УСТРОЙСТВО ОСВЕЩЕНИЯ ДНЕВНЫМ СВЕТОМ Российский патент 2016 года по МПК G02B6/00 F21S11/00 F21S19/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к устройству освещения дневным светом и способу освещения дневным светом. Изобретение дополнительно относится к объекту, такому как здание, содержащему устройство освещения дневным светом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОМУ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

В документе США 2006/0104081 A1 предложена осветительная система для здания, содержащего помещения. Осветительная система содержит множество световых коллекторов для сбора окружающего света и множество первых световодов для проведения света в светонакопительную камеру, которая имеет внутреннюю отражательную поверхность. Множество вторых световодов продолжается от камеры в помещения таким образом, что свет, который собран и отражен в камере, может быть проведен в помещения для снабжения помещений светом. Осветительная система дополнительно содержит источники белого света, которые связаны с камерой таким образом, что свет источников белого света может поступать в камеру для компенсации потерь от поглощения дневного света в первых световодах.

Данная осветительная система с компоновкой световых коллекторов, первых световодов для пересылки окружающего света из световых коллекторов в камеру, источников белого света для обеспечения света внутри камеры для компенсации потерь от поглощения окружающего света в первых световодах и вторых световодов для пересылки света из камеры в помещения здания является технически сложной.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание устройства освещения дневным светом и способ освещения дневным светом, которые позволяют обеспечивать освещение дневным светом технически менее сложным способом. Дополнительной целью настоящего изобретения является предложение объекта, такого как здание, содержащего устройство освещения дневным светом.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается устройство освещения дневным светом, при этом устройство освещения дневным светом содержит:

- коллектор дневного света для сбора дневного света,

- световод для проведения дневного света к месту освещения, подлежащему освещению, по оптическому пути, причем дневной свет поглощается световодом,

- фотолюминесцентный материал для излучения фотолюминесцентного света для освещения места освещения, когда фотолюминесцентный материал освещают дневным светом, причем фотолюминесцентный материал расположен в пределах оптического пути и выполнен так, что фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом.

Поскольку фотолюминесцентный материал выполнен так, что фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом, и поскольку фотолюминесцентный свет генерируется путем освещения фотолюминесцентного материала собранным дневным светом, то потери от поглощения дневного света можно эффективно компенсировать, без потребности в активном источнике света, таком как источник белого света или светоизлучающий диод (СИД), и потребности в датчике для контроля интенсивности света на заданных длинах волн. В частности, устройство освещения дневным светом можно изготовить без необходимости сбора окружающего света и света от источника белого света в камере и без необходимости пересылки полученного света в пределах камеры по световодам в, например, помещения здания. Следовательно, устройство освещения дневным светом, содержащее фотолюминесцентный материал для компенсации потерь от поглощения дневного света световодом, позволяет обеспечить освещение дневным светом технически менее сложным способом.

Световод предпочтительно содержит одно или несколько оптических волокон. Эти одно или несколько оптических волокон могут быть выполнены, например, из полимерных материалов и/или стекла.

Устройство освещения дневным светом может быть выполнено с возможностью содержания в составе объекта, таком как здание, при этом устройство освещения дневным светом выполнено с возможностью освещения областей, например помещений, в пределах объекта дневным светом и фотолюминесцентным светом. В частности, устройство освещения дневным светом может содержать несколько световодов для проведения дневного света в несколько областей в пределах объекта, в частности в несколько помещений в здании.

Световод, в общем, поглощает часть, в частности часть спектра, дневного света, и фотолюминесцентный материал предпочтительно выполнен так, что фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение части дневного света световодом. В одном варианте осуществления световод поглощает свет первой части спектра дневного света сильнее, чем свет второй части спектра дневного света, при этом фотолюминесцентный материал выполнен с возможностью излучения фотолюминесцентного света, имеющего длину волны в первой части спектра. Следовательно, устройство освещения дневным светом может быть выполнено с возможностью компенсации потерь от поглощения в некоторых диапазонах длин волн дневного света, при этом фотолюминесцентный материал выполнен с возможностью излучения фотолюминесцентного света в некоторых диапазонах длин волн, т.е. в более поглощаемой первой части спектра. Приведенная возможность обеспечивает, в результате, освещение в одном или нескольких месте освещения, например в по меньшей мере одном или нескольких помещениях здания, которое более соответствует освещению прямым естественным дневным светом. Прямой естественный дневной свет является светом солнца, который не изменяется, например, при пропускании дневного света по световоду, например оптическому волокну.

В дополнительном предпочтительном варианте фотолюминесцентный материал выполнен с возможностью излучения фотолюминесцентного света в видимом диапазоне красных длин волн. Поскольку световоды, например оптические волокна, обычно поглощают дневной свет в видимом диапазоне красных длин волн сильнее, чем в других видимых диапазонах длин волн, то при использовании фотолюминесцентного материала, выполненного с возможностью излучения фотолюминесцентного света в видимом диапазоне красных длин волн, можно обеспечить освещение места освещения, которое может более соответствовать освещению прямым естественным дневным светом.

Фотолюминесцентный материал, который можно также называть люминофором, может быть неорганическим материалом или органическим материалом.

В дополнительном предпочтительном варианте фотолюминесцентный материал выполнен с возможностью излучения фотолюминесцентного света, обладающего поляризацией, подобной естественной поляризации дневного света. Естественный дневной свет характеризуется преимущественным направлением поляризации, обусловленным рассеянием дневного света до того, как свет достигает объекта. Фотолюминесцентный материал содержит, например, органический люминофор, излучающий фотолюминесцентный свет, обладающий поляризацией, подобной естественной поляризации дневного света. Данный эффект можно получить посредством ориентирования молекул органических люминофоров в матрице таким образом, чтобы их оптические оси были параллельны преимущественному направлению поляризации прямого естественного дневного света, при этом оптические оси являются осями, вдоль которых имеют место преимущественное поглощение и излучение. При обработке фотолюминесцентного материала таким образом, чтобы данный материал излучал фотолюминесцентный свет, обладающий поляризацией, подобной естественной поляризации прямого дневного света, можно дополнительно повысить степень сходства между a) фактическим освещением в месте освещения благодаря сочетанию дневного света, проводимого к месту освещения, и фотолюминесцентного света и b) освещением прямым дневным светом.

Фотолюминесцентный материал можно обеспечить созданием фотолюминесцентного экрана или фотолюминесцентного окна, который(ое) располагается в пределах оптического пути дневного света. Фотолюминесцентный экран может быть выполнен из, по существу, матриц-носителей для работы в видимом свете, таким как прозрачные пластики, например полиметилметакрилат (PMMA) или поликарбонат, и наполненных фотолюминесцентным материалом, который может быть неорганическим, таким как (Ca,Sr)AlSiN₃:Eu или (Ca,Sr,Ba)₂Si₅N₈:Eu, или может быть, в частности для экранов больших размеров, органическим, таким как перилены, например материалы Lumogen F Red 305, F Pink 285, F Orange 240 или их смесь. Фотолюминесцентное окно может быть выполнено из аналогичных материалов, но благодаря меньшему размеру для фотолюминесцентного окна доступны также более дорогие материалы, такие как стекло, прозрачные керамики, более дорогие неорганические люминофоры, такие как CaS:Eu или CaSe:Eu.

