前照灯道路书写系统的制作方法

本发明总体上涉及一种前照灯道路书写系统。
背景技术：
：数字微镜器件(dmd)允许将图像投射到路面上，这也称为道路书写(roadwriting)。道路书写需要图像投射图案和互补图案的组合。需要调整互补的近光灯图案以在前景中产生暗区来允许添加图像投射图案。暗区需要为投射图像提供足够的对比度，以在路面上创建清晰的图像。一种道路书写系统包括近光灯图案以及道路书写投射，该近光灯图案具有平直光束(flatbeam)和靠近截止线的专用扭结光束(kinkbeam)。光束的平直部分需要是非对称的，以在投射图像的近前景中形成适当的通道。图1a例示左前照灯的近光发光分布，包括：dmd道路标记分布部分10，扭结平直分布部分20，平直光束分布部分30，dmd自适应驱动光束(adb)分布部分40和互补远光分布部分50。图1b是用于右前照灯的对称近光发光分布，包括：dmd道路标记分布部分10，扭结平直分布部分20，平直光束分布部分30，dmd自适应驱动光束(adb)分布部分40和互补远光分布部分50。如图1a和1b所示，光束分布图案在左前照灯分布的右侧扩散约30°，在右前照灯分布的左侧扩散约30°。当投射dmd图像时，来自右前照灯的光覆盖左前照灯，以便在车辆前方形成用于dmd投射的开口。然而，对于传统的前照灯，发光分布左右扩散超过竖直轴上处不具备开口。因此，为了在车辆前方产生用于dmd图像投射的开口，左前照灯分布需要向左扩散而不向右扩散，右前照灯分布需要向右扩散而不向左扩散。不幸的是，某些车辆前照灯要求不满足这种特殊的发光分布图案，因为在大约15°或20°分布点处没有光。另外，该分布图案对于近光发光分布可能具有差的均匀性。而且，dmd道路标记部分10始终被激活以填充发光分布图案中新创建的开口。在此提供的“
背景技术：
”描述是为了大致展示本公开的来龙去脉的目的。目前署名的发明人的工作在一定程度上在此
背景技术：
部分中有所描述，并且在递交时不能认定为现有技术的上述描述的各方面并非明确或隐含地承认是针对本公开的现有技术。技术实现要素：本文描述的实施例包括以下方面。(1)一种前照灯组件，包括：被配置成产生近光分布的近光组件，所述近光组件并包括：被配置成在激活时产生复合平直光束图案的多个平直发光段；具有第一光源和第二光源的扭结模块；位于所述近光分布的大致中心竖直位置的近场道路书写段；位于所述近光分布的所述近场道路书写段上方的远场道路书写段；和电路，所述电路被配置成当近场道路书写段和所述远场道路书写段被激活时，使位于所述近光分布的所述近场道路书写段内的一个或多个平直发光段不激活并且使所述第一光源不激活。所述前照灯组件还包括被配置成产生远光分布的远光组件(2)根据(1)所述的前照灯组件，其中，所述近场道路书写段包括数字微镜器件型近场道路书写段，并且所述远场道路书写段包括数字微镜器件型远场道路书写段。(3)根据(1)所述的前照灯组件，其中，所述电路被进一步配置成，在所述近场道路书写段和所述远场道路书写段被激活时，保持所述第二光源被激活。(4)根据(1)-(3)中任一项所述的前照灯组件，其中，第一组平直发光段的第一功率级不同于第二组平直发光段的第二功率级。(5)根据(1)-(4)中任一项所述的前照灯组件，其中，所述多个平直发光段包括7到32个范围内的单独平直发光段。(6)根据(1)-(5)中任一项所述的前照灯组件，其中，所述多个平直发光段包括第一排单独平直发光段和第二排单独平直发光段。(7)根据(1)-(6)中任一项所述的前照灯组件，其中，所述第一排单独平直发光段的第一功率级不同于所述第二排单独平直发光段的第二功率级。(8)根据(1)-(7)中任一项所述的前照灯组件，其中，所述第一光源包括激光二极管光源。(9)一种近光前照灯组件，包括：被配置成在激活时产生近光分布的复合平直光束图案的多个平直发光段；具有第一光源和第二光源的扭结模块；位于所述近光分布的大致中心竖直位置的近场道路书写段；位于所述近光分布的所述近场道路书写段上方的远场道路书写段；和电路，所述电路被配置成当近场道路书写段和所述远场道路书写段被激活时，使位于所述近光分布的所述近场道路书写段内的一个或多个平直发光段不激活并且使所述第一光源不激活。(10)根据(9)所述的近光前照灯组件，其中，所述近场道路书写段包括数字微镜器件(dmd)近场道路书写段，并且所述远场道路书写段包括dmd远场道路书写段。