DE102021107108A1

DE102021107108A1 - Adaptive lighting system of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102021107108A1
Application number: DE102021107108.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Svrcek; Tomas Teska; Martin Bukovan
Original assignee: Varroc Lighting Systems sro
Current assignee: Po Lighting Czech SRO Cz
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2021-09-30
Also published as: CZ2020166A3; CZ310588B6

Abstract

Das adaptive Lichtsystem eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Lichteinheit (2), die eine Lichtquelle (21) zum Emittieren von Licht, eine DMD-Spiegeleinheit (24) mit drehbar angeordneten Mikrospiegeln (25) und eine Steuereinheit (8) zum Steuern des Drehens der Mikrospiegel (25) aufweist. Die Lichteinheit (2) ist für einen Betrieb in dem Beleuchtungsmodus ausgestaltet, wobei sich das durch die Lichtquelle (21) emittierte Licht entlang des ersten optischen Weges (1a) von der Lichtquelle (21) zu der Spiegeleinheit (24) auf die Mikrospiegel (25) ausbreitet und zumindest ein Teil des Lichtes sich entlang des zweiten optischen Weges (1b) aus der Lichteinheit (2) fortsetzt, um die Lichtspur (6) zu erzeugen. Die Lichteinheit (2) ist auch für einen Betrieb in dem Abtastmodus ausgestaltet, um das Lichtbild vor dem Fahrzeug abzutasten, und ist steuerbar durch die Steuereinheit (8) von dem Beleuchtungs- in den Abtastmodus schaltbar und umgekehrt. In dem Abtastmodus breitet sich das abgetastete Lichtbündel (7), welches das Lichtbild vor dem Fahrzeug erfasst, entlang des zweiten optischen Weges (1b) zu der Spiegeleinheit (24) und dann zu dem Lichtsensor (32) aus, dessen Ausgabe mit dem Eingang der Steuereinheit (8) verbunden ist, die das Lichtsensorsignal verarbeitet.The adaptive lighting system of a motor vehicle comprises a light unit (2) which has a light source (21) for emitting light, a DMD mirror unit (24) with rotatably arranged micromirrors (25) and a control unit (8) for controlling the rotation of the micromirrors ( 25). The light unit (2) is designed for operation in the lighting mode, with the light emitted by the light source (21) along the first optical path (1a) from the light source (21) to the mirror unit (24) on the micromirrors (25 ) and at least part of the light continues along the second optical path (1b) from the light unit (2) in order to generate the light track (6). The light unit (2) is also designed for operation in the scanning mode, in order to scan the light image in front of the vehicle, and is controllable by the control unit (8) and can be switched from the lighting to the scanning mode and vice versa. In the scanning mode, the scanned light bundle (7), which captures the light image in front of the vehicle, propagates along the second optical path (1b) to the mirror unit (24) and then to the light sensor (32), the output of which is connected to the input of the Control unit (8) is connected, which processes the light sensor signal.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft ein adaptives Lichtsystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend zumindest eine Lichteinheit, wie zum Beispiel einen Scheinwerfer oder eine Signallichteinheit. Somit fällt die Erfindung in das Gebiet von Anordnungen optischer Signal- oder Beleuchtungsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen und Systemen zum Abtasten von Bildern vor dem Fahrzeug, die adaptive Systeme der Lichtvorrichtung bilden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein adaptives Lichtsystem eines Kraftfahrzeugs, das mit einer DMD-Spiegeleinheit ausgestattet ist.The invention relates to an adaptive light system of a motor vehicle, comprising at least one light unit, such as a headlight or a signal light unit. Thus, the invention falls within the field of arrangements of optical signaling or lighting devices of motor vehicles and systems for scanning images in front of the vehicle, which form adaptive systems of the lighting device. In particular, the invention relates to an adaptive lighting system of a motor vehicle which is equipped with a DMD mirror unit.

Hintergrundinformationbackground information

Lichtvorrichtungen von Kraftfahrzeugen, zum Beispiel Kopflicht- oder Signallichtvorrichtungen, umfassen zumindest ein optisches System, das eine leistungsstarke Lichtquelle (oder gegebenenfalls mehrere Quellen) und optische Elemente umfasst. Die Lichtquelle emittiert Lichtstrahlen und die optischen Elemente stellen ein System aus refraktiven und reflektierenden Oberflächen, Schnittstellen von optischen Umgebungen und Membranen dar, welche die Richtung von Lichtstrahlen innerhalb der Erzeugung der ausgegebenen Lichtspur beeinflussen.Light devices of motor vehicles, for example head light devices or signal light devices, comprise at least one optical system which comprises a powerful light source (or possibly a plurality of sources) and optical elements. The light source emits light rays and the optical elements represent a system of refractive and reflective surfaces, interfaces of optical environments and membranes which influence the direction of light rays within the generation of the output light trail.

Um die Fahrbahn vor dem Fahrzeug zu beleuchten, oder um andere Bereiche auf der Straße oder in der Umgebung zu beleuchten, wurden jüngst moderne Lichtvorrichtungen mit einem adaptiven Modus des ausgegebenen Lichtbündels verwendet. Die Lichtspur des Fern-/Abblendlichtes, die durch diese Lichtvorrichtungen erzeugt wird, besteht aus mehreren Modulen, die durch eine bestimmte Anzahl an Lichtquellen erzeugt werden, wobei die Lichtvorrichtung dazu in der Lage ist, schnell auf den Verkehr um das Fahrzeug herum zu reagieren und einige Segmente des Lichtkegels abzuschalten, der durch das Lichtbündel erzeugt wird, das durch die Lichtvorrichtung emittiert wird, um das Blenden anderer Straßenverkehrsteilnehmer zu vermeiden. Solche Lichtvorrichtungen mit einem adaptiven Modus des ausgegebenen Lichtbündels sind im Allgemeinen mit einem externen Kamerasystem assoziiert oder verbunden, um das Bild vor dem Fahrzeug abzutasten, und zusammen mit diesem Kamerasystem bilden sie das adaptive System der Lichtvorrichtung. Das Kamerasystem befindet sich hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs und kann eine hohe Auflösung bereitstellen. Die Lichteigenschaften des ausgegebenen Lichtbündels ändern sich dann dynamisch abhängig von den Bedingungen, die von dem Kamerasystem erfasst werden.In order to illuminate the lane in front of the vehicle, or in order to illuminate other areas on the road or in the vicinity, modern lighting devices with an adaptive mode of the emitted light beam have recently been used. The light trail of the high / low beam that is generated by these light devices consists of several modules that are generated by a certain number of light sources, the light device being able to react quickly to the traffic around the vehicle turn off some segments of the light cone generated by the light beam emitted by the light device in order to avoid dazzling other road users. Such light devices with an adaptive mode of the emitted light beam are generally associated or connected to an external camera system in order to scan the image in front of the vehicle, and together with this camera system they form the adaptive system of the light device. The camera system is located behind the windshield of the vehicle and can provide high resolution. The light properties of the emitted light bundle then change dynamically as a function of the conditions that are recorded by the camera system.

