CN110486689A - 照明或信号指示装置和机动车辆 - Google Patents

照明或信号指示装置和机动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了照明或信号指示装置以及具有该照明或信号指示装置的机动车辆。该照明或信号指示装置(100，200)包括：光源(101，201)；第一光图案形成部件(110，210)，其被构造成对来自光源的光进行图案化，以形成第一光分布；和第二光图案形成部件(120，220)，其位于第一光图案形成部件(110，210)的出光侧并被构造成对来自第一光图案形成部件(110，210)的第一光分布进行图案化，以形成投射至一目标(1)上的第二光分布。

Description

照明或信号指示装置和机动车辆
技术领域
本发明涉及照明和/或信号指示领域，并且更具体地，涉及照明或信号指示装置、以及具有该照明或信号指示装置的机动车辆。
背景技术
多种照明和/或信号指示装置用于提供用于照明和/或光学指示的光，广泛应用于各个领域，例如在机动车辆中利用诸如车灯之类的照明装置或信号指示装置来保证安全行驶。近来，对于光学照明或信号指示设备(例如用于机动车辆的车灯)的个性化的需求越来越多，可能需要提供更为丰富的光束图案和点亮效果。比如，可能期望照明或信号指示光包含某些信息或图案以满足个性化定制的要求。例如，一些常规技术利用激光投影产生用于照明或信号指示的图案，如用于倒车的警示线。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术中存在的问题和缺陷中的至少一种。
本发明的一个方面的实施例提供了一种照明或信号指示装置，包括：光源；第一光图案形成部件，其被构造成对来自光源的光进行图案化以形成第一光分布、尤其是平行光束；和第二光图案形成部件，其位于第一光图案形成部件的出光侧并被构造成对来自第一光图案形成部件的第一光分布进行图案化以形成投射至一目标上的第一光分布、尤其是条状亮图案。
在一些实施例中，所述第一光图案形成部件包括光学准直器，该光学准直器被构造成准直来自光源的光以形成准直的第一光分布。
在一些实施例中，光源的中心发光点位于光学准直器的焦点位置处。
在一些实施例中，所述第二光图案形成部件形成有条纹结构，该条纹图案被构造成在垂直于该条纹结构的延伸方向的方向上扩展所述第一光分布以形成和出射第二光分布，例如条状光束，该条状光束具有垂直于其出射方向的条形横截面。
在一些实施例中，所述第二光图案形成部件包括光栅透镜，该第二光图案形成部件的出光面形成有所述条纹结构。
在一些实施例中，所述第一光图案形成部件和所述第二光图案形成部件形成为一体式光图案化部件。
在一些实施例中，所述一体光图案化部件的出光面形成有条纹结构，其被构造成在垂直于该条纹结构的延伸方向的方向上扩展所述第一光分布以形成和出射条状第二光分布，该第二光分布具有垂直于其出射方向的条形横截面。
本发明的另一个方面的实施例还提供了一种照明或信号指示装置，包括：光源；第一光图案化部件，其被构造成对来自光源的光进行图案化以形成和出射第一光分布、特别是条状光束，该条状光束具有垂直于其出射方向的条形横截面；和第二光图案化部件，其位于第一光图案化部件的出光侧并被构造成将来自第一光图案化部件的第一光分布图案化，以形成投射至一目标上的第二光分布、尤其是条状亮图案。
在一些实施例中，所述第一光图案化部件形成有条纹结构，该条纹结构被构造成在垂直于该条纹结构的延伸方向的方向扩展来自光源的光以形成和出射所述条状第一光分布。
在一些实施例中，所述第一光图案化部件包括光栅透镜，该光栅透镜的出光面形成有所述条纹结构。
在一些实施例中，所述第二光图案化部件包括光学准直器，该光学准直器被构造成准直来自第一光图案化部件的第一光分布以形成和出射准直的第二光分布。
在一些实施例中，光学准直器包括透镜，该透镜具有面向所述目标的凸面以将光束进行会聚。
在一些实施例中，来自第一光图案化部件的出射光线的反向延长线的交点位于光学准直器的焦点位置处。
本发明的又一个方面的实施例还提供了一种机动车辆，其包括本发明的任一实施例中描述的照明或信号指示装置。
在一些实施例中，所述照明或信号指示装置位于机动车辆的左侧、右侧、前侧或后侧，并被配置成在被启动时向位于机动车辆的相应侧的目标投射警示用的条状亮图案。
在一些实施例中，机动车辆包括方向盘和与该方向盘相关联的两个所述照明或信号指示装置，这两个照明或信号指示装置包括位于机动车辆的尾部的左侧照明或信号指示装置和右侧照明或信号指示装置；左侧照明或信号指示装置被配置成在方向盘向左转向时被启动以在机动车辆左侧的地面上产生条状亮图案；右侧照明或信号指示装置被配置成在方向盘向右转向时被启动以在机动车辆右侧的地面上产生条状亮图案。
通过下文中参照附图对本发明所作的详细描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面、特征和优点从下面结合附图对说明性实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是示出根据本发明的一种示例性实施例的照明或信号指示装置的配置和光路的透视示意图；
图2是示意性地示出根据本发明的一种示例性实施例的照明或信号指示装置的配置和光路的侧视图；
图3是示意性地示出根据本发明的一种示例性实施例的照明或信号指示装置的光图案形成部件的结构和光图案形成原理的平面图；
图4是示出根据本发明的一种示例性实施例的光图案形成部件的光图案化过程的示意图；
图5A是示出根据本发明的另一种示例性实施例的照明或信号指示装置的配置和光路的示意图；
图5B是示意性地示出根据本发明的一种示例性实施例的照明或信号指示装置的光图案形成部件的结构的透视图；
图6是示出根据本发明的又一种示例性实施例的照明或信号指示装置的配置和光路的示意图；以及
图7是示出根据本发明的再一种示例性实施例的照明或信号指示装置的配置和光路的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的实施例进行详细的描述。在本说明书中，相同或相似的部件由相同或类似的附图标号指示。
另外，在下面的详细描述中，为便于说明，阐述了许多具体的细节以提供对本发明的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其它情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
下述参照附图对本发明的示例性地实施例的说明旨在阐述本公开的发明构思，而不应当理解为对本发明的一种限制。
图1和2示意性地示出根据本发明的示例性实施例提供的照明或信号指示装置的配置和光路。如图所示，照明或信号指示装置100包括光源101和光图案化模块，光图案化模块用于对来自光源的光进行图案化以形成投射至一目标1上的期望的光分布，例如条状亮图案，特别是亮线，该目标1例如是地面、墙面或其它结构表面。示例性地，光源包括发光二极管(LED)，其通常产生具有圆形或矩形横截面的大致锥形或柱状光束，光源可以是点光源或面光源。在一些示例中，在照明或信号指示装置应用于机动车辆时，其通过该光图案化模块可以在地面上产生期望的图案，例如，在该机动车辆倒车时，照明或信号指示装置在地面上产生警示图案，如条状图案或亮线，从而能够改善倒车操作的安全性。在其它示例中，该照明或信号指示装置也可以作为装饰灯，以用于在期望的位置产生具有装饰、照明、信号指示等效果的图案。
在图示的实施例中，光图案化模块包括第一光图案形成部件110和第二光图案形成部件120，第一光图案形成部件110对来自光源的光进行图案化以形成第一光分布，例如平行光束，第二光图案形成部件120位于第一光图案形成部件110的出光侧并用于对来自第一光图案形成部件110的第一光分布进行图案化，以形成投射至目标1(如地面或墙面)上的期望图案，如条状亮图案或亮线。如本领域技术人员所理解的那样，所产生的平行光束并不要求光线是严格平行的，可以是大致或近似平行的。
第一光图案形成部件110可以是或包括光学准直器，例如凸透镜或其它会聚透镜，该光学准直器被构造成对来自光源的光进行准直，以形成并出射准直的第一光分布。例如，光源101的中心发光点或发光中心可以位于光学准直器的焦点位置处。
在本发明的实施例中，第二光图案形成部件120用于对来自第一光图案形成部件110的光束进行图案化以形成投射至目标1上的第二光分布，例如条状亮图案。在一些示例中，如图3所示，第二光图案形成部件120具有入光面121、出光面122、以及条纹结构123或类似的光栅结构，条纹结构123或光栅结构例如形成在第二光图案形成部件120的出光面122上，该条纹结构123或光栅结构能够在垂直于该条纹结构的延伸方向的方向上扩展或打散来自第一光图案形成部件110的光束L1以形成和出射例如条状光束L2，该条状光束具有垂直于其出射方向的条形横截面。例如，如图4所示，条纹结构的延伸方向是Y方向，垂直于条纹结构的延伸方向的方向是X方向，图4中的(a)部分示出了来自第一光图案形成部件的光束的垂直于其出射方向的横截面，图4中的(b)部分示出了第二光图案形成部件对来自第一光图案形成部件的光束图案化后形成的图案，其在X方向被扩展或打散，具有条形横截面。示例性地，第二光图案形成部件可以包括光栅透镜并在其出光面122形成有条纹结构123，以对来自第一光图案形成部件的光束进行偏折，如图3所示，形成具有条形横截面的光束，该光束投影到目标1上，特别是形成条状亮图案，如亮线。
