CN112823296B - 包括用于形成三维图像的透镜状壁的车身零件 - Google Patents

包括用于形成三维图像的透镜状壁的车身零件 Download PDF

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Abstract

一种用于机动车辆的车身零件,其包括由透明的模制塑料制成的透镜状壁(1),该透镜状壁具有大于1的给定折射系数(n)和给定的厚度(e),它包括:形成具有给定的曲率半径(R)并按照给定的间距(p1、p’1)布置的大致球形的微透镜(100)的阵列的外部面(10),和‑承载按照所述微透镜(100)的阵列的间距布置的三维图案(110)的阵列的内部面(11)。所述图案的阵列由尺寸相等的、完整的三维图案的分部(FM11、FM12、FM13、FM14、FM21)形成,相邻的两个三维图案的分部在所考虑的方向上偏移给定的相位差(d、d’),并且其中,所述三维图案的分部中的每个按照给定的放大系数(K)放大,并以对应于所述微透镜(100)的间距(p1、p’1)的间距并列布置在所述透镜状壁(1)的内部面(11)上。

Description

包括用于形成三维图像的透镜状壁的车身零件
技术领域
本发明涉及机动车辆的领域,更具体地说,涉及形成车身元件的面板。
背景技术
经常将装饰性元件插入车身面板中以增进车辆的美观。这些装饰性元件可用于增强车身的线条或支撑车型或品牌的独特标志或徽标。
为了增强该视觉效果,装饰性元件利用它们的构成材料的光学特性,并可包括光源。
由此,发明公开WO2016174917描述了一种薄片,其第一面支承多个柱形透镜,并且其与第一面相反的第二面是其上印有第一图像和第二图像的平坦的表面。图像布置为在薄片的平面中产生立体效果,以使得位于第一面那一侧的外部观察者看见显示出三维地重构的图像。
类似地,文献JP2010 256807提出一种板,在该板上,第一面支承空心像素化主图案的一部分。主图案的另一互补部分由布置在板的背面上的凸起结构形成,以对于位于第一面那一侧的观察者,在片的平面中产生波纹闪光图案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原创性的替代解决方案,该解决方案使得能够显示出大尺寸的凸起的三维图像。
根据本发明的用于机动车辆的车身零件包括由透明的模制塑料制成的透镜状壁,该透镜状壁具有大于1的给定的折射系数和给定的厚度,它包括外部面和与外部面相反的内部面。该零件的特征在于:
-透镜状壁的外部面形成具有给定曲率半径、并按照给定的间距布置的、大致球形的微透镜的阵列;
-透镜状壁的内部面承载按照微透镜的阵列的间距布置的三维图案的阵列,其特征在于,所述三维图案的阵列由尺寸相等的、完整的三维图案的分部形成,相邻的两个三维图案的分部在所考虑的方向上偏移给定的相位差,并且其中,这些三维图案的分部中的每个放大给定放大系数,并以对应于微透镜的间距的间距并列布置在透镜状壁的内部面上。
通过恰当地选择微透镜的半径和间距、起伏图案的分部的间距和尺寸、以及零件的厚度(根据透明材料的折射系数),能够调节三维图像相对于车身零件的高度、以及位于车身零件外部面那一侧的观察者可见的图像的尺寸和分辨率。如将在下文中可见,能够调整三维图像的尺寸,无需增大或减小微透镜的曲率半径。
根据本发明的车身零件可单独或组合地包括以下特征:
-所述图案分部的长度和宽度分别等于微透镜阵列的间距。
-减小的间距对应于微透镜的间距的值减去相位差的值乘以放大系数。
-三维图案在透镜状壁的内部面上形成起伏。
-透镜状壁的厚度为1.5mm至5mm,优选地1.5mm至3.5mm。
-微透镜的半径为0.5mm至3.5mm。
-微透镜的阵列的间距为0.5mm至3mm。
-微透镜和三维图案的分部的阵列具有与横向间距不同的纵向间距。
-三维图像相对于透镜状壁的外部面的高度小于或等于15cm,优选地小于10cm。
-在透镜状壁的内部面上包覆模制有折射系数小于透镜状壁的折射系数的屏壁。
-透镜状壁形成封闭的光学箱部的外壁,该光学箱部包括反射光的内壁。
-透镜状壁由选自以下的材料制成:聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯。
附图说明
阅读作为例子提供的绝无任何限制性的附图,将更好地理解本发明,在附图中:
-图1示出根据本发明的车身零件的外部面的视图;
-图2示出车身零件的内部面的视图;
-图3示出车身零件的立体图;
-图4和5示出微透镜在车身零件的外部面上的不同排列布置;
-图6示出设置在车身零件与外部观察者之间的三维图像的立体视图;
-图7示出车身零件和相关尺寸的示意图;
-图8示出光线的路径;
-图9和10示出根据透镜和图案的相对间距的图像位置;
-图11和12是车身零件的图案部分的第一选择方式的示意图;
-图13、14和15是车身零件的图案部分的第二选择方式的示意图;
-图16是图案部分的布置的一个替代实施方案;
-图17是车身零件的第一实施方式的剖视图;
-图18是车身零件的第二实施方式的剖视图;
-图19是车身零件的第三实施方式的剖视图;
-图20是车身零件的第四实施方式的剖视图;
-图21示出根据车身零件的第四实施方式的设备的细节,其示出沿着透镜状壁的侧面布置的照明设备;
-图22示出包括其上布置有根据本发明的车身零件的栅格的车辆前部部分;
-图23和23a示出根据第一实施方式的车身零件的制造方式;
-图24和24a示出根据第二实施方式的车身零件的制造方式。
具体实施方式
图1示出厚度为e的透镜状壁1的外部面10的立体示意图。外部面10在此视为位于车辆外部的观察者可见的车辆蒙皮外部面10。外部面10承载微透镜100阵列。全部都相同的微透镜呈半径为R的球形。侧面12是光滑的,不包括图案。
图2示出从内部面11那一侧观察的同一透镜状壁1。全部都相同的起伏图案110规则地布置。这些三维图案可无区别地实现为凹陷或凸起的。在用于支持本说明书的例子中,这些图案具有如在图2所附的圆圈中所示的风格化S形。
透镜状壁由折射系数为n的透明塑料材料制成。作为例子,具有良好的透明性并能够适于该用途的材料有:聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯。这些材料中每种都相当明显地具有其专有的已知折射系数。
图3和其所附圆圈示出透明的透镜状壁,同时示出微透镜100阵列和三维图案110阵列。
用p1标记在纵向方向上并列布置的两个微透镜100的间距,用p’1标记在横向方向上并列布置的两个微透镜100的间距。这两个间距一般相等(p1=p’1)。
图4示出间距p1等于间距p’1的情况。在该例子的情况下,微透镜的半径R大于间距p1
图5示出间距p1小于间距p’1的情况。在该例子的情况下,微透镜的半径R小于间距p1
微透镜阵列的这些实施方式不是限制性的,所示的实施方式的所有组合也是可行的。
微透镜的尺寸(半径R)和密度(间距)能够改变三维图像的分辨率。
图6示出了通过用外部观察者可见的自然光照射透镜板而获得的三维图像的形成。在该例子的情况下,三维图像形成于透镜状壁与观察者的眼睛之间。则称之为实像。
图7显示出主要的几何量(尺寸),从而能够配置设备。
数值N代表沿着给定方向(纵向或横向)布置在内部面上的图案的数量。
间距p1和间距p2分别代表沿着同一方向(纵向)的微透镜和图案的间距。数值Δp=p2-p1表示间距p2与间距p1之间的差值,符号可以为正或者为负。该差值的绝对值用|Δp|形式来表达。比值
Figure GDA0003707054170000061
表示该差值的符号。数值e代表透镜状壁的厚度。
数值Γ代表图像在给定方向的尺寸,它对应于图像在该方向上相距最远的两个点之间的距离。因此可具有沿着纵向方向的数值Γ和横向方向上的数值Γ’。数值Γ还大致等于允许在该方向上成像三维图案的透镜状壁的尺寸。
R代表曲率半径,C代表曲率中心,S代表屈光面的顶点,F代表微透镜的焦点,其处于与曲率中心S相距距离f处。所有透镜的所有焦点F都布置在焦平面上。
点A和A’分别确定布置在内部面上的3D图案的对象点的位置和该点在穿过系统形成的三维图像中的位置。
图像相对于透镜状壁的表面的高度定义为数值h。在此要指出,三维图像也是内接在包络盒20中的三维图像。
图8示出沿着不同观察角度看透镜状壁的两个观察者O和P观察到的不同光路径。
将会观察到,根据光线相对于它们投射到的图案的点的入射角,部分光线穿过透镜状壁,并且仅一部分光线被反射。以实线成像的第一观察者O将能够观察到在点QO1和QO3处下表面图案反射的光线。并且,观察者P则会看见来自点QP2和QP4的光线。经过点QP1、QO2、QP3、QO4的光线穿过透镜状壁,不能够被观察者O或P中任何人看见。
经历全反射的这一类别的光线,根据它们在三维图案的壁上的入射角形成对观察者可见的、且以分布在图像空间中的像素点的形式的三维图像。
