CN108870196A - 具有可调光束图案和可变颜色的多功能车内灯 - Google Patents

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Abstract

一种车辆，包括：内部；灯组件，灯组件能够将具有第一光束图案和第二光束图案的光发射到内部，灯组件包括能够发射多种颜色的光的光源，光源发射离开灯组件并以第一光束图案或第二光束图案进入车辆内部的光；以及控制器，控制器控制离开灯组件并进入车辆的内部的光具有第一光束图案或第二光束图案，并控制光源发射多种颜色中的哪一种颜色。车辆进一步包括与控制器通信的用户界面，其中，用户界面可从内部使用并且允许车辆的乘客选择光的多种颜色中的颜色。

Description

具有可调光束图案和可变颜色的多功能车内灯
技术领域
本发明总体涉及内部车辆照明。
背景技术
车辆通常具有车内灯。然而，车内灯可能很贵且占用太多的空间。
发明内容
根据本发明的第一方面，一种用于将光发射到车辆的内部的灯组件包括：光源，光源能够发射多于一种颜色的光；光学器件，光学器件与光源光学相关，使得光传输通过光学器件或在光学器件内；光源相对于光学器件具有第一位置，使得传输通过光学器件的光以第一光束图案离开光学器件；并且光源相对于光学器件具有第二位置，使得传输通过光学器件或在光学器件内的光以第二光束图案离开光学器件。
本发明的第一方面的实施例可以包括以下特征的任一者或其组合：
·光源是一个或多个LED；
·在第一位置中，离开光学器件的光用作供阅读用的光；以及
·在第二位置中，离开光学器件的光用作环境照明。
根据本发明的第二方面，一种用于将光发射到车辆的内部的灯组件包括：光源，光源能够发射多于一种颜色的光；光学器件，光学器件与光源光学相关，使得光传输通过光学器件或在光学器件内并以第一光束图案离开光学器件；电控光散射装置，电控光散射装置与光学器件光学相关，使得以第一光束图案离开光学器件的光传输通过电控光散射装置；其中，电控光散射装置具有光散射状态和非光散射状态；其中，在非光散射状态下，电控光散射装置允许传输通过电控光散射装置的光以第一光束图案离开电控光散射装置；其中，在光散射状态下，电控光散射装置使传输通过电控光散射装置的光以第二光束图案离开电控光散射装置。
本发明的第二方面的实施例可以包括以下特征的任一者或其组合：
·其中，电控光散射装置是聚合物分散液晶器件；其中，在非光散射状态下，电势施加到聚合物分散液晶器件；并且其中，在光散射状态下，电势未施加到聚合物分散液晶器件；
·在非光散射状态下离开聚合物分散液晶器件的光用作供阅读用的光；
·在光散射状态下离开聚合物分散液晶器件的光用作环境照明；以及
·光源是一个或多个LED。
根据本发明的第三方面，一种车辆包括：内部；灯组件，灯组件能够将具有第一光束图案和第二光束图案的光发射到内部，灯组件包括能够发射多种颜色的光的光源，光源发射离开灯组件并以第一光束图案或第二光束图案进入车辆内部的光；以及控制器，控制器控制离开灯组件并进入车辆的内部的光具有第一光束图案或第二光束图案，并控制光源发射多种颜色中的哪一种颜色。
本发明的第三方面的实施例可以包括以下特征的任一者或其组合：
·车辆进一步包括与控制器通信的用户界面，其中，用户界面可从内部使用并且允许车辆的乘客选择光的多种颜色中的颜色；
·用户界面还允许乘客选择光以第一光束图案或以第二光束图案进入内部；
·车辆自主地运输乘客，进入车辆的内部的光处于第一光束图案，以便为乘客提供光以供阅读；
·光源是一个或多个LED；
·光学器件是透镜；
·一个或多个LED包括一个或多个RGB LED；
·车辆的内部包括顶篷，其中，光源位于顶篷处；
·灯组件进一步包括：光学器件，光学器件与光源光学相关，使得光传输通过光学器件或在光学器件内；光源相对于光学器件具有第一位置，使得传输通过光学器件或在光学器件内的光以第一光束图案离开光学器件；并且光源相对于光学器件具有第二位置，使得传输通过光学器件或在所述光学器件内的光以第二光束图案离开光学器件，第二光束图案比第一光束图案更宽；其中，基于在用户界面上作出的关于光是以第一光束图案或者第二光束图案进入内部的选择，控制器控制光源是处于第一位置或者处于第二位置；
·灯组件进一步包括：光学器件，光学器件与光源光学相关，使得光传输通过光学器件或在光学器件内并且以第一光束图案离开光学器件；以及电控光散射装置，电控光散射装置与光学器件光学相关，使得以第一光束图案离开光学器件的光传输通过电控光散射装置；其中，电控光散射装置具有光散射状态和非光散射状态；其中，在非光散射状态下，电控光散射装置允许传输通过电控光散射装置的光以第一光束图案离开电控光散射装置；其中，在光散射状态下，电控光散射装置使传输通过电控光散射装置的光以第二光束图案离开电控光散射装置；并且其中，基于在用户界面上作出的关于光是以第一光束图案或者第二光束图案进入内部的选择，控制器控制电控光散射装置是处于非光散射状态或者处于光散射状态；以及
·电控光散射装置是聚合物分散液晶器件。
本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本发明的这些和其它方面、目标和特征。
附图说明
在附图中：
图1是车辆内部的立体图，其说明了顶篷处的灯组件；
图2是图1的内部的立体图，其说明了用于控制灯组件的用户界面；
图3是图1的灯组件的示意图，其说明了相对于光学器件处于第一位置并且以第一光束图案发射离开光学器件的光的光源；
图4是图1的灯组件的示意图，其说明了相对于光学器件处于第二位置并且以第二光束图案发射离开光学器件的光的光源；
图5是图1的灯组件的替代实施例的示意图，其说明了未改变第一光束图案的处于非光散射状态的电控光散射装置；
图6是图5的替代实施例的示意图，其说明了将第一光束图案改变成第二光束图案的处于光散射状态的电控光散射装置；
图7是图6的电控光散射装置的实施例的示意图，即处于非光散射状态的聚合物分散液晶器件；
图8是处于光散射状态的图7的聚合物分散液晶器件的示意图；
图9是说明了将用户界面用作输入的用于图1或图5的替代实施例的灯组件的控制器的视图；
图10是图2的用户界面的顶视图，其说明了用于用户选择以控制图1或图5的灯组件的颜色选择和光束图案的图形图示；以及
图11是由图9的控制器使用的灯组件控制例程的流程图。
具体实施方式
出于说明的目的，词语“上”“下”“右”“左”“后”“前”“垂直”“水平”及其派生词语应当依据图1中所定向的发明。然而，应理解的是除非明确作出相反说明，本公开可呈现各种替代的定向。还应理解的是在附图中显示和在下列说明书中说明的具体设备和工艺仅仅为权利要求书中的权利要求所设定的创造性概念的示例性实施例。因此，涉及这里所公开的实施例的具体尺寸和其它物理特征不应视为限定，除非权利要求中作了其他明示。
参考图1至图2，车辆10包括内部12和用于将光发射到车辆10的内部12中的灯组件14。车辆10的内部12具有顶篷16。灯组件14可位于顶篷16处，使得发出的光大体向下照射到车辆10的内部12中。如下所述，车辆进一步包括控制器18，其可以控制灯组件14的操作。车辆10进一步包括与控制器18通信的用户界面20。用户界面20可从内部12使用。用户界面20允许乘客控制灯组件14的操作。车辆10可以是自主车辆或人工操作的车辆，并且可以是轿车、卡车或厢式货车等车辆。
