KR20170118825A - 광학적으로 확대된 인식을 위한 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

광학적으로 확대된 인식을 제공하기 위한 조명 시스템(1, 100, 200, 300)은, 반사면(8A) 및 제1 색상에서 확산광을 균일하게 방출시키기 위한 발광층(10, 210, 310)을 포함하고, 발광층(10, 210, 310)은 반사면(8A)의 전방에서 연장되며 리플렉터 유닛(6, 206, 306)의 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)을 포함하며, 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)은 제1 경계부(12A, 310A)까지 연장되며 거기를 통하여 확산광이 방출된다. 상기 조명 시스템(1, 100, 200, 300)은 광빔(3, 203, 303)의 적어도 일부가 반사면(8A)에 의해 반사되기 전후에 발광층(10, 210, 310)을 통과하여, 이에 의해 직사광 상관 색온도(CCT)와 연관된 제2 색상에서 조명 광빔(3A)을 형성하며, 제1 색상과 제2 색상은 색 공간에서 분리되는 광 프로젝터(2, 202, 302)를 더 포함한다. 상기 조명 시스템(1, 100, 200, 300)은 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A) 옆에서 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)을 둘러싸는 프레임-유사 영역으로부터의 인식할 수 있는 광 방출은 광 프로젝터(2, 202, 302)의 광빔(3, 203, 303)과는 본질적으로 독립적이 되도록 추가로 구성된다.

Description

광학적으로 확대된 인식을 위한 조명 시스템
본 개시는 일반적으로 조명 시스템에 관한 것으로, 특히 주변 공간에 대한 확대된 인식(perception)/인상(impression)을 광학적으로 제공하는 조명 시스템에 관한 것이고, 특히 자연 태양광 조명을 모방하는 조명 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 일반적으로, 예를 들어, 실내 또는 실외 환경에서 상기와 같은 조명 시스템을 구현하는 것에 관한 것이다.
16세기에 미러(mirror) 제조 기술이 향상되어 실내 건축에서 광학 미러 소자들의 사용이 증가되었다. 예를 들어, 벽의 일부를 반사 표면으로 덮어씌워서 공간 증진 및 깊이 인식의 증가의 인상을 만들어냈다. 그 이후로, 미러는 가상으로 룸의 크기를 두배로 만들어서 인식된 공간(volume)에서의 확대를 통하여 분위기의 안락함을 향상시킬 수 있는 필수 요소가 되었다. 현대 건축에서, 반사 표면들은, 예를 들어, 룸의 장면을 미러에 반영하여 실제로 "미러" 뒤에 있는 트윈(twin) 분위기의 느낌을 주기 위하여 사용된다.
동일한 출원인들에 의해 특허출원된 EP 2304478 A1, EP 2304480 A1 및 WO 2014/076656 A1과 같은 몇몇 출원들은 가시광을 생성하는 광원 및 전송에 사용된 나노입자들을 함유한 패널을 이용하는 조명 시스템들, 즉 광원과 조명된 영역이 상기 패널의 대향 측면들에 위치되는 것을 개시하고 있다. 이들 조명 시스템들이 동작하는 동안, 상기 패널은 광원으로부터 광을 수신하여 소위 레일리 디퓨저(Rayleigh Diffuser)로 작용하며, 즉 맑은 하늘 조건에서 지구 대기와 유사하게 광선을 확산시킨다. 구체적인 개념으로서, 태양광에 대응하고 조명을 받은 물체의 존재에 의해 그림자를 생성하는 낮은 CCT(Correlated Color Temperature:상관 색온도)를 갖는 지향성 광(directional light) 및 푸른 하늘의 광에 대응하고 이론상으로 파란색을 띤 그림자를 생성할 수 있는 보다 높은 CCT를 갖는 확산광(diffuse light)을 이용하는 것이다.
본 개시는 적어도 부분적으로 종래 시스템들의 하나 이상의 양태를 개선하거나 극복하기 위한 것이다.
일 양태에 있어서, 광학적으로 확대된 인식을 제공하기 위한 조명 시스템(illumination system)은 반사면 및 제1 색상에서 확산광을 균일하게 방출시키기 위한 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 반사면의 전방에서 연장되며 리플렉터 유닛(reflector unit)의 가시전방영역 섹션을 포함하며, 상기 가시전방영역 섹션은 제1 경계부까지 연장되며 거기를 통하여 확산광이 방출된다. 상기 조명 시스템은 광빔(light beam)의 적어도 일부가 상기 반사면에 의해 반사되기 전후에 상기 발광층을 통과하여, 이에 의해 직사광 상관 색온도(CCT)와 연관된 제2 색상에서 조명 광빔을 형성하며, 상기 제1 색상과 상기 제2 색상은 색 공간에서 분리되는 광 프로젝터를 포함한다.
다른 양태에 있어서, 실내 조명 시스템 설비는 상기 조명 시스템을 포함한다. 상기 실내 조명 시스템 설비는 전술한 조명 시스템을 그 안에 장착한 주택의 방, 엘리베이터 캐빈, 복도, 또는 병실과 같은 룸 또는 캐빈을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 조명 시스템은 상기 가시전방영역 섹션의 옆에서 상기 가시전방영역 섹션을 둘러싸는 프레임 형상의 영역으로부터 인식할 수 있는 광 방출은 상기 광 프로젝터의 광빔과는 본질적으로 독립적이 되도록 추가로 구성된다.
전술한 양태들의 추가의 실시예들이 특허청구의 범위에 개시되며, 이들은 본 개시에 포함된다. 예를 들어, 일부 실시예에 있어서, 리플렉터 유닛은, 예를 들어, 동일한 출원인에 의해 "크로매틱 미러, 크로매틱 패널 및 그 응용장치"라는 명칭으로 2014년 5월 13일자 출원되고, 여기서 참조로 포함된 PCT/EP2014/059802호에 개시된 미러 구조체일 수 있다. 특히, PCT/EP2014/059802호는, 예를 들어, 거울면(mirroring surface) 및 전시되어 있는 물체를 태양-유사 방식으로 조명하기 위하여 사용된 거울면 앞에 배치된 확산층(diffusing layer)을 구비한 미러를 개시한다. 상기 확산층은 입사광(impinging light)의 장파장 성분들에 대해 단파장 성분들을 우선적으로 산란시킨다. 예를 들어, 상기 산란은 레일리 또는 레일리-유사 방식으로 발생한다.
일부 실시예에 있어서, 2차 발광층(luminous layer)과 연관된 광원이, 예를 들어, 측면으로부터 발광층을 부가적으로 조명하기 위하여 사용된다. 이에 대한 예시적인 실시예들이, 예를 들어, WO 2009/156347 A1호에 개시된다. 이러한 실시예들에서, 발광층은 주로 2차 광원의 광과 상호작용을 하거나 또는 확산광을 제공하는 광원들 모두로부터 나오는 광과 상호작용을 하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 발광층으로부터 나오는 확산광 성분(예를 들어, 확산광 성분들의 전파 방향들은 조명 광빔과 연관되지 않음)의 CCT는 조명 광빔의 광의 CCT보다 1.2배 크다.
일부 실시예에 있어서, 광원으로부터 나오는 광빔은 발광층을 두번 통과한다. 일부 실시예에 있어서는, 반사면이 평평(planar)하거나 또는 파라볼라와 같이 만곡된다(curved). 일부 실시예에 있어서는, 반사면은 프레임 요소에 의해 둘러싸이는데, 상기 프레임 요소는, 예를 들어, 반사면에 대하여 적어도 부분적으로 제거된 형상(relief-shape)으로 되거나 또는 반사면에 대하여 적어도 부분적으로 오목하게(recessed) 된다(예를 들어, 오목하게 된 노치 또는 그루브를 포함한다).
일부 실시예들에 있어서, 발광층은 레일리 디퓨저를 포함한다.
본 개시의 다른 특징점들 및 양태들은 첨부된 도면 및 이하의 설명으로부터 보다 명확해 질 것이다.
여기에 포함되어 있으며 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 본 개시의 예시적인 실시예들을 도시하며, 명세서의 설명과 함께 본 개시의 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면들에서:
도 1은 프레임 요소(frame element)의 제1 실시예를 적용하는 예시적인 조명 시스템의 개략도이다.
도 2는 프레임 요소의 다른 실시예를 적용하는 다른 예시적인 조명 시스템의 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 발광층의 가시전방영역 섹션(visible front area section)의 완전한 조명의 경우에 관찰자에 의한 리플렉터 유닛의 인식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2c 및 도 2d는 발광층의 가시전방영역 섹션의 불완전한 조명의 경우에 리플렉터 유닛의 인식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 광 트랩 구성의 프레임을 구비한 예시적인 리플렉터 유닛의 정면도 및 개략 단면도이다.
도 4는 광 트랩 구성으로 프레임을 구비한 다른 예시적인 리플렉터 유닛의 개략 단면도이다.
도 5는 모서리(corner) 설치 구성의 다른 예시적인 조명 시스템의 개략도이다.
도 6은 대안의 모서리 설치 구성의 다른 예시적인 조명 시스템의 개략도이다.
도 7은 광극(light pole) 구성의 다른 예시적인 조명 시스템의 개략도이다.
도 8은 "이상적인 맞춤(ideal fit)" 구성의 다른 예시적인 조명 시스템의 개략도이다.
도 9a 및 도 9b는 개구-기반 완전 맞춤 구성을 나타내는 개략도이다.
도 10은 폴딩 미러-기반 완전 맞춤 구성을 3차원으로 나타내는 개략도이다.
도 11a는 벽에 통합된 리플렉터 유닛을 사용하는 예시적인 실내 설치의 개략도이다.
도 11b는 천장에 통합된 리플렉터 유닛을 사용하는 예시적인 실내 설치의 개략도이다.
도 12는 항공기, 열차의 캐빈(cabin)과 같은 캐빈에 대한 예시적인 설치의 개략도이다.
도 13은 이중 광 프로젝터 설치의 개략도이다.
도 14a 및 도 14b는 측면-조명(side-lit) 구성의 예시적인 리플렉터 유닛의 개략도이다.
도 15는 색 공간의 개략도이다.
도 16은 조명 시스템의 예시적인 색상 측정의 개략도이다.
다음은 본 개시의 예시적 실시예들의 상세한 설명이다. 여기에 설명되고 도면에 도시된 예시적 실시예들은 본 개시의 원리들을 교시하기 위해 의도된 것으로, 통상의 기술자가 많은 다른 환경들에서 그리고 많은 다른 응용들을 위해 본 개시를 수행하고 이용하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 예시적 실시예들은 특허의 보호 범위를 한정하는 설명으로 의도되거나 간주되어서는 아니 된다. 대신에, 특허의 보호범위는 청구범위들에 의해 정의되어야 할 것이다.
본 개시는 광 프로젝터의 밝은 지향성 광빔을 리플렉터 유닛에 통합된 확산 패널로 지향시키는 것이 (광빔이 패널 뒤의 미러면으로 지향되는 점에서), 본질적으로 거울 뒤에 실내 설치의 어떠한 공간을 필요로 하지 않고, 평면 거울에 비교하여 깊이 인식(depth perception)을 상당히 증가시키는 것을 실현하는데에 부분적으로 기초하고 있다.
이러한 구성에서는, 뇌는 광 프로젝터의 출구 동공(exit pupil)으로 이루어진 밝은 발광 피크를 비교하여 참조하고, 특히 상대적 위치 추정 및 깊이 추정 면에서 리플렉터 유닛의 프레임과 같은 주위 환경에 대하여 비교한다. 즉, 관찰자는 초점 깊이, 운동 시차, 양안 시차 등의 깊이의 단서(cues) 면에서 리플렉터 유닛의 밝은 피크부와 가장자리를 비교하기 시작할 것이다.
이러한 깊이의 단서들과 이 단서들의 전형적인 효능 범위에 기인하여, 프로젝터의 동공이 거울로부터 각자의 거리에 위치될 때, 관찰자는 리플렉터 유닛의 주위에 의해 둘러싸인 광원이 먼 거리, 이상적으로 무한의 거리에 위치하는 것으로 인식하기 시작할 것이다. 그 결과, 관찰자에게 주변 공간이 넓어진 인식 또는 인상의 느낌을 주는 - 적어도 부분적인 - 획기적인 효과를 가져온다. 이러한 결과는 프로젝터 동공(projector's pupil)과 리플렉터 유닛 사이의 거리가 2m 이상의 범위인 커다란 룸/실외, 1m 이상의 범위인 실내 응용장치, 0.4m 이상의 범위인 차량, 열차 또는 항공기에서의 시트 장치와 같은 작은 주변환경에서 발생할 수 있다. 태양-모방의 다른 양태는 프로젝터의 각도상 동공 크기, 즉 리플렉터 유닛으로부터 광 프로젝터까지의 거리와 비교될 수 있는 리플렉터 유닛으로부터의 거리에서 반사 조명 광빔을 따라 광 프로젝터의 하류 위치에 있는 관찰자에 의해 5°의 범위 및 2° 또는 3°와 같은 더 작은 범위인 것으로 평가되는 모방 태양의 각도 크기를 제공한다(실제 태양은 0.5°를 제공함).
또한, 광원의 높은 휘도, 예를 들어, 광 프로젝터의 출구 동공의 높은 휘도는 전형적으로 - 룸에 있는 관찰자의 시각적 인식의 관점에서 - 거울에 의해 반사된 나머지 장면의 낮은 휘도를 지배하는 경향이 있는 것으로 인식되었다. 그러나, 전자는 일반적으로 배경으로부터 나올 수 있는 관찰자에게 기준을 제공할 수 있으며, 사람의 시각 시스템은 주변의 장면을 계속 인식할 수 있다. 이에 의해, 다른 물체들 및 장면의 깊이의 평면들에 의해 도입된 중간 기준들로 인하여, 광원에 의해 만들어지는 획기적인 효과가 감소될 수 있다(또는 무한으로부터 유한으로 붕괴될 수도 있다). 이러한 물체들 및 깊이의 평면들이 무한의 거리에 있는 광원의 효과를 취소하고, 실제 유한한 케이스에 기반한 깊이 인식을 강화할 수 있다.
따라서, 상기 분위기내의 물체들이 리플렉터 유닛/미러에서의 인식으로부터 배제되는 경우, 리플렉터 유닛을 넘어서 무한의 공간/무한의 거리의 인식의 효과가 유지될 수 있다는 것을 추가로 깨닫게 되었다. 구체적으로, 특히 균일한 발광층, 예를 들어, 확산층을 거울면에 덮은 경우 그러한 배제가 보증될 수 있다는 것을 깨닫게 되었다. 이러한 맥락에서, 발광층은 배경이 보이는 광학적 인식을 억제하는 콘트라스트 억제 유닛으로 작용한다. 발광층은 산란층, 광원에 의해 투사된 광빔의 확산 부분, 발광성 층, 측면-조명 패널 등과 같이 하기에서 설명된 바와 같은 여러 가지 방식으로 제공될 수 있다. 일반적으로, 발광층은 넓은 산란각으로 방출된 확산광의 기초가 될 수 있다. 더욱이, 발광층의 인식의 균일성은 리플렉터 유닛상에서 그 "주변"으로부터 반사된 광빔의 분리를 더 증가시킬 수 있다.
