CN115143423A - 基于聚合物分散液晶材料的车灯系统 - Google Patents

基于聚合物分散液晶材料的车灯系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，包括车灯、偏振片、光栅薄膜以及电驱动器。偏振片设置于车灯的出光光路上，光栅薄膜具有偏振态，光栅薄膜的偏振方向与偏振片的偏振方向平行，车灯发出的光依次经偏振片和光栅薄膜调制后进入驾驶员的眼睛。光栅薄膜的制备材料包括聚合物分散液晶材料，利用电驱动器向光栅薄膜施加不同的驱动电压，以调节光栅薄膜的衍射效率。利用本车灯系统中光栅薄膜的特殊属性并配合不同的驱动电压可以实现任意调节衍射效率的大小，以适应不同的使用场景对衰减对面车灯亮度的比例和己方车灯照路面的视觉亮度的需求。

Description

基于聚合物分散液晶材料的车灯系统
技术领域
本申请实施例涉及光学技术领域，尤其涉及一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统。
背景技术
在机动车驾驶过程中，尤其是夜间驾驶过程中，当两辆机动车相向而行进行会车时，由于一些驾驶员习惯性的忘记调节远光灯为近光灯或一些驾驶员不好的习惯故意在会车时使用远光灯，或者一些驾驶员私自改装车灯为功率更大的强光灯的情况，会对对面的驾驶员的眼睛造成强光眩晕，影响安全驾驶；另外一些驾驶情况的变化，如：长时间驾驶白天与夜间亮度的变化，频繁驶过路况视野较好和极差的路段，需要驾驶员手动切换车灯强度，很不方便，也容易影响到驾驶安全。
为了解决上述问题，现有技术方案为在车灯前方放置具有起偏作用的偏振类器件，使得车灯出光起偏为偏振光，减弱了车灯出光亮度。之后再在车窗玻璃上贴附偏振器件，以达到消光弱光的效果。但此种方案驾驶员自己的车灯照射路面的光能利用率至少会下降一半，在夜间或视野亮度不佳的驾驶情况时，会严重影响到己方的驾驶安全。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统。
一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，包括车灯、偏振片、光栅薄膜以及电驱动器；
所述偏振片设置于所述车灯的出光光路上，所述光栅薄膜具有偏振态，所述光栅薄膜的偏振方向与所述偏振片的偏振方向平行，所述车灯发出的光依次经所述偏振片和所述光栅薄膜调制后进入驾驶员的眼睛；
所述光栅薄膜的制备材料包括聚合物分散液晶材料，利用所述电驱动器向所述光栅薄膜施加不同的驱动电压，以调节所述光栅薄膜的衍射效率。
在其中一个实施例中，当所述驱动电压大于或等于阈值电压时，所述聚合物分散液晶材料中液晶的平均折射率和聚合物的折射率相同。
在其中一个实施例中，所述光栅薄膜的衍射效率的变化范围为0至100％。
在其中一个实施例中，所述光栅薄膜的制作方法包括：
利用激光光源产生第一光束；
利用线偏振器件将所述第一光束的偏振态选择为线偏振态；
利用光路调整组件将所述第一光束分为参考光和物光；
提供光栅记录板，利用所述参考光和所述物光对所述光栅记录板进行一次曝光。
在其中一个实施例中，所述光路调整组件包括分束镜、第一反射镜、第一空间滤波器、第二反射镜和第二空间滤波器；
所述利用光路调整组件将所述第一光束分为参考光和物光的步骤包括：
利用所述分束镜对所述第一光束进行分束；
利用所述第一反射镜将分束后的一束光传输至所述第一空间滤波器进行调制，以形成所述参考光；
利用所述第二反射镜将分束后的另一束光传输至所述第二空间滤波器进行调制，以形成所述物光。
在其中一个实施例中，所述线偏振器件为线栅或者偏振片。
在其中一个实施例中，所述光栅薄膜贴附于车窗玻璃上。
在其中一个实施例中，所述光栅薄膜贴附于眼镜上。
在其中一个实施例中，所述偏振片带有固定在所述车灯前面的托架。
在其中一个实施例中，所述偏振片是具有二向色性的石英晶体。
本申请提供一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，包括车灯、偏振片、光栅薄膜以及电驱动器。偏振片设置于车灯的出光光路上，光栅薄膜具有偏振态，光栅薄膜的偏振方向与偏振片的偏振方向平行，车灯发出的光依次经偏振片和光栅薄膜调制后进入驾驶员的眼睛。光栅薄膜的制备材料包括聚合物分散液晶材料，利用电驱动器向光栅薄膜施加不同的驱动电压，以调节光栅薄膜的衍射效率。利用本车灯系统中光栅薄膜的特殊属性并配合不同的驱动电压可以实现任意调节衍射效率的大小，以适应不同的使用场景对衰减对面车灯亮度的比例和己方车灯照路面的视觉亮度的需求。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例提供的一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种车灯结构示意图；
图3为本申请实施例提供的图1的结构简化图；
图4为本申请实施例提供的对面车灯直射入人眼时的传播路径和偏振情况示意图；
图5本申请实施例提供的第车灯照射到路面时，漫反射返回己方驾驶员眼中的传播路线和光的偏振情况示意图；
图6为本申请实施例提供的制备光栅薄膜的系统结构示意图；
图7为本申请实施例提供的利用图6制备的光栅薄膜的使用示意图。
主要元件附图标记说明
10、车灯；11、灯壳；20、偏振片；21、托架；30、光栅薄膜；40、电驱动器。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本申请实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本申请的技术方案。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本申请的保护范围之内。
请参见图1-7，本申请提供一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统。上述车灯系统包括车灯10、偏振片20、光栅薄膜30以及电驱动器40。
所述偏振片20设置于所述车灯10的出光光路上，所述光栅薄膜30具有偏振态，所述光栅薄膜30的偏振方向与所述偏振片20的偏振方向平行，所述车灯10发出的光依次经所述偏振片20和所述光栅薄膜30调制后进入驾驶员的眼睛。所述光栅薄膜30的制备材料包括聚合物分散液晶材料，利用所述电驱动器40向所述光栅薄膜30施加驱动电压，以调节所述光栅薄膜30的衍射效率。
偏振片20设置于所述车灯10的出光光路上可以理解为只要使车灯的出光是偏振光即可。请参见图2，在一个可选的实施例中，可以将车灯10和偏振片20集成于灯壳11内部。可选的，可以利用托架21将偏振片20固定于灯壳11内部。偏振片20可以采用聚乙烯薄膜涂上二向色性的晶体碘后被普通玻璃夹住而构成。偏振片20还可以是具有二向色性的石英晶体或者其他类型的偏振片20。
光栅薄膜30可以为反射式全息膜或者透射式全息膜。光栅薄膜30还可以为反射式衍射膜或者透射式衍射膜。光栅薄膜30可以包括基底和设置在基底上的光栅感光层。基底可以为氧化铟锡(ITO)导电玻璃或其他导电基底。光栅感光层可以为全息聚合物分散液晶(Holographic Polymer Dispersed Liquid Crystal,H-PDLC)。
电驱动器40的结构不做限定只要可以向光栅薄膜30提供驱动电压即可。可选的，电驱动器40可以是输出交流电压的信号发生器。信号发生器通过导线与光栅薄膜30的基底电连接。
基于HPDLC或者PDLC形成的所述光栅薄膜30中的光栅部分具体为液晶富集区和(高分子)聚合物区，而液晶在加电压(超过一定的阈值电压)和不加电压的两种状态下，对偏振光的平均折射率是不一样的，即使是加入阈值以下的电压，也会部分改变液晶通过偏振光的平均折射率(介于加阈值电压和不加电压的平均折射率的中间值，电压值越大平均折射率越小)。而液晶的平均折射率发生变化后，与聚合物部分的折射率差值发生变化，即光栅的液晶富集区和聚合物区的折射率调制度发生变化，进而影响到最终的衍射效率。
作为实施例，请参见图4，车发出的光为竖直方向的偏振光，照射在对面车的车窗玻璃后进入驾驶员眼睛，由于光栅薄膜30的偏振方向也为竖直方向，所以会对车灯10的灯光起到衍射作用，此时就是反射式全息光栅器件对入射光进行衍射。反射式全息光栅器件衍射效率是可以由其制备时进行控制(0-100％)的。
进一步地，利用电驱动器40对光栅薄膜30的基底ITO导电玻璃进行通电并通过适当的加减电压来调制衍射效率，以根据具体使用场景的不同，衰减对面车灯10亮度的比例。可以理解的是，由于光栅薄膜30中含有液晶，液晶在通电和未通电时会处于两种取向，进而会表现出两种折射率匹配度，而通电压超过H-PDLC的阈值电压时，当选取的聚合物分散液晶材料中液晶的平均折射率和聚合物的折射率相同时，折射率调制度为0，光栅作用消失，可视为衍射效率为0，而当未通电压时，液晶平均折射率与聚合物的折射率差值最大，光栅作用最明显，衍射效率最大，可达到拍摄时预设的衍射效率值，最大为100％。而当加电压处于大于0，小于阈值电压时，液晶的平均折射率处于最大值和最小值之间，折射率调制度也就处于0到最大之间，即衍射效率处于0-100％之间。
在其中一个实施例中，当所述驱动电压大于或等于阈值电压时，所述聚合物分散液晶材料中液晶的平均折射率和聚合物的折射率相同。这样在比如白天等驾驶视野环境亮度较好、不需要使用衰减功能的情况下，对光栅薄膜30进行通电压超过H-PDLC的阈值电压时，由于通电压后的液晶的折射率与聚合物的折射率相同，因折射率不同形成的光栅明暗条纹也就随之消失，对光的衍射作用也就消失，此时等价于普通玻璃。这样就可以避免在白天等驾驶视野环境亮度较好、不需要使用衰减功能的情况下，依然会把车窗外的光线亮度降低近一半从而影响驾驶安全的情况发生。也就是说，不通电或通电电压小于H-PDLC材料的阈值电压时，本申请的光栅薄膜30会按设计的衰减比例(在其中一个实施例中，所述光栅薄膜30的衍射效率的变化范围为0至100％)对对面车灯10亮度进行衰减，不需要使用衍射作用时，只需要通电电压超过阈值电压控制液晶取向，即可变成一块透明玻璃的作用。
请参见图5，为车灯10照射到路面时，漫反射返回己方驾驶员眼中的传播路线和光的偏振情况。车灯10出光为竖直方向的偏振光，但是照射在路面后，由于发生漫反射，偏振状态发生改变，变为自然光状态(无具体偏振态)，图中用各个方向箭头组合表示，最后漫反射照射在车窗玻璃上，再返回进入己方驾驶员眼中，使其看清楚路面情况。而此路的光强衰减情况，车灯10照射在路面后会发生漫反射损耗(但是此部分衰减是因为漫反射方向发散引起的，现有技术方案或普通车辆车灯照射路面时也会发生)，之后照射在车窗玻璃上，光强在计算时可分为垂直偏振分量50％和水平偏振分量50％，水平偏振分量的光强(50％)不发生任何变化直接进入驾驶员眼中，垂直偏振分量(50％)对光栅薄膜30起作用，会有100％被衍射到其他方向，即进入驾驶员眼中的光强为50％。但是此时可以通过改变加载在ITO导电玻璃基底上的电压，改变最终进入驾驶员眼中的光强，此处只是取其中一种情况(未加电压衍射效率100％时)举例进行描述。
Figure BDA0003723807450000071
最终结果为：对面车灯亮度为0％，己方车灯照射路面亮度50％。(最佳目标是尽可能降低对面车灯的亮度、影响，尽可能不减少己方车灯照射路面的后入眼亮度)。并且上述只是其中一种情况，根据加载在ITO导电玻璃基底上的电压不同，衍射效率发生改变，会有如下情况：(情况很多，只部分列举)
Figure BDA0003723807450000081
相较于现有技术方案，本申请的技术方案在使用时不仅能改变对方车灯10亮度，也能改变己方车灯10照射路面入眼亮度。并且本申请的技术方案提供了更多的应用场景(不同的驾驶条件下，可能要求对方车灯10亮度和己方车灯10照射路面入眼亮度是不同的)。比如衍射效率50％和70％的两种情况，也是比较适用的两种情况。
在其中一个实施例中，所述光栅薄膜30的制作方法包括：
利用激光光源产生第一光束；
利用线偏振器件将所述第一光束的偏振态选择为线偏振态；
利用光路调整组件将所述第一光束分为参考光和物光；
提供光栅记录板，利用所述参考光和所述物光对所述光栅记录板进行一次曝光。
在其中一个实施例中，所述线偏振器件为线栅或者偏振片20。
在其中一个实施例中，所述光路调整组件包括分束镜、第一反射镜、第一空间滤波器、第二反射镜和第二空间滤波器；
所述利用光路调整组件将所述第一光束分为参考光和物光的步骤包括：
利用所述分束镜对所述第一光束进行分束；
利用所述第一反射镜将分束后的一束光传输至所述第一空间滤波器进行调制，以形成所述参考光；
利用所述第二反射镜将分束后的另一束光传输至所述第二空间滤波器进行调制，以形成所述物光。
具体的，请参见图6，RGB三色激光器进行合束成白光后，使用线偏振器件将RGB合成的白光偏振态选择为线偏振，偏振态为竖直方向(偏振态的方向与将来使用时车灯10前的偏振片20偏振方向相同，此例中为竖直方向)，经分束镜进行分束，再分别经相应的反射镜转向和空间滤波器进行滤波和扩束，其中一束经扩束后的球面波照射在光栅记录板上(未曝光的聚合物分散液晶材料)，此束光定义为参考光，此束光的方向也即将来使用时，衍射光的方向，通过控制参考光的方向来控制将来衍射光的方向。另一束光经扩束后的球面波经傅里叶准直透镜准直为平行光，然后平行光照射在光栅记录板上，此束光定义为物光。使用平行光拍摄的原因是在使用时两车距离十米以上，车灯10出光近似为平行光。制作完成后即可实现上述光栅薄膜30的功能，并且通过曝光计时器控制曝光时间达到聚合物分散液晶材料的最佳曝光时间，衍射效率最大，基本可达到或接近100％，以实现上述衍射效率的变化需求。
在其中一个实施例中，所述光栅薄膜30贴附于车窗玻璃上。请参见图7，只要将制作完成的光栅薄膜30贴附于车窗玻璃上即可。
在其中一个实施例中，所述光栅薄膜30贴附于眼镜上。将曝光拍摄制作的光栅薄膜30贴附于眼镜上，做成眼镜形态，其光栅薄膜30制作过程和整体的基本原理以及实现的效果不发生变化。但是贴附眼镜上时所需要的面积更小，制作成本更低，维修或更换的时间成本也更低。并且在驾驶视野环境亮度较好时，可以选择通电使液晶平均折射率与感光材料曝光后聚合物的折射率相同来使光栅作用消失，也可以直接摘掉眼镜即可消去衰减环境光亮度的作用，更为直接和方便。并且制作成眼镜形式，可以扩展应用场景，无车窗玻璃的摩托车、电车自行车、甚至是自行车行驶时都可以佩戴使用。
本申请制备的车灯系统解决了现有技术中不能调节进入驾驶员人眼中车灯10和周围环境亮度和整体光能利用率低的问题，同时解决了现有技术中在白天等驾驶视野亮度较好的情况下也会对周围环境亮度进行大幅度衰减的问题。
另外，现有技术对对方车灯亮度和己方车灯照射路面的亮度衰减比例变化较为单一，本申请提出了新的技术路径，可以提供更多的设计情况，以匹配不同的衰减比例和使用情况。
此外，在使用时通过改变加载在ITO上的电压大小(0V-阈值电压)可以实现衍射效率0-100％的调制改变，以适应不同的使用场景对衰减对面车灯10亮度的比例和己方车灯照路面的视觉亮度的需求。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，本申请的各个实施方式的特征可以部分地或者全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新选择、相互结合和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，包括车灯、偏振片、光栅薄膜以及电驱动器；
所述偏振片设置于所述车灯的出光光路上，所述光栅薄膜具有偏振态，所述光栅薄膜的偏振方向与所述偏振片的偏振方向平行，所述车灯发出的光依次经所述偏振片和所述光栅薄膜调制后进入驾驶员的眼睛；
所述光栅薄膜的制备材料包括聚合物分散液晶材料，利用所述电驱动器向所述光栅薄膜施加不同的驱动电压，以调节所述光栅薄膜的衍射效率。
2.根据权利要求1所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，当所述驱动电压大于或等于阈值电压时，所述聚合物分散液晶材料中液晶的平均折射率和聚合物的折射率相同。
3.根据权利要求1所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述光栅薄膜的衍射效率的变化范围为0至100％。
4.根据权利要求1所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述光栅薄膜的制作方法包括：
利用激光光源产生第一光束；
利用线偏振器件将所述第一光束的偏振态选择为线偏振态；
利用光路调整组件将所述第一光束分为参考光和物光；
提供光栅记录板，利用所述参考光和所述物光对所述光栅记录板进行一次曝光。
5.根据权利要求4所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述光路调整组件包括分束镜、第一反射镜、第一空间滤波器、第二反射镜和第二空间滤波器；
所述利用光路调整组件将所述第一光束分为参考光和物光的步骤包括：
利用所述分束镜对所述第一光束进行分束；
利用所述第一反射镜将分束后的一束光传输至所述第一空间滤波器进行调制，以形成所述参考光；
利用所述第二反射镜将分束后的另一束光传输至所述第二空间滤波器进行调制，以形成所述物光。
6.根据权利要求4所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述线偏振器件为线栅或者偏振片。
7.根据权利要求1所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述光栅薄膜贴附于车窗玻璃上。
8.根据权利要求1所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述光栅薄膜贴附于眼镜上。
9.根据权利要求1所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述偏振片带有固定在所述车灯前面的托架。
10.根据权利要求1所述的基于聚合物分散液晶材料的车灯系统，其特征在于，所述偏振片是具有二向色性的石英晶体。
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2144166A1 (de) * 1971-09-03 1973-03-08 Wilhelm Seiger Kraftfahrzeug
CN86210753U (zh) * 1986-12-15 1987-09-12 王庆友 偏振光会车照明灯
CN2134315Y (zh) * 1991-11-11 1993-05-26 李敏 完全不眩目汽车会车灯
CN2150098Y (zh) * 1993-03-11 1993-12-22 施克孝 无眩光车灯
CN2403625Y (zh) * 1999-11-15 2000-11-01 张志刚 机动车夜间会车避光车灯及避光挡板
CN201083356Y (zh) * 2007-08-03 2008-07-09 陈魁 一种汽车防眩目膜
CN201317244Y (zh) * 2008-12-09 2009-09-30 史牧云 防止车辆夜间会车炫目的偏振光装置
KR20100011050U (ko) * 2009-05-01 2010-11-10 최현환 편광필름을 이용한 전방 차량의 전조등 차단을 위한 장치의 구조 및 구성
KR20100011525U (ko) * 2009-05-18 2010-11-26 최현환 45도 기울어진 편광필름을 이용한 전 후방 차량의 전조등 차단을 위한 장치
CN102878513A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 于志宽 多功能车灯防炫目防劫持装置
CN104541100A (zh) * 2012-08-13 2015-04-22 3M创新有限公司 衍射照明设备
US20160085008A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Panel with reduced glare
CN108791040A (zh) * 2018-05-31 2018-11-13 华南师范大学 液晶透镜汽车前大灯及自动调节远近光的方法
CN112596262A (zh) * 2020-12-14 2021-04-02 北京航空航天大学 一种基于可调液晶光栅的全息真3d显示系统及方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2144166A1 (de) * 1971-09-03 1973-03-08 Wilhelm Seiger Kraftfahrzeug
CN86210753U (zh) * 1986-12-15 1987-09-12 王庆友 偏振光会车照明灯
CN2134315Y (zh) * 1991-11-11 1993-05-26 李敏 完全不眩目汽车会车灯
CN2150098Y (zh) * 1993-03-11 1993-12-22 施克孝 无眩光车灯
CN2403625Y (zh) * 1999-11-15 2000-11-01 张志刚 机动车夜间会车避光车灯及避光挡板
CN201083356Y (zh) * 2007-08-03 2008-07-09 陈魁 一种汽车防眩目膜
CN201317244Y (zh) * 2008-12-09 2009-09-30 史牧云 防止车辆夜间会车炫目的偏振光装置
KR20100011050U (ko) * 2009-05-01 2010-11-10 최현환 편광필름을 이용한 전방 차량의 전조등 차단을 위한 장치의 구조 및 구성
KR20100011525U (ko) * 2009-05-18 2010-11-26 최현환 45도 기울어진 편광필름을 이용한 전 후방 차량의 전조등 차단을 위한 장치
CN102878513A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 于志宽 多功能车灯防炫目防劫持装置
CN104541100A (zh) * 2012-08-13 2015-04-22 3M创新有限公司 衍射照明设备
US20160085008A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Panel with reduced glare
CN108791040A (zh) * 2018-05-31 2018-11-13 华南师范大学 液晶透镜汽车前大灯及自动调节远近光的方法
CN112596262A (zh) * 2020-12-14 2021-04-02 北京航空航天大学 一种基于可调液晶光栅的全息真3d显示系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任洪文, 黄锡珉, 王宗凯, 马凯: "聚合物分散液晶光栅的衍射特性的研究", 光学学报, no. 05, 5 May 1998 (1998-05-05), pages 631 - 634 *

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