一种一灯两用的汽车无眩目照明系统的制作方法

1.本发明属于汽车照明领域，涉及一种汽车led前照灯照明系统，更具体地，涉及到一种一灯两用的汽车无眩目照明系统。


背景技术：

2.汽车早已作为一种使用范围越来越广的交通工具而进入人们的日常生活中,汽车中使用的各种技术也是日新月异。然而，照明技术至今却没有本质性的改善，汽车前照灯本来是用于夜间保障行车安全的，但是，当两辆车相对而行时，双方的灯光又相互影响了视线，双方司机会由于视线不清而频繁地踏动刹车踏板，不仅影响了驾车的舒适性，而且稍有疏忽就有可能发生交通事故，即便对方换成近光，当车灯较亮、车型较大时视觉状况也没有大的改善。因此，夜间行车时，对方车辆的灯光是最让人头痛的，消除对方车辆刺眼灯光的影响、改善夜间行车的视觉状况也就成了人们梦寐以求的事情。
3.为了改善这种状况，世界各国都想方设法，但至今没有一个理想的方案，目前的方案归纳起来大致可分为三种类型：一类是双方会车时自动变为近光照明；另一类是利用波动方向相互垂直的偏振光照明；第三类是对车辆的照明范围选择性地进行遮挡，以避开对方驾驶员的眼睛。这几类方案虽然对夜间行车的视觉状况有些改善，但缺点也是明显的：自动变为近光照明，会在对方灯光出现时自己突然变成近光，使自己的视觉状况更加恶劣并且照明范围突然变小，不能很好地与车速配合，导致驾驶员不能及时看清前方路况，增大了行车事故隐患；偏振光照明，由于使用条件相对苛刻，加之光的波粒二相性以及旋光性，效果也不理想；对照明范围选择性地遮挡照明，不能满足不同车型和不同车道的要求、以及照射距离与遮挡范围难以兼顾(虽然最近有的国家想用计算机自动控制遮挡范围的大小，但这样做的结果却是行车时前方的物体越多照明盲区反而越大，也达不到预想的效果)，且照明范围存在更多的盲区。
4.总之，到目前为止，上述几类方案均没有达到人们所预期的效果；这也使得汽车照明技术的改进成了世界公认的难题之一。


技术实现要素：

5.本发明是一种可以消除对方灯光影响的汽车前照灯防眩目照明系统的专利发明人对该专利(发明专利号：201210589855.3)的一种更新，适合于led前照灯系统。
6.本发明的构成主要包括：灯光电子信息系统、与灯光电子信息系统相连接的遮阳板式光阀或眼镜自戴式光阀、感光器和led汽车前照灯。
7.本发明解决技术问题所采用的技术方案是：所述的灯光电子信息系统包括识别信号发生器、识别信号检测器、选择控制器、信号选择反相器、延迟触发器，以及振荡器和做为控制匹配接口的光阀控制器、前照灯控制器。
8.所述的识别信号发生器与前照灯控制器的第2输入端连接，识别信号检测器的输出端与选择控制器的第1输入端连接、与信号选择反相器的第2输入端连接，选择控制器的
输出端与信号选择反相器的第3输入端连接，信号选择反相器的输出端与延迟触发器的输入端连接，延迟触发器的输出端与选择控制器的第2输入端连接、与信号选择反相器的第4输入端连接、与光阀控制器的输入端连接、与前照灯控制器的第1输入端连接，振荡器与信号选择反相器的第1输入端连接，感光器与识别信号检测器的输入端连接，光阀控制器的输出端与光阀连接，前照灯控制器的输出端与前照灯连接。
9.所述的前照灯为led前照灯。
10.所述的光阀为电控液晶高速光阀(以下简称电控光阀)。
11.所述的电控光阀不通电时可以透光；电控光阀通电时不透光。
12.所述的感光器设置在汽车驾驶室内空闲透光位置，遮阳板式电控光阀设置在使用时能够移动到驾驶员眼睛前方的位置或眼镜自戴式电控光阀可随身携带，使用时通过插口、软线与设备连接。
13.所述的灯光电子信息系统可以单独安置，也可以设计到车辆的整车电路系统中。
