CN108800035A - 被配置成投射形成像素化图像的光束的机动车辆照明模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的照明模块，所述照明模块被配置成投射形成像素化图像的光束。所述照明模块包括光源(102)和用于处理由所述光源(102)发射的光的装置(200)，所述装置包含被配置成以使得形成所述像素化图像的方式处理由所述光源(102)发射的光束的至少一部分的有源元件(202)的矩阵(201)。所述光源(102)包含发射元件(134)的矩阵，其中至少两个发射元件可以被选择性地激活并且发射元件(134)的矩阵和有源元件(202)的矩阵相对于彼此偏移使得每个有源元件(202)被布置成跨过由发射元件(134)发射的光束的一部分。

Description

被配置成投射形成像素化图像的光束的机动车辆照明模块
发明领域
本发明的技术领域是机动车辆照明的技术领域。更特定来说，涉及一种适于投射像素化图像的照明模块和其集成到机动车辆前照灯中的集成。
背景技术
机动车辆配备有意在在夜间或在低光照条件下借助于整体光束照亮车辆前方的道路的前照灯或车前灯类型的投射装置。这些前照灯、左侧前照灯和右侧前照灯分别包含一个或多个照明模块，所述照明模块适于产生并且引导其附加物形成所述总体光束的部分光束。
除了这些法定照明功能之外，对于所有道路使用者、机动车辆制造商和原始设备制造商的安全而言不可或缺的目的是提出促进驾驶(并且特定来说提供与车辆状态、紧急情况的检测或导航信息的呈现有关的信息)的装置。举例来说，已经开发了用于将信息投射到道路场景上的照明模块，以便避免驾驶员不得不把目光从道路场景移开来查看这个信息。更确切地说，这些照明模块被配置成在信息待被车辆的拥有者观看的情况下相对于其向前移动的方向在车辆的前面或在信息待被跟随车辆的拥有者观看的情况下在车辆后面投射信息。待被观看的信息以采用容易理解的象形图的形式的像素化图像的形式投射到道路上，例如，如果与车辆相关联的卫星导航装置检测到即将到来的转弯时采用箭头的形式，或如果紧急情况涉及车辆的快速制动采用感叹号的形式等。
图1示出了被配置成投射形成像素化图像的光束的数字微镜器件(DMD)型照明模块1的一个示例。为了这个目的，照明模块包含在反射器4的方向上发射光束3的光源2，反射器4被配置成将光束的光线偏转朝向微镜矩阵5。光源设置在反射器的图像焦点附近并且微镜矩阵设置在所述反射器的图像焦点附近，其中结果是由反射器的反射性内表面反射的光线集中在微镜矩阵5上，从而照亮所有的微镜。微镜矩阵包括可彼此独立旋转的镜子。以非限制性示例方式，微镜阵列5是正方形的并且在其侧部中的每个上由500到800个镜子限定，每个镜子能够具有7到10微米的数量级的尺寸。更确切地说，每个微镜安装成围绕轴线在其中微镜在投射光学系统的方向上反射入射光束的有源位置与其中微镜在图1中未示出的发光辐射吸收体元件的方向上反射入射光束的无源位置之间枢转。一旦被至少一些微镜反射，光束就通过照明模块1的屈光度计6以便投射光束。
这个照明模块1使得能够在出射部处由形成意在投射到道路场景上的像素化图像的全部或一部分的高分辨率像素化的和数字化的光束7的屈光度计6提供。构成这个光束7的每个像素或像素化光线对应于由微镜偏转的原始光束3的一部分，并且然后有可能通过借助于控制模块8控制每个微镜来激活或停用这些微像素。然后，这个特定特征使得有可能根据道路上的标记要求在屈光度计6的出射部处设计光束7的任何所需形状，并且特定来说在车辆前方的投射区域上表示象形图。如上所述的DMD型照明模块因此使得能够将像素化图像投射到道路上。
像素化图像的分辨率取决于可控微镜的数量。枢转微镜所采用的机构对振动和温度变化敏感，并且明显地随着微镜的数量相对于矩阵的尺寸增加，移动微镜的矩阵的使用越来越脆弱，该尺寸本身受限于部件的成本。因此，目前在机动车辆前照灯中使用非常高分辨率的DMD型装置是困难的，因为微镜枢转机构具有高损坏风险。
发明内容
本发明归属于这个上下文内，并且旨在提出一种使得能够借助于上文所述的微镜类型的多个有源元件来投射像素化图像的机动车辆照明模块，其被减小以便降低单位成本和/或以便限制故障的风险。
