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JP7793698B2 - 自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法 - Google Patents
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JP7793698B2 - 自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法 - Google Patents

自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法

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Description

(関連出願の記載)
本出願は、2023年8月31付けで出願の欧州特許出願第23194681.5号(DAS-Code: 2712)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は、引用をもって本明細書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法に関し、照射モジュールは、個々に制御可能な光セグメントを有するセグメント化された配光を放射するように構成されており、照射モジュールは、偏向ユニットを含み、偏向ユニットを用い、照射モジュールの固有解像度(ネイティブ解像度)が、偏向ユニットを用いた少なくとも一時的な光線偏向により視覚的に増加可能である。
従来技術から、配光の個々のセグメントの光放射の時間的に可変の変更を可能にする、照射モジュールを制御するための方法が知られるようになった。この際、通常は、解像度は、該当する照射モジュールの解像度により制限されている。増加された視覚的な解像度を達成するために、偏向ユニットを用いて照射モジュールの固有解像度が、偏向ユニットを用いた少なくとも一時的な光線変更により視覚的に増加可能である方法が知られるようになった。
下記特許文献1(US2020/0363707 A1)は、光学装置を示している。この刊行物は、2つの異なる画像の視覚的なオーバラップ(重ね合わせ)において光学装置の解像度が増加可能であることを示している。この目的のために入力像から2つの異なる像が計算される。これらの2つの異なる像は、時間的に相前後して、偏向ユニットのためのそれらとは物理的に別個の同期信号を用いて出力される。この同期は、明らかに極めて複雑であり、リソースを束縛してしまう。
米国特許出願公開第2020/0363707号 独国特許出願公開第102021122252号
SING MOLLY N ET AL: "Super resolution projection: leveraging the MEMS speed to double or quadruple the resolution", SPIE PROCEEDINGS; [PROCEEDINGS OF SPIE ISSN 0277-786X], SPIE, US, Bd. 10932, 4. March 2019 (2019-03-04), pages 109320R-109320R, XP060119727, DOI: 10.1117/12.2512005 ISBN: 978-1-5106-3673-6
従って本発明の課題は、照射モジュールの解像度最適化された制御を簡単化することのできる方法を提供することである。
前記課題は、冒頭に記載した形式の方法において、当該方法が以下のステップを含むことにより解決され、即ち、
a)目標像(目標イメージ)を受け取るステップ、但し目標像は、照射モジュールの固有解像度を超える解像度を有すること、
b)ステップa)に従って受け取られた目標像を、第1の変換規則を基づいて第1の低解像の像(イメージ)に変換するステップ、但しこの第1の低解像の像は、この第1の低解像の像が照射モジュールの固有解像度を有するように選択されており、更に第1の低解像の像は、それ自体との少なくとも部分的な視覚的なオーバラップが、第1の低解像の像の結像そのものよりも目標像により類似する像印象を生じさせるように選択されていること、
c)照射モジュールを制御するステップ、但し当該制御は、第1の時間範囲内では、ステップb)に従って変換された第1の低解像の像が照射モジュールにより放射されるように行われること、また第1の時間範囲内では、第1の低解像の像は、第1の低解像の像が第1の時間範囲内ではそれ自体と少なくとも部分的に視覚的にオーバラップするように、偏向ユニットを用いて反復的に偏向されること、
により解決される。
即ち本発明の第1の視点により、
自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法であって、
前記照射モジュールは、個々に制御可能な光セグメントを有するセグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュールは、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットを用い、前記照射モジュールの固有解像度が、前記偏向ユニットを用いた少なくとも一時的な光線偏向により視覚的に増加可能であり、
前記方法は、以下のステップを含むこと、即ち、
a)目標像を受け取るステップ、但し前記目標像は、前記照射モジュールの前記固有解像度を超える解像度を有すること、
b)ステップa)に従って受け取られた前記目標像を、第1の変換規則を基づいて第1の低解像の像に変換するステップ、但し前記第1の低解像の像は、前記第1の低解像の像が前記照射モジュールの前記固有解像度を有するように選択されており、更に前記第1の低解像の像は、それ自体との少なくとも部分的な視覚的なオーバラップが、前記第1の低解像の像の結像そのものよりも前記目標像により類似する像印象を生じさせるように選択されていること、
c)前記照射モジュールを制御するステップ、但し当該制御は、第1の時間範囲内では、ステップb)に従って変換された前記第1の低解像の像が前記照射モジュールにより放射されるように行われること、また前記第1の時間範囲内では、前記第1の低解像の像は、前記第1の低解像の像が前記第1の時間範囲内ではそれ自体と少なくとも部分的に視覚的にオーバラップするように、前記偏向ユニットを用いて反復的に偏向されること、
を特徴とする方法が提供される。
より詳しくは、前記第1の視点において、
自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法であって、
前記照射モジュールは、個々に制御可能な光セグメントを有するセグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュールは、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットを用い、前記照射モジュールの固有解像度が、前記偏向ユニットを用いた少なくとも一時的な光線偏向により視覚的に増加可能であり、
前記方法は、以下のステップを含むこと、即ち、
a)目標像を受け取るステップ、但し前記目標像は、前記照射モジュールの前記固有解像度を超える解像度を有すること、
b)ステップa)に従って受け取られた前記目標像を、第1の変換規則に基づいて第1の低解像の像に変換するステップ、但し前記第1の低解像の像は、前記第1の低解像の像が前記照射モジュールの前記固有解像度を有するように選択されており、更に前記第1の低解像の像は、それ自体との少なくとも部分的な視覚的なオーバラップが、前記第1の低解像の像の結像そのものよりも前記目標像により類似する像印象を生じさせるように選択されていること、
c)前記照射モジュールを制御するステップ、但し当該制御は、第1の時間範囲内では、ステップb)に従って変換された前記第1の低解像の像が前記照射モジュールにより放射されるように行われること、また前記第1の時間範囲内では、前記第1の低解像の像は、前記第1の低解像の像が前記第1の時間範囲内ではそれ自体と少なくとも部分的に視覚的にオーバラップするように、前記偏向ユニットを用いて反復的に偏向されること、及び、
ステップb)において、ステップa)に従って受け取られた前記目標像は、第2の変換規則に基づいて追加的に第2の低解像の像に変換され、但し前記第2の低解像の像は、前記第2の低解像の像が前記照射モジュールの前記固有解像度を有するように選択されており、更に前記第2の低解像の像は、そのものでは、前記第1の低解像の像よりも前記目標像により類似する像印象を有するように選択されており、ステップc)において、第2の時間範囲内では、前記第2の低解像の像が前記照射モジュールにより放射され、前記第2の時間範囲内では、前記第2の低解像の像は、前記偏向ユニットを用いて反復的には偏向されていないこと、
を特徴とする。
更に本発明の第2の視点により、
自動車灯具用の照射モジュールであって、
前記照射モジュールは、セグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュールは、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットを用い、前記照射モジュールにより生成される配光の視覚的に知覚可能な解像度が、前記照射モジュールの固有解像度に比べて増加可能であり、前記照射モジュールは、少なくとも前記方法のステップc)に従って制御されるように構成されていること、
を特徴とする照射モジュールが提供される。
より詳しくは、前記第2の視点において、
自動車灯具用の照射モジュールであって、
前記照射モジュールは、セグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュールは、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットを用い、前記照射モジュールにより生成される配光の視覚的に知覚可能な解像度が、前記照射モジュールの固有解像度に比べて増加可能であり、前記照射モジュールは、前記方法に従って制御されるように構成されていること、
を特徴とする。
更に本発明の第3の視点により、
前記照射モジュールを備えた自動車であって、前記自動車及び/又は前記照射モジュールは、前記方法を少なくとも部分的に実行するように構成されていること、
を特徴とする自動車が提供される。
より詳しくは、前記第3の視点において、
前記照射モジュールを備えた自動車であって、前記自動車及び/又は前記照射モジュールは、前記方法を実行するように構成されていること、
を特徴とする。
尚、本願の特許請求の範囲に付記された図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
本発明において、以下の形態が可能である。
(形態1)
自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法であって、
前記照射モジュールは、個々に制御可能な光セグメントを有するセグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュールは、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットを用い、前記照射モジュールの固有解像度が、前記偏向ユニットを用いた少なくとも一時的な光線偏向により視覚的に増加可能であり、
前記方法は、以下のステップを含むこと、即ち、
a)目標像を受け取るステップ、但し前記目標像は、前記照射モジュールの前記固有解像度を超える解像度を有すること、
b)ステップa)に従って受け取られた前記目標像を、第1の変換規則を基づいて第1の低解像の像に変換するステップ、但し前記第1の低解像の像は、前記第1の低解像の像が前記照射モジュールの前記固有解像度を有するように選択されており、更に前記第1の低解像の像は、それ自体との少なくとも部分的な視覚的なオーバラップが、前記第1の低解像の像の結像そのものよりも前記目標像により類似する像印象を生じさせるように選択されていること、
c)前記照射モジュールを制御するステップ、但し当該制御は、第1の時間範囲内では、ステップb)に従って変換された前記第1の低解像の像が前記照射モジュールにより放射されるように行われること、また前記第1の時間範囲内では、前記第1の低解像の像は、前記第1の低解像の像が前記第1の時間範囲内ではそれ自体と少なくとも部分的に視覚的にオーバラップするように、前記偏向ユニットを用いて反復的に偏向されること。
(形態2)
形態1に記載の方法において、前記偏向ユニットは、前記第1の低解像の像を反復的に前記第1の時間範囲内で、少なくとも30Hz、典型的には30Hzと160Hzの間の周波数を用いて偏向するように構成されていること、が好ましい。
(形態3)
形態1又は2に記載の方法において、前記照射モジュールは、個々に制御可能な光セグメントを有し、配光のセグメント化は、個々に制御可能な前記光セグメントにより実現されており、前記光セグメントは、少なくとも2行2列の解像度を有するマトリクス内にほぼ隙間なく相並んで配設されていること、が好ましい。
(形態4)
形態3に記載の方法において、好ましくは、前記偏向ユニットにより実行される最大の偏向は、偏向されていない基準状態と比較し、偏向されている状態が、半分のセグメント幅だけ垂直方向のオフセット並びに水平方向のオフセットを有するように構成されていることができ、それにより偏向の最大の振幅がある場合には、縁部光セグメントを除き、偏向されている各前記光セグメントは、実質的に4つの偏向されていない前記光セグメントと視覚的にオーバラップすること、が好ましい。
(形態5)
形態1~4のいずれか1つに記載の方法において、前記第1の変換規則は、線形方程式系の少なくとも近似的な解を含み、前記線形方程式系は、線形方程式の組を含み、前記線形方程式には、それ自体との少なくとも部分的なオーバラップ内での前記第1の低解像の像に関する目標像の情報が含まれていること、が好ましい。
(形態6)
形態1~5のいずれか1つに記載の方法において、前記第1の変換規則は、外部の計算ユニットにより実行され、好ましくは、前記第1の低解像の像は、前記照射モジュールの記憶ユニット内に呼び出し可能に保存(格納)されること、が好ましい。
(形態7)
形態1~6のいずれか1つに記載の方法において、ステップb)において、ステップa)に従って受け取られた前記目標像は、第2の変換規則に基づいて追加的に第2の低解像の像に変換され、但し前記第2の低解像の像は、前記第2の低解像の像が前記照射モジュールの前記固有解像度を有するように選択されており、更に前記第2の低解像の像は、そのものでは、前記第1の低解像の像よりも前記目標像により類似する像印象を有するように選択されており、ステップc)において、第2の時間範囲内では、前記第2の低解像の像が前記照射モジュールにより放射され、前記第2の時間範囲内では、前記第2の低解像の像は、前記偏向ユニットを用いて反復的には偏向されていないこと、が好ましい。
(形態8)
形態7に記載の方法において、前記第2の変換規則は、前記第2の低解像の像が全体的に前記目標像の情報から変換されるスケーリング法を含んでいること、が好ましい。
(形態9)
形態7又は8に記載の方法において、前記第1の時間範囲の期間及び/又は開始時点、並びに前記第2の時間範囲の期間及び/又は開始時点は、少なくとも1つの制御パラメータにより決定され、前記少なくとも1つの制御パラメータは、次の基準、即ち目標光機能、周囲温度、周囲の明るさ、照射モジュール状態、車両速度のうちの少なくとも1つについて情報を含んでいること、が好ましい。
(形態10)
形態7~9のいずれか1つに記載の方法において、前記第2の変換規則は、外部の計算ユニットにより実行されること、が好ましい。
(形態11)
形態7~10のいずれか1つに記載の方法において、ステップb)に従って変換された前記第1の低解像の像、及びステップb)に従って変換された前記第2の低解像の像は、時間的にステップc)の前で、部分ステップb1)において、呼び出し可能に記憶ユニット内に保存(格納)されること、が好ましい。
(形態12)
形態1~11のいずれか1つに記載の方法において、前記目標像は、少なくとも1つの連続的な明暗延在部を有し、好ましくは、前記目標像は、複数の連続的な明暗延在部を有し、これらの明暗延在部は、一緒に1つのシンボルを形成すること、が好ましい。
(形態13)
自動車灯具用の照射モジュールであって、
前記照射モジュールは、セグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュールは、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットを用い、前記照射モジュールにより生成される配光の視覚的に知覚可能な解像度が、前記照射モジュールの固有解像度に比べて増加可能であり、前記照射モジュールは、少なくとも、形態1~12のいずれか1つに記載の方法のステップc)に従って制御されるように構成されていること。
(形態14)
形態13に記載の照射モジュールにおいて、前記照射モジュールは、更に記憶ユニット並びにモジュール制御ユニットを含み、
前記記憶ユニットは、少なくとも1つの第1の低解像の像及び少なくとも1つの第2の低解像の像を保存(格納)するように構成されており、
前記モジュール制御ユニットは、前記第1の低解像の像並びに前記第2の低解像の像を前記記憶ユニットから呼び出し、光制御信号を光源に供与するように構成されており、それにより前記第1の低解像の像か又は前記第2の低解像の像が前記照射モジュールにより放射され、