图案与透镜之间的偏移使得能够选择图案的不同的点。
间距p1与间距p2之间的差值能够改变三维图像在空间中的布置。当图案的间距p2大于微透镜的间距p1(Δp>0)时,如在图9中所示,实像(即凸出的)在观察者与外部面之间,形成于外部面10上方。相反地,当图案的间距p2小于微透镜的间距p1(Δp<0)时,如在图10中所示,虚像(即深度的)形成于透镜状壁的内部面11下方。
还可行的是,改变包含微透镜的焦点的平面的位置,以获得深度的虚像或实像。当该平面位于透镜状壁的厚度中时,实像和虚像的位置相对于在前一自然段中所述的是反过来的。
作为例子,对于厚度为3mm且尺寸为3cm x 3cm的透镜状壁,其内部面上的起伏图案相距1.25mm的间距p2,且微透镜的半径为1.06mm时,则(凸起的)三维实像位于与透镜状壁1的外部面10相距4.42cm处。当微透镜的半径为1.15mm时,(深度的)三维虚像形成于外部面10的高度-4.42cm处。这种差异是由于焦平面的位置在一种情况下位于与外部面相距-2.88mm处(位于透镜状壁内部)和在另一种情况下位于与外部面相距-3.12mm处(位于透镜状壁外部)造成的。
然而,当寻求获得更大的图像时,这种布置导致产生具有非常大曲率半径R的微透镜,这在当前制造中更难以获得实现。
通过利用光学法则,可定义下述不同参数之间的关系式。
由此,可通过改变微透镜和内部面的起伏图案之间的周期差值,改变图像的尺寸。
在纵向方向上,微透镜的间距p1和起伏图案的间距p2呈以下形式:
Figure GDA0003707054170000081
在代表微透镜和三维图案沿着横向方向的间距的数值p’1和p’2之间,适用相同的关系式(1):
Figure GDA0003707054170000082
图像尺寸Γ与微透镜的半径之间的关系式以以下形式表达:
Figure GDA0003707054170000083
该关系式(2)允许根据所想要的图像的尺寸Γ、间距p2,和选择用于实现透镜状壁1的材料的折射系数n,确定微透镜的曲率半径R。该曲率半径R确定为使得形成三维图像的点位于图案/微透镜对之间的两两相交处。
考虑到以上所述,微透镜的曲率半径R不能太小也不能太大。实际上,如果曲率半径太大,获得的透镜状壁的外部面的轮廓接近于平面,如果曲率半径太小,获得的外部面包括尺寸小且相互之间间隔特别大的透镜。因此应选择其中的微透镜曲率半径大致等于、甚至略微大于间距的数值的平衡解决方案。类似地,出于可行性的原因,限定尺寸大于0.5mm的半径。
在实践中,对于适于安装在机动车辆上的透镜状壁,微透镜曲率半径R的数值为0.5mm至3.5mm,微透镜的间距p1为0.5mm至3mm。
如果想要根据微透镜的半径R、折射系数n与三维图案的间距p2,确定透镜状壁的厚度e,获得如下类型的关系式:
Figure GDA0003707054170000091
在恒定间距下,板的厚度e与曲率半径R大致成比例。这等于说,当增大厚度e时,也增大微透镜的尺寸以获得高质量的三维图像。在实践中,透镜状壁的厚度e为1.5mm至5mm,优选地为1.5mm至3.5mm。
高度h如下地表达为透镜状壁1的厚度e、折射系数n、所想要的三维图案的尺寸Γ和微透镜的间距p2的函数:
Figure GDA0003707054170000092
或者,基于图9或图10,当想要将三维图像的高度h表达为透镜状壁的厚度、半径R和间距p1和p2的函数时,关系式的类型如下:
Figure GDA0003707054170000093
三维图像的平面的高度h则大致与间距成反比。然而,要指出的是,三维图像的高度h越增大,三维图案的尺寸Γ就越增大,并且由于形成图像的点的像素化(pixellisation)程度越大,图像的质量下降的幅度也越大。因此将限定三维图像的尺寸Γ大致等于透镜状壁的尺寸。
作为例子,为了获得尺寸大的三维图像,对于由系数n等于1.586的甲基丙烯酸酯制成的透镜状壁,并对于其上的外部面的微透镜具有0.8mm的半径并按照0.5mm的间距p1(等于间距p2)布置的尺寸为30cm x 30cm的壁,厚度e等于-2.16mm,三维图像布置在透镜状壁1的外部面10的81cm的高度处。
而且,优选地,设置确定透镜状壁的参数以使得图像相对于透镜状壁1的外部面10的高度不过大,不超过15cm,优选地小于10cm。
为了获得这些小的h的数值,要指出,透镜的半径R倾向于减小到可行性极限以下。
克服该困难之处的一个方法在于在内部面11上在每个微透镜下方布置图案的仅有用的部分,以放大图案,同时确保在给定的间距和给定的厚度e下获得的光学特性。由此,能够放大图案,同时确保会在给定的间距和给定的厚度下获得的光学特性。
为此,基于图11,考虑在给定的方向(纵向或横向)上的间距为p2的N个完整图案的阵列,选择给定图案的图案分部FM11。然后通过使得所选择的图案分部偏移数值p2+d(其中,d代表给定相位差),在与前一图案相邻的图案中选择具有相同尺寸的图案分部FM12。由此获得代表图像的N个图案分部(FM11、FM12、FM13、FM14),它们相对于彼此具有数值为d的相位差。然后,这些图案分部则会局部重叠。
以类似的方式处理在横向方向上以间距p’2布置的图案FM11、FM21
按放大系数K放大这些图案分部中的每个,以使得当并置这些图案分部时,如图12所示,它们以间距p1布置,其中间距p1对应于微透镜100的间距。
放大的图案的长度L则等于p1,放大的图案的宽度I则等于p’1。每个放大的图案因此布置在微透镜的位置处。
放大系数K则因此直接取决于所选择的图案分部的尺寸和间距p1
则如图12所示,通过以对应于微透镜100的间距的间距p1并列布置放大的图案分部,在透镜状壁的内部面11上重构图案分部阵列。
以等同的方式,完全也可以获得如图13所示的三维图案的放大图像,并提取图案分部FM11、FM12、FM13、FM14、FM21,其中如图14所示长度L和宽度I分别对应于微透镜阵列的间距p1和p’1。由此,图案分部则如图15所示地并列布置。
还完全可以在内部面11上布置长度L和宽度I小于或大于微透镜阵列的间距p1和p’1的图案分部。然而重要的是根据间距p1和p’1来布置这些图像分部。图像分部则可以是分开的(或不相交的)如图16所示,或局部重叠的(未示出)。
由此推导出减小的间距p2reduct,相当于虚构图案的间距,其对应于间距p1的值减去偏移值乘以放大系数K(p2reduct=p1–Kd)。
该减小的间距也以下形式来表达:
Figure GDA0003707054170000111
则容易地计算dréduct的数值:
dreduct=p1-p2reduct
当dreduct的数值为正时,获得深度的三维图像,当dreduct的数值为负时,获得凸起的三维图像。
该方法的意义在于,通过将p2的数值替换为p2reduct,相同地适用公式(1)、(2)、(3)和(4)。
则借助于以下关系式简单地计算高度h的数值:
Figure GDA0003707054170000121
由此,在等同的微透镜半径R下,高度h与系数K成比例地减小。在先前的方法中,图案阵列由重复排列的整个图案组成,所有图案完全相同,且图案分布的间距p2与间距p1不同;而在此与先前的方法不同,它是两个相继图案之间的相位差值d,因此能够形成浮雕(凸起的)或深度的三维图像。如果观察角度增大,则会出现图像跳跃,并且三维图像会突然移动。
另一方面,该类型的设置减小了三维图像的凸起(浮雕)和深度效果。
显然,这些设置如前所述地在纵向方向上或在横向方向上无差别地适用。
与前述的大规模重现相同图案的方法不同地,此处在两个图像之间存在跳跃。如果观察角度增大到透镜对相邻图案成像的程度,则发生图像跳跃,三维图像突然移动。对于大的系数K(大于2),该效果不大敏感。如果每个偏移的图像都达到两只眼睛中的每只,情况也是这样的。
在此要指出,每个图案分部是唯一单独的图案,因此必须在用于成型内部面11的模具部分上逐个制作它们。而且,将利用由计算机控制的雕刻设备以确保图案位置和形状的良好的规律性。
位于三维图像中心的图案分部必须与与其对应的微透镜完美地对齐,以使得三维图像正确地定心。
通过选择由图案分部形成的阵列的结构,则可对应获得凸起的实像2cm至15cm的h的数值,或对于深度的虚像获得-2cm至-15cm的h的数值。
能够通过恰当地调节放大的图像的尺寸来实现更改三维图像的尺寸。
并且,通过简单地改变透镜状壁1的厚度e(这相对易于实现),同时保持透镜100阵列不变,能够从实像转换到虚像。
图17至20示出本发明的具体实施方式。
图17示出本发明的第一实施方式,其中,透镜状壁安装在车辆上,且没有额外附加安装。然而,该透镜状壁具有缺点,即穿过该壁的光线(参见图8)会被位于透镜状壁后方的物体反射,从而使得观察者看见车辆的内部零件。
图18示出的第二实施方式的目的在于消除该缺陷。
为了该效果,在透镜状壁1的内部面11上包覆模制有折射系数n’小于透镜状壁的折射系数n(n’<n)的屏壁3。布置在下部面的内部面11上的起伏图案出现在屏壁与透镜状壁的内部面11接触的面的凹陷中。本发明的该前两个实施方式适于使得在例如日光的外部光照明下显现三维图像。
本发明以下的实施方式的目的在于在低照明度条件下、例如在夜间行驶条件下,产生三维图像。
如图19所示,本发明的第三实施例提供了将透镜状壁1布置在光学盒4上,该光学盒4包括由不透光的材料形成的壁40。
壁40的与透镜状壁1的内部面11相对的内部面41可包括反射光的覆层或发光片42,该发光片覆盖位于透镜状壁1的内部面11位置处、支撑三维图案110阵列的的表面。
该发光片42可由连接到光源的漫射光导或光纤构成。
在此,光导或光导件指透明或半透明部件,光线在其内部沿着共同大体方向自光导的第一端部移动到直至输出表面,光线从输出表面出来,该第一端部包括输入表面,在输入表面附近布置有一个或多个光源。光在光导内部的传播通过光线在光导的内部反射面上的相继内部反射实现。
漫射光导指这样的光导:在该光导中,光的输出表面由所述光导的侧面形成。对于具有圆形横截面的漫射光导,例如光纤,光沿着大致径向的方向从光导出来。漫射光导因此能够使得在光导件的漫射部分的出射表面的任一点上分布大致恒定的光通量。
纤维或光导的视为出射表面的表面被处理以使其粗糙。这样的粗糙度使得有大量的反射面,使得部分光从光导逸出到外部。
因此可考虑处理盒体4的内表面41以获得构成漫射光导的光学箱部。
如图20所示,本发明的第四实施例通过利用存在于透镜状壁的内部面11上的粗糙度,使透镜状壁本身构成漫射光导,光则被光学箱部的壁40的内部面41反射。
光源5沿着透镜状壁1的侧面12布置。作为例子,它可以由多个发光二极管或连接到偏心光源的上述类型的漫射光导形成。图21示出光线在透镜状壁1中的传播。
作为例子,图22示出根据本发明的类型的车身零件的有利使用。
车辆的前部部分6支撑栅格61,栅格的中心处安装有包括根据本发明的透镜状壁1的车身零件62。三维图像代表例如品牌徽标,该徽标相对于栅格的表面凸起地(或深度地)显现。
在图23和23a中示出根据本发明的透镜状壁的制造。优选地将使用注射模具7,其包括可动部分71与固定部分70,可动部分71承载微透镜阵列的模腔,固定部分70上雕刻有三维图案。使用由计算机控制的雕刻用激光能够获得令人满意的结果,尤其是当追求获得小尺寸的全都彼此不同的图案的时候。
三维图案110阵列因此在透镜状壁1的内部面11上起伏地显现。
为了获得包括如图18所示的屏壁3的车身零件,必须进行两个相继的步骤。在第一步骤期间,模制透镜状壁1。然后,在第二步骤期间,将在第一步骤期间获得的零件放入第二模具内,如图24和24a所示地注射形成屏壁3的材料。
通过也为本领域技术人员已知的方法实现光学箱部4的制造。透镜状壁1在光学箱部4上的组装可通过胶合、焊接或能够使得透镜状壁与光学箱部4联结的任何其它固定方式实现。
词汇表
1 透镜状壁
10 透镜状壁的外部面
100 微透镜
11 透镜状壁的内部面
12 透镜状壁的侧面
110 三维图案
2 三维图像
20 三维虚像的包络盒体
3 包覆模制在透镜状壁的内部面上的屏壁
4 光学箱部
40 光学箱部的壁
41 下壁的内部面
42 发光片
5 发光器/发光二极管
6 车辆前部面
61 栅格
62 车身零件
7 注射模具
70 固定部分
71 可动部分
40 发光片
e 透镜状壁的厚度
p1、p’1 外部面上的微透镜的间距
p2、p’2 内部面上的图案的间距
p2reduct 内部面的图案的减小的间距
FM11、FM12、FM13、FM14、FM21 图案分部
d 图案分部的相位差
K 放大系数
N 沿着一个方向(纵向或横向)的图案的数量
n 由塑料制成的透镜状壁的折射系数
n’ 保护壁的折射系数
R 微透镜的半径
C 微透镜的曲率中心
S 微透镜的屈光面的顶点
A 物体的位置
A’ 图像的位置
Γ 三维图案的尺寸
h 外部面与形成三维图像的平面之间的高度。
O、P 观察者
Q 光束与内部面的图案的交点

Claims (14)

1.一种用于机动车辆的车身零件,其包括由透明的模制塑料制成的透镜状壁(1),该透镜状壁具有大于1的给定折射系数(n)和给定的厚度(e),该透镜状壁(1)包括外部面和与所述外部面相反的内部面,其中:
-所述透镜状壁(1)的外部面(10)形成具有给定曲率半径(R)、并按照给定的间距(p1、p’1)布置的球形的微透镜(100)的阵列;