Матрицы-носители для люминесцентных материалов могут быть наполнены оптически активным компонентом методами либо соединения, либо нанесения покрытия. Предпочтительный метод зависит от свойств материала матрицы и параметров технологического процесса. Например, фотолюминесцентный материал, в частности органический фотолюминесцентный материал, предпочтительно включают в состав пластиков, таких как PMMA, или наносят в виде покрытия на стекло.

Стеклянные носители и керамика с фотолюминесцентным материалом обладают сравнительно небольшими форм-факторами, что увеличивает свободу выбора проектных решений. Кроме того, преимущество от применения стекла или прозрачной керамики в качестве материалов-носителей состоит в высокой оптической прозрачности, высокой надежности и высоких рабочих характеристиках в течение срока эксплуатации.

В предпочтительном варианте световод выполнен с возможностью проведения дневного света к фотолюминесцентному материалу. В дополнительном предпочтительном варианте световод содержит оптическое волокно, имеющее место ввода для ввода дневного света в оптическое волокно и место вывода для вывода дневного света из оптического волокна, при этом фотолюминесцентный материал расположен в месте вывода оптического волокна. В частности, в месте вывода оптического волокна могут быть расположены оптическое окно и/или оптический экран, при этом фотолюминесцентный материал расположен на и/или в оптическом окне и/или оптическом экране. Поэтому фотолюминесцентный свет, применяемый для освещения места освещения, не испытывает неблагоприятного воздействия оптического волокна, в частности световод не создает потерь от поглощения фотолюминесцентного света. Данное решение улучшает освещение места освещения посредством сочетания дневного света и фотолюминесцентного света.

В дополнительном предпочтительном варианте устройство освещения дневным светом содержит активный компенсирующий источник света для генерации компенсирующего света для дополнительной компенсации поглощения дневного света световодом. Активный источник света является источником света, который генерирует свет не только в том случае, когда освещается светом от другого источника света, но который генерирует свет сам по себе. Активный источник света содержит, например, СИД или газоразрядную лампу. Активный источник света может содержать люминофор для преобразования по меньшей мере части активно генерируемого света активного источника света в компенсирующий свет, обладающий требуемым спектральным распределением. Дополнительное применение активного компенсирующего источника света может дополнительно усовершенствовать компенсацию потерь от поглощения дневного света в световоде и, следовательно, может дополнительно улучшить имитацию прямого естественного дневного света.

В одном варианте осуществления световод поглощает свет первой части спектра дневного света сильнее, чем свет второй части спектра дневного света, при этом активный компенсирующий источник света выполнен с возможностью генерации компенсирующего света, имеющего длину волны в первой части спектра. В предпочтительном варианте активный компенсирующий источник света выполнен с возможностью излучения компенсирующего света в видимом диапазоне красных длин волн. Данная возможность обеспечивает спектральную компенсацию поглощения световодом и, следовательно, дополнительно улучшает имитацию прямого естественного дневного света.

В дополнительном предпочтительном варианте активный компенсирующий источник света выполнен с возможностью генерации компенсирующего света, имеющего спектральное распределение, подобное спектральному распределению прямого естественного дневного света. Например, в активном компенсирующем источнике света можно объединить по меньшей мере один СИД с одним или несколькими люминофорными материалами для генерации компенсирующего света, имеющего спектральное распределение, подобное спектральному распределению прямого естественного дневного света. Данное решение позволяет компенсировать общие потери от поглощения световодом собранного дневного света.

В дополнительном предпочтительном варианте устройство освещения дневным светом содержит:

- блок определения интенсивности для определения интенсивности света в месте освещения и

- блок управления для управления активным компенсирующим источником света, в зависимости от определенной интенсивности. Данное решение позволяет обеспечить требуемую интенсивность света в месте освещения, даже если интенсивность дневного света изменяется. Кроме того, интенсивность света от активного компенсирующего источника света можно адаптировать к интенсивности дневного света, в частности, если интенсивность дневного света снижается, то интенсивность активного компенсирующего источника света можно снижать соответственно. Данная возможность дополнительно улучшает имитацию прямого естественного дневного света.

В одном варианте осуществления устройство освещения дневным светом содержит поляризатор для поляризации по меньшей мере одного из дневного света и фотолюминесцентного света до поляризации, подобной естественной поляризации дневного света. Данное решение означает, что поляризатор может поляризовать дневной свет, который проведен световодом, и/или фотолюминесцентный свет, излучаемый фотолюминесцентным материалом. Поляризатор может быть также выполнен с возможностью поляризации компенсирующего света, который, по желанию, может обеспечиваться активным компенсирующим источником света. Данная возможность дополнительно улучшает имитацию прямого естественного дневного света.

В дополнительном предпочтительном варианте устройство освещения дневным светом содержит световод, блок снижения вероятности входа в световод для снижения вероятности входа фотолюминесцентного света в световод. Относительно оптического пути блок снижения вероятности входа в световод расположен предпочтительно между световодом и фотолюминесцентным материалом. Блок снижения вероятности входа в световод может быть многослойным диэлектрическим отражателем, предназначенным для обеспечения пропускания света, выходящего из световода, сквозь многослойный диэлектрический отражатель и для отражения фотолюминесцентного света, излучаемого фотолюминесцентным материалом. Блок снижения вероятности входа в световод может также содержать расширитель светового пучка для расширения света, проводимого световодом, перед встречей с фотолюминесцентным материалом. В одном варианте осуществления расширитель светового пучка содержит смесительную камеру, содержащую небольшое входное отверстие, через которое проникает свет из световода, выходное окно, содержащее люминофор и диффузно отражающее покрытие или слой на остальной внутренней поверхности смесительной камеры. При этом фотолюминесцентный свет, который излучается в смесительную камеру, имеет мало шансов попасть в световод и с высокой вероятностью может диффузно отражаться к выходному окну. В дополнительном варианте осуществления блок снижения вероятности входа в световод содержит прозрачную пластину, имеющую две противоположные основные поверхности и боковые поверхности, соединяющие основные поверхности, при этом световод и прозрачная пластина выполнены так, что свет, выходящий из световода, входит в прозрачную пластину через боковую поверхность прозрачной пластины и свет выходит из прозрачной пластины через основную поверхность прозрачной пластины, причем фотолюминесцентный материал расположен на основной поверхности, через которую свет выходит из прозрачной пластины. В предпочтительном варианте прозрачная пластина является прозрачной для видимого света. В дополнительном варианте осуществления блок снижения вероятности входа в световод содержит прозрачную пластину, имеющую две противоположные основные поверхности и боковые поверхности, соединяющие основные поверхности, при этом световод и прозрачная пластина выполнены так, что свет, выходящий из световода, входит в прозрачную пластину через боковую поверхность прозрачной пластины и свет выходит из прозрачной пластины через основную поверхность прозрачной пластины, причем фотолюминесцентный материал включен в состав прозрачной пластины.

