照明系统的制作方法_5

文档序号:9198398阅读:来源:国知局
整照明系统,例如,使得在房间内发散光束部分之间没有重叠,或具有一些重 叠。例如,当复数个照明系统中的每个照明系统都设置为,使得每个照明系统的定向非漫射 光至少部分地屏幕结构(从而产生发散光束部分),且照明系统可相对彼此距一定距离而布 置和/或设置发散角,使得沿至少为1. 5米的传播长度,例如至少为2. 5米或甚至至少为4 米的传播长度时,每个相邻照明系统的发散光束部分不相互重叠。
[0120] 在一些实施例中,相邻照明系统可彼此相对一定距离而布置和/或设置发散角, 使得沿小于3米的传播长度、如小于2米或甚至小于1米的传播长度时,每个相邻照明系统 的发散光束部分相互重叠。
[0121] 图12示出的光井,与结合图1至图6而公开的第一种类型的光井基本上类似,同 时,也可应用结合图7至图11而公开的替代实施例。此外,图12的天花板可认为是包括复 数个照明系统的照明单元。但是,天花板也可由复数个照明砖瓦或照明系统元件构建,固定 在一起以形成天花板。
[0122] 工业实用性 如已经介绍的,天空和太阳自然照射的感受在于照明装置发射的光在一侧,其特征是 具有低CCT的定向成分具有高的准直度,以模拟阳光,较高CCT的漫射光成分,模拟天空的 光照效果,使得当物体被照明装置照射时,定向光成分可投射出清晰平行的阴影,漫射光成 分使阴影呈淡蓝色。在另一方面,当从照明装置本身直接来看时,天空和太阳自然照射的感 受在于天空和太阳处于无限远的想象。
[0123] 观察者估计物体间距离的能力与构建三维风景的视线深度,是基于多种与聚焦、 双眼视差和融合、运动视差、亮度、大小、对照、空间透视等相联系的生理和心理机制的。根 据观察条件(如观察者是移动的还是静止的、用一只眼睛观察还是两只眼睛等)和环境特征 这两种因素,相对于其他机制,一些机制可较重要,后者依据如物品是否具有已知尺寸、存 在的距离和亮度而定,用作参照物,以估计环境中观察到的元件有多远。值得注意的是,这 些机制在实像和虚像的情况下都能持续。更具体地,当两个或更多不同图像平面在不同深 度之间存在冲突同时被观察者感知时,由于为单视觉感知提示、或两个或更多不同高度水 平视觉感知提示,可产生视觉上的不舒适或眼疲劳。
[0124] 在一些实施例中,为使仿真太阳不被观察者发现,发明人意识到深度视觉感知主 要由传播光类型的指示而决定。因此,相对于生成平行于对照线在无限远收敛的透视影响, 如适应、双眼会聚、运动视差、空间透视等的提示可能不那么重要。
[0125] 在本文公开的一些照明系统实施例中,这种照明系统的多样性可提供重复光影转 变,如分别在图3、图8和图9中所示的对照线400和402、或802和804,或902。
[0126] 相同或至少类似的照明系统以一定模式或定位而布置,使得这些对照线相互平 行,将向观察者提供房间被天空和太阳自然照射的感觉。此外,复数个照明系统可整体形成 在一个大箱子内,每个照明系统具有自己的盒部分,且每个盒部分通过其自身的光井与房 间形成光耦合,但不与相邻的照明系统光耦合。
[0127] 复数个照明系统布置为生成仿真太阳的复合透视效果,每个照明系统1、900可设 置为,使得每个照明系统1、900的定向非漫射光完全被屏幕结构14、914阻隔。这样使观察 者不能立刻看到多重仿真太阳。
[0128] 在一些实施例中,复数个照明系统布置为生成仿真太阳的组合透视效果,屏幕结 构可放置且大小设置为,使得至少在选定位置范围内,观察者只能看到单个仿真太阳,尽管 每个照明系统1、900的定向非漫射光可能不会完全被屏幕结构14、914阻隔。
[0129] 在一些实施例中,复数个照明系统布置为,生成仿真太阳的组合透视效果,照明系 统设置为,使得发散光束部分53、953在房间内不重叠,从而不具有能看到两个仿真太阳的 位置。
[0130] 在一些实施例中,照明系统的暗盒16可涂敷例如由能吸收入射光辐射的材料制 成的内层。这种材料可为,例如呈黑色且在可见光范围内吸收系数高于70%,例如高于90% 或95%或甚至高于97%的材料。例如,内层吸收来自第一光源2直射或反射光,和/或漫射 光发生器20发散过程中产生的光、或从房间30内穿过灯罩状结构10的光、或从屏幕结构 14的光,等等的入射辐射,因此从观察者的视线来看时,保证漫射光发生器后面具有暗的背 景。当漫射光发生器20为瑞利散射面板时,这可保证漫射光发生器20具有所需的颜色特 征,如视觉上与天空相同的颜色。此外,这可防止漫射光发生器20的颜色和亮度存在空间 变化,使观察者可能认为不真实。
[0131] 优选地,除了漫射光发生器的表面以外,暗盒16的全部内表面涂敷内层。换句话 说,暗盒限定一种暗室,其中术语"暗"指的是很少照射的情况和/或具有吸收光的能力,从 而使透过漫射光发生器20,暗盒内部几乎不可见,尽管原理上光能经由灯罩状结构10进入 /离开暗盒16。
[0132] 但是,在一些实施例中(如当主要考虑增加装置能效时,例如,使流明/瓦特特性 最大化),只在暗盒16的一部分上涂敷吸光材料是可能的。例如,涂层部分可限制在对应于 暗盒16的内表面可被穿过漫射光发生器20和光通道46的直线到达的点的那些部分。在 这种情况下,观察者通过光通道46和半透明的漫射光发生器20看暗盒16的内表面时,可 依然只看到面板后的黑背景。
[0133] 如在本文提到的,可利用漫射光发生器20上游的光学元件,以折叠入射光束的光 路。但是,为了说明的目的,各附图及其描述应用的都是非折叠的光学构造。
[0134] 如在本文提到的,底部单元包括漫射光发生器和例如一些照明装置等附加元件, 以从侧面照射漫射光发生器。假定这些附加元件都不存在,人们可认为扩散发生器即为底 部单元。
[0135] 此外,本发明提出的理念并不严格地只能应用于室内空间。在一些实施例中,照明 系统1可用于户外,用于在晚间模拟日光照射。然后,照明系统1将与户外环境结合,即等 同于其墙壁为黑色或布置在无限远处的房间内的环境。
[0136] 在下文中,总结了本文描述的、特别是权利要求所述的照明系统的各方面和示例 性实施例: A1方面,照明系统1000包括 光源1002,用于提供具有第一相关色温的定向非漫射光的光束1003,沿主光束方向 1004传播;和 灯罩状结构1010,包括具有孔口 1080的平面前盖1011、底部单元1012和屏幕结构 1014,其中底部单元1012放置为被光源1002从一侧照射,底部单元1012和屏幕结构1014 限定从底部单元1012的相反侧1012B延伸至孔口 1080的光通道1046,其中 底部单元1012包括漫射光发生器1020,用于产生具有第二相关色温的漫射光,第二相 关色温大于第一相关色温,其对于光束1003的定向非漫射光至少是部分透明的,使得至少 光束1003的一部分光束进入光通道1046内;且其中漫射光发生器1020相对于平面前盖 1011倾斜。
[0137] A2方面,根据A1方面的照明系统1000,其中漫射光发生器20的法线与平面前盖 1111的法线之间的倾斜角a t在5度至80度的范围内,例如,在10度至60度的范围内,如 30度、40度或50度。
[0138]A3方面,根据A1方面或A2方面的照明系统1000,其中在沿垂直于漫射光发生器 1020延伸的平面并穿过光源1020的截面, 在射入漫射光发生器20之前,主光束方向相对于平面前盖1111的法向以入射度为ai倾斜;入射角可设置的角度范围为10度至80度,如40度、50度或60度;和/或 漫射光发生器20限定的平面的法向相对于平面前盖1111的法向倾斜,倾斜角度为at,设置为小于入射角;例如倾斜角度at可在15度至75度的范围内设置,如40度、50度 或60度。
[0139] A4方面,根据A3方面的照明系统,其中屏幕结构包括照亮表面,其相对于主光束 方向1004形成第一屏幕角度as,其角度范围设置为从〇度至90度,例如为入射角ait)
[0140] A5方面,根据A3或A4方面的照明系统1000,其中屏幕结构1014包括不被直接照 射的表面,在截面内,相对于主光束方向1104形成第二屏幕角度,该角度可等于入射角a i 或更大;和/或 其中不被直接照射表面的法向,在截面内,相对于平面前盖1011的法向倾斜,角度范 围为倾斜角度a t至90度。
[0141] A6方面,根据A1至A5方面中任一个的照明系统1100,其中,在沿垂直于漫射光发 生器1120的平面延伸并穿过光源的截面内,漫射光发生器1120基本上与平面前盖1111接 界。
[0142] A7方面,根据A1至A6方面中任一个的照明系统1000,其中光源1002相对于底部 单元1012沿平行于平面前盖1011的方向偏离和/或相对于平面前盖1011具有一距离,该 距离与底部单元1012与平面前盖1011之间的距离相当或更大。
[0143] A8方面,根据A1至A7方面中任一个的照明系统1000,其中照明系统1000进一步 根据所引用权利要求的照明系统中的任一个进行设置。
[0144] A9方面,根据A1至A8方面中任一个的照明系统1000,其中定向非漫射光的传播 方向在横穿光束(1003)的方向上是基本不变的。
[0145] 此外,在本文公开的一些实施例中,漫射光发生器20接收从第二光源发出的光并 在漫射光发生器20内发生散射,以提供散射光500。
[0146] 尽管本发明的优选实施例已在本文中描述,在不偏离所附权利要求书的范围的情 况下,可进行相应的改进和改变。
[0147]fa号对照表 1照明系统 2第一光源 3光束 4主光束方向 10灯罩状结构 12底部单元 14屏幕结构 16暗盒 20漫射光发生器 30房间 40光井 42侧壁 44侧壁 46光通道 53发散光束部分 54主光束方向 60天花板 203发散光束 204主光束方向 210 中心传播方向 212传播方向 304箭头 312漫射光发生器 313底面 340光井 342侧壁 343侧壁 344侧壁 345侧壁 353发散光束部分 354主光束方向 360天花板 370拐角 380 孔口 382拐角 392非受照屏幕部分 393非受照屏幕部分 394受照屏幕部分 395受照屏幕部分 396非受照屏幕部分 397非受照屏幕部分 400对照线 402对照线 500漫射光 510漫射光 703光束 710灯罩状结构 712漫射光发生器 713底面 714屏幕结构 740光井 742墙壁部分 744侧壁 746光通道 753发散光束部分 754发散光束 793非受照屏幕部分 794受照屏幕部分 800影/光过渡 802对照线 803线 804对照线 805线 900照明系统 902平行对照线 912漫射光发生器 914屏幕结构 953发散光束部分 960天花板 994受照屏幕部分 996非受照屏幕部分 1000照明系统 1002光源 1003光束 1004主光束方向 1010灯罩状结构 1011 平面前盖 1012A第一表面 1012B 第二表面 1012底部单元 1013虚线 1014屏幕结构 1020漫射光发生器 1040光井 1042A第一侧壁 1042B 侧壁 1042C侧壁 1042D 侧壁 1044A至少部分受照的侧壁 1044B 侧壁 1044C侧壁 1046光通道 1100照明系统 1102光源 1103入射光束 1103光束 1104主光束方向 1104箭头 1110灯罩状结构 1111平面前盖 1112倾斜底部单元 1114屏幕结构 1120漫射光发生器 1140光井 1144受照侧壁 1146光通道 1180 孔口
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