[发明专利]使用有微观小面的箔的可调谐日光体验

说明书

本发明提供了一种用于为人类提供日光体验的照明单元（1）。该照明单元（1）包括：第一光源（10）和第二光源（20），其被配置成提供具有不同光谱分布的光源光（11,21）；被配置在第一光源（10）的下游的光透射第一光重分布窗（100）以及被配置在第二光源（20）的下游的光透射第二光重分布窗（200）；被配置在第一光重分布窗（100）和第二光重分布窗（200）的下游的光透射重定向窗（300）；以及可选地被配置在光透射重定向窗（400）的下游的漫射器窗（400）。

技术领域

本发明涉及包括多个光源和光透射窗的照明单元。本发明还涉及用于提供日光感知的这样的照明单元。

背景技术

照明单元模拟日光或天窗的用途在本领域中是已知的。WO2013011410例如描述了一种用于获得天窗外观的照明元件，其包括用于发射白光的白光发射构件、用于发射蓝光的蓝光发射构件和菲涅尔透镜。菲涅尔透镜布置成从白光发射构件和从蓝光发射构件接收光。白光发射构件布置在关于菲涅尔透镜的第一相对位置中以校准由白光发射构件发射的光的至少部分以获得特定方向上的准直定向光束。蓝光发射构件布置在关于菲涅尔透镜的第二相对位置中以获得至少在准直定向光束外部的蓝光发射。

发明内容

相比于人造光，人们一般偏爱日光作为其主要光照源。普遍认识到日光在我们的日常生活中的重要性。日光已知对于人们的健康和幸福是重要的。正如今天，西方世界中的人们花费其大约＞90%的时间在室内并且通常远离自然日光。因而，在包括家庭、学校、商店、办公室、医院病房和浴室的缺少自然日光的环境中，存在针对利用人造光创建令人信服的日光印象的人造日光源的大机会。日光外观一般意味着在小视角处体验白光并且在大视角处体验蓝色或泛蓝光。

关于目前已知的解决方案的一个主要问题是其低光学效率，其可以容易地在50%以下。这主要是归因于以下事实：使用吸光的光学元件，其例如选择性地吸收较大角度处的光的非蓝色分量。一些现有技术解决方案的其它缺点在于“蓝天”的强度和白色的向下光不能被独立地控制。现有技术解决方案的又一问题是关键光学元件的相对较大的系统。然而，针对这样的人造天窗解决方案的实际要求在于它优选地应当不是太深，从而允许现有基础设施中容易集成。另外，可以改进人造天窗概念的光学效率的先前考虑的解决方案典型地导致明显更厚的解决方案，使得它们实际上不可行。

独立控制（调光）蓝天和白光的可能解决方案将是使用两种LED颜色（白色和蓝色），其中每一种颜色具有不同的光学器件（即白色LED具有提供向下的相对窄射束的光学器件，并且蓝色LED具有提供“中空”射束的光学器件（即没有向下光，在大角度下的蓝光））。这样的解决方案将看起来非常缺乏一致性，这是不太期望的。这可以通过使用弱漫射器来解决。但是为了实现均匀外观，漫射器将必须放置在距led阵列的相当大的距离处。这可能使人造天窗解决方案（再次）不切实际地厚和庞大。

因而，本发明的一方面是提供一种可替换的照明单元，其优选地进一步至少部分地消除上文描述的缺陷中的一个或多个。特别地，本发明的一方面是提供一种可替换的照明单元及其使用，该照明单元的光被感知为日光或天空光，诸如例如能够生成白色（中心）射束和蓝色射束，或至少比（中心）白色射束更蓝，在这样的（中心）射束的侧部，诸如（完全）围绕这样的白色（中心）射束。

在本文中，提供了一种解决方案，其可以特别地基于显著改进光学效率的两个箔有微观小面的设计。我们提出与具有有微观小面的结构的两个箔组合地使用不同颜色的LED（其中的一个可以提供白光）来混合和重分布出射窗处的光，使得例如获得精细网格化的棋盘图案，其被用户感知为是均匀的。这允许以高效方式对每一种类型的LED的成角强度（即射束形状）进行独立控制。