用于校正光图案的方法、汽车照明装置和汽车照明组件与流程

1.本发明涉及汽车照明装置领域，更具体地，涉及管理光图案的方式。


背景技术：

2.数字照明装置正在被汽车制造商越来越多地用于中高市场产品。
3.这些数字照明装置通常依赖于像素化技术。这种数字光源由led条带或led矩阵组成。由于一些光学(光吸收、反射、吸收、变形等)特征或热特征(温度变化)，不同led的呈现情况可能不同，即使它们被提供相同的电量亦是如此。这种不同的呈现情况导致投射的光束的不均匀性。
4.迄今为止已经提出了该问题，但是没有提供一种该问题的解决方案。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种替代解决方案，以用于通过根据权利要求1所述的用于校正光图案的方法、根据权利要求8所述的汽车照明装置和根据权利要求10所述的汽车照明组件来提高光束的均匀性。从属权利要求限定了本发明的优选实施例。
6.除非另外定义，否则本文使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)将被解释为本领域中的惯常意义。还应理解，除非本文明确如此定义，否则普通用途的术语也应该被解释为相关领域中的惯常意义，而不是理想化或过于正式的意义。
7.在本文中，术语“包括”及其派生(例如包含等)不应被理解为排除的意义，即，这些术语不应被解释为排除所描述和定义的内容可以进一步包括元件、步骤等的可能性。
8.在第一发明方面，本发明提供了一种用于校正由具有光源矩阵的照明装置提供的光图案的方法，所述方法包括以下步骤：
9.a)获得划分为像素的光图案的图；
10.b)根据每个像素的光强度，将校准功率值与每个像素相关联；
11.c)为每个像素分配新功率值；
12.d)以新功率值投射校正光图案(corrected light pattern)。
13.该方法允许汽车光图案的原位或外部校准，其中，校正光图案的光强度比原始光图案更均匀。
14.在一些特定实施例中，步骤a)包括以下子步骤：
15.同时投射全部光源，从而产生第一光图案；
16.捕获第一光图案，并将第一光图案划分为像素。
17.在这些实施例中，通过同时点亮全部光源来获得图，使得一个光源的光强度可以影响相邻像素中的感觉得到的光强度。
18.在一些特定实施例中，步骤a)包括以下子步骤：
19.一次投射一个光源，从而产生单独投影；
20.产生聚集全部单独投影的第一光图案，其中，每个像素对应于单独投影。
21.在这些不同的实施例中，逐个像素地获得图。因此不需要进一步将图划分为像素，这是因为单独点亮的每个光源本身向图提供像素。
22.在一些特定实施例中，在步骤c)中，相对于参考功率值，每个新功率值与每个校准功率值成反比。
23.新功率值试图补偿光图案的原始图的不均匀性。因此，实现该目标的一种方法是建立参考值(其可以是平均值或者不是平均值)，并通过将具有低于参考值的光强度的像素上的功率值增大以及将具有高于参考值的光强度的像素上的功率值减小来校正功率值。
24.在一些特定实施例中，步骤c)包括以下子步骤：
25.为每个像素分配新功率值；
26.投射测试光图案，并检查测试光图案的均匀性；并且校正分配给每个像素的功率值。
27.在单个步骤不足以提供光图案中所需的均匀性的情况下，如果需要，可以将使用测试光图案的过程进行循环。
28.在一些特定实施例中，功率值是脉冲宽度调制值。
29.脉冲宽度调制值经常用于控制光源，这是因为它们提供了一种改变总功率值而不更改最大值的方式。
30.在一些特定实施例中，该方法还包括如下步骤：记录具有新功率值的校准图。
31.该校准图可以用于在照明装置的不同操作中作为默认值。
32.在第二发明方面，本发明提供一种汽车照明装置，其包括：
33.固态光源的矩阵布置，该固态光源的矩阵布置用于提供光图案；
34.校准器，该校准器用于执行根据第一发明方面的方法的步骤。
35.该照明装置提供自动校准所提供的光图案的均匀性的有利功能。
36.在一些特定实施例中，该矩阵布置包括至少2000个固态光源。
37.术语“固态”是指通过固态电致发光发射的光，该固态电致发光使用半导体将电转换为光。与白炽灯照明相比，固态照明产生具有减少的热产生和较少的能量耗散的可见光。与易碎的玻璃管/灯泡以及长的、细的灯丝线相比，通常质量小的固态电子照明装置提供对冲击和振动的更大的抵抗力。它们(固态电子照明装置)还消除了灯丝蒸发，从而潜在地增加了照明装置的寿命。这些类型的照明的一些示例包括作为照明源的半导体发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)、或聚合物发光二极管(pled)，而不是包括电灯丝、等离子体或气体。
38.矩阵布置是该方法的典型示例。可以在投射距离范围内将(矩阵的)行进行分组，并且每个组的每列代表角度间隔。该角度值取决于矩阵布置的分辨率，所包括的该分辨率通常在每列0.01
°
和每列0.5
°
之间。结果，每个像素的光强度可以适于产生更均匀的图案。
39.在第三发明方面，本发明提供一种汽车照明组件，其包括：
40.汽车照明装置；和
41.外部校准器，该外部校准器用于执行根据第一发明方面的方法的步骤。
42.该组件可以用于制造车辆的组件的线路，以提供恰好在线路之外的校准光图案。
附图说明
43.为了完成说明书并为了提供对本发明的更好理解，提供了一组附图。所述附图形成说明书的整体部分，并且示出了本发明的实施例，其不应被解释为限制本发明的范围，而是仅作为如何执行本发明的示例。附图包括以下图：
44.图1示出了根据本发明的汽车照明装置的总体立体图。
45.图2a至图2d图示根据本发明的方法的步骤。
46.图3示出了根据本发明的汽车照明组件。
47.在这些图中，已使用以下附图标记：
48.1照明装置
49.2 led
50.3校准器
51.4像素
52.5参考值(强度)
53.7原始光图案
54.8校正光图案
55.30外部校准器
56.50参考值(pwm)
57.100机动车辆
具体实施方式
58.以足够的细节描述了示例性实施例，以使本领域普通技术人员能够体现和实现本文所描述的系统和过程。重要的是要理解，实施例可以以许多替代的形式被提供，并且不应被解释为限于本文阐述的示例。
59.因此，虽然实施例可以以各种方式修改并采取各种替代形式，但其特定实施例在附图中示出并在下文中被详细描述为示例。并不意在限制于所公开的特定形式。相反应包括落入所附权利要求范围内的全部修改、等同和替代。
60.图1示出了根据本发明的汽车照明装置的总体立体图。
61.该照明装置1安装在机动车辆100中并包括：
62.led 2的矩阵布置，该led 2的矩阵布置用于提供光图案；
63.校准器3，该校准器3用于执行对由led的矩阵布置2提供的光图案的均匀性的原位校准。
64.该矩阵配置是高分辨率模块，具有大于2000像素的分辨率。但是，没有限制用于制造投影模块的技术。
65.该矩阵配置的第一示例包括单片源。该单片源包括以数列
×
数行布置的单片电致发光元件矩阵。在单片矩阵中，电致发光元件可以从公共基板生长，并且电连接成可单独地选择性地激活或选择性地激活电致发光元件的子集。基板可以主要由半导体材料制成。基板可以包括一个或多个其他材料，例如非半导体(金属和绝缘体)。因此，每个电致发光元件/组可以形成光像素，并因此在向其材料供电时可以发光。与用于焊接到印刷电路板的传统发光二极管相比，这种单片矩阵的配置允许可选择性激活的像素彼此布置得非常接近。
单片矩阵可以包括电致发光元件，该电致发光元件的垂直于公共基板测得的高度的主尺寸基本上等于1微米。
66.单片矩阵联接到控制中心，以便通过矩阵布置来控制像素化光束的产生和/或投影。因此，控制中心能够单独地控制矩阵布置的每个像素的发光。
67.作为以上已经呈现的方式的替代方案，矩阵布置可以包括联接到反射镜矩阵的主光源。因此，像素化光源由光电元件阵列和至少一个主光源(其由至少一个发射光的发光二极管形成)的组件形成，该光电元件阵列例如为微反射镜矩阵，该微反射镜矩阵也称为“数字微反射镜装置”，首字母缩写为dmd(digital micro
‑
mirror device)，该光电元件阵列通过反射将光线从主光源引导至投射光学元件。在适当的情况下，辅助光学元件可以收集至少一个光源的光线以将它们聚焦并引导至微反射镜阵列的表面。