-所述透镜状壁(1)的内部面(11)承载按照所述微透镜(100)的阵列的间距布置的三维图案(110)的阵列,其特征在于,所述三维图案的阵列由尺寸相等的、完整的三维图案的分部(FM11、FM12、FM13、FM14、FM21)形成,相邻的两个三维图案的分部在所考虑的方向上偏移给定的相位差(d、d’),并且其中,所述三维图案的分部(FM11、FM12、FM13、FM14、FM21)中的每个按照给定的放大系数(K)放大,并以对应于所述微透镜(100)的间距(p1、p’1)的间距并列布置在所述透镜状壁(1)的内部面(11)上。
2.如权利要求1所述的车身零件,其中,所述三维图案的分部(FM11、FM12、FM13、FM14、FM21)的长度(L)和宽度(I)分别等于所述微透镜(100)阵列的间距p1与p’1
3.如权利要求1或权利要求2所述的车身零件,其中,减小的间距(p2reduct)对应于所述微透镜的间距(p1)的值减去所述相位差(d)的值乘以所述放大系数(K)(p2reduct=p1–Kd)。
4.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述三维图案(110)在所述透镜状壁(1)的内部面(11)上形成起伏。
5.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述透镜状壁(1)的厚度(e)为1.5mm至5mm。
6.如权利要求5所述的车身零件,其中,所述透镜状壁(1)的厚度(e)为1.5mm至3.5mm。
7.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述微透镜(100)的半径(R)为0.5mm至3.5mm。
8.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述微透镜(100)的阵列的间距(p1、p’1)为0.5mm至3mm。
9.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述微透镜和所述三维图案的分部的阵列具有与横向间距(p’1)不同的纵向间距(p1)。
10.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述三维图案相对于所述透镜状壁(1)的外部面(10)的高度(h)小于或等于15cm。
11.如权利要求10所述的车身零件,其中,所述三维图案相对于所述透镜状壁(1)的外部面(10)的高度(h)小于10cm。
12.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,在所述透镜状壁(1)的内部面(11)上包覆模制有折射系数(n’)小于所述透镜状壁的折射系数(n)(n’<n)的屏壁(3)。
13.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述透镜状壁(1)形成闭合的光学箱部(4)的外壁,该光学箱部包括反射光的内壁(40)。
14.如权利要求1或2所述的车身零件,其中,所述透镜状壁(1)由选自以下的材料制成:聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220055351A (ko) * 2020-10-26 2022-05-03 현대모비스 주식회사 자동차용 램프 및 그 램프를 포함하는 자동차
FR3118121B1 (fr) * 2020-12-21 2023-06-16 Psa Automobiles Sa Bloc optique de véhicule, à pièce de support monobloc participant à des fonctions photométriques
EP4269868A4 (en) * 2020-12-23 2024-07-03 Zhejiang Smart Intelligence Tech Co Ltd VEHICLE AND MOTOR VEHICLE LAMP STRUCTURE
US12020596B2 (en) * 2021-07-27 2024-06-25 Bracha Partners LLC Multi-dimensional printing method and apparatus
