(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
日光の外観を提供する照明システムであって、
ワイド光ビームを放射する複数の光エミッタと、
複数の光学素子と、
を含み、
前記複数の光学素子の少なくともサブセットの各光学素子が、前記複数の光エミッタの各光エミッタに関連付けられることにより、対を形成し、
各対について、
一対のうちの光エミッタが、前記一対のうちの光学素子に対し、第１の相対位置に配置される場合、前記光エミッタ及び前記光学素子は、ワイド光ビームを放射し、
前記一対のうちの前記光エミッタが、前記一対のうちの前記光学素子に対し、第２の相対位置に配置される場合、前記光学素子は、平行光ビームを得るために、ワイド光ビームの光の一部を平行にし、また、少なくとも、平行光ビームの外側の発光角において青色発光を得るために、所定のスペクトル範囲内のワイド光ビームの光の別の一部を吸収する、照明システム。
【請求項２】
晴天日日光モード又は曇天日日光モードで動作するように前記照明システムを制御するコントローラを更に含み、前記照明システムは、前記晴天日日光モードでは、前記第２の相対位置に配置された光エミッタを作動させ、また、前記照明システムは、前記曇天日日光モードでは、前記第１の相対位置に配置された光エミッタを作動させる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記光エミッタは、制御信号の受信に呼応して、前記第１の相対位置と前記第２の相対位置との間で移動可能であり、前記コントローラは、前記制御信号を生成する、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記複数の光エミッタの第１のサブセットは、その関連付けられた光学素子に対し、前記第１の相対位置に配置され、前記複数の光エミッタの第２のサブセットは、その関連付けられた光学素子に対し、前記第２の相対位置に配置され、前記コントローラは、前記照明システムが、曇天日日光モードで動作しなければならない場合、前記第１のサブセットの前記光エミッタを制御して発光させ、また、前記照明システムが、晴天日日光モードで動作しなければならない場合、前記第２のサブセットの前記光エミッタを制御して発光させる、請求項２に記載の照明システム。
【請求項５】
前記光エミッタは、前記第１の相対位置と前記第２の相対位置との間で移動可能であり、前記照明システムは、前記照明システムのユーザに、前記複数の光エミッタの少なくともサブセットを、前記第１の相対位置から前記第２の相対位置に移動させたり、前記第２の相対位置から前記第１の相対位置に移動させ、又は、前記複数の光エミッタの前記サブセットを、前記第１の相対位置又は前記第２の相対位置に配置するように、前記複数の光学素子の少なくともサブセットを移動させる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
前記複数の光学素子は、光伝達キャビティを含み、各光伝達キャビティは、光出射窓と、前記光伝達キャビティに向く壁とを含み、前記壁は、青色スペクトル範囲において光反射性であり、
前記複数の光エミッタは、関連付けられた光学素子の前記光伝達キャビティ内に配置され、
特定の光エミッタの前記第１の相対位置は、前記光伝達キャビティの前記光出射窓付近の前記特定の光エミッタの位置であり、
特定の光エミッタの前記第２の相対位置は、前記光伝達キャビティ内の異なる位置であって、前記異なる位置は、前記光出射窓から離間され、前記異なる位置において、前記特定の光エミッタは、前記壁に向かって部分的に発光する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
前記光伝達キャビティは、円筒型光伝達路、前記光出射窓に向かって先細になる円錐型キャビティ、又は、湾曲形状を有するキャビティである、請求項６に記載の照明システム。
【請求項８】
各光学素子は、ライトガイド部と凹部とを含み、各ライトガイド部は、前記凹部に向く光入射窓を有し、また、前記ライトガイド部の第１の側に配置された前記ライトガイド部の光出射窓と、前記第１の側とは反対の前記ライトガイド部の第２の側に配置された光出力構造体とを含み、各凹部は、前記ライトガイド部の前記第１の側にある光出射窓を含み、前記ライトガイド部の前記第２の側から前記第１の側の方向に延在し、
前記複数の光エミッタは、関連付けられた光学素子の前記ライトガイド部の前記凹部内に配置され、
特定の光エミッタの前記第１の相対位置は、前記凹部の前記光出射窓付近の位置であり、
特定の光エミッタの前記第２の相対位置は、前記凹部内の異なる位置であり、前記異なる位置は、前記凹部の前記光出射窓から離間され、前記ライトガイド部は、前記特定の光エミッタによって放射された光の一部を、前記光入射窓を介して捕捉し、
前記光出力構造体は、前記ライトガイド部の前記光出射窓を通る青色発光を得るために、特定のスペクトル範囲内で光反射性であり、及び／又は、前記ライトガイド部の少なくとも一部が、前記ライトガイド部の前記光出射窓を通る青色発光を得るために、前記特定のスペクトル範囲内で光透過性である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
請求項１に記載の照明システムを含む照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工日光を提供する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人々の日常生活における日光の重要性が認識されてから久しい。日光は、我々のバイオリズムに影響を与え、例えばビタミンの生成を促す。日光の見た目と雰囲気とを与える人工日光を提供する光源が開発されている。既知の人工日光光源は、高輝度光源、調整可能な色温度、及び（例えば昼夜のリズムを促すための）低速ダイナミックに主に重きが置かれている。しかし、人工日光光源のこれらのパラメータが提供する日光の外観には限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、より優れた日光の外観を提供する照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様は、請求項１に記載される照明システムを提供する。本発明の第２の態様は、請求項９に記載される照明器具を提供する。有利な実施形態は、従属項に定義される。
【０００５】
本発明の第１の態様による、日光の外観を提供する照明システムは、複数の光エミッタと複数の光学素子とを含む。複数の光エミッタのうちの光エミッタは、ワイド光ビームを放射する。複数の光学素子の少なくともサブセットの各光学素子が、複数の光エミッタの各光エミッタに関連付けられることにより、対を形成する。各対について、次のことが該当する。即ち、一対のうちの光エミッタが、当該一対のうちの光学素子に対し、第１の相対位置に配置される場合、光エミッタ及び光学素子は、ワイド光ビームを放射し、一対のうちの光エミッタが、当該一対のうちの光学素子に対し、第２の相対位置に配置される場合、光学素子は、平行光ビームを得るために、ワイド光ビームの光の一部を平行にし、また、光学素子は、少なくとも、平行光ビームの外側の発光角において青色発光を得るために、所定のスペクトル範囲内のワイド光ビームの光の別の一部を吸収する。
【０００６】
本発明の第１の態様による照明システムは、日光の２つの重要な特性を有する光を放射することができる。晴天日では、日光は、主に、直射白色光からなり、青色光がより多く拡散される。特定の光エミッタが、第２の相対位置に配置される場合、平行光ビームが直射日光に相当する光を提供し、平行光ビームの外側の青色発光は、青空の見た目と雰囲気とを提供する。太陽に雲がかかっている場合、日光は平行光ビームで放射されず、複数の発光角から受け取られ、これは、ワイド光ビームの場合に該当する。したがって、第１の相対位置に配置された光エミッタは、曇天日の日光に相当する光を放射する。したがって、照明システムは、晴天日の日光条件にかなり匹敵する光を放射する可能性を提供し、且つ、曇天日の日光条件にかなり匹敵する光を放射することができる。したがって、本照明システムは、当技術分野において知られている人工日光光源よりも優れた日光の外観を提供することが可能である。
【０００７】
対のうちの光エミッタの第１の相対位置及び第２の相対位置は、対応する対のうちの光学素子に対する、当該対のうちの光エミッタの物理的な場所である。なお、光エミッタは、光エミッタ、光学素子又は両方を移動することによってその相対位置に位置付けられる。更に、第１の相対位置は、第２の相対位置とは異なる位置である。
【０００８】
光エミッタはワイド光ビームを放射する。各光ビームは、当該光ビームの中心軸に対し最大発光角を有する。任意選択的に、ワイド光ビームの最大発光角は、４５度より大きい。任意選択的に、ワイド光ビームの最大発光角は、６０度より大きい。平行光ビームは、光エミッタによって放射されるワイド光ビームの最大発光角より少なくともかなり小さい異なる最大発光角を有する。任意選択的に、平行光ビームの当該異なる最大発光角は、光エミッタによって放射される光ビームの最大発光角の半分未満である。任意選択的に、平行光ビームの当該異なる最大発光角は、光エミッタによって放射される光ビームの最大発光角の３分の１未満である。
【０００９】
光エミッタによって放射される光は、白色光である。これは、白色光の波長分布は、白色光の色点が色空間の黒体線上の色点である又はそれに近い色点であるような波長分布であることを意味する。黒体線上にある色点を有する光は、人間の裸眼によって、冷白色から暖白色の光の範囲内にあるものとして認識される。直射日光も白色光であり、色空間の黒体線に近い又はその上の色点を有する。直射日光は、時刻及び大気条件によっても、冷白色と暖白色との間で変化する。
【００１０】
１つの光学素子及び１つの光エミッタからなる各対は、同じ効果を提供する。つまり、光エミッタの相対位置に応じて、発光は、ワイド光ビームであるか、又は、平行光ビームの少なくとも外側の青色発光と組み合わされた平行光ビームである。したがって、光学素子は、互いに類似しており、また、互いに同一である。
【００１１】
なお、各対は、少なくとも１つの光エミッタと少なくとも１つの光学素子とを含む。任意選択的に、２つの光エミッタが１つの光学素子に関連付けられ、又は、２つの光学素子が単一の光エミッタに関連付けられる。
【００１２】
任意選択的に、光エミッタと光学素子からなる一対の光エミッタは、ワイド光ビーム、平行光ビーム、及び、少なくとも平行光ビームの外側の発光角における青色発光との組み合わせである発光を得るために、第１の相対位置と第２の相対位置との間の別の相対位置を有する。３つ以上の相対位置があることによって、曇天日から晴天日の間の状況に適合する様々な日光の外観が作り出される。
【００１３】
任意選択的に、照明システムは更に、晴天日日光モード又は曇天日日光モードで動作するように照明システムを制御するコントローラを含む。照明システムは、晴天日日光モードでは、第２の相対位置に配置された光エミッタを作動さる。また、照明システムは、曇天日日光モードでは、第１の相対位置にある光エミッタを作動させる。
【００１４】
したがって、コントローラは、照明システムの動作モードを変更できるので、提供される日光の外観は、太陽と共に移動する雲の知覚及び／又は曇天日並びに晴天日の知覚も含む。したがって、このオプションは、より優れた及びより現実的な日光の知覚を提供する。照明システムの動作モードの制御は、例えば予めプログラムされたシーン、又は、センサデータ、天気情報若しくは任意の他のタイプの入力データに基づいて自動的に行われる。
【００１５】
任意選択的に、コントローラは、晴天日日光モードと曇天日日光モードとの間である混合モードで動作するように照明システムを制御する。
【００１６】
任意選択的に、光エミッタは、制御信号の受信に呼応して、第１の相対位置と第２の相対位置との間で移動可能である。コントローラが、当該制御信号を生成する。
【００１７】
したがって、制御信号は、照明システムが曇天日日光モードで動作しなければならない場合、光エミッタの大部分が第１の相対位置になければならないことを示す。更に、制御信号は、照明システムが晴天日日光モードで動作しなければならない場合、光エミッタの大部分が第２の相対位置になければならないことを示す。任意選択的に、制御信号は、照明システムが曇天日日光モードで動作しなければならない場合、すべての光エミッタが第１の相対位置になければならないことを示し、また、制御信号は、照明システムが晴天日日光モードで動作しなければならない場合、すべての光エミッタが第２の相対位置になければならないことを示す。
【００１８】
照明システムは、光エミッタを、対応する第１の相対位置と対応する第２の相対位置との間で移動するマイクロアクチュエータを含んでもよい。したがって、晴天日日光モードと曇天日日光モードとの違いは、光エミッタを、それらの関連付けられた光学素子に対して移動することによって生まれる。したがって、動作モード間の区別は、空間領域でなされる。
【００１９】
任意選択的に、光エミッタの第１のサブセットが、その関連付けられた光学素子に対し、第１の相対位置に配置され、光エミッタの第２のサブセットが、その関連付けられた光学素子に対し、第２の相対位置に配置される。コントローラは、照明システムが、曇天日日光モードで動作しなければならない場合、第１のサブセットの光エミッタを制御して発光させ、また、照明システムが、晴天日日光モードで動作しなければならない場合、第２のサブセットのうちの光エミッタを制御して発光させる。したがって、光エミッタは、コントローラに既知である相対位置を有し、コントローラは、晴天日日光モードでは第２のサブセットの光エミッタのみが制御され、曇天日日光モードでは第１のサブセットの光エミッタのみが制御されるように、当該知識に従って光エミッタを制御する。したがって、晴天日日光モードと曇天日日光モードとの違いは、光エミッタのグループをサブセットに分割することによって生まれる。したがって、動作モード間の区別は、電気的領域でなされる。なお、光エミッタは、照明システムの製造時に、それらの特定の相対位置に提供されてもよいし、又は、任意選択的に、ユーザが、各光エミッタについて、その関連付けられた光学素子に対する特定の相対位置を選択できてもよい。
【００２０】
任意選択的に、曇天日日光モードでは、第１のサブセットの光エミッタのみが発光するように制御され、晴天日日光モードでは、第２のサブセットの光エミッタのみが発光するように制御される。
【００２１】
任意選択的に、光エミッタは、第１の相対位置と第２の相対位置との間で移動する。照明システムは、照明システムのユーザに、光エミッタの少なくともサブセットを、第１の相対位置から第２の相対位置に移動させたり、第２の相対位置から第１の相対位置に移動させ、又は、光エミッタのサブセットを、第１の相対位置又は第２の相対位置に配置するように、光学素子の少なくともサブセットを移動させる。本発明のこのオプションは、ユーザに、照明システムを働かせたいモードを選択する可能性を提供する。光エミッタがそれらの第１の相対位置に移動される場合、曇天日の光に関連するワイド光ビームが放射される。光エミッタがそれらの第２の相対位置に移動される場合、平行光ビーム及び当該平行光ビームの外側の青色発光が放射される。平行光ビーム及び青色発光は、晴天日の日光に類似する。照明システムは、ユーザが、光エミッタをそれらの相対位置間で移動することを可能にする移動手段を含む。例えば全ての光エミッタを移動する又は光学素子を移動する機械的構造体を含む。
【００２２】
任意選択的に、光学素子は、光伝達キャビティを含む。各光伝達キャビティは、光出射窓と、光伝達キャビティに向く壁とを含む。壁は、青色スペクトル範囲において光反射性である。光エミッタは、関連付けられた光学素子の光伝達キャビティ内に配置される。特定の光エミッタの第１の相対位置は、光伝達キャビティの光出射窓付近の位置である。光伝達キャビティの光出射窓付近であるということは、ワイド光ビームが、光伝達キャビティの壁に当たることなく、周囲環境へと放射されることを意味する。
【００２３】
特定の光エミッタの第２の相対位置は、光伝達キャビティ内の異なる位置である。当該異なる位置は、光出射窓から離間され、また、当該異なる位置において、特定の光エミッタは、壁に向かって部分的に発光する。したがって、第２の相対位置は、光出射窓付近ではない。光エミッタが第２の相対位置にある場合、光の一部が壁に衝突する。壁に衝突しない光の別の一部は、平行光ビームへと平行にされる。壁に衝突する光の当該一部は、平行光ビームの外側の発光角を有する。壁は、青色光を反射し、この結果、平行光ビームの外側の発光角における青色発光が得られる。壁は更に、青色発光があらゆる可能な発光角において得られるように、拡散させるように反射性であってよい。
【００２４】
光エミッタが、光出射窓付近の第１の相対位置にある場合、光は平行にされず、また、青色スペクトル範囲内で反射されないため、光エミッタによって放射されるままに、ワイド光ビームが、光出射窓を介して放射される。
【００２５】
任意選択的に、光伝達キャビティは、円筒型光伝達路、光出射窓に向かって先細になる円錐型キャビティ、又は、湾曲形状を有するキャビティである。光伝達路は、製造が比較的容易であり、光学素子の比較的安価な解決策である。湾曲形状の例としては、放物面型集光器又は複合放物面型集光器が挙げられる。光伝達キャビティの様々なオプションは、光エミッタが第１の相対位置にある場合、光エミッタの光ビームは平行にされず、光エミッタが第２の相対位置にある場合、光は部分的に平行にされ、且つ、平行光ビームの少なくとも外側における青色発光に部分的に変換されるような形状にされなければならない。
【００２６】
任意選択的に、各光学素子は、ライトガイド部と凹部とを含む。各ライトガイド部は、凹部に向く光入射窓と、ライトガイド部の第１の側に配置されたライトガイドの光出射窓と、第１の側とは反対のライトガイド部の第２の側に配置された光出力構造体とを含む。各凹部は、ライトガイド部の第１の側にある凹部光出射窓を含み、ライトガイド部の第２の側から第１の側に延在する。光エミッタは、関連付けられた光学素子のライトガイド部の凹部内に配置される。特定の光エミッタの第１の相対位置は、凹部の光出射窓付近の位置である。凹部の光出射窓付近であるということは、ワイド光ビームが、凹部の壁に当たることなく、周囲環境へと放射されることを意味する。特定の光エミッタの第２の相対位置は、凹部内の異なる位置である。当該異なる位置は、凹部の光出射窓から離間される。ライトガイド部は、当該異なる特定の光エミッタが、第２の相対位置に配置される場合、特定のエミッタによって放射された光の一部を、光入射窓を介して捕捉する。光出力構造体は、ライトガイド部の光出射窓を通る青色発光を得るために、特定のスペクトル範囲内で光反射性であり、及び／又は、ライトガイド部は、ライトガイド部の光出射窓を通る青色発光を得るために、特定のスペクトル範囲内で少なくとも部分的に光透過性である。
【００２７】
したがって、第２の相対位置は、光出射窓付近ではない。したがって、光エミッタが、光学素子に対し第２の相対位置にある場合、当該光エミッタは、当該光エミッタによって放射された光の一部が、凹部の光出射窓へ直接伝達され、したがって、当該光が平行光ビームとなり、また、当該光エミッタによって放射された光の一部が、ライトガイド部によって捕捉されるように、凹部内の特定の場所にある。ライトガイド部自体が青色透過性であり、又は、光出力構造体が青色反射性であり、この結果、捕捉された光は、特定の場所において、青色光に変換される。出力構造体は、ライトガイド部の光出射窓を介して光を出射し、一般に、この光は、複数の発光方向、したがって、平行光ビームの外側の発光角において出射される。しがたって、晴天日に相当する有利な発光が得られる。第１の相対位置では、光エミッタは、主に、凹部の光出射窓を介して、照明システムの周囲環境へと光を放射するので、ワイド光ビームが周囲環境へと放射される。この発光は、曇天日の日光に相当する。
【００２８】
なお、凹部は、ライトガイド部の片側からライトガイド部のもう片側に延在する光伝達路であって、薄いフォイル、光エミッタ、又は照明システムの別の手段のみが、凹部の光出射窓ではない、光伝達路の特定の側をシールする凹部であってよい。
【００２９】
なお、ライトガイド部の一部は、青色発光が得られるように、特定のスペクトル範囲内で光透過性であってよい。例えばライトガイド部の光入射窓が、当該特定のスペクトル範囲内で透過性である。任意選択的に、ライトガイド部全体が、当該特定のスペクトル範囲内で光透過性である。
【００３０】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による照明システムを含む照明器具が提供される。当該照明器具は、照明システムの様々なオプションの実施形態と同じ特徴及び利点を提供する。
【００３１】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態を参照すれば明らかとなろう。
【００３２】
当業者であれば、本発明の上記オプション、実施態様、及び／又は態様のうちの２つ以上を任意の有用と思われる方法で組み合わせてもよいことは理解できよう。
【００３３】
説明されたシステムの改良及び変更に対応するシステムの改良及び変更は、当業者によって、本説明に基づき実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の第１の態様による照明システムを概略的に示す。
【図２】図２は、照明システムの一実施形態の断面を概略的に示す。
【図３】図３は、コントローラを含む照明システムの一実施形態の断面を概略的に示す。
【図４】図４は、光伝達キャビティ内で光エミッタを手動で移動する手段を含む照明システムの一実施形態の断面を概略的に示す。
【図５ａ】図５ａは、青色透過性のライトガイド部を含む照明システムの一実施形態の断面を概略的に示す。
【図５ｂ】図５ｂは、青色反射出力構造体を有するライトガイド部を含む照明システムの一実施形態の断面を概略的に示す。
【図６ａ】図６ａは、晴天日日光動作モードにある照明システムを含む照明器具を概略的に示す。
【図６ｂ】図６ｂは、曇天日日光動作モードにある照明システムを含む照明器具を概略的に示す。
【００３５】
なお、様々な図面において同じ参照符号で示されるアイテムは、同じ構造上の特徴及び同じ機能を有するか、又は、同じ信号である。そのようなアイテムの機能及び／又は構造が説明されている場合、詳細な説明においてその説明を繰り返す必要はない。
【００３６】
図面は完全に概略であり、縮尺通りではない。特に明瞭とするために、一部の寸法は、大幅に拡大されている。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１に、第１の実施形態が示される。図１は、本発明の第１の態様による照明システム１００を概略的に示す。照明システム１００は、複数の光学素子１０２、１０４、１１６と、複数の光エミッタ１０６、１１０、１１２とを含む。光エミッタは、比較的ワイド光ビーム（つまり、実際には、当該光ビームの最大発光角はワイド光線の中心軸に対して約６０度である）を放射する。各光エミッタ１０６、１１０、１１２は、光学素子１０２、１０４、１１６のうちの１つに関連付けられる。照明システム１００では、光エミッタ１１０は、光学素子１０２に関連付けられ、光エミッタ１１２は、光学素子１１６に関連付けられ、光エミッタ１０６は、光学素子１０４に関連付けられる。光エミッタ１０６、１１０、１１２は、関連付けられた光学素子１０２、１０４、１１６に対し２つ以上の相対位置に配置される。図１の概略図では、光エミッタ１０６は、その関連付けられた光学素子１０４に対し、第１の相対位置に位置付けられ、光エミッタ１１０は、その関連付けられた光学素子１０２に対して第２の相対位置に位置付けられる一方で、第１の相対位置１０８は空いている。光エミッタ１１２は、その光学素子１１６に対して第１の相対位置に位置付けられる一方で、第２の相対位置１１４は使われていない。上述したように、光エミッタは更に、別の相対位置、例えば直射日光に部分的に関連し、曇天日の日光に部分的に関連する発光が得られるように、各第１の相対位置と各第２の相対位置との間に配置される。
【００３８】
特定の光エミッタが、第１の相対位置１０８にある場合、光エミッタ１１０、１１２、１０６のワイド光ビームは、照明システム１００の周囲環境へと放射される。特定の光エミッタが、第２の相対位置１１４にある場合、光エミッタ１１０、１１２、１０６によって放射された光ビームの一部は、平行光ビームとなるように平行にされ、当該光ビームの光の一部は、少なくとも、平行光ビームの外側の発光角において青色発光に変換される。したがって、光エミッタ１０６、１１０、１１２が第１の相対位置にある場合、比較的ワイド光ビームが放射される。このような光ビームは、曇天日の日光に相当する。また、光エミッタ１０６、１１０、１１２が第２の相対位置にある場合、２つの発光、即ち、比較的細い平行光ビームと比較的広い（ワイド）青色発光とが生じる。このような光は、晴天日の日光に相当する。
【００３９】
なお、図１は完全に概略図である。図１は、第１の相対位置と第２の相対位置とが、図１の平面では、異なる位置であることを示唆するように見えるが、第１の相対位置及び第２の相対位置は、図１の平面において異なるのではなく、別の次元において異なってもよい。
【００４０】
図２は、照明システム２００の一実施形態の断面を概略的に表す。照明システムは、ハウジング２０８を含み、ハウジング２０８は、それぞれ青色反射壁２０４と光出射窓２１４とを有する複数の光伝達路２０６を含む。光伝達路２０６内には、光エミッタ２０２、２１０、２１２が提供される。これらの光エミッタは、例えば比較的ワイド光ビームとなるように白色光を放射する発光ダイオードである。光エミッタ２０２、２１０、２１２は、光ビームの中心軸２１８に対して最大発光角α１で光を放射する。光エミッタ２０２、２１０、２１２は、光伝達路２０６内で移動可能である。最大発光角α１は比較的大きく、例えば４５度より大きい。
【００４１】
光エミッタ２１２は、その関連付けられた光伝達路２０６に対し、第１の相対位置に位置付けられる。第１の相対位置は、光出射窓２１４に近い。この第１の位置では、光エミッタ２１２によって放射される光ビームの光線は、光伝達路の壁２０４又はハウジング２０８の任意の他の面にも衝突しない。したがって、（最大発光角α１を有する）ワイド光ビームが、照明システム２００の周囲環境へと放射される。光線２１６が、最大発光角α１で放射された光線である。なお、中心軸２１８の方向は、平行光ビームが放射される方向である。
【００４２】
光エミッタ２０２、２１０は、それらの関連付けられた光伝達路２０６に対し、第２の相対位置に位置付けられる。第２の相対位置は、光出射窓とは反対側の光伝達路の端である。光エミッタ２１０について概略的に示されるように、光エミッタ２１０によって放射された光の一部は、光出射窓２１４へと直接伝達され、平行光ビームとして、周囲環境へと放射される。平行光ビームは、光エミッタ２０２、２１０、２１２のワイド光ビームの最大発光角α１よりかなり小さい別の最大発光角α２を有する。光エミッタ２１０によって放射された光の別の一部は、壁２０４に衝突し、衝突光の非青色成分は壁によって吸収され、青色成分は反射される。このことは、例えば青色壁に衝突する光線２２０によって示され、また、平行光ビームの外側に青色光線２２２として放射される。
【００４３】
上述したように、光エミッタは、白色光を放射する発光ダイオードである。他の実施形態では、光エミッタは、小型化された従来の白熱光源又は小型化されたハロゲンランプである。更に、光エミッタは、白色発光を得るために特定の色の組み合わせを放射するルミネッセンス材料を有する発光ダイオードであってもよい。
【００４４】
図３では、照明システム３００の別の実施形態の断面が概略的に示される。照明システム３００は、ハウジング２０８が追加の手段、即ち、コントローラ３０４と３つのアクチュエータ３０２、３０６、３０８とを含む点以外は、図２の照明システム２００と同様である。各アクチュエータ３０２、３０６、３０８は、光エミッタ２０２、２１０、２１２のうちの１つに機械的に結合され、各アクチュエータ３０２、３０６、３０８は、対応する光エミッタ２０２、２１０、２１２を、第１の相対位置から第２の相対位置まで、またその反対にも移動することができる。アクチュエータ３０２、３０６、３０８は、コントローラ３０４から制御信号を受け取る。制御信号は、どの位置に、光エミッタ２０２、２１０、２１２が、アクチュエータ３０２、３０６、３０８によって移動されなければならないのかを示す。コントローラ３０４は、照明システム３００が曇天日日光モードで動作しなければならない場合、光エミッタ２０２、２１０、２１２を第１の相対位置へと制御し、照明システム３００が晴天日日光モードで動作しなければならない場合、光エミッタ２０２、２１０、２１２を第２の相対位置へと制御する。コントローラ３０４は、例えば照明システム３００が動作しなければならないモードを示す電子入力を受け取るか、コントローラは、特定の場所の日光状況がシミュレートされる日光シミュレーションモデルを有するか、又は、コントローラは、天候情報を電子的に受け取り、屋外の日光条件に従う。
【００４５】
なお、コントローラ３０４は、光エミッタ２０２、２１０、２１２のオン及びオフ状態も制御する。コントローラ３０４は、例えば放射強度が下げられるべき場合は、幾つかの光エミッタ２０２、２１０、２１２をオフに切り替える。コントローラ３０４は、照明システム３００が曇天日日光モードで動作しなければならない場合、第１の相対位置に移動された光エミッタ２１２のみをオンに切り替え、また、コントローラ３０４は、照明システム３００が晴天日日光モードで動作しなければならない場合、第２の相対位置に移動された光エミッタ２０２、２１０のみをオンに切り替える。
【００４６】
図４では、照明システム４００の更なる実施形態の別の断面が概略的に示される。照明システム４００は、照明システム３００と同様ではあるが、光エミッタ４０８の移動が異なる方法で行われる。ハウジングは、経路４０２を含む。経路４０２内には棒４０４が提供され、当該棒４０４は、光伝達路内に提供された光エミッタ４０８に接続される。すべての棒４０４が、共通棒４０６に接続され、当該共通棒４０６は、光エミッタ４０８を第１の相対位置から第２の相対位置に又はその反対に移動させるようにユーザによって使用される。本実施形態は、ユーザに、照明システム４００が動作しなければならない動作モードを選択させる。別の実施形態では、ユーザが各光エミッタ４０８の相対位置を個別に制御できるように、共有棒４０６がない。
【００４７】
図５ａは、照明システム５００の別の実施形態を示す。図示される断面は、ハウジング５０８とライトガイド部５０４とを含む照明システム５００を示す。照明システム５００は更に、凹部５０６を含む。各凹部５０６は、光出射窓５２１を含み、当該光出射窓を通り、白色光が、照明システム５００の周囲環境へと放射され、各凹部５０６内に、光エミッタ５１０、５２４、５１６が提供される。ライトガイド部５０４は、青色透過材料で作られ、凹部５０６に面する光入射窓５２３を有する。ライトガイド部５０４は更に、ライトガイド部の光出射窓５０７の反対側に提供される光出力構造体５０２を含む。
【００４８】
各光エミッタ５１０、５１６、５２４は、白色光の光ビームを放射する。当該光ビームは、比較的広く、また、発光ビーム５２２の中心軸に対し比較的大きい最大発光角β１を有する。最大発光角β１は、例えば６０度より大きい。図示される構成では、２つの光エミッタ５１０、５１６が、ライトガイド部５０４に対して第２の相対位置に配置され、１つの光エミッタ５２４が、ライトガイド部５０４に対して第１の相対位置に配置されている。
【００４９】
第１の相対位置は、凹部５０６の光出射窓５２１付近の位置である。図５ａに示されるように、光エミッタ５２４が第１の相対位置に配置される場合、放射された光ビームは、照明システム５００のどの手段によっても遮られず、完全な光ビームが周囲環境に放射される。
【００５０】
光源５１０、５１６の第２の相対位置は、凹部の端付近の位置であり、凹部の端は、凹部の光出射窓５２１とは反対側である。光源５１０、５１６によって放射される光ビームは、任意の歪みなく、凹部の光出射窓５２１に向かって部分的に伝達され、したがって、白色光の平行光ビームが、凹部の光出射窓５２１を通り放射される。当該平行光ビームは、光ビーム５２２の中心軸に対し最大発光角β２を有し、当該最大発光角β２は、少なくとも、最大発光角β１より小さい。光源５１０、５１６によって放射された光ビームの一部は、凹部５０６の壁に衝突する。凹部５０６の壁は、ライトガイド部５０４の光入射窓５２３であるため、当該光は、ライトガイド部５０４によって捕捉される。このことは、例えば光線５１８について示される。ライトガイド部は、青色透過性であり、したがって、捕捉された光の非青色成分は吸収され、青色光は、ライトガイド部内に透過される。このことは、例えば青色光線５２０となる光線５１８について示される。青色光線５２０が、出力構造体５０２に衝突すると、青色光線５２０は、照明システム５００の周囲環境へと放射されるように、ライトガイドの光出射窓５０７に向かって反射される。図５ａに示されるように、青色光は、白色光の平行光ビームの外側の発光角で周囲環境に放射される。光出力構造体５０２は更に、拡散させるように反射性であってよく、これにより、光出力構造体５０２に衝突する光は散乱され、この結果、複数の発光角で出力される。
【００５１】
照明システム５００は更に、晴天日日光モード又は曇天日日光モードで照明システムを動作させるコントローラ５１４を含む。コントローラ５１４は、光エミッタ５１０、５２４、５１６に結合され、当該光エミッタ５１０、５２４、５１６に信号を提供する。当該信号は、各光エミッタ５１０、５１６、５２４が動作しなければならないか否かを示す。任意選択的に、当該信号は、光エミッタ５１０、５１６、５２４が動作しなければならない強度を示す。照明システム５００が、晴天日日光モードで動作しなければならない場合、第１の相対位置に配置された光エミッタ５２４のみが、発光するように制御される。照明システム５００が、曇天日日光モードで動作しなければならない場合、第２の相対位置に配置された光エミッタ５１０、５１６のみが、発光するように制御される。このために、照明システム５００は、晴天日の日光に相当する光と、曇天日の日光に相当する光との間で切り替わることが可能である。
【００５２】
コントローラ５１４は、各光エミッタ５１０、５１６、５２４の相対位置に関する入力を受け取る。例えばユーザが光エミッタ５１０、５１６、５２４の相対位置を選択する場合、ユーザは、光エミッタ５１０、５１６、５２４の相対位置に関する入力をコントローラ５１４に提供する。具体的な実施形態では、照明システム５００は、光エミッタ５１０、５１６、５２４の実際の相対位置を感知する位置センサを含む。位置センサは、コントローラ５１４に結合され、光エミッタ５１０、５１６、５２４の相対位置に関する情報をコントローラ５１４に提供する。
【００５３】