(11)根据(9)或(10)所述的近光前照灯组件，其中，所述电路被进一步配置成，在所述近场道路书写段和所述远场道路书写段被激活时，保持所述第二光源被激活。(12)根据(9)-(11)中任一项所述的近光前照灯组件，其中，第一组平直发光段的第一功率级不同于第二组平直发光段的第二功率级。(13)根据(9)-(12)中任一项所述的近光前照灯组件，其中，所述多个平直发光段包括7到32个范围内的单独平直发光段。(14)根据(9)-(13)中任一项所述的近光前照灯组件，其中，所述多个平直发光段包括第一排单独平直发光段和第二排单独平直发光段。(15)根据(9)-(14)中任一项所述的近光前照灯组件，其中，所述第一排单独平直发光段的第一功率级不同于所述第二排单独平直发光段的第二功率级。(16)根据(9)-(15)中任一项所述的近光前照灯组件，其中，所述第一光源包括激光二极管光源。前述段落已经通过一般性介绍而提供，并且前述段落非意欲限制所附权利要求的范围。通过参考以下结合附图的详细描述，将最好地理解所描述的实施例以及其他优点。附图说明通过参照下面结合附图考虑时的详细描述，本发明更完全的领会以及其很多伴随的优点由于更好理解而变得容易获得，在附图中：图1a例示根据一实施例的具有道路标记能力的左前照灯的近光发光分布；图1b例示根据一实施例的具有道路标记能力的右前照灯的近光发光分布；图2a例示根据一实施例的示例性机动车辆的前端；图2b为根据一实施例的示例性道路、机动车辆和光分布图案的示意图；图3a例示根据一实施例的示例性混合前照灯；图3b例示根据一实施例的激光二极管模块和led模块；图3c例示根据一实施例的激光二极管模块和两个led模块；图4a例示根据一实施例的激光二极管光源的示例性光强分布；图4b例示根据一实施例的激光二极管光源的示例性光强分布；图4c例示根据一实施例的两个激光二极管光源的示例性组合光强分布；图5例示根据一实施例的示例性混合近光阵列组件的布局；图6例示根据一实施例的led平直模块的每个平直反射器的光束图案模拟；图7例示根据一实施例的led部件的平直光束图案的示例性光强分布；图8例示根据一实施例的混合led模块和激光二极管模块的示例性组合光强分布；图9例示根据一实施例的光强分布图案；图10例示根据一实施例的近场dmd段和远场dmd段激活时的光强分布图案；图11为根据一实施例的例示各个前照灯近光发光段的激活的方框图；图12为根据一实施例的例示定位至左边的四个平直段被激活、中间平直段未激活以及定位至右边的三个平直段以降低功率级被激活的方框图；图13为根据一实施例的例示更多数量的平直段的方框图；图14为根据一实施例的例示两排平直段的方框图；图15为根据一实施例的例示具有道路书写特征部的前照灯近光照明的方框图；图16例示根据一实施例的示例性近光前照灯组件的功能方框图；以及图17例示根据一实施例的示例性激光二极管模块的功能方框图。具体实施方式以下描述旨在通过给出本公开的具体示例和实施例来进一步阐明本公开。这些实施例旨在说明而不是穷举。本公开的全部范围不限于说明书中公开的任何特定实施例，而是由权利要求限定。为了清楚起见，并未详细示出并描述本文描述的实施方式的所有特征。应当理解，在开发任何这样的实际实施方式时，将做出许多实施方式特定决策以实现开发者的特定目标，例如遵守与应用相关和商业相关的约束，并且这些特定目标从一个实施方式到另一个实施方式以及从一个开发人员到另一个开发人员将变化。本文描述的实施例提供用于近光道路书写前照灯分布的系统。中心近光平直段和扭结段的不激活提供了将清晰的对比图像投射到车辆前方的路面上的机制。图2a例示示例性机动车辆100的前端。机动车辆100包括两个前照灯组件105a和105b。前照灯组件105a和105b包括近光前照灯110a和110b(也称为近光束或低光束)和远光前照灯115a和115b(也称为主光束或驱动光束)。通常，每当另一车辆在机动车辆100正前方的道路上和/或每当另一车辆从相反方向接近机动车辆100时，使用近光前照灯110a和110b。图2b是示例性道路200、机动车辆205和机动车辆205的近光前照灯的光分配图案210的示意图。机动车辆205的近光前照灯的光分配图案210可以光学设计以使穿过道路200的中心线220的光量达到最小，从而降低对迎面而来的机动车辆215中驾驶员的眩光(来自前灯的致盲效果)。另外，机动车辆205的一系列近光前照灯可以被限制以减少在机动车辆205正前方沿相同方向驾驶的机动车辆225中驾驶员后视镜中的眩光。图3a例示根据本文描述的实施例的示例性混合前照灯300。图3a例示扭结模块310和led平直模块320。在扭结模块310中，kink1表示第一扭结光源，而kink2表示第二扭结光源。在一个实施例中，kink1和/或kink2分别代表第一和/或第二激光二极管光源。在第二实施例中，kink1和kink2分别代表第一和第二标准led光源。本发明人认识到，扭结模块310与led模块320的分离有助于具有相关容差两个模块的单独瞄准和对准。图3a以及图3b和3c例示扭结模块310与led平直模块320的独立竖直调整。当扭结模块310包括第一和第二激光二极管光源时，激光二极管光源的扭结模块310通常需要激光安全传感器并具有额外的热要求。因此，单独的扭结模块310和led平直模块320适应激光二极管环境。图3b例示扭结模块310和具有多个led部件的led平直模块320。图3b例示六个led部件，led1至led6。然而，本文描述的实施例考虑少于六个led部件或多于六个led部件。图3c例示扭结模块310和具有三个led部件led1至led3的第一led平直模块321，以及具有三个led部件led4至led6的第二led平直模块322。然而，本文描述的实施例考虑两个以上的led平直模块。另外，本文描述的实施例考虑每个led平直模块内少于三个或多于三个led部件。图4a例示第一扭结源k1的示例性光强分布。图4a例示不同强度等级，其中所示特征包括以流明(lm)计的总通量，以坎德拉(cd)计的最大和最小强度值，以x-y度坐标(dega)给出的最大和最小中心点，以及以坎德拉给出的水平-竖直(h-v)强度值。k1提供最大强度热点，以在远离道路的距离提供足够的光。热点具有小的孔径高度。图4b例示第二扭结源k2的示例性光强分布。k2的光强分布比k1具有更强扩散性以与led平直模块混合。可以使用具有不同强度分布的任何数量的扭结源来提供从k1的热点到特定led平直模块的强度分布的期望的混合转变。在一个实施例中，k1和k2都可以是激光二极管源。在第二实施例中，由于分布图案和小热点区域，其中一个扭结源可以用高亮度led部件代替，而另一个扭结源是激光二极管源。与激光二极管模块相比，这将为led平直模块提供更低的成本和更好的颜色适应性，但是强度转变可能变得更加明显。激光二极管和led平直源的组合可用于实现期望的效果。激光源具有光源亮度的好处，其提供更高强度的热点或位于图案中较高位置的热点。led光源的成本往往较低，安全问题较少。然而，高亮度led接近传统led光源的亮度。图4c例示第一纽结k1和第二纽结k2的示例性组合光强分布。组合扭结源提供了改进的容差，并且足以满足大多数前照灯标准和测试点。在一个实施例中，k1和k2的光学配置是相同的。图5例示示例性混合近光阵列组件的分解视图。图5例示七个固态光源模块，编号为1到7。然而，本文描述的实施例可以预期多于七个或少于七个的固态光源模块。模块8代表激光固态光源模块。图5还例示单个连续镜头和折叠器。然而，本文描述的实施例也可以预期单独的反射器段。在仅出于说明性目的给出的实施例中，每个段(单个模块加上反射器510和520，折叠器530和成像透镜540的相关部分)的尺寸高约15mm，宽约18mm，深度约25毫米。当每个固态光源模块产生大约300流明时，流明阵列产生7×300＝大约2100流明。椭圆形反射器510和520可以由热塑性或金属材料制成，并且可以具有1.5-4mm的焦距范围和0.90-0.95的反射率(r)范围。折叠器530材料具有大约0.8-0.95的反射率。成像透镜540可以由pmma，pc，硅树脂，玻璃或热塑性材料制成。然而，本文描述的实施方案可以预期各个段的其他材料和尺寸。图6例示led平直模块的每个平直反射器的光束图案模拟，例如图5的激光近光平直模块中所示的八个反射器。平直反射器1-8旁边的编号表示模块内每个平直反射器的位置，其中n-0是模块内的中心平直反射器位置。图7例示平直反射器1-8的组合复合平直光束图案的示例性光强分布。所有平直反射器1-8在图7中被激活。图8例示混合平直模块和扭结模块的示例性组合光强分布。在一个实施例中，激光二极管模块包括第一激光二极管源ld1和/或第二激光二极管源ld2。led平直模块与激光二极管模块的组合产生高性能均匀光束。混合近光前照灯提供薄型前照灯组件，以低于整个激光二极管组件的成本实现最佳的道路灯性能。本文描述的实施例包括这样的系统，其中混合模块被修改以创建用于显示满足车辆前照灯标准的道路书写图像的暗区域。混合模块包括具有多个平直反射器的平直模块，例如图6中所示的反射器。此外，混合模块包括近场数字微镜器件(dmd)段和远场数字微镜器件(dmd)段。表1例示一种系统，其中对于左前照灯(lh)和右前照灯(rh)，某些近光段被部分或完全激活而其他近光段未被激活。表1.道路书写功能的各个段的激活。段左前照灯右前照灯1(n+3)内侧5％5％2(n+2)5％5％3(n+1)关关4(n0)关关5(n-1)关关6(n-2)开(50％)开(50％)7(n-3)开(50％)开(50％)8(n-4)外侧开(50％)开(50％)近场dmd(道路书写)开开远场dmd(扭结)开开在表1中，lh和rh的第一段和第二段以5％的功率运行。lh和rh的第三段、第四段和第五段不激活。lh和rh的第六段、第七段和第八段以50％的功率运行。lh和rh的近场dmd段和远场dmd段被激活。扭结模块的kink1在表1中未激活。在表1中，段1和2主要用于内侧照明，因此具有低的5％最大功率。段6-8主要用于外侧照明，因此具有50％最大功率。近场dmd段朝向地面向下投射光线，而远场dmd段沿地平线投射光线。上面参考表1描述的系统提供了一种机制，其通过使段3、4和5不激活且同时使其余段至少部分激活，在用于投射道路书写图像的发光分布图案中创建开口。另外，提供了一种机制，在该机制中，激活或不激活道路书写扭结(即近场dmd段和远场dmd段)。因此，在不牺牲或改变其余发光分布图案的情况下，可以产生发光分布图案中的开口以用于道路书写图像的投射。本文所述的实施例可以预期其他的激活段的变型，这依赖于特定的车辆和光学系统。图9例示根据表1的规格的光强分布图案，除了图9中没有dmd段激活。混合模块包括kink1和kink2，led平直模块包括八个平直反射器。在一个实施方案中，在约75％混合功率下仅激活kink2。图9仅例示平直模块和扭结模块的激活(没有激活dmd段)。在分布图案的左边区域上存在大量的光，因为小的平直段(段6-8)被激活而中间段(段3-5)未被激活。在右边大约20°处，从5％功率段1-2中可以看到少量的光强度。图10例示根据表1的规格的光强分布图案，其中近场dmd段和远场dmd段被激活。在一个实施例中，仅激活kink2；如有必要，远场dmd段可用于创建扭结步骤。在图10中，两个dmd段提供围绕竖直轴中心的更高强度的发光分布。在热点附近还增加了更多的光强度，由数字22,000例示。在一个实施例中，两个段是单独的模块。但是，这两个段可以组合成一个模块。图10的光强分布图案例示围绕竖直轴的中心区域，其中道路书写图像可以投射到车辆前方的路面的中心区域中。此外，使用本文所述的实施例，所有近光测试点都可以达到标准车辆前照灯要求的通过额定值。图11是例示前照灯近光分布的各个段的激活的方框图。图11例示没有dmd激活的标准分布，即没有道路书写激活或能力。图11例示八个平直段1110，以及主要位于水平轴下方并且主要位于竖直轴右边的第一纽结1120。第二纽结1130位于水平轴的正下方并且同样围绕竖直轴。第二纽结1130比第一纽结1120宽。图12是在道路书写特征的激活期间前照灯近光分布的方框图。位于竖直轴线左边的四个平直段1110被激活，一个或多个中间平直段1110(视野外)在道路书写特征的激活期间未激活，并且位于竖直轴右边的三个平直段1110以降低的功率级被激活。激活的平直段1110的其他功率级设置由本文描述的实施例构想，并且依赖于最终的前照灯实施方式。近场dmd段1140具有用于在车辆前方附近进行图像投射的道路书写特征。当近场dmd段1140被激活时，位于近场dmd段1140附近的一个或多个中间平直段1110未激活。在表1中，在近场dmd段1140的激活期间，三个中间平直段1110不激活。此外，远场dmd段1150具有互补道路书写特征，以在地平线之上为投射图像提供对比度照明。当远场dmd段1150被激活时，第一扭结1120被停用。如果在图像投射期间仍然激活第一纽结1120，则其产生太多的杂散光，结果，它降低了来自近场dmd段1140的投射图像与背景之间的对比度。另外，如果第一纽结1120是激光二极管，则可能产生安全问题。因此，通过在使用dmd段时使第一纽结1120不激活来获得改善的结果。第二纽结1130仍然被激活。当未激活dmd段以投射图像时，前照灯近光分布采用图11的配置。