照明系統技術方案

照明系統（1），包括光源（2），用于提供具有第一相關色溫的定向非漫射光的光束（3），光束（3）沿主光束方向（4）傳播；燈罩狀結構（10），包括底部單元（12）和屏幕結構（14），底部單元（12）和屏幕結構（14）限定光通道（46）。底部單元（12）包括漫射光發生器（20），用于產生具有第二相關色溫的發散光，其中第二相關色溫大于第一相關色溫，且底部單元（12）對于光束（3）的定向非漫射光至少部分透明，使得至少光束（3）的發散光束部分（53）進入光通道（46）內；屏幕結構（14）空間分布為被發散光束部分（53）的至少一部分照射，從而提供用作散射光源的受照屏幕部分（394、395）。

【技術實現步驟摘要】
照明系統
本專利技術主要涉及一種照明系統，尤其是一種用于模擬自然陽光照明的照明系統。進一步地，本專利技術主要涉及在建筑物內尤其是建筑物的天花板或墻壁內實施這種照明系統。進一步地，本專利技術涉及模擬自然陽光照明的天花板構造。
技術介紹
用于封閉環境的人工照明系統通常致力于提高用戶的視覺舒適體驗。具體地，目前已出現模擬自然光、尤其是太陽光照明的照明系統。這種照明系統的特點為模擬戶外光線，其中戶外光線根據陽光與地球大氣之間的相互反應，能生成特定的陰影特征。同一申請人申請的專利申請EP2304478A1和EP2304480A1中，公開了一種照明系統，具有產生可見光的光源和包含納米顆粒的面板。在照明系統工作時，面板接收光源發出的光，并用作所謂的瑞利漫射器（Rayleighdiffuser），也就是說其與晴朗天空條件下的地球大氣類似的方式漫射光線。具體地，其理念為，采用具有低的相關色溫（correlatedcolortemperature，CCT）的定向光和具有較高的相關色溫的漫射光，從原理上說，可產生淺藍色的陰影，其中定向光與陽光對應且在有被照亮物體存在時產生影子，漫射光對應于藍色天空下的光。本專利技術至少部分地涉及提高或克服現有系統的一個或多個方面。
技術實現思路
第一方面，本專利技術涉及一種照明系統，包括光源，用于提供具有第一相關色溫的定向非漫射光的光束，光束沿主光束方向傳播，其中定向非漫射光的傳播方向在橫穿光束的方向上是變化的，所述傳播方向在內部區域基本上平行于主光束方向，且隨著距內部區域的距離的增加，相對于主光束方向逐漸傾斜；燈罩狀結構，包括被光源在一側照射的底部單元，和設置在底部單元相反側的屏幕結構（本文也稱為相對側），底部單元和屏幕結構限定光通道。進一步地，底部單元包括漫射光發生器，用于產生大于第一相關色溫的第二相關色溫的漫射光，底部單元對于光束的定向非漫射光至少是部分透明的，并設置為使得至少光束的發散光束部分進入光通道，屏幕結構相對于發散光束部分的主光束方向空間分布，以被發散光束部分的至少一部分照亮，從而提供作為散射光源的受照屏幕部分。另一方面，本專利技術公開了復數個上述類型的照明系統，其中在工作過程中每個照明系統都以至少一條對照線為特點，且照明系統相對彼此布置，使得選定的對照線為平行的，或至少觀察者認為是平行的。另一方面，照明系統包括：光源，用于提供具有第一相關色溫的定向非漫射光的光束，光束沿主光束方向傳播；燈罩狀結構，包括具有孔口的平面前蓋、底部單元和屏幕結構。其中底部單元放置為，被光源從一側照射。底部單元和屏幕結構限定光通道，從底部單元的相反側延伸至孔口，其中底部單元包括漫射光發生器，用于產生具有第二相關色溫的漫射光，第二相關色溫大于第一相關色溫，且底部單元對于光束的定向非漫射光至少是部分透明的，并設置為使得光束的至少發散光束部分進入光通道內。進一步地，漫射光發生器相對于平面前蓋是傾斜的。另一方面，照明單元包括復數個上述的照明系統，和/或照明單元包括復數個照明系統，每個都包括：光源，用于提供具有第一相關色溫的定向非漫射光的光束，光束沿主光束方向傳播；燈罩狀結構，包括具有孔口的平面前蓋、底部單元和屏幕結構。其中底部單元放置為被光源從一側照射。