CN1552594A - 一种提高脉冲照明防眩系统可视性能的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种提高脉冲照明防眩系统可视性能的方法和装置，根据视场中眩光和背景光的强弱对比变化，以及一个用户设定的参数，调节光开关在脉冲车灯闪光间隙时的透光率，使得在保证防眩的前提下，尽量的透过背景光，从而为司机提供一个最适宜、最佳的防眩和观察效果。

Description

一种提高脉冲照明防眩系统可视性能的方法和装置

技术领域

本发明涉及车灯照明技术。特别是脉冲式车灯防眩照明技术

背景技术

在中国专利申请93114064.1中，提出利用小占空比方式高速频闪的脉冲灯作为汽车照明车灯，而司机通过一与脉冲灯同步启闭的挡光板进行观察，从而在不影响照明观察效果的前提下挡去了大部分眩光，达到了防眩的目的。可是按此方式防眩有可能防眩过度，使视场背景太暗，甚至挡住了不应遮挡的信号，妨碍了脉冲照明防眩系统的可视性能。

发明内容

为了解决背景技术中上述的缺陷，本发明提出一种方法，即是在脉冲灯闪光同时，挡光板如前法保持开启，但在脉冲灯的闪光间隙，挡光板不是简单地关闭，而是根据视场的眩光和背景光状况，来调节挡光板的透光程度，仅关闭到视场中光线不再眩目的程度，从而较好地解决了上述问题。这里所述的背景光状况，是包括了己方车灯的照明效果。

脉冲照明防眩系统通过小占空比方式达到防眩的目的，其手段就是挡去外界光而保留自己车灯照明效果的光。仅就防眩而言，当然是将挡光板的开启时间宽度压缩到恰等于车灯的闪光脉冲宽度，而闪光脉冲的宽度是越窄越好，这样就能挡去全部外界光。但在实际中，外界光并非全是眩光，保留部分背景光甚至不再眩目的眩光更适合人的习惯，更何况这些外界光中甚至包括了一些所不应遮挡的信号光，如交通红绿灯、刹车灯。所以实际上，如何在眩光存在的条件下，最大限度地观察到这些信号光才是应有的目标。

如不加防眩，强烈眩光会使得视觉失能，无法观察视场中的景物，包括信号灯光；但另一个极端的情况是防眩过度，当我们挡去了包括信号灯光在内的全部外界光时，虽然在自己的车灯照明之下，能够清晰地观察到信号灯，却无从判断它是否在发光，所以同样无法观察到信号灯光。很明显，最佳的观察条件是介于两者之间：是一种在满足消除眩目现象的前提下，最大限度地透过外界光的状态。具体方法就是前面提到的在脉冲灯的闪光间隙，调节挡光板的透光程度，仅关闭到视场中光线不再眩目的程度。

附图说明

附图给出了实现发明方法的一个实施装置。它由光电传感器I1、频闪脉冲车灯I2、挡光板I3、控制器I4、电源I5以及电位器I6构成。电源I5分别为光电传感器I1、频闪脉冲车灯I2、挡光板I3、控制器I4提供工作所需的电压。频闪脉冲车灯I2在控制器I4的控制下高速频闪。光电传感器I1将眩光和背景光以及己方照明效果的亮度转换为电信号送到控制器I4，电位器I6通过改变阻值的方式向控制器I4提供一个可调节的设定参数，控制器I4则根据这些信号，使挡光板在脉冲灯闪光时保持开启、在脉冲灯的闪光间隙，调节挡光板的透光程度，使其在满足消除眩目现象的前提下，最大限度地透过外界光，实现方式见下文。

具体实施方式

挡光板是一种电控的光开关器件，做成板状或眼镜状，为了调节挡光板的透光率，可以是工作在开关方式下靠改变开和关的时间比例，也可以是工作在模拟方式下，靠改变施加电压的高低来得到不同的透光率。在本方法中，这两种方式是等效的，下面按开关工作方式给出一个实施例，结合背景技术中的占空比概念，通过对实施装置的描述，更具体地说明本方法。

举一简单事例，在阳光下，一只数千瓦的照明灯也不足眩目；但在夜间，一只不到一瓦的手电筒，就能足以使人睁不开眼。这说明，在视场中某处对人眼的入射光线能否造成眩目现象，不仅是取决于该入射光线的强度，更主要的是取决于光线强度与整个视场亮度的比值，同时，存在有一个临界值，仅在该比值大于临界值后方可能眩目，尽管对于不同的视场和观察者，这个临界值会有不同，但它确实存在。为说明方便，设临界值为α，将可能致眩的入射光线的光源亮度定义为G，而视场背景的亮度定义为B，则导致眩目的必要条件应为：

