本發(fā)明涉及光照明及信號顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種三維光信號顯示裝置及用于機動車輛的照明和/或信號指示設(shè)備。

背景技術(shù)：

在機動車輛的照明和/或信號指示應(yīng)用中，三維光信號的顯示越來越受到關(guān)注。三維光信號能夠提高車燈光束的視覺效果，提高車燈光束的顯示度和關(guān)注度，以提高照明和/或信號指示效果。現(xiàn)有的車燈光束中的三維效果往往通過結(jié)構(gòu)復(fù)雜的三維光導(dǎo)增加景深來實現(xiàn)，成本相對昂貴，而且往往難以建立和顯示真實的三維光學(xué)路徑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種三維光信號顯示裝置，其能夠利用由膠體構(gòu)成的多面反射體來形成和顯示三維光信號。

本發(fā)明的目的還在于提供一種用于機動車輛的照明和/或信號指示設(shè)備，其具有該三維光信號顯示裝置，能夠以低成本方式實現(xiàn)三維光信號的顯示。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下方式來實現(xiàn)：

本發(fā)明的實施例提供了一種三維光信號顯示裝置，包括：

光源，用于產(chǎn)生照射光束；和

多面反射體，所述多面反射體具有至少兩個內(nèi)反射面，所述多面反射體配置成接收所述照射光束并利用所述至少兩個內(nèi)反射面將所接收的照射光束在所述多面反射體內(nèi)部反射，

其中，所述多面反射體由至少部分透明的膠體制成，所述膠體 對在所述多面反射體內(nèi)部反射的照射光束進行散射以使照射光束從多面反射體外部可見。

在一實施例中，所述照射光束在所述多面反射體內(nèi)部被全反射兩次或更多次。

在一實施例中，所述至少兩個內(nèi)反射面包括：

第一內(nèi)反射面，所述第一內(nèi)反射面配置成對進入多面反射體內(nèi)部的照射光束進行第一次反射，所述照射光束在所述第一內(nèi)反射面處的入射角滿足全反射條件；和

第二內(nèi)反射面，所述第二內(nèi)反射面配置成對經(jīng)過所述第一內(nèi)反射面反射的照射光束進行反射，所述照射光束在所述第二內(nèi)反射面處的入射角滿足全反射條件。

在一實施例中，所述第一內(nèi)反射面和所述第二內(nèi)反射面分別對所述照射光束進行兩次或更多次的反射。

在一實施例中，所述至少兩個內(nèi)反射面還包括：

一個或更多個中間內(nèi)反射面，所述中間內(nèi)反射面配置成對經(jīng)過所述第二內(nèi)反射面反射的照射光束進行反射，所述照射光束在所述一個或更多個中間內(nèi)反射面處的入射角滿足全反射條件；和

反饋內(nèi)反射面，所述反饋內(nèi)反射面配置成將經(jīng)過所述一個或更多個中間內(nèi)反射面反射的照射光束反射至所述第一內(nèi)反射面以形成反射循環(huán)，所述照射光束在所述反饋內(nèi)反射面處的入射角滿足全反射條件。

在一實施例中，所述第一內(nèi)反射面對來自反饋內(nèi)反射面的照射光束進行第二次反射，所述第一內(nèi)反射面對于照射光束的第二次反射的反射位置相對于其對于照射光束的第一次反射的反射位置存在偏移。

在一實施例中，照射光束在所述第一內(nèi)反射面、第二內(nèi)反射面、所述一個或更多個中間內(nèi)反射面和反饋內(nèi)反射面之間被循環(huán)地反射兩次或更多次以形成兩個或更多個反射循環(huán)，所述兩個或更多個反射循環(huán)形成沿著一行進方向螺旋式行進的光學(xué)路徑。

在一實施例中，所述第一內(nèi)反射面、第二內(nèi)反射面、所述一個 或更多個中間內(nèi)反射面和反饋內(nèi)反射面位于所述多面反射體的周側(cè)，所述行進方向為穿過所述多面反射體的端面的方向。

