CN107835954A - 发光图像投影灯及方法 - Google Patents

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Abstract

发光图像投影灯及方法。在本公开的投影设备的示例性实施例中，所述投影设备包括：光源；第一透镜，位于距所述光源的第一距离处；以及第二透镜，位于距所述第一透镜的第二距离处；其中，所述第一透镜和所述第二透镜为柱状透镜，各自具有一光轴，并且其中，所述投影设备配置为通过透射所述第一透镜和所述第二透镜的光源所发出的光生成三维图像。

Description

发光图像投影灯及方法
优先权
本国际(PCT)专利申请涉及申请序列号为62/165,785、申请日期为2015年5月22日的美国临时专利申请，以及申请序列号为62/181,545、申请日期为2015年6月18日的美国临时专利申请，并要求上述美国临时专利申请的优先权，上述美国临时专利申请的全部内容在此通过引用并入本公开中。
背景技术
在汽车市场上，车辆外部照明部件的设计对车辆款式及销售都有着极其重要的作用。车辆设计师们热衷于追求既能提供车辆外部照明所需的常规功能，又能在车辆照明部件关闭和点亮时兼具独特美观外形的技术。此外，设计师们还希望彼此紧靠，但功能不同的灯(如，车尾角灯、壁灯或后备箱灯)在点亮时的外观能够兼具统一协调性和连贯性。因此，对本文中公开的装置、方法和系统的需求仍然巨大。
发明内容
根据本公开的一个方面，一种投影设备包括一、二、三、四或更多安装在光源前的柱状透镜，在光源点亮时于两个透镜之间生成光源的三维图像。三维图像的尺寸、形状及外观可因透镜间的距离和方位、柱状透镜特性以及光源特性而发生变化。此外，点亮图像的外观进一步受投影设备的观察角度的影响。本公开的各种投影设备均可结合灯组件使用，用以提供独特的、移动变换的照明外观。
本发明内容并非旨在用于标识出所要求保护的主题的关键或必要特征，也并非旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。结合以下描述和附图，其他实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。
在本公开的投影设备的示例性实施例中，投影设备包括：光源；第一透镜，位于距光源的第一距离处；以及第二透镜，位于距第一透镜的第二距离处；其中，第一透镜和第二透镜为柱状透镜，各自具有一光轴，并且其中，该投影设备配置为通过透射第一透镜和第二透镜的光源所发出的光生成三维图像。在至少一个实施例中，光源包括一个或多个发光二极管。在至少一个实施例中，光源为光导管。在至少一个实施例中，第一透镜与光源的轴线正交或平行。在至少一个实施例中，第一透镜和第二透镜的光密度为每英寸20-150个凹槽。在至少一个实施例中，第一透镜的光轴相对于第二透镜的光轴旋转。在至少一个实施例中，第一透镜的光轴相对于第二透镜的光轴倾斜。在至少一个实施例中，第一透镜的光轴相对于光源倾斜。在至少一个实施例中，三维图像投影为选自图像群组中的图像，其中的图像群组由带状图、系列绕线状图、火焰状图、鲨鱼牙齿状图、菱形图、曲线图、星状图、方形图、瀑布状图以及弧形和瀑布状图组成。在至少一个实施例中，三维图像投影为具有选自群组中的形状的图像，其中的群组包括缠绕状、曲线及尖头状、具缘毛叶片状、曲边三角形、方形、无定型形状、立方体形和菱形。在至少一个实施例中，三维图像投影为具有第一颜色和不同于第一颜色的第二颜色的图像。在至少一个实施例中，三维图像投影为具有第一颜色、第二颜色和第三颜色的图像，其中，第一颜色、第二颜色和第三颜色中的每个均各不相同。在至少一个实施例中，设备进一步配置为通过透射第一透镜和第二透镜的光源所发出的光生成第二三维图像，其中，三维图像与第二三维图像不同。在至少一个实施例中，设备是灯组件的组成部分，灯组件进一步包括壳体和外透镜，其中，设备安装在壳体内。在至少一个实施例中，三维图像存在于第二透镜与外透镜之间的壳体内或在第二透镜与外透镜之间的壳体内被感知。在至少一个实施例中，灯组件配置为车灯组件。在至少一个实施例中，灯组件进一步包括第三透镜，位于距第二透镜的第三距离处；其中，投影设备配置为通过透射第一透镜、第二透镜和第三透镜的光源所发出的光生成三维图像。
在本公开的灯组件的示例性实施例中，灯组件包括：本公开的投影设备，如，该投影设备包括：光源；第一透镜，位于距光源的第一距离处；以及第二透镜，位于距第一透镜的第二距离处，其中，第一透镜和第二透镜为柱状透镜，各自具有一光轴；壳体；以及外透镜，其连接至壳体，以限定形成一体积。其中，该投影设备位于体积内。其中，该投影设备配置为通过透射第一透镜和第二透镜的光源所发出的光在体积内生成三维图像。
在本公开的投影设备的示例性实施例中，该投影设备包括：光源；第一透镜，位于距光源的第一距离处；以及挡板，位于距第一透镜的第二距离处，该挡板限定穿过其中的孔口；其中，第一透镜为具有光轴的柱状透镜，并且其中，该投影设备配置为通过透射第一透镜和挡板孔口的光源所发出的光生成三维图像。在至少一个实施例中，光源包括一个或多个发光二极管。在至少一个实施例中，光源为光导管。在至少一个实施例中，第一透镜的光密度为每英寸20-150个凹槽。在至少一个实施例中，三维图像投影为具有第一颜色和不同于第一颜色的第二颜色的图像。在至少一个实施例中，该设备进一步配置为通过透射第一透镜和第二透镜的光源所发出的光生成第二三维图像，其中的三维图像与第二三维图像不同。在至少一个实施例中，该设备是灯组件的组成部分，灯组件进一步包括壳体和外透镜，其中，该设备位于壳体内，并且其中的三维图像存在于第二透镜与外透镜之间的壳体内或在第二透镜与外透镜之间的壳体内被感知。
在本公开的灯组件的示例性实施例中，灯组件包括：本公开的投影设备，如，该投影设备包括：光源；第一透镜，位于距光源的第一距离处；以及挡板，位于距第一透镜的第二距离处，该挡板限定穿过其中的孔口，其中，第一透镜为具有光轴的柱状透镜；壳体；以及外透镜，其连接至壳体，以限定形成一体积；其中，该投影设备位于体积内；并且其中，该投影设备配置为通过透射第一透镜和挡板孔口的光源所发出的光生成三维图像。
附图说明
结合附图，通过参考下面对本公开各种示例性实施例的描述，本公开的实施例及其他特征、优点、本公开内包含的公开内容及其实施方式将变得显而易见，且本公开将可得到更好的理解，其中：
图1A～1F是根据本公开的投影设备的实施例的等距视图；
图2是根据本公开的灯组件的实施例的等距剖视图；
图3是根据本公开的灯组件的点亮实施例的等距视图；
图4是根据本公开的实施例的柱状透镜的剖视图；
图5是根据本公开的投影设备的实施例的平面视图；
图6是根据本公开的灯组件的实施例的等距剖视图；
图7是根据本公开的投影设备的实施例的平面视图；
图8是根据本公开的透镜子组件的各种实施例的视图；
图9A～16B是由本公开的示例性设备生成的示例性三维图像的视图；以及
图17A～19是生成有示例性三维图像的示例性灯组件的视图。
现将对各附图中所示部件的特征、功能和/或配置进行概述。应当理解的是，并非必须对附图中所示部件的全部特征进行描述。其中一些未述及的特征(如，各种连接件)与已述及的特征一样均为附图本身的固有特征。而其他未述及的特征则有可能是部件的几何形状和/或配置的固有特征。
具体实施方式
本申请公开了投影设备以及使用和构造该投影设备的方法的各种实施例。根据本公开的一个方面，提供了一种具有投影设备的灯组件。为了促进对本公开原理的理解，现将结合附图中所示实施例采用特定语言对本公开进行描述。但应当理解的是，这些描述并非旨在限制本公开的范围。
图1A和图1B示出了根据本公开至少两个实施例的投影设备10。如图1A所示，投影设备10可包括一个或多个光源12、第一透镜20和第二透镜22，各相互间隔一定距离设置，从而使光源12发出的光透射过第一透镜20和第二透镜22。第一透镜20和第二透镜22可彼此相对构设，以生成光源12的虚拟三维(3D)图像30。当观察者沿箭头A的大致方向透过第一透镜20和第二透镜22观察光源12时，生成的图像30可看起来位于第一透镜20与第二透镜22之间的空间内。或者，当观察者沿箭头A的大致方向观察光源12时，生成的图像30可看起来位于第二透镜22之后，如，第二透镜22与图2中所示外透镜148之间。从观察者的角度来看，图像30可具有长度32、宽度34和深度36。例如，宽度34和长度32可通过改变第一透镜20和第二透镜22之间的距离，或改变光源12、第一透镜20和/或第二透镜22之间的一个或多个距离进行更改。举例来说，第三透镜50(如图1B所示)可相对于第二透镜22(如图1B所示)设置，使第一透镜20、第二透镜22和第三透镜50可生成深度36可变的点亮图像，从而生成点亮的立方体三维图像。图1A和图1B中所示的实施例包括6个阵列14式排布的点光源12，其中的点光源12可协同第一透镜20和第二透镜22生成6个图像30。在某些实施例中，投影设备10可包括更少或更多光源12。如图1A所示，点光源12的图像30可被投影为六面体和/或照亮的四边形，或者在设备10使用第一透镜20、第二透镜22和第三透镜50时(如图1B所示)，可生成照亮的三维立方体。
在根据本公开的至少一个实施例中，第一透镜20和第二透镜22可为柱状透镜。柱状透镜通常具有多个并排设置的凸槽式光学器件或凹槽26(未示出)，其中，凹槽26沿相同方向延伸，限定透镜纵轴，从而使每个凹槽26具有大致与纵轴正交的光轴。如下文中进一步的描述，该多个凹槽26可形成水平视差。
图1C、图1D、图1E和图1F示出了根据本公开的投影设备10的其他实施例。再参照图1A，观看者可感知到图像30存在于第一透镜20和第二透镜22之外，例如，本文中所述的第二透镜22与外透镜144之间。图像30可被感知到存在于第一透镜20、第二透镜22和第三透镜50之外(如图1B所示)。例如，观看者可感知到多个设备实施例中的图像30存在于光源12之外(如图1C所示)、光源12与第一透镜20之间(如图1D所示)、第一透镜20与第二透镜22之间(如图1E所示)或第二透镜22与第三透镜50之间(如图1F所示)。根据特别准备的设备10的实施例，该设备10生成的图像30可被感知到存在于设备10内的多个位置(参照本文且如本文中所示)。
图4示出了三个凹槽26的部分剖视图(一个完整凹槽和两个部分凹槽的任意一侧)。如图4所示，第一透镜20和第二透镜22可具有厚度28。第一透镜20和第二透镜22可具有任意适合厚度28，例如，包括0.1～10毫米(mm)。在某些实施例中，第一透镜20和/或第二透镜22的厚度28可在1～3mm之间。在至少一个实施例中，第一透镜20和/或第二透镜22的厚度28可为1mm。在各种实施例中，透镜状凹槽26可位于相同透镜20、22、50的相对侧。
第一透镜20和第二透镜22可进一步具有限定凹槽20(如图4所示)的尺寸特征。凹槽26的尺寸特征可对投影设备10投影形成的图像30造成影响。例如，凹槽26的密度或间距可用每英寸行数(LPI)表征。在至少一个实施例中，第一透镜20和第二透镜22可由20～150LPI形成。在某些实施例中，第一透镜20和第二透镜22可具有更多LPI，而在其他实施例中，第一透镜20和第二透镜22可包含更少LPI。凹槽26的其他尺寸特征也可影响投影设备10投影形成的图像30。例如，凹槽26的视角由凹槽26的半径决定。举例来说，视角越大，投影形成的图像30的曲率也越大。参照本文中所述，视角为观看者可移离轴线以及可看见投影图像30的角度。
图5示出了第一透镜20协同第二透镜22生成点亮的投影图像30的操作原理图。图30(参照本文)还可被称作投影图像30、三维图像30、点亮图像30等。在图5中，图像30被描述为人脸，以清楚表明第一透镜20与第二透镜22相互作用生成光源的至少两个分开的透视图，其中，观察者40的每只眼睛观看不同的透视图。但是，应当理解的是，本公开的实施例中的图像30并非为类人脸。相反地，图像30是由观察者40的每只眼睛从光源12的不同透视图中感知形成的光源12立体复合图。投影设备10并不拘泥于某一特定理论，其利用多个柱状透镜形成的复合水平视差来生成光源12的虚拟2D图像30。
图像30是光源12的投影。当光源12发出的光被第一透镜20的各凹槽26以不同角度曲射时，第一透镜20投影形成第一线，如，长度32。当透射过第一透镜20的光被第二透镜22的各凹槽26以不同角度曲射时，第二透镜22投影形成与第一线呈一定角度的第二线，如宽度34。两条投影线组合形成图像30，其中的宽度34由第一透镜20与第二透镜22之间的距离决定。
图像30的尺寸、形状和外观受光源12类型以及第一透镜20和第二透镜22的特性的影响。此外，光源12、第一透镜20和第二透镜22间的相对距离及方位也将进一步影响图像30的尺寸、形状和外观。在至少一个实施例中，第一透镜20可平行于光源12定位。第二透镜22(及具有第三透镜50的实施例中的第三透镜50)可平行于第一透镜20定位。在这样的实施例中，点光源12的图像30投影为六面体，如，正六面体(如，立方体)或矩形长方体。或者，第二透镜22可相对于第一透镜20(如，倾斜)呈一定角度定位。在这样的实施例中，点光源12的图像30投影为非正六面体，如，梯面体。第一透镜20、第二透镜22和/或第三透镜50之间的距离影响图像30的长度32、宽度34和/或深度36，使投影形成的六面体看起来更宽、更长或更窄。相对于第二透镜22或第三透镜50旋转第一透镜20，或者相对于彼此倾斜透镜20、22和/或50将影响图像30的纵横比，使投影形成的六面体在宽度尺寸和/或可能在长度32和/或深度尺寸方面看起来更宽或更窄。
图像30的外观可进一步受观察者观察角度的影响。图1A和图1B中所示的方向A大致上与光源12的轴线以及第一透镜20和第二透镜22的光轴保持一致。从这种有利点位看，观察者可看见如图1A和图1B中所示的投影图像30。当观察者从一边到另一边水平移动，且相应改变方向A和观察者与光源12之间的角度时，图像30看起来像观察者后来看到的投影立方体的相对侧(如，从左至右观察立方体)一样翻转。类似地，当相对于光源12垂直上下移动观察者的有利点位时，图像30看起来像与观察者后来看到的投影立方体的相对垂直侧一样垂直翻转(如，从顶部到底部观察立方体)。在如图1A和图1B等所示的实施例中，具有多个彼此间隔一定距离水平和垂直设置的光源12时，每个光源12的各图像30将以不同的观察角度翻转，从而营造出有趣且极具吸引力的视觉效果。
在根据本公开的至少一个实施例中，第一透镜20和第二透镜22可以是具有多个球面小透镜128(如图8所示)的柱状透镜。该球面小透镜128可包括各小透镜128半径和小透镜128安装板或膜厚度等参数。该球面小透镜128可形成全向视差，提供大致呈圆锥形的视场(如图8所示)内的视图信息。
第一透镜20和第二透镜22可大体上为其上设有凹槽26或小透镜128的平板(如图1和图5所示)。在某些实施例中，第一透镜20和/或第二透镜22可以是具有二维或三维曲率的非平面表面。例如，第一透镜20和/或第二透镜22可至少部分地环绕光源12，或效仿外透镜的轮廓，即定位灯组件(包括投影设备10)造型的轮廓。在某种形式中，第一透镜20和/或第二透镜22的各凹槽26或小透镜128可以相对于其他凹槽26或小透镜128旋转，使一些凹槽26或小透镜128的光轴相对于X轴正常定位，从而补偿从观察者角度以宽视角观察到的漫射外观和性能。相较于某些应用而言，凹槽26和/或小透镜128的这种布置可特别适用于第一透镜20和/或第二透镜22的最内侧部分。
在某些实施例中，第一透镜20和/或第二透镜22可包括激光蚀刻，或者一些可进一步影响和/或与图像30外观视觉交互，以增强3D视觉效应的其他表面处理。在另外的实施例中，第一透镜20和/或第二透镜22可包括装饰处理，以进一步强化图像30外观和/或其视觉交互。作为非限制性示例的装饰处理可包括移印标志，其与图像30相结合可呈现出一种厚度外观。
第一透镜20和第二透镜22可采用任何适合工艺成型，包括但不限于：注塑成型、压缩模塑/成型、真空成型、挤压、热固和滚压工艺。在至少一个实施例中，第一透镜20和/或第二透镜22可以是相对较薄的膜。第一透镜20和第二透镜22可以是透明聚合物，包括但不限于：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚醚酰亚胺。在某些实施例中，第一透镜20和第二透镜22可为玻璃制品。
如图2所示，可将投影设备10并入灯组件140。灯组件140可包括外透镜144，该外透镜144被附接至壳体142，在其间形成一个体积148。壳体142和/或外透镜144可构设为将投影设备10固定和定位在体积148内。壳体142和/或外透镜144可构设为确立和保持光源12(或一个以上光源12阵列14)、第一透镜20和第二透镜22之间的相对距离。在至少一个实施例中，壳体142可包括一个或多个凸台146，凸台146可构设为可靠定位第一透镜20和/或第二透镜22。在某些实施例中，可通过任何适合方式将第一透镜20和/或第二透镜22附接至壳体142。例如，可采用声波焊接、振动焊接或热粘合等工艺将第一透镜20和/或第二透镜22焊接至壳体142。可选地或另外地，可采用粘合剂将第一透镜20和/或第二透镜22粘附至壳体142。在至少一个实施例中，壳体142、外透镜144、第一透镜20和/或第二透镜22可配置成将第一透镜20和/或第二透镜22卡夹在所需位置，而无需其他连接设备。
图3示出了在壳体142内和外透镜144后面利用投影设备100点亮灯组件的图片。如图3所示，投影设备100为灯组件140的每个光源生成一张三维图像130。外透镜144可具有大致均匀的厚度，其中未形成有光学器件。或者，外透镜144可包括有形成于其中的光学器件。在这样的实施例中，外透镜144的光学器件可影响图像130的外观。例如，外透镜144可包括可增强图像130外观的枕形光学器件或凹槽。此外，如本文中关于第一透镜20和第二透镜22的描述，外透镜144可包括装饰处理，配置用于与图像130进行视觉互动。
在某些实施例中，灯组件140可以是汽车外灯，配置用于按照适用的政府法规提供信号和/或照明功能。在至少一个实施例中，灯组件140可以是尾灯，且可含有车尾和/或停车指示功能。在一实施例中，灯组件140可以是驻车和信号灯，且可含有驻车和/或转弯提示功能。在又一实施例中，灯组件140可以是侧灯，提供车侧警示功能。在某些实施例中，灯组件140可含有各种不同功能。
在根据本公开的至少一个实施例中，投影设备10可包括一对以上透镜，其中，第一透镜20与第二透镜22为一对。在这样的实施例中，其他透镜对可使图像30的外观在相同视角内变化。此外，其他透镜对可用于光源12的部分视场，例如，从光源12轴线形成的更大角度内和/或灯组件140的边缘。
在根据本公开的替代实施例中，挡板122可替代柱状透镜中的至少一个(如图6所示)。在这样的实施例中，灯组件150可包括体积148内、壳体142与外透镜144之间的投影设备101。如图6所示，投影设备101可包括一个或多个光源12，其中的光源12呈阵列14式布置，且方位设置为可使其发出的光先穿透第一透镜120，然后朝向挡板122。挡板122包括至少一个穿透大致呈不透明体部分126的孔口124。孔口124可成比例设置，以阻挡光源12发出的全部光(所需形状的光除外)，从而生成所需图像30。因此，孔口124可与标志图案、纹章、字母、圆柱形、三角形或任何所需形状等的具体尺寸和/或形状呈比例设置。在某种形式中，孔口124的宽度可为2mm(如图6剖视图中所示的尺寸)。此外，还可选定孔口124长度，用于生成所需图像30。孔口124的长度可通过与宽度正交的维数或与正交方向上相分隔的所需角度进行界定。在至少一个实施例中，长度可约为50mm(与宽度正交的维数)。
孔口124的比例和/或形状可根据灯组件150的尺寸及形状、光源12的数量、灯组件150的所需功能和/或所需投影图像30进行选择。图7示出了第一透镜120协同挡板122生成图像30的操作原理。如图7所示，图像30通过第一透镜120和挡板122相互作用生成光源12的两个分开的透视图而生成，其中，观察者40的每只眼睛观看不同的透视图。因此，图像30是由观察者40每只眼睛通过挡板122感知光源12的不同透视图形成的立体复合图。
挡板122可与第一透镜120相隔适合距离。挡板122距离第一透镜120越近，左、右图像间的分离角越宽。此外，挡板122相对于第一透镜120的相对位置和方位会影响图像30的形状、比例和视角。为了生成所需图像30，可选择挡板122相对于第一透镜120的相对位置和方位。在某些形式中，挡板122可为视差光栅。
挡板122可由不透明材料制成，包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚醚酰亚胺等聚合物或金属。在某些实施例中，可涂覆或涂装挡板122，形成不透明体部分126。例如，为了获得所需外观，挡板122可含有铝、镍或其他任何适合材料的金属饰面。在这样的实施例中，可通过喷涂、化学气相沉积、物理气相沉积或任何适合工艺进行金属表面处理。