14.所述的led前照灯，发光与不发光的时间在0.01毫秒-100毫秒之间。
15.所述的电控光阀，开启与关闭的时间在0.01毫秒-100毫秒之间。
16.所述的识别信号发生器用于产生将本车的照明光线区别于普通光线的识别信号并输出给前照灯控制器的第2输入端，识别信号检测器用于检测感光器接收到的信号中是否含有这种识别信号，若含有这种识别信号则整形后输出给选择控制器的第1输入端和信号选择反相器的第2输入端，选择控制器用于将识别信号检测器输出的信号与己方照明信号相比较，以判断此时是否存在眩光，若存在眩光则输出信号给信号选择反相器的第3输入端，控制其变更有效信号的选择，信号选择反相器用于在选择控制器的控制下分别选择不同输入端的信号为有效信号并反相输出给延迟触发器、同时其还具有当第4输入端检测到延迟触发器输出的信号不连续时自动选择振荡器的周期指令信号为有效信号的功能，延迟触发器用于将信号选择反相器送来的触发信号(信号上跳沿)延迟一定的时间(微秒级)后实现触发器的单稳翻转并输出高电平给光阀控制器和前照灯控制器以及选择控制器和信号选择反相器，振荡器用于产生周期指令信号并输出给信号选择反相器的第1输入端，光阀控制器用于在输入高电平时控制电控光阀不通电、光阀透光；在输入低电平时控制电控光阀通电、光阀不透光，前照灯控制器用于在输入高电平时控制前照灯发光并把识别信号叠加到照明光线中以区别于普通光线、在输入低电平时控制前照灯不发光。
17.采用本发明的积极效果是：
18.在保持原发明的照明效果优于上述各方案且照明范围不受任何影响的前提下，即：
19.1.完全消除对方同系统车辆发出的刺眼光线又不影响双方的行车照明，在这种视觉状况下，双方司机既可以轻松地安全会车，又不会由于视线不清而频繁地踏动刹车踏板，既保证了安全、舒适，又节省了燃油和时间。
20.2.安装上本系统的车辆遇到未装本系统的车辆时，则可将未装本系统的对方车辆灯光(的影响)衰减近50％，使夜间行车的视觉状况大为改善。(参阅发明专利：201210589855.3)，用灯光电子信息系统替代了原来的无线电子信息系统，用汽车的照明灯光在照明的同时，悄无声息地兼顾完成双方车辆灯光协调实时信息的交互，用一灯两用的方式，替代了原来无线电信号的发射和接收系统，用独特、新颖、实用、简洁可靠的新原理、
新方法为车辆提供了一种全新的一灯两用、既完全消除对方灯光的影响又不以减小己方照明范围为代价的汽车无眩目照明系统，解决了夜间行车时受对面车灯影响、司机发生眩目的问题；同时，还节约了材料成本和无线电频率资源。
附图说明
21.图1是本发明用于汽车led前照灯照明系统的结构图；
22.图2是本发明灯光电子信息系统的结构图；
23.图3是本发明单车行驶时的电控光阀及led前照灯照明状态图；
24.图4是本发明会车时己方的电控光阀及led前照灯照明状态图；
25.图5是本发明会车时对方的电控光阀及led前照灯照明状态图；
26.图中：11、led前照灯；12、感光器；13(13a)、电控光阀；14、灯光电子信息系统；201、识别信号发生器；202、识别信号检测器；203、选择控制器；204、信号选择反相器；205、延迟触发器；304、振荡器；310、光阀控制器；311、前照灯控制器。
27.其中，在图3至图5中，横轴为时间轴，纵轴为状态轴。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步更详细的说明：
29.参照图1至图5，一种一灯两用的汽车无眩目照明系统，主要包括灯光电子信息系统14，与灯光电子信息系统14相连接的电控光阀13(13a)、感光器12和汽车led前照灯11。
30.灯光电子信息系统14包括用于给前照灯光加入特殊信息以区别于普通灯光的识别信号发生器201、用于识别这种特殊灯光的识别信号检测器202、用于控制信号选择反相器选择信号的选择控制器203、用于选择有效信号并使其反相的信号选择反相器204、用于接收到指令(信号上跳沿)后延迟执行的延迟触发器205，用于产生周期指令信号的振荡器304，以及做为控制匹配接口的光阀控制器310和前照灯控制器311。
31.所述的识别信号发生器201与前照灯控制器311的第2输入端连接，识别信号检测器202的输出端与选择控制器203的第1输入端连接、与信号选择反相器204的第2输入端连接，选择控制器203的输出端与信号选择反相器204的第3输入端连接，信号选择反相器204的输出端与延迟触发器205的输入端连接，延迟触发器205的输出端与选择控制器203的第2输入端连接、与信号选择反相器204的第4输入端连接、与光阀控制器310的输入端连接、与前照灯控制器311的第1输入端连接，振荡器304与信号选择反相器204的第1输入端连接，感光器12与识别信号检测器202的输入端连接，光阀控制器310的输出端与电控光阀13(13a)连接，前照灯控制器311的输出端与前照灯11连接。
32.进一步地，汽车前照灯为led前照灯11。
33.进一步地，所述的光阀为电控液晶高速光阀(简称电控光阀)。
34.进一步地，所述的电控光阀不通电时可以透光；电控光阀通电时不透光。
35.进一步地，感光器12设置在汽车驾驶室内空闲透光位置，遮阳板式电控光阀13设置在使用时能够移动到驾驶员眼睛前方的位置(比如类似遮阳板所在的位置)或眼镜自戴式电控光阀13a可随身携带，使用时通过插口、软线与设备连接。
36.优选地，灯光电子信息系统14可以单独安置，也可以设计到车辆的整车电路系统
中。
37.进一步地，led前照灯发光与不发光的时间在0.01毫秒-100毫秒之间，电控光阀开启与关闭的时间在0.01毫秒-100毫秒之间。
38.本发明的工作原理为：
39.情况一：如图2所示，当单车行驶时，振荡器304产生本车周期指令信号，此时，信号选择反相器204会随机地选择其第1输入端与第2输入端中的一个做为有效输入端，假如一开始选择第2输入端为有效输入端，则此时输入信号为0(因此时为单车行驶，对面没有灯光，感光器12感受不到光照，没有光照信号输出给识别信号检测器202，识别信号检测器202的输出为0，所以信号选择反相器204的第2输入端信号为0)，信号选择反相器204的输出则为高电平，延迟触发器205不触发，输出为0，这个0信号反馈到信号选择反相器204的第4输入端，当这个0信号的时间超过几十毫秒后，信号选择反相器204会自动选择第1输入端为有效输入端，此时输入有效信号变更为振荡器304的前半周期为低电平、后半周期为高电平的周期指令信号，此信号经信号选择反相器204反相后输出为前半周期为高电平、后半周期为低电平的周期信号(图2中信号a)。此信号送至延迟触发器205，经短暂延迟(微秒级)后，延迟触发器205触发为单稳状态、输出高电平，单稳时间约为工作周期的一半(毫秒级)，延迟触发器205输出的信号如图2中信号c。此信号反馈到信号选择反相器204的第4输入端、解除信号选择反相器204自身的强制(但其当前有效输入端不会改变)，此信号同时也传输到光阀控制器310的输入端、通过光阀控制器310控制电控光阀周而复始地前半周期透光、后半周期不透光，此信号同时还传输到前照灯控制器311的第1输入端、通过前照灯控制器311控制前照灯周而复始地前半周期发光、后半周期不发光。又假如信号选择反相器204一开始选择其第1输入端为有效输入端，则此时输入有效信号为前半周期为低电平、后半周期为高电平的周期指令信号，此信号经信号选择反相器204反相后输出为前半周期为高电平、后半周期为低电平的周期信号(图2中信号a)，同样，此信号送至延迟触发器205，经短暂延迟(微秒级)后，延迟触发器205触发为单稳状态、输出高电平，单稳时间约为工作周期的一半(毫秒级)，延迟触发器205输出的信号如图2中信号c。此信号反馈到信号选择反相器204的第4输入端、解除信号选择反相器204自身的强制，此信号同时也传输到光阀控制器310的输入端、通过光阀控制器310控制电控光阀周而复始地前半周期透光、后半周期不透光，此信号同时还传输到前照灯控制器311的第1输入端、通过前照灯控制器311控制前照灯周而复始地前半周期发光、后半周期不发光。
40.上述过程说明，只要是单车行驶时使用前照灯，灯光电子信息系统14总会达到使电控光阀周而复始地前半周期透光、后半周期不透光，达到使前照灯周而复始地前半周期发光、后半周期不发光这一预定的单车照明状态，参照图3，完成前照灯对道路的照明和驾驶员对路况的观察。
41.由于上述照明状态中各时间段都很短(在毫秒级)，以及人们眼睛的视觉暂留特性，所以上述照明状态不会影响驾驶员对路况的正常观察，也不会产生灯光的闪烁感。
42.情况二：当双方车辆相对驶近时，感光器12感受到对方车辆的光线，若对方是普通照明系统的车辆，识别信号检测器202由于检测不到识别信号，所以其输出仍为0，灯光电子信息系统14仍会象前面叙述的那样，控制前照灯工作在上述的单车照明状态。此时虽然不能全部消除对方灯光的干扰，但由于电控光阀13在一个周期内有一半的时间是关闭的，所
以可以减弱对方一半照明能量的影响；又由于己方的照明能量是全部集中在电控光阀13打开的前半个周期内由前照灯输出的，所以电控光阀13关闭的后半个周期不会影响己方的照明强度。这就使得虽然对方没有使用本照明系统，但本照明系统在不影响本车照明强度的情况下，减弱了对方一半照明能量对己方的影响，使夜间行车己方的视觉状况大为改善。
43.若对方驶近的是装有相同照明系统的车辆，感光器12在感受到对方车辆灯光的同时还会感受到灯光中的识别信号并传递到识别信号检测器202，识别信号检测器202将识别信号检出整形后传递到选择控制器203的第1输入端和信号选择反相器204的第2输入端，选择控制器203对其第1输入端的信号和第2输入端的信号(第2输入端的信号为己方电控光阀开启和关闭的信号,此时为图2中信号c)进行比较，当两个信号的高电平在时间上有重叠时，说明存在对方灯光的影响(高电平重叠面积越大，对方灯光对己方的影响越大)，此时选择控制器203会输出一个让信号选择反相器204变更信号选择的信号，信号选择反相器204会在这个信号的控制下变更有效输入端由单车状态下的第1输入端改为第2输入端，这个输入端信号的高电平代表对方前照灯的开启、低电平代表对方前照灯关闭，对方前照灯由开启到关闭对应着这个信号的由高电平到低电平的下跳沿，这个下跳沿经信号选择反相器204反相后成为上跳沿(图2中信号b)并输出给延迟触发器205，延迟触发器205在上跳沿的作用下经短暂延迟(微秒级)后，触发为单稳状态，单稳时间约为工作周期的一半(毫秒级)，单稳状态下延迟触发器205输出高电平，此时，延迟触发器205输出的信号如图2中信号d。这个信号被送至选择控制器203的第2输入端、信号选择反相器204的第4输入端、光阀控制器310的输入端和前照灯控制器311的第1输入端，此时选择控制器203第2输入端的高电平与其第1输入端的高电平在时间上没有重叠，选择控制器203不输出变更选择信号，信号选择反相器204维持状态不变，这就是相同照明系统车辆会车时双方的工作状态，参照图4和图5。由于各种离散因素的影响，会车时双方电路的工作状态有可能是互换的，也就是说，会车时有可能己方是上述对方的工作状态，相应的，对方也是上述己方的工作状态。但是，无论是哪一对工作状态，都是在会车前双方自动协调好的，而且，此状态一经确定，就会保持在本次会车过程中不再改变，直至本次会车结束。
44.通过图4、图5可以看出：会车时，在时间0～1阶段，己方的前照灯11关闭、己方的电控光阀13关闭，对方的前照灯发光，对方的电控光阀开启。这时，对方驾驶员可以借助对方前照灯发出的光线观察路况并且由于己方的前照灯11没有发光，因而不会影响到对方驾驶员。又由于此时己方的电控光阀13是关闭的，挡住了对方的光线，所以对方的灯光即便在不做任何遮挡的情况下，也不会对己方驾驶员造成影响。在时间1～2阶段，对方的前照灯关闭、对方的电控光阀关闭，己方的前照灯11发光，己方的电控光阀13开启。这时，己方驾驶员可以借助己方前照灯11发出的光线观察路况并且由于对方的前照灯没有发光，因而不会影响到己方驾驶员。又由于此时对方的电控光阀是关闭的，挡住了己方的光线，所以己方的灯光即便在不做任何遮挡的情况下，也不会对对方驾驶员造成影响。后续时间段的照明状态会周期性地重复上述过程。在此状态下，会车时即便双方都开着远光，也不会对双方驾驶员造成任何影响。此时，双方驾驶员都感觉对方的大灯是关闭的，只是在自己明亮的灯光下行车，对面的物体和车辆清晰可见。在这种视觉状况下，双方驾驶员既可以轻松地安全会车、又不会因为对方灯光使得自己视线不清，既保证了夜间会车安全、又保证了夜间驾车舒适。由于驾驶员视线清晰，减少了刹车的使用，无形中这又节省了燃油或电能、减少了车辆磨
损，还节省了时间。
45.情况三：会车完成后，由于感光器12没有了灯光照射，输出为0，识别信号检测器202的输出也为0，信号选择反相器204的第2输入端信号为0，信号选择反相器204的输出为高电平，延迟触发器205不触发，输出为0，这个0信号反馈给信号选择反相器204的第4输入端，当这个0信号的时间超过几十毫秒后，信号选择反相器204会自动选择第1输入端为有效输入端，此时输入有效信号变更为振荡器304的前半周期为低电平、后半周期为高电平的周期指令信号。此信号经信号选择反相器204反相后输出为前半周期为高电平、后半周期为低电平的周期信号(图2中信号a)。该信号送至延迟触发器205经短暂延迟(微秒级)后，延迟触发器205触发为单稳状态，输出高电平，单稳时间约为工作周期的一半(毫秒级)，这时延迟触发器205输出的信号如图2中信号c。此信号反馈到信号选择反相器204的第4输入端、解除信号选择反相器204自身的强制(但其当前有效输入端不会改变)，此信号同时也传输到光阀控制器310的输入端、通过光阀控制器310控制电控光阀周而复始地前半周期透光、后半周期不透光，此信号同时还传输到前照灯控制器311的第1输入端、通过前照灯控制器311控制前照灯周而复始地前半周期发光、后半周期不发光，这就又自动回到了单车行驶时的照明状态，参照图3。
46.情况四：假若会车完成后，前方还有相对行驶的车辆，灯光电子信息系统还会自动重复上述会车时的控制过程，再次达到双方会车时的预期效果。
47.需要说明的是，本发明同时兼顾两种使用方式和使用效果。当驾驶员使用遮阳板式电控光阀或眼镜自戴式电控光阀时，展现的是无眩目视觉效果；当驾驶员不使用遮阳板式电控光阀或不戴眼镜自戴式电控光阀时展现的就是普通照明的视觉效果。两种使用方式可由驾驶员随意选择。
48.上面结合附图对本发明的原理和实施方式作了说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明原理的前提下作出各种变换，这样的变换均落在本发明的保护范围之内。