비록 발광 확산층이 임의의 특정 깊이 단서를 균일성에 의해 분명하게 제공할 수 없더라도(예를 들어, 시각을 잡을 수 있거나, 또는 초점 기구를 구동할 수 있거나 그리고/또는 눈으로 분해할 수 있는 임의의 가시적이고 거시적인 구조를 가지지 않는 경우라도), 임의의 거울 특징(mirroring feature)을 중첩하도록 제공된 부가적인 헤이즈(haze)는 특히 높은 발광 배경 구조에 의해 야기된 광학 신호들의 콘트라스트 억제기로서 작용할 수 있다.
다시 말해서, 발광층을 제공하는 것은, 예를 들어, 장면(벽, 가구 등)의 휘도(luminance)를 발광 확산층의 휘도 레벨 아래로 잘 잠기게 함으로써 위에서 설명한 획기적인 감소의 기술적 문제를 극복할 수 있다. 여기서, 층의 휘도는 장면의 휘도보다 상당히 높지만 광원의 휘도보다 훨씬 낮은 것으로 제공될 수 있다.
관찰자가 리플렉터 유닛에 의해 한정된 시야내에서 본질적으로 3개의 메인 요소(밝은 피크, 균일한 휘도 배경 및 여기서 프레임-유사 영역으로 언급된 발광층의 직접적인 주변)를 인식하게 할 수 있다는 것을 추가로 깨닫게 되었다.
또한, 전술한 투과 구성들(transmissive configurations)과 대조되는, 반사 구성(reflective configuration)에서, 광빔은 발광층을 넘어서, 특히 발광층의 가시전방영역부를 넘어서 측방으로 연장될 수 있다는 것을 깨닫게 되었다. 따라서, 광빔은 광빔/투사기반조명의 인상에 영향을 줄 수 있는 프레임-유사 영역의 시각적 인식에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 프레임-유사 영역의 그러한 광빔기반조명의 시각적 인상을 감소시키거나 또는 회피하기 위한 특별한 주의가 확대된 인식의 효과를 증가시킬 수 있다는 것을 깨닫게 되었다.
구성의 한 유형으로, 가시전방영역 섹션 밖에서 적어도 부분적으로 제1 경계부를 따라 연장되는 리플렉터 유닛의 프레임 영역 섹션을 형성하기 위하여 프레임형 영역에 위치된 프레임 요소를 도입할 수 있다는 것을 깨닫게 되었다. 특히 프레임 영역 섹션상으로 입사하는 광빔의 광이, 예를 들어, 흡수, 반사, 및/또는 광 가이드(light guidance)에 의해 조명 시스템으로부터 본질적으로 제거되도록, 프레임 요소는 프레임 영역 섹션 상에 입사한 광빔의 광 부분이 조명 광빔에 기여하는 것을 본질적으로 회피하게 구성될 수 있다.
구성의 다른 유형으로, 프레임-유사 영역의 일부 섹션 안으로 적어도 연장되지 않도록 광빔의 크기를 적어도 부분적으로 조정할 수 있다는 것을 깨닫게 되었다. 예를 들어, 발광층의 가시전방영역 섹션은 완전히 조명하지만 발광층의 가시전방영역 섹션을 넘어서 조명하지 않는, 적어도 부분적으로 제1 경계부를 따르는 광빔의 제2 경계부를 형성함으로써, 프레임-유사 영역의 광빔 기반 조명의 감소가 달성될 수 있다는 것을 깨닫게 되었다. 광빔의 그러한 제한 및 조정(특히, 그 형상 및 크기)을 위하여, 광 프로젝터는, 예를 들어, 광학계를 포함할 수 있다. 더욱이, 제어 구성이 광빔의 바깥쪽 경계부와 발광층의 바깥쪽 경계부의 매칭을 유지시키도록 제공될 수 있다.
구성의 또 다른 유형으로, 광빔의 광이 가시전방영역 섹션을 자유로이 지날 수 있도록 조명 시스템을 구성할 수 있다는 것을 깨닫게 되었다. 구체적으로, 관찰자의 인식에 대하여, 적어도 큰 부분이, 예를 들어, 리플렉터 유닛의 관찰자를 광빔 조명에 링크시키는 구조체상에 떨어지지 않을 것이다. 예를 들어, 광빔이 가시전방 섹션만을 조명하도록, 또는 리플렉터 유닛으로부터 큰 입사각에서 공간적으로 분리된 광빔이 부딪히는 구조로 조명하도록 리플렉터 유닛이 기둥의 상단부에 장착될 수 있다는 것을 깨닫게 되었다.
여러 가지 유형의 구성들이 조합될 수 있는데, 예를 들어, 프레임-유사 영역의 일부 섹션에는 프레임 요소를 제공하고 프레임-유사 영역의 다른 섹션에는 빔형상과 완전하게 맞출 수 있다.
더욱이, 색상(예를 들어, 청색, 하늘과 같은, 예를 들어, 7000K 이상의 범위)을 가진 발광층에 의해 방출된 광을 제공하면, 예를 들어, 프레임 요소 구조체 내에서 획득된 청색 배경은 깊이 인식을 더 향상시킬 수 있다. 특히, 청색은 공중 인식에 연관될 수 있다. 이것은 관찰자로부터 먼 거리에 있는 풍경 요소들의 시야에서 발생되는 것과 유사하게 중간-발광층의 인식된 거리를 무한으로 더 이동시킬 수 있다.
본 개시의 전체적인 효과는 하늘 및 태양이 거기를 통하여 보이는 개방된 창문을 닮을 수 있게 하는 것임이 주목되어야 한다. 다시 말해서, 관찰자에게 유도되는 인식은 푸른 하늘에 의해 둘러싸이고 무한의 거리에서 밝게 빛나는 태양쪽으로 열린 창문에 의해 생성되는 것이다.
더욱이, 투과 패널을 사용하는 전술한 조명 시스템들을 참조하면, 본 개시는 이들 "투과성(transmissive)" 조명 시스템을 사용하는 무한 깊이의 인식을 생성하는 것은 광 프로젝터가 위치된 패널을 넘어서/패널의 뒤에 상당한 공간(예를 들어, 패널로부터 수 미터 이동한 거리)을 요구할 수 있다는 깨달음에 부분적으로 기초하고 있다. 요구되는 광 통로길이를 접고 시스템의 깊이를 감소시킬 수 있는 폴딩 미러(folding mirrors)를 사용할 때라도, 투과 구성의 최종 크기는 실내 설비에서의 상당한 공간 손실을 가져올 수 있다. 이에 비하여, 여기에 개시된 반사 구성은 실내 공간의 효율적인 이용을 가능하게 한다.
이어서, 조명 시스템의 예시적인 구성들이 설명되는데, 특히 도 1 내지 도 4와 관련하여 프레임-타입 구성들이 개시되며, 도 5 내지 도 7과 관련하여 프레임-유사 구성들이 개시되며, 도 8 내지 도 10과 관련하여 "이상적인 맞춤" 구성들이 개시된다. 예시적인 실내 및 실외 설비들이 도 11a 내지 도 13과 관련하여 설명된다. 도 14a 및 도 14b와 관련하여, 예시적인 리플렉터 유닛의 측면-조명(side-lit) 구성이 설명된다. 배광, 착색 및 색상 측정의 양태들이 도 15 및 도 16과 관련하여 설명된다.
도 1을 참조하면, 여기에 일반적으로 설명된 조명 시스템의 인식 양태뿐 만아니라 광학 설치의 양태가 예시적인 프레임-기반 조명 시스템(1)에 대하여 설명된다.
조명 시스템(1)은 메인 광빔 방향(4)(메인 빔 축으로도 언급됨)을 따라 전파되는 광빔(3)(도 1에서 점선 "13"에 의해 범위가 정해짐)을 형성하는 방출 입체각(emission solid angle)으로 광을 방출하도록 구성된 광원(2)을 포함한다. 일반적으로, 광원(2)은, 예를 들어, 차가운 백색 광원이 될 수 있다. 광원의 예시적인 실시예들은 LED 기반 광 방출기(light emitter) 또는 방전 램프 기반 광 방출기 또는 수은 매체-아크 요오드화 램프 기반 광 방출기 또는 할로겐 램프 기반 광 방출기 또는 각각의 광 방출기 하류의 각각의 광학계들을 포함할 수 있다.
여기에 개시된 기술에 적용할 수 있는 광원에 대하여는, 동일한 출원인들에 의해 2014년 5월 14일에 출원되었으며 그 내용 전체가 여기에 통합된 PCT/EP2014/001293호 "광원 및 태양광 모방 조명 시스템"에 또한 언급되어 있다. 특히, PCT/EP2014/001293호는 고품질 광빔을 제공하는 광원 구성을 설명하고 있다.
조명 시스템(1)의 치수를 줄이기 위하여, 각각의 광 방출기의 하류의 광학계들은 폴딩 광학계(folding optics)(도 1의 실시예에는 도시되지 않음) 또는 개구 기반 이미징(예를 들어, 도 9a, 도 9b 및 도 10과 관련된 하기의 설명을 참조)과 같은 광학계를 포함할 수 있다. 광학 이미징 시스템의 경우, 하류 광학 요소들과 치수가 구체적으로 매칭되어질, 예를 들어, 반사된 광빔의 광선들에 대한 기하학적 조건이 있을 수 있다.
또한, 조명 시스템(1)은 광원(2)으로부터 유래하는 광을 광이 비춰질 영역, 예를 들어, 빌딩의 실내 룸 또는 실외 환경에 결합시키는 리플렉터 유닛(6)을 포함한다. 일반적으로, 리플렉터 유닛(6)은 반사면(8A)과 발광층(10)을 제공하는 반사 구조체(8)를 포함한다.
반사면(8A)은 일반적으로 발광층(10)을 통과한 광을 반사시키는 일종의 광학 작용 경계면이다. 예를 들어, 반사면(8A)은 알루미늄층의 표면 또는 반사 코팅과 같은 구성요소들 사이의 경계면일 수 있다. 반사면(8A)으로 인하여, 반사면(8A)에 입사하는 광빔(3)의 광은 발광층(10)을 다시 통과하도록 다시 보내지며, 그후 조명 광빔(3A)(도 1에서 일점 쇄선(7A)에 의해 범위가 정해짐)을 형성한다. 도 1에는 태양-관찰자 위치들의 영역(7)이 도시되며, 여기서 조명 시스템(1)의 실시예들의 특히 인상적인 형태가 태양-유사 조명에 관한 것이기 때문에, "태양"에 대하여 예시적으로 "태양-관찰자 위치들"이라는 용어로 언급되었다. 따라서, 조명 광빔(3A)은 실내 또는 실외가 될 수 있는 조명되어질 영역으로 보내지며 직사광(뒤에서, 조명 시스템의 직사(광) 성분으로도 언급됨)을 포함한다.
발광층(10)은 일반적으로 제1 색상(예를 들어, 하늘을 모방하는 경우에 푸르스름한 하늘 색)으로 확산광(뒤에서, 조명 시스템의 확산(광) 성분으로도 언급됨)을 방출하도록 구성된다. 발광층(10)은 반사면(8A)과 겹쳐져서 반사면(8A) 전방으로 연장되며, 리플렉터 유닛(6)을 바라볼 때 관찰자가 볼 수 있는 리플렉터 유닛(6)의 가시전방영역 섹션(10A)을 포함한다. 가시전방영역 섹션(10A)은 (폐쇄 라인을 형성하는) 제1 경계부(12A)까지 연장된다. 가시전방영역 섹션(10A)을 통하여/거기로부터, 확산광 성분이 방출된다.
도 1의 예시적인 실시예에서, 프레임-유사 영역이 가시전방영역 섹선(10A)의 옆으로 연장되며 거기를 둘러싸고 있다.
광원(2)은 가시전방영역 섹션(10A)을 완전히(comprehensively) 조명하기 위한 크기로 맞춰지는 광빔(3)을 제공한다. 특히, 태양 모방 구성에서의 일관된 인식을 위하여, 완전한 조명은 관찰자가 조명되어질 영역을 가로질러 이동할 때 태양이 제1 경계부(12A) 뒤로 사라질 때까지 태양이 보이는 것을 보증할 것이다(도 2a 내지 도 2d의 기재 참조). 또한, 하기에서 설명되는 바와 같이 발광층(10)에 의한 조명이 수동으로 생성되는 경우에, 가시전방영역 섹션(10A)의 완전한 조명은 완전한 가시전방영역 섹션을 만들어내고 이에 의해 제1 색상에서의 확산광 성분에 기여하여 확산광 성분을 생성하게 된다.
가시전방영역 섹션(10A)을 완전하게 조명하는 것은 또한 적어도 광빔(3)이 반사면(8A)에 의해 반사되기 전 및 반사된 후에 발광층(10)을 통과하는 것을 보증한다. 반사면(8A)이 제1 경계부(12A)까지 유사하게 연장됨에 따라, 조명 광빔(3A)은 크기가 제1 경계부(12A)에 대응하는 것이 보증된다. 조명 광빔(3A)은, 예를 들어, 조명 광빔 상관 색온도(CCT)와 연관되는 제2 색상을 가진다. 발광층(10)으로부터 방출된 광과 연관된 제1 색상과 조명 광빔(3A)과 연관된 제2 색상은 색 공간에서 분리된다.
예를 들어, 제1 색상과 제2 색상은 CIE 1976(u',v') 색 공간에서 적어도 0.01, 0.025 또는 0.04와 같이 적어도 0.008 만큼 분리될 수 있으며, 여기서, 색상 차이 Δu'v'는 u'v' 색 공간에서 유클리드 거리(Euclidean distance)로 정의된다. 특히 태양-모방 구성의 경우에, 제2 색상의 조명 광빔 CCT는 (예를 들어, 800K 내지 6500K의 범위에서의) 흑체 궤적(Planckian locus)에 근접할 수 있다. 일부 실시예에서는, 제2 색상은, 예를 들어, 0.06의 흑체 궤적으로부터 최대 거리를 가지는 u'v' 지점들에 대응할 수 있다. 다시 말해서, 흑체 궤적으로부터의 거리는, 예를 들어, Δu'v'≤0.060의 주어진 조건에서, 800K 내지 6500K의 범위내이다. 이와 같은 맥락에서, 상기 내용은 도 15와 관련 기재에도 참조된다.
통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 발광층(10)과 광빔(3)의 상호작용에 따라, 광빔(3) 및 조명 광빔(3a)의 색상 및/또는 CCT는 본질적으로 동일하거나 또는 다를 수 있다. 나노 입자 및 그 농도의 형태에 따라, 상관 색온도(CCT) 차이는, 예를 들어, 적어도 300K 또는 1000K 이상으로 될 수 있다.
도 1의 실시예에서, 리플렉터 유닛(6)은 가시전방영역 섹션(12A)의 외측에서 거기 옆으로 연장되는 리플렉터 유닛(6)의 프레임영역 섹션(14A)을 형성하는 프레임 형상 영역에 위치하는 프레임 요소(14)를 더 포함한다. 프레임영역 섹션(14A)은 제1 경계부(12A)를 따라 가장자리를 이루고, 예를 들어, 한쪽 또는 양쪽에서 적어도 부분적으로 연장된다.