Einige Projektorsysteme umfassen Lichteinheiten, die eine DMD-(Digitalmikrospiegelvorrichtungs-)Spiegeleinheit umfassen. Die Spiegeleinheit umfasst eine Lichtquelle, im Allgemeinen in der Form einer Halbleiterdiode oder einer Gruppe von Dioden, die ein Bündel aus Lichtstrahlen erzeugt. Lichtstrahlen werden an das primäre optische System gesendet, welches das Licht zu der Spiegeleinheit lenkt, die tausende von Spiegeln von mikroskopischen Abmessungen enthält, wobei jeder der Spiegel zumindest einen spezifischen Bereich/Punkt der erforderlichen Ausgabeeigenschaft der Lichtspur vor dem Fahrer auf der Fahrbahn darstellt. Die Bewegung der Spiegel auf dem Chip wird genau synchronisiert und das von den Spiegeln reflektierte Licht wird zu zumindest einem sekundären optischen System gesendet, um das ausgegebene Lichtbild zu erzeugen. Um einen unbeleuchteten Bereich/Punkt in dem ausgegebenen Lichtbild zu erzeugen, senden die jeweiligen Spiegel einen Teil des Lichtes anstatt zu dem sekundären optischen System zu einem Absorber, der ausgelegt ist, um dieses Licht zu absorbieren (und Lichtenergie in Wärmeenergie umzuwandeln).Some projector systems include light units that include a DMD (digital micro mirror device) mirror unit. The mirror unit comprises a light source, generally in the form of a semiconductor diode or a group of diodes, which generates a bundle of light rays. Light beams are sent to the primary optical system which directs the light to the mirror unit which contains thousands of mirrors of microscopic dimensions, each of the mirrors representing at least one specific area / point of the required output characteristic of the light trail in front of the driver on the roadway. The movement of the mirrors on the chip is precisely synchronized and the light reflected by the mirrors is sent to at least one secondary optical system in order to generate the output light image. In order to create an unilluminated area / point in the output light image, the respective mirrors send part of the light to an absorber that is designed to absorb this light (and convert light energy into thermal energy) instead of to the secondary optical system.

Ein häufiger Nachteil von adaptiven Systemen einer Lichtvorrichtung unter Verwendung eines externen Kamerasystems zum Abtasten des Bildes vor dem Fahrzeug ist die komplizierte und im Betrieb praktisch unmögliche Kalibrierung der Lichtvorrichtung, um die erforderlichen Eigenschaften des ausgegebenen Lichtes der Lichtspur sicherzustellen. Ein weiterer Nachteil bekannter adaptiver Systeme einer Lichtvorrichtung unter Verwendung eines externen Kamerasystems ist die schwierige Erfassung eines Fehlers einzelner Spiegel.A frequent disadvantage of adaptive systems of a light device using an external camera system for scanning the image in front of the vehicle is the complicated calibration of the light device, which is practically impossible in operation, in order to ensure the required properties of the light output of the light track. Another disadvantage of known adaptive systems of a light device using an external camera system is that it is difficult to detect a fault in individual mirrors.

Es ist das Ziel der Erfindung, ein verbessertes adaptives System einer Lichtvorrichtung mit Abtasten des Bildes vor dem Fahrzeug bereitzustellen. Das vorgeschlagene adaptive System sollte optisch effektiv mit relativ geringen Wartungsanforderungen sein.It is the object of the invention to provide an improved adaptive system of a lighting device with scanning of the image in front of the vehicle. The proposed adaptive system should be visually effective with relatively low maintenance requirements.

