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用于机动车灯的照明模块以及用于操作这种照明模块的方法

文献发布时间:2024-04-18 20:02:18


用于机动车灯的照明模块以及用于操作这种照明模块的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车灯的照明模块,包括光源、投射单元、偏转单元和控制单元,其中光源被设置为,接收光控制信号并根据光控制信号发射空间调制光,其中投射单元设置为,将由光源发射的空间调制光投射到照明模块前面的投射角范围内,其中偏转单元设置为,接收偏转控制信号,并根据偏转控制信号来操纵由光源发射的空间调制光,使得由光源发射的空间调制光的投影可以在照明模块前面以位移角在投影角度范围内位移。

本发明还涉及一种机动车。

本发明还涉及一种用于操作机动车灯的照明模块的方法,其中照明模块包括光源、投射单元、偏转单元和控制单元,其中光源被设置为,接收光控制信号并根据光控制信号发射空间调制光,其中投射单元设置为,将由光源发射的空间调制光投射到照明模块前面的投射角范围内,其中偏转单元设置为,接收偏转控制信号,并根据偏转控制信号来操纵由光源发射的空间调制光,使得由光源发射的空间调制光的投影可以在照明模块前面以位移角在投影角度范围内位移。

背景技术

当前的照明模块或照明系统,尤其是在机动车灯领域中,越来越需要能够生成能够以高度自适应的方式适应特定要求的光图像。为了创建这样的照明模块,主要已知投影或生成分段光图像或空间调制光的照明系统。这意味着生成的光图像可以根据具体要求进行调整。这些要求可能与驾驶情况有关。出于驾驶安全的原因,如果用于机动车灯的照明模块以这样的方式照亮机动车灯前方的区域,即为驾驶员产生最佳照明而不使其他道路参与者眼花缭乱,则是有利的。此外,这种灯模块旨在用作驾驶员或其他道路参与者的视觉显示器。因此,所提到的要求可以涉及向车辆驾驶员呈现信息或向其他道路参与者呈现信息。这些视觉显示包括例如可以生成和显示的各种符号。

为了进一步增加分段光图像或空间调制光图像的适配的自由度,偏转单元已经变得已知,其附加地操纵所发射的空间调制光,使得所得到的光图像能够被偏移。

通过移动生成的光图像,可以扩大可以照明的区域。特别地,通过足够快且振荡的移位,可以虚拟增加投射的空间调制光的光段的数量。

尽管这在调整生成的光图像方面提供了更大的自由度,但是这种照明模块的复杂性极大地增加。同时,这样的照明模块,特别是这样的用于机动车灯的照明模块,在其控制方面应当尽可能具有成本效益和鲁棒性。目前还不知道控制光源和偏转单元的紧凑且时间稳定的形式。

发明内容

本发明的一个目的是创造一种用于机动车灯的照明模块,该照明模块包括所提到的元件,该照明模块满足上述要求。

本发明的目的通过上述类型的照明模块来实现,其中控制单元被设置为,接收输入信号、评估输入信号并且基于此将光控制信号传送至光源,

其中输入信号包括第一光数据块,其至少部分地表示光源在第一时间范围内发射的空间调制光,并且该第一光数据块包含表示在相同的第一时间范围内的第一位移角的第一偏转数据,在第一时间范围内,光源发出的空间调制光在照明模块前方的投影可以通过该第一位移角在投影角度范围内移动。

通过耦合相应光数据块中的偏转数据,空间调制光和空间调制光在投影角范围内的投影的位移角基本上可以在任何时间彼此连接。这随后允许对光源和偏转单元进行简单且同步的控制。

位移角是通过光源发射的空间调制光在投影角范围内的投影相对于中性位置的位移来测量的,该中性位置处的位移角为0°。位移角优选地小于空间调制光的单独光段的投影的最大角度尺寸。位移角可以特别优选地在-2°和+2°之间。

投影角度范围由投射单元的孔径决定。因此,投影角度范围对应于投射单元的最大可能的辐射锥。这种辐射锥体指的是数学意义上的锥体,尽管也可以包括它的所有子变体。子变体例如是金字塔锥体或截锥体。“投影在投影角度范围内的移动”是指投影在可能的辐射锥中、即在由投射单元产生的角空间中的移动。投影角度范围优选地在水平方向上具有其最大范围,并且优选地覆盖最大50°的水平角度范围。投射角度范围具有进一步的竖直范围并且在此优选地覆盖最大20°的竖直角度范围。

在本专利申请的上下文中,单独的或组合中的术语“单元”,例如“投射单元”、“偏转单元”或“控制单元”,不一定表示单个元件。该术语还可以包括多个元件、组件、构建块、部件或其组合。

诸如“具有”、“包括”、“包含”和“含有”的术语可以被理解为彼此的同义词。

“空间调制光”应理解为是指在垂直于光束的光传播方向的至少一个平面中具有至少两个光段的光束,这两个光段取决于或基于光控制信号而具有彼此不同的光强度。已知有多种用于产生这种“空间调制光”的技术。这尤其包括使用排列成矩阵的LED(发光二极管)进行基于区域的调制、使用LCD(液晶显示器)进行基于区域的光调制或使用DLP(数字光处理)进行基于区域的光调制或DMD(数字镜像设备)。或者,光束调制技术也已变得已知,即扫描系统以人眼无法察觉的频率将光线或光束扫描到区域上,从而创建可自由变化的光图像。这种用于基于区域的调制和光束调制的系统在本专利申请的上下文中简称为“光源”。当今已知的光源已经能够发射空间调制的光,该光具有数千个可单独切换和调光的光段。光源优选地通过基于区域的调制产生空间调制光,其中该空间调制光在垂直于该空间调制光的光传播方向的至少一个平面中具有多于1000个光片段。

“代表”是指有直接联系,所提及的数据直接描述了特定情况。因此,替代术语是“特征”或“描述”。

可以特别优选的是,所述控制单元被设置为,从所述输入信号中提取来自所述第一光数据块的第一光控制信号和第一偏转控制信号,并且将所述第一时间范围内的第一偏转控制信号输出至所述偏转单元,并将所述第一时间范围内的第一光控制信号输出至所述光源,使得一旦在所述第一时间范围由所述光源发射空间调制光,所述光源的空间调制光在所述第一时间范围内的投影移动第一位移角。

在替代实施方式中,所述控制单元被设置为,从所述第一光数据块提取第一光控制信号和所述第一偏转数据,并且将所述第一偏转数据集成到所述第一光控制信号中,使得在所述第一时间范围内发射的空间调制光的一部分包含关于相同第一时间范围内的第一位移角的信息,

其中,所述照明模块还具有光传感器,所述光传感器被设置为,记录所述光源发射的空间调制光的一部分,所述部分包含关于第一位移角在第一时间范围内的信息,并基于所述信息向所述偏转单元输出第一偏转控制信号,使得一旦在所述第一时间范围由所述光源发射空间调制光,所述光源的空间调制光的投影在第一时间范围内移动第一位移角。

在本发明的上下文中,“一旦”意味着,来自光源的空间调制光基本上在偏转单元能够将来自光源的空间调制光的投影偏移指定的位移角的时间范围内发射。在此本领域技术人员意识到,在实践中的某些情况下,控制器必须顺序地处理工作步骤,并且因此偏转控制信号的输出和光控制信号的输出不能完全相同地同时发生。由于运输时间的差异或其他影响,也可能出现最小的延误。重要的是,由光数据块的一部分表示的光源的空间调制光在光源的空间调制光的投影将被移动或被移动位移角的时间范围内发射,其中由偏转数据产生的位移角在相应的光数据块中表示。

可以有利的是,输入信号包括多个时间上连续的其中描述了多个在时间上连续的时间范围的光数据块,其中具有各自偏转数据的各个光数据块的每一个代表在相应时间范围内光源发射的空间调制光和位移角,其中各时间范围的持续时间基本相同并且在5ms和50ms之间。

特别可以规定,输入信号由高级控制单元提供,其中所述高级控制单元被设置为,至少生成来自目标图像的各自具有偏转数据的第一光数据块和第二光数据块,使得所述第一时间范围的光源发射的空间调制光的投影的光源发射的空间调制光的投影与所述第二时间范围的光源发射的空间调制光的投影的重叠基本上产生目标图像。

在此特别有利的是,多个时间连续的光数据块中的每个第n光数据块包含彼此相等的偏转数据,并且n对应于大于1的自然数。

在这种情况下,“彼此相同”意味着彼此相同的偏转数据彼此相似,使得它们代表空间调制光的投影的相同或一致的位移角。

在一个特别紧凑的实施例中有利地是,由所述光源发射的空间调制光包括多个光段并且所述第一光数据块包括强度值,所述强度值描述大量光片段的至少一部分在第一时间范围内的光强度。

在此特别有效率的是,强度值各自具有4至32位的位深度,并且所述第一偏转数据被集成在该位深度的至少一位中。

或者,可以规定,第一光数据块具有多个通道并且一个通道包含第一偏转数据。

第一光数据块优选地具有两个、特别优选三个通道。

在本文中,通道是代表特定部分、特别是空间调制光的至少一部分的颜色分量的数据块。

一方面,本发明涉及一种具有根据前述权利要求中任一项所述的照明模块的机动车。

在这方面可以特别有利的是,所述机动车具有至少一个第二照明模块,所述第二照明模块在结构上与所述第一照明模块相同,并且所述第二照明模块的控制单元如所述第一照明模块的控制单元接收相同的输入信号,并且所述第一光数据块还包括能够清楚地分配给所述第一照明模块或所述第二照明模块的标识。