底部單元和屏幕結構限定了從底部單元的相反側延伸至孔口的光通道，其中底部單元包括漫射光發生器，用于產生具有第二相關色溫的漫射光，第二相關色溫大于第一相關色溫，且底部單元對于光束的定向非漫射光至少是部分透明的，使得光束的至少發散光束部分進入光通道內。在這些照明單元中，照明系統基本上是完全相同的，且所有的照明系統以基本相同的空間定位布置在照明單元內。上述方面的進一步的實施例在從屬權利要求中公開，并構成本文的組成部分。例如，在一些實施例中，當其發散光束部分進入光通道內時，屏幕結構的延伸部分沿方位角方向圍繞發散光束部分的主光束方向延伸，和/或屏幕結構相對于發散光束部分的空間定位可選擇為，使得當發散光束部分進入光通道時，受照屏幕部分以例如最大超過220度、200度或190度、或在一些實施例中僅幾十度，沿方位角方向圍繞主光束方向部分地延伸。在一些實施例中，照明系統可整體地形成在房間的墻壁或天花板內，并通過光井照亮房間。通過下文的描述及所附附圖，本專利技術的其他特征和各方面將更清晰。附圖說明圖1是示例的照明系統照射房間的截面示意圖；圖2是光束的示意圖，該光束在橫穿光束的方向上具有不一致的傳播方向；圖3是天花板內示例的光井的立體示意圖；圖4是示出圖3光井的幾何結構的示意圖；圖5是沿圖3示例光井的短邊以第一方向來看時的截面示意圖；圖6是沿圖3中示例光井的長邊以第一方向來看時的截面示意圖；圖7是另一示例圓形光井的截面示意圖；圖8是圖7所示光井的幾何結構的示意圖；圖9是示出照明系統的示例性的受照屏幕的立體示意圖；圖10是具有傾斜底部單元的照明系統另一實施例的截面示意圖；圖11是示出幾何參數的照明系統另一實施例的截面示意圖；圖12是示出房間內由包含復數個照明系統的照明單元照射時的立體示意圖。具體實施方式下面詳細說明本專利技術的示例性實施例。本文所描述及附圖所示的示例性實施例的目的是為了理解本專利技術的原理，使本領域普通技術人員在眾多不同的環境可實施和利用本專利技術，并用于眾多的不同應用條件。因此，示例性實施例并不意圖且不應當認為是專利保護范圍的限制性描述。而是，專利保護范圍應當由所附權利要求書來限定。本專利技術部分地基于模擬陽光照明系統的實現，瑞利漫射器設置為一側具有漫射光，且在另一側由強定向光（本文也稱直射光）穿過的瑞利漫射器。相應地，當安裝在天花板內時，照明僅由設置在天花板的一些照明系統經由瑞利漫射器擴展，并由定向光在地板上形成光斑。人們已經意識到，通過在瑞利漫射器的定向光順流通道內附加設置用作散射表面的受照屏幕，可增加從上向下的照射，從而生成可增加從頂部的光照射的另一漫射器（本文還稱為照亮屏幕）。此外，人們已經意識到，當附加設置用于光影變換的照亮屏幕時，因為定向光源具有原理上的可視發散，成功模擬陽光的效果可改善，盡管定向光自身具有一些發散，光影變換強調特定光傳播方向的效果。相對于光影變換支持陽光的效果，陰影為相對于定向光的陰影。另外，可能具有相對漫射光的陰影變換。但是，這些陰影并非沿陽光入射方向而設置，因此，并不有助于使光線的幾何外觀具有陽光的效果。特定光傳播方向的效果，可通過僅圍繞離開瑞利漫射器的光束的傳播方向的有限方位角的角度范圍照射來實現。對于陽光，即基本上的非發散光來說，對于傾斜入射角，一半的方位角角度范圍會被照亮。在人工系統中，基于可增加至例如大約220度、或200度、或190度的方位角角度范圍，其仍可提供陽光效果。需要指出的是，用于模擬陽光時，理想陽光方位角的角度范圍在有限范圍內的偏差是可接受的。但是，結構設置可實現方位角角度范圍的精確選擇。例如，對于長方形孔口/面板和平行六面體的光井（即具有垂直于面板的側壁），傾斜陽光束最多可照亮四個側壁中的兩個（因此提供沿方位角方向180度照射）。相對比地，發散光束沿長方形的一個平面傾斜，因此，從一側（而不是從一個拐角）發射光。用其他術語即為，具有相對兩個側壁傾斜的主光束方向，但在平行六面體光井的另外兩個側壁的平面內傳播，將照射三個側壁而不是兩個側壁，因此，使本文檔來自技高網...

【技術保護點】
照明系統（1），包括：光源（2），用于提供具有第一相關色溫的定向非漫射光的光束（3），所述光束（3）沿主光束方向（4）傳播，其中，所述定向非漫射光的傳播方向在橫穿設所述光束（3）的方向上是變化的，所述傳播方向在內部區域基本上平行于所述主光束方向（4），并且隨著距所述內部區域距離的增加，相對于所述主光束方向（4）逐漸傾斜；及燈罩狀結構（10），包括被所述光源（2）在一側照射的底部單元（12），和設置在所述底部單元（12）的相反側的屏幕結構（14），所述底部單元（12）和所述屏幕結構（14）限定了光通道（46），其中所述底部單元（12）包括漫射光發生器（20），用于產生具有第二相關色溫的漫射光，其中所述第二相關色溫大于所述第一相關色溫，且所述底部單元（12）對于所述光束（3）的定向非漫射光至少是部分透明的，并設置為使得至少所述光束（3）的發散光束部分（53）進入所述光通道（46）內；及所述屏幕結構（14）相對于所述發散光束部分（53）的主光束方向（54）空間分布，以被所述發散光束部分（53）的至少一部分照亮，從而提供作為散射光源的受照屏幕部分（394、395）。

【技術特征摘要】
2014.03.10 EP 14000835;2014.03.27 EP PCT/EP2014/001.照明系統（1），包括：光源（2），用于提供具有第一相關色溫的定向非漫射光的光束（3），所述光束（3）沿主光束方向（4）傳播，其中，所述定向非漫射光的傳播方向在橫穿所述光束（3）的方向上是變化的，所述傳播方向在所述光束（3）的內部區域平行于所述主光束方向（4），并且隨著距所述內部區域距離的增加，相對于所述主光束方向（4）逐漸傾斜；及燈罩狀結構（10），包括被所述光源（2）在一側照射的底部單元（12），和設置在所述底部單元（12）的相反側的屏幕結構（14），所述底部單元（12）和所述屏幕結構（14）限定了光通道（46），其中所述底部單元（12）包括漫射光發生器（20），用于產生具有第二相關色溫的漫射光，其中所述第二相關色溫大于所述第一相關色溫，且所述底部單元（12）對于所述光束（3）的定向非漫射光至少是部分透明的，并設置為使得至少所述光束（3）的發散光束部分（53）進入所述光通道（46）內，其中當所述發散光束部分（53）離開所述漫射光發生器（20）且在所述光通道（46）內傳播時，所述發散光束部分（53）以其主光束方向（54）為特點；及所述屏幕結構（14）包括具有光散射表面的側壁（44），所述光散射表面空間地取向以朝向所述發散光束部分（53）的所述主光束方向（54），使得所述光散射表面在所述光源（2）工作時被所述發散光束部分（53）的至少一部分照亮，從而提供作為散射光源的受照屏幕部分（394、395）；及所述屏幕結構（14）還包括非受照屏幕部分（392、393、396、397），在所述光源（2）工作時，其不被所述發散光束部分（53）直接照亮，使得在所述照明系統（1）工作過程中，影/光過渡線（400，402）形成在所述非受照屏幕部分（392，393，396，397）與所述受照屏幕部分（394、395）之間。2.根據權利要求1所述的照明系統（1），其中所述屏幕結構（14）設置為漏斗狀結構，在所述屏幕結構（14）的光通道內，所述屏幕結構（14）沿下游方向的發散程度大于所述發散光束部分（53）；和/或其中當所述發散光束部分（53）進入所述光通道（46）內時，所述屏幕結構（14）沿方位角方向的延伸部分圍繞所述發散光束部分（53）的主光束方向（54），和/或，所述屏幕結構（14）相對于所述發散光束部分（53）的空間定位選擇為，使得當所述發散光束部分（53）進入所述光通道（46）內時，所述受照屏幕部分（394、395）沿方位角方向圍繞所述主光束方向（54）部分地延伸。3.根據權利要求1或2所述的照明系統，其中所述非受照屏幕部分（392、393、396、397）布置在所述受照屏幕部分（394、395）的一個方位側或兩個方位側；和/或其中所述發散光束部分（753）完全被所述屏幕結構（714）阻隔，從而只有散射光（500，510）離開所述燈罩狀結構（710）的光通道（746）；和/或其中所述受照屏幕結構（794）被所述非受照屏幕結構（793）圍繞，或與所述底部單元（12）及所述非受照屏幕結構（793）接界。4.根據權利要求1或2所述的照明系統（1），其中所述屏幕結構（14）包括至少在所述受照屏幕部分（394、395、794）內的光散射表面，其對于所述發散光束部分的定向非漫射光、和/或對于所述漫射光發生器（20）的漫射光（500）、和/或對于所述屏幕結構自身的漫射光（510）具有吸收性能；和/或其中所述屏幕結構（14）包括至少在所述受照屏幕部分（394、395、794）內的具有各向異性漫反射率的光散射表面，漫反射率峰值圍繞鏡面反射的方向，所述散射光分布在不超過120度的半峰全寬角具有峰值。5.根據權利要求1或2所述的照明系統，其中所述燈罩狀結構（10）整體形成在建筑物的天花板（60）或墻壁內，并形成光井（40）。6.根據權利要求1或2所述的照明系統（1），其中從一孔口（380）延伸形成光井（40），所述孔口形成在天花板（60）或墻壁上或內部；和/或其中所述光井（40）的底面（313）由所述漫射光發生器（20）形成；和/或其中所述光井（40）的側壁（42、44）從所述底面（313）延伸至所述孔口（380），從而形成所述受照屏幕部分（394、395）和/或所述非受照屏幕部分（392、393、396、397）。7.根據權利要求1或2所述的照明系統（1），其中形成所述非受照屏幕部分（392、393、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·D·特拉帕尼，
申請(專利權)人：科勒克斯有限責任公司，
類型：發明
國別省市：意大利;IT