用于在光学模块中选择性地调节像素的方法和系统以便修正由于制造公差引起的几何缺陷技术方案

该发光的机动车辆系统(5)包括光学模块(1)，并且旨在补偿由光学部分的制造公差引起的不希望的运动或变形效应。所述模块包括成像装置，该成像装置设置有由光源(2)照射的像素化空间调制器(3)和投射光学器件(18)。用于控制调制器(3)的控制单元(16)接收代表待投射的图像的第一显示命令。该单元(16)将每个第一显示命令(F1)转换成考虑校正参数的第二显示命令(F2)，该校正参数是基于识别对投射光学器件特有的几何缺陷而被预限定的。控制单元根据第二显示命令(F2)控制调制器(3)，该调制器(3)可以是数字微镜装置(6)，以便由成像装置实际投射的图像(F3)对应于待投射的图像。

Methods and systems for selectively adjusting pixels in optical modules to correct geometric defects caused by manufacturing tolerances

The luminous motor vehicle system (5) includes an optical module (1) and is designed to compensate for unwanted motion or deformation effects caused by manufacturing tolerances of the optical part. The module comprises an imaging device which is provided with a pixelized spatial modulator (3) illuminated by a light source (2) and a projection optical device (18). The control unit (16) for controlling the modulator (3) receives the first display command representing the image to be projected. The unit (16) converts each first display command (F1) into a second display command (F2) taking into account correction parameters, which are predefined on the basis of identifying geometric defects specific to the projecting optical device. The control unit controls the modulator (3) according to the second display command (F2), which can be a digital micromirror device (6) so that the image actually projected by the imaging device (F3) corresponds to the image to be projected.

【技术实现步骤摘要】
用于在光学模块中选择性地调节像素的方法和系统以便修正由于制造公差引起的几何缺陷
本专利技术涉及采用调制器的车辆照明，该调制器在空间上被分解成多个像素，例如采用其微镜是可控制的数字微镜装置(DMD)的形式。本专利技术更具体地涉及汽车领域中的允许待被投射的图像的像素被调整以便在被投射图像中修正成形光学器件的设计或组装所固有的几何缺陷的方法和系统。
技术介绍
已知一种机动车辆照明和/或信号指示装置，该照明和/或信号指示装置包括光源和数字微镜装置或类似的调制装置，以允许光束被分解成以二维分布的像素。数字微镜装置通常用于将源自光源的光线朝向用于形成光束的光学器件反射，该光学器件旨在将形成在数字微镜装置上的图像投射成输出光束的形式。该光束例如允许包含该照明和/或信号指示装置的机动车辆正被驱动所沿的路线被照亮，或者执行信号指示功能。这样的照明装置使用大规模生产方法设计。在照明和/或信号指示装置的组成元件之间必然存在游隙，一方面是为了允许方便组装，而另一方面是因为这些部件通常不是被机械加工而是由塑料模制而成，因此这使得生产成本降低。必须要特别强调的是，将在空间上被分解成像素的调制器(也称为高清像素化空间调制器，这是由于能够激活或停用的像素的数量非常大)和投射光学部分完美地对准非常困难，该投射光学部分通常采用至少一个透镜的形式。由于用于投射功能的物镜的高数值孔径，因此如果从光轴的横向偏移达到50μm，则图像的投射质量显著降低。此外，实际上在光学模块的制造过程中动态地对准元件(数字微镜装置或类似的调制装置形成其一部分)的位置是复杂的。构成光学系统的元件的制造和定位公差因此可能导致几何缺陷，如果照明和/或信号指示装置具有一个内部投射屏幕，几何缺陷可以在照明和/或信号指示装置的内部投射屏幕上感知到，或者实际上当照明和/或信号指示装置被设计成将光束直接投射到道路上并且不具有内部投射屏幕时，几何缺陷可以在放置在照明和/或信号指示装置的外部的屏幕上感知到。此外，投射透镜大多数时候产生使图像模糊的其他像差。上述位置偏移突出了这种效果。当需要高数值孔径时，例如系数接近或约为0.7(大角度光学器件)，这些几何缺陷尤为突出。因此，需要提供更好的光学系统，特别是对于高数值孔径来说，而不使用复杂和昂贵的部件，也不需要进行繁琐且昂贵的调整操作以使元件彼此对准。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在防止在制造时发挥作用的制造公差导致所形成的光束的几何缺陷(显著变形或者相对于光轴的过度移动)，诸如在从车辆出来之前被投射到投射屏幕上或直接被投射到道路上。为此，本专利技术涉及一种用于修正由机动车辆的光学模块投射的光束中的几何缺陷的方法，该光学模块包括：-成像装置，所述成像装置设置有高清像素化空间调制器和投射光学器件；和-光源，所述光源用于产生旨在用于所述调制器的光，该方法基本上包括以下步骤：-接收旨在用于高清像素化空间调制器的第一显示命令以显示待投射的图像；以及-将第一显示命令转换为考虑校正参数的第二显示命令，基于识别投射光学器件特有的几何缺陷而预限定校正参数，由此控制调制器，使得使用成像装置实际投射的图像比没有考虑所述校正参数的情况下更好地对应于待投射的图像。借助于这些布置，能够通过产生缺陷补偿效应来控制和调整照明，该缺陷补偿效应重新定位光束的某些部分和/或使该光束的方位(aspect)变形。该方法通过调制器的像素的选择性激活或停用以及可选地调制这些像素的激活持续时间，允许调整光束而不依赖于相对于批量对其具有影响的任何机械装置或者附加部件。应当理解，投射光学器件特有的几何缺陷对应于高清像素化空间调制器在光学模块中的光传播方向下游存在的所有缺陷。特别是在投射光学器件的一个或更多个组成元件的对准中的略微偏离(与公差有关的缺陷，特别是横向公差)和与投射透镜的复杂形状有关的固有结构缺陷的问题。该方法允许使用有效的方法来批量生产光学模块，同时留下一定程度的公差，这有利于组装操作并最小化制造约束和光学元件的成本(例如，完美的透镜是昂贵的，特别是如果其是具有高数值孔径的透镜的问题时)。当然，与期望图像的更好对应是由于影响投射图像的感知的移位或异常的减少。通常，减少在图像的部分中测量的几何移位或实际的线厚度变化。该方法的另一个优点是几何缺陷的识别仅执行一次，并且因此在操作期间不需要进一步的比较步骤。根据一个选择示例，在选择性激活一行像素中的全部或一些像素时，第二显示命令特别地与第一显示命令不同，所述行由调制器在边沿区域中(在边界上或边界的一侧上)限定。根据一个特定示例，校正参数适合于修改像素的激活状态，以便补偿以下缺陷中的至少一个缺陷：-由投射光学器件传送的光束的轮廓的横向移位；和-由投射光学器件传送的光束的轮廓的变形。根据一个特定示例，校正参数通过在调制器中确定待被选择性地应用于预先在校准阶段中识别的像素区域来补偿失真效应，从而允许识别几何缺陷。在实践中，这些效应通常是拉伸或收缩效应，由于调制器的离散特性，这些效应中断而导致移位，并且导致亮度变化，即，如果采用数字图像的类比，则导致灰度级的变化。应注意，表述灰度级独立地应用于光束的实际颜色的亮度变化。因此，其对应于光束的亮度的指示，无论光束是白色还是颜色的，例如红色或琥珀色或任何其他颜色。根据一个特定示例，校正参数和/或第二显示命令存储在控制单元可访问的存储器中。通常，该控制单元允许激活第二显示命令。应当理解，控制单元可访问的存储器可以允许存储代表校准的数据，特别是校正参数，和/或对应于校正结果的一个或更多个预限定图像。根据一个特定示例，在以下情况之后获得校正参数：-使用至少一个测试图案获得与影响诸如被投射(投射到模块内的投射屏幕上，该屏幕适合于接收由投射光学器件传送或直接投射到外部的光束)的测试图案的位置和形状的差异有关的一系列移位信息片段，-基于所述一系列移位信息片段计算待应用于从调制器传送的光束的校正参数，-基于校正参数激活或停用调制器的一个或更多个像素；这通常依赖于在系统被正确调节时未使用的像素存量，当校正需要将被投射的图像移动(移位、公差)和/或放大(失真)时，这些像素用于校正。根据一个特定示例，为了补偿失真(与光学器件的设计或横向游隙相关)，调制器的像素被分成多个区域，并且为每个区域计算待被应用以获得正确投射形状的移位。该区域划分可以允许限定至少四个区域(可选地具有相等的面积)，并且优选地限定例如至少九个区域。根据一个特定示例，显示测试图案的命令存储在控制单元可访问的存储器中，测试图案在识别和限定校正参数的先前步骤中被显示。根据一个特定示例，在调制器中，测试图案优选地在中心区上延伸，并且至少在四个额外的区上延伸，这四个额外的区具有相同的尺寸并围绕中心区形成。应当理解，测试图案的一部分位于距调制器的像素的中心区的一定距离处，这允许识别校正参数对应的某些缺陷。根据一个特定示例，为了补偿模糊度，使用限定所期望特征的测试图案，并且减少待应用到调制器的“激活”像素的数量以投射具有与期望特征相同的特征边界的测试图案，并且计算待被应用的“激活/停用”像素的比率，以补偿与所用像素的数量减少相关联的通量减少。更一般地，某些线将变薄，使得一旦被投射，则它们就具有期望的厚度。这可以改善某些轮廓，特别是那些与测试图案的线平行的轮廓。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于修正由机动车辆的光学模块(1)投射的光束中的几何缺陷的方法，所述光学模块(1)包括：‑成像装置，所述成像装置设置有高清像素化空间调制器(3)和投射光学器件(18)；和‑光源(2)，所述光源用于产生旨在用于所述调制器(3)的光，该方法基本上包括以下步骤：‑接收旨在用于所述调制器(3)的第一显示命令(F1)以显示待投射的图像；以及‑将所述第一显示命令(F1)转换为考虑校正参数的第二显示命令(F2)，基于识别所述投射光学器件(18)特有的几何缺陷而预限定所述校正参数，由此控制所述调制器(3)，使得利用所述成像装置实际投射的图像(F3)比没有考虑所述校正参数的情况下更好地对应于所述待投射的图像。

【技术特征摘要】
2017.10.13 FR 17596331.一种用于修正由机动车辆的光学模块(1)投射的光束中的几何缺陷的方法，所述光学模块(1)包括：-成像装置，所述成像装置设置有高清像素化空间调制器(3)和投射光学器件(18)；和-光源(2)，所述光源用于产生旨在用于所述调制器(3)的光，该方法基本上包括以下步骤：-接收旨在用于所述调制器(3)的第一显示命令(F1)以显示待投射的图像；以及-将所述第一显示命令(F1)转换为考虑校正参数的第二显示命令(F2)，基于识别所述投射光学器件(18)特有的几何缺陷而预限定所述校正参数，由此控制所述调制器(3)，使得利用所述成像装置实际投射的图像(F3)比没有考虑所述校正参数的情况下更好地对应于所述待投射的图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在选择性激活一行(LP3)像素(30)中的全部或一些像素时，所述第二显示命令(F2)特别地与所述第一显示命令(F1)不同，所述行由所述调制器(3)在边沿区域中限定。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述校正参数适合于修改由所述调制器(3)限定的像素(30)的激活状态，以便补偿以下缺陷中的至少一个缺陷：-由所述投射光学器件(18)传送的光束的轮廓的横向移位；和-由所述投射光学器件(18)传送的光束的轮廓的变形。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述校正参数适合于修改所述调制器(3)的像素(30)的激活的持续时间或频率，以便补偿所述被投射的图像(F3)的清晰度损失，特别是靠近由所述投射光学器件(18)传送的光束的周边处的清晰度损失。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述校正参数和/或所述第二显示命令(F2)存储在控制单元(16)可访问的存储器(16a)中，所述控制单元(16)适合于激活所述第二显示命令(F2)。6.一种用于机动车辆的发光系统(5)，所述发光系统允许实施根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述发光系统(5)包括：-光学模块(1)，所述光学模块包括：-成像装置，所述成像装置设置有高清像素化空间调制器(3)和投射光学器件(18)；和-光源(2)，所述光源用于产生旨在用于所述高清像素化空间调制器(3)的光；以及-控制单元(16)，所述控制单元被设计和布置成控制所述高清像素化空间调制器(3)并且适用于接收第一显示命令(F1)，所述第一显示命令(F1)中的每一个第一显示命令代表待投射的图像，所述控制单元(16)包括调节装置(17)，用于将每一个第一显示命令(F1)转换成考虑校正参数的第二显示命令(F2)，所述校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮尔·阿尔布，文森特·高德比伦，
申请(专利权)人：法雷奥照明公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR