CN106369547B - 内腔式透镜装置以及照明和/或信号指示设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种内腔式透镜装置以及照明和/或信号指示设备。所述内腔式透镜装置包括：透镜，所述透镜具有由透明材料制成的透镜壁，所述透镜壁围成能够容纳流体的内腔，在所述透镜壁中设有与内腔连通的流体进出口；流体贮存单元，所述流体贮存单元中分别贮存有第一流体和第二流体，所述第一流体和第二流体具有不同的光学性质；输送管路，所述输送管路连接在透镜壁中的流体进出口和流体贮存单元之间，用于在透镜的内腔和流体贮存单元之间输送所述第一流体和第二流体；和流体驱动单元，所述流体驱动单元与输送管路连接，用于驱动所述第一流体和第二流体在输送管路中的流动。

Description

内腔式透镜装置以及照明和/或信号指示设备

技术领域

本发明涉及光照明及信号指示领域，尤其涉及一种内腔式透镜装置以及照明和/或信号指示设备。

背景技术

透镜是照明和/或信号指示设备的常用部件。在当前的设备中，透镜均使用实体透明材料构成，因而，无论设备处于何种状态，无论是否有工作光通过透镜，透镜均只能以一种形态呈现。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种内腔式透镜装置，其能够使透镜在透镜处于工作状态时和非工作状态时呈现不同的外观或具有不同的光学性质。

本发明的目的还在于提供一种包括该内腔式透镜装置的照明和/或信号指示设备。

本发明的实施例提供了一种内腔式透镜装置，包括：

透镜，所述透镜具有由透明材料制成的透镜壁，所述透镜壁围成能够容纳流体的内腔，在所述透镜壁中设有与内腔连通的流体进出口；

流体贮存单元，所述流体贮存单元中分别贮存有第一流体和第二流体，所述第一流体和第二流体具有不同的光学性质；

输送管路，所述输送管路连接在透镜壁中的流体进出口和流体贮存单元之间，用于在透镜的内腔和流体贮存单元之间输送所述第一流体和第二流体；和

流体驱动单元，所述流体驱动单元与输送管路连接，用于驱动所述第一流体和第二流体在输送管路中的流动。

在一实施例中，所述第一流体为透镜工作流体，所述第二流体为透镜闲置流体，所述流体驱动单元配置成在透镜处于工作状态时将第一流体输送至透镜的内腔中，而在透镜处于非工作状态时将第二流体输送至透镜的内腔中替代第一流体。

在一实施例中，所述透镜工作流体为无色透明液体，所述透镜闲置流体包括至少一种带颜色的液体，所述流体贮存单元中设置有：

透镜工作流体贮存室，用于贮存所述无色透明液体；以及

至少一个透镜闲置流体贮存室，用于分别贮存所述至少一种带颜色的液体。

在一实施例中，所述透镜闲置流体包括至少两种带颜色的液体，所述流体驱动单元配置成在透镜处于非工作状态时将至少两种带颜色的液体混合地或单独地输送至透镜的内腔中。

在一实施例中，所述带颜色的液体的折射率大于或小于所述无色透明液体的折射率。

在一实施例中，所述流体贮存单元还包括基座、托盖和密封圈，所述托盖安装于基座上并将所述透镜工作流体贮存室和透镜闲置流体贮存室固定在托盖和基座之间上，所述密封圈在托盖和基座之间围绕透镜工作流体贮存室和透镜闲置流体贮存室的外周设置，用于对透镜工作流体贮存室和透镜闲置流体贮存室进行密封。

在一实施例中，所述透镜工作流体为无色透明液体，所述透镜闲置流体为具有比透镜工作流体的折射率更大或更小的折射率的无色透明流体。

在一实施例中，所述输送管路具有：

供给导管，用于将第一流体和第二流体中的一者供给至透镜的内腔中；和

回收导管，用于在将第一流体和第二流体中的一者供给至透镜的内腔中之前，将第一流体和第二流体中的另一者回收到流体贮存单元中。

在一实施例中，所述第一流体为无色透明液体，所述流体驱动单元配置成在透镜处于工作状态时将第一流体输送至透镜的内腔中，而在透镜处于非工作状态时将透镜的内腔排空。

本发明的实施例还提供一种照明和/或信号指示设备，包括如前述任一实施例所述的内腔式透镜装置。

在一实施例中，所述照明和/或信号指示设备还包括：

光源，用于发射用于照明和/或信号指示的光；

准直器，用于将从光源发射出的光引导向所述透镜；以及

壳体，所述流体贮存单元的基座固定于所述壳体上或与所述壳体一体形成，

其中，所述透镜用于接收来自准直器的光并使其透射通过。

在一实施例中，所述流体驱动单元包括控制器和流体抽吸装置，所述控制器配置成在光源接通时控制流体抽吸装置将第一流体送入透镜的内腔中，而在光源关断时将第二流体输送至透镜的内腔中替代第一流体。

本发明的上述实施例提供了具有具有透镜内腔的透镜装置以及照明和/或信号指示设备，其能够在透镜处于不同的状态时具有灵活多样的光学性能和外观。

附图说明

图1示出根据本发明一实施例的内腔式透镜装置以及照明和/或信号指示设备的主要部件的示意图；以及

图2示出根据本发明一实施例的内腔式透镜装置的流体贮存单元的示意性部件分解图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

根据本发明的总体构思，提供一种内腔式透镜装置，包括：透镜，所述透镜具有由透明材料制成的透镜壁，所述透镜壁围成能够容纳流体的内腔，在所述透镜壁中设有与内腔连通的流体进出口；流体贮存单元，所述流体贮存单元中分别贮存有第一流体和第二流体，所述第一流体和第二流体具有不同的光学性质；输送管路，所述输送管路连接在透镜壁中的流体进出口和流体贮存单元之间，用于在透镜的内腔和流体贮存单元之间输送所述第一流体和第二流体；和流体驱动单元，所述流体驱动单元与输送管路连接，用于驱动所述第一流体和第二流体在输送管路中的流动。

图1示出根据本发明一实施例的内腔式透镜装置的示意图。该内腔式透镜100包括透镜110、流体贮存单元120、输送管路130和流体驱动单元140。所述透镜110具有由透明材料制成的透镜壁111，所述透镜壁111围成能够容纳流体的内腔112，在所述透镜壁111中设有与内腔连通的流体进出口113。所述流体贮存单元120中分别贮存有第一流体和第二流体，所述第一流体和第二流体具有不同的光学性质。所述光学性质，包括例如颜色、折射率、反射率等。输送管路130连接在透镜壁111中的流体进出口113和流体贮存单元120之间，用于在透镜110的内腔112和流体贮存单元120之间输送所述第一流体和第二流体，例如将第一流体或第二流体从流体贮存单元120供给至透镜110的内腔112中或将第二流体或第一流体从透镜110的内腔112中回收至流体贮存单元120中。流体驱动单元140与输送管路130连接，用于驱动所述第一流体和第二流体在输送管路130中的流动。

在上述实施例中，透镜110不再是由实体材料构成，而是具有可以填充流体的内腔112，因而，透镜110的光学性质很大程度上将受到内腔112中的容纳何种流体的影响。由于第一流体和第二流体具有不同的光学性质，则当第一流体和第二流体分别被填充在内腔112中时，透镜110的光学性质也会被改变。这允许透镜110的光学性质在透镜110所处的工作状态或非工作状态而变化，为透镜设计提供了灵活性。

在本申请中，透镜110处于工作状态，指的是有工作光穿过透镜110实现照明和/或信号指示功能，而透镜110处于非工作状态，是指没有这样的工作光穿过透镜110。

在一示例中，第一流体为透镜工作流体，所述第二流体为透镜闲置流体，所述流体驱动单元140配置成在透镜110处于工作状态时将第一流体输送至透镜110的内腔112中，而在透镜110处于非工作状态时将第二流体输送至透镜110的内腔112中替代第一流体。在该示例中，第一流体是用于满足透镜110的工作要求而设置的透镜工作流体。当该透镜工作流体填充在透镜110的内腔112中时，透镜110的光学性质可以适合于实现所需的光学功能，例如准直、聚焦、以较高的透射率透射等等。而第二流体为在透镜110处于非工作状态时使用的透镜闲置流体，例如，可以在透镜110处于非工作状态时改变透镜110的外观，比如为透镜110赋予某种颜色，或者防止透镜110使人目眩等等。

在一示例中，透镜工作流体可以为无色透明液体，而透镜闲置流体包括至少一种带颜色的液体，流体贮存单元120中可以设置有：透镜工作流体贮存室121，用于贮存所述无色透明液体；以及至少一个透镜闲置流体贮存室122，用于分别贮存所述至少一种带颜色的液体。在该示例中，透镜闲置流体具有颜色，可以在透镜110处于非工作状态时填充内腔112而使透镜110呈现出某种颜色，以改变透镜110的外观。作为示例，透镜闲置流体可以只包括一种带颜色的液体，这样，流体贮存单元120中可以仅设置有一个透镜闲置流体贮存室122，如图1所示。但是，透镜闲置流体也可以包括更多种的带颜色的液体相应地，流体贮存单元120中可以设置有更多个透镜闲置流体贮存室122。

在一示例中，所述透镜闲置流体可以包括至少两种带颜色的液体，流体驱动单元140可以配置成在透镜110处于非工作状态时将至少两种带颜色的液体混合地或单独地输送至透镜110的内腔112中。也就是说，在透镜110处于非工作状态时填充透镜110的内腔112的可以是不同颜色的液体的混合物，也可以是在不同的时刻分别由不同颜色的液体来填充以使透镜110具有可变化的颜色。

为透镜110赋予一定的颜色不仅仅具有装饰作用，还可以起到一定的警示作用(比如红色)。作为示例，透镜110的颜色也可以用于表示一些信息，比如，当该透镜110用于机动车辆上时，可以设定成透镜的红色表示车上有人，而绿色表示车上无人等等。

在一示例中，带颜色的液体的折射率可以大于或小于所述无色透明液体的折射率。也就是说，当透镜110处于工作状态时在透镜110的内腔112中所填充的流体的折射率与当透镜110处于非工作状态时在透镜110的内腔112中所填充的流体的折射率不同。这经常也是有意义的，例如，出于光路设计的考虑，透镜110在工作时可能设计成对于被某个反射器反射的光具有良好的准直性能，但透镜110的这种光学性质可能会导致从外界照射的光(例如阳光、灯光等)透过透镜110会聚在反射器上并被反射回来，从而导致在透镜110不工作时也会发出耀眼的光，这往往是不期望的。对于这种情况，如果将透镜110的内腔112中填充的流体改变成折射率更小的流体，可能会抑制这种对从外界照射的光的会聚效应，从而使透镜110具有柔和的外观，而不致使人目眩。类似地，当带颜色的液体的折射率大于所述无色透明液体的折射率时，也可能规避为透镜110正常工作所设计的光路条件，从而避免其可能导致的副作用。

在一示例中，如图2所示，流体贮存单元120还包括基座123、托盖124和密封圈125。所述托盖124安装于基座123上并将所述透镜工作流体贮存室121和透镜闲置流体贮存室122固定在托盖124和基座123之间上。例如通过紧固装置(如螺钉)127来对托盖124和基座123进行固定。所述密封圈125在托盖124和基座123之间围绕透镜工作流体贮存室121和透镜闲置流体贮存室122的外周设置，用于对透镜工作流体贮存室121和透镜闲置流体贮存室122进行密封，以防止其中的流体逸出。虽然图2中仅示出一个密封圈125对基座123和托盖124之间的整个间隙进行密封，但是应当理解，也可以设置多个密封圈125，例如，为透镜工作流体贮存室121和每个透镜闲置流体贮存室122设置一个密封圈来实现密封。

在一示例中，所述透镜工作流体可以为无色透明液体，所述透镜闲置流体可以为具有比透镜工作流体的折射率更大或更小的折射率的无色透明流体。例如，所述透镜工作流体可以为水，而透镜闲置流体可以为空气、氦气、氮气等。在这种情况下，虽然透镜闲置流体不能为透镜110赋予颜色，但是其可以改变当透镜110处于非工作状态时透镜110的光学性质，以避免诸如使人目眩等不良作用。

在一示例中，所述输送管路130可以具有：供给导管，用于将第一流体和第二流体中的一者供给至透镜110的内腔112中；和回收导管，用于在将第一流体和第二流体中的一者供给至透镜110的内腔112中之前，将第一流体和第二流体中的另一者回收到流体贮存单元120中。输送管路130的这种双导管结构可以方便地实现第一流体和第二流体在内腔112中的交换，而彼此不相干扰。然而，这也不是必须的，例如可以采用单导管的结构来实现对于第一流体和第二流体的输送，比如可以先用该导管将第一流体从透镜110的内腔112中回收到流体贮存单元120之后，再用同一导管将第二流体从流体贮存单元120供给至透镜110的内腔112中。

在一示例中，所述第一流体可以为无色透明液体，而所述流体驱动单元140可以配置成在透镜110处于工作状态时将第一流体输送至透镜110的内腔112中，而在透镜110处于非工作状态时将透镜110的内腔112排空。将透镜110的内腔112排空(例如使内腔112中成真空状态或近真空状态，或者内腔112中由周围的空气适当地来填充)，也会改变透镜110的光学性质，如减小折射率，这也可以起到避免诸如由于对于外界阳光的会聚而使人目眩等负面效应。

本申请还提供一种照明和/或信号指示设备，其包括如前述任一实施例所述的内腔式透镜装置100。作为示例，该照明和/或信号指示设备还可以包括：光源310，用于发射用于照明和/或信号指示的光；准直器320，例如曲面反射器，用于将从光源发射出的光射向所述透镜110；以及壳体330，所述流体贮存单元120的基座123固定于所述壳体330上或与所述壳体330一体形成。作为示例，壳体330上可以设置有用于对流体贮存单元120的基座123进行固定的部分。所述透镜110用于接收来自准直器320的光并使其透射通过。