参照图6，灯组件150的壳体142可配置为将投影设备101固定和定位在体积148内。壳体142和/或外透镜144可构设为确立和保持光源12(或一个以上光源12阵列14)、第一透镜120和挡板122之间的相对距离。在至少一个实施例中，壳体142可包括一个或多个凸台146，凸台146可构设为可靠定位第一透镜20和/或挡板122。在某些实施例中，可通过任何适合方式将第一透镜20和/或挡板122附接至壳体142。例如，可采用声波焊接、振动焊接或热粘合等工艺将第一透镜20和/或挡板122焊接至壳体142。可选地或另外地，可采用粘合剂将第一透镜20和/或挡板122粘附至壳体142。在至少一个实施例中，壳体142、外透镜144、第一透镜20和/或挡板122可配置成将第一透镜20和/或挡板122卡夹在所需位置，而无需其他连接设备。如图6所示，挡板122可设置在第一透镜120与外透镜144之间。或者，挡板122可设置在第一透镜120与光源12之间(如图7所示)。
在另一个实施例中，光源12无需直接设置在第一透镜20和120、第二透镜22和/或挡板122之后(如图2和图6所示)。在这样的实施例中，光源12可相对于中间光学器件设置，使图像30由光源12的虚拟图像生成，其中的虚拟图像由中间光学器件间接生成。例如，光源12可相对于反射器设置，使图像30由光源12的虚拟图像生成，其中的虚拟图像通过反射器间接反射形成。在某种形式中，光源12可设置在光导管或导光板的近端，使图像30由光源12的虚拟图像生成，其中的虚拟图像通过光导管或导光板间接折射和反射形成。
或者，本公开的其他实施例可不包括光源12。在这样的实施例中，图像30可通过进入投影设备10的光反射而成，或者由来自设备10、101外的光源通过第一透镜20和120、第二透镜22和/或挡板122利用投影设备101投影而成。例如，环境光源可以是阳光、街道照明、区域照明或任何适合光源。
光源12可以是点光源，如，发光二极管(LED)或激光二极管。在包含一个以上光源12的实施例中，光源12可相互间隔10mm或以上。在至少一个这样的实施例中，光源12相隔约60mm。
在某些实施例中，光源12可以是线光源，如，气体放电管(如，氖)、边缘发光的微光学片或光导管。但在其他实施例中，光源12可具有其他形状系数，如，高密度放电电弧、卤素灯泡或白炽灯泡。光源12的形状系数可影响生成图像30的形状、尺寸和外观。光源12的形状系数可受本文中所述的中间光学器件的影响，如，反射器、菲涅耳透镜、光导管或边缘发光的微光学片。
图9A～18示出了利用本公开实施例中的各种设备10、100和101生成三维图像30、130的其他实施例，如包括第一透镜20、第二透镜22和至少一个其他柱状透镜(如，第三透镜50)。图9A示出了投影成带状图像(系列带状)的三维图像30；图9B示出了投影成系列绕线状的三维图像30；以及图9B示出了投影成火焰状的本公开的三维图像30。图9D示出了投影成鲨鱼牙齿状的本公开的三维图像30，以及图9E示出了投影成一个或多个立方体状的本公开的三维图像30。
图10A～10C示出了投影成系列平面(菱形)的三维图像30的各种实施例，由此可见，可利用设备10、100、101生成任意数量的平面。图10D示出了投影成网状(互连形)的本公开的三维图像30。图11A～12E示出了本公开的三维图像30的各种其他实施例，其具有各种形状，如，缠绕状(图11A)、曲线及尖头状(图11B、图11C和图11D)、系列曲线(图11E)、具缘毛叶片状(图12A)、带状(图12B)、无定型形状(图12C和图12D)和/或曲边三角形(图12E)。
本公开的三维图像30可投影成如图13A～18中所示。图13A示出了投影成具有无定型形状的本公开的三维图像30，而图13B和图13C示出了投影成系列立方体形的本公开的三维图像30。例如，如图13B所示，本公开的各三维图像30可包括和/或投影成一种或多种颜色，如，第一颜色200、第二颜色202以及第三颜色204。颜色200、202、204可以/包括任意数量的颜色，如，红色、蓝色、白色和黄色等。在至少一个实施例中，颜色200包括红色，颜色202包括蓝色，而颜色204包括黄色。在至少另一个实施例中，第一颜色2020包括蓝色，第二颜色202包括红色，而第三颜色204包括黄色。因此，本公开的各种设备10、100、101可配置成投影出一种或多种颜色，如，200、202和/或204。
图13D示出了投影成一系列星状图的本公开的三维图像30，而图13E示出了投影成一系列正方形的本公开的三维图像30。图14A、图14B、图14C和图14D示出了投影成具有无定型形状的本公开的三维图像30。图15A示出了投影成具有立体图案的本公开的三维图像30，而图15B示出了投影成一系列曲线的本公开的三维图像30。图15C示出了投影成相邻曲线图案(如，超高频“UHF”)的本公开的三维图像30，而图15D示出了投影成一系列带状图的本公开的三维图像30。图16A示出了投影成瀑布的本公开的三维图像30，而图16B示出了投影成瀑布和弧形的本公开的三维图像30。
图17A和图17B示出了本公开的示例性灯组件140(也可以是如本文中所述的灯组件150)，其中，每个图中示出的投影三维图像30大致上如本文中所述。图17A示出了投影三维图像30的灯组件140的实施例，其中的三维图像30与图17B中所示三维图像30不同；注意本公开的相同灯组件140、150可根据需要投影出不同的图像30。例如，使用灯组件140的车辆在停车和/或转弯时，可投影出一个图像30，而当车辆在停车时，可投影出另一个图像30，如，可在行驶中利用自然光。在一个灯组件140可投影出两个或更多图像30的实施例中，一个图像30可处于第一方位，而另一个图像30可处于不同的第二方位，如，翻转方位或不同于第一方位的另一方位(如图18所示)。
图19示出了本公开的其他灯组件140实施例，其配置成投影具有至少两种颜色(如，第一颜色200和第二颜色202)的三维图像30。例如，其中所示的图像30可呈现出水平杠形状，且图像均质。
虽然本文中已经对投影设备以及使用和构造该投影设备的方法的各种实施例进行了相当详尽地描述，但是，这些实施例仅为本文中所述的本公开的非限制性示例。因此，应当理解的是，在不脱离本公开范围的前提下，可对本公开做各种变更和修改，并且可用等效物替换本公开的元件。事实上，本公开并非旨在详尽无遗地描述或限制本公开的范围。
此外，在描述代表性实施例时，本公开中可能采用了特定的步骤顺序呈现方法和/或工艺。但是，就方法或工艺是否需要依赖本文中所述的特定步骤顺序而言，所述方法或工艺不应局限于所述的特定步骤顺序。可采用其他步骤顺序。因此，本文中公开的特定步骤顺序不应被视为对本公开的限制。此外，本公开提供的方法和/或工艺不应局限于按书面描述的顺序执行步骤。其顺序是可变的，但应保持在本公开的范围内。

Claims (26)

1.一种投影设备，包括：
光源；
第一透镜，位于距所述光源的第一距离处；以及
第二透镜，位于距所述第一透镜的第二距离处；
其中，所述第一透镜和所述第二透镜为柱状透镜，各自具有一光轴，并且
其中，所述投影设备配置为通过透射所述第一透镜和所述第二透镜的光源所发出的光生成三维图像。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光源包括一个或多个发光二极管。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光源为光导管。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜与光源的轴线正交或平行。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜和所述第二透镜的光密度为每英寸20-150个凹槽。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜的光轴相对于所述第二透镜的光轴旋转。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜的光轴相对于所述第二透镜的光轴倾斜。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜的光轴相对于所述光源倾斜。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述三维图像投影为选自图像群组中的图像，其中的图像群组由带状图、系列绕线状图、火焰状图、鲨鱼牙齿状图、菱形图、曲线图、星状图、方形图、瀑布状图以及弧形和瀑布状图组成。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述三维图像投影为具有选自群组中的形状的图像，其中的群组包括缠绕状、曲线及尖头状、具缘毛叶片状、曲边三角形、方形、无定型形状、立方体形和菱形。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述三维图像投影为具有第一颜色和不同于所述第一颜色的第二颜色的图像。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述三维图像投影为具有第一颜色、第二颜色和第三颜色的图像，其中，所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色中的每个均各不相同。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备进一步配置为通过透射所述第一透镜和所述第二透镜的光源所发出的光生成第二三维图像，其中，所述三维图像不同于所述第二三维图像。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备是灯组件的组成部分，所述灯组件进一步包括壳体和外透镜，其中，所述设备位于所述壳体内。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述三维图像存在于所述第二透镜与所述外透镜之间的壳体内或在所述第二透镜与所述外透镜之间的壳体内被感知。
16.根据权利要求14所述的设备，其中，所述灯组件配置为车灯组件。
17.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
第三透镜，位于距所述第二透镜的第三距离处；
其中，所述投影设备配置为通过透射所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的光源所发出的光生成三维图像。
18.一种灯组件，包括：
投影设备，包括：
光源；
第一透镜，位于距所述光源的第一距离处；以及
第二透镜，位于距所述第一透镜的第二距离处；
其中，所述第一透镜和所述第二透镜为柱状透镜，各自具有一光轴；
壳体；和
外透镜，其连接至所述壳体，以限定形成一体积；其中，所述投影设备位于所述体积内；
其中，所述投影设备配置为通过透射所述第一透镜和所述第二透镜的光源所发出的光在所述体积内生成三维图像。
19.一种投影设备，包括：
光源；
第一透镜，位于距所述光源的第一距离处；以及
挡板，位于距所述第一透镜的第二距离处，所述挡板限定有穿过其中的孔口；
其中，所述第一透镜为具有光轴的柱状透镜；
其中，所述投影设备配置为通过透射所述第一透镜和所述挡板孔口的光源所发出的光生成三维图像。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述光源包括一个或多个发光二极管。
21.根据权利要求19所述的设备，其中，所述光源为光导管。
22.根据权利要求19所述的设备，其中，所述第一透镜的光密度为每英寸20-150个凹槽。
23.根据权利要求19所述的设备，其中，所述三维图像投影为具有第一颜色和不同于所述第一颜色的第二颜色的图像。
24.根据权利要求19所述的设备，其中，所述设备进一步配置为通过透射所述第一透镜和所述第二透镜的光源所发出的光生成第二三维图像，其中，所述三维图像不同于所述第二三维图像。
25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述设备是灯组件的组成部分，所述灯组件进一步包括壳体和外透镜，其中，所述设备位于所述壳体内，并且其中，所述三维图像存在于所述第二透镜与所述外透镜之间的壳体内或在所述第二透镜与所述外透镜之间的壳体内被感知。
26.一种灯组件，包括：
投影设备，包括：光源；第一透镜；位于距所述光源的第一距离处；以及挡板，位于距所述第一透镜的第二距离处，所述挡板限定穿过其中的孔口；
其中，所述第一透镜为具有光轴的柱状透镜；
壳体；和
外透镜，其连接至所述壳体，以限定形成一体积；其中，所述投影设备位于所述体积内；
并且其中，所述投影设备配置为通过透射所述第一透镜和所述挡板孔口的光源所发出的光生成三维图像。
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