用于操作机动车照明设备的方法和机动车照明设备与流程

1.本发明涉及机动车照明设备的领域，并且更具体地，涉及对这些设备中所包括的这些光源的颜色管理。


背景技术：

2.数字照明设备被汽车制造商越来越多地应用于中高端市场产品。
3.这些数字照明设备通常包括固态光源，其操作严重取决于温度。
4.这些元件中的温度控制是非常敏感的方面，并且通常通过降额来进行，这意味着降低馈送给光源的电流值，从而相应地降低输出通量和操作温度。这使得光源的性能必须超大以使得面对这些过热问题，从而可以降低操作值，同时仍维持可接受的值。
5.此外，这些技术还会影响输出图案的颜色。在一些情况下，当由多于一个的灯模块提供光束图案时，颜色在整个图案中可能不均匀。


技术实现要素：

6.该问题被假设，但是直到现在才找到对其的解决方案。
7.本发明提供一种通过用于操作机动车照明设备的方法和机动车照明设备来管理光源图案的输出颜色的替代解决方案。
8.除非另有限定，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均应按照本领域的惯例进行解释。还应理解，常用术语也应被解释为相关领域中的惯例，而不是理想化或过于形式化的意义，除非本文明确地如此限定。
9.在本文中，不应以排他性含义理解术语“包括”及其派生词(例如“包含”等)，即这些术语不应被解释为排除所描述和限定的内容可能包括其他元件、步骤等的可能性。
10.在第一发明方面中，本发明提供一种用于操作包括至少两个固态灯模块的机动车照明设备的方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]-限定均匀性标准，其中对于包括由第一灯模块所发出的颜色和由第二灯模块所发出的颜色的每一对颜色，限定该对是可接受的还是不可接受的；
[0012]-向所述第一灯模块馈送第一电流值，所述第一电流值在所述第一灯模块中产生第一输出颜色；
[0013]-向所述第二灯模块馈送第二电流值，所述第二电流值在所述第二灯模块中产生第二输出颜色，其中所述第一输出颜色-第二输出颜色对满足所述均匀性标准。
[0014]
术语“固态”是指由固态电致发光物所发出的光，该固态电致发光物使用半导体将电转换为光。与白炽照明相比，所述固态照明产生具有减少热量生成和较低能量消耗的可见光。与易碎的玻璃管/灯泡和细长的灯丝相比，通常质量较小的固态电子照明设备提供对冲击和振动更大的抵抗性。它们还消除了灯丝蒸发，潜在地提高了光照设备的寿命跨度。这些类型的照明的一些示例包括作为光照源的半导体发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)或聚合物发光二极管(pled)，而不是电灯丝、等离子体或气体。
[0015]
均匀性标准被限定为一对输出颜色之间的相似性，即由第一灯模块所发出的颜色与由第二灯模块所发出的颜色之间的相似性。它可以例如在rgb范围的方面或在颜色图中的距离的方面来限定，但是本领域技术人员的任何限定都将是本发明的范围的部分。
[0016]
例如，在特定的测量时间限定每对输出颜色。
[0017]
借助于这种方法，照明设备能够计算输出颜色是否是可接受地均匀的，并且可以通过修改两个模块中的至少一个模块的馈送电流来对不允许的情况作出反应，使得颜色总是保持在均匀性标准内。
[0018]
在一些特定实施例中，上述方法还包括测量所述第二灯模块中的温度的步骤，并且其中使用所述第一输出颜色和在所述第二灯模块中测量的温度作为输入值，由数据表和/或实验数据计算所述第二电流值。
[0019]
存在获取光源的输出颜色的许多替代方法。有时，制造商的数据表提供关于这些参数的可靠且有用的信息，但是也可以使用实验数据来获取该允许条件。
[0020]
在这种情况下，由第一灯模块所获得的数据计算第二电流，因此第一灯模块领导该方法，并且第二灯模块在颜色均匀性的方面具有从属配置。
[0021]
在另一示例中，使用所选择的颜色和在所述第二灯模块中测量的温度作为输入值，由数据表和/或实验数据计算所述第二值。
