[发明专利]用于产生自然光的人工照明装置

权利要求书

1.人工照明装置，用于产生类似于来自太阳和天空照射的自然光，使观察者直接观看所述人工照明装置时体验到天空和太阳图像的视觉无限深度感知，包括：

直射光源(12)，包括第一发光装置(14；46；60；114；138；150)和第一发射面(28)，并配置为使得所述直射光源(12)产生具有亮度分布曲线图的直射光(236)，所述亮度分布曲线图具有围绕直射光方向(32)的角分布的窄峰(30)以及在所述窄峰(30)外的低背景，其中所述角分布的窄峰(30)是关于对极角θ的角度依赖性，所述低背景关于所述第一发射面(28)的空间坐标(x,y)是一致的；和

漫射光发生器(10)，位于所述第一发光装置的下游，且至少部分地透光，该漫射光发生器配置为在第二发射面(34)产生漫射光(35；242)，其中，所述第一发射面(28)和第二发射面(34)中的一个位于另一个的下游或者所述第一发射面(28)与第二发射面(34)重合以形成所述人工照明装置的外发射面(37)，

其中所述人工照明装置配置为使得所述直射光源(12)和漫射光发生器(10)协同工作以便在所述外发射面(37)上形成外部光(239)，所述外部光(239)包括沿包含在窄峰(30)内的方向传播的第一光分量(241)和沿与窄峰(30)间隔开的方向传播的第二光分量(243)，其中所述第一光分量(241)的相关色温至少低至所述第二光分量(243)的相关色温的1/1.2；

所述漫射光发生器(10)配置为使其所发出的漫射光的立体角至少为所述窄峰的4倍，使得它通过产生围绕低相关色温光斑的漫射光蓝色背景而对观察者直接观看所述人工照明装置时的视觉外观产生影响，所述低相关色温光斑由所述直射光源的亮度分布曲线图的窄峰所产生，所述漫射光蓝色背景关于空间坐标是一致的，以给观察者在估计该观察者与所述第二发射面之间距离时带来困难，从而使得所述亮度分布曲线图的窄峰迫使观察者的双眼会聚在无穷远处，并且被感知为漫射光起源的平面也被拖拽至无穷远处，所述漫射光蓝色背景由于空间透视视觉线索而支持观察者的双眼会聚于无穷远处，关于空间坐标的一致性足以避免视觉感知线索冲突。

2.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述直射光源(12)配置成，对于大于3θ_HWHM的极角θ，使得亮度空间波动标准偏差和亮度平均值之间的比率低于0.4。

3.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述漫射光发生器(10)不吸收入射至所述漫射光发生器(10)的入射光的显著部分。

4.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述漫射光发生器(10)吸收低于10％的入射至所述漫射光发生器(10)的入射光的光通量。

5.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述漫射光(35；242)的相关色温比所述直射光(236)的相关色温要高。

6.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述直射光(236)的相关色温大于或等于所述第一光分量(241)的相关色温。

7.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述漫射光发生器(10)包括漫射光源(260)，所述漫射光源(260)包括第二发光装置(266)，其中所述漫射光源配置为独立于所述直射光源(12)而发射所述漫射光(35；242)。

8.根据权利要求7所述的人工照明装置，其中所述漫射光源(260)包括边缘照明式散射漫射器(264)或有机发光二极管。

9.根据权利要求7或8所述的人工照明装置，其中所述直射光源(12)或漫射光源(260)中的至少一种光源的相关色温是可控的。

10.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述漫射光发生器(10)包括定位成由所述直射光(236)或原初光或从所述原初光演变而形成直射光(236)的中间光照亮的漫射器(250)，并且配置为使照亮所述漫射器的所述直射光或者所述原初光或所述中间光散射，在可见波长区域内，对于较短波长的散射效率比对于较长波长的散射效率要高。

11.根据权利要求10所述的人工照明装置，其中所述漫射器(250)包括由第一材料构成的固体基质(252)，其包括第二材料的纳米颗粒(254)分散体，并配置为在可见波长区域内对于较短波长的光散射效率比对于较长波长的光散射效率要高。