用于控制用于发射像素化光束的照明设备的方法与流程

1.本发明涉及机动车辆照明的领域。本发明更具体地涉及一种用于控制照明设备以便发射高像素化光束的方法。


背景技术：

2.在机动车辆照明的领域中，照明模块已知包括足够的选择性可控光源，以允许例如包含至少500个像素的像素化照明功能被实施，每个像素由光源之一发射的基本光束形成。这种模块的类型允许主车辆实施例如防眩远光灯功能，其中远光灯的一些像素被关闭或被衰减，以便于在目标对象(例如被跟随的或经过的目标车辆)的水平处形成暗区，以便避免使其眩目。
3.为了控制像素化照明功能的发射，已知使用控制器，所述控制器选择性地控制光源中的每一个，并且被提供有要被发射的像素化光束的数字图像以实施该像素化照明功能。对于照明模块的每个光源，数字图像定义了对应于该光源要发射的光像素的光强度的设定点值。此后，控制器由每个设定点值生成可配置的电信号，控制器将所述电信号应用到该光源，以便于发射其光强度对应于设定点值的光像素，使得发射的像素的组形成像素化光束。
4.用于发射像素化光功能的已知照明模块可以包括多种类型的技术，包括发光二极管的矩阵和单片像素化光源。然而，这些类型的技术涉及在光源之间的高度的接近，这会在由相邻光源发射的基本光束中产生干扰(也被称为串扰)。因此已经被观察到，可能由光源之一发射的像素的光强度不对应于与该光源相关联的设定点值。具体地，仅由该光源发射的基本光束的一部分被用于产生像素，并且由相邻光源发射的基本光束的一部分被进一步添加到其中。因此，产生的光强度不同于预期的设定点值，这使得控制照明模块以便发射符合向控制器提供的数字图像的像素化光束复杂且不可靠。