为了这个目的，本发明提出了一种用于机动车辆的照明模块，所述照明模块被配置成投射形成像素化图像的光束。所述照明模块包括光源和用于处理由所述光源发射的光的装置。更确切地说，所述处理装置包含有源元件的矩阵，所述有源元件的矩阵被配置成以使得形成所述像素化图像的方式处理由所述光源发射的光束的至少一部分。在这里至于“有源元件”意指适于当所述有源元件被激活时至少部分地传播在所需场景(举例来说，道路场景)的方向上照亮它的光的表面。
本发明的特征在于，所述光源包含发射元件的矩阵，其中至少两个发射元件可以被选择性地激活，并且所述发射元件的矩阵和所述有源元件的矩阵相对于彼此偏移，使得每个有源元件被布置成跨过由发射元件发射的光束的一部分。
至于“跨过光束的一部分”意指每个有源元件仅跨过由一个所述发射元件发射的光束的一部分而定位，即，每个有源元件仅受由一个所述发射元件发射的光束的这个部分影响，无论是为了反射还是折射所述光线。形成由发射元件发射的这个光束的其余光线被引导到所述有源元件的矩阵的外部或该矩阵的另一有源元件。因此，当有源元件被单个发射元件激活并且照亮时，所述有源元件传播由所述发射元件发射的光束一部分。然后，将所传播光束投射到所需场景上，从而形成像素。明显地，来自发射元件的光束仅照亮有源元件的表面的一部分。因此，为了照亮有源元件的整个表面，有必要激活至少两个发射元件。因此，如果相同的有源元件被多个发射元件激活并且照亮，那么所述有源元件传播由多个所述发射元件发射的光束的多个部分。所传播光束然后形成所述像素化图像的多个像素。因此，明显的是，有可能通过仅激活一个有源元件来形成像素化图像的至少两个像素。因此，由于本发明，激活单个有源元件可以使得能够通过激活一个或多个发射元件来形成一个或多个像素，每个发射元件部分地照射所述有源元件。因此，与如上所述的现有技术装置相比，对于相同的图像分辨率，本发明有利地使得能够使用更少的微镜，这使得能够提供更小的处理装置，因此成本更低，或者使用更大的微镜，其使得这些有源元件的可靠性能够得到提高。
换句话说，明显的是，所述的矩阵的偏移之处在于，在每个的矩阵中，构成它的元件由分界线分开，并且在所述处理装置的有源元件的矩阵和所述源的发射元件的矩阵的图像被投射到所述处理装置的有源元件的矩阵上的情况下，分界线不重叠。
根据本发明的一个特征，每个发射元件可以被配置成照亮至少两个毗邻的有源元件。每个发射元件优选地被配置成照亮至少四个毗邻的有源元件。附随地，每个有源元件被配置成由至少四个发射元件照亮。明显地，增加用于照亮整个有源元件的发射元件的数量增加了所述有源元件可以在图像中形成的像素的数量。换句话说，对于具有相同分辨率的图像，减少了形成所述图像的有源元件的数量。
根据本发明的另一特征，所述发射元件的矩阵的表面积可大于所述有源元件的矩阵的表面积。这确保了限定所述矩阵的边缘的每个有源元件的表面完全被多个发射元件照亮。
根据另一特征，至少一个发射元件的表面积可以等于至少一个有源元件的表面积。所述发射元件和所述有源元件的表面积优选地是相同的，以便促进所述发射元件的矩阵与所述有源元件的矩阵之间的光学对准，其中在所述发射元件与所述有源元件之间存在恒定偏移。
明显地，在前述两个特征中，可以实现在所述至少一个发射元件到所述有源元件的矩阵上的所投射表面积与所述至少一个有源元件的表面积之间的表面积比较，只要所述发射元件是以特定放大率投射。这使得所述光源的尺寸能够最小化。
根据另一特征，由发射元件发射的光束到所述处理装置上的投射的表面积可以等于至少一个有源元件的表面积。
根据另一特征，所述照明模块可以包括第一投射光学器件，所述第一投射光学器件被布置成面向所述有源元件的矩阵，以将所述像素化图像投射到所述装置外部。所述投射光学器件包括至少一个光学元件，例如，一个或多个透镜、一个或多个反射器、一个或多个光导或上述的组合。引用的光学元件中的每个可以具有不同的形状。
根据另一特征，至少一个有源元件可以反射由发射元件发射的光束的一部分。根据优选实施例，所述有源元件的矩阵可以包括多个可旋转的DMD型微镜。在这种情况下，所述投射光学器件和所述光源可以放置于所述处理装置的同一侧上。
根据另一特征，至少一个有源元件可以被配置成折射由发射元件发射的光束的一部分。至少一个有源元件可以采取液晶的形式。特定来说，所述有源元件的矩阵可以形成LCD型屏幕。在这种情况下，所述投射光学器件和所述光源可以放置于所述处理装置的相应的相反侧上。根据替代实施例，所述光源然后可以邻接所述处理装置。