Поскольку блок снижения вероятности входа в световод снижает вероятность входа фотолюминесцентного света в световод, то потери фотолюминесцентного света, вызываемые вводом фотолюминесцентного света в световод, можно уменьшить, что дополнительно улучшает освещение места освещения сочетанием дневного света и фотолюминесцентного света.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предлагается объект, содержащий устройство освещения дневным светом, при этом устройство освещения дневным светом выполнено с возможностью освещения областей в пределах объекта дневным светом. Объект является, например, зданием, содержащим несколько помещений, при этом устройство освещения дневным светом может быть выполнено с возможностью освещения по меньшей мере одного из помещений, которое можно считать местом освещения, собранным дневным светом и фотолюминесцентным светом. Это по меньшей мере одно помещение может освещаться дополнительным светом, генерируемым, например, активным компенсирующим источником света.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ освещения дневным светом, при этом способ освещения дневным светом содержит следующие этапы:

- собирают дневной свет коллектором дневного света,

- проводят дневной свет к месту освещения, подлежащему освещению, по оптическому пути посредством световода, причем дневной свет поглощается световодом,

- освещают фотолюминесцентный материал дневным светом для излучения фотолюминесцентного света для освещения места освещения при освещении дневным светом, причем фотолюминесцентный материал расположен в пределах оптического пути и фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом.

Следует понимать, что устройство освещения дневным светом по п.1, объект по п.14 и способ освещения дневным светом по п.15 имеют подобные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, в частности, определяемые зависимыми пунктами формулы изобретения.

Следует понимать, что предпочтительный вариант осуществления изобретения может быть также любым сочетанием зависимых пунктов формулы изобретения с соответствующим независимым пунктом.

Приведенные и другие аспекты изобретения будут очевидны из дальнейшего пояснения, приведенного со ссылкой на нижеописанные варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На нижеприведенных чертежах:

Фиг.1 - схематичное изображение примерного варианта осуществления устройства освещения дневным светом,

Фиг.2 - примерный спектр интенсивности дневного света после пропускания по оптическому волокну,

Фиг.3 - схематичное изображение примерного варианта осуществления блока снижения вероятности входа в световод для снижения вероятности входа фотолюминесцентного света в световод,

Фиг.4-6 - схематичное изображение примерных вариантов осуществления устройства освещения дневным светом,

Фиг.7 - схематичное изображение примерного здания, содержащего устройство освещения дневным светом, и

Фиг.8 - блок-схема последовательности операций, поясняющая примерный вариант осуществления способа освещения дневным светом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На Фиг.1 схематично представлен примерный вариант осуществления устройства освещения дневным светом. Устройство 1 освещения дневным светом содержит коллектор 3 дневного света для сбора дневного света 4 солнца 2. Устройство 1 освещения дневным светом дополнительно содержит световод 5 для проведения дневного света к месту освещения, подлежащему освещению, по оптическому пути. Место освещения ограничено, например, помещением внутри здания, которое следует освещать дневным светом. Когда дневной свет проводится световодом 5, дневной свет поглощается. Устройство освещения дневным светом содержит фотолюминесцентный материал 71, 72 для излучения фотолюминесцентного света для освещения места освещения. Фотолюминесцентный материал 71, 72 расположен в пределах оптического пути таким образом, что фотолюминесцентный материал 71, 72 может освещаться проводимым дневным светом для генерации фотолюминесцентного света. Фотолюминесцентный материал 71, 72 выполнен так, что фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом 5.

В предпочтительном варианте коллектор 3 дневного света является линзовой решеткой, сопровождающей солнце, коммерчески выпускаемой, например, компанией Parans Solar Lighting AB, которая соединена со световодом 5. Возможно также использование других систем зеркальных или линзовых решеток, которые собирают дневной свет.

Фотолюминесцентный материал 71, 72 содержится на фотолюминесцентном окне 6 и фотолюминесцентном экране 8, которые оба расположены в пределах оптического пути дневного света. В другом варианте осуществления устройство освещения дневным светом может содержать фотолюминесцентное окно 6 или фотолюминесцентный экран 8. Фотолюминесцентный экран 8 выполнен из пластиков, по существу, прозрачных для видимого света, таких как полиметилметакрилат (РММА) или поликарбонат, и наполненных фотолюминесцентным материалом. Фотолюминесцентный материал может быть подмешан внутрь или может быть обеспечен на поверхности пластиков. Вместо или кроме применения пластиков в качестве материала основы фотолюминесцентный экран может содержать другой материал основы, такой как стекло или прозрачную керамику. Материал основы фотолюминесцентного окна 6 также может быть прозрачным пластиком, стеклом, прозрачной керамикой или другим прозрачным материалом. Кроме того, в случае с фотолюминесцентным окном 6, фотолюминесцентный материал 71 также может быть включен в состав материала основы и/или материал основы также может быть покрыт фотолюминесцентным материалом 71. В предпочтительном варианте фотолюминесцентный экран 8 содержит прозрачный пластик в качестве материала основы, и фотолюминесцентное окно 6 содержит стекло или прозрачную керамику в качестве материала основы.

Световод 5 содержит оптическое волокно, которое может быть выполнено, например, из полимерных материалов и/или стекла. При проведении света по оптическому волокну оптическое волокно поглощает свет первой части спектра дневного света сильнее, чем свет второй части спектра дневного света. Вышесказанное означает, что дневной свет поглощается неравномерно на разных длинах волн, но некоторые спектральные области дневного света поглощаются сильнее, чем другие спектральные области дневного света. В частности, оптическое волокно поглощает дневной свет в красной области спектра, в общем, сильнее, чем в других областях видимого спектра.

На Фиг.2 схематично показана примерная кривая 50, представляющая спектральное распределение интенсивности дневного света после распространения по оптическому волокну, выполненному из пластика. На Фиг.2 интенсивность дневного света после выхода из оптического волокна представлена в условных единицах в зависимости от длины волны λ. Интенсивность снижается для длин волн более чем приблизительно 600 нм. Поэтому фотолюминесцентный свет от фотолюминесцентного материала, освещаемого дневным светом, предпочтительно настроен так, чтобы обеспечивать свет, имеющий длины волн более чем 600 нм. В частности, фотолюминесцентный свет, излучаемый фотолюминесцентным материалом, при освещении дневным светом имеет предпочтительно длины волн в видимом диапазоне красных длин волн.

Предпочтительными фотолюминесцентными материалами являются неорганические люминофоры, такие как (Ca,Sr)AlSiN₃:Eu или (Ca,Sr,Ba)₂Si₅N₈:Eu, или, в частности для оптических экранов больших размеров, органические люминофоры, такие как перилены, например материалы Lumogen F Red 305, F Pink 285, F Orange 240 или их смесь. Фотолюминесцентное окно 6 и фотолюминесцентный экран 8 могут содержать один из упомянутых люминофоров или сочетание упомянутых люминофоров.

Световод 5, содержащий оптическое волокно, имеет место 11 ввода для ввода дневного света в оптическое волокно и место 12 вывода для вывода дневного света из оптического волокна. Фотолюминесцентное окно 6 и фотолюминесцентный экран расположены в месте 12 вывода оптического волокна. В частности, фотолюминесцентное окно 6 непосредственно соединено с оптическим волокном таким образом, что дневной свет, проведенный оптическим волокном, непосредственно вводится в фотолюминесцентное окно 6. Фотолюминесцентное окно 6 дополнительно соединено с многослойной оптической структурой 40, содержащей выходной светильник 7, люминофорный экран 8 и поляризатор 10, так что дневной свет, проведенный световодом 5, пропускается через фотолюминесцентное окно 6 с генерацией, вследствие этого, фотолюминесцентного света через выходной светильник 7, затем через люминофорный экран 8, где генерируется дополнительный фотолюминесцентный свет, и, наконец, через поляризатор 10. В предпочтительном варианте, выходной светильник 7, фотолюминесцентный экран 8 и поляризатор 10 сформированы, каждый, в виде пластины, при этом для формирования многослойной оптической структурой 40 соединены разные пластины.

Фотолюминесцентное окно 6 оптически связано с местом вывода из оптического волокна. Данное окно имеет диаметр, идентичный или соответствующий диаметру оптического волокна, и, по существу, является цветопреобразующим продолжением оптического волокна. Фотолюминесцентное окно 6 может быть керамикой, содержащей частично или полностью по меньшей мере один люминесцентный материал, или соединение по меньшей мере одного люминесцентного материала с прозрачным материалом матрицы, таким как пластики или стекло, или упомянутое окно может быть покрытием из по меньшей мере одного люминесцентного материала на месте вывода из оптического волокна.

Фотолюминесцентный экран 8 оптически связан с выходным светильником 7, при этом размеры фотолюминесцентного экрана 8 и выходного светильника 7 являются, по существу, одинаковыми. В предпочтительном варианте фотолюминесцентный экран выполнен из пластика, который прозрачен для видимого света, такого как поликарбонат или полиметилметакрилат (PMMA). По меньшей мере один люминесцентный материал может быть физически смешан в качестве наполнителя с прозрачными пластиками или может быть нанесен на поверхность прозрачного пластика.

Количество и состав люминесцентного материала фотолюминесцентного окна 6 и фотолюминесцентного экрана 8 определяются величиной спектральных потерь в оптическом волокне, интенсивностью и спектром поглощения и эффективностью и спектром излучения люминесцентных материалов. В предпочтительном варианте люминесцентные материалы поглощают такое количество дневного света из световода, что после преобразования поглощенного света сумма оставшегося дневного света и преобразованного света имитирует, насколько возможно, неизмененный дневной свет. Если в одном варианте осуществления устройство освещения дневным светом содержит только что-то одно из фотолюминесцентного окна 6 и фотолюминесцентного экрана 8, то количество и состав люминесцентного материала фотолюминесцентного окна 6 или фотолюминесцентного экрана 8 предпочтительно выбирают из расчета, чтобы фотолюминесцентный свет, излучаемый фотолюминесцентным окном 6 или фотолюминесцентным экраном 8, компенсировал потери от поглощения дневного света в оптическом волокне таким образом, что имитируется естественный прямой дневной свет.

Выходной светильник 7 содержит оптические средства для расширения света, получаемого из световода 5, и для создания распределения света для освещения, например, помещения здания. Выходной светильник 7 может быть настроен на местное освещение, освещение больших площадей и т.п. Например, можно применить выходные светильники, поставляемые вышеупомянутой компанией Parans Solar Lighting AB.

Поляризатор 10 предназначен для поляризации дневного света и фотолюминесцентного света до поляризации, подобной естественной поляризации прямого дневного света. Поляризатор может быть поглощающим поляризатором, т.е. свет, поляризованный в одном направлении, поглощается и свет, поляризованный в другом направлении, пропускается, или отражательным поляризатором, т.е. свет, поляризованный в одном направлении, отражается и свет, поляризованный в другом направлении, пропускается. Преимущество отражательного поляризатора состоит в том, что отраженный свет можно перенаправить на поляризатор после по меньшей мере одного отражения в многослойной оптической структуре 40, в которой направление поляризации может измениться так, что, в данном случае, свет пропускается через поляризатор с результирующим более высоким коэффициентом передачи света, чем в случае поглощающего поляризатора. Поскольку поляризатор размещен после фотолюминесцентного экрана, поляризатор может быть выполнен с возможностью поляризации как остающегося дневного света, так и фотолюминесцентного света. В альтернативном варианте поляризатор может быть размещен перед фотолюминесцентным экраном и, тем самым, поляризует дневной свет, который деполяризуется при распространении по световоду, и не поляризует фотолюминесцентный свет, излучаемый фотолюминесцентным экраном. Фотолюминесцентный экран может содержать органические фотолюминесцентные молекулы, которые могут быть ориентированы в матрице вдоль оси, параллельной направлению поляризации входящего дневного света. В данном случае фотолюминесцентные молекулы поглощают дневной свет и излучают свет, имеющий такую же поляризацию, т.е. имеющий поляризацию прямого естественного дневного света.

Устройство 1 освещения дневным светом дополнительно содержит активный компенсирующий источник 14 света для генерации компенсирующего света для дополнительной компенсации потерь от поглощения дневного света в световоде. Активный компенсирующий источник 14 света является источником света, который генерирует свет не только в том случае, если освещается светом от другого источника света, но который генерирует свет сам по себе. Активный компенсирующий источник света может содержать по меньшей мере один СИД и люминофор, при этом по меньшей мере часть света СИД преобразуется в фотолюминесцентный свет люминофором активного компенсирующего источника 14 света. По меньшей мере один СИД и люминофор активного компенсирующего источника 14 света предпочтительно выполнены так, что свет, генерируемый активным компенсирующим источником 14 света, содержит спектральное распределение света, подобное спектральному распределению света прямого естественного дневного света. Вместе с дневным светом, измененным световодом и спектрально компенсированным фотолюминесцентным материалом 71 фотолюминесцентного окна 6, компенсирующий свет смешивается в выходном светильнике 7. В альтернативном варианте по меньшей мере один СИД и люминофор активного компенсирующего источника 14 света выполнены из расчета, чтобы свет, генерируемый активным компенсирующим источником 14 света, имел спектральное распределение света, подобное спектральному распределению света дневного света, измененного световодом. Как измененный дневной свет из световода, так и свет от активного компенсирующего источника 14 света могут быть впоследствии скомпенсированы по спектру фотолюминесцентным экраном 8, чтобы имитировать прямой естественный дневной свет. В обоих случаях активный компенсирующий источник 14 света компенсирует потери уровня светового потока при распространении по световоду.

В других вариантах осуществления вместо СИД можно применять другие искусственные источники света, такие как газоразрядная лампа.

