[发明专利]照明系统和控制照明系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及内部照明系统。

背景技术

一般而言，人们偏爱日光胜过人工光作为他们的主要光照源。每个人认识到日光在我们的日常生活中的重要性。已知日光对人们的健康和安康是重要的。

一般地，人们将他们的超过90％的时间花费在室内，并且通常远离自然日光。因此，存在对人工日光源的需要，该人工日光源在包括家庭、学校、商店、办公室、医院病房以及浴室在内的缺乏自然日光的环境中利用人工光创造有力的日光印象。

市场上的人工日光源主要聚焦于高强度、可调谐色温以及缓慢动态（昼夜节律）。还已知的是使用显示器或箔片在天花板中创建天景。

试图更加真实地模仿日光的照明系统已经有了显著的发展。

当前用于创造日光效果的技术通常是基于顶部具有强漫射器的荧光解决方案。使用该方案来创造可调谐强度和可调谐色温的解决方案是可能的。然而，这些解决方案中的许多解决方案并不提供现实的日光体验，因为几乎不存在提供明显阴影的任何直射光。实际上，尚未很好地模仿的自然日光的一个特定特征是漫射光和直射光之间的关系。直射光提供明显阴影，而漫射光强度较低。当直射光和漫射光分量组合时，自然日光的印象更加强烈。

因此，存在针对提供更加现实的日光表示或者月亮或星星划过夜空的系统的需要。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据本发明，提供了一种照明系统，包括：

照明单元，其具有布置成通过照明单元的光出射孔发射光的照明元件的阵列，其中不同照明元件布置成通过光出射孔提供不同方向上的光；以及

控制器，

其中控制器调适成根据与发光体或光反射体的位置、以及该体所发射或反射的光的强度、颜色或色温中的至少一个有关的时变参数来控制照明元件，使得在对应于发光体或光反射体的位置的方向上提供光的第一照明元件比在从对应于发光体或光反射体的位置的方向偏移的方向上提供光的第二照明元件更亮。

该照明系统以时变方式增加投射在特定方向上的光强度，以便模拟太阳光。这通过提供照明元件的阵列来实现。随着时间的推移，较亮的强度可以跨阵列移动，以便模拟移动的太阳。较亮强度的照明元件提供阴影和定向性照明，而较低强度的照明元件可以提供更加漫射的一般性照明，例如以便模拟来自天空的散射光。

作为最低限度，阵列可以包括一维阵列，即一行光源。替代性地，光源的2D阵列提供在平坦或弯曲的表面之上。

较亮强度的照明元件优选地还具有不同光发射谱（即，颜色），使得非定向性天空颜色可以与定向性太阳颜色组合。

因而，优选地，第一照明元件具有与第二照明元件的光发射谱不同的光发射谱。

这样，本发明提供了人工日光系统，其例如可以形成为照明器，并且其可以受控制以实施依赖于时间的日光效果。

随着时间的推移，天空状况变化。不同的天空状况还产生不同水平的直射和漫射日光。阴沉的天空主要发射漫射光，而部分多云和晴朗的天空状况产生定向性光。本发明不仅使得光的定向性水平能够可控，而且使得能够实现较高强度的定向性照明和较低强度的背景照明之间的平衡，以便创造现实的日光体验。该平衡还可能随着时间的推移而演变以反映改变的天气状况。实际上，当人们体验现存人工日光解决方案时，人们的通常反应是照明应当随时间的推移而改变以更佳地反映实际日光状况或者模拟日出和日落。而且，指示太阳位置的光效果中的更为定向性的元件是期望的。

可以以不同的方式来控制照明系统。作为最低限度，系统能够使所感知的光输出方向变化以模拟可以表示太阳、月亮或星星的发光体或光反射体的位置（或虚拟位置）。然而，可以以其它的方式来控制系统，例如：

为了创造光来自所有角度的感知，或者

为了仿效来自不同天空状况的光（例如，多云的日子或具有晴朗天空的日子），或者

为了调适光输出的强度和色温。

正如上文所概述的，作为最低限度，系统可以随时间的推移而控制光方向。因而，参数优选地考虑到一天中的时间。该一天中的时间值可以被检测，或者其可以由用户输入。例如，照明系统可以在一天期间自动地演变，但是还可能的是用户将系统设定为具体静态设置，例如正午的外观。

参数可以考虑到一天中的时间值和一年内的时间。这样，可以使得室内照明模拟户外照明，至少在户外照明水平充足时的时间期间。当然，当外部是黑暗时，内部照明不再需要复制户外照明，但是可以不同地受控制以提供用户针对夜晚时间光照所期望的照明类型，或者其可以受控制以表示月亮或星星划过夜空。