在提供功能的同时投射虚拟3D图像或光的汽车照明装置的制作方法

文档序号:12463127阅读:249来源:国知局
在提供功能的同时投射虚拟3D图像或光的汽车照明装置的制作方法

本发明涉及汽车照明装置和,更具体地,投射虚拟三维图像或光的汽车照明装置。



背景技术:

过去,车辆制造商已经努力提供将对消费公众有吸引力的新的和独特的特征。相应地,新的和改进的车辆照明系统,诸如LED前灯和尾灯系统,已经被研发以生成提供如下功能的灯,功能诸如为前灯或尾灯功能、转向信号指示功能、指示灯或侧灯功能、雾灯功能等。

多种装置和科学设备已经被产生以提供或试图提供3-D效果。一个示例是可从华盛顿州的萨姆纳的Toysmith集团公司获得的以名称"3-DMirascope"售卖的新装置。

总是具有改善照明功能或效果的、特别是增强车辆对于消费者的美学吸引力的需要。



技术实现要素:

因此本发明的一个实施例的一个目标是,提供能够生成幻景效应的新的和改进的照明系统,幻景效应将在车辆内或车辆外显示虚像或实像。

术语“实像”是光学领域中的技术术语,并且表示图像I实际上存在于空间中并且产生对象O实际上位于实像I所在的位置的外观。

本发明的一个实施例的另一目标是提供接近车辆的人能够观察到的实像或虚像。

本发明的一个实施例的又一目标是提供生成实像或虚像的照明系统,实像或虚像将显示为在空间中浮动,甚至在车辆外侧,诸如在用于车辆的灯组件的外侧。

本发明的一个实施例的还一目标是提供显示为在空间中浮动并且能够从许多不同角度观察到的实像或虚像,角度诸如在大约45°到360°之间。

本发明的一个实施例的另一目标是提供独特风格的灯,该灯将生成显示为浮动的虚像或实像,并且其中虚像或实像包括字母字符、数字字符、商标、雕刻产品或其它图像或显示中的至少一个。

本发明的一个实施例的还一目标是提供包括适于产生虚像或实像的反射镜阵列的照明装置。

本发明的一个实施例的另一目标是提供至少一对大致相对的反射镜,其中对象位于反射镜中的一个的焦点处,并且其中反射镜协作以通过反射镜中的另一个中的孔生成虚像或实像。在其它的实施例中,多对或多组反射镜被提供以产生相协作以生成虚像或实像的多个图像。

在一个方面,一个实施例包括用于车辆的图像发生器,图像发生器包括物理对象并且生成或促使在所述物理对象处引起的光线以形成所述物理对象的与孔相关的实像。

在另一方面,一个实施例包括用于安装在车辆上的系统,系统包括第一凹面反射镜、大致与所述第一凹面反射镜相对并且面向所述第一凹面反射镜并且具有孔的第二凹面反射镜、定位在所述第一凹面反射镜和所述第二凹面反射镜之间的对象,对象被反射成与所述孔相关的实像。

在另一方面,一个实施例包括系统,系统包括第一抛物面反射器、第二抛物面反射器和对象,其中第一抛物面反射器具有第一焦点和第一中心轴线,第一焦点存在于第一中心轴线上,并且第一中心轴线包括孔,第一中心轴线传输通过孔,第二抛物面反射器具有与第一中心轴线一致的第二中心轴线并且在第一中心轴线上具有第二焦点,并且被定位成使得第一焦点位于第一抛物面反射器和第二抛物面反射器之间,对象定位在第一焦点处。

本发明,包括本文中示出和描述的所有实施例,可以被单独或一起使用和/或与由以下特征列表中的一个或多个覆盖的一个或多个特征组合使用:

·在所述图像发生器中,实像被显示在车辆内侧并且包括在车辆中乘坐的人在操作车辆的部件时使用的信息。

·在所述图像发生器中,实像包括识别车辆的特性或车辆的制造商的信息。

·在所述图像发生器中,信息包括三维字母数字字符。

·在所述图像发生器中,物理对象包括光源。

·在所述图像发生器中,物理对象的实像被显示在车辆外侧。

·在所述图像发生器中,实像形成用于车辆的照明灯或信号指示灯。

·在所述图像发生器中,物理对象包括多像素图像显示器,多像素图像显示器包括多个像素,其中每个像素都被用户独立地致动。

·在所述图像发生器中,图像是车辆的装饰元件。

·在所述图像发生器中,图像邻近车辆的发动机盖。

·在所述图像发生器中,设备包括具有第一凹面的第一凹面反射镜和具有第二凹面的第二凹面反射镜,其中第一凹面反射镜和第二凹面反射镜中的每个都大致彼此相对,并且第一凹面和第二凹面形成腔室,其中物理对象定位在腔室中。

·在所述图像发生器中,第一凹面反射镜和第二凹面反射镜中的每个都包括反射侧,反射侧大致彼此相对。

·在所述图像发生器中,所述图像发生器包括多对或多组第一凹面反射镜和第二凹面反射镜,所述多对或多组第一凹面反射镜和第二凹面反射镜生成相协作以限定实像的多个图像。

·在所述图像发生器中,第一凹面反射镜具有限定孔的壁,图像发生器通过孔引导来自物理对象的光,以促使实像生成在孔外侧。

·在所述图像发生器中,所述图像发生器安装在车辆的前灯组件中。

·在所述图像发生器中,图像在腔室外侧是可见的。

·在所述图像发生器中,物理对象定位在第一凹面反射镜或第二凹面反射镜中的一个的焦点处。

·在所述系统中,图像是车辆的装饰元件。

·在所述系统中,图像邻近车辆的表面。

·在所述系统中,系统进一步包括具有第一凹面的第一凹面反射镜和具有第二凹面的第二凹面反射镜,其中第一凹面反射镜和第二凹面反射镜中的每个都大致彼此相对,并且第一凹面和第二凹面形成腔室,其中对象定位在腔室中并且所述实像形成在腔室外侧。

·在所述系统中,所述图像发生器包括多对或多组第一凹面反射镜和第二凹面反射镜,所述多对或多组第一凹面反射镜和第二凹面反射镜生成相协作以限定实像的多个图像。

·在所述系统中,图像在腔室外侧是可见的。

·在所述系统中,所述系统进一步包括用于照亮对象的光源。

·在所述系统中,对象是发冷光的。

·在所述系统中,图像包括标记,所述标记识别字母数字字符、数字字符、非数字字符、商标或标志中的至少一个。

·在所述系统中,所述系统包括与孔相关联的透镜或盖。

·在所述图像发生器中,焦点的比率是相同的。

·在所述图像发生器中,焦点的比率是不同的。

·在所述系统中,对象的图像在孔附近产生,但是不在第一抛物面反射器和第二抛物面反射器之间。

·在所述系统中,对象是自发光的并且图像是自发光的。

根据以下描述、附图和随附权利要求,本发明的这些和其它目标和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是现有技术反射镜的注解演示。

图2图示了具有焦点的抛物面反射镜;

图3图示了由图2的抛物面反射镜投射的平行光线;

图4图示了第二抛物面反射镜,第二抛物面反射镜将图3的平行光线反射到图4中的焦点;

图5图示了聚焦对象的图像的第三抛物面反射镜,对象不与第三抛物面反射镜的焦点一致;

图6A图示了本发明的生成用于车辆的装饰性特点的一个形式的使用,装饰性加强诸如为发动机罩装饰物,装饰性加强在车辆的表面上浮动;

图6B是前灯组件内侧的图像发生器的示意图;

图7A、7B、7C和7D图示了本发明的另一形式;

图8图示了具有呈词"ACME"的形式的三维打印或标记的对象;

图9图示了在现有技术的车辆上使用的示宽灯或指示灯;

图10A、10B和10C图示了本发明的生成图10C中的灯的浮动图像的一个形式,该灯用作图9的灯,诸如指示灯;

图11图示了诸如LED显示器的视频显示器的使用,视频显示器包括作为对象的像素,对象的图像被本发明投射;

图12图示了十六对反射镜的阵列,每对都包括反射镜;

图13图示了通过注入成型过程制造的图12的阵列;

图14图示了图13的在组装形式中的设备;

图15是图14的沿着一个平面的剖视图;

图16图示了图14的投射光球体的孔;

图17图示了本发明的具有抛物横截面或其它类型曲线的横截面的细长反射镜一个形式;

图18图示了本发明的一个形式;

图19是图18的设备的剖视图;

图20图示了本发明的一个形式,其中图18中示出的类型的四个设备被布置成使得其孔AP形成矩形;

图21图示了本发明的一个形式,其中图20的设备投射在空气中浮动的发光框架;

图22类似图20,但是在图22中孔形成七段式显示器;

图23图示了图22的投射在空气中浮动的数字6的七段式显示器;

图24图示了图14中的孔之间的间隔如何可以通过在虚线处截断反射镜而被减少;

图25图示了通过图24的策略被获得的减少间隔;

图26图示了减少孔之间的间隔的另一方式,其中两个不同类型的反射镜对在不同的水平面处使用;

图27、28、29和30图示了上述图的更多细节;

图31和32示出了本发明的包括一个或多个透镜的实施例;

图33示出了由图像发生器产生的虚拟发动机罩装饰物;

图34示出了本发明的实施例以及反射镜和实像及虚像的关系;

图35图示了系统用于车辆上时系统的使用和观察角度;并且

图36示出了本发明的其中孔被透镜或盖覆盖的一个形式。

具体实施方式

图1是与美国专利3,647,284中示出的反射镜类似的现有技术反射镜的视图,所述专利通过引用而特此合并并且于此形成部分。现有技术的图1图示了两个反射镜23和26,两个反射镜23和26是大致相对的并且物理对象O定位在其之间。反射镜23和26的特定构造促使光线27和28在空间中生成实像I。术语“实像”是光学领域中的技术术语,并且表示图像I实际上存在于空间中并且产生对象O实际上位于实像I所在的位置的外观。在光学中,实像是定位在源自规定对象的光线的收敛平面中的图像。如果屏幕被放置在实像平面中,则图像将在屏幕上大致变成可见的。

图像将在屏幕上大致变成可见的事实是有意义的并且此处再次强调。图像I(图1)具有对象O自身的所有或几乎所有物理外观。由于该外观,观察者将感知对象O实际上位于图像I的位置处。

图2-5图示了基本光学原理,该基本光学原理可以辅助理解图1的设备如何工作。在图2中,第一抛物面反射镜10包括孔12。第一抛物面反射镜10的焦点14被指示。

在图3中,位于焦点14(图2和3)处的对象16将生成光线18,因为对象16放置在焦点14处,所以光线18通过第一抛物面反射镜10被反射以变成彼此平行的光线20。

在图4中,存在第二抛物面反射镜22。第二抛物面反射镜22接收平行光束20,并且将平行光束20反射到其自己的所指示的焦点24。第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22中的每个都具有面向彼此并且大致彼此相对的反射侧10c,如图7D所示。应注意到,根据第二抛物面反射镜22的位置或尺寸,焦点24可以位于孔12(图4)中、上方或下方。即,焦点24和第二抛物面反射镜22之间的距离是固定的,并且是第二抛物面反射镜22的抛物面形状的特性。因而,焦点24的位置因而和图像26的位置(图7C)将依赖于第二抛物面反射镜22的位置和/或形状。严格意义上,图3中的焦点14是几何点并且仅具有位置并且没有尺寸或大小。然而,因为对象16占据空间,因此对象16具有尺寸,并且因而仅对象16上的单个点与焦点14一致。然而,一般地说,如图5的光线轨迹示意图所示,从对象16发出的光线18可以在焦点24附近合适地被聚焦成图像26。

图5示出第三抛物面反射镜28和其焦点30。成箭头33的形式的对象定位在焦点30附近并且与焦点30不一致。从箭头33发出的光线32穿过焦点30并且因而将被反射为光线36,光线36平行于第三抛物面反射镜28的轴线38。另一光线40也从箭头33发出并且平行于轴线38行进,因而将被反射为行进通过焦点30的光线42。这些光线32、36、40和42将相交并且形成从第三抛物面反射镜28隔开的箭头33的图像26。

类似的分析可以应用于箭头33的尾部33a(图5),以示出尾部33a的图像产生在图像26处。因此,已经示出,抛物面反射镜将产生对象的位于其焦点附近的图像。

本发明的一个形式与车辆44联系使用,如图6A所示。图6B是一个实施例的示出前灯组件47内侧的图像发生器46的示意图。本文中描述的类型的图像发生器46(示意性地在图6A和6B中示出)生成标签、广告商标、标志、标记等并且将其投射在需要位置处,诸如在车辆44的其可以被人观察或看到的外侧。图7A-7D指示构成图像发生器46的示例性模式。图7A是两个抛物面反射镜10和22的分解图。图7B示出大致相对的且处于组装形式的第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22。图7C示出生成对象16的位于孔12处的实像26的第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22。图7D图示了构造的一个模式。第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22可以由基板10b构造,基板10b可以是塑料树脂,塑料树脂支撑或接收诸如铝或铝合金的反射涂层10c。应该理解,其它材料可以用于构成基板或反射涂层。

对象16可以包括任何需要的预定图像、标记、形式或形状。例如,图像可以包括三维印字,如图8所示,在示例中,图8示出包含在对象16上的诸如术语"ACME"的商标。图7C中的投射图像26将相应地包括类似的三维印字。因而,图6A中的图像发生器46将生成三维光学实像26,在该示例中,三维光学实像26包括三维文本。此外,其不必是文本并且可以采取其它的图像、形状或视觉效果。例如,本发明的一个形式可以用于产生具有新的光学性能的车辆外部照明。图9是现有技术指示灯ML的示意图,指示灯ML有时称为示宽灯,诸如用在半拖车上的示宽灯。有意义的是指示灯ML从车辆的外表面OS突出。指示灯ML因而遭受破坏并且指示灯ML生成一些气动阻力。本发明可以消除外部的突出部以及破坏和阻力的附随危险。图10A图示了第一抛物面反射镜10和第二抛物面22。第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22中的对象是光源50(图7C),光源50可以是一个或多个发光二极管(LED)。电源线或连接48(未示出)从光源50延伸并且电联接到电源(未示出)。在一个实施例中,光源50可以被安装在印刷电路板(PCB)上,印刷电路板安装在第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22之间。

在图10B中,图像26显示在孔12外侧并且是光源50的实像。如果图10B的设备定位成邻近车辆的外表面52,如图10C所示,并且如果透明窗户54被设置,则自发光图像26将邻近车辆44在空气中浮动(未在图10A-10C中示出)。图像26将传输光但是将不遭受破坏并且将不生成气动阻力。汽车爱好者可以对图10C的实施例特别感兴趣,汽车爱好者以创造性照明来装备其车辆。例如,图10C的数个自发光图像26可以通过数个装置被生成并且可以定位在车辆之下以用于夜晚时间使用。

在本发明的另一形式中,图7B的对象16可以采取如图11的插入件58中所示的视频显示器或阵列56的形式。视频显示器56包括单独的像素60和62等。视频显示器56可以采取LED显示器或等同的形式。没有必要的是,产生也许如术语"视频"所暗示的移动视频图像,但是视频显示器56还可以表示为静态图像。举例,用于常规手机中的显示器的类型可以被使用,但是优选地为生成更大光强度的显示器。

该视频显示器56可以在图11的实像26中产生信息。例如,图11的视频显示器56可以与图6A的车辆中的收音机相关联,并且视频显示器56可以显示呈光学实像形式的无线电台的频率,光学实像是自发光的并且在邻近收音机的空间中浮动,光学实像类似于图11的图像26,图像26被投射到车辆44的外表面52并且邻近外表面52浮动。

总的来说,定位在车辆44的仪表板上的任何仪器的信息可以通过该类型的装置呈现,并且具体地包括(1)车辆速度、(2)轮胎压力、(3)各种流体的温度、(4)车辆内或外的温度、(5)电参数和发动机参数等。在特定实施例中,装置将保持静止,直到参数中的一个跑到其正常操作范围外。例如,中央计算机(未示出)可以监控这些参数。如果冷却剂温度超过预定极限,则显示装置工作以生成在空间中浮动的警报或标记。与其它类型的视觉警报相比,该类型的警报或标记可以更有效地吸引司机的注意。

在本发明的另一形式中,图7A-7D示出的该类型的每个反射镜对在显示器中生成单个像素。本质上,像素通过位于孔12处的实像26而形成。多个该反射镜对被排列以生成多个像素并且因而生成整个显示器。图12-16图示了这些概念。图12以分解形式图示了十六对第一抛物面反射镜10和第二抛物面22。图13图示了这些反射镜对如何可以诸如通过常规注入成型技术而被制造、成型或形成成两材料块64和66。

图14图示了组装形式的材料块64和66。示出了用于第一抛物面反射镜10和大致相对的第二抛物面22中的每个的孔12。图15是沿着图14中的线15-15的剖视图。光源50邻近第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22中的每个。在操作中,每个光源50都联接到微处理器或控制器并且在微处理器或控制器的控制下,微处理器或控制器选择性地激活光源50以促使照明图像或光球体显示在每个孔12上方,如图16中的幻景或实像球体70所示。

迄今为止描述的装置已经执行使用其它类型曲线的抛物面反射镜或反射镜,但是其它类型的曲线大致关于图5中的轴线38对称。然而,另一类型的反射镜可以被使用,如图17所示。第一抛物面反射镜10和第二抛物面22的横截面是抛物线型的但是是细长的,具有示出的孔12。细长光源51被示出,细长光源的功能类似于上述对象16。

图18和27示出了外表面,外表面可以是车辆44(图6A)的外表面72,添加的外表面可以是车辆44的装饰性屏障或外表面。例如四个该装置可以被布置,使得其细长孔12被如图20布置。当图18的光源51被照明时,图21的设备将生成发光框架74,发光框架74提供实像26,对于观察者,实像26显示为在空间中浮动。该发光框架74可以用作车辆的仪表板的装饰性特征的加强。应该理解,生成的图像26可以是不被规定或法律需要的图像,诸如照明或信号指示法律要求。例如,图像26可以是三维字母数字式或非文字数字式的图像,诸如装饰元件、设计、图案或其它的产品。

这些孔12还可以被布置成七段式显示器76,如图22所示。图18示出的光源51可以选择性地被致动以形成字符、数字或字母数字字符,诸如图23中标记为78的数字"6"。

在图14中,邻近的孔12的之间的最小距离受限于第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22的直径,如图15中的距离D所示。然而,如果第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22在图24的虚线82处截去顶端,则减少的直径D2的反射镜将被获得以允许更靠近的间隔。图25图示了减少的间隔86。

间隔还可以以不同方式被减少。例如,图26示出两个不同的反射镜对。一对包括第一抛物面反射镜10和第二抛物面22。另一对包括第一抛物面反射镜10a和第二抛物面22a。然而,上抛物面反射镜或第一抛物面反射镜10和10a是彼此不同的形状,并且下抛物面反射镜或第二抛物面反射镜22和22a也是彼此不同的形状。结果,由该对第一抛物面反射镜10a和第二抛物面反射镜22a投射的图像距离由该对抛物面反射镜10、22投射的图像更远。因此,在嵌套布置中,该对第一抛物面反射镜10a和第二抛物面反射镜22a可以相对于该对第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22向下移动。在该布置的情况下,邻近的轴线38和38a之间的距离D3(图26)可以小于第一抛物面反射镜和第二抛物面反射镜10、22或10a、22a中较大一对的直径。

图27和28图示了本发明的另一实施例的两个视图。可选择的光学反射器88已经被添加。通常,图像26能够在360度观察到。反射器88用于将图像26引导进入特定方向上。

呈LED或光源50形式的照明器被示出,LED或光源50被安装在印刷电路板(PCB)52上,照明器将光投射进入对象16中以使对象16自发光。图30以放大形式图示了对象16,并且更详细地示出形成到对象16中的文本,文本包括词"LOGO"。在该实施例中,对象16是透明的并且通过其主体16a和LOGO文本投射光。图30中的箭头表示由在图27和28中的光源提供的光线96。

光导管或光缆(未示出)可以在光源50和对象16之间延伸,以从里面或外部照亮对象16。

图29图示了隐藏第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22的添加的装饰性护罩或盖92。此外,提供了外部透镜94。外部透镜94的一个功能是保护本发明免于天气影响,并且不一定提供聚焦功能,但是聚焦功能是可以的。

附加注意事项

在本发明的一个形式中并且如之前所述,实像26包括传送信息的文本或图像。该信息可以识别车辆44的制造商或车辆44的商标,诸如通用汽车商标“Chevrolet”。图像26还可以是广告。车辆44上的发动机罩装饰物或标签可以提供该功能,或信息可以提供操作车辆44部件的辅助。例如,根据图像发生器46安装的位置,信息可以被投射到车辆内侧或外侧。如上所述,实像26可以表示车辆的速度或车辆的部件的状态,诸如冷却剂的水平高度,或如上所述,实像26可以识别制造商。

不严格必要的是,图7C中的图像26是实像。实像具有例如可以投射到毛玻璃的板材上的特性。相比之下,诸如通过放大镜看到的虚像不能自身被如此投射,然而可以被人眼看到,人眼采集虚像并且在视网膜上产生实像。

第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22的两个焦距(即,从焦点到其反射镜的最短距离)可以是相等或不相等的。在本发明的一个形式中,实像26和孔12之间的距离小于任一焦距。

上述的三维字符诸如为图中的词"LOGO"的"ACME"。三维字符的一个特性是其具有深度(即,第三维)并且深度是可见的。例如,一张纸上的印刷字符由一层墨水组成,并且因为该层墨水具有一些厚度,因而具有深度的类型。然而,该深度是普通观察者不可察觉的。此外,如果35mm的幻灯片由字符制成并且幻灯片投射到屏幕上,则字符可以被呈现并且然而可以具有零深度。因此,可以认为,印刷字符没有极大的深度,因为无论是否在印刷纸上或从幻灯片投射,印刷字符看起来基本相同。在本发明的一个形式中,图像26中三维字符的深度显示为至少1/16英寸或1mm。

如前所述,待投射的对象16待可以包括字母或数字字符或任何其它的形状或图像,诸如三维雕刻图像(例如,企业标志)或雕刻产品。

当应用于图中的对象16时,术语"自发光"的一个意思是对象16生成光。该光可以被外源提供,诸如图中的LED或光源50。此外,对象16可以是发冷光的,或磷光性的或包括发冷光的或磷光性的材料。对象16还可以包括生成光的放射性材料。

幻景效应将表示“标志”灯的虚像,当观察者接近车辆时,能够观察到虚像。虚像将显示为在空间中浮动,甚至在灯外侧浮动,例如,在尾灯上方的浮动的“Chevrolet”标志。不是实际上在那里的浮动图像可以在遮光板的孔中盘旋,同时聚焦信号光仍然可以从该孔发送到光束图案。虚像具有较大的观察区域(达到360度约×45度)。

该思想是真正独特的并且增加另一款式选项。浮动虚像将以“哇,这真酷!”的反应增强美学。技术方案使用两个相对的抛物面反射器表面、目标图像和孔以投射虚像。当以直角通过虚像孔观察时,眼睛感知浮动复制目标。虚拟目标可以是立体的、清楚的、明亮的、发光的等。此外,图像发生器46可以包括一个或多个透镜或光导,如图31和32所示。这些透镜可以是薄的或厚的,并且光导可以可选地能够进行全内反射(TIR)。

图像发生器46可以被安装在车辆的任何地方,诸如连接到车辆的前部,包括在车辆的前灯或尾灯组件中。

有利地,图像发生器46适于产生用于车辆的幻景效应。此外,图33示出了由图像发生器46产生的虚拟发动机罩装饰物。此外,标志可以被投射在汽车行李箱的甲板上。

本发明还可以提供实像或虚像,实像或虚像显示为在空间中浮动并且能够从许多不同角度观察到,诸如45°到360°。

现在参照图34和35,现在将描述另外的特征。在被描述的图中,应该理解,第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22可以被按比例缩放以配合特定环境,诸如车辆44(图33)。在一个图中,第二抛物面反射镜22是110mm的抛物表面基部反射镜,其中焦点FP22位于虚拟或真实对象26位置处。注意到在图中,实际对象16的位置距离第二抛物面反射镜22的表面22b大约10mm,所述位置大致对应于第一抛物面反射镜10的焦点FP10。在被描述的图中,第一抛物面反射镜10包括具有90mm焦距的抛物面形状。

