專利名稱：照明設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及照明設備、照明方法和用于控制照明設備的計算機程序。
背景技術：
WO 2006/007301A1公開了一種照明設備，其包括光源、包括輸出表面的光導、布置 在光源和光導的輸出表面之間的發射材料以及布置在發射材料和光導的輸出之間的干涉 反射器。光源發射具有第一光學特性的光。發射材料在使用具有第一光學特性的光照射時 發射具有第二光學特性的光。干涉反射器基本上透射具有第二光學特性的光且基本上反射 具有第一光學特性的光。該照明設備具有照明配置是固定的且不能容易修改的缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種照明設備、照明方法和用于控制該照明設備的計算機程 序，其中照明配置可以更容易地修改。在本發明的第一方面中，提供一種照明設備，該照明設備包括-激光源，用于發射激光，-第一激光修改單元，用于修改激光的光學特性，所述第一激光修改單元位于第一 位置，-第二激光修改單元，用于修改激光的光學特性，所述第二激光修改單元位于第二 位置，-激光分布修改單元，用于將引導到第一和第二激光修改單元至少之一上的激光 分布從第一激光分布修改為不同于該第一激光分布的第二激光分布。本發明基于以下認知如果激光源的激光被引導到分別位于第一和第二位置的第 一和第二激光修改單元至少之一上，且如果激光分布修改單元將引導到第一和第二激光修 改單元至少之一上的激光分布從第一激光分布修改為不同于第一激光分布的第二激光分 布，則可以容易地修改照明配置。例如，第一激光分布可以對應于僅引導到第一激光修改單 元上的激光，且第二激光分布可以對應于僅引導到第二激光修改單元上的激光。因為第一 和第二激光修改單元分別位于第一和第二位置，通過將激光分布從第一激光分布修改為第 二激光分布而修改照明配置。此外，因為激光源提供激光，激光束具有高能量密度屬性，光 能可以在相對大的距離上傳輸到第一和第二激光修改單元至少之一，同時光能被約光束為 極小的光束直徑。激光束位置中的小偏移，例如，幾分之一毫米的小偏移可能就足以修改引 導到第一和第二激光修改單元至少之一上的激光分布。激光源、位于第一位置的第一激光 修改單元、位于第二位置的第二激光修改單元、以及用于將引導到第一和第二激光修改單 元至少之一上的激光分布從第一激光分布修改為第二激光分布的激光分布修改單元的組 合因而允許對照明配置進行容易的修改。第一和第二位置優選地不同。此外，照明設備可以包括若干第一和/或若干第二 激光修改單元，且激光分布可以修改為若干第一和/或若干第二激光分布，即，本發明不限于僅兩個激光修改單元或僅兩個激光分布。第一和第二激光修改單元適合于修改引導到這些單元上的激光的光學特性。可 以通過第一和/或第二激光修改單元修改的光學特性例如是光的光譜分布、其準直度、方 向、強度和/或光束圖形。引導到第一和第二激光修改單元至少之一上的光的光譜分布和 其他屬性例如可以通過發光材料修改，在激光被引導到發光材料上時該發光材料發射冷光 (luminescent light)。因而可以使用諸如有機或無機磷光體的發光材料通過全部或部分 轉換而修改激光的光譜以及另外其他特性。在一個實施例中，可以由第一和第二激光修改 單元至少之一產生的光束圖形例如是圖片或文字。激光分布單元優選地包括光學元件，該光學元件允許將引導到第一和第二激光修 改單元至少之一上的激光分布從第一激光分布修改為不同于第一激光分布的第二激光分 布。這些光學元件例如是光束分離器、鏡、偏振旋轉器等。第一和第二激光修改單元可以彼此相鄰布置，使得對于看到源于第一和第二激光 修改單元的光的人，光看上去從相同的位置發射。在另一實施例中，第一和第二激光修改單 元其中之一或形成第一組的若干第一和第二光修改單元可以位于第一位置，且第一和第二 激光修改單元中另一個或另一組第一和第二激光修改單元可以位于第二位置，其中第一和 第二位置彼此并不靠近，使得人們可以區分來自第一位置的光和來自第二位置的光。例如， 在一個實施例中，第一位置位于房間的天花板中，位于桌子上方以用于基本上僅僅照射該 桌子，且第二位置位于房間中間的天花板中以用于照射房間的較大部分。第一和第二位置 之間的距離優選地大于1厘米，更優選地大于10厘米且甚至更優選地大于1米。相鄰激光 修改單元之間的距離優選地小于1厘米，優選地小于0. 5厘米，且優選地小于1毫米。在一個實施例中，如果照明設備位于房間的天花板中，房間優選地包括中間天花 板，在該中間天花板和位于該中間天花板之上的另一天花板之間形成空間。該中間天花板 優選地包括可以打開的瓦片，且該另一天花板優選地是混凝土天花板。照明設備優選地布 置在由中間天花板和另一天花板限定的空間內，使得可能位于房間內的人們不能接觸激 光。尤其是，照明設備可以包括安全機制，該安全機制以這樣的方式適合于使得如果中間天 花板的瓦片打開則激光源關閉。引導到第一和第二激光修改單元至少之一上的激光分布優選地限定這些單元中 每一個單元怎樣被激光照射，例如，激光可以僅被引導到第一激光修改單元上，可以僅被引 導到第二激光修改單元上，或者引導到第一和第二激光修改單元上。第一和第二激光分布優選地是靜態激光分布，S卩，激光分布并不連續地不停修改， 例如，光束不連續掃描顯示器中的若干像素，而是激光分布以第一或第二激光分布保持預 定時間，該預定時間優選地大于0. 5秒，優選地大于1秒，優選地大于30秒且優選地大于1 分鐘。優選地，第一和第二激光修改單元適合于不同地修改激光的光學特性。這允許通 過將激光分布從第一激光分布修改為第二激光分布來修改來自第一和第二激光修改單元 至少之一的光的光學特性。因而可以容易實現照明配置的進一步修改。還優選地，第一和第二激光修改單元至少之一包括發光材料，用于在激光被引導 到該發光材料上時發射冷光。冷光具有不同于激光的一個或若干波長的一個或若干波長。 激光和冷光的光譜分布可以對應于單個波長或若干波長。