参考图3至图4，灯组件14包括光源22。光源22能够发射光24。灯组件14进一步包括光学器件26。光学器件26与光源22成光学关系，这意味着光源22发射的光24到达并传输通过或在光学器件26内。光学器件26可以是透镜、反射器或光导管(实心或空心的)等。换句话说，光学器件26可以引导和操纵光源22发射的光24。光源22相对于光学器件26具有第一位置28，其由光源22与光学器件26之间的第一距离88限定(见图3)。在该第一位置28中，传输通过光学器件26的光24以第一光束图案30离开光学器件26，该第一光束图案与下面讨论的第二光束图案34相比可以是更窄和/或更准直的图案。在第一位置28中，离开光学器件26的光24用作供阅读的光。例如，离开光学器件26的光24足够窄以允许车辆10的乘客读取地图、计算装置上的显示屏、书籍以及乘客希望阅读的任何其他材料。
光源22相对于光学器件26具有第二位置32，其由光源22和光学器件26之间的第二距离90(不同于第一距离88)限定(见图4)。换句话说，在第二位置32中，光源22比在第一位置28更靠近光学器件26或者更远离光学器件26，考虑到所使用的具体光学器件26，无论哪一者都能提供所需的光束图案变化。在该第二位置32中，传输通过光学器件26的光24以第二光束图案34离开光学器件26，该第二光束图案与第一光束图案30相比可以是更宽和/或较不准直的光束图案。在第二位置32中，离开光学器件26的光24用作环境照明，不太适合阅读。环境照明(例如通过发射所需颜色的漫射光)可以帮助设定车辆10的乘客的情绪、感知和感觉。光源22可以在第一位置28和第二位置32之间转换。与控制器18通信的附接到光源22的移动装置86(例如电机或活塞)使得光源22在第一位置28或第二位置32之间移动并位于任一位置中。
参考图5至图6，所示为灯组件14(即灯组件14A)的替代实施例。灯组件14A也包括光源22。光源22还能够发射多于一种颜色的光24。灯组件14A进一步包括与光源22光学相关的光学器件26(其可以是与灯组件14一起使用的光学器件26不同类型的光学器件，例如菲涅耳透镜)，使得光24传输穿过光学器件26并且以第一光束图案30离开光学器件26，该第一光束图案也可以是更窄和/或更准直的图案。灯组件14A进一步包括电控光散射装置36。电控光散射装置是可以根据电通信命令来改变入射光的光束图案的装置，并且包括诸如聚合物分散液晶器件的装置。电控光散射装置36与光学器件26光学相关，使得以第一光束图案30离开光学器件26的光24传输通过电控光散射装置36。电控光散射装置36具有光散射状态38和非光散射状态40。在非光散射状态40(见图5)下，电控光散射装置36允许传输通过电控光散射装置36的光24大致以第一光束图案30离开电控光散射装置36。换句话说，在非光散射状态40中，电控光散射装置36不会有目的地改变以第一光束图案30进入电控光散射装置36的光24的光束图案。然而，在光散射状态38(见图6)下，电控光散射装置36使得传输通过电控光散射装置36的光24以第二光束图案34离开电控光散射装置36，该第二光束图案也是较宽和/或较不准直的和/或比第一光束图案30更漫射(散射)的光束图案。当电控光散射装置36处于光散射状态38时，离开电控光散射装置36的光24与进入电控光散射装置36的光24相比是漫射的。
参考图7至图8，电控光散射装置36可以是如上所述的聚合物分散液晶器件42。通常，聚合物分散液晶器件42具有第一部分44和与第一部分44相对的第二部分46。第一部分44和第二部分46通常都是透明玻璃或塑料。聚合物分散液晶器件42进一步具有与第一部分44相邻的第一透明导电层48和与第二部分46相邻的第二透明导电层50。聚合物分散液晶器件42进一步具有中央腔52，其包括在第一透明导电层48与第二透明导电层50之间的聚合物分散液晶。当电源92连接并施加到第一透明导电层48和第二透明导电层50时，在第一透明导电层48和第二透明导电层50之间会产生电场。电场使得中央腔52中的聚合物分散液晶与电场对齐，从而使得以第一光束图案30进入聚合物分散液晶器件42的光24仍大致以第一光束图案30离开聚合物分散液晶器件42。换句话说，当电源92被施加到聚合物分散液晶器件42时，聚合物分散液晶器件42处于非光散射状态40(见图7)。电源92可以是通过电路54与聚合物分散液晶器件42电连通的电池，该电路可以经由开关56打开或关闭。在非光散射状态40下，开关56关闭。或者，当开关56打开(见图8)并且因此电源未被施加到第一透明导电层48和第二透明导电层50时，在第一透明导电层48和第二透明导电层50之间不产生电场。因此，没有电场使得中央腔52中的聚合物分散液晶对齐，因此聚合物分散液晶使已经以第一光束图案30进入聚合物分散液晶器件42的光24散射。因此，当电源92未施加到聚合物分散液晶器件42时，聚合物分散液晶器件42处于光散射状态38，并且中央腔52中的聚合物分散液晶分散入射光24，从而使光以第二光束图案34(即，更宽或更漫射的图案)离开。
当电控光散射装置36处于非光散射状态40时，如上所述，以第一光束图案30离开电控光散射装置36的光24用作供阅读所用的光。或者，当电控光散射装置36处于光散射状态38时，如上所述，离开电控光散射装置36的光24用作环境光。
通过灯组件14和替代实施例的灯组件14A，光源22能够发射多于一种颜色(即多种颜色)的光24。换句话说，光源22可以发射第一颜色的光24。光源22可以随后不发射第一颜色的光24而是发射第二颜色(或第三颜色，第四颜色等)的光24。光源22可以是一个或多个LED。更确切地说，光源22可以是一个或多个RGB LED。在具有灯组件14的图3至图4所示实施例中，光源22是RGB LED。通过调节提供给RGB LED的红色、绿色和蓝色部分中的每一个的电流，利用RGB LED会使光源22发射白光以及许多不同颜色的光。或者，光源22可以是LED阵列，具有各种颜色的各种单个LED和白光发光LED。因此，例如，如果希望发射蓝光，那么可以激活LED阵列的蓝色LED，以此类推。
光源22发射光24，其以第一光束图案30或第二光束图案34离开灯组件14(或替代实施例的灯组件14A)和进入车辆10的内部12。现在参考图9至图11，控制器18控制离开灯组件14(或替代实施例的灯组件14A)并且进入车辆的内部12的光24是否具有第一光束图案30或第二光束图案34并且控制光源22所发射的多种颜色中的颜色。控制器18可包含控制电路，例如微处理器58和存储器60。存储器60存储并且微处理器58执行灯组件控制例程62。
用户界面20允许车辆10的乘客选择光源22能够发射的多种颜色的颜色。例如，用户界面20可以是触摸屏64，其产生色轮66或各种特定颜色68的图形展示。然后，乘客可以通过在点中触摸色轮66或各种特定颜色68来选择产生乘客希望光源22发射的颜色。用户界面20将该选择作为输入提供给控制器18。控制器18又使光源22以在触摸屏64上乘客选择的颜色发射光24。
另外，用户界面20进一步允许乘客选择光24是以第一光束图案30还是以第二光束图案34进入内部12。例如，用户界面20的触摸屏64可以产生光的图形展示70，其中第一光束图案30照射在阅读材料上。然后，乘客可以通过触摸图形展示70来选择，并且用户界面20将该选择作为输入提供给控制器18。控制器18又通过操纵移动装置86使得灯组件14的光源22处于第一位置28或者如果代替使用替代实施例的灯组件14A，则通过使电控光散射装置(“ECLSD”)36处于非光散射状态40而使光源22以第一光束图案30发射光24。用户界面20的触摸屏64可以另外产生具有第二光束图案34的光24的图形展示72。然后，乘客可以通过触摸图形展示72来选择，并且用户界面20将该选择作为输入提供给控制器18。控制器18又通过操纵移动装置86使得灯组件14的光源22处于第二位置32或者如果使用替代实施例的灯组件14A，则通过使电控光散射装置36处于光散射状态38而使光源22以第二光束图案34发射光24。