根据另一特征，所述照明模块包括以使得将由所述光源发射的光的至少一部分投射到所述有源元件的矩阵上的方式布置在所述光源与所述处理装置之间的第二投射光学器件。所述投射光学器件包括至少一个光学元件，例如，一个或多个透镜、一个或多个反射器、一个或多个光导或上述的组合。所引用的光学元件中的每个可以具有不同的形状。
根据另一特征，所述照明模块可以包括控制模块，所述控制模块被配置成同时控制所述发射元件的点亮和/或熄灭以及所述处理装置的有源元件的配置。至于“控制(…)有源元件的配置”意指有可能控制模块以当所述有源元件的矩阵是DMD类型时枢转一个或多个移动微镜或者当所述有源元件的矩阵是LCD型屏幕时修改一个或多个液晶单元的透射率。
根据另一特征，每个发射元件可以包括用于发射光束的一个或多个亚毫米尺寸的电致发光杆。因此，在汽车领域中应用了一种技术，所述技术在于借助于在基板上生长以产生三维拓扑结构的多个电致发光杆来产生电致发光部分。明显地，与在汽车领域中先前已知的发光二极管(即，大致是平面二极管)相比，三维拓扑具有使发光表面积倍增的优点。因此，有可能以较低的单位成本产生非常明亮的光。
可以选择性地激活所述发射元件(并且特定来说，在这种情况下，电致发光杆)从而使得所述光源的至少两个发射元件有可能被布置成被选择性地照亮的事实和提供用于控制与这些发射元件分离的照明的模块从而使得所述发射元件能够同时或不同时地彼此单独地点亮或熄灭的事实使得能够产生能够依据希望投射的像素化图像而演变的像素化光。
所述电致发光杆可以从基板突出并且特定来说可以直接形成在该基板上。所述基板可以基于硅或碳化硅。明显地，当所述基板主要含有硅(举例来说，至少50％，并且实际上大约99％)时，所述基板是基于硅的。
根据所述电致发光杆的结构特定的一系列特征以及所述基板的那些电致发光杆的设置，分别或与其它组合考虑：
-每个杆具有柱状总体形状，尤其是多边形截面；每个杆可以具有相同的总体形状，并且特定来说，六边形形状；
-每个杆由端面并且由沿着界定其高度的杆的纵向轴线延伸的周向壁限定，光至少从所述周向壁向外发射；光可同样由所述端面发射；
-每个杆可以具有大致垂直于所述周向壁的端面，并且在不同的变体中，这个端面可以大致是平面的或凸形的或者在中心成尖状；
-所述杆以二维矩阵布置，无论该矩阵是否是规则的，在给定对准的两个连续杆之间具有恒定的间隔，或者所述杆以梅花形设置；
-所述杆的高度在1和10微米之间(包括端值)
-所述端面的最大尺寸小于2微米；
-分离两个紧毗邻的杆的距离最小为2微米，并且最大为100微米。
根据其它特征，包括多个亚毫米尺寸电致发光杆的半导体光源可以进一步包含形成封装的聚合物材料层，其中所述杆至少部分地嵌入封装中；这种封装被沉积在所述基板上，从而覆盖所述杆，并且有利的是所述封装至少延伸直到覆盖最高的杆。这个聚合物材料可以基于硅树脂，应当理解，如果所述聚合物材料主要包含硅树脂，举例来说，至少50％，并且实际上，大约99％，那么所述聚合物材料是基于硅树脂的。所述聚合物材料层可以包括由所述多个杆中的至少一个产生的光激发的发光体或多个发光体。至于发光体或光转换器意指存在至少一种电致发光材料，所述电致发光材料被设计成吸收由光源发射的激发光的至少一部分并且将所述吸收的激发光的至少一部分转换成具有与激发光的波长不同的波长的所发射光。这个发光体或所述多个发光体可至少部分地嵌入于所述聚合物中或设置在所述聚合物材料层的表面上。
可替选地，根据另一特征，每个发射元件可以包括用于发射光束的一个或多个亚毫米尺寸的电致发光柱。通过特定来说n掺杂GaN第一层和p掺杂GaN第二层(举例来说，碳化硅)的外延生长来形成所述柱，整体被切割(通过研磨和/或烧蚀)以形成来源于同一基板的多个像素。这种设计的结果是多个电致发光块都从相同的基板产生并且彼此电连接以选择性地激活。单个基板可以具有在100μm与800μm之间(包括端值，特定来说，等于200μm)的厚度；每个块可以具有各自在50μm与500μm之间(包括端值，优选地，在100μm与200μm之间，包括端值)的宽度和长度。在一个变体中，长度和宽度是相等的。每个块的高度小于500μm，优选地，小于300μm。最后，每个块的出射表面可以在基板上与外延生长相反的侧上。两个毗邻像素之间的分离距离可以小于1mm，特定来说，小于500μm，并且优选地，小于100μm，甚至更优选地，小于20μm。
