一种动态车载阅读灯的制作方法

1.本实用新型涉及投影成像技术领域，更具体地说，涉及一种动态车载阅读灯。


背景技术：

2.现有技术中，车载阅读灯通常是利用单颗高功率的led或者几颗led作为光源，再利用抛物曲面或是全内反射的方案，将光源扩束准直，均匀照射在被照物面上。但此方案无法进行照射区域的分区操作，也无法调节照射区域的色温。
3.此外，车载阅读灯也可参考矩阵式阅读灯的方式进行设置，也即每一颗led对应一个照明元件lens，组成一个光学单元，该模块中包含7
‑
9个光学单元，不同的光学单元对应的照射区域不同。因此，在控制某一区域照明时，则可点亮该区域对应的光学单元即可。此方案可以实现照射区域的分区照明，但是，每一个光学单元中的照明元件lens都不相同，导致装置的设计成本较高，且此方案也无法调节色温。
4.综上所述，如何提供一种既可实现照射区域的分区照明，又可实现不同色温的调节的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种动态车载阅读灯，既可实现照射区域的分区照明，又可实现照射区域的不同色温调节，且本装置结构简单、使用方便，可进行推广使用。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种动态车载阅读灯，包括：可控制发光区域的光源装置和用于将所述光源装置的光源成像照明至被照物上的投影镜头，所述投影镜头和所述光源装置对应设置，所述光源装置的发光区域的色温可调。
8.优选的，所述光源装置包括发光源和控制单元，所述控制单元与所述发光源电连接，以控制所述发光源点亮或熄灭和调节所述发光源的色温变化。
9.优选的，所述发光源包括矩阵式led或mini
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led平板或micro
‑
led平板或oled或lcd。
10.优选的，所述发光源的安装壳体上设有铜箔或散热结构。
11.优选的，所述矩阵式led包括若干间隔排列的冷暖色led灯泡。
12.优选的，所述投影镜头为喇叭状结构，所述投影镜头两侧对应设有用于安装照明元件的卡槽，所述照明元件用于将所述光源装置的发散光源汇聚至所述被照物上。
13.优选的，所述照明元件为自由曲面型的lens或菲涅尔透镜。
14.优选的，所述照明元件为球面曲率半径固定的lens。
15.在使用本实用新型所提供的动态车载阅读灯时，可以通过选择性控制光源装置的发光区域点亮，以使光源装置的不同区域点亮发光，这些已点亮的发光区域的光源叠加后可通过投影镜头成像照射在被照物上，最终实现照射区域的分区控制。并且，由于光源装置
的发光区域的色温可以进行调节，因此可以通过调节已点亮的发光区域的色温，使得光源色温变化，最终实现照射区域的不同色温调节。
16.综上所述，本实用新型所提供的动态车载阅读灯，既可实现照射区域的分区照明，又可实现照射区域的不同色温调节，且本装置结构简单、使用方便，可进行推广使用。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型所提供的动态车载阅读灯照射被照物的使用示意图；
19.图2为动态车载阅读灯的结构示意图；
20.图3为光源装置的结构示意图。
21.图1
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图3中：
22.1为动态车载阅读灯、11为光源装置、12为投影镜头、13为矩阵式led、14为照明元件、15为安装壳体、2为被照物。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型的核心是提供一种动态车载阅读灯，既可实现照射区域的分区照明，又可实现照射区域的不同色温调节，且本装置结构简单、使用方便，可进行推广使用。
25.请参考图1至图3，其中，图1为本实用新型所提供的动态车载阅读灯照射被照物的使用示意图；图2为动态车载阅读灯的结构示意图；图3为光源装置的结构示意图。
26.本具体实施例提供了一种动态车载阅读灯1，包括：可控制发光区域的光源装置11和用于将光源装置11的光源成像照明至被照物2上的投影镜头12，投影镜头12和光源装置11对应设置，光源装置11的发光区域的色温可调。
27.需要说明的是，此处的光源装置11可控制发光区域，可以是指光源装置11具有由若干矩阵式分布的点光源组成的面光源，各个点光源对应不同的照射区域，通过控制不同点光源的点亮或熄灭，实现不同区域的发光照明，发光区域的光源可以通过投影镜头12一一对应的成像照明至被照物2体上，从而实现照射区域的分区控制。因此，通过控制调节光源装置11的点光源的亮灭以实现动态照明。并且，可以将面光源设置为冷暖色间隔排列的冷暖色led点光源，从而通过调节冷暖色led的排列方式及亮度，以实现不同色温的氛围灯照明。
28.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对光源装置11和投影镜头12的形状、结构、尺寸、位置等进行确定。
29.还需要说明的是，在使用本实用新型所提供的动态车载阅读灯1时，可以通过选择
性控制光源装置11的发光区域点亮，以使光源装置11的不同区域点亮发光，这些已点亮的发光区域的光源叠加后可通过投影镜头12成像照射在被照物2上，最终实现照射区域的分区控制。并且，由于光源装置11的发光区域的色温可以进行调节，因此可以通过调节已点亮的发光区域的色温，使得光源色温变化，最终实现照射区域的不同色温调节。
30.综上所述，本实用新型所提供的动态车载阅读灯1，既可实现照射区域的分区照明，又可实现照射区域的不同色温调节，且本装置结构简单、使用方便，可进行推广使用。
31.在上述实施例的基础上，优选的，光源装置11包括发光源和控制单元，控制单元与发光源电连接，以控制发光源点亮或熄灭和调节发光源的色温变化。其中，发光源可以包括若干个点光源，因此，控制单元可以控制每个点光源的亮灭、并调节点光源对应的亮度，以实现发光源的色温调节，最终实现照射区域的不同色温调节。
32.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对发光源和控制单元的形状、结构、尺寸、位置、型号等进行确定。
33.优选的，发光源包括矩阵式led13或mini
‑
led平板或micro
‑
led平板或oled或lcd。
34.需要说明的是，矩阵式led13、mini
‑
led平板、micro
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led平板、oled或lcd均为可以控制发光区域、显示图像的发光源。其中，lcd为液晶显示器，lcd的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置tft(薄膜晶体管)，上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过tft上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。
35.另外，oled为有机电激光显示器，其属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而发光的器件，其发光强度与注入的电流成正比。oled在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，可以产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。
36.此外，micro
‑
led平板与oled有很多相似之处，但micro
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led平板是将led的背光源进行薄膜化、微小化、阵列化，继而使得led单元小于50微米，与oled一样能够实现每个像素单独寻址、单独驱动发光。micro
‑
led平板的优势在于既继承了无机led的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，又具有自发光无需背光源的特性、使得其体积小且轻薄,还可以实现节能的效果。
37.还需要说明的是，mini
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led又名“次毫米发光二极管”，是指晶粒尺寸约在100微米的led，mini
‑
led是介于传统led与micro
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led之间，mini
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led是在传统led背光基础上进行改良的结构。相比于micro
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led，mini
‑
led的生产技术难度更低，更容易实现批量生产，使得产品经济性更佳。
38.优选的，可以将发光源设置为矩阵式led13，且矩阵式led13的发光面积对角线应当小于2/3英寸，矩阵的单点发光源数目越多越好，单点发光源的尺寸越小越好，各单点发光源之间的空隙越小越好。例如，可以将矩阵式led13设置为矩阵式高亮led光，单颗led的尺寸为1.6mm*0.8mm，矩阵数目为5
×
5，相邻led之间的空隙为0.3mm。单颗led的色温可选冷暖灯，且光通量为6
‑
7.8流明，单颗led的最大控制电流为20ma。通过上述设置，可以很好的实现照射区域的分区控制和色温调节。
39.并且，随着技术发展，越来越多小尺寸高通量的led将会出现，例如新的工艺(焊盘
激光打孔技术)和散热技术(多层铝基板等)可以使相邻led间的空隙缩减到0.1mm，甚至更小，也即可以使得矩阵式led13的矩阵数目变为5
×
6或4
×
8，设置排布更多数量的led，这样可提高发光源的照明效果。
40.优选的，发光源的安装壳体15上设有铜箔或散热结构。发光源的发光区域在工作过程中需要通电，通电后其会发热，故通过安装壳体15上设置的铜箔或散热结构，可以对发热的发光源进行冷却降温，继而提高发光源的使用寿命和使用效果，避免发光源受损。
41.优选的，矩阵式led13包括若干间隔排列的冷暖色led灯泡。
42.本实施例中，矩阵式led13可以将冷暖色led灯泡间隔排列，例如将暖色led灯泡的色温控制在3000k，将冷色led灯泡的色温控制在6000k，再通过校准操作，使得矩阵式led13光源的输出色温控制在3000k
‑
6000k之间，最后通过调节控制单元，即可实现光源不同色温的调节操作。因此，本装置可以通过控制单元以调节冷暖色led的排列方式及亮度，从而实现不同色温的氛围灯照明。
43.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对led灯泡的排列方式、色温等进行确定。
44.在上述实施例的基础上，优选的，投影镜头12为喇叭状结构，投影镜头12两侧对应设有用于安装照明元件14的卡槽，照明元件14用于将光源装置11的发散光源汇聚至被照物2上。
45.需要说明的是，投影镜头12用于优化像差、色差，以便于更好的还原发光源中发光区域的光源。
46.还需要说明的是，将投影镜头12设置为喇叭状结构，是为了便于更好的收集发光源的发散光源，发散光源穿过投影镜头12内设置的照明元件14后可以进行汇聚，继而一一对应的成像照射在被照物2上，这样可以通过选择性控制发光源的区域发光，再通过投影镜头12将发光区域的发散光源汇聚后成像照射在被照物2上，以实现照明区域的分区控制。
47.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对投影镜头12、卡槽以及照明元件14的形状、尺寸、结构、位置、材质等进行确定。
48.优选的，照明元件14为自由曲面型的lens或菲涅尔透镜。
49.需要说明的是，lens为全内反射的镜片。如果将照明元件14设置为表面为自由曲面型的lens或设置为菲涅尔透镜，可以相对减少照明元件14的数量，但自由曲面型的lens和菲涅尔透镜的表面加工难度较大，制作成本也高，故可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对照明元件14的类型、个数、位置等进行确定。
50.优选的，照明元件14为球面曲率半径固定的lens。
51.需要说明的是，将照明元件14设置为球面曲率半径固定的lens，可以降低lens表面的加工难度，降低lens的制作成本。
52.例如，如果将矩阵式led13设置为矩阵式高亮led光，单颗led的尺寸为1.6mm*0.8mm，矩阵数目为5
×
5，相邻led之间的空隙为0.3mm。单颗led的色温可选冷暖，且光通量为6
‑
7.8流明，单颗led的最大控制电流为20ma。该情况下，可以将照明元件14设置为9面普通球面镜，也即可以在投影镜头12内沿照射方向设置9面曲率半径固定的lens。投影镜头12的焦距小于10mm，视场角在60
°
～80
°
之间，lens总长小于30mm，lens的通过孔径小于14mm，lens的结构大小类似于不同的车载镜头。
53.还需要补充说明的是，球面曲率半径固定的lens是指单个lens的曲率半径固定，而不是指各个lens的曲率半径相同。可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对球面曲率半径固定的lens的形状、曲率、个数、位置等进行确定。
54.此外，需要说明的是，本实用新型所提供的动态车载阅读灯1适用于车辆内部照明，其可以实现不同区域照明，还可以实现不同色温的调节。且本装置可以节约车辆顶部模块的空间，甚至本装置还可以作为车内音乐投影灯。本装置创造性的提出利用可控制发光区域的面阵光源来代替分立的单颗或者几颗的点光源，然后再用投影镜头12代替分立的单个照明元件14，从而实现动态调整不同区域的照明，也能够实现不同色温的调节。并且本装置结构小巧紧凑，更有助于合理灵活的利用车辆顶部模块的空间。
55.另外，需要说明的是，如果将本装置运用于车辆内部照明时，按照车内座椅空间估算，发光源的投影高度一般为400mm
‑
700mm之间，而投影面积一般为800mm*600mm的空间。如果发光源直接正对照射物体，则无需倾斜发光源的光学单元，可直接利用控制单元控制发光源的显示区域和调节色温，甚至也可根据音乐，实现动态音乐氛围的效果，使得灯光随着音乐起伏而发生相应的变化。然而，由于车载的屋顶模块一般设置在车顶中间，需要照射在前排车座中间，因此需要将发光源的光学单元进行倾斜成像，但倾斜成像过程可能会出现梯形畸变和光强分布不均匀等问题，故需要考虑对led排布的形状修改和调节光源面的亮度分布，进行预矫正，以确保光源装置11通过投影镜头12在被照物2上的成像照明效果良好。
56.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。
57.以上对本实用新型所提供的动态车载阅读灯1进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。