更确切地说，假设光源22已被激活(即，发射光24)，则微处理器58执行灯组件控制例程62。灯组件控制例程62从步骤74开始并前进到步骤76，以确定已经选择了光24的哪个光束图案(第一光束图案30或第二光束图案34)。如上所讨论的，可以经由用户界面20进行该选择。或者，可以通过使用开关、旋钮或按钮来进行选择。如果已经选择了第一光束图案30，那么灯组件控制例程62进行到步骤78，以(a)将灯组件14的光源22移动到第一位置28，或者(b)使灯组件14A的电控光散射装置36处于非光散射状态40。或者，如果已经选择了第二光束图案34，那么灯组件控制例程62进行到步骤80，以(a)将灯组件14的光源22移动到第二位置32，或者(b)使灯组件14A的电控光散射装置36处于光散射状态38。灯组件控制例程62然后进行到步骤82，以确定哪个颜色已经被选择用于光源22发射。如上所讨论的，可以经由用户界面20进行该选择。或者，可以通过使用开关、旋钮或按钮来进行选择。然后，灯组件控制例程62进行到步骤84以使光源22产生所选的颜色。然后，灯组件控制例程62返回到步骤74(即开始)。
因此，车辆中的一个灯组件(灯组件14或灯组件14A)能够以各种颜色提供功能光(即，用于阅读的光)和环境光(即，情绪照明)。
应了解的是，在不脱离本发明概念的情况下，可对以上所述的结构做出变形和修改。还应了解的是，下面的权利要求书意欲涵盖此概念，除非这些权利要求另有明确说明。

Claims (20)

1.一种用于将光发射到车辆的内部的灯组件，包括：
光源，所述光源能够发射多于一种颜色的光；
光学器件，所述光学器件与所述光源光学相关，使得光传输通过所述光学器件或在所述光学器件内；
所述光源相对于所述光学器件具有第一位置，使得传输通过所述光学器件或在所述光学器件内的光以第一光束图案离开所述光学器件；并且
所述光源相对于所述光学器件具有第二位置，使得传输通过所述光学器件或在所述光学器件内的光以第二光束图案离开所述光学器件。
2.根据权利要求1所述的灯组件，其中，所述光源是一个或多个LED。
3.根据权利要求1所述的灯组件，其中，在所述第一位置中，离开所述光学器件的光用作供阅读用的光。
4.根据权利要求3所述的灯组件，其中，在所述第二位置中，离开所述光学器件的光用作环境照明。
5.一种用于将光发射到车辆的内部的灯组件，包括：
光源，所述光源能够发射多于一种颜色的光；
光学器件，所述光学器件与所述光源光学相关，使得光传输通过所述光学器件或在所述光学器件内并以第一光束图案离开所述光学器件；
电控光散射装置，所述电控光散射装置与所述光学器件光学相关，使得以所述第一光束图案离开所述光学器件的光传输通过所述电控光散射装置；
其中，所述电控光散射装置具有光散射状态和非光散射状态；
其中，在所述非光散射状态下，所述电控光散射装置允许传输通过所述电控光散射装置的光以所述第一光束图案离开所述电控光散射装置；
其中，在所述光散射状态下，所述电控光散射装置使传输通过所述电控光散射装置的光以第二光束图案离开所述电控光散射装置。
6.根据权利要求5所述的用于将光发射到车辆的内部的灯组件，
其中，所述电控光散射装置是聚合物分散液晶器件；
其中，在所述非光散射状态下，电势施加到所述聚合物分散液晶器件；并且
其中，在所述光散射状态下，电势未施加到所述聚合物分散液晶器件。
7.根据权利要求6所述的用于将光发射到车辆的内部的灯组件，其中，在所述非光散射状态下，离开所述聚合物分散液晶器件的光用作供阅读用的光。