Kurzdarstellung der ErfindungSummary of the invention

Die Ziele der Erfindung werden durch ein adaptives Lichtsystem eines Kraftfahrzeugs erfüllt, umfassend zumindest eine Lichteinheit, zum Beispiel einen Scheinwerfer oder eine Signallichteinheit, wobei die Lichteinheit ein Signal- und/oder Beleuchtungslichtsystem eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung umfasst, umfassend zumindest eine Lichteinheit, z. B. einen Scheinwerfer, der eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht umfasst, eine DMD-Spiegeleinheit mit drehbar angeordneten Mikrospiegeln, und eine Steuereinheit zum Steuern des Drehens der Mikrospiegel. Die Lichteinheit ist für einen Betrieb in dem Beleuchtungsmodus ausgestaltet, wobei sich das Licht, das durch die Lichtquelle emittiert wird, entlang des ersten optischen Weges von der Lichtquelle zu der Spiegeleinheit auf die Mikrospiegel ausbreitet, die zumindest einen Teil des Lichtes in der Form des Hauptlichtflusses reflektieren, der sich entlang des zweiten optischen Weges von der Spiegeleinheit aus der Lichteinheit fortsetzt, um die Lichtspur zu erzeugen. Die Lichteinheit ist auch für einen Betrieb in dem Abtastmodus ausgestaltet, um das Lichtbild vor dem Fahrzeug abzutasten, und ist steuerbar durch die Steuereinheit von dem Beleuchtungs- in den Abtastmodus und umgekehrt schaltbar. In dem Abtastmodus ist die Lichteinheit für den Eintritt des abgetasteten Lichtbündels, welches das Lichtbild vor dem Fahrzeug erfasst, in die Lichteinheit, und seine Ausbreitung entlang des zweiten optischen Weges zu der Spiegeleinheit, wo es einer gesteuerten Modulation in Abhängigkeit von dem erforderlichen Abtastteilbereich des Bildes, definiert durch die Steuereinheit, ausgesetzt ist, und von dort zu einem Lichtsensor zum Abtasten von Licht in dem Abtastmodus ausgestaltet, wobei die Ausgabe des Lichtsensors mit dem Eingang der Steuereinheit verbunden ist, die dazu ausgestaltet ist, ein Signal von dem Lichtsensor zu verarbeiten.The objectives of the invention are achieved by an adaptive lighting system of a motor vehicle, comprising at least one light unit, for example a headlight or a signal light unit, the light unit comprising a signal and / or illumination light system of a motor vehicle according to the invention, comprising at least one light unit, e.g. B. a headlight comprising a light source for emitting light, a DMD mirror unit with rotatably arranged micromirrors, and a control unit for controlling the rotation of the micromirrors. The light unit is designed for operation in the lighting mode, wherein the light that is emitted by the light source propagates along the first optical path from the light source to the mirror unit onto the micromirrors that contain at least part of the light in the Reflect the shape of the main light flux, which continues along the second optical path from the mirror unit from the light unit in order to generate the light trail. The light unit is also designed for operation in the scanning mode, in order to scan the light image in front of the vehicle, and is controllable by the control unit and can be switched from the lighting mode to the scanning mode and vice versa. In the scanning mode, the light unit is responsible for the entry of the scanned light beam, which captures the light image in front of the vehicle, into the light unit, and its propagation along the second optical path to the mirror unit, where there is a controlled modulation depending on the required scanning portion of the image , defined by the control unit, and configured from there to a light sensor for scanning light in the scanning mode, the output of the light sensor being connected to the input of the control unit, which is configured to process a signal from the light sensor.

In einer von bevorzugten Ausführungsformen umfasst das adaptive Signal- und/oder Beleuchtungslichtsystem ferner eine Absorptionseinheit, wobei das Drehen der Mikrospiegel durch die Steuereinheit gesteuert wird, sodass der Teil des Lichtes, der dazu gedacht ist, die Lichtspur zu erzeugen, in dem bestimmten Moment durch die Mikrospiegel als der Hauptlichtfluss reflektiert wird, während der andere Teil des Lichtes, der nicht verwendet werden sollte, um das Lichtbild zu erzeugen, in dem gegebenen Moment durch andere Mikrospiegel als ein sekundärer Lichtfluss reflektiert wird, der sich entlang des dritten optischen Weges zu der Absorptionseinheit ausbreitet.In one of preferred embodiments, the adaptive signal and / or illumination light system further comprises an absorption unit, the rotation of the micromirrors being controlled by the control unit, so that the part of the light that is intended to generate the light trail passes through at the specific moment the micromirrors is reflected as the main light flux, while the other part of the light that should not be used to create the light image is reflected at the given moment by other micromirrors as a secondary light flux that is traveling along the third optical path to the Absorbing unit spreads.

In einer der bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Lichtquelle zumindest eine Diode und der Lichtsensor ist die Diode, die als Lichtsensor - Photodiode in dem Abtastmodus arbeitet, wobei sich in dem Abtastmodus Licht zuerst entlang des zweiten optischen Weges zu der Spiegeleinheit und von ihr entlang des ersten optischen Weges zu dem Lichtsensor ausbreitet, nämlich in der entgegengesetzten Richtung zu der Ausbreitungsrichtung von Licht, das durch die Lichtquelle entlang dieser Wege emittiert wird.In one of the preferred embodiments, the light source comprises at least one diode and the light sensor is the diode that works as a light sensor - photodiode in the scanning mode, wherein in the scanning mode light is first along the second optical path to the mirror unit and from it along the first optical path Path to the light sensor, namely in the opposite direction to the direction of propagation of light emitted by the light source along these paths.

In einer weiteren der bevorzugten Ausführungsformen umfasst das adaptive Signal- und/oder Beleuchtungslichtsystem einen separaten Lichtsensor, der sich in dem vierten optischen Weg befindet, der sich von dem ersten, zweiten und dritten optischen Weg unterscheidet, und entlang dessen sich in dem Abtastmodus Licht von der Spiegeleinheit zu dem Lichtsensor ausbreitet.In a further of the preferred embodiments, the adaptive signal and / or illumination light system comprises a separate light sensor which is located in the fourth optical path, which differs from the first, second and third optical path, and along which light differs from in the scanning mode the mirror unit spreads to the light sensor.

In einer der bevorzugten Ausführungsformen umfasst das adaptive Signal- und/oder Beleuchtungslichtsystem zumindest zwei Lichteinheiten, deren Steuereinheiten mit einem Kommunikationskanal zur Steuerung des Schaltens der Lichteinheiten verbunden sind, sodass, wenn eine der Lichteinheiten in den Abtastmodus geschaltet worden ist, sich zumindest eine der anderen Lichteinheiten in dem Beleuchtungsmodus befindet, wodurch eine gegenseitige Kalibrierung oder Erfassung von Fehlern von einer dieser Lichteinheiten ermöglicht wird.In one of the preferred embodiments, the adaptive signal and / or illuminating light system comprises at least two light units, the control units of which are connected to a communication channel for controlling the switching of the light units, so that when one of the light units has been switched to the scanning mode, at least one of the others Light units is in the lighting mode, whereby a mutual calibration or detection of errors from one of these light units is made possible.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird mit der Verwendung ihrer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahmen auf angehängte Zeichnungen detaillierter erläutert, in denen:

- 1 schematisch ein Fahrzeug mit einem installierten adaptiven Lichtsystem basierend auf dem Grundsatz der Erfindung zeigt,
- 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel des adaptiven Lichtsystems gemäß der Erfindung und die Zusammensetzung und Anordnung der Lichteinheit des adaptiven Systems zeigt, das sich in dem Beleuchtungsarbeitsmodus befindet,
- 3 das adaptive Lichtsystem von 2 zeigt, das in dem Abtastmodus arbeitet, und
- 4 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des adaptiven Lichtsystems gemäß der Erfindung zeigt, das sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel in. der Position des Lichtsensors unterscheidet.

The invention will be explained in more detail with the use of its exemplary embodiments with reference to the attached drawings, in which:

- 1 schematically shows a vehicle with an installed adaptive lighting system based on the principle of the invention,
- 2 schematically shows an embodiment of the adaptive light system according to the invention and the composition and arrangement of the light unit of the adaptive system which is in the lighting working mode,
- 3 the adaptive lighting system from 2 shows operating in the scan mode, and
- 4th shows schematically a further embodiment of the adaptive light system according to the invention, which differs from the previous embodiment in. The position of the light sensor.

Beispiele für Ausführungsformen der ErfindungExamples of embodiments of the invention

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des adaptiven Lichtsystems eines Kraftfahrzeugs, das in dem Text dieser Anwendung auch kurz als das adaptive System bezeichnet wird. In diesem bestimmten Ausführungsbeispiel umfasst das Kraftfahrzeug zwei Lichteinheiten 2, die Scheinwerfer sind. Das adaptive System gemäß der vorliegenden Erfindung, dessen Lichteinheiten 2 eine Lichtspur 6 erzeugen, ermöglicht das Abtasten des Lichtbildes vor dem Fahrzeug ohne Verwendung einer externen Abtastvorrichtung, die z. B. eine externe Kamera ist, die in bekannten Systemen verwendet wird. Eine „externe“ Abtastvorrichtung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Abtastvorrichtung, die sich außerhalb der Lichteinheit 2 befindet, d. h. außerhalb des Scheinwerfers. 1 shows schematically an embodiment of the adaptive light system of a motor vehicle, which in the text of this application is also referred to as the adaptive system for short. In this particular embodiment, the motor vehicle includes two light units 2 who are headlights. The adaptive system according to the present invention, its light units 2 a trail of light 6th generate, enables the scanning of the light image in front of the vehicle without using an external scanning device, the z. B. is an external camera used in known systems. An “external” scanning device generally refers to a scanning device that is external to the light unit 2 is located, ie outside the headlight.

