[发明专利]包含光发射器/准直器对组阵列的人工照明装置

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)，包括第一发射面并配置成从原初光(62)产生直射光(236)，所述直射光(236)沿直射光方向(32)以低发散度从第一发射面(28)出射，所述直射光源(12)包括由第一发光装置(14；60)和准直器(16；64)组成的多个对组，所述第一发光装置(14；60)位于第一发射面的上游并配置成发出原初光(62)，所述准直器(16；64)配置成使所述第一发光装置发射的原初光沿直射光方向(32)准直；

吸收器(58；72；82；122；158；200；224)，所述吸收器设置在所述第一发光装置(14；46；60；114；138；150)的下游侧和所述第一发射面(28)的上游侧并且由吸光材料构成，所述吸收器设置为使得所述第一发射面(28)的总反射系数η_r≤0.4；

漫射光发生器(10)，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而形成所述人工照明装置的外发射面(37)，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)包括沿直射光方向在低发散度锥体内传播的第一光分量(241)和沿所述低发散度锥体外部的方向传播的第二光分量(243)，其中所述第一光分量(241)的相关色温比所述第二光分量(243)的相关色温要低，使得当观察者(38)望向第一发光面(28)时，所述观察者(38)看到由模拟天空的蓝色背景包围的光斑(40)，所述光斑(40)对应于太阳且具有较低的相关色温，而且当观察者(38)相对于所述第一发射面(28)移动时，所述光斑也移动，使得看起来所述光斑(40)来源于位于无穷远处的物体。

2.根据上述权利要求1所述的人工照明装置，其中所述直射光源(12)具有低发散度，使得所述观察者的双眼被迫会聚于无穷远处，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。

3.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中所述吸收器(58；72；82；122；158；200；224)构造成基本吸收朝上游方向穿过第一发射面(28)的光线，所述光线在缺少所述吸收器的情况下将不射向所述第一发光装置。

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)位于所述第一发射面的下游。

5.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中，直光源(12)配置为产生直射光(236)，使得所述直射光从第一发射面(28)出射，其亮度分布曲线图围绕所述直射光方向(32)具有角分布的窄峰(30)，所述窄峰所对着的立体角小于0.2sr。

6.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中多个对组并列放置，所述对组的准直透镜彼此邻接，使得所述准直透镜形成接合表面。

7.根据权利要求6所述的人工照明装置，其中，对于每个对组，所述准直器(64)的光孔大于300cm²。

8.根据权利要求1所述的人工照明装置，还包括：位于所述外发射面(37)下游的格子天花板结构(170)，其中所述格子天花板结构(170)具有第一周期间隔(172)，所述多个对组以第二周期间隔(174)沿所述外发射面(37)布置，所述第一周期间隔(172)为所述第二周期间隔(174)的整数倍或单元分数。

9.根据权利要求8所述的人工照明装置，其中所述直射光方向(32)倾斜于所述外发射面(37)的法向。

10.根据权利要求8所述的人工照明装置，其中所述直射光方向(32)相对于所述格子天花板结构(170)的90％以上的外表面是倾斜的。

11.根据权利要求1所述的人工照明装置，还包括配置为使所述原初光在所述准直器上的亮度分布平坦化的自由曲面聚光器或自由曲面透镜。