CN208519679U - 一种照明显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种照明显示装置，包括光源模块、遮光模块、以及投射透镜模块；光源模块包括光源阵列单元、第一挡光筋阵列单元、以及收光透镜阵列单元，光源阵列单元具有多个独立控制的发光光源，第一挡光筋阵列单元具有设在每个发光光源外围的第一挡光筋，收光透镜阵列单元具有多个收光透镜；遮光模块包括透光基材，透光基材具有多个透光部，透光部上设有遮光图案；投射透镜模块包括第二挡光筋阵列单元、以及投射透镜阵列单元，第二挡光筋阵列单元具有多个第二挡光筋，投射透镜阵列单元具有多个投射透镜。本申请能实现矩阵式像素化显示和矩阵式像素化照明，从而满足安全舒适化照明、以及人与车、车与车、人与人之间的信息化交流。

Description

一种照明显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种车辆用照明装置，特别是涉及一种照明显示装置。

背景技术

随着汽车行业的发展以及交通情况越来越复杂，交通参与者不仅对安全舒适化照明有需求，同时对人车交互、人人交互的需求也越来越高，日间行车灯、转向灯、尾灯、制动灯、远光灯、近光灯等常规的汽车外部车灯的灯光已经不能满足需求。未来随着辅助驾驶系统以及自动驾驶系统的逐步升级，驾驶员或者汽车需要与更多的道路参与者进行信息交互。

目前，用于车辆的常规矩阵式或数字型自适应大灯是一种采用矩阵的概念而设计出的、且可独立控制多个光源亮暗的像素化的照明系统。当搭载该照明系统的车辆侦测发现道路上其他参与者处于大灯照明的某一像素区间内时，照明系统可智能的调节该像素区间的照明亮度，避免对被照明者形成危险的炫目，而在没有其他道路参与者的空间内继续保持高亮度的照明。在这样的技术支持下，既能保证我方(搭载矩阵式或数字型自适应大灯)的前方高质量照明，又不会对道路上其他参与者(比如相向、同向行驶的车辆等)形成危险的炫目，保证了道路上各方的夜间驾驶安全。

随着交通情况越来越复杂，上述仅仅提供智能的像素化的照明系统已经不能满足驾驶员与行人、汽车与汽车、驾驶员与驾驶员等多方交通参与者之间的信息交流与沟通。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种照明显示装置，其既能实现矩阵式像素化照明，又能实现矩阵式像素化显示。

为实现上述目的，本实用新型提供一种照明显示装置，所述照明显示装置包括沿光轴方向依次设置的光源模块、遮光模块、以及投射透镜模块；其中，所述光源模块包括沿光轴方向依次设置的光源阵列单元、第一挡光筋阵列单元、以及收光透镜阵列单元，所述光源阵列单元具有多个独立控制、且呈矩阵排布的发光光源，所述第一挡光筋阵列单元具有多个呈矩阵排布、且设在每个发光光源外围的第一挡光筋，所述收光透镜阵列单元具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个发光光源正对设置的收光透镜；所述遮光模块包括透光基材，所述透光基材具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个收光透镜正对设置的透光部，多个透光部中、至少有数个透光部上设有遮光图案；所述投射透镜模块包括沿光轴方向依次设置的第二挡光筋阵列单元、以及投射透镜阵列单元，所述第二挡光筋阵列单元具有多个呈矩阵排布、且设在每个透光部外围的第二挡光筋，所述投射透镜阵列单元具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个透光部正对设置的投射透镜。

进一步地，所述发光光源为半导体光源、或包括半导体激光器和光转换元件、或包括固体激光器和光转换元件。

进一步地，所述收光透镜为菲涅尔透镜。

进一步地，所述第一挡光筋阵列单元和收光透镜阵列单元注塑或模压为一体件。

进一步地，所述收光透镜阵列单元的材料为有机硅、PC、PMMA、或玻璃。

进一步地，所述第一挡光筋阵列单元由非透明材料制成。

进一步地，所述第一挡光筋阵列单元包括由透明材料制成的基体、以及由喷射在基体表面的黑漆制成的挡光层。

进一步地，所述遮光图案的类型包括截止线图案、拐点图案、以及远光图案，一个透光部上设有一种类型的遮光图案。

进一步地，所述遮光图案通过镀膜或激光雕刻的加工方式形成在透光部上。

进一步地，所述透光基材的材料为PC、PMMA、或玻璃。

进一步地，所述第二挡光筋阵列单元由非透明材料制成。

进一步地，所述第二挡光筋阵列单元包括由透明材料制成的基体、以及由喷射在基体表面的黑漆制成的挡光层。

进一步地，所述第二挡光筋阵列单元和投射透镜阵列单元注塑或模压为一体件。

进一步地，所述投射透镜为菲涅尔透镜。

进一步地，所述投射透镜阵列单元的材料为有机硅、PC、PMMA、或玻璃。

如上所述，本实用新型涉及的照明显示装置，具有以下有益效果：

本申请中，通过独立控制多个发光光源的亮暗，在投射空间中实现多束光线的亮暗调制，从面向投射透镜模块的方向可以观察到不同的亮暗图像，实现矩阵式像素化显示；同时，配合遮光模块中的数个遮光图案，从背向投射透镜模块的方向可以观察到不同的照明光型，实现矩阵式像素化照明，从而满足安全舒适化照明、以及人与车、车与车、人与人之间的信息化交流。

附图说明

图1为本申请中照明显示装置的结构示意图。

图2为本申请中照明显示装置的光学原理图。

图3为本申请中光源模块实施例一的结构示意图。

图4为图3中光源模块实施例一的光学原理图。

图5为图3中光源模块实施例一的第一挡光筋阵列单元和收光透镜阵列单元的连接示意图。

图6为本申请中光源模块实施例二的结构示意图。

图7为图6中光源模块实施例二的剖面图。

图8为本申请中遮光模块的结构示意图。

图9和图10为本申请中投射透镜模块在不同视角下的结构示意图。

图11为为本申请中投射透镜模块的光学原理图。

图12至图14为从面向投射透镜模块的方向可以观察到照明显示装置的不同显示图像。

元件标号说明

1 光源模块

11 光源阵列单元

111 发光光源

12 第一挡光筋阵列单元

121 第一挡光筋

13 收光透镜阵列单元

131 收光透镜

2 遮光模块

21 透光部

22 遮光图案

221 截止线图案

222 拐点图案

223 远光图案

3 投射透镜模块

31 第二挡光筋阵列单元

311 第二挡光筋

32 投射透镜阵列单元

321 投射透镜

4 投射空间

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以下实施例中，将照明显示装置的光轴方向定义为前方向，因此，照明显示装置的投影出射方向Y也为前方向。

本申请提供一种照明显示装置，主要用于车辆，当然，也可以用于其他领域。以照明显示装置用于车辆为主，对照明显示装置的优选实施例展开叙述。如图1和图2所示，所述照明显示装置包括沿光轴方向从后至前依次设置的光源模块1、遮光模块2、以及投射透镜模块3。如图3和图4所示，所述光源模块1包括沿光轴方向从后至前依次设置的光源阵列单元11、第一挡光筋阵列单元12、以及收光透镜阵列单元13，所述光源阵列单元11具有多个独立控制、且呈矩阵排布的发光光源111，所述第一挡光筋阵列单元12具有多个呈矩阵排布、且设在每个发光光源111外围的第一挡光筋121，所述收光透镜阵列单元13具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个发光光源111正对设置的收光透镜131。如图8所示，所述遮光模块2包括透光基材，所述透光基材具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个收光透镜131正对设置的透光部21，多个透光部21中、至少有数个透光部21上设有遮光图案22；本申请中，每个透光部21上都设有遮光图案22。如图9和图10所示，所述投射透镜模块3包括沿光轴方向从后至前依次设置的第二挡光筋阵列单元31、以及投射透镜阵列单元32，所述第二挡光筋阵列单元31具有多个呈矩阵排布、且设在每个透光部21外围的第二挡光筋311，所述投射透镜阵列单元32具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个透光部21正对设置的投射透镜321。因此，上述车辆用照明显示装置中，发光光源111、收光透镜131、透光部21、透光部21上的遮光图案22和投射透镜321沿光轴方向一一对应设置。

