專利名稱：用于結合外部照明和人工照明的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種用于將來自外部照明(諸如日光)的光與來自人工照明的光相結合的系統(tǒng)。
背景技術：
各種光屏蔽裝置在本領域中是已知的，并且通常用于限 制被允許進入房間或空間的外部光的量?？赡苡欣墓馄帘窝b置的一個示例是手動或自動控制的百葉窗簾?？梢载Q直地或水平地布置在例如窗戶中的多個板條的角度可以受到控制以允許日光進入空間的便利程度。因而能夠避免空間的過熱，并且因而降低冷卻空間的成本。而且，板條的角度可以受到控制從而避免光的不便的刺眼。但是，當存在不充足的日光或沒有日光時，取決于例如天氣狀況或一天的時間，通過百葉窗進入空間的光一般通過接通室內更多的燈來補償。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，人們通常更喜歡呆在讓光通過窗戶進入的空間內，并且當光進入他們的窗戶時，醫(yī)院中的病人甚至更快地恢復。最近，已經(jīng)使用日光偏轉系統(tǒng)用于室內照明來改善在沒有充分的日光的情況下的室內照明和/或用于裝飾效果。W02006/123283教導了ー種裝置，其中照明裝置照亮日光屏蔽裝置的板條讓板條將光引入到空間中，以實現(xiàn)空間的期望的照明。照明依賴于板條的位置和定向和/或板條的表面的特征而變化。雖然在W02006/123283中提供了使用日光偏轉系統(tǒng)的有用的室內照明系統(tǒng)，但是存在對能夠借助于人工照明提供更多天然照明的改善的系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內容
一種用于將來自外部照明的光與來自人工照明的光相結合的系統(tǒng)滿足了以上需求，該系統(tǒng)包括用于使空間屏蔽外部光的光屏蔽裝置，該光屏蔽裝置具有朝向空間里面的內側，以及朝向空間外面的外側，以及至少ー個光源，其被布置成發(fā)出被引向光屏蔽裝置的外側的人造光，該光源響應于當前外部照明狀況是可控的。該系統(tǒng)進ー步包括控制器，該控制器連接到光源，并且被布置成響應于光屏蔽裝置的當前位置，控制光源的發(fā)光，從而模仿外部光通過光屏蔽裝置逃逸的效應。因此，可以(手動地或自動地)控制人造光以補償缺乏足夠的外部光，并且控制器確保人造光以被感知為外部光的方式發(fā)出。在典型情況下，與外部光(例如，外部日光、或鄰近區(qū)域的總照明)的光輸出功率相比，人造光源具有非常低的光輸出功率。通過響應于光屏蔽裝置的位置而自動地控制光源，可以有效地使用這種受到限制的光來模仿經(jīng)過屏蔽裝置的外部光。通過“空間”在此處意指可以借助于光屏蔽裝置來屏蔽外部光的任何空間。因此，光屏蔽裝置可以布置在空間的外部和空間的內部之間的、外部光可以進入其中的任何透明的開口中。最常見的示例是常規(guī)窗戶和布置在門中的窗戶，通常面對建筑物的房間。然而，諸如無任何窗玻璃的開ロ的其它開ロ也是可行的，其例如可以相對于陽臺或露臺布置。而且，該空間可以是相鄰于另一室內空間的空間，因而開ロ將兩個室內空間隔開。在這種情況下，外部照明也可以是人工的。一個示例可以是相鄰于走廊的辦公室，在該走廊和辦公室之間布置有帶有光屏蔽裝置的窗戶或其它開ロ。在典型示例中，外部光是自然日光，并且光屏蔽裝置是諸如窗簾或包括多個水平板條的百葉窗簾的遮陽板。響應于取決于例如一天的時間、天氣狀況和季節(jié)變化的當前日光照明狀況，光源可以相應地受到控制。此外，至少ー個光源可以布置在光屏蔽裝置的外部?？商娲兀庠纯梢圆贾迷谥T如光屏蔽裝置里面的其它地方，并且系統(tǒng)因此可以包括用于朝窗戶的外側引導光的光重定向兀件。光重定向兀件可以包括ー個或幾個反射器、光引導件、透鏡、棱鏡或其它光學裝置。因此，光源可以位于其中光可以朝光屏蔽裝置被引導的任何地方，諸如在窗框中，在離光屏蔽裝置一定距離處，相對于開ロ在高處或在低處。不同的位置不同地影響發(fā)出的光。例如，或多或少的光由光屏蔽裝置反射，并且光進入空間的方向取決于至少ー個光源的位置而不同。 優(yōu)選地，至少ー個光源可以適于發(fā)出定向光，與散射光源形成對照，這是有利的，因為它使得能夠實現(xiàn)發(fā)出的光的改進的控制從而獲得與外部光相同的特性。甚至更優(yōu)選地，至少ー個光源可以是固態(tài)光源，其可以以諸如顏色受控的許多方式受到控制。例如，固態(tài)光源可以是發(fā)光二極管(LED)。該系統(tǒng)可以進一歩包括用于檢測光屏蔽裝置的當前位置的檢測器，該檢測器連接到控制器并且適于對控制器提供關于光屏蔽裝置的當前位置的信息。這樣的檢測器可以以不同的方式設計，這取決于光屏蔽裝置的類型，并且使得能夠實現(xiàn)自動系統(tǒng)。而且，該系統(tǒng)可以進ー步包括用于檢測當前外部照明狀況的光傳感器；該光傳感器連接到控制器并且適于對控制器提供關于外部照明狀況的信息。因此，當前外部照明狀況可以自動地受到檢測，而且光源可以自動地受到控制以補償當前外部照明狀況，諸如灰色天氣、或諸如在早晨或在晚間的低強度陽光。因此，從外部照明到人工照明的過渡可以發(fā)生或反之亦然，而位于空間中的人甚至不會察覺到。光傳感器可以被配置成檢測亮度級和色溫中的至少ー個。通過檢測亮度級，低亮度級的外部光可以通過接通光源并且切換到發(fā)出具有補償亮度級的光來補償。亮度級可以因此保持恒定，雖然光源改變。通過亮度在這里意指沿給定方向行進的光的每ー單位面積的發(fā)光強度。通過檢測色溫，可以通過適當?shù)目刂苼慝@得期望的色溫。例如，冷白光的檢測到的色溫可以通過來自人工照明的更暖的白色色溫來補償。可替代地，飽和因子可以被添加到發(fā)出的光以實現(xiàn)除白色以外的其它顏色，其例如可以被用來在空間中呈現(xiàn)日落或日出印象。因此，可能可以產(chǎn)生從暖紅到更帶藍色的場景的所有日光效果的明暗度。而且，控制器可以被配置成響應于結合的日光和人工照明或當前外部照明狀況，控制多個板條的位置和定向。通過該裝置，例如板條的角度可以受到控制以當入射光太亮時避免空間中耀眼的光，光可以朝天花板或地板被定向，或當光相對弱時可以使板條之間的間隙更大?？商娲兀刂破骺梢员慌渲贸身憫诠庠摧敵?，控制多個板條的位置和定向，所述光源當外面很黑時是唯一的光源。
根據(jù)ー個實施例，光屏蔽裝置包括多個可控板條，所述多個可控板條可定位以允許外部光進入板條之間。這樣的裝置的一示例是百葉窗簾。在這種情況下，系統(tǒng)可包括至少ー個布置在板條中的一個上的太陽電池?？商娲兀蛄硗?，該系統(tǒng)可以包括布置在離板條一定距離處的太陽電池，該太陽電池被布置在允許板條朝太陽電池反射日光的位置上。通過布置太陽電池以將來自陽光的能量轉換成用于對系統(tǒng)充電的電，需要很少的或不需要另外的電來驅動系統(tǒng)的組件，諸如板條和光源的自動功能。通過使用太陽能，電成本下降，同時因為實際上對環(huán)境是有利的。此外，該系統(tǒng)可以進一歩包括布置在空間里面的存在檢測器，控制器被配置成在未檢測到存在的情況下，控制板條以執(zhí)行太陽跟蹤。通過使用存在檢測，當沒有人在空間中時該系統(tǒng)可以完全用于太陽跟蹤，即使要求板條是封閉的。然而，當板條被最優(yōu)化用于讓日光可能地結合人造光進入到空間中時，太陽電池也可以發(fā)揮功能，盡管與當系統(tǒng)被預期專門用于太陽跟蹤時相比，更少的陽光將朝一個或多個太陽電池被引導。通過太陽跟蹤意味著板條朝太陽被定向用于太陽能的最佳的收集。然而，當系統(tǒng)g在用于太陽能的收集時，板條可適于始終獲得相同的定向。例如，當僅收集太陽能時板條可以是封閉的，如果太陽電池布置在板條上的話。


本發(fā)明，包括其特定特征和優(yōu)點，將根據(jù)下列詳細描述和附圖被容易地理解，在附圖中
圖I示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的安裝在帶有包括水平板條的光屏蔽裝置的窗戶中的系統(tǒng)；
圖2a_b示意性地示出設置有本發(fā)明的系統(tǒng)的窗戶，該窗戶進ー步設置有太陽電池；
圖3a_e是根據(jù)本發(fā)明的不同實施例的不同地布置的系統(tǒng)的示意圖；以及圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的安裝在帶有由窗簾形成的光屏蔽裝置的窗戶中的系統(tǒng)。
具體實施例方式圖I示出設置有根據(jù)本發(fā)明的一實施例的系統(tǒng)的房間5的窗戶I。該系統(tǒng)包括光屏蔽裝置2，該光屏蔽裝置2覆蓋窗戶I的全長并且在此處布置在窗戶I的內側朝向房間5內部。明顯地，光屏蔽裝置可以被布置在窗玻璃的任意側上，相對于窗戶朝房間的里面或朝房間的外面?；颍馄帘窝b置可以被布置在窗戶的透明的玻璃之間。在本示例中，光屏蔽裝置2具有百葉窗簾的類型，并且包括多個被示出為處于敞開位置的水平地布置的板條3，其中在板條3中的每ー個之間呈現(xiàn)出同樣大小的水平間隙4。因此，板條3被布置成讓陽光從外面通過板條射進房間5中。光屏蔽裝置2還可以是窗簾，如圖4中所示。而且，光源6布置在窗戶I的外側。光源可以是任何光源，諸如固態(tài)光源、燈泡或突光光源。在此處，光源6布置在窗戶I上方的窗框中的中央。光源6、或另一光源,可以布置在窗戶的底部中。光源的這樣的布置使得能夠實現(xiàn)從下方的照明，這對于從窗戶的頂部下降的光屏蔽裝置可以是有利的。因此，當光屏蔽裝置幾乎被關閉(被拉下)時，光源也可以更容易地將光引導至空間5中。檢測器9被布置成檢測光屏蔽裝置的當前位置。檢測器可以是簡單的接觸檢測器、光檢測器、或適合于確定光屏蔽裝置的當前位置的任何其它類型的檢測器。在窗戶中向側面或從頂部到底部可活動的窗簾的情況下，如圖4中所示，檢測器9僅能夠檢測窗簾的延伸。在帶有水平板條的百葉窗的情況下，如圖I中，檢測器9可被布置成檢測板已經(jīng)下降了多遠以及板條的傾角。由于通常所有的板條傾斜相同的角度，所以一個傳感器可能是足夠的。然而，多個傳感器也是可能的。控制器8連接到檢測器并且連接到光源，并且其被程控以響應于光屏蔽裝置的當前位置，控制來自光源的發(fā)光。對光源的控制可以包括但不限制于強度、方向和光束角?？?制可以基于預定的設置進行。例如，控制器可以被程控以控制光源6以針對光屏蔽裝置2的給定的位置提供預定的照明。該預定的照明可以被調節(jié)以使得進入空間5的外部光與光屏蔽裝置的該位置類似，從而即使當外部光是微弱的或不存在時，也會給人強烈的外部光的印象?？刂破?可以進ー步連接到光傳感器7，該光傳感器被布置成檢測諸如亮度和色溫的當前外部照明狀況。在窗戶面對外面的情況下，傳感器將檢測日光。根據(jù)來自傳感器7的檢測到的參數(shù)，控制器8控制光源6以發(fā)出基于當前外部照明狀況而調整的光。例如，如果檢測到的亮度級在預設的閾值以下，例如由于是陰天，可以接通光源6以發(fā)出補償?shù)土炼燃壍墓?，因而具有期望的亮度級的光始終通過遮陽板2的板條3進入房間5。如果檢測至IJ的色溫是相對冷的白色，則可以控制光源6以發(fā)出較暖的白光。通過響應于外部照明狀況控制光源，可以實現(xiàn)動態(tài)照明。由于人造光通過板條進入空間，所以人造光可以被感知為日光，例如因為自然陰影和反射形成在該空間中。例如，當人造光通過窗戶或開ロ進入空間時，還存在由板條形成的特性陰影條?？刂破?可以進一歩被布置成響應于檢測到的外部照明狀況，控制光屏蔽裝置2。例如，取決于外部照明或光源6是否為房間5中的主導光源，板條3可以受到控制以改變位置和定向。換言之，板條3可以被定向成使得對于當前照明狀況來說是最佳的，并且板條3可以例如被調整角度以朝天花板或地板反射光來避免耀眼的光，該耀眼的光對于在房間5中的某人來說可能是不便的。在圖2a_b中，描繪了與圖I中類似的系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)進ー步設置有太陽電池。在圖2a中，多個太陽電池11布置在板條3上，使得可以將板條3定向以引導太陽電池11朝向太陽。從而，當陽光撞擊到太陽電池11上時，可以收集太陽能。因此，該系統(tǒng)可以借助于被轉換成電的太陽能驅動。在此處，蓄電池12用來存儲能量。此外，存在檢測器13布置在房間5的內部以檢測是否在房間5中存在人。如果不存在任何人，可以使用板條3專門用于太陽跟蹤，沿朝向太陽的最佳方向引導板條3?；蛘?，僅封閉板條3以將太陽電池11向外指引。而另ー種可能性是，板條3的某些角度導致板條的上側朝其上設置有太陽電池的板條的下側反射光，或反之亦然。而且，也在系統(tǒng)的合并的日光和人工照明控制期間，太陽電池11中的至少ー些仍舊可以被指引以收集太陽能，這取決于板條3的定向。在圖2b中，單個太陽電池15布置在窗戶的內部并且在窗戶的上方。在此處，板條可以被定向成使得陽光撞擊太陽電池并且進一歩被朝太陽電池15反射。如果使用了存在檢測器13并且已經(jīng)檢測到在房間中沒有人，則可以使用于朝太陽電池引導光的板條的最佳定向保持恒定。在示出的示例中，用于朝太陽電池15反射陽光的板條的最佳定向仍舊允許光進入房間。而且，板條3的幾個不同的定向導致至少ー些陽光被朝太陽電池15反射。在圖3中，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的各實施例的不同布置的系統(tǒng)，其中光源6在光屏蔽裝置2上并且朝光屏蔽裝置2發(fā)出光。圖3a_e中所示的系統(tǒng)中的每ー個描繪了單個光源6，雖然可能存在代替單個光源或為了組合效果在不同的位置上布置的多個光源。在圖3a_b中，以及在圖3d_e中，光源6布置在窗戶的外部，所述窗戶用于引導朝向其中布置有板條3的所述窗戶的外側的光。在圖3a中，板條3被水平地定向使得光束31在板條3上朝房間的天花板被反射以間接地照明房間。在圖3b中，板條3被對角地定向從而僅反射光的一部分，并且一部分光能夠直接進入房間而不在板條3上反射，在圖3b中描繪了直射光32。在此處，在房間中實現(xiàn)了相對 睛朗的場景。在圖3c中，光源6布置在窗戶內部的板條的上方，并且朝窗戶外部的光重定向裝置20發(fā)出光。光重定向裝置在此處被示出為反射器20，其朝板條3引導光，以反射到房間中。在圖3d中，光源6布置在窗戶的外部但在窗戶的下方以朝板條3向上發(fā)出光。在該示出的示例中，板條3朝天花板對角地向上定向，使得一部分光33直接進入房間的天花板而不在板條3上反射。在圖3e中，板條被封閉，因而撞擊在板條3上的光朝外部反射回去。該特征，即可以通過本發(fā)明的系統(tǒng)實現(xiàn)的另外的特征，可以用來形成窗戶的外部上的裝飾照明，用于有效照明尤其是當外部很黑吋。裝飾照明可以進ー步通過向照明増加交替光束角度和/或不同的顔色來增強。例如，建筑物的不同的窗戶可以用不同的顔色或用交替的光束角和/或顔色來照明以形成富于變化的裝飾照明。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的特定的示例性實施例描述了本發(fā)明，但是許多不同的變更、修改等對于本領域的技術人員將變得清楚。例如，光屏蔽系統(tǒng)可以具有不同的類型，諸如一套豎直百葉窗、或不同類型的窗簾。光屏蔽系統(tǒng)可以是手動控制的，并且例如被手動地向上拉以允許光通過窗戶進入?？梢愿鶕?jù)例如日變化或季節(jié)變化以不同的方式控制光源。光屏蔽裝置可以布置在其中它可以對空間屏蔽外部光的任何開口中，諸如相對于天井或在將兩個室內空間分開的開口中?？刂破骺梢越?jīng)由用戶接ロ被編程。另外，根據(jù)對附圖、本公開、和所附權利要求的研究，本領域的技術人員在實踐要求保護的發(fā)明時，可以理解并實現(xiàn)所公開的實施例的變型。在權利要求中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“ー個”不排除復數(shù)。單個處理器或其它單元可以實現(xiàn)在權利要求中列舉的若干項的功能。在相互不同的從屬權利要求中敘述的某些措施的純粹事實并不能表明這些措施的組合不能被有利地使用。
權利要求
1.一種用于將來自外部照明的光與來自人工照明的光相結合的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 光屏蔽裝置(2)，其用于對空間(5)屏蔽外部光，所述光屏蔽裝置(2)具有朝向所述空間(5)里面的內側和朝向所述空間(5)外面的外側； 至少一個光源(6)，其被布置成發(fā)出朝所述光屏蔽裝置(2)的外側被引導的人造光， 所述光源(6)響應于當前外部照明狀況是可控制的；以及 控制器(8)，其連接到所述光源(6)，并且被布置成響應于所述光屏蔽裝置的當前位置控制所述光源出)的發(fā)光，從而模仿外部光通過所述光屏蔽裝置逃逸的效應。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，進一步包括檢測器(9)，其用于檢測所述光屏蔽裝置(2)的當前位置，所述檢測器連接到所述控制器(8)并且適于對所述控制器(8)提供關于所述當前位置的信息。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的系統(tǒng)，進一步包括 光傳感器(7)，其用于檢測所述當前外部照明狀況，所述傳感器(7)連接到所述控制器(8)并且適于對所述控制器(8)提供關于所述外部照明狀況的信息。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述光傳感器(7)被配置成檢測亮度級和色溫中的至少一個。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個光源(6)布置在所述空間(5)的外面。
6.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個光源(6)布置在所述空間(5)的里面，所述系統(tǒng)進一步包括用于朝所述光屏蔽裝置(2)的外側引導光的裝置(20)。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個光源(6)適于發(fā)出定向光。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述光源(6)是固態(tài)光源。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述控制器(8)被配置成響應于所述當前外部照明狀況，控制所述多個板條(3)的位置和定向。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述光屏蔽裝置(2)包括多個可控板條(3)，所述多個可控板條可定位以允許外部光進入所述板條之間。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括布置在所述板條(3)中的一個上的至少一個太陽電池(11)。
12.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括布置在離所述板條(3)—定距離處的太陽電池(15)，所述太陽電池(15)布置在允許所述板條(3)朝所述太陽電池(15)反射日光的位置上。
13.根據(jù)權利要11或12所述的系統(tǒng)，進一步包括用于檢測在所述空間(5)中的人的存在的存在檢測器(13)，所述控制器(8)被配置成只要未檢測到存在，就控制所述板條(3)以執(zhí)行太陽跟蹤。
全文摘要
一種用于將外部光與人工照明相結合的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光屏蔽裝置(2)，其用于對空間(5)屏蔽外部光；以及至少一個光源(6)，其被布置成發(fā)出朝該光屏蔽裝置(2)的外側被引導的人造光，該光源(6)響應于當前外部照明狀況是可控的。該系統(tǒng)進一步包括控制器(8)，該控制器(8)連接到所述光源(6)，其被布置成響應于光屏蔽裝置的當前位置控制光源(6)的發(fā)光，從而模仿外部光通過光屏蔽裝置逃逸的效應。因此，可以(手動地或自動地)控制人造光以補償缺乏足夠的外部光，并且控制器確保人造光以被感知為外部光的方式發(fā)出。
文檔編號F21V33/00GK102770617SQ201180011759
公開日2012年11月7日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權日2010年3月2日
發(fā)明者D.C.范德蘭斯, L.L.D.范德珀伊 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司