CN113165571A - 光模块系统和用于控制光模块系统的方法 - Google Patents

Abstract

光模块系统，包括第一光模块和第二光模块，其中能够根据所述第二光模块控制所述第一光模块，其中所述第一光模块被构造为非高分辨率的光模块，并被设置为在所述光模块系统前方的区域中产生第一类型光分布（1、10），其中所述第一类型光分布（1、10）能被调暗，所述第二光模块被构造为高分辨率的光模块，其中向所述第一类型光分布的部分（4）分配了最小亮度，以及所述第二光模块被设置为在操作模式下产生至少一个地面投影光分布（3），其中所述至少一个地面投影光分布（3）是信息的光学表示，并且在此情况下促使所述第一光模块将所述第一类型光分布至少部分地调暗，并且照亮所述第一类型光分布的所述部分（4）。

Description

光模块系统和用于控制光模块系统的方法

技术领域

本发明涉及一种光模块系统，包括第一光模块和第二光模块，其中可以根据所述第二光模块来控制所述第一光模块，其中所述第一光模块被构造为非高分辨率的光模块并且被设置为在所述光模块系统前方的区域中产生第一类型光分布，其中优选整个所述第一类型光分布是可调暗的，所述第二光模块被构造为高分辨率的光模块，其中向所述第一类型光分布的部分分配了最小亮度。

此外，本发明涉及一种用于控制机动车辆大灯的光模块系统的方法，其中所述光模块系统产生光分布，在该光分布中光学地表示至少一条信息。

此外，本发明涉及一种包括使上述类型的光模块系统执行上述类型的方法的指令的计算机程序，以及一种具有这种计算机程序的计算机可读介质。

此外，本发明涉及一种机动车辆控制设备，特别是用于上述类型的光模块系统的控制设备，其具有上述类型的计算机可读介质。

此外，本发明涉及一种机动车辆或一种机动车辆大灯，具有至少一个上述类型的光模块系统和/或具有至少一个上述类型的计算机可读介质或具有至少一个上述类型的机动车辆控制设备。

背景技术

今天，机动车辆大灯都已经配备了高分辨率的光模块，这些光模块主要在中心区域中创建了生成灵活光分布的可能性。借助于这样的光模块，尤其是可以将各种符号投影到机动车辆前方或旁边的行驶道路上。因此，高分辨率的光模块可以用于信息的光学表示，其中用作所述信息的光学表示的对应的符号投影通常被总结为术语“高级信息光束(Advanced Information Beam（AIB）)”。除了高分辨率的光模块之外，在这样的机动车辆大灯中还附加地使用大多具有较低或粗略分辨率的常规光模块作为补充，以覆盖光分布的边缘区域。

综上所述，整个第一类型光分布的上述可调暗性应理解为不仅可以将整个光分布调暗，而且所述光分布的预定部分也可以与所述光分布的其余部分无关或相关地调暗。

在实施AIB时，期望在所述光分布前方的区域中以足够的对比度显示光学表示信息的符号，以使得所述符号清晰可辨。

发明内容

本发明的任务在于提供一种光模块系统以及一种用于控制光模块系统的方法，它们能够在不损害预给定的、优选主要的光分布区域中的亮度并且特别是不低于这些区域中的最小亮度的情况下改善对光学表示的信息的感知。

该任务利用根据本发明的上述类型的光模块系统通过以下方式解决，即，所述第二光模块被设置为在操作模式中产生至少一个地面投影光分布，其中所述至少一个地面投影光分布包括或是信息的光学表示，并且在此促使所述第一光模块（直接或间接地）至少部分地（优选连续地）将所述第一类型光分布调暗（调低亮度），并且照亮所述第一类型光分布的所述部分。优选地，所述第二光模块照亮所述第一类型光分布的亮度已经降低的所有区域或部分，除了紧邻所述地面投影光分布的区域之外。

表达“向光分布的部分分配了最小亮度”应当理解为为所述光分布的所述部分规定了最小亮度，例如如果所述光分布从其全亮度开始调低亮度或回调亮度，则不允许低于所述最小亮度。特定机动车辆照明系统的最小亮度可以例如在光分布或所述光分布的部分的特定点和/或特定分段处规定（参见例如欧盟的ABI. L222，2010年8月24日，1-61页）。