更に前記モジュール制御ユニットは、前記偏向ユニットが、前記照射モジュールによる前記第1の低解像の像の放射に際し、前記第1の低解像の像を反復的に偏向するよう、前記偏向ユニットを制御するように構成されており、更に前記モジュール制御ユニットは、前記照射モジュールによる前記第2の低解像の像の放射に際し、前記第2の低解像の像を反復的には偏向しないよう、前記偏向ユニットを制御するように構成されていること、が好ましい。
(形態15)
形態13又は14に記載の照射モジュールを備えた自動車であって、前記自動車及び/又は前記照射モジュールは、形態1~12のいずれか1つに記載の方法を少なくとも部分的に実行するように構成されていること。
この際、「解像度」との表現は、それぞれの像における光セグメントの合計として理解される。それにより「固有解像度(ネイティブ解像度)」とは、光放射のための個々に制御可能な光セグメントの合計により与えられている解像度である。例えば光セグメントが2行2列に配設されており、個々に制御可能である場合には、これは2x2の固有解像度に対応し、この際、個々に制御可能な各光セグメントは、照射ピクセル(発光ピクセル)と称することもできる。照射モジュール(発光モジュール)は、好ましくは少なくとも2×2の固有解像度を有する。特に好ましくは、自動車灯具用の高解像の照射モジュールに関する。
本特許出願の枠内で「ユニット」との概念は、単独で、又は「投射ユニット」、「偏向ユニット」、「モジュール制御ユニット」、又は「記憶ユニット」のような合成語においても、必ずしも個別の要素として理解されるべきではない。つまりこの概念は、複数の要素、構成グループ、構成要素、コンポーネント、又はそれらの組み合わせを含むことができる。
偏向ユニットを用いた少なくとも一時的(zeitweise)ないし反復的(wiederkehrende)な光線偏向により、人間の目で知覚される解像度を固有解像度に比べて増加させることが可能である。つまり少なくとも一時的な光線偏向から生じる視覚的なオーバラップは、人間の目の慣性(視覚の存続性:残像性)により得られる。
(一時的ないし)反復的な偏向とは、第1の時間範囲の期間の間、第1の低解像の像のそれ自体との既述の視覚的なオーバラップをもたらす偏向を意味している。第1の低解像の像のそれ自体とのオーバラップの大きさ(程度)は、少なくとも1つの偏向パラメータに基づいて記述されることが可能である。
目標像は、目標配光を有することができる。
像の類似性の問題に関しては、当業者には、評価のための適切なアルゴリズムが既知である。この際、例えば、共通情報量(例えばキーワード「相互情報量(Mutual Information)」を参照)又は構造的な類似性(例えばキーワードSSIM(structural similarity index measure)を参照)を使用することができる。これらの概念については、オンライン百科事典「ウィキペディア」においても、オンラインで広範な情報が存在する。
特に、偏向ユニットは、第1の低解像の像を反復的に第1の時間範囲内で、少なくとも30Hz、典型的には30Hzと160Hzの間の周波数を用いて、偏向するように構成されていることができる。
更に、照射モジュールは、個々に制御可能な光セグメントを有することができ、この際、配光のセグメント化は、個々に制御可能な光セグメントにより実現されており、これらの光セグメントは、少なくとも2行2列の解像度を有するマトリクス(行列)内にほぼ隙間なく相並んで配設されている。
場合により、偏向ユニットにより実行される最大の偏向は、偏向されていない基準状態と比較し、偏向されている状態が、実質的に半分の光セグメント幅だけ垂直方向のオフセット並びに水平方向のオフセット(ずれ)を有するように構成されていることができ、それにより偏向の最大の振幅がある場合には、縁部光セグメントを除き、偏向されている各光セグメントは、実質的に4つの偏向されていない光セグメントと視覚的にオーバラップする。
この際、実質的に光セグメントは、縁部光セグメントを除き、反復的な偏向において、空間的に25パーセントずつ視覚的にオーバラップする。それにより知覚される解像度は、固有解像度のほぼ4倍の値をとることができる。縁部光セグメントとは、全ての側方において他の光セグメントにより取り囲まれているのではなく、少なくとも1つの側方には隣接する光セグメントが存在しない光セグメントとして理解される。従って縁部光セグメントは、放射すべき像の縁部領域を表している。
オーバラップの大きさは、いずれにせよ、少なくとも1つの偏向パラメータに基づいて記述されることが可能である。
特に、偏向ユニットは、中立位置(ニュートラル位置)を有することができる。この位置は、ゼロポジションと異なっていてもよいが、異なっていなくてはならないというわけではない。この中立位置において偏向ユニットは、通過する光の反復的な偏向をもたらすことはない。偏向ユニットが必要とされないか又はスイッチオフされなくてはならない場合には、第1の低解像の像の放射は、引き続き保証される。
第1の変換規則は、線形方程式系(連立線形方程式)の少なくとも近似的な解を含むことができ、この線形方程式系は、線形方程式の組を含み、これらの線形方程式には、それ自体との少なくとも部分的なオーバラップ内での第1の低解像の像に関する目標像の情報[段落68の記載を参照]が含まれている。
少なくとも近似的な解としての第1の変換規則のこの好ましい構成は、好ましくは、線形方程式系の反復的(iterative)な解を含んでいる。
線形方程式は、それ自体との少なくとも部分的なオーバラップ内での第1の低解像の像の各部分と、目標像の各部分との関係を記述することができる。
それ自体との少なくとも部分的なオーバラップ内での第1の低解像の像に関する目標像の前記の情報は、更に少なくとも1つの偏向パラメータを含むことができる。
効率理由から、第1の変換規則は、外部の計算ユニットにより実行されることができ、この際、好ましくは、第1の低解像の像は、照射モジュールの記憶ユニット内に呼び出し可能に保存(格納)される。更に有利には、ステップb)において、ステップa)に従って受け取られた目標像は、第2の変換規則に基づいて追加的に第2の低解像の像に変換されることができ、この際、第2の低解像の像は、第2の低解像の像が照射モジュールの固有解像度を有するように選択されており、この際、更に第2の低解像の像は、そのものでは、第1の低解像の像よりも目標像により類似する像印象を有するように選択されており、この際、ステップc)において、第2の時間範囲内では、第2の低解像の像が照射モジュールにより放射され、この際、第2の時間範囲内では、第2の低解像の像は、偏向ユニットを用いて反復的には偏向されていない。
つまり偏向ユニットは、第2の時間範囲内では、中立位置にあることができる。
この際、第2の変換規則は、好ましくは、第2の低解像の像が全体的に目標像の情報から変換されるスケーリング法を含んでいる。このスケーリング法は、目標像の解像度を照射モジュールの固有解像度に減少させることを含むことができる。これは、例えば「ダウンサンプリング」法とすることができる。更にこれは、例えばブロック処理法とすることができ、ブロック処理法では、例えば目標像のブロックごとの平均値形成から、第2の低解像の像の全ての光セグメントの値が計算される。
第1の時間範囲の期間及び/又は開始時点、並びに第2の時間範囲の期間及び/又は開始時点は、少なくとも1つの制御パラメータにより決定されることができ、この際、少なくとも1つの制御パラメータは、次の基準、即ち目標光機能、周囲温度、周囲の明るさ、照射モジュール状態、車両速度のうちの少なくとも1つについて情報を含んでいる。
効率理由から、第2の変換規則は、外部の計算ユニットにより実行されることができる。
特に、ステップb)に従って変換された第1の低解像の像、及びステップb)に従って変換された第2の低解像の像は、時間的にステップc)の前で、部分ステップb1)において、呼び出し可能に記憶ユニット内に保存(格納)されることができる。
この記憶ユニットは、好ましくは、照射モジュールに含まれていることが可能である。
更に、目標像は、少なくとも1つの連続的な明暗延在部(明暗境界部)を有することができ、好ましくは、目標像は、複数の連続的な明暗延在部を有し、これらの明暗延在部は、一緒に1つのシンボルを形成する。
更に本発明は、自動車灯具用の照射モジュールに関し、この際、照射モジュールは、セグメント化された配光を放射するように構成されており、この際、照射モジュールは、偏向ユニットを含み、偏向ユニットを用い、照射モジュールにより生成される配光の視覚的に知覚可能な解像度が、照射モジュールの固有解像度に比べて増加可能であり、この際、照射モジュールは、少なくとも、上述の方法のステップc)に従って制御されるように構成されている。
この際、照射モジュールは、更に記憶ユニット並びにモジュール制御ユニットを含むことができ、この際、記憶ユニットは、少なくとも1つの第1の低解像の像、及び少なくとも1つの第2の低解像の像を保存(格納)するように構成されている。
またモジュール制御ユニットは、第1の低解像の像並びに第2の低解像の像を記憶ユニットから呼び出し、光制御信号を光源に供与(出力)するように構成されており、それにより第1の低解像の像か又は第2の低解像の像が照射モジュールにより放射される。