在一實施例中，所述多面反射體由依次排列的多個多面反射體子單元構(gòu)成。

在一實施例中，所述多面反射體由實心材料一體形成。

在一實施例中，所述膠體包括有色玻璃膠體、塑料膠體或橡膠膠體。

在一實施例中，所述多面反射體由充滿液體膠體的腔體形成。

在一實施例中，所述多面反射體具有軸線。

在一實施例中，所述至少兩個內(nèi)反射面均與所述軸線平行。

在一實施例中，所述光源為激光光源。

本發(fā)明的實施例還提供一種用于機動車輛的照明和/或信號指示設(shè)備，包括：

如上述任一實施例所述的三維光信號顯示裝置；

殼體，所述殼體用于容納所述三維光信號顯示裝置；以及

面罩，所述面罩用于將所述三維光信號顯示裝置封閉在殼體中，

其中，所述面罩是至少部分透明的，以使得所述在所述多面反射體內(nèi)部反射的照射光束透過所述面罩是可視的。

如本發(fā)明的上述至少一個實施例中所述的三維光信號顯示裝置，能夠利用由膠體構(gòu)成的多面反射體來形成和顯示三維光信號。由此，可以簡化三維光信號顯示結(jié)構(gòu)、降低成本和提高顯示效果。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維光信號顯示裝置的示意圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維光信號顯示裝置中的多面反射體的示意圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維光信號顯示裝置中的另一種多面反射體的示意圖；以及

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的照明和/或信號指示設(shè)備的 示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號表示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發(fā)明實施方式的說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的一種限制。

圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的三維光信號顯示裝置100。該三維光信號顯示裝置100包括：光源10，用于產(chǎn)生照射光束11；多面反射體12，所述多面反射體12具有至少兩個內(nèi)反射面13。所述多面反射體12配置成接收所述照射光束11并利用所述至少兩個內(nèi)反射面13將所接收的照射光束11在所述多面反射體12內(nèi)部反射。所述多面反射體12由至少部分透明的膠體制成，所述膠體對在所述多面反射體12內(nèi)部反射的照射光束11進行散射以使照射光束11從多面反射體12外部可見。

膠體是一種混合物，由分散介質(zhì)和連續(xù)介質(zhì)構(gòu)成，該分散介質(zhì)包括微粒或液滴，該分散介質(zhì)散布于該連續(xù)介質(zhì)之中，形成一分散體系。膠體可以是固體混合物、液體混合物、氣體混合物或固液混合物等等。當(dāng)光束穿過膠體時，該分散介質(zhì)對光束進行散射從而使光束在膠體中的行進路徑能夠從膠體外部觀察到。具有微?；蛞旱蔚姆稚⒔橘|(zhì)對于光束的散射效應(yīng)稱為丁達爾效應(yīng)。所述膠體例如可以包括有色玻璃膠體、塑料膠體或橡膠膠體，等等。

借助于丁達爾效應(yīng)，照射光束11在多面反射體12內(nèi)部能夠從多面反射體12外部可見。于是，照射光束11在多面反射體12內(nèi)部的光學(xué)路徑可以用于形成三維光信號。借助于多面反射體12的至少兩個內(nèi)反射面13對照射光束11的反射，可以形成真實的三維光路，該三維光路本身就具有三維屬性，因此，其形成的三維光信號也具有清晰的三維顯示效果。該三維光信號可以由照射光束11的光路軌跡形成，例如可以具有螺旋形狀、星形等立體形狀，甚至可以示出圖形、文字或符號等。

利用照射光束11在多面反射體12內(nèi)部的反射形成和顯示三維光信號，可以以簡單的結(jié)構(gòu)和較低的成本來實現(xiàn)三維光信號顯示，而且，由于該三維光信號本身由照射光束11的三維空間軌跡形成，這與由三維光導(dǎo)或反射鏡增加景深所形成的三維信號相比，具有更真實的三維顯示效果。

作為示例，照射光束11在所述多面反射體12內(nèi)部可以被全反射兩次或更多次。為了使照射光束11在多面反射體12內(nèi)部形成的三維光信號從外部可見，多面反射體12被制作成至少部分透明的。在這種情況下，采用全反射的方式將照射光束11在多面反射體12內(nèi)部進行反射，可以防止照射光束11在被反射時的光泄漏，還可以提高光學(xué)效率以使光學(xué)軌跡盡可能長，從而為實現(xiàn)更為豐富的光信號提供可能。

在一示例中，所述至少兩個內(nèi)反射面13可以包括：第一內(nèi)反射面13a和第二內(nèi)反射面13b。所述第一內(nèi)反射面13a配置成對進入多面反射體12內(nèi)部的照射光束11進行第一次反射，所述照射光束11在所述第一內(nèi)反射面13a處的入射角滿足全反射條件。第二內(nèi)反射面13b配置成對經(jīng)過所述第一內(nèi)反射面13a反射的照射光束11進行反射，所述照射光束11在所述第二內(nèi)反射面13b處的入射角滿足全反射條件。滿足全反射條件意味著兩點，首先，在第一內(nèi)反射面13a及第二內(nèi)反射面13b的靠近多面反射體12內(nèi)部的一側(cè)的折射率要大于靠近多面反射體12外部的一側(cè)的折射率；其次，入射角要大于全反射臨界角。通過第一內(nèi)反射面13a和第二內(nèi)反射面13b對照射光束11的反射，可以形成基本的三維光信號。