通过措辞“所述第二光模块被设置为在操作模式下产生至少一个地面投影光分布，……，并且在此促使所述第一光模块（直接或间接地）至少部分地将所述第一类型光分布调暗（调低亮度）”表示所述第二光模块在其产生地面投影光分布后，优选地一旦其产生了地面投影光部分就向所述第一光模块发送对应的控制信号（指令），并且由此促使所述第一光模块（在这种情况下直接地）至少部分地将所述第一类型光分布调暗。

例如，所述第二光模块可以促使所述第一光模块在其产生了地面投影光分布之后立即优选连续地将所述第一类型光分布的全部或仅一部分调暗。

通过在所述第一类型光分布被调暗时由所述第二光模块在上述操作模式下照亮所述光分布的该部分，所述第二光模块支持了所述第一光模块并导致该部分中的亮度未显著受损，并且特别是保持恒定，以及绝不低于所述最小亮度。这意味着所述第二光模块最早在所述第一光模块开始将所述第一类型光分布调暗的时间点就开始照亮所述光分布的该部分——在这种情况下，所述光分布的该部分的亮度基本保持恒定，并且最迟在所述光分布的该部分中的亮度达到所述最小亮度或降低到所述最小亮度时开始照亮——在这种情况下，所述光分布的该部分中的亮度仅短时间内降低。

在本发明的背景下，术语“高分辨率的光模块”或“非高分辨率的光模块”应理解为被设置为产生高分辨率或非高分辨率的光分布的光模块。

借助于所述光分布的待照亮的最小待照亮区域或最小的独立可控制区域来定义“光分布的分辨率”。

例如，如果假设最小可能的道路参与者是宽度为1m的摩托车，那么最佳情况下应当为该道路参与者隐去1.5m的（水平）区域。应当理解，这个区域不应当直接在大灯上而是在一定距离处隐去。为了计算该距离，可以例如使用大灯允许发出的最大法律允许光强度215000cd。在大约463m的距离处，215000cd对应于1lx的照度——该距离通常称为“1Lux界限”。如果另外的道路参与者（例如上述摩托车）位于1Lux极限内，则所述另外的道路参与者应当被隐去，由此不会导致目眩。463m距离处1.5m的范围对应于开口角（从所述大灯看）并因此对应于约为0.18°的分辨率。

总之，所述光分布以及产生这些光分布的光模块可以在分辨率方面被表征如下：

-高分辨率的光分布：分辨率小于或等于0.2°，例如在0.1°和0.18°之间；

-高性能的分辨率：分辨率在0.2°和0.5°之间；

-过渡范围：分辨率在0.5°和1°之间；

-中等分辨率：分辨率在1°和3°之间；

-粗略分辨率：分辨率大于3°。

分辨率也可以对应于借助于所述光模块实现的大灯功能。例如，可以将粗略分辨率的光模块用于纯近光和/或（并非无眩光的）远光功能。可以用于实现高性能的分辨率的大灯模块可以产生无眩光的远光（例如LED矩阵系统）。可以产生中等分辨率的光分布的光模块，除了无眩光的远光之外还可以产生其他动态近光功能，例如弯道光，而无需摆动所述光模块。所述高分辨率的光模块是设置为将符号、线条、文字等投影到行驶道路上或投影到另外的投影平面上的光模块。

优选地，所述第二光模块是DLP光模块。这种光模块的分辨率可以通过在所述DLP光模块中使用的DLP芯片的分辨率来确定。在优选的实施方式中，使用分辨率为1.3兆像素或1156*1156像素的DLP芯片。因此，DLP光模块可以实现比上述0.2°显著更高的光分布分辨率。

此外，作为用于所述第二光模块的技术可以考虑其他高分辨率的模块，如DMD、激光扫描仪、LCD、高分辨率LED阵列等。

在本发明的背景下，术语“光模块系统前方的区域”应理解为系统的光模块前方的区域（在主发射方向上看）。如果光模块系统的光模块安装在机动车辆大灯中，则该区域涉及所述机动车辆大灯前方的区域。在机动车辆光技术的领域，根据上下文将光分布理解为通过光模块或机动车辆大灯产生的三维光锥（即，所述光模块或所述机动车辆大灯发射的锥形光）或该光锥在地面上的二维投影（在此通常使用术语“地面投影”）或在垂直于主发射方向的假想平面上的二维投影。作为这样的平面例如可以使用照明技术实验室中的测量屏，其布置在所述光模块、光模块系统或机动车辆大灯前方约25米的距离处。上述区域典型地从所述光模块系统前方约 1 米处开始。

术语“未调暗”或“调暗”的光分布应理解为具有未降低或降低的亮度的光分布。

所述最小亮度可以例如是法律要求的最小亮度，例如根据ECE、FMVSS、AIS、CCC要求的最小亮度。例如，根据ECE-R123，在近光分布的不对称明暗界限的不对称性增加的区域中规定了最小亮度值。

为了将光分布调暗，所述第一光模块可以例如包括可调暗的发光装置（基于半导体的光源，如激光二极管、LED等）和/或光阑设备，所述光阑设备的透光率可以变化。这样的光阑设备可以例如包括LCD、LCoS等或被构造为LCD、LCoS等。

有利的可能是，所述光模块系统还包括分配给第一和第二光模块的控制设备，该控制设备被设置用于控制第一和第二光模块以及根据所述第二光模块如上所述控制所述第一光模块。当上述控制信号从所述第二光模块经由所述控制设备到达所述第一光模块时，所述第二光模块间接控制所述第一光模块。此外，所述控制设备可以在下面示例性描述的各种操作模式下操作所述第二光模块，并且在这些模式之间切换。例如，所述控制设备还可以控制前述发光装置和/或前述光阑设备。例如，所述控制设备可以向所述第一光模块和所述第二光模块发送控制信号并从所述第一光模块和所述第二光模块接收控制信号。特别地，所述控制设备可以如下控制所述第二光模块并且根据所述第二光模块控制所述第一光模块：

-向所述第二光模块发送指令1：对符号进行投影（产生地面投影光分布）；

-向所述第一光模块发送指令2：至少部分调暗光分布（至少在包括所述地面投影光分布和分配了最小亮度的光分布部分的区域中调暗所述第一类型光分布）；

-向所述第二光模块发送指令3：照亮分配了所述最小亮度的光分布部分（该光分布部分的亮度优选地保持不变）。

在优选的实施方式中可以规定，所述地面投影光分布完全包含在所述第一类型光分布中。可以理解，与光分布的位置或光分布的区域相关的诸如“包含”、“重叠”等术语与对应光锥的前述投影相关。这在下面通过图2再次示出。

此外可以规定，所述第二光模块被设置为如果所述第一类型光分布的调暗导致在（上面的）所述第一类型光分布的所述部分中达到所述最小亮度，则在所述操作模式中照亮所述光分布的所述部分。在此应当强调的是，一旦达到所述最小亮度（即在达到最小亮度的同时），就照亮被调暗的光分布的该部分。

这具有以下优点：在其他条件下支持可调暗的第一类型光分布（例如可调暗的近光分布）——即，当在被调暗的光分布的部分中（例如在包括明暗界限的光分布区域中）达到所述最小亮度时。由此，可以减少所述第二光模块照亮被调暗的光分布的所述部分所经历的时间，从而可以优化能耗。

可以向前述控制设备分配例如传感器装置，如照相机，以测量由所述光模块系统产生的光分布的亮度。然而，没有必要测量在产生的光分布情况下的亮度。例如可以想到，所述第一光模块包含调暗阈值作为调暗参数。如果将所述第一光模块调暗到该调暗阈值，则（自动）在被调暗的光分布的上述部分中达到最小亮度值。在达到所述调暗阈值时或在亮度降低到所述调暗阈值时，所述第一光模块可以将这一点（直接或经由所述控制设备）传达给所述第二光模块。在这种情况下，所述第二光模块可以开始照亮光分布的上述部分。

此外可以有利地规定，所述第一类型光分布的分配了所述最小亮度的部分包括明暗过渡。

所述最小亮度可以例如表示为最小照度。

在优选的实施方式中可以规定，所述第一光模块是粗略分辨率的近光模块，所述第一类型光分布是近光分布，并且所述第一类型光分布的分配了所述最小亮度的部分包括明暗界限，例如不对称的明暗界限。

此外可以有利地规定，所述第二光模块可以在其他操作模式中运行，其中所述第二光模块在所述其他操作模式中产生第二类型光分布，其中所述第一类型光分布和所述第二类型光分布一起形成整体光分布，其中所述第二类型光分布优选地是部分远光分布并且所述整体光分布是远光分布。

部分远光分布应理解为与近光分布一起形成远光分布的部分光分布。

可能适宜的是，所述第二光模块被设置为在大约-20°和大约+20°之间，例如在大约-12°和大约+12°之间，特别是在大约-8.5°和大约+8.5°之间，优选地在大约-7°和大约+7°之间的水平角度范围内发射高分辨率的光分布。

术语“水平角度范围”应理解为在光分布二维投影到垂直于主发射方向的平面上情况下的角度范围。该说明通常与照明技术实验室中的上述测量屏有关。该水平角度范围也对应于所述光锥的方位开口角。

在优选的实施方式中可以规定，光学表示的信息是以下中的至少一个：导航信息，如方向箭头；文字；徽标；行人通信，例如以投影的斑马线、欢迎徽标等形式。

根据本发明，上述任务还通过上述类型的方法按照以下方式解决，即，所述方法具有以下步骤：

-提供光模块系统，其中所述光模块系统包括第一光模块以及第二光模块，其中可以根据所述第二光模块控制所述第一光模块，其中所述第一光模块被构造为非高分辨率的光模块，并且所述第二光模块被构造为高分辨率的光模块；

-借助于所述第一光模块在所述光模块系统前方的区域中产生可调暗的光分布，其中向所述可调暗的光分布的部分分配了最小亮度；

-借助于所述第二光模块在所述光模块系统前方的区域中产生至少一个地面投影光分布，以便光学地表示信息；

-借助于所述第二光模块促使所述第一光模块至少部分地调暗可调暗的光分布以产生调暗的光分布，并且借助于所述第二光模块照亮调暗的光分布的分配了所述最小亮度的部分。

用于光学地表示信息的地面投影光分布优选地完全包含在用可调暗的第一类型光分布照明的区域中。更确切地说，所述地面投影光分布在地面上的二维投影包括在可调暗的第一类型光分布的二维地面投影中。

优选地，一旦所述第二光模块产生或已经产生所述地面投影光分布，所述第二光模块就促使所述第一光模块将可调暗的光分布调暗，以（尽快）提高所述地面投影光分布的对比度。优选地，调暗的光分布的所述部分在所述第一光模块开始将所述第一类型光分布调暗后立即被照亮，或者一旦在该部分中达到所述最小亮度或一旦在该部分中的亮度降低到所述最小亮度就被照亮。

如前所述，可以在（向后或向下）调暗的光分布的所述部分中实现所述最小亮度。然而，这只是非常短暂地发生，因为一旦达到所述最小亮度，所述第二光模块就会照亮该部分并负责使该部分中的亮度再次增加并且不会低于最小亮度值。

该任务还通过一种计算机程序来解决，其中所述计算机程序包括使上述光模块系统执行上述方法的指令。所述计算机程序可以存储在所述光模块系统中，例如存储在所述第二光模块中，特别是存储在所述第二光模块中的存储介质上。

在优选的实施方式中可以规定，所述计算机程序存储在上述控制设备上并且所述计算机程序的指令使所述控制设备执行上述方法。

该任务还通过具有这种计算机程序的计算机可读介质来解决。

可以规定，前述控制设备包括所述计算机可读介质。

此外，该任务通过具有前述计算机可读介质的机动车辆控制设备来解决。

如已经提到的，所述光模块系统可以包括控制设备，所述控制设备如上所述对应地控制第一和第二光模块。适宜的是，所述机动车辆控制设备是所述控制设备。

此外，该任务通过具有至少一个上述光模块系统和/或具有至少一个上述计算机可读介质或具有至少一个上述机动车辆控制设备的机动车辆或机动车辆大灯来解决。所述机动车控制设备或所述光模块系统的控制设备例如可以布置在一个或多个所述机动车前灯中并且是其集成部分。所述机动车控制设备或所述光模块系统的控制设备也可以是机动车辆电子中央控制系统的集成部分。

