AT519595B1 - Method and device for generating a light distribution in front of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren (1000) zur Erzeugung einer Lichtverteilung vor einem Fahrzeug, wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: - Erzeugen (1010) eines Lichtstrahlbündels durch zumindest eine Lichtquelle, - Abstrahlen (1020) des Lichtstrahlbündels in Richtung eines optoelektronischen Bauteils, - Auswählen (1030) einer in einem Datenspeicher gespeicherten Lichtverteilung, - Erfassen (1040) einer Umgebungstemperatur zu einem Temperaturparameter, und/ oder eines Niederschlags zu einem Niederschlagsintensitätsparameter und/ oder einem Niederschlagsgrößenparameter, - Bestimmen (1050) der Temperatur-, Niederschlagsintensitäts-, Niederschlagsgrößen-Parameter als zumindest ein Parameter, - Definieren (1060) einer Überlagerungsfunktion aus dem zumindest einem Parameter, - Überlagern (1070) der Lichtverteilung mit der Überlagerungsfunktion zu einer Lichtmatrix, - Ansteuern (1080) des optoelektronischen Bauteils durch die Lichtmatrix mittels der Ausgabeeinheit, - Modulieren (1090) des eingestrahlten Lichtstrahlbündels durch das optoelektronische Bauteil und zumindest teilweises Reflektieren des Lichtstrahlbündels in Richtung zumindest einer Projektionsoptik, - Projizieren (1100) des modulierten Lichtstrahlbündels durch die zumindest eine Projektionsoptik und Ausbilden eines Lichtbilds vor dem Fahrzeug.Method (1000) for generating a light distribution in front of a vehicle, wherein the following method steps are carried out: - generating (1010) a light beam through at least one light source, - emitting (1020) the light beam in the direction of an optoelectronic device, - selecting (1030) an in light distribution stored in a data memory, - acquiring (1040) an ambient temperature to a temperature parameter, and / or a precipitation to a precipitation intensity parameter and / or a precipitation parameter, - determining (1050) the temperature, precipitation intensity, precipitation parameter as at least one parameter, Defining (1060) an overlay function from the at least one parameter; overlaying (1070) the light distribution with the overlay function into a light matrix, driving the optoelectronic component through the light matrix by means of the output unit, modulating (1090) irradiated light beam through the optoelectronic component and at least partially reflecting the light beam in the direction of at least one projection optics, - projecting (1100) of the modulated light beam through the at least one projection optics and forming a light image in front of the vehicle.
Description
Beschreibungdescription
VERFAHREN ZUR ERZEUGUNG EINER LICHTVERTEILUNG VOR EINEM FAHRZEUGMETHOD FOR PRODUCING A LIGHT DISTRIBUTION BEFORE A VEHICLE
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Lichtverteilung vor einem Fahrzeug.The invention relates to a method for generating a light distribution in front of a vehicle.
[0002] Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung vor einem Fahrzeug, insbesondere einen Fahrzeugscheinwerfer, in der die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführbar sind.In addition, the invention relates to a device for generating a light distribution in front of a vehicle, in particular a vehicle headlight, in which the method steps according to the invention are executable.
[0003] Ferner betrifft die Erfindung eine Baugruppe zur Erzeugung einer Lichtverteilung vor einem Fahrzeug, insbesondere einen Fahrzeugscheinwerfer, in der die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführbar sind.Furthermore, the invention relates to an assembly for generating a light distribution in front of a vehicle, in particular a vehicle headlamp, in which the method steps according to the invention are executable.
[0004] Bei der Entwicklung der gegenwärtigen Scheinwerfersysteme steht immer mehr der Wunsch im Vordergrund, ein möglichst hochaufgelöstes Lichtbild auf die Fahrbahn projizieren zu können, das rasch geändert und den jeweiligen Verkehrs-, Straßen- und Lichtbedingungen angepasst werden kann. Der Begriff „Fahrbahn“ wird hier zur vereinfachten Darstellung verwendet, denn selbstverständlich hängt es von den örtlichen Gegebenheiten ab, ob sich ein Lichtbild tatsächlich auf der Fahrbahn befindet oder auch darüber hinaus erstreckt.In the development of the current headlamp systems is increasingly the desire in the foreground to be able to project a high-resolution as possible light image on the road, which can be changed quickly and adapted to the respective traffic, road and lighting conditions. The term "roadway" is used here for a simplified representation, because of course it depends on the local conditions, whether a photograph is actually on the road or even beyond.
[0005] Prinzipiell wird das Lichtbild im hier verwendeten Sinn anhand einer Projektion auf eine vertikale Fläche entsprechend der einschlägigen Normen, die sich auf die KFZ-Beleuchtungs-technik beziehen, definiert. Ferner soll das erzeugte Lichtbild an unterschiedliche Verkehrssituationen anpassbar sein.In principle, the photograph is used in the sense used here on the basis of a projection on a vertical surface according to the relevant standards, which relate to the automotive lighting technology defined. Furthermore, the generated light image should be adaptable to different traffic situations.
[0006] Es wurden unter anderem Scheinwerfer entwickelt, in denen eine variabel ansteuerbare Reflektorfläche aus einer Mehrzahl von Mikrospiegeln gebildet ist und auf gewählte Bereiche eine Lichtemission, die von einer Lichtquelleneinheit erzeugt wird, in Abstrahlrichtung des Scheinwerfers reflektiert. Derartige Leuchteinrichtungen sind im Fahrzeugbau wegen ihrer sehr flexiblen Lichtfunktionen vorteilhaft, da für unterschiedliche Leuchtbereiche die Beleuchtungsstärke individuell geregelt werden kann und beliebige Lichtfunktionen mit unterschiedlichen Lichtverteilungen realisiert werden können, wie beispielsweise eine Abblendlicht-Lichtverteilung, eine Abbiegelicht-Lichtverteilung, eine Stadtlicht-Lichtverteilung, eine Autobahnlicht-Lichtvertei-lung, eine Kurvenlicht-Lichtverteilung, eine Fernlicht-Lichtverteilung, eine Zusatzfernlicht-Licht-verteilung oder zur Ausbildung von blendfreiem Fernlicht (auch bekannt als Adaptive Driving Beam Headlighting System, ADB).Among other things, headlamps have been developed in which a variably controllable reflector surface is formed from a plurality of micromirrors and on selected areas a light emission, which is generated by a light source unit, reflected in the emission direction of the headlamp. Such lighting devices are advantageous in vehicle because of their very flexible lighting functions, since the illumination intensity can be controlled individually for different lighting areas and any light functions can be realized with different light distributions, such as a low beam light distribution, a cornering light distribution, a city light distribution, a Highway light distribution, cornering light distribution, high beam distribution, auxiliary high beam distribution, or the formation of glare-free high beam (also known as Adaptive Driving Beam Headlighting System, ADB).
[0007] Für die Mikrospiegelanordnung kommt die sogenannte Digital Light Processing (DLP®) Projektionstechnik zur Anwendung, bei der Bilder dadurch erzeugt werden, dass ein digitales Bild auf einen Lichtstrahl aufmoduliert wird. Dabei wird durch eine rechteckige Anordnung von beweglichen Mikrospiegeln, auch als Pixel bezeichnet, der Lichtstrahl in Teilbereiche zerlegt und anschließend pixelweise entweder in den Projektionsweg hinein oder aus dem Projektionsweg hinaus reflektiert. Basis für diese Technik bildet ein elektronisches Bauteil, das eine Anordnung von Mikrospiegeln in Form einer Matrix von Spiegeln und deren Ansteuerungstechnik enthält und als „Digital Micromirror Device“ (DMD) bezeichnet wird. Bei einem DMD-Mikrosystem handelt es sich um einen Flächenlichtmodulator (Spatial Light Modulator, SLM), der aus matrixförmig angeordneten Mikrospiegelaktoren, das heißt verkippbaren spiegelnden Flächen besteht, beispielsweise mit einer Kantenlänge von etwa 16 pm oder auch darunter. Die Spiegelflächen sind derart konstruiert, dass sie durch die Einwirkung elektrostatischer Felder beweglich sind. Jeder Mikrospiegel ist in seinem Kippwinkel einzeln verstellbar und weist in der Regel zwei stabile Endzustände auf, zwischen denen innerhalb einer Sekunde bis zu 5000 mal gewechselt werden kann. Die einzelnen Mikrospiegel können jeweils beispielsweise durch eine Pulsweiten-Modulation (PWM) angesteuert werden, um in der Hauptstrahlrichtung der DMD-Anordnung weitere Zustände der Mikrospiegel abzubilden, deren zeitlich gemittelte Reflektivität zwischen den beiden stabilen Zuständen des DMD liegt. Die Anzahl der Spiegel entspricht der Auflösung des projizierten Bilds, wobei ein Spiegel ein oder mehrere Pixel darstellen kann.For the micromirror arrangement, the so-called digital light processing (DLP®) projection technology is used, in which images are generated in that a digital image is modulated onto a light beam. In this case, the light beam is divided into partial areas by a rectangular arrangement of movable micromirrors, also referred to as pixels, and then reflected pixelwise, either into the projection path or out of the projection path. The basis for this technique is an electronic component that contains an array of mirrors in the form of a matrix of mirrors and their driving technique and is referred to as "Digital Micromirror Device" (DMD). A DMD microsystem is a spatial light modulator (SLM) which consists of matrix-shaped micromirror actuators, that is to say tiltable reflecting surfaces, for example with an edge length of approximately 16 μm or even below. The mirror surfaces are designed to be movable by the action of electrostatic fields. Each micromirror is individually adjustable in its tilt angle and usually has two stable end states, between which can be changed within a second up to 5000 times. The individual micromirrors can each be controlled, for example, by a pulse width modulation (PWM) in order to image further states of the micromirrors in the main beam direction of the DMD arrangement whose time-averaged reflectivity lies between the two stable states of the DMD. The number of mirrors corresponds to the resolution of the projected image, where a mirror can represent one or more pixels.
Mittlerweile sind DMD-Chips mit hohen Auflösungen im Megapixel-Bereich erhältlich. Den verstellbaren Einzelspiegeln zugrunde liegende Technologie ist die Micro-Electro-Mechanical-Systems-(MEMS) Technologie.Meanwhile, DMD chips with high resolutions in the megapixel range are available. The underlying technology for adjustable mirrors is Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) technology.
[0008] Während die DMD-Technologie zwei stabile Spiegel-Zustände aufweist, und durch Modulation zwischen beiden stabilen Zuständen der Reflexionsfaktor eingestellt werden kann, weist die „Analog Micromirror Device“ (AMD) Technologie die Eigenschaft auf, dass die Einzelspiegel in variablen Spiegelpositionen eingestellt werden können, die dort jeweils in einem stabilen Zustand sind.While the DMD technology has two stable mirror states, and by modulation between both stable states, the reflection factor can be set, the "Analog Micromirror Device" (AMD) technology has the property that the individual mirrors are set in variable mirror positions can be, which are there in a stable state.
[0009] Die EP 1 433 655 A2 zeigt einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle, einer Mikrospiegelanordnung und einer Projektionsoptik, sowie einer Steuerung und mehreren Sensoren. Die Steuerung steuert abhängig von Umweltbedingungen, welche von den Sensoren erfasst werden, verschiedene Lichtverteilungen an.EP 1 433 655 A2 shows a headlight for motor vehicles with a light source, a micromirror arrangement and a projection optics, as well as a controller and a plurality of sensors. The controller controls different light distributions depending on environmental conditions detected by the sensors.
[0010] Die US 2002196636 A1 und die EP 2 965 946 A2 zeigen ebenfalls jeweils Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle, einer Mikrospiegelanordnung und einer Projektionsoptik, welche durch eine entsprechende Ansteuerung der Mikrospiegelanordnung unterschiedliche Lichtverteilungen in Abhängigkeit von Umweltbedingungen erzeugen können.US 2002196636 A1 and EP 2 965 946 A2 likewise each show headlights for motor vehicles with a light source, a micromirror arrangement and a projection optical unit, which can generate different light distributions as a function of environmental conditions by a corresponding control of the micromirror arrangement.
[0011] In einem ersten Aspekt kann es bei der Fahrt mit einem Fahrzeug durch Einfluss der Witterung zu unerwünschten Effekten kommen, indem emittiertes Scheinwerferlicht im Bereich unmittelbar vor dem Fahrzeug an Niederschlag, wie beispielsweise Regentropfen oder Schneeflocken, in Richtung der Fahrerin des Fahrzeugs zurück reflektiert wird und es zu einer optischen Reizung des Auges kommen kann, die zur Ermüdung und sogar zu einer Blendung der Fahrerin führen kann.In a first aspect, when driving with a vehicle, adverse effects may occur due to the influence of the weather, in that emitted headlight light in the area directly in front of the vehicle is reflected back to precipitation, such as raindrops or snowflakes, in the direction of the driver of the vehicle and can lead to visual irritation of the eye, which can lead to fatigue and even dazzling the driver.