虽然在图1和2图示的实施例，第一光图案形成部件和第二光图案形成部件被图示为分离的部件，但本发明不限于，在其它实施例中，照明或信号指示装置的光图案化模块可以为单件结构，例如，第一光图案形成部件和第二光图案形成部件形成为一体部件或一体式光图案化部件，其能够实现对来自光源的光的准直和条形图案化。如图5A和5B所示，一体式光图案化部件110’具有接收来自光源101的光的入光面111，来自光源101的光从入光面111进入光图案化部件110’并在其中被偏折或图案化为平行光，而光图案化部件110’的出光面112上形成有上述条纹结构123。形成有条纹结构123的出光面112可以作为或在功能或作用下等同于上述第二光图案形成部件，在垂直于该条纹结构的延伸方向的方向上扩展平行光以形成和出射例如期望的条状光束，该条状光束具有垂直于其出射方向的条形横截面，在投射至目标1上时形成条状亮图案。
图6示出了根据本发明的另一种示例性实施例的照明或信号指示装置的配置和光路。如图所示，照明或信号指示装置200包括光源201、第一光图案化部件(也可以称为第一光图案形成部件)210和位于第一光图案化部件210的出光侧的第二光图案化部件(也可以称为第二光图案形成部件)220，光源201可以类似于上述光源101，第一光图案化部件210用于对来自光源201的光进行图案化以形成和出射第一光分布，例如条状光束，该条状光束具有垂直于其出射方向的条形横截面，第二光图案化部件220用于将来自第一光图案化部件210的第一光分布图案化为第二光分布，该第二光分布尤其在投射至目标1上时形成条状亮图案。
在一些示例中，与上述光图案形成部件120类似，光图案化部件210用于对入射到其中的光进行图案化，例如形成条状光束，该条状光束具有垂直于其出射方向的条形横截面。示例性地，光图案化部件210可以形成有条纹结构或类似的光栅结构，以在垂直于该条纹结构的延伸方向的方向扩展来自光源的光以形成和出射条状光束。例如，光图案化部件210是光栅透镜，该光栅透镜的出光面形成有条纹结构，以对实现进入其中的光进行图案化，如在垂直于条纹结构的延伸方向的方向对光进行扩展或打散成具有条形截面的光束、以及朝向期望的位置或方向偏折或折射光束。
类似地，第二光图案化部件220可以包括光学准直器，用于准直来自第一光图案化部件210的第一光分布、例如条状光束，以形成和出射准直的第二光分布。例如，该光学准直器可以是透镜，如凸透镜220’，如图7所示，具有面向目标1的凸面，以将来自第一光图案化部件210的具有条状截面的光束会聚成平行光束。示例性地，来自第一光图案化部件210的出射光线的反向延长线的交点可以大致位于光学准直器的焦点位置处，由此便于产生平行光。
本发明的实施例中描述的照明和/或信号指示装置可以包括任何类型的机动车辆照明灯和/或信号灯，例如前照灯、中央高位刹车灯、转向灯、位置灯、尾部刹车灯、装饰灯等等。该照明和/或信号指示装置也可以是附加地设置到机动车辆或其它机器上的灯，以提供用于在期望的位置产生具有装饰、照明、信号指示等效果的图案，如条状亮图案，例如用作车辆前进、倒车、停车等操作时的警示线或警示图案。
本发明的实施例还提供了一种包括如上述任一实施例所述的照明和/或信号指示装置的机动车辆。该照明或信号指示装置可以位于机动车辆的左侧、右侧、前侧或后侧，或者机动车辆的左侧、右侧、前侧和后侧中的至少一个可以设置有上述照明或信号指示装置，该照明或信号指示装置在被启动时向位于机动车辆的相应侧的目标(如地面、墙面等)上投射条状亮图案，用于起到警示或距离提醒等作用。
在一些示例中，机动车辆可以包括两个照明或信号指示装置，它们例如可以分别位于机动车辆的尾部的左侧和右侧，或者可以分别集成在机动车辆的左侧和右侧尾灯或刹车灯中，并与机动车辆的方向盘的操作相关联，例如，在车辆行进、倒车或停车操作时，左侧的照明或信号指示装置在方向盘向左转向时被启动以在车辆左侧的目标(如地面或墙面等)上产生指向左侧的条状亮图案，而右侧的照明或信号指示装置在方向盘向右转向时被启动以在车辆右侧的目标(如地面或墙面等)上产生指向右侧的条状亮图案，由此可以提醒车辆后方的人员，从而提高诸如倒车之类的车辆操作安全性。与常规采用激光投射产生图案的相反相比，本发明的实施例提供的照明和/或信号指示装置能够以相对较低的成本实现期望的图案。
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。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本发明的限制。
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 (14)

1.一种照明或信号指示装置(100，200)，包括：
光源(101，201)；
第一光图案形成部件(110，210)，其被构造成对来自光源(101，201)的光进行图案化，以形成第一光分布；和
第二光图案形成部件(120，220)，其位于第一光图案形成部件(110，210)的出光侧并被构造成对来自第一光图案形成部件(110，210)的第一光分布进行图案化，以形成投射至一目标(1)上的第二光分布。
2.根据权利要求1所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述第一光图案形成部件(110)包括光学准直器，该光学准直器被构造成准直来自光源的光，以形成准直的所述第一光分布。
3.根据权利要求2所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述光源(101)的中心发光点位于所述光学准直器的焦点位置处。
4.根据权利要求1所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述第二光图案形成部件(120)形成有条纹结构(123)，该条纹结构被构造成在垂直于该条纹结构(123)的延伸方向的方向上扩展所述第一光分布，以形成和出射第二光分布，该第二光分布具有垂直于其出射方向的条形横截面。
5.根据权利要求4所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述第二光图案形成部件(120)包括光栅透镜，该第二光图案形成部件的出光面(122)形成有所述条纹结构(123)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述第一光图案形成部件(110)和所述第二光图案形成部件(120)形成为一体式光图案化部件。
7.根据权利要求1所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述第一光图案形成部件(210)形成有条纹结构，并在垂直于该条纹结构的延伸方向的方向扩展来自光源(201)的光，以形成所述第一光分布。
8.根据权利要求7所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述第一光图案形成部件(210)包括光栅透镜，该光栅透镜的出光面形成有所述条纹结构。
9.根据权利要求1所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，所述第二光图案形成部件(220)包括光学准直器，该光学准直器准直来自所述第一光图案形成部件(210)的第一光分布，以形成准直的所述第二光分布。
10.根据权利要求9所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，光学准直器包括透镜。
11.根据权利要求9所述的照明或信号指示装置(100，200)，其中，来自所述第一光图案形成部件(210)的出射光线的反向延长线的交点位于所述光学准直器的焦点位置处。
12.一种机动车辆，包括权利要求1-11中任一项所述的照明或信号指示装置(100，200)。
13.根据权利要求12所述的机动车辆，其中，所述照明或信号指示装置位于机动车辆的左侧、右侧、前侧或后侧，并被配置成在被启动时向位于机动车辆的相应侧的目标投射警示用的条状亮图案。
14.根据权利要求12所述的机动车辆，其中，
该机动车辆包括方向盘和与该方向盘相关联的两个所述照明或信号指示装置；
这两个照明或信号指示装置包括位于机动车辆的尾部的左侧照明或信号指示装置和右侧照明或信号指示装置；
左侧照明或信号指示装置被配置成在方向盘向左转向时被启动以在机动车辆左侧的地面上产生条状亮图案；
右侧照明或信号指示装置被配置成在方向盘向右转向时被启动以在机动车辆右侧的地面上产生条状亮图案。
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CN112205832A (zh) * 2020-09-25 2021-01-12 厦门唯美优格家具有限公司 一种嵌入式超级柜台

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