CN106352287B - 飞行器内部光单元和操作飞行器内部光单元的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及遍及扩展发光区具有光输出的飞行器内部光单元，包括：扁平光分布主体，其具有前表面和后表面，光输出通过前表面耦合离开，其中前和后表面中的至少一个具有多个表面不规则体；至少一个一般照明LED，其定位在扁平光分布主体的横向外侧，其中由所述LED发出的光耦合到扁平光分布主体中并且通过全内反射传播，并且其中来自所述LED的光在所述多个表面不规则体处被重新导向以便耦合离开扁平光分布主体并且提供遍及扩展发光区的一般照明；多个信令LED，其布置在扁平光分布主体外侧并且面朝主体后表面；以及半透明面板，其布置在所述后表面与多个信令LED之间，其中从所述多个信令LED发出的光形成光输出中的高亮度斑点。

Description

飞行器内部光单元和操作飞行器内部光单元的方法
本发明属于内部飞行器照明领域。具体地说，本发明属于飞行器内部光单元的领域，所述飞行器内部光单元将信息传达给飞行器内的乘客和/或全体机组人员，即，传达到信令光单元。
在现代飞行器中，存在用作信号的许多光单元。实例为系紧安全带标志、洗手间使用标志(即，指示洗手间占用/未占用的标志)以及禁止吸烟标志。这些标志通常是小的、静止的并且专用于一条特定的信令信息。换句话说，在将光单元放置在飞行器内部方面以及在设计飞行器的整体内部照明概念方面，现有的内部信令光单元不提供太多的灵活性。
因此，将有益的是，提供在遍及飞行器内部布置信令照明方面提供增加的灵活性的飞行器内部光单元。
本发明的示例性实施方案包括一种遍及扩展发光区具有光输出的飞行器内部光单元。所述飞行器内部光单元包括：扁平光分布主体，所述扁平光分布主体具有前表面的和后表面，光输出通过所述前表面耦合离开，其中扁平光分布主体的前表面和后表面中的至少一个具有多个表面不规则体；至少一个一般照明LED，所述至少一个一般照明LED定位在扁平光分布主体的横向外侧，其中由至少一个一般照明LED发出的光被耦合到扁平光分布主体中并且通过前表面和后表面处的全内反射在扁平光分布主体内传播，并且其中来自至少一个一般照明LED的光在多个表面不规则体处被重新导向以便耦合离开扁平光分布主体并且提供遍及扩展发光区的一般照明；多个信令LED，所述多个信令LED布置在扁平光分布主体的外侧并且面朝扁平光分布主体的后表面；以及半透明面板，所述半透明面板布置在扁平光分布主体的后表面与多个信令LED之间，其中从多个信令LED发出的光穿过半透明面板和扁平光分布主体，从而形成光输出中的高亮度斑点。
本发明的示例性实施方案允许一般照明光单元与信令光单元在飞行器内部的组合。换句话说，先前仅用于客舱的一般照明的扩展照明面板可另外提供允许向乘客和/或全体机组人员传达信息的视觉信令能力。根据待传达的特定信息，信令LED可以如下方式布置在半透明面板后方：使得所产生的高亮度斑点形成针对乘客和/或全体机组人员的视觉信号。例如，高亮度斑点可联合起来形成标志，诸如禁止吸烟标志，或者可形成向乘客传达信息的字母，诸如安全指令。如以下将更详细描述的，所传达的信息可以是针对给定光单元预设定的。然而，还有可能的是，一个光单元能够传达不同类型的信息，这取决于对信令LED的控制。本发明的示例性实施方案允许以如下方式向乘客和/或全体机组人员传达信息：所述方式独立于先前使用的小的且受约束的信令光单元并且独立于飞行器的飞行中娱乐监控器。相反，一般客舱照明光单元的空间和定位可另外用于信令目的。
多个信令LED可独立于至少一个一般照明LED进行操作。以这种方式，飞行器内部光单元可用作一般客舱照明光单元，而且在接通信令LED时还可用于信令目的。因此，随时间变化的信息(诸如系紧安全带指令和洗手间占用/未占用指示)可以时间选择性方式显示。
光输出中的由多个信令LED生成的高亮度斑点是当仅操作至少一个一般照明LED时与由飞行器内部光单元发出的光相比具有高辉度的斑点。术语高亮度旨在指代显著高于由飞行器内部光单元发出的、仅由至少一个一般照明LED生成的亮度的亮度。具体地说，高亮度斑点中的每一个可具有高达在仅操作至少一个一般照明LED时整个扩展发光区上的亮度的至少两倍的亮度。
扁平光分布主体是允许光通过全内反射在其中传播的导光板。扁平光分布主体的前表面和后表面形成扁平光分布主体的相对侧，全内反射和光的传播发生在它们之间。通过设置表面不规则体，使得光耦合离开导光板成为可能。
