CN101187457A - 三维效果灯总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维效果灯总成。具有薄实际尺寸并提供较大视深度图像的灯总成可以由光源、反射器和部分反射和部分透射透镜来构成。镜像表面轴向取向以面向被照射区域。具有第一表面的部分光反射和部分光透射透镜面向该反射器。该透镜与该镜像表面相偏移，从而在该反射器和该透镜之间限定了一个空腔。该镜像表面和该透镜的第一表面相对彼此平滑弯曲。能够发射可见光的至少一个LED(light emitting diode)光源以接近该空腔的方式被放置，并被定向以把光引导到介于该反射器和该透镜之间的空腔中。由于弯曲，多重反射的图像被偏移从而引起深度的光学错觉。

Description

三维效果灯总成

相关申请的交叉引用

本申请特此要求其于2006年10月24日提交的序列号为60/853,877的“Tree Dimensional Effect Lamp Assembly(三维效果灯总成)”临时申请的权益。

技术领域

本发明涉及电灯，并具体地涉及汽车灯。本发明尤其涉及具有三维图像的汽车电灯。

背景技术

包括在37CFR1.97和1.98下所公开的信息的相关领域的描述

外部的汽车灯通常具有以所期望的方向和图样对所发射的光进行引导的反射外罩。所述外罩给灯图像提供深度，以允许实现风格化的和增大的图像大小。然而所述外罩具有物理深度，必须被容纳于邻近的引擎舱、后备箱(trunk)或车辆的其他区域中。如果能够形成提供深视觉图像的灯，则是适宜的；而在实际上需要很小的实际深度。

外部的汽车灯和保险杠常常是风格各异的，以使一个车辆与另一车辆显著相互区分，其中在其他方面所述车辆尤其在空气动力学上是类似的。反射器和透镜盖子所呈现的宝石(jewel)外观可以吸引观看者的眼球。然而把灯放置在保险杠区域中在机械上是适宜的，但这可能与所设计的保险杠外观相冲突，尤其在全铬保险杠中。灯的宝石或彩色外观于是减损了铬保险杠的实体扫掠(solidsweep)。于是需要在装饰方面与铬保险杠相交融的灯。

发明内容

具有薄的实际尺寸并提供较大视深度图像的一种灯总成可以由光源、反射器和部分反射和部分透射透镜来构成。镜像表面在轴向上取向以面向被照射区域。该反射器包括周边。具有第一表面的部分光反射和部分光透射的透镜面向该反射器。透镜与镜像表面相偏移，从而在该反射器和该透镜之间限定了一个空腔。镜像表面和透镜的第一表面相对彼此平滑弯曲。能够发射可见光的至少一个LED(light emtting diode)光源以接近该空腔的方式被放置，并被定向以把光引导到介于反射器和透镜之间的空腔中。该透镜具有面向被照射区域的第二表面。该第一表面对直接来自该LED光源的多于百分之四的入射可见光进行反射，并对直接来自该LED光源的多于百分之四的入射光进行透射。

附图说明

图1示出了提供三维图像的具有前向弯曲的反射器的汽车灯的示意性侧剖视图。

图2示出了可替代的汽车灯的示意性侧剖视图。

图3示出了提供三维图像的可替代的汽车灯的示意性侧剖视图。

图4示出了提供三维图像的汽车灯的投射图像的前视图。

图5示出了提供三维图像的可替代的汽车灯的示意性侧剖视图。

图6示出了提供三维图像的可替代的汽车灯的示意性侧剖视图。

具体实施方式

图1示出了提供三维图像的汽车灯总成10的示意性剖面图。该灯总成10包括至少一个光源12、反射器16和部分反射透镜34。

该灯总成(lamp assembly)10包括至少一个光源12、反射器16和部分反射透镜34。虽然该总成10可以用任何光源12来构造，但优选的是通过使用小图像光源12来保持该总成10在轴向上尽可能薄，比如使用小白炽灯丝灯、小电弧放电灯或最优选的是小(5毫米直径或更小)LED(light emitting diode(发光二极管))光源12。该光源12具有最小图像直径，所述最小图像直径是横向于向被照射区域投射的图像的最小尺度。该光源12可以是白光源或彩色源。(多个)光源12可以适当地安装在印刷电路板上或类似的框架上，然后通过已知的方法使其与反射器16和透镜34相配准。可替代地，(多个)光源12也可以直接安装在反射器16后面。(多个)光源12的电连接可以适当地在支撑框架上形成，既便有，也是通过连接线或其他已知的方法在反射器后面形成。

该反射器16具有前表面18，该前表面沿轴向20面向被照射区域。该反射器16包括镜像表面22，该镜像表面可以是前表面18，或者是面向被照射区域的类似取向的表面。该反射器16可以是平的、弯入的(后向的)、弯出的(前向的)、有小平面的、或者否则利用反射变化特性所形成的。优选的反射器16从反射器周边(Perimeter)26向反射器中央稍微外向弯曲(前向)，比如作为球形表面的一部分。在一个实施例中，该反射器16被形成为具有前反射表面的8厘米正方形。该正方形被外向弯曲为254厘米半径的球形表面的一部分。