Der Betrieb und die Anordnung der Lichteinheiten 2 wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 weiter beschrieben. Jede Lichteinheit 2 ist ausgestaltet, sodass sie einen Betrieb in zwei Modi unterstützt, die der Beleuchtungsmodus und der Abtastmodus sind. Jedoch kann in einem bestimmten Moment eine Lichteinheit 2 nur in einem dieser zwei Modi arbeiten und sie ist ausgestaltet, sodass sie steuerbar von einem Modus in den anderen schaltbar ist.The operation and arrangement of the lighting units 2 is made with reference to 2 and 3 further described. Every light unit 2 is designed to support operation in two modes that are the lighting mode and the scanning mode. However, at a certain moment a light unit can 2 only work in one of these two modes and it is designed so that it can be controllably switched from one mode to the other.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Lichteinheit 2 und einiger ihrer Teile und die Lichtspur 6 vor dem Fahrzeug, die durch die Lichteinheit 2 erzeugt wird, die in dem Beleuchtungsmodus arbeitet. In dem Beleuchtungsarbeitsmodus der Lichteinheit 2 erzeugt die Lichteinheit 2 ein ausgegebenes Lichtbündel 4, das die Lichteinheit 2 verlässt und eine Lichtspur 6 außerhalb des Fahrzeugs erzeugt. Die Lichteinheit 2 umfasst eine Lichtquelle 21 mit einer oder mehreren Dioden 22 zum Erzeugen eines kohärenten oder inkohärenten Lichtbündels 10a, und ein primäres optisches System 23, das ausgelegt ist, um zumindest einen Lichtfluss 10b zu erzeugen, der zu der Spiegeleinheit 24 gelenkt ist. Der Abschnitt des Lichtweges von der Lichtquelle 21 zu der Spiegeleinheit 24 bildet den ersten optischen Weg 1a. Die Spiegeleinheit 24 stellt ein mikro-optischeselektromechanisches System (DMD - digitale Mikrospiegeleinheit) dar, das durch die Steuereinheit 8 ausgelegt ist, um die Drehbewegung der Mikrospiegel 25 zu steuern und um den Hauptlichtfluss 10c zu erzeugen (modulieren). Der Hauptlichtfluss 10c tritt in das sekundäre optische System 26 ein, das die Form einer Verteilung des ausgegebenen Lichtbündels 4 definiert, das von der Scheinwerfer - Lichteinheit 2 austritt und eine Lichtspur 6 vor dem Fahrzeug erzeugt, umfassend mehrere Segmente 61, und gegebenenfalls auch unbeleuchtete Teile 62. Der Abschnitt des Lichtweges zwischen der Spiegeleinheit 24 und der Lichtspur 6 bildet den zweiten optischen Weg 1b. Die Form jedes Segments 61 beeinflusst die allgemeine Form der Lichtspur 6, während die Lichtspur 6 auch unbeleuchtete Teile 62 umfassen kann, die auf eine zielgerichtete Weise erzeugt werden. Um die unbeleuchteten Teile 62 zu erzeugen, werden diejenigen Mikrospiegel 25, deren Position den unbeleuchteten Teilen 62 entspricht, auf eine gesteuerte Weise gedreht, sodass sie Licht zu der Absorptionseinheit 12 als den sekundären Lichtfluss 10d senden. 2 shows an embodiment of the light unit 2 and some of its parts and the trail of light 6th in front of the vehicle by the light unit 2 which operates in the lighting mode. In the lighting working mode of the light unit 2 generates the light unit 2 an emitted light beam 4th that is the light unit 2 leaves and a trail of light 6th generated outside the vehicle. The light unit 2 includes a light source 21 with one or more diodes 22nd for generating a coherent or incoherent light beam 10a , and a primary optical system 23 that is designed to have at least one flux of light 10b to generate that of the mirror unit 24 is steered. The portion of the light path from the light source 21 to the mirror unit 24 forms the first optical path 1a . The mirror unit 24 represents a micro-optic-electromechanical system (DMD - digital micromirror unit) that is controlled by the control unit 8th is designed to accommodate the rotational movement of the micromirror 25th to control and to control the main flow of light 10c to generate (modulate). The main flow of light 10c enters the secondary optical system 26th one that is the shape of a distribution of the emitted light beam 4th defined by the headlight - lighting unit 2 exit and a trail of light 6th generated in front of the vehicle, comprising several segments 61 , and possibly also unlit parts 62 . The section of the light path between the mirror unit 24 and the trail of light 6th forms the second optical path 1b . The shape of each segment 61 affects the general shape of the light trail 6th while the light trail 6th also unlit parts 62 that are generated in a targeted manner. To the unlit parts 62 to create ones will be micromirrors 25th whose position is the unlit parts 62 is rotated in a controlled way so that it sends light to the absorption unit 12th as the secondary flux of light 10d send.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Lichteinheit 2 von 2, aber in einem Moment, in dem die Lichteinheit 2 in dem Abtastmodus aktiv ist. Wenn die Lichteinheit 2 in dem Abtastmodus arbeitet, ist sie eingestellt, um das Lichtbild vor dem Fahrzeug abzutasten. Die Lichteinheit 2 umfasst zumindest einen Lichtsensor 32, z. B. eine Photodiode, der dazu ausgestaltet ist, Licht von dem Lichtbild abzutasten. In dem Ausführungsbeispiel von 3 ist es die Lichtquelle 21 selbst, die in einem geeigneten Arbeitsmodus arbeitet und die als Lichtsensor 32 - Photodiode dient. Wie 3 weiter zeigt, tritt Licht von dem Lichtbild in die Lichteinheit 2 als das abgetastete Lichtbündel 7 ein. Wichtig ist, dass sich in dieser Ausführungsform das Licht, welches das abgetastete Lichtbündel 7 bildet, entlang des gleichen optischen Weges und somit durch die gleichen optischen Elemente ausbreitet, wie sich das Licht von der Lichtquelle 21 in die entgegengesetzte Richtung zu der Lichtspur 6 zu der Zeit ausbreitete, als die Lichteinheit 2 in dem Beleuchtungsmodus arbeitete. Somit tritt das abgetastete Lichtbündel 7 zuerst in das sekundäre optische System 26 ein, das die Form und Verteilung des Lichtbündels 3 definiert, das anschließend aus dem sekundären optischen System 26 austritt und sich zu der Spiegeleinheit 24 fortsetzt. Was allgemein (d. h. nicht nur in dieser Ausführungsform) in der Spiegeleinheit 24 passiert, ist eine gesteuerte Modulation des Lichtbündels abhängig von dem erforderlichen Abtastteilbereich des Bildes definiert durch die Steuereinheit 8. Ferner verlässt in diesem Ausführungsbeispiel von 3 das Lichtbündel die Spiegeleinheit 24 als das Lichtbündel 11 für das primäre optische System 23, das die Form und Verteilung des Lichtbündels 5 definiert, das auf den Lichtsensor 32 fällt. Somit breitet sich das Licht von dem Lichtbild vor dem Fahrzeug zuerst entlang des zweiten optischen Weges 1b zu der Spiegeleinheit 24 aus und von dort wird es reflektiert, sodass es sich entlang des ersten optischen Weges 1a zu dem/der Lichtsensor 32 - Photodiode fortsetzt (wie vorstehend erwähnt, ist es in dieser Ausführungsform die Lichtquelle 21, die in einem geeigneten Arbeitsmodus arbeitet, der als der Lichtsensor dient). 3 shows an embodiment of the light unit 2 from 2 , but at a moment when the light unit 2 is active in the scan mode. When the light unit 2 operates in the scan mode, it is set to scan the light image in front of the vehicle. The light unit 2 comprises at least one light sensor 32 , e.g. B. a photodiode which is configured to sample light from the light image. In the embodiment of 3 it is the light source 21 himself that works in a suitable working mode and that acts as a light sensor 32 - Photodiode is used. As 3 further shows, light enters the light unit from the light image 2 than the scanned light beam 7th a. It is important that in this embodiment the light that is the scanned light beam 7th forms, along the same optical path and thus propagates through the same optical elements as the light from the light source 21 in the opposite direction to the light trail 6th at the time when the light unit expanded 2 worked in the lighting mode. Thus, the scanned light beam occurs 7th first in the secondary optical system 26th one that defines the shape and distribution of the light beam 3 subsequently defined from the secondary optical system 26th exits and moves to the mirror unit 24 continues. What in general (ie not only in this embodiment) in the mirror unit 24 happens, a controlled modulation of the light beam is defined by the control unit as a function of the required partial scanning area of the image 8th . Furthermore, in this exemplary embodiment of 3 the light beam the mirror unit 24 than the bundle of light 11 for the primary optical system 23 showing the shape and distribution of the light beam 5 defines that on the light sensor 32 falls. Thus, the light from the light image in front of the vehicle first propagates along the second optical path 1b to the mirror unit 24 out and from there it is reflected so that it is along the first optical path 1a to the light sensor (s) 32 - Photodiode continues (as mentioned above, in this embodiment it is the light source 21 working in a suitable working mode that serves as the light sensor).

In dem vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel diente die Lichtquelle 21 selbst, die in einem entsprechenden Arbeitsmodus arbeitet, als Lichtsensor 32 - Photodiode. 4 zeigt jedoch eine weitere mögliche Ausführungsform des adaptiven Lichtsystems gemäß der Erfindung, die sich von dem Ausführungsbeispiel von 3 nur in der Position des Lichtsensors 32 unterscheidet.In the above with reference to 3 The embodiment described was used for the light source 21 itself, which works in a corresponding working mode, as a light sensor 32 - photodiode. 4th however, FIG. 4 shows a further possible embodiment of the adaptive light system according to the invention, which differs from the embodiment of FIG 3 only in the position of the light sensor 32 differs.

In der Ausführungsform von 4 befindet sich der Lichtsensor 32 in dem vierten optischen Weg 1d, sodass die Diode 22 nur die Funktion der Lichtquelle erfüllt. Der Betrieb der Lichteinheit 2 in dem Beleuchtungsmodus ist der gleiche wie in der vorherigen Ausführungsform, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, d. h., das Licht breitet sich von der Lichtquelle 21 entlang des gleichen Weges und durch die gleichen optischen Elemente aus. Wenn jedoch die Lichteinheit 2 in den Abtastmodus geschaltet ist, breitet sich das Licht anders als in der vorherigen Ausführungsform von der Spiegeleinheit 24 als das Lichtbündel 11 entlang des vierten optischen Weges 1d (und nicht entlang des ersten optischen Weges 1a) aus und tritt in das optische System 23' ein, das die Form und Verteilung des Lichtbündels 5 auf die gleiche Weise definiert wie wenn sich das Lichtbündel 11 in dem Abtastmodus von der Spiegeleinheit 24 entlang des ersten optischen Weges 1a durch das primäre optische System 23 wie in der vorherigen Ausführungsform ausbreitet. Somit breitet sich Licht von dem Lichtbild vor dem Fahrzeug zuerst entlang des zweiten optischen Weges 1b zu der Spiegeleinheit 24 aus und von dort wird es reflektiert, sodass es sich entlang des vierten optischen Weges 1d zu dem Lichtsensor 32 fortsetzt. Der Einfachheit halber gibt 4 mit Pfeilen sowohl den Beleuchtungsarbeitsmodus als auch den Abtastarbeitsmodus an, obwohl diese Modi nicht gleichzeitig laufen, sondern in einem gegebenen Moment nur einer dieser Modi aktiv sein kann, wie vorstehend erläutert.In the embodiment of 4th is the light sensor 32 in the fourth optical path 1d so that the diode 22nd only fulfills the function of the light source. The operation of the light unit 2 in the lighting mode is the same as in the previous embodiment as referring to FIG 2 described, that is, the light propagates from the light source 21 along the same path and through the same optical elements. However, if the light unit 2 is switched to the scanning mode, the light propagates differently than in the previous embodiment from the mirror unit 24 than the bundle of light 11 along the fourth optical path 1d (and not along the first optical path 1a ) and enters the optical system 23 ' one that defines the shape and distribution of the light beam 5 defined in the same way as when the light beam 11 in the scanning mode from the mirror unit 24 along the first optical path 1a through the primary optical system 23 spreads as in the previous embodiment. Thus, light propagates from the light image in front of the vehicle first along the second optical path 1b to the mirror unit 24 out and from there it is reflected so that it is along the fourth optical path 1d to the light sensor 32 continues. There for the sake of simplicity 4th with arrows indicate both the lighting working mode and the scanning working mode, although these modes do not run simultaneously, but only one of these modes can be active at a given moment, as explained above.

In dem Abtastmodus ist die Aufgabe, ein vordefiniertes Bildfeld abzutasten, das Teil des Lichtbildes ist. Die Arbeit der Steuereinheit 8 in dem Abtastmodus ist derart, dass einzelne Mikrospiegel 25 oder ihre Gruppen sequentiell geschaltet werden, sodass das Licht von dem überwachten Bereich des Lichtbildes zu dem Lichtsensor 32 gebracht werden kann. Das Abtasten des gesamten Bildfeldes stellt alle notwenigen Signale des Lichtsensors 32 bereit, die als die Grundlage für die Steuereinheit 8 für die Rekonstruktion/Erzeugung des gesamten Bildfeldes dienen. Wenn das Signal von dem Lichtsensor 32 zur weiteren Verarbeitung des Signals durch die Steuereinheit 8 verstärkt werden muss, kann die Ausgabe von dem Lichtsensor 32 mit einem Signalverstärker 9 verbunden werden. Das Signal von dem Lichtsensor 32 (oder das verstärkte Signal von dem Verstärker 9) wird der Steuereinheit 8 zugeführt, die das abgetastete Bildfeld rekonstruiert. Somit wird das resultierende Bild durch die Steuereinheit 8 basierend auf den gemessenen Daten des Lichtsensors 32 rekonstruiert.In the scan mode the task is to scan a predefined image field which is part of the light image. The work of the control unit 8th in the scan mode is such that single micromirrors 25th or their groups are switched sequentially so that the light from the monitored area of the light image to the light sensor 32 can be brought. Scanning the entire image field provides all the necessary signals from the light sensor 32 ready to serve as the basis for the control unit 8th serve for the reconstruction / generation of the entire image field. When the signal from the light sensor 32 for further processing of the signal by the control unit 8th needs to be amplified, the output from the light sensor may be 32 with a signal amplifier 9 get connected. The signal from the light sensor 32 (or the amplified signal from the amplifier 9 ) becomes the control unit 8th which reconstructs the scanned image field. Thus, the resulting image is made by the control unit 8th based on the measured data from the light sensor 32 reconstructed.

Wie vorstehend angegeben, ist das adaptive System gemäß der Erfindung für eine gesteuerte Änderung der Lichteinheiten 2 von dem Beleuchtungsmodus in den Abtastmodus und umgekehrt ausgestaltet. Die Steuereinheiten 8 sind mit einem Kommunikationskanal verbunden, der es ermöglicht, das Schalten der Lichteinheit 2 in die Modi abhängig von dem Schalten, d. h. den Betriebsmodi der anderen Lichteinheiten 2 zu steuern. Der Kommunikationskanal ist ein beliebiger Kommunikationsbus, der HDLPs miteinander verbindet (in unserem Fall CAN). Dies ermöglicht die Synchronisierung und gegenseitige Auswertung des Kalibrierungsprozesses in Ausführungsformen des adaptiven Systems, die auch eine Kalibrierung der Scheinwerfer 1 durchführen. Die Tatsache, dass jede Spiegeleinheit 24 abwechselnd in den zwei Modi arbeiten kann, wobei in dem Abtastmodus die Lichteinheit 2 im Prinzip als eine Kamera arbeitet, ermöglicht die Verbesserung von Betrieben der Lichtvorrichtungen 1 sowohl in Bezug auf Kalibrierung als auch in Bezug auf Bildabtasten, Erfassung von kommenden Fahrzeugen usw.As indicated above, the adaptive system according to the invention is for a controlled change of the light units 2 configured from the lighting mode to the scanning mode and vice versa. The control units 8th are connected to a communication channel that enables the lighting unit to be switched 2 into the modes depending on the switching, ie the operating modes of the other lighting units 2 to control. The communication channel is any communication bus that connects HDLPs with one another (in our case CAN). This enables the synchronization and mutual evaluation of the calibration process in embodiments of the adaptive system which also perform a calibration of the headlights 1. The fact that each mirror unit 24 can work alternately in the two modes, with the light unit in the scanning mode 2 works in principle as a camera, enables operations of the light devices 1 to be improved both in terms of calibration and image scanning, detection of coming vehicles, etc.

Die Lichtquelle 21, wie in den Fig. gezeigt, ist vorteilhafterweise mit der Steuereinheit 8 verbunden, um durch die Steuereinheit 8 gesteuert zu werden.The light source 21 , as shown in the figures, is advantageously associated with the control unit 8th connected to through the control unit 8th to be controlled.

Das Schalten zwischen dem Beleuchtungsmodus und dem Abtastmodus kann relativ schnell (in der Größenordnung von Millisekunden) erfolgen. Da die Schaltrate auch die Zeit bestimmt, für die eine der Lichteinheiten 2 in dem Beleuchtungsmodus arbeitet, während die andere der Lichteinheiten 2 (in Ausführungsformen, wobei zwei Lichteinheiten 2 vorhanden sind) in dem Abtastmodus arbeitet, d. h. kein Licht emittiert, aber das Lichtbild vor dem Fahrzeug abtastet, kann das Schalten während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt werden. Die Wiederholrate der DMD-Spiegeleinheit 24 kann z. B. 60 fps sein, sodass theoretisch ein Bild mit der Auflösung von 60 Pixeln pro 1 Sekunde abgetastet werden kann. In den Ausführungsformen des adaptiven Systems, die auch eine Kalibrierung der Scheinwerfer durchführen, wird diese Kalibrierung unter vordefinierten Bedingungen durchgeführt, während sie auch während der Fahrzeugwartung implementiert werden kann. Eine vollständige Kalibrierung dauert ihre Zeit in der Ordnung von Minuten.Switching between the lighting mode and the scanning mode can be done relatively quickly (on the order of milliseconds). Since the switching rate also determines the time for which one of the light units 2 operates in the lighting mode while the other of the lighting units 2 (in embodiments where two light units 2 is present) operates in the scanning mode, that is, emitting no light but scanning the light image in front of the vehicle, the switching can be performed while the vehicle is running. The repetition rate of the DMD mirror unit 24 can e.g. B. 60 fps, so that theoretically an image can be scanned with a resolution of 60 pixels per 1 second. In the embodiments of the adaptive system that also carry out a calibration of the headlights, this calibration is carried out under predefined conditions, while it can also be implemented during vehicle maintenance. A full calibration takes its time on the order of minutes.

Wie vorstehend erwähnt, unterstützt die erfindungsgemäße Gestaltung des adaptiven Systems die Ausführung einer verbesserten Kalibrierung einer Lichtvorrichtung, insbesondere eines Scheinwerfers. Das adaptive System ermöglicht das Prüfen - eine automatische Einstellung oder Angabe einer schlechten Einstellung des Scheinwerfers und Wartungserfordernis.As mentioned above, the inventive design of the adaptive system supports the implementation of an improved calibration of a light device, in particular a headlight. The adaptive system enables testing - automatic adjustment or indication of poor adjustment of the headlamp and maintenance requirement.

Die Lichteinheit 2 in dem Abtastmodus (Kameramodus) und in den Ausführungsformen, die in 3 und 4 gezeigt sind, arbeitet auf eine solche Weise, dass ihre Steuereinheit 8 die Mikrospiegel 25 auf eine solche Weise dreht, um ein Lichtbild vor dem Fahrzeug in einem vordefinierten räumlichen Segment vor dem Fahrzeug zu erhalten, wobei dieses Segment die Lichtspur 6 umfasst, die durch die andere der Lichteinheiten 2 und gegebenenfalls andere Lichtmodule erzeugt wird, wenn einige andere Module an dem Erzeugen der Lichtspur 6 teilnehmen. Die Mikrospiegel 25 werden auf eine solche Weise gedreht, um Stellen zu erhalten, die den Segmenten 61 und den unbeleuchteten Teilen 62 entsprechen, die Teil der Lichtspur 6 sind. Das erzeugte Lichtbündel 11 tritt in das primäre optische System 23 (3) oder 23' (4) und von dort als das Lichtbündel 5 zu dem Lichtsensor 32 ein. Anschließend kann das Signal mit einem Verstärker 9 verstärkt werden (ein Verstärker muss nicht vorhanden sein, wenn das Signal von dem Sensor 32 ein ausreichendes Maß aufweist, um durch die Steuereinheit 8 verarbeitet zu werden). Basierend auf dem Signal, das in die Steuereinheit 8 eintritt, erzeugt die Steuereinheit 8 das Gesamterscheinungsbild des abgetasteten Lichtbildes, einschließlich der Lichtspur 6, die durch den Scheinwerfer 1 erzeugt wird, oder vielmehr seine Lichteinheit 2. Basierend auf der aktuellen Verkehrssituation, die anhand des abgetasteten Lichtbildes hergestellt wurde, passt das adaptive System gemäß der Erfindung die erzeugte Lichtspur 6 auf eine solche Weise an, um insbesondere das Blenden der kommenden Fahrzeuge zu vermeiden. Das adaptive System ermöglicht es ferner, basierend auf der abgetasteten Lichtspur 6 zu bestimmen, ob die Lichtspur 6 die vorgeschriebenen photometrischen Anforderungen erfüllt, die an die Lichtspur gestellt werden, und ermöglicht auch die Ausführung der Kalibrierung von Lichtvorrichtungen, insbesondere Scheinwerfern.The light unit 2 in the scan mode (camera mode) and in the embodiments shown in FIG 3 and 4th shown works in such a way that their control unit 8th the micromirrors 25th rotates in such a way as to obtain a light image in front of the vehicle in a predefined spatial segment in front of the vehicle, this segment being the light trail 6th includes that by the other of the light units 2 and possibly other light modules are generated if some other modules are involved in generating the light trail 6th take part. The micromirrors 25th are rotated in such a way as to preserve spots that correspond to the segments 61 and the unlit parts 62 correspond to that part of the light trail 6th are. The generated light beam 11 enters the primary optical system 23 ( 3 ) or 23 '( 4th ) and from there as the bundle of light 5 to the light sensor 32 a. Subsequently, the signal can with an amplifier 9 be amplified (an amplifier does not have to be present when the signal from the sensor 32 sufficient to pass through the control unit 8th to be processed). Based on the signal that goes into the control unit 8th occurs, the control unit generates 8th the overall appearance of the scanned light image, including the light trail 6th generated by the headlight 1, or rather its light unit 2 . Based on the current traffic situation, which was produced on the basis of the scanned light image, the adaptive system according to the invention adjusts the generated light trail 6th in such a way as to avoid in particular dazzling the coming vehicles. The adaptive system also makes it possible based on the scanned light trail 6th to determine whether the light trail 6th fulfills the prescribed photometric requirements that are placed on the light trail, and also enables the calibration of light devices, in particular headlights, to be carried out.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1a -1a -: erster optischer Wegfirst optical way
1b -1b -: zweiter optischer Wegsecond optical way
1c -1c -: dritter optischer Wegthird optical way
1d -1d -: vierter optischer Wegfourth optical way
2 -2 -: LichteinheitLight unit
3 -3 -: LichtbündelLight bundle
4 -4 -: ausgegebenes Lichtbündelemitted light beam
5 -5 -: LichtbündelLight bundle
6 -6 -: LichtspurLight trail
7 -7 -: abgetastetes Lichtbündelscanned light beam
8 -8th -: SteuereinheitControl unit
9 -9 -: Verstärkeramplifier
11 -11 -: LichtbündelLight bundle
10a -10a -: LichtbündelLight bundle
10b -10b -: LichtflussFlow of light
10c -10c -: HauptlichtflussMain luminous flux
10d -10d -: sekundärer Lichtflusssecondary light flux
12 -12 -: AbsorptionseinheitAbsorption unit
21 -21 -: LichtquelleLight source
22 -22 -: Diodediode
23 -23 -: primäres optisches Systemprimary optical system
23' -23 '-: optisches Systemoptical system
24 -24 -: SpiegeleinheitMirror unit
25 -25 -: MikrospiegelMicromirrors
26 -26 -: sekundäres optisches Systemsecondary optical system
32 -32 -: LichtsensorLight sensor
61 -61 -: Segmentsegment
62 -62 -: unbeleuchteter Teilunlit part

Claims

Adaptive light system of a motor vehicle, comprising at least one light unit (2), for example a headlight or a signal light unit (2), the light unit (2) having a light source (21) for emitting light, a DMD mirror unit (24) with rotatably arranged Micromirrors (25) and a control unit (8) for controlling the rotation of the micromirrors (25), wherein the light unit (2) is designed for operation in a lighting mode in which the light emitted by the light source (21) is along the first optical path (1a) from the light source (21) to the mirror unit (24) on the micromirrors (25), which reflect at least part of the light as the main light flux (10c), which is reflected along the second optical path (1b) propagates from the mirror unit (24) out of the light unit (2) in order to generate the light track (6), characterized in that the light unit (2) is also capable of operating in a scanning mode for scanning of the light image is designed in front of the vehicle, and controllable by the control unit (8) can be switched from the lighting to the scanning mode and vice versa The vehicle is detected in the light unit (2), and its propagation along the second optical path (1b) to the mirror unit (24), where there is a controlled modulation depending on the required partial scanning area of the image, defined by the control unit (8), is exposed, and is configured from the mirror unit (24) to the light sensor (32) for scanning light during the scanning mode, the output of the light sensor (32) being connected to the input of the control unit (8), which is configured to process the signal (32) from the light sensor.

Adaptive lighting system according to Claim 1 , characterized in that it further comprises an absorption unit (7), wherein the turning of the micromirrors (25) by the. Control unit (8) is controlled in such a way that the part of the light which is intended to generate the light trail (6) at a certain moment is reflected by the micromirrors (25) as the main light flux (10c), and the other part of the light, which should not be used to generate the light image (6) at the particular moment, is reflected by other micromirrors (25) as a secondary light flux (10d) which is traveling along the third optical path (1c ) to the absorption unit (7).

Adaptive lighting system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the light source (21) comprises at least one diode (22), the light sensor (32) being the diode (22) which works as a light sensor (32) - photodiode in the scanning mode, with light being in the scanning mode first propagates along the second optical path (1b) to the mirror unit (24) and from it along the first optical path (1a) to the light sensor (32), the propagation in the opposite direction to the direction of propagation of light that is emitted by the light source (21) along these paths (1a, 1b).

Adaptive lighting system according to Claim 1 or 2 , characterized in that it comprises a separate light sensor (32) located in the fourth optical path (1d), the fourth optical path (1d) being separated from the first, second and third optical path (1a, 1b, 1c ), wherein in the scanning mode light propagates from the mirror unit (24) along the fourth optical path (1d) to the light sensor (32).

Adaptive lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the adaptive lighting system comprises at least two lighting units (2), the control units (8) of which are connected to a communication channel for controlling the switching of the lighting units (2), so that when one of the lighting units ( 2) has been switched to the scanning mode, at least one of the other light units (2) is in the lighting mode, whereby a mutual calibration or detection of errors from one of these light units (2) is made possible.