可以选择性地激活所述发射元件(并且特定来说，在这种情况下，电致发光柱)从而使得有可能将所述光源的至少两个发射元件被布置成被选择性地照亮的事实和提供不同于这些发射元件的照明控制模块从而使得有可能同时或不同时地彼此单独地点亮或熄灭每个发射元件的事实使得能够产生可以依据希望投射的像素化图像而演变的像素化光。
本发明还涉及包含上述照明模块中的至少一个的机动车辆照明装置。该照明装置可以包括前照灯、尾灯或内部照明系统。本发明还涉及包含这种前照灯的机动车辆。
当然，本发明的特征，变体和不同实施例可以各种组合彼此相关联，只要它们不是不兼容或相互排斥。
附图说明
根据说明书和附图，本发明的其它特征和优点将明显变得更加显而易见，其中：
-图1是被配置成投射像素化图像的照明模块的图解性表示；
-图2是根据本发明的照明模块的侧视图，其中示出了面向用于处理由光源发射的光的装置的半导体光源；
-图3是来自图2的包含在基板上突出的多个电致发光杆的半导体光源的透视图解性表示，其中已经使得在一行电致发光杆的截面中可见；
-图4是根据本发明的光源上的电致发光杆的布置的图解性图示，这里具有可以选择性地激活的电致发光杆的两个区域；
-图5是根据本发明的一个特定实施例的半导体光源的细节的截面图，其中两个电致发光杆从基板突出，所述电致发光杆被封装在保护层中；
-图6是发射元件的矩阵的正视图，每个发射元件包括如图3到图5中所表示的光源的一个或多个电致发光杆；
-图7是图示图1中所示的照明模块中所使用的光处理装置的有源元件的矩阵与来自图6的发射元件的矩阵的所投射图像的叠加的正视图；
-图7A是位于发射矩阵的被激活的四个元件的图像前方的有源元件的矩阵的停用有源元件的正视图；
-图7B是位于发射矩阵的被激活的四个元件的图像前面的有源元件的矩阵的激活的有源元件的正视图；
-图7C是位于发射矩阵的被激活的三个元件的图像以及发射矩阵的被停用的元件的图像的前方的有源元件的矩阵的激活的有源元件的正视图；
-图7D是位于发射矩阵的被激活的两个元件的图像以及发射矩阵的被停用的元件的图像的前方的有源元件的矩阵的激活元件的正视图；
-图8是根据本发明的第二实施例的照明模块的图解性表示；
-图9是图示图8中所示的照明模块中所使用的光处理装置的有源元件的矩阵与来自图8的这个照明模块中所使用的光源的发射元件的矩阵的所投射图像的叠加的视图。
具体实施方式
必须记住的是，本发明提出了一种用于机动车辆的照明模块，所述照明模块被配置成投射在道路场景上形成像素化图像的光束。在下文中描述的照明模块10包括控制模块101、由控制模块控制的光源102以及用于处理由光源发射并且也由控制模块101控制的光的装置200。
如图2中所示，照明模块10容纳在由外部透镜104所封闭的壳体103形成的照明装置(这里是机动车辆前照灯)中。根据本示例，照明模块10包括用于对由光源102发射的光线中的至少一些进行成形的第一光学器件106。第一光学器件106被配置成改变由光源102发射的光线的中的至少一些的方向。
光源102是包括发射元件并且更特定来说亚毫米尺寸的电致发光杆的半导体源(即，下文将描述的三维半导体源)，这与由于它们几纳米的数量级的厚度而类似于大致平面的源的传统二维源相对，而具有电致发光杆的源具有至少等于1微米的高度。
如图3中所示，光源102包括在下文中被称为电致发光杆的多个亚毫米尺寸的电致发光杆108。这些电致发光杆108源自相同的基板110。这里使用氮化镓(GaN)形成的每个电致发光杆从基板垂直或大致垂直地突出，这里所述基板基于硅，但可以使用例如碳化硅的其它材料，而不脱离本发明的上下文。举例来说，电致发光杆可由氮化铝和氮化镓的合金(AlGaN)或者由铝、铟和镓的合金(AlInGaN)制成。
