CN104407449A - 一种防眩液晶会车镜的设计方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防止对司机视觉产生干扰的防眩目液晶镜片。一种防眩目液晶片，其包括：左眼区（1）和右眼区（2），每个区至少有一个高透视区和至少一个低透视区，所述低透视区的两端设有电极；光照度传感器，其包括至少一个对面车灯光探测器；所述对面车灯光探测器接收对面车灯光照射方向的光照度，其输出作为信号电压；控制电路，包括光照度比较器和方波发生器,方波发生器将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波；方波发生器的输出端连接所述液晶片的电极。本发明装置不但可以防眩目，而且可以增加司机的视觉舒适度。

Description

一种防眩液晶会车镜的设计方法与装置

技术领域

本发明涉及一种液晶镜片，尤其涉及一种防止车辆夜间会车时对司机视觉产生干扰的防眩目液晶镜片。

背景技术

开车的人都知道，夜间行车时，对面车道的车辆如果开了灯（特别是远光灯），对司机的视觉影响非常明显，甚至无法看清前方道路情况，存在很大的安全隐患；为防止上述情况的发生，各类防眩目装置的研究也逐渐增多。比较典型的如CN88105949.8和89109699.X 文献中所记载，其根据对面车辆灯光情况来改变自己车灯的强度状态，从而降低自己的车灯给对面司机的影响，却没有考虑主动减低对面车灯对自己车的司机的影响。98100430.X文献中所描述，用一块半透明的塑料板以某种方式固定在司机眼睛前方，用以遮挡部分对面车的灯光。由于这种装置的遮光板是放置在人脸的一侧，由左后方向右前方伸展，相对于使用者的双眼是不对称的，使得使用者两只眼睛看到的图像不一致，让人感到异样，容易疲劳。在挡光的同时带来了副作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夜间会车时的防眩目液晶镜片。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防眩目液晶镜片，包括至少两个高透视区和至少两个低透视区，所述低透视区的两端设有电极；为表述方便将镜片分为左眼区和右眼区，与使用者的双眼相对应。其中，所述右眼区和左眼区分别至少有一个高透视区和至少一个低透视区。

光照度传感器，其包括至少一个对面车灯光探测器；所述对面车灯光探测器接收对面车灯光照射方向的光照度，其输出作为信号电压。

控制电路，包括光照度比较器和方波发生器, 方波发生器将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波；方波发生器的输出端连接所述低透视区两端的电极。

作为优选方案，所述光照度传感器还包括至少一个背景光探测器，所述背景光探测器接收除对面车灯光照射方向外的光照度，其输出作为背景光参考电压。

作为优选方案，所述光照度传感器还包括设置于所述背景光探测器和对面车灯光探测器前方的正透镜，所述正透镜（6）为一个或分别位于背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）前方的两个。当采用一个透镜时，传感器应该这样放置，透镜的光轴指向正前方，背景光探测器放在透镜的焦平面上的光轴的左侧，信号光探测器放在透镜的焦平面上的光轴的右侧。

作为优选方案，右眼区和左眼区结构相同，左眼区具有一个高透视区和一个低透视区，两者的分界线包括一条自左下方到右上方或者自右下方到左上方的一条斜线，该斜线与垂直线的夹角可以在15度到65度之间。

作为优选方案，右眼区高低透视区分界线的中点与左眼区中高透视区和低透视区的分界线的中点距离L为使用者的瞳距。

作为优选方案，所述低透视区采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片，所述高透视区为非液晶区域。

作为优选方案，所述液晶镜片采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片；所述TN或SHTN型液晶片的低透视区贴偏振片；相应的高透视区不贴偏振片；所述用染料液晶或PDLC液晶的镜片的低透视区设有电极，而相应的高透视区不设电极。

作为优选方案，光照度比较器包括两路前放，一路放大器、运放比较器、和ＭＯSＦＥＴ光开关；背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）的输出电压信号电压VS和参考电压VD通过各自的前置放大器进入运放器作比较。

作为优选方案，当对面车灯光照度比背景光高1.5倍到５倍之间或者两者的差值高于预设值M时，其中M取值为3Lux到30Lux，光照度比较器的ＭＯＳＦＥＴ管被触发，电路将输出按预定比例放大了的信号通道的电压。

作为优选方案，当采用一个正透镜时，两个探测器都放在透镜焦平面附近，背景光探测器放在自己车行驶方向来光汇聚的位置，对面车灯光探测器放在对面车方向来光汇聚的位置。 

本发明的有益效果为：本发明的防眩目液晶镜片具有至少两个区域，与使用者的双眼相对应。每个区中分为高透视区和低透视区，低透视区对应对面车大灯的照射方向，通过安装光照度传感器，判断是否有大灯照射。如果没有大灯照射时，高透视区与低透视区的光透过率一样或接近，使人眼感觉不到太大的差异，没有不舒适的感觉；如果有大灯照射，则只有液晶镜片上的局部区域，也就是在人眼和对面车灯之间的低透视区变暗，起到防眩目的功能；而液晶镜片上的其他区域的透过率并不变化，特别是液晶镜片上在人眼和自己车行驶前方的路面之间的区域，即高透视区的透过率始终不发生变化，因而并不影响司机对自己车前方路面情况的观察。这样实现了“只遮大灯不遮路”的效果。有效地提高了司机的视觉舒适度， 减少疲劳，提高驾驶安全性。