優選地，第一激光修改單元包括第一發光材料，用于在激光被引導到該第一發光 材料上時發射第一冷光，而第二激光修改單元包括第二發光材料，用于在激光被引導到該 第二發光材料上時發射第二冷光，且第一和第二冷光的光譜分布不同。特別是，第一和第二 冷光具有不同的顏色或不同的色溫。在優選實施例中，照明設備可以包括用于產生具有可 修改顏色的光的至少一個彩色單元，其中彩色單元包括第一和第二發光材料的至少兩種發 光材料，且激光分布修改單元適合于調節引導到至少兩個發光材料其中之一上的激光強度 與引導到至少兩個發光材料其中另一上的激光強度的比率，而激光強度的不同比率對應于 不同的第一和第二激光分布，該至少兩個發光材料其中之一發射的冷光的光譜分布不同于 該至少兩個發光材料其中另一發射的冷光的光譜分布。這允許通過將激光分布從第一激光 分布修改為第二激光分布，尤其通過修改引導到第一和第二兩個發光材料至少之一上的激 光強度與引導到第一和第二兩個發光材料其中另一上的激光強度之間的比率，修改由彩色 單元發射的光的顏色。在一個實施例中，通過將激光形成的激光點從一個發光材料移動到 另一發光材料來確定引導到第一和第二發光材料至少之一上的激光強度與引導到第一和 第二發光材料其中另一上的激光強度之間的比率。在該過程中，激光點可以僅位于這些發 光材料其中之一上或者位于二者上。通過移動激光點，可以修改第一和第二發光材料上激 光照射的面積從而控制由彩色單元發射的光的顏色和/或色溫。激光分布修改單元優選地不包括吸收元件。優選地僅通過修改激光源的功率修改 由光源產生的激光的總強度。還優選地，第一激光分布包括引導到第一和第二激光修改單元至少之一上的激光 強度分布，該強度分布不同于第二激光分布的引導到第一和第二激光修改單元至少之一上 的激光強度分布。因為例如通過使用偏振方向旋轉器，與偏振光束分離器、可旋轉反射器和 電介質組合的半波片，基于電浸潤原理具有可控透射和反射光束操縱器的可切換反射器以 及電泳單元，可以容易地修改強度分布，通過修改激光強度分布，激光分布可以容易從第一 激光分布修改為第二激光分布。在優選實施例中，激光分布修改單元適合于僅修改引導到 第一和第二激光修改單元至少之一上的激光強度分布。在另一實施例中，如上參考彩色單 元所述，通過將引導到至少兩個激光修改單元上的激光點從一個激光修改單元移動到另一 激光修改單元，使得激光點位于這些激光修改單元之一或二者上，從而修改激光分布。還優選地，激光分布修改單元包括用于將激光分離為引導到第一激光修改單元上 的第一光束和引導到第二激光修改單元上的第二光束的至少一個光束分離單元，其中該至 少一個光束分離單元以這樣的方式適合于使得第一和第二光束至少之一的強度能夠修改。 第一和/或第二光束可以分別直接或者經由至少一個光學元件(諸如重定向元件或重定向 單元，例如，鏡)引導到第一和/或第二激光修改單元上。為了修改第一和第二光束至少之 一的強度，光束分離單元優選地包括強度修改元件，該強度修改元件為例如偏振轉換器或 者偏振旋轉器。例如，半波片可以相對于偏振激光束的偏振方向旋轉，改變激光的偏振狀 態，且最終改變偏振的方向。以這樣的方式，入射到偏振光束分離器的激光可以完全在光束 分離方向其中一個或另一方向中發送。在光例如為橢圓偏振的中間狀態中，可以修改光束 分離方向之一中的激光強度與光束分離方向其中另一方向中的激光強度之間的比率。替代 半波片，還可以使用用于修改激光偏振的其他元件，例如，用于調節激光的偏振狀態和方向 的電學雙折射模式的液晶單元。而且，扭曲向列配置中的液晶單元可用于修改偏振。如果6使用強度修改元件，該元件優選地位于第一和/或第二光束中。通過使用該光束分離單元， 激光分布可以容易地從第一激光分布修改為第二激光分布，且可以容易地修改照明配置。還優選地，激光分布修改單元包括用于將激光分離成第一和第二光束的若干光束 分離單元，其中第一和第二激光修改單元至少之一被分配給光束分離單元至少之一，光束 分離單元適合于將光束分離單元至少之一的第一光束引導到分配給該至少一個光束分離 單元的第一和第二激光修改單元至少之一，且將至少一個光束分離單元的第二光束引導到 另一光束分離單元，該至少一個光束分離單元以這樣的方式適合于使得第一和第二光束至 少之一的強度能夠修改。這允許若干光束分離單元沿一條線布置，其中激光從第一光束分 離單元引導到第二光束分離單元，依此類推。因為至少一個光束分離單元的第一和第二光 束至少之一的強度能夠修改，引導到分配給光束分離單元的激光修改單元上的激光分布可 以容易地修改，由此修改照明配置。每個光束分離單元優選地適合于修改第一和第二光束 至少之一的強度，這允許很多不同第一和第二激光分布之間的激光分布的修改。尤其是，如 果可以連續修改強度，則可以在被認為優選地是靜態的第一和第二激光分布的不同激光分 布的連續統一體之間修改激光分布，即如果達到所需的激光分布，即所需的第一或第二激 光分布，則激光分布在上述預定時間期間保持不變。還優選地，第一和第二激光修改單元至少之一包括用于將引導到光束成形單元上 的光進行光束成形的光束成形單元。這允許通過修改引導到第一和第二激光修改單元至少 之一上的激光分布來修改光束形狀。因此，通過修改引導到第一和第二激光修改單元至少 之一上的激光分布可以容易地修改光束形狀以及因此修改照明配置。還優選地，第一激光修改單元包括用于將引導到第一光束成形單元上的光進行光 束成形的第一光束成形單元，且第二激光修改單元包括用于將引導到第二光束成形單元上 的光進行光束成形的第二光束成形單元，第一和第二光束成形單元適合于將光進行不同地 光束成形。這允許通過修改引導到第一和第二激光修改單元至少之一上的激光分布修改來 自第一和/或第二激光修改單元的光束形狀且因而修改照明配置。還優選地，第一和第二激光修改單元至少之一包括用于重定向引導到第一和第二 激光修改單元至少之一上的光的重定向單元。這允許通過修改引導到第一和第二激光修改 單元至少之一上的激光分布容易地修改來自激光修改單元至少之一的光的方向，且因而修 改照明配置。在優選實施例中，第一激光修改單元包括用于重定向引導到第一激光修改單元上 的光的第一重定向單元，且第二激光修改單元包括用于重定向引導到第二激光修改單元上 的光的第二重定向單元，該第一和第二重定向單元適合于將光重定向到不同方向。這允許 通過修改引導到第一和第二激光修改單元至少之一上的激光分布修改來自第一和第二激 光修改單元至少之一的光束的方向，且因而修改照明配置。激光分布修改單元優選地以這樣的方式適合于使得它可以調節引導到第一激光 修改單元上的激光強度與引導到第二激光修改單元上的激光強度之間的比率，使得第一激 光修改單元僅在第一激光分布中被照射，第二激光修改單元僅在第二激光分布中被照射， 并且使得兩個或更多第一和第二激光修改單元同時在另一激光分布中被照射，其中引導到 第一激光修改單元上的激光強度與引導到第二激光修改單元上的激光強度之間的比率可 以修改。不同比率優選地對應于不同激光強度分布。
還優選地，照明設備包括激光修改單元傳感器，用于確定第一和第二激光修改單 元至少之一的位置；以及控制單元，用于使用預定位置控制激光分布修改單元，使得第一和 第二激光分布的激光接觸(meet)第一和第二激光修改單元至少之一。這允許例如對激光 修改單元至少之一的位置進行手動修改，在該位置照明設備仍可操作。在優選實施例中，照明設備還包括人存在傳感器，用于確定人是否在照明設備附 近存在；以及控制單元，用于根據人是否在照明設備附近存在的確定來控制照明設備。還優 選地，人存在傳感器適合于確定人是否在照明設備附近移動，在這種情況下，控制單元適合 于根據人是否在照明設備附近移動的確定來控制照明設備。照明設備例如位于房間中，其 中照明設備的附近為例如靠近該發光設備的房間中的區域，或者整個房間被認為在照明設 備附近。這允許使得照明配置適合于人們在照明設備附近(尤其是照明設備所處房間內) 的移動或存在。在本發明的另一方面中，提供一種照明方法，該照明方法包括以下步驟-從激光源發射激光，-將激光引導到第一激光修改單元和第二激光修改單元至少之一上，所述第一激 光修改單元位于第一位置且適合于修改激光的光學特性，所述第二激光修改單元位于第二 位置且適合于修改激光的光學特性，-借助激光分布修改單元，將引導到該第一和第二激光修改單元至少之一上的激 光分布從第一激光分布修改為不同于該第一激光分布的第二激光分布。在本發明的另一方面，提供一種計算機照明程序，其包括計算機代碼裝置，當計算 機程序在控制照明設備的計算機上運行時，該程序代碼裝置促使如權利要求1限定的照明 設備實施如權利要求14限定的照明方法的步驟。應當注意，權利要求1的照明設備、權利要求14的照明方法以及權利要求15的照 明計算機程序具有如從屬權利要求中限定的類似和/或相同的優選實施例。還應當注意，本發明的優選實施例備選地可以是從屬權利要求與相應獨立權利要 求的任意組合。


從此后描述的實施例中，本發明的這些和其他方面是顯然的并參考此后描述的實 施例得到闡述。在附圖中圖1通過舉例的方式示意性示出照明設備的實施例，圖2通過舉例的方式示意性示出照明設備的另一實施例，圖3通過舉例的方式示意性示出包括光束分離單元和重定向單元的照明設備的 另一實施例，圖4通過舉例的方式示意性示出光束分離單元之一，圖5通過舉例的方式示意性示出重定向單元，圖6至8通過舉例的方式示意性示出不同的重定向元件，圖9至13通過舉例的方式示意性示出照明設備的不同其他實施例，以及圖14通過舉例的方式示出照明方法的實施例的流程圖。8
具體實施例方式圖1通過舉例的方式示意性示出包括用于發射激光3的激光源2的照明設備1的 實施例。照明設備1還包括位于第一位置且適合于以產生修改光的方式修改激光光學特性 的第一激光修改單元7。例如，如果第一激光修改單元7包括第一發光材料，則在激光3、5 引導到第一發光材料上時發射第一冷光9，其中第一冷光9的光譜分布不同于激光3、5的光 譜分布。照明設備1還包括位于第二位置且適合于以產生修改光10的方式修改激光光學 特性的第二激光修改單元8。例如，如果第二激光修改單元8包括第二發光材料，則在激光 3、6引導到第二發光材料8上時發射第二冷光10，其中第二冷光10的光譜分布不同于激光 3、6的光譜分布。照明設備1還包括激光分布修改單元4，用于將如圖1中由兩個箭頭5、6示出的引 導到第一和第二激光修改單元7、8至少之一上的激光分布從第一激光分布修改為不同于 第一激光分布的第二激光分布。在該實施例中，第一和第二激光分布是靜態激光分布。第一修改光9和第二修改光10的光譜分布優選不同。這允許通過修改引導到第 一和第二激光修改單元7、8上的激光5、6的強度比率來修改由第一和第二激光修改單元7、 8轉換的特別是由第一和第二發光材料發射的光9、10的顏色。激光分布修改單元4與特別 是包括第一和第二發光材料的第一和第二激光修改單元7、8的組合因而可以被認為是用 于產生具有可修改顏色的光的彩色單元。圖2通過舉例的方式示意性示出根據本發明的照明設備801的另一實施例。除了激光源2、激光分布修改單元4以及第一和第二激光修改單元7、8，照明設備 801包括用于確定第一和第二激光修改單元7、8至少之一位置的激光修改單元傳感器802、 使用確定的位置以第一和第二激光分布的激光接觸第一和第二激光修改單元7、8至少之 一的方式控制激光分布修改單元的控制單元803以及用于確定人是否在照明設備801附近 存在的人存在傳感器804。在該實施例中，控制單元803還適合于根據人是否在照明設備附 近存在的確定來控制照明設備，特別是激光源2和/或激光分布修改單元4。在該實施例中，激光修改單元7、8至少之一的位置可以例如手動變更，其中激光 修改單元7、8至少之一的新位置可以通過激光修改單元傳感器802確定。控制單元803 可以以這樣的方式控制激光分布修改單元4 激光分布從第一激光分布修改為第二激光分 布，其中第二激光分布的光仍接觸在變更位置的第一和第二激光修改單元7、8至少之一。 激光修改單元的位置因而可以通過耦合到激光修改單元傳感器803的激光分布修改單元 識別和跟蹤，使得激光跟蹤且入射在激光修改單元上。激光修改單元傳感器例如是用于確定激光修改單元位置的紅外(IR)傳感器、激 光雷達(Lidar)傳感器、超聲波傳感器和/或射頻識別(RFID)傳感器。人存在傳感器804適合于確定人是否在照明設備附近存在，尤其是是否在照明設 備所處的房間中存在。人存在傳感器804還可適合于確定人是否在照明設備附近移動。這 允許根據人的存在或人的某一行為修改照明配置。照明設備802因而可用作背景智能照明 系統。圖3通過舉例的方式示意性示出根據本發明的照明設備101的另一實施例。照明設備101包括用于發射激光4的激光源2。照明設備101還包括用于將激光4分離為至少第一和第二光束的兩個光束分離單元11。來自光束分離單元11的光被引導 到激光修改單元82、94上。光束分離單元11的實例在圖4中更詳細地示意性示出。在圖4中，激光3被引導到光束分離器17上，該光束分離器17將激光3分離為 第一光束20和第二光束19。第一光束20被引導到激光修改單元82、94上，激光修改單元 82、94可以被認為是第一激光修改單元或第二激光修改單元且分配給相應的光束分離單元 11。如果第一光束20分別被引導到激光修改單元82或94上，則激光修改單元82或94發 射修改光15。第二光束19被引導到另一光束分離單元11上或者被引導到將第二光束引導 到另一激光修改單元18上的重定向單元12上。備選地，第二光束19可以被直接引導到另 一激光修改單元上。在圖4中，光束分離單元11還包括用于修改第一和第二光束相對于彼此的相對強 度的可調節半波片16。這例如通過使用位于偏振光束分離器17前面的可調節半波片實現， 使得光在碰撞光束分離器之前經過半波片。在該實施例中，借助半波片通過修改或調節光 的偏振狀態或偏振方向可以修改第一和第二光束相對于彼此的強度。替代半波片，可以使 用其他偏振轉換器或偏振旋轉器。替代偏振光束分離器鏡17，可以使用其他偏振光束分離元件，諸如光束分離立方 體或可切換鏡。在圖5中通過舉例的方式示意性示出重定向單元12的實施例。在該實施例中，重定向單元12包括重定向元件80，該重定向元件80重定向入射激 光81到激光修改單元18上而不分離該入射激光18(在該實施例中，該激光是光束分離單 元11的第二光束)，該激光修改單元18產生修改光13且尤其在激光引導到激光修改單元 18上時發射冷光，且該激光修改單元18分配給重定向單元12。鏡80可以被諸如反射棱鏡 的其他重定向元件代替。在另一實施例中，重定向單元80可以省略且入射激光81可以被 直接引導到發光材料82上用于發射冷光13。在其他實施例中，重定向元件可以是例如可旋轉以使得光的反射角度變化的旋轉 鏡。旋轉鏡的實例在圖6中示意性示出。在另一實施例中，重定向元件可以是旋轉玻璃板， 該旋轉玻璃板的實例在圖7中示意性示出且可以以這樣的方式旋轉光的方向和/或光的 平行偏移被修改。重定向元件還可以是液晶元件，其實例在圖8中示意性示出。通過在設 置有透明電極(未示出)的透明基板90、91之間放置楔形透明層92和液晶材料93獲得該 重定向元件。當應用電場時，液晶分子的取向可以變更，由此改變液晶的有效折射率以用于 改變光的方向。通過修改光束分離單元11至少之一中的相對強度可以修改引導到激光修改單元 上的激光的分布，由此修改照明設備10的照明配置。在該實施例中，光束分離器17是根 據入射到光束分離器上的激光的偏振來分離光的偏振光束分離器。借助半波片16或者允 許修改光的偏振的其他光學元件，通過修改碰撞到光束分離器上的光的偏振狀態或偏振方 向，因而可以修改第一和第二光束之一的強度相對于第一和第二光束其中另一個的強度。 不同激光修改單元18、82、94優選地不同地修改光，例如，不同激光修改單元可以包括發射 不同冷光的不同發光材料。例如，發光材料可以發射具有不同波長的光。光束分離單元11 和可選的重定向單元12可用于修改引導到激光修改單元上的激光分布。光束分離單元11 和可選的重定向單元12因而組成激光分布修改單元。10
