CN113375120A - 用于生成多个光束图案图像的发光装置 - Google Patents

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韩胜植
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Abstract

本发明涉及用于生成多个光束图案图像的发光装置。该发光装置配置为生成多个光束图案图像，其中，通过微型透镜和遮光件而投射出从多个微型发光装置出射的光的各种图像，从而根据微型发光装置是否接通而投射出光的各种图像。此外，光源阵列、遮光件阵列和透镜阵列都形成为板形，因此减小了尺寸并简化了结构。

Description

用于生成多个光束图案图像的发光装置
技术领域
本发明涉及一种配置为生成多个光束图案图像的发光装置，该发光装置能够生成各种发光图案并且具有简单的光学结构。
背景技术
通常情况下，车辆配备有发光***，其用于在夜间行驶时更清楚地显示车辆前方区域的物体，并且用于向街道上的其他车辆或人显示车辆的行驶状态。例如，被称为前照灯的车灯是沿车辆的行驶方向照亮前方道路的灯。
汽车车灯分为前照灯、日间行车灯、雾灯、转向灯、刹车灯、倒车灯等，并且设置为以不同方向向道路表面辐射光。
近来，随着自动驾驶车辆的发展，车灯向道路辐射光并且通过车灯发送消息。
然而，在现有技术中，在通过车灯辐射图像时只点亮固定的图像，因此消息的发送受到限制，并且为了确保图像辐射中的光学效率，包括了透镜结构的体积增加过大。
上述作为本发明的现有技术的说明仅用于帮助理解本发明的背景技术，不应被理解为包括在本领域技术人员已知的现有技术中。
发明内容
为了解决这些问题而做出了本发明，本发明的一方面在于提供一种配置为生成多个光束图案图像的发光装置，该发光装置具有简单的结构并且能够生成各种发光图案。
根据本发明的一个方面，一种发光装置包括：光源阵列和遮光件阵列，所述光源阵列包括基板和多个微型发光装置，所述多个微型发光装置布置在基板上并配置为分别地接通；所述遮光件阵列布置在光源阵列的前方，并且包括分别与微型发光装置匹配的遮光件。每个遮光件具有光通过的孔，并且一些或全部孔具有不同的形状，使得当一些或全部微型发光装置接通时，投射出与孔的形状对应的发光图案。
发光装置进一步包括：透镜阵列，所述透镜阵列布置在光源阵列的前方，并且包括分别与微型发光装置匹配的多个微型透镜。
透镜阵列包括：第一透镜阵列和第二透镜阵列，所述第一透镜阵列布置在光源阵列与遮光件阵列之间，并且配置为将从微型发光装置出射的光改变为平行光；所述第二透镜阵列布置在第一透镜阵列与遮光件阵列之间，并且配置为将透过了第一透镜阵列的光会聚。
第一透镜阵列与光源阵列匹配，并且具有分别与多个微型发光装置匹配的多个第一微型透镜，多个第一微型透镜将从多个微型发光装置出射的光改变为平行光。
第二透镜阵列与第一透镜阵列匹配，并且具有分别与第一微型透镜匹配的多个第二微型透镜，多个第二微型透镜将传输通过多个第一微型透镜的平行光会聚于遮光件。
透镜阵列进一步包括第三透镜阵列，所述第三透镜阵列与第二透镜阵列背对地布置，并且遮光件阵列在第二透镜阵列与第三透镜阵列之间，并且第三透镜阵列将透过了遮光件阵列的光发射到外部。
第三透镜阵列与遮光件阵列匹配并且具有分别与遮光件匹配的多个第三微型透镜，并且多个第三微型透镜将透过遮光件入射的光投射到外部。
遮光件阵列的一些或全部孔具有包括不同字母和数字的符号形状。
遮光件阵列的一些孔或全部孔具有矩形边缘、水平地穿过矩形中心的水平部分、竖直地穿过矩形中心的竖直部分以及以不同的方向对角线地穿过矩形中心的一对对角部分，其中，边缘、水平部分、竖直部分和对角部分都被分成两半，以具有通过两条线段形成的相同图案，并且边缘、水平部分、竖直部分和对角部分中的每一者的任意一条线段接通。
光源阵列和遮光件阵列安装在壳体中，从而形成一个组件，并且所述壳体配置为通过来自驱动单元的电力而旋转。
壳体具有垂直地延伸的旋转轴，并且驱动单元连接至旋转轴并配置为使旋转轴旋转，从而根据壳体的旋转，在壳体的旋转范围内投射光的图案形状。
发光装置配置为生成多个光束图案图像。
根据具有上述结构的配置为生成多个光束图案图像的发光装置，通过微型透镜和遮光件而投射出从多个微型发光装置出射的光的各种图像，从而根据微型发光装置是否接通而投射出光的各种图像。此外，光源阵列、遮光件阵列和透镜阵列都形成为板形，因此减小了尺寸并简化了结构。
附图说明
结合附图，从以下具体描述中将更清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征以及优点，在这些附图中：
图1是显示根据本发明实施方案的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的示意图；
图2是图1所示的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的装配示意图；
图3至图4是显示图1所示的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的示意图；
图5至图11是显示图1所示的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的实施方案的示意图。
具体实施方式
以下参照附图描述根据本发明示例性实施方案的配置为生成多个光束图案图像的发光装置。
图1是示出根据本发明实施方案的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的示意图，图2是图1所示的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的装配示意图，图3至图4是显示图1所示的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的示意图，图5至图11是显示图1所示的配置为生成多个光束图案图像的发光装置的实施方案的示意图。
如图1至图3所示，根据本发明的配置为生成多个光束图案图像的发光装置包括：光源阵列10和遮光件阵列20，所述光源阵列10包括基板11和多个微型发光装置12，多个微型发光装置12布置在基板11上并配置为分别地接通；所述遮光件阵列20布置在光源阵列10的前方，并且包括分别与微型发光装置12匹配的遮光件21，其中，每个遮光件21具有光通过的孔22，一些或全部孔22具有不同的形状，使得当一些或全部微型发光装置12接通时，投射出与孔22的形状对应的发光图案。
如上所述，本发明的发光装置包括光源阵列10和遮光件阵列20，从而当光透过遮光件阵列20时，从光源阵列10出射的光投射为具有特定图像的光。
光源阵列10具有安装在基板11上的多个微型发光装置12，并且可以由微型LED组成。微型发光装置12在基板11上分别地接通，因此光源阵列10可以具有各种发光形状。
遮光件阵列20设置在光源阵列10的前方，并且接收从微型发光装置12出射的光。具体地，遮光件阵列20具有分别对应于微型发光装置12的多个遮光件21，并且每个遮光件21具有光通过的孔22。因此，当从微型发光装置12出射的光透过遮光件21时，投射到外部的光的图像由光通过的孔22的形状确定。
由于遮光件21的孔22具有不同的形状，可以根据一些微型发光装置12是否接通而改变通过孔22投射到外部的光的图像形状。
即，微型发光装置12与遮光件21彼此分别匹配，并且遮光件21的孔22具有不同的形状，因此，依据微型发光装置12中的特定的微型发光装置12是否接通，投射出根据特定的遮光件21的孔22的形状的光束图案图像。从而，可以根据遮光件21的孔22的形状实现各种光束图案。
发光装置可以进一步包括透镜阵列30，透镜阵列30布置在光源阵列10的前方，并且包括分别与微型发光装置12匹配的多个微型透镜31。透镜阵列30将从微型发光装置12出射的光会聚于遮光件21。因此，透镜阵列30中布置有分别与微型发光装置12和遮光件21匹配的多个微型透镜31。
详细地，如图1至图4所示，透镜阵列30可以由第一透镜阵列30a和第二透镜阵列30b组成，所述第一透镜阵列30a布置在光源阵列10与遮光件阵列20之间，并且将从微型发光装置12出射的光改变为平行光；所述第二透镜阵列30b布置在第一透镜阵列30a与遮光件阵列20之间，并且将通过了第一透镜阵列30a的光会聚。
如上所述，透镜阵列30可以由分开的第一透镜阵列30a和第二透镜阵列30b组成。第一透镜阵列30a将从微型发光装置12出射的光改变为平行光，使得平行光传输至遮光件阵列20的遮光件21，而第二透镜阵列30b将透过第一透镜阵列30a而产生的平行光会聚于遮光件21。因此，从光源阵列10的微型发光装置12出射的光通过第一透镜阵列30a改变为平行光，并通过第二透镜阵列30b会聚于遮光件21，从而使光损耗最小化，从而，可以提高光学效率，并且可以清晰地投射出由透过遮光件21的光组成的图像。
详细地，第一透镜阵列30a与光源阵列10匹配，并且具有分别与微型发光装置12匹配的多个第一微型透镜31a，第一微型透镜31a可以将从微型发光装置12出射的光改变为平行光。
即，由于第一透镜阵列30a具有分别与微型发光装置12匹配的多个第一微型透镜31a，从微型发光装置12出射的光在透过第一微型透镜31a时改变为平行光。第一透镜阵列30a的第一微型透镜31a的曲率可以通过应用自动准直原理(所述自动准直原理用于将入射光改变为平行光)来确定。
如上所述，第一透镜阵列30a与光源阵列10匹配，因此第一透镜阵列30a接收从微型发光装置12出射的全部的光。第一微型透镜31a分别与微型发光装置12匹配，因此从微型发光装置12出射的光可以透过第一微型透镜31a改变为平行光。
第二透镜阵列30b与第一透镜阵列30a匹配，并且具有分别与第一微型透镜31a匹配的多个第二微型透镜31b，第二微型透镜31b将传输透过了相对的第一微型透镜31a的平行光会聚于相对的遮光件21。
即，由于第二透镜阵列30b具有分别与第一微型透镜31a匹配的多个第二微型透镜31b，通过第一微型透镜31a产生的平行光通过第二微型透镜31b会聚于遮光件21。第二透镜阵列30b的第二微型透镜31b可以形成为凸面的或凹面的，使得入射光会聚于遮光件21。
第二透镜阵列30b与第一透镜阵列30a和遮光件21匹配，并且接收透过了第一微型透镜31a的平行光。此外，由于设置了分别与第一微型透镜31a匹配的第二微型透镜31b，平行光会聚于遮光件21，从而确保了光学效率。
透镜阵列可以进一步包括第三透镜阵列30c，第三透镜阵列30c与第二透镜阵列30b背对地布置，并且遮光件阵列20在第二透镜阵列30b与第三透镜阵列30c之间，第三透镜阵列30c将通过了遮光件阵列20的光发射到外部。即，第三透镜阵列30c是透明透镜，其将透过了遮光件21的光放大，从而清晰地投射出通过了遮光件21的孔22的光的图像。
即，第三透镜阵列30c与遮光件阵列20匹配，接收通过了遮光件21的光，并且具有分别与遮光件21匹配的多个第三微型透镜31c，从而透过了遮光件21的光通过第三微型透镜31c放大并投射到外部。为此，第三微型透镜31c可以形成为凸面的，使得透过了相对的遮光件21的入射光可以被放大并投射到外部。
如上所述，从光源阵列10出射的光透过第一透镜阵列30a和第二透镜阵列30b会聚于遮光件21，当会聚的光透过遮光件阵列20时，形成根据亮度差的光的图像。透过了第三透镜阵列30c的光被放大并形成清晰的图像，因此，可以更容易地识别出投射到外部的图像。
如图4和图5所示，遮光件阵列20的一些或全部孔22可以具有包括不同字母和数字的符号形状。
由于遮光件阵列20的孔22有着具有不同字母和数字的符号形状，可以根据要发送的消息通过控制微型发光装置12的接通，从而在投射到外部的图像中形成字母或数字的各种符号。
