CN106813207B - 旋转式光束图案调整装置及照明和/或信号指示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种旋转式光束图案调整装置及照明和/或信号指示设备。旋转式光束图案调整装置包括：光入射面；第一光偏转面和第一光出射面，能够在旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向第一光出射面偏转而在旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转；第二光偏转面和第二光出射面，第二光偏转面配置成能够在旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向所述第二光出射面偏转而在旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转，其中，第一光偏转面和第一光出射面中的至少一个形成有第一图案，用于对光束进行图案化。

Description

旋转式光束图案调整装置及照明和/或信号指示设备
技术领域
本发明涉及照明及信号指示领域，尤其涉及一种旋转式光束图案调整装置及包括该旋转式光束图案调整装置的照明和/或信号指示设备。
背景技术
照明装置和信号指示装置广泛应用于人们生产生活的各个方面，例如机动车辆的车灯、路灯、广告灯等等。随着人们个性化需求的发展，对于照明装置和信号指示装置的视觉效果有了越来越丰富的要求。往往期望照明装置和信号指示装置发出的光束能具有更为多样的点亮效果，例如能够呈现某些图案。而这种图案化的需求往往将导致系统的复杂和笨重。因此，亟需一种结构简单而又操作灵活的光束图案形成和调整装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋转式光束图案调整装置及包括该旋转式光束图案调整装置的照明和/或信号指示设备，其具有简单的结构并能够对于光束的图案进行方便灵活的调整。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案通过以下方式来实现：
本发明的实施例提供了一种旋转式光束图案调整装置，其能够围绕轴线旋转并具有第一旋转位置和第二旋转位置，所述旋转式光束图案调整装置包括：
光入射面，用于接收入射光束；
第一光偏转面和第一光出射面，所述第一光偏转面配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向所述第一光出射面偏转而在所述旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转；
第二光偏转面和第二光出射面，所述第二光偏转面配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向所述第二光出射面偏转而在所述旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转，
其中，所述第一光偏转面和第一光出射面中的至少一个形成有第一图案，用于对光束进行图案化。
在一实施例中，所述第一光出射面在第一旋转位置处所朝向的方向与所述第二光出射面在第二旋转位置处所朝向的方向一致。
在一实施例中，所述第二光偏转面和第二光出射面中的至少一个形成有第二图案，用于对光束进行图案化，所述第二图案与第一图案不同。
在一实施例中，所述旋转式光束图案调整装置的旋转周期小于或等于人眼的视觉暂留时间。
在一实施例中，所述第一光偏转面是反射面和/或第二光偏转面是反射面。
在一实施例中，所述第一光偏转面和所述第一光出射面分别位于所述旋转式光束图案调整装置的两侧上且相对地布置，且所述第二光偏转面和所述第二光出射面也分别位于所述旋转式光束图案调整装置的两侧上且相对地布置，所述第一光偏转面和所述第一光出射面在光束行进方向上位于所述第二光偏转面和所述第二光出射面的上游或下游。
在一实施例中，所述第一光出射面和第二光出射面在光束行进方向上具有相同的高度。
在一实施例中，所述第一光偏转面与所述旋转式光束图案调整装置的旋转轴线成小于等于45度的夹角和/或所述第二光偏转面与所述旋转式光束图案调整装置的旋转轴线成小于等于45度的夹角。
在一实施例中，在所述第一光出射面和/或第二光出射面上设置有配光结构。
本发明的实施例还提供了一种照明和/或信号指示设备，包括：
光源，用于发出光束；
至少一个根据上述任一实施例所述的旋转式光束图案调整装置；以及
驱动装置，配置成驱动所述旋转式光束图案调整装置的旋转。
在一实施例中，该照明和/或信号指示设备还包括准直器，所述准直器配置成将由光源发出的光束进行准直并引导至所述旋转式光束图案调整装置的光入射面。
在一实施例中，所述照明和/或信号指示设备包括成阵列排布的两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置，所述两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置配置成一起形成光束的组合图案。
在一实施例中，所述照明和/或信号指示设备还包括：
旋转控制装置，所述旋转控制装置配置成根据不同的工作状态来控制所述两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置的旋转以显示不同的信息。
在一实施例中，所述旋转控制装置为时序编程控制装置。
如本发明的上述至少一个实施例中所述的旋转式光束图案调整装置及照明和/或信号指示设备，能够利用简单的光学和机械结构来灵活地实现各种静态或动态点亮效果。
附图说明
图1示出根据本发明的一实施例的旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置的示意性侧视图；
图2示出根据本发明的一实施例的旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置的示意性侧视图；
图3示出根据本发明的一实施例的旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置的示意性正视图；
图4示出根据本发明的一实施例的照明和/或信号指示设备的示意性结构图；
图5示出根据本发明的一实施例的包括多个旋转式光束图案调整装置的照明和/或信号指示设备的示意图；
图6a示出根据本发明的另一实施例的旋转式光束图案调整装置的示意性立体图；以及
图6b示出根据本发明的另一实施例的旋转式光束图案调整装置的示意性侧视图。
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，提供一种旋转式光束图案调整装置，其能够围绕轴线旋转并具有第一旋转位置和第二旋转位置，所述旋转式光束图案调整装置包括：光入射面，用于接收入射光束；第一光偏转面和第一光出射面，所述第一光偏转面配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向所述第一光出射面偏转而在所述旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转；第二光偏转面和第二光出射面，所述第二光偏转面配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向所述第二光出射面偏转而在所述旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转，其中，所述第一光偏转面和第一光出射面中的至少一个形成有第一图案，用于对光束进行图案化。
另外，在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或更多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。
图1-2示意性地示出根据本发明的一实施例的旋转式光束图案调整装置100。该旋转式光束图案调整装置100能够围绕轴线旋转并具有第一旋转位置和第二旋转位置。所述旋转式光束图案调整装置100包括：光入射面10，用于接收入射光束11；第一光偏转面20和第一光出射面30；以及第二光偏转面40和第二光出射面50。第一光偏转面20配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置100处于第一旋转位置时将从光入射面10入射的光束11朝向所述第一光出射面20偏转(如图1所示)而在所述旋转式光束图案调整装置100处于第二旋转位置时不使从光入射面10入射的光束11偏转(如图2所示)。所述第二光偏转面40配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置100处于第二旋转位置时将从光入射面10入射的光束11朝向所述第二光出射面50偏转(如图2所示)而在所述旋转式光束图案调整装置100处于第一旋转位置时不使从光入射面10入射的光束11偏转(如图1所示)。在该实施例中，所述第一光偏转面20和第一光出射面30中的至少一个形成有第一图案，用于对光束11进行图案化。
如上述实施例所述，该旋转式光束图案调整装置100具有第一旋转位置和第二旋转位置。该旋转式光束图案调整装置100可以通过围绕轴线60的旋转而在这两个旋转位置之间进行切换。在第一旋转位置，光束11经由第一光偏转面20和第一光出射面30射出，因此将具有第一图案。例如，如图3所示，当迎着第一光出射面30观察时可以看到出射光束具有五角星图案，该五角星图案仅仅是示意性的，第一图案不限于此，而可以是由任意文字、符号或图形等构成的任何图案。作为示例，该第一图案可以由第一光偏转面20赋予光束，也可以由第一光出射面30赋予光束。以这种方式，随着旋转式光束图案调整装置100的旋转，该第一图案可以出现或消失，从而方便地实现图案切换。
在图1-2所示的示例中，所述第一光偏转面20和第二光偏转面40是反射面。替代地，所述第一光偏转面20和第二光偏转面40中也可以仅有一个是反射面。作为示例，第一光偏转面20和/或第二光偏转面40可以为全反射面。但本发明不限于此，例如，第一光偏转面20和第二光偏转面40中的至少一者也可以是能够使光束11产生偏转的其它类型的偏转面，如折射面等等。
在一示例中，所述第二光偏转面40和第二光出射面50中的至少一个形成有第二图案，用于对光束11进行图案化，所述第二图案与第一图案不同。这样，当旋转式光束图案调整装置100旋转至第二旋转位置时，当观察者迎着第二光出射面50观察时，可以看到第二图案。以这种方式，可以根据需要而将旋转式光束图案调整装置100在第一旋转位置和第二旋转位置之间进行旋转，从而将第一图案或第二图案呈现给观察者，这可以方便地实现不同图案的切换。
在一示例中，所述第一光出射面30在第一旋转位置处所朝向的方向与所述第二光出射面50在第二旋转位置处所朝向的方向一致。这意味着观看者可以在一个观察角度或方向上看到变化的图案。
考虑到人眼的视觉暂留现象，即光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，可以将第一图案和第二图案叠加地呈现给观察者，但这对于旋转式光束图案调整装置100的旋转速度和周期具有一定的要求。在一示例中，所述旋转式光束图案调整装置100的旋转周期能够小于或等于人眼的视觉暂留时间。这样，当旋转式光束图案调整装置100连续地旋转时，观察者就能够看到第一图案和第二图案的组合图案了。人眼的视觉暂留时间因人而异，例如在0.1秒-0.4秒之间。
在一示例中，如图1和图2所示，所述第一光偏转面20和所述第一光出射面30分别位于所述旋转式光束图案调整装置100的两侧上且相对地布置。同样地，所述第二光偏转面40和所述第二光出射面50也分别位于所述旋转式光束图案调整装置100的两侧上且相对地布置。所述第一光偏转面20和所述第一光出射面30在光束行进方向上(在图1和图2中是自上向下的方向)位于所述第二光偏转面40和所述第二光出射面50的上游。作为示例，所述第一光偏转面20和所述第一光出射面30也可以在光束行进方向上(在图1和图2中是自上向下的方向)位于所述第二光偏转面40和所述第二光出射面50的下游。这可以通过简单的结构来实现旋转位置的切换。
在一示例中，所述第一光出射面30和第二光出射面50在光束行进方向上(在图1和图2中是自上向下的方向)具有相同的高度。
作为示例，所述第一光偏转面20可以与所述旋转式光束图案调整装置100的旋转轴线60成小于等于45度的夹角和/或所述第二光偏转面40与所述旋转式光束图案调整装置100的旋转轴线60成小于等于45度的夹角。这易于实现第一光偏转面20和/或所述第二光偏转面40对光束的全反射。
在一示例中，旋转式光束图案调整装置100可以由至少部分透明的材料(如全透明材料或半透明材料)整体形成，该材料可以包括玻璃、树脂、塑料、石英等等。这可以简化制作工艺。在这种情况下，第一光偏转面20和/或所述第二光偏转面40采用全反射表面在提高光学效率方面更具优势。
在一示例中，在所述第一光出射面30和/或第二光出射面50上可以设置有配光结构。该配光结构例如可以包括凸起、凹陷、条纹等。该配光结构可以进一步优化出射光的光强分布以提高显示效果。
虽然图1-3中示出的第一光偏转面20和所述第二光偏转面40均为矩形平面，但是本发明不限于此。图6a和6b给出了根据本发明的另一示例的旋转式光束图案调整装置100’。该旋转式光束图案调整装置100’总体上具有类似圆柱的形状，光入射面10’具有圆形形状，第一光偏转面20’和第二光偏转面40’为部分圆锥面形状。采用这样的结构，第一光出射面30’及第二光出射面50’可以覆盖更大的回转角度，在该旋转式光束图案调整装置100’进行连续回转时可以具有更好的显示效果。类似地，还可以采用多边形(如五边形、六边形等)形状的光入射面10’，而将第一光偏转面20’和第二光偏转面40’由相应的多边形棱面形成。
本发明的实施例还提供了一种照明和/或信号指示设备，如图4所示。该照明和/或信号指示设备包括：光源200，用于发出光束11；至少一个根据上述任一实施例所述的旋转式光束图案调整装置100、100’；以及驱动装置400，配置成驱动所述旋转式光束图案调整装置100、100’的旋转。该照明和/或信号指示设备可以借助于旋转式光束图案调整装置100、100’的旋转来输出具有随时间变化的特定图案的光束，以实现丰富的点亮效果。
在一示例中，驱动装置400可以例如由电机、发动机、气泵等各种已知的驱动装置来实现。
在一实施例中，该照明和/或信号指示设备还可以包括准直器300，所述准直器300配置成将由光源200发出的光束11进行准直并引导至所述旋转式光束图案调整装置100、100’的光入射面10、10’。作为示例，射入光入射面10、10’的光束可以为平行光束，这有助于控制光束的行进方向和光强分布。在一示例中，该平行光束的宽度可以小于或等于光入射面10、10’在垂直于光束的方向上的宽度的一半。这可以防止光束超出光入射面10、10’的范围。图4-5中给出了一种示例性的准直器300。该准直器300具有用于容纳光源200的容纳槽310、设置于准直器300周侧的光反射内壁320以及位于与容纳槽310相反一侧的出光面330。容纳槽310的底部设置成中间准直面311(例如具有类似于凸透镜的轮廓)，用于对由光源200发出的直接射向容纳槽310的底部的光束部分进行准直。容纳槽310的侧壁312也接收由光源200发出的一部分光束，并将该部分光束引导向光反射内壁320。光反射内壁320的形状设置成对透过容纳槽310的侧壁312的光束部分进行准直。经过中间准直面311或光反射内壁320准直的光束均从出光面330射出并朝向旋转式光束图案调整装置100、100’的光入射面10、10’行进。上述准直器300的结构仅仅是示例性的，本发明不限于此，例如也可以利用本领域已知的其它光学准直器(如准直透镜、准直反射镜等)来实现。
