CN114110530A - 动态投影装置和智能车灯以及动态投影方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动态投影装置及动态投影方法和包括该动态投影装置的智能车灯。所述动态投影装置包括光源和投影系统，在所述光源与所述投影系统之间设置有动态信息生成装置，用于动态地生成投影信息。本发明的有益效果是：投影信息可以通过动态信息生成装置进行改变，无需更换图案模块即可投射出不同的图案信息。
Description
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其是涉及一种动态投影装置、智能车灯及动态投影方法。
背景技术
随着汽车照明技术的发展，辅助车灯已经不仅限于用来满足补光的需求，它还可以用来展示汽车品牌的信息，可以在车前相应的距离投射不同的标识，以起到人车交互的目的。
例如，汽车行业近几年新兴起来的一种图案投影系统，该图案投影系统具有照地灯功能并能够投影出该车型号或品牌图案等，将汽车车标等信息投射在地面，一方面可以展现汽车品牌等信息，另一方面可以在夜间起到照明以及提醒车门前后方行人车辆注意安全的作用。
但是，对于传统的图案投影系统而言，基于固定图案模块进行投影，而由于其投影内容信息取决于图案模块的样式，且图案模块只能承载固定图像，使得如果想要改变投影图像样式，必须更换图案模块，并且无法根据需求动态地投影出不同的图像，所以在应用中有着较大的局限性。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种动态投影装置，尤其是智能车灯用投影装置，包括光源和投影系统，在所述光源与所述投影系统之间设置有动态信息生成装置，用于动态地生成投影信息。通过本技术方案，能够动态地生成投影图案，投射出不同的图案信息。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述动态信息生成装置包括反射元件和图案模块，所述反射元件与图案模块之间的相对位置能够被改变，从而将图案模块的不同信息或者不同图案模块的信息传递给所述投影系统。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述投影系统是投影镜头，所述光线穿过图案模块，通过投影镜头射出。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述图案模块包括不同的信息区域，所述反射元件能够被平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述动态投影装置包括多个图案模块和/或所述图案模块包括不同的信息区域，所述图案模块能够被平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述动态投影装置包括致动装置，借助该致动装置能够使所述反射元件或所述图案模块一维、二维或三维地平移和/或转动。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述动态投影装置包括用于生成准直光束的准直系统，所述准直系统设置于所述光源与所述动态信息生成装置之间。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述反射元件为自由曲面镜或平面镜。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述图案模块为衍射光学元件或玻璃丝印元件。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述图案模块的形状是圆形、方形或条形。
在根据本发明的动态投影装置中，可选地，所述光源为R、G、B光源，或者是RGB单色光源的组合。
本发明还提供了一种智能车灯，所述智能车灯包括上述技术方案中任一项所述的动态投影装置。
本发明还提供了一种动态投影方法，尤其是用于智能车灯，其特征在于：在光源与投影系统之间设置有动态信息生成装置，通过该动态信息生成装置动态地生成投影信息，由光源产生的光线携带该动态生成的投影信息通过投影系统投射出去。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，所述动态信息生成装置包括反射元件和图案模块，通过改变所述反射元件与图案模块之间的相对位置，从而将图案模块的不同信息或者不同图案模块的信息传递给所述投影系统。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，所述图案模块包括不同的信息区域，通过使反射元件一维、二维或三维地平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，所述动态投影装置包括多个图案模块和/或所述图案模块包括不同的信息区域，通过使图案模块一维、二维或三维地平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，所述动态投影装置包括用于生成准直光束的准直系统，所述准直系统设置于所述光源与所述动态信息生成装置之间，借助该准直系统对光线进行准直处理、使其转变成平行光线。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，作为所述反射元件，采用自由曲面镜或平面镜。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，作为所述图案模块，采用衍射光学元件或玻璃丝印元件。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，采用圆形、方形或条形的图案模块。
在根据本发明的动态投影方法中，可选地，作为所述光源，采用R、G、B光源，或者RGB单色光源的组合。
在本发明中，反射元件和/或图案模块的上述一维、二维和三维运动是指：
一维运动是在一个维度上运动，比如，沿着一个方向平移或绕着一个方向转动；
二维运动是在两个维度上运动，比如，沿着两个方向平移或绕着两个方向转动或者沿着一个方向平移并且绕着一个方向转动；
三维运动是在三个维度上运动，比如，沿着三个方向平移或绕着三个方向转动，或者，沿着两个方向平移并且绕着一个方向转动，或者，沿着一个方向平移并且绕着两个方向转动。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，投影内容信息相比于现有技术，可以通过动态信息生成装置进行改变，无需更换图案模块、即可投射出不同的图案信息。
附图说明
图1(a)是本发明第一实施例的工作状态示意图；
图1(b)是本发明第一实施例的工作状态图案模块投影位置示意图。
图2(a)是本发明第二实施例的工作状态示意图；
图2(b)是本发明第二实施例的工作状态图案模块投影位置示意图。
图3是本发明第二变型实施例的工作状态示意图。
图4(a)是本发明第三实施例的工作状态示意图；
图4(b)是本发明第三实施例的工作状态图案模块投影位置示意图。
图5是本发明第三变型实施例的工作状态示意图。
图6是本发明第四实施例的工作状态示意图。
图7是本发明第五实施例的工作状态示意图。
图中：1光源、2准直系统、3反射元件、4图案模块、5投影镜头。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容容易了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
下面借助实施例以及附图、结合工作过程对本发明的技术方案进行说明。
第一实施例
图1(a)示出了本发明第一实施例的工作状态示意图；
图1(b)示出了本发明第一实施例的工作状态图案模块投影位置示意图。
如图1(a)、图1(b)所示，动态投影系统包括光源1、准直系统2、反射元件3、图案模块4和投影镜头5。光线自光源1发出，经过准直系统2的校准而改变为平行光线，进而投射至反射元件3上，经过反射元件3使光路改变，将光线投射在图案模块4的中心位置，进而带有图案模块4中间位置处图案信息的光线通过投影镜头5射出。
第二实施例
图2(a)是本发明第二实施例的工作状态示意图；
图2(b)是本发明第二实施例的工作状态图案模块投影位置示意图。
如图2(a)、图2(b)所示，本动态投影系统包括光源1、准直系统2、反射元件3、图案模块4和投影镜头5。光线自光源1发出，经过准直系统2的校准而改变为平行光线，进而投射至反射元件3上。
在此，相对于图1(a)，使反射元件3一维地运动、即逆时针旋转一定角度、即通过减小入射光线与反射元件法线之间的夹角来改变反射角度，以使光路改变，从而将光线向上旋转而投射在图案模块4的上部位置，进而改变了原有投射图案信息，将带着图案模块4上部图案信息的光线通过投影镜头5射出。
第二变型实施例
如图3所示，代替转动反射元件，也可以使反射元件一维地运动、即沿着与光线入射方向相反的方向平移，即上移反射元件，同样也能实现将光线投射在图案模块的上部位置。
第三实施例
图4(a)是本发明第三实施例的工作状态示意图；
图4(b)是本发明第三实施例的工作状态图案模块投影位置示意图。
如图4(a)、图4(b)所示，动态投影系统包括光源1、准直系统2、反射元件3、图案模块4和投影镜头5。光线自光源1发出，经过准直系统2的校准而改变为平行光线，进而投射至反射元件3上。