附图说明

下面将基于附图中所示的示例性实施方式更详细地解释本发明以及其它优点。在附图中

图1示出了近光分布，以及

图2示出了辅助的近光分布和地面投影光分布。

在以下图中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示相同的特征。

具体实施方式

图1和图2示出了可以利用上述光模块系统产生的光分布，所述光模块系统根据上述方法加以控制。在此，所述光模块系统可以布置在机动车辆大灯或机动车辆中。

首先参考图1。图1示出了可调暗的近光分布1，该近光分布例如映射在照明技术实验室的测量屏上。图1可以识别出在大多数照明技术实验室中使用的正交坐标系。该系统的X轴是HH线或水平线。这是测量屏上与地平线相对应的一条线。它平行于行驶道路（在实验室中是假想的行驶道路）。VV线或垂线垂直于HH线并与HH线在从光模块中心出发的光度光束轴与所述测量屏的交点HV处相交。点HV是坐标系的原点。可调暗的近光分布1具有不对称的明暗界限2。

可调暗的近光分布1可以对应于由上述第一光模块产生的第一类型光分布。

图2示出了处于调暗状态的可调暗的近光分布10——这由不同的虚线示出，其中调暗的近光分布具有降低的亮度。此外，在图2中可以识别出向右弯曲的箭头形式的地面投影光分布3。所述箭头是信息的光学表示。由此可以例如发信号通知计划了向右的转弯机动。如已经提到的，地面投影光分布3可以被不同地构造并且因此光学表示另外的信息。例如，

地面投影光分布3可以是诸如方向箭头的导航信息；文字；徽标；行人通信，例如以投影的斑马线、欢迎徽标等形式。这种类型的地面投影光分布通常用于表示图形信息，如已描述的，缩写为“AIB”。地面投影光分布3是当上述第二光模块在（第一）操作模式下运行时借助于所述第二光模块产生的。一旦产生地面投影光分布3，所述第二光模块就促使所述第一光模块将近光分布1调暗。然后所述第一光模块产生调暗的近光分布10。也可以在产生了地面投影光分布3后的（相当短的）延迟后调暗近光分布1。由此增加了地面投影光分布3的对比度和可见性，并由此改善了光学表示的信息的可感知性。如前所述，为近光分布的部分4分配了预给定的最小亮度。该最小亮度例如可以是法律规定的最小亮度。也就是说，在调暗的状态下，近光分布1不应低于所述最小亮度，或者不应低于最小亮度值。尤其是，如果法律规定了所述最小亮度，则不允许低于所述最小亮度。在所述其他（第二）操作模式中，所述第二光模块可以产生部分远光分布。

图1和图2可以识别出，在本发明的背景下，术语“光分布的部分”应理解为空间有限的区域。这种部分的亮度可以变化而无需改变该部分的形状。

为了不低于所述最小亮度，所述第二光模块支持所述第一光模块，其方式是所述第二模块在上述（第一）操作模式下运行时照亮近光分布1的部分4并产生地面投射光光分布3。图2可以识别出部分4包括非对称明暗界限2的一部分。通过用所述第二光模块来照亮部分4，例如可以在部分4中达到与在近光分布1未调暗时相同的亮度——这由相同的虚线示出。可以理解，利用上述光模块系统或方法或机动车辆大灯或机动车辆，可以为另外的光分布或这些光分布的不同构造的部分达到在所述第一类型光分布的由所述第二光模块照亮的部分中相同的亮度。

为简洁起见，本发明的前述描述仅限于可能有助于解释本发明的那些组成部分。本领域技术人员从描述中明确地理解，例如光模块系统还可以具有这里未明确提及的大量其他组成部分，如设置和调节装置、供电装置、传感器装置（例如用于确定所发射的光分布的亮度的一个或多个相机），等等。

权利要求中的附图标记仅用于更好地理解本发明，而绝不表示对本发明的限制。

Claims (15)