在一示例中，所述照明和/或信号指示设备可以包括成阵列排布的两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置100、100’，所述两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置100、100’配置成一起形成光束的组合图案，例如如图5所示。图5示出的是采用五个旋转式光束图案调整装置100、100’的示例。采用多个旋转式光束图案调整装置100、100’，仅利用一个光束就可以产生成更为丰富多样的组合图案。例如，当该照明和/或信号指示设备用作机动车辆的车灯时，可以利用不同的组合图案表示不同的车灯功能，例如用不同的图案来区分刹车灯、转向灯等等。这样，甚至可以考虑利用这种具有多种不同的组合图案的照明和/或信号指示设备来替代多个不同的车灯以实现结构更为紧凑的照明和/或信号指示设备。多样的组合图案也可以用于表示各种不同的信息，例如前进、停止、减速等功能信息，或者是文字、产品型号等技术信息或者是装饰图形等装饰信息。
由于所述旋转式光束图案调整装置100、100’可以方便地旋转以切换图案，所以该照明和/或信号指示设备不仅可以显示特定的静态信息，还可以显示随时间连续变化的动态信息。这为照明和/或信号指示设备的显示效果的多样化提供了技术基础。
在一示例中，所述照明和/或信号指示设备还可以包括：旋转控制装置，所述旋转控制装置配置成根据不同的工作状态来控制所述两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置的旋转以显示不同的信息。作为示例，所述旋转控制装置可以是手动控制装置，也可以是时序编程控制装置，例如微处理器、远程计算机等等。利用时序编程控制装置来控制各个旋转式光束图案调整装置的旋转，该照明和/或信号指示设备可以显示各种丰富的动态信息，这将为照明和/或信号指示设备的视觉效果提供了更大的灵活性。
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。
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 (13)

1.一种旋转式光束图案调整装置，其能够围绕轴线旋转并具有第一旋转位置和第二旋转位置，所述旋转式光束图案调整装置包括：
光入射面，用于接收入射光束；
第一光偏转面和第一光出射面，所述第一光偏转面配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向所述第一光出射面偏转而在所述旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转；和
第二光偏转面和第二光出射面，所述第二光偏转面配置成能够在所述旋转式光束图案调整装置处于第二旋转位置时将从光入射面入射的光束朝向所述第二光出射面偏转而在所述旋转式光束图案调整装置处于第一旋转位置时不使从光入射面入射的光束偏转，
其中，所述第一光偏转面和第一光出射面中的至少一个形成有第一图案，用于对光束进行图案化，
其中，所述第一光偏转面和所述第一光出射面分别位于所述旋转式光束图案调整装置的两侧上且相对地布置，且所述第二光偏转面和所述第二光出射面也分别位于所述旋转式光束图案调整装置的两侧上且相对地布置，所述第一光偏转面和所述第一光出射面在光束行进方向上位于所述第二光偏转面和所述第二光出射面的上游或下游。
2.根据权利要求1所述的旋转式光束图案调整装置，其中，所述第一光出射面在第一旋转位置处所朝向的方向与所述第二光出射面在第二旋转位置处所朝向的方向一致。
3.根据权利要求1所述的旋转式光束图案调整装置，其中，所述第二光偏转面和第二光出射面中的至少一个形成有第二图案，用于对光束进行图案化，所述第二图案与第一图案不同。
4.根据权利要求3所述的旋转式光束图案调整装置，其中，所述旋转式光束图案调整装置的旋转周期小于或等于人眼的视觉暂留时间。
5.根据权利要求1－4中任一项所述的旋转式光束图案调整装置，其中，所述第一光偏转面是反射面和/或第二光偏转面是反射面。
6.根据权利要求1所述的旋转式光束图案调整装置，其中，所述第一光出射面和第二光出射面在光束行进方向上具有相同的高度。
7.根据权利要求5所述的旋转式光束图案调整装置，其中，所述第一光偏转面与所述旋转式光束图案调整装置的旋转轴线成小于等于45度的夹角和/或所述第二光偏转面与所述旋转式光束图案调整装置的旋转轴线成小于等于45度的夹角。
8.根据权利要求1－4中任一项所述的旋转式光束图案调整装置，其中，在所述第一光出射面和/或第二光出射面上设置有配光结构。
9.一种照明和/或信号指示设备，包括：
光源，用于发出光束；
至少一个根据权利要求1－8中任一项所述的旋转式光束图案调整装置；以及
驱动装置，配置成驱动所述旋转式光束图案调整装置的旋转。
10.根据权利要求9所述的照明和/或信号指示设备，还包括准直器，所述准直器配置成将由光源发出的光束进行准直并引导至所述旋转式光束图案调整装置的光入射面。
11.根据权利要求9所述的照明和/或信号指示设备，其中，所述照明和/或信号指示设备包括成阵列排布的两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置，所述两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置配置成一起形成光束的组合图案。
12.根据权利要求11所述的照明和/或信号指示设备，还包括：
旋转控制装置，所述旋转控制装置配置成根据不同的工作状态来控制所述两个或更多个所述旋转式光束图案调整装置的旋转以显示不同的信息。
13.根据权利要求12所述的照明和/或信号指示设备，其中，所述旋转控制装置为时序编程控制装置。
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