СИСТЕМА ЛОБОВОГО ОСВЕЩЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2005 года по МПК B60Q1/14 B60J3/04 G02C7/16 

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к светотехнике, а именно к системам лобового освещения транспортных средств для предотвращения ослепления водителя в темное время суток.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТОТИПА

Известна система лобового освещения транспортных средств (см. а.с. № 1392304 А1, Кл. F 21 М 3/00 от 30.04.08), содержащая источник питания, генератор импульсного включения фар, экран с управляемой электрическим полем прозрачностью, подключенный через оптоэлектронный блок установки фазы к генератору импульсного включения фар.

Экран с управляемой прозрачностью выполнен в виде прозрачной подложки с микрошторками, равномерно расположенными на ее поверхности с возможностью поворота, причем микрошторки соединены с оптоэлектронным блоком установки фазы, а на внешнюю и внутреннюю поверхности микрошторок нанесено не отражающее покрытие.

3. КРИТИКА ПРОТОТИПА

Указанный прототип, как следует из описания, обладает следующими недостатками. Во-первых, эффект увеличения контрастности изображения требует установки аналогичных систем лобового освещения на других транспортных средствах, подавление обычного непрерывного света исходя из описания работы устройства не более чем в два раза. Во-вторых, частоты следования импульсов света на всех транспортных средствах должны выбираться стандартными с высокой стабильностью. В-третьих, система не обеспечивает одновременного подавления ослепляющего действия фар транспортных средств, движущихся в одном и противоположном направлениях с данным транспортным средством.

4. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик путем повышения контрастности изображения независимо от способов лобового освещения другими транспортными средствами.

5. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для повышения контрастности изображения на транспорте при ослеплении водителя другими транспортными средствами в темное время суток, независимо от способов лобового освещения другими транспортными средствами, предлагается применить систему лобового освещения транспортных средств, основанную на принципе оптимальной фильтрации оптическим экраном случайного импульсного с высокой средней скважностью света собственных фар. Причем средняя по времени световая мощность излучения остается постоянной. Для этого в указанном прототипе генератор импульсного включения фар должен работать в режиме высокой скважности импульсного светового потока при постоянной средней мощности светового потока. Оптоэлектронный блок установки фаз генератора и оптического экрана заменяется электронным блоком формирования управляющей случайной стационарной последовательности электрических импульсов ξ(t)=∑h(t-tυ). В качестве случайного параметра выбирается момент возникновения управляющего импульса tυ. Оптический экран открывается на время действия светового импульса собственных фар, в остальное время закрыт. С целью дополнительного увеличения контрастности изображения, в случае если другие транспортные средства имеют импульсную систему лобового освещения, в систему добавляется оптоэлектронный блок приема внешнего импульсного излучения оптического или инфракрасного диапазона. Оптоэлектронный блок приема подключается к электронному блоку формирования управляющей импульсной последовательности и служит для корреляционной корректировки момента возникновения управляющего импульса tυ по принципу наименьших совпадений по времени с мешающими импульсами света.

6. ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

На чертеже показана блок-схема системы лобового освещения, включающая источник питания 1, к которому подключен генератор импульсного включения фар 2; оптический экран с управляемой электрическим полем прозрачностью 3; блок формирования управляющей случайной стационарной последовательности электрических импульсов 4, подключенный к генератору и оптическому экрану; блок приема импульсного излучения оптического или инфракрасного диапазона 5, подключенный к блоку 4; фары с малоинерционными газоразрядными лампами 6.

7. СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Система работает следующим образом.

На фары 6 от генератора 2 подаются импульсы электрической энергии. Фары 6 излучают свет импульсами. Случайный момент времени подачи управляющего импульса tυ задает блок 4. Одновременно с излучением импульса света фарами 6 с блока 4 подается управляющее напряжение на оптический экран 3, переводя его в открытое состояние на время действия светового импульса. В остальное время оптический экран закрыт.

Моменты времени tυ генерации световых импульсов носят принципиально случайный характер. Вероятностные характеристики импульсного процесса выбирают произвольно исходя из технических параметров оптического экрана, газоразрядной лампы и импульсного генератора 1, а также из условия минимума дисперсии светового потока, создаваемого фарами 6. Средняя частота импульсов света такова, что реализуется зрительный эффект непрерывности освещения. Для определенности примем длительность и форму светового импульса фиксированной, коэффициент ослабления оптического экрана в закрытом состоянии бесконечность, время переключения оптического экрана из одного состояния в другое бесконечно малое. При условии стационарности световых потоков коэффициент ослабления в среднем по времени световой интенсивности, любого оптического излучения (в том числе и непрерывного), по сравнению с интенсивностью излучения фар 6 выражается следующей формулой:

где Т - средний период повторения световых импульсов;

τ - длительность светового импульса;

К - корреляционный коэффициент;

Для непрерывного света и независимых от управляющей последовательности ξ(t) импульсных световых потоков К=1 и коэффициент подавления N может увеличивается только за счет увеличения Т/τ (средней скважности импульсного светового потока). Дополнительное увеличение коэффициента подавления светового потока транспортных средств, имеющих любую импульсную систему лобового освещения, может быть достигнуто за счет увеличения коэффициента К. С этой целью в систему, показанную на чертеже, вводится блок приема импульсного, работающего в оптическом или инфракрасном диапазоне длин волн излучения. Блок приема 5 фиксирует моменты времени прихода импульсов света с других транспортных средств, находящихся в поле зрения водителя, определяет их временные вероятностные характеристики и корректирует через блок 4 моменты времени излучения импульсов света фарами 6 по принципу наименьших совпадений по времени с мешающими импульсами света.

Выбор угла прихода ослепляющего излучения определяется диаграммой направленности приемника импульсного излучения 5.

Формула для коэффициента ослабления в среднем по времени световой интенсивности ослепляющего света N носит оценочный характер и справедлива для идеальных технических характеристик генератора световых импульсов и оптического экрана. Реальный генератор импульсного светового излучения на основе газоразрядной лампы имеет непрерывную составляющую и форма светового импульса не прямоугольна. Величина коэффициента пропускания оптического экрана в закрытом состоянии конечна, в открытом состоянии коэффициент пропускания меньше единицы, а скорости переключения из одного состояния в другое имеют определенное конечное значение.

Но, тем не менее, улучшая технические характеристики излучателя и управляемого экрана, увеличивая скважность импульсного светового потока, при сохранении эффекта непрерывности освещения будет расти коэффициент подавления экраном любого внешнего светового излучения по сравнению со средней интенсивностью света собственных фар.

На реализованной модели системы лобового освещения, выполненной на основе малоинерционных газоразрядных ламп, и жидкокристаллическом оптическом затворе получен коэффициент подавления N>25 для непрерывного света и N>300 для импульсного.

Изобретение относится к средствам предотвращения ослепления водителей транспортных средств в темное время суток. Работа системы основана на оптимальной фильтрации оптическим экраном случайного импульсного с высокой средней скважностью света собственных фар. В состав системы входят генератор электрических импульсов, воздействующий на источник света фар, экран с управляемой прозрачностью и блок управления, формирующий случайную стационарную последовательность импульсов. Управление экраном выполнено с возможностью его открытия на время действия светового импульса собственных фар и закрытия в остальное время. Система может также содержать блок приема импульсного инфракрасного или оптического излучения, подключенный к электронному блоку управления, который выполнен с возможностью корректировки случайных моментов времени излучения импульсов фарами по принципу наименьших совпадений по времени с мешающими импульсами света. Изобретение обеспечивает эффект подавления любого ослепляющего независимого светового излучения по сравнению с излучением собственных фар, что положительно сказывается на безопасности движения. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

1. Система лобового освещения транспортных средств, содержащая источник питания, к которому подключен генератор электрических импульсов, воздействующий на источник света фар, и экран с управляемой прозрачностью, отличающаяся тем, что система содержит электронный блок управления, соединенный с генератором и экраном, формирующий управляющий сигнал в виде случайной стационарной последовательности импульсов, в качестве случайного параметра которой выбран момент времени возникновения управляющего импульса, открывающего экран на время действия светового импульса собственных фар и закрывающего в остальное время.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит блок приема импульсного инфракрасного или оптического излучения, подключенный к электронному блоку управления, который выполнен с возможностью корректировки случайных моментов возникновения управляющих импульсов по принципу наименьших совпадений по времени с мешающими импульсами света.