[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，包括：

直射光源(12)，其包括配置为发出原初光(62)的第一发光装置(14；46；60)以及位于所述第一发光装置下游的第一发射面(28)，其中

所述第一发光装置包括LED装置(44)的二维阵列，每个所述LED装置(44)包括发光二极管(46)和准直器；和

其中每个所述发光二极管(46)及其相关联的准直器被嵌入到微型暗盒中；以及

漫射光发生器(10)，其至少部分地透光，并位于所述第一发光装置的下游，该漫射光发生器还包括第二发射面(34)和配置为在所述第二发射面(34)产生漫射光(35；242)，

其中，所述直射光源(12)配置成，当漫射光发生器(10)位于第一发射面(28)的上游侧并将漫射光发生器(10)移除时，使得所述直射光源(12)从原初光(62)产生从所述第一发射面(28)出射的直射光(236)，其在整个所述第一发射面(28)上的亮度分布曲线图是一致的，且围绕直射光方向(32)具有角分布的窄峰(30)，

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)的相关色温比所述第二光分量(243)的相关色温要低，

其中所述LED装置(44)的二维阵列被配置为当由外部光照射时呈现为暗的。

2.根据权利要求1所述的人工照明装置，其中

所述第一发光装置的所述准直器是圆顶透镜(48)；和

其中所述微型暗盒由吸收器所覆盖，除了返回到所述发光二极管(46)的环境光，所述吸收器基本上吸收穿过所述圆顶透镜(48)的所有环境光。

3.根据权利要求2所述的人工照明装置，其中

所述圆顶透镜(48)位于所述发光二极管(46)的一定距离(49)处，所述距离基本上等于圆顶焦距；和/或

除了所述发光二极管(46)通过其发射光的位于上游侧的窗口(52)以及形成有光准直透镜表面(54)的下游端之外，所述圆顶透镜(48)的所有表面都由所述吸收器所覆盖。

4.根据权利要求2或3所述的人工照明装置，其中

所述发光二极管(46)的发光区域的宽度(58)被配置为使得所述宽度(58)与所述圆顶焦距(49)之间的比率小于1/10。

5.根据权利要求1或2所述的人工照明装置，其中

所述发光二极管(46)包括荧光剂和/或染色剂和/或在垂直于直射光方向(32)的平面上具有圆形横截面，以便于实现独立于方位角坐标的亮度分布和/或其中所述第一发光装置具有圆形光孔。

6.根据权利要求2或3所述的人工照明装置，其中

避免来自于所述发光二极管(46)周边的散射光和来自于LED板的散射光与所述圆顶透镜(48)耦合。

7.根据权利要求1或2所述的人工照明装置，其中满足以下至少一种情况：

所述LED装置(44)所基于的LED发射器大小被选择为保证1°至5°范围内的发散度；

在垂直于所述发射方向的方向上的所述LED装置(44)之间的间距(50)小于3毫米；

所述LED装置(44)紧密包装或者以六角形的方式包装。

8.根据权利要求1或2所述的人工照明装置，其中

所述微型暗盒(70)及其内表面(72)的形状为圆柱形，该圆柱形的顶面与所述准直器的光孔重合，并且所述发光二极管(46)集成在所述圆柱形的底面的孔内或位于所述圆柱形内部，以及

其中所述微型暗盒(70)特别是被配置为使得所述发光二极管(46)和所述准直器的光孔之间的任何直射光路是畅通无阻的。