更にモジュール制御ユニットは、偏向ユニットが、照射モジュールによる第1の低解像の像の放射に際し、第1の低解像の像を反復的に偏向するよう、偏向ユニットを制御するように構成されており、この際、更にモジュール制御ユニットは、照射モジュールによる第2の低解像の像の放射に際し、第2の低解像の像を反復的には偏向しないよう、偏向ユニットを制御するように構成されている。
更に本発明は、そのような照射モジュールを備えた自動車に関し、この際、自動車及び/又は照射モジュールは、上記の方法を少なくとも部分的に実行するように構成されている。
本方法で述べられた全ての装置構成は、特記しない限り、自動車灯具用の照射モジュールの部分を構成することもできる。またその逆で、照射モジュールに関連して述べた全ての装置構成は、上述の方法の部分を構成することもできる。照射モジュールは、シグナル灯具と、自動車投光器内の照射モジュールとの両方に該当することができる。照射モジュールは、好ましくは、自動車灯具における使用、特にシグナルライト灯具又は自動車投光器における使用のために構成されている。従って照射モジュールは、前記の装置の部分としてもよい。
以下、図面に具体的に示された、例示であり且つ限定を意図しない実施形態に基づき、本発明を詳細に説明する。
一照射モジュールの概要図を示す図である。 1つの低解像の像の概要図を示す図である。 2つの低解像の像のオーバラップの概要図を示す図である。 説明した本方法による第1のフローチャートを示す図である。 本方法の更なる構成による第2のフローチャートを示す図である。 本方法の更なる構成による第3のフローチャートを示す図である。 本方法の更なる構成によるタイムチャートを示す図である。 目標像と、第1の低解像の像と、それ自体との少なくとも一時的なオーバラップ内での第1の低解像の像と、第2の低解像の像との比較を示す図である。 そのような照射モジュールを備えた自動車を示す図である。
図1は、自動車灯具用の照射モジュール1の概要図を示している。照射モジュール1は、セグメント化された配光を放射するために、個々に制御可能な光セグメントを有するように構成されている。照射モジュール1は、モジュール制御ユニット2と、記憶ユニット6と、光源3と、偏向ユニット4と、投射ユニット5とを含んでいる。記憶ユニット6は、好ましくは電子的な記憶器(メモリ)を含んでいる。更に図1は、外部の計算ユニット7を示している。
セグメント化された配光を生成するためには、既に極めて様々な技術が知られている。それには、特に、マトリクス(行列)内に配設されたLED(発光ダイオード)を用いた面ベースの変調、LCD(液晶ディスプレイ)を用いた面ベースの光の変調、又はDLP(デジタルライトプロセッシング)ないしDMD(デジタルミラーデバイス)を用いた面ベースの光の変調が含まれる。それに対して代替的に、光線変調技術、つまり光線又は光束を人間の目では知覚できない周波数を用いて所定の領域上にスキャン(走査)するスキャンシステムも知られており、それにより自由に変更可能な配光が生成される。今日知られている高解像の照射モジュールは、既に数千個の個別に切替可能で且つ光調節可能な光セグメントを有する解像度を可能とし、好ましくは、これらの光セグメントは、1:4の縦横比で配設されており、この際、より大きな延在方向が水平方向に延在している。
この際、水平方向及び垂直方向との概念は、照射モジュール1の規定の取り付けポジションに関するものであり、この際、水平方向と垂直方向により互いに直交の向きが表されることのみが本質的なことである。
図1に示された光源3は、複数の要素を含むことができる。例えば光源3は、光放出要素と、例えばLCD、DMD、ないしDLPのような、後置の面型変調器(図示せず)を含んでいる。好ましくは、光源3は、少なくとも2つのLEDを備えたアレイを含み、この際、各LEDは、個別に制御可能である。特に好ましくは、光源3は、縦横比1:4を有するアレイ内に配設されている1000よりも多くの個別に制御可能なLEDを備えたアレイを含んでいる。更に光源3は、代替的に、光放出要素と、コリメータと、光線変調器との組み合わせを含むことができ、その光線変調器は、スキャン形式で、平行化された発光要素の光を、人間の目では知覚できない周波数を用いて所定の領域上にスキャンする。その領域内には、光変換要素(ライトコンバージョンエレメント)が配設されていることが可能である。それにより光源3は、複数の要素から構成されることが可能である。例えば光学レンズ又はリフレクタのような追加的な要素を設けることができるが、これらは、図面の一目瞭然性のために示されていない。
本質的なことは、光源3から光束30が出射し、光束30が、光束30の光伝播方向に対して直角方向の少なくとも1つの面内に少なくとも2つの光セグメントを有し、これらの光セグメントが、互いに異なる光強度を有することができるということである。従ってこの光束30は、少なくとも部分的に、光束30の光伝播方向に対して直角方向の少なくとも1つの面内で低解像の像A、Bに対応する。
この目的のために光源3は、光制御信号31を受け取り、光制御信号31に依存し、光束30を放射することができる。またこの目的のために光制御信号31は、光源3から出射する光束30を少なくとも部分的に代表することができる。モジュール制御ユニット2は、光制御信号31を出力するように構成されていることが可能である。
光制御信号31は、少なくとも、低解像の像が含まれている像信号の部分として構成されていることが可能である。
光源3から出射する光束30は、投射ユニット5により、投射角度範囲P内で照射モジュール1の前方に投射される。それにより所定の配光ないし所定の低解像の像が照射モジュール1により放射される。それに対応し、照射モジュール1の前方の投射角度範囲P内には所定の低解像の像の投射50が得られる。そのような投射ユニット5は、通常は、複数の光学要素、特にレンズを含んでいる。図面の一目瞭然性のために、これらの複数の光学要素は示されていない。
投射角度範囲Pは、投射ユニット5のアパーチュア(口径)により決定される。つまり投射角度範囲Pは、投射ユニット5の最大可能な放射錐体に対応する。そのような放射錐体は、数学的な意味での錐体に関し、この際、その全ての下位バリエーションも同時に含めていることができる。下位バリエーションは、例えば角錐体や円錐台などである。
図2aに示されているように、低解像の像の投射50は、例えば5行20列を有する光セグメント51のアレイを含んでいる。それにより示されている照射モジュール1の固有解像度(ネイティブ解像度)は、20×5の光セグメント51を含んでいる。100個の光セグメント51だけが示されているが、光源3は、投射角度範囲P内に数千個の光セグメント51が投射され、ないし照射モジュール1により放射されるように構成されていることが可能である。
さて、図1に示された偏向ユニット4は、光源3により放射された光束30を、従って投射50も、一時的(ないし時間的に:zeitweise)に偏向することができる。それにより照射モジュール1の固有解像度は、偏向ユニット4を用いた少なくとも一時的な光線偏向により視覚的に増加されることが可能である。
好ましくは、偏向ユニット4は、光束30の光線路内で、光源3と、投射ユニット5の少なくとも一部分との間に配設されている。投射ユニット5の少なくとも一部分(との間)とは、投射ユニット5が、上述したように、複数の光学要素から構成され得るものであり、これらの(一部分の)光学要素の間に偏向ユニット4が配設されていてもよいことを意味している。
偏向ユニット4は、偏向制御信号41を受け取り、光源3により放射された光束30を偏向制御信号41に依存して偏向することができる。それにより低解像の像の投射50は、偏向制御信号41に依存し、投射角度範囲P内で一時的(ないし時間的)に偏向されることが可能である。モジュール制御ユニット2は、偏向制御信号41を供与するように構成されていることが可能である。
偏向ユニット4は、ガラスプレート42を含むことができ、ガラスプレート42は、放射された光源3の光束30に対して透明である材料から成る。このガラスプレート42は、平坦平行なプレートとして構成されていることが可能であり、適切な機械的な懸架機構により、少なくとも1つの旋回軸線xの周りに旋回可能に支持されていることが可能であり、この際、この旋回軸線xは、好ましくは、光源3により放射された光束30の光伝播方向に対して直角方向にある。例えば偏向ユニット4は、更に電磁的なアクチュエータ(非図示)を有することができ、電磁的なアクチュエータは、ガラスプレート42を、偏向制御信号41に依存し、少なくとも1つの旋回軸線xの周りで一時的(ないし時間的)に旋回させる。この旋回により、ガラスプレート42内への光束30の入射角を一時的に変更することができ、それにより光屈折に応じ、光束30は、ガラスプレート42を通る光通過に際し、光束30の光伝播方向と平行に偏向されることが可能である。それにより光源3により放射された光束30の投射50ないし低解像の像の投射50を照射モジュール1の前方に向けて偏向させることができる。この状況は、図2bに基づき、より詳細に説明される。
当業者には、そのような偏向ユニット4を創作するための多種多様な可能性が既知である。例えば次のようなプリズム(非図示)も考えられ、即ち(光束30の光伝播方向に関する)横方向のポジション変更により、従って同様に屈折により、光束30ないし低解像の像の投射50を投射角度範囲P内で偏向させることのできるプリズムである。また偏向ユニット4の反射式の解決策も可能である。
投射角度範囲P内の低解像の像の投射50を少なくとも一時的(ないし時間的)に偏向させることにより、図2bに示されているように、照射可能な角度範囲が拡大される。特に十分に速く且つ反復的な偏向を用い、ないし少なくとも30Hz、好ましくは30Hzと160Hzの間の十分に高い偏向周波数を用い、偏向されている投射52と偏向されていない投射50とを視覚的にオーバラップさせる(重なり合わせる)ことができる。それにより視覚的な光セグメント51vを形成することができ、光セグメント51vにより照射モジュール1の解像度が視覚的に増加される。このオーバラップは、人間の目の慣性(視覚の存続性:残像性)により得られることは明らかであるが、単純明快さのためにオーバラップと表現されるものとする。
つまり投射角度範囲P内の投射50の少なくとも一時的な偏向は、可能な放射錐体内、即ち投射ユニット5により得られる角度空間内での投射50の移動(スライド)を意味する。投射角度範囲Pは、好ましくは、水平方向の延在範囲と垂直方向の延在範囲を有し、この際、水平方向の延在範囲は、垂直方向の延在範囲よりも大きくてよい。例えば水平方向の延在範囲は、最大で50°の角度範囲を網羅し、垂直方向の延在範囲は、最大で20°の角度範囲を網羅する。
本明細書の意味において、偏向されていない投射50と偏向されている投射52とは、それぞれ、同じ低解像の像の投射を示している。つまり低解像の像のそれ自体との視覚的なオーバラップは、同じ低解像の像の偏向されている投射50と偏向されていない投射52との視覚的なオーバラップから得られる。低解像の像のそれ自体とのオーバラップの大きさ(程度)は、少なくとも1つの偏向パラメータに基づいて記述されることが可能である。
本事例において、偏向ユニット4による最大の偏向は、偏向されていない投射50と比較し、偏向されている投射52が、実質的に半分の光セグメント幅だけ垂直方向のオフセット並びに水平方向のオフセット(ずれ)を有するように構成されている。それにより各光セグメント51は、縁部光セグメントを除き、ここに示された最大の偏向では、同じ低解像の像の偏向されていない4つの光セグメント51とオーバラップする。それにより知覚される解像度は、固有解像度のほぼ4倍の値をとることができる。
図3は、第1のフローチャートを示している。この第1のフローチャートでは、第1のステップa)において、目標像Sが受け取られる。この目標像Sは、照射モジュール1の固有解像度を超える解像度を有する。目標像Sは、所定の画像信号内に含まれていることが可能である。目標像Sは、より大きい像の一部分を構成することもでき、このより大きい像は、目標像Sよりも高い解像度を有する。このことは、目標像Sがより大きい像の一区画を構成できることを意味している。
次のステップb)において、ステップa)に従って受け取られた目標像Sは、第1の変換規則に従って第1の低解像の像Aに変換される。この第1の低解像の像Aは、この第1の低解像の像Aが照射モジュール1の固有解像度を有するように選択されている。更に第1の低解像の像Aは、それ自体との少なくとも部分的な視覚的なオーバラップが、第1の低解像度の像Aの結像そのものよりも目標像Sにより類似した像印象を生じさせるように選択されている。
第1の変換規則は、モジュール制御ユニット2により実行することが可能である。従ってモジュール制御ユニット2は、第1の変換規則を実行するように構成されていることが可能である。しかし好ましくは、第1の変換規則は、外部の計算ユニット7により実行される。つまり外部の計算ユニット7は、ステップa)に従って目標像Sを受け取るように構成されていることが可能である。更に外部の計算ユニット7は、ステップb)に従って第1の変換規則を実行するように構成されていることが可能である。この際、外部の計算ユニット7は、好ましくは照射モジュール1の部分ではない。
第1の低解像の像Aは、照射モジュール1の記憶ユニット6内に呼び出し可能に保存(格納)されることができる。第1の変換規則が外部の計算ユニット7により実行される場合には、この外部の計算ユニット7は、第1の低解像の像Aを照射モジュール1の記憶ユニット6に呼び出し可能に保存(格納)するように構成されていることが可能である。この際、モジュール制御ユニット2は、記憶ユニット6内に保存(格納)されている第1の低解像の像Aを呼び出すように構成されていることが可能である。
第1の変換規則は、好ましくは、線形方程式系(連立線形方程式:Gleichungssystem)の少なくとも近似的な解を含んでいる。この方程式系は、線形方程式の組を含み、Sv=Km・Avの形式で記述されることが可能である。「Km・Av」は、行列・ベクトル-乗算に対応する。Svは、所定数の目標光強度値を有するベクトルを表し、この目標光強度値の所定数は、目標像Sの解像度に対応する。つまり40x10の目標像解像度の場合には、ベクトルSvは、400個の成分を含んでいる。従ってこの線形方程式系は、この事例では400個の方程式を含んでいる。同様にAvは、所定数の求められる光強度値を有するベクトルを表し、この求められる光強度値の所定数は、第1の低解像の像Aの解像度に対応する。従って線形方程式系の近似的な解は、本事例では100個の求められる光強度値を含んでいる。第1の低解像の像Aのそれ自体との部分的なオーバラップにより、求められる光強度値と目標光強度値との間の関係が得られる。この関係は、コネックスマトリックス(変換行列)Kmに基づいて記述される。従ってコネックスマトリックスKmは、隣接している光セグメント51との部分的な視覚的なオーバラップ内での各光セグメント51の、個々の各目標光強度値に対する作用を記述する。従ってコネックスマトリックスKmは、400×100の要素を有する行列に対応する。
従って、線形方程式の組、つまり線形方程式の数は、目標像Sの解像度と、第1の低解像の像Aの解像度ないし照射モジュール1の固有解像度とに依存する。
所定数の目標光強度値を有するベクトルSv、並びにコネックスマトリックスKmは、一緒に「それ自体との少なくとも部分的なオーバラップ内での第1の低解像の像Aに関する目標像Sの情報」と称することができる。
コネックスマトリックスKmは、計算又は測定されることが可能である。
コネックスマトリックスKmが計算される場合には、目標像Sの前記の情報は、更に少なくとも1つの偏向パラメータを有する。本例では、2つの偏向パラメータが設けられており、これらの偏向パラメータは、実質的に半分の光セグメント幅の垂直方向のオフセット並びに水平方向のオフセットを記述する。
コネックスマトリックスKmの測定では、例えば、対応の目標光強度値の全て又は少なくとも一部分に対する、反復的に偏向された形式での個々の各光セグメント51の作用を検知するために、各光セグメント51が個々にアクティブ化されることが可能である。
線形方程式系の少なくとも近似的な解としての第1の変換規則の構成は、バランス化(Ausgleichung)及び/又はレギュラリゼーション化(Regularisierung)のための対応の方法を含むことができる。少なくとも近似的な解としての第1の変換規則の好ましい構成は、好ましくは、線形方程式系の反復的(iterative)な解を含んでいる。
更なるステップc)において、照射モジュール1が制御される。この制御は、第1の時間範囲T1内では、ステップb)に従って変換された第1の低解像の像Aが照射モジュール1により放射されるように行われる。モジュール制御ユニット2は、対応の光制御信号31を光源3に供与することができ、それにより対応の光束30が光源3により放射される。この光束30は、既述したように、投射ユニット5により照射モジュール1の前方に投射50の形式で放射される。この関連においてこの投射50は、第1の低解像の像Aに対応する。好ましくは、第1の低解像の像Aは、第1の時間範囲T1内では連続的に照射モジュール1により放射される。
第1の低解像の像Aが照射モジュール1の記憶ユニット6内に呼び出し可能に保存されている場合には、モジュール制御ユニット2は、第1の低解像の像Aを記憶ユニット6から呼び出し、それに基づいて光制御信号31を出力するように構成されていることが可能である。