[0022]
在一些特定实施例中，使用所选择的颜色和在所述第一灯模块中测量的温度作为输入值，由理论数据和/或实验数据计算所述第一电流值。
[0023]
在这种情况下，所述方法还包括以下步骤：
[0024]-选择将由所述第一灯模块发出的颜色，也称为所选择的颜色；以及
[0025]-测量所述第一灯模块中的温度，
[0026]
其中，所选择的颜色和在所述第一灯模块中所测量的温度被用作用于计算所述第一电流值的输入值，使得当向所述第一灯模块馈送所述第一电流值时，所述第一输出颜色与所选择的颜色基本上一致。
[0027]
在这种特殊情况下，该判定与颜色相关，并且根据该初步设定来判定第一电流值。
[0028]
在第一电流值和第二电流值两者均是由所选择的颜色来计算的情况下，已经采用了关于将由照明设备投射的颜色的初步判定，并且第一灯模块和第二灯模块两者都适应于该判定。
[0029]
在本文件中，“所选择的颜色”是指符合比色条例并最终符合照明设备的制造商要求的参考颜色。
[0030]
在一些特定实施例中，通过热敏电阻获得所述第一灯模块中的温度和/或所述第二灯模块中的温度，所述热敏电阻例如是负温度系数热敏电阻。
[0031]
热敏电阻是可以被用于测量温度的常用元件，从而为该方法提供可靠的起点。
[0032]
在一些特定实施例中，该方法还包括如果不满足所述均匀性标准则增加或减小所述第一电流值和/或所述第二电流值的步骤。
[0033]
第一灯模块和第二灯模块中的任何一个灯模块中的输出颜色可以由于该灯模块的温度而变化。对于给定的电流值，颜色可以由于不同的模块温度而不同。因此，可能需要修正。
[0034]
在一些特定实施例中，所述方法还包括以下步骤：
[0035]-限定用于所述第一灯模块和所述第二灯模块中的每个灯模块的颜色允许条件，其中对于每一对温度-电流，限定一颜色是可接受的还是不可接受的；
[0036]-建立用于所述第一灯模块和所述第二灯模块中的每个灯模块的最小光通量阈值和最大光通量阈值；
[0037]-检查所述第一输出颜色和所述第二输出颜色是否满足所述第一灯模块和所述第二灯模块中的每个灯模块各自的允许条件；
[0038]-增加或减小所述第一电流值和/或所述第二电流值，始终保持电流以便所述电流产生被包含在所述最小光通量阈值与所述最大通量阈值之间并产生满足所述允许条件的颜色的光通量值。
[0039]
在这种情况下，均匀性标准可以与其他允许性标准相结合。电流值的变化应与每个需求结合在一起，以便为每个灯模块提供统一且合适的电流值。
[0040]
需要注意的是，第一灯模块的颜色允许条件和第二灯模块的颜色允许条件可以一致。此外，第一灯模块的最小通量阈值和第二灯模块的最小通量阈值可以相同，并且对于最大阈值也是如此。
[0041]
此外，该方法可以包括确定所述第一输出颜色和所述第二输出颜色的步骤。
[0042]
作为示例，第一输出颜色(即由第一灯模块发出的颜色)和第二输出颜色(即由第二灯模块发出的颜色)类似于由初步判定中所选择的颜色。
[0043]
在另一示例中，所选择的颜色仅分配给第一输出颜色。在这种情况下，通过使用第一输出颜色作为输入值由理论方法和/或实验方法确定第二输出颜色。或者，第一输出颜色和在第二灯模块中所测量的温度两者都可以用于确定第二输出颜色。
[0044]
在另一实施例中，第一灯模块和第二灯模块分别被馈送第一电流值和第二电流值。在这种情况下，通过适当的装置(例如，颜色传感器)测量第一输出颜色和第二输出颜色。或者，由第一电流值和在第一灯模块中所测量的温度来计算第一输出颜色。由第二电流值和在第二灯模块中所测量的温度来计算第二输出颜色。
[0045]
在一些特定实施例中，增加或减小所述第一电流值和/或所述第二电流值的步骤涉及将所述第一电流值和/或所述第二电流值由第一值增加或减少到第二值，其中它们中的最大的值小于最小的值的1.1倍，特别地小于它们中的最小的值的1.05倍，并且特别地小于它们中的最小的值的1.03倍。
[0046]
在这些示例中，可以在小范围内增加强度，使得电流值(和温度)在提供可接受的性能的范围内保持尽可能低。此外，可以在对性能的最小可能影响的情况下校正颜色偏差。
