CN112406690A - 智能汽车前照灯 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种智能汽车前照灯，包括：环境采集部，其包括环境传感模块及第一处理模块；控制部，其包括接口模块、第二处理模块、LED灯控制模块及DMD芯片控制模块；照明部，其包括LED灯模块及DMD数字微镜模块。通过环境采集部、控制部及照明部的配合设置，环境传感模块将采集的环境信号输送至第一处理模块，第一处理模块将环境信号通过接口模块输送至第二处理模块，第二处理模块进行信号处理后，分别驱使LED灯控制模块及DMD芯片控制模块工作，最终由LED灯控制模块及DMD数字微镜模块发出与环境相适配的光，使得使用者更适应当前环境，不仅为其使用带来极大便利，同时，还提升汽车前照灯的智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体地，涉及一种智能汽车前照灯。
背景技术
汽车前照灯作为汽车安全系统中的关键部件之一，为汽车在光线暗弱环境下及夜间提供照明。而车灯的光源技术，经历了煤油灯、乙炔灯、白炽灯、氙气灯、LED灯和激光灯几个历程，而在这几种光源技术中，LED光源技术为现阶段最具应用化前景的光源技术。LED光源更加接近日光，可以缓减驾驶员的视觉疲劳，还具有效能高、可靠性强、使用寿命长、色纯度高、响应速度快、体积小、易于集成、方便布置等优点，符合人们对于车灯安全、环保、造型优美等特征的需求，是现阶段汽车前照灯发展的主流方向。
LED汽车前照灯已经被使用在很多中高端车系之上，然而大多数仍然是基于传统配光技术。随着自动驾驶技术快速发展，在无人驾驶和有人驾驶并存的交通环境中，对具有智能化配光功能的前照灯提出了迫切的需求。
在传统的汽车领域中，汽车前照灯作为一个相对独立的照明单元，能够在光线暗弱的行车环境中，产生符合特定标准的照明效果，其光型、光照范围以及光照强度分布等指标在车灯设计之初就已经确定，受相关车灯标准的严格约束，无法根据外界环境的变化进行智能调节。
随着无人驾驶技术的快速发展，未来十数年必然是无人驾驶和有人驾驶并存的局面，这导致了行车环境的复杂性与日俱增，对驾驶的安全性造成了很大的挑战。
目前亟需一种具备智能化配光技术的汽车前照灯，即智能车灯，其可以适应更加复杂的交通环境，其照明效果可以根据外界环境的变化而变化，成为了新一代车灯的发展方向。新一代智能车灯，根据外界行车环境的变化而进行智能化配光：能够实现车灯的随动转向、会车消光，能够对路面车辆、行人、建筑物、弯道、路障、警示牌以及指示牌等进行智能识别并能够进行相应的光型调整以适应迅速变化的行车环境。同时，智能车灯能够根据照明所需在极限照明区域和强度范围内，灵活地设置局部照明范围、照明光型和光照强度。对于不同行车环境，如雨雪天气、雾霾天气、城市交通、乡村道路等，智能车灯应有特定的照明模式。智能车灯会更加小型化、集成化，与车辆其它系统的联系会更加紧密化。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种智能汽车前照灯。
本发明公开的一种智能汽车前照灯，包括：环境采集部，其包括环境传感模块及对环境传感模块采集的环境信息进行处理的第一处理模块；
控制部，其包括接口模块、第二处理模块、LED灯控制模块及DMD芯片控制模块，第二处理模块通过接口模块连接第一处理模块，第二处理模块连接LED灯控制模块及DMD芯片控制模块；
照明部，其包括LED灯模块及DMD数字微镜模块，LED灯模块连接LED灯控制模块，DMD数字微镜模块连接DMD芯片控制模块，LED灯模块射出的光线经由DMD数字微镜模块后进入环境。
根据本发明的一实施方式，LED灯模块包括LED微阵列芯片、吸光格栅及激发材料件，LED微阵列芯片连接LED灯控制模块，吸光格栅及激发材料件依序设置于LED微阵列芯片与DMD数字微镜模块之间。
根据本发明的一实施方式，LED微阵列芯片为Mini LED。
根据本发明的一实施方式，蓝色LED微阵列芯片的光线通过黄色激发材料件后形成白光。
根据本发明的一实施方式，环境传感模块包括激光雷达和/或摄像头，激光雷达和/或摄像头将采集的环境信息输送至第一处理模块。
根据本发明的一实施方式，第一处理模块、接口模块及第二处理模块通过CAN总线连接。
根据本发明的一实施方式，照明部还包括光学成像模块，DMD数字微镜模块射出的光线通过光学成像模块后进入环境。