对于很多照明和/或信号指示设备而言，透镜110是其外露的主要的出光部分。因此，对于透镜110的外观的改变实际上也是对照明和/或信号指示设备的外观的重要改变。因此，根据本发明的实施例的照明和/或信号指示设备也可以获得灵活多样的外观和显示功能。

在一示例中，所述流体驱动单元140可以包括控制器和流体抽吸装置。图1中示出了从所述流体驱动单元140引出的线束，例如可以为流体驱动单元140的操作提供电力或气动力。所述控制器配置成在光源310接通时控制流体抽吸装置将第一流体送入透镜110的内腔112中，而在光源310关断时将第二流体输送至透镜110的内腔112中替代第一流体。借助于该结构，根据本发明的实施例的照明和/或信号指示设备可以在工作(光源接通)时和不工作(光源关断)时获得不同的外观和光学性能。

根据本发明的实施例的内腔式透镜装置以及照明和/或信号指示设备可以例如用于车辆的照明和信号指示，也可以广泛用于其它照明和/或信号指示领域，例如广告板照明灯、探照灯、手电筒等等。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚描述所需的部件，示意性附图中的比例并不表示实际部件的比例关系。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (8)

1.一种照明和/或信号指示设备，其包括内腔式透镜装置，该内腔式透镜装置包括：

透镜，所述透镜具有由透明材料制成的透镜壁，所述透镜壁围成能够容纳流体的内腔，在所述透镜壁中设有与内腔连通的流体进出口；

流体贮存单元，所述流体贮存单元中分别贮存有第一流体和第二流体，所述第一流体和第二流体具有不同的光学性质；

输送管路，所述输送管路连接在透镜壁中的流体进出口和流体贮存单元之间，用于在透镜的内腔和流体贮存单元之间输送所述第一流体和第二流体；和

流体驱动单元，所述流体驱动单元与输送管路连接，用于驱动所述第一流体和第二流体在输送管路中的流动，

其中，所述第一流体为透镜工作流体，所述第二流体为透镜闲置流体，所述流体驱动单元配置成在透镜处于工作状态时将第一流体输送至透镜的内腔中，而在透镜处于非工作状态时将第二流体输送至透镜的内腔中替代第一流体。

其特征在于，所述透镜工作流体为无色透明液体，所述透镜闲置流体包括至少一种带颜色的液体，所述流体贮存单元中设置有：

透镜工作流体贮存室，用于贮存所述无色透明液体；以及

至少一个透镜闲置流体贮存室，用于分别贮存所述至少一种带颜色的液体。

2.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示设备，其中，所述透镜闲置流体包括至少两种带颜色的液体，所述流体驱动单元配置成在透镜处于非工作状态时将至少两种带颜色的液体混合地或单独地输送至透镜的内腔中。

3.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示设备，其中，所述带颜色的液体的折射率大于或小于所述无色透明液体的折射率。

4.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示设备，其中，所述流体贮存单元还包括基座、托盖和密封圈，所述托盖安装于基座上并将所述透镜工作流体贮存室和透镜闲置流体贮存室固定在托盖和基座之间上，所述密封圈在托盖和基座之间围绕透镜工作流体贮存室和透镜闲置流体贮存室的外周设置，用于对透镜工作流体贮存室和透镜闲置流体贮存室进行密封。

5.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示设备，其中，所述输送管路具有：

供给导管，用于将第一流体和第二流体中的一者供给至透镜的内腔中；和

回收导管，用于在将第一流体和第二流体中的一者供给至透镜的内腔中之前，将第一流体和第二流体中的另一者回收到流体贮存单元中。

6.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示设备，其中，所述第一流体为无色透明液体，所述流体驱动单元配置成在透镜处于工作状态时将第一流体输送至透镜的内腔中，而在透镜处于非工作状态时将透镜的内腔排空。

7.根据权利要求4所述的照明和/或信号指示设备，还包括：

光源，用于发射用于照明和/或信号指示的光；

准直器，用于将从光源发射出的光引导向所述透镜；以及

壳体，所述流体贮存单元的基座固定于所述壳体上或与所述壳体一体形成，

其中，所述透镜用于接收来自准直器的光并使其透射通过。

8.根据权利要求7所述的照明和/或信号指示设备，其中所述流体驱动单元包括控制器和流体抽吸装置，所述控制器配置成在光源接通时控制流体抽吸装置将第一流体送入透镜的内腔中，而在光源关断时将第二流体输送至透镜的内腔中替代第一流体。

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