用于提供天窗外观的光学元件、照明系统和照明器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种光学元件、照明系统和照明器。该光学元件包括板100和多个准直装置。该光学元件将被用在包括光发射表面106的光源前面，并且该光学元件被配置成获得天窗外观。所述板100被布置成与光发射表面106平行。该板100不透明并且包括多个孔104。该板100进一步包括被布置成与光发射表面106平行的反射表面102。该反射表面102在预定光谱范围内是反射光的，以便获得蓝色光发射100。所述多个准直装置对接收自光源的光的一部分准直以便获得在特定方向上的准直光束112。这些准直装置中的每一个包括所述板104的所述多个孔中的一个孔。
【专利说明】用于提供天窗外观的光学元件、照明系统和照明器
【技术领域】
[0001]本发明涉及用来创建天窗(skylight)外观的光学元件。
【背景技术】
[0002]已公布的专利申请US2008/0273323A1公开了一种用来发射被用户体验为令人愉快的光的特定照明器设计。该照明器包括主光源和附加光源。附加光源发射色谱与主光源的色谱不同的光。主光源和附加光源的光在通过照明器的主要光出射窗口发射之前混合。此外，由附加光源发射的光的一部分被引导至照明器的侧面或者后侧，以便通过照明器的所述侧面或者所述后侧上的附加光出射窗口发射。这样的照明器提供了通过主要光出射窗口发射白色光并且还经由附加光出射窗口发射不同颜色的光(例如蓝色光)的机会。在一定程度上，这提供了一种天窗体验，因为发射了白色光以及可能地蓝色光。然而，如果观看者朝着照明器看，而不管观看角度如何，照明器被感知为发射白色光的照明器，并且其周围的区域(屋顶或者墙壁)被感知为蓝色光反射的区域。屋顶中的天窗在晴天提供阳光的定向光束和其他方向上的蓝色光。因此，朝着天窗看并且在阳光的定向光束内的观看者看见白色天窗，而在定向光束之外的观看者看见蓝色天窗。换言之，所引用的专利申请的照明器提供了有限的天窗体验。
[0003]此外，依照所引用的专利申请的照明器具有复杂的结构并且需要相对大数量的光学元件，例如至少两个光源(其中每个光源发射不同颜色分布的光)、混合这两个光源的光的装置以及将附加光源的光朝附加光出射窗口引导的光引导结构。因此，这个已知的用于创建吸引人的光发射的照明器是相对昂贵的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种更加成本有效的用于创建天窗外观的光学元件。
[0005]本发明的第一方面提供了一种如权利要求1所述的光学元件。本发明的第二方面提供了一种如权利要求6所述的照明系统。本发明的第三方面提供了一种如权利要求9所述的另外的照明系统。本发明的第四方面提供了一种如权利要求11所述的照明器。从属权利要求中限定了有利的实施例。
[0006]依照本发明第一方面的光学元件包括板和多个准直装置。该光学元件适合于用在包括光发射表面的光源前面，并且该光学元件被配置成获得天窗外观。所述板被布置成与光发射表面平行。该板不透明并且包括多个孔。该板进一步包括被布置成与光发射表面平行的反射表面。该反射表面在预定光谱范围内是反射光的，以便获得蓝色光发射。所述多个准直装置对接收自光源的光的一部分准直，以便获得特定方向上的准直光束。这些准直装置中的每一个包括所述板的多个孔中的一个孔。
[0007]依照本发明的光学元件使用了准直装置，所述准直装置包括在所述板中的所述多个孔，以便获得具有与接收自光源的光相同的特性的准直光束。特别地，如果接收到基本上白色的光，那么准直光束被人们感知为通过天窗或窗口洒落的直射阳光。在晴天，日光的相对较大的部分为定向白色光。因此，准直光束提供了部分日光体验。此外，在预定光谱范围内为反射性的表面经由反射提供蓝色光。所获得的蓝色光发射与在通过天窗或窗口洒落的日光中也可得的淡蓝色光相对应。朝着光学元件看并且不在白色光的定向准直光束内的观看者看见蓝色光源，其与也通过天窗或窗口看见的晴天的天空颜色相对应。因此，如果光学元件用在发射白色光的光源前面，那么该光学元件提供包括定向准直(白色)光束和淡蓝色光的光发射。因此，该光学元件提供了被感知为晴天的天窗的光发射。
[0008]所述光学元件没有复杂的结构，并且因此可以相对廉价地制造。此外，由于它是一种板，因而该光学元件可以以相对较低的成本、可与窗口或者天窗的尺寸相比的大尺寸制造。与具有相对较大的光发射表面的光源相结合，该光学元件可以创建晴天的日光通过其洒落到房间中的窗口或天窗的外观。如果这样的光条件存在于房间中，那么房间中的人的幸福感受到积极影响，并且例如人们的生产力可以提高。
[0009]接收自光源的光可以是白色光。这意味着白色光的波长分布使得白色光的色点为颜色空间的黑体线上或者靠近黑体线的色点。人类肉眼将具有黑体线上的色点的光感知为处于冷白色至暖白色光的范围内。直射阳光也是白色光，并且具有靠近颜色空间的黑体线或者在黑体线上的色点。直射阳光也根据日时和大气条件在冷白色与暖白色之间变化。
[0010]蓝色光发射具有这样的光谱分布，其中蓝色光谱范围内的波长相对于蓝色光谱范围之外的波长占主导，使得人类肉眼将该光感知为蓝颜色的光。
[0011]应当指出的是，光发射表面可以是光源的表面，或者例如是漫射接收自一个或多个光发射器的光的漫射器。此外，光发射表面可以是其中布置了多个光发射器的虚拟平面，并且在一个实例中，所述多个光发射器充当朗伯型光源，并且它们都在虚拟平面的同一侧发射光。
[0012]所述板不透明，这意味着该板不是良好的光透射器。撞击到该不透明板上的光的不超过10%透射通过该板的材料。光透射通过所述孔。
[0013]可选地,蓝色光发射的至少一部分在准直光束之外。
[0014]可选地，所述板不是蓝色合成材料的板。
[0015]可选地，所述板包括接收来自光源的光的第一侧面，并且该板包括与第一侧面相对的第二侧面。第二侧面面向周围环境并且所述反射表面被配置成反射环境光。获得蓝色环境光反射。所述光学元件的反射表面朝着周围环境布置，并且因此环境光被用来获得蓝色光发射。因此，无需附加的光源或者附加的光学装置来获得蓝色光发射，并且因而所述光学元件的结构不复杂并且保持成本有效。
[0016]可选地，所述孔为用来形成准直装置的通过所述板的透光通道，并且这些孔在特定方向上从第一侧面朝第二侧面延伸。透光通道是准直装置，从而获得相对简单构造的准直装置。为了获得足够的准直水平，透光通道的直径小于通道的长度，并且可选地该直径远远小于通道的长度。所述光学元件的结构不复杂，因为该光学元件是具有多个贯穿通道和至少一个(蓝色)反射表面的板。在特定方向上通过板的通道可以借助于创建通道的钻孔或激光切割来制造。因此，这样的光学元件的制造成本是低的。
[0017]可选地，透光通道具有壁，这些壁是板的面向透光通道的内部的表面。透光通道的壁的至少一部分在预定光谱范围内是反射的，以便在相对于特定方向的相对较大的光发射角度下获得蓝色漫射光发射。因此，除了所述反射表面之外，透光通道的壁在预定光谱范围内也是反射的，使得由透光通道接收自光源且撞击到壁上的光被反射为漫射蓝色光。撞击到壁上(并且被壁反射)的光具有相对于准直光束的特定方向的相对较小的光发射角度。具有相对于所述特定方向的相对较小的光发射角度的光很可能最终在准直光束中，而不是被所述壁反射。因此，如果不存在环境光，那么光源的光被用来获得蓝色光发射，并且降低了为获得蓝色光发射而对环境光条件的依赖性。
[0018]可选地，所述光学元件包括另外的板，该另外的板被布置成与所述板平行并且通过间隙与所述板分开。所述板和所述另外的板中的每一个包括多个孔。所述板的多个孔与所述另外的板中的最近的孔形成配对。通过该配对的孔的中心点的线形成该配对的假想中心轴。所有配对的假想中心轴平行地布置。这些孔配对对接收自光源的光的一部分准直以便获得在所述配对的假想中心轴的方向上的准直光束。因此，每个孔配对形成所述准直装置中的一个。所述另外的板包括另外的反射表面。所述板的反射表面面向所述另外的板的所述另外的反射表面。