В качестве активного компенсирующего источника света целесообразно применить по меньшей мере один СИД типа InGaN, излучающий в синей спектральной области, который преобразуется в спектр излучения, типичный для дневного света, с использованием люминофоров, излучающих в желто-зеленой спектральной области, таких как (Y,Lu,Gd)₃Al₅O₁₂:Ce, (Ba,Sr)₂SiO₄:Eu и Ca-α-SiAlON:Eu, и люминофоров, излучающих в оранжево-красной спектральной области, таких как (Ca,Sr)SiAlN₃:Eu, (Ba,Sr,Ca)₂Si₅N₈:Eu, Ca и Ca(S,Se):Eu. В качестве альтернативы люминофоры, излучающие в оранжево-красной спектральной области, могут быть заменены по меньшей мере одним СИД типа AlInGaP, излучающем в данной спектральной области. Такое же решение применимо в отношении люминофоров, излучающих в желто-зеленой спектральной области, которые могут быть заменены по меньшей мере одним СИД типа InGaN, излучающих в желто-зеленой спектральной области. Замена люминофоров на СИД может повысить возможности изменения цвета.

Как уже упоминалось выше, оптическое волокно световода 5 поглощает свет первой части спектра дневного света сильнее, чем свет второй части спектра дневного света. В частности, подспектр в видимом диапазоне красных длин волн поглощается, чем подспектр в другом диапазоне длин волн. Следовательно, в одном варианте осуществления активный компенсирующий источник света может быть выполнен с возможностью генерации компенсирующего света в сильнее поглощаемой первой части спектра, в частности в видимом диапазоне красных длин волн. Поэтому активный компенсирующий источник света может быть выполнен с возможностью компенсации спектральных потерь от поглощения дневного света в оптическом волокне.

Компенсирующий свет, генерируемый активным компенсирующим источником 14 света, проводится в оптическую структуру 40 по световоду 15, который представляет собой или содержит оптическое волокно. Компенсирующий свет вводится в многослойную оптическую структуру 40 и распространяется через выходной светильник 7, фотолюминесцентный экран 8 и поляризатор 10. Выходной светильник 7 содержит также оптические средства для расширения света, полученного по световоду 15 таким образом, что данный свет также можно было использовать для освещения, например, помещения здания. Выходной светильник 7 содержит, например, внутреннее пространство с отражательными внутренними поверхностями для смешения дневного света, полученного по световоду 5, и компенсирующего света, полученного по световоду 15, во внутреннем пространстве. Затем смешенный свет может выходить из внутреннего пространства в направлении фотолюминесцентного экрана 8.

Следовательно, устройство 1 освещения дневным светом генерирует скомпенсированный дневной свет 9, при этом собранный дневной свет компенсируют с использованием фотолюминесцентного материала 71, 72 фотолюминесцентного окна 6 и фотолюминесцентного экрана 8 и посредством применения, по желанию, компенсирующего света, генерируемого компенсирующим источником 14 света.

Интенсивность скомпенсированного дневного света 9 может определяться блоком 16 определения интенсивности, при этом блок 17 управления может управлять активным компенсирующим источником 14 света в зависимости от определенной интенсивности. Данное решение позволяет обеспечить требуемую интенсивность света в месте освещения, например в помещении здания, даже если интенсивность наружного дневного света изменяется.

Устройство освещения дневным светом может содержать блок снижения вероятности входа в световод для снижения вероятности входа фотолюминесцентного света в световод. Упомянутый блок снижения вероятности входа в световод снижает возможные потери фотолюминесцентного света, обусловленные его попаданием в световод. На Фиг.3 изображен вариант осуществления блока снижения вероятности входа в световод.

В варианте осуществления, изображенном на Фиг.3, блок 18 снижения вероятности входа в световод расположен между световодом 5 и фотолюминесцентным окном 6, содержащим фотолюминесцентный материал 71. В частности, в приведенном варианте осуществления блок 18 снижения вероятности входа в световод является многослойным диэлектрическим отражателем, предназначенным для обеспечения пропускания света, выходящего из световода 5, сквозь многослойный диэлектрический отражатель и для отражения фотолюминесцентного света, излучаемого фотолюминесцентным материалом 71 фотолюминесцентного окна 6.

На Фиг.4 схематично изображен примерный дополнительный вариант осуществления устройства освещения дневным светом. Устройство 41 освещения дневным светом содержит коллектор 3 дневного света для сбора дневного света и световод 5 для проведения дневного света к месту освещения вдоль оптического пути, при этом дневной свет поглощается в световоде 5. В приведенном варианте осуществления световод 5 также предпочтительно содержит по меньшей мере одно оптическое волокно. Устройство 41 освещения дневным светом дополнительно содержит пластину 21, выполненную из материала основы, прозрачного для видимого света, такого как вышеупомянутые пластики или стекло, при этом материал основы содержит фотолюминесцентный материал 73. Фотолюминесцентный материал 73, например, включен в материал основы или материал основы покрыт фотолюминесцентным материалом 73. Фотолюминесцентный материал 73 излучает фотолюминесцентный свет для освещения места освещения, когда фотолюминесцентный материал 73 освещается дневным светом, при этом фотолюминесцентный материал 73, т.е. пластина 21, расположен в пределах оптического пути и выполнен так, чтобы фотолюминесцентный свет компенсировал поглощение дневного света световодом 5. В приведенном варианте осуществления блок 20 снижения вероятности входа в световод расположен между световодом 5 и пластиной 21. Блок 20 снижения вероятности входа в световод является расширителем светового пучка для расширения света, проводимого световодом 5, перед встречей с пластиной 21. Фотолюминесцентный свет выходит из пластины 21 через поверхность 42, параллельную выходной поверхности 43 световода 5.

На Фиг.5 схематично изображен примерный дополнительный вариант осуществления устройства освещения дневным светом. Устройство 51 освещения дневным светом также содержит коллектор 3 дневного света для сбора дневного света и световод 5 для проведения дневного света к месту освещения вдоль оптического пути, при этом дневной свет поглощается световодом 5. Световод 5 содержит предпочтительно по меньшей мере одно оптическое волокно. Блок 28 снижения вероятности входа в световод содержит прозрачную пластину 25, имеющую две противоположные основные поверхности и боковые поверхности, соединяющие основные поверхности. Световод 5 и прозрачная пластина 25 выполнены так, что свет, выходящий из световода 5, входит в прозрачную пластину 25 через боковую поверхность 29 прозрачной пластины 25 и свет выходит из прозрачной пластины 25 через основную поверхность 30 прозрачной пластины 25. Фотолюминесцентный материал 26 расположен на основной поверхности 30, через которую свет выходит из прозрачной пластины 25. Фотолюминесцентный материал структурно выполнен с возможностью формирования выходной структуры для обеспечения выхода света из прозрачной пластины 25 через основную поверхность 30 и освещения светом фотолюминесцентного материала на основной поверхности 30. Фотолюминесцентный материал 26 выполнен с возможностью излучения фотолюминесцентного света для освещения места освещения, когда фотолюминесцентный материал 26 освещается дневным светом, при этом фотолюминесцентный материал выполнен так, что фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом 5.