即，如图5所示，当遮光件21的孔22具有顺序地相连的符号形状时，在通过操作微型发光装置12中与所需的遮光件21对应的微型发光装置12来辐射光时，可以显示路径。此外，通过顺序地接通微型发光装置12，顺序地重复根据对应符号的图像，可以形成能够更容易被识别的光的图像。
尽管图中未示出，但是发光装置可以包括控制器或者可以连接至控制器，所述控制器可以实现为配置为控制微型发光装置12的电路或处理器。在一个示例中，控制器可以配置为根据光源阵列10中的微型发光装置12的布置而顺序地接通(和/或关断)微型发光装置12，和/或选择性地接通(和/或关断)微型发光装置12，使得来自发光装置的光可以具有对应的图案。
此外，如图6所示，一些遮光件21的孔22的形状形成为近光图案，从而可以实现近光。在这种情况下，可以根据形成近光所需的光的量来确定具有近光图案的孔22的遮光件21的数量。
此外，可以通过使微型发光装置12辐射不同颜色的光来改变光的颜色。
作为另一个实施方案，如图7所示，遮光件阵列20的一些或全部孔22具有矩形边缘22a、水平地穿过矩形中心的水平部分22b、竖直地穿过矩形中心的竖直部分22c和以不同的方向对角线地穿过矩形中心的一对对角部分22d。边缘22a、水平部分22b、竖直部分22c和对角部分22d中的每一者分别被分成两半，以具有通过两条线段形成的相同图案，边缘22a、水平部分22b、竖直部分22c和对角部分22d中的每一者的任意一条线段都可以接通。
即，每个遮光件21的孔22具有边缘22a、水平部分22b、竖直部分22c和对角部分22d，它们都被分成两条线段，因此孔22可以具有图7所示的形状。具体地，由于孔22的边缘22a、水平部分22b、竖直部分22c和对角部分22d中的每一者的两条分开的线段中的任意一条线段接通，当一些微型发光装置12接通时，多条线段组合，因此可以形成各种形状的图像。
例如，如图8所示，为了形成图像“↖”，微型发光装置12的操作被控制为：使光辐射到具有用于形成该图像的线段的遮光件21。因此，可以通过线段的组合实现发光图像“↖”。
如图9和图10所示，光源阵列10和遮光件阵列20安装在壳体40中，从而形成一个组件，并且壳体40可以通过来自驱动单元50的电力而旋转。如上所述，由于光源阵列10和遮光件阵列20安装在壳体40中，当壳体40旋转时，光源阵列10和遮光件阵列20一起旋转。为此，驱动单元50连接到壳体40，因此当驱动单元50操作时，壳体40可以旋转。
壳体40与驱动单元50之间的旋转连接结构可以以各种方式实现。
例如，如图9所示，壳体40具有相对于壳体的表面垂直地延伸的旋转轴41，驱动单元50包括提供扭矩的电机，驱动单元50和旋转轴41通过链条或传动带60进行连接。因此，当驱动单元50操作时，扭矩通过链条或皮带60传递到旋转轴42，因此壳体40可以旋转。
此外，如图10所示，壳体40可以具有垂直地延伸的垂直轴，所述垂直轴上具有从动齿轮41a，驱动单元50可以包括电机，并且驱动单元50可以具有与从动齿轮41a啮合的驱动齿轮51。因此，当驱动单元50操作时，驱动齿轮51旋转，并且与驱动齿轮51啮合的从动齿轮41a与壳体40一起旋转，因此壳体40可以旋转。
如上所述，驱动单元50连接到壳体40的垂直轴并且使垂直轴旋转，从而使壳体40旋转并且在壳体40的旋转范围内投射光的图案形状。即，如图11所示，当壳体40旋转时，安装在壳体40中的光源阵列10和遮光件阵列20也沿相同的路径旋转，因此，在壳体40的旋转范围内投射光的图案形状。因此，可以通过使壳体40高速旋转来形成根据余像效果的光的图像，并且可以通过顺序地和/或选择性地接通一些微型发光装置12在旋转半径内形成各种光的图像。
具有上述结构的配置为生成多个光束图案图像的发光装置可以通过将来自微型发光装置12的光经由微型透镜和遮光件21辐射来投射光的各种图案形状，从而根据微型发光装置12是否接通而形成各种图案。此外，光源阵列10、遮光件阵列20和透镜阵列都形成为板形，因此减小了尺寸并简化了结构。
