TWI555654B - 頭燈控制系統 - Google Patents

Description

頭燈控制系統

本發明是關於一種頭燈控制系統，特別是一種能自動調整頭燈照射角度和投射焦距的頭燈控制系統。

交通工具的發展係日新月異，帶來生活上之便利。對於車輛行駛於路上不僅車輛駕駛者必須注意自身安全外，更應對在路上之行人或車輛負起一份社會責任，以維護其安全。所以，汽車的頭燈對於行駛中的車輛而言，除了夜間環境之照明功能外，亦兼具有警示提醒的作用。

現今頭燈的照射範圍大多只提供二段式的切換變化，亦即遠光燈和近光燈。當車輛夜間行駛在山區道路或下大雨時，駕駛人在環近視線不佳下通常會開啟遠光燈進行照明。但是，遠光燈的光線對著迎面而來之車輛駕駛人時，容易造成駕駛人的眼睛產生眩光，導致駕駛人無法掌握前方的路況。因此，當夜間車輛會車時，駕駛人會將遠光燈切換成近光燈，以利雙方駕駛人都不會受到強光的影響。

然而，若前方車輛或是我方車輛的行駛速度較快時，雙方會車的時間也會縮短，駕駛人常常無法立即將遠光燈切換成近光燈，導致雙方駕駛人的行車視線還是會受到遠光燈的影響。

在上述中，車輛除了在山區道路或下大雨時會使用遠光燈照明外，當車輛要在夜間高速行駛時，駕駛人也會將頭燈切換成遠光燈模式，有利於看到更遠 的視野，幫助行車的安全。但是，現今還是依賴駕駛人用手動的方式去切換頭燈照明的遠近，故容易造成駕駛人在高速行駛時的分心。

另外，當駕駛人需要搜尋地址或找路時，駕駛人會以較低的時速在路肩或路邊行駛。並且，駕駛人會切換頭燈的投射焦距，有利於視線看到更兩側的範圍，幫助找路。但是，現今還是依賴駕駛人用手動的方式去切換頭燈投射的焦距，故使用起來並不方便。

因此，如何設計出一頭燈控制系統，其可迅速的自動調整頭燈的照射角度及投射的焦距，便是值得本領域具有通常知識者去思量地。

本發明提供一種頭燈控制系統，其應用在一車輛的頭燈上，頭燈控制系統包括一第一光源感測器、一微控制器、一第一驅動馬達、一電源模組、及一光學鏡頭模組。第一光源感測器設置於車輛的前方部位。光學鏡頭模組設置在頭燈位置的前方，以接收頭燈的光照。微控制器與第一光源感測器電性連接，微控制器並接收第一光源感測器所傳送的訊號。第一驅動馬達與微控器電性連接，並依照微控器的控制指令使第一驅動馬達驅動一第一傳動機構。然後，第一傳動機構調整該光學鏡頭模組。電源模組與微控制器及頭燈電性連接，電源模組依照微控器的控制指令去供應電力給頭燈。其中，當頭燈的照射角度處於遠光燈模式時，若第一光源感測器接收到的光通量瞬間提高時，第一驅動馬達會驅動第一傳動機構，第一傳動機構立即調整該光學鏡頭模組的光照角度，使頭燈的照射角度變成近光燈模式。

在上所述之頭燈控制系統，其中微控制器與車輛的速度感測器電性連接，微控制器並接收速度感測器所傳送的訊號，當頭燈的照射角度處於近光燈模式時，若速度感測器偵測到車輛的時速超過一第一速率值時，第一傳動機構調整光學鏡頭的光照角度，使頭燈的照射角度變成遠光燈模式。

在上所述之頭燈控制系統，更包括一第二光源感測器，第二光源感測器設置在車輛的外圍表面並與微控制器電性連接，當第二光源感測器接收到的光通量小於一第一光通量值時，電源模組會提供電力給頭燈。

在上所述之頭燈控制系統，更包括一第二驅動馬達，第二驅動馬達與微控器電性連接，當速度感測器偵測到車輛的時速低於一第二速率值時，第二驅動馬達會驅動一第二傳動機構，第二傳動機構會移動光學鏡頭模組，使光學鏡頭模組與頭燈的距離縮短。

在上所述之頭燈控制系統，其中當速度感測器偵測到車輛的時速超過第一速率值時，電源模組會增強電力供給頭燈。

在上所述之頭燈控制系統，其中車輛的前方部位有一內凹孔洞，孔洞的側壁塗佈有反光材質，第一光源感測器嵌入於孔洞內。

在上所述之頭燈控制系統，當速度感測器偵測到車輛的時速低於一第三速率值時，第一傳動機構會移動該光學鏡頭模組，使光學鏡頭模組與頭燈的距離縮短。

在上所述之頭燈控制系統，其中第一傳動機構使用多段式的方式調整光學鏡頭模組。

在上所述之頭燈控制系統，其中車輛為汽車或機車。

在上所述之頭燈控制系統，其中第一驅動馬達為步進馬達。

10、20‧‧‧頭燈控制系統

11‧‧‧第一光源感測器

12‧‧‧微控制器

13‧‧‧第一驅動馬達

13A‧‧‧第一傳動機構

14‧‧‧電源模組

53‧‧‧速度感測器

20‧‧‧頭燈控制系統

21‧‧‧第二光源感測器

23‧‧‧第二驅動馬達

23A‧‧‧第二傳動機構

51‧‧‧頭燈

52‧‧‧孔洞

521‧‧‧反光材質

圖1為本實施例之頭燈控制系統10。

圖2為第一光源感測器及第二光源感測器的設置位置示意圖。

圖3所繪示為頭燈51照射遠方的示意圖。

圖4所繪示為頭燈51照射近端位置的示意圖。

圖5所繪示為光學鏡頭模組15多段式變化的示意圖。

圖6所繪示為頭燈控制系統10與汽車50的速度感測器53連接的示意圖。

圖7所繪示為另一實施例之頭燈控制系統20。

圖8所繪示為頭燈51縮短投射焦距的示意圖。

圖9所繪示為光學鏡頭模組15變換光照角度的示意圖。

請參照圖1及圖2，圖1所繪示為本實施例之頭燈控制系統10，圖2所繪示為第一光源感測器11及第二光源感測器31的設置位置。本實施例之頭燈控制系統10主要是應用在一汽車50的頭燈51上，頭燈控制系統10包括一第一光源感測器11、一微控制器12、一第一驅動馬達13、一電源模組14、及一光學鏡頭模組15。汽車50的前方有一內凹的孔洞52，該孔洞52的側壁塗佈有反光材質521，第一光源感測器11則是嵌設於孔洞52內。其中，當汽車50被迎面而來的光線照射時，例如：對面車輛的頭燈所發出的亮光，反光材質521有助於將頭燈所發出的亮光反射至第一光源感測器11內，以增加第一光源感測器11對於外在環境光源的敏感度。此外，由於第一光源感測器11是嵌設於孔洞52內部且頭燈51的光線是向著前方投射，因此頭燈51所發出來的光線不會照射到第一光源感測器11。也就是說，第一光源感測器11只會感應到來車的頭燈所發出的亮光，而不會感應到汽車50本身的頭燈51所發出的亮光。上述中，頭燈控制系統10的光學鏡頭模組15是設置在頭燈51位置的前方，以接收頭燈的光線照射。藉由控制光學鏡頭模組15與頭燈之間的距離就能控制頭燈51投射焦距(請參閱圖8，圖8所繪示為頭燈51縮短投射焦距的示意圖。)。而且，藉由光學鏡頭模組15的光照角度變化即能改變頭燈51所投射出的光線角度(請參閱圖9，圖9所繪示為光學鏡頭模組15變換光照角度的示意圖。)。

另外，微控制器12與第一光源感測器11、第一驅動馬達13及電源模組14電性連接，微控制器12能接收第一光源感測器11所傳送來的訊號。並且，微控制器12會依照第一光源感測器11所傳送來的訊號對第一驅動馬達13下達一控制指令，該控制指令使得第一驅動馬達13驅動一第一傳動機構13A，第一傳動機構13A再使用機械驅動的方式調整光學鏡頭模組15的光照角度。例如：當頭燈51的照射角度處於遠光燈的模式時(請參閱圖3，圖3所繪示為頭燈51照射遠方的示意圖)，若第一光源感測器11所接收到的光通量瞬間提高，也就是汽車50前方突 然有發光源時(對面車輛所發出的光源)，微控制器12便會下達一控制指令給第一驅動馬達13，第一驅動馬達13會依照微控制器12所下達的控制指令去驅動第一傳動機構13A，第一傳動機構13A再將光學鏡頭模組15的光照角度調整成近光燈模式(請同時參閱圖4和圖9，圖4所繪示為頭燈51照射近端位置的示意圖)。如此，當夜間會車時，假如駕駛人來不及將頭燈51切換成近光燈模式，本實施例之頭燈控制系統10也會自動將光學鏡頭模組15調整成近光燈模式，讓夜間會車的駕駛人不會受到眩光的影響。其中，電源模組14主要是供應電力給頭燈51，頭燈51獲得電力後便能發出照明的光線。上述中，第一驅動馬達13例如為步進馬達，且第一傳動機構13A是使用多段式的方式調整光學鏡頭模組15的角度(請參閱圖5，圖5所繪示為光學鏡頭模組15多段式變化的示意圖)。相較於習知頭燈的照射角度只提供二段式的切換變化，本實施例之頭燈控制系統10能讓頭燈51的照射角度具有多段式變化。如此一來，駕駛人在切換頭燈51的遠近時，更容易適應前方光源的變化。

請參閱圖6，圖6所繪示為頭燈控制系統10與汽車50的速度感測器53連接的示意圖。汽車50的速度感測器53與微控制器12電性連接，微控制器12並接收該速度感測器53所傳送的訊號。當光學鏡頭模組15的角度處於近光燈模式時，若速度感測器53偵測到汽車50的時速超過一第一速率值時(如：時速60公里)，微控制器12便會下達另一控制指令給第一驅動馬達13，第一驅動馬達13便依照該控制指令將光學鏡頭模組15的角度調整成遠光燈模式(請再參閱圖3)。習知中的駕駛人在高速行駛時是使用手動的方式切換頭燈51的照射角度。然而，本實施例之頭燈控制系統10能在高速行駛時自動將頭燈51的照射角度調整成遠光燈，大大提高駕駛人在高速行駛時的安全性。

請參閱圖7，圖7所繪示為另一實施例之頭燈控制系統20。頭燈控制系統20更包括一第二光源感測器21及一第二驅動馬達23，第二光源感測器21是設置在汽車50的外圍表面(請再參閱圖1)。第二光源感測器31及第二驅動馬達23與微控制器12電性連接，微控制器12能接收第二光源感測器21所傳送來的訊號，且微控制器12會依照第二光源感測器21所傳送來的訊號對電源模組14下達不同的控 制指令。例如：當第二光源感測器21接收到的光通量小於第一光通量值時(如：150流明)，微控制器12會下達一控制指令給電源模組14，使電源模組14提供電力給頭燈51，以讓汽車50的頭燈51發出照明光線。此外，當第二光源感測器21接收到的光通量小於第二光通量值時(如：50流明，可能是車輛行駛在無路燈設置的山區道路時)，微控制器12會下達另一控制指令給電源模組14。此時電源模組14會再增強電力供給頭燈51，讓頭燈51發出更強的光線，增加汽車在山區道路行駛時的安全性。習知的頭燈並無對光源的大小進行控制，本實施例之頭燈控制系統20可依本身的車速進行最佳化之光照強度。

另外，第二驅動馬達23會依照微控器12的控制指令驅動一第二傳動機構23A，使第二傳動機構23A移動光學鏡頭模組15。例如：當速度感測器53偵測到汽車50的時速低於一第二速率值時(如：時速10公里)時，微控器12會下達一控制指令給第二驅動馬達23。然後，第二驅動馬達23依照該控制指令驅動第二傳動機構23A，第二傳動機構23A會移動光學鏡頭模組15，使光學鏡頭模組15靠近頭燈51，也就是改變頭燈51的投射焦距(請參閱圖8，圖8所繪示為頭燈51縮短投射焦距的示意圖)，這樣頭燈51的照明範圍就會往兩側擴張。習知中的駕駛人若要在路肩搜尋地址時，駕駛人需使用手動的方式切換頭燈51的投射焦距，才能有更寬的照明範圍。然而，本實施例之頭燈控制系統20能在低速行駛時自動將頭燈51的投射焦距調小，大大提高駕駛人兩側邊的照明範圍，所以駕駛人更容易看清楚道路兩旁的地址。上述中第二驅動馬達23例如為步進馬達，且第二傳動機構23A是使用多段式的方式移動光學鏡頭模組15未繪示)。

