CN107369396A - 动态标志投射系统和其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将标志动态地投射至表面上的系统包括光源、可移动透镜以及致动器。该光源朝该表面发射光。该透镜定位在该光源与该表面之间，其中每个透镜具有多个透明部分，该透明部分配置成允许某些发射的光以对应的光图案通过该透镜。每个对应的光图案形成标志的不同部分。致动器响应于控制信号而相对于发射的光移动透镜以由此使得标志投射至表面上。车辆包括具有车门的车体、与路面接触的行车轮以及将标志投射至靠近车门的路面上的系统。控制器可以编程为执行用于投射标志的方法。

Description

动态标志投射系统和其使用方法
技术领域
本发明涉及一种动态标志投射灯具和其使用方法。
背景技术
照明用于各种功能和美学目的。例如，将照明组件附接至或靠近部件的表面帮助改进已照亮表面以及周围环境的整体可见性。特别是在车辆应用中，通常经由分别定位在车辆的前面和后面的前灯和尾灯组件来提供外部照明。外部照明功能包括白天行驶灯“DRL”功能、定位功能和转向信号指示。然而，用于此类操作功能的常规照明装置对于其它目的可能不是最优的，诸如警告操作员非驾驶功能，或当操作员靠近、进入或离开车辆时警告操作员检测到的存在。
发明内容
本文公开了一种标志投射系统，该系统可操作以将标志动态地投射至表面上。该系统包括光源、可移动透镜以及一个或多个致动器，该致动器可操作以使透镜在由光源发射的光中或相对于该光旋转或以其它方式移动。该光源配置成朝表面发射光，例如，当系统用作车辆的部分时朝路面发射光。
透镜定位在光源与表面之间。每个透镜包括透明部分，该透明部分配置成允许某些发射的光以对应的光图案通过透镜，其中各种透镜的每个对应的光图案形成标志的不同部分。致动器可操作以响应于控制信号而使透镜旋转或以其它方式定位以由此将标志投射至表面上。
每个透镜的透明部分可被不透明部分包围，其中该不透明部分阻断未通过透镜的所有发射的光。在某些实施例中，透镜可以是圆盘或板，该圆盘或板具有作为不透明部分的喷涂或电镀表面。替代地，透镜可以具有作为不透明部分的蚀刻表面。该圆盘或板可以经由致动器的操作而旋转。
该控制信号在不同的示例性配置中可以是射频信号或光信号。
该系统可以包括控制器，该控制器编程为检测预定条件，例如操作员靠近车辆，并且当检测到预定条件时生成控制信号。
该控制器还可以配置成根据校准序列指令透镜的旋转或移动使得标志在校准持续时间内的多个阶段中逐步地构造并且投射至表面上。
该系统可以包括具有凸起的外表面的投射仪透镜，其中多个透镜定位在光源与投射仪透镜之间。在此实施例中，投射至表面上的标志表现为相对于同一个标志在其可旋转透镜上的构成部分中所表现的大小有所放大。
本文还公开了一种车辆，该车辆包括具有车门的车体、与路面接触的行车轮以及可操作以将标志动态地投射至路面上的系统。在实施例中，该系统包括光源，其配置成朝靠近车门(例如，后门或提升门)的路面发射光；以及多个可旋转透镜，其定位在光源与路面之间。每个透镜包括透明部分，该透明部分配置成允许某些发射的光以对应的光图案通过透镜，其中各种透镜的每个对应的光图案形成标志的不同部分。
在车辆的此特定实施例中，该系统包括致动器或多个致动器，其可操作以响应于投射控制信号而使透镜相对于发射的光单独地旋转，这使得标志投射至路面上。该系统的控制器配置成检测预定条件，并且响应于预定条件的检测而生成投射控制信号，其中该投射控制信号根据校准序列指令每个透镜的定位使得标志在校准持续时间内的不同阶段中投射至路面上。
还公开了一种用于经由标志投射系统将标志动态地投射至表面上的方法。该方法可以包括在光源与表面之间设置多个透镜，例如作为车辆的部分或其它设备，其中每个透镜具有多个透明部分。透镜中的相应透镜的透明部分配置成允许来自光源的某些发射的光以对应的光图案通过相应的透镜，其中每个对应的光图案形成标志的不同部分。