所述目的也可以使用开头提到的类型的方法来解决,其中该方法包括以下步骤:

a)提供第一光数据块,所述第一光数据块至少部分地代表所述光源在第一时间范围内发射的空间调制光,

b)提供代表同一第一时间范围内的第一位移角的第一偏转数据,

c)将所述第一偏转数据集成到所述第一光数据块中,

d)经由输入信号将包括集成的第一偏转数据的第一光数据块传输到控制单元,

e)由所述控制单元评估所述输入信号,

f)根据所述第一光数据块在第一时间范围内向所述光源提供第一光控制信号,

g)根据集成在第一光数据块中的第一偏转数据在相同的第一时间范围内向偏转单元提供第一偏转控制信号,

在此可以特别有利的是,在步骤e)中,所述控制单元从所述第一光数据块中提取第一光控制信号和第一偏转控制信号,并且在步骤f)中,所述控制单元在第一时间范围内将所述第一光控制信号输出到所述光源,并且在步骤g)中,所述控制单元在相同的第一时间范围内将所述第一偏转控制信号输出至所述偏转单元,使得一旦在所述第一时间范围由所述光源发射空间调制光,所述光源的空间调制光在所述第一时间范围内的投影移动第一位移角。

替代地可以设定,在步骤e)中,所述控制单元从所述第一光数据块中提取第一光控制信号和第一偏转数据,并且在步骤f)之前所述控制单元将所述第一偏转数据集成到所述第一光控制信号中,使得在所述第一时间范围内发射的空间调制光的一部分包含同一第一时间范围内的第一位移角的信息,

其中,所述照明模块还具有光传感器,所述光传感器被设置为,在步骤g)前在第一时间范围内记录所述光源发射的空间调制光的一部分,以便然后在步骤g)中在第一时间范围内向所述偏转单元发送基于该部分的第一偏转控制信号,使得一旦在所述第一时间范围由所述光源发射空间调制光,所述光源的空间调制光的投影在第一时间范围内移动第一位移角。

附图说明

下面使用附图中示出的示例性实施例更详细地解释本发明,包括进一步的优点。附图中:

图1示出了根据本发明的照明模块;

图2a至2c示出了根据本发明的输入信号的形状;

图3a至3d示出了时间关系;

图4示出了照明模块的第一实施方式;

图5示出了照明模块的第二实施方式;

图6示出了机动车;

图7示出了用于操作图1中所描述的照明模块的方法。

具体实施方式

现在在图1至图7中更详细地解释本发明的示例性实施例和工作模式。附图仅作为示例并以简化表示形式示出,以便更好地描述基本组件。本领域技术人员清楚的是,本发明的实施例和特征还可以以合适的方式彼此组合。例如,主要参考第一光数据块和其中包含的第一偏转数据来描述本发明。然而,显然,如果适用的话,描述的部分也可以以相同的形式应用于大量时间上连续的光数据块,每个光数据块包含偏转数据。

图1示出了根据本发明的照明模块1的框图,包括空间调制光11在投影角度范围P内的投影12的透视图。照明模块1包括光源10、投射单元20、偏转单元30和控制单元40。光源10被设置为,接收光控制信号41并根据光控制信号41发射空间调制光11。

光源10在此可以包括多个元件。例如,光源10包括发光元件和下游区域调制器,例如LCD、DMD或DLP,以便随后根据光控制信号41发射空间调制光11。为了清楚起见,没有示出诸如光源10和偏转单元30之间的光学透镜或反射器之类的可选附加元件,但是如果需要的话可以安装。光源10优选地包括具有至少两个LED(发光二极管)的阵列,其中每个LED可单独控制,以便随后根据光控制信号41发射空间调制光11。此外,光源10可以包括发光元件、准直器和光束调制器的组合,其以扫描形式将来自发光元件的准直光以人眼无法感知的频率扫描到区域上,以便随后根据光控制信号41发射空间调制光11。该区域可以包括光转换元件。

本领域技术人员知道空间调制光的多种方式。对于本发明来说重要的是,光束根据或基于光控制信号41从光源10发出,该光束在垂直于光束的光传播方向的至少一个平面中具有至少两个光段,这两个光段具有彼此不同的光强度。

该空间调制光11通过投射单元20在投影角度范围P内投影在照明模块1的前面。本领域技术人员清楚的是,投影意味着空间调制光11在照明模块前面的成像,以便形成分段光分布,即具有光分段13的投影12。这种投射单元20通常包括多个光学元件,特别是透镜。为了清楚起见,未示出这几个光学元件。在当前情况下,投影12包括具有6行和11列的光段13的阵列。投影12优选地对应于LED阵列的图像,如上所述,LED阵列发射空间调制的光11。尽管仅示出了66个光段13,但是光源10可以被设计为使得数千个光段13被投射在投射角范围P内。

此外,提供偏转单元30,其布置在发射的空间调制光11的光路中光源11的下游。偏转单元30优选地布置在光源10与投射单元20的至少一部分之间的所发射的空间调制光11的光束路径中。如上所述,投射单元20的至少一部分意味着,它可以由多个光学元件组成,并且因此偏转单元30可以布置在投射单元20的多个光学元件之间。该偏转单元30可以接收偏转控制信号42并根据偏转控制信号42来操纵由所述光源10发射的空间调制光11,使得所述光源发射的空间调制光的投影12能够在所述照明模块1前方以位移角W在所述投影角范围P内位移。

偏转单元30可以包括小玻璃板31(如图3b所示),其由对光源10发射的空间调制光11透明的材料组成。该小玻璃板可以被设计为平面平行板并且可以通过相应的机械悬架绕至少一个枢转轴线枢转,其中该枢转轴线优选地垂直于由光源10发射的空间调制光11的光传播方向。例如,偏转单元30还可具有未示出的电磁致动器,其根据偏转控制信号42使小玻璃板围绕至少一个枢转轴线枢转。通过枢转,可以改变空间调制光11进入小玻璃板的角度,由此,当空间调制光11穿过小玻璃板,根据折射,空间调制光可以平行于空间调制光11的光传播方向移动,这最终导致发射的空间调制光11可以根据偏转控制信号42操纵为,使得由光源发射的空间调制光的投影12在照明模块1前面在投射角范围P内移动位移角W。

本领域技术人员已知实现偏转单元30的不同可能性,该偏转单元根据偏转控制信号42来操纵由所述光源10发射的空间调制光11,使得所述光源10发射的空间调制光11的投影12能够在所述照明模块1前方以位移角W在所述投影角范围P内位移。例如,棱镜也是可以想到的,其通过改变相对于空间调制光11的光传播方向的横向位置,并且因此同样通过折射在投影角范围P内在照明模块1前面移动由光源发射的空间调制光的投影。用于偏转单元30的反射解决方案也是可能的。

对于本发明重要的是,偏转单元30可以取决于或基于偏转控制信号42在投射角范围P内在照明模块1前面移动光源发射的空间调制光11的投射12。

通过在投影角度范围P内移动投影12,可以扩大投影角度范围P内的照明区域,如图3c所示。具体地,利用足够快且振荡的移位,可以创建投影的空间调制光11的虚拟光段13v,这进一步增加了空间调制光11的投影12的适应的自由度。在本文中,足够快可以意味着至少60Hz的振荡位移。下面参考图3a至图3d更详细地描述这种可能性。

图1现在示出了另一控制单元40,其根据本发明被设置为,接收输入信号43、评估所述输入信号并且基于此将所述光控制信号41传送至所述光源。现在将参照图2a和2b更详细地描述输入信号43。

图2a示出了输入信号43的示例性信号曲线,其具有带有同步脉冲Vs的同步信号Sv以及位于其间的光数据块43a1、43a2、43aN。第一偏转数据43b1包含在第一光数据块43a1中,第二偏转数据43b2包含在第二光数据块43a2中。附加偏转数据43bN也可以包含在每个附加光数据块43aN中。每个光数据块43a1、43a2、43aN通常包括二进制数据流,其中每个二进制数据流在其总和中作为光数据块,在时间上在两个同步脉冲Vs之间,其可以描述在连续的时间范围T1、T2、Tn中由光源10发射的空间调制光11(参见图3a)。为此输入信号43包括第一光数据块43a1,所述第一光数据块至少部分地代表所述光源10在第一时间范围T1内发射的空间调制光11。“至少部分地”,因为光数据块43a1、43a2、43aN可以包括另外的数据,例如元数据。该附加数据还可以包含偏转数据43b1、43b2、43bN或至少第一偏转数据43b1。因此,如图所示,输入信号43可以包括可以由控制单元40一起接收的多个信号的组合。此外,可以看出,根据本发明,第一偏转数据43b1包含在第一光数据块43a1中。由于光数据块43a1、43a2、43aN通常包括二进制数据流,因此偏转数据43b1、43b2、43bN优选地也可用作二进制数据。因此,他们可以描述第一光数据块43a1中的第一位移角WT1,利用该第一位移角,空间调制光的投影12可以在投影角范围P内在照明模块1的前面位移。例如,偏转数据43b1、43b2、43bN可作为二进制数据获得,其中等于0的位值可以表示-2°的位移角,而等于1的位值可以表示+2°的位移角。相对于空间调制光11的投影12的中性位置,不对称的位移角也是可以想到的。此外,如果需要的话,更大的二进制数也是可能的。例如,等于0011的二进制值表示+1.5°的移位角度,等于1010的二进制值表示-1°的移位角度。

因此第一光数据块43a1在第一时间范围T1内的部分代表所述光源10发射的空间调制光11。此外,包含在第一光数据块43a1中的第一偏转数据43b1处于表示相同第一时间范围T1中的第一位移角WT1,光源10发射的空间调制光11的投影12在照明模块1前面在第一时间范围T1内在投射角度范围P内移动该位移角。

在此图2a旨在仅示意性地示出,相应的偏转数据43b1、43b2、43bN包含在相应的光数据块43a1、43a2、43aN中。各个光数据块43a1、43a2、43aN的特定区段中所示的各个偏转数据43b1、43b2、43bN的表示不限于所示的变型。如下面对附图的描述中所解释的,偏转数据43b1、43b2、43bN还可以规则地且冗余地集成在各个光数据块43a1、43a2、43aN内。

稍后将参照图2c更详细地解释将第一偏转数据43b1集成到第一光数据块43a1中。

无论开始时描述的生成空间调制光11或大量光片段13的方式如何,通常使用图像数据来描述这样的空间调制光11。图像数据可以包括在光数据块43a1、43a2、43aN的上述二进制数据流中,其中图像数据至少包含关于每个光片段13的强度的信息。因此,该图像数据可以包括强度值I1、I2、In。因此,光源10发射的空间调制光11(或其投影12)包括多个光段13,其中第一光数据块43a1包括强度值I1、I2、In,强度值I1、I2、In描述多个光片段13中的至少一部分在第一时间范围T1内的光强度。

强度值I1、I2、In各自可以具有4至32位的位深度。位深度因此指示,可以描述空间调制光11的投影12的单独光段13的强度的多少个等级。因此,8位的位深度允许2^8种不同的光强度等级。该位深度优选地正好是8位。

如图2b所示,第一偏转数据43b1可以被集成到该位深度的至少一个位中。这减少了第一光数据块43a1中的空间调制光11的至少一个单独的光段13的光强度的可能等级的数量,但是第一偏转数据43b1因此连接到第一光数据块43a1,无论其他影响如何,都可以在适当的时刻对光源10和偏转单元30进行鲁棒且紧凑的控制。

可以仅减小第一光数据块43a1的强度值I1的位深度,使得第一偏转数据43b1可以被集成在对应的第一光数据块43a1中并因此被包括在内。优选地,所有强度值I1、I2、In的位深度被减小,使得第一光数据块43a1的每个单独强度值I1、I2、In包含第一偏转数据43b1,其代表光源10发射的空间调制光11的投影12在相同的第一时间范围T1内在投影角范围P内在照明模块10前面移动的位移角W1。

如图2c所示,还可以规定,输入信号43具有第一光数据块43a1,其包括多个通道R、G、B。这些通道R、G、B可以是上述图像数据的一部分,其中每个通道R、G、B可以包括多个通道强度值Ki1、Ki2、KiN或元数据,其中通道强度值Ki1、Ki2、KiN描述了多个光段13中的至少一部分的颜色强度。如果通道包含元数据,则它可以具有相应光数据块的属性。可以基于标准化接口来提供光数据块的这种结构,这在视频信号传输中是常见的。与用于机动车的照明模块一样,用于照明目的的空间调制光11的投射12只能包括白光,这意味着当使用相应的光源10时,单个通道R、G、B具有对应的通道强度值Ki1、Ki2、KiN就足够了。有利地,如果第一光数据块43a1具有多个通道R、G、B并且至少一个通道R、G、B包含第一偏转数据43b1,则可以创建光源10和偏转单元30的紧凑控制。例如,通道R具有整个第一光数据块43a1,特别是多个时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN中的所有光数据块43a1、43a2、43aN,并且第二通道G具有整个第一偏转数据43b1,特别是光数据块43a1、43a2、43aN中包含的所有偏转数据43b1、43b2、43bN。

图2c现在进一步示出了,输入信号43可以如已知的那样通过串行化被变换成串行数据链44以用于紧凑传输。这允许大大减少到控制单元40的物理连接(例如电缆)的数量。在此,输入信号43例如具有带有同步脉冲Vs的同步信号Sv和位于其间的光数据块43a1、43a2、43aN,其中光数据块43a1、43a2、43aN各自具有三个通道R、G、B。第一偏转数据43b1可以如前所述通过减小各个强度值I1、I2、In或通道强度值Ki1、Ki2、KiN的位深度至少部分地被集成到通道R、G、B中。

串行数据链44形式的输入信号43可以由控制单元40接收,由此控制单元40可以例如通过解串行来恢复输入信号43的分量。

这种串行化和解串行化尤其从经由LVDS或GMSL接口的数据传输中已知。

下面,将参照图3a至图3d讨论时间范围T1、T2、Tn的细节,特别是第一时间范围T1的细节。虽然现在将在一个实施例的描述过程中更详细地解释这一点,但是应当清楚的是,以下细节也适用并且可应用于所有其他实施例。图3a至3c指的是相同的时间范围T1、T2、Tn。

第一时间范围T1受到第一启动时间T1s和第二启动时间T2s的界定。第一起始时间T1s可以由控制装置40向光源10传送第一光控制信号41T1,或者由控制装置40向偏转单元30传送第一偏转控制信号42T1(或者在根据图5的实施例中通过光传感器50)来进行触发,即启动。第一时间范围T1,优选地所有时间范围T1、T2、Tn,也可以由包含在同步信号Sv中的同步脉冲Vs来启动。通过在第一偏转控制信号42T1之后顺序输出第一光控制信号41T1,可以补偿由于机械惯性而导致的元件,例如偏转单元30的可能的时间延迟,利用该时间延迟,当光源10在第一时间范围T1发生空间调制光11时,光源10的空间调制光11的投影12可以被精确地操纵,因此可以在投射角范围P内移动第一位移角WT1。

同样,可以通过发出第二偏转控制信号42T2或通过发出第二光控制信号41T2来结束时间范围T1。同时,可以通过发出第二偏转控制信号42T2或通过发出第二光控制信号41T2来启动第二时间范围T2。

即使在第一时间范围T1内空间调制光11的发射和相同空间调制光11的操纵优选地同时触发,也不排除,第一时间范围T1内空间调制光11的发射和的相同空间调制光11的操纵不同时间被触发。在某些情况下,这甚至可能是期望的,例如为了创建某些照明效果。