[0019]在该布置中，具有通过所述孔配对中的每一个配对的两个孔的光传输路径的光源的光透射通过光学元件，并且因此被准直为准直光束。最终在准直光束中的光具有相对于所述配对的假想中心轴的相对较小的光发射角度。通过所述孔配对中的一个配对的孔之一，而不通过所述孔配对中的该特定配对的另一个孔洒落的光撞击到所述板或者所述另外的板上，并且在所述板与所述另外的板之间反射一次或多次。该光具有相对于所述配对的假想中心轴的相对较大的光发射角度。由于反射表面仅仅对于预定光谱范围内的光是反射的，因而在这些板之间反射的光变成蓝色光。反射一次或多次的光经由反射通过这些板之间的间隙行进，并且通过所述板或者所述另外的板的某个孔离开该间隙，并且然后发射到周围环境中。这种到周围环境中的发射处于相对于所述配对的假想中心轴的相对较大的光发射角度下。因此，光学元件在定向准直光束中发射(白色)光，并且至少在定向准直光束之外发射蓝色光。这样的光发射可与晴天的天窗或窗口的光发射相比，并且因而该光学元件提供了一种天窗外观。该光学元件的结构相对简单，因为它包括两个具有孔的板，并且因此可以成本有效地制造。
[0020]依照本发明的第二方面，提供了一种照明系统，其包括依照本发明第一方面的光学兀件和光导。该光导包括光输出窗口和光输入窗口。光输出窗口面向光学兀件，并且被布置成朝光学兀件发射光。光输入窗口被布置成接收来自光源的光。光导是用来创建相对较大的光发射表面的有效且高效的装置，并且因此可以获得一种相对成本有效的照明系统，该照明系统沿着相对较大的光发射表面具有天窗外观。可选地，光导布置在所谓的侧面发射布置中，其中光输入窗口被布置成垂直于光输出窗口。
[0021]可选地，该照明系统进一步包括反射器，该反射器布置在光导的与光导的光出射窗口相对的一侧。光导包括光外耦合结构。所述板的多个孔与最近的光外耦合结构形成配对。通过孔的中心点和光外耦合结构的中心点的线形成该配对的假想中心轴。所有配对的假想中心轴平行地布置，以便对接收自光源的光的一部分准直以获得在所述配对的假想中心轴的方向上的准直光束。因此，每个配对形成所述准直装置中的一个。所述板的反射表面面向光导的光出射窗口，以便至少在准直光束的光发射角度之外的光发射角度下获得蓝色光发射。
[0022]在上面讨论的布置中，外耦合结构充当朝光学元件发射光的点源。通过外耦合结构向外耦合并且通过孔洒落的光具有靠近所述配对的假想中心轴的光发射角度，并且该光形成定向准直光束。起源于外耦合结构并且具有在定向准直光束的光发射角度之外的光发射角度的光线落在光学元件的反射表面上，并且在预定义光谱范围内被反射，使得该光变成淡蓝色。随后，该淡蓝色光在该光通过孔(以相对于所述配对的假想中心轴的相对较大的光发射角度)离开照明系统之前在反射器与反射表面之间反射一次或多次。因此，照明系统提供了一种天窗外观。照明系统的构造由于使用的部件数量少的原因而不是非常复杂的，并且因此可以获得一种成本有效的照明系统。
[0023]反射器可以在两侧或者在一侧上是反射的，所述一侧是面向光导的那一侧。
[0024]可选地，照明系统包括布置在光学元件的一侧处的另外的光导，所述一侧与光学元件的面向所述光导的另一侧相对。所述另外的光导具有两个平行表面，这两个表面被布置成与光学元件的所述板平行。所述板的反射表面面向所述另外的光导。所述另外的光导包括在所述光导的平行表面中的至少一个表面的子区域处的光外耦合结构。所述子区域与所述光导的平行表面中的所述至少一个表面的准直光束通过其透射的子区域分开。这些外率禹合结构被布置成朝所述板的反射表面发射光。
[0025]在上面讨论的可选布置中，光学元件的准直装置提供了透射通过所述另外的光导的直接准直光束，并且所述另外的光导朝所述板的反射表面发射光，使得该光被反射为蓝色光。所述另外的光导接收来自附加光源的光。因此，所述另外的光导用于有源蓝色光发射，并且依照上面讨论的可选布置的照明系统不依赖于例如环境光的存在来获得蓝色光发射。所述另外的光导的外耦合结构布置在定向准直光束之外的子区域中以便防止准直光束的失真。
[0026]依照本发明的第三方面，提供了一种另外的照明系统，其包括依照本发明第一方面的光学元件并且还包括TLed。TLed包括透光管，该透光管被布置成光出射窗口并且包括发光二极管。TLed被布置成朝光学元件发射光并且被布置在所述虚拟平面中。
[0027]所述另外的照明系统可与先前讨论的照明系统相比，然而，具有外耦合结构的光导被所述多个TLed代替。TLed的光通过光学元件和光学元件相对于TLed的相对位置的组合而被准直和定向。在不远的将来，TLed将变得相对廉价，并且形成用来创建成本有效的另外的照明系统的有利光源。
[0028]TLed基本上为改型光管，其中光由发光二极管(LED)生成。发光二极管可以发射白色光，并且该光管包括漫射材料以便通过光管的一部分获得相对均匀的光发射。在其他实施例中，TLed包括发射特定颜色的光或者发射UV光的LED，并且光管包括这样的发光材料，该发光材料吸收由LED发射的光的至少一部分并且将该光转换成另一种颜色的光，从而获得基本上白色的光输出。
[0029]可选地，将漫射器布置在TLed与光学元件之间。该漫射器充当沿着其表面具有相对均匀的光发射分布的光发射表面。
[0030]依照一个可替换的实施例，提供了一种可替换的照明系统，其包括包含光发射表面的有机发光二极管(OLED )，并且其包括依照本发明第一方面的用于接收来自有机发光二极管的光的光学元件。
[0031]依照本发明的第四方面，提供了一种照明器，其包括依照本发明第一方面的光学元件，或者其包括依照本发明第二方面的照明系统，或者其包括依照本发明第三方面的所述另外的照明系统。
[0032]依照本发明第四方面的照明器提供了与依照本发明第一方面的光学元件、依照本发明第二方面的照明系统以及依照本发明第三方面的所述另外的照明系统相同的益处，并且拥有具有分别与所述光学元件、所述照明系统或者所述另外的照明系统的相应实施例类似的效果的类似实施例。
[0033]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。
[0034]本领域技术人员应当理解的是，上面提到的本发明的选项、实现方式和/或方面中的两个或更多个可以以任何被认为有用的方式进行组合。
[0035]本领域技术人员根据本说明书可以实现与所述系统的所述修改和变型相对应的所述系统、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】
[0036]在附图中:
图1示意性地示出了依照本发明第一方面的光学元件的截面，
图2示意性地示出了依照本发明第二方面的照明系统的截面，
图3示意性地示出了包括两个光导的照明系统的截面，
图4示意性地示出了包括由两个板构造的光学元件的照明系统的截面，
图5a示意性地示出了一种照明系统的截面，其中在所述板中的光外耦合结构和孔形成准直装置，
图5b示意性地示出了依照图5a的照明系统的3d视图，
图6示意性地示出了依照本发明第三方面的另外的照明系统的截面，
图7示意性地示出了包括依照本发明第四方面的照明器的房间的3d视图。
[0037]应当指出的是，在不同的图中由相同的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。在已经解释了这样的项目的功能和/或结构的情况下，没必要在【具体实施方式】中重复对其解释。
[0038]这些图仅仅是概略性的并且未按比例绘制。特别地，为了清楚起见，一些尺寸被强烈夸大。
【具体实施方式】
[0039]图1中示出了第一实施例。图1示意性地给出了依照本发明第一方面的光学元件的截面。该光学元件包括包含多个透光通道104的板100，所述透光通道充当准直装置。板100被布置成平行于例如具有大的光发射表面的光源的光发射表面106,或者平行于在虚拟平面中包括多个光发射器的照明系统。
[0040]板的顶部表面102是被布置成平行于光发射表面106的表面,其在预定光谱范围内是反射的以便获得蓝色光发射。顶部表面102例如设有蓝色涂层或者蓝色材料固体层。撞击到顶部表面102上的环境光108被反射，并且主要是蓝色光110被反射。如果顶部表面102是漫反射的，那么蓝色光在多个方向上被反射。通常，环境光是相对漫射的，并且因而反射的蓝色光将是一种漫射蓝色光发射。因此，作为顶部表面102的蓝色光发射110的结果，朝着板100看的观看者120看见蓝色表面。
[0041 ] 所述多个透光通道104布置在顶部表面102与板100的接收来自光发射表面106的光的表面之间。每个透光通道允许在介于最大和最小光发射角度之间的角度下的来自光发射表面106的光的直接透射。光发射表面106的光发射包括更多光发射角度，并且因而透光通道104对接收的光准直。每个透光通道104具有中心轴116，并且至少大量的中心轴被布置成平行的，以便在平行布置的中心轴116的方向上获得多个准直光束。在图1中，绘出了在中心轴116的方向上的两个准直光束112的外光线。特别地，如果透光通道104具有与其长度相比相对较小的直径，那么准直光束仅仅包括相对于透光通道104的中心轴116形成小角度的光发射方向。在图1中，透光通道104的中心轴116与板100的法线118形成角度α，并且因此，准直光束112的平均光发射方向等于与板100的法线118形成的角度α。因此，该特定方向可以用角度α来描述。透光通道的壁114是吸收光的，以便吸收以准直光束112的光发射角度之外的光发射角度发射到透光通道104中的光。
[0042]图2示意性地给出了依照本发明第二方面的照明系统200的截面。照明系统200包括光发射器203、光导206以及依照本发明第一方面的光学兀件202。光发射器203将白色光204发射到光导206中。光导206包括外I禹合结构208,该外稱合结构将通过光导引导的光朝着光学元件202重定向。光学元件202接收来自光发射器203和光导206的组合的白色光。光学元件202类似于图1的光学元件100，然而，透光通道104的壁210在预定光谱内是反射光的，以便在准直光束112之外的光发射角度下获得蓝色光发射。在图2中，撞击到特定透光通道104的壁210上的白色光线212被壁210反射并且非蓝色光分量被吸收，从而蓝色光线214被发射到周围环境中。因此，如果光发射器203处于操作中，那么光学元件202在特定方向上发射白色光的准直光束112，并且光学元件202在准直光束112之外的光发射角度下发射漫射蓝色光。此外，光学元件的反射表面102仍然反射环境光108的蓝色分量。
[0043]光导206可以例如由诸如玻璃或硅树脂之类的透光材料制成。外耦合结构208可以例如为光导206中的凹口、从光导206伸出的突起、在光导206的表面中形成的划痕或者应用于光导206表面的漫反射涂料。此外，外耦合结构的密度可以是均匀的或者非均匀的，并且可以被布置成使得沿着光导206的光出射窗口获得基本上均匀的光发射。
[0044]图3示意性地给出了照明系统300的截面。照明系统300包括第一光导308、光学元件100、第二光导206、光发射器203以及另外的光发射器303。光发射器203和第二光导206具有如在图2的上下文中所讨论的相同功能和结构特征。光学元件100具有如在图1的上下文中所讨论的相同结构特征，然而，反射表面102的功能不是反射环境光，而是反射接收自第一光导308的光。第一光导308经由光输入窗口接收来自所述另外的光发射
器303的光。所述另外的光发射器303发射至少包括蓝色光谱范围内的光的光302-可
选地，所述另外的光发射器303将白色光发射到第一光导308中。第一光导308包括光外率禹合结构310,该光外稱合结构将通过第一光导308引导的光朝着光学兀件的反射表面102重定向。这些外耦合结构不存在于第一光导的准直光束112通过其透射的子区域中，以便防止准直光束112的失真。在图3中，光外耦合结构310存在于第一光导308的面向光学元件100的表面上。可替换地，光外耦合结构310存在于第一光导308的面向周围环境的表面处，并且在这种布置中，它们仍然将在第一光导308中引导的光朝着光学元件100重定向。在图3中，绘出了光线307，该光线从第一光导308向外耦合并且撞击到反射表面102上。反射表面102吸收光线307的非蓝色分量，并且将蓝色光304反射到多个方向上。蓝色光304透射通过第一光导308并且在多个光发射角度下发射到照明系统300的周围环境中。因此，观看者122主要看见准直光束112的白色光，而观看者120看见蓝色光304。
[0045]图4示意性地给出了照明系统400的另一实施例的截面。照明系统400包括光发射器203、光导206和光学元件405。光发射器203和光导206具有如在图2的上下文中所讨论的相同功能和相同结构特征。
[0046]光学兀件405包括第一板402和第二板408。第一板402和第二板408被布置成彼此平行，并且在这些板402、408之间存在间隙。第一板402具有面向间隙的反射蓝色的表面404。如果光撞击到反射蓝色的表面404上，那么蓝色光谱范围内的光朝第二板408反射。第二板408具有反射光的反射表面406。第一板402具有多个孔412、416。第二板408也具有多个孔418、422。第一板402的每个孔与第二板408的最近的孔形成配对。例如，第一配对由孔416和孔422形成，并且通过孔416、422的中心的假想中心轴形成第一配对的中心轴424。例如，第二配对由孔412和孔418形成，并且通过孔412、418的中心的假想中心轴形成第二配对的中心轴414。第一配对的中心轴424和第二配对的中心轴414被布置成彼此平行。
[0047]如果来自光导206的光通过第二板408的孔洒落，那么该光的一部分直接朝第一板402的孔透射，并且准直光束112透射到周围环境中。准直光束112的中心轴具有与所述配对的中心轴424、414基本上相同的方向。不是所有透射通过第二板408的孔的光都直接透射通过第一板402的孔该光的一部分撞击到反射蓝色的表面404上，如针对光线419所示的。光线419被反射蓝色的表面404反射，并且变成蓝色光线。在第二板408的反射表面406处的另一次反射之后，蓝色光线410发射到周围环境中。蓝色光线410具有在白色光准直光束112之外的透射角度。在准直光束112之外的光透射角度下进入第二板408与第一板402之间的间隙的光在其发射到周围环境中之前至少反射两次，并且在至少一次反射期间，光的非蓝色光谱范围内的波长被吸收。因此，在准直光束112之外的光发射角度下，蓝色光发射到周围环境中。在图4中，存在于周围环境中的两个观看者正朝着照明系统400看。观看者122处于准直光束112内并且看见照明系统400的白色光发射。观看者120处于准直光束112之外并且看见蓝色光发射。这被观看者120、122体验为天窗外观。
[0048]图5a给出了一种可替换的照明系统500的截面。该照明系统包括反射器510、光导516、两个光源502和光学元件518。光学元件518为包括孔517的板506。板506具有面向光导516的反射蓝色的表面504。在图5a的实施例中,光导516具有两个光输入窗口。光导516经由光输入窗口接收来自光源502的白色光。光导516进一步包括光外I禹合结构512，这些光外耦合结构在多个光发射方向上朝着光学元件518向外耦合白色光。外耦合结构512为例如白色涂料的漫反射点。在光学元件518的每个孔517附近，存在一个外耦合结构512，并且每个外耦合结构512与板518的最近的孔517形成配对。通过外耦合结构的中心和配对的孔的假想轴限定发射白色光发射的特定方向，并且孔517的尺寸相比于从外耦合结构512到孔517的距离限定准直的量。应当指出的是，大量配对的假想轴被布置成彼此平行，使得照明系统500的白色光发射基本上在所述特定方向上。因此，大量白色光准直光束507朝着例如观看者122发射。外耦合结构512在比仅仅导致白色光准直光束507的形成的光发射方向更多的方向上发射光。其他光发射方向上的光撞击到光学元件518的反射蓝色的表面504上,并且作为蓝色光514朝光导516反射。在光导516的另一侧,布置了反射器510，该反射器将蓝色光514朝光学元件518反射回，使得它可以经由所述孔517中的一个发射到周围环境中。经由孔517发射的蓝色光514具有在准直光束507之外的光发射角度，并且可以被不在照明系统500的白色光发射内的观看者120看见。
[0049]图5b示意性地给出了照明系统500的三维视图。照明系统500具有多个孔552，每个孔发射准直白色光束556并且每个孔在准直白色光束556之外的光发射角度下发射蓝色光554。
[0050]图6示意性地给出了依照本发明的另一个实施例的截面。照明系统600被示出，其包括光学元件400、漫射器604和TLed 602。光学元件405具有与图4的光学元件405相同的功能和结构。漫射器604形成光发射表面,其朝着光学兀件405发射白色光。在背离光学元件405的方向上看，在漫射器后面，TLed 602布置在假想平面603中并且被布置成朝漫射器604发射白色光。漫射器604被用来获得朝向光学元件405的相对均匀的光发射，并且防止热点对于观看者120、122可见。TLed为透光材料管，其通过管发射白色光。在TLed内部布置了多个发光二极管，这些发光二极管直接朝管发射白色光或者朝应用于透光管的表面的发光材料发射蓝色或UV光。这样的发光材料将蓝色或UV光的至少一部分转换成另一个光谱范围的光，从而获得通过管的白色光发射。
[0051]可替换地，漫射器604不存在，并且TLed直接朝光学元件405发射光。在这样的实施例中，可能有用的是对于一行孔412、416、418、422配对使用一个TLed，并且还将该TLed布置在所述配对的中心轴414、424上。
[0052]图7示意性地给出了房间700的内部。包括依照本发明第二方面的照明系统(未示出)的圆柱形照明器706在房间700的天花板704处提供。可替换地，该照明器包括依照本发明第一方面的光学元件(未示出)，或者该照明器包括依照本发明第三方面的所述另外的照明系统(未示出)。
[0053]照明器706发射准直定向光束708，该光束在房间700的地板710上具有圆形足迹712。存在于房间中的人将该光发射感知为通过天窗洒落的阳光。照明器706进一步至少在准直定向光束708之外的多个方向上发射蓝色光702。因此，如果某个人在他不处于准直定向光束708内时朝着照明器706看，那么他将照明器706感知为可与晴天的蓝色天空相比的蓝色表面。
[0054]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将能够设计出许多可替换的实施例。
[0055]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解释为限制了权利要求。动词“包括”及其变体的使用并没有排除权利要求中未阐明的元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一”并没有排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件实现。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目体现。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的简单事实并不意味着这些措施的组合不可以被利用以获益。
【权利要求】
1.一种光学元件(405)，用在包括光发射表面(106)的光源前面，该光学元件(405)被配置成获得天窗外观，所述光学元件(405)包括 -板(100，202，402，518)，其被布置成与光发射表面(106)平行，该板(100，202，402，518)不透明并且包括多个孔(412，416，418，422，517，552)，该板(100，202，402，518)进一步包括被布置成与光发射表面(106)平行的反射表面(102，404，504)，该反射表面(102，404，504)在预定光谱范围内是反射光的，以便获得蓝色光发射(110，304，410，514，554)，以及 -多个准直装置，其用于对接收自所述光源的光的一部分准直以便获得在特定方向上的准直光束(112，507，556)，这些准直装置中的每一个包括所述板(100，202，402，518)的所述多个孔(412，416，418，422，517，552)中的一个孔。
2.依照权利要求1的光学元件(405)，所述板(100，202，402，518)包括 -第一侧面，其用于接收来自所述光源的光，以及 -第二侧面，其与所述第一侧面相对，所述第二侧面面向周围环境并且是用于反射环境光(108)以获得蓝色环境光反射(110)的所述反射表面(102，404，504)。
3.依照权利要求2的光学元件(405)，其中所述孔(104)为用来形成所述准直装置的通过所述板(100，202，402，518)的透光通道(104)，并且所述孔(104)在所述特定方向上从所述第一侧面朝所述第二侧面延伸。
4.依照权利要求3的光学元件(405)，其中所述透光通道(104)具有壁(210)，所述壁(210)是所述板(100，202，402，518)的表面并且面向所述透光通道(104)的内部，所述透光通道的所述壁(210)的至少一部分在所述预定光谱范围内是反射的，以便在相对于所述特定方向的相对较大的光发射角度下获得蓝色漫射光发射(214)。
5.依照权利要求1的光学兀件(405),包括另外的板(408),所述另外的板(408)被布置成与所述板(100，202，402，518)平行并且通过间隙与所述板(100，202，402，518)分开， 其中 -所述板和所述另外的板(408)中的每一个包括多个孔(412，416，418，422)， -所述板(100，202，402，518)的多个孔(412，416)与所述另外的板(408)中的最近的孔(418，422)形成配对，并且通过所述配对的孔(412，416，418，422)的中心点的线形成所述配对的假想中心轴(414，424)，所有配对的假想中心轴(414，424)平行地布置，并且这些孔(412，416，418，422)配对被布置成对接收自所述光源的光的一部分准直以便获得在所述配对的假想中心轴(414，424)的方向上的准直光束(112，507，556)，每个孔(412，416，418，422)配对形成所述准直装置中的一个， -所述另外的板(408)包括另外的反射表面(406)，所述板(100，202，402，518)的所述反射表面(102，404，504)面向所述另外的板(408)的所述另外的反射表面(406)。
6.一种照 明系统(200，300，400，500 )，包括 -依照权利要求1的光学元件(405)， -光导(204, 516),其包括光输出窗口和光输入窗口，所述光输出窗口面向所述光学兀件(405 ),并且被布置成朝所述光学兀件(405 )发射光,所述光输入窗口被布置成接收来自光源(203)的光。
7.依照权利要求6的照明系统(200，300，400，500)，包括反射器(510 )，所述反射器(510)布置在所述光导(204, 516)的与所述光导(204, 516)的光出射窗口相对的一侧处， 其中 -所述光导(204，516)包括光外耦合结构(512)，所述板的多个孔(412，416，418，422，.517,552)与最近的光外耦合结构(512)形成配对，通过所述孔(412，416，418，422，517，.552 )的中心点和光外耦合结构(512 )的中心点的线形成该配对的假想中心轴，所有配对的假想中心轴平行地布置，以便对接收自所述光源的光的一部分准直以获得在所述配对的假想中心轴的方向上的准直光束(112，507，556)，并且每个配对形成所述准直装置中的一个， -所述板(100，202，402，518)的所述反射表面(102，404，504)面向所述光导(204，516)的光出射窗口，以便在所述准直光束(112，507，556)的光发射角度之外的光发射角度下获得蓝色光发射(514，554 )。
8.依照权利要求6的照明系统(200，300，400，500)，包括布置在所述光学元件(405)的一侧处的另外的光导(308)，所述一侧与所述光学元件(405)的面向所述光导(204，516)的另一侧相对，所述另外的光导(308)具有两个平行表面，这两个表面被布置成与所述光学元件(405)的所述板(100，202，402，518)平行， 其中 -所述板(100，202，402，518)的所述反射表面(102，404，504)面向所述另外的光导(308)，并且 -所述另外的光导(308)包括在所述另外的光导(308)的所述平行表面中的至少一个表面的子区域处的光外耦合结构(310)，所述子区域与所述另外的光导(308)的所述平行表面中的所述至少一个表面的准直光束(112，507，556)通过其透射的子区域分开，所述外耦合结构(310)被布置成朝所述板(100，202，402，518)的所述反射表面(102，404，504)发射光。
9.一种另外的照明系统(600),包括 -依照权利要求1的光学元件(405)，-TLed (602),其包括透光管,该透光管被布置成光出射窗口并且包括发光二极管,所述TLed (602)被布置成朝所述光学元件(405)发射光并且被布置在虚拟平面(603)中。
10.依照权利要求9的另外的照明系统(600)，进一步包括布置在所述TLed(602)与所述光学元件(405 )之间的漫射器(604 )。
11.一种照明器(706)，包括依照权利要求1的光学元件(405)，或者包括依照权利要求6的照明系统(200，300，400，500 )，或者包括依照权利要求9的另外的照明系统(600 )。
【文档编号】F21S8/04GK103649625SQ201280035854
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2011年7月20日
【发明者】P.J.H塞恩蒂恩斯, B.A.萨特斯, G-E.奥纳, B.W.米比克, E.J.范洛恩恩 申请人:皇家飞利浦有限公司