作為示例，所述第一內(nèi)反射面13a和所述第二內(nèi)反射面13b可以分別對所述照射光束11進行兩次或更多次的反射。這可以形成更為豐富的三維光信號。

在一示例中，所述至少兩個內(nèi)反射面13還可以包括一個或更多個中間內(nèi)反射面13c，所述中間內(nèi)反射面13c配置成對經(jīng)過所述第二內(nèi)反射面13b反射的照射光束11進行反射，所述照射光束11在所述一個或更多個中間內(nèi)反射面13c處的入射角滿足全反射條件。所 述至少兩個內(nèi)反射面13還可以包括反饋內(nèi)反射面13d，所述反饋內(nèi)反射面13d配置成將經(jīng)過所述一個或更多個中間內(nèi)反射面13c反射的照射光束11反射至所述第一內(nèi)反射面13a以形成反射循環(huán)，所述照射光束11在所述反饋內(nèi)反射面13d處的入射角滿足全反射條件。通過循環(huán)反射，可以增加三維光信號的顯示度。

在一示例中，所述第一內(nèi)反射面13a對來自反饋內(nèi)反射面的照射光束11進行第二次反射，所述第一內(nèi)反射面13a對于照射光束11的第二次反射的反射位置相對于其對于照射光束11的第一次反射的反射位置存在偏移。第一內(nèi)反射面13a對照射光束11的第二次反射的反射位置與第一次反射的反射位置不同，易于實現(xiàn)曲折變化的光學(xué)軌跡。

作為示例，照射光束11在所述第一內(nèi)反射面13a、第二內(nèi)反射面13b、所述一個或更多個中間內(nèi)反射面13c和反饋內(nèi)反射面13d之間被循環(huán)地反射兩次或更多次以形成兩個或更多個反射循環(huán)，所述兩個或更多個反射循環(huán)形成沿著一行進方向螺旋式行進的光學(xué)路徑。該行進方向如圖1-3中的x方向所示。

多面反射體12可以具有多種形狀，例如，在圖1示出的實施例中，多面反射體12具有長方體的形狀，而在圖2示出的示例中，多面反射體12’為具有階梯式截面的復(fù)雜形狀。再例如，在如圖3所示的實施例中，所述第一內(nèi)反射面13a”、第二內(nèi)反射面13b”、所述一個或更多個中間內(nèi)反射面13c”和反饋內(nèi)反射面13d”位于所述多面反射體12”的周側(cè)，照射光束11在所述第一內(nèi)反射面13a”、第二內(nèi)反射面13b”、所述一個或更多個中間內(nèi)反射面13c”和反饋內(nèi)反射面13d”之間也可以被循環(huán)地反射兩次或更多次以形成兩個或更多個反射循環(huán)，而形成沿著一行進方向螺旋式行進的光學(xué)路徑，所述行進方向x為穿過所述多面反射體12”的端面14的方向。這種將內(nèi)反射面13”依次布置在多面反射體12”的周側(cè)上的方式，易于實現(xiàn)照射光束11的循環(huán)反射。

作為示例，多面反射體12、12’、12”可以具有軸線。該軸線的方向可以與上述行進方向一致，也可以與其不完全一致。在光束如 上所述以螺旋式方式行進時，該軸線可以用于控制光線的行進方向。內(nèi)反射面13、13’、13”具有公共的平行軸線，易于實現(xiàn)對于照射光束的光學(xué)軌跡的控制。作為示例，所述至少兩個內(nèi)反射面13、13’、13”可以均與所述軸線平行，這有助于更好地控制光束的光束軌跡。但本發(fā)明的實施例不限于此，例如，上述內(nèi)反射面13、13’、13”也可以不與所述軸線平行，只要能夠滿足全反射條件即可。作為示例，上述內(nèi)反射面13、13’、13”也可以與上述行進方向平行。

在一示例中，所述多面反射體12、12’、12”也可以由依次排列的多個多面反射體子單元構(gòu)成。例如如圖2所示，多面反射體12’由依次排列的三個多面反射體子單元121a、121b和121c構(gòu)成。每個多面反射體子單元121a、121b和121c都具有各自的內(nèi)反射面，以使照射光束11能夠在其內(nèi)部被反射。在經(jīng)過第一個多面反射體子單元121a的多次反射后，照射光束11被射入第二個多面反射體子單元121b，類似地，在經(jīng)過第二個多面反射體子單元121b的多次反射后，照射光束11被射入第三個多面反射體子單元121c。由于這些多面反射體子單元121a、121b和121c相互接合在一起而形成了一個整體，因此，照射光束11始終在一整體的多面反射體12’的內(nèi)部被反射。采用這種多個多面反射體子單元組合的結(jié)構(gòu)，可以使照射光束11在多面反射體中具有更長的光路軌跡，通過采用具有不同尺寸或形狀的多面反射體子單元，還可以使照射光束11的光路產(chǎn)生更多的變化，以形成更豐富的三維光信號。

雖然圖2中僅示出三個多面反射體子單元121a、121b和121c，但本發(fā)明的實施例不限于此，例如，多面反射體12、12’、12”中所包含的多面反射體子單元的數(shù)量可以是兩個、三個、四個、五個、十個甚至更多。

作為示例，多面反射體12、12’、12”可以由實心材料一體形成。構(gòu)成多面反射體12、12’、12”的膠體的光學(xué)屬性，例如顆粒密度、均勻性、基體透光率等等，可能對于照射光束11在多面反射體12、12’、12”內(nèi)部的傳播距離以及清晰程度會產(chǎn)生影響。多面反射體12、12’、12”可以由實心材料一體形成，可以減小不確定因素的影響， 提高三維光信號的穩(wěn)定性。但本發(fā)明不限于此，例如，多面反射體12、12’、12”也可以由具有不同的光學(xué)屬性的膠體材料組合構(gòu)成，這樣，可以實現(xiàn)更為復(fù)雜的三維光信號顯示效果，比如，照射光束11在多面反射體12、12’、12”的不同區(qū)域中經(jīng)過時，可能表現(xiàn)出不同的亮度。

另外，作為示例，構(gòu)成多面反射體12、12’、12”的膠體中的微?；蛞旱我部梢跃哂胁煌男再|(zhì)，例如具有不同的顏色屬性，從而形成彩色的三維光信號。

作為示例，所述多面反射體12、12’、12”可以由充滿液體膠體的腔體形成。在這種情況下，通過改變液體膠體中的分散介質(zhì)的濃度，可以獲得不同的三維光信號。

作為示例，構(gòu)成多面反射體12、12’、12”的材料可以具有1.3至1.9的折射率。

在根據(jù)本發(fā)明的一示例的三維光信號顯示裝置中，所述光源可以為激光光源。

本發(fā)明還提供一種用于機動車輛的照明和/或信號指示設(shè)備200，如圖4所示。該用于機動車輛的照明和/或信號指示設(shè)備200包括：如上任一實施例所述的三維光信號顯示裝置100；殼體21，所述殼體21用于容納所述三維光信號顯示裝置100；以及面罩22，所述面罩22用于將所述三維光信號顯示裝置100封閉在殼體21中。所述面罩22是至少部分透明的，以使得所述在所述多面反射體12、12’、12”內(nèi)部反射的照射光束11透過所述面罩22是可視的。在一示例中，所述面罩22可以是外透鏡。

該照明和/或信號指示設(shè)備200能夠提供三維光信號顯示功能。行人和駕駛員都可以透過面罩22觀察到三維光信號。該三維光信號可以用于照明、信號指示或裝飾等功能。

雖然在圖1中示出光源10位于多面反射體12的下方，但是，本發(fā)明的實施例不限于此，例如，光源10可以位于多面反射體12外的任意位置，在如圖4所示的用于機動車輛的照明和/或信號指示設(shè)備200中，甚至光源10可以位于殼體21的外部，只要光源10發(fā) 出的照射光束11能夠以期望方式射入多面反射體即可。

雖然在上述實施例中，參照機動車輛的應(yīng)用對三維光信號指示裝置100進行了介紹，但是本發(fā)明不限于此，例如三維光信號指示裝置100還可以用于各種其它的燈具中，例如吊燈、臺燈等，用于提供照明、信號指示或裝飾等功能。

雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了說明，但是附圖中公開的實施例旨在對本發(fā)明優(yōu)選實施方式進行示例性說明，而不能理解為對本發(fā)明的一種限制。

雖然本發(fā)明總體構(gòu)思的一些實施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。