技术实现要素：

5.本发明处于该背景下，目标为通过提出一种用于控制照明设备以便发射像素化光束的方法来解决所指出的问题，其中发射像素的光强度符合提供到照明设备的设定点的值。
6.为此，本发明的一个主题是一种用于控制机动车辆的照明设备的方法，所述照明设备包括至少一个照明模块和控制器，所述照明模块包括多个光源，光源中的每一个被设计为发射光像素，所述控制器能够通过向每个光源应用具有确定值的参数的电信号，以选择性地控制光源中的每一个以发射具有给定光强度的光像素。根据本发明，所述方法包括以下步骤：
7.a.预先定义照明模块的转换函数，以用于当控制器向光源应用具有所述参数的预定值的电信号时，通过由光源发射的光强度的至少一次测量将所述参数的值转换为由光源发射的光强度；
8.b.接收用于所需像素化光束的发射的多个设定点值，每个设定点值是要被所述照明模块的光源之一发射的所需像素化光束的光像素的光强度；
9.c.使用预先定义的所述转换函数，由每个设定点值确定所述参数的值；
10.d.通过向每个光源应用具有所述参数的所述确定值的所述电信号控制光源中的每一个以发射像素化光束。
11.虽然不可能精确地确定光源对其相邻位置的影响程度，但所有干扰的造成的强度保持为可测量的。凭借本发明，通过测量由这些光源在以预定方式被控制时发射的光强度，相邻光源作用到每个光源的影响的预先经验性确定因此被实施。这用于推导可以补偿这些影响的转换函数，并且对于光源中的每一个，参数的值通过该转换函数被确定，使得实际由该光源发射的像素的光强度基本上对应于其设定点值。
12.控制光源被理解为，意味着将其光强度控制为零值以便于关闭对应的光像素，降低其光强度以便于衰减对应的像素，将其光强度控制到预定的最大值以便于重新打开对应的像素，亦或增加其发光强度以便于增强对应的像素。
13.有利地，所述电信号是脉冲宽度调制电信号，所述参数是该电信号的占空比。
14.在本发明的一个实施例中，预先定义转换函数的步骤包括单个子步骤为：当控制器向所有光源应用具有所述参数的同一个预定值的同一个电信号时，测量由照明模块发射的光束的光强度。因此可以假设在相邻光源之间的干涉现象是均匀的，以便简化控制器的计算操作。例如，测量子步骤可以在于测量发射光束的最大强度。如果合适的话，通过向所有光源应用具有小于100％(例如等于20％或30％)的同一个占空比的脉冲宽度调制电信号，可以执行测量子步骤。因此，这避免了在定义转换函数的步骤中使光源经受高热应力。优选地，预先定义的转换函数为线性函数，其系数等于测量的光强度与所述参数的预定值之间的比值。
15.有利地，转换函数针对整个照明模块被定义，或者换句话说，转换函数对于照明模块的所有光源都是相同的。根据本发明的一种变型，转换函数可以被分解为子函数，每个子函数被分配给光源的组，或者甚至分配给单个光源，并且根据光源的地理位置或其被分配的光源的组被定义。
16.在本发明的另一实施例中，预先定义转换函数的步骤可以包括多个子步骤为：当控制器向所有光源应用具有所述参数的多个预定值的同一个电信号时，测量由照明模块发射的光束的光强度。如果合适的话，预先定义的转换函数可以是由测量的光强度值外推的非线性函数，例如对数函数或多项式函数。
17.有利地，预先定义转换函数的步骤包括将所述函数存储在控制器的储存器中。
18.有利地，接收用于所需像素化光束的发射的多个设定点值的步骤可以包括接收所需像素化光束的数字图像的子步骤，将所述数字图像分割为多个区域的子步骤(每个区域与照明模块的光源之一相关联)，以及由与该光源相关联的区域对于照明模块的光源中的每一个计算设定点值的子步骤。换句话说，数字图像被分割成与照明模块包括的光源一样多的区域，每个区域对应于能够由这些光源之一被发射的像素。例如，分配给光源中的每一个的设定点值可以对应于在与该光源相关联的区域中的平均光强度。
19.有利地，确定所述参数的值的步骤包括使用预先定义的转换函数的倒数函数由每个设定点值计算图像。
20.根据本发明的一个示例性实施例，像素化光束是包括例如尺寸在0.05
°
和0.30
°
之间(例如0.28
°
)的500个像素的多个像素的光束，所述像素分布在多个行和列上，例如20行和25列。
21.光源被理解为，意味着可选择地与电光元件相关联的任何光源能够被选择性地激活和控制以便发射基本光束，所述基本光束的光强度是可控的。这可以特别是发光半导体芯片、单片像素化发光二极管的发光元件、能够被光源激励的光转换元件的一部分，或者甚至是与液晶或微镜相关联的光源。
22.本发明的另一主题是一种计算机程序，所述计算机程序包括被设计为实施根据本发明的方法的程序代码。
23.本发明的另一主题是一种数据介质，根据本发明的计算机程序被记录在所述数据介质上。
附图说明
24.现在，借助示例描述本发明，所述示例仅是图示性的，决不限制本发明的范围，参考附图，其中：
25.图1示意性地和部分地示出了机动车辆的照明设备；
26.图2示出了根据本发明一个实施例的用于控制图1的照明设备的方法；
27.图3示出了在图2的方法的步骤中由图1的照明设备发射的像素化光束的一个示例；
28.图4示出了在图2的方法的步骤中由图1的照明设备接收的数字图像的一个示例；和
29.图5示出了在图2的方法的步骤中分割图4的数字图像的一个示例。
具体实施例
30.在以下描述中，除非另有说明，在结构或在功能方面相同并且出现在各个附图中的元件由相同的附图标记表示。
31.图1示出了机动车辆的右侧照明设备1，包括两个照明模块2和3。照明模块2包括与透镜22相关联的用于发射近光光束的光源21。照明模块3包括与透镜32相关联的用于发射高分辨率像素化光束hd的像素化光源31。在所描述的示例中，像素化光源31是单片像素化发光二极管，像素化光源31的发光元件中的每一个形成能够由集成控制器被选择性地激活和控制以便发射基本光束的光源31
i,j
，光源31
i,j
的光强度能够被控制，并且因此形成像素化光束的像素之一。在所描述的示例中，像素化光束hd包括大约5000个尺寸为0.2
°
的像素，所述像素分布成135列和37行。
32.照明设备1包括控制器5，所述控制器5被设计成基于从主车辆的计算机6接收的信息控制光源21和像素化光源31的集成控制器，以便选择性地控制像素化光束的像素中的每一个的开启、关闭和光强度的修改，以及光束的打开或关闭。
33.更具体地，控制器5从计算机6接收要被发射的像素化光束的数字图像，所述数字图像以灰度定义该光束的光强度。如将要在下面被描述的，控制器5基于该数字图像并为光源31
i,j
中的每一个定义占空比值，并将这些值传输到像素化光源31的集成控制器，所述集
成控制器向光源31
i,j
中的每一个生成和应用根据相关的占空比值进行脉冲宽度调制的电信号以便发射光像素，像素的组因此形成要被发射的像素化光束。
34.图2示出了用于控制照明设备1的方法，特别是通过控制器5和像素化光源31的集成控制器实施的方法。
35.在第一步骤e1中，例如，在照明设备1的生产的结束时或在配备有照明设备1的机动车辆的第一次驾驶之前，将执行定义用于在由控制器5定义的占空比值和由像素化光源31的光源31
i,j
发射的基本光束的光强度之间进行转换的照明模块3的转换函数。
36.为此，控制器5将依次向像素化光源31的集成控制器传输多个预定占空比值，使得像素化光源31发射多个具有不同强度的完整像素化光束。预定值是是以固定的间隔从0增加到100％的占空比值。因此，所有的光源31
i,j
以相同的方式被控制，所有的像素因此对于每个占空比出现时被打开，每个光束因此形成强度增加的“空白页”。图3示出了由照明模块3以20％的占空比发射的像素化光束hd形成的“空白页”的一个示例。
37.对于每个占空比出现，由照明模块3发射的像素化光束的最大强度imax被测量。最后，外推各种被测量的光强度值，以便于定义用于占空比和实际发射的光强度之间进行转换的转换函数。在所描述的示例中，外推的转换函数是由以下等式定义的二次多项式函数：
38.[数学式1]
[0039]im
＝0.76α 0.24α2，其中im是实际发射的光强度，α是应用到像素化光源31的电信号的占空比。
[0040]
在步骤e1结束时，转换函数被存储在控制器5的储存器中。
[0041]
在步骤e2中，控制器5从计算机6接收要被照明模块3发射的像素化光束的数字图像im。数字图像im的一个示例已在图4中示出。数字图像im的点中的每一个代表在空间中的点中所需像素化光束的光强度。
[0042]
在步骤e3中，控制器5将数字图像im分割成与像素化光源31包括的光源31
i,j
一样多的区域r
i,j
，每个区域r
i,j
因此与这些光源31
i,j
之一相关联，并且在尺寸和形状方面对应于能够被该光源31
i,j
发射的像素。在图5中示出了分割图像im的一个示例。
[0043]
在步骤e4中，控制器5针对光源31
i,j
中的每一个计算对应于与该光源31
i,j
相关联的区域r
i,j
的平均光强度的设定点值i
i,j
。因此，该设定点值对应于由该光源31
i,j
要发射的像素的光强度，使得该像素的组形成所需像素化光束。
[0044]
在步骤e5中，控制器5由设定点值i
i,j
中的每一个并由预先定义的转换函数确定占空比值α
i,j
。例如，占空比值可以通过由以下等式定义的转换函数的倒数函数确定：
[0045]
[数学式2]
[0046]
α
i，j
＝1.24i
i，j-0.24i
i，j2
[0047]
最后，在步骤e6中，所有的占空比值α
i,j
通过控制器5被传输到像素化光源31的集成控制器。该集成控制器31
i,j
向光源31
i,j
中的每一个生成并应用根据相关的占空比值α
i,j
进行脉冲宽度调制的电信号，以便发射其光强度基本上对应于设定点值i
i,j
的光像素。
[0048]
上面的描述清楚地解释了本发明如何可以特别是通过提出一种用于控制照明设备的方法使得实现其自身设定的目标，所述方法通过用于在占空比和实际发射的光强度之间进行转换的转换函数的预先经验定义，使得可以考虑和补偿照明模块的光源的相互干扰，使得由照明模块实际发射的像素化光束符合赋予照明模块的光强度指令。
[0049]
在任何情况下，本发明不应被视为限于本文中具体描述的实施例，并且特别地延伸到任何等效手段以及这些手段的任何技术上可操作的组合。特别地，可以考虑不同于所描述的转换函数的类型，并且特别是由光强度的单次测量确定的线性转换函数，或者甚至是为每个光源亦或是光源的组定义的复合转换函数。