当未激活道路书写特征时，一个或多个中间平直段1110和第一个扭结1120被激活。图13是例示图11的前照灯近光分布的框图，除了存在更多数量的平直段1110，标记为f1-f16。附加的平直段1110提供了更好地控制最终前照灯的机构。图13例示十六个平直段1110。然而，本文所述的实施例可以预期多于或少于十六个平直段1110，这依赖于最终所需的前照灯实施方式。图14是例示图13的前照灯近光分布的框图，其具有两排平直段1110，总共三十二个平直段1110，标记为f1-f32。在一个实施例中，较小尺寸的上排平直段1110具有增加的功率级。然而，可以预期具有两排单独的平直段1110的其他变型。此外，平直段1110的总数可以变化并且依赖于最终所需的前照灯实施方式。图15是例示具有道路书写特征的前照灯近光分布的方框图，类似于图12。图15还包括两排平直段1110，如图14所示。在图15中，顶排中的平直段1110以全功率激活。底排左侧的平直段1110以全功率启动，而底排的中间和右侧的平直段1110未激活。图15的上排中的较小尺寸的平直段1110可以提供更高的功率级容量。在一个实施例中，可以通过上排平直段1110增加的功率级来投射光学系统。在第二实施例中，底排右侧的平直段1110可以以较低的功率级激活。图12和图15例示本文描述的实施例的优点。前照灯近光分布例示用于道路书写能力的平直段1110，第二扭结1130，近场dmd段1140和远场dmd段1150的配置。将具有对比背景的清晰图像投射到路面上，这也保持了令人满意的车辆前照灯标准。图16例示近光前照灯组件1600的功能方框图。近光前照灯组件1600包括近光控制电路1605，激光二极管模块1610和led模块1615。一个或多个可选模块1620除了led模块1615之外还包括附加led模块。输入信号1625连接到近光控制电路1605。输入信号1625可以是用于启动或关闭激光二极管模块1610、led模块1615和可选的led模块1620中的一个或多个的电源的开关。本文描述的实施例可以预期其他类型的输入信号1625，例如亮/暗输入信号。应当注意，虽然图16例示近光控制电路1605包括在近光前照灯组件1600内，但是近光控制电路1605也可以与近光前照灯组件1600分开。此外，单个近光控制电路1605可以用于右近光前照灯组件和左近光前照灯组件两者，使得激光二极管模块1610，led模块1615和可选的led模块1620以同步方式被驱动。近光控制电路1605包括被配置成实现本文所述的用于近光前照灯组件1600的实施例的电路。该电路至少部分地配置成当近场道路书写段1140和远场道路书写段1150被激活时，使位于近光分布的近场道路书写段1140内的一个或多个平直发光段1110不激活并且不激活第一光源(例如第一扭结1120)。图17例示示例性激光二极管模块1700的功能方框图，其包括激光发射器1705，磷光板1710，反射镜1715和透镜1720。在一些实施方式中，激光发射器1705可包括激光二极管，其发射蓝色可见光谱(例如，波长范围为360和480nm)。在一些实施例中，激光发射器1705可以安装在散热器1707上。来自激光发射器1705的光被引导通过磷光板1710。磷光板1710可以包括磷光体，例如但不限于yag，luag，氮化物，氮氧化物等。磷光板1710将来自激光发射器1705的光转换成白光。代替磷光板1710，激光发射器1705可涂覆有类似材料的磷光体层。来自激光发射器1705的光被反射镜1715反射。在一些实施例中，反射镜1715可包括被配置成加宽或定制来自激光发射器1705的光束的形状的致动器和/或振动器。反射镜1715反射的光通过透镜1720。可以在激光模块1700中采用其他部件来检测磷光板1710或反射镜1715的失效，以确保激光模块1700的安全性。虽然本文已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅作为示例呈现，并且不旨在限制本公开的范围。利用本公开中的教导，在不脱离本发明的精神的情况下，本领域普通技术人员可以以各种方式修改和调整本公开，对本文描述的实施例的形式进行省略，替换和/或改变。此外，在解释本公开时，所有术语应以与上下文一致的尽可能广泛的方式来解释。所附权利要求及其等同物旨在覆盖这些形式或修改，这些都将落入本公开的范围和精神内。当前第1页12