CN113566150A - 一种扩展视场的投影灯组光学系统 - Google Patents

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江程
佘俊
南基学
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    • F21W2103/60—Projection of signs from lighting devices, e.g. symbols or information being projected onto the road

Abstract

本发明系提供一种扩展视场的投影灯组光学系统，包括n组投影灯单元，投影灯单元在接收面上投影形成投影图像，相邻两个投影图像之间形成有交叠区域；投影灯单元包括有投影源，投影源包括一个菲林片和m个能够形成亮度渐变效果的渐变调节区，所有渐变调节区的面积之和小于菲林片的面积，所有渐变调节区位于同一基准面；与其中一个投影灯单元相邻的其他投影灯单元的数量为p，m＝p，投影灯单元中的各个渐变调节区分别位于基准面上靠近各个相邻投影灯单元的边缘处。本发明令它们投影所形成的投影图像交错叠加，从而实现视场扩展投影效果；并且在投影灯单元内设置渐变调节区，投影所形成的图像亮度均匀，一体化程度高。

Description

一种扩展视场的投影灯组光学系统
技术领域
本发明涉及投影灯组，具体公开了一种扩展视场的投影灯组光学系统。
背景技术
投影灯可用于不同的领域，如用在车身外侧进行投影可实现迎宾功能，也可以用于车前或车后形成对应的投影效果来给行人或车辆形成警示提醒的效果。
如图1所示，投影灯一般包括三个重要部件：照明单元、投影源和成像单元。
如图2所示，对于单个投影灯，当投射高度与角度确定时，能形成投影的最大面积都是固定的。为了满足更大投影面积的需求，则需要开发出具备更大视场角的镜头，因而需要耗费更多的资金和时间，投入成本高。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种扩展视场的投影灯组光学系统，能够形成大视场角的投影效果，投入成本低，且投影所形成的图像亮度均匀，一体化程度高。
为解决现有技术问题，本发明公开一种扩展视场的投影灯组光学系统，包括n组投影灯单元，n为大于1的整数，投影灯单元在接收面上投影形成投影图像，相邻两个投影图像之间形成有交叠区域；
投影灯单元包括有投影源，投影源包括一个菲林片和m个能够形成亮度渐变效果的渐变调节区，所有渐变调节区的面积之和小于菲林片的面积，所有渐变调节区位于同一基准面；
与其中一个投影灯单元相邻的其他投影灯单元的数量为p，m＝p，投影灯单元中的各个渐变调节区分别位于基准面上靠近各个相邻投影灯单元的边缘处。
进一步的，基准面位于菲林片的表面或内部。
进一步的，渐变调节区为阻光材料层、反光材料层或吸光材料层。
进一步的，基准面设于承载片，承载片位于菲林片的一侧。
进一步的，承载片为渐变滤光镜。
进一步的，承载片为液晶光阀。
进一步的，投影灯单元还包括光源、准直透镜和投影镜组，投影源位于准直透镜和投影镜组之间，光源位于准直透镜远离投影源的一侧。
进一步的，投影镜组包括依次设置的第一凸透镜、凹透镜和第二凸透镜。
本发明的有益效果为：本发明公开一种扩展视场的投影灯组光学系统，采用多个小角度的投影灯单元组合，令它们投影所形成的投影图像交错叠加，从而实现视场扩展投影效果，投入成本较低；并且在投影灯单元内设置渐变调节区，令投影图案的边缘处形成渐变投影区，能够形成大视场角的投影效果，且投影所形成的图像亮度均匀，一体化程度高。
附图说明
图1为传统投影灯的结构示意图。
图2为现有技术中单个投影灯工作时的光路结构示意图。
图3为以分离方式组合多个投影灯工作时的光路结构示意图。
图4为以对位拼接方式组合多个投影灯工作时的光路结构示意图。
图5为以对位拼接方式组合多个投影灯工作时所形成投影图案的效果示意图。
图6为以交错拼接方式组合多个投影灯工作时的光路结构示意图。
图7为本发明投影工作时的光路结构示意图。
图8为本发明接收面处各个投影图像独立后的结构示意图。
图9为本发明一实施例中投影图像以及投影源的结构示意图。
图10为本发明另一实施例中投影图像以及投影源的结构示意图。
图11为本发明中投影灯单元的结构示意图。
附图标记为：投影灯单元100、投影源110、菲林片111、渐变调节区112、承载片113、光源120、准直透镜130、投影镜组140、第一凸透镜141、凹透镜142、第二凸透镜143、接收面200、投影图像210、渐变投影区220。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参考图3至图11。
为扩展视场来适应更大的投影需求，比较容易想到组合多个投影灯以不同的角度进行投射，从而获得更大的视场。如图3所示，设置各个投影区域分离，所形成的投影图案也是分离的；如图4所示，调节投影灯令各个投影图案恰好相连接从而形成大视场的投影效果，但这种方式存在边界不易处理的问题，只要稍有公差，投影图案的连接边界处就会有明显的断层、错位或重影，如图5所示；如图6所示，设置各个投影灯所形成的投影图案有交错部分，设计简单，但交错部分的投影图案亮度叠加，导致交错部分的图像亮度不均匀，整体图像的过渡生硬不顺滑，整体感会被破坏。
本发明实施例公开一种扩展视场的投影灯组光学系统，包括n组投影灯单元100，n为大于1的整数，投影灯单元100在接收面200上投影形成投影图像210，相邻两个投影图像210之间形成有交叠区域，交叠区域由相邻两个投影图像210之间的渐变投影区220交叠组合而成，从而拼接获得一体化程度高的图像，亮度分布均匀，图像清晰；
投影灯单元100包括有投影源110，投影源110包括一个菲林片111和m个能够形成亮度渐变效果的渐变调节区112，同一投影灯单元100中的所有渐变调节区112的面积之和小于菲林片111的面积，同一投影灯单元100中的所有渐变调节区112位于同一基准面，渐变调节区112在接收面200上投影形成渐变投影区220；
对其中任意一个投影灯单元100进行分析，与其中一个投影灯单元100相邻的其他投影灯单元100的数量为p，m＝p，投影灯单元100中的各个渐变调节区112分别位于基准面上靠近各个相邻投影灯单元100的边缘处。
如图7所示，设置n＝3组投影灯单元100，设中间位置的为第一投影单元，左边和右边的分别为第二投影单元和第三投影单元，第一投影单元包括m＝2个渐变调节区112，两个渐变调节区112分别位于基准面上分别靠近第二投影单元和第三投影单元的边缘处；第二投影单元中设有一个位于基准面靠近第一投影单元边缘处的渐变调节区112；第三投影单元中设有一个位于基准面靠近第一投影单元边缘处的渐变调节区112，三个投影图像210的独立图像如图8所示。工作时，第一投影单元、第二投影单元和第三投影单元均在接收面200上形成有投影图像210，各个渐变调节区112在接收面200形成具有亮度渐变的渐变投影区220，第一投影单元左侧的渐变投影区220与第二投影单元的渐变投影区220重叠形成亮度均匀的投影效果，第一投影单元右侧的渐变投影区220与第三投影单元的渐变投影区220重叠形成亮度均匀的投影效果。
本发明中各个投影灯单元100形成的投影图像210能够拼接形成面积更大的图像，可有效扩展投影视场，此外拼接所形成的图像一体化程度高，亮度均匀且过渡顺滑，拼接的投影效果好。
在本实施例中，如图9所示，基准面位于菲林片111的表面或内部，即渐变调节区112位于菲林片111的表面或内部，能够有效节省材料，降低成本。
基于上述实施例，渐变调节区112为阻光材料层、反光材料层或吸光材料层，根据实际应用的需求，设置渐变调节区112形成渐变的光能调节效果，例如设置渐变调节区112的层结构为网点，通过设置网点的密度渐变来获得光能渐变调节的效果。
在本实施例中，如图10所示，基准面设于承载片113，承载片113位于菲林片111的任意一侧。
在本实施例中，承载片113为渐变滤光镜，承载片113还可以是其他具备光能渐变调节效果的功能玻片。
在本实施例中，承载片113为液晶光阀，根据需求渐变调节区112的分布需求来控制液晶光阀，从而控制经过液晶光阀各位置光能的大小来形成渐变的效果。
在本实施例中，如图11所示，投影灯单元100还包括光源120、准直透镜130和投影镜组140，投影源110位于准直透镜130和投影镜组140之间，光源120位于准直透镜130远离投影源110的一侧。
基于上述实施例，投影镜组140包括依次设置的第一凸透镜141、凹透镜142和第二凸透镜143，投影镜组140还可以是一个透镜或其他组合的透镜结构。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，包括n组投影灯单元(100)，n为大于1的整数，所述投影灯单元(100)在接收面(200)上投影形成投影图像(210)，相邻两个所述投影图像(210)之间形成有交叠区域；
所述投影灯单元(100)包括有投影源(110)，所述投影源(110)包括一个菲林片(111)和m个能够形成亮度渐变效果的渐变调节区(112)，所有所述渐变调节区(112)的面积之和小于所述菲林片(111)的面积，所有所述渐变调节区(112)位于同一基准面；
与其中一个所述投影灯单元(100)相邻的其他所述投影灯单元(100)的数量为p，m＝p，所述投影灯单元(100)中的各个所述渐变调节区(112)分别位于所述基准面上靠近各个相邻所述投影灯单元(100)的边缘处。
2.根据权利要求1所述的一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，所述基准面位于所述菲林片(111)的表面或内部。
3.根据权利要求1或2所述的一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，所述渐变调节区(112)为阻光材料层、反光材料层或吸光材料层。
4.根据权利要求1所述的一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，所述基准面设于承载片(113)，所述承载片(113)位于所述菲林片(111)的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，所述承载片(113)为渐变滤光镜。
6.根据权利要求4所述的一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，承载片(113)为液晶光阀。
7.根据权利要求1所述的一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，所述投影灯单元(100)还包括光源(120)、准直透镜(130)和投影镜组(140)，所述投影源(110)位于所述准直透镜(130)和所述投影镜组(140)之间，所述光源(120)位于所述准直透镜(130)远离所述投影源(110)的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种扩展视场的投影灯组光学系统，其特征在于，所述投影镜组(140)包括依次设置的第一凸透镜(141)、凹透镜(142)和第二凸透镜(143)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102918543A (zh) * 2010-06-02 2013-02-06 讯宝科技公司 为成像读取器产生均匀分布的照明图案的配置和方法
CN110824596A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 中强光电股份有限公司 扩散板、直下式背光模块及显示装置

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