なお、照明システム５００の実施形態は、照明システム３００の態様と組み合わされてもよい。例えば照明システム５００は、光エミッタ５１０、５１６、５２４に結合されることで光エミッタ５１０、５１６、５２４を別の相対位置に移動できるアクチュエータを含む。コントローラ５１４は、照明システム３００の実施形態に従ってアクチュエータを制御する。
【００５４】
特定の光ビームを得るために光エミッタのサブセットを作動させ、別の特定の光ビームを得るために光エミッタの別のサブセットを作動させる考えはよく知られている。国際特許公開公報ＷＯ２００８／１５２５６１は、光源と光学素子とを含む照明器具を開示する。様々な光源に、様々な光ビームを得るために様々な光学素子が提供されている。特定の光学素子を有する光源は、特定の光ビームを放射するようにオンに切り替えられる。様々な光源によって放射される色も様々である。なお、当業者であれば、当該国際特許公開公報ＷＯ２００８／１５２５６１は参考にしないであろう。というのは、当該特許出願は、人工日光光源の分野に関連するものではなく、ビーム形状の適応を可能にする照明システムの分野に関連するものだからである。更に、当該特許出願の開示は、当業者に、光源はその光学素子に対し同じ位置にあるべきであり、かつ、光学素子は、個々の光源のビームが必要なビーム形状を得られるように様々であるべきことを教示している。当該特許出願の教示内容は、本特許出願の教示内容とは異なる。公開された当該特許出願は更に、様々な色を放射する様々な光源を使用して様々な色が放射されることを教示する一方で、本特許出願の本発明によれば、光エミッタが第２の相対位置に配置される場合に、スペクトル範囲の一部又は放射された光の一部が吸収されて青色発光が得られる。
【００５５】
図５ｂでは、図５ａの照明システム５００に類似する代替照明システム５５０が示される。しかし、照明システム５５０のライトガイド部５５４は、青色透過性ではなく、白色光を透過する。ライトガイド部５５４は、青色反射性の出力構造体５５２を含む。これは、出力構造体は、それらに衝突する光の非青色成分を吸収し、青色成分のみを反射することを意味する。このことは、凹部の壁の１つに衝突し、ライトガイド部５５４によって捕捉された光線５１８によって表される。ライトガイド部５５４内では、光線５５８は、最初は、捕捉される前と同じスペクトル分布を有する。出力構造体５５２に衝突後、光の青色成分のみが反射され、青色光線５６０が、ライトガイドの光出射窓に向かって透過され、この結果、青色光が、照明システム５５０の周囲環境へと放射される。
【００５６】
図６ａは、部屋６００の内部を概略的に示す。本発明の第１の態様による照明システム（図示せず）を含む円筒型照明器具６０６が、部屋６００の天井６０４から懸架される。
【００５７】
図６ａの場合、照明システムは、晴天日日光動作モードで動作する。照明器具６０６は、部屋６００の床６１０上に円形のフットプリント６１２を有する白色光の平行に向けられた光ビーム６０８を放射する。室内にいる人は、当該発光を直射日光と認識する。照明器具６０６は更に、平行に向けられた光ビーム６０８の外側で少なくとも複数の方向において青色光６０２を放射する。したがって、平行に向けられた光ビーム６０８内にいない人が照明器具６０６を見た場合、その人は、照明器具６０６を、晴天日の青空に相当する青色の表面として認識する。
【００５８】
図６ｂでは、照明器具６０６の照明システムは、曇天日日光モードで動作する。照明器具の発光は、比較的ワイド光ビームで放射される白色光を含む。当該ワイド光ビームの中心軸に対する最大発光角α１は、例えば６０度より大きい。当該光は、室内の人には、曇天日の光として認識される。
【００５９】
なお、図示される照明器具６０６の形状は、複数の可能な形状のうちのほんの一例である。（細長い）箱型の照明器具又は六角形の箱型の照明器具といった他の形状も選択されてよい。
【００６０】
なお、上記実施形態は、本発明を説明するものであって制限するものではなく、また、当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態をデザイン可能であることに留意されたい。
【００６１】
請求項において、括弧内の任意の参照符号は、当該請求項を限定するものと解釈されるべきではない。「含む」との動詞とその活用形の使用は、請求項に記載される要素又はステップ以外の要素又はステップを排除するものではない。冠詞「ａ」又は「ａｎ」で示される要素は、当該要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェア手段によって、又は、適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてよい。幾つかの手段を列挙する装置クレームでは、これらの手段のうちの幾つかは、全く同一のハードウェアアイテムによって具現化されてもよい。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるからといって、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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