术语扁平光分布主体用于具有在两个维度上的延伸范围显著大于第三维度上的延伸范围的结构。前表面和后表面是在这些平面中延伸的包括具有较大延伸范围的两个维度的那些表面。在扁平光分布主体是大致长方体结构的情况下，前表面和后表面是具有最大表面积的那些表面。应当指出的是，扁平光分布主体不必是长方体。相反，扁平光分布主体可具有任何其他合适的几何形状，诸如圆形、椭圆形、多边形或其他规则或不规则的形状。术语扁平仅规定在笛卡儿坐标系中扁平光分布主体在一个维度上的延伸范围小于在两个其他维度上的延伸范围。
术语全内反射是指光线以一定角度到达前表面或后表面，所述角度大于存在于前表面和后表面处的材料间断面的临界角。由于入射角大于临界角，光线完全被反射并且保持在扁平光分布主体内。以这种方式，光线从全内反射到全内反射在扁平光分布主体内传播。表面不规则体是以不同于平面表面处的全内反射的方式改变光路的结构。具体地说，相对于存在表面不规则体的表面以一定入射角到达所述表面的光以与相对于不存在表面不规则体的表面的入射角不同的反射角被反射。由于扁平光分布主体的表面的宏观框架中的入射角与反射角之间的这种差异，实现了光在击中表面不规则体之后的耦合离开。
半透明面板布置在扁平光分布主体的后表面与多个信令LED之间。具体地说，半透明面板可以沿扁平光分布主体的后表面布置，同时任选的空气间隙存在于它们之间。具体地说，半透明面板可以是片状半透明面板。因为是半透明的，所以半透明面板允许由多个信令LED发出的光的一些而不是全部通过。以这种方式，针对特定的应用，半透明面板是调适高亮度斑点的辉度水平(与一般照明相比)的便利装置。此外，半透明面板可以使由多个信令LED发出的光漫射，从而确保人眼不能够分辨出单个LED。相反，高亮度斑点被感知为扩展的结构。
扁平光分布主体的前表面可与扩展发光区重合。然而，还有可能的是，前表面的一部分形成扩展发光区。相反地，有可能的是，扩展发光区具有比扁平光分布主体的前表面更大的延伸范围。
根据另一个实施方案，扁平光分布主体的后表面具有多个表面不规则体，其中来自至少一个一般照明LED的光在后表面的多个表面不规则体处被重新导向以便在扁平光分布主体的前表面处耦合离开扁平光分布主体。换句话说，来自至少一个一般照明LED的光在击中扁平光分布主体的后表面处的表面不规则体之后耦合离开扁平光分布主体的前表面。以这种方式，可通过仅在后表面处提供表面不规则体而便利地实现遍及飞行器内部光单元的扩展发光区的一般照明。然而，应当指出的是，后表面处的此类表面不规则体不是必需的或者可以与前表面处的表面不规则体组合，如下文将解释的。
根据另一个实施方案，半透明面板在其面向扁平光分布主体的侧面上是反射性的，并且扁平光分布主体的前表面具有多个表面不规则体，其中来自至少一个一般照明LED的光在前表面的多个表面不规则体处被重新导向以便在扁平光分布主体的后表面处耦合离开扁平光分布主体、在半透明面板处被反射并且穿过扁平光分布主体并离开扁平光分布主体的前表面。换句话说，离开前表面的光的耦合离开也可通过在前表面处将光朝向后表面重新导向并且通过在光从扁平光分布主体的后表面处离开扁平光分布主体之后在半透明面板处进行反射来实现。从所述半透明面板处，光重新进入扁平光分布主体，穿过扁平光分布主体，并且在前表面处再次离开扁平光分布主体，从而有助于遍及扩展发光区的光输出。应当指出的是，半透明面板是反射性的并不一定意味着来自扁平光分布主体的所有光都被反射。有可能的是，半透明面板在其面向扁平光分布主体的侧面上是部分反射性的，从而仅反射来自扁平光分布主体的光的一部分。进一步应当指出的是，上文描述的两个机制，即通过后表面处的表面不规则体实现的光输出的生成和通过前表面处的不规则体实现的光输出的生成与半透明面板处反射的组合，可以组合至任何所期望的程度。
根据另一个实施方案，半透明面板在其面向扁平光分布主体的侧面上是漫反射器，具体地白色漫反射器。作为漫反射器，半透明面板的面向扁平光分布主体的侧面有助于分布飞行器内部光单元的光输出并且有助于均衡整个扩展发光区上的照明水平。作为白色反射器，半透明面板可以反射来自扁平光分布主体的光的一大部分，从而有助于飞行器内部光单元的一般照明功能的高效率。
根据另一个实施方案，半透明面板使由多个信令LED发出的光以散射方式通过。以这种方式，半透明面板使信令LED的输出光强度分布变宽，这样使得LED对于人类观察者不可分辨并且赋予光输出中的高亮度斑点对人眼来说更令人愉悦的外观。
根据另一个实施方案，高亮度斑点在扩展发光区中具有至少2 mm的延伸范围，具体地在5 mm与10 mm之间的延伸范围。以这种方式，高亮度斑点具有能够由单个LED良好地照亮并且同时由于其延伸范围对人眼来说令人愉悦的尺寸。
根据另一个实施方案，半透明面板使由多个信令LED发出的光的1%至10%、具体地2%至5%通过。换句话说，来自多个信令LED的光的1%至10%、具体地2%至5%到达扁平光分布主体并且随后继续传递以便有助于飞行器内部光单元的光输出。以这种方式，确保在具有干扰性的高强度的光输出情况下，感知不到高亮度斑点。
根据另一个实施方案，光输出中的高亮度斑点的亮度高达由所述光输出中的至少一个一般照明LED生成的亮度的2倍至10倍。换句话说，光输出中的由信令LED生成的亮度高达出于一般照明目的生成的亮度的2倍至10倍。以这种方式，与一般照明的水平相比，乘客和/或全体机组人员能够在不被致盲的情况下感知高亮度斑点。
根据另一个实施方案，半透明面板是由刚性泡沫材料制成。刚性泡沫材料是容易获得的材料，其使来自信令LED的合适量的光朝向扁平光分布主体传递并且使所传递的光具有散射效果。
根据另一个实施方案，半透明面板具有在0.1 mm与5 mm之间、具体地在0.5 mm与2mm之间的厚度。
根据另一个实施方案，多个表面不规则体的分布是这样的：使得由至少一个一般照明LED生成的跨扩展发光区的光输出的亮度分布的最大亮度值与最小亮度值之间的比为至多3。以这种方式，实现跨飞行器内部光单元的扩展发光区的相当均衡的亮度分布，这提供了人眼对扩展发光区的均匀感知。为了实现这种比率，表面不规则体可以非均匀方式分布，并且表面不规则体的密度可在相应表面的不同部分上显著改变。表面不规则体的精确定位可取决于扁平光分布主体的延伸范围、至少一个一般照明LED的数量和位置、以及表面不规则体的结构和几何形状。表面不规则体针对特定应用的合适位置可通过反复模拟找到。
根据另一个实施方案，多个表面不规则体包括表面孔和/或多个表面不规则体包括附接到所述前表面和所述后表面中的至少一个的点状物。此类孔可以是在制造扁平光分布主体期间在扁平光分布主体中钻出或铣出的。还有可能的是，通过锪孔、扩孔、蚀刻或任何其他合适类型的操作来形成表面不规则体。还有可能的是，在所选择的位置处将机械力施加到扁平光分布主体的材料上，从而在相应表面中产生孔。所述孔也可被称为压痕。点状物可胶合到相应表面上或者可以印刷在其上。此类点状物可包含实现表面不规则体处的入射角与反射角之间的变化的任何合适材料。
根据另一个实施方案，多个表面不规则体的直径可以是在0.1 mm与2 mm之间、具体地在0.2 mm与1.5 mm之间。多个表面不规则体可以是圆形或椭圆形或多边形，或者可具有任何其他合适的形式。
根据另一个实施方案，扁平光分布主体可具有至少一个光进入表面。至少一个一般照明LED中的每一个可面朝相应的光进入表面布置。当从一般照明LED的角度来看时，光进入表面在平行于前表面和后表面的截面平面中可具有凹形形状。以这种方式，由一般照明LED发出的光的一大部分可被耦合到扁平光分布主体中。有可能的是，扁平光分布主体仅反射一般照明LED的光的一小部分或不反射由一般照明LED发出的光，从而导致飞行器内部光单元相对于一般照明能力的整体高效率。另外/可替代地，当从一般照明LED的角度来看时，光进入表面在正交于前表面和后表面的截面平面中可具有凸形形状。以这种方式，由一般照明LED发出的光的一大部分或全部可以如下方式在凸形形状的光进入表面处折射：使得所述光随后以高于临界角的角度击中前表面和后表面，从而导致光的全内反射。具体地说，光可以使得进入扁平光分布主体的所有光之后都经受全内反射的方式进行折射。
根据另一个实施方案，多个信令LED以设定的方式布置，以使得在操作多个信令LED时高亮度斑点将预定的信令信息传达给飞行器乘客和/或飞行器全体机组人员。换句话说，信令LED的布置决定待传达的信息。虽然有可能在这个框架中传达多条信息，诸如打开安全带标志和闭合安全带标志(它们可在不同的时间点显示)，但是不可能实现信令内容的自适应变化。然而，一般照明光单元可以非常有效的方式包含有限条数的预设定信令信息。
根据一个替代实施方案，多个信令LED布置成网格并且多个信令LED可单独进行控制，其中飞行器内部光单元能够通过选择性地操作多个信令LED的不同子集而将不同的信令信息提供给飞行器乘客和/或飞行器全体机组人员。换句话说，飞行器内部光单元可以是动态的飞行器内部光单元，原因在于它能够在不同的时间点发出不同的信号，其中所述信号并不会由于信令LED的设定布置而局限于预设定数量的信号，而是其中所述信号可通过信令LED网格的可调整操作而以任意方式进行调整。飞行器内部光单元可具有控制单元，所述控制单元被配置来接收命令信号并且进一步被配置来作为对命令信号的响应在不同的时间点操作多个信令LED的不同子集。例如，控制单元可接收待通过命令信号显示的特定文本并且可以滚动条格式显示这些单词，即，作为从光单元的一侧移动到另一侧的字母。明显的是，广泛多种不同的信号可通过这种单独控制的信令LED网格来显示。
根据另一个实施方案，飞行器内部光单元的扩展发光区具有在0.1 m2与3 m2之间、具体地在0.5 m2与1.5 m2之间的尺寸。
