CN107091418A - 照明和/或信号指示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种照明和/或信号指示装置。该照明和/或信号指示装置包括：光源；第一光学部件，所述第一光学部件配置成接收从光源发出的光并将一部分光反射以形成第一光束且使另一部分光透射通过所述第一光学部件以形成第二光束；和第二光学部件，所述第二光学部件配置成将所述第一光束和第二光束中的一个光束的至少一部分反射以形成第三光束。该照明和/或信号指示装置能够通过多个光学部件对光的多重反射以低成本的方式来实现其发出的照明光和或信号光的三维视觉效果。

Description

照明和/或信号指示装置
技术领域
本发明涉及照明及信号指示领域，尤其涉及一种照明和/或信号指示装置。
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。例如，期望照明装置和/或信号指示装置发出的照明光和或信号光具有立体视觉效果。这种立体视觉效果的实现可以通过复杂的光学成像系统(例如立体影像成像系统)来实现，但必将显著地增加系统的复杂度和成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种照明和/或信号指示设备，其能够以低成本的方式实现照明光和/或信号光的立体视觉效果。这有助于提高照明光和/或信号光的美观性和视觉显著度。
本发明的实施例提供了一种照明和/或信号指示装置，包括：
光源；
第一光学部件，所述第一光学部件配置成接收从光源发出的光并将一部分光反射以形成第一光束且使另一部分光透射通过所述第一光学部件以形成第二光束；和
第二光学部件，所述第二光学部件配置成将所述第一光束和第二光束中的一个光束的至少一部分反射以形成第三光束。
在一实施例中，所述第三光束的方向与所述第一光束和第二光束中未被第二光学部件反射的光束的方向平行。
在一实施例中，所述第二光学部件配置成将所述第一光束和第二光束中的所述一个光束的一部分反射并使所述一个光束的另一部分透射通过所述第二光学部件，所述第三光学部件配置成将透射通过所述第二光学部件的光的至少一部分反射。
在一实施例中，所述第一光学部件与第二光学部件平行布置。
在一实施例中，所述第一光学部件和所述第二光学部件中的至少一者具有彼此相对的入光表面和出光表面，所述入光表面和出光表面其中之一具有曲面形状，另一个具有平面形状。
在一实施例中，所述第一光学部件和第二光学部件具有中空的回转体形状，所述第一光学部件围绕所述光源布置，所述第二光学部件围绕所述第一光学部件布置。
在一实施例中，所述光源包括单一点光源，所述单一点光源被布置于所述第一光学部件的中心轴线上。
在一实施例中，所述光源包括多个点光源，所述多个点光源围绕所述第一光学部件的中心轴线、沿所述第一光学部件的内周布置。
在一实施例中，所述光源包括环形面光源，沿所述第一光学部件的内周布置。
在一实施例中，所述环形面光源由点光源和光导形成，所述光导具有杆状部和平板部，所述杆状部的一端面向所述点光源布置，用于接收来自点光源的入射光，所述杆状部的另一端与所述平板部相接，以将入射光引导至所述平板部中，所述平板部具有扩散反射面和位于其外周上的环形出射面，所述扩散反射面配置成将来自于所述杆状部的光朝向所述环形出射面引导。
在一实施例中，所述扩散反射面为位于所述平板部中心位置处的锥面。
在一实施例中，所述第一光学部件和第二光学部件中至少一者具有彼此相对的入光表面和出光表面，所述入光表面和出光表面中的至少一者涂覆有部分透射部分反射涂层，用于调节所述第一光学部件或第二光学部件的反射光强。
在一实施例中，所述第一光学部件和第二光学部件都具有彼此相对的入光表面和出光表面，所述第一光学部件的出光表面和所述第二光学部件的入光表面抵靠在一起，且所述第一光学部件的出光表面和所述第二光学部件的入光表面中的至少一者涂覆有部分透射部分反射涂层。
在一实施例中，所述第一光学部件和第二光学部件中至少一者形成有图案，用于对从光源发出的光进行图案化。
在一实施例中，所述照明和/或信号指示装置还包括第四光学部件，所述第四光学部件配置成接收从光源发出的光并将一部分光反射以形成第四光束且使另一部分光透射通过所述第四光学部件以形成第五光束；和
第五光学部件，所述第五光学部件配置成将第四光束和第五光束中的一个光束的至少一部分反射，
其中，第四光学部件所接收到的光和第一光学部件所接收到的光是从光源发出的光的不同部分，所述第四光学部件与第一光学部件相对于所述光源布置在不同的方向上。
在一实施例中，所述第一光学部件和第二光学部件中至少一者为棱镜、曲面反射镜或平行板。
如本发明的上述至少一个实施例中所述的照明和/或信号指示设备，能够通过多个光学部件对光的多重反射以低成本的方式来实现其发出的照明光和或信号光的三维视觉效果。
附图说明
图1a示出根据本发明的一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；
图1b示出根据本发明的一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；
图2示出根据本发明的另一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；
图3示出根据本发明的又一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；
图4示出根据本发明的再一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；
图5示出根据本发明的另一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；
图6示出根据本发明的另一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；
图7示出根据本发明的再一实施例的照明和/或信号指示装置的示意图；以及
图8a和图8b分别示出根据本发明的又一实施例的照明和/或信号指示装置的示意性正视图和立体图。
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，提供一种照明和/或信号指示装置，包括：光源；第一光学部件，所述第一光学部件配置成接收从光源发出的光并将一部分光反射以形成第一光束且使另一部分光透射通过所述第一光学部件以形成第二光束；和第二光学部件，所述第二光学部件配置成将所述第一光束和第二光束中的一个光束的至少一部分反射以形成第三光束。
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1a示意性地示出根据本发明的一实施例的照明和/或信号指示装置100。该照明和/或信号指示装置100包括：光源10；第一光学部件20和第二光学部件30。该第一光学部件20配置成接收从光源10发出的光并将一部分光沿着第一方向(在图1a中示出为X方向)反射以形成第一光束11且使另一部分光沿第二方向(在图1a中示出为Y方向)透射通过所述第一光学部件20以形成第二光束12。所述第二光学部件30配置成将第一光束11的至少一部分沿着第二方向反射以形成第三光束13。借助于这种结构，在第二方向上将至少存在两个光束，即第二光束12和第三光束13。而第三光束13所经过的光学路径长度比第二光束12更长。因此，当观察者迎着第二光束12和第三光束13观察时，在视觉上将感觉第三光束13来自于比光源10更远的虚拟光源10’，也就是说，在第二方向上观察到的光在视觉上并不是来自同一个平面中的光源，而是来自远近不同的光源，由此能够产生三维视觉效果。
在图1a的示例中，被第二光学部件30反射的光束是第一光束11，然而，在另一示例中，如图1b所示，被第二光学部件30反射的光束可以是第二光束12。图1b所示出的示例与图1a示出的示例相比，仅是光源10的位置有所不同。在此情况下，当观察者迎着第二光束12和第三光束13观察时，在视觉上将感觉第二光束12和第三光束13来自于不同距离的虚拟光源10”和10’，从而产生三维视觉效果。
作为示例，所述第三光束13的方向可以与所述第一光束11和第二光束12中未被第二光学部件30反射的光束(在图1a的示例中是第二光束12，在图1b的示例中是第一光束11)的方向平行。但这不是必须的，第三光束13的方向也可以与该未被第二光学部件30反射的光束成一定的夹角，例如30度、45度等等。
在图1a和图1b的示例中，第一光学部件20的光入射面与光源10的光轴大致成45度，这有利于第一光学部件20和第二光学部件30的布置。但这不是必须的，第一光学部件20的光入射面与光源10的光轴可以成任何角度，这可以根据光出射方向以及照明和/或信号指示装置的结构布置要求来确定。
在一示例中，照明和/或信号指示装置100、100’还可以包括第三光学部件40，如图1a和1b所示。所述第二光学部件30配置成将所述第一光束11和第二光束12中的所述一个光束(在图1a的示例中是第一光束11，在图1b的示例中是第二光束12)的一部分反射并使所述光束的另一部分透射通过所述第二光学部件30，所述第三光学部件40配置成将透射通过所述第二光学部件30的光的至少一部分反射。类似地，还可以设置与第二光学部件30和第三光学部件40相类似的更多的光学部件以形成光学部件的阵列，这可以使得三维视觉显示内容和效果更为丰富。
在一示例中，第一光学部件20与第二光学部件30平行布置，如图1a和1b所示。这有利于形成规则的三维图案以提高人眼观看的舒适度。图1a和1b中示出的第一光学部件20与第二光学部件30为平行板形式，然而，第一光学部件20与第二光学部件30还可以具有其他形式。例如，如图2和图3所示，第一光学部件20和第二光学部件30具有中空的回转体形状，所述第一光学部件20围绕所述光源10布置，所述第二光学部件30围绕所述第一光学部件20布置。
图2和图3均为从照明和/或信号指示装置200、200’的光出射方向观察时得到的正视图。光源10位于中心位置，各个光学部件由内向外依次排布。从光源10发出的光一部分可以被第一光学部件20沿光出射方向(在图2和图3中是从纸面指向外的方向)反射，另一部分可以透射通过第一光学部件20到达第二光学部件30而被第二光学部件30沿光出射方向反射。类似地，一部分光还可以透过第二光学部件30继续向其外侧的光学部件行进而被其外侧的光学部件依次反射。被这些光学部件反射的光束由于其所经历的光学路径长度不同，能够形成多种三维视觉图案。作为示例，第一光学部件20和第二光学部件30可以具有锥形形状或更加复杂的曲面回转体形状，如抛物面体、椭球面体、双曲面体等等。
作为示例，第一光学部件20和第二光学部件30中的至少一者具有彼此相对的入光表面21、31和出光表面22、32。图2所示的示例和图3所示的示例的区别在于，在图2的示例中第一光学部件20和第二光学部件30的入光表面和出光表面均为平面且相互平行，而在图3的示例中第一光学部件20和第二光学部件30的入光表面和出光表面不向平行，且出光表面为曲面形状、入光表面为平面形状。在图3中，第一光学部件20和第二光学部件30的入光表面由多个平面段拼接而成。采用不相互平行的入光表面和出光表面，可以使得经过第一光学部件20和第二光学部件30反射的光束中的图像产生一定的变形或不规则。这也有利于实现更为丰富的三维显示效果。
虽然图3仅示出了出光表面为曲面形状而入光表面为平面形状，但本发明的实施例不限于此，例如，第一光学部件20和/或第二光学部件30的出光表面21、31可以为平面形状而入光表面为曲面形状，或者两者均为相互平行或不平行的平面或曲面形状。在图1a和图1b的示例中，第一光学部件20和/或第二光学部件30的入光表面21、31和出光表面22、32中的一者或两者也可以根据需要设置有曲面形状或将入光表面21、31和出光表面22、32设置成不平行的。
在一示例中，光源10可以包括单一点光源，如图2至图3所示，所述单一点光源被布置于所述第一光学部件20的中心轴线上。该单一点光源可以为白炽灯光源、LED光源等等。
在另一示例中，光源10可以包括多个点光源，例如LED灯阵列，如图4所示，所述多个点光源围绕第一光学部件20的中心轴线、沿所述第一光学部件20的内周布置。采用多个点光源可以改变照明和/或信号指示装置300的出射光的明暗分布，从而获得更为丰富的点亮效果。
在另一示例中，光源10可以为环形面光源，如图5所示，沿所述第一光学部件20的内周布置。在这种情况下，光可以从环形面19发出射向四周的第一光学部件20，从而提供更为均匀的照明点亮效果。
图5示出的是根据本发明的一实施例的照明和/或信号指示装置300’(包括光源10以及各个光学部件)的剖面图。其中光源10(环形面光源)由点光源17和光导18形成，所述光导18具有杆状部181和平板部182，所述杆状部181的一端183面向所述点光源17布置，用于接收来自点光源17的入射光171，所述杆状部181的另一端184与所述平板部182相接，以将入射光171引导至所述平板部182中，所述平板部182具有扩散反射面185和位于其外周上的环形出射面19，所述扩散反射面185配置成将来自于所述杆状部181的光朝向所述环形出射面19引导。作为示例，所述扩散反射面185可以为位于所述平板部182中心位置处的锥面。通过光导18，点光源17发出的光被均匀地引导至环形出射面19，而使光从环形出射面19均匀地射向四周的第一光学部件20。在图5的示例中，第一光学部件20和第二光学部件30具有回转体形状。作为示例，杆状部181的面向所述点光源17的一端183可以设置有光准直结构，以对入射光117进行准直和整形。作为示例，光导18可以为一体成形结构。
本领域技术人员应当理解，在本发明的实施例中，光导18的平板部182的轮廓形状可以为圆形、多边形(如三角形、矩形、五边形、六边形等等)等，相应地，环形出射面19也可以沿着圆形或多边形的周界延伸。在本申请中，光导是指以全反射方式传导光(例如从入口传导至出口)的部件。
在一示例中，第一光学部件20和第二光学部件30的入光表面和出光表面中的至少一者可以涂覆有部分透射部分反射涂层，用于调节所述第一光学部件20或第二光学部件30的反射光强。该部分透射部分反射涂层的厚度和各项参数可以根据期望获得的反射率和透射率来设定和调整。借助于该部分透射部分反射涂层，可以调节第一光学部件20或第二光学部件30的反射率和透射率，从而调节出射光的图案的强度分布。
在一示例中，在如图6所示的照明和/或信号指示装置400中，所述第一光学部件20的出光表面22和所述第二光学部件30的入光表面31抵靠在一起，且所述第一光学部件20的出光表面22和所述第二光学部件30的入光表面31中的至少一者涂覆有部分透射部分反射涂层。在该示例中，第一光学部件20和第二光学部件30可以由形状匹配的棱镜实现。
在一示例中，在如图7所示的照明和/或信号指示装置500中，第一光学部件20形成有图案，用于对从光源发出的光进行图案化。在图7的示例中，第一光学部件20和第二光学部件30围绕光源10由内至外依次布置，其中第一光学部件20上形成有矩形阵列等图案。在第一光学部件20对光进行透射和反射时，该图案将被赋予光束，从而在最终的出射光中呈现该图案。虽然，图7仅仅示出在第一光学部件20上设置图案，但本发明的实施例不限于此，例如也可以在第二光学部件30上设置图案，或者在第一光学部件20和第二光学部件30两者上形成有图案。形成在第一光学部件20和/或第二光学部件30上的图案可以为任意形状。图7示出第一光学部件20和第二光学部件30具有矩形轮廓，但这不是必须的，第一光学部件20和第二光学部件30的轮廓也可以是诸如圆形、六边形等其他任意形状。
在一示例中，除去第一光学部件20和第二光学部件30之外，照明和/或信号指示装置600还可以包括第四光学部件50和第五光学部件60。所述第四光学部件50配置成接收从光源10发出的光并将一部分光反射以形成第四光束51且使另一部分光透射通过所述第四光学部件50以形成第五光束52，所述第五光学部件60配置成将第四光束51和第五光束52中的一个光束的至少一部分反射。其中，第四光学部件50所接收到的光和第一光学部件20所接收到的光是从光源10发出的光的不同部分(在图8a和图8b的实施例中，是射向不同方向的部分)，所述第四光学部件50与第一光学部件20相对于所述光源10布置在不同的方向上。通过采用第四光学部件50和第五光学部件60，与第一光学部件20和第二光学部件30相结合，可以使从光源10在不同的方向上射出的光都具有三维显示效果。另外，通过调整第四光学部件50和第五光学部件60的参数(如透射率和反射率、轮廓形状、图案等)使其与第一光学部件20和第二光学部件30的参数不同，还可以使得从光源10在不同的方向上射出的光都具有不同的三维显示效果。
在图8a和图8b的示例中，不仅设置有第一光学部件20、第二光学部件30、第四光学部件50和第五光学部件60，还设置有第六光学部件55、第七光学部件65、第八光学部件70、第九光学部件80和第十光学部件90。这些光学部件以阵列形式分布在光源10的周围，从而组合成各种三维显示图案。这些光学部件可以相互对准以对光源10形成完整的包围。以阵列形式分布的多个光学部件能够提高照明和/或信号指示装置的三维显示图案的设计灵活性和视觉效果。
在本发明的实施例中，所述第一光学部件20和第二光学部件30中至少一者为棱镜、曲面反射镜或、平行板或其他兼具透射和反射功能的光学部件。在本发明的实施例中，光源10可以为点光源、线光源或面光源等等。
本发明的实施例尤其可以用于机动车辆的照明和/或信号指示，也可以用于其它照明和/或信号指示装置，例如探照灯、投射灯等等。
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。
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 (16)

1.一种照明和/或信号指示装置，包括：
光源；
第一光学部件，所述第一光学部件配置成接收从光源发出的光并将一部分光反射以形成第一光束且使另一部分光透射通过所述第一光学部件以形成第二光束；和
第二光学部件，所述第二光学部件配置成将所述第一光束和第二光束中的一个光束的至少一部分反射以形成第三光束。
2.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第三光束的方向与所述第一光束和第二光束中未被第二光学部件反射的光束的方向平行。
3.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示装置，还包括第三光学部件，其中，所述第二光学部件配置成将所述第一光束和第二光束中的所述一个光束的一部分反射并使所述一个光束的另一部分透射通过所述第二光学部件，所述第三光学部件配置成将透射通过所述第二光学部件的光的至少一部分反射。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第一光学部件与第二光学部件平行布置。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第一光学部件和所述第二光学部件中的至少一者具有彼此相对的入光表面和出光表面，所述入光表面和出光表面其中之一具有曲面形状，另一个具有平面形状。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第一光学部件和第二光学部件具有中空的回转体形状，所述第一光学部件围绕所述光源布置，所述第二光学部件围绕所述第一光学部件布置。
7.根据权利要求6所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述光源包括单一点光源，所述单一点光源被布置于所述第一光学部件的中心轴线上。
8.根据权利要求6所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述光源包括多个点光源，所述多个点光源围绕所述第一光学部件的中心轴线、沿所述第一光学部件的内周布置。
9.根据权利要求6所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述光源包括环形面光源，沿所述第一光学部件的内周布置。
10.根据权利要求9所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述环形面光源由点光源和光导形成，所述光导具有杆状部和平板部，所述杆状部的一端面向所述点光源布置，用于接收来自点光源的入射光，所述杆状部的另一端与所述平板部相接，以将入射光引导至所述平板部中，所述平板部具有扩散反射面和位于其外周上的环形出射面，所述扩散反射面配置成将来自于所述杆状部的光朝向所述环形出射面引导。
11.根据权利要求10所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述扩散反射面为位于所述平板部中心位置处的锥面。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第一光学部件和第二光学部件中至少一者具有彼此相对的入光表面和出光表面，所述入光表面和出光表面中的至少一者涂覆有部分透射部分反射涂层，用于调节所述第一光学部件或第二光学部件的反射光强。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第一光学部件和第二光学部件都具有彼此相对的入光表面和出光表面，所述第一光学部件的出光表面和所述第二光学部件的入光表面抵靠在一起，且所述第一光学部件的出光表面和所述第二光学部件的入光表面中的至少一者涂覆有部分透射部分反射涂层。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第一光学部件和第二光学部件中至少一者形成有图案，用于对从光源发出的光进行图案化。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，还包括第四光学部件，所述第四光学部件配置成接收从光源发出的光并将一部分光反射以形成第四光束且使另一部分光透射通过所述第四光学部件以形成第五光束；和
第五光学部件，所述第五光学部件配置成将第四光束和第五光束中的一个光束的至少一部分反射，
其中，第四光学部件所接收到的光和第一光学部件所接收到的光是从光源发出的光的不同部分，所述第四光学部件与第一光学部件相对于所述光源布置在不同的方向上。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中，所述第一光学部件和第二光学部件中至少一者为棱镜、曲面反射镜或平行板。
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