CN109424939B - 自动照明设备及用于自动照明设备的色轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于自动照明设备的色轮，包括透明基板和在透明基板上的图案化二向色滤光涂层。图案包括第一区域和第二区域。第一区域包括未连接的涂覆点，大部分涂覆点具有大体上相等的第一尺寸。涂覆点的密度从第一区域的第一端处的较低密度变化到第一区域的第二端处的较高密度。第二区域包括连续的二向色滤光涂层，其包括未连接的未涂覆孔，大部分未涂覆孔具有大体上相等的第二尺寸。未涂覆孔的密度从第二区域的第一端处的较高密度变化到第二区域的第二端处的较低密度。第二区域的第一端与第一区域的第二端邻接。

Description

自动照明设备及用于自动照明设备的色轮
相关申请的交叉引用
本申请要求
Figure RE-GDA0003155097650000011
等人于2017年9月1日提交的题目为“DichroicPatterning for Subtractive Color Mixing(用于减色混合的二向色图案化)”的美国临时申请No.62/553,769的优先权，其通过引用并入本文，仿佛其全文重现一样。
技术领域
本公开内容大体上涉及一种自动照明设备，具体地，涉及用于自动照明设备中减色控制的光学元件。
背景技术
具有自动和远程可控功能的照明设备是娱乐和建筑照明市场中众所周知的。这样的产品通常用于剧院、电视演播室、演唱会、主题公园、以及其他场所。除了提供对照明设备的平移和倾斜功能进行控制，而使得操作员能够控制照明设备指向的方向，自动照明设备通常还提供对所发射的光束的颜色进行控制。该颜色控制可以经由通过色轮、标记或其他类似的彩色滤光器的移动进行的减色混合处理来提供。随着滤光器颜色饱和度的增加，这些彩色滤光器可以从一端到另一端分级(graded)。通过将滤光器部分地移动到光束中，可以获得具有变化的饱和度的彩色光束。将这些可变饱和度滤光器中的两个或更多个可变饱和度滤光器依次地组合到具有不同颜色的光具组(optical train)中可用于提供产生宽色域的可变色混合系统。
发明内容
在第一实施例中，用于自动照明设备的色轮包括透明基板和在透明基板上的图案化二向色滤光涂层。图案包括第一区域和第二区域。第一区域包括未连接的涂覆点，大部分涂覆点具有大体上相等的第一尺寸。涂覆点的密度从第一区域的第一端的较低密度变化到第一区域的第二端的较高密度。第二区域包括连续的二向色滤光涂层，其包括未连接的未涂覆孔，大部分未涂覆孔具有大体上相等的第二尺寸。未涂覆孔的密度从第二区域的第一端处的较高密度变化到第二区域的第二端处的较低密度。第二区域的第一端邻接第一区域的第二端。在另一实施例中，图案包括连续的二向色涂层的第三区域，该第三区域不包括未涂覆孔，第三区域邻接第二区域的第二端。
在第二实施例中，自动照明设备包括光源、变色系统以及控制器。光源发射光束。变色系统被光学耦接至光源并被配置成改变光束的颜色。变色系统包括一个或多个色轮。控制器被电耦接至变色系统。控制器接收控制信号并且对一个或多个色轮进行定位以响应于控制信号而在光束中产生指定的颜色。所述色轮中的至少一个色轮包括透明基板和在透明基板上的图案化二向色滤光涂层。图案包括第一区域和第二区域。第一区域包括未连接的涂覆点，大部分涂覆点具有大体上相等的第一尺寸。涂覆点的密度从第一区域的第一端的较低密度变化到第一区域的第二端的较高密度。第二区域包括连续的二向色滤光涂层，其包括未连接的未涂覆孔，大部分未涂覆孔具有大体上相等的第二尺寸。未涂覆孔的密度从第二区域的第一端处的较高密度变化到第二区域的第二端处的较低密度。第二区域的第一端邻接第一区域的第二端。
在第三实施例中，用于自动照明设备的色轮包括透明基板和在透明基板上的图案化二向色滤光涂层。图案包括具有涂覆点的区域。每个涂覆点具有大体上相同的尺寸和形状。涂覆点的密度从区域的第一端处的较低密度变化到该区域的第二端处的较高密度。
附图说明
为了更完整地理解本公开内容，现在参考下面的结合了附图的简要描述，在附图中，相同的附图标记指示相同的特征。
图1A至图1D示出了用于提供变化的饱和度的颜色过滤的现有技术机制的视图；
图2A示出了根据本公开内容的包括自动照明设备的系统；
图2B示出了自动照明设备的颜色参数的控制级别；
图3和图4示出了根据本公开内容的变色系统的前后等距视图；
图5示出了根据本公开内容的第一实施例的色轮的正视图；
图6至图8示出了图5的色轮的详细视图；
图9示出了根据本公开内容的第二实施例的色轮的正视图；
图10描绘了根据本公开内容的掩模和所得到的涂覆点；
图11描绘了根据本公开内容的掩模和所得到的未涂覆点；以及
图12示出了根据本公开内容的用于自动照明设备的控制系统的框图。
具体实施方式
附图中示出了优选实施例，相似的附图标记用于指示各个附图中的相似和相应的部分。
本文公开了一种自动照明设备，该自动照明设备包括具有至少一个色轮的变色系统，所述至少一个色轮包括透明基板和在透明基板上的图案化二向色滤光涂层。图案包括未连接的涂覆点以及具有未连接的未涂覆孔的连续二向色滤光涂层，每个涂覆点具有大体上相等的尺寸，每个未连接的未涂覆孔具有大体上相等的尺寸。涂覆点在图案的一个区域中从低密度变化到高密度。未涂覆孔在图案的另一区域中从高密度变化到低密度。
图1A至图1D示出了用于提供变化的饱和度的颜色过滤的现有技术机制100的视图。光束(未示出)穿过孔口102。滤光器101包括涂覆有具有锯齿形状的彩色滤光器材料103的矩形透明基板。
在图1A中，滤光器101完全从孔口102移除。这样，在图1A所示的构造中，滤光器101不对通过孔口102的光束着色。
在图1B中，滤光器101已部分地移动到孔口102中。光束中穿过彩色滤光器材料103的部分将被着色，而光束中穿过滤光器101的透明基板的部分和未穿过滤光器101的那些部分将不被着色。
部分着色的光束随后通过的自动照明设备的光学元件通常被配置成使光束的着色部分和未着色部分均匀化或混合，以产生在整个光束上具有均匀的颜色的光束。由于通过图1B中所示的构造使得光束中未被着色的部分比光束中着色的部分多，所以如此产生的光束的颜色将被表征为轻微饱和的颜色。
在图1C中，滤光器101已经移动越过孔口102，从而将更多的彩色滤光器材料103放置在光束中。这导致光束的较大部分被着色而部分的较小部分未被着色。因此，由图1C中所示的构造产生的光束的颜色被表征为适度饱和的颜色。
在图1D中，滤光器101已经移动成使得彩色滤光器材料103完全覆盖孔口102。在这种构造中，穿过孔口102的整个光束被滤波，并且其颜色将被表征为完全饱和的颜色。
尽管在图1A至图1D中仅描绘了单个彩色滤光器，但是典型的自动照明设备包括三个这样的彩色滤光器机制，通常分别具有青色滤光器、黄色滤光器以及品红色滤光器。通过减色混合的操作，自动照明设备的操作者可以控制三种这样的机制，以从广色域中产生所期望的颜色。
现有技术机制100的问题在于颜色变化的平滑性和均匀性。尽管随后进行了均匀化，但是在所得的光束中仍然可见滤光器101的前沿和彩色滤光器材料 103的蚀刻指状物，而在图像上没有实现平滑均匀化。类似地，图案的端部和滤光器101的完全涂覆区域之间的过渡也可以是可见的。快速光学投影系统加剧了此问题。其他现有技术系统已经尝试通过使用尺寸上增大直到它们彼此连接的点的更精细图案和/或图案来减轻这个问题。然而，这种系统中的过渡区域仍然经常可见，并且用于产生这种图案的蚀刻工艺、湿法蚀刻或激光烧蚀的容许度对图案尺寸提供了较低的限制。最后，湿法蚀刻和激光烧蚀工艺均会损坏图案边缘处的二向色涂层。图案的元件越小，这种涂层损坏就越明显，无论对投影图案而言还是对滤光器的所感知的颜色而言都是这样。
图2A示出了根据本公开内容的包括自动照明设备的系统200。系统200 包括多个多参数自动照明设备212，每个多参数自动照明设备212包括：被配置成发射光束的光源、被耦接至光源并配置成修改所发射的光束的光调制装置、耦接至用于光调制装置的机械驱动系统并且用于定位照明设备头部的电动机，以及被耦接至(并配置成控制)光源、光调制装置以及电动机的控制电子设备。除了被直接连接至主电源或者通过配电系统连接至主电源之外，每个自动照明设备212通过数据链路214串联或并联连接至一个或多个控制台215。照明设备系统200通常由操作员通过控制台215进行控制。