[0047]
在一些特定实施例中，所述方法还包括记录用于预定条件的一系列电流值增量的步骤。
[0048]
如果使用基于时间的图案，该系列可以是有用的，以便避免连续的温度测量。
[0049]
在一些特定实施例中，由控制单元执行所述方法的步骤中的至少一些步骤，所述控制单元被配置为通过以下步骤来估计提供给所述第一灯模块和所述第二灯模块的电流的时序模式：
[0050]-用训练数据集来训练所述控制单元以估计用于所述第一灯模块和/或所述第二灯模块的电流；
[0051]-用实际电流数据来测试所述控制单元。
[0052]
控制单元可以经受人工智能策略来预测第一电流和第二电流的最合适的演变。为此，用训练数据集来训练控制单元，该训练数据集可以包括不同的输入：其他模块的电流、外部条件、车辆速度、驾驶员的判定
……
。利用这些值，控制单元被训练以预测第一电流值和第二电流值的最佳演变。
[0053]
在其他发明方面中，本发明提供了一种数据处理元件和一种包括指令的计算机程序，所述数据处理元件包括用于执行根据第一发明方面的方法的步骤的装置，所述指令在当由控制单元运行所述程序时，使所述控制单元执行根据第一发明方面的方法的步骤。
[0054]
在第二发明方面中，本发明提供一种机动车照明设备，其包括：
[0055]-至少两个固态灯模块，每个固态灯模块包括固态光源的矩阵布置；
[0056]-控制元件，所述控制元件用于执行根据第一发明方面所述的方法的步骤；
[0057]
该照明设备提供有效地管理光源的颜色均匀性的有利功能。
[0058]
在一些特定实施例中，所述矩阵布置包括至少2000个固态光源。
[0059]
矩阵布置是用于该方法的典型示例。可以在投射距离范围内对行进行分组，并且每组的每列表示角度间隔。该角度值取决于矩阵布置的分辨率，通常被包含在每列0.01
°
与每列0.5
°
之间。因此，可以同时管理许多光源。
[0060]
在一些特定实施例中，所述照明设备还包括用于测量固态光源的温度的热敏电阻。
附图说明
[0061]
[图1]示出了根据本发明的机动车照明设备的总体透视图。
[0062]
[图2]示出了其中光图案被描述为包括两个不同的灯模块的投射的第一方案。
[0063]
[图3]示出了表示在当被馈送特定电流并在特定温度下由led产生的光通量值的图表。
[0064]
[图3]示出了在根据本发明的方法中led中的电流演变的示例。
[0065]
在这些附图中，使用了以下附图标记：
[0066]
1照明设备
[0067]
2灯模块
[0068]
3控制元件
[0069]
4最小光通量阈值
[0070]
5热敏电阻
[0071]
6不允许的点
[0072]
7最大光通量阈值
[0073]
11 总的光图案
[0074]
12 平坦部
[0075]
13 弯折部
[0076]
14 均匀性标准
[0077]
100 机动车辆
具体实施方式
[0078]
充分详细地描述示例实施例以使本领域的普通技术人员能够具体化和实施本文所描述的系统和过程。重要的是要理解，实施例可以以许多替代形式提供并且不应被解释为限于本文所阐述的示例。
[0079]
相应地，虽然实施例可以被以各种不同的方式修改并且采用各种不同的替代形式，但是其具体实施例在附图中示出并且在下面作为示例被详细地描述。并不意在受限于所公开的特定形式。相反，应包括落入所附权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物。
[0080]
图1示出了根据本发明的机动车照明设备的总体透视图。
[0081]
该照明设备1安装在机动车辆100中，并且包括：
[0082]-两个灯模块2的矩阵布置，其用于提供光图案；
[0083]-控制元件3，用于执行对灯模块2的操作的控制；和
[0084]-热敏电阻5，其用于测量灯模块2中的温度。
[0085]
该矩阵配置是高分辨率模块，具有大于2000像素的分辨率。但是，对于用于生产投射模块的技术没有约束。
[0086]
这种矩阵配置的第一示例包括单片(monolithic)源。该单片源包括被布置成几列乘几行的单片电致发光元件的矩阵。在单片矩阵中，电致发光元件可以由公共衬底生长，并且被电连接成被单独地或以电致发光元件的子集的形式选择性地被激活。衬底可以主要由半导体材料制成。衬底可以包括一种或多种其他材料，例如非半导体(金属和绝缘体)。因此，每个电致发光元件/组可以形成光像素，并且因此可以在当该每个电致发光元件/组的材料被供电时发射光。与用于焊接到印刷电路板的传统的发光二极管相比，这种单片矩阵的配置允许可选择性激活的像素彼此非常靠近地布置。单片矩阵可以包括电致发光元件，该电致发光元件的垂直于公共衬底测量的主要高度尺寸基本上等于一微米。
[0087]
单片矩阵联接到控制中心，以便控制通过矩阵布置产生和/或投射像素化的光束。控制中心因此能够单独地控制该矩阵布置的每个像素的光发射。
[0088]
替代上面已经呈现的内容，矩阵布置可以包括联接到反射镜的矩阵的主光源。因此，像素化的光源由发射光的至少一个固态光源形成的至少一个主光源和光电元件的阵列的组件形成，该光电元件的阵列例如是微反射镜的矩阵，也称为数字微反射镜设备(“digital micro-mirror device”)，英文首字母缩写词dmd，其通过反射将来自主光源的光线引导到投射光学元件。在适当的情况下，辅助光学元件可以收集至少一个光源的光线以进行聚焦并将它们引导至微反射镜阵列的表面。
[0089]
每个微反射镜都可以在两个固定位置之间枢转，该两个固定位置是光线朝向投射光学元件反射的第一位置和光线从投射光学元件沿不同方向反射的第二位置。这两个固定位置对于所有的微反射镜以相同的方式定向，并且相对于支撑该微反射镜的矩阵的参考平面形成在其规范中限定的微反射镜的矩阵的特征角度。这样的角度一般小于20
°
，并且通常可以为约12
°
。因此，反射入射在微反射镜的矩阵上的光束中的一部分光束的每个微反射镜形成像素化的光源的基本发射器。由控制中心控制用于选择性地激活该基本发射器以发射或不发射基本光束的反射镜的位置变化的致动和控制。
[0090]
在不同的实施例中，矩阵布置可以包括扫描激光系统，其中激光光源(特别地，激
光二极管)朝向扫描元件发射激光束，该扫描元件被配置成用该激光束探测波长转换器的表面。通过投射光学元件捕获该表面的图像。
[0091]
扫描元件的探测可以以足够高的速度执行，使得人眼不会察觉到被投射的图像中的任何位移。
[0092]
对激光源的启动和光束的扫描移动的同步控制使得可以产生如下基本发射器的矩阵，该基本发射器的矩阵可以在波长转换器元件的表面处被选择性地激活。扫描装置可以是用于通过激光束的反射来扫描波长转换器元件的表面的移动微反射镜。作为扫描装置被提及的微反射镜是例如微机电系统(“micro-electro-mechanical systems”)，简称为mems类型。然而，本发明不限于这种扫描装置，并且可以使用其他种类的扫描装置，例如布置在旋转元件上的一系列反射镜，元件的旋转引起由激光束对传输表面的扫描。
[0093]
在另一变型中，光源可以是复杂的，并且包括至少一段光元件(例如，发光二极管)和单片光源的表面部分两者。
[0094]
图2示出了其中光图案被描述为包括两个不同的灯模块的投射的方案。
[0095]
在这种对应于近光束图案的示例中，完整的图案投射11可以被划分成第一部分12和第二部分13。在该特定图案中，第一部分12通常被称为“平坦部(flat)”，并且第二部分13通常被称为“弯折部(kink)”。第一灯模块负责投射“平坦部”12，并且第二灯模块负责投射“弯折部”13。
[0096]
由于两个部分12、13都用于形成独特的图案11，重要的是，这些灯模块的输出颜色尽可能相似。
[0097]
均匀性标准由制造商限定，例如在rbg图案内的范围或颜色图形表示中的距离的方面进行限定，例如图3中的一种。
[0098]
图3示出了颜色图形表示，其中均匀性标准是输出颜色对被包含在“白色区域”14中。这是标准的一个示例，然而本领域技术人员可以建立任何类似的标准。