现在图3a中示出了连续的时间范围T1、T2、Tn。在该示例性过程中,每个时间范围T1、T2、Tn通过由控制单元40将相应的偏转控制信号42T1、42T2、42Tn传送到偏转单元30来开始或结束,其中光源10根据光控制信号41T1、41T2、41Tn在相应的时间范围T1、T2、Tn内发射空间调制光11。应当理解,相应时间范围T1、T2、Tn中的光控制信号41T1、41T2、41Tn与光数据块43a1、43a2、43aN相关,该光数据块在相应时间范围T1、T2、Tn中至少部分地表示光源10发射的空间调制光11。这同样适用于包含在各个光数据块43a1、43a2、43aN中的偏转数据43b1、43b2、43bN以及从其导出的偏转控制信号42T1、42T2、42Tn。

图3b现在示意性地示出了在各个时间范围T1、T2、Tn中各个光控制信号41T1、41T2、41Tn与各个偏转控制信号42T1、42T2、42Tn之间的关系。

在第一时间范围T1中,根据第一光控制信号41T1发射空间调制光11,并且根据第一偏转控制信号42T1在第一时间范围T1中进行对相同发射的空间调制光的相应操纵,通过枢转包含在偏转单元30中的小玻璃板31,使得当在第一时间范围T1内光源10根据第一光控制信号41T1发射空间调制光11,光源10的空间调制光11的投影12在投影角范围P内移动第一位移角WT1。图3c示出了第一时间范围T1内的偏移投影12。

光源10或其投影12的空间调制光11优选地仅包括类似的方形光段13。光源10的空间调制光11的投影12优选地在投影角范围P内偏移,偏移角沿与方形光段13的侧角成45°的方向。如果位移角在此为(侧角*sqrt(2))/2并且在大量时间范围T1、T2、Tn上存在足够快且振荡的位移,则重叠导致虚拟光段13v的数量大约是光段13的原始数量的四倍。

在当前情况下,光源10形成空间调制光11,其具有5行5列的25个光段13。该空间调制光11的投影12在图3c的相应时间范围T1和T2中示出。上述重叠现在导致9行和9列,其中在投影角度范围P内产生虚拟光段13v,如图3d所示。

在第二时间范围T2中,根据第二光控制信号41T2发射空间调制光11,并且根据第二偏转控制信号42T2在第二时间范围T2中进行对相同发射的空间调制光11的相应操纵,通过枢转包含在偏转单元30中的小玻璃板31,使得当在第二时间范围T2内光源10根据第二光控制信号41T1发射空间调制光11,光源10的空间调制光11的投影12移动第二位移角WT2。图3c示出了第二时间范围T2内投影角度范围P内的偏移投影12。

第一位移角WT1和第二位移角WT2优选地以这样的方式不同:其在偏转单元30的中性位置处测量,这基本上不会导致对所发射的空间调制光的任何操纵(因此位移角为0°),它们对称地指向相反的方向。例如,WT1等于-2°,WT2等于+2°。

因此,控制单元40可以接收具有多个时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN的输入信号43。这些多个时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN分别包括产生多个在时间上连续的时间范围T1、T2、Tn的偏转数据43b1、43b2、43bN,其中具有各自偏转数据43b1、43b2、43bN的各个光数据块43a1、43a2、43aN的每一个代表在相应时间范围T1、T2、Tn内光源10发射的空间调制光11和位移角W,其中各时间范围T1、T2、Tn的持续时间基本相同并且在5ms和50ms之间。利用所发射的空间调制光11和位移角W在多个连续时间范围T1、T2、Tn上的这种快速变化,可以重叠地创建虚拟光段13v。这可以给人眼留下这样的印象:与单个时间范围内投影的空间调制光11的光段13的数量相比,投影的空间调制光11的光段的数量增加。图3d示意性地示出了这种重叠。

输入信号43可以由更高级别的控制单元140提供。在此高级控制单元140可以被设置为,从目标图像形成至少第一光数据块43a1和第二光数据块43a2,每个数据块具有偏转数据43b1、43b2,并且经由输入信号43提供这些数据。如图3d所示,所得到的重叠基本上可以对应于目标图像。这意味着,目标图像与相应时间范围T1、T2中的两个所得投影12之一相比,重叠至少更类似于目标图像。高层控制单元140可以被设置为,从大量目标图像形成多个时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN,其中从每个目标图像形成具有偏转数据43b1、43b3的至少两个时间上连续的光块43a1、43a2。

为了在操作期间尽量减少控制负担并且仍然创建大量虚拟光段13v,大量时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN中的每个第n光数据块优选地具有彼此相同的偏转数据43b1、43b2、43bN,其中n对应于大于1的自然数。这意味着,由彼此相同的偏转数据表示的位移角WT1、WT2、WTn是相同的。特别优选地,在此n等于2,这意味着所有第二偏转数据是相同的,这意味着每个第二位移角是相同的。非常特别优选地,在时间上直接连续的所有光块43a1、43a2、43aN具有不同的偏转数据43b1、43b2、43bN,其中优选地仅两个不同的偏转数据包含在大量时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN。因此,第一光数据块43a1将包含第一偏转数据43b1,并且后续的第二光数据块43a2将包含第二偏转数据43b2,并且后续的光数据块将再次包含第一偏转数据43b1,等等。如果需要的话,偏转数据43b1、43b2、43bN和数量n都可以在操作期间改变。在此偏转数据的可能变化率可以是每分钟2次变化。因此,多个时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN意味着至少一系列有限的时间上连续的光数据块43a1、43a2、43aN。

现在将参照图4讨论照明模块1的实施方式。在该实施方式中,照明模块1对应图1包括光源10、投射单元20、偏转单元30以及控制单元40。控制单元40与光源10信号连接,并被设置为,在相应的时间范围T1、T2、Tn内向光源10发出光控制信号41T1、41T2、41Tn,其中光源10被设置为,接收光控制信号41T1、41T2、41Tn并根据光控制信号41T1、41T2、41Tn在相应时间范围T1、T2、Tn中发射空间调制光11。

此外,在本实施方式中,控制单元40与偏转单元30信号连接,并被设置为,在各自的时间范围T1、T2、Tn内,向偏转单元30发送偏转控制信号42T1、42T2、42Tn,其中偏转单元30被设置为,接收偏转控制信号42T1、42T2、42Tn,并且根据偏转控制信号42T1、42T2、42Tn来操纵由光源10发射的空间调制光11,使得在相应的时间范围T1、T2、Tn内,由光源发射的空间调制光的投影可以在照明模块1的前面以投影角范围P内的位移角WT1、WT2移动。

控制单元40在该实施例中被设置为,从所述输入信号43中提取来自所述第一光数据块43a1的第一光控制信号41T1和第一偏转控制信号42T1,并且将所述第一时间范围T1内的第一偏转控制信号42T1输出至所述偏转单元30,并将所述第一时间范围T1内的第一光控制信号41T1输出至所述光源10,使得一旦在所述第一时间范围T1由所述光源10发射空间调制光11,所述光源10的空间调制光11在所述第一时间范围T1内的投影12移动第一位移角WT1。如已经在参照图3a至图3d对时间范围的解释中描述的,第一时间范围T1优选地通过控制单元40向光源10发出第一光控制信号41T1或者通过控制单元40向偏转单元30发出第一偏转控制信号42T1来启动。

图5示出了另一个实施方式。在该实施方式中,照明模块1同样包括光源10、投射单元20、偏转单元30以及控制单元40。控制单元40与光源10信号连接,并被设置为,在相应的时间范围T1、T2、Tn内向光源10发出光控制信号41T1、41T2、41Tn,其中光源10被设置为,接收光控制信号41T1、41T2、41Tn并根据光控制信号41T1、41T2、41Tn在相应时间范围T1、T2、Tn内发射空间调制光11。

此外在该有利的实施方式中设定,控制单元40从所述第一光数据块43a1提取第一光控制信号41T1和所述第一偏转数据43b1,并且随后可以将所述第一偏转数据43bT1集成到所述第一光控制信号41T1中,使得在所述第一时间范围T1内发射的空间调制光11的一部分11'包含关于相同第一时间范围T1内的第一位移角WT1的信息。所发射的空间调制光11的部分11'因此可以包括光段12,其与空间调制光11的剩余光段隔离并且不经由投射单元20投影在照明模块前面(即使空间调制光11被操纵)。空间调制光11的部分11’仅在图5中示意性地示出并且由光源10横向发射。为了实现这种横向辐射,例如,图5中未示出的偏转镜可以横向偏转空间调制光11的部分11'。

提取和随后的集成还包括这样的可能性:第一光数据块43a1已经(没有接口特定的适配)直接描述在第一时间范围T1内的光源10的空间调制光11,并且具有的第一偏转数据43b1已经直接描述在第一时间范围T1内光源10的空间调制描述光11的一部分11'。如果偏转数据43b1、43b2、43bN例如根据图2a、2b或2c的形状被集成到相应的光数据块43a1、43a2、43aN中,则可能是这种情况。在这种情况下,控制单元40通过将第一光数据块43a1直接传递到光源10来向光源10提供第一光控制信号41T1。

此外在该实施方式中还设置有光传感器50,所述光传感器被设置为,记录所述光源10发射的空间调制光11的一部分11',所述部分包含关于第一位移角WT1在第一时间范围T1内的信息,并基于所述信息向所述偏转单元30输出第一偏转控制信号42T1,使得一旦在所述第一时间范围T1由所述光源10发射空间调制光11,所述光源10的空间调制光11的投影12在第一时间范围T1内在投影角度范围P内移动第一位移角WT1。