KR20230026123A (ko) * 2021-08-17 2023-02-24 현대모비스 주식회사 자동차용 램프 및 그 램프를 포함하는 자동차
FR3135034A1 (fr) 2022-04-28 2023-11-03 Compagnie Plastic Omnium Se Texture 3D optique flottante modulaire
DE102022115618A1 (de) * 2022-06-23 2023-12-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsanordnung, Fahrzeugleuchte und Fahrzeug
CN116338976A (zh) * 2023-03-06 2023-06-27 苏州大学 一种相位调制莫尔成像器件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249818A (zh) * 1997-11-05 2000-04-05 皇家菲利浦电子有限公司 透镜片
CN101410733A (zh) * 2006-04-06 2009-04-15 3M创新有限公司 具有浮动合成图像的片材
CN102712204A (zh) * 2009-10-30 2012-10-03 德拉鲁国际有限公司 安全装置和制造该安全装置的方法
CN107835954A (zh) * 2015-05-22 2018-03-23 弗恩基先进产品开发有限公司 发光图像投影灯及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7195385B2 (en) * 2000-12-16 2007-03-27 Schefenacker Vision Systems Germany Gmbh & Co. Kg Vehicle light for a vehicle, preferably a motor vehicle
EP2332737A3 (en) * 2003-11-21 2012-02-08 Visual Physics, LLC Micro-optic security and image presentation system
EP2359181A1 (en) * 2008-11-18 2011-08-24 Rolling Optics AB Time integrated integral image device
JP5689588B2 (ja) 2009-04-28 2015-03-25 株式会社プラネット 発光パネル装置に用いる3dパネル版
JP5126760B1 (ja) * 2012-07-10 2013-01-23 美濃商事株式会社 装飾表示体
US9873281B2 (en) * 2013-06-13 2018-01-23 Visual Physics, Llc Single layer image projection film
WO2016174917A1 (ja) 2015-04-30 2016-11-03 富士フイルム株式会社 装飾シート
US20180288387A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Intel Corporation Real-time capturing, processing, and rendering of data for enhanced viewing experiences

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249818A (zh) * 1997-11-05 2000-04-05 皇家菲利浦电子有限公司 透镜片
CN101410733A (zh) * 2006-04-06 2009-04-15 3M创新有限公司 具有浮动合成图像的片材
CN102712204A (zh) * 2009-10-30 2012-10-03 德拉鲁国际有限公司 安全装置和制造该安全装置的方法
CN107835954A (zh) * 2015-05-22 2018-03-23 弗恩基先进产品开发有限公司 发光图像投影灯及方法

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