根据另一个实施方案，高亮度斑点形成洗手间使用标志、系紧安全带标志、禁止吸烟标志和字母排列中的至少一个。换句话说，多个信令LED可以如下操作方式进行控制：使得所产生的高亮度斑点形成向乘客/全体机组人员传达信息的标志，或者形成用于向乘客/全体机组人员传达信息的某种文本。还有可能的是，取决于对多个信令LED的时间选择性控制，高亮度斑点在不同时间点形成不同类型的标志和/或不同类型的字母排列。
本发明的示例性实施方案还包括一种具有至少一个如以上实施方案中任一个所述的飞行器内部光单元的飞行器，诸如飞机或直升机，所述至少一个飞行器内部光单元设置在所述飞行器内部以便提供一般照明并且向飞行器乘客和/或飞行器全体机组人员传达信令信息。以上相对于飞行器内部光单元所描述的修改、附加特征和效果类似地适用于所述飞行器。
本发明的示例性实施方案还包括一种操作具有扁平光分布主体的飞行器内部光单元的方法，所述扁平光分布主体具有前表面和后表面，其中所述前表面和所述后表面中的至少一个具有多个表面不规则体，至少一个一般照明LED定位在扁平光分布主体的横向外侧，多个信令LED布置在扁平光分布主体的外侧并且面朝扁平光分布主体的后表面，并且半透明面板布置在扁平光分布主体的后表面与多个信令LED之间。所述方法包括以下步骤：通过操作至少一个一般照明LED提供遍及扩展发光区的一般照明，其中来自至少一个一般照明LED的光被耦合到扁平光分布主体中、通过全内反射在其中进行传播并且在多个表面不规则体处被重新导向以便耦合离开扁平光分布主体；以及通过操作多个信令LED向飞行器乘客和/或飞行器全体机组人员提供信令信息，其中从多个信令LED发出的光穿过半透明面板和扁平光分布主体，从而形成联合起来包含所述信令信息的高亮度斑点。以上相对于飞行器内部光单元所描述的修改、附加特征和效果以类似方式适用于所述操作飞行器内部光单元的方法。对应于这些修改和附加特征的方法步骤与其一起明确公开。
参照附图对本发明的其他示例性实施方案进行描述，在所述附图中：
图1示出了根据本发明的示例性实施方案的飞行器内部光单元的前视图；
图2示出了根据本发明的另一个示例性实施方案的穿过飞行器内部光单元的截面图；
图3示出了根据本发明的示例性实施方案的待用于飞行器内部光单元的示例性扁平光分布主体；
图4A-4B示出了穿过图3的扁平光分布主体的两个截面图，其示出发生在扁平光分布主体中的光分布；并且
图5A-5D示出了根据本发明的示例性实施方案的用于设计待用于飞行器内部光单元的扁平光分布主体的方法的示例性实施方案。
图1以前视图示出根据本发明的示例性实施方案的飞行器内部光单元2。所述前视图示出如乘客和/或全体机组人员所看到的位于飞行器内部(例如位于飞机客舱中)的飞行器内部光单元2。在图1的观察方向上，飞行器内部光单元2具有外壳30以及乘客和/或全体机组人员可见的扩展发光区32。在图2的前视图中，外壳30形成围绕扩展发光区32的框架。在操作中，扩展发光区32利用飞行器内部光单元2的光输出被照亮，从而提供飞行器客舱的一般照明。
除提供飞行器客舱的一般照明之外，飞行器内部光单元2还能够向乘客/全体机组人员提供信令信息。这种信令信息通过高亮度斑点34来提供。在图1所描绘的示例性操作状态下，被照亮的高亮度斑点34形成单词“SIT (坐)”，从而向乘客/全体机组人员发出就座的信号。明显的是，飞行器内部光单元2可以更礼貌的方式，例如利用形成短语“Please TakeYour Seat (请就座)”或类似短语的高亮度斑点来向乘客/全体机组人员传达信令信息。然而，出于说明性目的，图1中描绘短的单词“SIT”。在所描绘的操作状态下，飞行器内部光单元2提供通过扩展发光区32实现的飞行器客舱的一般照明，并且提供通过高亮度斑点34传达信令信息。飞行器内部光单元2是组合的一般照明和信令光单元。
图2描绘了根据本发明的另一个示例性实施方案的穿过飞行器内部光单元2的截面图。图2的飞行器内部光单元2类似于图1的飞行器内部光单元2。在外壳30内，布置有两个一般照明LED 4、一个扁平光分布主体6、一个半透明面板42以及多个信令LED 40。图2的示意图中描绘了多个信令LED 40中的四个信令LED 40。明显的是，可以存在更大数量的此类信令LED，以便以更高的清晰度传达信令信息，如例如图1所描绘的。因此，图2必须以示意性的方式来理解，以便说明飞行器内部光单元2的工作原理。
外壳30形成飞行器内部光单元2的后侧以及其横向侧，即，所述外壳30形成飞行器内部光单元2的所描绘的左侧和右侧以及未描绘的顶侧和底侧。此外，外壳30沿着飞行器内部光单元2的前部边缘(示出为朝向图2的顶部)延伸到某种程度，从而形成图1所描绘的框架状结构。