綜上所述，第一驅動馬達13主要調整頭燈51的照射角度，而第二驅動馬達23能調整頭燈51的投射焦距，兩個馬達各自對整頭燈51有其不同的驅動作用。但第一驅動馬達13也能藉由第一傳動機構13A的變換與調整，使得第一驅動馬達13除了能調整頭燈51的照射角度以外，同時也能調整頭燈51的投射焦距，這樣就不需使用到第二驅動馬達33。所以當速度感測器52偵測到汽車50的時速低於一第三速率值時(如：時速10公里)時，第一傳動機構13A會去縮短頭燈51的投射焦距。另外，上述中所有實施例都是使用汽車的頭燈為範例，但本領域通常 知識者也能將頭燈控制系統10及頭燈控制系統20應用在機車的頭燈上或是其他車輛的頭燈上。此外，本實施例之頭燈控制系統20除了使用全自動的方式控制頭燈51的投射焦距及照射角度外，也能提供駕駛人利用手動的方式操控頭燈51。也就是說，駕駛人可將頭燈的控制方式從自動改為手動，這時頭燈控制系統20會停止控制頭燈51，而由駕駛人手動的指令調整投射焦距及照射角度(例如：以習知的方式切換遠光燈與近光燈)。

本創作以實施例說明如上，然其並非用以限定本創作所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡本領域具有通常知識者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本創作所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

11‧‧‧第一光源感測器

12‧‧‧微控制器

13‧‧‧第一驅動馬達

13A‧‧‧第一傳動機構

14‧‧‧電源模組

53‧‧‧速度感測器

20‧‧‧頭燈控制系統

21‧‧‧第二光源感測器

23‧‧‧第二驅動馬達

23A‧‧‧第二傳動機構

51‧‧‧頭燈

Claims (9)

1. 一種頭燈控制系統，其應用在一車輛的頭燈上，該頭燈控制系統包括：一第一光源感測器，該第一光源感測器設置於該車輛的前方部位；一光學鏡頭模組，該光學鏡頭模組設置在該頭燈位置的前方，以接收頭燈的光照；一微控制器，該微控制器與該第一光源感測器電性連接，該微控制器並接收該第一光源感測器所傳送的訊號，且該微控制器與該車輛的速度感測器電性連接，該微控制器並接收該速度感測器所傳送的訊號；一第一驅動馬達，該第一驅動馬達與該微控器電性連接，依照該微控器的控制指令該第一驅動馬達驅動一第一傳動機構，使該第一傳動機構調整該光學鏡頭模組；一電源模組，該電源模組與該微控制器及該頭燈電性連接，該電源模組依照該微控器的控制指令去供應電力給該頭燈；及一第二驅動馬達，該第二驅動馬達與該微控器電性連接，當該速度感測器偵測到該車輛的時速低於一第二速率值時，該第二驅動馬達會驅動一第二傳動機構，該第二傳動機構會移動該光學鏡頭模組，使該光學鏡頭模組與該頭燈的距離縮短；其中，當該頭燈的照射角度處於遠光燈模式時，若該第一光源感測器接收到的光通量瞬間提高時，該第一驅動馬達會驅動該第一傳動機構，該第一傳動機構立即調整該光學鏡頭模組的光照角度，使該頭燈的照射角度變成近光燈模式。
2. 如申請範圍第1項所述之頭燈控制系統，當該頭燈的照射角度處於近光燈模式時，若該速度感測器偵測到該車輛的時速超過一第一速率值時，該第一傳動機構調整該光學鏡頭的光照角度，使該頭燈的照射角度變成遠光燈模式。
3. 如申請範圍第1項所述之頭燈控制系統，更包括一第二光源感測器，該第二光源感測器設置在該車輛的外圍表面並與該微控制器電性連接，當該第二光源感測器接收到的光通量小於一第一光通量值時，該電源模組會提供電力給該頭燈。
4. 如申請範圍第1項所述之頭燈控制系統，當該速度感測器偵測到該車輛的時速超過該第一速率值時，該電源模組會增強電力供給該頭燈。
5. 如申請範圍第1項所述之頭燈控制系統，該車輛的前方部位有一內凹孔洞，該孔洞的側壁塗佈有反光材質，該第一光源感測器嵌入於該孔洞內。
6. 如申請範圍第1項所述之頭燈控制系統，當該速度感測器偵測到該車輛的時速低於一第三速率值時，該第一傳動機構會移動該光學鏡頭模組，使該光學鏡頭模組與該頭燈的距離縮短。
7. 如申請範圍第1項所述之頭燈控制系統，該第一傳動機構使用多段式的方式調整該光學鏡頭模組。
8. 如申請範圍第1項至第7項任一項所述之頭燈控制系統，該車輛為汽車或機車。
9. 如申請範圍第1項所述之頭燈控制系統，該第一驅動馬達為步進馬達。