CN113728197A - 闪光聚光灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种照明系统(1000),包括(i)被配置成产生光源光(11)的多个光源(10),和(ii)被配置在光源(10)下游的光学器件(20),其中照明系统(1000)进一步包括光源(10)的总数量中的至少一部分的2D阵列(110),其中2D阵列(110)中最近的相邻光源(10)具有平均第一最短距离(dd1),其中照明系统(1000)进一步被配置成在操作模式下产生照明系统光(1001),该照明系统光(1001)包括光源(10)的总数量中的子集的光源光(11),其中被配置成在操作模式下产生用于照明系统光(1001)的光源光(11)的最近的相邻光源(10)具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明系统及其用途。
背景技术
闪光灯泡在本领域中是已知的。例如,US 6685339描述了一种闪光灯泡,其包括多个不同颜色的发光二极管(LED)灯泡,这些灯泡以预定的间隔布置安装在电路板上;控制器电路装置,其与多个不同颜色的LED灯泡电气地操作性通信,以选择性地以洗色模式和跳色模式之一来操作多个不同颜色的LED灯泡;控制器电路装置进一步包括存储器装置,用于进一步选择性地将多个不同颜色的LED灯泡锁定在期望的颜色模式下;控制器电路装置,包括存储器装置,与用于将闪光灯泡电连接到12V AC电源的装置电气地操作性通信;以及灯泡壳体,其具有开放的近端和封闭的远端,多个不同颜色的LED灯泡从该近端暴露以发射产生的光,用于将闪光灯泡电连接到12V AC电源的装置位于该远端。多个不同颜色的LED灯泡包括红色、绿色和蓝色LED灯泡的组合。
发明内容
如今,(窄光束)聚光灯通常包含单个LED光源,诸如COB,或若干紧密堆积的单独的LED,在其前面放置了光学器件,从而以预定的光束角准直光。LED源一般由单个电流源驱动。通过改变穿过LED源的电流来实现调光。聚光灯的光亮度是恒定的。外观可以是眩光的或不是眩光的,但是它将不被感受为闪光的。
然而,闪光效果可能是期望的。特别地,闪光照明设备可能是期望的,因为当(在不同位置处)被观看或在用照明设备的光照亮的(镜面反射的)物体上时,这种设备本身可以提供令人愉悦的效果。
因此,本发明的一个方面是提供一种替代的照明系统(或照明设备),其优选地进一步至少部分地消除一个或多个上面描述的缺点。本发明的目的可以具有克服或改善现有技术的至少一个缺点、或者提供一种有用的替代方案的目的。
“闪光”(也称为“美丽眩光”或“迷人眩光”)可以特别地基于空间和/或时间效果。除其他之外,本文提出诸如在实施例中通过打开和关闭特定位置上的LED来增加空间效果和/或时间动态。这可能例如对光束角和/或中心光束强度具有很小影响或没有影响。具有漫反射表面的聚光灯中的物体的外观可能基本上保持恒定,但是具有镜面反射表面的物体可能特别地示出闪光。而且,当从光束之外的方向注视聚光灯时,聚光灯(或其他类型的照明设备)自身将具有闪光的外观。
因此,在第一方面中,本发明提供了一种照明系统,包括(i)多个光源,配置成产生光源光。进一步,照明系统可以包括(ii)(成像)光学器件,配置在光源下游。特别地,照明系统(进一步)包括(多个)光源的总数量中的至少一部分的2D阵列。在特定实施例中,2D阵列中最近的相邻光源具有平均第一最短距离(dd1)。在特定实施例中,照明系统进一步被配置成在操作模式下产生照明系统光,该照明系统光包括光源的总数量中的子集的光源光。在这种特定实施例中,被配置成在操作模式下产生用于照明系统光的光源光的最近的相邻光源具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)。因此,特别地,本发明提供了一种照明系统,包括(i)多个光源,配置成产生光源光,和(ii)光学器件,配置在光源下游,其中该照明系统进一步包括光源的总数量中的至少一部分的2D阵列,其中2D阵列中最近的相邻光源具有平均第一最短距离(dd1),其中该照明系统进一步被配置成在操作模式下产生照明系统光,该照明系统光包括(多个)光源的总数量中的子集的光源光,其中被配置成在操作模式下产生用于照明系统光的光源光的最近的相邻光源具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1),并且其中该照明系统包括一个或多个附加光源,该一个或多个附加光源被配置在2D阵列之外、在附加光源到阵列中最近的邻居的第三最短距离(dd3)处,其中所述第三最短距离(dd3)比平均第二最短距离(dd2)大至少20%。
利用这种照明系统,可以在由照明系统光照亮的镜面反射表面上创建闪光效果(在操作模式下)。进一步,当注视照明系统的发光表面时,也可以感受到闪光效果。这种照明系统可以——除其他之外——用于展示室、商店、博物馆、或接待区域等,用于照亮物体。照明系统也可以用于室内照明(诸如在家庭应用中),例如用于照亮物体。
如上所指示,本发明提供了一种照明系统,包括(i)多个光源,配置成产生光源光。因此,照明系统特别地包括一个像素化照明设备或多个像素化照明设备。术语“光源”可以指半导体发光器件,诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器、等等。术语“光源”也可以指有机发光二极管,诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在特定实施例中,光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在一个实施例中,光源包括LED(发光二极管)。术语LED也可以指多个LED。进一步,在实施例中,术语“光源”也可以指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”特别指半导体芯片形式的LED芯片,该芯片既不包装到也不连接到而是直接安装到基板(诸如PCB)上。因此,多个半导体光源可以配置在同一基板上。在实施例中,COB是被一起配置为单个照明模块的多LED芯片。
术语“光源”也可以指芯片级封装(CSP)。CSP可以包括单个固态管芯,其上设置有包括发光材料的层。术语“光源”也可以指中等功率封装。中等功率封装可以包括一个或多个固态管芯。(多个)管芯可以被包括发光材料的层覆盖。管芯尺寸可以等于或小于2 mm,诸如在例如0.2-2 mm的范围内。
本文中,术语“光源”也可以特别指小型固态光源(诸如具有迷你尺寸或微型尺寸)。例如,光源可以包括一个或多个迷你LED和微型LED。特别地,在实施例中,光源包括微型LED或“微LED”或“µLED”。本文中,术语“迷你尺寸”或“迷你LED”特别指示具有选自100 µm-1 mm的范围的诸如管芯尺寸(特别是长度和宽度)的尺寸的固态光源。
因此,在特定实施例中,光源可以包括固态光源。光源——诸如特别是固态光源——可以具有选自第一长度、第一宽度、第一对角线长度、和第一直径的组的第一尺寸d1,其中第一尺寸d1最大为2 mm,诸如等于或小于1 mm。在另外的特定实施例中,第一尺寸d1最小为100 µm。术语“第一尺寸”特别指光源的发光表面的第一尺寸。