本发明很好的利用了液晶镜片的透过率根据电压变化的特性、液晶屏可分区控制的特性，和光敏元件等控制电路的特性。有效地解决了夜间会车时对方大灯眩目的问题。 

附图说明

图1是本发明防眩目液晶镜片的结构示意图；

图2a是灯光探测传感器的结构示意图；

图2b是灯光探测传感器中对面车灯光探测器聚焦对面车灯光的结构示意图；

图2c是灯光探测传感器中背景光探测器聚焦背景光的结构示意图；

图3是液晶镜片控制系统的电路原理图；

图4是光照比较器的电路图。

其中：

1：左眼区；2：右眼区；4：背景光探测器；5：对面车灯光探测器；6：正透镜；1a：低透视区；1b：高透视区；1c：分界线。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施方式提供了一种防眩目液晶镜片，该镜片主要包括左眼区1、右眼区2两个区域。以左眼区1为例，其包括高透视区1b和低透视区1a。低透视区1a位于左侧，低透视区1a对应于对面左侧来车方位。在此指出，本实施例中防眩目镜片适用于车辆右侧通行的国家或者地区，比如中国、美国等。

低透视区1a的光透过率可以根据对面车辆大灯的远近或者亮度自动进行调节，当对面车辆大灯亮度比较大时，低透视区1a的光透过率也降低较多。此时司机可以通过高透视区1b观看前面路面情况；当对面车辆大灯亮度比较小或者车辆距离比较远时，低透视区1a的光透过率降低较少或者根本不降低，从而减少了高透视区1b与低透视区1a之间的光透过率差值，提高司机的眼睛舒适度。

高透视区1b由于可以不进行透过率调节，所以高透视区1b可以为非液晶区域，也可以为液晶区域。

再参见图1，图中右眼区2的高透视区和低透视区的设置方式与左眼区1完全相同，所以不再重复标号和描述。左眼区1 的高透视区1b和低透视区1a的分界线为1c，分界线1c的中点与右眼区2中高透视区和低透视区的分界线的中点距离L为使用者的瞳距。分界线1c为一条自左下方到右上方的一条斜线，该斜线与垂直线的夹角设在35度。

上述低透视区1a随对面车大灯的亮度进行自动调节光透过率是通过如下技术方案实现的：

低透视区1a的液晶镜片采用的液晶为染料液晶，染料液晶的设置方式为，将电极只设置在低透视区1a，根据液晶镜片的液晶材料特性，使得加电压时低透视区1a光透过率降低，不加电压时低透视区1a光透过率维持原状。低透视区1a的电压控制系统原理参见图3。也可以采用两种液晶片的组合，一片在前一片在后。例如前片用PDLC液晶片，后片用染料液晶片。在PDLC液晶片前面可以加用黄色滤光片。

图3中光照度传感器的结构图参见图2a，光照度传感器包括两个光探测器（PD），分别为背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5），如图2b和图2c所示，背景光探测器(4)指向自己车行驶方向，并要避开对面车灯的直接照射，用于探测车辆前方（非对面车大灯照射方向）的光照度，这路ＰＤ输出的电压作为背景参考电压。对面车灯光探测器(5)用于探测对面车大灯照射方向的光照度，这路PD输出作为信号电压。为保证ＰＤ的定向性，可以把ＰＤ放在一个正透镜(6)的焦点附近，也可以放在一个细管的一端，而将另一端指向所需的方向。正透镜（6）的光轴指向正前方，背景光探测器（4）放在透镜的焦平面上的光轴的左侧，对面车灯光探测器（5）放在正透镜（6）的焦平面上的光轴的右侧。可以把几个PD封装在一体，放在防眩镜的同一位置； 也可以分开封装， 放在防眩镜的不同位置。正透镜(6)可以为两个，分别放置于背景光探测器（4）和对面车灯光探测器(5)的前方。

控制电路包括光照度比较器和方波发生器。光照度比较器包括两路前放，一路放大器、运放比较器、和ＭＯSＦＥＴ开关。如图4所示。两路ＰＤ的输出电压信号电压VS和参考电压VD通过各自的前置放大器进入运放器作比较。当对面车灯光照度比背景光高一定倍数，比如1.5倍到５倍之间，或两者的差值高于预设值M时，其中M取值为5Lux，光照度比较器的ＭＯＳＦＥＴ管被触发，电路将输出按一定(预定)比例放大了的Vs 电压。

所说的方波发生器会将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波。方波的幅值与光照度比较器输出的电压一样。由于方波的幅值与比较器输出的电压一样，而液晶的黑度与所加电压相关，所以液晶镜片遮光部分变化的黑度与对面车灯的亮度成正比。灯越亮镜片相应部分的透过率就越低。因而可以有效地遮挡对面的灯光，同时又不会遮挡司机的正常视场。

实现方法有很多种，可以用逻辑电路器件构成，也可以用微处理器ＭＣＵ实现。

实施例二

本实施例二防眩目镜片与实施例一的主要区别在于：低透视区1a的液晶镜片是TN型液晶， TN型液晶片的局部控制可以在低透视区1a贴偏振片，而高透视区1b不贴偏振片。其具体控制电路原理与实施例一相同，在此不再赘述。

所述镜片采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片；所述TN或SHTN型液晶片的低透视区贴偏振片；相应的高透视区不贴偏振片；所述用染料液晶或PDLC液晶的镜片的低透射区设有电极，而相应的高透射区不设电极；所述TN型液晶片的低透视区贴偏振片。

此外，液晶镜片也可以为PDLC液晶片或者SHTN型液晶片。

在上述实施例一和实施例二中，光照度传感器包括两个光探测器（PD），分别为背景光探测器和对面车灯光探测器。作为另一种可选方案，光照度传感器还可以只包括一个光探测器（PD），即对面车灯光探测器。在此方案中，取消了背景光探测器，那么可以将对面车灯光探测器的输出电压与一个固定电压值作比较。

需要说明的是，对于左侧行车的国家，上述实施例防眩目镜片的高透视区和低透视区应该进行位置调换，其原理与前述实施例相同。此外，区域划分上也并不限于两个区域，也可以是多于两个，比如有一个高透视区和两个低透视区等等。再有，本发明所述防眩目镜片并不局限于普通形式的镜片，也应包括如头盔镜等特殊样式的镜片。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防眩目液晶片，其特征在于，包括至少两个高透视区和至少两个低透视区，所述低透视区的两端设有电极；光照度传感器，其包括至少一个对面车灯光探测器；所述对面车灯光探测器接收对面车灯光照射方向的光照度，其输出作为信号电压；控制电路，包括光照度比较器和方波发生器,方波发生器将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波；方波发生器的输出端连接所述低透视区两端的电极。

2.根据权利要求1所述的防眩目液晶镜片，其特征在于，包括左眼区（1）和右眼区（2），所述左眼区和右眼区分别至少有一个高透视区（1b）和至少一个低透视区（1a）；高透视区与低透视区的分界线（1c）包括一条自左下方到右上方或者自右下方到左上方的一条斜线，该斜线与垂直线的夹角可以在15度到65度之间。

3.根据权利要求2所述的防眩目液晶片，其特征在于，左眼区（1）高透视区和低透视区的分界线（1c）的中点与右眼区(2)中高透视区和低透视区的分界线的中点距离L为使用者的瞳距。

4.根据权利要求1所述的防眩目液晶片，其特征在于，所述低透视区采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片；所述高透视区为非液晶区域；所述TN或SHTN型液晶片的低透视区贴偏振片。

5.根据权利要求4所述的防眩目液晶镜片，其特征在于，所述镜片采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片；所述TN或SHTN型液晶片的低透视区贴偏振片；相应的高透视区不贴偏振片；所述用染料液晶或PDLC液晶的镜片的低透视区设有电极，而相应的高透视区不设电极。

6.根据权利要求1所述的防眩目液晶镜片，其特征在于，所述光照度传感器还包括至少一个背景光探测器（4），所述背景光探测器（4）接收除对面车灯光照射方向外的光照度，其输出作为背景参考电压。

7.根据权利要求1所述的防眩目液晶镜片，其特征在于，所述光照度传感器还包括设置于所述背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）前方的正透镜（6），所述正透镜（6）为一个或分别位于背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）前方的两个。

8.根据权利要求1所述的防眩目液晶镜片，其特征在于，光照度比较器包括放大器、运放比较器、和ＭＯSＦＥＴ光开关；背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）的输出电压信号电压VS和参考电压VD通过各自的放大器进入运放器作比较。

9.根据权利要求7所述的防眩目液晶镜片，其特征在于，当对面车灯光照度比背景光高1.5倍到５倍之间或者两者的差值高于预设值M时，其中M取值为3Lux到30Lux，光照度比较器的ＭＯＳＦＥＴ管被触发，电路将输出按预定比例放大了的信号通道的电压。

10.根据权利要求7所述的防眩目液晶镜片的光照度传感器，其特征在于，当采用一个正透镜（6）时，两个探测器都放在透镜焦平面附近，背景光探测器放在自己车行驶方向来光汇聚的位置，对面车灯光探测器放在对面车方向来光汇聚的位置。