[0012] Eine Lösung zur Reduktion dieses störenden Effekts wird in „Programmable Automotive Headlights“, R. Tamburo, E. Nurvitadhi, A. Chugh, M. Chen, A. Rowe, T. Kanade and S. G. Narasimhan, European Conference of Computer Vision (ECCV), 2014, oder in „Fast Reactive Illumination through Rain and Snow”, R. de Charette, R. Tamburo, P. Barnum, A. Rowe, T. Kanade and S. G. Narasimhan, IEEE International Conference on Computational Photography (ICCP), April 2012, vorgeschlagen. Den technisch aufwendigen und raffinierten Lösungen steht jeweils ein beträchtlicher Aufwand in der Realisierung komplexer Berechnungsverfahren und die hierfür benötigte, leistungsfähige Computer-Hardware entgegen, was zu sehr hohen Kosten für Entwicklung, Produktion, Montage und Wartung führen kann, zusätzlichen einen hohen Platzbedarf innerhalb des Fahrzeugs erfordern kann, sowie zu einem höheren Fahrzeuggewicht führen kann, und darüber hinaus negative Auswirkungen auf den Treibstoff- oder Energieverbrauch haben kann.A solution to reduce this interfering effect is described in "Programmable Automotive Headlights", R. Tamburo, E. Nurvitadhi, A. Chugh, M. Chen, A. Rowe, T. Kanade and SG Narasimhan, European Conference of Computer Vision (ECCV), 2014, or "Fast Reactive Illumination" by Rain and Snow, R. de Charette, R. Tamburo, P. Barnum, A. Rowe, T. Kanade and SG Narasimhan, IEEE International Conference on Computational Photography (ICCP ), April 2012. The technically complex and sophisticated solutions is in each case a considerable effort in the realization of complex calculation methods and the required for this powerful computer hardware, which can lead to very high costs for development, production, installation and maintenance, additional high space requirements within the vehicle may lead to a higher vehicle weight and, moreover, may have a negative impact on fuel or energy consumption.
[0013] In einem zweiten Aspekt können Scheinwerfer, die auf der DMD-Technologie basieren, eine beschränkte Lebensdauer aufweisen, was häufig in Zusammenhang mit einer hohen Temperaturempfindlichkeit der DMD-Technologie steht.In a second aspect, headlamps based on the DMD technology can have a limited lifetime, which is often associated with high temperature sensitivity of the DMD technology.
[0014] Es ist Aufgabe der Erfindung die genannten Nachteile zu überwinden.It is an object of the invention to overcome the disadvantages mentioned.
[0015] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, indem folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: [0016] - Erzeugen eines Lichtstrahlbündels durch zumindest eine Lichtquelle, [0017] - Abstrahlen des Lichtstrahlbündels in Richtung eines optoelektronischen Bauteils, das eine steuerbare Anordnung von mehreren, individuell verstellbaren optoelektronischen Elementen in Form einer zweidimensionalen Matrix umfasst, [0018] - Auswählen einer in einem Datenspeicher gespeicherten Lichtverteilung, mittels einer Auswahleinheit und Abrufen der Lichtverteilung aus dem Datenspeicher, [0019] - Erfassen [0020] - einer Umgebungstemperatur zu einem Temperaturparameter, und/ oder [0021] - eines Niederschlags zu einem Niederschlagsintensitätsparameter und/ oder einem Niederschlagsgrößenparameter, [0022] - Bestimmen der Temperatur-, Niederschlagsintensitäts-, Niederschlagsgrößen-Para-meter als zumindest ein Parameter, [0023] - Definieren einer Überlagerungsfunktion aus dem zumindest einem Parameter, [0024] - Überlagern der Lichtverteilung mit der Überlagerungsfunktion zu einer Lichtmatrix , [0025] - Ansteuern des optoelektronischen Bauteils, durch die Lichtmatrix mittels der Ausgabeeinheit, vorzugsweise nach einer Konvertierung der Lichtmatrix in ein entsprechendes Videosignal, [0026] - Modulieren des eingestrahlten Lichtstrahlbündels durch das optoelektronische Bauteil, und zumindest teilweises Reflektieren des Lichtstrahlbündels in Richtung zumindest einer Projektionsoptik, [0027] - Projizieren des modulierten Lichtstrahlbündels durch die zumindest eine Projektionsoptik, und Ausbilden eines Lichtbilds vor dem Fahrzeug.[0015] The object is achieved by a method of the type mentioned at the outset by carrying out the following method steps: generating a light beam through at least one light source, emitting the light beam in the direction of an optoelectronic component, comprising a controllable arrangement comprising a plurality of individually adjustable optoelectronic elements in the form of a two-dimensional matrix, selecting a light distribution stored in a data memory by means of a selection unit and retrieving the light distribution from the data memory, detecting an ambient temperature to one Temperature parameters, and / or [0021] - a precipitation to a precipitation intensity parameter and / or a precipitation size parameter, - determining the temperature, precipitation intensity, precipitation parameter as at least one parameter, - defining a superposition function on from the at least one parameter, superposition of the light distribution with the superimposition function into a light matrix, activation of the optoelectronic component by the light matrix by means of the output unit, preferably after conversion of the light matrix into a corresponding video signal, [0026] FIG ] - modulating the irradiated light beam through the optoelectronic component, and at least partially reflecting the light beam in the direction of at least one projection optics, - projecting the modulated light beam through the at least one projection optics, and forming a light image in front of the vehicle.
[0028] Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass bei der Fahrt mit einem Fahrzeug bei Nutzung von Fahrzeugscheinwerfern unter Einfluss der Witterung ein besserer optischer Eindruck für den Fahrer des Fahrzeugs auftritt. Mit anderen Worten kann eine Ermüdung der Augen oder eine Blendung des Fahrers deutlich reduziert werden, indem deutlich weniger emittiertes Scheinwerferlicht im Bereich unmittelbar vor dem Fahrzeug an Niederschlag, wie beispielsweise Regentropfen oder Schneeflocken, in Richtung der Fahrerin des Fahrzeugs zurück reflektiert wird. Gegenüber dem Stand der Technik wir dies unter erheblich geringerem Aufwand, als bisher bekannt, erreicht. Folglich ergeben sich große Vorteile hinsichtlich Kosten für Entwicklung, Produktion, Montage und Wartung.The inventive method ensures that when driving with a vehicle when using vehicle headlamps under the influence of weather, a better visual impression for the driver of the vehicle occurs. In other words, eye fatigue or dazzling of the driver can be significantly reduced by reflecting significantly less emitted headlight in the area immediately in front of the vehicle to precipitation, such as raindrops or snowflakes, back towards the driver of the vehicle. Compared to the prior art, we achieved this under considerably less effort than previously known. Consequently, there are great advantages in terms of development, production, assembly and maintenance costs.
[0029] Außerdem kann der Platzbedarf innerhalb des Fahrzeugs und das Fahrzeuggewicht reduziert werden, was günstige Auswirkungen auf den Treibstoff- oder Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs haben kann.In addition, the space required within the vehicle and the vehicle weight can be reduced, which can have beneficial effects on the fuel or energy consumption of the motor vehicle.
[0030] Es ist günstig, wenn beim Erfassen außerdem eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Geschwindigkeitsparameter erfasst wird, welcher beim Bestimmen des zumindest einen Parameters berücksichtigt wird.It is favorable if, during the detection, a vehicle speed is also detected to a speed parameter, which is taken into account when determining the at least one parameter.
[0031] Es ist ferner günstig, beim Definieren einer Überlagerungsfunktion außerdem ein Tastgrad für die Ansteuerung und Modulation der Spiegel des optoelektronischen Bauteils berücksichtigt wird.It is also favorable, when defining a superimposition function also a duty cycle for the control and modulation of the mirror of the optoelectronic device is taken into account.
[0032] In einem weiteren Aspekt kann es bei einer zu hohen durchschnittlichen Betriebstemperatur zu Ausfällen einzelner oder mehrerer Mikrospiegel kommen. Ein in diesem Zusammenhang auftretender Effekt ist der sogenannte „Hinge-Memory-Effect“ (HME), der die Lebensdauer eines DMD-Bauteils ungünstig beeinflusst 1234. Tabelle 1 zeigt den Einfluss von Tastgrad und 1 M.R. Douglass, “Lifetime Estimates and Unique Failure Mechanisms of the Digital Micromirror Device (DMD)”, 36th Annual International Reliability Physics Symposium, Reno, Nevada (1998) 2 A.B. Sontheimer, “Digital Micromirror Device (DMD) Hinge Memory Lifetime Reliability Modeling”, 40th Annual International Reliability Physics Symposium, Dallas, Texas (2002) 3 A.B. Sontheimer, “Effects of Operating Conditions on DMD Hinge Memory Lifetime”, 41 st Annual International Reliability Physics Symposium, Dallas, Texas (2003) 4 S.J. Jacobs et al., “Hermicity and Stiction in MEMS Packaging”, 40th Annual International Reliability Physics Symposium, Dallas, Texas (2002)In a further aspect, at too high an average operating temperature, single or multiple micromirror failures may occur. An effect that occurs in this context is the so-called Hinge Memory Effect (HME), which adversely affects the lifetime of a DMD device 1234. Table 1 shows the influence of duty cycle and 1 M.R. Douglass, "Lifetime Estimates and Unique Failure Mechanisms of the Digital Micromirror Device (DMD)", 36th Annual International Reliability Physics Symposium, Reno, Nevada (1998) 2 A.B. Sontheimer, "Digital Micromirror Device (DMD) Hinge Memory Lifetime Reliability Modeling", 40th Annual International Reliability Physics Symposium, Dallas, Texas (2002) 3 A.B. Sontheimer, "Effects of Operating Conditions on DMD Hinge Memory Lifetime," 41st Annual International Reliability Physics Symposium, Dallas, Texas (2003) 4 S.J. Jacobs et al., "Hermicity and Stiction in MEMS Packaging," 40th Annual International Reliability Physics Symposium, Dallas, Texas (2002)
Betriebstemperatur auf die Lebensdauer, die durch den HME beeinträchtigt wird. Es ist erkennbar, dass Temperaturen über etwa 70°C vermieden werden sollten und der Tastgrad dementsprechend gewählt werden sollte.Operating temperature on the life, which is affected by the HME. It can be seen that temperatures above about 70 ° C should be avoided and the duty cycle should be chosen accordingly.
[0033] In der Tabelle 1 werden folgende Bezeichnungen für bestimmte Bereiche der mittleren Lebensdauer eines DMD-Bauteils, die durch dem HME mit bestimmt wird, verwendet:In Table 1, the following terms are used for certain ranges of the average life of a DMD component, which is determined by the HME:
Sehr lang: > 4,000 StundenVery long:> 4,000 hours
Lang: 2,001 - 4,000 StundenLong: 2,001 - 4,000 hours
Mittel: 1,000 - 2,000 StundenMedium: 1,000 - 2,000 hours
Kurz: < 1,000 Stunden [0034] Für Temperaturen T1 - T9 besteht folgender Zusammenhang: T1 - T9 [°C]: T1<T2<T3<T4<T5< 70°C <T6<T7<T8<T9Short: <1.000 hours For temperatures T1 - T9 the following relationship exists: T1 - T9 [° C]: T1 <T2 <T3 <T4 <T5 <70 ° C <T6 <T7 <T8 <T9
[0035] Tabelle 1: Lebensdauer durch Hinge Memory Effect (HME) [0036] Der HME ist vom Tastgrad der Mikrospiegel abhängig, wobei der Tastgrad durch Gleichung 1 und 2 definiert ist. Der Tastgrad ist das Verhältnis von eingeschaltetem zu ausgeschaltetem Zustand, das heißt zwischen einer ersten Mikrospiegelstellung und einer zweiten Mikrospiegelstellung. (Gleichung 1) (Gleichung 2)Hinge Memory Effect (HME) The HME is dependent on the duty cycle of the micromirrors, the duty cycle being defined by Equations 1 and 2. The duty cycle is the ratio of switched on to off, that is, between a first micromirror position and a second micromirror position. (Equation 1) (Equation 2)
wobei f ... Schaltfrequenz der Mikrospiegel, h ... Bildhöhe, hp ... Pixelhöhe, pv ... Anzahl der Pixel in vertikaler Richtung, ... Geschwindigkeit des Störobjekts (Niederschlagselement).where f ... switching frequency of the micromirror, h ... image height, hp ... pixel height, pv ... number of pixels in the vertical direction, ... velocity of the interfering object (precipitation element).
[0037] Speziell beim Einsatz von DMD-Bauteilen im automobilen Umfeld kann ein DMD-Bauteil durch sehr starke und helle Lichtquellen und/ oder durch hohe Umgebungstemperaturen stark erwärmt werden. Es ist vorteilhaft bei der Auslegung eines Kühlkonzepts den Tastgrad des DMD-Bauteils zu berücksichtigen. Dadurch können Scheinwerfer, die das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen, eine deutlich höhere Lebensdauer aufweisen.Especially when using DMD components in the automotive environment, a DMD component can be strongly heated by very strong and bright light sources and / or by high ambient temperatures. It is advantageous in the design of a cooling concept to consider the duty cycle of the DMD component. As a result, headlamps which use the method according to the invention can have a significantly longer service life.