Свет из световода 5 проходит через прозрачную пластину 25 благодаря эффекту полного внутреннего отражения, пока свет не попадает на фотолюминесцентную частицу или точку. Свет либо поглощается фотолюминесцентным материалом и преобразуется в фотолюминесцентный свет или диффузно отражается. В обоих случаях направление света изменяется так, что свет может выходить из прозрачной пластины. Возможно, в фотолюминесцентный материал можно ввести дополнительные рассеивающие частицы, чтобы предотвратить преобразование слишком большого количества света в фотолюминесцентный свет. Рассеивающие частицы можно смешать с фотолюминесцентным материалом или можно расположить в отдельном слое между прозрачной пластиной и фотолюминесцентным материалом. Структуру фотолюминесцентного слоя и, по желанию, дополнительную выходную структуру можно нанести на прозрачную пластину, например, методом трафаретной печати. Необязательную дополнительную выходную структуру можно также обеспечить приданием поверхности прозрачной пластины шероховатости, например, методом лазерной абляции. Выходная структура может быть растром из точек, линий или любым другим растром, выполняющим задачу обеспечения равномерного вывода по длине и ширине прозрачной пластины 25. На стороне прозрачной пластины можно добавить диффузный или зеркальный отражатель, параллельный прозрачной пластине, противоположный основной поверхности 30 и продолжающийся по всей длине и ширине прозрачной пластины, чтобы допускать вывод света только с одной стороны системы посредством отражения света, выводимого из прозрачной пластины, в другом направлении.

На Фиг.6 схематично изображен примерный дополнительный вариант осуществления устройства освещения дневным светом. Устройство 61 освещения дневным светом содержит коллектор 3 дневного света для сбора дневного света и световод 5 для проведения дневного света к месту освещения вдоль оптического пути, при этом дневной свет поглощается световодом 5. В данном варианте осуществления световод 5 содержит по меньшей мере одно оптическое волокно. Блок 27 снижения вероятности входа в световод содержит прозрачную пластину 22, имеющую две противоположные основные поверхности и боковые поверхности, соединяющие основные поверхности. Световод 5 и прозрачная пластина 22 выполнены так, что свет, выходящий из световода 5, входит в прозрачную пластину 22 через боковую поверхность 31 прозрачной пластины 22 и свет выходит из прозрачной пластины 22 через основную поверхность 32 прозрачной пластины 22. В данном варианте осуществления фотолюминесцентный материал 23 включен в состав прозрачной пластины 22. В предпочтительном варианте фотолюминесцентный материал является органическим, таким как перилены, например по меньшей мере одним материалом серии Lumogen, и прозрачная пластина 22 выполнена из пластика, такого как, например, полиметилметакрилат (PMMA) или поликарбонаты. В альтернативном варианте фотолюминесцентный материал является неорганическим, и прозрачная пластина 22 выполнена из стекла или прозрачной керамики. Чтобы свет, введенный в прозрачную пластину 22, мог выходить из прозрачной пластины 22 через основную поверхность 32, основная поверхность 32 содержит выходную структуру 24. Данная выходная структура может быть точечным растром из рассеивающих частиц, нанесенных, например, методом трафаретной печати, или может быть точечным растром шероховатой поверхности, полученной методом, например, лазерной абляции. Выходная структура может быть растром из точек, линий или любым другим растром, выполняющим задачу обеспечения равномерного вывода по длине и ширине прозрачной пластины 22. На стороне прозрачной пластины можно добавить диффузный или зеркальный отражатель, параллельный прозрачной пластине, противоположный основной поверхности 32 и продолжающийся по всей длине и ширине прозрачной пластины, чтобы допускать вывод света только с одной стороны системы путем отражения света, выводимого из прозрачной пластины, в другом направлении. В данном варианте осуществления фотолюминесцентный материал также выполнен для излучения фотолюминесцентного света для освещения места освещения, когда фотолюминесцентный материал освещается дневным светом, при этом фотолюминесцентный материал расположен в пределах оптического пути и выполнен с таким расчетом, чтобы фотолюминесцентный свет компенсировал поглощение дневного света световодом.

На Фиг.5 и 6 показано, что фотолюминесцентный свет испускается из основной поверхности 30, 32, ортогональной выходной поверхности волокна 5.

В варианте осуществления, описанном выше со ссылкой на Фиг.5 и 6, может быть обеспечен элемент вывода света для усовершенствования вывода света из световода 5 в соответствующую прозрачную пластину 25, 22 и светорассеивающий элемент для рассеяния входящего света из световода 5 по всей боковой поверхности 29, 31 соответствующей прозрачной пластины 25, 22.

В варианте осуществления, описанном выше со ссылкой на Фиг.5 и 6, плотность элементов вывода предпочтительно плавно изменяется по длине соответствующей прозрачной пластины 25, 22, чтобы, если свет вводят с одной стороны соответствующей прозрачной пластины 25, 22, вывод света из соответствующей прозрачной пластины 25, 22 осуществлялся равномерно по интенсивности. Следовательно, в предпочтительном варианте плотность элементов вывода ниже вблизи световода и выше с другой стороны. Данное условие можно обеспечить, например, посредством плавного изменения концентрации фотолюминесцентного материала и/или рассеивающих частиц, и/или плавного изменения размера элементов выходного растра, и/или плавного изменения плотности элементов выходного растра, при этом элементы выходного растра являются, например, точками или линиями.

В варианте осуществления, описанном выше со ссылкой на Фиг.5 и 6, испускаемый, рассеиваемый и/или отражаемый свет внутри соответствующей прозрачной пластины 25, 22 испускается, рассеивается и/или отражается во всех направлениях, и, следовательно, вероятность того, что данный свет попадет на относительно небольшое входное отверстие световода, является незначительной, что снижается вероятность того, что свет снова проникнет в световод.

Варианты осуществления устройства освещения дневным светом, описанные выше со ссылкой на Фиг.4-6, могут также содержать дополнительные элементы, описанные выше со ссылкой на Фиг.1. Например, данные варианты осуществления могут также содержать поляризатор для поляризации дневного света и/или фотолюминесцентного света с таким расчетом, чтобы поляризация была подобна поляризации естественного прямого дневного света. Кроме того, варианты осуществления описанные выше со ссылкой на Фиг.4-6, могут также содержать активный компенсирующий источник света для генерации компенсирующего света для дополнительной компенсации поглощения дневного света световодом.

На Фиг.7 схематично изображен примерный вариант осуществления объекта 30, содержащего устройство 31 освещения дневным светом. Устройство 31 освещения дневным светом подобно устройству освещения дневным светом, описанному выше со ссылкой на Фиг.1. Основная разница между устройством 31 освещения дневным светом, изображенным на Фиг.7, и устройством 1 освещения дневным светом, изображенным на Фиг.1, состоит в том, что устройство 31 освещения дневным светом содержит несколько световодов 35 для распределения дневного света 33, собранного коллектором 34 дневного света по разным областям в пределах объекта 30. В данном варианте осуществления объект является зданием, и разные области 32 являются помещениями внутри здания 30, которые освещаются скомпенсированным дневным светом 36. Коллектор 34 дневного света покрыт прозрачной пластиной 37 для защиты коллектора 34 дневного света от воздействий окружающей среды, таких как дождь, снег и т.п. Вместо устройства освещения дневным светом, описанного выше со ссылкой на Фиг.1, объект 30 может также содержать другое устройство освещения дневным светом, например устройство освещения дневным светом, подобное одному из вариантов осуществления, описанных со ссылкой на Фиг.4-6.