该方法还包括经由控制器接收指示预定条件的输入信号，以及接着响应于接收的输入信号而经由控制器启动光源以由此使得光源发射光。另外，该方法包括将投射仪控制信号传输至一个或多个致动器以使得致动器使该透镜循序地旋转，这开始于定位最靠近光源的透镜，直至标志完全构造。
该方法可以包括在校准持续时间内经由该系统将完全构造的标志投射至表面上。在校准持续时间完成之后，该方法可以包括将投射仪控制信号传输至致动器以使得致动器使透镜以相反方向循序地旋转(即，开始于定位最靠近表面的透镜)以使标志完全渐隐和停止投射至表面上。
以上发明内容不旨在表示本发明的每个实施例或每个方面。相反地，前述发明内容仅仅提供本文所陈述的某些新颖方面和特征的例证。上述特征和优点以及本发明的其它特征和优点从典型实施例的以下详细描述和用于实行结合附图和随附权利要求书取得的本发明的模式将容易地显而易见。
附图说明
图1是具有用于如本文所陈述般将标志动态地投射至表面上的系统的示例性车辆的示意图。
图2A是用于将标志动态地投射至表面上的示例性系统的示意图。
图2B是可用作图2中所示的系统的部分的示例性透镜的示意平面图。
图3A至3D示出了根据本发明的构造标志和将标志动态地投射至表面上的示例性逐步阶段。
图4是描述用于将标志动态地投射至表面上的示例性方法的流程图。
具体实施方式
参考附图，其中相同的附图标号是指几个图中的相同或类似部件，图1中示出了具有可操作以使用光(箭头25)将标志26投射至表面16上的标志投射系统20的设备10。设备10可以是如所示的车辆或任何其它移动或固定设备。即，本领域一般技术人员将明白的是，本文所述的系统20适用于车辆和非车辆这二者的各种应用，包括(但不限于)住宅或商业建筑应用、销售显示器和定制的设备照明以及非汽车应用，诸如飞机、火车和船只。同样，虽然本文描述了示例性外部照明应用，但是本发明类似地可以应用于内部照明应用。为了说明一致性，图1的设备10在下文将被描述为车辆10，且表面16被描述为路面16，且不限制可能应用和实施例的范围。
标志投射系统20可操作以响应于接收到输入信号(图2A的箭头CCI)而将标志26动态地投射至路面16上。如本文所使用，术语“标志”是指在某些实施例中可以与车辆10相关联的任何符号、标记、图案、文字、徽章或图形。例如，对应于车辆10的特定品牌或型号的可辨识商标可以用作如图2A中所示的标志26。将此标志26投射至路面16上因此旨在提高品牌辨识并同时提供增值照明特征。
图1的示例性车辆10可以包括具有车门18(可能包括后门18R)的车体12。后门18R可以各种方式实施为垂直提升门、升降式后挡板或不同配置中的常规的铰链门组件。车辆10包括与路面16滚动摩擦接触的一组行车轮14。标志投射系统20适用于以下应用：路面16靠近系统20(例如，相距约1m或更小的距离)、路面16的反射性足以在利用来自系统20的光(箭头25)照明路面16时显示标志26，以及(例如)经由如图2A中所示的有源或无源射频(RF)钥匙链28检测到操作员靠近和/或预定手势。
标志投射系统20在图1中示为定位在车体12的后面板27内靠近后门18R。如本领域中众所周知的，此应用可以适用于结合后门18R(例如，经由RF检测、手势检测或操作员存在的其它远程感测)的自动开启使用。例如，可存在自动的“全自动(hands free)”或“全手动”系统，其允许操作员使用特定手势将光束(未示出)分裂，或表明图2A的RF钥匙链28的特定图案或手势，以由此使得后门18R自动开启。可以设想到其它应用，其将系统20以及因此标志26的投射定位在诸如邻近于驾驶员侧或乘客侧车门18的另一个区域处或附近。
如图2A中进一步详述的标志投射系统20配置成经由多个可移动透镜30的位置控制逐步地构造标志26，这样做是响应于控制器(C)50接收到输入信号(箭头CCI)。例如，标志26可以如图3A至3D中所示般分裂或划分为不同的构成标志部分，其中每个标志部分由透镜30中的不同透镜提供。控制器50可以控制透镜30相对于光源21的位置(例如，每个透镜30在发射的光(LI)的路径中的旋转或角位置)，以使得标志26能够在校准持续时间内逐步地构建或构造。虽然本文描述了单个光源21，但是可将单独的光源21定位在相邻透镜30之间并且在上述阶段中逐步地照亮透镜30，其中某些或全部透镜30移动或不移动。透镜30的控制和/或照明进程允许标志26在离散阶段中循序地投射至路面16上，其中每个投射阶段构建在先前阶段上直至标志26被完全构造。
标志投射系统20还可以包括具有凸起的外表面35的投射仪透镜34。可以使用投射仪透镜34使得最终投射至路面16上的标志26相对于同一个标志26在其单独透镜30上的构成部分中的大小有所放大。即，通过透镜30的大部分准直光束(箭头LC)可以被放大为具有束宽α的扩散光束(箭头L)。因此，投射仪透镜34可以配置成对标志26设置所需大小，其中投射仪透镜34的实际配置取决于相距路面16的距离和标志26的所需大小。
光源21可以实施为可操作以朝路面16发射光(箭头LI)的任何光源或多个光源。例如，光源21可以包括多个发光二极管、白炽灯、卤素灯或任何其它合适的照明源。标志投射系统20还包括透镜30，其中透镜30定位在光源21与路面16之间。
如图2B的示意平面图中所示，每个透镜30可以实施为具有表面34的圆盘或板。表面34包括被不透明部分301包围的基本上透明部分300。如本文所使用，“基本上透明”意味着足够用于以所需强度创建标志26的光介电常数的水平。即，透明部分300在某个程度上为半透明的，例如至少约80％透明。不透明部分301继而配置成阻断没有通过透明部分300的发射的入射光(箭头LI)。来自光源21的任何未阻断的入射光(箭头LI)因此以对应的光图案完全通过每个透镜30，图3A至3D中示出且下文解释该光图案的实例。每个对应的光图案形成标志26的不同部分。如本领域一般技术人员将明白的是，要求透镜30对准或定向使得给定透镜30的不透明部分301不会阻断通过定位成更靠近光源21的另一个透镜30的光。
在一个可能的实施例中，透镜30可经由具有多个线性或旋转式致动器33的致动器组件32全部单独地旋转。响应于投射控制信号(箭头CCp)，每个致动器33连接至透镜30中的相应透镜并且可操作以使其旋转。例如，致动器组件32可以具有作为致动器33的多个线性或旋转式致动器，其各自可操作以使透镜30中的给定透镜在如由箭头A指示的运动范围(例如，四分之一转)内旋转，使得反而允许通常被不透明部分301阻断的发射的光(箭头LI)随着准直光(箭头LC)完全通过每个后续透镜30的透明部分300而通过透镜。
非限制性示例性致动器33可以包括螺线管装置、机电活塞、滚珠丝杠装置、形状记忆合金(SMA)致动器或任何其它合适的致动器。在其它实施例中，透镜30的周边可以有花键或有齿(未示出)，且致动器33可以包括配对花键或齿(未示出)，使得给定致动器33的旋转对与该特定致动器33接合的透镜30施加所需旋转量。透镜30以如由箭头B指示的相反方向的循序旋转使得标志26表现为缓慢地且循序地渐隐并且最终消失，此时控制器50可将发光控制信号(箭头CCL)传输至光源21以将开关(未示出)断开或以其它方式关闭光源21。
为了实现所需投射效果，可旋转透镜30可以实施为如图2B中所示的圆盘并且由耐冲击塑料或玻璃构造，该耐冲击塑料或玻璃各自具有形成不透明部分301的喷涂或电镀表面35。替代地，可旋转透镜30可以具有作为不透明部分301的蚀刻表面。其它可能的实施例可以包括将透明部分300容置在金属或塑料的实心框架中，其中此框架用作不透明部分301，或其中实心框架限定形成透明部分300的开口。
简要地参考图3A至3D，示出了标志26的示例性循序或分阶段形成和投射，其中图3D描绘完全形成的标志26且图3A至3D将标志26示为分别在标志构造的第一、第二、第三和第四阶段中的标志部分23A至23D。虽然已示意地且未按比例地描绘，但是意图是，图3B包括图3A的光图案，图3C包括图3A和3B的叠加光图案，且图3D包括图3A至3C的叠加光图案。
另外，虽然示出了对应于图2A的实例中的四个透镜30的使用的四个不同的标志阶段，但是本领域一般技术人员将明白的是，可使用更少或更少透镜30以根据需要在更少或更多阶段中构造标志26。同样，标志26的构造阶段之间的可校准时间延迟可以编程或选择为允许更迅速或更慢地逐步通过投射阶段，其中在某些实施例中，此延迟量可由车辆10的操作员选择。因此，图2A的控制器50可以配置成根据校准序列和持续时间指令透镜30的单独旋转。
再次参考图2A，控制器50可以包括处理器(P)和存储器(M)，即，足够数量的只读存储器、光学存储器、闪存等。控制器50还可以包括可操作以在某些实施例中接收输入信号(箭头CCI)的接收器(R)，诸如RF天线。根据需要还可以包括诸如随机存取存储器和电可擦除可编程只读存储器的暂时存储器连同其它必需电路，包括(但不限于)高速时钟、模数转换电路、数模转换电路、数字信号处理器以及任何必要的输入/输出装置和其它信号调节和/或缓冲电路。控制器50可以编程为执行用于使用上述标志投射系统20的方法100，其中下文参考图4描述了方法100的实例。
在示例性配置中，图2A的控制器50可以编程为使得输入信号(箭头CCL)是(例如)来自钥匙链28或蜂窝电话、超声发射机或另一个远程装置的射频(RF)信号29。可以容易设想到其它实施例，诸如在某些已知的全自动开门实施例中来自分裂的光束图案的光信号。因此，控制器50可编程为检测预定条件(诸如指示操作员靠近的分裂光束图案或RF信号29)，并且仅当检测到预定条件时才能生成投射控制信号(CCP)和照明控制信号(箭头CCL)。
图4是描绘用于使用图1和2的标志投射系统以将标志26动态地投射至表面(在此范例中，路面16)上的方法100的示例性实施例的流程图。开始于步骤S102，在首先设置和配置上述透镜30之后，图2A的控制器50接收输入信号(箭头CCI)。如上文所解释，输入信号(箭头CCI)可以指示预定条件，即，触发光源21的启动的阈值条件。此预定条件可以包括操作员相对靠近车辆10(例如，经由诸如图2A中所示的钥匙链28的RF装置)，或其它实施例中的另一个设备的操作员或乘客，或其可以包括检测到另一个预定条件，诸如上述示例性的基于全自动照明的应用中的特定光束分裂手势。在控制器50检测到输入信号(箭头CCI)之后，方法100进行至步骤S104。
步骤S104需要确定来自步骤102的输入信号(箭头CCI)是否对应于指示对启动标志投射系统20并且由此起始将标志26动态地投射至图1的路面16上的请求的阈值条件。控制器50可以利用此阈值条件来编程，该阈值条件(例如)呈以下形式：操作员与车辆10相距阈值距离或靠近车辆或操作员的特定手势的成功检测。当成功检测到阈值条件时，方法100进行至步骤S106。
在步骤S106处，控制器50启动图2A的光源21。步骤S106可以包括将照明控制信号(箭头CCL)传输至光源21以将开关(未示出)闭合，这将用于将光源21连接至电源(诸如辅助电池(未示出))并且因此使得光源21导通。当已经启动光源21时，方法100进行至步骤S108。
在步骤S108处，控制器50通过将投射仪控制信号(箭头CCL)传输至致动器33而循序地控制透镜30。致动器33在接收到投射仪控制信号(箭头CCL)时使透镜30中的对应透镜单独且循序地旋转，这开始于定位成最靠近图2A的光源21的透镜30且向外进行至投射仪透镜34直至完全构造标志26。方法100接着进行至步骤S110。
步骤S110需要确定是否停止标志26的投射。例如，控制器50在完成步骤S108时可以起始计时器并且接着在校准持续时间内(例如，约5秒至10秒)投射标志26。在此实施例中，当计时器达到校准持续时间时，控制器50可做出控制决定以停止标志26的投射。控制器50可以编程为响应于其它实施例中的超驰信号(诸如操作员启动车辆10的检测到的启动(key-on)事件)而单独地或结合计时器来停止标志26的投射。方法100接着进行至步骤S112。
在步骤S112处，控制器50执行如针对步骤S108所述的相反序列，即，开始于定位成最靠近投射透镜34或路面16的透镜30来使透镜30选择性地旋转以在多个阶段中使标志26逐步地分解、淡化并且最终渐隐。当标志26不再投射至路面16上时，方法100完成，此时控制器50可将照明控制信号(箭头CCL)传输至光源21以将开关断开或以其它方式切断对光源21的供电。
已详细描述了用于实行本发明的最佳模式。然而，本发明所涉及领域的技术人员将认识到各种替代性设计和实施例落在随附权利要求书的范围内。因此，本发明不限于本文所公开的精确构造和组合，其中前述描述中显而易见的变化落在如随附权利要求书中限定的本发明的范围内。另外，本概念明确地包括前述要素和方面的任何和所有组合和子组合。
另外，如本文关于任何所公开值和范围所使用，术语“约”指示所述数值允许略微不精确，例如合理地接近或几乎是所述值，诸如所述值或范围的土10％。如果由术语“约”提供的不精确不在本领域中作此通常意义的另外理解，那么如本文所使用的术语“约”至少指示可以由测量和使用此类参数的普通方法引起的变化。外，范围的公开包括整个范围内的所有值和进一步划分的范围的公开。

Claims (10)

1.一种用于将标志动态地投射至表面上的系统，所述系统包括：
光源，其配置成朝所述表面发射光；
多个可移动透镜，其定位在所述光源与所述表面之间，其中每个透镜包括多个透明部分，所述透明部分配置成允许某些所述发射的光以对应的光图案通过所述透镜，其中每个所述对应的光图案形成所述标志的不同部分；以及
致动器，其可操作以响应于控制信号而相对于所述发射的光移动所述透镜以由此使得所述标志投射至所述表面上。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述光源包括多个发光二极管。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述透镜的每个所述透明部分被不透明部分包围，所述不透明部分配置成阻断没有通过所述透明部分的所有所述发射的光。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述透镜是各自具有形成所述不透明部分的喷涂或电镀表面的可旋转圆盘或板。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述透镜是具有作为所述不透明部分的蚀刻表面的可旋转圆盘或板。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制信号是射频信号。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统连接至与路面接触的车辆的车体，且其中所述表面是所述路面。
8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括控制器，所述控制器配置成检测预定条件并且仅当检测到所述预定条件时才能生成所述控制信号。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成根据校准序列指令每个所述透镜的定位使得所述标志在校准持续时间内的不同阶段中投射至所述表面上。
10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括具有凸起的外表面的投射仪透镜，其中所述多个透镜定位在所述光源与所述投射仪透镜之间。
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