基板110具有其上安装有第一电极114的下表面112和电致发光杆108从其延伸并且其上安装有第二电极118的上表面116。特定来说在基板上的电致发光杆的生长(这里是向上生长)之后，各种材料层叠加在上表面116上。在这些各种层当中可以找到至少一层导电材料，以便使得能够向杆提供电力。这个层以将杆中的一些连接在一起的方式来蚀刻，然后，那些杆的点亮可由控制模块同时命令，这里未示出。借助于照明控制系统，可以将半导体光源的至少两个电致发光杆或至少两组电致发光杆布置成清楚地照明。
亚毫米尺寸的电致发光杆从基板延伸，并且如图3中所示，每个包含：氮化镓芯119，其周围设置量子阱120，量子阱120由不同材料(这里氮化镓和氮化镓铟)层的径向叠加形成；和外壳121，外壳121围绕量子阱并且也由氮化镓制成。
每根杆沿着界定其高度的纵向轴线122延伸，每根杆的基部123设置在基板110的上表面116的平面124中。
半导体光源的电致发光杆108有利地具有相同的形状。这些杆中的每一个由端面126并且由沿着纵向轴线延伸的周向面128限定。当电致发光杆被掺杂并且被极化时，在半导体源的出射部处的所得光主要从周向壁128发射，应当理解的是，光线也可以至少小量地从端面126出射。这样做的结果是，每个杆起单个发光二极管的作用，并且电致发光杆108的密度改进了这个半导体源的发光量。
与氮化镓外壳对应的杆108的周向壁128由形成每个杆的与由基板形成的阴极互补的阳极的透明导电氧化物(TCO)层129覆盖。这个周向壁128沿着纵向轴线122从基板110延伸到端面126，从端面126到基板的上表面116(电致发光杆108从上表面116上升)的距离限定每个杆的高度。以示例方式，电致发光杆108的高度在1与10微米之间(包括端值)，而垂直于所涉及的电致发光杆的纵向轴线122的端面的最大横向尺寸小于2微米。在垂直于这个纵向轴线122的截面平面中的杆的表面积可同样界定在特定值的范围内，并且特定来说在1.96与4平方微米之间。
明显的是，在杆108的形成期间，高度可以以使得增加半导体光源的一些部分的亮度的方式从同一光源的一部分到另一部分进行改变，假设亮度随着杆的高度增加而增加。
电致发光杆108的形状也可以特定来说关于杆的截面和/或端面126的形状而从同一光源的一个部分到另一部分变化。在图3中示出了电致发光杆，所述电致发光杆具有特定来说多边形截面(在这里更特定来说六边形截面)的柱状的总体形状。明显的是，重要的是光可以发射穿过周向壁，举例来说，后者具有多边形或圆形形状。
此外，端面126可以具有垂直于周向壁的大致平面的形状，其中结果是其大致平行于基板110的上表面116延伸，如图3中所示，或者可以具有凸形形状或在其中心处呈尖状形状使得从这个端面出射的光的发射方向倍增，如图5中所示。
在图3和图4中，电致发光杆108被布置成二维矩阵，其中杆以相互垂直的行和列对准。这种布置可使得电致发光杆布置成梅花形。本发明涵盖杆的其它分布，特定来说具有在相同光源的不同部分中可能变化的杆密度。在图4中示意性地示出了两个紧毗邻的电致发光杆在第一横向方向上的分离距离d1和两个紧毗邻的电致发光杆在第二横向方向上的分离距离d2。分离距离d1和d2在毗邻电致发光杆的两个纵向轴线122之间测量。如上所述，从基板110突出的电致发光杆108的数量可以从该光源的一个部分到另一部分不同，以便特定来说增加该光源的一部分的发光密度，但可接受的是，为了使由每个电致发光杆108的周向壁128发射的光能够从杆的矩阵射出，分离距离d1、d2中的一个或者另一个必须至少等于2微米。此外，这些分离距离不大于100微米。
特定来说，如图5中所示，光源可以进一步包含形成电致发光杆108至少部分地嵌入其中的封装的聚合物材料层130。因此，层130可以在基板的整个范围上延伸或者仅在特定的一组电致发光杆108周围延伸。聚合物材料，特定来说可以是基于硅树脂的聚合物材料，使得有可能保护电致发光杆108而不妨碍光线的扩散。
光源可以进一步包含反射光的材料的涂层132，所述涂层设置在电致发光杆108之间以将最初朝向基板定向的光线偏转朝向电致发光杆108的端面126。换句话说，基板110的上表面116可以包含反射装置，所述反射装置将最初朝向上表面116定向的光线重定向为朝向光源的出射面。这回收了否则将会损失的光线。这个涂层132设置在电致发光杆108之间位于透明导电氧化物层129上。
如上所提及，光源102由控制模块101控制。控制模块包括图中未示出的计算单元和存储单元。存储单元被配置成至少存储用于控制光源102的程序和用于控制光处理装置200的程序。计算单元被配置成以使得光源102和光处理装置200的操作相关的方式同时执行这些程序。
为了这个目的，控制模块101被配置成选择性地激活光源102的发射元件134，并且发射元件134可由单个电致发光杆组成，或者如图4中所示，由多个电互连的发光杆组成。在后一种情况下，发射元件134的激活包括借助于来自控制模块101的单个指令同时激活出现在由分界线137限定的区域中的所有杆108。在图4中示出了沿第一横向方向在第一发射元件134的杆和直接毗邻的第二发射元件的杆之间的分离距离d3。可接受的是，在电致发光杆的两个纵轴之间测量的这个分离距离d3必须至少等于2微米，以便由每个杆108的周向壁128发射的光能够从电致发光杆的矩阵出射，并且目的是在两个不同区域的两个杆之间的分离距离d3大致等于光源的相同区域的两个杆的分离距离d1或d2。以这种方式划界的每个发射元件134被配置成发射方向性光束。当与发射元件对应的杆108或每个杆108熄灭时，在光源102的发射表面上出现暗区域。
在不脱离本发明的上下文的情况下，光源102可采取多种形式，只要其具有可由控制模块101选择性地并且彼此独立地激活的多个发射元件134。根据图6中所示的本示例，光源102具有大致正方形的形状，其包括由分界线137分开、按行和列布置使得形成发射元件134的均匀矩阵140的多个相同的发射元件134，即，包含相同数量的杆。
光源以使得照亮光处理装置200的方式布置在照明模块10中。根据本示例，光处理装置200是被配置成透射形成像素化图像的光束的LCD(液晶显示器)类型。为了这个目的，如图7中所示，光处理装置200包含有源元件202的矩阵201，每个有源元件对应于形成有源区域的液晶块。每个有源元件202适于采取其中它能够在第一成形光学器件106的方向上透射由光源102发射的光的有源位置和其中能够阻挡由光源102发射的光的无源位置。每个有源元件202可以通过控制模块101独立于其它有源元件而被激活或停用。
根据本发明，光源102和光处理装置200在照明模块10中相对于彼此布置，以使得它们相应的发射元件和有源元件的矩阵以这样的方式偏移：由发射元件发射的光线中的仅一些遇到有源元件，并且在适当的情况下，由每个发射元件134发射的光线参与照亮多个有源元件202，在这里是其中的四个。更确切地说，光源102定位成面向矩阵201，以使得每个发射元件134投射仅照亮四个毗邻有源元件202中的一些的光束。因此，如图7中所示，放置于矩阵201后面并且以虚线表示的发射元件134被布置和配置成使得由每个发射元件投射的图像照亮由分界线220限定的矩阵201的区域210。每个区域210与以实线表示的分界线220限定的有源元件202的至少一部分重叠。举例来说，图7中所指示的有源元件202被分成四个区域210A、210B、210C和210D，每个区域与由不同的发射元件发射的光束的投射表面积的一部分对应，如下文所述。换句话说，如图7中所示，发射元件134和有源元件202的矩阵被面对面地布置，以使得有源元件134的分界线137在有源元件的矩阵200上的投影不叠加在构成有源元件的矩阵的有源元件202的分界线220上。
根据本示例，区域210是与有源元件201相同的形状并且具有与有源元件201相同的尺寸。当然，在本发明的另一实施例中它可以是不同的。
现在，图7A到图7D示出了根据本发明的照明模块10的操作的示例，更确切地说，是由四个毗邻发射元件照亮的有源元件202的操作的示例。为了促进对本发明的理解，仅表示放置于四个发射元件134A到134D的所投射图像的前面的一个有源元件202。当然，在理论上，这个有源元件被其它有源元件围绕以便形成图7中所示的有源元件的矩阵201。
当控制模块101激活四个毗邻的发射元件134A到134D时，后者中的每一个照亮相同有源元件202的四个不同区域210A到210D中的相应区域。