信令LED 40被安装到外壳30的后侧。尽管出于说明性目的仅描绘了四个信令LED40，但是飞行器内部光单元2包括可单独进行控制并且能够以任意子集进行操作的信令LED40网格。半透明面板42跨外壳30的整个延伸范围布置，相邻于信令LED 40并且平行于外壳30的后侧。半透明面板42将外壳30的内侧分成前部和后部，其中信令LED 40布置在后部中。扁平光分布主体6和两个一般照明LED 4设置在外壳30的前部中。
在图2的示例性实施方案中，一般照明LED 4朝向扁平光分布主体6的右侧和左侧定位。扁平光分布主体6具有前表面8和后表面10。后表面10相邻于半透明面板42布置，它们之间具有空气间隙。前表面8形成飞行器内部光单元2的前部的一部分。具体地说，前表面8的一部分与外壳30的前部直接相邻，而前表面8的其余部分形成飞行器内部光单元2的扩展发光区32。应当指出的是，还有可能将附加的透镜盖布置在扁平光分布主体6的前表面8上。后表面10具有多个表面不规则体16，出于说明性目的描绘了其中的四个。
现将借助于图2所描绘的示例性光线来描述飞行器内部光单元2的功能。一般照明LED 4发出光线，所述光线被耦合到扁平光分布主体6中并且通过全内反射传播穿过所述扁平光分布主体6。当此类光线击中多个表面不规则体16中的一个时，它们以不同于在前表面8和后表面10的其余部分处的全内反射的方式被重新导向。在击中这种表面不规则体16之后，光线以使得它们此后不再经历全内反射的方式被重新导向。具体地说，在击中后表面10的表面不规则体16中的一个之后，经重新导向的光线通过扁平光分布主体6的前表面8离开所述扁平光分布主体6，如由示例性光线44所示。通过所述表面不规则体，来自一般照明LED4的光遍及扩展发光区32分布，从而提供整个所述扩展发光区32上的一般照明。
与此相反，由信令LED 40发出的光在穿过扁平光分布主体6并且在其前表面8处离开飞行器内部光单元2之前部分穿过半透明面板42。这通过示例性光线46示出。由信令LED40发出的光仅部分通过半透明面板42，这是因为半透明面板42包含并非使所有光通过而是仅使部分光穿透到另一侧的材料。
应当指出的是，附加的表面不规则体可以设置在前表面8处，其中来自一般照明LED的光在由半透明面板42反射之前并且在从扁平光分布主体的前表面8处发出之前、在这种反射之后并且在再次穿过扁平光分布主体6之后，在这些表面不规则体处朝向后表面10被重新导向。出于这个目的，半透明面板在其面向扁平光分布主体6的侧面处可以是白色漫反射器。此外有可能的是，后表面10处不存在表面不规则体并且所有表面不规则体都存在于前表面8处。
进一步应当指出的是，由信令LED 40生成的光线46在前表面8处产生高亮度斑点，当从飞行器内部光单元2的外侧来看时，即，它们在扩展发光区32处的光输出中产生高亮度斑点。当信令LED 40断开时，这些高亮度斑点具有高达整个扩展发光区32上最高亮度值的两倍至十倍的亮度值。以这种方式，人眼可清楚地分辨出高亮度斑点。在信令LED 40网格存在于整个半透明面板42后方的情况下，可以使用信令LED 40的不同子集的所选择操作来生成待呈现给乘客和/或全体机组人员的任意信令信息。
图3以透视图示出根据本发明的示例性实施方案的待用于飞行器内部光单元的示例性扁平光分布主体6。扁平光分布主体6是包含聚(甲基丙烯酸甲酯) (也被称为PMMA)的大致长方体主体。扁平光分布主体6也可包含其他材料，诸如聚碳酸酯、玻璃或任何其他合适的材料。除了光进入表面12之外，扁平光分布主体6是完整的长方体，所述光进入表面12将在下文更详细描述。
扁平光分布主体6具有前表面8和与前表面8相对的后表面10。前表面8在图3的观察方向上不可见。在前表面8与后表面10之间，设置有连接表面14和光进入表面12。连接表面14环绕前表面8与后表面10之间的除了光进入表面12之外的长方体结构。换句话说，连接表面14包括扁平光分布主体6的除了前表面8和后表面10以及光进入表面12之外的所有表面。在图3的示例性实施方案中，前表面8和后表面10的延伸范围在宽度和高度维度上比前表面8与后表面10之间的距离更大。以这种方式，光分布主体可被视为整体扁平的结构。
后表面10具有多个表面不规则体16。多个表面不规则体16以非均匀方式跨后表面10分布，这将在下文更详细描述。在图3的示例性实施方案中，表面不规则体16全部具有圆形形状并且全部具有相同的尺寸。然而，还有可能的是，表面不规则体16具有不同的形状和/或不同的尺寸。
应当指出的是，光进入表面12可位于扁平光分布主体6的不同位置处。另外，有可能设置两个或更多个光进入表面。进一步有可能的是，不存在专用的光进入表面，而是连接表面是围绕扁平光分布主体6的连续表面。下文将描述的光的耦合进入(coupling in)也可发生在扁平的侧表面处。
进一步应当指出的是，带有表面不规则体的表面是前表面并且另一个表面是后表面，即，前表面和后表面调换。