[0038] Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren weiter entwickelt wird, indem das Überlagern der Lichtverteilung mit der Überlagerungsfunktion zur Lichtmatrix erfolgt, indem jedes Element der Überlagerungsfunktion jeweils mit einem Element der Lichtverteilung assoziiert wird und durch eine Transferfunktion transformiert wird, wobei die Transferfunktion vorzugsweise eine Operation einer Multiplikation oder Addition entspricht. Dadurch kann die Überlagerungsfunktion besonders einfach und kostengünstig realisiert werden. Es sind keine komplexen Berechnungen nötig, die beispielsweise eine Fließkomma-Recheneinheit erfordern, die die Systemkomplexität und die Kosten unnötig erhöhen würde. Grundsätzlich ist als Transferfunktion auch eine komplexere Operation oder Funktion möglich, wobei die Überlagerungsfunktion eine zur Transferfunktion inverse oder komplementäre Funktion umfasst, um bei der Ausführung der Operation in der Lichtmatrix bestimmte Bereiche in deren jeweiligen Betrag zu modifizieren, das heißt zu reduzieren, zu eliminieren oder zu erhöhen. Zusätzlich sind auch aus der Bildbearbeitung bekannte Matrizen-Filter einsetzbar, um beispielsweise bestimmte Details in der Lichtmatrix kontrastreicher oder schärfer auszuprägen. Unter zwei zueinander assoziierten Elementen versteht man in diesem Zusammenhang jeweils ein Element einer Überlagerungsfunktion, sowie jeweils ein Element einer Lichtverteilung, die beide an demselben Ort, beispielsweise demselben Pixel in einer Lichtmatrix, gelegen sind.It is particularly advantageous if the method is further developed by superimposing the light distribution with the overlay function to the light matrix by associating each element of the overlay function with an element of the light distribution and transforming them by a transfer function, wherein the transfer function preferably corresponds to an operation of multiplication or addition. As a result, the overlay function can be realized in a particularly simple and cost-effective manner. There is no need for complex calculations requiring, for example, a floating-point arithmetic unit that would unnecessarily increase system complexity and cost. Basically, as a transfer function, a more complex operation or function is possible, wherein the overlay function comprises a function inverse or complementary to the transfer function to modify, that is to reduce, eliminate or in the light matrix certain areas in their respective amount when performing the operation in the light matrix to increase. In addition, matrix filters known from image processing can also be used in order, for example, to make certain details in the light matrix more pronounced or sharper. In this context, two elements associated with one another are in each case an element of an overlay function, and in each case one element of a light distribution, which are both located at the same location, for example the same pixel in a light matrix.
[0039] Die Anzahl jener Elemente der Lichtmatrix, deren Werte nach der Transformation im Wesentlichen Null sind, liegt erfindungsgemäß zwischen 30% und 70%, bevorzugt zwischen 40% und 60%, besonders bevorzugt zwischen 45% und 55% der Gesamtanzahl der Elemente der Lichtmatrix. Durch diese Wahl wird erreicht, dass die gewünschte Beleuchtung durch einen entsprechenden Scheinwerfer den Beleuchtungsanforderungen für die Fahrt genügt, und außerdem ein erheblicher Teil an Niederschlagselementen nicht beleuchtet wird, wodurch unerwünschte Reflexionen reduziert werden können.According to the invention, the number of those elements of the light matrix whose values are essentially zero after the transformation is between 30% and 70%, preferably between 40% and 60%, particularly preferably between 45% and 55% of the total number of elements light matrix. This choice ensures that the desired illumination by a corresponding headlamp meets the lighting requirements for the ride, and also a significant portion of precipitation elements is not illuminated, whereby unwanted reflections can be reduced.
[0040] Die Werte der Elemente der Lichtmatrix, die nach der Transformation im Wesentlichen nicht Null sind, sind erfindungsgemäß in deren Betrag jeweils größer, als die Beträge der assoziierten Werte in der Lichtverteilung. Dadurch wird erreicht, dass die Gesamtbeleuchtung, also der Durchschnittswert der leuchtenden Pixel und der nichtleuchtenden Pixel, durch einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer in einem definierten Referenzabstand dieselbe durchschnittliche Helligkeit abgibt, wie ein konventioneller Scheinwerfer. Der Wert des jeweiligen Elements beträgt im Wesentlichen Null, wenn dieser deutlich unter dem ursprünglichen Helligkeits-Referenzwert desselben Elements, nämlich jenem bei vollflächiger Beleuchtung, liegt. Mit anderen Worten beträgt der Wert sinngemäß auch dann Null, wenn er beispielsweise 50% oder auch 10% unter dem Helligkeits-Referenzwert liegt.According to the invention, the values of the elements of the light matrix which are substantially nonzero after the transformation are each greater in their magnitude than the amounts of the associated values in the light distribution. It is thereby achieved that the overall illumination, that is to say the average value of the luminous pixels and the non-luminous pixels, emits the same average brightness by a headlight according to the invention at a defined reference distance as a conventional headlight. The value of the respective element is substantially zero if it is significantly below the original brightness reference value of the same element, namely that of full-surface illumination. In other words, the value is analogously zero, for example, if it is 50% or even 10% below the brightness reference value.
[0041] Zwischen der Anzahl jener Elemente der Lichtmatrix, deren Werte nach der Transformation im Wesentlichen Null sind und dem Tastgrad besteht insofern ein Zusammenhang, als dass alle Elemente über die Zeit und Abstrahlfläche im Mittelwert (gemessen in einer Ebene quer zur Leuchtrichtung des Fahrzeugscheinwerfers in einem Abstand innerhalb des Sichtbereichs vor dem Fahrzeug, bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 5 m vor dem Fahrzeug, beson ders bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 50 m vor dem Fahrzeug) dieselbe Helligkeit erzeugen sollen, wie ein konventioneller Scheinwerfer.Between the number of those elements of the light matrix whose values are substantially zero after the transformation and the duty cycle is a relationship in that all elements over the time and radiating surface in the average (measured in a plane transverse to the direction of illumination of the vehicle headlight in a distance within the field of vision in front of the vehicle, preferably in a range between 1 m and 5 m in front of the vehicle, particularly preferably in a range between 1 m and 50 m in front of the vehicle) should produce the same brightness as a conventional headlamp.
[0042] Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Überlagerungsfunktion ein statisches Projektionsmuster umfasst. Daraus ergibt sich eine besonders einfache und besonders kostengünstige Realisierungsmöglichkeit. Das statische Projektionsmuster kann dabei vorzugsweise ein streifenförmiges Muster, das als projiziertes Lichtbild einer Lichtverteilung vor dem Fahrzeug zeilenweise vertikal, spaltenweise horizontal oder schräg orientiert ist, oder ein schachbrettartiges Muster oder ein gleichmäßig verteiltes Zufallsmuster aufweisen.It is particularly advantageous if the overlay function comprises a static projection pattern. This results in a particularly simple and particularly cost-effective implementation possibility. In this case, the static projection pattern may preferably have a strip-shaped pattern, which is vertically oriented in rows, columns horizontally or obliquely as a projected light image of a light distribution in front of the vehicle, or a checkerboard-like pattern or a uniformly distributed random pattern.
[0043] Die Mustergröße des Projektionsmusters ist so bemessen, dass sie beispielsweise der durchschnittlichen Größe der Niederschlagselemente in einem Sichtabstand vor dem Fahrzeug entspricht. Üblicherweise beträgt der Sichtabstand der Niederschlagselemente, bei denen störende optische Reflexionen auftreten, in etwa 1 m bis 10 m.The pattern size of the projection pattern is dimensioned such that it corresponds, for example, the average size of the precipitation elements in a viewing distance in front of the vehicle. Usually, the viewing distance of the precipitation elements, in which disturbing optical reflections occur, in about 1 m to 10 m.
[0044] Da Niederschlagselemente statistisch gesehen in etwa gleichverteilt in Erscheinung treten, ist es günstig, wenn das Projektionsmuster ebenfalls gleichmäßig verteilt ist. Ein gleichmäßiges Projektionsmuster ist beispielsweise ein Schachbrettmuster, in dem sich die horizontalen und vertikalen Abschnitte beziehungsweise Muster in etwa in gleichen Abständen wiederholen.Since precipitation elements statistically appear approximately equally distributed in appearance, it is advantageous if the projection pattern is also uniformly distributed. A uniform projection pattern is, for example, a checkerboard pattern in which the horizontal and vertical sections or patterns repeat approximately at equal intervals.
[0045] Es ist günstig, wenn die Bestimmung der Überlagerungsfunktion zumindest eine Prädiktionsfunktion umfasst, die eine Trajektorie einer prädizierten Flugbahn jeweils eines hypothetischen, fallenden Niederschlagselements im Sichtbereich vor dem Fahrzeug umfasst. Dabei wird die Trajektorie aus dem Parameter berechnet und die Trajektorie ist in jedem ihrer Funktionswerte entlang deren Verlauf jeweils durch einen Verlaufsvektor definiert. Beruht die Bestimmung des Projektionsmusters, das heißt der Überlagerungsfunktion, auf den Flugbahnen beziehungsweise Trajektorien einzelner oder mehrerer Niederschlagselemente, so wird eine besonders günstige optische Wirkung auf das menschliche Auge des Fahrers erzielt.It is favorable if the determination of the overlay function comprises at least one prediction function which comprises a trajectory of a predicted trajectory of a hypothetical, falling precipitation element in the field of vision in front of the vehicle. In this case, the trajectory is calculated from the parameter and the trajectory is defined in each of its function values along its course in each case by a course vector. If the determination of the projection pattern, that is to say the overlay function, is based on the trajectories or trajectories of individual or several precipitation elements, a particularly favorable optical effect on the driver's human eye is achieved.
[0046] In einer Weiterbildung der Erfindung erweist es sich als besonders günstig, wenn entlang der Trajektorie eine zeitabhängige Modulationsfunktion, die durch eine Modulationsquelle definiert ist, bestimmt ist. Dabei bestimmen Zeitintervalle die Wiederholrate der Modulationsfunktion und die Abszisse der Modulationsfunktion erstreckt sich örtlich längs der Trajektorie. Vorzugsweise wird diese durch punktweise Multiplikation überlagert und eine dadurch die Überlagerungsfunktion in Form einer Lichtmodulationsfunktion gebildet ist. Als erfindungsgemäßes Ergebnis wird ein sehr angenehmer optischer Eindruck des Verfahrens auf den Betrachter erzielt, indem ein möglicher stroboskopartiger Effekt reduziert werden kann. Dieser Effekt kann auftreten, wenn bewegte Objekte zeitlich impulsartig beleuchtet werden und wenn die Impulsfolge eine so lange Periodendauer aufweist, dass dies das menschliche Auge wahrnehmen kann. Zusätzlich kann der stroboskopartige Effekt weiter reduziert werden, indem die Übergänge zwischen den Extremwerten der Modulationsfunktion nicht diskret, sondern mehr oder weniger sanft verlaufen. In jedem Fall sollte darauf geachtet werden, dass die Schaltfrequenz der Mikrospiegel hinreichend groß gewählt ist, um das menschliche Auge durch eine eventuell auftretende Flimmerwirkung des projizierten Lichtbilds möglichst wenig ermüden zu lassen.In one embodiment of the invention, it proves to be particularly advantageous if a time-dependent modulation function, which is defined by a modulation source, is determined along the trajectory. Time intervals determine the repetition rate of the modulation function and the abscissa of the modulation function extends locally along the trajectory. Preferably, this is superimposed by pointwise multiplication and thereby the overlay function is formed in the form of a light modulation function. As a result according to the invention, a very pleasant visual impression of the method is achieved for the observer, in that a possible stroboscopic effect can be reduced. This effect can occur when moving objects are pulsed in time and when the pulse sequence has such a long period of time that the human eye can perceive it. In addition, the stroboscopic effect can be further reduced by making the transitions between the extreme values of the modulation function not discrete, but more or less gentle. In any case, care should be taken that the switching frequency of the micromirrors is chosen to be sufficiently large to allow the human eye as little as possible to be fatigued by a possible flicker effect of the projected light image.
[0047] Zur weiteren Verbesserung des optischen Eindrucks auf den Betrachter ist es vorteilhaft, wenn bei der Überlagerung der Überlagerungsfunktion mit der Lichtverteilung der Betrag eines Funktionswerts der Lichtmodulationsfunktion an einem ersten Ort der Trajektorie zu einem ersten Zeitpunkt, dem Betrag eines Funktionswerts der Lichtmodulationsfunktion an einem zweiten Ort der Trajektorie zu einem vorhergehenden, zweiten Zeitpunkt entspricht. Der zweite Ort ist an jenem Ort gelegen, zu dem der am ersten Ort beginnende Verlaufsvektor im ersten Zeitpunkt zeigt. Dadurch wird ein Eindruck einer fließenden Bewegung der Lichtmodulationsfunktion entlang der Trajektorie erweckt, die als angenehm empfunden werden kann.To further improve the visual impression on the viewer, it is advantageous if in the superposition of the overlay function with the light distribution of the magnitude of a function value of the light modulation function at a first location of the trajectory at a first time, the amount of a function value of the light modulation function on a second location of the trajectory corresponds to a previous, second time. The second place is located in the place to which the first vector points in the first vector. This gives an impression of a fluid movement of the light modulation function along the trajectory, which can be perceived as pleasant.