일반적으로, 프레임 요소(14)는 프레임영역 섹션(14A)에 입사하는 광빔(3)의 광 부분이 조명 광빔(3A)에 기여하는 것을 본질적으로 회피하거나 또는 적어도 감소시키도록 구성된다. 그 결과, 프레임영역 섹션(14A) 상으로 입사되는 어떠한 광도 조명 시스템(1)의 프레임영역 섹션(14A)을 조명하는 것으로 더 이상 인식되지는 않을 것이다. 예를 들어, 프레임영역 섹션(14A) 상으로 입사되는 광빔(3)의 어떠한 광도, 예를 들어, 흡수, 반사, 및/또는 광 가이드에 의해 조명 시스템(1)으로부터 본질적으로 제거된다. 대안으로 또는 부가적으로, 양각(in relief), 예를 들어, 엠보싱된 프레임의 표면 구조의 구성은 가시전방영역의 인식에 대하여 불연속성을 제공할 수 있으며, 이에 의해 프레임영역 섹션(14A)으로부터 나오는 광이 광빔(3)과는 독립된 것으로 인식할 수 있게 하는 기본 조건을 형성할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 프레임영역 섹션(14A)의 인식은 흡수율(즉, E284-09a of Standard Terminology of Appearance의 지정에 따르는, 입사 광속에 대한 흡수된 방사속 또는 광속의 비율), 예를 들어, 60% 이상의 범위의 흡수율을 제공함으로써 광빔(3)으로부터 단절될 수 있다. 그러나 일반적으로 표면 변조의 깊이와 조명 시스템의 크기와 같은 일반적인 인식에 영향을 미치는 조건에 따라, 프레임영역 섹션(14A)의 본질적으로 밝은 색상은 프레임이 흰색 또는 회색으로 되는 것과 같은 것을 허용할 수 있다.
범위(7) 내로부터 리플렉터 유닛(6)쪽으로 보면, 관찰자는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 범위(7) 내에서 광학 인식을 가질 수 있다. 광학 인식은 본질적으로 각 관찰자 위치에 대하여 특정되는 일점 쇄선(7B)에 의해 도시된 바와 같이 리플렉터 유닛(6)과 거기로부터 나오는 광에 의존한다. 구체적으로, 조명 시스템(1)은 태양-관찰자 위치의 범위(7) 내에서의 상당한 강도로 입사하는 광은 제1 경계부(12A) 이내에서 발산한다. 상당한 강도의 광은 광빔(3A)의 광(광원(2)에서 발산하여 리플렉터 유닛(6)에 의해 다시 보내진 광빔(3)의 광) 및 가시전방영역 섹션(10A)에서, 구체적으로 발산층(10)에서 발산하는 확산광을 포함한다. 또한, 도 1의 실시예의 경우에, 광학 인식은, 예를 들어, 가시전방영역 섹션(10A) 둘레의 어두운 색상의 프레임-유사 영역을 포함한다.
도 1에 도시된 광학 인식에 따라, 태양-관찰자 위치의 범위(7) 내에서 리플렉터 유닛(6) 쪽으로 볼 때, 관찰자는 제1 색상에서 균질하게 방출된 확산광에 기반한 가시전방영역 섹션(10A)에 대응하는 넓은 영역(16)을 볼 것이다. 프레임영역 섹션(14A)에 입사하는 광이 조명 시스템(1)으로부터 제거되기 때문에, 넓은 영역(16)은 균질하게 인식되거나 또는 적어도 본질적으로 광빔에 의해 조명되지 않는 것으로 인식되는 프레임-유사 영역(18)에 의해 둘러싸이며, 이에 따라 더 이상 리플렉터 유닛(6)의 인식에 능동적으로 작용하지 않게 된다. 또한, 관찰자는 광원(2), 구체적으로 조명 광빔(3A)의 반사광에 의해 유발된 제2 색상의 태양-유사 스폿(19)을 볼 것이다.
리플렉터 유닛(6)은 (평면) 사각형, 정방, 또는 원 형상과 같은 어떠한 형상으로 될 수 있다. 리플렉터 유닛(6)은 광원(2)의 광을 적어도 부분적으로 반사시킨다. 리플렉터 유닛(6)의 발광층(10)은, 가시 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않으며 입사광의 장-파장 성분들에 대하여 단-파장 성분들을 더 효율적으로 확산시키는, 레일리 디퓨저와 같은 확산광 발생기로서 작동할 수 있다. 레일리형 디퓨저의 광학 특성 및 미시적 특징이 EP 2304478 A1호와 같은 전술한 투과형 특허 출원들에서 상세히 설명되어 있다.
일부 실시예의 경우에, 리플렉터 유닛(6)은 광원(2)의 광을 확산하는 발광층(10)을 제공하며, 여기서 수동형 확산광 발생기로 언급된다. 수동형 확산광 발생의 경우, 광빔(3)이 가시전방영역 섹션(10A)을 충분히 완전하게 조명하도록 확산된다는 가정하에, 리플렉터 유닛(6)은 광빔(3)을, 완전한 가시전방영역 섹션(10A)에서 발산하는, 다음의 (i)과 (ii)의 2개의 성분으로 분리한다:
(i) 반사된 (지향성 비확산)(directed non-diffuse) 성분: 반사된 (지향성 비확산) 성분은 발광층(10)을 두번 통과하며, 반사면(8A)에 의한 반사 이외에 커다란 편차를 겪지 않는 광선들에 의해 형성되며; 예를 들어, 반사된 성분은 서로에 대하여, 예를 들어, 0.1°보다 작은 편차를 겪는 광선들에 의해 형성되며; 투과 성분의 광속(luminous flux)은 발광층(10)에 입사하는 전체 광속의 상당한 부분이며; 일부 실시예에서는, 발광층(10)은 낮은 각도의 백색 산란 특성을 입사되는 광빔에 덮어씌우도록 구성되며, 이에 의해 조명 광빔은 작은 원뿔(예를 들어, 5°이하) 안에 있는 방향으로 확산될 수 있으나, 본 개시의 목적을 위하여, 이러한 수정된 조명 광빔은 지향성 광빔으로 여전히 간주된다(이러한 낮은 각도의 산란은 광원 개구부 상의 비균질성을 평균화시킬 수 있다는 것이 주목된다); 및
(ii) 확산 성분: 확산 성분은 가시전방영역 섹션(10A)을 통하여 발광층(10)을 떠나는 산란광에 의해 형성되며(조명 광빔 방향 및 0.1°보다 작은 각도만큼 조명 광빔 방향으로부터 차이가 있는 방향들을 제외함); 확산 성분은 발광층(10)을 직접 떠나는 산란광 및 반사면(8A)에 의해 반사되는 산란광을 포함하며; 확산 성분의 광속은 발광층(10) 상에 입사된 전체 광속으로부터 발생되는 청색 채양광 부분(blue skylight fraction)에 대응할 수 있다.
수동형 산란광 발생의 경우, 다음 사항들이 만족되도록 발광층(10)의 광학 특성이 정해질 수 있다:
확산 성분의 비율이 가시전방영역 섹션(10A)으로 들어오는 전체 광에 대하여(이 점에서, 낮은 각 산란은 확산 성분에 기여하는 것으로 간주되지 않음) 7% 내지 40%의 범위내, 또는 10% 내지 30%의 범위, 또는 15% 내지 20%의 범위내와 같이 5% 내지 50%의 범위내이며;
확산 성분의 평균 CCT는, 예를 들어, 0.1°보다 작은 각도에서 반사 성분의 평균 상관 색온도 CCT보다 훨씬 높으며, 예를 들어, 그것은 1.2, 또는 1.3, 또는 1.5배 이상 높을 수 있으며;
발광층(10)은 입사광을 상당히 흡수하지는 않으며, 즉 두 성분의 합은 적어도 80%, 또는 90%, 또는 95%, 또는 97% 이상이며;
발광층(10)은 대부분 전방으로 산란시킬 수 있으며, 즉 후방으로 산란되는 것보다 1.1, 또는 1.3, 또는 1.5, 또는 2배 이상 전방으로 산란되며; 제1 경로에서 전방 산란광은 반사면(8A)에 의해 반사되며; 그리고
발광층(10) 자체는 낮은 반사율(reflection)을 가지며, 즉 광빔(3)의 입사광의 9% 미만, 또는 6%, 또는 3% 미만, 또는 2%가 반사된다.
다른 실시예들에서, 발광층(10)은 측면-조명 구성에 대하여 도 14a 및 도 14b와 관련하여 후술하는 바와 같이 확산 성분에 대한 기준으로 광을 제공하도록 구성된 별개의 광원에 의해 적어도 부분적으로 조명될 수 있다.
일반적으로, 광원(2)은 리플렉터의 법선에 대한 빔축의 입사각, 예들 들어, 각이진 입사의 경우 50°, 또는 가파른 입사의 경우 20°와 같이, 예를 들어, 약 15° 내지 약 70°의 범위내에서 발광층(10)의 전방면 전체를 조명할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 예를 들어, 발광층(10)이 룸 천장면에 대하여 기울어질 때, 광원(2)은 발광층(10)의 아래에, 예를 들어, 발광층(10)의 중앙의 아래에 본질적으로 수직으로 배치될 수 있다. 광빔의 개구(완전 개구) 각도는 약 10° 내지 약 60°범위로 될 수 있다.
일반적으로, 리플렉터 유닛(6)은 도 1에 개략적으로 도시되고 하기에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 광빔과 상호작용을 하도록 광원(2)의 파 필드(far field)에 위치된다. 예를 들어, 5°보다 작은 범위의 프로젝터 앵글 동공 크기를 가지는 고품질 광빔은 광원(2)이 태양-유사 인상을 제공할 수 있게 된다.
도 1에서는 광빔(3)을 파 필드에서 발산 광빔(divergent light beam)으로 예시적으로 도시하였다. 파 필드는 광원(2)에 의해 생성됨에 따라 니어 필드(near field)에 의존하며 메인 광빔 방향(4)에 의해 특징이 지어진다. 발산 광빔(3)을 가로지르는 로컬 전파 방향, 즉 지향성 비확산광의 전파 방향은 조명 광빔(3A) 뿐만 아니라 발산 광빔(3)의 단면내의 위치에 따라 수정/변화된다. 중앙 전파 방향(22)은 광빔(3)의 내부 영역에서 메인 광빔 방향(4)에 본질적으로 평행하며, 이는 광빔(3)에 대하여 예시적으로 도시하였지만, 조명 광빔(3A)에 대하여도 유사하게 적용할 수 있다. 그러나 전파 방향(24)은 내부 영역으로부터 거리가 증가함에 따라 메인 광빔 방향(4)에 대하여 점진적으로 기울어진다. 광빔의 가장 바깥쪽으로 떨어져 있는 부분에 대하여 도 1에서 예시적으로 5°의 최대각도로 도시되었으며, 이는 조명 광빔(3A) 뿐만 아니라 발산 광빔(3)의 2 x 5°= 10°의 빔 발산(파 필드에서의 전체 확산각(angular spread)으로도 언급됨)에 대응한다.
일반적으로, 광원(2)은 이미터 유닛(emitter unit), 콜리미네이션 유닛 (collimination unit) 및 균질화 유닛(homogenization unit)을 포함할 수 있으며, 이들은 광 니어 필드를 한정하고, 예를 들어, 완전히 번쩍이고 균질한 휘도와 이미터 유닛의 본래 에탕듀(etendue)만큼 유지되는 에탕듀를 가지는 광 방출면을 나타내는 광원 출구 구멍을 통하여 광을 방출하는 광학 유닛들이다.
광원(2)은 이미터 유닛에서 일어나는 일차 광발생 프로세스를 동작하는 전자 배경(electronic background)을 제공하기 위한 전자 제어 유닛(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 유사하게, 광원(2)은 광학 유닛들에 대한 지지체를 제공하고 이 광학 유닛들을 서로에 대하여 고정 방식으로 위치시키는 하우징과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있다. 또한, 생생된 광은 각각의 조명 조건의 구체적인 양태에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 상기 생성된 광이 확산 및 지향 성분의 원하는 색상을 제공하도록 리플렉터 유닛(6)과의 상호작용에 적합하게 될 수 있다. 상기 적용은 그 중에서도 방출방향 분포, 색상 스펙트럼 및 강도에 관한 것이다.
예를 들어, 광원(2)은 400nm 와 700nm 사이의 파장과 100nm 보다 큰, 예를 들어, 170nm 보다 큰 스펙트럼 폭을 가진 광 스펙트럼의 가시 영역의 광을 제공한다.
각각의 실시예들에 따라, 광원(2)과 리플렉터 유닛(6) 사이의 거리는 예를 들어, 0.15m의 출구 구멍을 가진 광원의 경우에 1.5m 내지 7m의 범위 내로 될 수 있다. 이러한 상황에서, 광원과 관찰자 사이의 광학 거리는, 예를 들어, 2.5m 내지 9m 이상의 범위 내이다.
여기에 개시된 조명 시스템의 경우에, 파 필드에서 요구되는 전체 확산각은 조명되어질 리플렉터 유닛(6)까지의 거리와 리플렉터 유닛(6)의 크기에 의존한다. 1m x 2m 크기의 사각형 물체(리플렉터 유닛(6))이 45°로 조명되는 경우, 각각 10° 및 30°의 직교 총 확산각들은 광원(2)과 리플렉터 유닛(6) 사이에 수용가능한 거리를 제공한다. 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 5°내지 60° 범위 또는 5° 내지 50° 범위의 총 확산 각도들은 여기에서 설명된 조명 시스템들의 일부와 리플렉터 유닛(6)의 각각의 형상들에 대하여 적용할 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 광원(2)은 특히 가시전방영역 섹션(10A)을 완전히 조명하도록 구성된 특정 형상의 광빔(3)을 가지도록 설계되거나 또는 특정 형상의 광빔(3)을 제공하도록 적용될 수 있다. 각각의 광원은 광빔(3)의 크기를 제한하고 조정하는 광학 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 줌 렌즈 시스템 및/또는 플라이 아이(fly's eye) 구성, 본질적으로 이상적인 CPC 구성, 투과 개구와 같은 빔 형상 형성 이미징 시스템, 및/또는 리플렉터 유닛의 상류의 이미징 시스템 기반 반사 개구를 포함하며, 이에 의해 특히 광빔의 크기를 적어도 부분적으로 조정하고 제1 경계부(12A)를 적어도 부분적으로 따르는 제2 경계부를 형성한다. 예시적인 구성들이 하기에서 도 9a, 도 9b 및 도 10과 관련하여 개시된다.
도 1에 도시된 바와 같은 광학 인식을 다시 참조하면, 제1 경계부(12A)는 가시전방영역 섹션(10A)의 범위를 정한다. 점선(13)에 대응하는 제2 경계부(13A)는 리플렉터 유닛(6) 상에 형성된다. 예를 들어, 제2 경계부(13A)의 영역에서 방사 방향의 휘도에서의 가파른 감소를 가지는 평평한 상부 빔의 경우에, 제2 경계부(13A)는 광빔(3)의 측방향 연장부에 대응한다.
광빔(3)은 적어도 가시전방영역 섹션(10A)을 완전히 조명할 만큼 크다. 따라서, 도 1의 실시예에서, 제2 경계부(13A)는 광빔(3)에 의해 조명되는 내부 구역과 광빔(3)에 의해 조명되지 않는 외부 구역에 있는 프레임영역 섹션(14A) 위에 생성될 것이다. 어두운 프레임 형상 영역(18) 위에서, 점선(18)은 상기 구역들(regions) 사이의 대응하는 천이선(transition line)을 나타낸다. 그러나 프레임영역 섹션(14A)이 입사광으로 인하여 그 시각적 외관에 영향을 받지 않도록 구성됨에 따라, 어두운 프레임-유사 영역(18)은 본질적으로 그 내부 구역이 광빔(3)에 의해 조명되지 않는 것으로 보인다.
제1 경계부(12A)내의 빔 부분만이 반사되므로, 조명 광빔(3A)은 제3 경계부를 나타내고 태양-관찰자 위치의 범위(7)의 경계를 정하는 일점 2중 쇄선(dash-dash-dotted line)(7A)에 의해 도 1에 도시된 바와 같이 가시전방영역 섹션(10A)의 크기에 의해 그 측면 범위의 경계가 정해질 것이다. 관찰자가 태양-관찰자 위치 범위(7)의 밖에 있을 때, 관찰자는 리플렉터 유닛(6)을 바라 볼 때 본질적으로 균질하게 방출되는 확산광 영역으로 의식할 것이라는 점이 주목된다. 반사 장치는 관찰자가 광원(2)의 출구 동공을 볼 수 없도록 하기 때문에, 확산광은, 도 1의 실시예에서, 태양-유사 스폿(19) 없이 프레임 요소들(14)에 의해 둘러싸이는 하늘색 스펙트럼에 있을 수 있다. 또한, 태양-관찰자 위치의 범위(7) 내에 또는 밖에 있는 관찰자는 광빔(3A)의 평행광이 태양-관찰자 위치의 범위(7) 내에 위치된 임의의 면을 조명하는 것으로 본다. 이에 의해, 태양광 모방의 인식이 강화될 수 있다.
도 1은, 도시의 편의를 위하여, 리플렉터 유닛(6)의 구성요소들이 서로 개별적으로 분리된 것으로 나타내고 있는 점이 주목된다. 그러나 통상의 기술자는 여러 구성요소들이 그들의 기능이 요구하는 만큼 서로에 대하여 "밀접하게" 배치된다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 반사 구조체(8)와 반사면(8A)은 발광층(10)의 후방측과 접촉할 수 있다. 프레임 요소(14)는 태양-관찰자 위치의 범위(7)에 있는 관찰자가 어떤 광학 불일치를 해결하지 못하는 것을 발광층(10)이 보증하는데 필요한 만큼 밀접하게 위치할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 리플렉터 유닛의 전면의 프레임영역 섹션(14A)과 가시전방영역 섹션(10A)은 평면(예를 들어, 만곡되거나 또는 평평한 평면)에 위치될 수 있으며, 이에 의해 평평한 연속 전방면의 인상을 제공하게 된다.
일반적으로, 프레임 요소(14)는 본질적으로 가시전방영역 섹션(10A)과 겹치지 않는 광빔 새도우존(즉, 광빔(3)에 의한 조명을 받지 않는 프레임 요소의 하류구역)을 생성하도록 위치될 수 있다. 특히, 이것은 도 2a 내지 도 2d와 함께 하기에서 설명된 것과 동일한 완전한 조명을 보증할 수 있다. 또한, 새도우존(shadow zone)의 범위는 태양-관찰자 위치의 범위(7)에 있는 관찰자가 어떤 광학 불일치를 해결하지 못하는 것을 보증하도록 한계가 정해지며, 이 경우에, 예를 들어, 불균일한 확산 성분이 가시전방영역 섹션(10A)을 통하여 방출된다.
통상의 기술자는 도 1과 관련하여 개시된 관점 및 특징들이 나머지 도면들과 관련하여 아래에 개시된 실시예들에 동일하게 적용될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 이것은 광전파의 설명뿐 아니라 발광층 및 광원에도 적용될 수 있다. 다음에 나오는 도면들을 단순화하기 위하여, 실시예들 사이의 차이들을 설명하기 위하여 일반적으로 사용된 일부 도면부호들만 포함되었다.
도 1에 도시된 프레임 요소(14)를 다시 참조하면, 일반적으로, 프레임 요소(들)의 표면 구성 및/또는 구조적 구성은 각각의 프레임영역 섹션에 입사하는 광빔(3)의 적어도 60%의 광을 흡수하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 적어도 60%의 흡수율이 가시 스펙트럼(예를 들어, 400nm와 700nm 사이의 범위), 또는 적어도 프로젝터의 파워 스펙트럼 밀도가 그 피크 값보다 10% 더 큰 가시 스펙트럼 부분에 주어질 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 프레임 요소(14)는 광흡수 색상으로 제공될 수 있다.
도 2와 관련하여, 프레임 요소(14B) 및 프레임 요소(14C)의 예시적인 구성들이 개시되어있다.
구조적 구성과 관련하여, 프레임 요소(14B)는 프레임 폭의 0.02 내지 0.2와 같은 프레임 폭의 비율로 거친 입자 구조, 대형 구조체, 장식품 및/또는 고르지 못한 마무리(patchy finishing)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 거친 입자 구조를 가진 프레임 요소는 폭의 0.02 - 0.4배의 비율로 평균 입자/셀 크기를 가지고 페인팅 또는 인쇄(2D) 또는 양각의 몰딩/피니싱(3D)된 체스판, 나뭇잎, 랜덤 장식물 또는 프랙털 패턴과 같은 대형(예를 들어, 육안으로 보이는 가시적인) 구조체를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 프레임 요소의 표면의 적어도 5%가 흡수율에서 10% 이상 (프레임 요소에서의) 평균 값과 다르도록, 프레임 요소에 흡수율 변조가 제공될 수 있다. 일반적으로, 구조화된 표면은 부분적으로 조명되는 것이 광빔(3)에 의한 조명에 대한 프레임의 외관의 어떠한 연관을 감추는 것을 허용하지 않거나 적어도 대부분 감추지 않을 때라도 광학 외관에서의 불균일을 초래할 수 있다. 그러나 구조물의 증가는 가시전방영역 섹션의 완전한 조명에 영향을 미치지 않아야 한다.
또한, 가시전방영역 섹션(10A)의 하류에 있는 프레임 요소(14C)와 같은 프레임 요소의 섹션들은 입사각을 증가시키고 태양-관찰자 위치의 범위(7) 내에서 천이의 가시성을 감소시키기 위해 가시전방영역 섹션(10A)의 평면에 대하여 경사질 수 있다. 특히, 새도우 연장 양태는 프레임 요소의 이러한 섹션들에 적용할 수 없다.
도 2a 및 도 2b는 태양-관찰자 위치의 범위(7) 안밖에서의 그러한 천이에서 특히 중요한 넓은 범위의 조명의 영향을 나타낸다. 그러한 천이에서, 광원(2)의 개구는 시야로 들어올 것이다. (프레임 구성에 대하여 도 2a에 도시되고 하기에서 더 상세히 설명된 이상적인 맞춤 구성에 대하여 도 2b에 도시된) 완전한 조명을 위하여, "태양"은 큰 영역(16)의 경계에 정확히 나타났다가 사라질 것이다.
이에 반하여, 도 2c를 참조할 때, 프레임(14B)이 가시전방영역 섹션(10A)상에 새도우존(26)을 생성한다고 가정하면, 광빔(3)은 가시전방영역 섹션(10A)의 일 부분(16')만을 조명한다. 따라서, (수동적 구성에 대하여 가정된) 가시전방영역 섹션(10A)의 인식은 다른 외관을 가진 2개의 부분으로 분할된다(하나는 조명되며 다른 하나는 새도우존(26)에 있다). 또한, "태양"(19')이 가시전방영역 섹션(10A)의 새도우존(26)과 가시전방영역 섹션(10A)의 일 부분(16') 사이의 경계, 즉 프레임에 대한 거리에서 나타날 것이고, 이에 의해 태양-유사 인상을 감소시킨다.
발광층의 능동적 구성의 경우, 도 2d에 도시된 바와 같이, 큰 영역(16)은 새도우존(26)에 의해 영향을 받지 않는 확산광의 생성 상태에 놓일 것이다. 그러나, (제1) 광원에 관련된 "태양"(19')은 도 2c에서와 같이 새도우존(26) 사이의 경계, 즉 프레임-유사 영역(18)에서 큰 영역(16)의 중간부에 나타날 것이고, 이에 의해 태양-유사 인상을 유사하게 감소시킨다.
도 4 뿐만 아니라 도 3A 및 도 3B는 가시전방영역 섹션(10A) 다음에 프레임 소자(14) 상에 조사되는 광빔(3)의 광을 조명 시스템(1)으로부터 제거한 프레임 요소의 구성을 나타낸다.
구체적으로, 도 3a(개략 전면도) 및 도 3b(개략 단면도)는 원형의 리플렉터 유닛(6A) 상에 (화살표로 나타낸) 수직에 가까운 입사 광선들(29A)의 경우에 대한 광트랩(28A)을 나타낸다. 예를 들어, 입사각은 α= 5°내지 35°의 범위내 일 수 있다. 광트랩(28A)은 들어오는 광, 즉 가시전방 섹션(10A)의 밖으로 떨어뜨려 입사되는 광빔(3)의 적어도 일 부분을 안내할 수 있는 반사 프레임(예를 들어, 거울기반 리디렉팅 프레임)으로 구성된다. 예를 들어, 광트랩(28A)은 광트랩(28A)내의 어두운 벽(31)(예를 들어, 전술한 바와 같이 적어도 60%의 흡수율을 가지는 벽(31))을 향하여 임의의 잠재적인 스프리어스 광(spurious light)을 편향시키고 그에 의해 리디렉팅할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 광트랩(28A)은 리플렉터 유닛(6A) 뒤에서 오른쪽/왼쪽으로 리디렉팅할 수 있다. 예를 들어, α= 5°내지 35°의 범위의 수직에 가까운 입사의 경우, 가시전방영역 섹션(10A)을 둘러싸는 본질적으로 회전 대칭의 광트랩(28A)이 도 3a에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다.
도 4는 α= 55°내지 70°의 범위의 특히 큰 각도의 입사 구성(화살표로 도시된 광선들(29B))에 사용하기 위한 프레임 요소를 구비한 반사 유닛(6B)의 대안의 실시예르 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가시전방영역 섹션(10A)의 하류측에 제공되며, 광트랩(28B)은 광을 떨어뜨려, 즉 광트랩(28B) 내의 흡수면 상으로 안내하도록 구성된다.
위에서 설명한 광트랩은 노치 또는 그루브와 같은 오목부를 포함하는 것과 같이 가시전방영역 섹션에 대하여 적어도 부분적으로 오목하게 된 프레임 요소들의 예시적인 실시예들이다. 오목부는 특히 그 벽면상에서 입사광을 흡수하도록 구성될 수 있다.
도 4의 실시예에서, 가시전방영역 섹션(10A)의 상류 및 상방/하방(좌/우)에는 어떠한 프레임 요소도 제공되지 않을 수 있으며, 이에 의해 광빔의 각각의 섹션이 리플렉터 유닛(6)의 뒷쪽을 간단하게 지나가게 하고 및/또는 그에 따라 광빔의 크기와 형상을 맞출 수 있게 된다(하기의 실시예 참조).
도 5는 발광층(110)에 바로 옆에 제공되는 프레임 요소에 의존하지 않고, 대신에 리플렉터 유닛(106)의 하류에 제공된 배경을 맞추는 조명 시스템(100)의 실시예를 나타낸다. 구체적으로, 리플렉터 유닛(106)은 실내 룸경계벽 섹션 또는 실외벽 구성과 같은 벽 구성(132)에 소정의 거리를 가지고 장착된다. 벽 구성(132)은 리플렉터 유닛(106)과 함께 제공될 수 있으며 조명 시스템(100)의 일 부분으로 작용할 수 있다.
벽 구성(132)은 그 중에서도 리플렉터 유닛(106)이 전방에 위치되어 장착되는 배경벽 섹션(132A)을 포함한다. 부가적으로 또는 대안으로, 벽 구성(132)은 빛을 받는 벽 섹션(132B)을 포함한다. 상기 양쪽 섹션상에는 리플렉터 유닛(106)을 지나가는 광빔(103)의 광빔 부분(103A, 103B)이 입사된다.
배경벽 섹션(132A)과 빛을 받는 벽 섹션 중 적어도 하나는 광흡수 색상이 제공될 수 있으며 그리고/또는 도 2와 관련하여 프레임 요소(14B)에 대하여 앞에서 설명한 바와 같이 거친 입자 구조, 대형 구조체, 장식품 및/또는 고르지 못한 마무리를 포함할 수 있다. 광흡수와 벽섹션상에서의 광충돌 영역(light impinging area)과 리플렉터 유닛 사이의 잠재적인 공간적 원격성(potentially spatial remoteness)의 관점에서, 리플렉터 유닛(106)의 시각적 인식은 리플렉터 유닛(106)을 지나는 광빔 부분들(132A, 132B)에 의해 본질적으로 영향을 받지 않을 수 있다.
일반적으로. 리플렉터 유닛은 위치와 배향이 조절될 수 있으며, 이에 의해 태양-관찰자 위치의 범위(107)에 영향을 주게된다.
도 5에 도시된 실시예는 리디렉터블 거울 유닛(redirectable mirror unit)의 개념을 예시적으로 나타낸다. 구체적으로, 조정가능한 마운트(136)가 리플렉터 유닛(106)의 후방측에 부착되는 것으로 개략적으로 도시되었다. 구체적으로, 마운트(136)는 사전에 설정된 각도 범위 내에서 리플렉터 유닛(106)을 회전시킬 수 있으며, 이에 의해 "태양"의 운동을 강화하게 된다. 벽 구성(132)은 리플렉터 유닛(106)의 각도 위치들을 변화시키기 위하여 리플렉터 유닛(106)을 지나는 광빔 부분들(132A, 132B)의 각각의 원격성을 제공하도록 구성될 수 있다. 그러므로, 광빔(103)이 어떠한 조정가능한 위치에 대하여 가시전방영역 섹션(110A)을 커버하기에 충분히 크다고 가정하면, 조명 조건에서의 변화에도 불구하고 원하는 인식을 놓쳐버리지 않는 것을 달성할 수 있다. 예를 들어, 리플렉터 유닛(106)을 축(138) 둘레에서 회전시킴으로써 화살표(139)를 따르는 피봇팅 범위를 얻을 수 있으며, 이에 의해 정지 상태의 관찰자에 대한 태양의 움직임을 닮게하여, 태양-유사 조명의 인상을 강화하게 된다.
다시 말해서, 마운트(135)는, 리플렉터 유닛을 장착하여, 특히 연속적으로, 리플렉터 유닛의 움직임을 생성하여 조명 광빔을 주변으로 리디렉팅하도록 구성되는 메카트로닉 마운트 시스템으로 작동하며, 이에 의해 특히 창문을 통하여 실내 분위기로 들어오는 태양 광선의 움직임을 닮게하는 것, 예를 들어, 광빔 색상에서의 변화와 추가로 조합할 때, 일몰, 오후 및 여명 장면들을 재현할 수 있게 된다.
또한, 조명 시스템은 선박, 항공기 또는 차량과 같은 비-정지(non-stationary) 환경에 장착될 수 있으며, 그러한 조명 시스템은 리플렉터 유닛을 장착한 메카트로닉 시스템 및/또는 비-정지 환경의 움직임을 보상하기 위한 광원을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가속도계, 중력 센서와 같은 배향 검출기구 및/또는 선박의 피칭 및/또는 롤링과 같은 비-정지 환경의 경사도와 같은 배향에서의 변화를 검출하기 위한 경사 센서를 추가로 제공할 수 있다. 제어 유닛이 비-정지 환경의 배향에서의 변화를 보상하기 위하여 메카트로닉 시스템을 구동하도록 구성될 수 있으며, 이에 의해, 특히, 비-정지 환경에 대하여 역방향 움직임으로 조명 광빔을 생성하게 되며, 특히 창문을 통하여 비-정지 환경으로 들어오는 태양광선의 경우를 닮게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도 5의 조명 시스템(100)의 일부 변형예, 구체적으로 조명 시스템(100A)에서, 빛을 받는 벽 섹션(132B)은 리플렉터 유닛(106)을 지나는 광빔(103)이 벽 구성(132) 밖으로, 예를 들어, 조명의 목적으로 옆방으로 통하여 안내되는 창문 유닛(134)을 포함할 수 있다.
또한, 도 6은 예를 들어 리플렉터 유닛(106)의 상류측에 프레임 요소(114)가 사용될 수 있는 것을 도시한다. 특히, 위에서 설명한 회전할 수 있는 구성의 경우, 프레임 요소(114D)는, 예를 들어, 리플렉터 유닛(106)의 모든 각도 위치들에 대하여 각각의 광을 제거하도록, 예를 들어, 크기가 맞춰지거나 또는 광트랩 구성으로 구성될 수 있다.
일반적으로, 여기에 개시된 조명 시스템들은 리플렉터 유닛을 가진 마운트 구조체 및 그 위에 장착된 광프로젝터를 포함할 수 있다. 마운트 구조체는, 예를 들어, 실내 구성에서, 벽 및/또는 천장과 각각의 마운트 구성에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 특히. 야외 설치의 경우, 마운트 구조체는 특히 리플렉터 유닛을 구비한 기둥(pole) 및 그위에 장착된 광 프로젝터로 구성될 수 있다.
도 7의 예시적인 조명 시스템(200)에서, 기둥은, 예를 들어, 수직으로 연장되며 지면으로부터 멀리, 예를 들어, 몇 미터 떨어져서 부착된 리플렉터 유닛(206)을 가진다. 리플렉터 유닛(206)은 상향식 방향, 즉 기둥을 따라 기둥(240)에 유사하게 부착된 광원(202)에 의해 하늘로 조명된다. 이러한 구성에서, 리플렉터 유닛(206)을 지나는 광빔(203)의 일부 광(232)(화살표에 의해 나타냄)은 - 마운트 브랜치(240A)를 제외하고는 - 상부까지 자유로이 전파되고, 실외 구성에서 (밤) 하늘(250)로 전파된다. 특히, 밤 하늘(250)은 프레임 부분으로 작용하여 발광층(210)의 가시전방영역 섹션(210A)내로 조사되지 않는 광빔(203)의 모든 광을 "흡수"할 수 있다. 브랜치(240A)는 프레임-유사 요소로 취급될 수 있으며 임의의 입사광의 각각의 흡수 또는 리디렉션을 제공하도록 구성될 수 있다.
다시 말해서, 기둥(240)은 자유 공간, 예를 들어, 프레임 요소들 또는 후술되는 이상적인 맞춤이 요구되지 않을 수 있도록 리플렉터 유닛 뒤에서 적어도 1.5m에 어떠한 광산란 또는 광반사 구조체가 없는 자유 공간을 제공하는 환경에 장착될 수 있다.
도 5 내지 도 7과 관련하여, 조명 시스템의 실시예들이 프레임 요소(들)을 요구하지 않거나 또는 일부 섹션(들)에 대하여만 프레임 요소(들)을 요구할 수 잇는 조명 시스템들의 실시예들이 개시되었다. 또한 프레임 요소가 완전히 필요하지 않게 되거나 적어도 부분적으로 프레임 요소가 필요하지 않게 되는 대안의 접근이 광빔의 이상적인 맞춤 개념(ideal fit concept) 또는 적어도 부분적인 맞춤 개념에 기반한다. 이상적인 맞춤 개념은 광빔의 크기 및 형상을 가시전방영역 섹션에 적어도 부분적으로 매칭시킨다.
구체적으로, 일부 조명 시스템들에서, 부가적으로 또는 대안으로, 제1 경계부(가시전방영역 섹션의 범위를 정함)와 제2 경계부(광빔의 범위를 정함), 구체적으로 광빔의 측방향 크기의 매칭이 프레임형 영역의 적어도 일부 파트에 대하여 수행된다.
이러한 매칭/적용이 고정밀 마운트 및/또는 구체적으로 사전에 설계된 광원 및 리플렉터 유닛의 기하학적 구조를 사용하여 수행될 수 있다. 그러나 상대 이동이 발생하기 쉬운 실시예들에서는, 제어 유닛이 매칭을 모니터하고 연속으로 조절하고/유지하도록 추가적으로 제공될 수 있다.
도 8은 이상적인 맞춤-기반 조명 시스템(300)을 예시적으로 도시한다. 구체적으로, 조명 시스템(300)은 광빔(303)의 크기를 제한하고 조정하는 광학계(302A)가 구비된 광 프로젝터(302)를 포함한다. 광학계(302A)는, 예를 들어, 플라이 아이 구성과 같은 줌 렌즈 시스템 및/또는 빔형상 형성 이미징 시스템, 본질적으로 이상적인 CPC 구성, 투과 조리개(transmissive aperture), 및/또는 리플렉터 유닛(306)의 상류의 이미징 시스템에 기반한 반사 조리개(reflective aperture)를 포함할 수 있다. 광학계(302A)는 적어도 부분적으로 광빔(303)의 크기 및 형상을 조절하여 적어도 부분적으로 리플렉터 유닛(306)의 제1 경계부(312A)를 따르는 제2 경계부(313A)를 형성할 수 있게 한다.
조명 시스템(300)은 광빔(303)의 예를 들어 95%의 범위, 특히 적어도 85%가 리플렉터 유닛(306)의 가시전방영역 섹션(310A)를 비추고, 광빔(303)의 예를 들어 5% 범위, 최대 15%가 제1 경계부(312A)의 밖에 떨어지도록, 광 프로젝터(302)를 장착하고 정렬하기 위한 고정밀 마운트 및/또는 제2 경계부(313A)(광빔(303)의 범위를 정함)를 조정하기 위한 회전가능한 이미징 시스템을 더 포함한다.
고정밀 마운트(360)는 또한 리플렉터 유닛(306)(도 8에는 도시되지 않음)을 장착하도록 구성될 수 있다. 사전-설치된 실시예들에서, 리플렉터 유닛(306)과 광원(302) 사이의 상대 위치는 광빔의 크기 및 리플렉터 유닛의 배향과 위치에 의존하여 고정될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 연속 제어가 요구될 수 있다.
조명 시스템(300)은 고정밀 마운트(360)를 제어하며 그리고/또는 제2 경계부(313A)를 적어도 부분적으로 제1 경계부(312A)에 광학적으로 조정하는 제어유닛(362)을 더 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 추가 변형예와 같이, 리플렉터 유닛(306)은, 예를 들어, 제1 경계부(310A)에 대한 제2 경계부(313A)상에서의 위치 정보를 제공하기 위하여 제1 경계부(310a)에 인접한 광검출기(364)를 포함할 수 있다. 제어 유닛(362)은 위치정보에 응답하여 제어 라인(366)을 통하여 정밀 마운트(360) 및/또는 광학계(302A)를 제어하도록 광학계(302A), 고정밀 마운트(360) 및 광검출기(364)에 연결될 수 있으며, 이에 의해 특히 광빔(303)을 리플렉터 유닛(306)의 발광층(310)의 가시전방영역 섹션(310A)과 적절하고 연속적인 정렬 및 매칭을 보증하게 된다.
이상적인 맞춤 구성에서, 광원(302)은, 예를 들어, 광원 지점으로부터 볼 때, 가시전방영역 섹션에 맞게 그 경계부의 형상이 이루어지는 평평한 상부 조명을 생성하도록 구성된다.
일반적으로, 여기에 개시된 광원들은 조리개에 기반한 이미징 광학장치를 구비한 광학계(optical system)를 포함할 수 있다. 개구의 이미지는 프로젝션 광학장치에 의해 리플렉터 유닛에 투사되며 개구의 형상이 일반적으로 리플렉터 유닛의 프레임-유사 영역(프레임 요소가 있는 경우) 또는 제1 경계부의 크기(이상적인 맞춤이 사용되는 경우)를 매칭하기 위하여 조정된다. 프로젝션 광학장치는 리플렉터 유닛에 개구의 이미지를 생성하도록 렌즈 또는 렌즈시스템을 사용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 어레이에서의 (렌즈들)의 각 쌍의 제2 렌즈가 (사실상 무한의) 거리에 제1 렌즈의 상을 생성하도록 구성되는 플라이 아이 렌즈를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 이미징 광학장치는 입구 개구(작은 개구)를 맞추는 광이미터와 결합되는 이상적인 CPC를 포함할 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 10은 일반적으로 도 8과 관련하여 설명된 조명 시스템들(400, 500)의 이상적인 맞춤 구현을 가능하게 하는 예시적인 광학 구성을 나타낸다.
특히, 도 9a는 본질적으로 원형인 가시전방영역 섹션(410A)을 예시적으로 구비하는 발광층 셋업을 구비한 리플렉터 유닛(406)의 완전 조명의 단면도를 나타내며, 도 9b는 상기 리플렉터 유닛(406)의 완전 조명의 부분 사시도를 나타낸다. 마운팅 구조(470)는 가시전방영역 섹션(410A)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 방식으로 발광층(410)을 마운팅한다. 마운팅 구조(470)는 발광층(410)을 지지하기 위한 어떠한 형식의 구조적 구성요소로 이루어질 수 있으며, 마운팅 전방측면 섹션(472)을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 마운팅 전방측면 섹션(472)은 구체적으로 그 전방측면 섹션(472)에서 광빔(403)에 의한 조명에 의해 영향을 받지 않도록 조정되지 않을 수 있으며, 예방을 위해, 프레임 요소에 대하여 위에서 설명한 바와 같이 구성될 수 있다.
가시전방영역 섹션(410A)을 둘러싸는 전방측면 영역에 대한 그러한 유연성을 허락하도록, 광빔(403)의 연장부의 가시전방영역 섹선(410A)의 연장부에 대한 이상적 매칭이 사용된다. 그 목적으로, 광빔(403)은 상당한 강도만 제2 경계부(413A)까지 연장되는 평평한 상부 광빔으로 구성될 수 있다.
그러한 빔 형상을 생성하기 위하여, 개구 구조체(474)는 메인빔축(방향 404)에 수직인 평면(404A)상의 경사진 가시전방영역 섹션(410A)의 투사와 형상이 동일한 구멍(474A)을 포함한다. 상기 투사의 형상에 맞춰 조정하는 것 이외에, 빔 발산(beam divergence)은 각각의 형상들의 크기가 광빔(403)이 리플렉터 유닛(406)에 부딪히는 순간에 동일하도록 조절된다. 상기 발산은, 예를 들어, 개구 구조체(474)의 하류에 배열되는 이동가능한 렌즈(476)에 의해 조정될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(476) 및/또는 개구 구조체(474)는 측방향들(도 9b에서 X-축 및 Y-축으로 도시됨)뿐만 아니라 축방향(도 9b에서 Z-축으로 도시됨)으로 이동할 수 있다. 렌즈(476) 및 개구 구조체(474)의 마운팅 스테이지(도시되지 않음)는 제어 유닛(도 8에 도시됨)에 연결될 수 있으며, 예를 들어, 가시전방영역 섹션 옆의 광검출기에 의해 수신된 제어 신호에 응답하여 구동될 수 있으며, 또는 초기 설치 동안에 존재할 수 있다.
따라서, 도 9a 및 도 9b의 예시된 이미징 시스템에서는 본질적으로 가시전방영역 섹션(410A)만 조명되도록 빔의 크기와 빔의 방향을 조정할 수 있다. 이에 의해, 관찰자는, 예를 들어, 태양-유사 모방의 인식에 영향을 줄 수 있는, 가시전방영역 섹션(410A)의 옆에 떨어지는 광원(402)의 어떠한 광도 의식하지 못한다.
따라서, 도 9a 및 도 9b의 예시된 이미징 시스템에서는 본질적으로 가시전방영역 섹션(410A)만 조명되도록 빔의 크기와 빔의 방향을 조정할 수 있다. 이에 의해, 관찰자는, 예를 들어, 태양-유사 모방의 인식에 영향을 줄 수 있는, 가시전방영역 섹션(410A)의 옆에 떨어지는 광원(402)의 어떠한 광도 의식하지 못한다.
도 10은 유사하게 기울어진 직사각형 리플렉터 유닛(506)에 대하여 빔의 크기와 빔의 형상을 조정하기 위한 반사 구성을 구비한 조명 시스템(500)을 3차원으로 도시한다. 구체적으로, 리플렉터 유닛(506)은 수직 방향에 대하여, 예를 들어, 30°의 각도로 벽(도시하지 않음)에 장착된다.
광원(502)은 개략적으로만 도시되었으며, 폴딩 미러(580)상에 광빔(503)을 방출한다. 프로젝터가 특정 위치에 있으면, 폴딩 미러(580)는 폴딩 미러(580)로부터 반사되는 어떠한 빔이, 다음의 반사 광학 요소로서 리플렉터 유닛(506)을 만날 때, 빔전파 방향(도 9a 참조)에 수직한 평면 상의 리플렉터 유닛(506)의 투사와 동일한 형상을 가지도록 형상이 만들어진다. 각각의 형상에 이르기 위하여, 광빔(503)은 구체적으로 사전 설정된 각도로 폴딩 미러(580) 상에 부딪힐 수 있으며, 이에 따라 폴딩 미러(580)의 형상이 조정된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 광원(502)으로부터 발생하는 광빔(503)의 발산은 리플렉터 유닛(506)에 부딪힐 때 빔(503)의 크기가 연관된 가시전방영역(510A)의 각각의 크기와 동일하도록 선택될 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 10과 관련하여 개시된 구성들의 경우에도, 리플렉터 유닛을 바라보는 관찰자는, 예를 들어, 태양-유사 모방의 인식을 방해할 수 있는, 조명 시스템의 광원으로부터 발생하는 가시전방영역 섹션들 옆의 어떠한 광도 보지 못할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 도시된 구성은 지붕내의 드롭다운(drop down) 조명을 위한 컴팩트한 구성을 가능하게 한다. 그러나 통상의 기술자는 부가적인 구조적 구성요소들이 태양 관찰자 위치의 범위에서 폴딩 미러(580)를 보이지 않도록 제공될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 조명 시스템(600, 700)의 실내 설비들이 개략적으로 도시된다. 실내 설비들은 대형 홀, 민간주택의 방, 또는 엘리베이터 캐빈 등에 제공될 수 있다.
도 11a는, 예를 들어, 직사각형 방(682) 내의 도 9와 유사한 드롭다운(drop-down) 조명을 나타낸다. 방(682)은 천장(682A)과 4 벽들을 포함하며, 이벽들 중 하나가 리플렉터 유닛(606)을 장착하기 위하여 사용되며, 이것이 리플렉터 마운팅 벽(682B)으로 언급된다. 광원(602)은 천장(682A)의 상부에 제공된다. 천장(682A)은, 예를 들어, 반사방지 코팅된 유리창(684)에 의해 커버되는 개구부를 포함할 수 있다. 광원(602)의 광빔(603)은 유리창(684)을 통과하여 리플렉터 유닛(606)에 조사되며, 이에 의해 방(682) 안으로 반사된다. 리플렉터 유닛(606)을 바라보는 관찰자(686)는 주로 방(682) 내의 어느 위치로부터는 확산광 성분을 볼 것이고, 태양-인식 위치들(도 11a에는 구체적으로 도시하지 않음)내에 있을 때는 직사광 성분을 볼 것이다.
도 11a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 스크린 구조체(688)는 유리창(684)을 커버하며 리플렉터 유닛(606)의 방향에서 개구부를 포함하며, 이에 따라 광빔(603)이 스크린 구조체(688) 내에서 상기 개구부를 따라 통과할 수 있으며, 이에 의해 광원(602)의 광학 구성과 유리창(684)을 관찰자(686)로부터 더 숨기게 된다.
일반적으로, 조명 시스템들에 의해 조명되기 위하여 여기서 설명된 룸들은 주택의 방, 엘리베이터 캐빈, 복도, 또는 병실과 같은 룸 또는 캐빈이 될 수 있다. 룸(682) 또는 캐빈내에서, 타겟 영역은 조명 시스템의 관찰자의 특정 위치에 대하여 한정될 수 있다. 예를 들어, 타겟 영역은 침대, 병상침대 시트, 소파 또는 의자와 같은 룸(682) 또는 캐빈내에 존재하는 사람 수용 가구에 관한 것일 수 있다. 일부 실시예에서는, 타겟 영역은 룸(682) 또는 캐빈을 통하는 관찰자 통로에 관한 것일 수 있다. 조명 광빔(3A)은 타겟 영역을 조명하는 것이다. 병원 환경과 같은 일부 실시예에서는, 조명 시스템은 태양-모방 방식으로, 예를 들어, 낮시간 동안 조명 광빔의 입사각을 제공하거나 조명 광빔 및/또는 발광층의 각각을 착색하는 방식으로 타겟 영역을 조명하는 것을 특별히 제어가능하게 할 수 있으며, 이에 의해 환자들에게 이는 최적의 각성 상태와 생활 리듬의 다른 장점들을 제공하는 낮과 같은 광/조명 패턴을 제공하게 된다.
또 다른 예로서, 도 7에 도시된 기둥 기반 구성의 예와 같이, 바닥 램프 구성이 팔걸이 의자 조명용으로 도 11a에 도시되며, 도 12에는 침대 조명이, 예를 들어, 창문이 없는 병실내에 도시된다.
도 11b는 룸(782)내에 장착된 광원(702)을 구비한 조명 시스템(700)을 나타낸다. 예를 들어, 광원(162)은 측벽(782B)에 장착되어 룸(782)의 천장(782A)에 장착된 리플렉터 유닛(706)상으로 상방으로 지향된 광빔(703)을 방출한다.
룸(782) 내의 관찰자(786)는 리플렉터 유닛(706)을 바라볼 때는 주로 확산광 성분을 볼 것이고, 태양-인식 위치의 범위내에 있을 때에는 직사광 성분을 볼 것이다.
도 11a와 유사하게, 리플렉터 유닛(706)을 향하여 광빔(703)을 가이드할 때, 스크린 구조체(788)가 적어도 초기에 광원(702)을 숨기기 위하여 제공될 수 있다. 또한, 스크린 구조체(788)는 룸(782)내의 사람이 광빔(703)을 간섭(예를 들어, 광빔에 도달)하며, 이에 의해 리플렉터 유닛(706)을 인식할 가능성을 감소시킬 수 있다. 스크린 구조체(788)는 광빔(703)안으로 사람이 침입하는 것을 방지하기 위하여 투명(예를 들어, 유리) 커버 또는 티커(theca)(모든 측면들에서 완전히 밀폐됨)로 될 수 있다.
여기에 설명된 실시예들은 추가로 리플렉터 유닛의 상류의 광빔을 둘러싸는 공간 내에 사람이 침입한 것을 감지하기 위한 체적-모션 센서(volmetric-motion sensor)(예를 들어, 수동 적외선 센서 등)을 포함할 수 있다. 상기 센서는 광원 및/또는, 예를 들어, 도 11a 및 도 11b와 관련하여 설명된 스크린(688, 788)에 설치될 수 있다. 또한, 제어 유닛이 체적-모션 센서로부터 나오는 각각의 신호를 수신하기 위하여 제공될 수 있으며 침입 감지의 경우에 광원으로부터 나오는 광방출을 흐릿하게 하거나 스위치-오프(switch-off)하도록 구성될 수 있다.
여기에 설명된 조명 시스템의 추가적인 응용 분야는 선박 뿐만 아니라 열차 및 항공기와 같은 수송 수단의 조명이다. 도 12는 일측의 좌석 열(701A) 및 거기에 평행한 구역(701B)를 구비하는 항공기(또는 열차)의 캐빈(701)의 단면도를 나타내며, 캐빈에서 사람들이 복도 또는 통로와 같이 머무르거나 또는 걸을 수 있다.
상기 구역(701B)의 조명은 광원들(703A, 703B)에 의해 개별적으로 조명되는 하나 또는 몇개의 리플렉터 유닛들(706A, 706B)에 기반한다. 예를 들어, 리플렉터 유닛(706A)은 캐빈(701)의 천장내에 제공될 수 있으며(예를 들어, 어두운 착색에 기반한 프레임 형상의 작동 영역에 의해 둘러싸임) 또는 리플렉터 유닛(706B)은 측벽 또는 측벽과 천장 사이의 천이부에 제공될 수 있다. 광원들(702A, 702B)이, 예를 들어, 오버헤드 수화물 구조체 내에 위치되거나 측벽을 따라 설치될 수 있다.
도 13에서, 하나의 리플렉터 유닛(1806)과 조합되어 사용된 2개의 광원(802A, 802B)를 구비한 조명 시스템(800)의 실시예가 개략적으로 도시된다. 각각의 광원(802A, 802B)은 각각의 조명 구역(890A, 890B)을 만들어 낸다. 조명 구역(890A, 890B)은 이들 광수신 구역(890A, 890B)을 명확하게 구분하여 인식의 혼동을 피하기 위하여 벽과 같은 물리적 구조체(892)에 의해 분리될 수 있다. 또한, 물리적 구조체(892)에 대한 대안의 샘플들이 실외/실내 구성, 울타리, 나무, 또는 관목, 또는 작은 수역(water area) 등에 있다.
통상의 기술자는 도 13에 도시된 2개의 광원이 3개 또는 그 이상의 광원들로 용이하게 확장될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 특히, 실내 구성에서 특정 구역들이 서로 인접하지만 어떤 구조체 또는 공간에 의해 분리되도록 조명될 수 있으며, 각각의 조명 구역은 자체 제어가능한 조명원이 적용된다.
여기에 개시된 발광층의 기술에 대해서는, 동일 출원인에 의해 “인공 조명 장치”라는 명칭으로 2012년 11월 14일자 출원된 PCT/EP2012/072648호 및 “자연광을 모방한 인공 조명 시스템”이라는 명칭의 PCT/IB2013/060141호가 추가 참조되며, 이들의 내용은 레일리 디퓨저를 이용한 조명 시스템의 예시 목적을 위해 그 전체로서 여기에 포함된다.
비록 여기에 개시된 레일리 디퓨저는 도면에서 평평한 패널 형상인 것으로 예시적 도시되지만, 이에 의해 창문 외관을 모방한다. 그러나 만곡된 구조와 같은 비-패널형 구성이 이용될 수 있다.
일반적으로, 레일리 디퓨저는 수동 디퓨저 또는 측면-조명 디퓨저, 예를 들어, 측면으로부터 예컨대 청색, 발광 다이오드(LEDs)에 의해 조명되는 패널로서 구성될 수 있다. 따라서, 레일리 디퓨저는, 일부 실시예에 있어서 확산광을 방출하는 이차 광원(secondary light source)일 수 있고, 그럼에도 불구하고 부분적으로 (메인) 광원의 광에 부분적으로 투명하다.
전술한 바와 같이, 발광층은 수동 발광층 구성에 기반할 수 있으며, 광빔의 산란광은 확산광 성분을 발생시킨다. 그러나 발광층은 또한 확산광 성분을 단독으로 발생시키거나 또는 적어도 확산광 성분의 발생에 기여하도록 구성된 2차 발광층 특정 광원을 포함하는 능동 발광층 구성에 기반할 수 있다. 예를 들어, 2차 광원 또는 2차 광원들은 측면으로부터 발광층안으로 광을 보낼 수 있다.
이러한 능동 발광층 구성의 예가 도 14a 및 도 14b에 도시되었다. 리플렉터 유닛(906)의 일반적 구성은 - 전술한 실시예들에 대하여 설명한 바와 같이 - 반사면(908A)과 발광층(910)을 구비한 반사 구조체(908)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 예를 들어, 프레임 요소(914)가 발광층(910) 옆에 제공될 수 있다.
또한, 확산광 성분을 발생(또는 발생에 기여)시키기 위하여, 하나 이상의 2차 광원(994)이 발광층(910)으로부터 측방향으로, 예를 들어, 프레임 요소(914) 뒤에 제공된다. 이러한 측면-조명 구성에서, 2차 광원(994)은 측면으로부터 발광층(910)을 조명하며, 광원의 광빔은 전방으로부터 발광층(910)의 가시전방영역 섹션(910A) 상에 부딪힌다.
따라서, 발광층(910)은 특히 2차 광원(994)의 광과 상호작용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서는, 발광층(910)에 의해 발생된 확산광 성분이 1차 광원의 광에 기반한다고 하더라도, 어느 정도까지만 기반하고 주로 2차 광원(994)에 기반하기 위하여(도 14a에는 도시되지 않음), 광빔(3)의 광과 상호작용을 하지 않도록(또는 적어도 매우 제한되거나 또는 감소된 정도까지 상호작용을 하도록) 구성될 수 있다.
도 14b는 발광층(910) 둘레에서 연장하는 원형의 2차 광원(994A)을 포함하는 그러한 능동 발광층 구성의 둥근 형상의 예를 나타낸다.
도 15는 개략적인 균일한 색도 다이아그램(chromaticity diagram)(u'-v'-색도 다이아그램으로도 언급됨)을 도시한다. 여기에서, 경계상의 지점들은 단색 스펙트럼(델타 형상)에 대응하며; 즉, 파장은 좌측상단측상 곡면 경계에서 증가한다, 예를 들어, 바닥 지점에서의 420nm 부터 좌측상단 모서리부에서 약 510nm 까지, 우측 모서리부에 약 680nm 까지 증가한다. 좌표는 u'-색도 좌표 및 v'-색도 좌표로 언급된다. 또한, 흑체 궤적(Planckian Locus)(996)이 도 15에 도시되는데, 이 흑체 궤적은 각각의 온도, 예를 들어, 1000K 이하부터 약 100000K 까지의 범위의 온도에서 플랑크 복사기(Planck radiator)의 스펙트럼을 나타낸다. 흑체 궤적(996)은 또한 다양한 온도에 대한 CCT를 정의한다.
도 15에서, 색 영역들이 개략적으로 도시었다. 구체적으로, 적색 영역이 I로 표시되고, 녹색 영역이 II로 표시되고, 청색 영역이 III로 표시되었다. 적색 영역과 녹색 영역은 2000K 내지 10000K의 범위에서 흑체 궤적(996)에 의해 본질적으로 분리되며, 흑체 궤적(996)은 청색 영역 내에서 끝난다.
태양-유사 모방의 경우, 광빔의 색상(구체적으로 리플렉터 유닛을 지난 후에 광빔과 연관된 제2 색상)은 흑체 궤적(996) 옆에 있을 것이다.
제1 색상 및 고유 인식 결과를 초래하는 제2 색상 사이의 각각의 차이를 제공하기 위하여, u'-v' 균일 색도 다이아그램 내에서의 각각의 색상들의 좌표는 적어도 0.008의 Δu'v' 의 범위, 예를 들어, 적어도 0.01, 0.025 또는 0.04와 같이 다를 수 있다. 예를 들어, 약 70000K 내지 10000K에서 흑체 궤적(996)의 범위 또는 흑체 궤적에 적어도 가까이 제1 색상을 제공하는 것은 푸른 하늘 인상 및 예를 들어, 800K 내지 6500K에서 제2 색상에서 나타나는 태양을 만들어낼 것이다.
인공적인 배경 효과는 제1 색상을 흑체 궤적(996)으로부터 떨어지게 이동시켜, 예를 들어, 녹색 배경을 제공하여 달성될 수 있다.
도 16과 관련하여, 광빔(1003A)의 확산광 성분 및 직사광 성분의 각각의 색상을 측정하기 위한 구성(1000)이 설명된다. 예시적인 실시예에서, 광원(1002)에 의한 리플렉터 유닛(1006)의 조명이 45°에서 수행된다. 리플렉터 유닛(1006)은 "어두운" 모서리(1032), 예를 들어, 검정색으로 채색된 벽의 앞에 장착되어, 예를 들어, 90% 보다 큰 흡수율을 가지고 산란광을 흡수하게 된다.
도 16에 개략적으로 도시된 바와 같이, 확산광 성분은 광빔(1003) 밖에서 45°로 배치된 색 분광계에 의해 측정되며, 상기 색상 분광계가 광빔(1003) 밖에 배치됨으로 인해 리플렉터 유닛(1006)의 가시전방영역 섹션(1010A)의 조명을 방해하지 않고 제1 색상 정보를 수집하게 된다.
직사광 성분의 제2 색상을 측정하기 위하여, 백색 기준 타겟(white reference target)(1099)(예를 들어, 90%의 반사율을 가진 그레이 카드 타겟, 백색측)이 태양-관찰자 위치에서 조명 광빔(1003A)내에 위치되며 조명 광빔(1003A)의 메인 방향(1004)에 수직으로 배향된다. 제2 색 분광계(1098B)가 백색 기준 타겟(1099)의 법선에 대하여 45°로 백색 기준 타겟(1099)을 향하게 되며, 이에 의해 제2 색상 정보를 수집하게 된다.
여기서 설명된 조명 시스템들의 색상 측정을 위한 전술한 접근은 여러 형태의 구성들에 적용될 수 있을지라도, 통상의 기술자는 유사하거나 또는 관련된 구성들도 또한 각각의 색상들, 색상 차이들 및 상관 색온도(CCT : Correlated Color Temperature)를 식별하기 위하여 사용될 수 있다.
여기에 개시된 조명 시스템들에 적용된 발광층의 기술에 대해서는, 동일 출원인에 의해 “인공 조명 장치”라는 명칭으로 2012년 11월 14일자 출원된 PCT/EP2012/072648호 및 “자연광을 모방한 인공 조명 시스템”이라는 명칭의 PCT/IB2013/060141호가 추가 참조되며, 이들의 내용은 레일리 디퓨저를 이용한 조명 시스템의 예시 목적을 위해 그 전체로서 여기에 포함된다.
설명을 완전하게 하기 위하여, 발광층의 예시적인 특징들은 하기와 같이 요약된다. 발광층은, 예를 들어, 평행 6면체 패널과 같은 패널로서 형성된다. 특히, 패널은 2개의 평행한 표면에 의해 경계가 정해질 수 있으며, 상기 평행한 면들에 수직인 방향을 따라 측정되는 얇은 두께를 가질 수 있으며, 그 두께는 상기 평행한 면들의 면적의 5% 보다 크지 않은, 예를 들어, 1% 보다 크지 않은 제곱값(square value)을 가진다.
발광층은 가시 범위에서 광을 실질적으로 흡수하지 않으며, 적색 파장의 범위(약 650nm)의 광보다 청색 파장의 범위(약 450nm)의 광을 적어도 1.2배, 예를 들어, 적어도 1.4배, 또는 1.6배 더욱 효율적으로 확산시키는 레일리 패널로 이루어질 수 있으며, 여기서 확산 효율은 입사광 방사 에너지(impinging light radiant power)에 대한 확산광 방사 에너지(diffused light radiant power)에 대한 비율에 의해 주어진다.
일부 실시예에서, 발광층은 제1 재료(예를 들어, 우수한 광 투명도를 가지는 수지 또는 플라스틱)의 고체 매트릭스를 포함하며, 상기 고체 매트릭스에서 제2 재료(예를 들어, ZnO, TiO2, ZrO2, SiO2, Al2O3와 같은 무기 산화물)의 나노입자(nanoparticles)가 분산된다. 이러한 제2 재료는 제1 재료의 굴절률과 다른 굴절률을 가진다. 바람직하기로는, 제1 및 제2 재료는 기본적으로 가시 파장 범위에서 전자기파를 흡수하지 않는다.
또한, 발광층의 임의의 점(point)이 주어진 경우, 그 점에서 발광층의 물리적 특성이 그 점의 위치에 의존하지 않는다는 의미에서, 발광층은 균일할 수 있다. 또한, 발광층은 모놀리식(monolithic)일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 나노입자는 구상으로 형성되거나 그와 다르게 형성될수 있으며 그리고/또는 상기 나노입자는 [5nm-350nm](예를 들어, [10nm-250nm], [40nm-180nm], 또는 [60nm-150nm]) 범위 내에서 유효 직경(effective diameter)(D)을 가질 수 있으며, 여기서 유효 직경(D)는 '제1 재료의 굴절률 x 나노입자 직경'으로써 주어진다.
더욱이, 나노입자는, 다시 말해 제곱 미터 당 나노파티클의 수(N) 즉, 1 m2 면적을 가진 발광층의 표면 부분에 의해 경계가 정해지는 용적 요소내의 나노입자의 수인 면밀도(areal density)가 아래의 식에서 조건 N≥Nmin을 충족시키도록 하는 방식으로 발광층의 내부에 분포될 수 있다:
Figure pct00001
여기서, ν는 1미터6제곱승이고, Nmin은 수/미터제곱승으로 표현되며, 유효 직경(D)은 미터로 표현되며, 여기서 m은 입자의 굴절률과 호스트 매체(host medium)의 굴절률의 비율이다.
일부 실시예에 있어서, 나노입자는 동질적으로 분포되며, 적어도 면밀도가 관련되는 한, 즉 면밀도는 발광층 상에 실질적으로 균일지만 나노입자의 분포는 발광층에 걸쳐서 변화될 수 있다. 면밀도는, 예를 들어, 평균 면밀도의 5% 미만까지 변화한다. 면밀도는 여기에서 0.25mm2보다 큰 면적으로 정의된 양으로서 의도된다.
일부 실시예에 있어서, 발광층이 광원에 의해 조명될 때, 발광층에 걸친 조명 차이를 보상하도록 면밀도가 변화된다. 예를 들어, 점(x,y)에서 면밀도 N(x,y)은, 방정식 N(x,y)=Nav*Iav/I(x,y)±5%를 통해 점(x,y)에서의 광원에 의해 생성되는 조도 I(x,y)와 관련될 수 있으며, 여기서 Nav 및 Iav는 평균 조도 및 면밀도이며, 이들 최후 수량은 발광층의 표면에 걸쳐 평균화된다. 이 경우, 발광층의 조도는, 발광층상에서 광원(2)의 조도 프로파일(illuminance profile)이 불균함에도 불구하고 균등하게 될 수 있다. 이러한 맥락에서, 조도는, 표준 ASTM(American Society for Testing and Materials) E284-09a에서 예로서 발표된 바와 같이, 주어진 방향으로부터 보여지는 표면의 투영 면적 단위당, 그리고 입체 각도 단위당 주어진 방향으로 표면으로부터 방출되는(또는 표면상으로 떨어지는) 빔의 광속(luminous flux)이다.
작은 D 및 작은 용적률(즉, 두꺼운 패널)과 같은 제한의 경우에, 면밀도
Figure pct00002
는 대략 5%의 산란 효율을 생성할 것으로 예상된다. 단위 면적당 나노입자의 수가 높아짐에 따라, 산란 효율은(높은 용적률의 경우) 다중 산란 또는 간섭이 발생할 때까지 N에 비례하여 증가하며, 색상 품질을 손상시킬 것으로 예상된다. 따라서, 나노입자 개수의 선택은, EP 2 304 478 A1호에 자세히 기재된 바와 같이, 산란효율과 원하는 색상 간의 절충을 찾음으로써 한쪽으로 기울게 된다. 또한, 나노입자의 크기가 커지게 될 수록, 후방 광속에 대한 전방 광속의 비율이 커지게 되며, 그러한 비율은 레일리 제한(Rayleigh limit)의 것과 같다. 더욱이, 그 비율이 커짐에 따라, 전방 산란 콘(forward scattering cone)의 구멍이 더욱 작아지게 된다. 따라서, 그 비율의 선택은 큰 각도에서 광을 산란시키는 것과 후방 산란 광의 플럭스(flux)를 최소화시키는 것 사이에 절충을 찾음으로써 한쪽으로 기울게 된다. 그러나 공지된 방식 그 자체에 있어서, 반사 방지층(antireflection layer)(도시되지 않음)이, 반사를 최소화시키려는 목적으로 발광층상에 증착될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 나노입자는 구상 형상을 갖지 않을 수 있고; 이 경우, 유효 직경(D)은 균등한 구상 입자의 유효 직경, 즉 앞서 언급된 나노입자와 같은 체적을 갖는 구상 입자의 유효 직경으로 정의될 수 있다.
또한, 일부 실시예에 있어서, 나노입자는 다중분산(polydisperse)되며, 즉 그의 유효 직경은 분포 N(D)를 특징으로 한다. 그러한 분포는 표면 단위 및 대략 유효 직경 D의 유효 직경의 단위 간격 당 나노입자의 개수를 나타낸다(즉, 유효 직경 D1과 D2 사이의 유효 직경을 갖는 표면 단위당 입자 개수는
Figure pct00003
와 동일함). 이러한 유효 직경은 [5nm-350nm] 범위 내에 있으며, 즉, 그 분포는 이러한 범위 내에서 비-널(non-null)일 수 있다. 이 경우, 산란 효율이 대략적으로 즉, 작은 입자라는 제한에 있어서, 나노 입자의 6제곱으로, 다중분산 분포(polydisperse distribution)는 아래와 같이 정의된 대표 직경(representative diameter) D'eff을 가지고 대략적으로 단순분산 분포(monodisperse distribution)와 같이 거동한다.
Figure pct00004
여기서,
Figure pct00005
D'eff는 [5nm-350nm], 바람직하기로는 [10nm-250nm], 보다 바람직하기로는 [40 nm-180 nm], 보다 더 바람직하기로는 [60nm-150nm] 범위내에 있도록 선택될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 광원의 최대 휘도가 0.1*106 cd/m2 보다 클 때, 예를 들어, 1*106 cd/m2 , 또는 적어도 5*106 cd/m2 또는 그 이상일 때는 언제든지 조명의 고유 품질이 향상된다. 이러한 값들의 경우, 사실상, 광원은 광원 자체가 바라보기 어려울 만큼 충분한 섬광을 발생시키며, 이에 의해 관찰자가 눈 초점 메커니즘에 의해 광원의 거리를 평가하지 못하게 한다. 이러한 휘도 값은 무한한 획기적인 효과를 얻는데 기여한다. 더욱이, 섬광은 광원의 휘도 프로파일에서의 가능한 비-균일성을 감지하지 못하게 하며, 이에 따라 광원의 이미지와 실제 태양의 이미지 사이의 차이를 감지하는 것을 어렵게 만든다.
일부 실시예에 있어서, 광원의 출구 개구는 개략 원형이며, 광학계가 광원의 이미지를 비틀지 않기 때문에 관찰자에 의해 인식되는 광원의 이미지는 계속 원형으로 형성된다. 일부 실시예에서는, 발광층은, 예를 들어, 원형의 발산을 가지는 광빔에 의해 조명된 타원 형상을 가진다. 그러나 다른 형상들도 물론 가능하며, 예를 들어, 장방형 형상(elongated shape)도 가능하다.
본 개시에서 설명된 모든 특징들 및/또는 특허청구의 범위는 실시예들의 특징들 및/또는 특허청구의 범위의 구성과 독립적으로 청구된 발명을 제한할 목적뿐아니라 본래 개시의 목적으로 서로 개별적이고 독립적으로 개시되는 것으로 의도되었다는 것은 명백하다. 또한, 모든 값 범위 또는 그룹 개체들(group of entites)의 표시들은 특히 값 범위들의 한계들과 같이 청구된 발명을 제한할 목적뿐 아니라 본래 개시의 목적으로 모든 가능한 중간 값 또는 중간 개체를 개시하는 것이 명백히 설명되었다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 여기에 설명되었더라도, 개량 및 수정이 본원의 특허청구의 범위를 벗어나지 않고 포함될 수 있다.

Claims (28)

  1. 광학적으로 확대된 인식을 제공하기 위한 조명 시스템(1, 100, 200, 300)에 있어서,
    조명 시스템(1, 100, 200)은,
    반사면(8A) 및 제1 색상에서 확산광을 균일하게 방출시키기 위한 발광층(10, 210, 310)을 포함하고, 상기 발광층(10, 210, 310)은 상기 반사면(8A)의 전방에서 연장되며 리플렉터 유닛(6, 206, 306)의 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)을 포함하며, 상기 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)은 제1 경계부(12A, 310A)까지 연장되며 거기를 통하여 확산광이 방출되는, 리플렉터 유닛(6, 206, 306); 및
    광빔(3, 203, 303)의 적어도 일부가 상기 반사면(8A)에 의해 반사되기 전후에 상기 발광층(10, 210, 310)을 통과하여, 이에 의해 직사광 상관 색온도(CCT)와 연관된 제2 색상에서 조명 광빔(3A)을 형성하며, 상기 제1 색상과 상기 제2 색상은 색 공간에서 분리되는, 광 프로젝터(2, 202, 302)를 포함하며,
    상기 조명 시스템(1, 200, 300)은 상기 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)의 옆에서 상기 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)을 둘러싸는 프레임 형상의 영역으로부터의 인식할 수 있는 광 방출은 본질적으로 상기 광 프로젝터(2, 202, 302)의 광빔(3, 203, 303)과는 독립적인, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색상 및 상기 제2 색상은 u'v'-색 공간에서 적어도 0.02 또는 0.03과 같이 적어도 0.008 만큼 분리되며; 그리고/또는
    상기 직사광 상관 색온도는, 예를 들어, 800K 내지 6500K의 범위에서 흑체 색온도에 가까우며; 그리고/또는
    상기 제1 색상은 상기 조명 광빔(3A)의 직사광 상관 색온도와 다른, 특히 상기 조명 광빔(3A)의 직사광 상관 색온도 보다 큰 확산광 상관 색온도와 연관되며; 그리고/또는
    상기 직사광 상관 색온도는 상기 확산광 상관 색온도의 0.85배 이하 만큼 다른, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  3. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가시전방영역 섹션(10A)의 외측에서 상기 제1 경계부(12A)를 적어도 부분적으로 따라 연장되는 리플렉터 유닛(6)의 프레임영역 섹션(14A)을 형성하도록 프레임-유사 영역에 위치된 프레임 요소(14)를 더 포함하며,
    상기 프레임 요소(14)는 상기 프레임영역 섹션(14A)으로 입사하는 광빔(3)의 광 부분이 조명 광빔(3A)에 기여하는 것을 본질적으로 피하도록 구성되며, 이에 따라 특히 상기 프레임영역 섹션(14A) 상으로 입사하는 광빔(3)의 광이, 예를 들어, 흡수, 반사 및/또는 광 가이드(light guidance)에 의해 조명 시스템(1)으로부터 본질적으로 제거되는, 조명 시스템(1).
  4. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 요소(14)의 표면 구성 및/또는 구조적인 구성은, 예를 들어, 광흡수 색상이 제공됨으로써 상기 프레임영역 섹션(14A) 상으로 입사하는 광빔(3)의 광 부분의 적어도 60%를 흡수하도록 구성되며,
    특히, 상기 프레임 요소(14)는 상기 광빔(3)에 의해 조명된 프레임영역 섹션(14A)의 안쪽 부분과 상기 광빔(3)에 의해 조명되지 않은 프레임영역 섹션(14A)의 바깥쪽 부분 사이에서 외관에서의 일시적인 인식가능성을 감소시키도록 구성되며, 이에 따라, 특히, 가시전방영역 섹션(12A) 옆의 프레임 전방영역 섹션(14A)의 안쪽 부분이 광빔(3)에 의해 조명됨에 불구하고 바깥쪽 부분의 외관에 본질적으로 유사한 외관을 가지는, 조명 시스템(1).
  5. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 요소(14)는 노치 또는 그루브와 같은 오목부를 포함하는 것과 같이 상기 가시전방영역 섹션(10A)에 대하여 적어도 부분적으로 오목하게 되며,
    상기 오목부는 특히 광 트랩(28A, 28B)으로 구성되며, 상기 광 트랩(28A, 28B)은 특히, 예를 들어, 리플렉터 유닛(6)의 뒤에서 광빔(3)의 입사광을 멀어지게 가이드하거나/또는 그 벽면(31) 상에 입사광을 흡수하도록 구성되는, 조명 시스템(1).
  6. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 요소(14)는 거친 입자 구조, 큰 구조물, 장식물 및/또는 0.02 - 0.2의 프레임 폭과 같은 프레임 폭의 비율로 고르지 않은 피니싱을 포함하며, 그리고/또는 상기 프레임 요소(14)는 본질적으로 상기 가시전방영역 섹션(10A)과 겹치지 않는 광빔 새도우존을 생성하도록 위치되는, 조명 시스템(1).
  7. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벽 구성(132)은 상기 리플렉터 유닛(106)이 그 전방에 위치되는 배경 벽섹션(132A); 및/또는 상기 리플렉터 유닛(106)을 통과하는 광빔(103)의 광이 입사하는 광노출 벽섹션(132B)을 포함하는 벽 구성(132)을 더 포함하는, 조명 시스템(100).
  8. 제7항에 있어서,
    적어도 하나의 배경 벽섹션(132A) 및 광노출 벽섹션(132B)에는 광 흡수 색상이 제공되고 그리고/또는 특히 거친 입자 구조, 큰 구조물, 장식물 및/또는 고르지 않은 피니싱을 포함하며; 그리고/또는
    상기 광노출 벽섹션(132B)은 상기 리플렉터 유닛(106)을 통과하는 광빔(3)의 광이 거기를 통하여 가이드되는 윈도우 유닛(134)를 포함하며; 그리고/또는 상기 리플렉터 유닛(106)의 인식에 영향을 주지 않는 거리에 위치되는, 조명 시스템(100).
  9. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    리플렉터 유닛(206) 및 그 위에 장착되는 광 프로젝터(202)를 구비하는 마운트 구조체(240)를 더 포함하며, 상기 마운트 구조체(240)는 특히 리플렉터 유닛(206) 및 그 위에 장착되는 광 프로젝터(202)를 구비하는 기둥(pole)으로 구성되는, 조명 시스템(200).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마운트 구조체(240)는 자유공간을 제공하는, 예를 들어, 리플렉터 유닛(206) 뒤의 적어도 1.5m에 어떠한 광산란 또는 광반사 구조체가 없는 환경에 장착되는, 조명 시스템(200).
  11. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    광 프로젝터(302)는 광빔(303)의 크기를 제한하고 조정하는 광학계(302A), 예를 들어, 줌 렌즈 시스템 및/또는 플라이 아이 구성, 본질적으로 이상적인 CPC 구성, 투과 개구(474)와 같은 빔형상 형성 이미징시스템, 및/또는 리플렉터 유닛(306, 406, 506)의 상류의 이미징시스템기반 반사 개구(580)를 포함하며, 이에 의해 특히 광빔(303, 403, 503)의 크기를 적어도 부분적으로 조정하고 제1 경계부(312A)를 적어도 부분적으로 따르는 제2 경계부(313A, 413A)를 형성하는, 조명 시스템(300).
  12. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    광 프로젝터(303)를 장착하고 정렬하기 위한 고정밀 마운트(136, 360) 및/또는 광빔(303)의 경계를 정하는 제2 경계부(313A)를 조정하기 위한 가변 이미징시스템(302A)를 더 포함하며, 이에 따라 특히 광빔(303)의 적어도 85%가 리플렉터 유닛(306)의 가시전방영역 섹션(310A)을 조명하며, 광빔(303)의 광의 최소한 15%가 제1 경계부(312A)의 밖으로 향하는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  13. 제12항에 있어서,
    고정밀 마운트(136)가 리플렉터 유닛(303)을 장착하도록 추가로 구성되며, 특히 상대 위치가 광빔(303)의 크기 및 리플렉터 유닛(306)의 배향과 위치에 의존하여 리플렉터 유닛(306)과 광 프로젝터(302) 사이에 고정되는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    제2 경계부(313A)를 제1 경계부(312A)에 적어도 부분적으로 맞추기 위하여 고정밀 마운트(136, 360) 및/또는 광학계(302A)를 제어하는 제어 유닛(362)을 더 포함하며,
    특히 리플렉터 유닛(306)이 상기 제1 경계부(312A)에 대한 상기 제2 경계부(313A)에 관한 위치 정보를 제공하기 위하여 상기 제1 경계부(312A)에 특히 근접한 광 검출기(364)를 포함하며, 상기 제어 유닛(362)은 상기 정밀 마운트(360) 및/또는 상기 광학계(302A)를 상기 위치 정보에 응답하여 제어하도록 구성되며, 이에 의해 특히 상기 가시전방영역 섹션(310A)에 대한 광빔(303)의 적절한 정렬을 보증하는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  15. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    광빔(603, 703)이 리플렉터 유닛(606, 706) 상에 입사하기 전에 상기 광빔(603, 703)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 위치된 광 스크린(688, 788)을 더 포함하는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  16. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리플렉터 유닛의 상류의 광빔을 둘러싸는 공간 안으로 사람이 침입하는 것을 검출하도록 구성된 체적-모션 센서(예를 들어, 수동형 적외선 센서), 및
    상기 체적-모션 센서로부터 각각의 신호를 수신하고 침입이 검출된 경우에 상기 광 프로젝터로부터 어떠한 광 방출을 디밍(dimming) 또는 스위치-오프(switch-off)하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  17. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    발산층(10, 210, 310)은 조명 광빔(3A)의 광의 제2 상관 색온도보다 적어도 1.2배 큰 제1 상관 색온도에서, 특히 조명 광빔(3A)에 포함되지 않는 방향으로, 확산광을 제공하도록 구성되며,
    상기 발산층(10, 210, 310)은 특히 레일리 디퓨저 패널, 또는 측면-조명 유닛을 구비한 측면-조명 패널과 같은 2차적으로 조명된 발산층을 포함하며, 그리고/또는
    광빔(3, 203, 303)에 의해 조명되는 발산층(10, 210, 310)의 표면부는 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)을 형성하며 그리고/또는 상기 발산층(10, 210, 310)은 레일리 디퓨저 및 특히 부가적인 광학 요소를 포함하며, 상기 레일리 디퓨저 또는 부가적인 광학 요소는 상기 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)을 형성하는 가시면(visible surface)을 제공하며; 그리고/또는
    상기 발산층(10, 210, 310)은 조명 광빔(3A)의 광과는 다른 색상 인식을 제공하는 색도를 확산광에 제공하도록 구성되는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  18. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 발산층(10, 210, 310)에 의해 방출된 확산광이 가시전방영역 섹션(10A, 210A, 310A)으로부터 방출될 때 그 휘도가 균질하게 되도록 구성되는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  19. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    리플렉터 유닛(106)을 장착하고, 특히, 리플렉터 유닛(106)의 연속적인 운동을 생성하여 조명 광빔(3A)을 주변으로 다시 보내도록 구성되며, 이에 의해 특히 창문을 통하여 주변으로 들어오는 태양 광선의 운동을 닮게 되는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  20. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    조명 시스템(1, 100, 200, 300)은 선박, 항공기 또는 차량과 같은 비-정지 환경에 장착되며,
    상기 조명 시스템(1, 100, 200, 300)은,
    리플렉터 유닛(6) 및/또는 광 프로젝터(2)를 장착하기 위한 메카트로닉 시스템;
    가속도계, 중력 센서, 및/또는 선박의 피칭 및/또는 롤링과 같은 비-정지 환경의 경사도와 같은 배향에서의 변화를 검출하기 위한 기울기 센서와 같은 방위 검출 장치; 및
    상기 메카트로닉 시스템을 구동하여 비-정지 환경의 방위의 변화를 보상하며, 이에 의해 특히 조명 광빔(3A)을 비-정지 환경에 대하여 반대-움직임으로 생성하며 특히 창문을 통하여 비-정지 환경으로 들어오는 태양 광선의 경우를 닮게 되는 제어 유닛을 더 포함하는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  21. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    반사면은 평평한 형상 또는 포물선 형상과 같이 적어도 일 방향으로 만곡된 형상으로 되며, 그리고/또는
    상기 리플렉터 유닛(6)은,
    특히 알루미늄 호일과 같은 반사면(8A)을 제공하는 알루미늄-기반 거울; 및/또는
    리플렉터 유닛 특히 반사면(8A)의 형상을 한정하는 기준 구조체를 포함하는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  22. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    리플렉터 유닛 상에 입사하기 전의 광빔 전파 사이의 거리가 적어도 1m인, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  23. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    광 프로젝터(6)는 광빔(3)에 제2 경계부(13A)까지 연장되는 평평한 상부 강도 프로파일을 제공하도록 구성된, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  24. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    광경로를 따르는 광 프로젝터(502)의 광빔(503)을 리플렉터 유닛(506)으로 다시 보내도록 위치된 적어도 하나의 폴딩 미러(580)를 더 포함하며,
    상기 폴딩 미러(580)는 폴딩 미러(580)의 하류에서 광빔(503)이 본질적으로 가시전방영역 섹션(510A)만을 조명하도록 크기가 맞춰지는, 조명 시스템(1, 100, 200, 300).
  25. 전술한 청구항들 중 어느 한 항의 조명 시스템을 그 안에 장착한 주택의 방, 엘리베이터 캐빈, 복도, 또는 병실과 같은 룸(682, 782) 또는 캐빈(701)을 포함하는 실내 조명 시스템 설비.
  26. 상기 룸(682) 또는 캐빈은 광 프로젝터(602)와 리플렉터 유닛(606) 사이에서 연장되며 특히 광빔(603)이 통과하는 유리 창문(684)에 의해 덮히는 개구부를 가지는 제1 벽(682A)에 의해 경계가 정해지며,
    상기 룸(682)은 특히 리플렉터 유닛(606)의 뒤에서 광빔 전파 방향으로 연장되는 제2 벽(682B)에 의해 경계가 정해지며, 상기 제2 벽(606)은 특히 광빔(603) 부분에 의한 조명에도 불구하고 리플렉터 유닛(606)의 인식에 영향을 주지 않도록 구성되는, 제25항의 실내 조명 시스템 구성.
  27. 상기 룸(682) 또는 캐빈은 상기 조명 시스템의 관찰자의 특정 위치, 예를 들어, 침대, 병원 침대, 시트, 소파, 또는 의자, 또는 룸(682) 또는 캐빈을 통하는 관찰자 통로와 같은 룸(682) 또는 캐빈에 존재하는 사람 수용 가구에 대하여 한정되는 대상 영역을 포함하며,
    상기 조명 광빔(3A)은 상기 대상 영역을 조명하도록 보내지는, 제25항 또는 제26항의 실내 조명 시스템 구성.
  28. 상기 조명 시스템은, 예를 들어, 낮 시간 동안 태양-모방 방식으로 상기 대상 영역을 조명하도록 제어되는, 제27항의 실내 조명 시스템 구성.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3322931B1 (en) 2015-07-15 2020-04-22 CoeLux S.r.l. Chromatic reflective unit
US10663632B2 (en) 2015-07-15 2020-05-26 Coelux S.R.L. Reflective illumination systems for optically widened perception
CN109153232B (zh) 2015-11-19 2021-06-08 科勒克斯有限责任公司 用于太阳天空模拟照明系统的分层面板结构
EP3336412B1 (en) * 2016-12-13 2020-04-08 CoeLux S.r.l. Moon appearance generating system
IT201800005634A1 (it) 2018-05-23 2019-11-23 Struttura a film multistrato cromaticamente diffondente per sistemi di illuminazione simulanti cielo-sole
CN112534180A (zh) * 2018-08-07 2021-03-19 三菱电机株式会社 照明装置及照明单元
CN109411069B (zh) * 2018-11-19 2021-08-03 佛山市第一人民医院（中山大学附属佛山医院） 一种智能病床单元管理系统及方法
EP3921574B1 (en) 2019-02-08 2022-10-05 Signify Holding B.V. A lighting device
WO2020233578A1 (zh) * 2019-05-23 2020-11-26 苏州欧普照明有限公司 一种照明灯具
EP3978801A4 (en) * 2019-05-27 2022-08-17 Mitsubishi Electric Corporation DIFFUSION BODY AND LIGHTING DEVICE
GB2585687B (en) * 2019-07-11 2021-08-18 Dyson Technology Ltd Vehicle lamps
GB2607859B (en) * 2021-04-13 2023-09-20 Innerscene Ltd Optical display device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007107903A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led-based lighting device with colour control
WO2009156347A1 (en) * 2008-06-24 2009-12-30 Light In Light S.R.L Illumination device
US20130235572A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Deeder Mohammad Aurongzeb Color mixing using the reflective properties of oleds

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3671735A (en) 1970-07-20 1972-06-20 Charles S King Lighting fixture
US4388678A (en) 1980-10-14 1983-06-14 Turner Wheeler M Reading and viewing lamp
DE68918934T2 (de) 1989-03-31 1995-02-23 Yoshiro Nakamatsu Einrichtung zur Beleuchtung und Heizung.
EP0735311A1 (de) 1995-03-31 1996-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Beleuchtungssystem für einen Innenraum
WO2000037377A1 (en) 1998-12-21 2000-06-29 Cardinal Ig Company Soil-resistant coating for glass surfaces
ITTO20030340A1 (it) 2003-05-09 2004-11-10 Space Cannon Vh Srl Sistema per l'illuminazione avente un proiettore di luce
CN103104837A (zh) * 2004-06-29 2013-05-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 照明系统、照明组件、改善相邻led组件的照明的方法和光孔的用途
DE102004031700B4 (de) 2004-06-30 2010-02-18 Airbus Deutschland Gmbh Flugzeug mit Informationsanzeigesystem
US7784204B2 (en) * 2005-06-01 2010-08-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Artificial window
CN101268304A (zh) * 2005-06-01 2008-09-17 皇家飞利浦电子股份有限公司 仿真窗口
US7494255B2 (en) 2005-11-16 2009-02-24 The Boeing Company Ceiling illumination for aircraft interiors
DE102007004829B4 (de) 2007-01-31 2009-11-26 Airbus Deutschland Gmbh Flugzeug mit einem Beleuchtungssystem
US20080198572A1 (en) 2007-02-21 2008-08-21 Medendorp Nicholas W LED lighting systems including luminescent layers on remote reflectors
GB0711695D0 (en) 2007-06-16 2007-07-25 Flynn Sean An infinity display with autostereoscopic capability
JP5169405B2 (ja) 2007-09-26 2013-03-27 豊田合成株式会社 照明装置
US8579473B2 (en) * 2008-09-12 2013-11-12 Koninklijke Philips N.V. Luminaire for indirect illumination
US8371725B2 (en) 2008-10-03 2013-02-12 Taiwan Network Computer & Electronic Co., Ltd. Shaped optical prism structure
US8068285B1 (en) 2009-05-19 2011-11-29 Sean Thomas Flynn Infinity display with autostereoscopic capability
CH704543A1 (de) 2011-02-22 2012-08-31 Belux Ip Ag Beleuchtungseinrichtung für Räume zur Indirektbeleuchtung eines Nutzungsareals.
WO2013102862A1 (en) 2012-01-05 2013-07-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system
WO2014018169A1 (en) * 2012-07-23 2014-01-30 Research Triangle Institute Improved reflective nanofiber lighting devices
US9989692B2 (en) 2012-10-08 2018-06-05 Corning Incorporated Methods and apparatus for providing improved display components
WO2014075721A1 (en) 2012-11-14 2014-05-22 Light In Light S.R.L. Artificial illumination device for generating natural light
ITTO20120988A1 (it) 2012-11-14 2014-05-15 Light In Light S R L Sistema di illuminazione artificiale per simulare un'illuminazione naturale
DE102013207062A1 (de) 2013-04-18 2014-10-23 Airbus Operations Gmbh Fahrzeugkabinenanordnung mit einer Beleuchtungseinrichtung
KR102105065B1 (ko) 2014-05-13 2020-04-28 코에룩스 에스알엘 광원 및 태양광 모방 조명 시스템
KR102057930B1 (ko) 2014-05-13 2019-12-20 코에룩스 에스알엘 크로매틱 미러, 크로매틱 패널 및 그 응용장치
US10427599B2 (en) * 2015-02-23 2019-10-01 Coelux S.R.L. Seat illuminating system
US9939563B2 (en) * 2015-07-15 2018-04-10 Coelux S.R.L. Sky-dome lighting system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007107903A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led-based lighting device with colour control
WO2009156347A1 (en) * 2008-06-24 2009-12-30 Light In Light S.R.L Illumination device
US20130235572A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Deeder Mohammad Aurongzeb Color mixing using the reflective properties of oleds

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Publication number Publication date
CN107407474B (zh) 2020-03-24
US20180066826A1 (en) 2018-03-08
CN107407474A (zh) 2017-11-28
EP3262338A1 (en) 2018-01-03
WO2016134733A1 (en) 2016-09-01
US10088125B2 (en) 2018-10-02
KR102032198B1 (ko) 2019-10-15
EP3262338B1 (en) 2019-01-02

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