[0099]
图4示出了表示在当被馈送特定的电流并在特定温度下由led产生的光通量值的图表。此外，一些不允许的点6已经被添加到该图表中。点6表示提供了在图3的均匀区域14之外的颜色的电流与温度的组合。
[0100]
在该图表中，还示出了最小光通量阈值4和最大通量阈值7。
[0101]
在根据本发明的方法的该特定实施例中，在一些前提下控制光源的操作。
[0102]
第一个前提是光通量应保持在最小光通量阈值4与最大光通量阈值7之间。
[0103]
第二个前提是输出颜色应符合均匀性标准，即保持远离图表中所示出的不允许的点6。
[0104]
由提供至led的电流的量来控制该性能。电流的变化引起光通量的变化和输出颜色的变化。
[0105]
因此，使用小的变化，以在颜色和光通量方面提供可接受的性能。
[0106]
可以使用多个选项来实现该目标。
[0107]
在第一选项中，第一模块被馈送图4的阈值4、7之间所包括的电流。然后，测量第一输出颜色，并且使用理论数据和实验数据，选择第二电流值来馈送第二模块以获得与第一输出颜色相同的颜色。换言之，选择第二电流值使得第一输出颜色和第二输出颜色满足均匀性标准。
[0108]
在第二选项中，从图3的图形中选择一颜色。使用每个模块的理论数据和实验数据，获得第一电流值和第二电流值以提供与所选择的颜色相似的第一输出颜色和第二输出颜色以满足均匀性标准。
[0109]
在第三选项中，第一模块和第二模块分别被馈送第一电流值和第二电流值。然后，测量输出颜色，并且在必要时修改电流值中的一个电流值以使输出颜色中的一个输出颜色更接近另一输出颜色，从而满足均匀性标准。
[0110]
图5示出了根据本发明的照明设备的灯模块中的一个灯模块中的电流的时间演变的示例。
[0111]
在阈值4、7之间选择第一电流值41。然后，当控制单元判定存在增加电流的原因时(为了避免不允许的点6或因为任何其他原因)，增加电流值。然而，如果光通量太高或者由于均匀性原因建议这样做，则电流值也可以从两个值42、43减小。
[0112]
控制单元可以被设计成判定哪个是最好的选项(除非采用由汽车制造商所提供的选项中的一个选项)以及应该如何管理这些电流值。
[0113]
为此，可以使用由外部传感器所提供的数据对控制单元以人工智能算法进行训练。
[0114]
在第一过程中，训练该控制单元。为此，为每个灯模块提供如图4的图那样的图，以便清楚地建立边界条件。
[0115]
然后，由外部传感器提供数据，具有模块温度、模块电流值、外部温度、车辆速度、驾驶员设定等等。控制单元使用这些数据以获得每个时刻的最佳的第一电流值和第二电流值，并且用制造商所提供的值来测试这些结果。当该训练-测试过程完成时，控制单元就可以安装在机动车照明设备中，并且控制两个灯模块的电流值。

技术特征：
1.一种用于操作包括至少两个固态灯模块(2)的机动车照明设备(1)的方法，所述方法包括以下步骤：-限定均匀性标准(14)，其中对于包括由第一灯模块所发出的颜色和由第二灯模块所发出的颜色的每一对颜色，限定该对颜色是可接受的还是不可接受的；-向所述第一灯模块馈送第一电流值，所述第一电流值在所述第一灯模块中产生第一输出颜色；-向所述第二灯模块馈送第二电流值，所述第二电流值在所述第二灯模块中产生第二输出颜色，其中所述第一输出颜色-第二输出颜色对满足所述均匀性标准。2.根据权利要求1所述的方法，包括测量所述第二灯模块中的温度的步骤，并且其中使用所述第一输出颜色或所选择的颜色和在所述第二灯模块中测量的温度作为输入值，由数据表和/或实验数据计算所述第二电流值。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用所选择的颜色和在所述第一灯模块中测量的温度作为输入值，由理论数据和/或实验数据计算所述第一电流值。4.根据权利要求3所述的方法，包括以下步骤：-选择将由所述第一灯模块发出的颜色，也称为所选择的颜色；以及-测量所述第一灯模块中的温度，-其中，所选择的颜色和在所述第一灯模块中所测量的温度被用作用于计算所述第一电流值的输入值，使得当向所述第一灯模块馈送所述第一电流值时，所述第一输出颜色与所选择的颜色基本上一致。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过热敏电阻(5)获得所述第一灯模块中的温度和/或所述第二灯模块中的温度，所述热敏电阻例如是负温度系数热敏电阻。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括如果不满足所述均匀性标准则增加或减小所述第一电流值和/或所述第二电流值的步骤。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：-限定用于所述第一灯模块和所述第二灯模块中的每个灯模块的颜色允许条件(6)，其中对于每一对温度-电流，限定一颜色是可接受的还是不可接受的；-建立用于所述第一灯模块和所述第二灯模块中的每个灯模块的最小光通量阈值(4)和最大光通量阈值(7)；-检查所述第一输出颜色和所述第二输出颜色是否满足所述第一灯模块和所述第二灯模块中的每个灯模块各自的允许条件(6)；-增加或减小所述第一电流值和/或所述第二电流值，始终保持电流以便所述电流产生被包含在所述最小光通量阈值(4)与所述最大通量阈值(7)之间并产生满足所述允许条件(6)的颜色的光通量值。8.根据前一权利要求所述的方法，还包括确定所述第一输出颜色和所述第二输出颜色的步骤。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，增加或减小所述第一电流值和/或所述第二电流值的步骤涉及将所述第一电流值和/或所述第二电流值由第一值增加或减少到第二值，其中最大的值小于最小的值的1.1倍，特别地小于最小的值的1.05倍，并且特别地小于最小的值的1.03倍。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括记录用于预定条件的一系列电流值增量的步骤。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由控制单元执行所述方法的步骤中的至少一些步骤，所述控制单元被配置为通过以下步骤来估计用于提供给所述第一灯模块和所述第二灯模块的电流的时序模式：-用训练数据集来训练所述控制单元(3)以估计用于所述第一灯模块和/或所述第二灯模块的电流；以及-用实际电流数据来测试所述控制单元(3)。12.一种数据处理元件，所述数据处理元件包括用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤的装置。13.一种包括指令的计算机程序，所述指令在当由控制单元运行所述程序时，使所述控制单元执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。14.一种机动车照明设备(1)，包括：-至少两个固态灯模块(2)，每个固态灯模块包括固态光源的矩阵布置；-控制元件(3)，所述控制元件用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。15.根据前一权利要求所述的机动车照明设备，还包括用于测量所述固态光源的温度的热敏电阻(5)。

技术总结
本发明提供了一种用于操作包括至少两个固态灯模块(2)的机动车照明设备(1)的方法。该方法包括以下步骤：限定用于每一对颜色的均匀性标准；向第一灯模块馈送第一电流值，所述第一电流值在所述第一灯模块中产生第一输出颜色；以及向第二灯模块馈送第二电流值，所述第二电流值在所述第二灯模块中产生第二输出颜色，其中所述第一输出颜色-第二输出颜色对满足所述均匀性标准。本发明还提供一种机动车照明设备(1)，其包括用于执行该方法的步骤的控制元件(3)。制元件(3)。制元件(3)。


技术研发人员：拉比
受保护的技术使用者：法雷奥照明公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2023/6/26