8.根据权利要求7所述的用于将光发射到车辆的内部的灯组件，其中，在所述光散射状态下，离开所述聚合物分散液晶器件的光用作环境照明。
9.根据权利要求5所述的用于将光发射到车辆的内部的灯组件，其中，所述光源是一个或多个LED。
10.一种车辆，包括：
内部；
灯组件，所述灯组件能够将具有第一光束图案和第二光束图案的光发射到所述内部，
所述灯组件包括能够发射多种颜色的光的光源，所述光源发射离开所述灯组件并以所述第一光束图案或所述第二光束图案进入所述车辆内部的光；以及
控制器，所述控制器控制离开所述灯组件并进入所述车辆的内部的光具有所述第一光束图案或所述第二光束图案，并控制所述光源发射所述多种颜色中的哪一种颜色。
11.根据权利要求10所述的车辆，进一步包括与所述控制器通信的用户界面，其中，所述用户界面可从所述内部使用并且允许所述车辆的乘客选择光的所述多种颜色中的颜色。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述用户界面还允许所述乘客选择光以所述第一光束图案或以所述第二光束图案进入所述内部。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述车辆自主地运输乘客，进入所述车辆的内部的光处于所述第一光束图案，以便为所述乘客提供光以供阅读。
14.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述光源是一个或多个LED，并且光学器件是透镜。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述一个或多个LED包括一个或多个RGB LED。
16.根据权利要求15所述的车辆，所述车辆的内部包括顶篷，其中，所述光源位于所述顶篷处。
17.根据权利要求12所述的车辆，所述灯组件进一步包括：
光学器件，所述光学器件与所述光源光学相关，使得光传输通过所述光学器件或在所述光学器件内；
所述光源相对于所述光学器件具有第一位置，使得传输通过所述光学器件或在所述光学器件内的光以所述第一光束图案离开所述光学器件；并且
所述光源相对于所述光学器件具有第二位置，使得传输通过所述光学器件或在所述光学器件内的光以所述第二光束图案离开所述光学器件，所述第二光束图案比所述第一光束图案更宽；
其中，基于在所述用户界面上作出的关于光是以所述第一光束图案或者所述第二光束图案进入所述内部的选择，所述控制器控制所述光源是处于所述第一位置或者处于所述第二位置。
18.根据权利要求12所述的车辆，所述灯组件进一步包括：
光学器件，所述光学器件与所述光源光学相关，使得光传输通过所述光学器件或在所述光学器件内并且以所述第一光束图案离开所述光学器件；以及
电控光散射装置，所述电控光散射装置与所述光学器件光学相关，使得以所述第一光束图案离开所述光学器件的光传输通过所述电控光散射装置；
其中，所述电控光散射装置具有光散射状态和非光散射状态；
其中，在所述非光散射状态下，所述电控光散射装置允许传输通过所述电控光散射装置的光以所述第一光束图案离开所述电控光散射装置；
其中，在所述光散射状态下，所述电控光散射装置使传输通过所述电控光散射装置的光以所述第二光束图案离开所述电控光散射装置；并且
其中，基于在所述用户界面上作出的关于光是以所述第一光束图案或者所述第二光束图案进入所述内部的选择，所述控制器控制所述电控光散射装置是处于所述非光散射状态或者处于所述光散射状态。
19.根据权利要求18所述的车辆，其中，所述电控光散射装置是聚合物分散液晶器件。
20.根据权利要求19所述的车辆，其中，所述光源包括一个或多个RGBLED。
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