注意，在图7A到图7D中，光由阴影区域表示。当控制模块停用这个有源元件202时，由这些发射元件发射的光不会被有源元件202透射到第一成形光学器件106。换句话说，并且如图7A中所示，跨过由四个发射元件中的每一个投射的图像的一部分的有源元件202隐藏来自这四个发射元件中的每一个的光的一部分。因此，由照明模块10投射的图像包含对应于有源元件202的暗区域。相反，如图7B中所示，当控制模块激活有源元件202时，由发光元件134A到134D发射的光束中的一些由照明模块10透射。前述暗区域然后变亮。现在，如图7C中所示，控制模块101停用发射元件134A。因此，有源元件202的区域210A不再被照亮，这在外观上反映在与像素化图像的像素对应的黑色标记的光区域中。这个暗区域可以由控制模块101通过停用发射元件134B或134C在纵向横向方向上扩大，其中结果是使得有源元件202的区域210B或210C也不再被照亮。根据图7D中所示的替代方案，控制模块可以仅激活发射元件134A和134D，使得仅照亮有源元件202的区域210A和210D，以便形成包括四个不同的像素的像素化图像，其中两个是亮的，两个是暗的。
因此，从上面的示例很明显，本发明使得能够选择性地并且独立地修改像素化图像的四个像素，而这不需要控制模块101激活有源元件202。因此，由于本发明，形成在像素化图像中的像素不再需要激活特别对应的有源元件202。实际上，通过仅激活一个有源元件202，有可能通过激活照亮所述有源元件202的一个或多个发射元件134来形成一个或多个像素。因此，与上述现有技术装置相比，对于相同的图像分辨率，本发明有利地使得能够使用较少的有源元件202，并且如所描述的，这使得有可能获得成本更低的装置和/或其这些有源元件的故障风险减少的装置。
在图2中示出了处理装置200，处理装置200被布置在距光源一定距离处并且被配置成使由该光源发射的光线通过它。根据未示出的变体实施例，光源102可以邻接有源元件的矩阵，以便减小照明模块10的整体尺寸。
接下来参照图8描述本发明的第二实施例，其中光处理装置300是DMD(数字镜装置)类型，其被配置成投射形成像素化图像的光束，并且因此与第一实施例的处理装置的不同之处在于其具有朝向第一成形光学器件106反射光线的特性而不是第一实施例的折射特性。实际上，根据这个第二实施例，光源相对于光处理装置定位在与第一光学器件106相同的侧上，而在第一实施例中，光源和第一成形光学器件106设置在光处理装置的相应相反侧上。
在这个第二实施例中，光处理装置300包含有源元件302的矩阵301，每个有源元件对应于移动微镜。每个微镜被安装成围绕轴线在其中微镜在第一成形光学器件106的方向上反射由光源102发射的光的有源位置与其中微镜在图中未示出的发光辐射吸收体元件的方向上反射所述光的无源位置之间枢转。每个微镜的旋转可以由控制模块101独立于其它微镜来控制。在所示的示例(然而，所示的示例对本发明没有限制)中，有源元件301的矩阵是正方形的并且在其每个侧上由500到1500个微镜或有源元件302限定，并且每个微镜具有大约7到10微米的尺寸。
根据本发明，光源102以这样的方式布置在照明模块10中：构成它的发射元件134可以被选择性地激活，并且光源的至少一个发射元件134(即，杆或者一组电互连的杆)照亮多个微镜301，这里是其中的四个。更确切地说，光源102相对于有源元件302的矩阵301定位，以使得每个发射元件134投射光束，其中仅一部分光束照亮微镜和/或其全部光束仅照亮四个微镜中的一部分。
在这个第二实施例中，对发射元件和有源元件的控制与特定来说参照图7A至图7D针对第一实施例所描述的控制相同，其中结果是现在可以将先前提到的教导应用于控制微镜从第一位置到另一位置的旋转而不是控制液晶的激活或停用。
根据上文已经描述的，由于本发明，在这个第二实施例中形成在像素化图像中的像素不再需要激活特别对应的微镜。实际上，通过激活微镜，有可能通过激活照亮该微镜302的一个或多个发射元件134来形成一个或多个像素。因此，与上述现有技术装置相比，为了相同的图像分辨率，本发明有利地使得能够使用更少的微镜，如所描述的，这使得有可能获得成本更低和/或其有源元件的故障风险减少的装置。
照明模块可以包括定位在光源102和光处理装置300之间的第二成形光学器件107。第二光学器件107的目的在于扩展光束的投射表面积并且在适当的情况下偏转由光源发射的光束，以使得当光源102的尺寸小于有源元件302的矩阵301的尺寸时，光源102可以照亮所有有源元件的矩阵。换句话说，第二光学器件107被配置成如果源和有源元件的纵横比相同那么实现同位放大或者如果情况并非如此那么实现歪像。

Claims (13)

1.一种用于机动车辆的照明模块(10)，所述照明模块被配置成投射形成像素化图像的光束，所述照明模块包括光源(102)和用于处理由所述光源(102)发射的光的处理装置(200、300)，所述处理装置(200、300)包含有源元件(202、302)的矩阵(201、301)，所述有源元件(202、302)的矩阵(201、301)被配置成处理由所述光源(102)发射的光束的至少一部分，以便形成所述像素化图像，其特征在于，所述光源(102)包含发射元件(134)的矩阵，所述发射元件(134)的矩阵中的至少两个发射元件能够被选择性地激活，并且所述发射元件(134)的矩阵(140)和所述有源元件(202、302)的矩阵(201、301)相对于彼此偏移使得每个有源元件(202、302)被布置成跨过由发射元件(134)发射的光束的一部分。
2.根据前一权利要求所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，每个发光元件(134)被配置成照亮至少两个毗邻的有源元件(202、302)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，所述发射元件(134)的矩阵(140)的表面积大于所述有源元件(202、302)的矩阵(201、301)的表面积。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，至少一个发射元件(134)的表面积等于至少一个有源元件(202、302)的表面积。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，由发射元件(134)发射的光束的投射到所述处理装置(200、300)上的表面积等于至少一个有源元件(202、302)的表面积。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，所述照明模块(10)包括第一投射光学器件(106)，所述第一投射光学器件被布置成面向所述有源元件(302)的矩阵(301)，以将所述像素化图像投射到所述装置(10)外部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，至少一个有源元件(302)反射由发射元件(134)发射的光束的一部分。
8.根据权利要求1到6中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，至少一个有源元件(302)被配置成折射由发射元件(134)发射的光束的一部分。
9.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，所述照明模块(10)包括第二投射光学器件(107)，所述第二投射光学器件布置在所述光源(102)与所述处理装置(300)之间以将由所述光源(102)发射的光的至少一部分投射到所述有源元件(302)的矩阵(301)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，所述照明模块(10)包括控制模块(101)，所述控制模块被配置成同时控制所述发射元件(134)的点亮和/或熄灭，并被配置成激活和/或停用所述处理装置(200、300)的有源元件(202、302)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆照明模块，其特征在于，每个发射元件(134)包括用于发射光束的多个亚毫米电致发光杆(108)。
12.根据权利要求11所述的机动车辆照明模块(10)，其特征在于，所述电致发光杆(108)从基板(110)突出，并且具体地能够直接形成在该基板(110)上。
13.一种机动车辆照明装置，所述机动车辆照明装置包含根据前述权利要求中任一项所述的照明模块(10)。
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