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动态闪光照明设备

文献发布时间:2023-06-19 11:17:41


动态闪光照明设备

技术领域

本发明涉及一种照明设备,该照明设备包括至少部分地由第一表面和第二表面界定的光混合腔,该第一表面承载空间上跨越所述第一表面分布的多个光源,该第二表面被布置成由所述光源照射,所述第二表面包括界定光出射区域的光透射区域,该光出射区域具有比该光透射区域更高的光透射率,所述光透射区域表现出各向同性亮度,并且当被所述光源照射时,光出射区域表现出各向异性亮度;和适于单独控制所述光源的控制器。

背景技术

自然界提供了许多所谓的动态照明效果的示例,并且对于观察者来说,这些现象可以是非常有魅力和迷人的审美体验。例如,考虑被水滴折射或在移动的海面上反射的阳光、不稳定的星光,或者被移动的树叶偶尔阻挡的阳光。一个特别引人注目和值得注意的效果是从雪中反射的阳光。

照明设计师经常寻求在时间和空间中重现动态照明的这种引人注目的效果。通过在LED集合中单独寻址LED,轻松实现了及时的动态照明。空间中的动态照明——光强度的变化取决于观察者的定位——通常通过使用闪烁的颗粒、铅玻璃晶体来实现,或者在更复杂的解决方案中,通过在空间上移位LED或光学器件的机制来实现。动态照明在空间中创建的效果通常被称为闪烁或闪光。

闪烁作为一种装饰效果被频繁使用于建筑和室内设计中,为墙壁或天花板提供高端修饰。它在视觉上有吸引力,并且可以提供一种奢华或魅力的感觉。最标准地,闪烁是通过将光反射到镜面反射颗粒上或通过铅玻璃晶体传输光来实现的。

这通常是通过将闪烁的颗粒或铅玻璃晶体涂到表面上,并使用安置在离表面一定距离的光源发射的光的反射来实现的。然而,在这种情况下,光源必须作为分隔的部件安置,其在美学上是侵入性的,并且安置起来更加麻烦和复杂。

替代解决方案是将铅玻璃晶体安置在镶板上,并将(多个)光源直接安装到铅玻璃晶体的背面上。这里,光源保持隐藏,并且整个装置可以设置在单个整体镶板中。

然而,使用铅玻璃晶体来实现闪光是不理想的。晶体通常既昂贵又重,并且为了实现所描述的解决方案,将它们安装到镶板中绝非易事。

GB2243223A中描述了一种设计用于模拟夜空的照明设备。该设备包括照明镶板,该照明镶板具有包括孔的前板,并且该照明镶板包含被布置成将光导向所述前板的多个传统光源。在每个光源之间定位翼反射器元件,提供这些元件以便通过前板的开口投射可能的最大量的光。对于从外面看镶板的观察者来说,创建了类似于夜晚的星空的效果。

然而,在这个解决方案中,光源通过前板中的开口在所有角度上保持可见。结果,真正的(空间动态的)闪光效果不被创建,在该效果中,跨越显示器的点光源给人一种随着定位的改变而迅速消失和出现的印象。

此外,可能期望提供与传统功能照明相组合的闪光效果,用于照亮其内放置了照明设备的空间。这允许在环境和场景中创建吸引人的空间动态闪光的美学效果,在这些环境和场景中,由于空间或美学的原因,除了提供闪光效果的专用装饰单元之外,同时提供用于功能照明的灯具是不实际的或不期望的。这种闪光也可能为本来主要以功能为目标的照明产品提供吸引人的或期望的额外特征。

WO2017/153252 A1中提供了一种有趣的解决方案,其公开了一种照明设备,该照明设备被配置为既提供用于照射空间的功能照明,又同时展现空间动态闪光显示。该设备包括包含一个或更多个光源的腔。光源被布置成在半透明表面部分的方向上以及在由半透明表面部分界定的多个光出射区域的方向上引导光。光出射区域各自具有比周围表面部分更高的透射率。

由于半透明表面部分提供各向同性亮度,即与观察者看着半透明表面部分的视角无关的发光强度,而光出射区域提供各向异性亮度,即取决于观察者看着光出射区域的视角的亮度,所以这种照明设备组合了功能照明和闪光效果。因此,改变他或她相对于照明设备的定位——例如通过走过照明设备——的观察者可以观察到由于这些虚拟光源的亮度的各向异性而由光出射区域生成的来自虚拟光源的闪光效果。

另外,WO2107/153252 A1教导了照明设备可以进一步包括控制器,该控制器被配置为根据另一(第二)组光源的输出强度来调节一组光源的输出强度。在第一组被布置成避免将光引导到任何光出射区域上并且第二组被配置成发射确实入射落在光出射区域的光的情况下,控制器可以被配置成根据第一组来调节第二组的输出强度。这可以允许要被用户定义的第一组的输出强度,同时将两组之间的相对强度或强度差保持在固定水平或某个固定范围内,来确保明亮的闪光保持足够亮,以在背景照明下仍然可见。

然而,期望进一步改善这种照明设备能够产生的闪光效果。

WO2014064582A1公开了一种照明设备,其具有包括光发射窗口的壳体,其中所有光源都安装在光发射窗口上。

发明内容

本发明寻求提供一种根据本发明的前述领域的照明设备,该照明设备能够至少为静止的观察者产生动态闪光或闪耀效果。

根据一方面,提供了一种照明设备,该照明设备包括至少部分地由后镶板的第一表面和前镶板的第二表面界定的光混合腔,该第一表面承载空间上跨越所述第一表面分布的多个光源,该第二表面被布置成由所述光源照射,所述第二表面包括界定光出射区域的光透射区域,该光出射区域具有比该光透射区域更高的光透射率,所述光透射区域表现出各向同性亮度,并且当被所述光源照射时,光出射区域表现出各向异性亮度;和控制器,其适于单独控制所述光源并且具有操作模式,在该操作模式中控制器适于改变作为时间的函数的所述光源的选择的发光输出,使得在所述操作模式期间光透射区域的各向同性亮度与时间无关并且光出射区域中的至少一些的各向异性亮度与时间相关,同时多个光源的总发光输出强度保持基本恒定。光源布置在后镶板上,以将光导向前镶板的光漫射表面的方向,后镶板上的光源与前镶板间隔开间隔S,通常为S>0,诸如1<=S<=10 cm,例如2<=S<=8 cm,优选3<=S<=6 cm。在单个照明设备中,间隔S不需要是恒定的,而是可以根据单个光源的定位而变化,例如,在平坦的背镶板与弯曲的前镶板相组合的情况下可能出现该变化。

提供具有操作模式的控制器,在该操作模式中光源的选择的发光输出作为时间的函数被调节,使得光出射区域中的至少一些的各向异性亮度作为所述时间的函数被改变,即变得时间相关,不仅对观察者——该观察者改变他或她对于在照射的光出射区域处生成的虚拟光源的视角——生成了闪光或闪耀效果,而且由于虚拟光源的各向异性的暂时变化,对静止的观察者生成了闪光或闪耀效果,从而丰富了照明设备的功能。

在优选实施例中,控制器适于在一段时间后改变所述光源的选择,并在所述操作模式期间的所述一段时间内调节每个选择中的光源的发光输出强度,以便实现前述闪光或闪耀效果。该时间段可以在0.5 s至10 s的范围内、优选在1 s至7 s的范围内、并且最优选在1.5 s至5 s的范围内。当时间段在这些范围内时,获得了美学上尤其令人愉快的闪光效果,而对于较短的时间段,闪光效果可能不太明显,并且更多地被感知为闪现,并且对于较长的时间段,由于虚拟光源显得长时间恒定,闪光效果可能会丢失。

有利地,所述光源的每个选择由多个非相邻光源组成,以避免在这样的选择内光源的局部集群,其可能导致由光透射区域产生的亮度的局部不均匀性,考虑到这些区域将产生用于功能照明目的的各向同性亮度,这是不期望的。

为了实现跨越多个视角的时间相关的闪光效果,每个选择优选地包括多个光源中的3-30%的光源。例如,照明设备可以包括至少20个光源(诸如LED)、或者更优选地至少30个光源、或者最优选地至少40个光源(诸如50个光源或80个光源),在这种情况下,每个选择包括至少2个光源、更优选地至少4个光源、并且最优选地至少5个光源,使得每个选择包括多个光源中至少10%、更优选地至少13%、并且最优选地至少15%的光源。

在每个时间段期间,可以增加选择中的光源的发光输出强度,以便实现期望的闪光效果。这例如可以通过控制器在该时段的持续时间内将块状电流信号施加到选择中的光源——即脉冲这些光源——来实现。替代地,控制器可以适于施加非块形电流曲线来改变所述光源的每个选择在所述时间段内的发光输出强度,其中对应于时间上相邻的选择的所述非块形电流曲线的不同个体在时间上部分重叠。由于这些电流曲线的时间重叠,这产生了更柔和的闪光效果,其导致下一个选择的光源渐强,而前一个选择的光源渐弱,例如回到未选择的光源的发光强度水平。

在每个选择包含相同数量的光源的场景下,在控制器的操作模式期间,未选择的光源的发光输出强度可以保持恒定。这确保了多个光源的总发光输出强度保持至少近似恒定,其确保了在这个操作模式期间光透射区域的各向同性亮度保持至少近似恒定。在此上下文中,表述“近似恒定”,或者换句话说“基本恒定”,意味着关于总发光输出和/或各向同性亮度的所选值的正负20%的范围。然而,控制器可以适于在这个操作模式期间将已选择的光源的数量从一个选择改变为另一个选择。在这种场景下,控制器进一步可以适于在这个操作模式期间根据所述选择中的光源数量来调节选择之外的至少一些光源的发光输出强度,以保持光透射区域的各向同性亮度水平。如将被理解的,选择之外的至少一些光源的发光输出强度的这种调节通常与选择之内的光源的发光输出强度的调节方向相反。典型地,选择内的光源的发光输出强度将增加,而选择外的至少一些光源的发光输出强度将减少。

在进一步的改进中,控制器适于在所述操作模式期间将在所述选择中相邻光源的选择之外的光源的发光输出强度调节到比在所述选择中不相邻光源的所述选择之外的光源更低的发光输出强度,例如,通过降低选择之外的至少一些相邻光源的发光输出强度,以局部方式补偿所述选择中光源发光输出强度的增加,以防止或降低光透射区域的亮度的局部不均匀性,例如,在由光源发射到光混合腔的光不完全混合的情况下。

在进一步的实施例中,控制器进一步适于改变作为时间的函数的光源的选择的发光输出的色温,使得光透射区域的色温与时间无关,并且光出射区域中的至少一些的色温与时间有关。控制器优选地适于在一段时间之后周期性地改变光源的所述选择,并且在所述一段时间内调节每个选择中的光源的发光输出的色温,其中每个选择中的光源被分成产生具有第一色温的光的第一组光源和产生具有不同于第一色温的第二色温的光的第二组光源,优选地,其中第一组和第二组包含相同数量的光源。以这种方式,可以通过改变闪光效果在色温方面的外观来进一步丰富闪光效果。类似地,控制器控制单色LED或彩色LED的组合,例如一个或更多个琥珀色、白色、红色、绿色和蓝色LED,当这些LED用作光源时。

在至少一些实施例中,光透射区域是光学漫射的,并且优选地具有30-80%的反射率,以便实现它们期望的各向同性亮度。更优选地,反射率在35-75%的范围内,并且最优选地,反射率在40-70%的范围内。更高的反射率确保更均匀的发光输出,而更低的反射率产生照明设备的更高的发光效率。

在至少一些实施例中,光出射区域具有至多为5 mm、优选至多为4 mm、更优选至多为3 mm的平均直径,使得当被多个光源照射时,光出射区域用于产生准直的虚拟光源,以便改善由在光出射区域处生成的虚拟光源产生的闪光效果。为了实现与光出射区域相比明显更高的光透射率,以实现美学上令人愉悦的闪光效果的目的,光出射区域在至少一些实施例中具有小于12%、优选小于10%的反射率,更优选地,光出射区域是透明的。

第一表面优选是反射性的,以增强照明设备的发光效率和发光输出的均匀性。为此原因,第一表面的反射率优选至少为80%、更优选至少为85%、并且最优选至少为90%。

优选地,光源是LED,其中所述LED优选是发射白光的LED。这种光源充当(近似)点光源,其使得它们尤其适合于生成期望的闪光效果。

附图说明

参考附图,通过非限制性示例更详细地描述本发明的实施例,其中:

图1示意性地描绘了根据一个示例实施例的照明设备;

图2示意性地描绘了根据另一示例实施例的照明设备;

图3示意性地描绘了根据一个示例实施例的这种照明设备的操作模式;

图4示意性地描绘了根据另一示例实施例的这种照明设备的操作模式的控制信号;

图5示意性地描绘了根据又一示例实施例的这种照明设备的操作模式;

图6示意性地描绘了根据又一示例实施例的这种照明设备的操作模式;以及

图7示意性地描绘了根据又一示例实施例的这种照明设备的操作模式。

具体实施方式

应当理解,附图仅仅是示意性的,并且没有按比例绘制。还应当理解,在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。

本发明提供了一种照明设备,诸如被配置为既提供用于照射空间的功能照明,又同时展现空间动态闪光显示的照明设备。照明设备包括包含一个或更多个光源的光混合腔。光源被布置成在光漫射表面的方向上并且在多个光出射区域的方向上引导光,每个光出射区域由光漫射表面的区域界定。光出射区域各自具有比光漫射表面区域更高的透射率。

入射到光漫射表面的光以比入射到任何光出射区域的光更高的衰减水平从照明设备透射。光出射区域和光漫射表面的周围区域的相对透射率被配置成当与光源和观察者的眼睛对准时在光出射区域的表观强度和它们周围区域的表观亮度之间确保足够高的发光对比度。这确保了只有当观察者的眼睛处于这种对准时,对于观察者,光源才能以其全部强度可见。一旦这种对准中断,观察者就会看到光源从视野中消失,或者至少强度显著减弱或改变。也如WO2017/153252 A1所公开的,正是这种效果提供了空间动态闪烁或闪光效果。

图1示意性地图示了根据本发明实施例的照明设备10的第一示例,其展示了由本发明的所有示例体现的本发明的一般构思。照明设备10包括镶板形或盒形的框架或结构,其内部包括光混合腔14,该光混合腔14由背镶板18界定,该背镶板18具有面向光混合腔14的内表面30、侧镶板(图1中仅示出了其中的两个22、24)和具有面向光混合腔14的内表面31的光学透射前镶板20。根据此示例的光学透射前镶板20跨越它整个尺寸可以是半透明的。也就是说,光学透射前镶板20可以充当具有30-80%范围内的反射率的光学漫射器,其可以以任何合适的方式实现,例如,通过在光学透射前镶板20中包括散射颗粒、使用用于光学透射前镶板20的半透明材料、等等。

图1的镶板或盒实施例包括六个内表面,该六个内表面包括以下中的每个的相应内表面:后镶板18、半透明前镶板20、第一侧镶板22和第二侧镶板24(加上两个附加的侧镶板,未示出)。要强调的是,具有包括六个表面的内表面布置的这种特定形状仅以示例的方式示出,也可以使用包括例如三角形或其他多边形设备的其他布置。例如,如图2中示意性描绘的,侧镶板22已经被省略,并且光学透射前镶板20是圆顶形的。

照明设备10的许多其他合适的形状对于技术人员来说将立即是清楚的。应当理解,本发明的应用不限于包括规则形状构造的照明设备10的实施例,诸如球形、圆柱形或立方体形状的外壳或框架。其他实施例可以包括内部光混合腔14,该内部光混合腔14由光学透射的外部框架或任何形状的、规则的或不规则的结构限制。例如,照明设备10可以包括内部光混合腔14,该内部光混合腔14由被成形为形成定制3D形状的外表面或外壳结构限制。定制3D形状可以例如以特定3D对象或3D对象设计为模型。

根据特定示例,至少背镶板18的内表面30可以是白色的、可以是部分反射或完全反射的、可以适于仅反射特定颜色的光、或者可以具有任何其他表面属性。仅以非限制性示例的方式,例如,背镶板18可以包括印刷电路板(PCB)、金属芯印刷电路板(MCPCB)或金属板,或者由它们组成。其他合适的材料对于技术人员来说将立即是清楚的。

在示例中,光混合腔14的一个或更多个内表面可以是部分反射或完全反射的。如将在下面进一步详细解释,这种部分反射性或完全反射性可以有助于从光混合腔14发射最大水平的功能光,用于照射其内放置了照明设备10的空间。例如,光混合腔14的一个或更多个内表面可以是白色的,以便反射具有对应于光的所有颜色成分的光谱组分的光。在进一步的示例中,一个或更多个内表面可以是镜面反射或镜像的表面。

多个光源28安置在光混合腔14内,该多个光源28安装在背镶板18的内表面30上。光源28在空间上与光学透射前镶板20分隔,并且在空间上彼此分隔,使得后镶板18可以包括在空间上被暗区域——即其中不存在光源的区域——分隔的多个点光源。如将在下面更详细地解释,这种分布式光源28可以生成期望的闪光效果。

在至少一些实施例中,光源28可以是或可以包括固态光源,诸如LED。LED的使用提供了高能效,并且还提供了相对清晰的发射光的方向性。光源28可以以任何合适的方式提供,诸如经由金属芯印刷电路板(MCPCB)安装。倒装芯片LED可以设置成直接安装到PCB上。光源28的其他合适的安装布置将是立即清楚的。根据至少另一组实施例,该设备可以适于在不同视角下产生不同颜色的闪光效果。

例如,照明设备10可以包括多个LED,每个LED具有由合适的磷光体覆盖的光出射表面,以在光穿过磷光体层时改变由LED产生的光的光谱组分。如本身是众所周知的,由于发射光穿过磷光体层的路径长度的角度依赖性,这种布置通常产生颜色关于角度(COA)的效应,其可能导致在发射光的不同视角生成不同颜色的闪光效应。在特定实施例中,光源28是白光LED,在其中白光可以使用这种磷光体层或以任何其他合适的方式生成,如本身是众所周知的,并因此仅为了简洁起见将不再进一步详细解释。

光源28可操作以朝向多个光出射区域32的方向发射一定传播角度范围内的光,该多个光出射区域32通过光学透射前镶板20形成在不同位置。光出射区域32被配置为具有比限定或界定它们的光学透射前镶板20的周围区域更大的光学透射率。如图1中由箭头34所示,入射到光出射区域的光直接透射穿过所述光出射区域32。每个光出射区域32优选地具有小于5 mm、更优选地小于4 mm、并且最优选地小于3 mm的平均直径,使得光出射区域32可以充当用于穿过光出射区域32传播的光源28的光的准直结构。这进一步增强了闪光效果,因为光出射区域充当光学透射前镶板20内的虚拟光源。

为了进一步增加由光出射区域32生成的虚拟光源的密度,照明设备10可以包括比光源28更多的光出射区域32,优选比光源28多两倍的光出射区域32,更优选比光源28多四倍的光出射区域32,并且最优选比光源28多五倍的光出射区域32。

光出射区域32优选地是透明的,但是替代地可以具有一些反射率,例如在滤光器等(未示出)存在于每个光出射区域32中或上的情况下,例如为了减少观察者眩光的风险。在这种场景下,每个光出射区域32具有小于12%、优选小于10%、并且更优选小于9%的反射率。

安装部分30上的多个光源28的布置可以使得每个光源从前镶板20的任何光出射区域32水平或横向移位。这种效果是,观察者在光源光轴的方向上通过光出射区域观察,不能够观察到位于下方的光源的全部布置。这增加了所得照明设备10的兴趣和乐趣,因为提供闪光效果的机械工作不是立即清楚的。

在示例实施例中,光源28根据第一规则图案布置,并且光出射区域32根据第二不同规则图案布置。图案可以在相邻光源28和/或光出射区域32之间的间距上不同,或者可以简单地在它们的相对对准上不同,使得第一图案的元件被布置成与第二图案的元件交错。

替代地,光出射区域32和/或光源28可以根据不规则图案布置,诸如随机或半随机图案。将这种图案用于光出射区域或光源之一的优点在于,这在其它的布置中提供了一定程度的自由度,因为根据所使用的图案的不规则性可以预期光源和光出射区域的基本不对准会自动发生。例如,通过半随机地布置光出射区域32,这允许根据标准规则阵列配置来布置光源28,其可以基本上更便宜并且更容易制作。

随机或半随机是指这样的图案或布置,例如:在其中图案中后续或邻近元件(光源或光出射区域)的分隔距离、间距或相对角度布置不同或以不规则的方式变化。在特定示例中,光源28和/或光出射区域32可以被布置成遵循类沃洛诺伊(Voronoi)图案或布置。

在一些实施例中,光源28可以以规则的N×M阵列(其中M、N是正整数)、不规则的阵列被提供,或者可以以任意的布置被定位。

如由箭头35所示,入射到光学透射前镶板20的光在穿过镶板时比穿过光出射区域32的光衰减得更大,结果此光看起来比经由光出射区域32发射的光34更暗或更弱。对应于箭头35的光可以提供“背景”或功能照明,适合于照亮诸如例如房间的空间,而如由箭头34所示直接经由光出射区域32出射的光对于观察者(其眼睛12与相应的光源28适当对准)来说呈现为叠加在背景照明之上的光的亮点。当观察者移动时,进入和离开对准状态的这些亮点在相对较暗的照明背景层之上创建空间动态的闪烁或闪光效果。整体效果堪比由阳光照射下的雪生成的闪光效果。

因此,由光出射区域32产生的虚拟光源可以被认为产生各向异性亮度,即,其感知强度是观察者观察虚拟光源所成角度的函数的照明。相反,由光学透射前镶板20产生的功能照明——即围绕光出射区域32的更不透明的区域33——可以被认为具有各向同性亮度,因为由这些区域产生的光的强度很大程度上与观察者观察照明设备10的这些区域的角度无关。

根据本发明,照明设备10进一步包括控制器40,该控制器40适于以单独的方式控制光源28,即每个光源28可以由控制器40单独寻址。控制器40可以位于照明设备10内的任何合适的位置,诸如以非限制性示例的方式位于背镶板18中。控制器40具有操作模式,在该操作模式中,已选择的光源28——即仅一些光源28——的发光输出在有限的时间段内变化(例如增加)。同时,照明设备10的总发光输出优选地在这个操作模式期间保持恒定,使得前述功能照明的各向同性亮度保持基本恒定,同时“闪光”虚拟光源的各向异性亮度变得与时间相关。这将在下面进一步详细解释。

控制器40可以具有任何合适数量的操作模式,包括前述操作模式。例如,前述操作模式可以是控制器40的唯一操作模式,或者替代地,控制器40可以包括进一步的操作模式,在该进一步的操作模式中如上所述的各向同性亮度和各向异性亮度两者都是时间无关的,例如,在这个进一步的操作模式中,控制器40可以以恒定的方式驱动所有光源28。控制器40的期望操作模式可以以任何合适的方式被选择。例如,照明设备10可以包括用户接口(未示出),诸如开关、按钮、触摸屏等,用户可以通过该用户接口选择控制器40的期望操作模式。替代地,控制器40可以响应于网络接口,诸如无线或有线通信接口,控制器40可以通过该网络接口从遥控设备接收模式选择信号。由于这种模式选择技术本身是众所周知的,因此仅为了简洁起见,将不进一步详细解释它们。

在实施例中,控制器40适于在有限的时间段内暂时增加已选择的照明设备28的发光输出强度(光通量)。这具有这样的效果:在观察者和已选择的光源28之间对准的虚拟光源的发光输出强度对于观察者来说将暂时看起来更亮,即虚拟光源具有时间相关的各向异性亮度。因此,这给由照明设备10产生的闪光效果增加了另一个维度,因为除了上面关于观察者改变他或她的照明设备10的视角所解释的闪光效果之外,静止的观察者也体验到闪光效果。为了获得美学上最佳的闪光效果,时间段——在该时间段期间调节已选择的光源28的发光输出,例如增加或减少——优选具有至少0.5 s、更优选至少1 s、并且最优选至少1.5 s的最小持续时间,并具有至多10 s、更优选至多7 s、并且最优选至多5 s的最大持续时间。

在特别有利的实施例中,控制器40适于周期性地改变光源28的选择——即在前述时间段完成之后——使得不同的光源28的选择的发光输出强度在这个操作模式期间被顺序地改变。这在图3中示意性地描绘,仅以非限制性示例的方式,图3示出了安装在背镶板18的表面30上的5×5栅格中的25个光源28。对于每个时间段t1、t2、t3,如图3中的阴影方块所突出的,控制器40选择三个不同的光源28,并且在这些时段期间,它们的发光输出强度增加,如控制器40分别在时间段t1、t2和t3期间向已选择的光源28提供的控制信号42、42’和42”所指示。这导致照明设备10由于表面30上已选择的光源28的位置变化而在不同时间段给出不同的增亮虚拟光源的外观,从而进一步增加了对照明设备10的外观的兴趣。控制器40可以以任何合适的方式选择光源28,例如使用随机或伪随机选择算法。该算法可以配置选择评估,在该选择评估中拒绝选择空间相邻的光源28,以避免已选择的光源28的聚集,因为这可能导致光学透射前镶板20上的局部亮点,这是不期望的。

控制器40的这种操作模式的持续时间可以不受限制,使得操作模式仅响应于对应的用户指令而终止。替代地,控制器的这种操作模式可以具有限定的持续时间,例如限定数量的时间段,在该时间段期间进行如上所解释的光源28的特定选择,其后控制器40可以返回到默认操作模式。

控制器40可以向光源28配置任何合适类型的控制信号,例如基于电压和/或基于电流的控制信号。控制信号可以具有任何合适的形状,诸如图3中示意性描绘的块状控制信号42、42’和42”。如技术人员将领会的,这具有这样的结果:在时间段t1、t2和t3期间光源的每个选择都表现出发光输出强度从它们的基线强度水平到当被选择时增加的强度水平的近似瞬时增加,其意味着当从一个时间段转换到另一个时间段(例如从t1到t2、从t2到t3、等等)时改变光源28的选择时,照明设备10的外观将表现出突变。

如果这是不期望的,控制器40替代地可以配置诸如图4中示意性描绘的非块状控制信号。这种控制信号42、42’和42”在这些控制信号的部分(脉冲)方面部分地重叠,导致由这些控制信号寻址的已选择的光源28的发光输出强度增加。换句话说,控制信号的这些部分或脉冲延伸超过指定的时间段,从而实现光源28的不同选择的混合淡入和淡出,并避免与图3中示意性描绘的块状控制信号42、42’和42”相关联的照明设备10的外观的突变。

在以上示例实施例中,不同的选择(在时间段t1、t2和t3期间)包含相同数量的光源28。因此,每个选择之外的剩余光源28可以由控制器40以恒定的方式驱动,例如在某个基线水平,即不改变它们的发光输出强度以保持由组合光源28产生的恒定总发光输出强度,因为在这个操作模式期间以提高的发光输出强度驱动的光源28的数量是恒定的。然而,在替代实施例中,控制器40可以跨越不同的时间段t1、t2、t3改变已选择的光源28的数量。在此实施例中,控制器40因此需要采取另外的措施来确保在这个操作模式期间由已选择的和未选择的光源28产生的总发光输出强度保持基本恒定。

图5示意性地描绘了第一示例实施例,在其中这是通过将已选择的光源28的发光输出强度调节(例如增加)一个量来实现的,这个量是选择中光源28的数量的函数。时段t1和t2期间的选择各自包含三个光源28,而时段t3期间的选择仅包含两个光源。为了包含组合的恒定发光输出强度,时段t3中每个已选择的光源28的发光输出强度是时段t1和t2中每个已选择的光源28的发光输出强度的150%,如由控制信号42”中比控制信号42和42’更大的脉冲或块所证明。更一般地说,在选择包含M个光源28并且选择的目标组合发光输出强度为N lm的情况下,每个已选择的光源28将被驱动到N/M lm的发光输出强度。因此,每个选择之外的剩余光源28可以由控制器40以恒定的方式驱动,例如在某个基线水平,即不改变它们的发光输出强度以保持由组合光源28产生的恒定总发光输出强度,因为在这个操作模式期间光源28的每个选择的组合发光输出强度是恒定的。

图6示意性地描绘了第二示例实施例,在其中基线水平——在该基线水平处控制器40驱动未选择的光源28——被设置为特定选择中已选择的光源28的数量的函数,以便在照明设备10的这个操作模式的持续时间内保持由组合光源28产生的恒定总发光输出强度。在此实施例中,在时段t1、t2、t3期间已选择的光源28被驱动到相同的提高的发光输出强度,即使时段t3中的选择包含比时段t1和t2的选择(3)更少(2)的光源28。因此,由于在这个选择中已选择的光源28的数量较少,在时段t3期间,由这些选择中的组合光源28产生的总发光输出强度较低。这通过增加基线水平来补偿,在时段t3期间,在该基线水平处控制器40驱动未选择的光源28,如由图6中基线水平43、43’和43”所示,其中基线水平43”相对于基线水平43和43’升高。更一般地说,在照明设备10包含总共L个光源28并且具有目标组合发光输出强度Q lm的情况下,在给定时间段期间,M个光源28的选择的总发光输出强度是P lm,照明设备10中剩余的(L-M)个光源28各自被驱动到(Q-P)/(L-M)lm的基线水平,以便确保由已选择的和未选择的光源28产生的总发光输出强度在这个操作模式期间保持基本恒定。

图7示意性地描绘了第三示例实施例,在其中基线水平——在该基线水平处控制器40驱动未选择的光源28——被设置为特定选择中已选择的光源28的数量的函数以及未选择的光源28对已选择的光源28的相对位置的函数,以便在照明设备10的这个操作模式的持续时间内保持由组合光源28产生的恒定的总发光输出强度。在此实施例中,在特定时间段t1、t2、t3中与已选择的光源28相邻的未选择的光源28被驱动到比不与这种已选择的光源28相邻的未选择的光源28更低的基线水平。在图7中,这样的相邻光源28由带斑点的正方形标识,并且这样的非相邻光源28由白色或未填充的正方形标识。例如,这有助于照明设备10的各向同性功能发光输出的均匀性,如由界定光出射区域32的光透射前覆盖20的区域33产生的,因为更亮的已选择的光源28与更暗的未选择的光源28相邻,使得可以更容易地实现光混合腔28中将这些光源的光有效混杂到均匀的亮度水平。

在前面,已经描述了控制器40以顺序方式周期性地和暂时地控制已选择的光源28的发光输出强度。然而,应当理解,本发明的实施例不限于控制已选择的光源28的发光输出强度。另外地或替代地,控制器可以适于控制已选择的光源28的色温,例如在白光LED的情况下。控制器40优选地适于在这个操作模式期间控制光源28,使得各向同性背景照明具有与时间无关的色温,而各向异性闪光虚拟光源具有与时间相关的色温,从而产生闪光效果,在该闪光效果中,与背景照明相比,至少一些闪光效果可以改变位置以及色温方面的外观。

为此,在时间间隔或时段t1、t2、t3期间由控制器40做出的光源28的每个选择优选地被分成两组光源28;产生具有第一色温的光的第一组光源28和产生具有不同于第一色温的第二色温的光的第二组光源28。可以选择第一色温和第二色温,使得当具有这些色温的光线混杂时,所得色温类似于或对应于在该时间段内由未选择的光源28产生的光的色温。这确保了虚拟光源表现出不同于背景照明的色温,同时确保背景的色温在这个操作模式期间保持基本恒定。为此原因,第一组和第二组优选地包含相同数量的光源,使得产生等量的第一色温和第二色温的光,从而保持背景照明的色温。当然,在第一组和第二组之间光源28的相应发光输出强度不同的情况下,这些组中的每一组中已选择的光源28的数量可以不相等,以便确保产生等量的第一色温和第二色温的光,类似于如将由技术人员容易理解的图5的示例实施例。

尽管照明设备10可以具有任何合适的尺寸,但是在优选实施例中,光学透射前板20具有至少1 dm

为此,遵守这种设计和尺寸限制的照明设备10优选包括至少20个光源28、更优选至少40个光源28、并且最优选至少50个或80个光源28,例如LED,使得照明设备10对于光学透射前板20的每dm

应当注意,以上提到的实施例说明了而不是限制了本发明,并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中,括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”不排除权利要求中所列之外的元件或步骤的存在。元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。本发明可以通过包括几个不同元件的硬件来实现。在列举了几个装置的设备权利要求中,这些装置中的几个可以由同一个硬件来实现。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。

相关技术
  • 动态闪光照明设备
  • 具有闪光效果的照明设备
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