光传感器可以优选地包括光电二极管(未示出)。

在该实施例中,就电子接口而言,偏转单元30与光传感器50配合可以独立于照明模块1的其余部分。

本发明还涉及一种具有照明模块1的机动车100(图6所示),并且还涉及一种具有至少第二照明模块1A的机动车100,第二照明模块1A在结构上与第一照明模块1相同,其中第二照明模块1A的控制单元40A如第一照明模块1的控制单元40接收相同的输入信号43,并且所述第一光数据块43a1还包括能够清楚地分配给所述第一照明模块1或所述第二照明模块1A的标识。第二照明模块1A可以将第一发光模块1的投影12延伸到投影角度范围P上。以此方式,在本发明的本质中,待生成的光图像可以在其适配方面被给予进一步的自由度,其中在不显着增加控制的复杂性的情况下实现机动车100的整个照明装置的可扩展性。输入信号43可以由更高级别的控制装置140提供,如图6所示。

现在,图7示出了用于操作图1的照明模块1的方法,其中在第一步骤a)中提供第一光数据块43a1,该光数据块在第一时间范围T1内至少部分代表光源10发射的空间调制光11。

图6所示的上位控制装置140可以经由输入信号43提供该第一光数据块43a1,由此所提供的第一光数据块43a1的基础可以例如是车辆侧的要求。这些车辆侧要求可以包括特定光分布,其中存储的静态光分布(例如远光分布)与消隐信息相结合,从而创建光数据块43a1、43a2、43aN,其至少部分地代表相应时间范围T1、T2、Tn中的空间调制光。在这种情况下,光数据块43a1、43a2、43aN代表消隐场景的相应时间范围T1、T2、Tn中的空间调制光。

在所示的步骤b)中提供代表同一第一时间范围T1内的第一位移角WT1的第一偏转数据43b1,

该第一偏转数据43b1可以由相同的高级控制装置140提供,其中所提供的第一偏转数据43b1的基础是另外的车辆侧要求。进一步的车辆侧要求可以包括光源10的空间调制光11的投影12位移特定的第一位移角WT1。

在步骤c)中将所述第一偏转数据43b1集成到所述第一光数据块43a1中。

第一偏转数据43b1也可以由同一高级控制装置140集成到第一光数据块43a1中。例如,可以根据图2b的实施例,通过减小强度值I1、I2、In的位深度,或者根据图2c的实施例,通过至少部分利用第一光数据块43a1,特别是每个光数据块43a1、43a2、43aN的通道R、G、B来进行集成。

然后,包括集成的第一偏转数据43b1的第一光数据块43a1可以经由串行化被变换成串行数据串44(根据图2c的描述)。此后,在步骤d)中,包括集成的第一偏转数据43b1的第一光数据块43a1经由输入信号43被传递到控制单元40。

在进一步的步骤e)中,控制单元40评估输入信号43。在当前情况下,评估可以包括输入信号43的解串行化。此外,评估还可以包括从第一光数据块43a1提取第一光控制信号41T1。这可以通过预设滤波来实现。

在步骤e)中,还可以根据图4的照明模块1的实施例从第一光数据块43a1中提取第一偏转控制信号42T1。

根据图5的照明模块1的替代实施例,在步骤e)中,控制单元40可以从第一光数据块43a1中提取第一光控制信号41T1和第一偏转数据43b1,并且在步骤f)之前控制单元40可以将第一偏转数据43b1集成到第一光控制信号41T1中,使得在第一时间范围(T1)内光源10发射的空间调制光11的一部分11'包含同一第一时间范围T1内的第一位移角WT1的信息。已经参照图5描述了,控制单元40可以将偏转数据43b1集成到第一光控制信号41T1中的可能方式。

在随后的步骤f)中,在第一时间范围T1内向光源10提供根据第一光数据块43a1的第一光控制信号41T1。

在此具体地,控制单元40可以在第一时间范围T1内向光源10输出第一光控制信号41T1或者将其提供给光源10。

虽然第一光控制信号41T1是在第一时间范围T1中提供的,但这并不排除第一时间范围如图3a所示也由控制装置40发射第一光控制信号41T1来启动的可能性。

在最后的步骤g)中,现在根据集成在第一光数据块43a1中的第一偏转数据43b1,在相同的第一时间范围T1中将第一偏转控制信号42T1提供给偏转单元30。

根据图4的照明模块的实施例,在步骤g)中,控制单元40可以在第一时间范围T1内输出第一偏转控制信号42T1至偏转单元30,使得一旦在第一时间范围T1由光源10发射空间调制光11,光源10的空间调制光在第一时间范围T1的投影12在投影角度范围P内移动第一位移角WT1。

根据图5的照明模块的替代实施例,照明模块具有光传感器50,光传感器可以在步骤g)前在第一时间范围T1内记录所述光源(10)发射的空间调制光的一部分11',以便然后在步骤g)中在第一时间范围T1内向偏转单元30发送基于此的第一偏转控制信号42T1,使得一旦在第一时间范围T1由光源10发射空间调制光11,光源10的空间调制光11在第一时间范围T1内的投影12在投影角度范围P内移动第一位移角WT1。

本发明不限于所示的实施例,而是由权利要求的整个范围限定。本发明或实施例的各个方面也可以相互结合和组合。权利要求中的任何附图标记都是示例性的并且仅用于使权利要求更易于阅读,而不是限制它们。

相关技术
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06120116578390