为了说明图3的扁平光分布主体6的光分布功能，图4示出穿过图3的扁平光分布主体6的两个截面图。图4a示出平行于前表面8和后表面10并且位于前表面8与后表面10之间的截面平面。图4a示出扁平光分布主体6和将光耦合到扁平光分布主体6中的一般照明LED4，所述光分布在所述扁平光分布主体6中。
一般照明LED 4以面向光进入表面12的方式布置。具体地说，如果扁平光分布主体6是完整的长方体，那么一般照明LED 4布置在从所述扁平光分布主体6的假想轮廓切掉的空间中。在图4a的观察平面中，一般照明LED 4布置在扁平光分布主体6的左上角中。
环绕扁平光分布主体6 (除了光进入表面12之外)的连接表面14包括反射性涂层，以使得来自扁平光分布主体6内的击中连接表面14的所有光在连接表面14处经历反射。在图4a的截面平面中，当从一般照明LED 4的角度来看时，光进入表面12具有凹形形状。以这种方式，光进入表面12环绕一般照明LED 4并且提供用于将一般照明LED 4的光耦合到扁平光分布主体6中的大的表面。
在图4a中，描绘了三个示例性光线20。这些光线20示出由一般照明LED 4在极为不同的方向上发出的光通过光进入表面12被耦合到扁平光分布主体6中。光线20的所有光都被俘获在扁平光分布主体6内，在击中反射性连接表面14时经历反射。
图4b示出穿过图3的扁平光分布主体6的第二截面图。具体地说，图4b的截面图正交于图4a的截面图。进一步具体地说，图4b的截面图处于图4a中所指示的观察方向A-A上。在图4b的截面图中，扁平光分布主体6由后表面10、连接表面14、前表面8和光进入表面12界定。
在图4b的截面图中，光进入表面12具有凸形形状。这种凸形形状提供由一般照明LED 4发出的并且被耦合到扁平光分布主体6中的光的折射。这种折射具有如下性质：进入的光相对于前表面8和后表面10的入射角在不存在光进入表面12的凸形形状的情况下更大。通过使入射角更大，可以如下方式对进入的光进行调节：使得所述光被俘获在扁平光分布主体6中并且通过全内反射传播穿过所述扁平光分布主体6。在所描绘的特定实施方案中，进入扁平光分布主体6的所有光相对于前表面8和后表面10具有超过60°的入射角。入射角相对于垂直于前表面8和后表面10的方向限定。在图4b中，示出四个示例性光线22，所述四个示例性光线22示出在光进入表面12处的折射以及通过全内反射实现的穿过扁平光分布主体6的传播。
现在描述离开扁平光分布主体6的光通过表面不规则体16的耦合离开(couplingout)。应当指出的是，表面不规则体可具有多种形状。此外，可以设置不同类型的表面不规则体。出于说明性目的，图4b的示例性实施方案中示出一个印刷的表面不规则体和一个几何表面不规则体(具体化为孔)。应当理解，后表面10具有比所描绘的这两个表面不规则体大得多的数量。然而，为了更清楚地描述表面不规则体的功能，图4b中仅示出两个。
表面不规则体16中的每一个具有以下作用：与在不存在表面不规则体的位置处击中前表面8和后表面10的光相比，到达表面不规则体16的光以不同的方式改变其穿过扁平光分布主体6的路径。具体地说，当相对于后表面10来看此类表面不规则体16处的反射角和入射角时，这两个角是不同的。这通过被描绘为以超过60°的入射角到达表面不规则体16的光线22中的两个示出。这些光线22以比相对于后表面10的入射角小得多的反射角离开表面不规则体。对于所描绘的两个光线，反射角低于30°。由于反射角低于扁平光分布主体6的材料的临界角，这些光线22在它们击中的下一个表面处、即在前表面8处离开扁平光分布主体6。以这种方式，通过表面不规则体16处的反射实现光的耦合离开。
图5示出用于设计非均匀分布的表面不规则体16的示例性方法，当仅操作至少一个一般照明LED时，所述方法允许达到示例性飞行器内部光单元2的高度均衡的输出光强度分布。在图5中，将要设计的是类似于图2所示的飞行器内部光单元的飞行器内部光单元2。飞行器内部光单元2的扁平光分布主体6是从后侧示出的。因此，在图5a的观察方向上，扁平光分布主体6的后表面10和一般照明LED 4可见。此外，示出了表面不规则体16的起始图案。在图5a的示例性实施方案中，起始图案是表面不规则体16的规则网格。
基于扁平光分布主体6的几何延伸范围和材料、基于一般照明LED 4相对于扁平光分布主体6的位置、并且基于表面不规则体的起始图案，模拟飞行器内部光单元在一般照明模式下的操作。这种模拟可通过合适的计算装置、诸如带有合适程序的计算机来完成。作为这种模拟的结果，可以计算整个前表面8上的亮度分布。
图5b示出这种亮度分布的示例性选段。具体地说，图5b示出沿图5a所描绘的线B-B的模拟亮度值。这个亮度分布选段的最大亮度值与最小亮度值之间的比为约10。因此，整个前表面上的最大亮度值与整个前表面上的最小亮度值的比为至少10。从图5b所描绘的亮度分布选段可以看出，朝向所述分布的右侧部分通常输出较高的亮度值并且朝向所述分布的左侧部分通常输出较低的亮度值。