因此,在实施例中,第一尺寸可以选自100 µm-2 mm的范围。第一尺寸特别指光源的发光区域的、诸如管芯的(多个)尺寸。在其他实施例中,第一尺寸可以指固态光源上的发光层的尺寸。在实施例中,这种发光层可以基本上具有与管芯相同的尺寸,如在CSP的情况下可以如此。这种管芯或这种发光层提供了发光区域,光源光从该发光区域逸出光源。这些发光区域可以提供像素化照明设备或照明系统的像素。进一步,这些发光区域实际上可以提供2D阵列。
当发光区域基本上是正方形时,第一尺寸是基本上完全相同的第一长度或第一宽度(即第一宽度是第一长度)。当发光区域基本上是矩形时,第一尺寸可以是第一长度、第一宽度、或第一对角线长度,其中第一对角线长度大于第一长度,并且第一长度大于第一宽度。特别地,第一尺寸是第一宽度,尽管可选地可以选择第一长度。因此,在实施例中,第一尺寸(d1)选自第一长度和第一宽度;特别是第一尺寸可以是第一宽度。当发光区域基本上是圆形时,第一尺寸将是直径。在这种实施例中,实际上第一宽度是(第一)直径。进一步,对于其他形状,圆形等效圆直径可以被选择为第一尺寸。因此,在实施例中,宽度、直径或圆形等效直径可以被选择为(特性)第一尺寸。
术语“光源”还可以涉及多个(基本上完全相同的(或不同的))光源,诸如2-2000个固态光源。在实施例中,光源可以包括单个固态光源(诸如LED)下游的或多个固态光源下游(即例如由多个LED共享)的一个或多个微型光学元件(微透镜阵列)。在实施例中,光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中,光源包括像素化的单个LED(具有或不具有光学器件)(在实施例中提供片上光束操控)。
短语“不同的光源”或“多个不同的光源”、以及类似的短语在实施例中可以指选自至少两个不同的分区(bin)的多个固态光源。同样地,短语“完全相同的光源”或“多个相同的光源”、以及类似的短语在实施例中可以指选自同一分区的多个固态光源。短语“多个不同的光源”指示在光源的总数量(至少两个)内,存在至少两个不同的光源。因此,当存在“多个不同的光源”并且总共存在n个光源时,那么存在2-n个不同的光源。
特别地,当应用多个光源、甚至更多个不同的光源时,两个或更多个光源、特别是所有光源可以被单独控制,或者以光源的总数量中的子集被控制。
例如,在特定实施例中,光源的总数量中的两个或更多个光源被配置成提供在色点、色温、和显色指数中的一个或多个中不同的光源光。以此方式,可以控制照明系统光的色点、色温和/或显色指数(也参见下文)。当然,当存在两个或更多个单独可控的光源时,也可以控制照明系统光的强度(和/或光束形状)。当存在一个或多个可以控制其强度的光源时,也可以控制照明系统光的强度。
术语“控制”和类似术语尤其至少指确定元件的行为或监督元件的运行。因此,本文中的“控制”和类似术语可以例如指对元件施加行为(确定元件的行为或监督元件的运行)等,诸如测量、显示、致动、打开、移动、改变温度等……除此之外,术语“控制”和类似术语可以附加地包括监控。因此,术语“控制”和类似术语可以包括将行为施加在元件上,并且也包括将行为施加在元件上并监控该元件。元件的控制可以用控制系统来完成,该控制系统也可以指示为“控制器”。因此,控制系统和元件可以至少暂时地或永久地功能性地耦合。元件可以包括控制系统。在实施例中,控制系统和元件可以不是物理地耦合。可以经由有线和/或无线控制来完成控制。术语“控制系统”还可以指多个不同的控制系统,这些控制系统特别是功能性地耦合,并且在该多个不同的控制系统中的例如一个控制系统可以是主控制系统并且一个或多个其他控制系统可以是从属控制系统。控制系统可以包括或者可以功能性地耦合到用户接口。
控制系统还可以被配置成接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中,可以经由设备——诸如便携式设备(如智能手机或I-phone)、平板电脑等——上的App来控制该控制系统,因此,该设备不一定耦合到照明系统,而是可以(暂时)功能性地耦合到照明系统。
因此,在实施例中,控制系统可以(也)被配置成由远程设备上的App控制。在这种实施例中,照明系统的控制系统可以是从属控制系统或从属模式下的控制。例如,照明系统可以用代码——特别是相应照明系统的唯一代码——可识别。照明系统的控制系统可以被配置成由外部控制系统控制,该外部控制系统可以基于(唯一的)代码的知识(通过具有光学传感器(例如QR码读取器)的用户接口输入)来访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其他系统或设备通信的装置,诸如基于蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、BLE或WiMAX、或者其他无线技术。
系统、或装置、或设备可以以“模式”或“操作模式”或“操作的模式”执行动作。同样地,在方法中,动作、或阶段、或步骤可以以“模式”或“操作模式”或“操作的模式”执行。术语“模式”也可以指示为“控制模式”。这不排除该系统、或装置、或设备也可以适于提供另一种控制模式或多种其他控制模式。同样地,这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其他模式。
然而,在实施例中,控制系统可以是可用的,该控制系统适于至少提供控制模式。如果其他模式可用,则这种模式的选择尤其可以经由用户界面来执行,尽管其他选项——如取决于传感器信号或(时间)方案来执行模式——也可以是可能的。在实施例中,操作模式还可以指仅可以在单个操作模式(即“开启”,没有进一步的可调性)下操作的系统、或装置、或设备。
因此,在实施例中,控制系统可以取决于用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号、和定时器中的一个或多个来控制。术语“定时器”可以指时钟和/或预定的时间方案。
照明系统可以进一步包括配置在光源下游的光学器件。术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光产生装置(这里特别是光源)的光的传播的项目或特征的布置,其中相对于来自光产生装置的光束内的第一位置,光束中更靠近光产生装置的第二位置是“上游”,并且光束之内更远离光产生装置的第三位置是“下游”。
光学器件特别地配置成对产生光源光的一个或多个光源的光源光的光束进行整形(在操作模式期间)。在特定实施例中,光学器件是光透射光学器件(即包括光透射材料),光源光必须通过该光透射材料传播以向其下游提供光束整形的照明系统光。
术语“光学器件”也可以指多个相同或不同的光学器件。当存在多于一个的光学器件时,光学器件可以被配置成阵列,或者光学器件可以被配置成堆叠,或者光学器件可以被配置成堆叠阵列。
特别地,基本上所有从照明系统发出离开的光都通过光学器件。
因此,在实施例中,光学器件包括光透射光学器件。特别地,在实施例中,光学器件选自由透镜和准直器组成的组。在实施例中,准直器可以是TIR(全内折射)准直器。特别地,在实施例中,光学器件包括菲涅耳透镜。在实施例中,菲涅耳透镜可以是TIR菲涅耳透镜。因此,在特定实施例中,光学器件包括准直光学器件。
如上所指示,在实施例中,照明系统可以被配置为聚光灯或者可以被配置成提供聚光灯。因此,在特定实施例中,光学器件可以被配置成产生照明系统光的光束,该光束具有等于或小于40°(诸如等于或小于36°,如等于或小于25°)的张角(θ)。在这种张角内,特别是该张角内的强度(即特别是发光强度(以流明每球面度(lm/sr)或(cd)为单位))等于或大于最大强度的50%;在大于张角的角度处,强度小于最大强度的50%。因此,光束角特别地由光束的半峰全宽(FWHM)强度的角度来定义。FWHM可以围绕照明系统的光轴对称或非对称地布置。
照明系统的光源的总数量中的至少一部分可以布置成2D阵列。该阵列可以是规则的或随机的(诸如准随机的)。但是,一般来说,阵列是规则配置的。例如,在实施例中,光源可以围绕照明系统的光轴基本上对称地配置。因此,阵列中的光源可以具有一个或多个间距。光源可以被配置成立方配置或六边形配置等……。除了配置在2D阵列中的这些光源之外,还可以可选地存在另外的光源,这些另外的光源可能实际上不属于该阵列。例如,它们到任一其他光源的(中心到中心的)距离可能与(多个)间距不是基本上完全相同的;还进一步参见下文。因此,在实施例中,照明系统进一步包括光源的总数量中的至少一部分的2D阵列。
在阵列中,2D阵列中最近的相邻光源可以具有平均第一最短距离(dd1)。在六边形2D阵列或立方2D阵列中,最近邻居之间的最短距离对于所有光源来说可能是完全相同的。在六边形2D阵列中,每个光源(除了边缘处的光源)可以有六个最近的相邻光源;在立方2D阵列中,每个光源可以具有四个最近的相邻光源。在不规则阵列中,最近的相邻光源之间可能存在两个或更多个不同的距离。在这种实施例中,可以取(数量)平均。对于最近邻居的确定,可以使用欧几里得平面中的Voronoi图;最近邻居在与具有光源的单元共享边缘的单元中,必须为其确定最近邻居。Voronoi图基于到平面的特定子集中的点的距离将平面划分成区域。这些点也被称为“种子”。这里,种子指“光源”(特别是它们的发光表面)。对于每个种子,都存在对应的区域,该区域由距离该种子比距离任何其他种子更近的所有点组成。这些区域被称为Voronoi单元。
照明系统被配置成提供照明系统光(在操作期间)。当所有光源都打开时,可能不存在闪光效果。因此,在特定实施例中,照明系统可以被配置成在操作模式下产生照明系统光,该照明系统光包括光源的总数量中的子集的光源光。
这里,术语“子集”特别指比光源的总数量少的光源数量。进一步,在操作模式的上下文中,术语“光源子集”一般来说将指代至少2个(诸如至少4个)光源的数量,尽管在子集中多得多的光源也可以是可能的。进一步,光源子集可以特别地包括2D阵列的一个或多个光源。
如上(并且也如下)所指示,术语“操作模式”也可以指多个不同的操作模式。进一步,本文描述的操作模式可以不排除一个或多个其他操作模式的可能性。然而,在本发明的上下文中,特别描述了可以提供闪光效果的操作模式。
在操作模式(或多个操作模式,也参见上文)期间,特别是被配置成在操作模式下产生用于照明系统光的光源光的最近的相邻光源具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)。因此,阵列中最近邻居之间的相互距离小于这些(最近邻居)光源之间的相互距离,这些光源形成照明系统的子集,用于在操作模式期间提供照明系统光。因此,在操作模式期间特别有源的这些光源平均地具有比(阵列的)所有光源(无论在操作模式期间是否有源)更大的相互距离。
特别地,当经由光学器件观看产生光源光的照明区域时,单独的光源可能基本上不可分辨,而在操作模式下提供照明系统光的单独的光源(即有源光源)可能是可分辨的。因此,当通过光学器件观看时,分辨率可以小于单独的光源的尺寸(使得这些单独的光源可能不被识别),但是可以等于或高于在可以提供照明系统光的操作模式下的那些光源的尺寸。以此方式,用照明系统光照亮的漫反射物体可以示出闪光效果。进一步,以此方式,照明区域也可以提供闪光效果。术语“照明区域”指具有光源的区域,包括光源的2D阵列(即发光表面)。短语“单独的光源可能基本上(不)可分辨”和类似的短语特别地指示人可能(不)分辨(相应光源的)单独的发光表面。这里,术语“人”也可以指一小组人。
因此,在特定实施例中,照明系统进一步被配置成在操作模式下产生照明系统光,该照明系统光包括光源的总数量中的子集的光源光,其中被配置成在操作模式下产生用于照明系统光的光源光的最近的相邻光源(即有源光源)具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)。特别地,平均第二最短距离至少是平均第一最短距离的两倍,甚至更特别地,平均第二最短距离至少是平均第一最短距离的四倍,诸如平均第二最短距离至少是平均第一最短距离的五倍。典型地,对于相对大的第三最短距离,位于2D阵列之外的附加光源不与光学器件耦合,并且只有位于2D阵列中的光源与光学器件光学耦合。在本发明的上下文中,光学耦合意味着当光学耦合时,来自光源的光基本上经由光学器件从照明系统出射。未光学耦合的附加光源使得光束之外的期望的闪光效果的可见度将被增强。
在另外的特定实施例中,照明系统进一步被配置成在操作模式下产生照明系统光,该照明系统光包括光源的总数量中的子集的光源光,其中被配置成在操作模式下产生用于照明系统光的光源光的最近的相邻光源(即有源光源)具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)等于或大于第一尺寸(d1)(也参见上文),即平均第二最短距离dd2≥d1。特别地,在实施例中,平均第二最短距离dd2≥1.1*d1,甚至更特别地,平均第二最短距离dd2≥1.5*d1。然而,在特定实施例中,平均第二最短距离dd2≤10*d1,例如平均第二最短距离等于或小于5*d1,特别如等于或小于4*d1。在后一个实施例中,例如4-8%的LED可以在操作模式期间(例如当子集随时间交替时)开启。
被配置成在操作模式下产生用于照明系统光的光源光的最近的相邻光源(即有源光源)之间的距离越大,光学器件可能越大。
在操作模式下提供照明系统光的最近的相邻光源(即有源光源)之间的距离可能不都相同,尽管在其他实施例中这些距离可能都相同。注意,被选择为产生照明系统光(在操作模式期间)的光源可以被随机选择或者可以基于固定的设置。因此,特别是平均第二最短距离是(数量)平均最短距离(在操作模式下提供照明系统光的最近的相邻光源之间)。同样地,平均第一最短距离是((2D阵列的)最近的相邻光源之间的)(数量)平均最短距离。
在实施例中,2D阵列中的光源的总数量等于或大于24,诸如等于或大于36,如等于或大于64。阵列中的光源的数量也可以大得多,诸如至少100、如至少400、诸如至少2500、等等。
2D阵列中至少24个或更多的这种(最小)数量的光源可以允许创建闪光效果。在光源数量太少的情况下,诸如照明区域中的独立发光区域(诸如LED管芯)少于例如16个,则可能不创建闪光效果。
进一步,在实施例中,在操作模式期间,等于或小于光源的总数量中的50%(诸如等于或小于35%,如等于或小于25%)被打开。如果百分比导致非自然数,则可以选择最接近的自然数(例如,32.5变成33,并且32.4变成32)。可以选择在操作模式期间使用的(多个)子集中的光源的数量,使得可以(容易地)实现平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)、特别是平均第二最短距离至少是平均第一最短距离的两倍的条件。
当随机地选择(操作模式的(多个)子集的)光源时,这可以在以下条件下进行:(i)平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1),特别是平均第二最短距离至少是平均第一最短距离的两倍,和/或在以下条件下进行:(ii)平均第二最短距离(dd2)等于或大于第一尺寸(d1),特别是平均第二最短距离dd2>d1。因此,这个选择可以不是完全随机的。
在特定实施例中,可以应用的是,在操作模式期间使用的所有光源(即有源光源)到子集内的其他相邻光源的距离大于平均第一距离(dd1),至少等于或大于平均第一距离(dd1)的两倍,诸如至少等于或大于平均第一距离(dd1)的四倍,特别如至少等于或大于平均第一距离(dd1)的五倍,诸如例如等于或小于平均第一距离(dd1)的大约10倍。在特定实施例中,在操作模式期间使用的所有光源(即有源光源)到子集内的其他相邻光源的距离至少等于或大于dd1a+d1,诸如至少等于或大于2*(dd1a +d1),诸如例如高达大约5*(dd1a +d1),如高达大约4*(dd1a +d1)。这里,dd1a指示平均第一最短距离。
一般来说,对于所有光源来说,光源的第一尺寸是完全相同的。如果不是这种情况,那么也可以选择(数量)平均第一尺寸。
因此,在其他特定实施例中,可以应用的是,对于光源的总数量中的至少50%,特别是在操作模式期间使用的所有光源(即有源光源)的实施例中,它们到(有源光源的)子集内的其他相邻光源的距离等于或大于d1。
光源的总数量中的子集在操作模式期间提供照明系统光。在实施例中,这特别地意味着(2D阵列中的)其他光源被关闭。提供照明系统光的光源可以以相应的最大功率操作(尽管这不是必须的情况;然而,一般来说,至少是相应的最大功率的50%)。因此,可以关闭其他光源,或者可以在其他特定实施例中调暗其他光源。因此,在其他实施例中,代替打开和关闭,可以调亮或调暗光源。因此,在实施例中,光源子集可以主要提供照明系统光,并且多个光源中的一个或多个其他光源也可以增加照明系统光,但是仅具有相对低的功率,诸如等于或小于总功率的10%可以由不在(提供照明系统光的)子集内的光源提供。当光源没有被调暗到低于其最大功率的大约10%时,可以认为它是有源的。
如上所指示,在实施例中,可能只有一种单一的操作模式,具有在该模式期间提供照明系统光的光源的固定配置。这可能仍然不排除存在其他操作模式。在具有光源的固定配置的这种单个的操作模式下,在操作模式期间提供照明系统光的光源可能没有被及时改变。然而,在操作模式下提供照明系统光的光源的改变可以特别地提供闪光效果(当用照明系统光照亮镜面反射物体时)。
因此,在特定实施例中,控制系统可以被配置成随时间产生(在操作模式期间提供照明系统光的)光源的不同子集,其中不同子集当然符合以下条件:被配置成在操作模式下产生用于照明系统光的光源光的最近的相邻光源(即有源光源)具有平均第二最短距离dd2,其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)(和/或平均第二最短距离dd2≥d1)。在(两个或更多个)不同子集的操作模式下提供照明系统光的光源可以根据固定(时间)方案来选择,或者可以(准)随机选择。因此,光源的总数量中的(两个或更多个)不同子集可以被配置成产生照明系统光。
因此,(特别是2D阵列的)多个光源的光源可以各自是一个或多个子集的一部分。当存在一个操作模式时,可能存在单个子集。当在操作模式期间子集随着时间改变时,存在多个子集。这些子集在子集内的光源的空间布置上不同(在操作模式期间)。当存在两个或更多个子集时,不同的子集可以例如具有最多50%、诸如最多35%的完全相同的光源(即在特定位置处的光源,该光源用于一个子集,但也可以用于另一个子集)。如上所指示,如果百分比导致非自然数,则可以选择最接近的自然数。
因此,在特定实施例中,其中光源的总数量中的(两个或更多个)不同子集被配置成产生照明系统光,特别是照明系统可以被配置成在操作模式下产生照明系统光,同时在(两个或更多个)不同子集中的两个或更多个子集之间随时间交替。当它在两个或更多个不同子集之间随时间交替时,照明系统光的光束内的(精确)强度分布可能随时间变化。当观看照明区域和/或观看用照明系统光照亮的具有镜面反射性的物体时,这可以提供闪光效果。本文中,术语“交替”和类似术语特别指随时间交替,即一个接一个。
短语“被配置成在操作模式下产生照明系统光的照明系统”,或短语“被配置成在操作模式下产生照明系统光、同时在(两个或更多个)不同子集中的两个或更多个子集之间随时间交替的照明系统”以及类似的短语可以特别地指示控制系统控制光源,使得照明系统光被提供,诸如由不同子集的(不同)光源随时间提供。
如上所指示,可以存在多个光源。在这种情况下,控制单独的光源或单独的光源子集可能是有意义的。这可以允许控制照明系统光的强度。进一步,这可以允许在操作模式期间分别选择一个子集或不同的子集。如上所指示,在实施例中,控制系统可以被配置成(让照明系统)在操作模式下产生照明系统光,同时在(两个或更多个)不同子集中的两个或更多个子集之间随时间交替。因此,控制系统可以被配置成在提供(分别地,或不提供)照明系统光的光源子集之间交替。然而,在实施例中,这还可以可选地允许控制照明系统光的色点、色温、和显色指数中的一个或多个(在例如操作模式期间)。然而,这也可以在不同于本文描述的其他操作模式下进行。
在特定实施例中,其中在(两个或更多个)不同子集之间交替,可能期望照明系统光的总强度基本上恒定。因此,在实施例中,控制系统可以被配置成保持照明系统光的随时间恒定的光通量。短语“照明系统光的随时间恒定的光通量”可以指在距光通量的预定值大约+/-10%之内(诸如+/-5%之内)的光通量。
在特定实施例中,照明系统被配置成以等于或低于25 Hz(诸如等于或低于10 Hz,如等于或低于5 Hz,如等于或低于1 Hz)的频率在两个或更多个不同子集之间交替。因此,每个子集可以在至少0.04秒(诸如至少0.1秒,如至少0.2秒)期间提供照明系统光;在这样的时段之后,系统可以改变为提供照明系统光的光源的另一子集。以此方式,用户可以看到随时间而闪光的效果。在实施例中,子集在改变到另一子集之前可以提供照明系统光的时间的上限可以例如是两分钟,诸如等于或小于一分钟,诸如等于或小于30秒,如等于或小于15秒。另一方面,过高的频率可能不被用户欣赏;因此,频率可以等于或低于5 Hz,如等于或低于1 Hz,如最大0.2 Hz。如从上文可以确定的,短语“照明系统被配置成交替”和类似短语在实施例中可以指示控制系统被配置成控制光源,使得照明系统在不同子集之间(并因此在光源之间)交替。
特别地,对于较大的阵列,在选择子集时可能存在相对大的自由度,特别是在最大强度不是必要的时。因此,也可以选择子集,使得光束内的空间强度分布基本上保持相同。以此方式,光束宽度可以基本上保持相同。因此,在实施例中,照明系统被配置成在两个或更多个不同子集之间交替(在操作模式下),同时保持照明系统光的固定的光束宽度。因此,最大例如大约40°的张角可以保持基本上相同,同时在随时间提供照明系统光的光源子集之间交替。
