照明装置和用于制造照明装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明装置和一种用于制造照明装置的方法。
【背景技术】
[0002]从现有技术中，除了常规的具有辐射器的壁灯和顶灯之外，也已知如下照明装置，所述照明装置大面积地发出光，例如以对展览空间进行照明。对此，照明机构能够例如设置在半透明的盘之后或设置在布之后，这引起均匀的光输出。
【发明内容】
[0003]本发明基于如下技术问题:提供一种相对于现有技术有利的照明装置以及一种用于其制造的方法。
[0004]根据本发明，根据权利要求9所述的用于立体描述照明主题的照明装置以及根据权利要求1所述的用于其制造的方法实现所述目的。
[0005]在抽象观察中，将照明以根据本发明的方式划分成两个步骤，即
[0006]-检测照明主题，和
[0007]-随后进行描绘，即进行照明。
[0008]简单地说，借助第一步骤检测照明主题的三维性，即例如也通过渲染确定由其沿不同方向发出的光。于是与此相应地，第二步骤、即唤起三维性的印象的描绘以如下照明装置为前提，所述照明装置能够有针对性地位置相关地并且方向相关地发出光作为“射线”(这在本公开的范围内也称作为照明装置的“方向能力(Richtungskompetenz) ”)。
[0009]具有“方向能力”的照明装置的特征在于:能够在多个放射面上发出光，更确切地说各放射面能够发出光作为具有选择的方向的射线或者作为多个沿可自由选择的方向且具有单独预设的光流的射线。对此，例如能够由多个玻璃纤维构成照明装置，由光源发射的光分别耦合输入到所述玻璃纤维的入射面中。
[0010]因此，玻璃纤维的出射面例如安装在顶部上，例如总是成束地组合成重复的子单元(照明单元)。在此，照明单元的玻璃纤维的出射面能够作为放射面以彼此并排设置的方式例如位于球壳上，使得照明单元发出一束发散的射线。照明装置就其而言能够由多个这种照明单元构成，例如由彼此并排地安装在顶部上的球壳构成(分别具有多个放射面)。
[0011]各玻璃纤维在该示例中确定放射方向和放射面；只要没有将用于成像的光学装置安置在玻璃纤维的出射面下游，出射面就等同于放射面。通常，“放射面”表示射线的最后的朝向观察者/观察位置的出射面。放射面和放射方向共同为下面还详细阐述的“像素”，然后将期望的光流与所述像素相关联，例如通过相应地控制光源。
[0012]在此，单独像素的光流应当设定成，使得由各个放射面分别沿着发出射线的光唤起其并非出自照明装置、而是出自“其后方”的印象。例如距照明装置仅几米、例如至少3m、5m、7m、10m、15m或20m、但是例如不大于50m、40m、30m的观察者例如应当具有观察到高度为大于10m的圣彼得大教堂的拱顶的印象。
[0013]照明主题例如能够为反射光或发射光的三维的布置，例如为真实建筑物的一部分，即例如为顶部；三维性例如能够通过顶部的拱曲、例如通过拱顶形状来引起。通常，照明主题的三维性能够通过将其各个元素以距观察点不同间距的方式设置来引起。
[0014]除了描绘真实存在的照明主题的可能性之外，也能够通过下述方式虚拟地产生三维的布置:例如借助CAD程序建立其各个元素并且置于彼此间的立体布置。
[0015]本发明基于如下知识:对于观察者例如在穿过圣彼得大教堂时从其拱顶获得的三维的光学印象，最终决定性的是:多少何种颜色的光从哪个方向或哪些方向射到在穿过时经过的各个观察位置。
[0016]为了说明并且也为了建模目的，照明主题在此能够划分成多个表面元素，并且为各表面元素对由其沿不同方向传播的具有多个光线的光进行建模，所述光线的起点分别位于表面元素上。
[0017]因此，照明主题、尤其所述照明主题的朝向观察位置的一侧例如划分成不相交的表面元素，并且为每个所述表面元素确定方向相关地发出的光流。“划分成表面元素”例如也能够在于:对(真实的或虚拟的)照明主题进行“扫描”，即(分别以方向分辨的方式)确定由其不同的区域(表面元素)发出的光流；照明主题不一定必须在确定光流之前划分成表面元素，而是划分也能够在确定光流期间进行，例如当以静态分布的方式确定在照明主题的表面之上的光流时。(在下面描述的光密度测量的情况下，划分成表面元素例如能够取决于测量时的分辨率)。
[0018]在任何情况下都确定沿着照明主题的多条直线、即沿着其相应的(由所述直线或相应的直线穿过的)表面元素的多条直线发出的光流；彼此倾斜的直线将照明主题的不同的区域(表面元素)与基准面的不同的区域(基准面点)连接。
[0019]拱顶例如被间接地照亮并且部分地朝向位于拱顶之下的观察位置的方向反射光，其中反射特性根据表面性质能够位于两个极端之间，即位于理想的漫射和理想的镜面反射之间。
[0020]简单地说，入射的光线通常不仅理想地反射(但是这例如在镜子的情况下也是可能的)、而且以一定程度附加地扩宽成射线束(见图3)。照明主题的表面元素沿不同的方向(沿着不同的、在表面元素中相交的直线)发射不同量的光，因此从不同的方向对其进行观察“看到”不同亮和/或不同颜色(参见图2a、b)。
[0021]因此，在具有光线(“射线模型”，也参见图2a、b)的理想化的观察中，从每个表面元素传播多条光流不同的光线，这能够经由光线的相应的长度来说明，并且观察特定的表面元素的观察者与其观察位置相关地“看到”不同的光线并且与此相应地也“看到”不同的光流。这也能够经由光密度来描述，所述光密度说明:从照明主题的给定点在每投影面元素和每立体角元素(并且当期望除了亮度之外也在颜色方面进行区分时在每波长范围)发送哪些光流(每集光率子体积的光流，对此参见下面的描述)。
[0022]本发明的思想现在在于:构建照明装置，使得在其放射面上沿着射线发出的光(在任何情况下关于亮度，可选地也在颜色方面)对应于由照明主题的面元素沿着直线发出的光，所述射线同样位于所述直线上；为了描绘照明主题，这于是应当适用于全部放射面与其射线。
[0023]换而言之，照明装置以多个射线、例如以如下顺序越来越优选地以至少10000个、160000或2560000个射线发出光，更确切地说分别如其沿着直线由照明主题发出或者已经发出那样，相应的射线位于所述直线上。
[0024]例如穿过圣彼得教堂并且在此其目光徘徊在圣彼得教堂的拱顶之上的观察者由于由各个表面元素方向相关地不同地发出的光也以三维的方式察觉到所述拱顶(相同的内容在固定的观察点的情况下原理上由于眼间距也适用)；如果观察者相反地记录拱顶的照片，那么失去三维的印象，因为由每个表面元素发出的光平面地不以方向分辨的方式、而是分别仅从一个方向被检测。
[0025]为了例如照亮底面以及例如照明主题“拱顶”，首先确定照明装置的安装位置进而确定放射面的位置；放射面例如能够水平面状地彼此并排地安装在顶部上。现在，“假设”具有放射面的所述照明装置处于圣彼得教堂中，其中要照亮的底面位于圣彼得教堂的拱顶之下的底部的平面中；照明装置因此位于底部和拱顶之间。
[0026]现在，为每个放射面(根据亮度和可选的颜色)确定沿着直线由照明主题、即同样例如由拱顶发出的光流，相应的放射面的射线位于所述直线上。于是，如果每个放射面发出其具有如此确定的光流的射线，那么观察者(在理想的观察中)不能够区分:其是否处于照明装置之下或者例如实际上处于圣彼得教堂的拱顶之下。(在上文中并且还在下文中得出的结论当然应当与底部通过水平设置的照明装置来照亮和照明主题“拱顶”无关地公开)。
[0027]照明装置的“基准面”、即在上述示例中在圣彼得教堂中“假设的”安装方位一定程度上是照明主题(由所述照明主题方向相关地发出的光)和照明装置(由所述照明装置方向相关地待发出的光)之间的界面。与此相应地，确定在基准面中方向相关地入射(在位于观察位置和照明主题之间的基准面中“入射”)的光流并且放射面处于相同的面中。
[0028]在上述示例中，照明装置于是构建为，使得照明单元的观察者具有与拱顶的实际上的、更确切地说基于位于相同高度上的底面、即观察者站立点的观察者相同的印象。如果照明装置在此期间更高地安装在安装位置之上，那么拱顶就会显得更远，好似人不是从圣彼得教堂的底部观察圣彼得教堂，而是从进入底部中的位于更深的空间中观察，已对所述安装位置方向相关地确定光流。
[0029]基准面相对于照明主题的位置原理上能够自由地选择，其(仅)影响可示出的立体角。基准面甚至也能够置于照明主题的后方，因此例如能够为位于圣彼得教堂的拱顶之上的放射面确定:每射线发出多少光，因此其对应于从拱顶沿着相应的直线发出的光，相应的射线位于所述直线上。
[0030]照明装置因此能够在放射面处沿特定的放射方向发出光作为特定光流的射线，其中放射点的光流分别能够单独地设定；优选地，借助各个射线发出的光流也在运行期间是可控的(关于亮度并且优选还有颜色)，尤其优选地经由共同的控制单元。
[0031]因此，照明装置能够借助多个彼此倾斜的射线分别发出不同量的光(可选不同颜色的光)，即具有“方向能力”，使得描绘照明主题的不同的视图。
[0032]射线彼此倾斜进而填充整个要覆盖的放射立体角；但是，同样也存在彼此平行的射线。例如每个照明单元提供一组彼此倾斜的射线，但是所述组相应频繁地以照明装置中的照明单元的数量重复。
[0033]“直线”是三维空间中的直的线，所述直的线的位置是确定的并且就此不同于“方向”(还可移动的向量)。放射面的“射线”是方向(“放射方向”)和位置确定的半直线；半直线的位置通过放射面确定。“放射方向”通常是(例如也由于衍射或散射效应引起的)光流加权的方向的平均值；在放射面处发出的光的张角例如以如下顺序越来越优选地小于10°、5°、2°、1°。放射面例如能够具有以如下顺序越来越优选地最高160mm、80mm、40mm、20mm和1mm的横向扩展；最小尺寸例如能够为2.5mm、4mm或5mm(作为圆形的直径测量或者在具有不规则外形的几何形状的情况下作为最小和最大扩展的平均值测量)。
[0034]由放射面沿特定的放射方向(作为射线)发出的光流应当“对应于”由照明主题沿相同的方向发出的光，这也应当包含预设的百分比值的偏差；其他放射面的光流于是以相同的百分比值偏差(这例如能够适用于至少25%的、以如下顺序越来越优选地至少50%、70%,80%,90%的放射面)ο
[0035]亮度调整是可能的。优选地，照明装置的亮度甚至是可调光的，例如经由控制单元调光，尤其优选直至关断的状态，更确切地说更优选以无级的方式。
[0036]根据本发明的方法、相应的照明装置或其应用的其他优选的设计方案在从属权利要求中并且也在下面的描述中得出，其中在本公开的范围内通常不详细地在不同的类别之间进行区分；所描述的特征明确地总是视作为不仅在方法方面、而且也关于设备或其应用或运行是公开的。