照明装置和用于制造照明装置的方法_4

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光面,所述发光面与用于成像的光学装置组合成照明单元;
[0111]图4b不出用微透镜阵列补充的根据图4a的装置;
[0112]图5示出玻璃纤维阵列的作为照明单元的发光面的玻璃纤维输出端;
[0113]图6示出对根据图5的用于产生光和将光耦合输入到玻璃纤维阵列中的替选的可能性;
[0114]图7示出用于光密度测量的不同的可能性。
【具体实施方式】
[0115]图1a示出在描绘之前对照明主题1、即拱顶进行的检测。拱顶由在此未示出的光源间接地照射,使得各个表面元素2反射光,更确切地说与方向相关地沿着不同的直线3反射不同量的光(参见图2a、b)。因此,借助根据本发明的照明装置,应当(在检测照明主题之后)以不同的射线4分别发出与照明主题I分别沿着直线3所发出的光一样多的光,在所述直线上存在相应的射线4,参见图lb。
[0116]根据图la、b的照明装置的特殊性是:借助部分相同的设备首先记录照明主题I的方向分辨的图像并且随后以方向分辨的方式描绘所述图像。不仅在方向分辨的记录中、而且也在方向分辨的描绘中,借助于全格式鱼眼光学装置11将立体角函数变换成位置函数(记录)或者将位置函数变换成立体角函数(描绘),所述全格式鱼眼光学装置的直径大于在记录时相关联的CCD图像传感器12的格式(图1a)或者大于在描绘时相关联的液晶显不屏15的格式(图1b)。
[0117]在记录照明主题I时,将每个照明单元5的鱼眼光学装置11设置在其稍后在安装照明装置之后也应当设置的位置处。换而言之,照明单元5的鱼眼光学装置在记录照明主题I时刚好一一在距底部的间距、相对于照明主题I的定向还有水平位置方面一一如其也在描绘照明主题I时所设置的位置和方式那样设置。
[0118]鱼眼光学装置11具有使得基本上将整个照明主题成像到CXD图像传感器12上的张角13。在此,将由不同的表面元素2从不同的方向(沿着不同的直线3)射到照明单元5的鱼眼光学装置11上的光在相关的CCD图像传感器12进行记录期间成像在鱼眼光学装置11的不同的面区域中。
[0119]方向的函数通过鱼眼光学装置11进行傅里叶变换,即变换成位置函数;从不同的方向(沿着不同的直线3)以不同的光流入射的光射到CCD图像传感器12的不同的区域中,即分别作为与特定的行和列相关的数值读取。图1c说明不同的立体角到CCD图像传感器12的不同的位置区域中的成像;用于成像的光学装置(鱼眼光学装置11)将立体角的函数变换成位置函数。
[0120]因此,对于每个照明单元5可用如下信息:有多少光从哪个方向射到鱼眼光学装置11上,更确切地说作为CCD图像传感器12的位置分辨的行信号/列信号。CCD图像传感器12具有对应于其行宽度和列宽度的网栅尺寸,对每个网栅点都存在测量的光流值。
[0121]对于每个鱼眼光学装置11、即对于每个照明单元5,将借助CXD图像传感器12测量的光流值作为二维的数据域存储,以便随后在下一步骤中由具有LED背光照明的液晶显不屏15描绘。
[0122]液晶显示屏15具有对应于CCD图像传感器12的网栅数的分辨率,即具有刚好与CXD图像传感器一样多的像点。CXD图像传感器12的和液晶显示屏15的像点也相同地设置,即占据相同的面积并且根据相同数量的行和列划分。
[0123]因此,在第一步骤(记录)中为每个鱼眼光学装置11借助C⑶图像传感器12测量的光流分布由与相应的鱼眼光学装置11相关联的液晶显示屏15描绘。因此,CCD图像传感器12由液晶显示屏15取代,后者发射刚好具有由CCD图像传感器测量的位置分布的光。鱼眼光学装置11又引起傅里叶变换,更确切地说,从位置立体(液晶显示屏的像点)变换成立体角(射线4的放射方向)。
[0124]鱼眼光学装置11对称地构成并且液晶显示屏15相对于CXD图像传感器12对称地设置,更确切地说在垂直于鱼眼光学装置11的光学轴线的、在中央伸展穿过鱼眼光学装置11的平面处镜面对称,即向上“翻折”(在其他情况下,照明主题I朝向上并且不朝向底部描绘)。鱼眼光学装置11距底部和照明主题I的间距以及其光学轴向的定向在此保持不变。
[0125]因此,每个照明单元5的液晶显示屏15在各个像点处发出不同光流的光,更确切地说,由于鱼眼光学装置11而沿不同的放射方向发出不同光流的光。由照明单元5沿着射线5发出的光于是对应于由照明主题I的表面元素2沿着直线3发出的光,在所述直线上存在相应的射线4 ;照明单元5沿着射线4(沿放射方向)发出光,如其从不同的方向入射(沿着直线3)的那样。
[0126]观察到由多个照明单元5组成的照明装置的观察者因此沿不同的观察方向、即以方向分辨的方式看到如由照明主题I在记录时发出的光。
[0127]在记录时,显然不必为每个照明单元5都设置自身的CXD图像传感器;更确切地说,也能够借助仅一个CCD图像传感器在不同的测量位置处、即在随后分布设置照明单元5的位置处进行测量,并且能够位置相关地存储相应的光流值。随后,在测量时,要么将与CCD图像传感器12相关联的、与那些照明单元5结构相同的鱼眼光学装置11刚好定位在相应的照明单元的鱼眼光学装置11稍后设置的位置处,要么将照明单元5的鱼眼光学装置11预装并且已经借助所述鱼眼光学装置进行测量,即(一个)CCD图像传感器12依次位于各个鱼眼光学装置11上。
[0128]于是,为了制造照明装置,为每个照明单元5设有自身的液晶显示屏15,所述液晶显示屏描绘为相应的测量位置存储的光流值(光流也能够以波长分辨的方式测量并且与此相应地以彩色的方式进行描绘)。
[0129]图2a、b以照明主题I的表面元素2的示例说明光密度,所述表面元素沿不同的方向(沿着不同的直线3)发出不同的光流。光流分别与描述各直线3的箭头的长度相关,使得因此向右下方与向左相比发出更多的光线。观察者当其从右下方观察表面元素2时与从左下方相比看到更多的光;表面元素2从右下方观察比从左下方更亮。
[0130]照明主题I的光密度分布、即由多个无穷小的表面元素2分别与方向相关地发出的光例如通过照明主题I相对于光源的设置以及通过照明主题I的表面伸展(例如弯曲)来确定,即当前此外通过拱顶形状来确定。
[0131]此外,光流的方向相关性例如也与表面元素2的光学特性相关,即例如与所述表面元素是否是理想反射的或理想散射的相关。
[0132]图3示意地针对三个不同反射的表面、即光滑的/理想反射的(左侧的)表面、粗糙的/理想漫射的(右侧的)表面和相对于此不那么粗糙/磨光的(中间的)表面来说明上述内容。入射的光线分别具有相同的光流,然而其仅在光滑的、理想反射的表面的情况下也仅沿刚好一个方向以相同的光流反射(入射角=出射角)。
[0133]由粗糙的、理想漫反射的(右侧的)表面相反地以朗伯的方式反射入射的射线;发出的、扇形展开的光楔因此与射线的入射角无关。中间的磨光的表面为混合形式,入射的射线尽管略微扇形展开,当然仍然沿主方向反射,所述主方向的出射角对应于入射角。
[0134]因此,在任何情况下由表面元素2方向相关地发出不同量的光并且这也是三维性的结果,要么间接地(由于到反射表面上的光入射)要么直接地(由于照明主题I本身的三维性、即例如由于拱顶的弯曲)。
[0135]由照明主题I的表面元素2方向相关地发出的光、即照明主题I的光密度分布对于三维印象是决定性的,所述照明主题的观察者具有所述三维印象;现在,由照明单元5沿射线4的放射方向分别发出与沿相应的方向由照明主题I发出同样多的光(在记录时发出),观察者理想地不能够区分:光是否出自照明装置或照明主题I。
[0136]尽管如此,实际上通常地,照明主题I的完全符合实际的描绘是不可能的或是不期望的,也由于位置分辨率和立体角分辨率之间的目标冲突是不可能的或不期望的;观察者因此例如也能够如通过轻微变暗的盘察觉照明主题;通过使用扩散器,这能够有意地调
-K-T。
[0137]在根据图la、b阐述的照明装置中,照明单元5的安装位置通过记录位置来预设(或相反地:方向相关的光分布在应当被安装的位置处被测量)。
[0138]然而,通常安装位置能够自由地选择;(稍后的)安装位置随后预设基准面21,针对所述基准面确定光流,所述光流由放射点作为射线4必须沿放射方向发出,借此由照明装置产生的方向相关的光分布对应于由照明主题I发出的方向相关的光分布。
[0139]简单地说,由表面元素2沿着特定的直线3发出的光线沿着所述直线3随其起点移动到基准面中;于是对于观察者形成如下印象:如果在照明装置的对应于基准面21中的起点的位置的部位上,放射面沿着相同的直线3发出相同强度的光(放射面的射线4位于直线3上),那么光出自照明主题I。
[0140]如果基准面21例如向下移动,即照明装置安装在更低的高度中,那么光线的起点在此不仅竖直地、而且也水平地移动(参见图2b)。沿着相应的直线3作为射线4发出的光流保持相同;相应的射线4当然由照明装置的不同的放射面发出。如果竖直偏移大,那么相应的放射面通常与另一照明单元5相关联。
[0141]也出于实用性的原因,在此在选择基准面21、即安装位置之后通常不移动放射面,使得其与之前确定的光射线的起点重合,而且在了解放射面的水平位置的情况下(竖直位置通过选择基准面21来预设)确定“匹配”于此的光线。因此,在特定的部位处设置具有特定的放射方向的放射面并且随后确定在该放射方向上要由放射面发射的光流,更确切地说通过植染来确定。
[0142]图4a、b示出具有多个光源41的照明单元5,所述光源安装在共同的基底42上;所述基底也用于冷却光源41。
[0143]在图4a、b中分别放大示出的光源41由三个LED 43组成,即红色的(R)、绿色的(G)和蓝色的(B)LED 43。光源41的三个LED彼此相邻地设置并且以其发光表面邻接于非成像的光学装置44,即“光导”。
[0144]非成像的光学装置44用于将红色的、绿色的和蓝色的光混合;在其出射面45处,只要全部三个LED 43都运行,就射出均匀混匀的光,例如白光。用于成像的初级光学装置46将从非成像的光学装置44射出的光成形为射线47 ;在非成像的光学装置44的出射侧存在光源41的发光面48。
[0145]光源41的发光面48彼此并排地设置并且由共同的用于成像的光学装置51沿不同射线4的立体方向成像为无限物。
[0146]通过彼此并排地设置光源41预设的位置函数通过所述成像装置进行傅里叶变换,即变换成立体角(放射方向)的函数。位置分辨率、即发光面48的大小和其彼此间的间距除了用于成像的光学装置51的成像特性之外确定立体角分辨率,即放射方向的“扇形展开”(射线4)。
[0147]在图4b中示出的实施方式中,将微透镜阵列52置于光源41的发光面48和用于成像的光学装置51之间,各一组光源41 (光源的子集)与微透镜5
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