尽管上面提供了与附图中示出的特定实施方案相关的本发明，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离由所附权利要求中描述的本发明的范围的情况下，可以以各种方式改变和修改本发明。

Claims (12)

1.一种发光装置，其包括：
光源阵列，其包括基板和多个微型发光装置，所述多个微型发光装置布置在基板上并配置为分别地接通；和
遮光件阵列，其布置在所述光源阵列的前方，并且包括分别与微型发光装置匹配的遮光件；
其中，每个遮光件具有光通过的孔，并且一些或全部孔具有不同的形状，使得当一些或全部微型发光装置接通时，投射出与孔的形状对应的发光图案。
2.根据权利要求1所述的发光装置，进一步包括：透镜阵列，所述透镜阵列布置在所述光源阵列的前方，并且包括分别与微型发光装置匹配的多个微型透镜。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其中，所述透镜阵列包括：
第一透镜阵列，其布置在所述光源阵列与遮光件阵列之间，并且配置为将从微型发光装置出射的光改变为平行光；和
第二透镜阵列，其布置在所述第一透镜阵列与遮光件阵列之间，并且配置为将透过了第一透镜阵列的光会聚。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其中，所述第一透镜阵列与光源阵列匹配，并且具有分别与多个微型发光装置匹配的多个第一微型透镜，所述多个第一微型透镜将从多个微型发光装置出射的光改变为平行光。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其中，所述第二透镜阵列与第一透镜阵列匹配，并且具有分别与第一微型透镜匹配的多个第二微型透镜，所述多个第二微型透镜将传输通过多个第一微型透镜的平行光会聚于相应的遮光件。
6.根据权利要求3所述的发光装置，其中，所述透镜阵列进一步包括第三透镜阵列，所述第三透镜阵列与第二透镜阵列背对地布置，并且遮光件阵列在第二透镜阵列与第三透镜阵列之间，所述第三透镜阵列将透过了遮光件阵列的光发射到外部。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其中，所述第三透镜阵列与遮光件阵列匹配，并且具有分别与遮光件匹配的多个第三微型透镜，所述多个第三微型透镜将透过遮光件入射的光投射到外部。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述遮光件阵列的一些或全部孔具有包括不同字母和数字的符号形状。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述遮光件阵列的一些或全部孔具有矩形边缘、水平地穿过矩形中心的水平部分、竖直地穿过矩形中心的竖直部分以及以不同的方向对角线地穿过矩形中心的一对对角部分；
其中，所述边缘、水平部分、竖直部分和对角部分都被分成两半，以具有通过两条线段形成的相同图案，并且边缘、水平部分、竖直部分和对角部分中的每一者的任意一条线段能够接通。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述光源阵列和遮光件阵列布置在壳体中，从而形成一个组件；
所述壳体配置为通过来自驱动单元的电力而旋转。
11.根据权利要求10所述的发光装置，其中，所述壳体具有相对于壳体的表面垂直地延伸的旋转轴，并且所述驱动单元连接至所述旋转轴并配置为使旋转轴旋转，从而根据壳体的旋转，在壳体的旋转范围内投射光的图案形状。
12.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述发光装置配置为生成多个光束图案图像。
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