用于光学扩展感知的反射照明系统技术方案

在一个方面，公开了一种照明系统（100），其包括被配置为产生光束（103）的光源（102）和被光束（103）照射的色彩反射单元（1）。所述色彩反射单元（1）包括多个非共面反射表面部分（3'），并且色彩漫射层（5）包括嵌入在基体（39）中的多个纳米颗粒（37），其中所述色彩漫射层（5）设置在所述多个反射表面部分（3'）的上游，使得所述光束（103）的至少一部分在被所述多个非共面反射表面部分（3'）反射之前和之后穿过所述色彩漫射层（5）。色彩漫射层（5）还被配置为与非共面反射表面部分（3'）一起提供红色方面比蓝色方面更高的镜面反射率以及蓝色方面比红色方面更高的漫反射率。

A reflective lighting system for optical extension perception

In one aspect, an illumination system (100) is disclosed, which includes a light source (102) configured to produce a beam (103) and a color reflection unit (1) irradiated by a beam (103). The color reflection unit (1) includes a plurality of non coplanar reflection surface parts (3'), and the color diffuser layer (5) includes a plurality of nanoparticles (37) embedded in the matrix (39), wherein the color diffusing layer (5) is set upstream of the plurality of reflected surface parts (3'), so that the beam (103) is to be obtained. A small portion passes through the color diffusion layer (5) before and after the reflection of a plurality of non coplanar reflective surface parts (3'). The color diffusion layer (5) is also configured to provide a higher mirror reflectivity in red with a non coplanar reflection surface (3') and a higher diffuse reflectance in the blue aspect than the red aspect.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学扩展感知的反射照明系统
本公开总体来说涉及照明系统，尤其是涉及用于光学地提供环境空间的扩展的感知/印象、尤其是用于模仿自然阳光照明的照明系统。此外，本公开总体上涉及例如在室内房间或室外环境中实施这样的照明系统。
技术介绍
在16世纪的镜子制造技术的改进导致在室内设计中越来越多地使用光学镜元件。例如，用反射表面覆盖墙壁的一部分产生了空间增强的印象并且增加了深度感知。从那时起，镜子就成为能够通过扩大感知体积来改善氛围舒适感的必不可少的组成部分。一般来说，在现代和当代建筑中，反射表面被用来为观察者提供特定的感知。以下公开内容至少部分地基于特定的基于纳米颗粒的反射单元，以及它们在主动照明领域中的应用，例如一般性的照明。如本文将公开的，基于特定纳米颗粒的反射单元可以用于为观察者提供墙壁的特定视觉感知。这些单元可以提供特定的色彩和反射特征，其提供例如在2014年5月13日由相同申请人提交的国际专利申请PCT/EP2014/059802中所描述的太阳模仿照明系统的特性，其中对反射层和漫射层进行了组合。关于类瑞利(Rayleigh-like)漫射层，由相同申请人提交的几个申请(例如EP230478A1，EP2304480A1和WO2014/076656A1)公开的照明系统使用了产生可见光的光源以及包含用于透射的纳米颗粒的面板，即光源和受照区域位于面板的相对侧上。在这些照明系统的工作过程中，面板接收来自光源的光并作为所谓的瑞利漫射器进行传播，即，与晴空条件下的地球大气相似地对入射光进行漫射。具体而言，这些概念是指具有较低相关色温(CCT)的定向光(相当于日光)和具有较大CCT的漫射光(相当于蓝色天空的光)。然而，例如在上述PCT/EP2014/059802中引入反射特征可能会影响由于存在反射而导致的感知。具体来说，对于通过提供自然的模拟天空太阳照明而意图欺骗眼睛的照明系统，例如与天空和太阳的视觉外观一起，避免或至少减少颜色和亮度的不均匀性以保持所需的光学和视觉效果。因此，本公开至少部分地针对改进或克服现有系统的一个或多个方面。
