CN113022438B - 用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备 - Google Patents

用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备 Download PDF

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Abstract

本文提供一种用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备，该室内情感照明设备包括膜部，在膜部上布置有分别具有3D图案的多个精细透镜；光源，被配置为沿多个方向发射光；以及光源引导部，被配置为引导光源的光路，以允许从光源发射的光被引导向膜部。

Description

用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月09日提交的韩国专利申请No.10-2019-0163048的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的室内情感照明设备。
背景技术
近来，情感照明被广泛应用于车辆内部。典型的情感照明采用其中光通过部件之间的间隙而透露的间接照明方法，或者采用其中光通过外部的细孔的直接照明方法。
这样的情感照明激发用户的情感并且积极地影响生理和认知方面。此外，情感照明还具有通过最佳照明体验来帮助用户改善生活质量和满意度的功能。
如上所述，当前的趋势是，除了简单地照明光的功能之外，照明的功能在一定程度上逐渐包括美学和情感功能。
作为趋势的一部分，最近以各种方式开发了用于车辆的室内照明设备，以应用下一代的超薄驾驶舱设计。
特别地，用于车辆的室内照明设备正在通过点、线和面形状逐步发展，并远离现有的二维照明，并且当前，在相关领域中正在积极地进行三维(3D)照明的研究和开发。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，并且提供一种用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备，其能够以相对较低的成本在车辆内部提供改善的美感和改善的三维(3D)照明。
本发明要解决的问题不限于上述问题，并且本领域技术人员根据以下描述应清楚地理解上述未提及的其他问题。
根据本发明的一个方面，提供了用于车辆的室内情感照明设备，其包括膜部，在膜部上布置有分别具有3D图案的多个精细透镜；光源，被配置为沿多个方向发射光；以及光源引导部，被配置为引导光源的光路，以允许从光源发射的光被引导向膜部。
在这种情况下，光源引导部可以包括：壳体，设置在膜部的下方并具有预定的气隙；滤光器，布置在壳体的上端，并且滤光器被配置为选择性地透射或反射从光源发射的光；以及光学图案构件，布置在壳体的下部的局部中，以使从滤光器反射的光发射到膜部。
光源可以设置在壳体的侧面上，并且向滤光器和光学图案构件中的每一者发射光。
光源可以设置在壳体的侧面上，并且可以根据壳体的厚度来确定从滤光器反射的光的偏转角。
壳体可以具有允许从滤光器反射的光的偏转角形成为钝角的气隙厚度。
滤光器可以仅使具有预定频带中的波长的透过光学图案构件的光透射至膜部。
滤光器可以包括设置在光所在的路径上的光源孔，从光源发射并透过光学图案构件的光被导向膜部。
滤光器可以使发射到光源孔的***的光源的光反射到光学图案构件。
根据一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备可以进一步包括外部面板，外部面板被布置成与膜部间隔开并且被配置成使透过膜部的光投射到车辆内部。
这里，外部面板可以由沿长度方向从一侧向另一侧逐渐透射光的材料形成。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆的室内情感照明设备，其包括形成外部的外部面板，光源，被配置为朝外部面板发射光；以及膜部，设置有多个精细透镜，多个精细透镜在彼此隔开的状态下设置在外部面板和光源之间，膜部被配置为使从光源发射的光透射到外部面板，并且，膜部在光发射的路径上具有3D图案。
光源可以优选地相对于膜部包括预定的高度差，以便满足发光范围和清晰度条件。
光源可以在横向方向上间隔地布置，以便满足发光范围和清晰度条件。
设计图案部可以接合到光源的上端，设计图案部包括形成在从光源发射的光的路径上的各种形状的细孔。
作为与上述示例不同的修改示例，设计图案部能够以与光源和膜部间隔开的状态设置在光源和膜部之间，设计图案部包括形成在从光源发射的光的路径上的各种形状的细孔。
膜部可以优选地包括具有不同的3D图案的光学棱镜片。
外部面板可以形成为使得透明材料和半透明材料在长度方向上交替。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于车辆的室内情感照明设备，其包括光源，被配置为朝外部面板发射光；设计图案部，包括各种形状的细孔，从光源发射的光透过细孔；以及膜部，在从光源发射的光的路径上设置有不同3D图案的精细透镜，并且膜部被配置成在外部面板和设计图案部之间进行上升和下降调节。
膜部可以根据发光范围和清晰度条件来调节相对于光源的间隙。
光源可以包括使用有机电致发光(EL)显示器的面光源。
在设计图案部中，可以用不透光材料对细孔的***进行表面处理。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述和其他目的，特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1是示出通过根据本发明的一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备施加三维(3D)照明效果的状态的图；
图2是用于描述根据本发明的一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备中的光源范围和清晰度的概念的图；
图3是用于描述根据本发明的一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备中的光学棱镜片的影响因子的设置的图；
图4是示出根据图3所示的光学棱镜片的影响因素的图案图像的图；
图5是示出根据本发明的第一实施方式的用于车辆的室内情感照明设备的示意性截面图；
图6至图8是示出根据本发明的第二实施方式的用于车辆的室内情感照明设备的示意性截面图；以及
图9和图10是示出根据本发明的第三实施方式的用于车辆的室内情感照明设备的示意性截面图。
具体实施方式
通过下面参考附图详细描述的实施方式，本发明的优点和特征以及实现它们的方法将变得清楚。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开将是透彻和完整的，并且将本发明的范围充分传达给本发明所属技术领域的普通技术人员。本发明由所附权利要求书限定。同时，本文使用的术语是为了描述实施方式的目的，而不是意图限制本发明。如本文所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式。本文使用的术语“包括”不排除存在或添加除所述元件、步骤、操作和/或设备之外的一个或多个其他元件、步骤、操作和/或设备。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出通过根据本发明的一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备施加三维(3D)照明效果的状态的图。
参照图1，用于车辆的室内情感照明设备100可以安装在车辆内部以实现各种(3D)图案。
在最近的车辆市场中，人们正在努力使每个结构变薄，以便应用下一代的超薄驾驶舱设计。
这不仅是改善设计的努力，而且是降低产品的单位成本并创造更好的环境的一部分。与此相应，在车辆内部提供驾驶员心理稳定性的照明设备的样式正在多样化。
根据本发明的一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备100可以实现3D图案，在该3D图案中感觉到深度感，从而偏离现有的二维(2D)形式。
这允许用户(包括驾驶员，乘客等)感觉到心理上的稳定感以及美感，以在车辆行驶期间(特别是在夜间驾驶期间)辅助安全驾驶。
图2是用于描述根据本发明的一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备中的光源范围和清晰度的概念的图。
参照图2，从光源120发射的光透过膜部110以作为3D图案的光传输给用户。
这里，用户感觉到的图像方向对应于车辆内部，并且光源120安装在车辆的驾驶舱结构中。
通常，随着光源120与膜部110之间的间隙L的增大，光源120的发光角度增大，并且当从光源120发射的光透过膜部110时，清晰度降低。
换句话说，光源120和膜部110之间的间隙L是确定光源范围和清晰度的重要因素。因此，重要的是能够满足光源范围以及清晰度和结构之间的关系的结构。
在这种情况下，本发明的膜部110被形成为具有不同3D图案的双凸透镜，并且这种双凸透镜方法采用了半圆柱精细透镜。
当在显示面板的前面布置多个半圆柱精细透镜时，由于半圆柱精细透镜而使图像不同地折射，并且折射图像进入用户的双眼。
透镜的使用使光折射，并且当平行地制造多束光时，发光二极管(LED)位于透镜的焦点处。当照明的目标部分位于远离透镜的位置时，照明的目标位置满足与图像形成表面的条件相似的条件，从而LED的图像可见。
由于这种余像会导致照明不均匀，因此当将诸如医用头灯之类的照明用于紧密观察目标时会出现主要问题。
作为解决上述问题的方法，根据本发明，在光源的主透镜的后方采用数值孔径小的精细透镜阵列。
由于透过主透镜的光与精细透镜阵列相遇，并且通过每个精细透镜的光以预定角度扩展并混合，因此减少了照明的目标位置处的余像现象。
如上所述，将参照附图描述能够满足光源范围和清晰度并且同时实现3D图案的本发明的第一实施方式至第三实施方式。
图3是用于描述根据本发明的一个实施方式的用于车辆的室内情感照明设备中的光学棱镜片的影响因子的设置的图，图4是示出根据图3所示的光学棱镜片的影响因素的图案图像的图。
参照图3和图4，光学棱镜片(膜部110)的影响因素包括3D照明图案图像长度A、光源120的横向宽度B、光源120的纵向宽度C、气隙D、以及3D图案图像深度E。
3D照明图案图像长度A是指透过膜部110的光源120的3D设计图像的左右长度。
光源120的横向宽度B表示投射到膜部110上的照明区域的横向宽度。
光源120的纵向宽度C表示投射到膜部110上的照明区域的纵向宽度。
气隙D表示光源120和膜部110之间的距离，并且是指从投影到膜部110上的照明区域的端部到光源120的距离。
如在图4中可以确认的，当光源120的横向宽度B和气隙D增大时，3D照明图案图像长度A增大。在这种情况下，光源120的纵向宽度C不会显著地影响照明的清晰度。
第一实施方式
图5是示出根据本发明的第一实施方式的用于车辆的室内情感照明设备的示意性截面图。
参照图5，用于车辆的室内情感照明设备100包括膜部110、光源120、光源引导部130和外部面板140。
膜部110形成为排列有分别具有3D图案的多个精细透镜111的形式。在膜部110的底面上形成光敏乳剂。
光源120形成为在多个方向发光的LED。
光源引导部130引导光源120的光路，以允许从光源120发射的光被引导向膜部110。
光源引导部130包括壳体131、滤光器132和光学图案构件133。
壳体131设置在膜部110的下方并且形成光源引导部130的主体。
壳体131的厚度用作图3所示的气隙D。
这里，气隙是指光源之间的距离，即光源120和膜部110之间的距离。当从光源120发射光时，应当确保偏转角a，以允许光被引导到膜部110。
原因是光源120被布置为在光源引导部130的壳体131的侧面上的位置处发射光。
换句话说，光源120布置在壳体131的侧面上。在光源120中，从滤光器132反射的光的偏转角a根据壳体131的厚度确定。
在这种情况下，优选的是，壳体131具有气隙厚度，以便允许将从滤光器132反射的光的偏转角a形成为钝角。
当光的偏转角a形成为锐角时，气隙的厚度不可避免地增加。就制造成本而言，这也是不希望的。因此，优选的是，光的偏转角a形成为钝角。
滤光器132布置在壳体131的上端。滤光器132具有选择性地透射或反射从光源120发射的光的功能。
为此，滤光器132可以形成为具有光源孔(未示出)的结构，该光源孔仅透射具有预定频带中的波长的光或者仅在特定区段中透射光。
在这种情况下，在其中在滤光器132中形成光源孔的结构中，优选地，发射到光源孔的***的光被反射而不是透射。
光学图案构件133设置在壳体131的下端的局部中。光学图案构件133具有呈倾斜形状的倾斜表面。倾斜表面反射从光源120发射的光。
在这种情况下，光源120可以同时或顺序地朝着滤光器132和光学图案构件133发射光。
滤光器132仅使具有预定频带中的波长并且透过光学图案构件133的光朝向膜部110透射。
作为另一修改示例，滤光器132的光源孔位于光所在的路径上，从光源120发射并透过光学图案构件133的光被引导向膜部110。
这里，优选地，滤光器132使发射到光源孔的***的光反射到光学图案构件133。
外部面板140以与膜部110间隔开的状态设置。外部面板140使透过膜部110的光投射到车辆内部。
外部面板140可以沿长度方向从一侧向另一侧逐渐投射光。即，外部面板140的表面可以由具有渐变效果的材料形成。
外部面板140可以形成为使得透明材料和半透明材料在长度方向上交替。这可以产生具有各种图案的照明的形式。
第二实施方式
图6至图8是示出根据本发明的第二实施方式的用于车辆的室内情感照明设备的示意性截面图。
参考图6，用于车辆的室内情感照明设备100包括光源120、膜部110和外部面板140。
在本发明的第二实施方式中，光源120被形成为布置在膜部110下方以在不折射光的情况下发射光。即，光源120通过点光源功能直接实现设计图案。
在这种情况下，由于光源120和膜部110之间的间隙L是确定光源范围和清晰度的重要因素，因此当可以根据情况适当调整间隙L时，3D图案可以更有效地实现。
因此，膜部11能够以垂直地调整为上升或下降的形式形成。在这种情况下，膜部110可以连接到单独的传送设备(未示出)，并由控制单独的传送设备的模块操作。
同时，优选的是，光源120相对于膜部110具有预定的高度差(间隔L)，从而满足发光范围(光源范围)和清晰度条件。这里，预定高度差是指满足光源范围和清晰度条件的最佳高度差，并且可以根据光源120和膜部110的形状和结构适当地改变。
根据本发明的基本形式，光源120在横向方向上间隔设置，以满足光源范围和清晰度条件。
然而，根据以上光源范围和以上清晰度的变化条件，光源120可以设置在不同的高度。
图7中的用于车辆的室内情感照明设备100是不同于图6的修改示例，并且形成为以下结构：其中膜部110具有固定形式，并且保持光源120的保持器160竖直地调节以便上升或下降。
这里，保持器160连接光源120以在横向方向上可滑动地移动。
图8中的用于车辆的室内情感照明设备100是图5的修改示例，并且具有其中保持器160竖直地调节以便上升或下降相同的结构，但是不同之处在于光源120的发射角度不同。
即，图8中的光源120可以铰链连接到保持器160，以形成为能够在左右方向上枢转的结构。
在这种情况下，光源120可以以各种角度朝向膜部110发射光，以允许用户感觉到更多种类的3D图案的照明。
第三实施方式
图9和图10是示出根据本发明的第三实施方式的用于车辆的室内情感照明设备的示意性截面图。
参照图9和图10，用于车辆的室内情感照明设备100包括光源120、设计图案部150和膜部110。
光源120将光发射到外部面板140。
设计图案部150具有各种形状的细孔151，从光源120发射的光透过这些细孔。这里，细孔151可以形成为各种几何形状，诸如圆形、三角形、四边形、五边形和六边形。
在设计图案部150中，细孔151的***可以用不透光材料进行表面处理。
设计图案部150可以以与光源120结合或与光源120隔开的状态设置。
这里，以面光源的形式实现的光源120的上表面可以通过掩膜、胶粘等方式结合到设计图案部150。
膜部110在从光源120发射的光的路径上设置有具有不同3D图案的精细透镜111，并且被调节为在外部面板140和设计图案部150之间上升或下降。
可以根据光源范围和光源120的清晰度条件来调节膜部110和光源120之间的间隙。
在这种情况下，可以使用有机电致发光(EL)显示器将光源120形成为面光源。
从光源120发射的光通过设计图案部150的细孔151到达膜部110，并且到达膜部110的光被偏转以透过用透明或半透明的材料处理的外部面板140，从而传递给用户。
在这种情况下，用户可感到以3D图案实现的照明的无失真的深度感。
根据本发明，调节光源和膜部之间的间隙，使得可以增加光源范围，并且同时，可以以最佳清晰度实现3D图案。
特别地，根据本发明，可以在远离现有的2D形式的地方实现感觉到深度感的3D图案。
因此，本发明允许用户(包括驾驶员，乘客等)感受到心理上的稳定感以及美感，并且可以在车辆行驶期间(特别是在夜间驾驶期间)辅助安全驾驶。
本发明不限于上述实施方式，并且在不脱离本发明的精神的情况下可以进行各种修改。

Claims (20)

1.一种用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备，所述室内情感照明设备包括：
膜部，在所述膜部上布置有分别具有三维图案的多个精细透镜，其中，所述多个精细透镜中的每一个是半圆柱精细透镜；
光源，被配置为沿多个方向发射光；以及
光源引导部，被配置为引导所述光源的光路，以允许从所述光源发射的光被引导向所述膜部，
其中，所述光源引导部包括：
壳体，设置在所述膜部的下方并具有预定的气隙；
滤光器，布置在所述壳体的上端，并且所述滤光器被配置为选择性地透射或反射从所述光源发射的光；以及
光学图案构件，布置在所述壳体的下部的局部中，以使从所述滤光器反射的光发射到所述膜部，
其中，通过所述多个精细透镜中的每个精细透镜的光以预定角度扩展并混合。
2.根据权利要求1所述的室内情感照明设备，其中，所述光源设置在所述壳体的侧面上，并且向所述滤光器和所述光学图案构件中的每一者发射光。
3.根据权利要求1所述的室内情感照明设备，其中，所述光源设置在所述壳体的侧面上，并且根据所述壳体的厚度来确定从所述滤光器反射的光的偏转角。
4.根据权利要求3所述的室内情感照明设备，其中，所述壳体具有允许从所述滤光器反射的光的所述偏转角形成为钝角的气隙厚度。
5.根据权利要求1所述的室内情感照明设备，其中，所述滤光器仅使具有预定频带中的波长的透过所述光学图案构件的光透射至所述膜部。
6.根据权利要求1所述的室内情感照明设备，其中，所述滤光器包括设置在光所在的路径上的光源孔，从所述光源发射并透过所述光学图案构件的光被导向所述膜部。
7.根据权利要求6所述的室内情感照明设备，其中，所述滤光器使发射到所述光源孔的***的所述光源的光反射到所述光学图案构件。
8.根据权利要求1所述的室内情感照明设备，还包括外部面板，所述外部面板被布置成与所述膜部间隔开并且被配置成使透过所述膜部的光投射到所述车辆内部。
9.根据权利要求8所述的室内情感照明设备，其中，所述外部面板由沿长度方向从一侧向另一侧逐渐透射光的材料形成。
10.一种用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备，所述室内情感照明设备包括：
被配置为形成外部的外部面板；
光源，被配置为朝所述外部面板发射光；以及
膜部，设置有多个精细透镜，多个所述精细透镜在彼此隔开的状态下设置在所述外部面板和所述光源之间，所述膜部被配置为使从所述光源发射的光透射到所述外部面板，并且，所述膜部在光发射的路径上具有三维图案，其中，所述多个精细透镜中的每一个是半圆柱精细透镜，其中，通过所述多个精细透镜中的每个精细透镜的光以预定角度扩展并混合。
11.根据权利要求10所述的室内情感照明设备，其中，每个所述光源相对于所述膜部具有预定的高度差，以便满足发光范围和清晰度条件。
12.根据权利要求10所述的室内情感照明设备，其中，所述光源在横向方向上间隔地布置，以便满足发光范围和清晰度条件。
13.根据权利要求10所述的室内情感照明设备，其中，设计图案部接合到所述光源的上端，所述设计图案部包括形成在从所述光源发射的光的路径上的各种形状的细孔。
14.根据权利要求10所述的室内情感照明设备，其中，设计图案部以与所述光源和所述膜部间隔开的状态设置在所述光源和所述膜部之间，所述设计图案部包括形成在从所述光源发射的光的路径上的各种形状的细孔。
15.根据权利要求10所述的室内情感照明设备，其中，所述膜部包括具有不同的三维图案的光学棱镜片。
16.根据权利要求10所述的室内情感照明设备，其中，所述外部面板形成为使得透明材料和半透明材料在长度方向上交替。
17.一种用于在车辆中实现三维图案的室内情感照明设备，所述室内情感照明设备包括：
光源，被配置为朝外部面板发射光；
设计图案部，包括各种形状的细孔，从所述光源发射的光透过所述细孔；以及
膜部，在从所述光源发射的光的路径上设置有不同三维图案的多个精细透镜，并且所述膜部被配置成在所述外部面板和所述设计图案部之间进行上升和下降调节，其中，所述精细透镜是半圆柱精细透镜，其中，通过所述多个精细透镜中的每个精细透镜的光以预定角度扩展并混合。
18.根据权利要求17所述的室内情感照明设备，其中，所述膜部允许根据发光范围和清晰度条件来调节相对于所述光源的间隙。
19.根据权利要求17所述的室内情感照明设备，其中，所述光源包括使用有机电致发光显示器的面光源。
20.根据权利要求17所述的室内情感照明设备，其中，在所述设计图案部中，利用不透光材料对所述细孔的***进行表面处理。
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