更に、第1の時間範囲T1内では、第1の低解像の像Aは、偏向ユニット4を用いて反復的に偏向され、それにより第1の低解像の像Aは、第1の時間範囲T1内ではそれ自体と少なくとも部分的に視覚的にオーバラップされる。モジュール制御ユニット2は、対応の偏向制御信号41を偏向ユニット4に送出することができ、それにより第1の低解像の像Aないしその投射50が反復的に偏向される。この目的のために偏向制御信号41は、反復的に偏向ユニット4に送出されることも可能である。好ましくは、第1の低解像の像Aの反復的な偏向は、第1の時間範囲T1内では連続的にアクティブである。
第1の低解像の像Aを放射するための光制御信号31の供与、及び/又は、偏向ユニット4による反復的な偏向をアクティブ化するための偏向制御信号41の出力は、第1の時間範囲T1を開始させることができる。第1の低解像の像Aとは異なる低解像の像を放射するための光制御信号31の出力、及び/又は、偏向ユニット4による反復的な偏向を非アクティブ化するための偏向制御信号41の出力は、時間範囲T1を終了させることができる。
図4aは、第2のフローチャートを示している。この第2のフローチャートでは、本方法の更なる構成が示されており、この際、再び第1のステップa)において、目標像Sが受け取られる。この目標像Sは、照射モジュール1の固有解像度を超える解像度を有する。次のステップb)(図の左側)において、ステップa)に従って受け取られた目標像Sは、第1の変換規則に応じて第1の低解像の像Aに変換される。第1の低解像の像Aへの目標像Sの変換は、図3に基づいて既に説明されたので、それについてここでは更に説明しないものとする。
更に、同じ次のステップb)(図の左側)において、ステップa)に従って受け取られた目標像Sは、第2の変換規則に従って第2の低解像の像Bに変換される。第2の低解像の像Bは、第2の低解像の像Bが照射モジュール1の固有解像度を有するように選択されている。更に第2の低解像の像Bは、そのものでは、第1の低解像の像Aよりも目標像Sにより類似する像印象を有するように選択されている。
第2の変換規則は、モジュール制御ユニット2により実行されることが可能である。それによりモジュール制御ユニット2は、第2の変換規則を実行するように構成されていることが可能である。しかし好ましくは、第2の変換規則は、外部の計算ユニット7により実行される。つまり外部の計算ユニット7は、第2の変換規則を実行するように構成されていることが可能である。
第2の変換規則は、好ましくはスケーリング法を含んでいる。このスケーリング法は、好ましくは、目標像Sの解像度を照射モジュール1の固有解像度に減少させることを含み、この際、結果として得られる第2の低解像の像Bは、全体的に目標像Sの情報から構成される。従って例えば、スケーリング法は、既知の「ダウンサンプリング」法であり、ダウンサンプリング法は、例えば目標像Sの2つ目ごとの目標光強度値を破棄し、引き続き残りの目標光強度値から第2の低解像の像Bの光強度値を構成する。更にまたブロック処理法を使用することも可能であり、ブロック処理法では、目標像Sの目標光強度値が、第2の低解像の像Bの個々の光強度値を形成するために、ブロックごとでまとめられる。目標光強度値をブロックごとでまとめるとは、例えばそれぞれ、4つの隣接している目標光強度値の平均値、つまり2x2ブロックの平均値が形成され、引き続き第2の低解像の像Bのそれぞれ1つの光強度値が計算されることを意味する。平均値形成に代わり、同様に他の方法が使用されることも可能であり、例えば中央値形成(Medianwertbildung)があげられる。当業者には、極めて異なるスケーリング法が既知であるので、それらについて詳しくは説明しないものとする。
更なるステップb1)(図の左右両側)では、先行のステップb)において変換された第1の低解像の像Aと、変換された第2の低解像の像Bとが、呼び出し可能に記憶ユニット6内に保存(格納)されることが可能である。モジュール制御ユニット2は、記憶ユニット6内に保存されている低解像の像A、Bを呼び出すように構成されていることが可能である。
第2の変換規則が外部の計算ユニット7により実行される場合には、この外部の計算ユニット7は、第2の低解像の像Bを更なるステップb1)において照射モジュール1の記憶ユニット6内に呼び出し可能に保存するように構成されていることが可能である。
目標像Sが連続的な明暗延在部(明暗境界部)を有する場合には、特に目標像Sがシンボル(後で説明される)の形式の連続的な明暗延在部を有する場合には、有利には、第1の解像度の像Aと第2の低解像の像Bとを、既に照射モジュール1の意図された使用の前に変換することが可能である。特に目標像Sから低解像の像A、Bを変換するために高い計算能力が必要である場合には、照射モジュール1の意図された使用の前の変換は、有意義であり得る。この場合にも、予め変換された低解像の像A、Bは、既述したように呼び出し可能に記憶ユニット6内に保存される。照射モジュール1の意図された使用は、例えば自動車灯具10内での照射モジュール1の好ましい使用を含むことができる。
図4bは、第3のフローチャートを示している。この第3のフローチャートは、図4cとの関連で交互に説明される。図4cは、第1の時間範囲T1と第2の時間範囲T2とを有する本方法の更なる構成のタイムチャートを示している。更にこのタイムチャートは、光制御信号31と偏向制御信号41を示している。
第3のフローチャートは、対応の照射モジュール1を備えた自動車100に関する。この際、自動車100のデータは、連続的に処理される。モジュール制御ユニット2は、自動車100のデータとともに対応の制御パラメータを受け取り、処理し、それに基づいて光制御信号31と偏向制御信号41を出力するように構成されていることが可能である。自動車100のこれらのデータは、次の基準のうちの少なくとも1つについて情報を含むことができる:
-目標光機能
-周囲温度
-周囲の明るさ
-照射モジュール状態
-車両速度
この際、目標光機能の基準は、要求されるライト(光照明)シナリオの記述を含むことができる。例えば、要求されるライトシナリオは、動的ADB機能(アダプティブドライビングビーム)又はグラウンドプロジェクションとしてよい。この際、グラウンドプロジェクションとは、例えば一緒に1つのシンボルを形成する複数の連続的な明暗延在部Cを有する目標像Sの存在を意味する。しかし要求されるライトシナリオは、上記の例に限定されているわけではない。また要求されるライトシナリオが動的ADB機能とグラウンドプロジェクションの組み合わせを含むことも可能である。
周囲温度は、自動車100の周囲温度、自動車灯具10の周囲温度、照射モジュール1の周囲温度、及び/又は、好ましくは偏向ユニット4の周囲温度を含むことができる。この際、周囲温度とは、例えば前記の物体の直接的な温度を意味する。
周囲の明るさは、自動車100の周囲の明るさを含むことができる。
照射モジュール状態は、照射モジュール1の1つ又は複数のコンポーネントの状態を含むことができる。例えば照射モジュール状態は、アクチュエータ状態又は記憶ユニット状態を含んでいる。アクチュエータ状態は、偏向ユニット4の状態を表すことができる。アクチュエータ状態は、例えば状態を欠陥あり又は欠陥なしに分けることができるであろう。欠陥ありのアクチュエータ状態は、例えば、規定どおりの反復的な光線偏向を実行できない偏向ユニット4の状態を表すことができるであろう。記憶ユニット状態は、記憶ユニット6の状態を表すことができる。
車両速度は、自動車100の速度を含むことができる。
第3のフローチャートに従い、自動車100のデータは、偏向ユニット4による反復的な光線偏向のアクティブ化又は非アクティブ化のための決定根拠、並びに第1の低解像の像A又は第2の低解像の像Bの放射のための決定根拠を得るために、適切に処理される。
例えば稼働中にライトシナリオとしてグラウンドプロジェクションが要求される場合には、本方法の更なる構成に従い、予め保存されている第1の低解像の像Aがモジュール制御ユニット2により呼び出され、対応の光制御信号31が光源3に出力されることが可能である。更に偏向ユニット4による反復的なビーム偏向をアクティブ化するために、モジュール制御ユニット2により、対応の偏向制御信号41が偏向ユニット4に出力されることが可能である。
第1の低解像の像Aを放射するための光制御信号31の供与、及び/又は、偏向ユニット4による反復的な偏向をアクティブ化するための偏向制御信号41の出力は、第1の時間範囲T1を開始させることができ、場合により、第2の時間範囲T2が既にその前に開始されたのであれば、第2の時間範囲T2を終了させる。本質的なことは、第1の時間範囲T1内では第1の低解像の像Aが照射モジュール1により放射され、この第1の低解像の像Aが第1の時間範囲T1内では偏向ユニット4を用いて反復的に偏向されるということである。
例えば欠陥のあるアクチュエータ状態が存在する場合には、本方法の更なる構成に従い、予め保存されている第2の低解像の像Bがモジュール制御ユニット2により呼び出され、対応の光制御信号31が光源3に出力されることが可能である。更に、場合により存在する偏向ユニット4を用いた反復的な光線偏向を終了させるために、モジュール制御ユニット2により対応の偏向制御信号41が偏向ユニット4に出力されることが可能である。