上述车辆用照明显示装置的工作原理为：如图1和图2所示，光源模块1为矩阵式的光源模块1，多个可以单独控制开关的发光光源111出射相互独立的光束，光束沿着照明显示装置的投影出射方向Y传播，由发光光源111发出的发散光束大部分被收光透镜阵列单元13中与该发光光源111一一对应设置的收光透镜131折射，之后改变光束角度和光束口径后沿着光轴方向继续传播，而发光光源111发出的大角度光束被位于该发光光源111外围的第一挡光筋121遮挡，故大角度光束不会沿着光轴方向继续传播，如图4所示，进而不会干扰到光源阵列单元11中其他发光光源111所发出的光束。光源模块1出射的光束经遮光模块2中的透光部21和投射透镜模块3中的投射透镜321折射后，在位于照明显示装置前方的投射空间4中投射出不同的光分布和光型。另外，发光光源111发出的光束经与之一一对应的收光透镜131和透光部21折射后可能会出现大角度光束，该大角度光束会被位于透光部21外围的第二挡光筋311遮挡，如图11所示，故相邻的透光部21折射出的光束不会相互干涉、影响。上述车辆用照明显示装置中，从观察车辆用照明显示装置的观察者方向X，比如：相向行驶车辆的司机的观察方向、其他道路参与者的观察方向、也为面向投射透镜模块3的方向，通过独立控制多个发光光源111的亮暗，在投射空间4中实现多束光线的亮暗调制，从而在投射空间4中显示出不同的光分布，观察者可以观察到照明显示装置显示出的不同的亮暗图像；比如：当控制多个发光光源111全亮时，面向投射透镜模块3的方向可以观察到车辆用照明显示装置显示出全亮的状态，如图12所示；又比如：当控制多个发光光源111一部分亮、一部分暗时，面向投射透镜模块3的方向可以观察到车辆用照明显示装置显示出如图13所示的“HV”字母图像、或显示出如图14所示的“笑脸”图像，从而实现矩阵式像素化显示。同时，上述车辆用照明显示装置中，从投影出射方向Y观察车辆用照明显示装置，比如：本车辆司机的观察方向、也为背向投射透镜模块3的方向，多个单独控制亮暗的发光光源111发出的光束经一一对应的收光透镜131、透光部21、透光部21上的遮光图案22和投射透镜321折射后，由于透光部21上遮光图案22的作用，在投射空间4内会投射出不同的照明光型，故通过独立控制多个发光光源111的亮暗配合透光部21上的遮光图案22、可使本车辆的司机可以看到照明显示装置投射出不同的照明光型，从而实现矩阵式像素化照明。另外，车辆用照明显示装置照亮相向行驶车辆的司机或其他道路参与者时，通过独立控制多个发光光源111的亮暗，可避免车辆用照明显示装置对相向行驶车辆的司机或其他道路参与者形成危险的炫目，使得车辆用照明显示装置的矩阵式像素画照明具有遮蔽功能；当然，通过独立控制多个发光光源111的亮暗，还可对人进行高亮照明。因此，本申请同时实现了矩阵式像素化显示、矩阵式像素化照明、以及矩阵式像素化照明的遮蔽或高亮，从而满足安全舒适化照明、以及人与车、车与车、人与人之间的信息化交流。

优选地，针对光源模块1：发光光源111、位于该发光光源111外围的第一挡光筋121、以及正对该发光光源111的收光透镜131一一对应。发光光源111可以选用以下类型：可以为半导体光源，也可以为包括半导体激光器和光转换元件的光源，还可以为包括固体激光器和光转换元件的光源，光转换元件可以由光转换材料制成。第一挡光筋121为框型结构，如图5所示，每个第一挡光筋121都具有四条筋边，相邻的两个第一挡光筋121可以共用一条筋边。第一挡光筋阵列单元12由非透明材料制成；当然，第一挡光筋阵列单元12包括由透明材料制成的基体、以及由喷射在基体表面的黑漆制成的挡光层。由多个第一挡光筋121构成的第一挡光筋阵列单元12为一整体件，由多个收光透镜131构成的收光透镜阵列单元13也为一整体件，收光透镜阵列单元13可以使用额外的支架进行固定，也可以直接固定于第一挡光筋阵列单元12；当收光透镜阵列单元13直接固定于第一挡光筋阵列单元12时，第一挡光筋阵列单元12和收光透镜阵列单元13注塑或模压为一体件，减小照明显示装置的体积。当然，第一挡光筋阵列单元12和收光透镜阵列单元13也可以为两个相互独立的零件。如图3和图4所示，每个收光透镜131为菲涅尔透镜；或者，如图6和图7所示，每个收光透镜131为常规透镜。收光透镜阵列单元13的材料为有机硅、PC、PMMA、或玻璃等透明材料，收光透镜阵列单元13的表面可以是光滑的镜面、也可以是粗糙的结构表面。

优选地，针对遮光模块2：如图8所示，遮光模块2为板状结构，每个透光部21上都设有遮光图案22。遮光图案22的类型有多种，比如：可以为截止线图案221、拐点图案222、以及远光图案223，根据实际需要的类型使截止线图案221、拐点图案222和远光图案223按照一定规律排列，当然还可以增加其他类型的遮光图案22；一个透光部21上设有一种类型的遮光图案22。透光基材的材料为PC、PMMA、或玻璃等透明材料。遮光图案22可以通过镀膜加工方式形成在透光部21上，遮光图案22也可以通过激光雕刻的加工方式形成在透光部21上，从而使遮光图案22依附在透光基材上。

优选地，针对投射透镜模块3：第二挡光筋311和第一挡光筋121的结构类似、也为框型结构，如图10所示，每个第二挡光筋311都具有四条筋边，相邻的两个第二挡光筋311可以共用一条筋边。第二挡光筋阵列单元31由非透明材料制成；当然，第二挡光筋阵列单元31包括由透明材料制成的基体、以及由喷射在基体表面的黑漆制成的挡光层。由多个第二挡光筋311构成的第二挡光筋阵列单元31为一整体件，由多个投射透镜321构成的投射透镜阵列单元32也为一整体件，投射透镜阵列单元32可以使用额外的支架进行固定，也可以直接固定于第二挡光筋阵列单元31；当投射透镜阵列单元32直接固定于第二挡光筋阵列单元31时，第二挡光筋阵列单元31和投射透镜阵列单元32注塑或模压为一体件，减小照明显示装置的体积。当然，第二挡光筋阵列单元31和投射透镜阵列单元32也可以为两个相互独立的零件。每个投射透镜321为菲涅尔透镜；或者，如图11所示，每个投射透镜321为常规透镜。投射透镜阵列单元32的材料为有机硅、PC、PMMA、或玻璃等透明材料，投射透镜阵列单元32的表面可以是光滑的镜面、也可以是粗糙的结构表面。

综上所述，本申请涉及的车辆用照明显示装置中，光源模块1中的每个发光光源111、光源模块1中的每个收光透镜131、光源模块1中的每个第一挡光筋121、遮光模块2中的每个设有遮光图案22的透光部21、投射透镜模块3中的每个投射透镜321、以及投射透镜模块3中的每个第二挡光筋311都一一对应，形成一个独立的光学小系统，车辆用照明显示装置由若干个呈矩阵式排布的光学小系统组成；光线在每个光学小系统中沿着投影出射方向Y前进，在投射空间4中形成独立的投射光束。多个光学小系统的亮暗组合在投射空间4内形成车辆用照明显示装置所需要的照明光型，同时从观察者方向X可以看到每一个光学小系统的亮暗特性，进而观察到车辆用照明显示装置所显示出的各种不同符号、图案，从而满足安全舒适化照明、以及人与车、车与车、人与人之间的信息化交流。因此，本申请涉及的车辆用照明显示装置具有以下优点：

1、控制每个发光光源111的亮暗，既能实现矩阵式像素化显示符合和图案，又能实现矩阵式像素化照明，与交通参与者进行可视化信息交互，还能实现投影空间内多束光线的亮暗调制，避免形成危险的炫目，完成多个目标的遮蔽处理。

2、可实现近光、远光等多种车灯功能，并能够有效提高光源能量利用率。

3、结构简单，省去了现有技术中车灯的导光棒等光学结构，从而缩小自身体积，降低加工成本和装配难度。

4、通过第一挡光筋121和第二挡光筋311遮蔽杂散光，使得多个光学小系统的光束互相不干扰，且光分布均匀。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种照明显示装置，其特征在于：所述照明显示装置包括沿光轴方向依次设置的光源模块(1)、遮光模块(2)、以及投射透镜模块(3)；其中，

所述光源模块(1)包括沿光轴方向依次设置的光源阵列单元(11)、第一挡光筋阵列单元(12)、以及收光透镜阵列单元(13)，所述光源阵列单元(11)具有多个独立控制、且呈矩阵排布的发光光源(111)，所述第一挡光筋阵列单元(12)具有多个呈矩阵排布、且设在每个发光光源(111)外围的第一挡光筋(121)，所述收光透镜阵列单元(13)具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个发光光源(111)正对设置的收光透镜(131)；

所述遮光模块(2)包括透光基材，所述透光基材具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个收光透镜(131)正对设置的透光部(21)，多个透光部(21)中、至少有数个透光部(21)上设有遮光图案(22)；

所述投射透镜模块(3)包括沿光轴方向依次设置的第二挡光筋阵列单元(31)、以及投射透镜阵列单元(32)，所述第二挡光筋阵列单元(31)具有多个呈矩阵排布、且设在每个透光部(21)外围的第二挡光筋(311)，所述投射透镜阵列单元(32)具有多个呈矩阵排布、且沿光轴方向与每个透光部(21)正对设置的投射透镜(321)。

2.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述发光光源(111)为半导体光源、或包括半导体激光器和光转换元件、或包括固体激光器和光转换元件。

3.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述收光透镜(131)为菲涅尔透镜。

4.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述第一挡光筋阵列单元(12)和收光透镜阵列单元(13)注塑或模压为一体件。

5.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述收光透镜阵列单元(13)的材料为有机硅、PC、PMMA、或玻璃。

6.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述第一挡光筋阵列单元(12)由非透明材料制成。

7.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述第一挡光筋阵列单元(12)包括由透明材料制成的基体、以及由喷射在基体表面的黑漆制成的挡光层。

8.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述遮光图案(22)的类型包括截止线图案(221)、拐点图案(222)、以及远光图案(223)，一个透光部(21)上设有一种类型的遮光图案(22)。

9.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述遮光图案(22)通过镀膜或激光雕刻的加工方式形成在透光部(21)上。

10.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述透光基材的材料为PC、PMMA、或玻璃。

11.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述第二挡光筋阵列单元(31)由非透明材料制成。

12.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述第二挡光筋阵列单元(31)包括由透明材料制成的基体、以及由喷射在基体表面的黑漆制成的挡光层。

13.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述第二挡光筋阵列单元(31)和投射透镜阵列单元(32)注塑或模压为一体件。

14.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述投射透镜(321)为菲涅尔透镜。

15.根据权利要求1所述的照明显示装置，其特征在于：所述投射透镜阵列单元(32)的材料为有机硅、PC、PMMA、或玻璃。