带有装饰层和光源矩阵的灯具以及相关的控制方法与流程

1.本发明涉及一种尤其用于机动车辆的灯具。


背景技术：

2.此类灯具在机动车辆中用作空间照明装置(依据光强还被称为环境照明装置)，以便使乘员在黑暗中更容易在机动车辆中定向。在此，作为环境照明装置的灯具以较小的光强或替代地间接照明来使用，以便照亮驾驶员的周围，如车门面板、中控台或仪表盘的区域。在此其目的是给予驾驶员视觉定向辅助，而不能使驾驶员被光源自身或被车辆室内表面反射的光眩目。同时，希望在照明装置关闭时灯具有视觉上吸引人的表面，所述表面尤其在包围灯具的装饰物之前是不可见的，这通常称为“消失效应”。在迄今为止的其中装饰物在灯具的光出射面上延伸的解决方案中，在光源开启时，由于受装饰物的光学影像，存在灯具面的外观较不吸引人的风险或照明效果不起效的风险。


技术实现要素：

3.在此背景下需要一种解决方案，其中提供了一种不仅在灯具的开启状态下而且在关闭状态下在光学方面都有所改善的灯具。这个目的通过根据权利要求1所述的灯具来实现。同样有利的用途以及对应的方法分别是并列权利要求的主题。有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。要注意的是，在权利要求书中单独详述的特征可以以任意的技术上有意义的方式彼此组合并且展现出本发明的其他设计方案。尤其与附图结合的说明附加地表征并详述本发明。
4.本发明涉及一种灯具。所述灯具具有多个以矩阵布置的光源，例如多个发光二极管，优选多个有机或无机微型发光二极管，仍更优选集成到箔层构造中的有机微型发光二极管。
5.本发明的灯具具有半透明的装饰层。根据本发明设置有控制单元，所述控制单元用于选择性控制所述光源。通过选择性控制，所述光源的光具有可调的、取决于位置而变化的入射光密度分布。根据本发明还设置有半透明的、在所述光源的矩阵上延伸的装饰层。所述装饰层形成入射面以及在按照预期布置所述灯具时面向观察者的灯具面。所述入射面被布置为面向所述光源，以便被所述光源背光照明。由于所述装饰层的透明度，所述入射面和出射面被光学耦合，也就是说，以所述入射光密度分布落到所述入射面上的光以所述出射光密度分布从所述灯具面中出射，其中在所述装饰面中的光路上的局部反射、吸收、折射、过滤、聚焦等等提供了所述入射光密度分布向所述出射光密度分布的变化。
6.作为本发明的独特之处，所述半透明的装饰层具有由于所述装饰层的结构和/或装饰物而产生的、相对于所述灯具面的位置并且由此在位置上变化的、对于所述光源的穿透所述装饰层的光的透射率，这还产生自先前说明的在所述装饰层之内的光学影响。根据本发明，所述透射率沿着位于所述灯具面中的第一曲线具有至少一个或多个至少局部的透射率最小值。换言之，所述透射率在所涉及的位置上的第一曲线中具有波动宽度，所述波动
宽度在绝对值上明显不等于零并且应沿着这条第一曲线确定至少局部的透射率最小值。术语“至少局部”应理解为，相应的极值(最大值或最小值)可以不仅是局部极值而还可以是绝对极值。所述装饰层优选被形成为，使得所述光学透射率沿着多个第一曲线变化并且各个曲线分别具有多个局部最小透射率位置。换言之，所述装饰物或所述结构具有与直接的周围环境相比更小的透光率。例如，这些位置通过在所述装饰层的材料中的密度波动和/或所述装饰层的表面涂层的密度波动和/或通过所述装饰层的厚度波动(例如由于在所述装饰层的表面中的压印)而产生。