[0048] Um den Berechnungsaufwand für die Trajektorie besonders gering zu halten, ist es vorteilhaft für geringe Kosten in der Realisierung, wenn die Trajektorie durch eine lineare Prädiktion prädiziert ist.In order to keep the calculation effort for the trajectory particularly low, it is advantageous for low costs in the realization if the trajectory is predicated on a linear prediction.
[0049] Ein optisch ansprechender Effekt durch ein besonders natürlich wirkendes Erscheinungsbild für den Betrachter wird erzielt, wenn die Trajektorie jeweils einen Anfang und jeweils ein Ende aufweist, wobei der Anfang an einer gedachten horizontalen Linie gelegen ist. Die Linie ist in einem Bereich gelegen, der einem oberen Bereich eines vor dem Fahrzeug ausgebildeten Lichtbilds, vorzugsweise der oberen Begrenzung des ausgebildeten Lichtbilds entspricht und dort den ersten Verlaufsvektor der Trajektorie aufweist und die Trajektorie weiter horizontal seitlich und/ oder vertikal nach unten zu deren Ende verläuft.A visually appealing effect by a particularly natural-looking appearance for the viewer is achieved when the trajectory each has a beginning and one end, the beginning is located on an imaginary horizontal line. The line is located in an area that corresponds to an upper area of a vehicle-formed light image, preferably the upper boundary of the formed light image and there has the first trajectory of the trajectory and the trajectory further horizontally laterally and / or vertically down to the end runs.
[0050] Eine kostengünstige Realisierung ist möglich, wenn die zumindest eine Lichtmodulationsfunktion eine Ein-/ Austastmodulation ist, die vorzugsweise in gleich lange Zeitintervalle unterteilt ist.A cost-effective implementation is possible if the at least one light modulation function is an input / output modulation, which is preferably divided into equally long time intervals.
[0051] Um den optischen Effekt für den Betrachter besonders ansprechend zu gestalten, ist es günstig, wenn die zumindest eine Lichtmodulationsfunktion eine im Wesentlichen sinusförmige Modulation ist, die vorzugsweise in gleich lange Zeitintervalle unterteilt ist. In diesem Zusammenhang bedeutet eine im Wesentlichen sinusförmige Modulation, dass der Verlauf der Modulation nicht exakt einer Sinus-Funktion entsprechen muss, sondern auch einen sinus-ähnlichen Verlauf aufweisen kann, wie beispielsweise zusammengesetzte Halbbögen. Der vorteilhafte Effekt liegt in einem sanften Übergang zwischen einem leuchtenden und einem nichtleuchtenden Bildbereich.To make the optical effect particularly appealing to the viewer, it is favorable if the at least one light modulation function is a substantially sinusoidal modulation, which is preferably subdivided into equally long time intervals. In this context, a substantially sinusoidal modulation means that the course of the modulation need not exactly correspond to a sine function, but may also have a sinusoidal profile, such as composite half-arcs. The beneficial effect is a smooth transition between a luminous and a non-luminous image area.
[0052] Außerdem ist es vorteilhaft, um einen günstigen optischen Effekt für den Betrachter zu erzeugen, wenn die Lichtmodulationsfunktion aus einer zeitabhängige zweidimensionale Funktion, insbesondere aus einem Polynom gebildet werden kann, wobei der Funktionswert des Polynoms in Betrag und Steigung in den Schnittpunkten von zumindest einer geschnittenen Trajektorie im Wesentlichen dem Funktionswert der Normalen der Trajektorien zum selben Zeitpunkt in Betrag und Steigung entspricht. Dadurch kann ein optisch angenehmer Eindruck für den Betrachter entstehen. In diesem Zusammenhang bedeutet eine im Wesentliche Übereinstimmung beider Funktionswerte in Betrag und Steigung, dass beispielsweise durch Verwendung einer Interpolationsfunktion der Betrag und die Steigung angeglichen werden können, um einen verbesserten Kurvenverlauf eines Polynoms zu erreichen, beispielsweise hinsichtlich einer niedrigeren Ordnung des Polynoms, was zu einem reduzierten Berechnungsaufwand bei der Berechnung des Polynoms führen kann.Moreover, it is advantageous to produce a favorable optical effect for the viewer, if the light modulation function can be formed of a time-dependent two-dimensional function, in particular of a polynomial, wherein the function value of the polynomial in magnitude and slope in the intersections of at least a cut trajectory substantially corresponds to the function value of the normal of the trajectories at the same time in magnitude and slope. This can create a visually pleasing impression for the viewer. In this context, a substantial correspondence of both function values in magnitude and slope means that, for example, by using an interpolation function, the magnitude and the slope can be adjusted to achieve an improved curve of a polynomial, for example with respect to a lower order of the polynomial, resulting in a reduced computational effort in the calculation of the polynomial can lead.
[0053] Der optische Effekt für den Betrachter kann weiter verbessert werden, indem zur Bestimmung der Polynome Annäherungsfunktionen, vorzugsweise Spline- oder Bezier-Interpola-tionen, herangezogen werden.The optical effect for the viewer can be further improved by using approximation functions, preferably spline or Bezier interpolations, to determine the polynomials.
[0054] Dabei ist es günstig, wenn die Polynome höchstens einen Grad von Zwei aufweisen, um den Aufwand zu deren Berechnung gering zu halten.It is advantageous if the polynomials have at most a degree of two in order to keep the cost of their calculation low.
[0055] Ein besonders homogener Eindruck des optischen Effekts für den Betrachter wird erreicht, wenn die Größe von Musterdetails, die beispielsweise Schneeflocken oder Regentropfen beleuchten oder nicht eben beleuchten sollen, im Projektionsmuster von dem Parameter abhängt, gemessen in einer Ebene quer zur Leuchtrichtung des Fahrzeugscheinwerfers in einem Abstand innerhalb des Sichtbereichs vor dem Fahrzeug.A particularly homogeneous impression of the visual effect for the viewer is achieved when the size of pattern details that illuminate or not even illuminate, for example, snowflakes or raindrops in the projection pattern depends on the parameter, measured in a plane transverse to the direction of illumination of the vehicle headlight at a distance within the field of vision in front of the vehicle.
[0056] Der Abstand liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 5 m vor dem Fahrzeug, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 50 m vor dem Fahrzeug.The distance is preferably in a range between 1 m and 5 m in front of the vehicle, more preferably in a range between 1 m and 50 m in front of the vehicle.
[0057] Der Parameter entspricht bevorzugt dem Niederschlagsgrößenparameter und ist besonders bevorzugt um zumindest den Faktor drei größer als der Niederschlagsgrößenparameter.The parameter preferably corresponds to the precipitation size parameter and is particularly preferably larger by at least a factor of three than the precipitation parameter.
[0058] Die Aufgabe wird außerdem durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung vor einem Fahrzeug, insbesondere ein Scheinwerfer, gelöst, in der die genannten Verfahrensschritte ausführbar sind.The object is also achieved by a device according to the invention for generating a light distribution in front of a vehicle, in particular a headlight, in which said method steps are executable.
[0059] Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es günstig, wenn die steuerbare Anordnung von mehreren, individuell verstellbaren optoelektronischen Elementen des optoelektronischen Bauteils eingerichtet ist, mit einer Schaltfrequenz angesteuert zu werden, die von demIn a device according to the invention, it is advantageous if the controllable arrangement of a plurality of individually adjustable optoelectronic elements of the optoelectronic component is set up to be controlled with a switching frequency which is determined by the
Parameter abhängt, wobei die Schaltfrequenz bevorzugt zwischen 100 Hz und 1500 Hz liegt. Innerhalb der genannten Grenzen sind Bauteile kommerziell verfügbar, sodass eine kostengünstige Realisierung erreicht werden kann. Die untere Grenze sorgt für ein für den Betrachter flimmerfrei wirkendes Bild.Parameter dependent, wherein the switching frequency is preferably between 100 Hz and 1500 Hz. Within the limits mentioned, components are commercially available, so that a cost-effective implementation can be achieved. The lower border ensures a flicker-free image for the viewer.
[0060] Außerdem ist es günstig, wenn der Tastgrad in Abhängigkeit einer Soll-Betriebstemperatur des optoelektronischen Bauteils so eingestellt ist, dass er größer oder gleich dem Wert 0,5 ist. Dies kann dazu führen, dass eine besonders hohe Lebensdauer des optoelektronischen Bauteils erreicht werden kann, was insbesondere für Anwendungen im Automobilbereich wichtig ist.In addition, it is advantageous if the duty cycle is set in dependence on a desired operating temperature of the optoelectronic device so that it is greater than or equal to the value 0.5. This can lead to a particularly long service life of the optoelectronic component being achieved, which is particularly important for applications in the automotive sector.
[0061] Zudem ist es vorteilhaft, wenn ein Mittel zur Erfassung der Umgebungstemperatur ein Temperatursensor des Fahrzeugs oder ein Telekommunikationsmittel zum Empfangen eines Temperaturwertes, der für den geographischen Ort des Fahrzeugs vorzugsweise von einem elektronischen Dienst bestimmt ist, und durch den elektronischen Dienst bereitgestellt ist, umfasst ist.In addition, it is advantageous if a means for detecting the ambient temperature, a temperature sensor of the vehicle or a telecommunications means for receiving a temperature value, which is determined for the geographical location of the vehicle, preferably from an electronic service, and provided by the electronic service, is included.
[0062] Ferner ist es günstig, wenn ein Mittel zur Erfassung des Niederschlags ein Regensensor beispielsweise eines Fahrzeugscheibenwischer-Systems oder ein videobasiertes Kamerasystem eines Fahrzeugs, vorzugsweise ein Fahrerassistenzsystem ist, umfasst ist.Furthermore, it is favorable if a means for detecting the precipitation is a rain sensor, for example of a vehicle windshield wiper system or a video-based camera system of a vehicle, preferably a driver assistance system.
[0063] Außerdem ist es günstig, wenn ein Mittel zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Tachometer eines Fahrzeuges oder ein videobasiertes Kamerasystem eines Fahrzeugs, vorzugsweise ein Fahrerassistenzsystem ist, umfasst ist.Moreover, it is favorable if a means for detecting the vehicle speed is a tachometer of a vehicle or a video-based camera system of a vehicle, preferably a driver assistance system is included.
[0064] Es ist besonders vorteilhaft, wenn das optoelektronische Bauteil ein DMD Digital Micro-mirror Device ist, da kommerzielle Bauteile verfügbar sind, sodass eine kostengünstige Realisierung erreicht werden kann.It is particularly advantageous if the optoelectronic component is a DMD digital micro-mirror device, since commercial components are available, so that a cost-effective implementation can be achieved.
[0065] Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Lichtquelle zumindest eine Leuchtdiode, vorzugsweise eine Hochstrom- oder Power-LED, oder zumindest eine Laserdiode umfasst. Dadurch kann eine effiziente Ausführung und kleine Bauform der Vorrichtung erreicht werden.It is particularly advantageous if the light source comprises at least one light emitting diode, preferably a high current or power LED, or at least one laser diode. This allows an efficient design and small size of the device can be achieved.
[0066] Eine Weiterbildung der Erfindung bildet eine Baugruppe, umfassend zumindest eine vorgenannte Vorrichtung, wobei die Baugruppe ein in einem Fahrzeug montierbares Scheinwerferbauteil bildet. Die Baugruppe kann ferner beispielsweise ein Scheinwerfergehäuse umfassen und ist in einem Fahrzeug montierbar. Somit ist eine einfache Montage und Wartung für die Vorrichtung in einem Fahrzeug gewährleistet.A further development of the invention forms an assembly comprising at least one aforementioned device, wherein the assembly forms a headlight component which can be mounted in a vehicle. The assembly may further include, for example, a headlight housing and is mountable in a vehicle. Thus, a simple assembly and maintenance of the device is ensured in a vehicle.
[0067] Die Erfindung und deren Vorteile werden im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Die Zeichnungen zeigen in [0068] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren, [0069] Fig. 2 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit Niederschlag und konventionellem Scheinwerfer, [0070] Fig. 3 eine Seitenansicht des Fahrzeugs mit Niederschlag und einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer, [0071] Fig. 4 eine Detailansicht des Sichtbereichs mit eingezeichneten Segmenten in der Beleuchtung nach der Erfindung, [0072] Fig. 5 die Detailansicht des Sichtbereichs mit erfindungsgemäß segmentierter Beleuchtung, [0073] Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung eines Fahrzeugscheinwerfers nach der Erfindung, [0074] Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung eines Fahrzeugscheinwerfers nach der Erfindung, [0075] Fig. 8 eine Ansicht von vorne auf ein optoelektronisches Bauteil mit einer vergrößerten Detaildarstellung enthaltener optoelektronischer Elemente, [0076] Fig. 9 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers, [0077] Fig. 10 eine Momentaufnahme von Niederschlag vor einem stehenden Fahrzeug aus Sicht des Fahrers, [0078] Fig. 11 eine Momentaufnahme von Niederschlag vor einem sich bewegenden Fahrzeug aus Sicht des Fahrers, [0079] Fig. 12 ein Funktionsschaltbild eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers, [0080] Fig. 13 ein Zeitdiagramm zur Ansteuerung von Mikrospiegeln, [0081] Fig. 14 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Überlagerungsfunktion, [0082] Fig. 15 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Überlagerungsfunktion, [0083] Fig. 16 ein optoelektronischen Bauteil mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Überlagerungsfunktion in einem ersten Zeitpunkt, [0084] Fig. 17 das optoelektronische Bauteil nach Fig. 16 in einem zweiten Zeitpunkt, [0085] Fig. 18 das optoelektronische Bauteil nach Fig. 16 in einem vergrößerten Bildausschnitt, [0086] Fig. 19 ein optoelektronischen Bauteil mit einer zellenförmige Überlagerungsfunktion in einem ersten Zeitpunkt als viertes Ausführungsbeispiel, [0087] Fig. 20 das optoelektronischen Bauteil mit der zellenförmigen Überlagerungsfunktion nach Fig. 19 in einem zweiten Zeitpunkt.The invention and its advantages are described in more detail below by means of non-limiting exemplary embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. 1 shows a method according to the invention, FIG. 2 shows a side view of a vehicle with precipitation and a conventional headlight, FIG. 3 shows a side view of the vehicle with precipitation and a headlight according to the invention, [0071] FIG. 4 shows a detailed view of the viewing area with segments shown in the illumination according to the invention, [0072] FIG. 5 shows the detail view of the viewing area with illumination segmented according to the invention, [0073] FIG. 6 shows a perspective view of a first embodiment of a device of a vehicle headlight according to FIG 7 shows a perspective view of a second embodiment of a device of a vehicle headlamp according to the invention; FIG. 8 shows a view from the front of an optoelectronic component with an enlarged detail of optoelectronic elements contained in FIG. 9. [0076] FIG a block diagram of an inventive Figure 10 is a snapshot of precipitation in front of a stationary vehicle as seen by the driver, Figure 11 is a snapshot of precipitation in front of a moving vehicle as seen by the driver, Figure 12 is a functional diagram 13 shows a timing diagram for driving micromirrors, FIG. 14 shows a first exemplary embodiment of an overlay function, FIG. 15 shows a second exemplary embodiment of an overlay function, [0083] FIG. 16 shows an optoelectronic component 17 shows the optoelectronic component according to FIG. 16 at a second time, FIG. 18 shows the optoelectronic component according to FIG. 16 in an enlarged detail, [0086] FIG. FIG. 19 shows an optoelectronic component with a cell-like superimposition function at a first point in time fourth exemplary embodiment, FIG. 20 shows the optoelectronic component with the cell-shaped superimposition function according to FIG. 19 at a second time.
[0088] Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 20 werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Insbesondere sind für die Erfindung bei einem Fahrzeugscheinwerfer wichtige Teile dargestellt, wobei klar ist, dass ein Fahrzeugscheinwerfer noch viele andere, nicht gezeigte Teile enthält, die einen sinnvollen Einsatz in einem Fahrzeug selbst ermöglichen. Der Übersichtlichkeit halber sind daher beispielsweise die Ansteuerungselektronik, weitere mechanische Elemente beziehungsweise Halterungen der des Fahrzeugscheinwerfers nicht gezeigt.Embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 20. In particular, important parts are shown for the invention in a vehicle headlamp, it being understood that a vehicle headlamp contains many other parts, not shown, which allow a meaningful use in a vehicle itself. For clarity, therefore, for example, the control electronics, other mechanical elements or brackets of the vehicle headlight are not shown.
[0089] Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 1000 zur Erzeugung einer Lichtverteilung vor einem Fahrzeug. Folgende Verfahrensschritte werden dabei ausgeführt: [0090] - Erzeugen 1010 eines Lichtstrahlbündels durch zumindest eine Lichtquelle 2, 12, [0091] - Abstrahlen 1020 des Lichtstrahlbündels in Richtung eines optoelektronischen Bauteils 7, 17, das eine steuerbare Anordnung von mehreren, individuell verstellbaren optoelektronischen Elementen 8 in Form einer zweidimensionalen Matrix umfasst, [0092] - Auswählen 1030 einer in einem Datenspeicher 10 gespeicherten Lichtverteilung 20, 21, 22 mittels einer Auswahleinheit 15 und Abrufen der Lichtverteilung 20 aus dem Datenspeicher 10, [0093] - Erfassen 1040 [0094] - einer Umgebungstemperatur 55 zu einem Temperaturparameter 51, und/ oder [0095] - eines Niederschlags 56 zu einem Niederschlagsintensitätsparameter 52 und/ oder einem Niederschlagsgrößenparameter 53, und/ oder [0096] - einer Fahrzeuggeschwindigkeit 57 zu einem Geschwindigkeitsparameter 52, [0097] - Bestimmen 1050 der Temperatur- 51, Niederschlagsintensitäts- 52, Niederschlagsgrößen- 53 und/ oder Geschwindigkeitsparameter 54 als zumindest ein Parameter 50, [0098] - Definieren 1060 einer Überlagerungsfunktion 71 aus [0099] - dem zumindest einem Parameter 50, und [00100] - einem Tastgrad 69 bei der Ansteuerung und Modulation der Spiegel des optoelektronischen Bauteils 7, 17, und [00101] - Überlagern 1070 der Lichtverteilung 20 mit der Überlagerungsfunktion 71 zu einer Lichtmatrix 80, [00102] - Ansteuern 1080 des optoelektronischen Bauteils 7, 17 durch die Lichtmatrix 80 mittels der Ausgabeeinheit 6, nach einer Konvertierung der Lichtmatrix 80 in ein entsprechendes Videosignal 81, [00103] - Modulieren 1090 des eingestrahlten Lichtstrahlbündels durch das optoelektronische Bauteil 7, 17 und zumindest teilweises Reflektieren des Lichtstrahlbündels in Richtung zumindest einer Projektionsoptik 4, 14, [00104] - Projizieren 1100 des modulierten Lichtstrahlbündels durch die zumindest eine Projektionsoptik 4, 14 und Ausbilden eines Lichtbilds vor dem Fahrzeug.FIG. 1 shows a method 1000 according to the invention for generating a light distribution in front of a vehicle. The following method steps are carried out: [0090] - Generating 1010 of a light beam through at least one light source 2, 12, [0091] emitting 1020 of the light beam in the direction of an optoelectronic device 7, 17, comprising a controllable arrangement of a plurality of individually adjustable optoelectronic elements 8 in the form of a two-dimensional matrix, selecting 1030 a light distribution 20, 21, 22 stored in a data memory 10 by means of a selection unit 15 and retrieving the light distribution 20 from the data memory 10, detecting 1040 [0094] an ambient temperature 55 to a temperature parameter 51, and / or [0095] - a precipitation 56 to a precipitation intensity parameter 52 and / or a precipitation parameter 53, and / or [0096] - a vehicle velocity 57 to a velocity parameter 52, [0097] - determining 1050 temperature 51, precipitation intensity 52, precipitation [0098] Defining 1060 an overlay function 71 from [0099] - the at least one parameter 50, and [00100] - a duty cycle 69 in driving and modulating the mirrors of FIG Optoelectronic device 7, 17, and [00101] - Overlay 1070 of the light distribution 20 with the overlay function 71 to a light matrix 80, - 1080 driving the optoelectronic device 7, 17 through the light matrix 80 by means of the output unit 6, after a conversion of Light matrix 80 in a corresponding video signal 81, [00103] - Modulating 1090 of the incident light beam through the optoelectronic component 7, 17 and at least partially reflecting the light beam in the direction of at least one projection optics 4, 14, [00104] - Projecting 1100 of the modulated light beam through the at least one projection optics 4, 14 and forming a light image in front of the vehicle.
[00105] Fig. 2 stellt ein Fahrzeug mit Scheinwerfern in einer Seitenansicht dar, wobei Niederschlag, beispielsweise durch Niederschlagselemente in Form von Regentropfen oder Schneeflocken, erkennbar ist.Fig. 2 shows a vehicle with headlamps in a side view, wherein precipitation, for example by precipitation elements in the form of raindrops or snowflakes, can be seen.
[00106] In Fig. 3 ist ein Fahrzeug mit Scheinwerfern in einer Seitenansicht gezeigt, wobei ein Bereich „Detail A“ eingezeichnet ist, in dem Licht durch die Niederschlagselemente reflektiert werden kann, was die Sicht des Fahrers in Fahrtrichtung ungünstig beeinflussen kann, wie beispielsweise durch eine optische Reizung des Auges, die zur Ermüdung und sogar zu einer Blendung des Fahrers führen kann.In Fig. 3, a vehicle with headlights is shown in a side view, wherein a region "detail A" is located, in which light can be reflected by the precipitation elements, which can adversely affect the driver's view in the direction of travel, such as by an optical irritation of the eye, which can lead to fatigue and even dazzling the driver.
[00107] Fig. 4 zeigt vergrößert das Detail A aus der Fig. 3 und stellt eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, die das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, mit eingezeichneten Licht-Segmenten dar. Durch ein Projektionssystem wird Licht zeilenweise abgestrahlt und das Licht durch das Projektionssystem alternierend dunkel geschaltet. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein horizontal orientiertes Streifenmuster gezeigt. Die Lichtintensität der leuchtenden Zeilen ist dabei in etwa doppelt so hell wie jener im Fall, dass durch das Projektionssystem kein Streifenmuster gebildet ist, also in einem kontinuierlich leuchtenden System oder Fahrzeugscheinwerfer. Die mittlere Helligkeit, gemessen in einer Ebene quer zur Leuchtrichtung des Fahrzeugscheinwerfers in einem Abstand innerhalb des Sichtbereichs vor dem Fahrzeug, bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 5 m vor dem Fahrzeug, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 50 m vor dem Fahrzeug, kann für den erfindungsgemäßen Scheinwerfer somit gleich groß sein, wie bei einem konventionellen Scheinwerfer.Fig. 4 shows an enlarged detail A of FIG. 3 and represents a lighting device of a vehicle, which performs the inventive method, with drawn light segments. By a projection system light is emitted line by line and the light through the projection system alternately switched dark. In this embodiment, a horizontally oriented stripe pattern is shown. The light intensity of the luminous lines is approximately twice as bright as that in the case that no fringe pattern is formed by the projection system, ie in a continuously lit system or vehicle headlights. The average brightness, measured in a plane transverse to the illumination direction of the vehicle headlight at a distance within the field of vision in front of the vehicle, preferably in a range between 1 m and 5 m in front of the vehicle, more preferably in a range between 1 m and 50 m before the Vehicle can thus be the same size for the headlight according to the invention, as in a conventional headlight.
[00108] Fig. 5 stellt den technischen Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Fig. 1 vergrößert im Detail A dar, wobei die nicht beleuchteten Niederschlagselemente nicht dargestellt sind. Es ist erkennbar, dass die beleuchteten Niederschlagselemente in Ihrer Anzahl deutlich reduziert sind, wenn beispielsweise nur 50% der Leuchtfläche eines Scheinwerfers leuchten, indem ein gleichmäßiges Streifenmuster überlagert ist. Um dieselbe Helligkeit im Vergleich zu einem konventionellen Scheinwerfer zu erzielen ist die Lichtstärke der leuchtenden streifenförmigen Bereich beispielsweise doppelt so stark, wie die vergleichbaren Bereiche eines konventionellen Scheinwerfers.Fig. 5 illustrates the technical effect of the inventive method of FIG. 1 enlarged in detail A, wherein the non-illuminated precipitation elements are not shown. It can be seen that the illuminated precipitation elements are significantly reduced in number, for example, when only 50% of the luminous area of a headlamp glow, by a uniform stripe pattern is superimposed. For example, to achieve the same brightness in comparison with a conventional headlight, the luminous intensity of the luminous strip-shaped region is twice as strong as the comparable regions of a conventional headlight.
[00109] Das Überlagern der Lichtverteilung 20 mit der Überlagerungsfunktion 71 zur Lichtmatrix 80 erfolgt, indem jedes Element der Überlagerungsfunktion 71 jeweils mit einem Element der Lichtverteilung 20 assoziiert wird und durch eine Transferfunktion transformiert wird. Die Transferfunktion entspricht einer Operation einer Multiplikation. Die Anzahl jener Elemente der Lichtmatrix 80, deren Werte nach der Transformation im Wesentlichen Null sind, liegt zwischen 30% und 70%, bevorzugt zwischen 40% und 60%, besonders bevorzugt zwischen 45% und 55% der Gesamtanzahl der Elemente der Lichtmatrix 80. Die Werte der Elemente der Lichtmatrix 80, die nach der Transformation im Wesentlichen nicht Null sind, sind in deren Betrag jeweils größer, als die Beträge der assoziierten Werte in der Lichtverteilung 20. Unter zwei zueinander assoziierten Elementen versteht man in diesem Zusammenhang jeweils ein Element einer Überlagerungsfunktion, sowie jeweils ein Element einer Lichtverteilung, die beide an demselben Ort, beispielsweise demselben Pixel einer Lichtmatrix 80, gelegen sind.The overlaying of the light distribution 20 with the overlay function 71 to the light matrix 80 is effected by associating each element of the overlay function 71 with an element of the light distribution 20 and is transformed by a transfer function. The transfer function corresponds to an operation of multiplication. The number of those elements of the light matrix 80 whose values are substantially zero after the transformation is between 30% and 70%, preferably between 40% and 60%, particularly preferably between 45% and 55% of the total number of elements of the light matrix 80. The values of the elements of the light matrix 80 which are substantially nonzero after the transformation are each greater in magnitude than the magnitudes of the associated values in the light distribution 20. In this context, two elements associated with one another are understood as meaning one element in each case Overlapping function, and each one element of a light distribution, both located in the same place, for example, the same pixel of a light matrix 80.