68.每个微反射镜可以在两个固定位置(第一位置和第二位置)之间枢转，在第一位置中，光线朝向投射光学元件反射，并且在第二位置中，光线从投射光学元件沿不同方向反射。对于全部微反射镜来说，两个固定位置以相同的方式定向，并且相对于支撑微反射镜矩阵的参考平面形成其规范中定义的微反射镜矩阵的特征角度。这种角度通常小于20
°
，并且通常约为12
°
。因此，将光束的入射在微反射镜矩阵上的一部分进行反射的每个微反射镜形成像素化光源的基本发射器。对用于选择性地激活该基本发射器以发射或不发射基本光束的反射镜的位置变化的致动和控制由控制中心控制。
69.在不同的实施例中，矩阵布置可以包括扫描激光系统，其中激光光源朝向扫描元件发射激光束，该扫描元件被配置成利用该激光束来探测波长转换器的表面。该表面的图像被投射光学元件捕获。
70.扫描元件的探测可以以足够高以使得人眼不会感觉到投射的图像中的任何位移的速度执行。
71.对激光源的点火和光束的扫描运动的同步控制使得可以产生可以在波长转换器元件的表面上被选择性地激活的基本发射器的矩阵。扫描装置可以是移动微反射镜，该移动微反射镜用于通过对激光束的反射来扫描波长转换器元件的表面。作为扫描装置提到的微反射镜例如是mems(即“微机电系统”的英文名称"micro
‑
electro
‑
mechanical systems"的首字母缩写)类型。但是，本发明不限于这种扫描装置，并且可以使用其他种类的扫描装置，例如布置在旋转元件上的一系列反射镜，元件的旋转导致传输/透射表面被激光束扫描。
72.在另一变型中，光源可以是复杂的，并且既包括至少一个光元件段(例如发光二极管)，也包括单片光源的表面部分。
73.图2a至图2d表示根据本发明的方法的步骤。
74.图2a显示了第一步骤。在该步骤中，全部光源同时投射，从而产生第一光图案。该第一光图案被捕获并被划分成像素4。该第一光图案是校准前的光图案，因此它可能包含一些不均匀性，这些不均匀性可能提供在对被照亮的物体的感知方面的视觉不适甚至错误。
75.在该方法的一些替代方案中，该第一光图案可以通过每个光源的单独投影的并置来计算。每个像素将与由单个光源投射的光相对应。这是获得该第一图的不同方式，并且一种方式或另一种方式的便利性将取决于汽车制造商。
76.图2b示出了该不均匀性的一些示例。在该图表中，根据像素的位置来分析一行像
素的光强度，并且该一行像素的光强度由与每个像素相关的角度来表示。在该图中，示出了并非全部像素都具有相同的光强度。在该图中也示出了参考值5。该参考值5将用于另外的步骤以校正该不均匀的光图案。
77.根据已经在每个像素中捕获的光强度，校准功率值与每个像素相关联。该校准功率值将与前一步骤中感测到的光强度成正比。结果，每个像素将具有校准功率值。
78.图2c示出了显示分配给每个像素的新功率值的图表。表示为％pwm的这些新功率值尝试对不均匀性进行补偿，并且与参考值50进行比较，该参考值50表示获得光强度的参考值所需的％pwm(图2b)。如果一个像素具有低于参考值的校准功率值，则新功率值将高于参考功率值以对其他现象进行补偿，这会导致光强度较差。
79.图2d示出了与图2b的图表相似的图表，但在这种情况下，一旦以新功率值投射每个像素，则另外示出具有校正光图案的一行像素的光强度。可以看出，校正光图案8比原始光图案7更加均匀。如果这种光图案足够均匀，则记录具有新功率值的校准图，并且校正的光图案用于被投射。
80.在校正的光图案不够均匀的情况下，可以通过使用这些新功率值检查测试光图案来迭代为每个像素分配新功率值的步骤。该迭代将包含以下子步骤：
81.为每个像素分配新功率值；
82.投射测试光图案，并检查测试光图案的均匀性；并且校正分配给每个像素的功率值。
83.在这些特定示例中，功率值是脉冲宽度调制值。负责控制每个光源的光驱动器将改变脉冲宽度调制值，使得向每个像素提供由上述校准方法定义的合适值。
84.图3示出了根据本发明的汽车照明组件。在这种情况下，汽车照明装置是标准的汽车照明装置，并且存在外部校准器30，该外部校准器30适用于执行上述方法的步骤。这使得也可以将本发明用于不包括嵌入式校准器的标准照明装置中。