技术实现思路
在第一方面，本公开涉及一种照明系统，该照明系统包括被配置为产生光束的光源以及用于被该光束照射的色彩反射单元。色彩反射单元包括多个非共面反射表面部分和色彩漫射层。该色彩漫射层包括嵌入基体中的多个纳米颗粒。所述色彩漫射层设置在所述多个反射表面部分的上游，使得所述光束的至少一部分在被所述多个非共面反射表面部分反射之前和之后穿过所述色彩漫射层，并且被配置为提供红色方面比蓝色方面更高的镜面反射率以及蓝色方面比红色方面更高的漫反射率。另一方面，本公开涉及一种照明系统装置，其包括诸如房屋的房间、门厅走廊或医院病房之类的房间或者诸如电梯轿厢或公共汽车/小汽车/火车/飞机座舱之类的运输单元舱；以及安装成照亮房间或运输单元舱内部的照明系统。在另一方面，本公开涉及一种座椅照明系统，其包括：座椅装置，该座椅装置具有座椅表面和为坐在座椅表面上的人所定义的目标区域；安装结构，其相对于座椅装置在空间上固定；安装至安装结构的如本文所公开的照明系统；其中所述多个非共面反射表面部分的反射表面部分的至少一个子组被布置为通过照明光束照射所述目标区域。另一方面，本公开涉及一种汽车隧道照明系统装置，其包括包含至少一条行车道和隧道天花板的隧道以及如本文所公开的照明系统，其中所述光源和所述色彩反射单元安装到隧道天花板上，并且所述色彩反射单元包括所述多个非共面反射表面部分的反射表面部分的子组，其被定向为照亮所述至少一条行车道。通常，非共面反射表面部分不位于同一平面中，并且可以通过其反射特征来表征。例如，对于平面反射表面部分，反射表面部分的平面的法线限定反射光束的方向。类似地，对于具有凸面或凹面形状的反射表面部分，可以将相关法线(在后面称为“相关法线na”)与由反射特征给出的表面部分相关联。入射光束在特定入射方向下(即在照明系统参照内的入射角)入射在表面部分上。对于反射表面部分，(发散或聚焦的)反射光束可以与反射光束方向相关联，反射光束方向与入射光束一起定义如同在平面情况下的相关法线。在一些实施例中，色彩漫射层具有设置在反射表面部分处的背面和用于被入射光照射的正面。此外，所述色彩漫射层包括嵌入在透明基体中的多个纳米颗粒，其中可以选择所述纳米颗粒的折射率相对于所述基体的折射率的差异、所述纳米颗粒的尺寸分布以及每单位表面积的纳米颗粒的数量，以提供红色方面比蓝色方面更高的镜面反射率以及蓝色方面比红色方面更高的漫反射率。在一些实施例中，由多个非共面反射表面部分提供的形状可以通过与沿着参考平面延伸的直测量线测量的参考平面的距离的变化来表征，其中该参考平面相对于多个非共面反射表面部分的中心平面共面，中心平面具有(反射器侧)和漫射层侧，参考平面在漫射层侧从中心平面移位超过多个非共面反射表面部分中的任何一个，并且距离的变化包括至少三个局部极值，尤其是，该距离沿着测量线增加和减少至少两次。在一些实施例中，色彩漫射层被配置为漫射光发生器，用于以大于入射光束的定向非漫射光的第一相关色温的第二相关色温生成漫射光，并且该色彩漫射层对于光束的定向非漫射光至少部分透明。在一些实施例中，色彩反射单元被构造成使得相对于多个反射表面部分中的单个反射表面部分、和/或相对于多个反射表面部分的子组、和/或相对于所述多个反射表面部分提供相应色彩漫射层部分的恒定或变化的散射特性；和/或每单位表面积的恒定或不同数量的纳米颗粒；和/或恒定或变化的倾斜角度。这里将理解，非共面反射表面部分不位于同一平面内，并且可以考虑反射表面部分与色彩漫射层(或者色彩漫射层的光学相关部分)的任何组合以形成色彩反射单元的色彩反射部分。在另一方面，一种照明系统包括光源，该光源被配置为从相应的发射表面发射包括定向光的至少一个光束。例如，光束可以具有在高达80°的范围(例如在高达60°或高达40°的范围或更低的范围)内的角发散度。照明系统还包括色彩漫射层，其包含嵌入在基体中的多个纳米颗粒。所述色彩漫射层设置在所述至少一个光束内，使得所述光束的至少一部分穿过所述色彩漫射层，并且所述色彩漫射层被配置为发射源于所述光束的漫射光，诸如类瑞利散射漫射光。照明系统还包括连续的粗粒表面，其包括多个马赛克状表面结构，其提供用于与光束相互作用的多个表面部分(通常至少为非共面表面部分的子组)。照明系统进一步被配置成提供对传播到目标照明/观察者区域的光束定向光和类瑞利散射漫射光的感知。此外，选择马赛克状表面结构的相关区域，以使得当从目标照明/观察者区域沿着包括连续粗粒表面的光路观察时所述光源发射区域的视野产生碎裂。此外，多个表面部分被配置为对入射光束部分进行重定向，使得连续粗粒表面下游的光束的尺寸扩大，并且在目标照明/观察者区域上的照度值减小，尤其是与(材料、厚度方面)相同但平坦(而不是粗粒)表面的情况下在相同光学距离处传播的情况相比。