根据本发明的一实施方式，光学成像模块包括第一成像件，第一成像件为透镜组元件、衍射光学元件及自由曲面透镜中的任意一者。
根据本发明的一实施方式，光学成像模块还包括第二成像件，第一成像件的光线经过第二成像件后进入环境。
根据本发明的一实施方式，第二成像件为微麻点菲涅尔透镜。
本发明的有益效果在于，通过环境采集部、控制部及照明部的配合设置，环境传感模块将采集的环境信号输送至第一处理模块，第一处理模块将环境信号通过接口模块输送至第二处理模块，第二处理模块进行信号处理后，分别驱使LED灯控制模块及DMD芯片控制模块工作，最终由LED灯控制模块及DMD数字微镜模块发出与环境相适配的光，使得使用者更适应当前环境，不仅为其使用带来极大便利，同时，还提升汽车前照灯的智能化程度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为智能汽车前照灯的控制逻辑图；
图2为实施例中光学成像模块的结构框图。
附图标记说明
1-环境采集部；11-环境传感模块；111-激光雷达；112-摄像头；12-第一处理模块；
2-控制部；21-接口模块；22-第二处理模块；23-LED灯控制模块；24-DMD芯片控制模块；
3-照明部；31-LED灯模块；311-LED微阵列芯片；312-吸光格栅；313-激发材料件；32-DMD数字微镜模块；33-光学成像模块；331-第一成像件；332-第二成像件。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1-图2所示，图1为智能汽车前照灯的控制逻辑图；图2为实施例中光学成像模块33的结构框图。本发明的智能汽车前照灯包括环境采集部1、控制部2及照明部3，环境采集部1、控制部2及照明部3依序连接。环境采集部1包括环境传感模块11及第一处理模块12，环境传感模块11采集环境信号，并将该环境信号输送至第一处理模块12；控制部2包括接口模块21、第二处理模块22、LED灯控制模块23及DMD芯片控制模块24，接口模块21分别连接第一处理模块12连接及第二处理模块22，LED灯控制模块23及DMD芯片控制模块24均与第二处理模块22连接；照明部3包括LED灯模块31及DMD数字微镜模块32，LED灯模块31连接LED灯控制模块23，DMD数字微镜模块32连接DMD芯片控制模块24，并且LED灯模块31的输出端作用于DMD数字微镜模块32。
其中，环境传感模块11对周围环境进行信号采集，将采集到的环境信号输送至第一处理模块12，第一处理模块12将收集到的环境信号输送至接口模块21，再由接口模块21转至第二处理模块22，第二处理模块22对该环境信号进行处理后，分别输送至LED灯控制模块23及DMD芯片控制模块24，LED灯控制模块23驱使LED灯模块31工作，DMD芯片控制模块24驱使DMD数字微镜模块32工作，并且LED灯模块31输出端的光线作用至DMD数字微镜模块32，最后经由DMD数字微镜模块32将光线输出至环境中进行照明。
环境传感模块11包括激光雷达111及摄像头112中的至少一者，激光雷达111及摄像头112中的至少一者采集周边环境，并将采集到的环境信号输送至第一处理模块12。具体应用时，环境传感模块11还可以结合BCM各类的传感器配合使用，以提高环境信号的精准性。
优选地，第一处理模块12通过CAN总线将收集到的环境信号传递至接口模块21，再由接口模块21传递至第二处理模块22。具体的，第二处理模块22为常规的MCU处理器，其获取环境信号后，通过现有的算法计算出当前环境所需的配光数据，并将该数据通过相应的信号模式分别输送至LED灯控制模块23及DMD芯片控制模块24。具体应用时，当LED灯控制模块23接收到第二处理模块22输送的信号后，通过独立寻址的方式控制LED灯模块31中不同区域的亮暗，进而使其投射出不同的光型。当DMD芯片控制模块24接收到第二处理模块22输送的信号后，根据收到的信息调动预先储存在存储器中的图像的灰度数据，并将该灰度数据输送至DMD数字微镜模块32，DMD数字微镜模块32则调动CMOS RAM的数字驱动信号，并将该信号写入SRAM中，静电激活相应的地址电极、镜片和轭板促使铰链装置转动，进而使得LED灯模块31射出的光线透过DMD数字微镜模块32后符合当前所需的亮暗。
LED灯模块31包括LED微阵列芯片311、吸光格栅312及激发材料件313，LED微阵列芯片311连接LED灯控制模块23，吸光格栅312设置于LED微阵列芯片311，激发材料件313设置于吸光格栅312远离LED微阵列芯片311的一侧，LED微阵列芯片311射出的光线通过吸光格栅312后到达激发材料件313，而后穿过激发材料件313射向DMD数字微镜模块32，其中，吸光格栅312可有效地限制光线串扰现象，使得光线朝指定方向射出，对光线进行准直和聚光，进而更精准地控制LED微阵列芯片311射出的光线。具体应用时，LED微阵列芯片311倒装于利用玻璃热模压技术生产的玻璃层中，而激发材料件313则通过精准的涂覆烧结工艺涂覆在玻璃的另一面，本实施例中，LED微阵列芯片311射出的为蓝光，激发材料件313为黄色荧光粉，当LED微阵列芯片311射出的蓝光通过激发材料件313后形成均匀的白光，该白光则射向DMD数字微镜模块32。具体的，LED微阵列芯片311为Mini LED或者Micro LED。
优选地，照明部3还包括光学成像模块33，DMD数字微镜模块32朝光学成像模块33发送光线，光线通过光学成型模块处理后进入环境中，使得当前照明与环境相适应。具体应用时，光学成像模块33包括第一成像件331，LED微阵列芯片311射出的光线为不均匀球面光波，其通过DMD数字微镜模块32进行光束整形后变为球面波阵列，而后再通过第一成像件331对DMD数字微镜模块32射出的光线再次进行光束整形，使其成为平面波，更适用于环境中。其中，由LED灯控制模块23控制的LED微阵列芯片311作为DMD数字微镜模块32的入射光源，能够实现分区照明，进而提高光能利用率，减少能耗；另外，DMD数字微镜模块32射出的光束截面积小，通过第一成像件331后的光束其发散角扩大，并进行色差消除，可形成特定的光场范围，最终使得射入环境的光线符合要求。具体的，第一成像件331为透镜组元件、衍射光学元件及自由曲面透镜中的任意一者，使用者可根据使用时的需求进行相应的选择。
进一步优选地，光学成像模块33还包括第二成像件332，第二成像件332位于第一成像件331射出光线的一侧，第二成像件332进一步将第一成像件331发射出的光线进行会聚，并进行了对称性补偿，最终将光线射出至环境中，实现对光线的均匀高效利用。具体的，第二成像件332为微麻点菲涅尔透镜。
智能汽车前照灯工作时，先是激光雷达111和摄像头112中的至少一者采集当前的环境信号，并将该信号输送至第一处理模块12，第一处理模块12通过CAN总线及接口模块21将环境信号输送至第二处理模块22，第二处理模块22对该环境信号进行处理，并发出指令给到LED灯控制模块23及DMD芯片控制模块24，LED灯控制模块23发出信号驱使LED微阵列芯片311工作，DMD芯片控制模块24发出信号驱使DMD数字微镜模块32工作，LED微阵列芯片311发射出光线，并依次通过吸光格栅312及激发材料件313，由激发材料件313发出的白光射入DMD数字微镜模块32，最后由DMD数字微镜模块32将光线整形并射入第一成像件331，第一成像件331将再次整形后的光线射入第二成像件332，由第二成像件332作最后的会聚，而后射入环境中进行照明。
综上所述，通过环境采集部、控制部及照明部的配合设置，环境传感模块将采集的环境信号输送至第一处理模块，第一处理模块将环境信号通过接口模块输送至第二处理模块，第二处理模块进行信号处理后，分别驱使LED灯控制模块及DMD芯片控制模块工作，最终由LED灯控制模块及DMD数字微镜模块发出与环境相适配的光，使得使用者更适应当前环境，不仅为其使用带来极大便利，同时，还提升汽车前照灯的智能化程度。
上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种智能汽车前照灯，其特征在于，包括：
环境采集部(1)，其包括环境传感模块(11)及对所述环境传感模块(11)采集的环境信息进行处理的第一处理模块(12)；
控制部(2)，其包括接口模块(21)、第二处理模块(22)、LED灯控制模块(23)及DMD芯片控制模块(24)，所述第二处理模块(22)通过所述接口模块(21)连接所述第一处理模块(12)，所述第二处理模块(22)连接所述LED灯控制模块(23)及所述DMD芯片控制模块(24)；
照明部(3)，其包括LED灯模块(31)及DMD数字微镜模块(32)，所述LED灯模块(31)连接所述LED灯控制模块(23)，所述DMD数字微镜模块(32)连接所述DMD芯片控制模块(24)，所述LED灯模块(31)射出的光线经由所述DMD数字微镜模块(32)后进入环境。
2.根据权利要求1所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述LED灯模块(31)包括LED微阵列芯片(311)、吸光格栅(312)及激发材料件(313)，所述LED微阵列芯片(311)连接所述LED灯控制模块(23)，所述吸光格栅(312)及所述激发材料件(313)依序设置于所述LED微阵列芯片(311)与所述DMD数字微镜模块(32)之间。
3.根据权利要求2所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述LED微阵列芯片(311)为Mini LED。
4.根据权利要求2所述的智能汽车前照灯，其特征在于，蓝色所述LED微阵列芯片(311)的光线通过黄色所述激发材料件(313)后形成白光。
5.根据权利要求1所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述环境传感模块(11)包括激光雷达(111)和/或摄像头(112)，所述激光雷达(111)和/或摄像头(112)将采集的环境信息输送至所述第一处理模块(12)。
6.根据权利要求1所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述第一处理模块(12)、所述接口模块(21)及所述第二处理模块(22)通过CAN总线连接。
7.根据权利要求1-6任一所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述照明部(3)还包括光学成像模块(33)，所述DMD数字微镜模块(32)射出的光线通过所述光学成像模块(33)后进入环境。
8.根据权利要求7所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述光学成像模块(33)包括第一成像件(331)，所述第一成像件(331)为透镜组元件、衍射光学元件及自由曲面透镜中的任意一者。
9.根据权利要求8所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述光学成像模块(33)还包括第二成像件(332)，所述第一成像件(331)的光线经过所述第二成像件(332)后进入环境。
10.根据权利要求9所述的智能汽车前照灯，其特征在于，所述第二成像件(332)为微麻点菲涅尔透镜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011412058.9A CN112406690A (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 智能汽车前照灯 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112406690A true CN112406690A (zh) | 2021-02-26 |
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ID=74830435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011412058.9A Pending CN112406690A (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 智能汽车前照灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112406690A (zh) |
-
2020
- 2020-12-03 CN CN202011412058.9A patent/CN112406690A/zh active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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