优选的反射器16具有多个在反射器周边26周围所形成的窄的通道24。可替代地，该反射器16可以被形成以具有多个类似的凹坑。多个光源12、优选的是LED相对于通道24(或凹坑)相应地被放置，以在该反射器16的周边26且接近该反射器16的前表面18来发射光。应理解的是，所述通道可以根据要形成的图样而放置在沿反射器16表面的任何地方。LED可以被放置在反射器16后面以穿过相应的通道24来发光。所述LED可替代地也可以被放置在通道24或凹坑中，以从通道24或凹坑来发射光。LED还可以被放置用以穿过通道24而延伸，以在前表面18的前面发射光，但是接近反射器16的前表面18。反射器16和光源12于是提供一系列在反射器16的周边26周围在轴向上朝向被照射区域投射的第一图像30。

小通道24与安装在反射器16后面的LED相组合，以穿过通道24发光，以形成指向被照射区域的小光图像(第一图像30)。利用小流明(lumen)光源12，使到达被照射区域的光最大化可能是重要的。把来自(多个)光源12的初始光发射直接引导到被照射区域充分地增强了该区域的照度。二次反射的图像32于是对第一图像30进行补充。认为利用从较不明亮的二次图像32开始来获得适当的最终区域总照度是比较困难的。

透镜34在反射器16外侧轴向放置且与反射器16略有间距。该透镜34被设计为部分光反射的和部分光透射的。应理解的是，纯净的透镜具有约百分之四的固有反射率。这里所述的透镜34具有比百分之四的固有反射率大的反射率，并且优选地对90度入射的光的百分之五十(50％)进行反射，并相应地对90度入射的光的百分之五十(50％)进行透射。从5％到95％的反射(或从95％到5％的透射)被理解为是可能的。透镜34对光的吸收在这些计算中被忽略。透镜34具有面向反射器16的第一表面35和面向被照射区域的第二表面36。透镜34可以是平的或有弯曲的。透镜34通常是透明的(纯净的)，并且不是漫射型透镜34。透镜34可以是彩色的。为了紧凑，优选的是反射器16和透镜34均大致相互并行，尽管一个向另一个弯曲，并且一个与另一个略微偏移一个距离38。透镜34优选地被设置尺寸，以基本上跨越反射器16的整个轴向投射的图像，从而对来自光源12的、或多个光源12的通过、邻近反射器16投射的或从反射器16反射的虽非全部、却大部分光进行拦截。应理解的是，透镜34可以具有比反射器16小的横向跨越，以提供部分形成的三维图像。可替代地，透镜34可以具有比反射器16大的横向跨越，以保证对从反射器16透射的虽非全部、却大部分光进行拦截。透镜34优选地与反射器16的反射表面偏移一个距离38，该距离等于或大于光源12的最小图像直径。反射器16和偏移透镜34于是在该反射器16和该部分反射透镜34之间限定了一个空腔40。(多个)光源12被定向以照射所述部分反射透镜34。该透镜34具有面向被照射区域的第二表面。该透镜34被构造以对来自光源12或来自反射器16的光至少部分反射和部分透射。已知的是，玻璃或塑料的纯净透镜通常反射少量的入射光，约入射光的百分之四。透镜34在此被构造用以以高于该自然(固有)反射度来反射。透镜34比如可以是金属化的、银化的、铝化的，或者具有干涉涂层37，以产生部分反射和部分透射的(“半镜(half mirror)”)透镜34。适当的保护涂层还可以应用于反射表面，以防止在本领域中所公知的反射和透射涂层的氧化或其他变质。反射与透射的相对比可以针对期望的效果被调整。比如透镜34可以反射从百分之五到九十五的入射光，并相应地透射从百分之九十五到五的入射光。吸收的光在此被忽略并在该计算中不被考虑。在真正的半银透镜34中，直接从光源12以90度到达的入射可见光的百分之五十被反射，并且直接从光源12到达的入射光的百分之五十被透射。

所述至少一个光源12被放置以把光引导到介于反射器16和部分反射透镜34之间的空腔36中。于是，光可以从穿过所定义的通道的光源12、从被保留在反射器16的凹坑中的光源12、或者从被保留在通道26中的光源12而进入到该空腔40中，以通过透镜34部分透射(形成第一图像30)，并通过透镜34部分反射回到反射器16，用以又通过该反射器16反射回到透镜34，并再次通过透镜34部分透射(形成第二图像32)，并被部分反射，诸如此类用以产生另外多个图像。所产生的多个图像30、32等在图样中排列，使对观察者看起来是弯曲的、螺旋的或另外给出三维效果。当反射器16呈球形外向弯曲时，来自周边26的光源12的光源12图像系列以顺序增加的轴向横向偏移来排列，从而导致类似于三维碗的内部的光学错觉，该三维碗可能看起来与反射器16或透镜34的横轴尺寸42一样深或更深。虽然该灯总成10在实际深度方面可能是厘米或更小，但是(透镜前面到灯支撑背面)光学视深度却大得多。

外壳44可以用来封装(多个)光源12、光源支撑、必要时反射器16、和部分反射透镜34，以提供适当的电气和机械联接用于把该总成10耦合到车辆上。车辆灯外壳典型地是防水的(weathersealed)，常常是可调节的以用于瞄准，并包括插头电连接。用于这里所述的光源、反射器和透镜总成的特定外壳和耦合结构被认为是设计选择的主题，对此可以从多种结构和方法中选择。

图2示出了可替代的汽车灯的示意性侧剖视图，所述汽车灯具有平的反射器52和安装于在反射器56内所形成的通道54中的LED光源52。图3示出了提供三维图像的可替代的汽车灯的示意性侧剖视图，所述汽车灯具有后向弯曲的反射器60、具有安装在反射表面64前面的LED光源62。图4示出了图1类型的、提供三维图像的汽车灯的投射图像的前视图。当光源处于关闭(off)状态时，半银透镜提供面向外部的镜像表面，并且当光源处于接通(on)状态时，对具有多个光源图像的照射光进行透射。当不工作时，前透镜有效地是一个完整的镜，以提供全银化或反射铬图像。于是，透镜正面可以被放置在铬外壳中，比如车辆保险杠，并且在光源关闭的情况下在视觉上是看不到的。当光源接通时，光多重地反射并前向穿过透镜，从而从银或铬环境中显现出来，从而提供深的多重图像错觉。类似地，虽然该灯可能仅仅具有小的实际深度，比如二或三厘米，但是横向尺寸可能是十或更多厘米，但是当照亮时，该灯在视觉上看起来具有与实际横向尺寸一样大或更大的错觉深度。

图5示出了提供三维图像的可替代的汽车灯的示意性侧剖视图。仅仅有必要使反射表面相对于透镜的部分反射表面弯曲。图5示出了具有部分反射表面74的透镜72，其中该部分反射表面朝向具有平反射表面78的反射器76弯曲。这种构造使在基板82上所支撑的LED光源80能够被配准并紧密地定位于在该反射器76中所形成的通道中。图6示出了提供三维图像的另一可替代的汽车灯的示意性侧剖视图。部分透射透镜90可以具有弯曲的表面92，并且反射器94也可以具有弯曲的表面96。LED光源98也可以被安装于在该反射器94中所形成的凹坑100中。在图1、3、5和6中所示的例子中，如所述情况所示的透镜或反射器可以在相反的方式弯曲。

虽然已经示出并描述了当前所考虑的本发明的优选实施例，但对本领域的技术人员显然的是，在不脱离由所附的权利要求所限定的本发明范畴的情况下可以进行各种改变和修改。

Claims (16)

1.一种灯总成，包括：

反射器，其具有轴向取向以面向被照射区域的镜像表面，所述反射器包括周边；

部分光反射和部分光透射透镜，其具有面向所述反射器的第一表面，所述透镜还与所述镜像表面相偏移，从而在所述反射器和所述透镜之间限定了一个空腔，所述镜像表面和所述透镜的第一表面相对彼此平滑弯曲；

至少一个LED(light emitting diode)光源，其能够发射可见光，并且以接近空腔的方式被放置，并被定向以把光引导到介于所述反射器和所述透镜之间的空腔中；

所述透镜具有面向被照射区域的第二表面，所述第一表面对多于百分之四的直接来自所述LED光源的入射可见光进行反射，并对多于百分之四的直接来自所述LED光源的入射光进行透射。

2.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述反射器是平面镜。

3.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述反射器外向弯曲。

4.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述反射器内向弯曲。

5.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述透镜是平面透镜。

6.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述透镜外向弯曲。

7.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述透镜内向弯曲。

8.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述透镜基本上横轴向地跨越整个反射器。

9.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述透镜的反射表面与所述反射器偏移至少所述LED光源的轴向投射图像的最小直径。

10.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述透镜对来自所述LED光源的入射光的一半进行反射。

11.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述透镜对90度入射的光的约一半进行透射，并对90度入射的光的约一半进行反射。

12.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述LED光源被放置于所述反射器和所述透镜之间。

13.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述反射器包括凹坑，并且所述LED光源被放置在所述凹坑中并被定向以把光向所述透镜引导。

14.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述反射器包括通道，并且所述LED光源被放置在所述通道中并被定向以把光向所述透镜引导。

15.根据权利要求1所述的灯总成，其中所述反射器包括光透射通道，并且所述光源被放置用以把光穿过所述光透射通道向所述透镜引导。

16.根据权利要求1所述的灯总成，其中当所述光源处于关闭状态时，半银透镜提供面向外部的镜像表面，并且当所述光源处于接通状态时，对具有所述光源的多重图像的照射光进行透射。

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