В дальнейшем приведено описание примерного варианта осуществления способа освещения дневным светом со ссылкой на блок-схему последовательности операций, приведенную на Фиг.8.

На этапе 101 дневной свет собирают коллектором дневного света и на этапе 102 дневной свет проводят по световоду к месту освещения вдоль оптического пути, при этом дневной свет поглощается световодом. Следует отметить, что дневной свет поглощается, разумеется, только частично, а не полностью поглощается в световоде. При распространении к месту освещения дневной свет освещает фотолюминесцентный материал 71, 72 с тем, чтобы излучался фотолюминесцентный свет для освещения места освещения также фотолюминесцентным светом. Фотолюминесцентный материал 71, 72 расположен в пределах оптического пути, и фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом.

Устройство освещения дневным светом может быть выполнено для подачи дневного света в части здания, до которых не может доходить естественный свет. Поэтому устройство освещения дневным светом содержит коллектор дневного света, который можно также считать солнечным коллектором, и волоконные световоды, которые обеспечивают высокую эксплуатационную адаптируемость и при этом занимают не больше пространства внутри здания, чем традиционные искусственные источники света, что, в результате, облегчает монтаж и обеспечивает большую свободу размещения светильников устройств освещения дневным светом, которые освещают части здания дневным светом. Устройство освещения дневным светом может содержать оптические волокна, выполненные из пластиков, которые не полностью прозрачны в видимом диапазоне, так что дневной свет выходит из световода окрашенным. В частности, части красного спектра дневного спектра отфильтровываются в процессе прохода в здание по оптическим волокнам.

В одном варианте осуществления искусственный свет, т.е. свет активного компенсирующего источника света, обеспечивает постоянный уровень света в месте освещения, независимо от фактической интенсивности солнечного света, поскольку спектральные потери в диапазоне красных длин волн, вызываемые по меньшей мере одним оптическим волокном устройства освещения дневным светом, компенсируют добавлением вышеупомянутого фотолюминесцентного окна для оптического волокна и/или вышеупомянутого фотолюминесцентного экрана.

Имитацию дневного света можно дополнительно усовершенствовать поляризацией скомпенсированного дневного света, используемого для освещения места освещения, в частности, для освещения по меньшей мере одного помещения внутри здания. Прямой дневной свет поляризован. В предпочтительном варианте устройство освещения дневным светом выполнено так, что скомпенсированный дневной свет, используемый для освещения места освещения, содержит поляризацию, подобную естественной поляризации прямого естественного дневного света. Например, в варианте осуществления, описанном со ссылкой на Фиг.1, поляризатор 10 предпочтительно выполнен так, что скомпенсированный дневной свет имеет поляризацию, подобную естественной поляризации прямого дневного света. Однако в других вариантах осуществления, в качестве альтернативы или дополнительно, фотолюминесцентный материал 71, 72 фотолюминесцентного экрана или фотолюминесцентного окна также может быть выполнен с возможностью излучения фотолюминесцентного света, имеющего поляризацию, подобную естественной поляризации дневного света. В частности, фотолюминесцентный экран и/или фотолюминесцентное окно могут содержать органический люминофор, излучающий фотолюминесцентный свет, имеющий поляризацию, подобную естественной поляризации прямого дневного света.

Хотя в варианте осуществления, описанном выше со ссылкой на Фиг.1, устройство освещения дневным светом содержит фотолюминесцентное окно 6 и фотолюминесцентный экран 8, устройство освещения дневным светом может также содержать только что-то одно из фотолюминесцентного окна 6 и фотолюминесцентного экрана 8. Кроме того, фотолюминесцентный материал можно также располагать другим способом вдоль оптического пути дневного света, при условии, что дневной свет освещает фотолюминесцентный материал, и фотолюминесцентный свет фотолюминесцентного материала также освещает место освещения, например помещение в здании.

Несмотря на то, что выше описаны варианты осуществления устройства освещения дневным светом, которые содержат поляризатор и/или фотолюминесцентный материал, излучающий свет с поляризацией, подобной естественной поляризации дневного света, устройство освещения дневным светом может быть также выполнено с возможностью излучения смешанных дневного света, фотолюминесцентного света и, по желанию, компенсирующего света от активного компенсирующего источника света, без обеспечения функции поляризации, т.е., например, без поляризации упомянутого света.

Хотя в вышеупомянутых вариантах осуществления описаны некоторые коллекторы дневного света и световоды для распределения собранного дневного света, устройство освещения дневным светом может также содержать другой коллектор дневного света и/или другой световод. Например, в устройстве освещения дневным светом можно применить коллектор дневного света и световоды, используемые в системах освещения дневным светом компании Parans Solar Lighting AB, при этом в системы освещения дневным светом добавляют по меньшей мере фотолюминесцентный материал для излучения фотолюминесцентного света для компенсации поглощения дневного света в световодах.

Хотя некоторые варианты осуществления устройства освещения дневным светом описаны выше в конфигурации, содержащей некоторые блоки снижения вероятности входа в световод, варианты осуществления устройства освещения дневным светом могут также содержать другой блок снижения вероятности входа в световод или данные устройства могут не содержать никакого блока снижения вероятности входа в световод. В частности, каждый из вариантов осуществления вышеописанного устройства освещения дневным светом может содержать блок снижения вероятности входа в световод из других вариантов осуществления вышеописанного устройства освещения дневным светом. Например, в одном варианте осуществления, который подобен варианту осуществления, описанному выше со ссылкой на Фиг.1, устройство освещения дневным светом может содержать не фотолюминесцентное окно 6, а только фотолюминесцентный экран 8, при этом светильник 7 может быть расширителем 20 светового пучка, показанным на Фиг.4, чтобы расширять свет, полученный из световода 5, перед попаданием на фотолюминесцентный экран 8.

Устройство освещения дневным светом можно применять в разнообразных системах и/или областях. Например, устройство освещения дневным светом может быть выполнено с возможностью применения в по меньшей мере одной из систем следующего типа: офисные осветительные системы, системы бытового применения, осветительные системы для магазинов, домашние осветительные системы, промышленные осветительные системы, направленные осветительные системы, местные осветительные системы, театральные осветительные системы, системы с применением оптического волокна, проекционные системы, системы отображения с самоподсветкой, пиксельные системы отображения, сегментированные системы отображения, предупредительные системы, применяемые в медицине осветительные системы, индикаторные системы, декоративные осветительные системы, портативные системы, осветительные системы автомобильного применения и тепличные осветительные системы.

Хотя изобретение подробно представлено на чертежах и поясняется в вышеприведенном описании, упомянутые изображения и описание следует считать наглядными или примерными, а не ограничивающими; то есть изобретение не ограничено представленными вариантами осуществления.

В процессе практического применения заявленного изобретения на основании изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения специалистами в данной области техники могут быть разработаны и выполнены другие модификации представленных вариантов осуществления.

В формуле изобретения выражение «содержащий» не исключает другие элементы или этапы и признак единственного числа не исключает множественного числа.

Единственный блок или единственное устройство может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты в разных взаимно зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что, в подходящих случаях, нельзя использовать сочетание упомянутых признаков.

Никакие позиции в формуле изобретения нельзя интерпретировать в смысле ограничения объема изобретения.

Изобретение относится к устройству освещения дневным светом. Коллектор дневного света собирает дневной свет, который проводится световодом к месту освещения, подлежащему освещению, вдоль оптического пути, при этом дневной свет поглощается световодом. Фотолюминесцентный материал расположен в пределах оптического пути и излучает фотолюминесцентный свет, который компенсирует поглощение дневного света световодом. Поэтому, потери от поглощения дневного света можно эффективно компенсировать, без, например, обязательного применения активного компенсирующего источника света. Данное решение позволяет обеспечивать освещение скомпенсированных дневным светом технически относительно простым способом.

Изобретение относится к области светотехники, а именно к устройствам освещения дневным светом. Техническим результатом является повышение эффективности компенсации потерь от поглощения дневного света. Коллектор (3) дневного света собирает дневной свет (4), который проводится световодом (5) к месту, подлежащему освещению, вдоль оптического пути, при этом дневной свет поглощается световодом. Фотолюминесцентный материал (71, 72) расположен в пределах оптического пути и излучает фотолюминесцентный свет, который компенсирует поглощение дневного света световодом. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство освещения дневным светом, содержащее:
- коллектор (3) дневного света для сбора дневного света (4),
- световод (5) для проведения дневного света к месту освещения, подлежащему освещению, по оптическому пути, причем дневной свет поглощается световодом (5),
- фотолюминесцентный материал (71, 72) для излучения фотолюминесцентного света для освещения места освещения, когда фотолюминесцентный материал (71, 72) освещают дневным светом, причем фотолюминесцентный материал (71, 72) расположен в пределах оптического пути и выполнен так, что фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом (5).

2. Устройство освещения дневным светом по п. 1, в котором световод (5) поглощает свет одной части спектра дневного света (4) сильнее, чем свет другой части спектра дневного света (4), и при этом фотолюминесцентный материал (71, 72) выполнен с возможностью излучения фотолюминесцентного света, имеющего длину волны в части спектра, свет которой световод (5) поглощает сильнее.

3. Устройство освещения дневным светом по п. 1, в котором световод (5) содержит оптическое волокно, имеющее место (11) ввода для ввода дневного света в оптическое волокно и место (12) вывода для вывода дневного света из оптического волокна, при этом фотолюминесцентный материал (71, 72) расположен в месте (12) вывода оптического волокна.

4. Устройство освещения дневным светом по п. 1, в котором устройство (1) освещения дневным светом дополнительно содержит активный компенсирующий источник (14) света для генерации компенсирующего света для дополнительной компенсации поглощения дневного света световодом.

5. Устройство освещения дневным светом по п. 4, в котором активный компенсирующий источник (14) света выполнен с возможностью генерации компенсирующего света, обладающего спектральным распределением, подобным спектральному распределению прямого естественного дневного света.

6. Устройство освещения дневным светом по п. 4, в котором устройство (1) освещения дневным светом дополнительно содержит:
- блок (16) определения интенсивности для определения интенсивности света в месте освещения и
- блок (17) управления для управления активным компенсирующим источником (14) света в зависимости от определенной интенсивности.

7. Устройство освещения дневным светом по п. 1, в котором устройство (1) освещения дневным светом дополнительно содержит поляризатор (10) для поляризации по меньшей мере одного из дневного света и фотолюминесцентного света до поляризации, подобной естественной поляризации дневного света.

8. Устройство освещения дневным светом по п. 1, в котором устройство (1) освещения дневным светом содержит блок (18; 20; 27; 28) снижения вероятности входа света в световод для снижения вероятности входа фотолюминесцентного света в световод (5).

9. Устройство освещения дневным светом по п. 8, в котором, относительно оптического пути, блок (18) снижения вероятности входа света в световод расположен между световодом (5) и фотолюминесцентным материалом (71).

10. Устройство освещения дневным светом по п. 9, в котором блок (18) снижения вероятности входа света в световод является многослойным диэлектрическим отражателем, предназначенным для обеспечения пропускания света, выходящего из световода (5), сквозь многослойный диэлектрический отражатель и для отражения фотолюминесцентного света, излученного фотолюминесцентным материалом (71).

11. Устройство освещения дневным светом по п. 8, в котором блок (20) снижения вероятности входа света в световод является расширителем светового пучка для расширения света, проводимого световодом (5), перед встречей с фотолюминесцентным материалом (73).

12. Устройство освещения дневным светом по п. 8, в котором блок (28) снижения вероятности входа света в световод содержит прозрачную пластину (25), имеющую две противоположные основные поверхности и боковые поверхности, соединяющие основные поверхности, при этом световод (5) и прозрачная пластина (25) выполнены так, что свет, выходящий из световода (5), входит в прозрачную пластину (25) через боковую поверхность (29) прозрачной пластины (25) и свет выходит из прозрачной пластины (25) через основную поверхность (30) прозрачной пластины (25), причем фотолюминесцентный материал (26) расположен на основной поверхности (30), через которую свет выходит из прозрачной пластины.

13. Устройство освещения дневным светом по п. 8, в котором блок (27) снижения вероятности входа света в световод содержит прозрачную пластину (22), имеющую две противоположные основные поверхности и боковые поверхности, соединяющие основные поверхности, при этом световод (5) и прозрачная пластина (22) выполнены так, что свет, выходящий из световода (5), входит в прозрачную пластину (22) через боковую поверхность (31) прозрачной пластины (22) и свет выходит из прозрачной пластины (22) через основную поверхность (32) прозрачной пластины (22), причем фотолюминесцентный материал (23) включен в состав прозрачной пластины (22).

14. Объект, содержащий устройство освещения дневным светом по п. 1, в котором устройство освещения дневным светом выполнено с возможностью освещения областей в пределах объекта дневным светом.

15. Способ освещения дневным светом, содержащий этапы, на которых:
- собирают дневной свет (4) коллектором (3) дневного света,
- проводят дневной свет к месту освещения, подлежащему освещению, по оптическому пути посредством световода (5), причем дневной свет поглощается световодом (5),
- освещают фотолюминесцентный материал (71, 72) дневным светом для излучения фотолюминесцентного света для освещения места освещения при освещении дневным светом, причем фотолюминесцентный материал (71, 72) расположен в пределах оптического пути и фотолюминесцентный свет компенсирует поглощение дневного света световодом (5).