1.光模块系统，包括第一光模块和第二光模块，其中能够根据所述第二光模块控制所述第一光模块，其中

-所述第一光模块被构造为非高分辨率的光模块，并被设置为在所述光模块系统前方的区域中产生第一类型光分布（1、10），其中所述第一类型光分布（1、10）能被调暗，

-所述第二光模块被构造为高分辨率的光模块，其中

-向所述第一类型光分布的部分（4）分配了最小亮度，以及

-所述第二光模块被设置为在操作模式下产生至少一个地面投影光分布（3），其中所述至少一个地面投影光分布（3）是信息的光学表示，并且在此情况下促使所述第一光模块将所述第一类型光分布至少部分地调暗，并且照亮所述第一类型光分布的所述部分（4）。

2.根据权利要求1所述的光模块系统，其中，所述第二光模块被设置为，如果所述第一类型光分布的调暗导致在所述第一类型光分布的所述部分（4）中达到所述最小亮度，则在所述操作模式中照亮所述光分布的所述部分（4）。

3.根据权利要求1或2所述的光模块系统，其中，所述第一类型光分布的所述部分包括明暗过渡。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块系统，其中，所述第一光模块是粗略分辨率的近光模块，所述第一类型光分布是近光分布（1、10），并且所述第一类型光分布的分配了所述最小亮度的部分（4）包括明暗界限（2），例如不对称的明暗界限。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光模块系统，其中，所述第二光模块能够在其他操作模式中运行，其中所述第二光模块在所述其他操作模式中产生第二类型光分布，其中所述第一类型光分布和所述第二类型光分布一起形成整体光分布，其中所述第二类型光分布优选地是部分远光分布。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光模块系统，还包括分配给第一和第二光模块的控制设备，所述控制设备被设置用于控制第一和第二光模块以及根据所述第二光模块来控制所述第一光模块。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光模块系统，其中，所述第二光模块被设置为在大约-20°和大约+20°之间，例如在大约-12°和大约+12°之间，特别是在大约-8.5°和大约+8.5°之间，优选地在大约-7°和大约+7°之间的水平角度范围内发射高分辨率的光分布。

8.用于控制机动车辆大灯的光模块系统、优选根据权利要求1至7中任一项所述的光模块系统的方法，其中所述光模块系统产生光分布，在所述光分布中光学表示至少一条信息，所述方法具有以下步骤：

-提供光模块系统，其中所述光模块系统包括第一光模块以及第二光模块，其中能够根据所述第二光模块控制所述第一光模块，其中所述第一光模块被构造为非高分辨率的光模块，其中所述第二光模块被构造为高分辨率的光模块；

-借助于所述第一光模块在所述光模块系统前方的区域中产生可调暗的光分布（1、10），其中向所述可调暗的光分布（1、10）的部分（4）分配了最小亮度；

-借助于所述第二光模块在所述光模块系统前方的区域中产生至少一个地面投影光分布（3），以表示信息；

-借助于所述第二光模块促使所述第一光模块至少部分地调暗可调暗的光分布（1）以产生调暗的光分布（10），以及

-借助于所述第二光模块照亮所述调暗的光分布（10）的分配了所述最小亮度的部分（4）。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在产生所述至少一个地面投影光分布（3）之后立即借助于所述第二光模块促使所述第一光模块将所述可调暗的光分布（1）调暗，并且优选地，所述调暗的光分布（10）的所述部分（4）在所述第一光模块开始将所述第一类型光分布调暗后立即被照亮，或者一旦在所述部分（4）中达到所述最小亮度就被照亮。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述第一类型光分布的分配了所述最小亮度的部分（4）包括明暗过渡。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，所述光分布是具有粗略分辨率的近光分布（1），并且所述第一类型光分布的分配了所述最小亮度的部分（4）包括明暗界限（2），例如不对称的明暗界限。

12.包括指令的计算机程序，所述指令使得根据权利要求1至7中任一项所述的光模块系统执行根据权利要求8至11中任一项所述的方法。

13.计算机可读介质，具有根据权利要求12所述的计算机程序。

14.机动车辆控制设备，特别是用于根据权利要求1至7中任一项所述的光模块系统的控制设备，具有根据权利要求13所述的计算机可读介质。

15.机动车辆或机动车辆大灯，具有至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的光模块系统和/或具有至少一个根据权利要求13所述的计算机可读介质或具有至少一个根据权利要求14所述的机动车辆控制设备。

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