基本地,可能存在两种方法来获得闪光效果。在实施例中,这两个选项可以组合,或者在其他实施例中,可以选择这两个选项之一。在实施例中,可以从由2D阵列所包括的光源中选择符合以下条件的光源:到产生照明系统光的集合的所有最近邻居的平均距离大于平均第一最短距离(或者甚至等于或大于第一尺寸)。然而,在其他实施例中,一个或多个这种光源可以替代地或附加地选自配置在2D阵列外部的光源。因此,在实施例中,一个或多个光源可以被配置在距(来自2D阵列的光源的)任何最近的相邻光源的第三最短距离(dd3)处,其中第三最短距离(dd3)至少是平均第一最短距离(dd1)的五倍,诸如其中第三最短距离(dd3)至少是平均第一最短距离(dd1)的十倍,如第三最短距离(dd3)至少是平均第一最短距离(dd1)的15倍,诸如dd3≥20*dd1,诸如第三最短距离dd3高达平均第一最短距离(dd1)的大约1000倍。在特定实施例中,对于一个或多个光源,距(来自2D阵列的光源的)任何最近的相邻光源的最短距离dd3可以等于或大于第一尺寸d1,诸如第三最短距离dd3至少等于或大于1.1*d1,如dd3至少等于或大于1.5*d1(其中在实施例中,d1是特性尺寸的长度)。
在实施例中,照明系统可以包括一个或多个照明设备,它们一起可以提供多个光源。因此,没有、或者一个或多个照明设备可以包括光源,这些光源本身不一定符合本文描述的照明系统的条件,但是一起确实符合。然而,在其他实施例中,一个或多个照明设备可以符合本文描述的条件,并且因此可以是这样的照明系统。
在后一个实施例中,一个或多个照明设备可以例如由照明设备外部的控制系统控制,尽管在其他变型中,一个或多个照明设备可以包括控制系统(用于控制照明设备的照明设备光)。进一步,在这种实施例中,一个或多个照明设备可以特别地包括像素化照明设备。术语“像素化”和类似术语特别地指多个光源,更特别地指其发光区域。多个光源至少被配置成提供发光区域的2D阵列。
因此,术语“照明系统”也可以指多个照明系统,这些照明系统在实施例中可以(例如经由控制系统)功能性地耦合。
进一步,在特定实施例中,术语“照明系统”或“照明系统光”以及类似术语因此可以分别指照明设备和照明设备光(以及类似术语)。因此,在实施例中,照明系统可以包括照明设备,其中照明设备包括多个光源和光学器件。因此,特别地,本发明还提供了一种照明设备,其包括(i)被配置成产生光源光的多个光源,和(ii)被配置在光源下游的光学器件,其中照明设备进一步包括光源的总数量中的至少一部分的2D阵列,其中2D阵列中最近的相邻光源具有平均第一最短距离(dd1),其中照明设备进一步被配置成在操作模式下产生照明设备光,该照明设备光包括光源的总数量中的子集的光源光,其中被配置成在操作模式下为照明设备光产生光源光的最近的相邻光源具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)。因此,这样的照明设备特别地是像素化照明设备,其中像素由多个光源的发光区域限定。
在特定实施例中,这样的照明设备可以是聚光灯。例如,在特定实施例中,照明设备(的光学器件)可以被配置产生照明设备光的光束,该光束具有等于或小于40°(诸如等于或小于36°,如等于或小于25°)的张角(θ)。
在实施例中,在操作模式期间的照明系统光可以基本上仅是可见光,诸如至少80%的光谱功率在380-780 nm范围内。在实施例中,在操作模式期间的照明系统光可以是白光。
本文的术语“白光”对于本领域技术人员是已知的。它尤其涉及具有在约2000和20000 K、特别是2700-20000 K之间的相关色温(CCT)的光,用于特别是在约2700 K和6500K的范围内的一般照明,以及用于特别是在约7000 K和20000 K范围内的背部照明目的,并且特别是在距BBL(黑体曲线)约15 SDCM(颜色匹配的标准偏差)之内、特别是距BBL约10SDCM之内、甚至更特别是距BBL约5 SDCM之内。
术语“可见”、“可见光”、或“可见发射”以及类似术语指具有在大约380-780 nm范围内的一个或多个波长的光。
照明系统(或设备)可以是以下的一部分或者可以被应用在以下中,例如:办公室照明系统、家用应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自照明显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(室外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、等等。
附图说明
现在将仅通过示例的方式,参考所附的示意性附图来描述本发明的实施例,其中对应的附图标记指示对应的部件,并且其中:
图1a-图1d示意性地描绘了照明系统(未描绘光学器件)的实施例的一些方面;
图2a-图2b示意性地描绘了照明系统的实施例的一些另外的方面;
图3a-图3c示意性地描绘了照明系统的实施例的又一些另外的方面;以及
图4示意性地描绘了照明系统的应用的实施例。
示意性附图不一定是按比例的。
具体实施方式
通过对光源和光学器件进行不同的组合,可以创建若干种光束宽度。壳体大致确定了可以产生的最大通量。可以通过可以传递到环境中的热量来确定(多个)LED光源的最大可允许输入功率。一般来说,小型光源(具有小的发光区域的COB或紧密堆积的芯片级封装阵列、中等功率封装或MicroLED)可以提供具有高峰值强度的相对窄的光束,而较大的光源(具有较大发光区域的COB或具有较大间距的CSP阵列)可以导致具有较低峰值强度的较宽光束。然而,可以获得相当的通量。当CSP之间的间距大时,或者当COB源的颜色不均匀时,准直光学元件可以提供一定程度的混合以使光束均匀。
图1a在左边示意性地描绘了产生窄光束的紧密堆积的LED阵列。图1a还在中间示意性地示出了紧密堆积的LED阵列,但是其产生较宽的光束,调光以得到相同的通量。进一步,图1a在右边示意性地示出了具有较大间距的LED阵列,其产生具有相同通量的较宽光束。注意,当如图1a所指示来改变光源子集时,由光源产生的光的伴随的光束形状也可能改变。
左边圆圈内和右边圆圈中的阴影正方形表面指例如最大容量的光源。中间附图中圆圈内的阴影正方形表面可以指被调光的光源,使得总通量基本上与左边的相同。白色正方形区域指被关闭的光源(或者在特定实施例中,最大功率为其最大功率的10%)。左边圆圈之外或中间虚线的正方形区域可以被忽略作为光源(原则上也适用于右边的附图)。
小区域(小正方形)指光源,用附图标记10来指示。小正方形特别地代表发光表面(或当相应光源被打开时发射光的表面)。光源具有第一尺寸d1,在这种情况下,第一尺寸d1是长度或宽度(在这个示意性描绘的基本上正方形的光源10 /正方形发光区域的实施例中,它们是相等的)。光源10具有到相邻光源10的距离dd1。在这个示意性描绘的实施例中,光源10具有间距(其基本上是dd1+d1)。进一步,光源10围绕光轴O基本上对称地配置。光源10被配置成具有立方对称性的阵列。