[00110] Der Wert des jeweiligen Elements beträgt im Wesentlichen Null, wenn dieser deutlich unter dem ursprünglichen Referenzwert desselben Elements, nämlich jenem bei vollflächiger Beleuchtung, liegt. Mit anderen Worten beträgt der Wert sinngemäß auch dann Null, wenn er beispielsweise 50% oder auch 10% unter dem Referenzwert liegt.The value of the respective element is substantially zero if it is significantly below the original reference value of the same element, namely that of full-area illumination. In other words, the value is analogously zero, for example, if it is 50% or even 10% below the reference value.
[00111] Die Überlagerungsfunktion 71 kann ein statisches Projektionsmuster umfassen, wie ein streifenförmiges Muster, das zeilenweise, spaltenweise oder schräg orientiert ist, oder ein schachbrettartiges Muster oder ein gleichmäßig verteiltes Zufallsmuster.The overlay function 71 may comprise a static projection pattern, such as a stripe-shaped pattern oriented line by line, column-wise or obliquely, or a checkerboard-like pattern or a uniformly distributed random pattern.
[00112] Es ist ebenso möglich, dass das gewählte Projektionsmuster während des Betriebs umgeschaltet wird, um unterschiedliche Beleuchtungseffekte zu erzielen, die in der jeweiligen Fahrsituation möglichst angenehm für das menschliche Auge des Fahrers empfunden werden. Der Parameter kann das jeweilige Projektionsmuster auch dynamisch anpassen. Das bedeutet, dass beispielsweise der Zeilenabstand den aktuellen Anforderungen dynamisch angepasst werden kann.It is also possible that the selected projection pattern is switched during operation in order to achieve different lighting effects that are perceived in the respective driving situation as pleasant as possible for the human eye of the driver. The parameter can also dynamically adjust the respective projection pattern. This means that, for example, the line spacing can be adapted dynamically to the current requirements.
[00113] Fig. 6 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe beziehungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Fahrzeugscheinwerfers 1. Der Fahrzeugscheinwerfers 1 umfasst in diesem Beispiel eine Lichtquelle 2, eine Primäroptik 3, eine Projektionsoptik 4 und ein optoelektronisches Bauteil 7, sowie eine Ansteuerungseinheit 9. Die Lichtquelle 2, die beispielsweise eine Leuchtdiode oder Power-LED sowie die Primäroptik 3 zur Bündelung eines Lichtstrahls enthalten kann, ist dazu eingerichtet, das optoelektronische Bauteil 7 zu beleuchten. Ein Scheinwerferbauteil der Baugruppe, das die erfindungsgemäße Vorrichtung und beispielsweise ferner ein Scheinwerfergehäuse aufweist, ist nicht dargestellt.6 shows a first embodiment of an assembly according to the invention or a device according to the invention in the form of a vehicle headlight 1. The vehicle headlight 1 comprises in this example a light source 2, a primary optic 3, a projection optics 4 and an optoelectronic component 7, and a drive unit 9. The light source 2, which may contain, for example, a light-emitting diode or power LED and the primary optics 3 for focusing a light beam, is set up to illuminate the optoelectronic component 7. A headlight component of the assembly, which has the device according to the invention and, for example, a headlight housing, is not shown.
[00114] Das optoelektronische Bauteil 7 kann mehrere, in einer zweidimensionalen Matrix angeordnete optoelektronische Elemente 8 umfassen. In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind die optoelektronischen Elemente 8 einzeln ansteuerbare Mikrospiegel, bei denen die Reflexionswirkung jedes einzelnen Elements der Matrix variabel einstellbar ist, beispielsweise ein DMD.The optoelectronic component 7 may comprise a plurality of optoelectronic elements 8 arranged in a two-dimensional matrix. In this first embodiment, the optoelectronic elements 8 are individually controllable micromirrors, in which the reflection effect of each individual element of the matrix is variably adjustable, for example a DMD.
[00115] Das optoelektronische Bauteil 7 kann das einfallende Licht in Richtung einer Projektionsoptik 4 reflektieren, wobei die gesteuerten Matrixelemente individuell deren Reflexionsfaktor durch Modulation der Winkel der Mikrospiegel einstellen und eine gewünschte Lichtverteilung auf den einfallenden Lichtstrahl modulieren. Die Projektionsoptik 4 ist in die Abstrahlrichtung des Fahrzeugscheinwerfers 1 orientiert und erzeugt folglich die gewünschte Lichtverteilung vor dem Fahrzeug.The optoelectronic component 7 can reflect the incident light in the direction of a projection optical system 4, wherein the controlled matrix elements individually adjust their reflection factor by modulating the angles of the micromirrors and modulating a desired light distribution onto the incident light beam. The projection optics 4 is oriented in the emission direction of the vehicle headlight 1 and thus produces the desired light distribution in front of the vehicle.
[00116] Die Ansteuerung des optoelektronischen Bauteils 7 erfolgt durch die Ansteuerungseinheit 9, in der eine gewünschte Lichtverteilung berechnet werden kann und in die dazu erforderliche Ansteuerung der optoelektronischen Elemente 8 in Form von Steuersignalen an das optoelektronische Bauteil 7 ausgegeben werden.The control of the optoelectronic component 7 is carried out by the drive unit 9, in which a desired light distribution can be calculated and output to the required control of the optoelectronic elements 8 in the form of control signals to the optoelectronic component 7.
[00117] Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe beziehungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Fahrzugscheinwerfers 11. Eine Lichtquelle 12, die beispielsweise eine Leuchtdiode, Hochstrom-LED Power-LED oder eine Laser-Diode sowie eine Primäroptik 13 zur Bündelung des von der Lichtquelle 12 ausgehenden Lichtstrahls enthalten kann, ist dazu eingerichtet, ein optoelektronisches Bauteil 17 zu beleuchten. Ein Scheinwerfergehäuse der Baugruppe ist nicht dargestellt.Fig. 7 shows a second embodiment of an assembly according to the invention or a device according to the invention in the form of a Fahrzugscheinwerfers 11. A light source 12, for example, a light emitting diode, high-current LED power LED or a laser diode and a primary optics 13 for bundling from the light source 12, is arranged to illuminate an optoelectronic component 17. A headlight housing of the module is not shown.
[00118] Das optoelektronische Bauteil 17 umfasst mehrere, in einer zweidimensionalen Matrix angeordnete optoelektronische Elemente. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind die optoelektronischen Elemente 8 einzeln ansteuerbare lichtdurchlässige Elemente, bei denen die Lichtdurchlasswirkung jedes einzelnen Elements der Matrix variabel einstellbar ist beispielswei se ein LCD.The optoelectronic component 17 comprises a plurality of optoelectronic elements arranged in a two-dimensional matrix. In this second embodiment, the optoelectronic elements 8 are individually controllable translucent elements in which the light transmission effect of each element of the matrix is variably adjustable beispielswei se LCD.
[00119] Das optoelektronische Bauteil 17 kann das einfallende Licht in Richtung einer Projektionsoptik 14 durchlassen, wobei die gesteuerten Matrixelemente individuell deren Lichtdurchlässigkeit einstellen und eine gewünschte Lichtverteilung auf den einfallenden Lichtstrahl modulieren. Die Projektionsoptik 14 ist in die Abstrahlrichtung des Fahrzeugscheinwerfers 11 orientiert und erzeugt folglich die gewünschte Lichtverteilung vor dem Fahrzeug.The optoelectronic component 17 can transmit the incident light in the direction of a projection optical system 14, wherein the controlled matrix elements individually adjust their light transmission and modulate a desired light distribution onto the incident light beam. The projection optics 14 is oriented in the emission direction of the vehicle headlight 11 and thus produces the desired light distribution in front of the vehicle.
[00120] Die Ansteuerung des optoelektronischen Bauteils 17 erfolgt durch die Ansteuerungseinheit 19, in der eine Lichtverteilung berechnet werden kann und die dazu erforderliche Ansteuerung der optoelektronischen Elemente, beispielsweise die Pixel eines LCD, in Form von Steuersignalen an das optoelektronische Bauteil 17 ausgegeben werden.The control of the optoelectronic component 17 is effected by the drive unit 19, in which a light distribution can be calculated and the necessary control of the optoelectronic elements, for example the pixels of an LCD, are output to the optoelectronic component 17 in the form of control signals.
[00121] Neben den in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigten Varianten des optoelektronische Bauteils 7, 17 können natürlich auch andere Technologien eingesetzt werden, die eine entsprechende Modulation des Lichtes ermöglichen. Der Vollständigkeit halber werden daher auch LCoS Systeme LCoS, „Liquid Crystal on Silicon“ genannt.In addition to the variants of the optoelectronic component 7, 17 shown in FIGS. 6 and 7, it is of course also possible to use other technologies which enable a corresponding modulation of the light. For the sake of completeness, LCoS systems LCoS, "Liquid Crystal on Silicon" are therefore also mentioned.
[00122] Die Modulation des Lichts ermöglicht eine Segmentierung der Lichtverteilung auf der Fahrbahn, das heißt die auf die Fahrbahn projizierte Lichtverteilung kann für verschiedene Raumwinkel individuell gesteuert werden. Für ein auf eine Fahrbahn projiziertes Lichtbild ist die Anzahl von Segmenten wichtig, die individuell durch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer angesteuert werden können, um für verschiedene Fahrsituationen individuell angepasste Lichtverteilungen zu erzeugen. Die Anzahl dieser Segmente ist beispielsweise von der Anzahl der Mikrospiegel abhängig und beträgt beispielsweise 854 x 480 Mikrospiegel oder Pixel in rechteckiger Matrix-Anordnung.The modulation of the light allows a segmentation of the light distribution on the road, that is, the light distribution projected onto the road can be controlled individually for different solid angles. For a light image projected on a roadway, the number of segments that can be controlled individually by a vehicle headlight according to the invention is important in order to generate light distributions that are individually adapted for different driving situations. The number of these segments depends, for example, on the number of micromirrors and is, for example, 854 × 480 micromirrors or pixels in a rectangular matrix arrangement.
[00123] Werden für Fahrzeuge zwei Scheinwerfer verwendet, können die Segmente aneinandergereiht und die Anzahl der Segmente verdoppelt werden. Üblicherweise werden in Einbaulage des Fahrzeugscheinwerfers mehr Segmente in horizontaler als in vertikaler Richtung benötigt. Aus diesem Grund werden in der Praxis häufig die durch die optoelektronischen Bauteile segmentierten Lichtverteilungen von zwei Fahrzeugscheinwerfer an den kurzen Seiten der Matrixanordnung aneinandergereiht und damit die horizontale Auflösung verdoppelt.If two headlights are used for vehicles, the segments can be strung together and the number of segments can be doubled. Usually, in the installation position of the vehicle headlamp more segments in the horizontal direction than in the vertical direction are needed. For this reason, in practice, the light distributions segmented by the optoelectronic components are frequently strung together by two vehicle headlights on the short sides of the matrix arrangement, thus doubling the horizontal resolution.
[00124] Es ist auch eine vollständige oder auch nur teilweise Überlagerung beziehungsweise Überlappung zweier oder mehrerer Lichtverteilungen möglich, um beispielsweise einen stärkeren Kontrast in Bildbereichen zu erzielen.It is also a complete or even partial overlay or overlap of two or more light distributions possible, for example, to achieve a stronger contrast in image areas.
[00125] In Fig. 8 ist ein Beispiel eines optoelektronischen Bauteils 7 in Form eines DMD in Vorderansicht gezeigt. Ein vergrößerter Bildausschnitt zeigt matrixförmig angeordnete optoelektronische Elemente 8, die einzeln steuerbare Mikrospiegel umfassen, wobei in diesem Beispiel jeder zweite Mikrospiegel verkippt ist.FIG. 8 shows an example of an optoelectronic component 7 in the form of a DMD in front view. An enlarged image section shows optoelectronic elements 8 arranged in matrix form, which comprise individually controllable micromirrors, in which example every second micromirror is tilted.
[00126] Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Blockschaltbilds einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung vor einem Fahrzeug, in diesem Beispiel ein Fahrzeugscheinwerfer 1 gemäß Fig. 6, der zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 1000 geeignet ist. Ein Mikroprozessor 900, eine Ausgabeeinheit 6, ein Datenspeicher 10, eine Sensoreinrichtung 920 und weitere Fahrzeug Elektronikeinrichtungen oder Adapter 930 sind über einen CAN-Bus 910 miteinander verbunden. Eine Ausgabeeinheit 6 steuert das optoelektronische Bauteil 7 an.9 shows an exemplary embodiment of an electrical block diagram of a device according to the invention for generating a light distribution in front of a vehicle, in this example a vehicle headlight 1 according to FIG. 6, which is suitable for carrying out the method 1000 according to the invention. A microprocessor 900, an output unit 6, a data memory 10, a sensor device 920 and further vehicle electronic devices or adapters 930 are interconnected via a CAN bus 910. An output unit 6 controls the optoelectronic component 7.
[00127] Die steuerbare Anordnung von mehreren, individuell verstellbaren optoelektronischen Elementen 8 des optoelektronischen Bauteils 7 ist eingerichtet, mit einer Schaltfrequenz angesteuert zu werden, die von dem Parameter 50 abhängt, wobei die Schaltfrequenz bevorzugt zwischen 100 Hz und 1500 Hz liegt.The controllable arrangement of a plurality of individually adjustable optoelectronic elements 8 of the optoelectronic component 7 is adapted to be driven with a switching frequency which depends on the parameter 50, wherein the switching frequency is preferably between 100 Hz and 1500 Hz.
[00128] Der Tastgrad 69 ist beispielsweise so eingestellt, dass er in Abhängigkeit einer Soll-Betriebstemperatur des optoelektronischen Bauteils 7 größer oder gleich dem Wert 0,5 ist.The duty cycle 69 is, for example, adjusted so that it is greater than or equal to the value 0.5 depending on a desired operating temperature of the optoelectronic component 7.
[00129] Ein Mittel zur Erfassung der Umgebungstemperatur 55 kann ein Temperatursensor des Fahrzeugs sein. Alternativ kann das Mittel auch ein Telekommunikationsmittel zum Empfangen eines Temperaturwertes sein, der für den geographischen Ort des Fahrzeugs von einem elektronischen Dienst bestimmt ist und durch den elektronischen Dienst bereitgestellt ist.An ambient temperature sensing means 55 may be a temperature sensor of the vehicle. Alternatively, the means may also be telecommunication means for receiving a temperature value determined for the geographic location of the vehicle by an electronic service and provided by the electronic service.
[00130] Ein Mittel zur Erfassung des Niederschlags 56 kann ein Regensensor eines Fahrzeugscheibenwischer-Systems oder ein videobasiertes Kamerasystem eines Fahrzeugs sein, beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem.A means for detecting the precipitate 56 may be a rain sensor of a vehicle windshield wiper system or a video-based camera system of a vehicle, for example a driver assistance system.
[00131] Ein Mittel zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit 57 kann ein Tachometer eines Fahrzeuges oder ein videobasiertes Kamerasystem eines Fahrzeugs sein, vorzugsweise ein Fahrerassistenzsystem.A means for detecting the vehicle speed 57 may be a tachometer of a vehicle or a video-based camera system of a vehicle, preferably a driver assistance system.
[00132] Das optoelektronische Bauteil 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein DMD Digital Micromirror Device.The optoelectronic component 7 is a DMD digital micromirror device in this exemplary embodiment.
[00133] Die Lichtquelle 2 kann eine oder mehrere Leuchtdioden, beispielsweise jeweils eine Hochstrom- oder Power-LED, oder auch eine oder mehrere Laserdioden umfassen.The light source 2 may comprise one or more light-emitting diodes, for example, in each case a high-current or power LED, or else one or more laser diodes.
[00134] Ferner kann zumindest die zumindest eine Lichtquelle 2, die zumindest eine Projektionsoptik 4 und das optoelektronische Bauteil 7 ein in einem Fahrzeug montierbares Scheinwerferbauteil bilden, wobei zumindest ein Scheinwerferbauteil in einem Fahrzeug montierbar ist.Furthermore, at least the at least one light source 2, the at least one projection optics 4 and the optoelectronic component 7 form a headlight component which can be mounted in a vehicle, wherein at least one headlight component can be mounted in a vehicle.
[00135] In Fig. 10 ist eine Momentaufnahme von Niederschlag vor einem stehenden Fahrzeug aus Sicht des Fahrers gezeigt, in Fig. 11 eine Momentaufnahme von Niederschlag vor einem sich bewegenden Fahrzeug aus Sicht des Fahrers. Es ist erkennbar, dass die Niederschlagselemente abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Flugbahn, das heißt einer Trajektorie folgen. Die Flugbahn hängt auch von der Art der Niederschlagselemente, das heißt Regentropfen oder Schneeflocken ab. Die Art der Niederschlagselemente hängt von der Temperatur außerhalb des Fahrzeugs ab, bei Temperaturen unten der Gefrierpunkt bilden sich Schneeflocken aus, wie allgemein bekannt.FIG. 10 shows a snapshot of precipitation in front of a stationary vehicle as seen by the driver, in FIG. 11 a snapshot of precipitation in front of a moving vehicle as seen by the driver. It can be seen that the precipitation elements follow a trajectory, that is, a trajectory, depending on the vehicle speed. The trajectory also depends on the nature of the precipitation elements, ie raindrops or snowflakes. The nature of the precipitation elements depends on the temperature outside the vehicle, at temperatures below freezing snowflakes form, as is well known.
[00136] Im erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Funktionsschaltbild der Fig. 12 kann eine besonders günstige optische Wirkung für das Auge des Fahrers erzielt werden, wenn die Bestimmung Überlagerungsfunktion 71 zumindest durch eine Prädiktionsfunktion 31, 32, 33, 34 mittels einer Trajektorie 110, 210, 310, 410 einer prädizierten Flugbahn jeweils eines hypothetischen, fallenden Niederschlagselements im Sichtbereich vor dem Fahrzeug erfolgt. Dabei wird die zumindest eine Trajektorie 110, 210, 310, 410 aus dem Parameter 50 berechnet. Die Trajektorie 110, 210, 310, 410 ist in jedem ihrer Funktionswerte entlang deren Verlauf jeweils durch einen Verlaufsvektor 115, 116 definiert.In the method according to the invention according to the functional diagram of FIG. 12, a particularly favorable optical effect for the eye of the driver can be achieved if the determination of overlay function 71 is determined by means of a trajectory 110, 210, at least by a prediction function 31, 32, 33, 34. 310, 410 of a predicted trajectory of a hypothetical, falling precipitation element in the field of vision in front of the vehicle takes place. In this case, the at least one trajectory 110, 210, 310, 410 is calculated from the parameter 50. The trajectory 110, 210, 310, 410 is defined in each of its function values along the course of each by a course vector 115, 116.
[00137] Außerdem ist es für optische Wirkung für das Auge des Fahrers besonders vorteilhaft, wenn entlang jeder Trajektorie 110, 210, 310, 410 jeweils eine zeitabhängige Modulationsfunktion 40, die durch eine Modulationsquelle 45 definiert ist, bestimmt ist. Dabei bestimmen Zeitintervalle 46 die Wiederholrate der Modulationsfunktion 40, wie in Fig. 13 dargestellt. Die Abszisse 41 der Modulationsfunktion 40 erstreckt sich örtlich längs der jeweiligen Trajektorie 110, 210, 310, 410 und wird durch punktweise Multiplikation überlagert und bildet eine jeweilige Überlagerungsfunktion 71 in Form einer Lichtmodulationsfunktion 61. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel die zumindest eine Lichtmodulationsfunktion 61, die in Zeitintervalle 46 unterteilt ist, die jeweils gleich lang sind, eine Ein-/ Austastmodulation ist.In addition, it is particularly advantageous for the driver's eye to have an optical effect if a time-dependent modulation function 40 defined by a modulation source 45 is determined along each trajectory 110, 210, 310, 410. Time intervals 46 determine the repetition rate of the modulation function 40, as shown in FIG. 13. The abscissa 41 of the modulation function 40 extends locally along the respective trajectory 110, 210, 310, 410 and is superimposed by pointwise multiplication and forms a respective overlay function 71 in the form of a light modulation function 61. In this exemplary embodiment, the at least one light modulation function 61 is divided into time intervals 46, each of equal length, is an input / output modulation.
[00138] In Fig. 14 und Fig. 15 ist erkennbar, wie die Lichtmodulationsfunktion 61 gebildet werden kann.In Fig. 14 and Fig. 15 it can be seen how the light modulation function 61 can be formed.
[00139] Bei der Überlagerung der jeweiligen Lichtmodulationsfunktion 61 mit der Lichtverteilung 20 entspricht der Betrag eines Funktionswerts der jeweiligen Lichtmodulationsfunktion 61 an einem ersten Ort 101 der jeweiligen Trajektorie 110, 210, 310, 410 zu einem ersten Zeitpunkt 47, dem Betrag eines Funktionswerts der jeweiligen Lichtmodulationsfunktion 61 an einem zweiten Ort 102 der jeweiligen Trajektorie 110, 210, 310, 410 zu einem vorhergehenden, zweiten Zeitpunkt 48. Der zweite Ort 102 ist an jenem Ort gelegen, zu dem der Verlaufsvektor 115, 116 im ersten Ort 101 im ersten Zeitpunkt 47 zeigt.When superimposing the respective light modulation function 61 with the light distribution 20, the magnitude of a function value of the respective light modulation function 61 at a first location 101 of the respective trajectory 110, 210, 310, 410 at a first time 47 corresponds to the magnitude of a function value of the respective one Light modulator function 61 at a second location 102 of the respective trajectory 110, 210, 310, 410 at a previous, second time 48. The second location 102 is located at the location where the history vector 115, 116 in the first location 101 at the first time 47 shows.
[00140] Dabei kann die zumindest eine Trajektorie 110, 210, 310, 410 durch eine lineare Prä diktion prädiziert sein, um die Berechungskomplexität gering zu halten.In this case, the at least one trajectory 110, 210, 310, 410 may be predicted by a linear prediction in order to keep the computational complexity low.
[00141] Die zumindest eine Trajektorie 110, 210, 310, 410 weist jeweils einen Anfang 111, 211 und jeweils ein Ende 112, 212 auf. Der Anfang 111, 211 ist an einer gedachten horizontalen Linie 100 gelegen, die in Fig. 12 erkennbar ist. Die Linie 100 ist in einem Bereich gelegen, der einem oberen Bereich eines vor dem Fahrzeug ausgebildeten Lichtbilds und der oberen Begrenzung des ausgebildeten Lichtbilds entspricht und dort einen ersten Verlaufsvektor der zumindest einen Trajektorie aufweist, und die zumindest eine Trajektorie 110, 210, 310, 410 verläuft weiter horizontal seitlich und/ oder vertikal nach unten zu deren Ende 112, 212. Verlaufsvektoren 115, 116 zu späteren Zeitpunkten 47, 48 sind in der Figur erkennbar.The at least one trajectory 110, 210, 310, 410 each has a beginning 111, 211 and an end 112, 212, respectively. The beginning 111, 211 is located on an imaginary horizontal line 100, which can be seen in FIG. The line 100 is located in an area that corresponds to an upper area of a vehicle-formed light image and the upper boundary of the formed light image and there has a first gradient vector of the at least one trajectory, and the at least one trajectory 110, 210, 310, 410 runs further horizontally laterally and / or vertically down to the end 112, 212. Gradient vectors 115, 116 at later times 47, 48 can be seen in the figure.
[00142] In einem alternativen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Modulationsfunktion 61, die in jeweils gleich lange Zeitintervalle 46 unterteilt ist, eine im Wesentlichen sinusförmige Modulation sein.In an alternative embodiment, not shown, the modulation function 61, which is subdivided into respectively equal time intervals 46, may be a substantially sinusoidal modulation.
[00143] Die Lichtmodulationsfunktion 61 kann beispielsweise durch eine zeitabhängige zweidimensionale Funktion beziehungsweise ein Polynom 510, 610, 710 gebildet werden, wobei der Funktionswert des Polynoms 510 in Betrag und Steigung in den Schnittpunkten mit den Trajek-torien 110, 210, 310 und 410 im Wesentlichen dem Funktionswert der Normalen 120, 220, 320, 420 der Trajektorien 110, 210, 310 und 410 zum selben Zeitpunkt 100 in Betrag und Steigung entspricht. Zu jedem nachfolgenden Zeitpunkt wird ein neues Polynom bestimmt.The light modulation function 61 can be formed for example by a time-dependent two-dimensional function or a polynomial 510, 610, 710, wherein the function value of the polynomial 510 in magnitude and slope in the intersections with the Trajek-gates 110, 210, 310 and 410 in Substantially corresponds to the function value of the normals 120, 220, 320, 420 of the trajectories 110, 210, 310 and 410 at the same time 100 in magnitude and slope. At each subsequent time, a new polynomial is determined.
[00144] Ein Polynom 510, 610, 710 kann beispielsweise durch eine Potenzreihe mathematisch repräsentiert werden, die wiederum graphisch entsprechend der Darstellungen einer Kurve in den Figuren illustriert werden kann.A polynomial 510, 610, 710 may, for example, be represented mathematically by a power series, which in turn may be illustrated graphically in accordance with the representations of a curve in the figures.
[00145] Um den Aufwand zur Bestimmung der Polynome 510, 610, 710 gering zu halten, kann eine beschränkte Anzahl von Trajektorien 110, 210, 310, 410 zur Bestimmung der Polynome 510, 610, 710 herangezogen werden und die Polynome durch Annäherungsfunktionen, beispielsweise durch Spline- oder Bezier-Interpolationen bestimmt werden.In order to minimize the effort for determining the polynomials 510, 610, 710, a limited number of trajectories 110, 210, 310, 410 can be used to determine the polynomials 510, 610, 710 and the polynomials by approximation functions, for example be determined by spline or Bezier interpolations.
[00146] Annäherungsfunktionen sind in diesem Ausführungsbeispiel geeignet, um Polynome zu beschrieben. Die Annäherungsfunktionen können wiederum selbst durch Polynome mathematisch beschrieben werden. In der Praxis können häufig mehrere Polynome gebildet werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen.Approximation functions are suitable in this embodiment to describe polynomials. The approximation functions, in turn, themselves can be mathematically described by polynomials. In practice, multiple polynomials can often be formed to achieve the desired effect.
[00147] Die Lichtmodulationsfunktion 61 kann nicht nur auf die Trajektorien 110, 210, 310, 410 angewendet werden, sondern ebenso auf die Polynome 510, 610, 710. In diesem Fall ist es nicht notwendig, eine große Anzahl von Trajektorien zu bestimmen, sondern es kann eine reduzierte Anzahl an Trajektorien herangezogen werden, um Polynome zu bestimmen, die mit einer Lichtmodulationsfunktion assoziiert werden. Folglich erfolgt längs eines Polynoms 510, 610, 710 dieselbe Einstellung der Spiegel 8 eines elektrooptischen Bauteils 7, um eine Lichtintensität in Projektionsrichtung des Fahrzeugscheinwerfers 1 zu erzeugen.The light modulation function 61 can be applied not only to the trajectories 110, 210, 310, 410 but also to the polynomials 510, 610, 710. In this case, it is not necessary to determine a large number of trajectories, but a reduced number of trajectories may be used to determine polynomials associated with a light modulation function. Consequently, along a polynomial 510, 610, 710, the same adjustment of the mirrors 8 of an electro-optical component 7 takes place in order to produce a light intensity in the projection direction of the vehicle headlight 1.
[00148] Dementsprechend kann die Modulationsfunktion 40 auf unterschiedliche Trajektorien 110, 210, 310, 410 auf verschiedene Art angewandt werden. Aus diesem Zusammenhang wird klar, dass die Modulationsfunktion 40 auf die Trajektorien 110, 210, 310, 410 transformiert werden kann, indem die Modulationsfunktion 40 beispielsweise auf die unterschiedlichen Längen der einzelnen Pfade der Trajektorien 110, 210, 310, 410 transformiert wird.Accordingly, the modulation function 40 can be applied to different trajectories 110, 210, 310, 410 in various ways. From this context, it is clear that the modulation function 40 can be transformed to the trajectories 110, 210, 310, 410 by transforming the modulation function 40, for example, to the different lengths of the individual paths of the trajectories 110, 210, 310, 410.
[00149] In diesem Zusammenhang bedeutet die oben genannte Übereinstimmung im Schnittpunkt des Polynoms 510 und der Normale 120 zur Trajektorie 110 in Betrag und Steigung, dass diese im Wesentlichen innerhalb von Grenzen liegt, die die Bestimmung eines Polynoms durch Reduktion auf ein Polynom mit geringer Ordnung zu vereinfachen. Dabei ist die Verwendung eines Polynoms mit höchstens zweiten Grad vorteilhaft.In this context, the above-mentioned coincidence in the polynomial 510 and the normal 120 to the trajectory 110 in magnitude and slope means that it is substantially within limits, which is the determination of a polynomial by reduction to a low-order polynomial to simplify. The use of a polynomial with at most second degree is advantageous.
[00150] Mit der Steigung in einem Punkt einer Funktion oder Kurve ist der Betrag der ersten[00150] With the slope at a point of a function or curve, the amount of the first is
Ableitung der Funktion in diesem Punkt gemäß der mathematischen Analysis gemeint.Derivation of the function in this point according to the mathematical analysis meant.
[00151] Die Größe von Musterdetails im Projektionsmuster beziehungsweise in der Überlagerungsfunktion kann beispielsweise in einer Ebene quer zur Leuchtrichtung des Fahrzeugscheinwerfers in einem Abstand innerhalb des Sichtbereichs vor dem Fahrzeug, bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 5 m vor dem Fahrzeug, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 m und 50 m vor dem Fahrzeug , gemessen werden. Die Größe kann dabei von dem Parameter 50 abhängen, bevorzugt vom Niederschlagsgrößenparameter 53, und dabei insbesondere um zumindest den Faktor drei größer als der Niederschlagsgrößenparameter 53 sein.The size of pattern details in the projection pattern or in the overlay function, for example, in a plane transverse to the direction of illumination of the vehicle headlight at a distance within the field of vision in front of the vehicle, preferably in a range between 1 m and 5 m in front of the vehicle, particularly preferably in range between 1 m and 50 m in front of the vehicle. In this case, the size may depend on the parameter 50, preferably on the precipitation size parameter 53, and may be greater than the precipitation parameter 53 by at least a factor of three.
[00152] Fig. 16 zeigt in vergrößerter Darstellung das optoelektronische Bauteil 7 als drittes Ausführungsbeispiel einer Überlagerungsfunktion 71 in einem ersten Zeitpunkt in einem Bildausschnitt. Es sind vier Trajektorien 850, 851, 852, 853 eingezeichnet, die exemplarisch für die Flugbahn von vier Niederschlagselementen stehen. Es ist außerdem erkennbar, wie die Polynome 860, 861, 862 verlaufen, die durch eine Position oder Lage eines Mikrospiegel des DMD-Chips, das heißt des optoelektronischen Bauteils 7 repräsentiert sind, in der Licht in Projektionsrichtung des Fahrzeugscheinwerfers reflektiert wird. Die Auflösung des optoelektronischen Bauteils 7 bestimmt die Feinheit der optischen Darstellung der Polynome 860, 861, 862. Die Linienbreite des Polynoms 860, 861, 862, die quer zum Verlauf eines Polynoms bestimmt ist, kann durch die Lichtmodulationsfunktion bestimmt sein.16 shows an enlarged view of the optoelectronic component 7 as a third exemplary embodiment of an overlay function 71 at a first point in time in an image detail. Four trajectories 850, 851, 852, 853 are shown, which are exemplary for the trajectory of four precipitation elements. It can also be seen how the polynomials 860, 861, 862, which are represented by a position or position of a micromirror of the DMD chip, that is to say the optoelectronic component 7, are reflected in the light in the projection direction of the vehicle headlight. The resolution of the optoelectronic component 7 determines the fineness of the optical representation of the polynomials 860, 861, 862. The line width of the polynomial 860, 861, 862, which is determined transversely to the course of a polynomial, can be determined by the light modulation function.
[00153] Fig. 17 zeigt das optoelektronische Bauteil 7 mit der Überlagerungsfunktion 71 nach Fig. 16 in einem zweiten Zeitpunkt, ebenfalls als vergrößerte Darstellung eines Bildausschnitts. Die Polynome 870, 871, 872 sind auf den vier Trajektorien 850, 851, 852, 853 zum zweiten Zeitpunkt bestimmt.FIG. 17 shows the optoelectronic component 7 with the superimposition function 71 according to FIG. 16 at a second time, likewise as an enlarged illustration of an image detail. The polynomials 870, 871, 872 are determined on the four trajectories 850, 851, 852, 853 at the second time.
[00154] Fig. 18 zeigt in einer vergrößerten Ansicht das optoelektronische Bauteil 7 mit der Überlagerungsfunktion 71 nach Fig. 16 in einem vergrößerten Bildausschnitt als weiteres Ausführungsbeispiel einer Überlagerungsfunktion. Die Polynome 860, 861, 862 sind aufgrund des gewählten Bildausschnitts parallel verlaufend erkennbar.18 shows an enlarged view of the optoelectronic component 7 with the overlay function 71 according to FIG. 16 in an enlarged image detail as a further exemplary embodiment of a heterodyning function. The polynomials 860, 861, 862 can be seen running parallel due to the selected image detail.
[00155] In Fig. 19 ist das optoelektronische Bauteil 7 mit einer zellenförmigen Überlagerungsfunktion 71 als viertes Ausführungsbeispiel in einem ersten Zeitpunkt gezeigt. Die Polynome 880, 881, 882 sind aufgrund des Parameters 50, hier beispielsweise als Fahrzeuggeschwindigkeitgleich Null, als parallel verlaufende, horizontal orientiertes Streifenmuster erkennbar.FIG. 19 shows the optoelectronic component 7 with a cell-like overlay function 71 as a fourth exemplary embodiment at a first point in time. The polynomials 880, 881, 882 are recognizable as parallel running, horizontally oriented fringe patterns due to the parameter 50, here for example as zero vehicle speed.
[00156] In Fig. 20 ist das optoelektronische Bauteil 7 mit einer zellenförmigen Überlagerungsfunktion nach Fig. 19 in einem zweiten Zeitpunkt gezeigt. Die Polynome 880, 881 sind parallel verlaufend erkennbar. Dadurch soll veranschaulicht werden, dass das horizontal orientierte Streifenmuster zeitlich einen sich nach unten bewegenden Effekt bewirkt. LISTE DER BEZUGSZEICHEN: 1, 11 Fahrzeugscheinwerfer 2, 12 Lichtquelle 3, 13 Primäroptik 4, 14 Projektionsoptik 5 Steuereinrichtung 6 Ausgabeeinheit 7, 17 optoelektronisches Bauteil 8 optoelektronisches Element 9, 19 Ansteuerungseinheit 10 Datenspeicher 15 Auswahleinheit 20,21,22 Lichtverteilung 30 Gesamtheit der Prädiktionsfunktionen 31, 32, 33, 34 Prädiktionsfunktion 35 Prädiktionseinheit 40 Modulationsfunktion 41 Abszisse der Modulationsfunktion 45 Modulationsquelle 46 Zeitintervall 47 erster Zeitpunkt 48 zweiter Zeitpunkt 50 Parameter 51 Temperatur-Parameter 52 Niederschlagsintensitäts-Parameter 53 Niederschlagsgrößen-Parameter 54 Geschwindigkeits-Parameter 55 Mittel zur Erfassung einer Umgebungstemperatur 56 Mittel zur Erfassung eines Niederschlags 57 Mittel zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit 60 Modulator 61 Lichtmodulationsfunktion 69 Tastgrad 70 Überlagerungseinheit 71 Projektionsmuster 80 Lichtmatrix 81 Videosignal 100 gedachte Linie 101 erster Ort 102 zweiter Ort 110, 210, 310, 410, 850, 851, 852, 853 Trajektorie 111.211 Anfang der Trajektorie 112.212 Ende der Trajektorie 115, 116 Verlaufsvektor 120, 220, 320, 420, 121,221,321,421 Normale 510, 610, 710, 860, 861, 862, 870, 871, 872, 880, 881, 882 grafische Darstellung des Polynoms 900 Mikroprozessor 910 CAN-Bus 920 Sensoreinrichtung 930 weitere Fahrzeug-Elektronikeinrichtungen oder AdapterFIG. 20 shows the optoelectronic component 7 with a cell-like overlay function according to FIG. 19 at a second point in time. The polynomials 880, 881 can be seen running parallel. This is to illustrate that the horizontally oriented fringe pattern causes a downwardly moving effect in time. LIST OF REFERENCE SIGNS: 1, 11 Vehicle headlights 2, 12 Light source 3, 13 Primary optics 4, 14 Projection optics 5 Control device 6 Output unit 7, 17 Optoelectronic component 8 Optoelectronic element 9, 19 Actuation unit 10 Data memory 15 Selection unit 20, 21, 22 Light distribution 30 All of the prediction functions 31, 32, 33, 34 Prediction function 35 Prediction unit 40 Modulation function 41 Abscess of modulation function 45 Modulation source 46 Time interval 47 First time 48 Second time 50 Parameters 51 Temperature parameters 52 Precipitation intensity parameter 53 Precipitation parameter 54 Velocity parameter 55 Means for detecting an ambient temperature 56 means for detecting a precipitation 57 means for detecting a vehicle speed 60 modulator 61 light modulation function 69 duty 70 superposition unit 71 projection pattern 80 light matrix 81 video signal 100 imaginary line 101 first place 102 second O rt 110, 210, 310, 410, 850, 851, 852, 853 Trajectory 111.211 Start of trajectory 112.212 End of trajectory 115, 116 Trace vector 120, 220, 320, 420, 121, 221, 311, 421 Normals 510, 610, 710, 860, 861, 862 , 870, 871, 872, 880, 881, 882 graphical representation of the polynomial 900 microprocessor 910 CAN bus 920 sensor device 930 further vehicle electronic devices or adapters
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