射率镜的视场的预期变化检测眩光34的位置或相对强度以控制可变透射率镜的透射率。此外，算法可以被配置成检测眩光34从第一位置82a到第二位置82b的移动88。
图5示出了用于可变透射率镜的示例性调光例程图100。调光例程图100绘制随实际光强度而变的换算值。换算值是分配给像素的数字，表示像素所曝光的光的亮度或强度。
后视成像器可操作以通过像素阵列捕获对应于后方场景的图像数据。图像数据可以由控制器运行的算法进行分析。该算法可以通过确定和/或调整一个或多个像素的换算值来测量像素的光。如图所示，可以由控制器确定光的强度在0到20,000的范围内。然而，后视成像器可具有上限低于20,000的动态范围102。因此，控制器可以用由算法计算的扩展动态范围104来补充该范围。
例如，像素的饱和可以在对应于10,000的换算值的饱和阈值106处发生。因此，当暴露于强度大于饱和阈值106的光时，像素将饱和，并且数据超出关于损失的光的强度的饱和阈值。然而，算法可以被配置成进一步区分饱和水平，以便有效地扩展后视成像器36的动态范围，而不需要调整或偏斜动态范围。
响应于识别饱和像素，算法可以向每个饱和像素分配增加的换算值(例如11,000)。另外，如果该数目的饱和像素超过第二饱和像素阈值，则算法可以将增加的换算值(例如12,000)分配给每个像素。算法可以响应于检测到该数目的饱和像素超过第三阈值、第四阈值等而应用此加权；其中的每一个可使得控制器分别重新分配增加的值(例如，13,000；14,000；等)。在另一实例中，算法可以被配置成识别饱和的连续、相邻或集群像素的数目。基于连续、相邻或集群饱和像素的像素数目，算法可以将连续、相邻或集群饱和像素的像素换算值增加标量值或乘数。在另一实例中，所述算法可以通过根据预定的眩光换算值将任何饱和像素值简单替换成增加的换算值来扩展后视成像器的动态范围。因此，如前述实例所示，饱和像素的亮度值可以增加到扩展范围(例如，11,000；12,000；...19,000；20,000)。
此外，基于与一个或多个像素的扩展值范围相关联的换算值或其平均值，控制器可以通过调整可变透射率镜的透射率来限制可变透射率镜的眩光透射率，从而使其变暗。此外，可调整透射率的程度(即调光水平)可以与一个或多个换算值直接相关。因此，控制器可利用具有适于捕获光以在显示器上显示的动态范围和/或具有较低成本的后视成像器，同时检测超出其正常范围的相对眩光水平。
例如，当换算值在8,000(下调光阈值108)到18,000(上调光阈值110)的范围内时，控制器可以调整可变透射率镜的透射率。此外，可变透射率镜的调光水平可以随着换算值的增加而增加直到达到和超过饱和阈值106。
在此文档中，例如“第一”、“第二”、“第三”等关系术语仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必需要或意指此类实体或动作之间的任何实际此类关系或次序。
如本文中所使用，在用于两个或更多个项目的列表中时，术语“和/或”意指所列项目中的任一个自身可以单独使用，或者可以使用所列项目中的两个或更多个的任何组合。例如，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，那么所述组合物可含有：仅A；仅B；仅C；A和B的组合；A和C的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。
术语“包括(comprises、comprising)”或其任何其它变化意图涵盖非排他性的包含物，使得包括一系列元件的过程、方法、物品或设备并不仅包含那些元件，而是可以包含并未明确地列出的或并非此类过程、方法、物品或设备固有的其它元件。在没有更多约束的前提下，之前加“包括……”的要素并不妨碍包括所述要素的过程、方法、制品或设备中存在额外的相同要素。
应理解，尽管在本公开中描述了若干实施例，本领域的技术人员可理解许多变化、改变、变换和修改，并且本公开旨在涵盖这些在所附权利要求书的范围内的变化、改变、变换和修改，除非其语言另外明确陈述。

Claims (15)

1.一种用于可变透射率镜的系统，其包括：
第一成像器，所述第一成像器包括像素阵列，所述成像器被配置成捕获图像数据；
第一可变透射率镜，所述第一可变透射率镜具有第一透射率水平；以及
第二可变透射率镜，所述第二可变透射率镜具有第三透射率水平；
控制器，所述控制器被配置成：
将第一光强度值分配给所述像素阵列的一个或多个像素，
确定第一光强度值是否存在于所述像素阵列的第一区域中，以及
至少部分地基于以下各项将所述第一透射率水平改变为第二透射率水平，并且将所述第三透射率水平改变为第四透射率水平：
所检测的第一光强度值，以及
确定所述第一光强度值存在于所述第一区域中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述控制器还被配置成：
至少部分地基于以下各项不改变所述第一透射率水平和所述第三透射率水平：
所检测的第一光强度值，以及
确定所述第一光强度值不存在于所述第一区域中。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二透射率水平和所述第四透射率水平不同。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二透射率水平和所述第四透射率水平相同。
5.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
第三可变透射率镜，所述第三可变透射率镜具有第五透射率水平；
其中所述控制器还被配置成至少部分地基于以下各项将所述第五透射率水平改变为第六透射率水平：
所检测的第一光强度值，以及
确定所述第一光强度值存在于所述第一区域中。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第二透射率水平、所述第四透射率水平和所述第六透射率水平不同。
7.一种用于可变透射率镜的系统，其包括：
第一成像器，所述第一成像器包括像素阵列，所述成像器被配置成捕获图像数据；
第一可变透射率镜，所述第一可变透射率镜具有第一透射率水平；以及
第二可变透射率镜，所述第二可变透射率镜具有第三透射率水平；
控制器，所述控制器被配置成：
将第一光强度值分配给所述像素阵列的一个或多个像素，以及
确定所述第一光强度值是否存在于所述像素阵列的第一区域中，
确定所述第一光强度值是否存在于所述像素阵列的第二区域中，
至少部分地基于以下各项将所述第一透射率水平改变为第二透射率水平：
所检测的第一光强度值，以及
确定所述第一光强度值存在于所述第一区域中；以及
至少部分地基于以下各项不改变所述第三透射率水平：
所检测的第一光强度值，以及
确定所述第一光强度值不存在于所述第二区域中。
8.一种用于可变透射率镜的系统，其包括：
第一成像器，所述第一成像器包括像素阵列，所述成像器被配置成捕获图像数据；
第一可变透射率镜，所述第一可变透射率镜具有第一透射率水平；以及
控制器，所述控制器被配置成：
将第一光强度值分配给所述像素阵列的一个或多个像素，
确定所述第一光强度值在所述像素阵列内的位置；
确定所述第一光强度值的位置中的至少一个的变化；以及
至少部分地基于所述第一光强度值的位置的变化来将所述第一透射率水平改变为第二透射率水平。
9.根据权利要求8所述的系统，其还包括：
第二可变透射率镜，所述第二可变透射率镜具有第三透射率水平；
其中：
所述控制器还被配置成至少部分地基于所述第一光强度值的位置的变化而将所述第三透射率水平改变为第四透射率水平，并且
所述第二透射率水平和所述第四透射率水平不同。
10.一种用于可变透射率镜的系统，其包括：
第一成像器，所述第一成像器包括像素阵列，所述成像器被配置成捕获图像数据；
环境光传感器，所述环境光传感器可操作以检测第二光强度值；
第一可变透射率镜，所述第一可变透射率镜具有第一透射率水平；
第二可变透射率镜，所述第二可变透射率镜具有第三透射率水平；以及
控制器，所述控制器被配置成：
将第一光强度值分配给所述像素阵列的一个或多个像素，
将第三光强度值分配给所述像素阵列的至少一个像素，
将第二光强度值与第一光强度值和第三光强度值进行比较；
至少部分地基于第一光强度值与第二光强度值的比较而将所述第一透射率水平改变为第二透射率水平；
至少部分地基于第二光强度值与第三光强度值的比较而将所述第三透射率水平改变为第四透射率水平。
11.一种用于可变透射率镜的系统，其包括：
第一成像器，所述第一成像器包括像素阵列，所述成像器被配置成捕获图像数据；
第一可变透射率镜，所述第一可变透射率镜具有第一透射率水平；
控制器，所述控制器被配置成：
将第一光强度值分配给所述像素阵列的一个或多个像素，
检测所述一个或多个像素的饱和，以及
至少部分地基于对所述一个或多个像素的饱和的检测来增加一个或多个饱和像素的分配的第一光强度值，以及
至少部分地基于所述增加的第一光强度值而将所述第一透射率水平改变为第二透射率水平。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述分配的第一光强度值与所检测的饱和像素的数目成比例地增加。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器还被配置成还至少部分地基于增加的第一光强度值而将所述第一透射率水平改变成第二透射率水平。
14.根据权利要求11所述的系统，其还包括：
环境光传感器，所述环境光传感器可操作以检测第二光强度值；
其中所述控制器还可操作以：
比较增加的第一光强度值与所述第二光强度值，以及
还至少部分地基于所述增加的第一光强度值与所述第二光强度值的比较将所述第一透射率水平改变为第二透射率水平。
15.根据权利要求14所述的系统，其还包括：
第二可变透射率镜，所述第二可变透射率镜具有第三透射率水平；
其中所述控制器还被配置成：
检测对应于所述像素阵列的至少一个像素的第三光强度值，
检测所述至少一个像素的饱和，
至少部分地基于对所述至少一个像素的饱和的检测来增加所述至少一个像素的分配的第三光强度值，
比较增加的第三光强度值与所述第二光强度值，以及
至少部分地基于所述增加的第三光强度值与所述第二光强度值的比较而将所述第三透射率水平改变为第四透射率水平。
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