光学吸音面板的制作方法
【专利摘要】提供了一种用于吸收声音并且提供日光外观的光学吸音面板100和一种照明器。该光学吸音面板100包括第一侧面114、第二侧面104、微穿孔箔110和间隔结构108。第一侧面114接收声音。第二侧面104与第一侧面114相对并且接收光。微穿孔箔110包括亚毫米孔112，透光并且布置在第一侧面114。亚毫米孔112为腔体的入口孔。间隔结构108将第一侧面114和第二侧面104隔开预定义距离。间隔结构108包括多个透光单元106。这些透光单元106包括透光通道118、光出射窗口122、光输入窗口120和壁116。透光通道118对光学吸音面板100的第二侧面104处接收的光的部分准直。透光通道118从第一侧面114朝第二侧面104延伸并且填充有空气。光输入窗口120布置在第二侧面104。光出射窗口122的至少一部分布置在第一侧面114。所述壁116置于光输入窗口120与所述光出射窗口122的部分之间。该壁116围绕透光通道118。壁116的至少一部分在预定义频谱范围内是反射的或者透射的，以便在相对于第一侧面114的法线的相对较大的光发射角度下获得蓝色光发射。
【专利说明】光学吸音面板
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学吸音面板领域。
【背景技术】
[0002]微穿孔箔用在特定吸音面板中。当微穿孔箔结合微穿孔箔之后的空间使用时，吸音面板提供基于亥姆霍兹谐振吸声的吸声效果。这样的吸音面板例如在uMicrο-Perforated Structures as Sound Absorbers - A review and Outlook，，，byHelmut V.Fuchs, Xueqin Zhaj published in Acta Acustica united with AcusticajVolume 92，No I, Jan 2006, pp 13-146中进行了讨论。微穿孔箔是一种其中提供多个相对较小的孔的箔。当使用两个微穿孔箔时，这两个箔必须通过间隔结构彼此分开。该间隔结构被布置成在这些微穿孔箔之间提供空气间隙。相对较大的面板可以通过将沿着相对较大的区域延伸的间隔结构与该间隔结构两侧的两个微穿孔箔相结合而创建。如果这些微穿孔箔是透明或半透明的，并且间隔结构不遮挡光，那么光可以透过吸音面板，这得到光学吸音面板。该光学吸音面板可以在房间或者相对较大的开放空间中的任何地点提供，使得声音被吸收，并且使得光发射器发射的光或者经由窗口接收的光不被光学吸音面板遮挡。
[0003]尽管已知的光学吸音面板提供了相对良好的吸声并且提供了相对良好的光透射，但是与没有光学吸音面板的情形相比，其中提供光学吸音面板的空间中存在的人主要受益于光学吸音面板的声学特性。光学吸音面板的光学特性在有限的程度上影响空间中的照明条件。
[0004]尤其是当其中提供光学吸音面板的空间不包含通过其接收日光的窗口时，经常在该空间中的人的幸福感不受该空间中的照明条件的正面影响。存在对于这样的装置的需求，该装置影响照明条件，使得呆在空间中的人将该空间的照明条件体验为可与其中经由窗口或者天窗接收日光的情形相比的照明条件。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种光学吸音面板，其在吸收空间中的声音的同时，也通过影响该空间中的照明条件而正面地影响该空间中存在的人的幸福感。
[0006]本发明的第一方面提供了一种光学吸音面板。本发明的第二方面提供了一种照明器。从属权利要求中限定了有利的实施例。
[0007]依照本发明的第一方面的一种用于吸收声音并且提供日光外观的光学吸音面板包括第一侧面、第二侧面、微穿孔箔和间隔结构。第一侧面接收声音。第二侧面与第一侧面相对并且接收光。微穿孔箔包括亚毫米孔，透光并且布置在第一侧面。亚毫米孔为腔体的入口孔。间隔结构将第一侧面和第二侧面隔开预定义距离。间隔结构包括多个透光单元。这些透光单兀包括透光通道、光出射窗口、光输入窗口和壁。透光通道对光学吸音面板的第二侧面处接收的光的部分准直。透光通道从第一侧面朝第二侧面延伸并且填充有空气。光输入窗口布置在光学吸音面板的第二侧面。光出射窗口的至少一部分布置在光学吸音面板的第一侧面。所述壁置于光输入窗口与所述光出射窗口的部分之间。该壁围绕透光通道。壁的至少一部分在预定义频谱范围内是反射的或者透射的，以便在相对于光学吸音面板的第一侧面的法线的相对较大的光发射角度下获得蓝色光发射。
[0008]光学吸音面板的吸声特性基于亥姆霍兹谐振吸声。通过具有亚毫米范围内的直径的相对较小的孔传输并且进入特定深度的腔体的声音在大的程度上不被光学吸音面板反射并且因此被吸收。光学吸音面板在第一侧面具有包括亚毫米范围的孔的微穿孔箔，并且光学吸音面板具有特定深度的腔体，即在从周围环境朝第一侧面的方向上看，该腔体在微穿孔箔之后并且具有由间隔结构限定的最小深度。腔体的深度影响光学吸音面板的吸声特性。透光通道从第一侧面延伸到第二侧面且填充有空气，并且因此它们没有限制腔体的特定深度。间隔结构在声学上是中性的。间隔结构被提供用于保持第一侧面与第二侧面之间的最小距离并且向光学吸音面板提供机械强度。
[0009]间隔结构进一步具有光学功能。间隔结构包括将第二侧面处接收的光发射分布改变为日光外观光发射的特定配置。反射蓝色或者透射蓝色的透光单元的壁的部分将在(相对于第一侧面的法线的)相对较大的光发射角度下接收的光转换成带蓝色光。取决于壁的特定特性的蓝色光发射至少在相对较大的光发射角度下发射，并且也可以在更小的光发射角度下存在。此外，由于相对较大的光发射角度下的蓝色光发射的原因，从导致相对较大的观察角度(相对于光学吸音面板的第一侧面测量)的方向朝光学吸音面板的第一侧面看的人看见蓝色光发射面板。日光在蓝色频谱范围内包含相对大量的能量。如果人不直视太阳，那么天空具有蓝色的外观，因为日光的大部分蓝色光不向与直接来源于太阳的光相同的方向发射。此外，透光通道是这样的通道，遵循沿着通过通道的未遮挡的直线的路径的光以与光学吸音面板的第二侧面处接收的光相同的频谱光发射分布透射。因此，光学吸音面板的第二侧面处接收的发射被准直为更小的角度光发射分布。特别地，如果在第二侧面处接收到基本上白色的光，那么准直光束包括可与直射阳光的外观相比的白色光。
[0010]在第一侧面处提供的微穿孔箔是透光的，这意味着撞击到微穿孔箔上的光透射通过微穿孔箔。这样，微穿孔箔透射准直光以及相对较大的光发射角度的带蓝色光。如果微穿孔箔是透明的，那么在不改变光发射角度的情况下获得最佳的光透射。如果微穿孔箔是漫射的和/或散射光，那么它应当在有限的程度上是漫射的并且散射光以便防止准直光束变得太宽，并且防止太多的带蓝色光在相对较小的光发射角度下发射。如果微穿孔箔是漫射的和/或散射光，那么准直光束的FWHM角度不应当增大超过20度。
[0011]因此，声音在光学吸音面板的第一侧面被吸收，并且光通过透光微穿孔箔发射，该光包括至少在相对较大的光发射角度下的蓝色光并且包括准直光束内的白色光。这样的光发射被人们体验为晴天的日光，并且因此光学吸音面板将接收的光转换成人造日光。在房间的墙壁处或者天花板处提供光学吸音面板创建了这样的印象:对于房间中存在的人而言，大的窗口或天窗在对应墙壁或天花板处可用。因此，改善了房间中的人的幸福感。在不同的研究中证明，如果人们在建筑物内接收到日光，那么他们的幸福感以及他们的效率和生产率增加。
[0012]应当指出的是，可以直接在光源前面提供光学吸音面板，这意味着光学吸音面板可以耦合到包括光源的照明器并且照明器的表面封闭腔体。在这样的情形中，光学吸音面板的尺寸最优选地由照明器的尺寸决定。在其他可选的实施例中，光学吸音面板布置在远离一个或多个光源的某个距离处或者远离天窗或窗口的某个距离处。如果光学吸音面板不直接与照明器接触，那么透光板或者另一个微穿孔箔必须在光学吸音面板的第二侧面处封闭腔体。在这样的布置中，光学吸音面板的尺寸可能相对较大，导致由于相对较大的面板而引起的更好的日光体验。
[0013]所述孔具有亚毫米范围内的尺寸，这意味着它们的直径小于I毫米。如果孔的尺寸处于该范围内，那么在相对较宽的频谱内，声音的吸收是相对较高的。比较:如果使用更大的孔，那么吸收分布表现出特定频率周围的相对较窄的峰。
[0014]从声学的观点来看，透光单元仅仅提供其中声音可以谐振的腔体的功能。主要地，腔体的深度(在从第一侧面到封闭腔体的表面的方向上测量)影响光学吸音面板的吸收特性。由于从声学的观点来看，腔体的直径与光学吸音面板的吸收效果无关，因而单个透光单元可以布置在微穿孔箔的一个或多个亚毫米孔之后。其他的观点确定透光通道的直径和/或透光通道之间的壁的厚度。
[0015]从力学的观点来看，间隔结构是光学吸音面板的(刚性)主体并且向光学吸音面板提供机械强度。尤其是当透光单元的直径变得太宽时或者当透光单元的壁变得太薄时，间隔结构的机械强度降低太多，从而限制光学吸音面板的尺寸。
[0016]从光学的观点来看，透光通道的直径与透光通道的长度之间的比值决定了光学吸音面板的第二侧面处接收的光的准直量以及主要发射蓝色光所在的光发射角度范围。
[0017]可选地，光学吸音面板包括包含亚毫米孔的另一微穿孔箔。该另一微穿孔箔是透光的，并且布置在第二侧面。换言之，该另一微穿孔箔是具有表面的封闭装置，该表面封闭第一侧面与该表面之间的腔体。间隔结构保持在光学吸音面板中使用的这两个微穿孔箔之间的预定义距离。已经发现，当第二侧面也具有这样的微穿孔箔时，光学吸音面板的吸声特性增大(与其中在第二侧面处板或箔用来封闭腔体的情形相比)。所述另一微穿孔箔是透光的，并且因而它可以是透明的或者漫射的。由于所述另一微穿孔箔在光学吸音面板的光接收侧面处提供，因而不存在关于该另一微穿孔箔的漫射程度的限制。
[0018]可选地，沿着与第一侧面垂直的线测量的第一侧面与封闭腔体的表面之间的距离处于1-10厘米的范围内。已经发现，如果腔体深度(沿着第一侧面的法线测量)具有从I厘米至10厘米的范围内的值，那么声音吸收相对较好。封闭腔体的表面布置在光学吸音面板的第二侧面处或附近。附加的距离可以存在于封闭腔体的表面与光学吸音面板的第二侧面之间，然而，透光通道的长度加上该附加的距离应当处于从I厘米至10厘米的范围内。
[0019]可选地，所述微穿孔箔的亚毫米孔的直径具有处于离该微穿孔箔的厚度15%偏差区间内的值，和/或所述另一微穿孔箔的亚毫米孔的直径具有处于离该另一微穿孔箔的厚度15%偏差区间内的值。拥有具有15%偏差区间的值意味着直径的值可以与箔的厚度(向上和向下)偏差15%。已经发现，如果亚毫米孔的直径大约为与所述微穿孔箔的厚度相同的值，那么声音吸收相对良好。
[0020]可选地，所述微穿孔箔的总面积与所述微穿孔箔的亚毫米孔的面积之间的比值小于0.1，并且所述另一微穿孔箔的总面积与所述另一微穿孔箔的亚毫米孔的面积之间的另一比值小于0.1。换言之，所述(另一)微穿孔箔的表面的不超过10%为孔。这提供了微穿孔箔的机械强度与光学吸音面板的声学属性(声音的吸收)之间的有利的折衷。
[0021]可选地，透光单元的壁的第一部分在预定义频谱范围内在从光学吸音面板的第二侧面沿着特定距离朝向光学吸音面板的第一侧面的区域中是反射的或者透射的，以便在大于60度的光发射角度下获得大量蓝色光发射。光发射角度相对于光学吸音面板的第一侧面的法线进行测量。壁的第二部分是透明的。该第二部分不同于第一部分。因此，在从第二侧面朝向第一侧面的方向上看，壁首先是反射蓝色或者透射蓝色的，并且其后是透明的。可以通过蓝色涂料使得壁反射蓝色。可以通过将具有蓝色透射壁的透光单元与具有透明壁的透光单元相连地布置而使得壁透射蓝色。该布置的效果在于，在相对较大的光发射角度下，只有蓝色光发射，这被用户体验为比通过透光侧面的光输入窗口接收的光更不刺眼的光。因此，当在例如办公室的天花板处使用光学吸音面板时，桌子通过令人愉快的白色光光束而变亮，并且朝光学吸音面板看的人看见蓝色光发射表面，就好像它是蓝色的天空一样(人们大多数以大于60度的角度朝光源/照明器看)。
[0022]可选地，透光单元布置在栅格结构中，并且壁的厚度小于栅格结构的间距的1/3。栅格结构的间距由从透光通道的中点到相邻透光通道的中点的最短距离限定，并且壁的厚度被限定为从该壁面向透光通道的表面到该壁面向相邻透光通道的另一个表面的最短距离。透光单元的光输入窗口侧的壁的边缘遮挡在第二侧面处接收的光的部分。撞击到边缘上的光不透射进透光单元的透光通道中，并且因而不通过透光单元的光出射窗口发射。这促成光学吸音面板的低效率。通过保持壁的厚度与栅格结构的间距之间的比值小于1/3，该低效率保持在可接受的边界内。此外，(光学吸音面板的第一侧面处的)另一个边缘对于观看者可见。壁的可见边缘可能干扰均匀的日光外观。因此，有利的是将壁的厚度保持在可接受的极限内。
[0023]可选地，壁的厚度小于栅格结构的间距的1/5。这导致更高的效率和更好的天窗外观。在另一个选项中，壁的厚度小于栅格结构的间距的1/10，这导致甚至更好的有利效果。
[0024]可选地，光学间隔结构包括拉伸的细长层叠层。连续层配对在多个点处接合在一起。连续层的连续配对在不同的点处接合在一起。这些层形成透光通道的壁。透光通道由拉伸的细长层叠层的两个连续层之间的空间形成。层的逐点接合可以通过胶合而实现。这样的间隔结构可以非常高效地制造。将蓝色材料的细长带连续地胶合在一起，使得连续层的连续配对的胶点在沿着细长层的方向上不同，并且在胶合之后，拉伸细长层叠层以获得间隔结构。此外，除了这样的结构可以高效地制造这一事实之外，所述可选的特征可以导致在间隔结构的分布和储存方面的进一步的益处。即，不必要在将这些层胶合在一起之后立即拉伸所述层叠层。这也可以就在将微穿孔箔布置到间隔结构的第一侧面之前执行。因此，在将这些层胶合在一起之后，叠层可以以其最紧凑的形状储存或分布。
[0025]可选地，壁面向透光通道的表面在预定义频谱范围内是漫反射的。这样的壁向后朝透光通道反射撞击到壁上的光，并且由于壁是蓝色的，因而蓝色光被反射回来。该反射光的大部分将直接地或者在一次或多次附加的反射之后经由光出射窗口离开透光通道。此夕卜，壁的漫反射侧面导致带蓝色光的光发射角度的有利扩散。具有该特性的壁可以由一大组材料制造。仅仅两个可能的实例为:具有蓝色染料的塑料，或者反射蓝色或漫反射蓝色的涂层施加于其上的金属。
[0026]可选地，壁在预定义频谱范围内是透光的。如果光撞击到壁上并且透射通过(蓝色)壁，那么光学元件在相对较大的光发射角度下的光输出包括通过透光壁且因而更蓝(更饱和的蓝色)的光。这样，其对日光外观产生贡献。可以使用若干材料，比如蓝色透明合成材料。如果多个透光单元布置在栅格结构中，并且如果用户朝包括具有蓝色光透射壁的间隔结构的光学吸音面板观看，那么带蓝色光在较大的观看角度下变得更(饱和)蓝。光在相对于光输入窗口的法向轴的相对较大的光发射角度下撞击到壁上，并且超过一次透射通过连续透光单元的若干蓝色光透射壁，并且因而蓝色在每次通过这样的壁时被加强。该效应被用户体验为光学吸音面板的令人愉悦的日光外观。
[0027]可选地，透光通道的直径与透光通道的长度之间的比值小于3.4。透光通道的直径被限定为沿着与光输入窗口平行的假想平面通过透光通道的中点的所有可能的假想直线从壁上的某点到壁上的另一点的长度的平均值。透光通道的长度被限定为沿着与壁平行的线测量的光输入窗口与光出射窗口之间的距离的平均值。为了防止太多的眩光，应当在大于60度的光发射角度下发射不太多的光(例如小于1000尼特或坎德拉每平方米)。如果所述比值大于3.4，那么在透光单元的光出射窗口中心发射的光具有60度的截止角度。该截止角度逐渐增加到光出射窗口边界处的74度。因此，防止了眩光。应当指出的是，相对较大的光发射角度下的光发射也取决于在光学吸音面板的第二侧面处接收的光的特性。如果接收的光包括仅仅少量的相对较大的光发射角度下的光，那么不多的光落在壁上。如果接收的光在相对较大的光发射角度下包括其大量的能量，那么相对而言，壁将反射多得多的光。
为了完整起见，应当指出的是，仍然有蓝色光在大于60度的光发射角度下发射-然而,该
蓝色光是不那么刺眼的光。
[0028]依照本发明的第二方面，提供了一种照明器，其包括依照本发明第一方面的光学吸音面板。该光学吸音面板耦合到照明器并且光学吸音面板的第二侧面面向照明器。照明器的表面封闭所述腔体。依照本发明第二方面的照明器提供了与依照本发明第一方面的光学吸音面板相同的益处，并且具有拥有与光学吸音面板的相应实施例相似的效果的相似实施例。
[0029]可选地，光学吸音面板的第一侧面与照明器的封闭所述腔体的表面之间的最短距离处于从I厘米至10厘米的范围内。如果布置在第一侧面的微穿孔箔与照明器的封闭所述腔体的表面之间的距离处于从I厘米至10厘米的范围内，那么声音的吸收是有利的。该选项的特定距离是腔体的深度。可选地，布置在光学吸音面板的第一侧面的微穿孔箔被布置成与照明器的封闭所述腔体的表面平行。
[0030]在一个实施例中，提供了一种用于吸声并且提供日光外观的光学吸音面板。该光学吸音面板包括:i)第一侧面，其用于接收声音；ii)第二侧面，其用于接收光，第二侧面与第一侧面相对，第二侧面被配置成耦合到包括表面的装置，该表面用于封闭第一侧面与该表面之间的腔体；iii)微穿孔箔，其包括亚毫米孔，该微穿孔箔是透明的并且布置在第一侧面；以及iv)间隔结构，其用于将第一侧面和第二侧面隔开预定义距离，其中间隔结构包括多个透光单元，这些透光单元包括:(a)透光通道，其用于对光学吸音面板的第二侧面处接收的光的部分准直，这些透光通道从第一侧面朝第二侧面延伸并且填充有空气；(b)光输入窗口，其布置在光学吸音面板的第二侧面；(C)光出射窗口，光出射窗口的至少一部分布置在光学吸音面板的第一侧面；以及(d)壁,其置于光输入窗口与所述光出射窗口的部分之间，该壁围绕透光通道，壁的至少一部分在预定义频谱范围内是反射的或者透射的，以便在相对于光学吸音面板的第一侧面的法线的相对较大的光发射角度下获得蓝色光发射。
[0031]本发明的这些和其他方面根据以下描述的实施例是清楚明白的，并且将参照这些实施例进行阐述。
[0032]本领域技术人员应当理解，本发明的上面提到的选项、实现方式和/或方面中的两个或更多个可以以被认为有用的任何方式进行组合。
[0033]本领域技术人员根据本说明书可以实现与所描述的系统的修改和变型相应的系统、方法和/或计算机程序产品的修改和变型。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]在附图中:
图1a示意性地示出了依照本发明第一方面的光学吸音面板的一个实施例的截面，
图1b示意性地示出了光学吸音面板的另一个实施例的截面，
图2在截面图中示意性地呈现了通过依照本发明第一方面的光学吸音面板获得的效
果，
图3在光学吸音面板的截面中示意性地示出了光学吸音面板的不同特性，
图4a示意性地示出了具有蓝色透明壁的透光单元的一个实施例的截面，
图4b示意性地示出了具有包括蓝色透明段和透明段的壁的透光单元的另一个实施例的截面，
图5a和图5b示出了间隔结构的不同实施例的三维视图，
图6a_6c示意性地示出了间隔结构的三个其他实施例的截面，
图7示意性地示出了依照本发明第二方面的照明器的实施例的截面，
图8示意性地示出了在房间中使用的依照本发明的照明器，以及 图9示意性地示出了在房间中使用的依照本发明的光学吸音面板。
[0035]应当指出的是，不同图中由相同附图标记表示的项目具有相同的结构特征和相同的功能，或者是相同的信号。在解释了这样的项目的功能和/或结构的情况下，没有必要在【具体实施方式】中重复其解释。
[0036]这些图纯粹是概略性的，并且未按比例绘制。尤其是为了清楚起见，一些维度被强烈地夸大。
【具体实施方式】
[0037]图1a中示出了第一实施例。图1a示意性地示出了依照本发明第一方面的光学吸音面板100的一个实施例的截面。光学吸音面板100包括间隔结构108和第一微穿孔箔110。光学吸音面板100将第一微穿孔箔110布置在光学吸音面板100的第一侧面114。
[0038]在与第一侧面相对且被布置成与第一侧面平行的第二侧面104处，光学吸音面板100被配置成耦合到包括表面的装置102，该表面用于封闭第一侧面与该表面之间的腔体。装置102示意性地绘出，并且可以是光源、照明器或者透明板。装置102的特定表面封闭腔体，例如直接应用到光学吸音面板100的第二侧面104的表面，但是如果该装置没有直接耦合到第二侧面104的表面，那么它也可以是布置在第二侧面104与装置102的后侧之间的另一个(内)表面。在其他图中，显式地指示了封闭腔体的表面。
[0039]间隔结构108包括多个透光单元106，这些透光单元包括透光通道118、光输入窗口 120和光出射窗口 122。透光通道118布置在第一侧面114与第二侧面104之间并且被布置成垂直于第一侧面114。透光单兀106进一步包括布置在光输入窗口 120与光出射窗口 122之间的壁，并且因此透光通道118被壁116围绕。光输入窗口 120接收在光学吸音面板100的第二侧面104处接收的光，并且对接收的光的部分准直以获得具有接收的光的频谱特性的准直光发射。光输入窗口 120处接收的光的部分撞击到壁116上。壁116在预定义频谱范围内是反射的或者透射的，以便在相对于第一侧面的法线的相对较大的光发射角度下获得蓝色光发射(图2中进一步解释光学和声学效果)。
[0040]在光学吸音面板100的第一侧面114处布置了包括具有亚毫米范围内的直径的亚毫米孔112的第一微穿孔箔110。微穿孔箔110和封闭腔体的表面的组合充当亥姆霍兹谐振吸声器。光学吸音面板100的第一侧面114接收声音，该声音经由亚毫米孔112进入装置102的所述表面与第一微穿孔箔110之间的腔体,声音在该腔体中造成谐振。声音不被光学吸音面板100反射并且因而声音被吸收。
[0041]图1b示意性地示出了光学吸音面板150的另一个实施例的截面。光学吸音面板150具有与图1a的光学吸音面板100相似的间隔结构108，并且具有相似的第一微穿孔箔110。在光学吸音面板150的第二侧面104处，布置了封闭腔体的第二微穿孔箔154。腔体从第一微穿孔箔110延伸到第二微穿孔箔154。第二微穿孔箔154也具有亚毫米孔152，这些孔具有亚毫米范围内的直径。第一微穿孔箔110和第二微穿孔箔154的各亚毫米孔112、152的尺寸不一定相同。此外，沿着第一微穿孔箔110和第二微穿孔箔154的各亚毫米孔112、152的分布不一定相同。此外，图1a和图1b示出了第一微穿孔箔110和第二微穿孔箔154中的每一个的两个亚毫米孔112、152布置在相同透光通道118前面。然而，在其他实施例中，每透光通道118的亚毫米孔的数量可以不同。在又一实施例中，第一微穿孔箔110的布置在特定透光通道118前面的亚毫米孔112的数量不同于第二微穿孔箔154的布置在该特定透光通道118前面的亚毫米孔152的数量。
[0042]已经发现，依照图1b的实施例的光学吸音面板150比图1a的光学吸音面板100更好地吸收声音。此外，由图1b的光学吸音面板150的第二侧面104接收的声音也被吸收。
[0043]第一微穿孔箔110和第二微穿孔箔154在图1a和图1b中被绘制为粗黑线。然而，黑色在各图中的使用并不意味着第一微穿孔箔110和第二微穿孔箔154是不透明的。第一和第二微穿孔箔110、154 二者都是透明的，并且允许光透射通过微穿孔箔110、154。第一微穿孔箔110和第二微穿孔箔154被绘制为黑色粗线以便更清楚地示出亚毫米孔。
[0044]壁116具有这样的表面,这些表面反射预定义范围内的光,使得蓝色光发射被壁116反射。在另一个实施例中，壁在预定义频谱范围内是透射的。如果壁在预定义频谱范围内是透射的，那么透射通过壁的光在透射通过壁之后具有蓝色。应当指出的是，蓝色光发射或者蓝色表示光的频谱能量集中在蓝色频谱范围内，这意味着光的超过50%的能量在从420nm到485nm的范围内的波长处可用。
[0045]图2在截面图中示意性地呈现了通过依照本发明第一方面的光学吸音面板150获得的效果。所给出的光学吸音面板150是在图1b的上下文中讨论的光学吸音面板。在图2的底端，呈现了透光通道118之一的放大的截面。
[0046]在光学吸音面板的第二侧面104处接收例如光源202或者照明器的光。在另一个实施例中，从窗口接收日光。光源202的光发射204具有特定的角度光发射分布，该分布具有相对于光发射204的中心轴的最大光发射角度αι/2。光透射通过透明的第二微穿孔箔154进入透光通道118中。
[0047]如图2的底端所示，光源202具有相对较大的光发射表面，该表面可以被建模为单独地发射特定光发射204的多个相邻点光源203。光经由第二微穿孔箔154进入透光通道118中。接收的光的部分被透光通道118准直，并且作为准直光束212离开透光通道118，该准直光束具有比光源202的光发射204的最大光发射角度a J2更小的最大光发射角度α 2/2。光发射212的频谱特性与光发射204的频谱特性等同，因为在光发射204被准直为准直光束212时没有特定的颜色被吸收。
[0048]透光通道118接收的光的部分撞击到透光单元的壁116上。壁的面向透光通道118的表面252具有蓝色并且是漫反射的。漫反射意味着，如果光线撞击到壁上，那么它们在多个光发射方向上被反射。这在图2的底端示出。表面252的点在光撞击到它们上的情况下充当朗伯型光源一这称为朗伯型光反射。蓝色反射光可以在单次反射之后直接地或者在透光通道118的壁116的多次反射之后经由第一微穿孔箔110离开透光通道118。因此，获得具有如图2顶端所呈现的角度光分布的蓝色光发射210。该角度光分布经常称为蝙fe翼状角度分布。在中心轴处，发射不太多的蓝色光，并且在相对于光发射210中心轴的更大的光发射角度下，发射更多的蓝色光。最大光发射角度β/2至少大于在光学吸音面板150的第二侧面104处接收的光发射204的最大光发射角度α /2。如图2底端所示，通过第一微穿孔箔110离开透光通道118的总的光发射在相对较小的光发射角度256下包括相对大量的具有光发射204的频谱特性的光，并且在相对较大的光发射角度254下包括相对大量的蓝色光。
[0049]在图2的顶端进一步不出了来源于声源206的声音208被光学吸音面板150的第一侧面114接收。该声音在大的程度上通过第一微穿孔箔110的亚毫米孔传输到第一微穿孔箔110与第二微穿孔箔154之间的腔体中。基于亥姆霍兹谐振吸声效应，声音不通过孔向后传输，并且因此被光学吸音面板150吸收。光学吸音面板150的第二侧面104也可以接收声音，该声音也经由第二微穿孔箔154的亚毫米孔被吸收。
[0050]图3在光学吸音面板100的截面中示意性地示出了光学吸音面板的不同特性。第一微穿孔箔110的亚毫米孔以孔间距P2布置在阵列中。微穿孔箔110具有厚度th2，并且亚毫米孔具有孔直径d2。在一个实施例中，孔直径(12基本上等于微穿孔箔110的厚度th2，使得光学吸音面板100的吸收频谱相对较宽，然而，在实际的实施例中，获得完全相同的尺寸是相对困难的，并且允许15%的偏差，换言之，th2.0.85 ≤ d2 ≤ th2.1.15。可选地，只允许10%的偏差，换言之，th2.0.9≤d2≤th2.1.1。孔直径d2小于I毫米。
[0051]第一微穿孔箔110具有总面积A。孔覆盖总面积A的面积Ah。在一个实施例中，由孔覆盖的面积Ah与总面积A之间的比值小于0.1。
[0052]如前两段所讨论的相同特性可以适用于图1b的光学吸音面板150的实施例的第二微穿孔箔154的实施例。
[0053]第一微穿孔箔110与封闭腔体的表面302之间的腔体具有某个腔体深度L2。表面302示意性地被呈现为虚线。如图1a和图1b的上下文中所讨论的，表面302可以为第二微穿孔箔、光源或照明器的表面或者透明板或箔。在特定的实施例中，表面302直接应用到光学吸音面板100的第二侧面，并且在这种情况下，透光通道的长度L1等于腔体深度。在一个实施例中，通过处于从I厘米至10厘米的范围内的腔体深度L2获得有利的吸声效果和吸声频谱。
[0054]透光单元106的壁116具有厚度咖。透光单元106的透光通道118具有直径Cl1。透光单元106以间距P1布置在栅格结构中。间距P1为某个透光单元的中点与相邻透光单元的中点之间的距离。每个透光单元106具有在从光学吸音面板100的第一侧面朝第二侧面的方向上测量的长度L1，并且因而透光通道也具有长度U。在一个实施例中，壁116的厚度th小于透光单元的间距P1的1/3。在一个实施例中，透光通道118的直径Cl1与透光通道的长度L1之间的比值小于1.7。
[0055]图4a示意性地示出了具有蓝色透明壁402的透光单元400的一个实施例的截面。在透光单元400的光出射窗口处，提供了第一微穿孔箔110。在透光单元400的光输入窗口处，光源102可用。在图4a中，光源不意性地通过点光源建模,每个点光源发射相对较宽的光发射内的白色光。光的部分被准直，并且在相对于光发射的中心轴(其是第一微穿孔箔HO的法线以及因而是光学吸音面板的第一侧面的法线)的最大光发射角度α 3内离开透光通道400。白色光的光线406以通过光出射窗口发射的准直光束告终。角度03由透光单元的直径Cl1与透光单元的长度L1之间的比值决定。在一个实施例中，角度α3小于60度以便防止在更大的光发射角度下发射刺眼的光，并且因此透光单元的直径Cl1与透光单元的长度L1的比值小于1.7。
[0056]不以准直光束告终的光撞击到蓝色透明壁402上。结果，该光部分地透射通过蓝色透明壁402并且导致蓝色光线404。蓝色光线404的光发射角度大于光发射角度α 3。
[0057]当向后参照图3时，在光学吸音面板的特定实施例中，由于声学的原因可能要求腔体的深度L2相对较大，例如8厘米。如果透光通道的长度L1等于腔体的深度L2,并且如果白色光应当以高达60度的最大光发射角度发射，那么透光通道118的直径Cl1与透光通道的长度L1之间的比值必须为1.7。因此，单元的直径Cl1必须为13.6厘米，这是相对较大的，在间隔结构的透光单元106必须向光学吸音面板提供机械强度的情况下尤其如此。为了能够以例如60度的最大光发射角度对白色光光束准直，提出了图4b中给出的解决方案。壁的特定布置允许透光通道的直径Cl1减小，而腔体的深度L2与透光通道的直径Cl1相比相对较大。壁具有反射蓝色或者透射蓝色的顶段454。顶段454为壁的布置在光学吸音面板的第二侧面处的段。壁的底段456是透明的。底段456布置在光学吸音面板的第一侧面处(以及因而布置在布置了第一微穿孔箔110的侧面处)。用于白色光的最大光发射角度Ci4由透光通道450的直径Cl1与顶段454的长度L2a之间的比值决定，并且与底段456的长度L2b无关。因此，腔体的深度L2可以与必须在其下发射白色光的最大光发射角度Ci4无关地选择。在图4b中，假设顶段454是蓝色透明的，因为光线通过顶段454行进，而非蓝色部分被吸收。在其他实施例中，顶段454也可以是反射蓝色的。
[0058]在一个实施例中，间隔结构由具有透明壁的透光单元栅格制成，并且间隔结构沿着距离L2a浸到蓝色涂料中以便创建依照图4b中所给出的实施例的具有壁的间隔结构。涂料可以是无光涂料以便创建蓝色漫反射顶段454。涂料也可以是特定的材料，其导致顶段454处的蓝色透明涂层，从而获得蓝色透射顶段。
[0059]在一个可替换的实施例(未示出)中，光学吸音面板的硬度通过在透光单元内提供透明结构而增加，所述透明结构提供进一步的机械支撑。这些透明结构不应当限制腔体深度(L1或L2),使得吸声效果不受干扰。因此，透光单元内提供的附加透明壁(其没有颜色)在不改变光学吸音面板的光学或声学行为的情况下提供了机械优点。
[0060]图5a呈现了在阵列中包括多个透光单元502的间隔结构500的一个实施例。透光单元502的截面的形状是正方形。此外，透光单元502的壁是蓝色的，并且可以由合成蓝色材料制成。光学元件500可以利用注射成型工艺制造。栅格和透光单元502的先前讨论的参数(比如间距P1、壁的厚度咖和透光通道的长度L1)也被指明。
[0061]应当指出的是，间隔结构500的壁可以是透明的、反射的或者漫反射的。如果壁是透明的，那么观看者在(相对于包括间隔结构500的光学吸音元件的第一侧面的法线限定的)较大的观看角度下看见更暗的蓝色，因为这些角度下的光线透射通过多个连续的壁，并且在每个壁处，蓝色被加强。
[0062]图5b呈现了在栅格结构中包括多个透光单元552的另一个间隔结构550的一个实施例。透光单元552的截面的形状是六角形。此外，透光单元552的壁是蓝色的，并且可以由合成蓝色材料制成。光学元件550可以利用注射成型工艺制造。栅格和透光单元552的先前讨论的参数(比如间距P1、壁的厚度Ih1和透光单元552的长度L1)也被指明。
[0063]在一个实施例(未不出)中，壁的一些表面具有不同于蓝色的另一种颜色以便向朝包括间隔结构550的光学吸音面板看的观看者呈现图像。换言之，所述多个单元552中的一些单元具有另一种颜色的壁。在例如60度的角度下朝包括间隔结构550的光学吸音面板看的观看者主要看见单元552的壁，并且由于相对较大的观看角度的原因接收不到来自光源的任何直射光。因此，观看者看见不同颜色单元的不同颜色并且将它们的组合体验为图像。该图像例如为指示紧急出口的应急标志，或者可以是增强天窗外观的天空中的云的图像。
[0064]在另一个实施例(未不出)中，壁具有例如从靠近光输入窗口的白色到光出射窗口处的蓝色的颜色梯度。这在观看者在较大的观看角度下朝光学吸音元件看时创建了朝向更饱和的蓝色的平滑过渡。
[0065]图6a_6c示意性地示出了间隔结构600、630、660的三个其他的实施例的截面。所呈现的截面沿着与光学吸音面板的第一侧面平行的平面。图6a的间隔结构600包括多个透光单元602、604。间隔结构600可以通过将蓝色管段胶合在一起而制造。这些管段的内空间变成圆形的透光单元602，并且三个相邻蓝色管段之间的空间变成具有另一种形状的透光单元604。这三个相邻段之间的空间也可以填充有一定材料以便防止光透射通过该空间。如果使用在截面中看具有另一种形状的管段，那么获得相似的间隔结构。
[0066]图6b呈现了包括多个透光单元的间隔结构630的另一实施例的另一个截面。间隔结构630可以通过在蓝色合成材料板632中钻孔而制造。这些孔形成透光通道634。
[0067]图6c呈现了在栅格结构中包括多个透光通道674的间隔结构660的又一实施例的另一截面。间隔结构660由蓝色层660、662、664、666、668的叠层制造。蓝色层660、662、664、666、668可以是透明的或者漫反射的。间隔结构660通过以第一蓝色层660开始而制造，第二蓝色层662放置在第一蓝色层之上。第一蓝色层660和第二蓝色层662局部地胶合在一起，如例如在利用670指示的位置处所示的。其后，将第三蓝色层664放置在第一和第二蓝色层660、662之上。第三蓝色层664在与第一蓝色层660和第二蓝色层662胶合在一起所在的点不同的特定点处局部地胶合到第二蓝色层662。这样的不同位置例如利用672指示。对于后续的层666、668重复这样。在将这些连续的层胶合在一起之后，将这些层的叠层拉伸以获得图6c的结构。应当指出的是，拉伸的动作可以在执行将连续的层胶合在一起的动作时的另一个时刻执行，并且因此，未拉伸的层的叠层的中间产品具有相对较小的体积并且可以高效地储存。
[0068]图7示意性地示出了依照本发明第二方面的照明器700的实施例的截面。所呈现的截面沿着与照明器700的光发射表面垂直的平面。照明器700包括围绕腔体的外壳702。多个光源704在腔体内的外壳702的背平面706上提供。光源704可以是发光二极管(LED)、有机LED、传统白炽灯或者荧光灯管。光源704发射的光204朝在外壳702的光出射窗口的位置处提供的光学吸音面板100发射。光学吸音面板100类似于图1的光学吸音面板100，并且包括间隔结构108和微穿孔箔110。间隔结构包括多个透光单元106，这些透光单元在蓝色反射壁116之间包括透光通道118。微穿孔箔110包括亚毫米孔。光源704以相对较宽的光束204发射光，该光束具有相对于光束204中心轴的最大光发射角度α工/2。透光通道118将光源704发射的光的部分准直成准直光束212，该准直光束具有相对于光束212中心轴的最大光发射角度α 2/2并且α 2〈 a lt)透光通道118的壁116是漫反射蓝色的，并且来自光源704的光的另一部分撞击到壁116上且被反射，使得具有蝙蝠翼形状的角度光发射分布的蓝色光发射210通过微穿孔箔110发射。蓝色光发射210的最大光发射角度β/2相对较大,至少大于α2/2,并且大于α/2。声源206的撞击到微穿孔箔110上的声音208被光学吸音面板100和照明器700的组合吸收。声音通过亚毫米孔在照明器700的外壳702的背平面706与微穿孔箔110之间的腔体中行进，并且不向后经由亚毫米孔传输到周围环境中。因此，声音被光学吸音面板100和照明器700的组合吸收。腔体的深度为从背平面706到微穿孔箔110的最短距离，具有值L2并且为从I厘米至10厘米的范围内的值。在一个特定的实施例中，该深度处于从5厘米至10厘米的范围内，并且例如为8厘米。如果腔体具有这样的深度L2，那么声音的吸收是有利的。深度影响例如吸收频谱，并且在办公室环境中，例如具有人类制造的声音(例如当他们彼此交谈时)的频谱范围内的吸收频谱是有利的。如果腔体深度具有从I厘米至10厘米的范围内的值，那么人的声音被很好地吸收。
[0069]图8示意性地示出了在房间800中使用的照明器806。在图8中，示意性地呈现了房间800的三维视图。在房间800的天花板804处，提供了照明器806。照明器806例如基于图7的照明器700的设计。照明器在准直光束808中发射基本上白色的光，该准直光束在房间800的地板810上具有足迹812。在相对于照明器806的光发射表面的法线的相对较大的光发射角度下，发射蓝色光802。因此，如果人在房间800中存在于准直光束808之外，并且如果这个人朝照明器806看，那么这个人看见蓝色光发射表面，就好像它是晴天的蓝色天空一样。此外，准直光束提供房间800的有利照明，在人在布置于准直光束808内的桌子上工作的情况下尤其如此。此外，在房间800内生成的声音在大的程度上被照明器806吸收。
[0070]图9示意性地示出了房间900内部的另一个三维视图。房间900的天花板804设有发射白色光的照明器906，或者设有天窗(未示出)或者例如通过建筑物的屋顶和通风道(plenum)透射日光的光管(未不出)的光出射窗口。光源906在相对较宽的光束(未不出)中发射白色光。该光撞击到布置在光源906之下的光学吸音面板904的后表面上。光学吸音面板904利用例如缆线902、杆或者其他适当的悬挂装置悬挂到天花板。光学吸音面板904具有图1的光学吸音面板150的结构。因此，光学吸音面板904具有布置在与天花板804平行的光学吸音面板904的表面处的透明微穿孔箔。在光学吸音面板904的底面处提供了另一个微穿孔箔，该底面是也与天花板平行的表面并且是面向房间900的地板810的表面。在这两个微穿孔箔之间，布置了依照先前所讨论的间隔结构实施例之一的间隔结构。
[0071]光学吸音面板904的间隔结构朝着白色光的准直光束808对接收的光的部分准直，并且在相对于光学吸音面板的底面的法线的相对较大的光发射角度下生成蓝色光发射802。因此，朝光学吸音面板904看的人将看见蓝色光发射表面(就好像它是蓝色天空一样)，并且透射到房间900中的白色光提供房间900的有效且令人愉快的照明。此外，光学吸音面板904吸收在房间900内生成的声音的显著部分。因此，光学吸音面板904对于房间900中存在的人具有正面的影响，因为由光学吸音面板904提供的照明提供日光外观并且吸收声音。人受日光的正面影响，并且如果声音的量是有限的，那么人能够更好地集中精力并且可以更加有效且高效地工作。
[0072]应当指出的是，上述实施例说明了而不是限制了本发明，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求书的范围的情况下应当能够设计出许多可替换的实施例。
[0073]在权利要求书中，置于括号之间的任何附图标记都不应当被视为限制了权利要求。动词“包括”及其变体的使用并没有排除存在权利要求中未阐明的元件或步骤。元件之前的冠词“一”并没有排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于经过适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的一些可以由同一硬件项实施。在相互不同的从属权利要求中记载了特定的技术措施这一事实并不意味着这些技术措施的组合不可以加以利用。
【权利要求】
1.一种用于吸收声音(208)并且提供日光外观的光学吸音面板(100，150，904)，该光学吸音面板(100，150，904)包括: -第一侧面(114)，其用于接收声音(208)， -第二侧面(104)，其用于接收光，该第二侧面(104)与第一侧面(114)相对， -微穿孔箔(110)，其包括亚毫米孔(112)，该微穿孔箔(110)是透光的并且布置在第一侧面(114),亚毫米孔(112)为腔体的入口孔， -间隔结构(108，500，550，600，630，660)，其用于将第一侧面(114)和第二侧面(104)隔开预定义距离， 其中间隔结构(108，500，550，600，630，660)包括多个透光单元(106，604，634，674)，这些透光单元(106，604，634，674)包括: -透光通道(118)，其用于对光学吸音面板(100，150，904)的第二侧面(104)处接收的光的部分准直，其中这些透光通道(118)从第一侧面(114)朝第二侧面(104)延伸并且填充有空气， -光输入窗口( 120)，其布置在光学吸音面板(100，150,904)的第二侧面(104)， -光出射窗口(122)，光出射窗口(122)的至少一部分布置在光学吸音面板(100，150，904)的第一侧面(114)，以及 -壁(116，402)，其置于光输入窗口(120)与所述光出射窗口(122)的部分之间，该壁(116,402)围绕透光通道(118)，壁(116，402)的至少一部分在预定义频谱范围内是反射的或者透射的，以便在相对于光学吸音面板(100，150，904)的第一侧面(114)的法线的相对较大的光发射角度下获得蓝色光发射。
2.依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，包括包含亚毫米孔(152)的另一微穿孔箔(154)，该另一微穿孔箔(154)是透光的，并且布置在第二侧面(104)。
3.依照权利要求1的光学吸音面板(100,150,904),其中第一侧面(114)与封闭所述腔体的表面之间的距离处于从I厘米至10厘米的范围内，该距离沿着与第一侧面(114)垂直的线测量。
4.依照权利要求1或2的光学吸音面板(100,150,904),其中在引用权利要求1时，所述微穿孔箔(110)的亚毫米孔(112)的直径(d2)具有处于离该微穿孔箔(110)的厚度(th2)15%偏差区间内的值，或者其中在引用权利要求2时，所述微穿孔箔(110)的亚毫米孔(112)的直径(d2)具有处于离该微穿孔箔(110)的厚度(th2) 15%偏差区间内的值，并且所述另一微穿孔箔(154)的亚毫米孔(152)的直径具有处于离该另一微穿孔箔(154)的厚度15%偏差区间内的值。
5.依照权利要求1或2的光学吸音面板(100，150，904)，其中在引用权利要求1时，所述微穿孔箔(110)的总面积(A)与所述微穿孔箔(110)的亚毫米孔(112)的面积之间的比值小于0.1，或者其中在引用权利要求2时，所述微穿孔箔(110)的总面积(A)与所述微穿孔箔(110)的亚毫米孔(112)的面积之间的比值小于0.1，并且所述另一微穿孔箔(154)的总面积与所述另一微穿孔箔(154)的亚毫米孔(152)的面积之间的另一比值小于0.1。
6.依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，其中透光单元(106，604，634，674)的壁(116，402)的第一部分(454)在预定义频谱范围内在从光学吸音面板(100，150，904)的第二侧面(104)沿着特定距 离朝向 光学吸音面板(100，150，904)的第一侧面(114)的区域中是反射的或者透射的，以便在大于60度的光发射角度下获得大量蓝色光发射，光发射角度相对于光学吸音面板(100，150，904)的第一侧面(114)的法线进行测量，并且其中壁(116,402)的第二部分(456)是透明的，该第二部分(456)不同于第一部分(454)。
7.依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，其中透光单元(106，604，634，674)布置在栅格结构中，并且其中壁(116，402)的厚度Uh1)小于栅格结构的间距(P1)的1/3，栅格结构的间距(P1)由从透光通道(118)的中点到相邻透光通道(118)的中点的最短距离限定，并且壁(116，402)的厚度Uh1)被限定为从该壁面向透光通道(118)的表面到该壁(116，402)面向相邻透光通道(118)的另一个表面的最短距离。
8.依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，其中光学间隔结构(108，500，550，600,630,660)包括拉伸的细长层(660，662，664，666，668)叠层，其中连续层(660，662，664，666，668)配对在多个点(670，672)处接合在一起，连续层(660，662，664，666，668)的连续配对在不同的点(670，672)处接合在一起，这些层(660，662，664，666，668)形成透光通道(118)的壁，并且透光通道(118)由拉伸的细长层叠层的两个连续层(660，662，664，666，668)之间的空间形成。
9.依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，其中壁(116，402)面向透光通道(118)的表面(252 )在预定义频谱范围内是漫反射的。
10.依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，其中壁(116，402)在预定义频谱范围内是透光的。
11.依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，其中透光通道(118)的直径((I1)与透光通道(118)的长度(L1)之间的比值小于3.4。
12.—种照明器(806)，包括依照权利要求1的光学吸音面板(100，150，904)，其中该光学吸音面板(100，150，904)耦合到照明器(806)并且光学吸音面板(100，150，904)的第二侧面(104)面向照明器(806)。`
13.依照权利要求12的照明器(806)，其中光学吸音面板(100，150，904)的第一侧面(114)与照明器(806)的封闭所述腔体的表面之间的最短距离处于从I厘米至10厘米的范围内。
【文档编号】E04B9/34GK103890288SQ201280051107
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2011年10月20日
【发明者】S.H.斯温科斯, M.C.J.M.维斯森伯格 申请人:皇家飞利浦有限公司