一种动态光分布装置的制作方法

[0001]
本发明涉及照明、辅助照明、灯光视觉领域技术领域，尤其是涉及一种动态光分布装置。


背景技术：

[0002]
目前，动态光分布效果是一种动态变化的光场，在很多动态视觉光设备上用于显示动态变化的特定图案或/和动态光影效果，利用激光配合运动部件加以对光线的干扰，通过预先设置程序去控制干扰机械部件，另一种方法是用多个led使光线透过菲林片使led逐个导通熄灭，从而形成动态图案效果。
[0003]
在地投和背投之类的设备上，一种实施方式为采用大功率激光器作为光源，在激光路径中加偏转振镜，通过程序控制偏转振镜角度移动，实现对光线的干扰，再配合机械部件用来控制投射局域，因激光设备功率大、体积大，从而成本增高，并且激光由于功率大、发热量大其稳定性也不好，因此，要想兼顾散热还需要加大体积散热片，很多的投射设备因布置空间小，所以这种动态光布的投射方式让实施者望而却步。
[0004]
在移动情景的投射情况下，因移动所产生的震动会影响机械部件，所以普遍的投射方式为去掉机械运转部分，采用多光源转换点亮的方式形成交替显示的光分布，通过设置多个光源，再配合固定程序，通过控制程序依次点亮灯珠，使光源依次发光，发出的光通过旋转的菲林片后因菲林阻挡了一部分光，只透过图案形状的光，再加以透镜组成像投射出去，利用人眼的视觉停留形成动态光效果。此方法虽然减少了机械运动部件，但还是有机械运动部件的存在，移动场景的震动会对其产生损坏，如果想做到稳定还需要配合大量的阻尼减震设备，所以极其不稳定，而且形成光分布的单元增加为所要显示动态光场的数量，其体积依然很庞大。
[0005]
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供一种动态光分布装置，以解决现有技术中存在的非机械光场干预体积、稳定性和简单结构的场景应用问题。
[0007]
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008]
为解决上述技术问题，本发明提供一种动态光分布装置，其包括：投射灯具和灯具支架；所述投射灯具包括：至少一个光源、电路板、光线筛选器、至少一个聚光镜、至少一个成像镜和角度调节机构；所述电路板通过排线连接所述光源，所述电路板上设置有控制存储程序的rom，连接所述rom并控制光源的ic芯片，所述ic芯片接收触发信号来自于插接端子；所述光源的前方依次设置聚光镜、光线筛选器、调节垫圈、成像镜；所述光源、聚光镜、光线筛选器、调节垫圈、成像镜均设置在投射灯具的灯体中；所述角度调节机构设置于所述灯体的一侧，并与所述灯具支架连接。
[0009]
作为一种进一步的技术方案，所述角度调节机构包括：调节转轴、从动调节齿轮和调节蜗杆；所述调节转轴设置于所述灯体的一侧，所述从动调节齿轮与所述调节转轴嵌入式相连，所述从动调节齿轮的齿轮副与调节蜗杆相连，所述调节蜗杆上端穿过所述灯具支架预设的固定孔后用锁紧卡片锁紧，所述调节蜗杆在底部设有一垫圈。
[0010]
作为一种进一步的技术方案，所述灯具支架设置有蜗杆安装座；所述蜗杆安装座的上端设置固定孔；所述蜗杆安装座的下端设置限位孔；所述调节蜗杆的上端通过锁紧卡片设置在所述蜗杆安装座的固定孔中；所述调节蜗杆的下端带有螺栓头部，所述螺栓头部套装有垫圈并设置在所述蜗杆安装座的限位孔中。
[0011]
作为一种进一步的技术方案，所述灯具支架上设置有正对所述投射灯具成像镜的投射罩。
[0012]
作为一种进一步的技术方案，所述光线筛选器基材包括玻璃、pc或者其他透过率达到90％以上的有机合成材料。
[0013]
作为一种进一步的技术方案，所述光线筛选器的透光区域镂空设置，所述光线筛选器的非透光区域覆盖油墨。
[0014]
作为一种进一步的技术方案，所述光线筛选器透光区域所投射出的光分布构成投影图案，所述投影图案包括单一图案或者组合图案。
[0015]
作为一种进一步的技术方案，所述投射灯具的光源到达被投射平面的距离为10cm到120cm。
[0016]
作为一种进一步的技术方案，所述光源为led点光源，所述led点光源通过排线连接并设置于电路板上，排线另一端连接至ic芯片，所述的ic芯片内设控制程序一端连接触发控制端，另一端连接rom存储器，通过检测触发控制端为触发状态时，则ic芯片运行内部程序和/或rom中的程序，内部程序输出控制光源从弱到强从强至弱循环变化。
[0017]
作为一种进一步的技术方案，所述投射灯具与地面垂直线角度为60
°
。
[0018]
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
[0019]
本发明的动态光分布通过调整光源角度和控制光源亮度变化来实现动态光效果，光源通过预设角度来达到所需要的光场与分布光衰区域，然后通过调整光源的光照强度进而导致的区域光照度的强弱的变化实现了所述的一种动态光分布效果。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1为本发明实施例提供的投射灯具的结构爆炸图；
[0022]
图2为本发明实施例提供的投射灯具的立体图；
[0023]
图3为本发明实施例提供的动态光分布装置的剖视图；
[0024]
图4为本发明实施例提供的动态光分布装置的结构爆炸图；
[0025]
图5为本发明实施例提供的光锥图解；
[0026]
图6为本发明实施例提供的光分布结构原理图解；
[0027]
图7为本发明实施例提供的投射过程流程图；
[0028]
图8为本发明实施例提供的程序逻辑流程图；
[0029]
图9为本发明实施例提供的几种动态光分布的实现排布形式。
[0030]
图标：1-灯具后壳；2-电路板；3-光源；4-聚光镜；5-光线筛选器；6-插接端子；7-调节转轴；8-灯体；9-调节垫圈；10-成像镜；11-角度调节机构；12-灯具支架；13-触发控制端口；14-正极；15-负极；16-锁紧卡片；17-从动调节齿轮；18-调节蜗杆；19-垫圈；101-投射灯具；102-光锥；103-光锥范围；104-投射图案；105-地面；106-中心区域；107-衰减区域；108-地平线；109-光源距离地面高度；110-灯具与地平垂直线夹角。
具体实施方式
[0031]
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0032]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0034]
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0035]
结合图1至图9所示，本实施例提供一种动态光分布装置，其包括：投射灯具101和灯具支架12；所述投射灯具101包括：至少一个光源3、电路板2、光线筛选器5、至少一个聚光镜4、至少一个成像镜10和角度调节机构11；所述电路板2通过排线连接所述光源3，所述电路板2上设置有控制存储程序的rom，连接所述rom并控制光源3的ic芯片，所述ic芯片接收触发信号来自于插接端子6，插接端子6位置设置有触发控制端口、正极14、负极15；所述光源3的前方依次设置聚光镜4、光线筛选器5、调节垫圈199、成像镜10；所述光源3、聚光镜4、光线筛选器5、调节垫圈199、成像镜10均设置在投射灯具101的灯体8中(灯体8通过灯具后壳1安装于一体)；所述角度调节机构11设置于所述灯体8的一侧，并与所述灯具支架12连接。
[0036]
本实施例中的动态光分布其实现方式为，将光源3按一定角度调节布置形成光场的对比区域，然后通过软件和/或硬件控制光源的照射强度，从而控制光场域的光照强度变化，利用人眼的视觉停留制造出的一种动态光分布效果。
[0037]
在某些实施例中，一种动态光分布通过总线或者状态检测控制ic的使能端，ic频繁的检测使能端状态，接收到正确状态后，通过调取rom和/或ic中的预设程序控制输出点
亮灯光源强弱变化，通过聚光镜4聚光后经过光线筛选片得到光线图案后通过成像镜10投射至地面，在通过调节与被投射面垂直线夹角角度，从而实现了动态投影。
[0038]
在某些实施例中，一种动态光分布，通过总线或者状态检测控制ic的使能端，ic频繁的检测使能端状态，接收到正确状态后，通过调取rom和/或ic中的预设程序控制输出给多个光源，使多个光源依次点亮，并呈现至少一组的强弱变化状态，循环往复通过聚光镜4聚光后经过光线筛选器5得到光线图案后通过成像镜10投射至地面，在通过调节与被投射面垂直线夹角角度，从而实现了动态投影。
[0039]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述角度调节机构11包括：调节转轴7、从动调节齿轮17和调节蜗杆18；所述调节转轴7设置于所述灯体8的一侧，所述从动调节齿轮17与所述调节转轴7嵌入式相连，所述从动调节齿轮17的齿轮副与调节蜗杆18相连，所述调节蜗杆18上端穿过所述灯具支架12预设的固定孔后用锁紧卡片16锁紧，所述调节蜗杆18在底部设有一垫圈19。
[0040]
具体地，所述灯具支架12设置有蜗杆安装座；所述蜗杆安装座的上端设置固定孔；所述蜗杆安装座的下端设置限位孔；所述调节蜗杆18的上端通过锁紧卡片16设置在所述蜗杆安装座的固定孔中；所述调节蜗杆18的下端带有螺栓头部，所述螺栓头部套装有垫圈19并设置在所述蜗杆安装座的限位孔中。
[0041]
具体地，所述灯具支架12上设置有正对所述投射灯具101成像镜10的投射罩，通过光锥102在投射平面形成光锥范围103。
[0042]
优选地，所述光源3为led点光源，所述led点光源通过排线连接并设置于电路板2上，排线另一端连接至ic芯片，所述的ic芯片内设控制程序一端连接触发控制端，另一端连接rom存储器，通过检测触发控制端为触发状态时，则ic芯片运行内部程序和/或rom中的程序，内部程序输出控制光源从弱到强从强至弱循环变化。如果为多个led点光源，则led单独强弱变化在交替闪烁，led所发出的光线通过聚光镜4的聚光倒向后到达光线筛选片，光线筛选片在不需要透光处喷涂油墨，投过的光通过成像镜10放大倒像后投射出去，通过调节机构的涡轮调节螺钉(调节蜗杆18)旋转带动从动轮(从动调节齿轮17)，因从动轮内部与灯体8调节转轴7嵌入式相连接，所以调节灯体8做角度旋转，又因蜗轮蜗杆具有锁紧功能，所以调节后机构稳定不易因震动影响调节角度。灯具具有一定角度后，致使投射出的图案为椭圆形，又因光线具有光衰致使投射后图案的各个分布区域光照强度不一致，那么调节光源从强到弱在从弱到强的变化，就会使光分布形成强烈的光强对比，视觉上来说图案是动态的。