图2B示出了自动照明设备的颜色参数的控制级别220。第一级控制是用户222，该用户222决定了他们想要什么并通过人机用户界面(HUI)224将信息输入到控制台215中。控制台硬件和软件然后处理226信息并经由数据链路214向照明设备发送照明设备控制信号。照明设备控制信号由自动照明设备 212的车载电子设备228接收并识别。车载电子设备228通常包括用于控制颜色机制的一个或多个电动机的电动机驱动器230。电动机驱动器230将来自车载电子设备228的颜色控制信号转换成驱动一个或多个彩色电动机的运动的电信号。
一个或多个彩色电动机是彩色机械驱动系统232的一部分，并且使颜色机制的机械部件移动，所述颜色机制的机械部件使得从照明设备发出的光束改变颜色。在一些实施例中，彩色机械驱动系统232使用单个电动机或一对电动机，所述单个电动机或者一对电动机通过带式传动、直接齿轮系统连接到变色机构。在其他实施例中，电动机使用直接驱动机构连接至变色机构。
在一些实施例中，电动机驱动器230在控制台215中而不是在自动照明设备212中，并且驱动电动机的电信号经由数据链路214被直接地传送至自动照明设备212。在其他实施例中，电动机驱动器230被集成到车载电子设备228 中。数据链路214可以采用几种合适的协议中的任何一种协议来用于控制台 215和自动照明设备212之间的通信。在许多实施例中，数据链路214是串行数据链路。在许多这样的实施例中，数据链路214使用通常称为DMX-512的基于行业标准RS485的串行协议。其他实施例可以使用其他协议，这些协议包括但不限于Art-Net、ACN(用于控制网络的架构)以及流式ACN。
图3和图4示出了根据本公开内容的变色系统300的前后等距视图；变色系统300适用于根据本公开内容的如参考图2所述的自动照明设备212。电动机310、电动机312、电动机314以及电动机316被附接到刚性安装框架301。在各种实施例中，所使用的电动机的类型可包括但不限于：步进电动机、直流 (DC)电动机、交流(AC)电动机或其他合适的电动机。电动机310、电动机312、电动机314以及电动机316分别驱动色轮302、色轮304和色轮306 以及离散色轮308的旋转。色轮302、色轮304和色轮306以及离散色轮308 可以由电动机310、电动机312、电动机314以及电动机316直接驱动，或者可以通过皮带、传动装置或其他机械驱动系统驱动。
使用色轮302作为示例，色轮302可以旋转，从而使得色轮302的一部分被定位成横跨穿过自动照明设备212的光学孔口350的光束。如下面参照图5 至9图9所述的那样，色轮302的被定位成横跨孔口350的部分可以是轮的切除部分或者可以是仅包括透明基板的部分、完全被二向色过滤器涂层覆盖的部分或者介于上述二者之间的部分，其中，二向色滤光涂层被图案化。当光束通过色轮302时，该光束被着色成下述饱和度，该饱和度取决于该光束通过的二向色滤光涂层的百分比。
色轮304和色轮306以类似的方式进行操作，使得从变色系统300发出的光是由所有三个色轮引入的颜色的减色混合。色轮302、色轮304以及色轮306 可以包括青色、黄色和品红色中的每一种颜色。各种实施例可以利用色轮上的任何颜色排序。
使用青色、品红色和黄色使得控制台215处的操作者能够向车载电子设备 228发送信号，以使电动机驱动器230操作机械驱动系统232以使色轮302、色轮304和/或色轮306使用减色混合的过程在从淡色浆到深饱和色的色域内混合所期望的颜色。
在其他实施例中，可以使用三个以上色轮。例如，可以添加包含CTO(色温橙色)滤光器的第四色轮，这使得用户能够调节光的色温。
图5示出了根据本公开内容第一实施例的色轮500的正视图。色轮500 适合用作参考图3和图4描述的色轮302、色轮304和/或色轮306中的任何一个。色轮500是部分色轮，其从区域502延伸到区域510，但不穿过弧520。色轮500包括透明基板(在区域502至区域508中描绘为白色)，该透明基板具有图案化的二向色滤光涂层(在区域504至区域510中被描绘为色黑并且在色轮500的内周和外周周围)。二向色滤光涂层的带通特性决定了色轮500的颜色(例如，青色、品红色或黄色)。在其他实施例中，根据本发明的色轮可以是完整的轮，即类似于色轮500，但是包括弧520中的未涂覆透明基板。
图6至图8示出了图5的色轮500的详细视图。图6示出了色轮500中的区域508和区域510的细节图。在区域510中，二向色滤光涂层是连续的，从而产生由二向色滤光涂层着色的光束，该光束的颜色完全饱和。在区域508 中，二向色滤光涂层是连续的并且包括间隔宽的未涂覆圆孔(即，具有低密度的未涂覆孔)。未涂覆孔具有大体上相等的标称直径(或尺寸)46微米(μm)。出于本公开内容的目的，如果未涂覆孔的直径之差在彼此的10％内(或者未涂覆孔的面积之差在彼此25％内)，则未涂覆孔具有大体上相等的尺寸。未涂覆孔允许一些未过滤的光通过，产生光束，该光束颜色深但不完全饱和。
图7示出了色轮500中的区域502和区域504的细节图。区域502是没有二向色滤光涂层的未涂覆区域，产生其颜色不会被色轮500改变的光束。区域 504包括二向色滤光涂层的间隔较宽的未连接的圆形点(即，具有低密度的涂覆点)，其中，所有涂覆点具有大体上相等的直径(或尺寸)。涂覆点具有标称直径48μm。同样地，出于本公开内容的目的，如果涂覆点的直径之差在彼此的10％内(或者涂覆点的面积之差在彼此25％内)，则涂覆点具有大体上相等的尺寸。涂覆点过滤一些通过的光，产生其颜色非常轻微饱和的光束。
在其他实施例中，可以使用直径范围为27μm点/26μm孔至90μm点/88 μm孔的涂覆点和未涂覆孔。在本公开的其他实施例中，可以采用更大的未涂覆孔或更小的未涂覆孔和涂覆点，这取决于与根据本公开内容的色轮一起使用的光学系统的特性。可以通过光学系统的分辨率来设置孔的最大尺寸和点的最大尺寸。因此，在其他实施例中，可以使用直径范围为20μm至200μm的涂覆点和未涂覆孔。在使用较大的涂覆点和较大的未涂覆孔的实施例中，除光学光刻(包括但不限于蚀刻或激光烧蚀)之外的其他制造技术可用于制造根据本公开内容的色轮。
在一些实施例中，区域504可以一直延伸到色轮500的边缘522。在这样的实施例中，色轮被旋转以从光束中移除色轮500，从而产生其颜色不被色轮 500改变的光束。
图8示出了色轮500的区域506的细节图。区域506形成为在区域504 的涂覆点与区域508的未涂覆孔之间过渡区域。区域506包括区域506A和区域506B。围绕区域506B的未涂覆点的连续二向色滤光涂层的边缘802位于色轮500的半径上，并且形成区域506A和区域506B之间的分割线。
图8分别示出了图6中所示的未涂覆孔和图7中所示的涂覆点，但是具有更高的放大倍数。区域506A中的涂覆点与区域504中的涂覆点具有大体上相同的尺寸，但是更紧密地间隔(即，具有高密度)，同时保持与相邻的涂覆点不连接。色轮500的图案化二向色滤光涂层中的涂覆点的密度非线性地增大，从区域504中的较低密度到区域506A中的较高密度。在其他实施例中，涂覆点的密度可以从区域504到区域506A线性增加。
类似地，区域506B中的未涂覆孔与区域508中的未涂覆孔具有大体上相同的尺寸，但是更紧密地间隔(即，具有高密度)，同时保持与相邻的未涂覆孔不连接。色轮500的图案化二向色滤光涂层中的未涂覆孔的密度非线性地减小，从区域506B中的较高密度到区域508中的较低密度。在其他实施例中，涂覆点的密度可以从区域506B到区域508线性减小。
在区域504和区域506A中，涂覆点的密度从区域504中的较低密度变化为区域506A中的较高密度，但是这些涂覆点被定位成在任一区域中都不相互接触。类似地，在区域506B和区域508中，未涂覆孔的密度从区域506B中的较高密度变化到区域508中的较低密度，但是这些为涂覆点被定位成在任一区域中彼此都不相互接触。
在参考图5至图8描述的实施例中，区域504和区域506A的涂覆孔和区域506B和区域508的未涂覆孔具有圆形形状。在其他实施例中，涂覆点和/ 或未涂覆孔中的一些或全部可以具有其他形状——例如，方形、三角形或由两个或更多个形状重叠形成的形状。在一些实施例中，在单个色轮上涂覆点和/或未涂覆孔可以包括不同的形状，其中，大部分(即，50％或更多)的变化的形状具有大体上相等的尺寸(即，面积之差在彼此的50％内)。
区域506A包括涂覆点中的二向色滤光涂层和在涂覆点之间的区域中的透明基板。区域506A可以由涂覆点中的二向色滤光涂层与在涂覆点之间的区域中的未涂覆透明基板之间的第一比例来表征。区域506B包括未涂覆孔中的透明基板和在未涂覆孔之间区域中的二向色滤光涂层。区域506B可以由在未涂覆孔之间的区域中的二向色滤光涂层与未涂覆孔中的未涂覆透明基板之间的第二比例进行表征。在一些实施方案中，第一比例大体上等于第二比例，其中，大体上相等意味着第一比例和第二比例之差在彼此的10％内。
在一些实施例中，区域506B中的未涂覆孔可以与分割线802接触或重叠，与区域506A中的涂覆点之间的区域中的未涂覆透明基板合并，而区域506A 中的涂覆点与分割线802不接触或者与分割线802不重叠。在其他实施例中，区域506A中的涂覆点与分割线802接触或重叠，并且与在区域506B中的未涂覆孔之间的区域中二向色滤光涂层合并。在其他实施例中，区域506B中的未涂覆孔与分割线802不接触或者与分割线802不重叠。
在一些实施例中，区域504和区域506A中的涂覆点与色轮500的内周边或外周边上的二向色滤光涂层不接触。在其他实施例中，区域504和区域506A 中的涂覆点确实与色轮500的内周边和外周边中的一个或两个上的二向色滤光涂层接触。
图9示出了根据本公开内容第二实施例的色轮900的正视图。色轮900 适合用作参考图3和图4描述的色轮302、色轮304和/或色轮306中的任何一个。类似于参考图5描述的色轮500，色轮900是部分色轮，其从区域902延伸到区域910，但不穿过弧920。色轮900包括透明基板(在区域902至区域 908中描绘为白色)，该透明基板具有图案化的二向色滤光涂层(在区域904 至区域910中被描绘为色黑并且在色轮900的内周和外周周围)。在其他实施例中，根据本公开内容的类似于色轮900的色轮可以是完整的色轮，其包括弧形920中的未涂覆透明基板。
区域902不包括二向色滤光涂层，区域904、区域906和区域908包括密度增加的方形涂覆点，并且区域910包括连续的二向色滤光涂层。区域904 包括少部分方形涂覆点和大部分透明基板区域，其中，所述大部分透明基板区域散布有方形涂覆点(低密度的方形涂覆点)。区域906表示到区域908(高密度的方形涂覆点)中的大部分方形涂覆点和少部分透明基板区域的过渡区域。如参考图5的色轮500所描述的那样，区域904可以一直延伸到色轮900的边缘922。
由于方形点和方形孔的几何形状，这些方形点和方形孔可以覆盖色轮900 的区域904、区域906和区域908，点之间没有间隙；因此，区域906中从少部分方形涂覆点到大部分方形涂覆点的过渡不需要分分割线。形状为矩形、三角形或六边形的涂覆点和未涂覆孔具有相同的特征。这种方形、矩形、三角形和六边形的涂覆点和未涂覆孔是一类形状的示例，其可以被称为镶嵌瓷砖。
图9中的方形涂覆点彼此具有大体上相同的形状和尺寸，即，任何方形的每一边与该方形的相邻边的长度之差都在该方形的相邻边的长度的10％之内，并且每个方形的尺寸与其他方形的尺寸之差都在其他方形的尺寸的10％之内。方形的边的这种10％的可变性导致方形之间的面积具有20％的可变性。在其他实施例中，可以使用三角形或六边形涂覆点和未涂覆孔，并且它们也将具有大体上相同的形状和尺寸的涂覆点和未涂覆孔。
参照图9描述的色轮的方形涂覆点和未涂覆孔为40μm×40μm。在其他实施例中，根据本公开内容的色轮的方形涂覆点和未涂覆孔可以在介于20 μm×20μm到200μm×200μm的范围内。
与色轮500的涂覆点不同，色轮900的一些方形涂覆点邻接相邻的方形涂覆点，从而形成具有矩形或其他形状的涂覆区域。在与色轮500的第二区别中，一些方形涂覆点在色轮900的内周边或外周边处接触二向色滤光涂层。
因为在区域906中不需要分割线，所以在一些实施例中，根据本公开内容的色轮可以在区域904中包括圆形涂覆点，如参考图5的色轮500所描述的那样。圆形涂覆点在区域904与区域906之间的区域中过渡到方形涂覆点。这样的实施例包括如图9的区域906中所示的方形涂覆点。大部分方形涂覆点在区域906和区域908之间的区域中过渡到圆形未涂覆点。如参照图5的色轮500 所述的那样，这种实施例中的区域908中的圆形未涂覆点的密度降低，并且区域910是连续的二向色滤光材料的区域。
如参考从区域506A到区域506B的过渡所描述的那样，在区域904和区域906之间的区域中，圆形涂覆点过渡到方形涂覆点，涂覆点中的二向色滤光涂层与涂覆点之间的区域中的未涂覆透明基板的比例大体上等于方形涂覆点中的二向色滤光涂层与未被方形涂覆点覆盖的区域中的未涂覆透明基板的比例。与上述比例大体上相等的比例的二向色滤光涂层与未涂覆透明基板也保持在区域906和区域908之间的区域中，在此区域中，多数方形涂覆点过渡到圆形未涂覆点。同样，出于本公开内容的目的，大体上相等意味着比例之差在彼此的10％之内。
图10描绘了根据本公开内容的圆形掩模1002和所得到的圆形涂覆点 1006。尽管图10示出了单个掩模孔，但是应该理解的是，用于产生色轮500 的区域504和区域506A的掩模例如将包括许多这样的掩模孔。在通常称为光刻的工艺中，在色轮的透明基板的表面上形成有牺牲掩模层。掩模层具有孔的图案，该图案是要应用于色轮的二向色滤光图案的反转。二向色滤光涂层被施加到掩模及其孔上，然后用溶剂溶液洗去掩模和覆盖该掩模的滤光涂层，使透明基板能够具有呈现所期望的图案的二向色滤光涂层。
因此，掩模1002包括孔1004，并且在掩模1002被冲洗掉之后，留下了涂覆点1006。围绕涂覆点1006周围是二向色过滤材料的边缘区域1008，该边缘区域1008通过洗去掩模1002的过程在某种程度上发生了改变。穿过该边缘区域的光可以被过滤成具有与穿过涂覆点1006的光不同的颜色。因此，根据本公开内容的色轮上的图案化二向色滤光涂层中的所有涂覆点周围的边缘区域的存在可以使色轮具有与二向色滤光材料本身的整体滤色特性不同的整体滤色特性。
可以通过至少两种方式来使得边缘区域对色轮的整体滤色特性的影响最小化。首先，可以使用圆形点，与其他几何形状相比，该圆形点具有更小的边缘区域与点区域的比率。然而，如上面参考图5至图8所述的那样，在其他实施例中也可以使用一个或多个其他形状。其次，可以使点与适合于其中使用色轮的光学系统的点一样大。边缘区域将延伸到涂覆点中达到恒定的距离，该距离取决于二向色滤光材料和光刻工艺，因此边缘区域将代表较小比例的较大涂覆点和较大比例的较小涂覆点。
图11描绘了根据本公开内容的圆形掩模1112和所得到的圆形未涂覆孔 1116。尽管图11示出了单个掩模点，但是应该理解的是，用于产生色轮500 的区域506B和区域508的掩模例如将包括许多这样的掩模点。掩模点1112 被施加到色轮的透明基板上，二向色滤光涂层被施加至掩模和暴露的透明基板上，并且掩模点1112被冲洗掉。这使得未涂覆孔1116留在二向色滤光涂层的区域中。
如针对图10的涂覆点1006所描述的那样，围绕未涂覆孔1116的二向色滤光涂层包括边缘区域1118。为了制造与边缘区域1008的尺寸大体上相同尺寸的边缘区域1118，掩模点1112小于掩模孔1004。结果，未涂覆孔1116(不包括边缘区域1118)的直径小于涂覆点1006(其包括边缘区域1008)的直径。
在使用具有除圆形之外的形状的涂覆点和/或未涂覆孔的实施例中，可以选择点和孔之间的相对尺寸以在具有大体上相同尺寸的形状周围产生边缘区域，如上面针对圆形点和孔所描述的那样。
图12示出了根据本公开内容的自动照明设备212的控制系统(或者控制器)1200的框图。控制系统1200适于用作参考图2B描述的车载电子设备228，用于控制参照图3和图4描述的变色系统300。控制系统1200还适于控制如参考图2A进行描述的自动照明设备212的其他控制功能。控制系统1200包括电耦合至存储器1204的处理器1202。处理器1202由硬件和软件实现。处理器1202可以被实现为一个或多个中央处理单元(CPU)芯片、内核(例如，作为多核处理器)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)以及数字信号处理器(DSP)。
处理器1202进一步电耦接至通信接口1206并与通信接口1206通信。处理器1202还经由控制接口1208耦合到一个或多个其他传感器、电动机、致动器、控制器和/或其他设备。通信接口1206被耦接数据链路214至并被配置成经由数据链路214通信。处理器1202被配置成经由通信接口1206接收控制信号并且经由控制接口1208来控制变色系统300和自动照明设备212的其他机构。
控制系统1200适于实现本文所公开的过程、颜色机制控制以及其他功能，其可以被实现为存储在存储器1204中并且由处理器1202执行的指令。存储器 1204包括一个或多个磁盘、磁带驱动器和/或固态驱动器，并且可以用作溢出数据存储设备，以在程序被选择用于执行时对该程序进行存储，并且对在程序执行期间被读取的指令和数据。存储器1204可以是易失性和/或非易失性的，并且可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、三态内容寻址存储器(TCAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。
尽管已经关于有限数量的实施例描述了本公开内容，但是受益于本公开的本领域技术人员应当理解的是，可以设计出不偏离本文公开的范围的其他实施例。尽管已经详细描述了本公开内容，应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开内容进行各种改变、替换以及更改。

Claims (20)

1.一种用于自动照明设备的色轮，所述色轮包括：
透明基板；以及
位于所述透明基板上的图案化二向色滤光涂层，图案包括：
第一区域，所述第一区域包括未连接的涂覆点，每个涂覆点具有第一尺寸，其中任意两个涂覆点的面积之差在彼此的25％以内，所述涂覆点的密度从所述第一区域的第一端处的较低密度变化到所述第一区域的第二端处的较高密度；以及
第二区域，所述第二区域包括连续的二向色滤光涂层，所述连续的二向色滤光涂层包括未连接的未涂覆孔，每个未涂覆孔具有第二尺寸，其中任意两个未涂覆孔的面积之差在彼此的25％以内，所述未涂覆孔的密度从所述第二区域的第一端处的较高密度变化到所述第二区域的第二端处的较低密度，所述第二区域的第一端邻接所述第一区域的第二端。
2.根据权利要求1所述的色轮，其中，所述图案还包括第三区域，所述第三区域包括不包含未涂覆孔的连续的二向色涂层，所述第三区域邻接所述第二区域的第二端。
3.根据权利要求2所述的色轮，其中，所述色轮是从围绕所述第一区域的第一端邻接的未涂覆区域延伸至所述第三区域的部分轮。
4.根据权利要求1所述的色轮，其中，二向色滤光涂层与在所述第一区域的第二端中的未涂覆透明基板之间的第一比例和二向色滤光涂层与在所述第二区域的第一端中的透明基板之间的第二比例之差在彼此的10％以内。
5.根据权利要求1所述的色轮，其中，所述涂覆点的第一尺寸大于所述未涂覆孔的第二尺寸。
6.根据权利要求1所述的色轮，其中，所述涂覆点的密度从所述第一区域的第一端到所述第一区域的第二端非线性地增大，并且所述未涂覆孔的密度从所述第二区域的第一端到所述第二区域的第二端非线性地减小。
7.根据权利要求1所述的色轮，其中，所述涂覆点和所述未涂覆孔具有圆形形状，并且所述涂覆点的第一直径和所述未涂覆孔的第二直径在20μm至200μm的范围内。
8.一种自动照明设备，包括：
光源，所述光源用于发射光束；
变色系统，所述变色系统被光学耦接至所述光源并被配置成改变由所述光源发射的光束的颜色，所述变色系统包括一个或多个色轮；以及
控制器，所述控制器电耦接至所述变色系统，并且所述控制器用于接收控制信号并对一个或多个色轮进行定位以响应于控制信号而在所述光源发出的光束中产生指定的颜色，
所述一个或多个色轮中的至少一个色轮包括：
透明基板；以及
位于所述透明基板上的图案化二向色滤光涂层，图案包括：
第一区域，所述第一区域包括未连接的涂覆点，每个涂覆点具有第一尺寸，其中任意两个涂覆点的面积之差在彼此的25％以内，所述涂覆点的密度从所述第一区域的第一端的较低密度变化到所述第一区域的第二端处的较高密度；以及
第二区域，所述第二区域包括连续的二向色滤光涂层，所述连续的二向色滤光涂层包括未连接的未涂覆孔，每个未涂覆孔具有第二尺寸，其中任意两个未涂覆孔的面积之差在彼此的25％以内，所述未涂覆孔的密度从所述第二区域的第一端处的较高密度变化到所述第二区域的第二端处的较低密度，所述第二区域的第一端邻接所述第一区域的第二端。
9.根据权利要求8所述的自动照明设备，其中，所述图案还包括第三区域，所述第三区域包括不包含未涂覆点的连续的二向色涂层，所述第三区域邻接所述第二区域的第二端。
10.根据权利要求9所述的自动照明设备，其中，所述一个或多个色轮中的所述至少一个色轮是从围绕所述第一区域的第一端邻接的未涂覆区域延伸至所述第三区域的部分轮。
11.根据权利要求8所述的自动照明设备，其中，在所述第一区域的第二端中的二向色滤光涂层与未涂覆透明基板的第一比例和在所述第二区域的第一端部中的二向色滤光涂层与未涂覆透明基板的第二比例之差在彼此的10％以内。
12.根据权利要求8所述的自动照明设备，其中，所述涂覆点的所述第一尺寸大于所述未涂覆孔的所述第二尺寸。
13.根据权利要求8所述的自动照明设备，其中，所述涂覆点的密度从所述第一区域的第一端至所述第一区域的第二端非线性地增大，并且所述未涂覆孔的密度从所述第二区域的第一端至所述第二区域的第二端非线性地减小。
14.一种用于自动照明设备的色轮，所述色轮包括：
透明基板；以及
在所述透明基板上的图案化二向色滤光涂层，所述图案包括具有涂覆点和散布透明基板区域的第一区域，所述涂覆点被配置为镶嵌瓷砖的形状，每个涂覆点均具有相同的形状，其中每个涂覆点的每一边与每个涂覆点的相邻边的长度之差在所述相邻边的长度的10％之内，并且每个涂覆点的尺寸与任意其他涂覆点的尺寸之差在任意其他涂覆点的尺寸的10％之内，其中在所述第一区域内，从少部分涂覆点到大部分涂覆点的过渡由于涂覆点之间没有间隙而不需要分割线，所述涂覆点的密度从所述第一区域的第一端处的较低密度变化到所述第一区域的第二端处的较高密度。
15.根据权利要求14所述的色轮，其中，所述图案还包括具有连续的二向色涂层的第二区域，所述第二区域邻接所述第一区域的第二端。
16.根据权利要求15所述的色轮，其中，所述色轮是从围绕所述第一区域的第一端邻接的未涂覆区域延伸至所述第二区域的部分轮。
17.根据权利要求14所述的色轮，其中，所述涂覆点呈矩形形状。
18.根据权利要求14所述的色轮，其中，一个或多个涂覆点邻接所述第一区域中的相邻涂覆点。
19.根据权利要求14所述的色轮，其中，所述涂覆点的密度从所述第一区域的第一端至所述第一区域的第二端非线性地增大。
20.根据权利要求14所述的色轮，其中，所述图案还包括：
第三区域，所述第三区域包括未连接的涂覆点，所述涂覆点中的每个涂覆点具有第一尺寸，其中任意两个涂覆点的面积之差在彼此的25％以内，所述涂覆点的密度从所述第三区域的第一端处的较低密度变化到所述第三区域的第二端处的较高密度，所述第三区域的第二端邻接所述第一区域的第一端；以及
第四区域，所述第四区域包括具有未连接的未涂覆孔的邻接的二向色滤光涂层，所述未涂覆孔中的每个未涂覆孔具有第二尺寸，其中任意两个未涂覆孔的面积之差在彼此的25％以内，所述未涂覆孔的密度从所述第四区域的第一端处的较高密度变化到所述第四区域的第二端处的较低密度，所述第四区域的第一端邻接第一区域的第二端。
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