$\frac{G}{B}>\mathrm{\α}$

反过来则有，不眩目的充分条件为：

$\frac{G}{B}\≤\mathrm{\α}$

结合夜间行车环境，引入己方车灯照明因素，设车灯在视场的照明导致背景的亮度增加值为S，则上式变为：

$\frac{G}{S+B}\≤\mathrm{\α}$

在防眩照明系统中，因挡光板的周期启闭，设挡光板开启时间比例，即开启占空比为η，因挡光板不遮己方车灯照明效果，仅挡外界光，则上式应修改成：

$\frac{\mathrm{\ηG}}{S+\mathrm{\ηB}}\≤\mathrm{\α}$

经整理可得下式，这是在脉冲照明防眩系统下不眩目的充分条件。

                        η(G-αB)≤αS

观察该式。

因为不等式的右边常为正值，所以，当括号内值小于或等于零时，是不存在眩目现象的，即便η为100％，即挡光板不必工作而保持常开，甚至自己的车灯都不必打开，即αS为零，也不会有眩目现象产生，如果开灯，则仅是为了照明，而不是防眩的需要。

当括号内的值大于零时，眩目现象可能产生了，这时我们应该打开车灯，提高视场的背景亮度，引入一个αS值，以抑制眩目现象产生；可是当视场中眩光源亮度G太高，原视场背景B太暗，即使我们打开车灯也无济于事时，我们就必须控制使挡光板周期启闭工作，以引入一个占空系数η，调节使之小于1，直到上式中等号重新成立。

调节η使上式的小于号成立当然更能防眩，但不等式两边的值相差太大，可能造成前述的防眩过度，因为不必要和过分的同时遮去了太多的原有背景光B，在这种情况下，则可以向等号成立方向重新调节η，使两值接近。

以上其实正是我们的调节方式，只要调节挡光板的开启占空比使η接近下式，就能实现发明所提出的方法。

$\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{\αS}}{G-\mathrm{\αB}}$

其中G为眩光亮度，B为无己方照明时的背景光亮度，S为己方车灯照明导致背景的亮度增加值，均由装置中的光电传感器I1提供，提供的方式可以是分别提供，也可以是信号虽有迭混但仍能便于控制电路将它们区分成可以按上述方法调节。而α则是一个因人而异的系数值，它同时还是B的函数，为此，装置中有一个供司机调节观察舒适度的旋扭，它实际就是在改变电位器I6所设定的参数，当然电位器亦可用其它可调节参数元件代替，还可同时再利用信号B取得补偿，这样，在行驶中，控制器将自动地根据外部背景、眩光的变化，因人制宜地通过调节挡光板的开启占空比，为司机提供一个最适宜、最佳的防眩和观察效果，这种调节，还应当符合人眼的适应速度。

当挡光板工作在模拟方式时，将上式中原定义为开启占空比的η简单地改成是定义成透光率即可，需要更为精确的控制时，可考虑因车灯闪光时挡光板为全开状态，而引入一个修正值。

当眩光中含有对方脉冲车灯光成分时，可在控制电路锁定对方光脉冲后，控制挡光板在对方车灯闪光时短暂关闭光开关，并在眩光传感信号中去除这光脉冲分量，然后按前法控制。同前面所述的道理，这个关闭同样可漏过部分闪光。

Claims (7)

1.一种利用脉冲闪光车灯照明，光开关同步启闭，来进行行车防眩照明的方法，其特征在于：调节光开关在车灯闪光间隙时的透光率，使在防眩前提下尽量地透过背景光。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于调节光开关于车灯闪光间隙时透光率的输入变量为眩光和背景光。

3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于光开关调节的调节输入量包括一个由用户调整的设定值。

4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于对应对方车灯闪光时刻，光开关关闭。

5.一种由频闪脉冲车灯、挡光板、光传感器、以及控制电路构成的行车防眩照明装置，其特征在于挡光板是由在车灯闪光间隙时的透光率根据眩光和背景光变化而自动调节的光开关制成。

6.根据权利要求5所述装置，其特征在于含有供区分眩光和背景光的传感器。

7.根据权利要求5或6所述装置，其特征在于含有供用户用于控制光开关调节参数的可调元件。

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