7.根据本发明，所述控制单元还被形成为，控制所述光源，使得所述入射光密度分布的、由于光线耦合而与所述第一曲线相关联的、位于所述入射面中的第二曲线具有一个或多个至少局部的入射光密度最大值，所述一个或多个至少局部的入射光密度最大值分别由于所述入射面与所述灯具面之间的光学耦合而与所述透射率最小值之一相关联。
8.换言之，将所述装饰层的局部最小透射率的那些位置与具有入射光密度最大值的那些位置相关联，这在所述装饰层的最简单的构造结构中是纯粹位置上的重叠，但是根据本发明并不一定如此，因为例如在所述装饰层中的内部的光折射可能导致偏差。也就是说，关于所述光源的光传播，在所述入射面上在与所述装饰层的低透光率位置对应的位置处，所述入射光密度分布具有较高的光密度，以便在光通过所述装饰层时在这个位置处补偿较低的透光率。
9.优选通过所述控制单元来设定入射光密度分布，使得所述入射光密度分布沿着所述第二曲线中的多条第二曲线在所述入射面中具有局部的入射光密度最大值，所述局部的入射光密度最大值分别与相关的第一曲线之一的透射率最小值相关联。
10.通过本发明的解决方案，在开启光源的情况下实现了在所述灯具面上更平衡的、也就是说更接近均匀分布的光分布，使得所述装饰层的装饰物或结构在开启光源的情况下在光学上进入背景中，同时在关闭光源的情况下能够以不受本发明措施妨碍且由此不受干扰的方式展现其视觉外观。
11.根据一个优选的设计方案，另外沿着所述第一曲线设置有一个或多个透射率最大值，其中所述透射率分别为至少局部的最大值，其中沿着所述第二曲线设置有一个或多个至少局部的入射光密度最小值，所述一个或多个至少局部的入射光密度最小值分别由于所述入射面与所述灯具面之间的光学耦合而与所述透射率最大值之一相关联。由此可以在所述灯具面上实现更均匀的光分布，因为在所述装饰层的最大透光率位置处分别提供了特别高的光强度。例如在整个光面上实现了不超过百分之20、优选不超过百分之10的光密度波动。
12.如先前提及的，在所述灯具且尤其所述装饰层的构造简单且优选的设计方案中(其中所述入射面被布置为平行于所述灯具面)，所述入射光密度最大值在向所述灯具面上的垂直投影中的位置分别对应于所述透射率最小值的位置和/或所述入射光密度最小值在向所述灯具面上的垂直投影中的位置分别对应于所述透射率最大值的位置。
13.根据所述灯具的一个优选的设计方案，所述入射光密度分布沿着所述第二曲线的第二最大波动宽度大于所述出射光密度分布沿着所述第一曲线的第一最大波动宽度并且小于最后所提及的第一最大波动宽度的50％、更优选小于30％。
14.所述光源和所述控制单元优选还被形成为通过选择性控制所述光源来产生具有
取决于位置而变化的入射颜色值分布的光，使得所述灯具面的光具有取决于位置而变化的出射颜色值分布。在此所述控制单元控制所述光源，使得所述入射颜色值分布沿着所述第二曲线的第四最大波动宽度大于所述出射颜色值分布沿着所述第一曲线的第三最大波动宽度。
15.例如所述装饰层的结构为所谓的碳结构，如在碳复合材料的情况下所产生的。所述装饰层优选具有结构和/或装饰物，所述装饰物分别具有天然结构或者天然结构的仿制品、例如实木颗粒板。
16.优选为实木饰面板或实木饰面板的仿制物，其中所述装饰层具有在外观上模仿的成像用的光层和具有与所述光层同步延伸的孔或压印的表面压制部。所述实木饰面板例如具有几十μm的层厚度，以便为半透明。所述装饰层可以被形成为单层或多层。至少一个层优选为漫射体层。优选涉及箔层构造，即具有至少一个由箔形成的层的层构造。
17.所述取决于位置而变化的光学透射率优选由对所述装饰层的表面加工如激光消融和/或表面涂覆如印刷而形成。
18.根据另一个设计方案，在位置上变化的光学透射率通过对所述装饰层的印刷、如光栅印刷来实现。在此优选地仅仅印刷所述装饰层的面向所述光源的入射面。例如，以喷墨印刷方法、数字印刷方法、平板印刷方法来进行印刷。相应的印刷方法例如具有50μm或更好的准确度。
19.根据一个优选的设计方案，所述灯具面仅仅形成所述装饰层的面向所述观察者的表面的子表面，即所述装饰层的表面在至少一个方向上超出所述灯具面。
20.所述灯具优选还具有用于检测所述出射光密度分布的摄影机。在此，所述控制单元被形成为基于由所述摄影机检测的出射光密度分布来设定所述入射光密度分布。
21.本发明另外还涉及上述实施方式之一中的灯具在机动车辆中的用途。
22.本发明另外涉及一种用于控制灯具的方法，所述方法具有以下步骤。在提供步骤中提供上述实施方式之一中的灯具。所提供的灯具具有以下特征。所述灯具具有多个以矩阵布置的光源，例如多个发光二极管，优选多个有机或无机微型发光二极管，仍更优选集成到箔层构造中的有机微型发光二极管。所提供的灯具具有半透明的装饰层。根据本发明设置有控制单元，所述控制单元用于选择性控制所述光源。通过选择性控制，所述光源的光具有可调的、取决于位置而变化的入射光密度分布。根据本发明还设置有半透明的、在所述光源的矩阵上延伸的装饰层。所提供的灯具的装饰层形成入射面和灯具面。所述入射面被布置为面向所述光源，以便被所述光源背光照明。由于所述装饰层的透明度，所述入射面和出射面被光学耦合，也就是说，以所述入射光密度分布落到所述入射面上的光以所述出射光密度分布从所述灯具面中出射，其中例如在所述装饰面中的光路上的局部反射、吸收、折射、过滤、聚焦等等提供了所述入射光密度分布向所述出射光密度分布的变化。
23.作为本发明的独特之处，所提供的半透明的装饰层具有由于所述装饰层的结构和/或装饰物而产生的、相对于所述灯具面的位置并且由此在位置上变化的、对于所述光源的穿透所述装饰层的光的透射率，这还产生自先前说明的在所述装饰层之内的光学影响。根据本发明，所述透射率沿着位于所述灯具面中的第一曲线具有至少一个或多个至少局部的透射率最小值。换言之，所述透射率在所涉及的位置上的第一曲线中具有波动宽度，所述波动宽度在绝对值上明显不等于零并且应沿着这条第一曲线确定绝对的透射率最小值或
局部的透射率最小值。所述装饰层优选被形成为，使得所述光学透射率沿着多个第一曲线变化并且各个曲线分别具有局部或绝对最小透射率的位置。换言之，所述装饰物或所述结构具有与直接的周围环境相比更小的透光率。例如，这些位置通过在所述装饰层的材料中的密度波动和/或所述装饰层的表面涂层的密度波动和/或通过所述装饰层的厚度波动(例如由于在所述装饰层的表面中的压印)而产生。
24.根据本发明，通过所述控制单元控制所述光源，使得所述入射光密度分布的、由于光线耦合而与所述第一曲线相关联的、位于所述入射面中的第二曲线具有一个或多个至少局部的入射光密度最大值，所述一个或多个至少局部的入射光密度最大值分别由于所述入射面与所述灯具面之间的光学耦合而与所述透射率最小值之一相关联。
25.换言之，将所述装饰层的局部最小透射率的那些位置与具有入射光密度最大值的那些位置相关联，这在所述装饰层的最简单的构造结构中是纯粹位置上的重叠，但是根据本发明并不一定如此，因为例如在所述装饰层中的内部的光折射可能导致偏差。也就是说，关于所述光源的光传播，在所述入射面上在与所述装饰层的低透光率位置对应的位置处，所述入射光密度分布具有较高的光密度，以便在光通过所述装饰层时在这个位置处补偿较低的透光率。
26.优选通过所述控制单元来设定入射光密度分布，使得所述入射光密度分布沿着所述第二曲线中的多条第二曲线在所述入射面中具有局部的入射光密度最大值，所述局部的入射光密度最大值分别与相关的第一曲线之一的透射率最小值相关联。
27.通过本发明的解决方案，在开启光源的情况下实现了在所述灯具面上更平衡的、也就是说更接近均匀分布的光分布，使得所述装饰层的装饰物或结构在开启光源的情况下在光学上进入背景中，同时在关闭光源的情况下能够以不受本发明措施妨碍且由此不受干扰的方式展现其视觉外观。
28.根据所述方法的一个优选的设计方案，另外沿着所述第一曲线设置有一个或多个透射率最大值，其中所述透射率分别为至少局部的最大值。在此通过所述控制单元控制所述光源，使得沿着所述第二曲线设置有一个或多个至少局部的入射光密度最小值，所述一个或多个至少局部的入射光密度最小值分别由于所述入射面与所述灯具面之间的光学耦合而与所述透射率最大值之一相关联。由此可以在所述灯具面上实现更均匀的光分布，因为在所述装饰层的最大透光率位置处分别提供了特别高的光强度。例如在整个光面上实现了不超过百分之20、优选不超过百分之10的光密度波动。
29.如先前提及的，在所提供的灯具且尤其所提供的装饰层的构造简单且优选的设计方案中(其中所述入射面被布置为平行于所述灯具面)，所述入射光密度最大值在向所述灯具面上的垂直投影中的位置分别对应于所述透射率最小值的位置和/或所述入射光密度最小值在向所述灯具面上的垂直投影中的位置分别对应于所述透射率最大值的位置。
30.根据所述方法的一个优选的设计方案，所述入射光密度分布沿着所述第二曲线的第二最大波动宽度大于所述出射光密度分布沿着所述第一曲线的第一最大波动宽度并且小于最后所提及的第一最大波动宽度的50％、更优选小于30％。
31.所提供的灯具的控制单元和光源优选还被形成为通过选择性控制所述光源来产生具有取决于位置而变化的入射颜色值分布的光，使得所述灯具面的光具有取决于位置而变化的出射颜色值分布。在所述方法的优选设计方案中，所述控制单元控制所述光源，使得
所述入射颜色值分布沿着所述第二曲线的第四最大波动宽度大于所述出射颜色值分布沿着所述第一曲线的第三最大波动宽度。
32.所提供的灯具优选还具有用于检测所述出射光密度分布的摄影机。所述方法由此包括借助于所述摄影机检测所述出射光密度分布的步骤，以及以下步骤：通过所述控制单元基于由所述摄影机检测的出射光密度分布来控制所述光源，从而设定所述入射光密度分布。所述方法例如应用于制造灯具，以便校准入射光密度分布。例如所述校准步骤为，控制所述光源，从而产生均匀的校准入射光密度分布并且同时执行相关的出射光密度分布的检测，这实现了获取所述透射率的空间分布。所述透射率的空间分布用于以所述入射光密度分布来后续地确定并控制所述光源。
附图说明
33.参考以下附图详细阐述本发明。附图在此应理解为仅是示例性的并且仅形成优选的实施变体。在附图中：
34.图1示出本发明灯具1的实施方式的示意透视图；
35.图2示出分别相对于空间曲线s1及s2在位置上变化的入射光密度l、输出光密度l'以及透射率t的相关的展示性图示。
具体实施方式
36.图1示出本发明灯具1的实施方式。该灯具1具有作为光源3的微型发光二极管的阵列2。还设置有半透明的装饰层5，所述装饰层在光源3的阵列2上延伸。光源3与控制单元4导电连接，所述控制单元允许选择性控制光源3，即选择性控制每个光源3的光强。由光源3产生的光指向装饰层5，所述装饰层被布置为用其入射面8面向光源3，而在按照预期安置灯具1的情况下装饰层5的背离入射面8的表面9被布置为面向观察者b。在控制单元4的对应控制下，光源3的光以在入射面8上待确定且在位置上变化的入射光密度分布l下落到入射面8上。因为装饰层5被形成为半透明至透明，所以它形成了光导体，使得光在入射面8的区域中被耦合到装饰层5中，以便穿透装饰层并且在相反的灯具面7上，所述灯具面仅仅是装饰层5的面向观察者b的表面9的子表面。在灯具面7上，光在观察者b的方向上以出射光密度分布l'出射。由于涂层和/或表面压制部，装饰层4在其整个表面9上具有装饰物6，其中装饰物6实现了在灯具面7上在位置上变化的透射率t。在此，第一曲线s1代表整个灯具面7。由于入射面8与灯具面7之间的相对取向以及装饰层5的除了装饰物6之外均匀的形成方式，沿着第二曲线s2入射的光在第一曲线s1的垂直投影到灯具面7上的位置处出射。如图2所示，装饰物6实现了沿着第一曲线s1待确定的具有局部透射率最小值tmin和局部透射率最大值tmax的透射率t，所述局部透射率最小值和局部透射率最大值分别还可以为绝对最大值或最小值。而根据本发明由控制单元4控制矩阵2的光源3，使得在位于入射面8中的第二曲线s2的由于入射面8与灯具面7之间的特殊光学耦合而与透射率最小值tmin的位置相对应的位置处，入射光密度分布l具有局部最大值，即所谓的入射光密度最大值lmax(还可以为绝对最大值)。
37.对应地，在位于入射面8中的第二曲线s2的由于入射面8与灯具面7之间的特殊光学耦合而与透射率最大值tmax的位置相对应的位置处，入射光密度分布l具有局部最小值，
即所谓的入射光密度最小值lmin(还可以为绝对最小值)。这造成，在灯具面7中沿着第一曲线s1待确定的出射光密度分布l'具有最大波动宽度δl'，所述最大波动宽度在绝对值方面小于入射光密度分布l的最大波动宽度δl，其中分别作为沿着第一曲线s1的出射光密度分布l'与沿着第二曲线s2的入射光密度分布l的相应的绝对极值(绝对最大值和绝对最小值)之间的绝对值差而获取所述波动宽度，如图2所示。
38.还可设想另一种设计方案，其中控制单元4和光源3还被形成为，通过选择性控制光源3来产生具有在入射面8上取决于位置而变化的入射颜色值分布的光，其中由灯具面7出射的光具有在灯具面7上确定的、取决于位置而变化的出射颜色值分布，所述出射颜色值分布例如是基于由装饰层5实现的颜色值偏移，并且其中控制单元4控制光源3，使得所述入射颜色值分布沿着第二曲线s2的第四最大波动宽度大于所述出射颜色值分布沿着第一曲线s1的第三最大波动宽度。
39.总体上，虽然装饰层5的装饰物6对均匀的光传播有干扰作用，根据本发明对光源3的控制提供了亮度(＝照明密度)的均匀化以及在灯具面7上出射的光的颜色值的均匀化。在一个设计方案中，校准控制可以通过摄影机10进行，其中借助于摄影机10检测出射光密度分布l'，并且通过控制单元4基于由摄影机10检测的出射光密度分布l'来控制光源3，从而设定入射光密度分布(l)。例如可以执行在线(on-the-fly)适配。在另一个设计方案中，可以借助于摄影机10执行校准步骤，其中在入射面8上均匀的校准入射光密度分布下确定出射光密度分布l'，以便由此在校准步骤中获取在位置上变化的透射率t。在灯具1的后续的、按照预期的使用中，将如此获取的透射率t用于确定入射光密度分布l，以便在灯具1的开启状态下使得装饰物6基本上消失。