照明系统技术方案

本发明专利技术涉及一种照明系统，包括：光源（1），用以发射光；透明第一光学元件（3），其包括使用蓝相模式液晶材料填充的至少一个有界空间（5），其中发射光的至少一部分连续经过有界空间的第一边界面（6）和第二边界面（7），所述第一边界面不平行于所述第二边界面；以及电装置（9-12），基本平行于入射到该至少一个有界空间的第一边界面上的发射光方向向有界空间施加电场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明系统领域，且更具体而言涉及可定向的聚光灯领域。
技术介绍
照明系统、尤其是聚光灯例如被建筑师、室内设计师以及终端用户使用以用于创建所需的室内风格。由于照明系统产生的光斑一般在方向和光束发散中均是固定的，所述照明系统的目标在于，通过整体倾斜和旋转照明系统，导致用于控制照明系统发射光方向的相当笨重的机械布置。尤其是发光二极管(LED)和基于LED的灯具领域中的照明技术的最近进步，已经实现了容易安装且与常规照明系统相比较不突兀的平坦且紧凑的照明系统。然而，用于控制光方向的笨重机械布置的使用阻止了照明系统实际变得平坦和紧凑。该问题例如通过参考文献US2008/0198280解决，该参考文献示出一种照明系统，其中包括具有液晶凝胶的单元的电可调节光学元件布置成调节来自光源的光束。通过向单元施加电场，液晶凝胶中的聚合物取向改变，使得光束的散射图案可以变化。US2008/0198280的照明系统的限制在于，使用单个单元，仅具有某一偏振的光的方向可以改变。具有垂直偏振的光的方向独立于施加的电场，因而不能通过单个单元改变。另一缺点可能是，当前照明系统需要对准层来对准在单元中使用的材料的分子。 对准层是非常薄的层，有时是单层，一般由聚酰亚胺制成，且被摩擦以使对准层的分子对准。当用于单元的液晶材料沉积在对准层的顶部上时，液晶材料的分子将使其自身对准于对准层，使得当不施加电场时，提供不同的状态。当施加电场时，液晶材料的分子将使其自身对准于电场。提供对准层并且随后调节该层是复杂的制造步骤。
技术实现思路
希望提供一种紧凑照明系统，其能够独立于光束的偏振而改变光束的方向。还希望提供一种较容易制造的紧凑照明系统。为了更好地解决这些考虑中的一个或更多，在本专利技术的第一方面中，提供一种照明系统，其包括光源，用以发射光；透明第一光学元件，包括使用蓝相模式液晶材料填充的至少一个有界空间，其中发射光的至少一部分连续经过该有界空间的第一边界面和第二边界面，所述第一边界面不平行于所述第二边界面；以及电装置，在与至少一个有界空间的第一边界面上入射的发射光方向基本平行的方向中向该有界空间施加电场。在本专利技术的第二方面中，提供一种光学元件，其包括使用蓝相模式液晶材料填充的至少一个有界空间，其中光连续经过有界空间的第一边界面和第二边界面，所述第一边界面不平行于所述第二边界面。在根据本专利技术的第三方面中，提供一种电枢，其包括至少一个照明系统，所述照明系统包括光源，用以发射光；透明第一光学元件，包括使用蓝相模式液晶材料填充的至少一个有界空间，其中发射光的至少一部分连续经过该有界空间的第一边界面和第二边界面，所述第一边界面不平行于所述第二边界面；以及电装置，在与至少一个有界空间的第一边界面上入射的发射光方向基本平行的方向中向该有界空间施加电场。通过参考下面的详细描述且结合附图考虑，本专利技术的这些和其他方面将更加容易被意识且被更好地理解，附图中，相似的参考符号指示相似的部件。附图说明图1示意根据本专利技术一个实施例的照明系统的示意性表达； 图2示意根据本专利技术另一实施例的照明系统的示意性表达；图3示意图2的照明系统的第一光学元件的详细横截面图；以及图4示意根据本专利技术一个实施例的光学元件。具体实施例方式图1示意根据本专利技术一个实施例的照明系统的示意性表达。照明系统包括光源 1，用以发射光(通过光线L指示)；以及透明第一光学元件3，其包括使用蓝相模式液晶材料填充的至少一个有界空间5，其中发射光L的至少一部分连续经过有界空间5的第一平面边界面6和第二平面边界面7，且其中第一和第二平面边界面6、7彼此成某一角度。照明系统还包括电装置9、10、11、12以在与至少一个有界空间5的第一平面边界面6上入射的发射光方向基本平行的方向中向有界空间5施加电场E (入射在第一平面边界面上的发射光由光线Li指示)。使用蓝相模式液晶材料是有利的，因为如将在下文所解释，它使得能够独立于入射光Li的偏振而改变折射率。通过改变折射率，在光经过有界空间5之后，光的方向可以变化。蓝相模式液晶材料具有这样的属性在缺少电场时它们具有各向同性光学属性， 且当向材料施加电场时它们变成双折射。双折射是材料的折射率与经过材料的光的偏振相关的属性。折射率的两个极值被称为n0和IV每个极值属于某一偏振，该偏振垂直于另一偏振。双折射属性通常用于将光线分离成具有不同偏振的两个光线。然而，如果光轴即各向异性轴平行于光的传播方向，则折射率与偏振无关。典型地，在不施加电场的情况中，折射率是n= ((2n02+ne2) /3)1/2。通过施加基本平行于光的传播方向的电场，材料的光轴也基本平行于光的传播方向，然后导致n=n。的典型折射率。因此，折射率与电场相关，因而可以用于影响光经过有界空间之后光的方向。附加优点可能是，因为不需要偏振滤波器、偏振变化器，并且也不需要用于具有垂直偏振的光的附加光学元件来改变经过(多个)光学元件的所有光的方向，蓝相模式液晶材料的使用需要更少的组件来改变所有发射光的方向，因而较容易制造。另外，因为蓝相模式液晶材料的分子不必对准，光学元件不包括对准层以使有界空间内材料的分子对准，这进一步简化了制造工艺。在图1中，以侧面图示出有界空间5。有界空间5具有三角形横截面，且优选地，第一和第二平面边界面6、7垂直于所述三角形横截面，使得有界空间具有几何棱镜形状，该几何棱镜形状具有恒定的三角形横截面。也可以使用其他类型的光学棱镜来代替。电装置包括两个透明电极9、10，其布置在有界空间5的任一侧且垂直于入射到第一平面边界面6的发射光(Li)的方向。电装置还包括电压源11 (在本实施例中示为电池) 和开关12。开关12控制电极9、10之间的电场E。如果开关12处于图1中示出的位置，则电极9、10均连接到地，使得在电极9、10之间将不存在电场E。有界空间5中的材料则具有各向同性属性和折射率n= ((2n02+ne2) /3)1/2,导致光Li经过有界空间5且在光路Lol指示的方向中偏转。如开关12的虚线所指示，当开关12连接电压源11的端口到电极9时，电极 9、10均连接到电池11且建立了电场E。这将折射率改变为Ii=IV且举例而言，光Li现在沿着光路Lo2偏转。优点在于，所有光的方向从光路Lol变化为Lo2，与光的偏振无关。光路Lol和Lo2之间的方向也是可能的且可以通过电场E的强度控制。电装置因此优选地包括调节器(未示出)以调节电场E的强度，由此取决于电场E的强度而允许从Lol 到Lo2的滑动偏转范围，直到发生饱和，尽管电场E的强度增加，但折射率将不再改变。调节器能够调节施加的电压和/或调节电极9、10之间的距离。还应当注意，如果电场被相反地定向，这对于工作原理没有影响。因此，有可能施加具有方波形式的AC电场。这具有的优点为，它防止蓝相模式液晶材料中的不希望的离子传导。典型地，使用50-1000HZ的频率。照明系统还可以包括透明第二光学元件(未示出)，其布置为使得沿着光路Lol和 /或Lo2或在这些光路Lol和Lo2之间传输的光经过第二光学元件。第二光学元件优选地与第一光学元件相同且具有相应的电装置。如果第二光学元件的有界空间以相同的方式取向，使得它也能够象第一光学元件的有界空间5那样在图1的平面中偏转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MPCM克里恩，F皮尔曼，
申请(专利权)人：MPCM克里恩，F皮尔曼，
类型：发明
国别省市：