CN111052866B - 光装置 - Google Patents

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Abstract

根据一个方面，提供了一种光装置，所述光装置包括：外部壳体，其包括半透明部分；主光源，其被定位于外部壳体内部以生成光，其中，由主光源生成的光入射在半透明部分上；以及显示光源，其被定位于外部壳内部，以用于将信息投影到半透明部分的部分上，光从主光源入射在所述部分上。

Description

光装置
技术领域
本发明涉及一种改进的光装置，其可以用作唤醒灯或用于提供光治疗的光装置。
背景技术
作为标准闹钟或作为闹铃的电话的备选，可以在床头几或床头柜上放置所谓的唤醒灯。唤醒灯可以用于逐渐增加产生的光的强度，以帮助将用户更自然地从睡眠中唤醒。在一些情况下，可以调节由唤醒灯产生的光的颜色，以模仿日出期间产生的颜色。除了提供这种照明或唤醒功能之外，唤醒灯通常还包括用于向用户显示信息的显示器，例如时间、警报时间、唤醒灯的设置等。当唤醒灯关闭时，并且当唤醒灯正在产生光时，该信息可以是可见的。Philips唤醒灯HF3520是该类型的唤醒灯的示例。
例如鉴于由床可用的有限空间，期望这些唤醒灯尽可能地小。然而，减小壳体的发光部分的尺寸意味着需要增加光源的亮度和/或壳体的发光部分的亮度，以便维持给定的光输出量。这可能会降低灯的用户的舒适度，因为唤醒灯看上去可能令人不适地明亮。
发明内容
已经认识到，减小唤醒灯的尺寸的约束之一是显示器在唤醒灯的正面上的存在(唤醒灯的前部是通常朝向用户取向的一侧)。如图1所示(其表示Philips HF3520唤醒灯的前面)，唤醒灯2包括壳体3，壳体3具有照明部分4和显示部分6，所述照明部分用于由光源照明，在显示部分6上显示诸如时间的信息8。照明部分4和显示部分6两者是壳体3的半透明部分(并且实际上在Philips HF3520中，整个正面是单个半透明壳)。然而，壳体3的显示部分6没有由对照明部分4照明的光源照明，并且因此显示部分6的存在或者增加唤醒灯的整体尺寸，或者需要更亮的光来产生与较大的照明部分4相同的光输出水平(在这种情况下，还可能需要增加显示部分6的亮度，以确保在唤醒灯打开时仍然可见)。
因此，在设计这种唤醒灯时，需要在最佳显示亮度(越低越好)、由唤醒灯输出的最佳光(即以满足最小阈值)和唤醒灯的尺寸(越小越好)之间进行权衡。相同的要求适用于具有显示器的任何类型的光治疗设备，尤其是旨在为便携式的那些设备。同样，这些要求可以应用于所谓的情绪照明，所述情绪照明提供有色光以适合用户的情绪。
因此，需要一种能够显示信息的改进的光装置。
根据方面，提供了一种光装置，所述光装置包括：外部壳体，其包括半透明部分；主光源，其位于外部壳体内部以生成光，其中，由主光源生成的光入射在半透明部分上；以及显示光源，其用于将信息投影到半透明部分的一部分上，光从主光源入射在所述部分上。
参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并且得到阐述。
附图说明
现在将参考以下附图仅通过范例描述本发明的示例性实施例，其中：
图1是Philips HF3520唤醒灯的前面的表示；
图2是在使用时的根据第一实施例的示例性光装置的前面的表示；并且
图3是通过根据第一实施例的光装置的横截面的示意图。
具体实施方式
如上所述，期望减小光装置的尺寸，诸如用作唤醒灯的光装置的尺寸，但是这不应以必须增加光源的亮度以便维持环境中的相同照明水平为代价。
已经认识到，减小唤醒灯尺寸的限制因素之一是在唤醒灯的正面存在显示器，如图1所示。在Philips HF3520唤醒灯中，尽管装置的正面是半透明材料的单个“壳”，但显示部分6与照明部分4分离，使得对照明部分4照明的光源不照明显示部分6，并且因此显示部分6对唤醒灯的照明功能没有贡献。通常，在唤醒灯中，前表面的仅约60-80％可用于照明，而前表面的其余部分(20-40％)用于显示部分6和/或任何用户接口部件(例如开关、按钮等)。
因此，在常规光装置中，提供用于在显示部分6上显示的信息8的部件可以在壳体的与照明部分4的光源分离的部分中(因此，装置内部在显示部分6后面的区与照明部分的光源光学分离)。备选地，用于提供信息8以在显示部分上进行显示的部件可以直接附接到前壳3以在该位置显示信息8，但是由于这些部件不是透明的，因此它们阻挡了来自光源的光并且从而减少了由装置输出的光。
鉴于这些问题，本发明提供了一种光装置，其包括具有半透明部分的外部壳体(例如，装置的前壳)，位于外部壳体内部的用于生成光的主光源，其中，来自主光源的光入射在半透明部分上；以及显示光源，其位于外部壳体的内部，所述显示光源将信息投影在半透明部分上，并且特别是投影到半透明部分的一部分上，光从主光源入射在其上。以这种方式，诸如时间、警报时间、装置设置等的信息被叠加在半透明部分的由主光源点亮的部分上。这避免了在装置上需要单独的、未照明的显示部分，从而导致更紧凑装置。
图2示出了根据第一实施例的示例性光装置的正视图。光装置22包括具有半透明部分24(在该示例中为整个前表面)的壳体23或壳，并且信息26通过壳体23内部的显示部件投影到半透明部分24上，使得对于看着光装置22的用户是可见的。信息26可以是时间、警报时间、唤醒灯的设置等，并且这样一来，信息26可以包括一个或多个字母、词语、数字和符号(其包括图形图标)。因此，投影到半透明部分24上的信息26可以包括一个或多个字母数字字符(即字母和/或数字)和/或符号。例如，可以将一个或多个字母数字字符和/或符号投影到半透明部分24上以向用户显示时间或警报时间。将意识到，光装置22的前表面的圆形仅仅是示例性的，并且可以使用其他形状或构造。同样，尽管该示例示出作为整个前表面的半透明部分24，但是将意识到，其他设计也可能的，例如半透明部分24可以具有边框。
图3是通过根据第一实施例的光装置22的横截面的示意图。光装置22包括外部壳体23，光装置22的所有部件被包含在外部壳体23中。外部壳体23的至少一部分是半透明的，其形成半透明部分24。因此，外部壳体23的至少一部分由半透明材料形成。壳体23的半透明部分可以由诸如聚碳酸酯的塑料形成，其可以包括填料或着色化合物，或者由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃的更加透明的材料形成。填料优选具有高反射性质，以最小化由于光在半透明部分中吸收而造成的损耗。填料的一个示例是二氧化钛，尽管本领域技术人员会知道可以使用其他类型的填料。在图3的示例中，光装置22的整个“前”表面(即，光装置22的通常朝向用户的一侧)是半透明部分24，但是这不应被认为是限制性的。例如，在其他实施例中，前表面的一部分可以形成半透明部分24，或者整个外部壳体23(因此包括装置22的侧面和背面)可以是半透明部分24。
光装置22包括定位或布置在外部壳体23内部的主光源28，使得由主光源28生成的光能够照明外部壳体23的半透明部分24，并且从而照明光装置22周围的环境。主光源28可以是基于包括一个或多个LED的光源的发光二极管(LED)。一个或多个LED可包括具有一种或多种颜色的LED，所述LED可个体和/或组合控制以产生期望颜色的光和/或期望亮度或光亮度的光。作为LED的备选，主光源28可以是一个或多个有机LED(OLED)、卤素灯泡、白炽灯泡或低压汞灯泡。在另一备选中，半透明部分24可被配置为主光源28(例如LED)的远程磷光体，其中，主光源28生成蓝光，而半透明部分24中的远程磷光体将蓝光传递成白色。因此，主光源28可以被配置为提供处于变化的亮度或光亮度水平和/或具有变化的颜色的光。在光装置22是唤醒灯的实施例中，主光源28可以是可控的，以逐渐增加光输出并改变光的颜色以模仿日出。在光装置22要提供所谓的“情绪”照明的实施例中，主光源28可以是可控制的，以逐渐改变光输出并改变光的颜色以适合期望的心情。
来自主光源28的一些光可以直接入射在半透明部分24上，和/或来自主光源28的一些光可以经由一个或多个反射器30被引导到半透明部分24。图3中示出了各种光线32，其说明来自主光源28的光能够如何入射在半透明部分24的各个部分上。
在适当地成形的反射器30或反射器30的布置的情况下，来自主光源28的光32可以相对均匀地分布在半透明部分24上，这对于唤醒灯或期望提供对半透明部分24的均匀照明的其他光装置22能够是期望的。在一些实施例中，可以将表面纹理施加到反射器30的表面上，以导致反射光的漫射。
额外地或作为备选，可以通过将半透明部分24布置或形成为使得其漫射从主光源28入射的光来实现光的均匀(或更均匀)分布。半透明部分24可以由诸如磨砂玻璃的由于纹理或结构而具有漫射特性的材料制成。表面纹理可以通过使用模具或作为表面处置(例如喷砂)来施加。备选地，可以在整个材料上添加透明珠，例如玻璃球，以折射光。如上所述，材料中的任何着色剂也将帮助漫射光。通常，寻求具有高折射和反射性质以及低吸收性质的最佳解决方案。已经发现二氧化钛是用于形成半透明部分24的合适的商业上可行的溶液。具有由漫射材料形成的半透明部分24或具有漫射性质的半透明部分24提供以下优点：可以从装置22的用户遮盖光装置22的所有内部部件，如显示部件和反射器30。作为外部壳体23/半透明部分24是漫射器的备选，可以将漫射器或漫射材料定位为抵靠外部壳体(例如单独的层或材料的组成部分)。
作为另一选择或作为备选，光装置22可在外部壳体23内部包括一个或多个漫射器，所述漫射器被配置或布置为漫射由主光源28生成的光，使得当光入射在半透明部分24上时其已经漫射。通常，将漫射器放置在主光源28附近(特别是在主光源28由多个光源(例如LED)形成的情况下)，因为这帮助在光到达(一个或多个)反射器30之前直接将来自这些光源的光“捆绑”成单个更均匀的光源。如果这是不可能的(例如，由于对光装置22的设计限制)，则可以直接在反射器30之后放置漫射器(使得从反射器30反射的光然后入射在漫射器上)。
上述布置提供了来自主光源28的光被“混合”，因此其照明半透明部分24中的许多，从而导致半透明部分24用作漫射发光面板。
在图3中还示出了显示光源34。显示光源34被定位于外部壳体23内部，以提供用于将信息26投影在半透明部分24上的光。如上所述，投影在半透明部分24上的信息26可以包括一个或多个字母数字字符(即字母和/或数字)和/或符号。例如，可以将一个或多个字母数字字符和/或符号投影到半透明部分24上以向用户显示时间或警报时间。由于部分24是半透明的，因此信息26将在外部壳体23的外部可见，并且因此一个或多个字母数字字符和/或符号在外部壳体23的外部可见。显示光源34可以是包括一个或多个LED的基于发光二极管(LED)的光源。一个或多个LED可包括具有一种或多种颜色的LED，所述LED可个体和/或组合控制以产生期望颜色的光和/或期望亮度的光。作为LED的备选，显示光源34可以是一个或多个有机LED(OLED)、卤素灯泡、白炽灯泡或低压汞灯泡。在另一备选中，在半透明部分24被配置为主光源28的远程磷光体的情况下，显示光源34可以生成不同的蓝光色调或阴影，并且半透明部分24中的远程磷光体将转换该不同的蓝光色调或阴影变为不同的白色(即不同于由来自主光源28的蓝光产生的白色)。在任何情况下，显示光源34应该提供小的发光表面，以改进所得的信息显示的锐利度并减少图像重影。
在一些实施例中，显示光源34可以被配置为使用准直光(即，平行光)将信息投影在半透明部分的一部分上，使得除了半透明部分24由来自主光源28的光照明之外，信息26在半透明部分24上可见。在备选实施例中，显示光源34可以用作点光源，所述点光源在锥形方向上发射光线，以在半透明部分24上产生信息26的略微放大但清晰的图像。
在一些实施例中，显示光源34可以被配置为或可控制为生成与由主光源28生成的光32具有不同颜色的光。使用不同(例如差别)颜色意味着信息26将由光装置22的用户更容易可阅读。在一些实施例中，尤其是在由主光源28生成的光的颜色在装置22的操作期间改变以模仿日出的情况下(或出于任何其他原因，例如在情绪照明的情况下)，可以调节或改变由显示光源34生成的光的颜色，以便维持信息26的可见性。例如，当主光源28正在生成白光时，显示光源34可以使用红光将信息26投影到半透明部分24上，但是如果主光源28正在生成红光(例如，以模拟日出)，显示光源34可以切换为使用例如黄光将信息26投影到半透明部分24上。
在一些实施例中，显示光源34可以被配置或可控制为在半透明部分24处生成比由主光源28在半透明部分24处生成的光具有更高光亮度或亮度的光。以这种方式，信息26将以比由来自主光源28的光引起的半透明部分24的亮度或光亮度更高的亮度或光亮度水平被投影在半透明部分24上，这意味着信息26更容易对用户可见。在一些实施例中，特别是在由主光源28生成的光的亮度或光亮度在装置22的操作期间变化以模仿日出的情况下(或出于任何其他原因，例如在情绪照明的情况下)，由显示光源34生成的光的亮度或光亮度可以被调节或改变，以便维持信息26的可见性。在这些实施例中(或者实际上通常)，光装置22可以包括光传感器，以测量装置22外部的光水平/强度和由装置22发射的光水平/强度之一或两者。来自光传感器的信号可以用于调节由显示光源34生成的光的亮度或光亮度。在一些实施例中，光传感器可以定位于外部壳体23内部并靠近于显示光源34或半透明部分24的在其上信息被投影的部分。光传感器的该位置提供以下优点：可以与来自主光源28的光的亮度/强度一起测量从环境进入装置22的光的亮度/强度。
在一些实施例中，由显示光源34生成的光可以具有与由主光源28生成的光不同的颜色和不同的(更高的)亮度或光亮度。
在图3的示例中，显示光源34是显示模块36的一部分，显示模块36还包括透射型显示面板，例如液晶显示器，LCD面板38。作为LCD面板的备选，数字光处理(DLP)芯片可用于生成要显示的信息。在图3的以下说明中，参考LCD面板，但是将意识到，可以替代地使用另一种类型的透射显示面板或DLP芯片。在该实施例中，显示光源26生成光并照明LCD面板38，并且LCD面板38中的分段或像素根据需要选择性地阻挡和透射光，以将所需信息26投影到半透明部分24上(即LCD面板38中的分段或像素根据需要选择性地阻挡和透射光，以将形成信息26的字母数字字符和/或符号投影在半透明部分24上)。因此，LCD面板38可以是透射LCD面板。
为了进一步改进到达显示信息26的显示光源34前面的半透明部分24的光量，由于LCD面板38的显示侧通常可以是黑色或深色，所以可以将单向镜面箔布置在LCD面板38上(例如，LCD面板38的偏振器之一可以包括单向镜面箔)，使得由主光源28生成的入射在LCD面板38上的光通过半透明部分24朝向单向镜面箔反射。
在图3所示的示例实施例中，显示模块36/显示光源34位于外部壳体23的下部，而主光源28位于上部。显示模块36应该与透明部分24间隔开，以使得来自主光源28的光能够入射在半透明部分24的部分上，显示光源34在半透明部分24的所述部分上投影信息26。被提供在上部中的(一个或多个)反射器30被配置为使得由主光源28生成的光32中的一些朝向下部反射，并且尤其是朝向半透明部分24在显示模块36/显示光源34前面的部分反射。因此，(一个或多个)反射器30被配置为使得在反射器30的端部40与半透明部分24之间存在间隙。该间隙可以是空气间隙，或者可以由透明材料填充。该布置与常规唤醒灯相反，在常规唤醒灯中，显示模块36/显示光源34与主光源28在光学上分离。
在一些实施例中，为了增加来自主光源28的到达装置22的下部的光量，半透明部分24的内表面的一部分可以被配置为部分反射，使得由入射在半透明部分24上的主光28生成的光中的一些反射朝向装置22的另一部分，特别是显示信息26的部分。例如，在图3所示的实施例中，装置22顶部附近的半透明部分24的一部分可以是部分反射的，使得来自主光源28的光32中的一些朝向装置22的下部反射。在该实施例的一个变型中，整个半透明部分24可以是部分反射的。在任何一种情况下，可以使用诸如二氧化钛的填料来提供这种性质。
尽管未在图3中示出，但是光装置22可以包括针对所示出的那些的额外部件。例如，光装置22可包括电源，例如电池，或用于连接至市电电源的模块，以用于为光装置22供电。光装置22还可包括用于产生声音的扬声器，所述声音例如为警报声音、语音消息或音乐。光装置22还可以包括控制单元，所述控制单元可以控制光装置22的操作，例如控制或确定要由显示光源34显示的信息26，以及控制由主光源28生成的光和/或由显示光源34生成的光的亮度和/或颜色。
另一个或多个额外部件可以包括使用户能够控制或操作装置22的一个或多个用户接口部件。例如，用户接口部件可以包括一个或多个按钮、开关、键等或一个或多个触摸面板/按钮。用户接口部件可以位于装置22上的任何期望的位置，但是有利地，可以在半透明部分24上提供(一个或多个)触摸面板或(一个或多个)触摸按钮，以最小化实现用户接口所需的装置22的任何额外尺寸。在一些实施方式中，触摸面板或触摸按钮可以叠加在半透明部分24的部分上，在所述部分上显示信息26以创建触摸屏。在其他实施方式中，可以将实现触摸面板或触摸按钮(例如，透明箔)所需的电路放置在半透明部分24上的任何期望的位置(例如，将图形或图像印刷到半透明部分24上以指示用户接口)。触摸面板或触摸按钮可以使用电容、电阻、电感或光学感测技术中的任何一种来感测用户的触摸。
将意识到，主光源28、显示光源34、(一个或多个)反射器30和(一个或多个)漫射器的具体布置或配置将取决于它们在光装置22中的相对位置和外部壳体23的形状(和半透明部分24的形状)。
例如，在一些备选布置中，该信息可以显示在装置的正面的中央部分或上部中。在另一备选布置中，不是将显示光源34提供在外部壳体23的单独部分中，而是可以将显示光源34定位成更靠近主光源28得多，例如，其可以相邻，或者在其他情况下两者位于反射器30内。在这种情况下，应该布置或配置(一个或多个)反射器30，使得来自主光源28的光被充分反射和混合，从而使显示光源34(以及任何相关联的部件，例如LCD面板38)的存在对光装置22的用户不可见。在另一备选布置中，利用(一个或多个)反射器30的合适布置，显示光源34和/或主光源28可以位于半透明部分24的视线之外。例如，显示光源34可以位于装置22的后部，并且反射器30可以被定位为将信息光26引导到半透明部分24。
尽管在上述实施例中，显示光源34位于外部壳体23/半透明部分24内部，但是将意识到，在备选实施例中，显示光源34/显示模块36可以代替地被定位于外部壳体23的外部，并且显示光源34/显示模块36可以将要显示的信息投影到半透明部分24的外部。这将产生与上述实施例相同的视觉结果，即投影到半透明部分的由来自主光源28的光照明的部分上的信息。
因此，提供了一种能够显示信息的改进的光装置22。具体地，通过将信息26投影到半透明部分24的也由主光源28照明的部分上，相对于将要生成的光的亮度，光装置22的效率在装置22所占据的空间方面被改进。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施的事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种光装置，所述光装置包括：
-外部壳体，其包括半透明部分；
-主光源，其被定位在所述外部壳体内部以用于生成光，其中，由所述主光源生成的光入射在所述半透明部分上；以及
-显示光源，其用于将包括一个或多个字母数字字符和/或符号的信息投影到所述半透明部分的部分上，光从所述主光源入射在所述半透明部分的所述部分上。
2.根据权利要求1所述的光装置，其中，所述显示光源是基于发光二极管LED的光源。
3.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述显示光源被配置为生成准直光，以将所述信息投影在所述半透明部分的所述部分上。
4.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述显示光源被配置或控制为生成与由所述主光源生成的所述光具有不同颜色的光。
5.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述显示光源被配置或控制为生成比由所述主光源生成的所述光具有更高的光亮度或亮度的光。
6.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述显示光源被配置或控制为生成与由所述主光源生成的所述光相比在所述半透明部分处具有更高的光亮度或亮度的光。
7.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述半透明部分被配置为对入射在其上的由所述主光源生成的所述光进行漫射。
8.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述光装置还包括在所述外部壳体内部的一个或多个漫射器，其中，所述一个或多个漫射器被配置为将由所述主光源生成的所述光漫射到所述半透明部分上。
9.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述半透明部分的内表面的部分被配置为是部分反射的，使得由所述主光源生成并且入射在所述部分上的所述光中的一些被反射。
10.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述光装置还包括在所述外部壳体内部的一个或多个反射器，其中，所述一个或多个反射器被配置为将由所述主光源生成的所述光中的一些朝向所述显示光源将所述信息投影于的所述半透明部分的所述部分进行反射。
11.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述显示光源是显示模块的部分，所述显示模块与所述半透明部分间隔开，以使得来自所述主光源的光能够入射在所述显示光源将所述信息投影于的所述半透明部分的所述部分上。
12.根据权利要求11所述的光装置，其中，所述显示模块还包括液晶显示器LCD面板，并且其中，所述信息是由对所述LCD面板的分段或像素进行照明的所述显示光源投影的。
13.根据权利要求12所述的光装置，其中，所述LCD面板包括单向镜面箔，所述单向镜面箔被布置为使得由所述主光源生成的入射在所述LCD面板上的光被所述单向镜面箔反射。
14.根据权利要求1或2所述的光装置，其中，所述显示光源被定位在所述外部壳体内部。
15.根据权利要求1或2所述的光装置，还包括：
光传感器，其被定位在所述显示光源或所述信息被投影于的所述半透明部分的所述部分附近，其中，所述光传感器用于测量来自环境和所述主光源的光的水平或强度。
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