第一抛物面反射镜10包括具有大约30mm的半径的孔12。此外,应该认识到,第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22和孔12的多个尺寸可以根据需要按比例缩放并且其没有必要是相同尺寸。在被描述的图中,第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22包括大约140mm的半径尺寸,并且可以基于被投射的对象16而改变。在图中,对象16可以是大约20mm高×40mm圆,但是这些尺寸可以改变并且对象16不一定是圆形。通常应该注意,将实际对象16的位置POS2从第二抛物面反射镜22的表面22b分离的位置POS2大致对应于第一抛物面反射镜10的焦点FP10。相应地,虚像26在孔12的外侧的位置可以通过缩放或改变第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜12的尺寸而被调节,例如通过改变其相应的焦点。已经发现,第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22的尺寸越接近,虚像26对对象16的图像复制得更好。如上所述,第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22没有必要是相同尺寸,并且任一第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22的尺寸和形状可以相对于另一个改变,这也表示第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22的焦点FP10和FP22分别地没有必要是相同的并且可以被改变。然而,此外,已经发现,第一抛物面反射镜10和第二抛物面反射镜22的形状和尺寸越接近,则对象16被复制为虚像26的效果越好。

被描述的实施例的另一特征是孔12的尺寸可以被按比例缩放或放大或减少,以更好适应系统被使用的环境,并且便于提高观察角度VA(图35)。例如,图35图示了可以用于车辆上的系统的使用,车辆诸如为图33图示的车辆44。应该注意,装置和孔12的尺寸可以被调节使得观察角度VA针对人的观察而被优化。在该图中,注意到,观察角度VA的一些部分可以是不必要的。例如,如果孔12观察角度VA在地面上方五英尺,并且装置距离地面三英尺(例如,该情况好像孔12安装在车辆上的该水平高度处),则观察角度VA的整个上半部(即,装置的图35中的标记为NVA的虚线框中的部分)是不必须的,因为人不会从三英尺下方观察图像。

总的来说,对于焦点FP22的最优位置稍微地在孔12上方或外侧。换句话说,焦点FP10应该稍微地在反射镜10外侧。

应该理解,可以在孔12上方放置透镜或盖98,如图36所示。在这点上,透镜或盖98可以直接地安装在反射镜10上,或可以安装在车辆44上,以关闭装置内侧的空腔。在优选的实施例中,透镜或盖98可以具有光学器件,但是在优选形式中,透镜或盖98是透明的玻璃或塑料,而没有任何光学器件,使得虚像26不被扭曲。还应该认识到,透镜或盖98可以是无色的或如果需要透镜或盖98可以有颜色,这又可以改变被投射的虚像26的颜色。

应该理解,如果焦点的焦距的比率是1比1,则虚像26将显示为与真实的对象16相同。在被描述的图中,与顶部抛物面反射镜10的90mm焦距相比,基部抛物面反射镜22是110mm焦距,如此为1.1到0.9的比率。该优选比率使得虚像26显示为从真实对象16放大或大了约20%。这大约与比率差值1.1/0.9-1=0.22或22%匹配。应该理解,因为虚像26不是“真的”并且虚像26仅被感知到,因此这些测量值都是近似的。

本发明,包括示出和本文中描述的所有实施例,可以被单独使用或一起使用和/或与由本文中阐述的一个或多个权利要求覆盖的一个或多个特征组合使用,所述一个或多个特征包括但是不受限于发明内容和权利要求中提到的一个或多个特征或步骤。

尽管本文中描述的系统、设备、过程和方法构成本发明的优选实施例,但是应该理解本发明不受限于此精确的系统、设备、过程和方法,并且在没有脱离本发明的限定在随附权利要求中的范围的情况下可以对其进行改变。

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