在此，相对于图1(a)，使反射元件3一维地运动、即向下平移一定距离、即沿光线入射方向平移反射元件3，以使光路改变，将光线投射在图案模块4的下部位置，进而改变了原有投射图案信息，将带着图案模块4下部图案信息的光线通过投影镜头5射出。
第三变型实施例
如图5所示，代替平移反射元件，也可以使反射元件一维地运动、即顺时针旋转一定角度、即通过增大入射光线与反射元件法线之间的夹角来改变反射角度，同样也能实现将光线投射在图案模块的下部位置。
上述仅给出了通过反射元件3一维地平移或旋转来改变光路进而改变图案模块投射信息的实施方式。当然，也可以通过反射元件3的二维运动、即平移加旋转来改变图案模块投射信息，如下所述。
第四实施例
图6是本发明第四实施例的工作状态示意图。
在图6中，相对于图1(a)，使反射元件3二维地运动、即沿着光线入射方向向下平移一定距离并且逆时针旋转一定角度以使光路改变，实现将光线投射在图案模块的上部位置，进而改变了原有投射图案信息，将带着图案模块4上部图案信息的光线通过投影镜头5射出。
第五实施例
图7是本发明第五实施例的工作状态示意图。
在图7中，相对于图1(a)，使反射元件3二维地运动、即沿着与光线入射方向相反的方向向上平移一定距离并且顺时针旋转一定角度以使光路改变，实现将光线投射在图案模块的下部位置，进而改变了原有投射图案信息，将带着图案模块4下部图案信息的光线通过投影镜头5射出。
在未示出的实施例中，也可以使反射元件或图案模块二维地运动，比如，沿着两个方向平移或绕着两个方向转动，以使得所述反射元件与图案模块之间的相对位置被改变，从而将图案模块的不同信息或者不同图案模块的信息传递给所述投影系统。
在未示出的实施例中，也可以使反射元件或图案模块三维地运动，比如，沿着三个方向平移或绕着三个方向转动，或者，沿着两个方向平移并且绕着一个方向转动，或者，沿着一个方向平移并且绕着两个方向转动，以使得所述反射元件与图案模块之间的相对位置被改变，从而将图案模块的不同信息或者不同图案模块的信息传递给所述投影系统。
另外还可以设定，沿着图案模块的圆周设置有不同的图案信息。这样，光线经过反射元件后的投射方向不须发生变化，只需要转动图案模块即可以进行投影信息的动态更改，或者，将图案模块形状设计为长条形，沿其纵向依次设有不同的图案信息区域，这样只需要平移图案模块即可进行投影信息的动态更改。
为了解决现有技术中无法实时改变投影信息的技术问题，本发明的技术方案工作原理如下：
提出一种动态投影装置，包括光源和投影系统，在所述光源与所述投影系统之间设置有动态信息生成装置，用于动态地生成投影信息。在本方案中通过动态信息生成装置可以根据系统发送的指令，实时变更投影图案。
具体来说，本发明中提出的所述动态信息生成装置包括反射元件和图案模块，其中动态信息生成是这样来实现的：主要是通过改变所述反射元件与图案模块之间的相对位置，使得投射光线路径改变，进而投射到图案模块的不同位置，或者投射到不同的图案模块上，从而改变投影信息。
为了使得从图案模块中投射出的图案可以被清晰地放大在远处像面上，所述投影系统设计为投影镜头，投影镜头设置在图案模块之后，在光线通过图案模块之后，再通过投影镜头射出。
为了实现不同投影图案的变更，给出如下两种实现方式：
(1)当需要改变投影图案时，反射元件通过平移或者转动等形式，改变光线的投射方向和路径，将光线投射至图案模块的不同区域，其中图案模块在不同区域中设置了不同的图案信息，进而可以实现动态投影的功能。
(2)在另一种形式中，当需要改变投影图案时，反射元件保持静止，使图案模块进行平移或者转动，来将光线投影至图案模块的不同位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息，达到动态投影的目的。
上述两种运动方式可以通过以下具体结构实现：
(1)图案模块固定不动，将反射元件设置在滚筒或者滑轨上，使用致动机构、比如通过电动机使滚筒旋转或通过齿轮齿条机构使反射元件在滑轨上移动来改变投射光线的光路、即改变投射光线在图案模块上的投射位置，达到改变投射图案的目的。
(2)反射元件固定不动，将图案模块设置滚筒或者滑轨上，使用致动机构、比如通过电动机使滚筒旋转或通过齿轮齿条机构使图案模块在滑轨上移动来改变投射光线在图案模块上的投射位置，达到改变投射图案的目的。
由于光源发出的光线是非平行光，需要进行准直设计来提升光效，故此所述光源与所述动态信息生成装置之间设置准直系统。光线经过准直系统后转变成平行光线，将图案模块上的信息，清晰地、高亮度地投射出去。
在上述实施方式中，所述反射元件可以设计为自由曲面镜或平面镜。其中，反射元件可以通过平移和/或转动的方式改变光线的路径。
在上述实施方式中，所述图案模块为衍射光学元件或玻璃丝印元件，和/或，所述图案模块的形状是圆形、方形或条形。
在上述实施方式中，所述光源为R、G、B光源，或者为RGB单色光源的组合。
本发明还提供了一种智能车灯，包括了上述实施例中任一项所述的动态投影装置。
本发明还提供了一种投影方法，在光源与投影系统之间设置有动态信息生成装置，通过该动态信息生成装置动态地生成投影信息，由光源产生的光线携带该动态生成的投影信息通过投影系统投射出去。
具体而言，将光源发出的光线通过准直系统投射至反射元件，使所述反射元件转动和/或平移从而将所述光线投射至图案模块的不同信息区域，之后光线穿过图案模块、带上图案信息通过投影镜头射出。
在上述方法中，也可以是反射元件固定不动，而使图案模块转动和/或平移，从而反射元件的光线投射至图案模块的不同信息区域，之后光线穿过图案模块、带上图案信息通过投影镜头射出。
以上对本发明的一些实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的一些实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (20)
1.一种动态投影装置，包括光源和投影系统，其特征在于：在所述光源与所述投影系统之间设置有动态信息生成装置，用于动态地生成投影信息。
2.根据权利要求1所述的动态投影装置，其特征在于：所述动态信息生成装置包括反射元件和图案模块，所述反射元件与图案模块之间的相对位置能够被改变，从而将图案模块的不同信息或者不同图案模块的信息传递给所述投影系统。
3.根据权利要求2所述的动态投影装置，其特征在于：所述图案模块包括不同的信息区域，所述反射元件能够被平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
4.根据权利要求2所述的动态投影装置，其特征在于：所述动态投影装置包括多个图案模块和/或所述图案模块包括不同的信息区域，所述图案模块能够被平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的动态投影装置，其特征在于：所述动态投影装置包括致动装置，借助该致动装置能够使所述反射元件或所述图案模块一维、二维或三维地平移和/或转动。
6.根据权利要求1或2所述的动态投影装置，其特征在于：所述动态投影装置包括用于生成准直光束的准直系统，所述准直系统设置于所述光源与所述动态信息生成装置之间。
7.根据权利要求1或2所述的动态投影装置，其特征在于：所述反射元件为自由曲面镜或平面镜。
8.根据权利要求1或2所述的动态投影装置，其特征在于：所述图案模块为衍射光学元件或玻璃丝印元件。
9.根据权利要求1或2所述的动态投影装置，其特征在于：所述图案模块的形状是圆形、方形或条形。
10.根据权利要求1或2所述的动态投影装置，其特征在于：所述光源为R、G、B光源，或者是RGB单色光源的组合。
11.一种智能车灯，其特征在于：所述智能车灯包括如权利要求1至10中任一项所述的动态投影装置。
12.一种动态投影方法，其特征在于：在光源与投影系统之间设置有动态信息生成装置，通过该动态信息生成装置动态地生成投影信息，由光源产生的光线携带该动态生成的投影信息通过投影系统投射出去。
13.根据权利要求12所述的动态投影方法，其特征在于：所述动态信息生成装置包括反射元件和图案模块，通过改变所述反射元件与图案模块之间的相对位置，从而将图案模块的不同信息或者不同图案模块的信息传递给所述投影系统。
14.根据权利要求12或13所述的动态投影方法，其特征在于：所述图案模块包括不同的信息区域，通过使反射元件一维、二维或三维地平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
15.根据权利要求12或13所述的动态投影方法，其特征在于：所述动态投影装置包括多个图案模块和/或所述图案模块包括不同的信息区域，通过使图案模块一维、二维或三维地平移和/或转动来改变光源的光线在所述图案模块上的投射位置，从而改变从所述图案模块传递给所述投影系统的信息。
16.根据权利要求12或13所述的动态投影方法，其特征在于：所述动态投影装置包括用于生成准直光束的准直系统，所述准直系统设置于所述光源与所述动态信息生成装置之间，借助该准直系统对光线进行准直处理、使其转变成平行光线。
17.根据权利要求12或13所述的动态投影方法，其特征在于：作为所述反射元件，采用自由曲面镜或平面镜。
18.根据权利要求12或13所述的动态投影方法，其特征在于：作为所述图案模块，采用衍射光学元件或玻璃丝印元件。
19.根据权利要求12或13所述的动态投影方法，其特征在于：采用圆形、方形或条形的图案模块。
20.根据权利要求12或13所述的动态投影方法，其特征在于：作为所述光源，采用R、G、B光源，或者RGB单色光源的组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |