車輛大燈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分所述的車輛大燈，其具有殼體和設置在殼體內部的可調制的光或IR輻射源以及具有用于聯(lián)接到外部的車輛處理器上的接口。
【背景技術】
[0002]在此和在下文中將所有的輻射到車輛的外部區(qū)域中的光或IR輻射源、即不僅用于照亮或發(fā)信號的前照燈而且尾燈都理解為車輛大燈。為此越來越多地使用這樣、的車輛大燈，在其中在模塊支架上矩陣狀地設置的LED(發(fā)光二極管)作為光或IR輻射源。如果在這里使用的LED還借助于AFL(自適應性前向照明)技術運行，則車輛大燈的照明輪廓是可變化的，其中，LED模塊借助于車輛處理器根據(jù)所期望的照明輪廓被不同程度地調光。車輛大燈照明輪廓在行駛期間、即例如在轉彎時、在變化的天氣條件下或者在識別到在道路邊緣上有物體的情況下的變化在下文中也稱為動態(tài)照明輪廓。所期望的照明輪廓例如可以借助于對應的傳感器進行選擇，這些傳感器確定來自車輛周圍環(huán)境的信息并且經由車輛處理器相應地控制車輛大燈。
[0003]例如用于車輛前照燈的LED模塊通過多種波長的組合來混合出白色的光。這些波長部分地間接地通過由氮化鎵(GaN)和轉換層構成的藍色LED產生并且部分地直接通過由磷化鋁鎵銦(A1 InGaP)構成的黃色LED產生。用于尾燈或制動燈的LED模塊通過由半導體例如砷化鋁鎵(AlGaAs)、磷砷化鎵(GaAsP)、磷化鋁稼銦(AlGalnP)或磷化鎵(GaP)構成的紅色LED產生大約700nm的波長。LED模塊的光束成形通常由塑料透鏡和鏡反射器輔助。
[0004]此外嘗試給車輛裝備所謂的飛行時間(ToF)相機。ToF相機是這樣的相機，它們不僅拍攝2D圖像而且也針對每個拍攝像素測量深度信息。深度信息被理解為關于在場景的各個物體和ToF相機之間的距離的信息。ToF相機也稱為有源相機，因為它們裝備有自身的光源，該光源在下文中也稱為ToF光源。由該光源發(fā)射的光在待拍攝的場景的物體上反射并且由此作為反向散射輻射到達相機的圖像傳感器的探測區(qū)域中。深度信息根據(jù)被反射的光經由渡越時間或相位差測量來確定。
[0005]在US2008309914 A1、W0 2008154736 A1、DE 102006025020 A1 和DE102006044794 A1中分別描述了在車輛中應用ToF技術的各種可能性。
[0006]光源在此通常是發(fā)出調制光的LED。所述光典型地借助于ToF調制器在兆赫范圍內被00K(開關鍵控)調制(例如以20MHz)并且進而輻射到自身的圖像傳感器的可見區(qū)域中。被反射的光組分(光子)由相機傳感器接收并且用于計算實施反射的物體的距離。這些深度數(shù)據(jù)隨后除了灰度圖像之外可用于應用。在大多數(shù)應用中，目前使用紅外線LED或激光二極管作為照明件。目前通常將具有352X288像素(QVGA分辨率)的PMD圖像傳感器用作為圖像傳感器。圖像傳感器必須按照快門原理被加載00K信號，該00K信號同樣同步地被用于控制ToF光源。圖像傳感器隨后提供模擬的差分信號，根據(jù)該模擬的差分信號能夠通過在ToF相機處理器中使用多個順序的圖像拍攝來計算每個像素的深度信息。傳統(tǒng)的ToF相機的損耗功率處于10W至100W的范圍內并且主要由ToF光源的功率和控制信號決定。
[0007]然而，ToF技術在車輛技術中的日常適用的且適用于批量生產的應用至今仍不能實現(xiàn)。一方面存在技術困難，因為對于ToF相機所需要的光源導致對于車輛供電的相當大的附加功率需求以及導致對應的布線耗費。此外，出于實際考慮，ToF相機的光源和圖像傳感器彼此分開地設置在車輛上，例如其方式為:將光源安置在散熱器格柵的區(qū)域中，以便不使迎面而來的車輛駕駛員炫目，并且將圖像傳感器安置在擋風玻璃的區(qū)域中。但這對于ToF系統(tǒng)本身而言意味著附加的布線耗費，因為高頻的調制信號不能夠經由通向ToF光源的現(xiàn)有的車輛接口傳輸。此外，布線和傳輸電子元件遵守車輛電子的嚴格的EMV準則。此外，這兩個部件的分開的安裝位置由于可見區(qū)域的小的重疊而進一步限制使用目的。