[0043]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述光线筛选器5基材包括玻璃、pc或者其他透过率达到90％以上的有机合成材料。所述光线筛选器5的透光区域镂空设置，所述光线筛选器5的非透光区域覆盖油墨。
[0044]
一种较佳的实施例，所述光线筛选器5基材为玻璃，优选的其厚度尺寸在1mm，其加工制成为10x10整块玻璃板经过离心机旋转覆盖油墨后腐刻或用激光打掉所要透光区域，然后再度一层镀络，经过激光切割后得到小块的光线筛选器5，其内部透过率应达到90％以上。
[0045]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述光线筛选器5透光区域所投射出的光分布构成投影图案104，所述投影图案包括单一图案或者组合图案。
[0046]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述投射的光分布，具有中间区域到光分布边沿处光强逐渐减弱，呈衰弱趋势。
[0047]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述光分布为角度投射，其投射的单一的光分布面积在2平方米以内小面积投影，其形状可以是圆形、椭圆形、正方形、不规则正方形、三角形、平行四边形和或他们的集合。
[0048]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述投射灯具101的光源3到达被投射平面(地面105)的距离为10cm到120cm(图示中光源距离地面高度109)。
[0049]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述灯具与地平垂直线夹角110为60
°
，光源距地平线108高度为20cm。所示投射光分布中心域106光照度到光圈边沿逐渐递减形成了投影衰减区域107，通过执行512组程序就会使得整体光分布呈现出从边沿处开始先暗下来在逐渐向中心区域变暗的过程在从中心区域逐渐到边沿区域加强光强度，这样人眼感觉上图案就是动态的。
[0050]
在某些实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述的ic芯片为8脚或者14脚ic，较佳的为一种逻辑控制可编程芯片，最优的ic芯片中可有用于存储程序的空间位置可不需要外挂rom，ic芯片使能端接收触发控制信号可通过总线通讯链接，
[0051]
一种较佳的实施例，ic和/或rom中的程序输出可以是pwm占空比输出，可以是模拟量输出，也可以是单光源256组逐渐增大在减小的数字量信号输出，需要指出的是如果做256组数字量信号输出，则需要外设二级控制电路，此外设控制电路可以是继电器、三极管、莫斯管。
[0052]
一种较佳的实施例，所述ic链接触发控制，所述触发控制为“开”“合”控制或“高”“低”电平控制，当检测到状态“开”或“高”电平时ic无状态输出，当检测到“合”或“低”时ic通过io接口提取预设置程序并运行。
[0053]
一种较佳的实施例程序逻辑，首先端口复位，优选的模块化程序，按键的触发控制程序设置一按键的误触发延时小于1秒，设置两个io口识别触发一个是触发一个为不触发，如果触发做程序输出执行动作，如果不触发程序跳转至循环扫描按键程序。设置一循环扫描程序。此程序检测点有两个，第一个检测到触发输出执行程序后，做跳转动作，跳转到输出执行程序执行至少一次输出程序后跳回继续检测触发输出，如状态还为触发继续做跳转到输出执行程序执行至少一次输出程序后跳回继续检测触发输出，第二种检测到不触发状态跳回按键扫描程序，以上需要说明的是检测不触发状态设立优先级无论在任何情况下只要检测到为不触发状态都应跳回按键扫描程序，所述的不触发不单单指检测点为“悬空”状态也可以是低电平。设置一输出程序组，该程序由512组数据排列，由大到小,256组从高到低的外显电平组成在加以其镜像的256组由低到高的外显电平组成，设置一程序入口用以主程序进入提取。
[0054]
当io口检测到触发为高电平时，触发机制让主程序识别到主程序通过程序组入口调取程序数列并通过输出io推出至执行元件，执行元件执行程序数列电平一个循环，循环终止，若循环检测程序检测到触发依然在进行那么继续的重复上述操作。直到检测到触发状态为不触发时，程序在多执行一组程序数列后跳回扫描检测程序。
[0055]
当断电后因程序未未执行完全接口处会存留状态，所以设置端口清除程序刷新状态。
[0056]
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
[0057]
综上，本发明的动态光分布通过调整光源角度和控制光源亮度变化来实现动态光效果，光源通过预设角度来达到所需要的光场与分布光衰区域，然后通过调整光源的光照强度进而导致的区域光照度的强弱的变化实现了所述的一种动态光分布效果。本申请动态光分可用于汽车地投和/或平面投的视觉光分布，应用领域广泛。
[0058]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。