CN116624802A - 一种自适应灯模块以及车灯组件 - Google Patents

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CN116624802A CN202310691126.7A CN202310691126A CN116624802A CN 116624802 A CN116624802 A CN 116624802A CN 202310691126 A CN202310691126 A CN 202310691126A CN 116624802 A CN116624802 A CN 116624802A
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Abstract

本发明公开了一种自适应灯模块以及车灯组件，自适应灯模块包括沿光线传播方向依次布置的光源、成像系统和光学阵列；光源包括多个子光源；光学阵列包括多个光学单元，光学单元包括场镜阵列，场镜阵列包括N个场镜，N为大于等于1的整数；本发明通过使子光源和光学单元对应；成像系统的像方数值孔径不大于场镜的物方数值孔径，使得成像系统收集光源发出的光线，并把光源发光面阵列成像到场镜阵列之上、之前或之后，实现子光源发出光线，经过成像系统后只通过对应的光学单元的效果；且通过配置多个光学单元出射的光线的出射方向，使光线汇聚形成期望的光分布；从而能够在使用时通过选择性地激活/去激活子光源来定制照明强度分布。

Description

一种自适应灯模块以及车灯组件
技术领域
本发明涉及车灯领域，尤其涉及一种自适应灯模块以及车灯组件。
背景技术
当前汽车大灯从使用传统光源，逐步向LED大灯、智能大灯转变。随着技术的迅速发展，汽车前灯性能的要求也越来越高。车灯智能化发展趋势衍生了更多的照明技术，如自适应前灯技术。但是现有的自适应前灯在使用时无法通过选择性地激活/去激活LED阵列中的子LED来定制照明强度分布。
发明内容
本发明提供了一种自适应灯模块以及车灯组件，在使用时能够通过选择性地激活/去激活LED阵列中的子LED来定制照明强度分布。
根据本发明的一方面，提供了一种自适应灯模块，包括沿光线传播方向依次布置的光源、成像系统和光学阵列；
所述光源包括多个子光源；所述光学阵列包括多个光学单元，所述光学单元包括场镜阵列，所述场镜阵列包括N个场镜，N为大于等于1的整数；
其中，所述子光源具有发射光线的子光源发光面；
所述光源具有由所述子光源发光面组成的光源发光面阵列；
所述成像系统的像方数值孔径不大于所述场镜的物方数值孔径；
所述子光源和所述光学单元对应，每个所述光学单元形成一个光通路；所述成像系统收集所述光源发出的光线，并把所述光源发光面阵列成像到所述场镜阵列之上、之前或之后，达到所述子光源发出光线，经过所述成像系统后只通过对应的所述光学单元的效果；
所述光学单元通过场镜收集所述光线，并经所述光通路出射；
所述光通路配置成所述光线沿某一特定方向从所述光通路出射，配置多个所述光通路出射的所述光线的出射方向，达到汇聚形成期望的光分布效果。
可选的，每个所述光学单元还包括与所述场镜一一对应的转向微光学元件；所述场镜和所述转向微光学元件沿所述光线的传播方向依次布置；所述场镜收集的光线经过所述转向微光学元件转折传输方向后从所述光通路出射。
可选的，自适应灯模块还包括阻光结构，所述阻光结构将多个所述子光源被所述成像系统成的像相互隔离，所述阻光结构用于使所述光学单元仅收集对应的所述子光源发射的光线。
可选的，所述转向微光学元件为转向微透镜；所述场镜的主光轴和对应的所述转向微透镜的主光轴不重合。
可选的，所述转向微光学元件为微透镜和微棱镜组合，所述微透镜在所述场镜与所述微棱镜之间，配置所述微透镜具有减小被所述场镜收集光线束的远场发散角的效果，配置所述微棱镜具有改变经过所述微透镜后的光线束传播角度的效果。
可选的，所述转向微光学元件为微棱镜，所述微棱镜包括微平面。
可选的，至少部分所述微棱镜的微平面的倾斜角度不同。
可选的，各个所述子光源的发光面通过所述成像系统在对应的所述光学单元成像的像面位于同一平面，且所述像面与所述子光源的发光面平行。
可选的，所述像面位于所述场镜的顶点之前、之后或位于所述场镜的顶点上。
可选的，每个所述光学单元还包括具有遮光图案的遮光层；所述场镜、所述遮光层和所述转向微光学元件沿所述光线的传播方向依次布置；所述遮光层用于通过所述遮光层的遮光图案调整所述光通路中的所述光线的透光位置。
可选的，所述光源为LED阵列，所述子光源为LED；或者所述光源为LED显示屏，所述子光源为LED像素发光单元。
可选的，所述子光源和所述光学单元对应包括：所述子光源和所述光学单元一一对应；或者，每个所述子光源对应多个所述光学单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种车灯组件，包括上述的自适应灯模块。
本发明实施例提供了一种自适应灯模块以及车灯组件，所述自适应灯模块包括沿光线传播方向依次布置的光源、成像系统和光学阵列；所述光源包括多个子光源；所述光学阵列包括多个光学单元，所述光学单元包括场镜阵列，所述场镜阵列包括N个场镜，N为大于等于1的整数；本发明通过使所述子光源和所述光学单元对应；所述成像系统收集所述光源发出的光线后，能够把所述光源发光面阵列成像到所述场镜阵列之上、之前或之后，实现子光源发出光线，经过所述成像系统后只通过对应的所述光学单元的效果；且通过配置多个所述光学单元出射的所述光线的出射方向，使所述光线汇聚形成期望的光分布；从而能够在使用时通过选择性地激活/去激活子光源来定制照明强度分布。
且通过配置成像系统的像方数值孔径不大于场镜的物方数值孔径，能够将成像系统后方的光束发散角控制的足够小，有效减小场镜后方产生的杂光，保证成像系统成像质量。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的自适应灯模块结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的成像系统结构示意图；
图3是本发明另一实施例提供的成像系统结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图5是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图6是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图7是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图8是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图9是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图10是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图11是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图12是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图13是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图14是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图15是本发明另一实施例提供的光学阵列结构示意图；
图16是本发明一实施例提供的场镜阵列结构示意图；
图17是本发明一实施例提供的集成到车辆中的前灯的控制系统示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
正如背景技术所述，发明人发现现有的自适应前灯在使用时无法通过选择性地激活/去激活LED阵列中的子LED来定制照明强度分布。
在研究中，本发明的发明人发现原因在于：现有的自适应前灯的LED阵列中每一个子LED的光经过准直光学器件后，都会经过所有MLA(微透镜阵列)光通路出射，所以在使用时无法通过选择性地激活/去激活LED阵列中的子LED来定制照明强度分布。
基于此，本发明实施例提供了一种自适应灯模块以及车灯组件，所述自适应灯模块包括沿光线传播方向依次布置的光源、成像系统和光学阵列；所述光源包括多个子光源；所述光学阵列包括多个光学单元，所述光学单元包括场镜阵列，所述场镜阵列包括N个场镜，N为大于等于1的整数；本发明通过使所述子光源和所述光学单元对应；所述成像系统收集所述光源发出的光线后，能够把所述光源发光面阵列成像到所述场镜阵列之上、之前或之后，实现子光源发出光线，经过所述成像系统后只通过对应的所述光学单元的效果；且通过配置多个所述光学单元出射的所述光线的出射方向，使所述光线汇聚形成期望的光分布；从而能够在使用时通过选择性地激活/去激活子光源来定制照明强度分布。
且通过配置成像系统的像方数值孔径不大于场镜的物方数值孔径，能够将成像系统后方的光束发散角控制的足够小，有效减小场镜后方产生的杂光，保证成像系统成像质量。
下面结合附图对本发明实施例提供的自适应灯模块以及车灯组件进行描述。
图1为本发明实施例提供的一种自适应灯模块结构示意图，如图1所示，自适应灯模块，包括沿光线传播方向依次布置的光源100、成像系统200和光学阵列300；
光源100包括多个子光源110；光学阵列包括多个光学单元，光学单元包括场镜阵列，场镜阵列包括N个场镜310，N为大于等于1的整数；
其中，子光源110具有发射光线的子光源发光面；
光源100具有由子光源发光面组成的光源发光面阵列；
成像系统200的像方数值孔径不大于场镜310的物方数值孔径，能够将成像系统200后方的光束发散角控制的足够小，可以有效减小场镜310后方产生的杂光，保证成像系统200的成像质量；
子光源110和光学单元对应，每个光学单元形成一个光通路；成像系统200收集光源100发出的光线，并把光源发光面阵列成像到场镜阵列之上、之前或之后，达到子光源110发出光线，经过成像系统200后只通过对应的光学单元的效果；也即，成像系统200将光源100的发光面阵列放大并成像到场镜阵列之上、之前或之后；
光学单元通过场镜310收集光线，并经光通路出射；
光通路配置成光线沿某一特定方向从光通路出射，配置多个光通路出射的光线的出射方向，达到汇聚形成期望的光分布效果。
在本发明一实施例中，成像系统包括P个透镜，P为大于或者等于1的整数,用于把光源100发光面阵列成像到场镜阵列之上、之前或之后，其中，透镜可以为复合透镜或单体透镜，且至少包括凸透镜。
需要说明的是：场镜阵列之上指场镜阵列中各个场镜的顶点构成的平面；场镜阵列之前指场镜阵列与成像系统之间的与光源发光面平行的平面；场镜阵列之后指场镜阵列远离成像系统一侧的与光源发光面平行的平面。
在本发明一实施例中，如图2所示，成像系统200包括第一透镜210，第一透镜210用于收集光源100发出的光线，并将光线发射至场镜阵列。
在本发明一实施例中，如图3所示，成像系统200包括沿光线传播方向依次布置的第二透镜220和第三透镜230，第二透镜220与第三透镜230之间设置支撑件240，用于固定第二透镜220和第三透镜230；第二透镜220用于收集光源100发出的光线，第三透镜用于将光线发射至场镜阵列。
需要说明的是：基于透镜成像基本原理，在成像系统里，物和像之间是一一对应的关系，所以在不考虑像差的前提下，可以使子光源发出的光，经过成像系统后，全部汇聚到其对应的像的地方，即对应的光学单元的场镜阵列之上、之前或之后；如果考虑像差的话，就有一小部分光线跑到相邻的光学单元，为了使光学单元仅接收对应子光源发出的光线，可以通过在场镜上设置阻光结构阻挡这部分光线。
由上述内容可知，本发明实施例的自适应灯模块，其成像系统收集光源发出的光线后基于透镜成像基本原理，利用物和像之间的一一对应的关系，把光源发光面阵列成像到场镜阵列之上、之前或之后，实现子光源发出光线，经过成像系统后只通过对应的光学单元的效果；光学单元出射的光线的出射方向经过配置后，每个光学单元具有独立的光线出射方向；这些独立出射的光线汇聚在一起能够形成期望的光分布；从而能够在使用时通过选择性地激活/去激活各个子光源来激活/去激活对应的光学单元的光出射以定制照明强度分布。
且通过配置成像系统的像方数值孔径不大于场镜的物方数值孔径，能够将成像系统后方的光束发散角控制的足够小，有效减小场镜后方产生的杂光，保证成像系统成像质量。
在本发明一实施例中，每个光学单元还包括与场镜310一一对应的转向微光学元件；场镜310和转向微光学元件沿光线的传播方向依次布置；场镜310收集的光线经过转向微光学元件转折传输方向后从光通路出射，需要说明的是每个光学单元对应的光通路具有独立的光线出射方向。
在本发明一实施例中，如图4-图5所示，转向微光学元件可以为转向微透镜320；场镜310的主光轴和对应的转向微透镜320的主光轴不重合，以使场镜310收集的光线经过转向微透镜320转折传输方向后从光通路出射；或者，场镜310的主光轴和对应的转向微透镜320的主光轴重合，以使场镜310收集的光线经过转向微透镜320后不改变传输方向的从光通路出射。
需要说明的是，由场镜310和对应的转向微透镜320构成的光通路的主光轴方向偏转程度，由转向微透镜320与其对应的场镜310的偏心量决定，偏心量指转向微透镜320的主光轴与其对应的场镜310的主光轴之间的距离大小。基于此，配置转向微透镜320与其对应的场镜310的偏心量即可配置光线从该光通路出射时的出射方向，进一步的，通过配置多个光通路出射的光线的出射方向，即可实现汇聚形成期望的光分布效果。
其中，光学阵列的结构可以有多种：
在一种情况下，如图4所示，光学阵列沿光线的传播方向分别紧贴设置有场镜阵列、第一基底330和转向微透镜阵列；转向微透镜阵列包括多个阵列排布的转向微透镜320。
在另一种情况下，如图5所示，光学阵列沿光线的传播方向分别紧贴设置有场镜阵列、第二基底331和转向微透镜阵列，转向微透镜阵列包括多个阵列排布的转向微透镜320；第二基底331由Q层玻璃构成，Q为大于等于2的整数，与场镜阵列或转向微透镜阵列紧贴的玻璃层横向尺寸小于其他层玻璃横向尺寸。晶圆级光学元件加工过程中，由于基底由多层玻璃组成，其中紧贴场镜阵列或转向微透镜阵列的玻璃横向尺寸小于其他玻璃横向尺寸，使得在基底切割工序中，无需切割紧贴场镜阵列或转向微透镜阵列的玻璃，待切割基底实际厚度小于单层玻璃的晶圆级光学产品，减小了切割难度，提高了生产良率。
在本发明一实施例中，如图6-图8所示，转向微光学元件还可以为微透镜340和微棱镜350组合，微透镜340在场镜310与微棱镜350之间，微棱镜350包括微平面351。如图6中的光路所示，微透镜340配置为具有减小被场镜310收集光线束的远场发散角的效果，微棱镜350配置为具有改变经过微透镜340后的光线束传播角度的效果，具体来说，由于光线经过微棱镜的微平面351出射，因此微棱镜的微平面351的倾斜角度决定了经过该微平面351的光线的出射方向。基于此，配置微棱镜微平面351的倾斜角度即可配置光线从该微棱镜所在的光通路出射时的出射方向。
其中，光学阵列的结构可以有多种：
在一种情况下，如图6所示，光学阵列沿光线的传播方向分别设置有场镜阵列、第三基底332、微透镜阵列、微棱镜阵列和第四基底333；微透镜阵列包括多个微透镜340；微棱镜阵列包括多个微棱镜350，微棱镜包括微平面351；其中，场镜阵列、第三基底332和微透镜阵列紧贴设置，微透镜阵列与第四基底333之间设置支撑件，用于固定微透镜阵列和第四基底333；微棱镜阵列设置在第四基底333朝向光源的一侧；微棱镜阵列与微透镜阵列之间形成间隔区，间隔区内为真空或填充气体；微棱镜阵列表面分为微平面351和间隔面352，微平面351和间隔面352间隔布置并通过间隔区相互导通，间隔面352与第四基底333表面平行，微平面351与第四基底333的表面形成一定夹角，微平面351凸出于间隔面352所在的平面。
在另一种情况下，如图7所示，光学阵列沿光线的传播方向分别设置有场镜阵列、第三基底332、微透镜阵列、微棱镜阵列和第四基底333；微透镜阵列包括多个微透镜340；微棱镜阵列包括多个微棱镜350，微棱镜包括微平面351；其中，场镜阵列、第三基底332和微透镜阵列紧贴设置，微透镜阵列与第四基底333之间设置支撑件，用于固定微透镜阵列和第四基底333；微棱镜阵列设置在第四基底333朝向光源的一侧；微棱镜阵列与微透镜阵列之间形成间隔区，间隔区内为真空或填充气体；微棱镜阵列表面分为微平面351和间隔面352，微平面351和间隔面352间隔布置并通过间隔区相互导通，间隔面352与第四基底333表面平行，微平面351与第四基底333的表面形成一定夹角，微平面351凹设于间隔面352所在的平面。
在另一种情况下，如图8所示，光学阵列沿光线的传播方向分别设置有场镜阵列、第三基底332、微透镜阵列、微棱镜阵列和第五基底334，第五基底334由Q层玻璃构成，Q为大于或者等于2的整数，与微棱镜阵列紧贴的玻璃层横向尺寸小于其他层玻璃横向尺寸；微透镜阵列包括多个微透镜340；微棱镜阵列包括多个微棱镜350，微棱镜350包括微平面351；其中，场镜阵列、第三基底332和微透镜阵列紧贴设置，微透镜阵列与第五基底334之间设置支撑件，用于固定微透镜阵列和第五基底334；微棱镜阵列设置在第五基底334朝向光源的一侧；微棱镜阵列与微透镜阵列之间形成间隔区，间隔区内为真空或填充气体；微棱镜阵列表面分为微平面351和间隔面352，微平面351和间隔面352间隔布置并通过间隔区相互导通，间隔面352与第五基底334表面平行，微平面351与第五基底334的表面形成一定夹角，微平面351凹设于间隔面352所在的平面。
在本发明一实施例中，如图9-图15所示，转向微光学元件还可以为微棱镜350，微棱镜包括微平面351。
其中，光学阵列的结构可以有多种：
在一种情况下，如图9所示，光学阵列沿光线的传播方向分别紧贴设置有场镜阵列、第三基底332和微棱镜阵列；微棱镜阵列包括多个微棱镜350；微棱镜包括微平面351，微平面351与第三基底332的表面形成一定夹角。
在另一种情况下，如图10所示，光学阵列沿光线的传播方向分别紧贴设置有场镜阵列、第六基底335和微棱镜阵列；微棱镜阵列包括多个微棱镜350；微棱镜包括微平面351，微平面351与第一基底330的表面形成一定夹角。第六基底335由Q层玻璃构成，Q为大于等于2的整数，与场镜阵列或转向微透镜阵列紧贴的玻璃层横向尺寸小于其他层玻璃横向尺寸。晶圆级光学元件加工过程中，由于基底由多层玻璃组成，其中紧贴场镜阵列或转向微透镜阵列的玻璃横向尺寸小于其他玻璃横向尺寸，使得在基底切割工序中，无需切割紧贴场镜阵列或转向微透镜阵列的玻璃，待切割基底实际厚度小于单层玻璃的晶圆级光学产品，减小了切割难度，提高了生产良率。
在另一种情况下，如图11所示，光学阵列沿光线的传播方向分别紧贴设置有场镜阵列、第三基底332和微棱镜阵列；微棱镜阵列包括多个微棱镜350；微棱镜包括微平面351，微平面351与第三基底332的表面形成一定夹角。微棱镜350沿光线传播方向分为M层，M为大于等于2的正整数，M层微棱镜采用不同材质，不同的材料制成的微棱镜具有不同的折射率和阿贝数,多层微棱镜的作用是使得对于不同颜色光线的偏转角度都一样或差别小到在复合光源(如白光)照射下，不同角度均不显现出色差。
在另一种情况下，如图12所示，光学阵列沿光线的传播方向分别紧贴设置有场镜阵列、第六基底335和微棱镜阵列；微棱镜阵列包括多个微棱镜350；微棱镜包括微平面351，微平面351与第六基底335的表面形成一定夹角。第六基底335由Q层玻璃构成，Q为大于等于2的整数，与微棱镜阵列或场镜阵列紧贴的玻璃层横向尺寸小于其他层玻璃横向尺寸。微棱镜350沿光线传播方向分为M层，M为大于等于2的正整数，M层微棱镜采用不同材质，多层微棱镜的作用是使得对于不同颜色光线的偏转角度都一样或差别小到在复合光源(如白光)照射下，不同角度均不显现出色差。
在另一种情况下，如图13所示，光学阵列沿光线的传播方向分别设置有场镜阵列、第三基底332、微棱镜阵列和第四基底333；微棱镜阵列包括多个微棱镜350，微棱镜包括微平面351；其中，场镜阵列和第三基底332紧贴设置，第三基底332与第四基底333之间设置支撑件，用于固定第三基底332和第四基底333；微棱镜阵列设置在第四基底333朝向光源的一侧；微棱镜阵列与第三基底332之间形成间隔区，间隔区内为真空或填充气体；微棱镜阵列表面分为微平面351和间隔面352，微平面351和间隔面352间隔布置并通过间隔区相互导通，间隔面352与第四基底333表面平行，微平面351与第四基底333的表面形成一定夹角，微平面351凸出于间隔面352所在的平面。
在另一种情况下，如图14所示，光学阵列沿光线的传播方向分别设置有场镜阵列、第三基底332、微棱镜阵列和第四基底333；微棱镜阵列包括多个微棱镜350，微棱镜包括微平面351；其中，场镜阵列和第三基底332紧贴设置，第三基底332与第四基底333之间设置支撑件，用于固定第三基底332和第四基底333；微棱镜阵列设置在第四基底333朝向光源的一侧；微棱镜阵列与第三基底332之间形成间隔区，间隔区内为真空或填充气体；微棱镜阵列表面分为微平面351和间隔面352，微平面351和间隔面352间隔布置并通过间隔区相互导通，间隔面352与第四基底333表面平行，微平面351与第四基底333的表面形成一定夹角，微平面351凹设于间隔面352所在的平面。
在另一种情况下，如图15所示，光学阵列沿光线的传播方向分别设置有场镜阵列、第七基底336、微棱镜阵列和第五基底334，第七基底336由Q层玻璃构成，Q为大于等于2的整数，与场镜阵列紧贴的玻璃层横向尺寸小于其他层玻璃横向尺寸；第五基底334由Q层玻璃构成，Q为大于等于2的整数，与微棱镜阵列紧贴的玻璃层横向尺寸小于其他层玻璃横向尺寸；微棱镜阵列包括多个微棱镜350，微棱镜包括微平面351；其中，场镜阵列和第七基底336紧贴设置，第七基底336与第五基底334之间设置支撑件，用于固定第七基底336和第五基底334；微棱镜阵列设置在第五基底334朝向光源的一侧；微棱镜阵列与第七基底336之间形成间隔区，间隔区内为真空或填充气体；微棱镜阵列表面分为微平面351和间隔面352，微平面351和间隔面352间隔布置并通过间隔区相互导通，间隔面352与第五基底334表面平行，微平面351与第五基底334的表面形成一定夹角，微平面351凹设于间隔面352所在的平面。
在本发明一实施例中，如图6-图15所示，自适应灯模块中至少部分微棱镜的微平面351的倾斜角度不同。由于光线经过微棱镜的微平面351出射，因此微棱镜的微平面351的倾斜角度决定了经过该微平面351的光线的出射方向。基于此，配置微棱镜微平面351的倾斜角度即可配置光线从该微棱镜所在的光通路出射时的出射方向，配置多个光通路出射的光线的出射方向，即可实现汇聚形成期望的光分布效果。
在本发明一实施例中，如图16所示，自适应灯模块包括阻光结构370，阻光结构370设置在场镜阵列上，阻光结构将多个子光源被成像系统成的像相互隔离，阻光结构370用于使光学单元仅收集对应的子光源发射的光线。其中，阻光结构370通过阻挡光线来使光学单元仅收集对应的子光源发射的光线，所谓阻挡光线为吸收、反射或散射子光源发出的会跑到相邻的光学单元的一小部分光线。阻光结构370可以是黑色吸光材料形成的，也可以是由具有光学漫反射的结构形成，如由毛玻璃形成。
在本发明一实施例中，各个子光源的发光面通过成像系统200在对应的光学单元成像的像面位于同一平面，且像面与子光源的发光面平行。像面位于场镜310的顶点之前、之后或位于场镜的顶点上。需要说明的是：场镜的顶点之前指场镜与成像系统之间的与光源发光面平行的平面；场镜的顶点之后指场镜顶点远离成像系统一侧的与光源发光面平行的平面；场镜的顶点上指场镜顶点的与光源发光面平行的平面。
在本发明一实施例中，每个光学单元还包括具有遮光图案的遮光层；场镜310、遮光层和转向微光学元件沿光线的传播方向依次布置；遮光层用于通过遮光层的遮光图案调整光通路中的光线的透光位置。各个光学单元的遮光层图案至少部分不同，使得至少部分光通路的透光位置不同。遮光层材料包括：金属薄膜或金属氧化物薄膜；遮光层可以通过镀膜(COATING)工艺设置在场镜310远离光源的一侧，或者设置在转向微光学元件朝向光源的一侧，其中，遮光层可以设置在场镜310的焦距前，也可以设置在场镜310的焦距内，优选的，遮光层设置在场镜310的焦距前。
在本发明一实施例中，光源为LED阵列，子光源为LED；LED尺寸在40-700微米之间，包括端点值；或者光源为LED显示屏，子光源为LED像素发光单元。
在本发明一实施例中，子光源和光学单元对应包括：子光源和光学单元一一对应；或者，每个子光源对应多个光学单元。
本发明实施例提供一种车灯组件，包括上述的自适应灯模块；其中，车灯组件可应用于车辆的前灯中；优选的，车灯组件应用于具有ADB(主动调整头灯系统)功能的远光前灯；车灯组件包括多个自适应灯模块。
集成到车辆车灯组件中的上述自适应灯模块可用于基于当前驾驶状况来定制光的分布，当前驾驶状况包括：城市驾驶，在城市驾驶中存在紧接在本车之前的车辆以及迎面驶来的车流；高速公路驾驶，其中可能会有间歇地迎面驶来的车辆；城市和高速公路驾驶，其中在转弯期间需要照亮弯曲的道路；以及事件，其中行人，标志或其他障碍物需要本车改变照明强度以避免行人暂时致盲或改进驾驶员可视性。
在本发明一实施例中，如图17所示的集成到车辆中的前灯的控制系统示意图，其中每个前灯，即左前灯组件401和右前灯组件402，由光控制系统403控制。光控制系统403可以是单独的控制系统或集成到车辆的控制系统404中。控制系统404包括中央处理单元(CPU)405和存储器406，存储器406包括EPROM，EEPROM，闪存，RAM，固态驱动器，硬盘驱动器或任何其他类型的存储器或存储器类型的组合。在光控制系统403与车辆控制系统404分离的实施例中，优选地，光控制系统403将使用与车辆控制系统404使用的处理器/存储器不同的处理器和存储器。
在本发明一实施例中，用户根据当前驾驶状况手动调节前灯。用于手动调节前灯的用户接口411可以是开关，触摸屏，或者语音命令等。手动调节前灯可以为驾驶员开启远光灯，并在使用时通过自动执行选择性地激活/去激活各个子光源来定制照明强度分布；或者为驾驶员开启近光灯。在其他实施例中，驾驶员还可以手动调节除了仅近光/远光的选择以外的前灯系统特性，如调节最大光强、最小光强等特性。
可选的，前灯控制系统的一些或全部可调节特性是自动执行的。
在本发明一实施例中，外部光传感器412监测本车外部环境光水平，允许光控制系统403基于当前环境光水平自动打开/关闭前灯。
在本发明一实施例中，前视光传感器413用于监测指向本车前部的光，在监测到迎面驶来的车流时将远光灯切换为近光灯；在没有监测到迎面驶来的车流时将近光灯切换为远光灯。此外，前视光传感器413还可以检测入射光的入射方向，使得光控制系统403可以改变左前灯组件401或右前灯组件402的光强分布，以降低迎面驶来车辆所在区域的光强，同时仍然为道路的其他区域保持更高的光强。在一些配置中，前视光传感器413还可以检测从本车前方的物体反射的光，并使光控制系统403基于该检测信息控制前灯组件，以降低物体区域的光强，从而降低在驾驶员处反射回来的光的强度。
在本发明一实施例中，至少一个前向检测系统414用于监测本车前方的物体。前向检测系统414包括：激光雷达传感器，普通雷达传感器，普通相机，红外相机，电磁传感器，超声波传感器或其他类型的传感器。光控制系统403利用前向检测系统414提供的信息，可以改变光分布轮廓，以降低在本车前方，行人处，或本车前方不适合较高光强照射的物体处的光强。
在本发明一实施例中，光控制系统403可以基于即将出现的道路状况改变光强分布，例如道路中的弯道或当车辆进行转弯时。可以使用各种传感器和技术来确定这种道路状况。例如，光控制系统403可以通过使用转向信号421监控驾驶员何时指示即将出现的转弯。系统还可以监控本车何时实际转弯，例如通过车载GPS422监控车辆的位置信息。
在本发明一实施例中，系统根据预期的道路状况改变前灯的光强分布。在这些实施例中，车辆在地图上的位置用于确定即将出现的道路状况。优选地，本车的位置由车载GPS422提供。诸如即将出现的交叉路口和道路弯道的道路状况优选地由车载的导航系统423提供，然而该相同的信息也可以包含在车载数据库(例如，存储在存储器406中的数据库)中，或使用通信链路424从外部数据库获得。优选地，光控制系统403还考虑车辆速度，交通工具速度检测器425提供相关速度信息。
应该理解，本公开的实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (13)

1.一种自适应灯模块，其特征在于：包括沿光线传播方向依次布置的光源、成像系统和光学阵列；
所述光源包括多个子光源；所述光学阵列包括多个光学单元，所述光学单元包括场镜阵列，所述场镜阵列包括N个场镜，N为大于等于1的整数；
其中，所述子光源具有发射光线的子光源发光面；
所述光源具有由所述子光源发光面组成的光源发光面阵列；
所述成像系统的像方数值孔径不大于所述场镜的物方数值孔径；
所述子光源和所述光学单元对应，每个所述光学单元形成一个光通路；所述成像系统收集所述光源发出的光线，并把所述光源发光面阵列成像到所述场镜阵列之上、之前或之后，达到所述子光源发出光线，经过所述成像系统后只通过对应的所述光学单元的效果；
所述光学单元通过场镜收集所述光线，并经所述光通路出射；
所述光通路配置成所述光线沿某一特定方向从所述光通路出射，配置多个所述光通路出射的所述光线的出射方向，达到汇聚形成期望的光分布效果。
2.根据权利要求1所述的自适应灯模块，其特征在于：每个所述光学单元还包括与所述场镜一一对应的转向微光学元件；所述场镜和所述转向微光学元件沿所述光线的传播方向依次布置；所述场镜收集的光线经过所述转向微光学元件转折传输方向后从所述光通路出射。
3.根据权利要求1所述的自适应灯模块，其特征在于：还包括阻光结构，所述阻光结构将多个所述子光源被所述成像系统成的像相互隔离，所述阻光结构用于使所述光学单元仅收集对应的所述子光源发射的光线。
4.根据权利要求2所述的自适应灯模块，其特征在于：所述转向微光学元件为转向微透镜；所述场镜的主光轴和对应的所述转向微透镜的主光轴不重合。
5.根据权利要求2所述的自适应灯模块，其特征在于：所述转向微光学元件为微透镜和微棱镜组合，所述微透镜在所述场镜与所述微棱镜之间，配置所述微透镜具有减小被所述场镜收集光线束的远场发散角的效果，配置所述微棱镜具有改变经过所述微透镜后的光线束传播角度的效果。
6.根据权利要求2所述的自适应灯模块，其特征在于：所述转向微光学元件为微棱镜，所述微棱镜包括微平面。
7.根据权利要求6所述的自适应灯模块，其特征在于：至少部分所述微棱镜的微平面的倾斜角度不同。
8.根据权利要求1所述的自适应灯模块，其特征在于：各个所述子光源的发光面通过所述成像系统在对应的所述光学单元成像的像面位于同一平面，且所述像面与所述子光源的发光面平行。
9.根据权利要求8所述的自适应灯模块，其特征在于：所述像面位于所述场镜的顶点之前、之后或位于所述场镜的顶点上。
10.根据权利要求2所述的自适应灯模块，其特征在于：每个所述光学单元还包括具有遮光图案的遮光层；所述场镜、所述遮光层和所述转向微光学元件沿所述光线的传播方向依次布置；所述遮光层用于通过所述遮光层的遮光图案调整所述光通路中的所述光线的透光位置。
11.根据权利要求1所述的自适应灯模块，其特征在于：所述光源为LED阵列，所述子光源为LED；或者所述光源为LED显示屏，所述子光源为LED像素发光单元。
12.根据权利要求1所述的自适应灯模块，其特征在于：所述子光源和所述光学单元对应包括：所述子光源和所述光学单元一一对应；或者，每个所述子光源对应多个所述光学单元。
13.一种车灯组件，其特征在于：包括权利要求1-12任意一项所述的自适应灯模块。
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