水族箱照明制造技术

一种水族箱照明系统具有一组照明元件（30），每一个照明元件具有射束成形元件（60,70），其用于传送以与法线成低于阈值的角度从照明元件发射的第一光并且用于处理以与法线成高于阈值的角度从照明元件发射的第二光。与传送的光相比，该处理给出了更大量的散射，从而避免了处于陡峭角度的直射光。

Aquarium lighting

An aquarium lighting system having a plurality of lighting elements (30), each lighting element has a beam shaping element (60,70), which is used for the first optical transmission to emission below the threshold angle and normal from the lighting element and is used for processing with higher than the threshold angle and normal emission from the lighting element second light. Compared to the transmitted light, the process gives a greater amount of scattering, thereby avoiding direct light at steep angles.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水族箱照明
本专利技术涉及用于水族箱照明的照明装置。
技术介绍
当定向光进入水表面时，所谓焦散图案被投射在底部上。这样的投射图案在光是高度准直的（比如来自太阳或来自窄射束光源的光）时或者在光源非常小（比如LED）时出现。像常规的钨管那样的大漫射源或者间接照明不产生焦散。在水族箱照明中，LED具有高功效和容易的光谱可调谐性的优点。然而，所得的点状源阵列可能导致水族箱中和周围不安地移动的焦散图案，以及彩色图案和着色的阴影。尽管焦散图案在某种程度上可以在水族箱内部被欣赏（因为它由水动力学引起），但是光的部分也可以从水族箱中泄漏出来并且在水族箱附近的地面上创建不安的图案。这可以被发现是一种干扰效应。它在光以与垂直的法线成陡峭角度（实际上相对于垂直线高于63度）进入水时发生。此效应在图1中图示，在图1中射束10具有与垂直线成高于63度的陡峭角度，而射束12具有低于63度的较浅角度。水具有相对低的折射率（典型地n=1.34），并且这意味着处于这些高入射角度的光不受侧壁处的全内反射的影响，而是它可以从水体积中折射出来并且落在地面上。这种已从水族箱的侧面泄漏的光然后可以将不安的焦散图案投射到地面上。处于较小角度的光12通过在水族箱的侧面处的全内反射而停留在水族箱内。一种保持所有光在水体积内的解决方案是例如通过在每一个LED上放置准直器，将光限制于相对于垂直方向的射束角度完全在63度内。尽管此定向照明是更高效的，因为更多光停留在水族箱内部，但是它也有一些缺陷。定向照明，特别地具有硬（hard）截止角，在水族箱的背侧上产生作为交替明亮和黑暗的区域可见的所谓扇形，以及对水族箱中的对象的弱光照。特别地，在损失可见形状的细节的情况下，可能导致对象的顶部与底部部分之间的高对比度。而且，均匀照明被认为有益于珊瑚生长，比如生长的速度。来自上方的定向光可以例如导致珊瑚的底部部分的漂白，这在从前面观看水族箱时是可见的。US8646934公开了一种水族箱照明系统，其中透镜被用来限定来自照明元件的精确角输出。因此，存在对一种水族箱照明解决方案的需要，该解决方案是高效的且通用的，例如允许使用LED的实现方式，并且该解决方案给出了对地面上的焦散图案的最小干扰，以及控制水族箱中的焦散图案（例如频率）。在水族箱中还应当避免成扇形或刺目的阴影。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。根据本公开中提出的照明系统的示例，提供了一种水族箱照明系统，包括：基层；安装在基层上的一组照明元件；与每一个照明元件相关联的射束成形元件，其中该射束成形元件用于传送以与法线成低于阈值的角度从照明元件发射的第一光并且用于处理以与法线成高于阈值的角度从照明元件发射的第二光，该处理导致与传送的第一光相比更大量的散射。射束成形元件是可以例如围绕或部分围绕每一个照明元件的光学元件，所述照明元件可以是LED或紧密间隔在一起的LED集群。因而，一个射束成形元件可以与多个照明元件相关联。每一个照明元件与射束成形元件相关联，但不必要与专属于该照明元件的射束成形元件相关联。射束成形元件阻挡以高于阈值的角度对照明元件的直视，该阈值因而起截止角的作用。超出截止角接收的光被处理，例如通过光散射元件被重新分布。因而，大多数具有小于截止角的角度的光被允许通过，而没有散射或者与更陡峭的处理光相比有少得多的散射。射束处理包括散射功能。因而，如果反射表面用于散射，则优选地，它是漫射反射器，而不是镜面反射器。以此方式，输出光的角度扩展不限于特定的截止角，而是存在用于直射光（即，其在照明元件与水之间不经历反射）的截止角。地面上的焦散图案的投射可以以此方式通过阻挡处于高角度的直射光而减小或完全移除。然而，处于高角度的光是期望的以避免成扇形且弱的对象照明，因此此光未被完全阻挡，而是它被处理以增加散射的程度，从而保留更大的虚拟光源。与法线成大角度的光将以此方式来自大虚拟源，并且创建与锐利的焦散图案相比不那么明显的模糊投影。直接照明源自真实的点源。以此方式，光学功能并非简单地为射束限制功能，而是它提供针对与宽角度相比浅角度的不同的射束处理。处于高角度的光的散射也将导致散射光中的一些被重定向以与直射（较少散射）光重叠。以此方式，水族箱内的焦散效应也得到减小。特别地，那里的焦散效应也更分散。第二光的处理因而消除或基本消除了水族箱外部的焦散效应，并且还减小了水族箱内部的焦散效应。为了进一步减小水族箱内部的焦散效应，传送第一光的功能也可以包括漫射（散射）功能，但是与第二光的处理相比具有减少的散射。基层可以例如包括印刷电路板。照明元件可以包括LED，例如在印刷电路板上形成为阵列。阈值优选地在45至63度的范围中，例如在55至63度的范围中，并且例如在55至60度的范围中。以此方式，可以阻止将通过水族箱的侧壁逃逸的直射光。在一个示例中，射束成形元件包括散射反射器，其在照明元件的相对侧处或围绕照明元件具有散射和反射侧壁。取决于照明元件设计，此侧壁可以围绕照明元件或者它可以处于相对侧向侧面上。该侧壁限定了孔，该孔随后形成截止角。然而，在散射表面上反射之后，截止光也被投射。散射反射器可以具有渐变式侧壁，其随着到照明元件的距离的增加而向外变宽。可替换地，散射反射器可以具有阶梯式侧壁。在另一个示例中，射束成形元件包括具有图案化漫射器的板，在漫射器图案中具有用于传送第一光的开口。该开口限定截止角，并且提供到开口的光在没有漫射的情况下被传送。在另一个示例中，射束成形元件包括图案化光导，其在该光导中具有用于传送第一光的图案化开口。具有比阈值更陡峭的角度的光传送到光导中并且然后可以例如以基本随机的位置和方向被发射。第一光可以在根本没有光学处理的情况下被传送。然而，射束成形元件反而可以包括用于散射所述第一光的散射元件，其具有比第二光的处理更小量的散射。第一光的（减少的量的）散射减小了水族箱内部焦散图案的效应。本公开还提供一种包括水容器和如上文所限定的照明系统的水族箱。该照明系统可以将集中于垂直向下的方向上的光投射到下面的水。照明系统可以分布在与水容器的面积类似的面积上，以提供对水族箱的完整的水体积的光照。在使用中，照明系统可以例如定位在水表面上方10至25cm处。本公开还提供一种照明水族箱的方法，包括：提供来自安装在水族箱的水上方的一组照明元件的光输出；传送以与法线成低于阈值的角度从照明元件发射的第一光；以及处理以与法线成高于阈值的角度从照明元件发射的第二光，该处理导致与传送的第一光相比更大量的散射。阈值例如在45至63度的范围中，更优选地在55至63度的范围中，甚至更优选地在55至60度的范围中。附图说明现在将参照附图详细描述示例，在附图中：图1示出某些角度的光如何可以通过水族箱的侧壁逃逸；图2示出具有照明系统的水族箱；图3示出在输出处没有射束成形的照明元件；图4示出射束成形系统的第一示例；图5示出射束成形系统的第二示例；图6示出射束成形系统的第三示例；图7示出射束成形系统的第四示例；图8示出照明系统的第一示例；以及图9示出照明系统的第二示例。具体实施方式本公开提供一种水族箱照明系统，其具有一组照明元件，每一个照明元件与用于传送以与法线成低于阈值的角度从照明元件发射的第一光的射束成形元件相关联。射束成形元件处理以与法线成高于阈值的角度从照明元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水族箱照明系统，包括：基层（32）；安装在基层上的一组照明元件（30）；与每一个照明元件相关联的射束成形元件（40,50,60,70,80,90），其中该射束成形元件用于传送以与法线成低于阈值的角度从照明元件（30）发射的第一光且用于处理以与法线成高于阈值的角度从照明元件发射的第二光，该处理导致与传送的第一光相比第二光的更大量的散射，其中射束成形元件包括具有图案化漫射器（62）的板（60），其在漫射图案中具有用于传送第一光的开口，或者其中射束成形元件包括图案化光导（70），其在光导中具有用于传送第一光的图案化开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.12 EP 15154864.11.一种水族箱照明系统，包括：基层（32）；安装在基层上的一组照明元件（30）；与每一个照明元件相关联的射束成形元件（40,50,60,70,80,90），其中该射束成形元件用于传送以与法线成低于阈值的角度从照明元件（30）发射的第一光且用于处理以与法线成高于阈值的角度从照明元件发射的第二光，该处理导致与传送的第一光相比第二光的更大量的散射，其中射束成形元件包括具有图案化漫射器（62）的板（60），其在漫射图案中具有用于传送第一光的开口，或者其中射束成形元件包括图案化光导（70），其在光导中具有用于传送第一光的图案化开口。2.如权利要求1所述的系统，其中基层（32）包括印刷电路板。3.如权利要求1或2所述的系统，其中照明元件（30）中的每一个包括LED。4.如任一前述权利要求所述的系统，其中照明元件以几何分布布置在基层上，并且其中射束成形元件被设计成匹配基层上照明元件的所述几何分布。5.如权利要求4所述的系统，其中照明元件在基层中的所述几何分布为线性的、圆形的或多边形的。6.如任一前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：MCJM维斯森伯格，LLM沃格斯，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL