Источник света и система освещения, имитирующая солнечный свет - заявка 2016148684 на патент на изобретение в РФ

1. Оптическая система (2А) для приема и коллимирования света, обеспечивающая формирование непрерывно излучающей выходной апертуры, содержащая:
коллимирующий узел (200), содержащий решетку параболических поверхностей (220, 230) раздела, каждая из которых образует входное отверстие (212) и выходное отверстие (214), причем по меньшей мере одна параболическая поверхность (220, 230) раздела выполнена с возможностью отражения входящего во входное отверстие (212) света через выходное отверстие (214), причем минимальная расходимость отраженного света определяет направление минимальной расходимости, и с возможностью ограничения угловой расходимости света до входной угловой апертуры (θСРС), связанной с по меньшей мере одной параболической поверхностью (220, 230) раздела; и
гомогенизирующий узел (300) для придания пространственной однородности свету, выходящему из коллимирующего узла (200), содержащий линзовую решетку из пар линз, составленных из первой линзы и второй линзы, при этом линзовая решетка выполнена так, что свет из выходного отверстия (214), собираемый первой линзой, освещает соответствующую вторую линзу,
причем выходная сторона коллимирующего узла (200) содержит темные участки (260) протяженностью р между выходными отверстиями (214), проходящие в направлении минимальной расходимости, и первые линзы смещены относительно выходных отверстий (214) на расстояние (dCPC-FEC), зависящее от поперечного размера p темного участка (260) и входной угловой апертуры (θСРС) коллимирующего узла (200), и равное по меньшей мере минимальному расстоянию Dmin=p/(2tan(θCPC), обеспечивающему освещение первых линз, расположенных напротив темных участков (260).
2. Оптическая система (2А) по п. 1, в которой расстояние (dCPC-FEC) по меньшей мере от 3 до 5 раз больше минимального расстояния dCPC-FEC,min и/или самое большее от 20 до 5 раз, в частности от 15 до 10 раз, больше минимального расстояния dCPC-FEC,min.
3. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой коллимирующий узел (200) содержит несколько прямоугольных, в частности, идентичных составных параболических концентраторов (СРС) (210), каждый из которых содержит две пары расположенных друг против друга параболических границ (220, 230) раздела, причем выходные отверстия (214) нескольких прямоугольных составных параболических концентраторов (210) расположены так, чтобы совместно излучать приблизительно круглый или эллиптический луч в ближнем поле, который в дальнем поле преобразуется в прямоугольный луч.
4. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой
размеры и/или фокусирующее свойство линз линзовой решетки соответствуют входной угловой апертуре (θСРС) так, что свет, собранный первой линзой, в основном распределяется по всей расположенной далее поверхности второй линзы; и/или
первая линза и вторая линза имеют одинаковое фокусное расстояние f и расположены на расстоянии е, равном фокусному расстоянию f: е=fn; и/или
линзовой решеткой является решетка микро-линз с парами микро-линз.
5. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой линзовая решетка связана с входной угловой апертурой (βFEC), определяемой как tan(βFEC)=a/2f, где а представляет полную апертуру линзы и f является фокусным расстоянием линзы, а отношение входной угловой апертуры (θСРС) ко входной угловой апертуре (βFEC) определяется выражением 0,85 βFEC≤θCPC≤1,15 βFEC, в частности, 0,90 βFEC≤θCPC≤1,10 βFEC или βFECСРС.
6. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой
прямоугольные составные параболические концентраторы (210) характеризуются направлением с малой расходимостью и ортогональным с ним направлением с большой расходимостью, и размеры и/или фокусирующее свойство линз линзовой решетки соответствующим образом приспособлены к прямоугольной форме так, что в обоих направлениях отношение входной угловой апертуры (θСРС) ко входной угловой апертуре (βFEC) определяется выражением 0,85 βFEC≤θCPC≤1,15 βFEC, в частности 0,90 βFEC≤θCPC≤1,10 βFEC или βFECСРС; и/или
согласование входных угловых апертур СРС и FEC выполняется так, что обеспечивается освещение по меньшей мере 70%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 95% или 100% поверхности второй линзовой решетки; и/или
собранный свет по существу распределяется по всей линзе.
7. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой входная угловая апертура (θСРС) составляет в интервале от 3,5° до 10° в направлении с малой расходимостью, и в интервале от 7,5° до 25° в направлении с большой расходимостью.
8. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой размеры линз прямоугольной формы выбираны так, чтобы существовал сдвиг в относительном расположении между линзами и прямоугольными составными параболическими концентраторами (210) для смежных прямоугольных составных параболических концентраторов (210).
9. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой
в центральной секции поперечного сечения коллимирующего узла (200), прямоугольные составные параболические концентраторы (210) расположены строками с одинаковым числом прямоугольных составных параболических концентраторов (210), определяя ее прямоугольную форму с длинной стороной и короткой стороной, и
рядом с каждой длинной стороной располагается секция в форме равнобочной трапеции, в каждой строке которой содержатся прямоугольные составные параболические концентраторы (210) в количестве, ступенчато уменьшающемся на один, причем длина внешней строки примерно равна длине короткой стороны центральной секции.
10. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой
строки прямоугольных составных параболических концентраторов (210) проходят в направлении длинной стороны центральной секции симметрично относительно центральной оси симметрии; и/или
прямоугольные составные параболические концентраторы (210) в секциях в форме равнобочной трапеции сдвинуты от одной строки к другой строке примерно на половину длины прямоугольных составных параболических концентраторов (210).
11. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой
расстояние (dCPC-FEC) выбирается так, что первые линзы, лежащие напротив темных участков (260), принимают свет также и от смежных выходных отверстий; и/или
расстояние (dCPC-FEC) выбирано так, что первые линзы, лежащие напротив темных участков (260), в основном все еще находятся в ближнем поле соответствующего СРС и/или поперечное сечение луча ближнего поля не увеличивается более, чем на 10% от диаметра луча.
12. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой
темные участки создаются стенками полых составных параболических концентраторов (210) или зазорами между смежными прямоугольными составными параболическими концентраторами (210) и/или
темные участки перекрывают максимум 1% или максимум 0,3%, или максимум 0,1% площади всего выходного отверстия (214).
13. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, содержащая диафрагму, форма которой аппроксимирует выходную апертуру кругом или эллипсом посредством затенения углов прямоугольных составных параболических концентраторов (210), и/или диафрагму, имеющую круговую или эллиптическую общую апертуру, компланарную с линзовой решеткой, и/или диафрагму, приспособленную для блокирования света, приходящего от частей линзовой решетки, расположенных вокруг общей круговой или эллиптической выходной апертуры.
14. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере одна параболическая граница (220, 230) раздела, входное отверстие (212) и выходное отверстие (214) являются частями полых составных параболических концентраторов (210) или составных параболических концентраторов, использующих эффект полного внутреннего отражения.
15. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой свет, выходящий из выходного отверстия (214), прямо, без дальнейшего взаимодействия с другими оптическими элементами, такими как линза, падает на линзовую решетку.
16. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов, в которой
коллимирующий узел (200) дополнительно содержит по меньшей мере одну опорную плиту для юстировки нескольких составных параболических концентраторов (210), в частности, выходную опорную плиту с одним установочным отверстием, согласованным со сборкой из нескольких составных параболических концентраторов (210); и/или
коллимирующий узел (200) дополнительно содержит входную опорную плиту с установочным отверстием для каждого из составных параболических концентраторов (210), размеры которого выбраны так, чтобы входные стороны проходили в соответствующее установочное отверстие в опорной плите, выходную опорную плиту с одним установочным отверстием, согласованным со сборкой из нескольких составных параболических концентраторов (210), и по меньшей мере один распорный элемент для установки входной опорной плиты и выходной опорной плиты на соответствующем расстоянии и с соответствующей ориентацией.
17. Источник (2) света, содержащий:
светоизлучающий узел (100), диаграмма излучения которого соответствует Ламбертовской или квази-Ламбертовской диаграмме излучения плоского СД; и
оптическую систему (2А) по любому из предыдущих пунктов, причем диаграмма излучения света перекрывается с входным отверстием оптической системы (2А).
18. Источник (2) света по п. (17), в котором
светоизлучающий узел (100) содержит светоизлучающую площадку (112), связанную с по меньшей мере одной параболической границей (220, 230) раздела и расположенную на расстоянии (dLED) от входного отверстия (212) в направлении оси (240) симметрии, относящейся к коллимирующему узлу (200); и/или
светоизлучающая площадка (112) имеет границу, совпадающую с параболическим продолжением параболической границы (220, 230) раздела и/или фокальной точкой параболической границы (220, 230) раздела.
19. Источник (2) света по п. 17 или 18, в котором светоизлучающий узел (100) содержит несколько сборок СД, излучающие площадки которых, в частности, расположены бок о бок друг с другом, образуя полоску СД и формируя прямоугольную область для излучения света с разрывами в виде темных линий в промежутках между СД излучающими площадками, и полоска СД связана с прямоугольным составным параболическим концентратором (210).
20. Источник (2) света по любому из пп. 17-19, сформированный несколькими светоизлучающими устройствами (110) и несколькими составными параболическими концентраторами (210), причем каждый отражающий составной параболический концентратор (210) имеет входное отверстие (212) и выходное отверстие (214), площадь входного отверстия (212) меньше площади выходного отверстия (214) и/или имеет форму прямоугольника, и каждое светоизлучающее устройство (110) оптически соединено со входным отверстием (212) соответствующего составного параболического концентратора (210).
21. Система (1) освещения, содержащая:
источник (2) света по любому из предыдущих пп. 17-21, для создания луча (3) направленного нерассеянного света с первой коррелированной цветовой температурой вдоль главного направления (4) луча света; и
оконный узел (6), в частности, выходное окно системы освещения или генератор (20) рассеянного света, для генерирования рассеянного света со второй коррелированной цветовой температурой, превышающей упомянутую первую цветовую температуру, причем оконный элемент расположен в дальнем поле луча (3) света, а размер оконного элемента согласован с размером дальнего поля луча (3) света.
22. Система (1) освещения по п. 21, дополнительно содержащая систему (500) передачи, в частности, посредством оптической системы с изломом оптической оси, направляющей луч (3) света на оконный узел (6), и/или изменяющей направление луча (3) света практически без влияния на его угловую расходимость, и/или расположенной в основном в дальнем поле и/или на расстоянии по меньшей мере 0,4 м или по меньшей мере 1 м от линзовой решетки.
23. Система освещения по п. 21 или 23, в которой
генератор (20) рассеянного света выполнен с возможностью передачи света преимущественно в видимом диапазоне и более эффективного рассеивания коротковолновых компонентов луча света по сравнению с его длинноволновыми компонентами; и/или
генератор (20) рассеянного света содержит основу из первого материала, в которой распределены первые частицы второго материала, причем первый и второй материалы имеют, соответственно, первый и второй коэффициенты преломления, а диаметр первых частиц такой, что его произведение на первый коэффициент преломления составляет от 5 до 350 нм.
24. Система освещения по любому из пп. 21-23, в которой источник (2) света имеет расходимость в интервале от 5° до 50°, в частности, имеет две разные расходимости в двух ортогональных направлениях, обеспечивающие освещение прямоугольного генератора (20) рассеянного света, составляющие, в частности, в одном направлении от 5° до 15°, в частности 10°, и в другом направлении, ортогональном одному направлению, от 20° до 40°, в частности 30°.
25. Система освещения по любому из пп. 21-24, в которой
источник (2) света и плотность распределения частиц по генератору (20) рассеянного света выбираны так, что произведение плотности и освещенности, обеспечиваемой источником (2) света при работе системы (1) освещения, в основном постоянно на генераторе (20) рассеянного света; и/или
генератор (20) рассеянного света имеет форму панели, согласованную с расходимостью луча (3) света и оптической системой с изломом оптической оси; и/или
оконный узел (6) содержит пленку генератора рассеянного света, нанесенную на пропускающую или отражающую подложку, и/или получает свет для его рассеяния от второго источника света, в частности, слоя органических СД или конструкции с боковой подсветкой.
26. Источник света или система освещения по любому из предыдущих пунктов, в которых при выходной светоизлучающей апертуре источника света с поперечными размерами от 0,1 мм до 0,4 мм, в частности, круглой формы, узел излучателя выполнен с возможностью создания полного выходного потока источника света величиной по меньшей мере 3000 лм или по меньшей мере 5000 лм, или по меньшей мере 10000 лм.
27. Оптическая система (2А) для приема и коллимирования света, обеспечивающая непрерывное излучение выходной апертуры, содержащая:
коллимирующий узел (200), содержащий решетку параболических поверхностей (220, 230) раздела, каждая из которых образует входное отверстие (212) и выходное отверстие (214), причем по меньшей мере одна параболическая поверхность (220, 230) раздела выполнена с возможностью отражения входящего во входное отверстие (212) света через выходное отверстие (214) и ограничения угловой расходимости света до входной угловой апертуры (θСРС), связанной с по меньшей мере одной параболической поверхностью (220, 230) раздела; и
гомогенизирующий узел (300) для придания пространственной однородности свету, выходящему из коллимирующего узла (200), содержащий линзовую решетку из пар линз, составленных из первой линзы и второй линзы, причем линзовая решетка выполнена так, что свет из выходного отверстия (214), собираемый первой линзой, освещает соответствующую вторую линзу, а линзовая решетка связана с входной угловой апертурой (βFEC), определяемой как tan(βFEC)=a/2f, где а представляет полную апертуру первой линзы, a f является фокусным расстоянием первой линзы,
и при этом отношение входной угловой апертуры (θСРС), связанной с по меньшей мере одной параболической границей (220, 230) раздела, ко входной угловой апертуре (βFEC), связанной с линзовой решеткой, определяется выражением 0,85 βFEC≤θCPC≤1,15 βFEC.
28. Оптическая система (2А) по п. 27, в которой
размеры и/или фокусирующее свойство линз линзовой решетки соответствуют входной угловой апертуре (θСРС) так, что свет, собранный первой линзой, в основном распределяется по всей расположенной далее поверхности второй линзы; и/или
первая линза и вторая линза имеют одинаковое фокусное расстояние f и расположены на расстоянии е, равном фокусному расстоянию f: е=fn; и/или
линзовой решеткой является решетка микро-линз с парами микро-линз.
29. Оптическая система (2А) по п. 27 или 28, в которой линзовая решетка связана с входной угловой апертурой (βFEC), определяемой как tan(βFEC)=a/2f, где а представляет полную апертуру линзы, a f является фокусным расстоянием линзы, и отношение входной угловой апертуры (θСРС) к входной угловой апертуре (βFEC) определяется выражением 0,85 βFEC≤θCPC≤1,15 βFEC, в частности 0,90 βFEC≤θCPC≤1,10 βFEC, или βFECСРС.
30. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-29, в которой коллимирующий узел (200) содержит несколько прямоугольных, в частности, идентичных составных параболических концентраторов (210), каждый из которых содержит две пары расположенных друг против друга параболических границ (220, 230) раздела, причем выходные отверстия (214) нескольких прямоугольных составных параболических концентраторов (210) расположены так, чтобы совместно излучать приблизительно круглый или эллиптический луч в ближнем поле, который в дальнем поле преобразуется в прямоугольный луч.
31. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-30, в которой
прямоугольные составные параболические концентраторы (210) характеризуются направлением с малой расходимостью и ортогональным с ним направлением с большой расходимостью, и размеры и/или фокусирующее свойство линз линзовой решетки соответствующим образом приспособлены к прямоугольной форме так, что в обоих направлениях отношение входной угловой апертуры (θСРС) к входной угловой апертуре (βFEC) определяется выражением 0,85 βFEC≤θCPC≤1,15 βFEC, в частности 0,90 βFEC≤θCPC≤1,10 βFEC, или βFECСРС; и/или
согласование входных угловых апертур СРС и FEC выполняется таким образом, что обеспечивается освещение по меньшей мере 70%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 95% или 100% поверхности второй линзовой решетки; и/или
собранный свет по существу распределяется по всей линзе.
32. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-31, в которой входная угловая апертура (θСРС) составляет в интервале от 3,5° до 10° в направлении с малой расходимостью, и в интервале от 7,5° до 25° в направлении с большой расходимостью.
33. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-32, в которой размеры линз прямоугольной формы выбраны так, чтобы существовал сдвиг в относительном расположении между линзами и прямоугольными составными параболическими концентраторами (210) для смежных прямоугольных составных параболических концентраторов (210).
34. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-33, в которой
в центральной секции поперечного сечения коллимирующего узла (200), прямоугольные составные параболические концентраторы (210) расположены строками с одинаковым числом прямоугольных составных параболических концентраторов (210), определяя ее прямоугольную форму с длинной стороной и короткой стороной, и
рядом с каждой длинной стороной располагается секция в форме равнобочной трапеции, в каждой строке которой содержатся прямоугольные составные параболические концентраторы (210) в количестве, ступенчато уменьшающемся на один, причем длина внешней строки примерно равна длине короткой стороны центральной секции.
35. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-34, в которой
строки прямоугольных составных параболических концентраторов (210) проходят в направлении длинной стороны центральной секции симметрично относительно центральной оси симметрии; и/или
прямоугольные составные параболические концентраторы (210) в секции в форме равнобочной трапеции сдвинуты от одной строки к другой строке примерно на половину длины прямоугольных составных параболических концентраторов (210).
36. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-35, в которой выходная сторона коллимирующего узла (200) содержит темные участки (260), расположенные между выходными отверстиями (214), и первые линзы смещены относительно выходных отверстий (214) на расстояние (dCPC-FEC), зависящее от поперечного размера р темного участка (260) и входной угловой апертуры (θСРС) коллимирующего узла (200).
37. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-36, в которой
минимальное расстояние dCPC-FEC,min составляет p/(2tan(θCPC)), при условии освещения также и первых линз, лежащих напротив темных участков (260) поперечной протяженности р, и, в частности, в случае различия минимальных расстояний для разных направлений, в качестве минимального расстояния выбрано минимальное расстояние; и/или
расстояние (dCPC-FEC) по меньшей мере в 3-5 раз больше минимального расстояния dCPC-FEC,min; и/или
расстояние (dCPC-FEC) выбрано так, чтобы первые линзы, лежащие напротив темных участков (260), принимали свет также и от соседних выходных отверстий; и/или
расстояние (dCPC-FEC) самое большее от 20 до 5 раз, в частности от 15 до 10 раз, больше минимального расстояния dCPC-FEC,min; и/или
расстояние (dCPC-FEC) выбрано так, чтобы первые линзы, лежащие напротив темных участков (260), в основном продолжали находиться в ближнем поле соответствующего СРС, и/или поперечное сечение луча в ближнем поле не расширилось более чем на 10% от его диаметра.
38. Оптическая система (2А) по любому из предыдущих пунктов 36 или 37, в которой
темные участки создаются стенками полых составных параболических концентраторов (210) или зазорами между смежными прямоугольными составными параболическими концентраторами (210); и/или
темные участки перекрывают максимум 1% или максимум 0,3% или максимум 0,1% площади всего выходного отверстия (214).
39. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-38, содержащая диафрагму, форма которой аппроксимирует выходную апертуру кругом или эллипсом посредством затенения углов прямоугольных составных параболических концентраторов (210), и/или диафрагму, имеющую круговую или эллиптическую общую апертуру, компланарную с линзовой решеткой, и/или диафрагму, приспособленную для блокирования света, приходящего от частей линзовой решетки, расположенных вокруг общей круговой или эллиптической выходной апертуры.
40. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-39, в которой по меньшей мере одна параболическая граница (220, 230) раздела, входное отверстие (212) и выходное отверстие (214) являются частями полых составных параболических концентраторов (210) или составных параболических концентраторов, использующих эффект полного внутреннего отражения.
41. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-40, в которой свет, выходящий из выходного отверстия (214), прямо, без дальнейшего взаимодействия с другими оптическими элементами, такими как линзы, падает на линзовую решетку.
42. Оптическая система (2А) по любому из пп. 27-41, в которой
коллимирующий узел (200) дополнительно содержит по меньшей мере одну опорную плиту для юстировки нескольких составных параболических концентраторов (210), в частности, выходную опорную плиту с одним установочным отверстием, согласованным со сборкой из нескольких составных параболических концентраторов (210); и/или
коллимирующий узел (200) дополнительно содержит входную опорную плиту с установочным отверстием для каждого из нескольких составных параболических концентраторов (210), размеры которого выбраны так, чтобы входные стороны проходили в соответствующее установочное отверстие в собранном состоянии, выходную опорную плиту с одним установочным отверстием, согласованным со сборкой из нескольких составных параболических концентраторов (210), и по меньшей мере один распорный элемент для установки входной опорной плиты и выходной опорной плиты на соответствующем расстоянии и с соответствующей ориентацией.
43. Источник (2) света, включающий:
светоизлучающий узел (100), диаграмма излучения которого соответствует Ламбертовской или квази-Ламбертовской диаграмме излучения плоского СД; и
оптическую систему (2А) по любому из пп. 27-42, причем диаграмма излучения света перекрывает входное отверстие оптической системы (2А).
44. Источник (2) света по п. 43, в котором
светоизлучающий узел (100) содержит светоизлучающую площадку (112), связанную с по меньшей мере одной параболической границей (220, 230) раздела и расположенную на расстоянии (dLED) от входного отверстия (212) в направлении оси (240) симметрии коллимирующего узла (200); и/или
светоизлучающая площадка (112) имеет границу, совпадающую с параболическим продолжением параболической границы (220, 230) раздела и/или фокальной точкой параболической границы (220, 230) раздела.
45. Источник (2) света по п. 43 или 44, в котором светоизлучающий узел (100) содержит несколько сборок СД, излучающие площадки которых, в частности, расположены бок о бок друг с другом, образуя полоску СД и формируя прямоугольную область для излучения света с разрывами в виде темных линий в промежутках между СД излучающими площадками, и полоска СД связана с прямоугольным составным параболическим концентратором (210).
46. Источник (2) света по любому из пп. 43-45, сформированный несколькими светоизлучающими устройствами (110) и несколькими составными параболическими концентраторами (210), причем каждый отражающий составной параболический концентратор (210) имеет входное отверстие (212) и выходное отверстие (214), площадь входного отверстия (212) меньше площади выходного отверстия (214) и/или имеет форму прямоугольника, и каждое светоизлучающее устройство (110) оптически соединено с входным отверстием (212) соответствующего составного параболического концентратора (210).
47. Система (1) освещения, содержащая:
источник (2) света по любому из предыдущих пунктов 43-46, для создания луча (3) направленного нерассеянного света с первой коррелированной цветовой температурой вдоль главного направления (4) луча света; и
оконный узел (6), в частности, выходное окно системы освещения или генератор (20) рассеянного света для генерирования рассеянного света со второй коррелированной цветовой температурой, превышающей упомянутую первую цветовую температуру, причем оконный элемент расположен в дальнем поле луча (3) света, а размер оконного элемента согласован с размером дальнего поля луча (3) света.
48. Система (1) освещения по п. 47, дополнительно содержащая систему (500) передачи, в частности, посредством оптической системы с изломом оптической оси, направляющей луч (3) света на оконный узел (6), и/или отражающей луч (3) света практически без влияния на его угловую расходимость, и/или расположенной в основном в дальнем поле и/или на минимальном расстоянии по меньшей мере 0,4 м или по меньшей мере 1 м от линзовой решетки.
49. Система освещения по п. 47 или 48, в которой
генератор (20) рассеянного света выполнен с возможностью передачи света преимущественно в видимом диапазоне и более эффективного рассеивания коротковолновых компонентов луча света по сравнению с его длинноволновыми компонентами; и/или
генератор (20) рассеянного света содержит основу из первого материала, в которой распределены первые частицы второго материала, причем первый и второй материалы имеют, соответственно первый и второй коэффициенты преломления, а диаметр первых частиц такой, что его произведение на первый коэффициент преломления составляет от 5 до 350 нм.
50. Система освещения по любому из пп. 47-49, в которой источник (2) света имеет расходимость в интервале от 5° до 50°, в частности имеет две разные расходимости в двух ортогональных направлениях, обеспечивающие освещение прямоугольного генератора (20) рассеянного света, имеющие, в частности, расходимость в одном направлении от 5° до 15°, в частности 10°, и расходимость в направлении, ортогональном одному направлению, от 20° до 40°, в частности 30°.
51. Система освещения по любому из пп. 47-50, в которой
источник (2) света и плотность распределения частиц по генератору (20) рассеянного света выбираны так, что произведение плотности и освещенности, обеспечиваемой источником (2) света при работе системы (1) освещения, в основном постоянно на генераторе (20) рассеянного света; и/или
генератор (20) рассеянного света имеет форму панели, согласованную с расходимостью луча (3) света и оптической системой с изломом оптической оси; и/или
оконный узел (6) содержит пленку генератора рассеянного света, нанесенную на пропускающую или отражающую подложку, и/или получает свет для его рассеяния от второго источника света, в частности слоя органических СД или конструкции с боковой подсветкой.
52. Источник света или система освещения по любому из пп. 27-51, в которых при выходной светоизлучающей апертуре источника света с поперечными размерами от 0,1 мм до 0,4 мм, в частности, круглой формы, узел излучателя выполнен с возможностью создания полного выходного потока источника света величиной по меньшей мере 3000 лм или по меньшей мере 5000 лм, или по меньшей мере 10000 лм.
53. Система (1) освещения для формирования непрерывно излучающей выходной апертуры, содержащая:
источник (2) света для создания луча (3) направленного нерассеянного света с первой коррелированной цветовой температурой в главном направлении (4) луча света, содержащий:
светоизлучающий узел (100), диаграмма излучения которого соответствует Ламбертовской или квази-Ламбертовской диаграмме изучения плоского СД; и
оптическую систему (2А) для приема и коллимирования света, содержащую:
коллимирующий узел (200), содержащий по меньшей мере одну параболическую поверхность (220, 230) раздела, образующую входное отверстие (212) и выходное отверстие (214) и выполненную с возможностью отражения входящего во входное отверстие (212) света через выходное отверстие (214) и ограничения угловой расходимости света до входной угловой апертуры (θСРС), связанной с по меньшей мере одной параболической поверхностью (220, 230) раздела; и
гомогенизирующий узел (300) для придания пространственной однородности свету, выходящему из коллимирующего узла (200), содержащий линзовую решетку из пар линз, составленных из первой линзы и второй линзы, причем линзовая решетка выполнена так, что свет из выходного отверстия (214), собираемый первой линзой, освещает соответствующую вторую линзу для формирования непрерывно излучающей выходной апертуры, при этом диаграмма излучения света перекрывается со входным отверстием оптической системы (2А); и
оконный узел (6), выполненный в виде генератора (20) рассеянного света, для генерирования рассеянного света со второй коррелированной цветовой температурой, превышающей первую цветовую температуру, причем оконный элемент расположен в дальнем поле луча (3) света, размер оконного элемента согласован с размером дальнего поля луча (3) света, а генератор (20) рассеянного света выполнен с возможностью передачи света преимущественно в видимом диапазоне и более эффективного рассеивания коротковолновых компонентов луча света по сравнению с его длинноволновыми компонентами.
54. Система (1) освещения по п. 53, в которой
размеры и/или фокусирующее свойство линз линзовой решетки соответствуют входной угловой апертуре (θСРС) так, что свет, собранный первой линзой, в основном распределяется по всей расположенной далее поверхности второй линзы; и/или
первая линза и вторая линза имеют одинаковое фокусное расстояние f и расположены на расстоянии е, равном фокусному расстоянию f: e=fn; и/или
линзовой решеткой является решетка микро-линз с парами микро-линз.
55. Система (1) освещения по п. 53 или 54, в которой линзовая решетка связана со входной угловой апертурой (βFEC), определяемой как tan(βFEC)=a/2f, где а представляет полную апертуру линзы, a f является фокусным расстоянием линзы, и отношение входной угловой апертуры (θCPC) ко входной угловой апертуре (βFEC) определяется выражением 0,85 βFEC≤θCPC≤1,15 βFEC, в частности 0,90 βFEC≤θCPC≤1,10 βFEC или βFECCPC.
56. Система (1) освещения по любому из пп. 53-55, в которой коллимирующий узел (200) содержит несколько прямоугольных составных параболических концентраторов (210), каждый из которых содержит две пары расположенных друг против друга параболических границ (220, 230) раздела, причем выходные отверстия (214) нескольких прямоугольных составных параболических концентраторов (210) расположены так, чтобы совместно излучать приблизительно круглый или эллиптический луч в ближнем поле, который в дальнем поле преобразуется в прямоугольный луч.
57. Система (1) освещения по любому из пп. 53-56, в которой
прямоугольные составные параболические концентраторы (210) характеризуются направлением с малой расходимостью и ортогональным с ним направлением с большой расходимостью, и размеры и/или фокусирующее свойство линз линзовой решетки соответствующим образом приспособлены к прямоугольной форме так, что в обоих направлениях отношение входной угловой апертуры (θСРС) ко входной угловой апертуре (βFEC) определяется выражением 0,85 βFEC≤θCPC≤1,15 βFEC, в частности 0,90 βFEC≤θCPC≤1,10 βFEC или βFECCPC; и/или
согласование входных угловых апертур СРС и FEC выполнено таким образом, что освещается по меньшей мере 70%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 95% или 100% поверхности второй линзовой решетки; и/или
собранный свет по существу распределяется по всей линзе.
58. Система (1) освещения по любому из пп. 53-57, в которой входная угловая апертура (θСРС) составляет в интервале от 3,5° до 10° в направлении с малой расходимостью, и в интервале от 7,5° до 25° в направлении с большой расходимостью.
59. Система (1) освещения по любому из пп. 53-58, в которой размеры линз прямоугольной формы выбираны так, чтобы существовал сдвиг в относительном расположении между линзами и прямоугольными составными параболическими концентраторами (210) для смежных прямоугольных составных параболических концентраторов (210).
60. Система (1) освещения по любому из пп. 53-59, в которой
в центральной секции поперечного сечения коллимирующего узла (200), прямоугольные составные параболические концентраторы (210) расположены строками с одинаковым числом прямоугольных составных параболических концентраторов (210), определяя ее прямоугольную форму с длинной стороной и короткой стороной, и
рядом с каждой длинной стороной располагается секция в форме равнобочной трапеции, в каждой строке которой содержатся прямоугольные составные параболические концентраторы (210) в количестве, ступенчато уменьшающемся на один, причем длина внешней строки примерно равна длине короткой стороны центральной секции.
61. Система (1) освещения по любому из пп. 53-60, в которой
строки прямоугольных составных параболических концентраторов (210) проходят в направлении длинной стороны центральной секции симметрично относительно центральной оси симметрии; и/или
прямоугольные составные параболические концентраторы (210) в секции в форме равнобочной трапеции сдвинуты от одной строки к другой строке примерно на половину длины прямоугольных составных параболических концентраторов (210).
62. Система (1) освещения по любому из пп. 53-61, в которой выходная сторона коллимирующего узла (200) содержит темные участки (260), расположенные между выходными отверстиями (214), а первые линзы смещены относительно выходных отверстий (214) на расстояние (dCPC-FEC), зависящее от поперечного размера р темного участка (260) и входной угловой апертуры (θСРС) коллимирующего узла (200).
63. Система (1) освещения по любому из пп. 53-62, в которой минимальное расстояние dCPC-FEC,min составляет p/(2tan(θCPC)), при условии освещения также и первых линз, лежащих напротив темных участков (260) поперечной протяженности р, и, в частности, в случае различия минимальных расстояний для разных направлений, в качестве минимального расстояния выбрано минимальное расстояние; и/или
расстояние (dCPC-FEC) по меньшей мере в 3-5 раз больше минимального расстояния dCPC-FEC,min; и/или
расстояние (dCPC-FEC) выбрано так, чтобы первые линзы, лежащие напротив темных участков (260), принимали свет также и от соседних выходных отверстий; и/или
расстояние (dCPC-FEC) самое большее от 20 до 5 раз, в частности от 15 до 10 раз, больше минимального расстояния dCPC-FEC,min; и/или
расстояние (dCPC-FEC) выбрано так, чтобы первые линзы, лежащие напротив темных участков (260), в основном продолжали находиться в ближнем поле соответствующего СРС, и/или поперечное сечение луча в ближнем поле не расширилось более чем на 10% от его диаметра.
64. Система (1) освещения по любому из предыдущих пунктов 62 или 63, в которой:
темные участки создаются стенками полых составных параболических концентраторов (210) или зазорами между смежными прямоугольными составными параболическими концентраторами (210); и/или
темные участки перекрывают максимум 1% или максимум 0,3% или максимум 0,1% площади всего выходного отверстия (214).
65. Система (1) освещения по любому из пп. 53-64, содержащая диафрагму, форма которой аппроксимирует выходную апертуру кругом или эллипсом посредством затенения углов прямоугольных составных параболических концентраторов (210), и/или диафрагму, имеющую круговую или эллиптическую общую апертуру, компланарную с линзовой решеткой, и/или диафрагму, приспособленную для блокирования света, приходящего от частей линзовой решетки, расположенных вокруг общей круговой или эллиптической выходной апертуры.
66. Система (1) освещения по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере одна параболическая граница (220, 230) раздела, входное отверстие (212) и выходное отверстие (214) являются частями полых составных параболических концентраторов (210) или составных параболических концентраторов, использующих эффект полного внутреннего отражения.
67. Система (1) освещения по любому из пп. 53-66, в которой свет, выходящий из выходного отверстия (214), прямо, без дальнейшего взаимодействия с другими оптическими элементами, такими как линзы, падает на линзовую решетку.
68. Система (1) освещения по любому из пп. 53-67, в которой
коллимирующий узел (200) дополнительно содержит по меньшей мере одну опорную плиту для юстировки нескольких составных параболических концентраторов (210), в частности, выходную опорную плиту с одним установочным отверстием, согласованным со сборкой из нескольких составных параболических концентраторов (210); и/или
коллимирующий узел (200) дополнительно содержит входную опорную плиту с установочным отверстием для каждого из нескольких составных параболических концентраторов (210), размеры которого выбраны так, чтобы входные стороны проходили в соответствующее установочное отверстие в собранном состоянии, выходную опорную плиту с одним установочным отверстием, согласованным со сборкой из нескольких составных параболических концентраторов (210), и по меньшей мере один распорный элемент для установки входной опорной плиты и выходной опорной плиты на соответствующем расстоянии и с соответствующей ориентацией.
69. Система (1) освещения по любому из пп. 53-68, в которой
светоизлучающий узел (100) содержит светоизлучающую площадку (112), связанную с по меньшей мере одной параболической границей (220, 230) раздела и расположенную на расстоянии (dLED) от входного отверстия (212) в направлении оси (240) симметрии коллимирующего узла (200); и/или
светоизлучающая площадка (112) имеет границу, совпадающую с параболическим продолжением параболической границы (220, 230) раздела и/или фокальной точкой параболической границы (220, 230) раздела.
70. Система (1) освещения по любому из пп. 53-69, в которой светоизлучающий узел (100) содержит несколько сборок СД, излучающие площадки которых, в частности, расположены бок о бок друг с другом, образуя полоску СД и формируя прямоугольную область для излучения света с разрывами в виде темных линий в промежутках между СД излучающими площадками, и полоска СД связана с прямоугольным составным параболическим концентратором (210).
71. Система (1) освещения по любому из пп. 53-70, в которой источник (2) света сформирован несколькими светоизлучающими устройствами (110) и несколькими составными параболическими концентраторами (210), причем каждый отражающий составной параболический концентратор (210) имеет входное отверстие (212) и выходное отверстие (214), площадь входного отверстия (212) меньше площади выходного отверстия (214) и/или имеет форму прямоугольника, а каждое светоизлучающее устройство (110) оптически соединено со входным отверстием (212) соответствующего составного параболического концентратора (210).
72. Система (1) освещения по любому из пп. 53-71, дополнительно содержащая систему (500) передачи, в частности, посредством оптической системы с изломом оптической оси, направляющей луч (3) света на оконный узел (6), и/или изменяющей направление луча (3) света практически без влияния на его угловую расходимость, и/или расположенной в основном в дальнем поле и/или на расстоянии по меньшей мере 0,4 м или по меньшей мере 1 м от линзовой решетки.
73. Система освещения по любому из пп. 53-72, в которой генератор (20) рассеянного света имеет основу из первого материала, в которой распределены первые частицы второго материала, причем первый и второй материалы имеют, соответственно первый и второй коэффициенты преломления, а диаметр первых частиц такой, что его произведение на первый коэффициент преломления составляет от 5 до 350 нм.
74. Система освещения по любому из пп. 53-73, в которой источником (2) света является источник света с расходимостью в интервале от 5° до 50°, в частности, имеющий две разные расходимости в двух ортогональных направлениях, обеспечивающие освещение прямоугольного генератора (20) рассеянного света, в частности, расходимость в одном направлении от 5° до 15°, в частности 10°, и расходимость в направлении, ортогональном одному направлению, от 20° до 40°, в частности 30°.
75. Система освещения по любому из пп. 53-74, в которой
источник (2) света и плотность распределения частиц по генератору (20) рассеянного света выбран так, что произведение плотности и освещенности, обеспечиваемой источником (2) света при работе системы (1) освещения, в основном постоянно на генераторе (20) рассеянного света; и/или
генератор (20) рассеянного света имеет форму панели, согласованную с расходимостью луча (3) света и оптической системой с изломом оптической оси; и/или
оконный узел (6) содержит пленку генератора рассеянного света, нанесенную на пропускающую или отражающую подложку, и/или получает свет для его рассеяния от второго источника света, в частности, слоя органических СД или конструкции с боковой подсветкой.
76. Система освещения по любому из пп. 53-75, в которой при выходной апертуре для излучения света от источника света с поперечными размерами от 0,1 мм до 0,4 мм, в частности, круглой формы, узел излучателя выполнен с возможностью создания полного выходного потока источника света величиной по меньшей мере 3000 лм, или по меньшей мере 5000 лм, или по меньшей мере 10000 лм.
Наверх