此外，多个表面部分被配置为使得重定向的光束部分呈现出具有与发射表面的亮度相当的亮度的局部发光峰值，并且在重定向的光束部分周围感知到散射光，尤其是与局部发光峰值交替。更一般的，提供如本文所公开的用于与光束相互作用的粗粒结构，可以实现光束的增宽，同时提供具有与光束的亮度相当的亮度的发光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种照明系统(100)，包括：被配置为产生光束(103)的光源(102)；和用于被所述光束(103)照射的色彩反射单元(1)，所述色彩反射单元(1)包括多个非共面反射表面部分(3')，以及包括嵌入在基体(39)中的多个纳米颗粒(37)的色彩漫射层(5)，其中所述色彩漫射层(5)设置在所述多个反射表面部分(3')的上游，使得所述光束(103)的至少一部分在被所述多个非共面反射表面部分(3')反射之前和反射之后穿过所述色彩漫射层(5)，并且被配置为提供红色方面比蓝色方面更高的镜面反射率以及蓝色方面比红色方面更高的漫反射率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明系统(100)，包括：被配置为产生光束(103)的光源(102)；和用于被所述光束(103)照射的色彩反射单元(1)，所述色彩反射单元(1)包括多个非共面反射表面部分(3')，以及包括嵌入在基体(39)中的多个纳米颗粒(37)的色彩漫射层(5)，其中所述色彩漫射层(5)设置在所述多个反射表面部分(3')的上游，使得所述光束(103)的至少一部分在被所述多个非共面反射表面部分(3')反射之前和反射之后穿过所述色彩漫射层(5)，并且被配置为提供红色方面比蓝色方面更高的镜面反射率以及蓝色方面比红色方面更高的漫反射率。2.根据权利要求1所述的照明系统(100)，其中所述多个非共面反射表面部分(3')的所述反射表面部分(3')的至少一个子组具有基本上相同的形状和基本上相同的空间定向，由此尤其是形成照明光束(103A)，并且其中所述反射表面部分(3')的所述子组具有与部分法线(55，na)相关联的形状，其中该形状尤其是平坦的或弯曲的，例如呈凸面或凹面，并且所述部分法线(55，na)相对于与所述色彩反射单元(1)的表面类型的相应部分相关联的单元法线(51)倾斜，尤其是以约2°至约88°范围内的角度倾斜，尤其是以约5°至约60°范围内的角度倾斜，例如在约10°至约30°范围内的角度倾斜。3.根据权利要求1或权利要求2所述的照明系统(100)，其中所述多个非共面反射表面部分(3')的所述反射表面部分(3')的至少一个子组的反射表面部分(3')以随机状方式相对于彼此定向，由此尤其是形成随机传播的光束部分，其中，呈随机状的所述定向尤其是包括在一个或两个倾斜方向上的随机状倾斜；和/或其中所述子组的反射表面部分(3')具有与部分法线(55，na)相关联的形状，其中所述形状尤其是平坦的或弯曲的，例如呈凸面或凹面，并且所述部分法线(55，na)相对于与所述色彩反射单元(1)的表面类型的相应部分相关联的单元法线(51)以倾斜角度倾斜，对于给定的倾斜方向，所述倾斜角度关于与所述子组的所述倾斜方向的平均值相关联的子组定向方向处于高达大约30°的角度范围内，例如在高达约20°、10°或5°的角度范围内；和/或其中与所述多个非共面反射表面部分(3')的所述反射表面部分(3')的子组的所述倾斜方向的平均值相关联的子组定向方向以子组倾斜角度倾斜，所述子组倾斜角度在在约2°至约88°的范围内，尤其是在约5°至约60°的范围内，例如在约10°至约30°的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明系统(100)，其中所述光源(102)和所述多个非共面反射表面部分(3')的所述反射表面部分(3')的至少一个子组(3')相对于彼此布置，使得对于给定的倾斜方向(x，y)，所述光束(103)入射到相应反射表面部分(3')上的入射角在约2°至约88°、尤其是在10°至约60°的范围内，其中所述光束(103)的所述入射角尤其是相对于与所述相应反射表面部分(3')的形状相关联的部分法线(55)进行测量。5.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(100)，其中，所述色彩反射单元(1)包括与平面可视面(50)相关联的平面表面类型，并且所述多个非共面反射表面部分(3')的所述反射表面部分(3')的至少一个子组具有矩形形状，所述矩形形状具有在沿着所述可视面(50)延伸的宽度方向(w)上的宽度和在高度方向(h)上的高度，所述高度方向的延伸方向对于所述光束(103)产生了在2°至88°范围内的入射角，和/或相对于所述平面可视面(50)产生了2°至88°范围内的倾斜角。6.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(100)，其中，所述多个反射表面部分的所述反射表面部分(3')相对于彼此定向，以形成反射表面部分的阶梯状布置，尤其是具有相同或不同形状的阶梯；和/或其中所述反射表面部分(3')具有至少0.5mm的横向范围，例如至少1mm，例如5mm、10mm或更大，和/或至少0.5mm2的面积，例如至少1mm2，例如2mm2、1cm2或更大；和/或其中所述色彩漫射层(5)具有1mm至2mm的厚度或小于所述横向范围的厚度，例如小于所述横向范围的50％，例如小于0.5mm，例如在约0.1mm的范围内。7.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(100)，其中，所述色彩反射单元(1)还包括：诸如衬底(7)这样的支撑结构，其具有形成所述反射表面部分(3')的形状和定向的基础的多个非共面表面部分(7')，以及形成在所述多个非共面表面部分(7')上的反射层(3)，由此形成所述多个非共面反射表面部分(3')，所述多个非共面反射表面部分分别与所述多个非共面表面部分(7')中的一个相关联；和/或其中所述色彩反射单元(1)包括构造成色彩漫射层(5)的支撑结构(7)，其具有包括多个非共面表面部分(7')的背面和用于被入射光(9)照射的正面；和形成在所述背面的所述多个非共面表面部分(7')上的反射层(3)，由此形成所述多个非共面反射表面部分(3')，所述多个非共面反射表面部分分别与所述多个非共面表面部分(7')中的一个相关联，和其中尤其是所述形状被压印到所述支撑结构上；和/或由玻璃、诸如铝复合板这样的夹层结构、PMMA或者诸如铝这样的金属制成的支撑结构；和/或所述支撑结构在其上设有和/或在其中集成有所述反射层(3)和/或所述色彩漫射层(5)。8.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(100)，其中，所述色彩反射单元(1)包括一系列反射镜单元(53)，每个反射镜单元(53)包括所述多个反射表面部分(3')的反射表面部分(3')，并包括形成在相应反射镜单元(53)的所述反射表面部分(3')上的所述色彩漫射层(5)的色彩漫射层部分(41)，以及所述色彩反射单元(1)还包括用于安装所述反射镜单元(53)的安装结构(49)，尤其是在相对于所述光束(103)的相应入射角下或者在相对于所述色彩反射单元(1)的表面类型的相应倾斜角下进行安装。9.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(100)，其中，选择所述纳米颗粒(37)的折射率相对于所述基体(39)的折射率的差异、所述纳米颗粒(37)的尺寸分布以及每单位表面积的纳米颗粒(37)的数量，以提供红色方面比蓝色方面更高的镜面反射率以及蓝色方面比红色方面更高的漫反射率，以及其中尤其是，所述镜面反射率的差值和所述漫反射率的差值作为对于可见光谱中的蓝色部分和红色部分的平均值给出，例如，在从450nm至500nm的光谱范围的蓝色部分内和从620nm至670nm的光谱范围的红色部分内。10.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(100)，其中，对所述镜面反射率的差异和所述漫反射率的差异产生作用的所述纳米颗粒(37)被称为类瑞利作用散射体，并且所述类瑞利作用散射体和所述基体(39)基本上是不吸收的，并且其中所述色彩漫射层(5)尤其是还包括有助于吸收有限光谱范围的颗粒，所述有限光谱范围例如为红外光谱内和/或紫外光谱内和/或用于将色彩叠加到所述色彩反射单元(1)的外观的特定光谱范围内，和/或尺寸比所述类瑞利作用散射体更大并且有助于增加前向散射的颗粒。11.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(100)，还包括：定位成至少部分围绕位于所述色彩反射单元(701)上游的光束的光屏(788)，其尤其是包括用于隐藏光源(702)的弯曲挡光结构或外壳；和/或诸如被动红外传感器这样的体积运动传感器，被配置为检测人们对于围绕所述色彩反射单元(1)上游的光束(103A)的体积的侵入，以及控制单元，用于接收来自所述体积运动传感器的相应信号并且被配置为在检测到侵入的情况下调暗或关闭来自所述光源(102)的任何光发射。12.一种座椅照明系统(600,800,900)，包括：座椅装置(642,842,942)，其具有座椅表面(642A)和为坐在所述座椅表面(642A)上的人所定义的目标区域(444,844A,844B,844C,944A,944B)；安装结构(651,854,842B,956)，其相对于所述座椅装置(642,842,942)在空间上固定；和安装至所述安装结构(651,8...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·迪特拉帕尼，D·马加蒂，
申请(专利权)人：科勒克斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT