本发明涉及一种照明设备，包括适于发射白光的至少一个光源。
背景技术：
人造白光正在被高比率采用。这种光源可以产生高质量的光，其中，cri(显色指数)超过90(效率非常高)。然而，与太阳光相比较，这种光源的问题之一是缺少光谱的某些部分，除了提供可见光之外，这种光源对人具有特定的益处。例如，uv光(尽管强度非常低)对于产生维生素d(或对于皮肤晒黑、吸引昆虫、皮肤治疗等)非常重要。为此，可以将uvled引入与白光led组合。
us2014160728公开了一种发光设备，该发光设备包括：多个发光设备，包括发射蓝光的蓝光发射设备和发射紫外光的uv光发射设备；以及波长转换部分，该部分被布置在从多个发光设备所发射的光的路径中并且设置有荧光物质以转换从多个发光设备所发射的光的波长，其中由蓝光所激发以及与蓝光所混合以获得白光的荧光物质被布置在对应的蓝光发射设备的第一区域上，以及至少蓝荧光物质被布置在对应于uv光发射设备的第二区域上。
但是，uv点光源对皮肤非常有害，并且如果人接触或靠近它太长时间，会导致不同的问题。同样，盯着具有高眩光的光源是不舒服的。
技术实现要素：
本发明的目的是克服或至少减轻上述问题，并提供一种改进的照明设备。
根据本发明的一个方面，这个和其他目的通过照明设备来实现，该照明设备包括适于发射白光和紫外光的至少一个光源、适于准直白光的准直器以及光出射窗，经准直的白光和紫外光可以经过该光出射窗进入周围环境，其中，该照明设备适于在传播紫外光的同时发射经准直的白光。
照明设备适于在传播紫外光的同时发射经准直的白光可意味着紫外光被传播到比经准直的白光更大的角度，其中，“角度”指的是相对于光出射窗的法线的光的方向。换而言之，紫外光或uv分量可以被传播开到大于经准直白光的角度范围。
本发明是基于以下理解：通过传播紫外光，可以提供经组合的白和uv照明设备，其中，紫外光无害或至少较少伤害。此外，由于白光是经准直的，因此白光的眩光可以被消除或至少被减少。
为了传播紫外光，光出射窗可以是光谱选择性的。光出射窗可以例如是光谱选择性层(例如，板上的涂层)或光谱选择性板。
在一个实施例中，光出射窗适于散射紫外光，同时允许白光经过而(基本上)不散射。光出射窗这里例如可以包括具有适合尺寸(分布)的空心球体结合适合的基体材料(诸如聚合物)，例如硅树脂。
在另一实施例中，光出射窗适于衍射紫外光，同时允许白光经过而(基本上)不衍射。光出射窗这里例如可以包括波长选择性衍射光栅。
在另一实施例中，光出射窗适于反射具有小于所预定义角度的入射角的紫外光，以及适于透射具有大于所预定义角度的入射角的紫外光，以及适于透射具有小于所预定义角度的入射角的白光。光出射窗这里例如可以包括分色镜。
在另一实施例中，光出射窗适于将紫外光转换为具有较高波长处的峰值的紫外光而不转换为白光。光出射窗这里例如可以包括荧光体层。
在其他实施例中，紫外光可以在准直器水平处传播。也就是说，准直器可以是光谱选择性的。准直器可以例如是反射器或全内反射光学元件。
在一个实施例中，准直器包括适于散射紫外光而(基本上)不散射白光(即可见光范围内的光)的(小)颗粒。
在另一实施例中，准直器包括镜面反射涂层和漫反射涂层的堆叠，其中，镜面反射涂层适于镜面反射白光并且对于紫外光是透明的，以及其中，漫反射涂层适于漫反射紫外光。镜面反射涂层可以例如是银涂层。漫反射涂层可以例如是粗糙表面上的铝涂层。
在另一实施例中，准直器包括散射层和具有镜面反射涂层的层的堆叠，其中，散射层适于散射紫外光，以及其中，镜面反射涂层适于镜面反射白光和紫外光两者。散射层可以例如包括uv反射颗粒。镜面反射涂层可以例如是铝涂层。
在另一实施例中，准直器包括光谱选择性层，光谱选择性层适于衍射紫外光而(基本上)不衍射白光。
在另一实施例中，准直器包括光谱选择性层，该光谱选择性层适于将紫外光转换为具有较高波长处的峰值的紫外光而不转换白光。
在又一实施例中，至少一个光源包括：适于发射白光的第一光源和适于发射紫外光的第二光源，其中，第二光源被定位面对光出射窗，以及其中，第一光源被定位在相反的方向上。在该实施例中，准直器可以被设计使得它被优化用于准直白光，而uv光的准直较少。为此，准直器可以例如是椭圆形反射器。
至少一个光源可适于发射在400至800nm的波长范围内的可见白光。
至少一个光源可适于发射在270至350nm，或290至330nm，或300至320nm的波长范围内紫外光。
适于发射白光和紫外光的至少一个光源可以是诸如发光二极管(led)或激光二极管的固态光源。
此外，至少一个光源可以是荧光体转换的紫外光源，即发射白光和uv光两者的一个光源。荧光体转换的紫外光源例如可以是uvled，其中，uv光部分地被转换为蓝、黄和红光。这意味着仍然留有uv分量没有被转换。备选地，适于发射白光和紫外光的至少一个光源可以是荧光体转换的蓝光源和uv光源(两个光源)。备选地，适于发射白光和紫外光的至少一个光源可以是uv、蓝、绿和红光源(四个光源)。
应注意的是，本发明涉及权利要求中所记载的特征的所有可能的组合。
附图说明
现在将参考示出本发明的(一个或多个)实施例的附图来更详细地描述本发明的这个和其他方面。
图1a是根据本发明的一个实施例的照明设备的示意性侧视图。
图1b是图1a的照明设备的示意性俯视图。
图2是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图3是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图3’是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图4是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图5是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图6是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图7是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图8是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图9是根据本发明另一实施例的照明设备的示意性侧视图。
图10是根据本发明又一实施例的照明设备的示意性侧视图。
如附图图示，出于说明的目的，层和区的尺寸被放大，因此被提供以说明本发明的实施例的一般结构。相同的附图标记始终指代相同的元件。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中更全面地描述本发明，其中，示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本文中所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整、以及充分地将本发明的范围传达给本领域技术人员。
图1a至图1b示出了根据本发明实施例的照明设备10。
照明设备10包括：适于发射白光和紫外光(也可以被称为具有紫外分量的白光)的至少一个光源，其形式为适于发射白光的第一光源12a和适于发射紫外(uv)光的第二光源12b。第一光源12a可以例如是荧光体转换的蓝光源或者蓝、绿和红光源的组合。白光可以在为400至800nm的波长范围内。紫外光可以在270至350nm，或290至330nm，或300至320nm的波长范围内。光源12a至12b可以是诸如led或激光二极管的固态光源。光源12a至12b被彼此相邻地定位在照明设备10的衬底14上。
照明设备10还包括与光源12a至12b相对的光出射窗16和准直器18。准直器18可以被布置在衬底14与光出射窗16之间。
准直器18适合于准直(即变窄)，例如至少使白光平行。准直器18可以例如是反射器或tir(全内反射)光学元件。准直器18具有反射表面20。
光出射窗16一般地适于将来自光源12a至12b的光“发射”到照明设备10的周围环境22中。
图1a至图1b中的光出射窗16是光谱选择性的。特别地，光出射窗适于散射紫外光，同时允许白光经过而不散射。为此，光出射窗16可以包括：基体材料26(例如硅树脂)中的纳米尺寸的气穴或玻璃空心球或小片的分色镜24。气穴或空心球24可以例如具有200至400nm量级的尺寸。
在图1a至图1b的照明设备10的操作中，第一光源12a发射白光(在附图中由虚线箭头示例)，以及第二光源12b发射紫外光(在附图中由点线箭头示例)。白光由准直器18准直，并且透射通过光出射窗16而没有散射。另一方面，紫外光由光出射窗16散射，从而传播开。换而言之，紫外光被重新分布或被传播到比经准直白光更大的角度。
图2的照明设备10与图1a至图1b的照明设备的不同之处在于：(光谱选择性的)光出射窗16适于衍射紫外光同时允许白光经过而没有衍射。为此，光出射窗16可以包括多个衍射元件28。多个衍射元件28可以例如形成波长选择性衍射光栅的一部分。在图2的照明设备10的操作中，紫外光由光出射窗16衍射，从而传播开。
图3的照明设备10与图1a至图1b的照明设备的不同之处在于：(光谱选择性)光出射窗16适于反射具有比所预定义角度更小的入射角的紫外光，以及透射具有大于所预定义角度的入射角的紫外光，以及透射具有小于所预定义角度的入射角的白光。为此，光出射窗16可以包括分色镜30。所预定义角度可以例如是30°。例如，可以选择分色镜30的厚度，使得实现上述功能。在图3的照明设备10的操作中，具有大于所预定义角度的入射角θ’的紫外光32’被透射通过光出射窗，而具有小于所预定义角度的入射角θ”的紫外光32”被反射回准直器18，由此仅由照明设备10所发射的传播出的紫外光。
在图3的一个备选实施例中，为了避免白光分量的颜色过度角度问题，照明设备10可以包括：用于uv光源12b的分离的准直器18’，其中，分色反射器30’被放置在该准直器18’的顶部上，避免来自白光源12a的光的大部分与白光源相互作用，如图3’中所示。分离的准直器18’可以小于准直器18并且放置在准直器18内部。
图4的照明设备10与图1a至图1b的照明设备的不同之处在于(光谱选择性)光出射窗16适于将紫外光转换为具有较高波长处的峰值的紫外光而不转换白光。为此，光出射窗16可以包括荧光体层34。荧光体层34可以例如吸收具有例如250nm的波长的紫外光，以及发射具有例如310至320nm的波长的紫外光。在操作中，由第二光源12b所发射的紫外光由荧光体层34转换为具有较高波长处的峰值的紫外光。在附图中以实线箭头所示例具有较高波长处的峰值的紫外光。当被转换时，紫外光还被重新分布到更大的角度，而白光不被转换并且因此保持准直的。
尽管图1至图4示出了实施例，其中，紫外光在光出射窗水平处传播，但图5至图9示出了实施例，其中，紫外光在准直器水平处传播。
图5的照明设备10与图1a至图1b的照明设备的不同之处在于：准直器18包括适于散射紫外光而不散射白光(即在可见光范围的光)的颗粒36。准直器18这里可以为tir光学元件，其中，颗粒36被分布在整个tir光学元件中。图5中的光出射窗16通常不是波长选择性的。在图5的照明设备10的操作中，由第二光源12b所发射的紫外光在准直器18内散射，使得其传播开。另一方面，白光不由颗粒36散射，而相反由准直器18准直。
图6的照明设备10与图5的照明设备不同之处在于：准直器18包括内部镜面反射涂层40a和外部漫反射涂层40b的堆叠。该堆叠可以构成准直器18的表面20。镜面反射涂层40a适于镜面反射白光并且对于紫外光是透明的。镜面反射涂层40a可以例如镜面反射350至800nm的范围内的光并且对于低于350nm的波长透明。镜面反射涂层40a可以例如是银涂层。漫反射涂层40b适于漫射地反射紫外光。漫反射涂层40b例如可以是粗糙表面上的铝涂层。在图6的照明设备10的操作中，白光由镜面反射涂层40a准直，而紫外光经过镜面反射涂层40a并且由反射涂层40b漫射，使得其传播开。
图7的照明设备10与图5的照明设备不同之处在于：准直器18包括内散射层44a和具有镜面反射涂层44b的外层的堆叠。该堆叠可以构成准直器18的表面20。散射层44a适于散射紫外光。散射层44a可以例如包括uv散射颗粒，uv散射颗粒在很大程度上对uv透明，诸如二氧化硅的纳米颗粒(尺寸为200-400nm)，石英或硅橡胶。镜面反射涂层44b适于镜面反射白光和紫外光两者。镜面反射涂层44b可以例如是铝涂层。在图7的照明设备10的操作中，白光不由散射层44a的uv反射颗粒散射。相反，白光由镜面反射涂层44b准直。另一方面，紫外光由散射层44a散射，从而传播开。
图8的照明设备10与图5的照明设备不同之处在于：准直器18包括适于衍射紫外光而不衍射白光的光谱选择性层。光谱选择性层可以是设置在准直器表面20的多个衍射元件46。在图8的照明设备的操作中，准直器18的光谱选择性层衍射紫外光，使得其传播开。白光没有被衍射，并且因此由准直器18准直。
图9的照明设备10与图6的照明设备不同之处在于：准直器包括光谱选择性层48，光谱选择性层48适于将紫外光转换为具有较高波长处的峰值的紫外光而不转换白光。光谱选择性层48可以被设置在准直器表面20处。光谱选择性层48可以是荧光体层。在图9的照明设备的操作中，由第二光源12b所发射的紫外光由荧光体层48转换为具有较高波长处的峰值的紫外光。当被转换时，紫外光也被重新分布到更大的角度，而白光不被转换并且因此由准直器18准直。
图10示出了根据又一实施例的照明设备10，该照明设备10与图1a至图1b的照明设备的不同之处在于：适于发射白光的第一光源12a被定位在光出射窗16的内侧上或附近并且面向发射uv光的第二光源12b。换而言之，第二光源12b被定位于间接模式，而第一光源12a位于直接模式，以用于传播紫外光。准直器18(例如反射器)可以被适配使得源自源12a的光被准直，而来自源12b的光离开反射器而未被准直。准直器18可以例如是椭圆形反射器。图10中的光出射窗16通常不是波长选择性的。
本发光设备10可具有约1:20(或低于)的uv与可见的比率，其中，uv和可见的“光”的量可以以瓦特表示。
此外，照明设备10通常提供1000至5000lm的输出。
此外，照明设备10的相关色温(cct)可以在2000至20000k的范围内，或者在2500至10000k的范围内，或者在2700至8000k的范围内。
此外，白光可以具有ciexyz色空间中的色点和距黑体线(bbl)小于25sdcm(标准偏差色匹配)的距离，或者距bbl小于15sdcm，或者距bbl小于10sdcm。
此外，照明设备10的显色指数(cri)可以高于60，或高于70，或高于80或90。
此外，在图1至图3以及图4至图9的实施例中，第一光源12a和第二光源12b可以由诸如荧光体所转换的紫外光源的一个光源替换，例如其中uv光部分地被转换为蓝、黄和红光的uvled。
本照明设备10可以例如被定位在灯、灯泡、光引擎、照亮器或照明灯具中。
本领域技术人员认识到，本发明绝不限于上文所描述的优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内可以进行许多修改和变化。
附加地，根据研究附图、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实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且数量词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中所列举的某些措施这一存粹事实并不指示这些措施的组合不能被有利地使用。