具有空间光调制器的自适应光源制造技术

本申请案涉及具有空间光调制器的自适应光源。实例包含一种系统(图9，900)，系统具有：照明源(915)，其被配置成产生照明光；及空间光调制器SLM(911)，其光学耦合到照明源，SLM包括图像元素阵列。SLM被配置为：接收照明光；通过图像元素的第一部分在第一方向上引导开启状态光；以及通过图像元素的第二部分在第二方向上引导关闭状态光。实例系统包含：成像光学器件(913)，其光学耦合到SLM，成像光学器件被配置为接收来自SLM的开启状态光且将图像作为光束的图像部分(973)投射；及非成像光学器件(914)，其光学耦合到SLM，非成像光学器件被配置成接收来自SLM的关闭状态光且将关闭状态光(975)作为光束的部分投射。(975)作为光束的部分投射。(975)作为光束的部分投射。

【技术实现步骤摘要】
具有空间光调制器的自适应光源
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2021年8月17日申请的美国临时申请案第63/234,045号的权利及优先权，所述申请案的全部内容借此引用的方式并入本文中。


[0003]这通常涉及自适应光源，且更特定来说涉及一种具有投射光的空间光调制器(SLM)的聚光灯或前照灯。

技术介绍

[0004]包含聚光灯或前照灯的光源用于各种应用中，例如汽车、海运、卡车运输、铁路及航空应用。车辆前照灯越来越多地使用自适应技术来动态地塑形投射光束。最近进展包含自适应驱动光束(ADB)前照灯，其中从前照灯投射到道路上的光束适于车辆沿着道路行驶时的各种条件。ADB前照灯可塑形投射光束，以防止眩光影响来车的驾驶员，同时保持在远光模式下，其中远距离的物体及道路被明亮地照明。ADB前照灯也可塑形投射光束，以避免眩光进入前行车辆，且可引导投射光远离沿着道路行驶、站在道路侧或十字路口的行人或骑自行车的人。使用ADB前照灯可通过允许“始终亮着”远光前照灯操作，通过自动减小前照灯的输出及通过在车辆遇到或经过其它车辆、骑自行车的人或行人时自动增加前照灯的输出以便在给定情况下尽可能使用明亮的前照灯光束，提高驾驶员的能见度来增加车辆驾驶员的能见度。

技术实现思路

[0005]实例包含一种系统，所述系统具有：照明源，其被配置成产生照明光；及空间光调制器(SLM)，其光学耦合到所述照明源，所述SLM包括图像元素阵列。所述SLM被配置成：接收所述照明光；通过所述图像元素的第一部分在第一方向上引导开启状态光；以及通过所述图像元素的第二部分在第二方向上引导关闭状态光。所述实例系统包含：成像光学器件，其光学耦合到所述SLM，所述成像光学器件被配置成接收来自所述SLM的所述开启状态光且将图像作为光束的图像部分投射；及非成像光学器件，其光学耦合到所述SLM，所述非成像光学器件被配置成接收来自所述SLM的关闭状态光且将所述关闭状态光作为所述光束的部分投射。
附图说明
[0006]为了更完整地理解在本文描述的本申请案的方面的说明性实例及其优点，现在参考结合附图的以下描述，附图中：
[0007]图1说明具有对布置有用的自适应光源的车辆。
[0008]图2说明可使用布置投射到道路上的实例图形图像。
[0009]图3A在框图中说明实例自适应汽车前照灯，图3B在图中说明从驾驶员视野投射的
实例光束，图3C说明用于远光操作模式的实例光束图案的强度图，且图3D在另一强度图中说明用于近光操作模式的另一光束图案。
[0010]图4A在二维强度图中说明用于自适应前照灯的光束图案，且图4B在强度图中说明用于自适应前照灯的光束图案。
[0011]图5A说明在某些布置中有用的实例数字微镜装置的操作，图5B说明在某些布置中有用的实例透射式液晶装置的操作，且图5C说明在额外布置中有用的实例反射式硅上液晶装置的操作。
[0012]图6在平面图中说明用于实例光束图案的在空间光调制器上显示的照明图案。
[0013]图7A在框图中说明具有形成实例布置的SLM的汽车前照灯，图7B在框图及强度图中说明使用实例光束图案的布置的汽车前照灯中的空间光调制器的操作，图7C在框图中说明用于图7B的空间光调制器的实例布置的额外细节。图7D在框图中说明用于布置中的替代空间光调制器的细节。图7E说明在图7D的布置中的关闭状态光束路径的进一步细节。图7F及7G在框图中说明额外的替代SLM布置。
[0014]图8在流程图中说明实例方法布置。
[0015]图9在框图中说明用于布置的系统。
[0016]不同图中对应的数字和符号一般指对应的部分除非另有指示。绘制这些图是为了清楚地说明说明性实例布置的相关方面，且不一定按比例绘制。
具体实施方式
[0017]下面将详细讨论并入本申请案的方面的实例布置的形成及使用。然而，应理解，所公开的实例提供可在多种特定上下文中体现的许多可应用专利技术概念。所讨论的具体实例及布置说明形成及使用各种布置的特定方法，且所描述的实例不限制说明书的范围或所附权利要求的范围。
[0018]例如，当本文使用术语“耦合”来描述元件之间的关系时，在说明书及所附权利要求书中使用的术语将被广义地解释，且不限于连接或直接连接，而是术语“耦合”可包含与中介元件形成的连接，且额外元件及各种连接可在耦合的任何元件之间使用。本文使用术语“光学耦合”。“光学耦合”的元件在元件之间具有光学连接，但是各种中介元件可在光学耦合的元件之间。
[0019]本文使用术语“空间光调制器”(SLM)。对于所述布置有用的SLM类型包含半导体上液晶(LCOS)装置、微发光二极管(microLED)装置、数字微镜装置(DMD)装置或透射式液晶显示器(LCD)装置。在所述布置中，SLM在显示图像图案时接收照明，且SLM提供调制光。
[0020]本文使用术语“像素”。术语像素是术语“图像元素”的缩写。像素是数字显示器中使用的最小可寻址元素。SLM具有像素。像素是在SLM上显示用于调制光的图案的可寻址图像元素阵列中的一个元素。在一个实例中，SLM是数字微镜装置，且像素由微镜形成。在其它实例中，SLM是反射式硅上液晶(LCOS)装置，且像素是液晶单元，或SLM是透射LCD装置，且像素再次是液晶单元。SLM可具有布置在行及列中的数千或数百万个像素。在振幅调制SLM中，当SLM被照明时，像素可被描述为处于“开启状态”或处于“关闭状态”。在布置中，处于开启状态的像素调制照明光以产生开启状态光，所述开启状态光被布置为使用例如图像透镜的成像光学器件投射为图像。处于关闭状态的像素调制光以产生引导远离成像光学器件的关
闭状态光。以这种方式，SLM产生由图像透镜投射的图像。在实例布置中，开启状态光在与关闭状态光不同的方向上从DMD SLM反射。在额外实例布置中，开启状态光具有与关闭状态光不同的偏振，且在与关闭状态光不同的方向上引导开启状态光。
[0021]在实例布置中，SLM用于前照灯中。特定应用是汽车前照灯。汽车前照灯支持近光模式及远光模式操作。远光模式下的前照灯将光束投射到较远距离，以增加离车辆远距离的能见度，且提供非常明亮的中心加权分布，以扩大驾驶员的可见视野(FOV)。较远距离可在车辆前方数百米。当具有汽车前照灯的车辆在道路上遇到相反方向行驶的另一车辆时，在远光模式下投射的光束可引起眩光，此使来车的驾驶员致盲或受不利影响。眩光也使同向行驶的前车的驾驶员或沿道路的行人、骑自行车的人或动物的视力受不利影响。
[0022]在近光模式(可为默认的操作模式)中，从汽车前照灯投射的光束被布置成在驾驶员前方及车辆的任一侧在相对于驾驶员的近距离内照明道路，且照明沿着道路两侧的车道标记，或照明道路的路缘。近光的范围有限，且在驾驶员视野的上端除具有水平边界，以避免致盲其它驾驶员、骑自行车的人或使用道路步行的其它人。在近光模式下投射的图案在近距离具有较宽基本图案，以使驾驶员可见路缘及沿道路两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其包括：照明源，其被配置成产生照明光；成像光学器件；非成像光学器件；及空间光调制器SLM，其光学耦合到所述照明源、所述成像光学器件及所述非成像光学器件，所述SLM包括图像元素阵列，所述SLM被配置成：接收所述照明光；通过所述图像元素的第一部分将开启状态光引导向所述成像光学器件；及通过所述图像元素的第二部分将关闭状态的光引导向所述非成像光学器件；其中所述成像光学器件被配置成从所述SLM接收所述开启状态光，且将图像作为光束的图像部分投射；及其中所述非成像光学器件被配置成从所述SLM接收所述关闭状态光且将所述关闭状态光作为所述光束的部分投射。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述SLM包括反射式硅上液晶LCOS装置、透射式液晶显示器LCD装置或数字微镜装置DMD。3.根据权利要求1所述的系统，且其进一步包括：第一全内反射TIR棱镜，其光学耦合到所述照明源、所述SLM及所述成像光学器件，所述第一TIR棱镜被配置成从所述SLM接收所述开启状态光且将所述开启状态光引导向所述成像光学器件；及第二TIR棱镜，其光学耦合到所述照明源、所述SLM及所述非成像光学器件，所述第二TIR棱镜被配置成从所述SLM接收所述关闭状态光且将所述关闭状态光引导向所述非成像光学器件。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述照明源被配置成以相对于所述SLM的表面的法线角将所述照明光引导向所述SLM。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述成像光学器件被配置成将所述开启状态光的第一部分从所述SLM投射到所述光束的远光部分；且所述成像光学器件进一步被配置成将所述开启状态光的第二部分从所述SLM引导到所述光束的近光部分。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述SLM及所述成像光学器件被配置成显示图形图像。7.根据权利要求5所述的系统，其中在远光操作模式下，所述成像光学器件被配置成将开启状态光投射到所述光束的所述远光部分及所述光束的所述近光部分两者。8.根据权利要求5所述的系统，其中在近光操作模式中，所述SLM及成像光学器件被配置成将开启状态光投射到所述光束的所述近光部分。9.根据权利要求5所述的系统，其中在近光操作模式中，所述非成像光学器件被配置成将所述关闭状态光投射到所述光束的所述近光部分。10.一种前照灯，其包括：成像光学器件；非成像光学器件；空间光调制器SLM，其具有图像元素阵列，所述SLM光学耦合到所述成像光学器件及所
述非成像光学器件，所述SLM被配置成通过将所述图像元素的第一部分置于开启状态及通过将所述图像元素的第二部分置于关闭状态来显示图案，所述SLM被配置成接收照明光，所述SLM被配置成将来自所述开启状态像素的开启状态光引导向所述成像光学器件，及所述SLM被配置成将远离所述关闭状态图像元素的关闭状态光引导向所述非成像光学器件；所述成像光学器件被配置成接收所述开启状态光且被配置成将图像作为光束的图像部分投射；及所述非成像光学器件被配置成接收所述关闭状态光且被配置成将所述关闭状态光投射到所述光束的近光部分；矩阵LED，其被...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛钟延，沙尚克，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：