第2の低解像の像Bを放射するための光制御信号31の出力、及び/又は、偏向ユニット4を非アクティブ化するための偏向制御信号41の出力は、第2の時間範囲T2を開始させることができ、場合により、第1の時間範囲T1が既にその前に開始されたのであれば、第1の時間範囲T1を終了させる。本質的なことは、第2の時間範囲T2内では第2の低解像の像Bが照射モジュール1により放射され、この第2の低解像の像Bが第2の時間範囲T2内では偏向ユニット4を用いて反復的には偏向されないということである。
従って、第1の時間範囲T1の期間及び/又は開始時点、並びに第2の時間範囲T2の期間及び/又は開始時点は、少なくとも1つの制御パラメータにより決定されることが可能であり、この際、少なくとも1つの制御パラメータは、上記の基準のうちの少なくとも1つについて情報を含んでいる。このことは、もちろん、照射モジュール1自体がアクティブ化されていることを前提とする。非アクティブ化されている照射モジュール1ないし非アクティブ化されている自動車灯具10、又はその他の作用によりアクティブ化されていない照射モジュール1は、そのような時間範囲T1、T2の存在を許さず、またここでは話題にしないものとするが、その他の作用に基づいて非アクティブ化すべき照射モジュール1は、場合によりその前に存在する第1の時間範囲T1又はその前に存在する第2の時間範囲T2を強制的に終了させることは明らかである。
第2の時間範囲T2の開始は、先行の第1の時間範囲T1の存在には結びついていない。同様に第1の時間範囲T1の開始は、先行の第2の時間範囲T2の存在にほとんど結びついていない。また複数の第1の時間範囲T1を時間的に相前後して開始させることもできる。同様に複数の第2の時間範囲T2を時間的に相前後して開始させることもできる。また第1の時間範囲T1と第2の時間範囲T2を何度も交互に相前後して開始させることもできる。
周囲温度は、例えば、アクチュエータユニット4の周囲温度が、所定の上限値に至るまでは、反復的な光線偏向を用いた第1の低解像の像Aの放射をもたらすように、且つアクチュエータユニット4の周囲温度が、前記の上限値以上では、反復的な光線偏向を伴わない第2の低解像の像Bの放射をもたらすように、処理されることが可能である。この際、アクチュエータユニット4の周囲温度の上限値は、40℃と85℃の間に位置することができる。
周囲の明るさは、例えば、周囲の明るさが、所定の上限値に至るまでは、反復的な光線偏向を用いた第1の低解像の像Aの放射をもたらすように、且つ周囲の明るさが、前記の上限値以上では、反復的な光線偏向を伴わない第2の低解像の像Bの放射をもたらすように、処理されることが可能である。この際、周囲の明るさの上限値は、1000ルクスと7000ルクスの間に位置することができる。
車両速度は、例えば、車両速度が、所定の上限値に至るまでは、反復的な光線偏向を用いた第1の低解像の像Aの放射をもたらすように、且つ車両速度が、前記の上限値以上では、反復的な光線偏向を伴わない第2の低解像の像Bの放射をもたらすように、処理されることが可能である。この際、車両速度の上限値は、2km/hと30km/hの間に位置することができる。
図5は、例示の目標像Sと、例示の目標像Sから変換された第1の低解像の像Aと、それ自体とのオーバラップ内での第1の低解像の像Aと、目標像Sから変換された第2の低解像の像Bとの比較を示している。
この図面の説明では、これまでの図面の説明におけるものと部分的に同じ参照符号が使われているが、その解説内容は部分的に異なることがある。例えば図面をより簡単にするために他の解像度が示される。それ故、ここで説明する観点は、しかしながら決して既述の観点から区別されるものではなく、むしろ請求項の保護範囲全体により規定されている本発明の多岐にわたる適用性を示すものである。
目標像Sは、ここでは例示の目標配光LVを有する(最上段)。この例示の目標配光LVは、一緒に1つのシンボルを形成する複数の連続的な明暗延在部(明暗境界の輪郭)Cを含んでいる。連続的な明暗延在部Cは、明るい領域と暗い領域との間における隙間のない境界区画線である。明るい領域と暗い領域との間の移行部は、流れるよう(ないし滑らか:fliessend)に構成されていることも可能である。目標配光LVの形式で示された目標像Sは、照射モジュール1の解像度を超える解像度を有する。具体的には、この図に示された目標像Sは、160×160の解像度を有する。従って示された目標像Sは、160×160の目標光強度値を含んでいる。
更に、本方法に従って変換された第1の低解像の像Aを見ることができる(上から2番目)。この第1の低解像の像Aは、80×80の解像度を有する。本事例において80×80の解像度は、照射モジュール1の解像度に対応するであろう。従って示された第1の低解像の像Aは、80×80の光強度値を含んでいる。
本方法に従い、この第1の低解像の像Aは、照射モジュール1により放射され、偏向ユニット4により反復的に偏向される。その結果として得られる第1の低解像の像Aのそれ自体とのオーバラップは、この図では上から3番目の像として見ることができる。反復的な光線偏向により、人間の目で知覚される解像度は、80×80の固有解像度に比べて増加される。本事例において偏向の大きさは、実質的に半分のセグメント幅だけの垂直方向のオフセット並びに水平方向のオフセットに対応する。
ここで示された、第1の変換規則に基づいて変換された第1の低解像の像Aと、目標像Sとの比較は、0.89の構造的な類似性を示している(上から2番目)。それに対し、目標像Sと、それ自体とのオーバラップ内での低解像の像Aとの比較は、0.93の構造的な類似性を示している(上から3番目)。従ってそれ自体との視覚的なオーバラップ内での第1の低解像の像Aの像印象は、第1の低解像の像Aの結像そのものよりも目標像Sにより類似している。類似性は、ここでは構造的な類似性(SSIM-structural similarity index measure)に基づいて判定され、この際、対応の解像度へのスケーリングが部分的に要求されている。しかし像を比較するためには、他の適切なアルゴリズムも知られている。
更に、本方法の更なる構成に従って変換された第2の低解像の像Bを見ることができる(最段)。この第2の低解像の像Bは、同様に80×80の解像度を有する。
本方法の更なる構成に従い、この第2の低解像の像Bは、照射モジュール1により放射され、偏向ユニット4を用いて反復的には偏向されない。それによりそれ自体との第2の低解像の像Bのオーバラップは得られない。ここで示された第2の低解像の像Bと目標像Sとの比較は、0.92の構造的な類似性を示している。従って第2の低解像の像Bそのものは、第1の低解像の像Aよりも目標像Sにより類似する像印象を有する。
さて、最後に図6は、自動車灯具10用の照射モジュール1を備えた自動車100を示している。ここで照射モジュール1は、規定の取り付けポジションにある。自動車100及び/又は照射モジュール1は、本方法を少なくとも部分的に制御するように構成されている。自動車100は、本方法の第1の部分、例えばステップa)及びステップb)を実行するように構成されていることが可能である。照射モジュール1は、少なくとも本方法のステップc)に従って制御されるように構成されている。また自動車100及び/又は照射モジュール1は、本方法の全てのステップを実行するように構成されていることも可能である。好ましくは、外部の計算ユニット7は、本方法のステップa)及びステップb)を実行するように構成されており、この際、外部の計算ユニット7は、照射モジュール1の部分ではない。
本発明は、示された実施形態及び方法の構成に限定されるものではなく、請求項の保護範囲全体により規定される。また本発明ないし実施形態の個々の構成要件を取り上げて、互いに組み合わせることもできる。請求項における追記の参照記号は、例示であり、請求項を限定することなく、単に請求項をより容易に分かりやすくするためのものである。
尚、上記の特許文献ないし非特許文献の各開示は、それらの引用をもって本書に組み込まれているものとする。また本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、更にその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。更に本発明の全開示の枠内において、種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。即ち本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想に従って当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
1 照射モジュール
2 モジュール制御ユニット
3 光源
4 偏向ユニット
5 投射ユニット
6 記憶ユニット
7 外部の計算ユニット
10 自動車灯具
30 光束
31 光制御信号
41 偏向制御信号
42 ガラスプレート
50 投射
51 光セグメント
51v 光セグメント
52 偏向されている投射
100 自動車
A 第1の低解像の像
B 第2の低解像の像
C 明暗延在部
LV 目標配光
P 投射角度範囲
S 目標像
x 旋回軸線

Claims (15)

  1. 自動車灯具用の照射モジュールを解像度最適化して制御するための方法であって、
    前記照射モジュール(1)は、個々に制御可能な光セグメント(51)を有するセグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュール(1)は、偏向ユニット(4)を含み、前記偏向ユニット(4)を用い、前記照射モジュール(1)の固有解像度が、前記偏向ユニット(4)を用いた少なくとも一時的な光線偏向により視覚的に増加可能であり、
    前記方法は、以下のステップを含むこと、即ち、
    a)目標像(S)を受け取るステップ、但し前記目標像(S)は、前記照射モジュール(1)の前記固有解像度を超える解像度を有すること、
    b)ステップa)に従って受け取られた前記目標像(S)を、第1の変換規則基づいて第1の低解像の像(A)に変換するステップ、但し前記第1の低解像の像(A)は、前記第1の低解像の像(A)が前記照射モジュール(1)の前記固有解像度を有するように選択されており、更に前記第1の低解像の像(A)は、それ自体との少なくとも部分的な視覚的なオーバラップが、前記第1の低解像の像(A)の結像そのものよりも前記目標像(S)により類似する像印象を生じさせるように選択されていること、
    c)前記照射モジュール(1)を制御するステップ、但し当該制御は、第1の時間範囲内(T1)では、ステップb)に従って変換された前記第1の低解像の像(A)が前記照射モジュール(1)により放射されるように行われること、また前記第1の時間範囲(T1)内では、前記第1の低解像の像(A)は、前記第1の低解像の像(A)が前記第1の時間範囲(T1)内ではそれ自体と少なくとも部分的に視覚的にオーバラップするように、前記偏向ユニット(4)を用いて反復的に偏向されること、及び、
    ステップb)において、ステップa)に従って受け取られた前記目標像(S)は、第2の変換規則に基づいて追加的に第2の低解像の像(B)に変換され、但し前記第2の低解像の像(B)は、前記第2の低解像の像(B)が前記照射モジュール(1)の前記固有解像度を有するように選択されており、更に前記第2の低解像の像(B)は、そのものでは、前記第1の低解像の像(A)よりも前記目標像(S)により類似する像印象を有するように選択されており、ステップc)において、第2の時間範囲(T2)内では、前記第2の低解像の像(B)が前記照射モジュール(1)により放射され、前記第2の時間範囲(T2)内では、前記第2の低解像の像(B)は、前記偏向ユニット(4)を用いて反復的には偏向されていないこと、
    を特徴とする方法。
  2. 前記偏向ユニット(4)は、前記第1の低解像の像(A)を反復的に前記第1の時間範囲(T1)内で、少なくとも30Hz、又は30Hzと160Hzの間の周波数を用いて偏向するように構成されていること、
    を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記照射モジュール(1)は、個々に制御可能な光セグメント(51)を有し、配光のセグメント化は、個々に制御可能な前記光セグメント(51)により実現されており、前記光セグメント(51)は、少なくとも2行2列の解像度を有するマトリクス内にほぼ隙間なく相並んで配設されていること、
    を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 前記偏向ユニット(4)により実行される最大の偏向は、偏向されていない基準状態と比較し、偏向されている状態が、半分の光セグメント幅だけ垂直方向のオフセット並びに水平方向のオフセットを有するように構成されており、それにより偏向の最大の振幅がある場合には、縁部光セグメントを除き、偏向されている各前記光セグメント(51)は、つの偏向されていない前記光セグメント(51)と視覚的にオーバラップすること、
    を特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. 前記第1の変換規則は、線形方程式系の少なくとも近似的な解を含み、前記線形方程式系は、線形方程式の組を含み、前記線形方程式には、それ自体との少なくとも部分的なオーバラップ内での前記第1の低解像の像(A)に関する目標像の情報が含まれていること、
    を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  6. 前記第1の変換規則は、外部の計算ユニット(7)により実行されること、
    を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  7. 前記第1の低解像の像(A)は、前記照射モジュール(1)の記憶ユニット(6)内に呼び出し可能に保存されること、
    を特徴とする、請求項6に記載の方法。
  8. 前記第2の変換規則は、前記第2の低解像の像(B)が全体的に前記目標像(S)の情報から変換されるスケーリング法を含んでいること、
    を特徴とする、請求項に記載の方法。
  9. 前記第1の時間範囲(T)の期間及び/又は開始時点、並びに前記第2の時間範囲(T2)の期間及び/又は開始時点は、少なくとも1つの制御パラメータにより決定され、前記少なくとも1つの制御パラメータは、次の基準、即ち目標光機能、周囲温度、周囲の明るさ、照射モジュール状態、車両速度のうちの少なくとも1つについて情報を含んでいること、
    を特徴とする、請求項に記載の方法。
  10. 前記第2の変換規則は、外部の計算ユニット(7)により実行されること、
    を特徴とする、請求項に記載の方法。
  11. ステップb)に従って変換された前記第1の低解像の像(A)、及びステップb)に従って変換された前記第2の低解像の像(B)は、時間的にステップc)の前で、部分ステップb1)において、呼び出し可能に記憶ユニット(6)内に保存されること、
    を特徴とする、請求項に記載の方法。
  12. 前記目標像(S)は、少なくとも1つの連続的な明暗延在部(C)を有し、又は前記目標像(S)は、複数の連続的な明暗延在部(C)を有し、これらの明暗延在部(C)は、一緒に1つのシンボルを形成すること、
    を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  13. 自動車灯具用の照射モジュールであって、
    前記照射モジュール(1)は、セグメント化された配光を放射するように構成されており、前記照射モジュール(1)は、偏向ユニット(4)を含み、前記偏向ユニット(4)を用い、前記照射モジュール(1)により生成される配光の視覚的に知覚可能な解像度が、前記照射モジュール(1)の固有解像度に比べて増加可能であり、前記照射モジュール(1)は、求項1~12のいずれか一項に記載の方法従って制御されるように構成されていること、
    を特徴とする照射モジュール。
  14. 前記照射モジュール(1)は、更に記憶ユニット(6)並びにモジュール制御ユニット(2)を含み、
    前記記憶ユニット(6)は、少なくとも1つの第1の低解像の像(A)及び少なくとも1つの第2の低解像の像(B)を保存するように構成されており、
    前記モジュール制御ユニット(2)は、前記第1の低解像の像(A)並びに前記第2の低解像の像(B)を前記記憶ユニット(6)から呼び出し、光制御信号(31)を光源(3)に供与するように構成されており、それにより前記第1の低解像の像(A)か又は前記第2の低解像の像(B)が前記照射モジュールにより放射され、
    更に前記モジュール制御ユニット(2)は、前記偏向ユニット(4)が、前記照射モジュール(1)による前記第1の低解像の像(A)の放射に際し、前記第1の低解像の像(A)を反復的に偏向するよう、前記偏向ユニット(4)を制御するように構成されており、更に前記モジュール制御ユニット(2)は、前記照射モジュール(1)による前記第2の低解像の像(B)の放射に際し、前記第2の低解像の像(B)を反復的には偏向しないよう、前記偏向ユニット(4)を制御するように構成されていること、
    を特徴とする、請求項13に記載の照射モジュール。
  15. 請求項13に記載の照射モジュールを備えた自動車であって、前記自動車(100)及び/又は前記照射モジュール(1)は、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法を行するように構成されていること、
    を特徴とする、自動車。
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