所有小区域中较大的区域,即所有发光表面中较大的区域可以指示为“发光区域”或“照明区域”。附图标记110指示阵列。光源10的阵列——或者实际上光源10的发光表面的阵列——限定了阵列110。阵列外部也可以存在光源10(也参见下文)。阵列110基本上限定了照明区域(其包括单独的光源的发光表面或发光区域)。
图1a还指示随机选择的光源的最近邻居。后一种光源用附图标记10'指示。该光源10'具有四个最近的邻居,其在附图中用较粗的边和附图标记10nb来指示。如果光源的发光表面被配置成Voronoi图(也参见下文),则四个Voronoi单元将是仅有的与光源10'的Voronoi单元共享一个边缘的Voronoi单元。因此,2D阵列110中最近的相邻光源10具有平均第一最短距离dd1。更准确地说,在这个示例中,所有光源10都在距离dd1处具有最近的相邻光源。因此,附图中所指示的距离dd1也因而是平均第一最短距离dd1。
在图1a的右边,阵列110的光源的子集被打开;剩余的光源没有被打开。前者可以指示为“有源光源”和类似的术语。
注意,代替打开和关闭,在其他实施例中,可以调亮或调暗光源。因此,光源子集可以主要提供照明系统光,并且多个光源中的一个或多个其他光源也可以增加照明系统光,但是仅具有相对低的功率,诸如等于或小于总功率的10%可以由不在提供照明系统光的子集内的光源提供。当光源没有被调暗到低于其最大功率的大约10%时,可以认为它是有源的。
在图1a右边的光源的子集中,提供照明系统光的最近邻居(即有源光源10)之间的距离大于阵列110的光源10之间的距离(该距离为dd1)。这里,在子集中打开的这些光源10之间的距离至少是光源的尺寸(其用d1来指示)。这些(有源)光源之间的距离用dd2来指示。因此,在操作模式期间提供照明系统光的子集中的这些光源10具有第二最短距离dd2。这里,这些第二最短距离dd2可以不同,也参见附图,其中dd2的长度在光源10'的不同集合和其有源的最近邻居之间是不同的。子集中的光源10的每个光源的第二最短距离dd2可以被平均,导致平均第二最短距离dd2。
因此,在图1a的右边示意性地提供了照明系统1000的实施例,该照明系统1000包括被配置成产生光源光的多个光源10。照明系统1000包括光源10的总数量中的至少一部分的2D阵列110,其中2D阵列110中最近的相邻光源10具有平均第一最短距离dd1。进一步,照明系统1000被配置成在操作模式下产生照明系统光1001,该照明系统光1001包括光源10的总数量中的子集的光源光,其中被配置成在操作模式下产生用于照明系统光1001的光源光的最近的相邻光源10(即形成子集的有源光源)具有平均第二最短距离dd2,其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1)。这里,平均第二最短距离dd2至少是d1。
现有技术聚光灯的光亮度是恒定的。外观可以是眩光的或不是眩光的,但是它将不被感受为闪光的。“闪光”(也称为“美丽眩光”或“迷人眩光”)特别地基于空间和/或时间效果。除其他之外,本文提出通过打开和关闭特定位置上的LED来增加空间(除其他之外,参见图1a的右边)和/或时间动态,其中对光束角和/或中心光束强度影响很小或没有影响。具有漫反射表面的聚光灯中的物体的外观可能基本上保持恒定,但是具有镜面反射表面的物体可能示出闪光效果。而且,当从光束之外的方向注视聚光灯时,聚光灯自身将具有闪光的外观。
在本发明的实施例中,可以提供在特定区域上延伸的LED的矩阵阵列(例如芯片级封装、中等功率封装或MicroLED)。参考图1b,在时间t1,固定数量的LED被打开。它们在特定区域内形成图案,确保生成正确的光束。在稍后的时间点t2,另一组LED被打开,该另一组LED具有相同的数量但是不相同的图案(其仍然填充该特定区域)。在时间t3,选择具有相同数量的LED的第三图案等……当从光束之外的固定方向或投影光束中的镜面反射物体注视光学器件时,选择开关频率以创建闪光效果。图1b中示意性地描绘了这一点。图1b示意性地描绘了一个实施例:其中在不同的时刻,相同数量的LED被打开,但是在特定区域内以不同的图案被打开。
在相对非常低的频率下,当观看方向随时间改变时,外观仍将是闪光的。
如用这个8*8光源阵列示意性描绘的,有可能创建具有相同数量的提供照明系统光的光源的多个(这里是5个示例)子集。通过随时间交替子集,可以创建闪光效果。因此,对于照明系统1000,可以应用的是,可以选择光源10的总数量中的两个或更多个不同子集来产生照明系统光。因此,照明系统1000可以特别地配置成在操作模式下产生照明系统光,同时在两个或更多个不同子集的两个或更多个子集之间随时间交替。在实施例中,照明系统1000可以配置成以等于或低于10 Hz的频率在两个或更多个不同子集之间交替。因此,控制系统(也参见下文)可以被配置成使照明系统产生照明系统光,该照明系统光设置有(随时间)交替的不同的光源子集,其中(交替的)频率等于或低于10 Hz。
还如图1b中所示,对基于相应子集中的光源10的光源光的照明系统光的光束形状(随着时间)可能存在很小的影响或者基本上没有影响。因此,照明系统1000可以被配置成在两个或更多个不同子集之间交替,同时保持照明系统光1001的基本上固定的光束宽度。同样地,可以保持照明系统光的随时间恒定的光通量(同时在操作模式期间交替子集)。
因此,图1b还示意性地描绘了一个实施例,可以随着时间使用多个不同的子集来在操作模式期间产生照明系统光。这些子集在子集内的光源的空间布置上不同(在操作模式期间)。当存在两个或更多个子集时,不同的子集可以例如具有最多50%、诸如最多35%的完全相同的光源。
图1b还示意性地描绘了一个实施例,其中2D阵列110中的光源10的总数量等于或大于36。进一步,图1b还示意性地描绘了一个实施例,其中在操作模式期间,等于或小于光源10的总数量的35%被打开。特别地,在操作模式期间,等于或小于光源10的总数量的35%可以是有源的。
图1c更详细地示意性地描绘了可能的子集,但是现在与特定实施例组合,其中一个或多个光源10没有被配置在阵列110中,而是被配置在其外部。这些光源用附图标记10''指示。因此,在实施例中,光源(诸如LED)可以被配置在特定区域之外。可以例如以选定的图案和/或频率来打开和关闭这种光源。这些光源对远场强度分布的影响可能非常有限,但是当从光束之外的方向注视光学器件时,这些光源可以用来增强闪光效果。附加光源可以特别地放置成离主光源足够远,使得它们的峰值强度在主光束的尾部之外。这里,附加光源到阵列110中的最近邻居的距离用dd3指示。因此,图1c示意性地描绘了照明系统1000的实施例,该照明系统1000包括一个或多个光源10,该一个或多个光源10被配置在距来自2D阵列110的光源10的任何最近的相邻光源10的第三最短距离dd3处,特别地,第三最短距离(dd3)至少是平均第一最短距离(dd1)的五倍。在实施例中,dd3≥d1。平均来说(未配置在阵列110内的光源10''的总数量的平均),dd3可以等于或大于d1,诸如等于或大于1.1*d1。
当除了阵列110中的光源10外还存在阵列之外的光源10时,一般来说,dd3的平均值将大于dd2的平均值,如大至少10%、诸如大至少20%、如大至少50%。
除其他之外,参考图1a、图1b和图1c,诸如固态光源的光源10可以具有选自第一长度、第一宽度、第一对角线长度、和第一直径的组的第一尺寸d1。在实施例中,第一尺寸可以选自100 µm-2 mm的范围。进一步,在实施例中,平均第二最短距离dd2可以等于或大于第一尺寸d1,其中第一尺寸d1选自第一长度和第一宽度,诸如第一宽度。
图1d示意性地描绘了不规则阵列110。指示相邻的光源10之间的等距离的Voronoi线被指示。共享一个边缘的这些单元包括相邻的光源10。
上述实施例是在没有光学元件的情况下描绘和描述的。图2a和图2b示意性地描绘了包括光学元件的照明系统1000的一些实施例。这里,描绘了照明系统1000的实施例,该照明系统1000包括多个光源10和光学器件20,多个光源10被配置成产生光源光11,光学器件20被配置在光源10下游。如上所指示,照明系统1000包括光源10的总数量中的至少一部分的2D阵列110。照明系统1000进一步被配置成产生照明系统光1001,该照明系统光1001包括一个或多个光源10的光源光11。在特定操作模式下,照明系统光1001包括光源10的总数量中的子集的光源光11。附图标记O指示光轴。附图标记θ指示照明系统光1001的光束1002的张角。
光学器件20可以特别地包括光透射光学器件,光透射光学器件选自由透镜21(参见图2a)和准直器22(参见图2b)组成的组。透镜可以是例如菲涅耳透镜。特别地,光学器件20被配置成产生照明系统光1001的光束1002。如图2b中所示,光学器件安装在载体35上。安装在载体35上、在2D阵列110之外的附加光源10''不与光学器件20耦合,而是只有位于2D阵列中的光源10与光学器件光学耦合。
在特定实施例中,其中光学器件20可以被配置成产生照明系统光1001的光束1002,该光束1002具有等于或小于90°的张角θ。对于聚光灯应用,张角可以更小。因此,在特定实施例中,光学器件20可以被配置成产生照明系统光1001的光束1002,该光束1002具有等于或小于40°的张角θ、诸如等于或小于36°、如等于或小于25°。
光透射光学器件特别地包括光透射材料,特别是透光材料。光透射材料对于UV辐射、可见光、和IR辐射中的一种或多种——特别是至少可见光——可以是透明的。光透射材料可以包括选自由透射有机材料组成的组的一种或多种材料,诸如选自由以下组成的组:PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(Plexiglas或Perspex)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、硅树脂、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(在实施例中包括(PETG)(乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯))、PDMS(聚二甲基硅氧烷)和COC(环烯烃共聚物)。特别地,光透射材料可以包括芳香族聚酯或其共聚物,诸如例如聚碳酸酯(PC)、聚(甲基)丙烯酸甲酯(P(M)MA)、聚乙交酯或聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸乙酯)(PHBV)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);特别地,光透射材料可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。因此,光透射材料特别地是聚合光透射材料。然而,在另一实施例中,光透射材料可以包括无机材料。特别地,无机光透射材料可以选自由玻璃、(熔融)石英、透射陶瓷材料、和硅树脂组成的组。也可以应用包括无机和有机部分二者的混合材料。特别地,光透射材料包括PMMA、透明PC、或玻璃的一种或多种。
图2a-图2b还示意性地描绘了一个实施例,其中照明系统1000进一步包括控制系统30。在实施例中,控制系统30可以被配置成在控制模式下随着时间交替子集。控制系统30还可以被配置成保持照明系统光1001的随时间恒定的光通量。控制系统30还可以被配置成在其他操作模式(或控制模式)下控制照明系统光。控制系统30可以被配置成控制色点、色温、和显色指数中的一个或多个。控制系统还可以被配置成在操作模式期间选择子集,从而使照明系统光基于光源子集的光源光。当随着时间该子集没有改变为另一个子集时,仍然可能存在闪光效应(也参见上文,除其他之外,在图1a)。
图2a-图2b还示意性地描绘了光源10和光学元件20由单个照明设备100所包括的实施例。因此,这些图还示意性地描绘了照明系统1000包括照明设备100的实施例,其中照明设备100包括多个光源10和光学器件20。例如,在实施例中,照明设备100是聚光灯。照明设备特别地被配置成产生照明设备光101。注意,在实施例中,照明设备光101可以基本上是照明系统光1001。因此,本文中关于照明系统光1001描述的所有实施例也可以应用于照明设备光101。
附图标记25指反射器,诸如具有铝层或其他镜面反射材料。附图标记120指示壳体。
如图3a-图3b中所示意性描绘的,在实施例中,阵列110可以包括光源(诸如LED),其被配置成发射(相互)不同的颜色(即不同的光谱功率分布)。在实施例中,单独的阴影可以在特定的时间点增加到某个白色点。在实施例中,这可能导致光束边缘处的颜色,即使应用了混合结构。在实施例中,在使用RGB(W) LED的簇的情况下(参见图3b),在实施例中,每个簇的颜色可以随着时间而变化(其中时间平均的颜色是某种白色并且空间平均的颜色是某种白色)。
在实施例中,彩色光源(诸如LED)可以被配置在特定区域之外(很远),而特定区域内的光源(诸如LED)是白色的。以此方式,在光束之外创建出彩色闪光(参见例如图3c,但也特别参见图1c)。
参考图3a-图3c,在实施例中,光源10的总数量中的两个或更多个光源10可以被配置成提供光源光11,该光源光11在色点、色温、和显色指数中的一个或多个中不同。
非常示意性地,图4中示出了一个应用。这里,照明系统1000包括两个照明设备(诸如灯具),每个照明设备可以产生照明系统光1001 /照明设备光101的光束,该光束具有如本文描述的闪光效果。例如,照明系统1000可以用于展示室、商店、博物馆、或接待区域,用于照亮物体。
术语“多个”指两个或更多个。
本文中的术语“大体上”或“基本上”以及类似的术语将被本领域技术人员理解。术语“大体上”或“基本上”还可以包括具有“全部”、“完全”、“所有”等的实施例。因此,在实施例中,形容词大体上或基本上也可以被去除。在适用的情况下,术语“大体上”或术语“基本上”也可以涉及90%或更高、诸如95%或更高、特别是99%或更高、甚至更特别是99.5%或更高,包括100%。
术语“包括”还包括其中术语“包括”意味着“由…组成”的实施例。
术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项目。例如,短语“项目1和/或项目2”和相似短语可以涉及项目1和项目2中的一个或多个。术语“包括”在实施例中可以指“由…组成”,但在另一个实施例中也可以指“至少包含所限定的种类和可选的一种或多种其他种类”。
再者,说明书中和权利要求中的术语第一、第二、和第三等用于在相似的元件之间区分,并且不一定用于描述先后顺序或时间顺序。应当理解,如此使用的术语在适当的状况下是可互换的,并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或说明的其他次序操作。
在本文中,除其他之外,设备、装置或系统可以在操作期间被描述。如对于本领域技术人员将清楚的是,本发明不限于操作的方法,或操作中的设备、装置或系统。
应当注意,上面提到的实施例说明了而不是限制了本发明,并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离所附权利要求的范围。
在权利要求中,放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。
动词“包括”及其变形的使用不排除权利要求中所陈述之外的元件或步骤的存在。除非上下文清楚地要求,否则遍及说明书和权利要求,词语“包括”、和“包含”等应被解释为包含性的意义,而不是排他性的或穷尽性的意义;也就是说,以“包括但不限于”的意义。
元件前面的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。
本发明可以借助于包括若干截然不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实施。在列举了若干手段的设备权利要求、装置权利要求或系统权利要求中,这些手段中的若干可以由同一个硬件项目来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。
本发明还提供了一种控制系统,其可以控制设备、装置或系统,或者可以执行本文描述的方法或过程。又进一步,本发明还提供了一种计算机程序产品,当在计算机——其功能上耦合到该设备、装置或系统或者由该设备、装置或系统所包括——上运行时,该计算机程序产品控制这种设备、装置或系统的一个或多个可控元件。
本发明进一步适用于包括说明书中描述的和/或所附附图中示出的一个或多个表征的特征的设备、装置或系统。本发明进一步涉及包括说明书中描述的和/或所附附图中示出的一个或多个表征的特征的方法或过程。
可以组合本专利中讨论的各种方面,以便提供附加的优点。进一步,本领域技术人员将理解,可以组合实施例,并且也可以组合多于两个的实施例。再者,一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
Claims (15)
1.一种照明系统(1000),包括(i)被配置成产生光源光(11)的多个光源(10),和(ii)被配置在光源(10)下游的光学器件(20),其中所述照明系统(1000)进一步包括光源(10)的总数量中的至少一部分的2D阵列(110),其中所述2D阵列(110)中最近的相邻光源(10)具有平均第一最短距离(dd1),其中所述照明系统(1000)进一步被配置成在操作模式下产生照明系统光(1001),所述照明系统光(1001)包括光源(10)的总数量中的子集的光源光(11),其中被配置成在所述操作模式下产生用于所述照明系统光(1001)的所述光源光(11)的最近的相邻光源(10)具有平均第二最短距离(dd2),其中平均第二最短距离(dd2)大于平均第一最短距离(dd1),并且
其中所述照明系统包括一个或多个附加光源(10''),所述一个或多个附加光源(10'')被配置在所述2D阵列(110)之外、在所述附加光源到所述阵列(110)中最近的邻居的第三最短距离(dd3)处,其中所述第三最短距离(dd3)比所述平均第二最短距离(dd2)大至少20%。
2.根据权利要求1所述的照明系统(1000),其中所述光学器件(20)包括选自由透镜(21)和准直器(22)组成的组的光透射光学器件。
3.根据权利要求2所述的照明系统(1000),其中所述光学器件(20)被配置成产生照明系统光(1001)的光束(1002),所述光束(1002)具有等于或小于40°的张角(θ)。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000),其中所述光源(10)包括固态光源,所述固态光源具有选自第一长度、第一宽度、第一对角线长度、和第一直径的组的第一尺寸(d1),并且其中所述第一尺寸选自100 µm-2 mm的范围。
5.根据权利要求4所述的照明系统(1000),其中所述平均第二最短距离(dd2)等于或大于所述第一尺寸(d1),其中所述第一尺寸(d1)选自第一长度和第一宽度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000),其中光源(10)的总数量中的两个或更多个不同子集被配置成产生所述照明系统光(1001),其中所述照明系统(1000)被配置成在所述操作模式下产生所述照明系统光(1001),同时在所述两个或更多个不同子集中的两个或更多个子集之间随时间交替。
7. 根据权利要求6所述的照明系统(1000),其中所述照明系统(1000)被配置成以等于或低于10 Hz的频率在所述两个或更多个不同子集之间交替。
8.根据前述权利要求6-7中任一项所述的照明系统(1000),其中所述照明系统(1000)被配置成在所述两个或更多个不同子集之间交替,同时保持所述照明系统光(1001)的固定的光束宽度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000),其中光源(10)的总数量中的两个或更多个光源(10)被配置成提供在色点、色温、和显色指数中的一个或多个中不同的光源光(11)。
10.根据前述权利要求7-9中任一项所述的照明系统(1000),进一步包括控制系统(30),其中所述控制系统(30)被配置成保持所述照明系统光(1001)的随时间恒定的光通量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000),其中所述2D阵列(110)中的光源(10)的总数量等于或大于36,其中在所述操作模式期间,等于或小于光源(10)的总数量的35%被打开。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000),其中只有包括在所述2D阵列(110)中的光源(10,10')光学耦合到光学器件(20)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000),包括照明设备(100),其中所述照明设备(100)包括所述多个光源(10)和所述光学器件(20)。
14.根据权利要求13所述的照明系统(1000),其中所述照明设备(100)是聚光灯。
15.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(1000)在展示室、商店、博物馆、或接待区域中用于照亮物体的用途。
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