[0008]另一方面，所提到的技術困難也包括例如由于在散熱器格柵的區(qū)域中設置的ToF光源的污染引起的實際問題以及在研發(fā)、生產和維修車輛時的物流問題，因為涉及多個不同的車輛區(qū)域、例如散熱器格柵和發(fā)動機罩、內室和擋風玻璃以及后擋板和保險杠并且因而在集成和釋放對應的構件時涉及制造商的不同的業(yè)務部門。

【發(fā)明內容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于克服這些困難并且能夠實現(xiàn)ToF技術在車輛技術中的日常適用的且適用于批量生產的應用。尤其是應使ToF技術到傳統(tǒng)的車輛技術中的集成更容易并且即使在車輛大燈的動態(tài)照明輪廓的情況下也實現(xiàn)其可應用性。
[0010]所述目的通過權利要求1的特征實現(xiàn)。權利要求1涉及一種車輛大燈，該車輛大燈具有殼體和設置在殼體內部的可調制的光或IR輻射源，這些光或IR輻射源設置在可運動的模塊支架上，以及該車輛大燈具有用于聯(lián)接到外部的車輛處理器上的接口，其中，在殼體內部設有用于根據(jù)光或IR輻射源的反向散射輻射確定深度信息的圖像傳感器以及設有與圖像傳感器連接的處理器，該處理器經由調制器與所述設置在殼體內部的可調制的光或IR輻射源的至少一部分連接。在此，根據(jù)本發(fā)明建議，處理器經由雙向數(shù)據(jù)連接與接口連接，并且圖像傳感器設置在模塊支架上或者設置在與模塊支架一起被控制的圖像傳感器支架上。
[0011]車輛大燈的光或IR輻射源因而用作用于確定深度信息的光源，其方式為:充分利用基于LED的已知車輛大燈的光或IR輻射源的可調制性，盡管所述調制在傳統(tǒng)的方式中以較低的頻率進行。為此，對于前照燈和閃光信號燈而言尤其適合的是具有約600nm的黃色光分量波長的黃色LED，并且對于尾燈和制動燈適合的是具有約650nm的紅色光分量波長的紅色LED。然而已證實的是，由于車輛大燈的越來越動態(tài)構造的照明輪廓，反向散射輻射和尤其是最大反向散射輻射的方向也變化。車輛駕駛員通過對應的頭部運動對該變化的照明輪廓作出反應，以便朝最大反向散射輻射的方向看。例如設置在擋風玻璃的區(qū)域中的ToF圖像傳感器必須同樣遵循所述方向變化，以便通過反向散射光接收足夠的曝光強度并且確定在相應地被照亮的區(qū)域中的物體的深度信息。
[0012]因此，建議圖像傳感器設置在車輛大燈的殼體中并且因而設置在光或IR輻射源的空間上的附近。因此，即使在車輛大燈的照明輪廓變化的情況下，圖像傳感器也始終位于光軸的近場區(qū)域中的最大反向散射輻射的區(qū)域中，該光軸通過車輛大燈與相應地被輻射的物體的直線連接來定義。圖像傳感器設置在車輛大燈的殼體中此外具有下述優(yōu)點:該圖像傳感器受益于越來越經常設置的自身的用于車輛大燈的清潔系統(tǒng)。
[0013]此外，根據(jù)本發(fā)明也設有自身的處理器，該處理器承擔ToF相機處理器的功能并且一方面與用于對應地對車輛大燈的光或IR輻射源進行高頻調制的調制器連接，并且另一方面經由雙向的數(shù)據(jù)連接與通向外部車輛電子設備的接口連接。通過該方式，能夠一方面將高頻的調制信號的傳輸路徑保持為短的，而不妨礙其它的車輛電子設備，并且另一方面照明和發(fā)信號的控制和調節(jié)任務由外部的車輛處理器承擔并且與ToF深度信息確定的需求相協(xié)調。為此用作為ToF相機處理器的處理器可以將計算出的數(shù)據(jù)經由接口與外部的車輛處理器