基于这些观察结果，调整表面不规则体16的起始图案。具体地说，将附加的表面不规则体设置成稍微朝向后表面10的中心左侧，并且将表面不规则体从后表面10的右侧端部移除。图5c示出所产生的调整后的表面不规则体16分布。
在这种调整之后，如上所述再次模拟飞行器内部光单元的操作。所产生的亮度分布不同于起始亮度分布。在图5d中，再次示出沿线B-B的这种亮度分布的选段。在当前情况下，沿线B-B的亮度分布已经以如下方式改变：使得最大亮度值与最小亮度值之间的比为约3。以这种方式，已经通过调整表面不规则体16的分布实现了更加均衡的亮度分布。具体地说，在以上讨论的朝向后表面10的中心左侧的子区域中，设置有密度大幅增加的表面不规则体。例如，子区域40中的表面不规则体密度比整个后表面10上的平均表面不规则体密度高出至少50%。也可以说，子区域40中的区域不规则体比率比整个后表面10上的总不规则体比率高出至少50%。
应当指出的是，如图5a至图5d所示的设计飞行器内部光单元的方法是示意性的且简化的。实际上，可进行多次反复以达到跨整个前表面8的所期望的亮度分布。
此外，应当指出的是，代替或除了改变表面不规则体的数量，可以调整表面不规则体的尺寸。具体地说，可以增加低亮度值区域中的表面不规则体的尺寸和/或可以减小高亮度值区域中的表面不规则体的尺寸。因此，改变表面不规则体的尺寸/延伸范围是用于调整区域不规则体比率的替代方法。
虽然已参照示例性实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且可以使用等效物来替代其元件。此外，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改来使具体情况或材料适应本发明的教导。因此，意图本发明并不限于所公开的具体实施方案，而是本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims (15)

1.遍及扩展发光区(32)具有光输出的飞行器内部光单元(2)，其包括：
扁平光分布主体(6)，所述扁平光分布主体(6)具有前表面(8)和后表面(10)，所述光输出通过所述前表面(8)耦合离开，其中所述扁平光分布主体(6)的所述前表面(8)和所述后表面(10)中的至少一个具有多个表面不规则体(16)；
至少一个一般照明LED (4)，所述至少一个一般照明LED (4)定位在所述扁平光分布主体(6)的横向外侧，其中由所述至少一个一般照明LED (4)发出的光被耦合到所述扁平光分布主体(6)中并且通过所述前表面(8)和所述后表面(10)处的全内反射在所述扁平光分布主体(6)内传播，并且其中来自所述至少一个一般照明LED (4)的光在所述多个表面不规则体(16)处被重新导向以便耦合离开所述扁平光分布主体(6)并且提供遍及所述扩展发光区(32)的一般照明；
多个信令LED (40)，所述多个信令LED (40)布置在所述扁平光分布主体(6)的外侧并且面朝所述扁平光分布主体(6)的所述后表面(10)；以及
半透明面板(42)，所述半透明面板(42)布置在所述扁平光分布主体(6)的所述后表面(10)与所述多个信令LED (40)之间，其中从所述多个信令LED (40)发出的光穿过所述半透明面板(42)和所述扁平光分布主体(6)，从而形成所述光输出中的高亮度斑点(34)，
其中所述多个信令LED以设定的方式布置，以使得在操作所述多个信令LED时所述高亮度斑点将预定的信令信息传达给飞行器乘客和/或飞行器机组人员，或者
其中所述多个信令LED (40)布置成网格并且其中所述多个信令LED (40)可单独进行控制，并且所述飞行器内部光单元(2)能够通过选择性地操作所述多个信令LED (40)的不同子集而将不同的信令信息提供给飞行器乘客和/或飞行器机组人员。
2.根据权利要求1所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述扁平光分布主体(6)的所述后表面(10)具有多个表面不规则体(16)，其中来自所述至少一个一般照明LED (4)的光在所述后表面(10)的所述多个表面不规则体(16)处被重新导向以便在所述扁平光分布主体(6)的所述前表面(8)处耦合离开所述扁平光分布主体(6)。
3.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述半透明面板(42)在其面向所述扁平光分布主体(6)的侧面上是反射性的，并且其中所述扁平光分布主体(6)的所述前表面(8)具有多个表面不规则体，其中来自所述至少一个一般照明LED (4)的光在所述前表面(8)的所述多个表面不规则体处被重新导向以便在所述扁平光分布主体(6)的所述后表面处耦合离开所述扁平光分布主体(6)、在所述半透明面板(42)处被反射并且穿过所述扁平光分布主体(6)并离开所述扁平光分布主体(6)的所述前表面(8)。
4.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述半透明面板(42)在其面向所述扁平光分布主体(6)的侧面上是漫反射器，特别是白色漫反射器。
5.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述半透明面板(42)使由所述多个信令LED (40)发出的光以漫射方式通过。
6.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述高亮度斑点(34)在所述扩展发光区(32)中具有至少2 mm的延伸范围，特别是在5 mm与10 mm之间的延伸范围。
7.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述半透明面板(42)使由所述多个信令LED (40)发出的光的1%至10%、特别地2%至5%通过。
8.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述光输出中的所述高亮度斑点(34)的亮度高达所述光输出中的由所述至少一个一般照明LED (4)生成的亮度的2倍至10倍。
9.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述半透明面板(42)是由刚性泡沫材料制成。
10.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述多个表面不规则体(16)的分布是这样的：使得由所述至少一个一般照明LED (4)生成的跨所述扩展发光区(32)的所述光输出的亮度分布的最大亮度值与最小亮度值之间的比为至多3。
11.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述多个表面不规则体(16)包括表面孔和/或其中所述多个表面不规则体包括附接到所述前表面和所述后表面中的所述至少一个的点状物。
12.根据权利要求1或2所述的飞行器内部光单元(2)，其中所述高亮度斑点(34)形成洗手间使用标志、系紧安全带标志、禁止吸烟标志和字母排列中的至少一个。
13.具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的飞行器内部光单元(2)的飞行器，所述至少一个飞行器内部光单元(2)设置在所述飞行器内部以便提供一般照明并且向飞行器乘客和/或飞行器机组人员传达信令信息。
14.根据权利要求13所述的飞行器，其中所述飞行器是飞机或直升机。
15.操作具有扁平光分布主体(6)的飞行器内部光单元(2)的方法，所述扁平光分布主体(6)具有前表面(8)和后表面(10)，其中所述前表面(8)和所述后表面(10)中的至少一个具有多个表面不规则体(16)，至少一个一般照明LED (4)定位在所述扁平光分布主体(6)的横向外侧，多个信令LED (40)布置在所述扁平光分布主体(6)的外侧并且面朝所述扁平光分布主体(6)的所述后表面(10)，并且半透明面板(42)布置在所述扁平光分布主体(6)的所述后表面(10)与所述多个信令LED (40)之间，所述方法包括以下步骤：
通过操作所述至少一个一般照明LED (4)提供遍及扩展发光区(32)的一般照明，其中来自所述至少一个一般照明LED (4)的光被耦合到所述扁平光分布主体(6)中、通过全内反射在其中进行传播并且在所述多个表面不规则体(16)处被重新导向以便耦合离开所述扁平光分布主体(6)；以及
通过操作所述多个信令LED (40)向飞行器乘客和/或飞行器机组人员提供信令信息，其中从所述多个信令LED (40)发出的光穿过所述半透明面板(42)和所述扁平光分布主体(6)，从而形成联合起来包含所述信令信息的高亮度斑点(34)，
其中所述多个信令LED以设定的方式布置，并且其中提供信令信息包括通过操作所述多个信令LED将预定的信令信息传达给飞行器乘客和/或飞行器机组人员，或者
其中所述多个信令LED (40)布置成网格并且其中所述多个信令LED (40)可单独进行控制，并且其中提供信令信息包括通过选择性地操作所述多个信令LED (40)的不同子集而将不同的信令信息提供给飞行器乘客和/或飞行器机组人员。
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