半波片16優選地通過電學和/或機械裝置修改，該電學和/或機械裝置可用于自 動地控制半波片，尤其是用于根據預定調度或手動地修改不同的預定激光分布之間的激光 分布。盡管在上文描述并參考圖3示出的實施例中，照明設備且尤其是激光修改單元包 括若干光束分離單元11和重定向單元12，但在其他實施例中，照明設備可以僅包括一個光 束分離單元和/或僅包括一個重定向單元。而且，在另一實施例中，照明設備可以包括不同 數目的光束分離單元和/或重定向單元。光束分離單元11和/或重定向單元12可以包括外殼，光束分離單元和重定向單 元的相應組件布置且優選地安裝在該外殼中。圖9通過舉例的方式示意性示出照明設備201的另一實施例。照明設備201包括發射激光3的激光源2，該激光3被引導到若干光束分離單元 11和重定向單元12上。激光3被引導到若干光學開關40上，若干激光修改單元95、96、97 被分配給每個光學開關40。在該實施例中，每個激光修改單元95、96、97分別包括發光材料 24,25,26和光束成形器21、22、23。發光材料M、25J6優選地是吸收具有某一光譜分布的 激光且發射光譜分布不同于該激光的光譜分布的冷光的材料。在其他實施例中，發光材料 24,25,26可以被不改變激光光譜分布的透明材料代替。然而，透明材料例如可以通過散射 改變激光的方向。在其他實施例中，在激光修改單元中不存在發光材料且也不存在透明材 料。光學開關40適合于將激光3重定向到分配給相應光學開關的激光修改單元95、96、97 其中一個、若干或全部上。而且，光學開關40優選地適合于修改引導到激光修改單元95、 96,97至少之一上的激光強度的比率。在該實施例中，光束成形器21、22、23不同地成形由相應發光材料發射的光束。特 別是，光束成形器21產生具有最小發散的光束形狀，光束成形器22產生具有中等發散的光 束形狀，且光束成形器23產生具有最大發散的光束形狀。激光32以如下方式引導到發光 材料M上由發光材料M發射的冷光具有較小發散的光束形狀。激光33以這樣的方式引 導到發光材料25上光束成形器22產生具有中等發散的光束形狀，且激光34以這樣的方 式引導到發光材料沈上光束成形器23產生具有最大發散的光束形狀四。在圖9的右手 邊，激光35和激光36以如下方式同時引導到發光材料M和沈上產生冷光的光束形狀， 該形狀是具有小發散的光束形狀和具有大發散的光束形狀的組合。因而可以通過將激光直 接或者經由可以散射激光的發光或透明材料引導到光束成形器21、22、23其中一個或若干 個上而修改光束形狀。光束成形器優選地是微光束成形元件。光的準直度可以通過使用光束成形器修改。在一個實施例中，光學開關40、可選地分配給相應光學開關的發光材料以及可選 地附接到發光材料的光束成形器的組合可以被認為是照明設備內的單個單元。在另一實施 例中，照明設備僅包括這些單元其中之一。激光可以經由如圖9中通過舉例的方式示意性 示出的光束分離單元11和重定向單元12或者經由包括光束分離器和鏡的其他光束分離單 元和重定向單元而被直接引導到光學開關40之一或若干個上。在另一實施例中，照明設備 包括這些單元其中若干個，其數目可以不同于圖9中示出的數目。單個單元或若干單元可 以布置在單個外殼或若干外殼內。
光束分離單元11、重定向單元12和光學開關40形成用于修改引導到可以被認為 是若干第一和第二激光修改單元的激光修改單元95、96、97至少之一上的激光分布的激光 分布修改單元。圖10通過舉例的方式示意性示出照明設備301的另一實施例。照明設備301包括發射激光3的激光源2，激光3經由光束分離單元11和重定向 單元12引導到光學開關40上。三個激光修改單元44、45、46(在本實施例中為三個發光材 料44、45、46)被分配給每個光學開關40，光學開關40以這樣的方式適合于使得激光可以 引導到這些激光修改單元44、45、46其中一個、若干或全部上。特別是，每個發光材料44、 45,46可以通過使用光學開關40尋址。不同的發光材料44、45、46發射具有不同顏色即不 同光譜分布、尤其是不同波長的冷光。通過由光學開關40修改這些發光材料44、45、46上 的激光分布可以產生不同顏色，其中激光被引導到發光材料44、45、46其中之一、若干或全 部上。特別是，光學開關40適合于修改引導到分配給相同光學開關40的至少兩個發光材 料上的激光強度的比率。在本實施例中，用于成形從發光材料44、45、46發射的冷光的光束 成形器47附接到一組三個發光材料44、45、46，即一組三個激光修改單元。按如下方式，光 束41被引導到發光材料44上，光束42被引導到發光材料45上且光束43被引導到發光材 料46上在圖10所示的激光分布中，發射具有三種不同顏色的三個不同光束。優選地，通 過修改激光分布，尤其是通過調節入射到發光材料上的激光的強度，可以獲得由發光材料 發射的光的任意顏色或色溫。光學開關可以基于以本領域技術人員公知的方式布置的如下組件至少之一以提 供所需的光學開關液晶、諸如快門的電學和/或機械裝置、光束分離器、鏡等。光束成形器 例如對于光是反射的，尤其是全反射的具有內側面的錐形管，其中錐角對應于所產生光束 形狀的準直度。光束成形器還可以包括能夠以所需準直度產生所需光束形狀的拋物線反射ο光學開關、分配給相應光學開關的發光材料以及可選的分配給發光材料的光束成 形器的組合可以被認為是單個彩色單元。在一個實施例中，照明設備僅包括這些彩色單元 之一。在另一實施例中，照明設備可以包括數目可能不同于圖10中示出的三個彩色單元的 若干彩色單元。彩色單元的組件可以布置在彩色單元外殼內。光束分離單元11、重定向單元12和光學開關40可以被認為是適合于修改引導到 激光修改單元44、45、46(可被認為是第一和第二激光修改單元)至少之一上的激光分布的 激光分布修改單元。替代光束分離單元11和重定向單元12，可以使用其他光束分離元件和 重定向元件，例如簡單的鏡和光束分離器。在一個實施例中，激光分布修改單元可以僅包括 由來自光源2的激光直接照射的單個光學開關40。圖11中通過舉例的方式示意性示出照明設備的另一實施例。照明設備401包括發射激光3的激光源2，該激光3經由光束分離單元11和重定 向單元12引導到光學開關40上。照明設備401還包括若干激光修改單元51、52 (在該實 施例中，包括發光材料51、52)，在該實施例中該若干激光修改單元51、52被分配給每個光 學開關40，其中發光材料51發射的冷光具有色溫Tl，發光材料52發射的冷光具有色溫T2， Tl和T2不同。引導到發光材料51上的光束56發射具有色溫Tl的冷光53。引導到發光 材料52上的光束57發射具有色溫T2的冷光M。在圖11的右手邊，光束58被同時引導到12發光材料51、52上，由此產生冷光55。光學開關40適合于修改引導到分配給相同光學開 關40的發光材料上的光強度的比率，使得可以獲得Tl和T2之間的任意色溫。在該實施例 中，用于成形由發光材料產生的冷光的光束成形器47附接到兩個冷光材料51、52的每種組 合。該光束成形器47可以省略。在圖11中，示出在某些位置的光束56、57、58。在優選實施例中，光學開關40適合 于連續將光束從一個位置偏移到另一位置，其中在這種情況下，第一發光材料51和第二發 光材料52上被來自光學開關40的光束照射的面積的比率確定由激光修改單元即發光材料 51、52發射的光的色溫。光學開關、包括分配給光學開關的發光材料的激光修改單元以及另外可選的分配 給發光材料的光束成形器限定了彩色單元。照明設備可以包括僅僅這些彩色單元其中之一 或者數目可以不同于圖10中示出的三個這些彩色單元的若干個這些彩色單元。彩色單元 的部件可以布置在彩色單元外殼內。光束分離單元11、重定向單元12和光學開關40組成用于修改被引導到激光修改 單元至少之一上的激光分布的激光分布修改單元，在該實施例中該激光修改單元包括發光 材料51、52且可以被認為是第一和第二激光修改單元。在其他實施例中，激光可以以這樣 的方式直接引導到光學開關40上該開關可以被認為是激光分布修改單元。在另一實施例 中，照明設備可以包括不同數目的光束分離單元、可選的重定向單元、光學開關以及激光修 改單元，即發光材料51、52。圖12通過舉例的方式示意性示出照明設備的另一實施例。照明設備501包括發射激光3的激光源2，激光3經由光束分離單元11和重定向 單元12引導到光學開關40上。照明設備501還包括激光修改單元37、38、39，每個激光修 改單元分別包括發光材料62、63或65以及重定向元件61、64或66。激光修改單元37、38、 39被分配給光學開關40，該光學開關40適合于將激光引導到激光修改單元37、38、39特別 是發光材料62、63、65其中一個、若干或全部上。重定向元件61、64、66被分配給發光材料 62、63、65其中若干個，特別是分配給每個發光材料62、63、65，而不同的重定向元件被分配 給不同的發光材料62、63、65，不同發光材料62、63、65被分配給相同的光學開關，使得從分 配給相同光學開關的不同激光修改單元37、38、39的不同發光材料發射的冷光被引導到不 同方向。例如，發光材料62發射的冷光通過重定向元件61引導到方向72中，發光材料63 發射的冷光通過重定向元件64引導到方向73中，且發光材料65發射的冷光通過重定向元 件66發射到方向74中。光束67被引導到發光材料62上，該發光材料62通過重定向元件 61被引導到方向72中。光束68被引導到發光材料63上，該發光材料63發射通過重定向 元件64引導到方向73中的冷光，且光束69被引導到發光材料65上，該發光材料65發射 通過重定向元件66引導到方向74中的冷光。在圖11的右手邊，光學開關40同時將光束 70和71引導到發光材料上，使得發射冷光，該冷光被引導到分配給發光材料62、65的重定 向元件61和66的組合方向中，其中光束70、71被引導到該發光材料62、65上。借助在本 實施例中由光學開關40、光束分離單元11和重定向單元12組成的激光分布修改單元，可以 通過修改引導到激光修改單元上的激光分布來修改由發光材料發射的冷光的方向。光學開 關40可以將激光引導到分配給相應光學開關的激光修改單元的一個、若干或所有發光材 料上。而且，光學開關適合于修改引導到分配給相同光學開關的激光修改單元的至少兩個發光材料上的光束強度的比率，從而修改由發光材料61、63、65其中至少兩個發射的冷光 的方向。代替或者除了發光材料，激光修改單元可以包括其他材料或者根本不包括材料， 該其他材料優選地是非吸收材料。還優選地，該其他材料是通過散射激光來改變激光方向 的光散射材料。光學開關、分配給光學開關的發光材料以及分配給發光材料的重定向元件的組合 可以被認為是單個重定向單元。照明設備可以僅包括僅僅一個的這些重定向單元或者若干 的數目不同于圖12所示的這些重定向單元。單個重定向單元或者若干重定向單元的組件 可以布置在重定向單元外殼內。光束分離單元11、重定向單元12以及光學開關40組成用于修改引導到激光修改 單元37、38、39至少之一上的激光分布的激光分布修改單元，激光修改單元37、38、39可以 被認為是第一和第二激光修改單元。在其他實施例中，如果激光3直接被引導到光學開關 40上，則該開關可以被認為是激光分布修改單元。代替光束分離單元11和/或重定向單元 12，可以使用其他用于光束分離和重定向光束的元件，例如鏡和/或光束分離器。圖12中 示意性示出的照明設備501的實例可以包括不同數目的光束分離單元11、重定向單元12、 光學開關40、激光修改單元37、38、39、發光材料以及激光修改單元內的重定向元件。圖13中通過舉例的方式示意性示出照明設備601的另一實施例。照明設備601包括發射激光3的激光源2，該激光3經由光束分離單元11和重定 向單元12引導到光學開關40上。光學開關40適合于將激光引導到若干激光修改單元98、 99、100至少之一上，激光修改單元98、99、100均包括若干發光材料91、92、93之一以及若干 光束成形器80、81、82之一，光束成形器80、81、82引導到不同方向中且優選地附接到發光 材料91、92、93。特別是，光束成形器80、81、82被分配給且優選地附接到每個發光材料91、 92、93。如果光束76被引導到發光材料92上，則光束成形器81成形光束且將光束引導到 方向83中。如果光學開關40引導光77到發光材料91上，則冷光通過光束成形器80成形 且引導到方向84中，如果光束78被引導到發光材料93上，則產生冷光，該冷光被光束成形 器82成形且引導到方向85中。在圖12中的右手邊，光學開關40同時將激光引導到三個 發光材料91、92、93上，產生引導到方向86中的冷光。光學開關40可以將激光引導到分配 給相應光學開關的激光修改單元其中的一個、若干或所有發光材料上。而且，光學開關40 適合于修改引導到至少兩個不同發光材料上的激光強度的比率。可以認為是激光分布修改 單元組件的光學開關40因而可以修改激光分布，且可以通過修改該激光分布來修改由發 光材料發射的冷光的形狀和/或方向。代替發光材料91、92、93，激光修改單元98、99、100可以包括其他材料或者不包括 材料。例如，可以使用不改變激光的光譜分布而是例如通過散射改變例如其方向的材料來 代替發光材料。光學開關和激光修改單元的組合組成單個光束成形和重定向單元，該激光修改單 元優選地包括發光材料和分配給光學開關的光束成形器，其中照明設備可以包括這些光束 成形和重定向單元其中的一個或若干個，且其中光束成形和重定向單元的數目可以不同于 圖13所示的數目。單個光束成形和重定向單元或者若干光束成形和重定向單元的組件可 以布置在光束成形和重定向單元外殼內。14
在該實施例中，光束分離單元11、重定向單元12和光學開關44組成用于修改引 導到激光修改單元98、99、100至少之一上的激光分布的激光分布修改單元，激光修改單元 98、99、100可以被認為是第一和第二激光修改單元。在其他實施例中，如果激光被直接引導 到光學開關上，則該開關被認為是激光分布修改單元。在一個實施例中，激光分布修改單元 僅包括用于修改引導到若干激光修改單元至少之一上的激光分布的光學開關40。在其他實 施例中，光束分離單元11、重定向單元12、光學開關40、激光修改單元98、99、100的數目以 及發光材料91、92、93與光束成形和重定向元件80、81、82的數目可以不同于圖13中示出 的數目。可以不同于圖13所示數目的這些數目也可以為零。現在參考圖14的流程圖以舉例的方式描述照明方法的實施例。在步驟701，激光源2發射激光3。在步驟702，激光被引導到第一和第二激光修改單元至少之一上，該第一激光修改 單元7位于第一位置且適合于修改激光的光學特性。第一激光修改單元7優選地包括第一 發光材料，用于在激光3、5被引導到第一激光修改單元上時發射第一冷光9。第一冷光9的 光譜分布不同于激光3、5的光譜分布。該第二激光修改單元8位于第二位置且適合于修改 激光的光學特性。第二激光修改單元8優選地包括第二發光材料，用于在激光3、6被引導 到第二激光修改單元8上時發射第二冷光10。第二冷光10的光譜分布不同于激光3、6的 光譜分布。優選地，同時執行步驟701和702。在步驟703，由引導到第一和第二激光修改單元7、8至少之一上的激光限定的激 光分布通過激光分布修改單元4從第一激光分布修改為不同于第一激光分布的第二激光 分布。發光材料優選地是磷光體材料，尤其是有機和/或無機磷光體材料。發光材料優 選地是可以被藍光和/或紫光，尤其是被波長在405nm至470nm范圍內的光激勵的材料。 發光材料優選地將激光轉換成白光或具有不同顏色的光。發光材料優選地支撐在支撐元件 上，該支撐元件優選地是支撐板且透射由發光材料發射的冷光。支撐板優選地是玻璃板。支 撐元件優選地也是照明設備的一部分。發光材料優選地被提供為支撐元件上的發光層。如果照明設備的組件，S卩，至少激光源、激光修改單元和激光分布修改單元基本位 于相同的平面內，上述通過修改激光分布修改冷光方向優選地以這樣的方式執行冷光的 方向可以在全部邊發射、頂發射和底發射之間修改，頂和底發射限定照明設備的組件基本 所處平面之外的光發射，且全部邊發射限定該平面內冷光的方向。在上述實施例中使用諸如鏡、光束分離器、半波片等的某些光學元件。在其他實施 例中，備選地或另外地可以使用諸如光闌的其他光學元件，同時光闌的孔徑直徑可以修改， 從而修改引導到第一和第二激光修改單元至少之一上的激光的直徑。半波片可以是無源或 有源半波片，例如可以使用偏振反射器來修改引導到發光材料上的光的強度。光學元件可 以布置在位于基板或芯片上的微機電系統(MEMS)中。激光分布修改單元可以以這樣的方式適合于使得它僅包括優選地基于如圖8中 通過舉例的方式示意性示出的液晶的非移動元件。非移動元件的使用僅允許激光分布從第 一激光分布修改為第二激光分布而不移動激光分布修改單元的元件。液晶例如基于楔形液 晶元件或在液晶內形成折射率梯度的元件。
光源可以是發射激光尤其可用于以使發光材料發射冷光的方式激勵發光材料的 任意源。光源優選地是發射藍光和/或紫光的激光器。照明設備的所有組件優選地布置在外殼內。發光材料優選地以點或者圓點布置。盡管在上述實施例中照明設備包括某一數目的光學元件、諸如光束分離單元或重 定向單元的不同單元或者發光材料，但在其他實施例中光學元件、單元、發光材料以及照明 設備的其他組件的數目可以不同。當從附圖、公開和所附權利要求書的研究實踐要求保護的發明時，本領域技術人 員可以理解和達成所公開實施例的其他變型。在權利要求書中，動詞“包括”及其動詞變化的使用不排除其他元件或步驟，且不 定冠詞“一”或“一個”不排除多個。單個單元或裝置可以完成權利要求書中記載的若干項功能。在互不相同的從屬權 利要求中記載的某些措施的純粹事實并不表示不能有利地使用這些措施的組合。計算機程序可以存儲/分布在諸如光學存儲介質或固態介質這樣合適的介質上， 與其他硬件一起或作為其一部分被提供，但是也可以諸如經由因特網或其他有線或無線通 信系統以其他形式分布。權利要求書中的任意附圖標記不應解讀為限制范圍。
權利要求
1.一種照明設備，包括-激光源O)，用于發射激光(3)，-第一激光修改單元(7)，用于修改激光的光學特性，所述第一激光修改單元(7)位于第一位置，-第二激光修改單元(8)，用于修改激光的光學特性，所述第二激光修改單元(8)位于第二位置，-激光分布修改單元G)，用于將引導到第一和第二激光修改單元(7，8)至少之一上的 激光分布(5，6)從第一激光分布修改為不同于該第一激光分布的第二激光分布。
2.根據權利要求1所述的照明設備，其中該第一和第二激光修改單元(7，8)適合于不 同地修改激光的光學特性。
3.根據權利要求1所述的照明設備，其中該第一和第二激光修改單元(7，8)至少之一 包括發光材料，用于在激光引導到該發光材料上時發射冷光。
4.根據權利要求3所述的照明設備，其中該第一激光修改單元(7)包括第一發光材料， 用于在激光引導到該第一發光材料上時發射第一冷光，該第二激光修改單元(8)包括第二 發光材料，用于在激光引導到該第二發光材料上時發射第二冷光，且第一冷光(9)和第二 冷光(10)的光譜分布不同。
5.根據權利要求1所述的照明設備，其中該第一激光分布包括引導到第一和第二激光 修改單元(7，8)至少之一上的激光(5，6)的強度分布，該強度分布不同于第二激光分布的 引導到第一和第二激光修改單元(7，8)至少之一上的激光(5，6)的強度分布。
6.根據權利要求1所述的照明設備，其中該激光分布修改單元包括用于將激光(3)分 離為引導到第一激光修改單元(94)上的第一光束00)和引導到第二激光修改單元上的第 二光束(19)的至少一個光束分離單元(11)，該至少一個光束分離單元(11)以這樣的方式 適合于使得第一光束00)和第二光束(19)至少之一的強度能夠修改。
7.根據權利要求1所述的照明設備，其中該激光分布修改單元(4)包括用于將激光 (3)分離成第一光束OO)和第二光束(19)的若干光束分離單元(11)，其中該第一和第二 激光修改單元至少之一(94)被分配給該光束分離單元(11)至少之一，所述光束分離單元 (11)適合于將光束分離單元(11)至少之一的第一光束OO)引導到分配給該至少一個光 束分離單元(11)的第一和第二激光修改單元至少之一(94)，且將至少一個光束分離單元 (11)的第二光束(19)引導到另一光束分離單元，所述至少一個光束分離單元(11)以這樣 的方式適合于使得第一光束OO)和第二光束(19)至少之一的強度能夠修改。
8.根據權利要求1所述的照明設備，其中該第一和第二激光修改單元至少之一包括用 于將引導到光束成形單元01，22，2 上的光進行光束成形的光束成形單元01，22，23)。
9.根據權利要求8所述的照明設備(1)，其中該第一激光修改單元包括用于將引導 到第一光束成形單元上的光進行光束成形的第一光束成形單元(21)，且該第二激光修改 單元包括用于將引導到第二光束成形單元0 上的光進行光束成形的第二光束成形單元 (22)，所述第一光束成形單元和第二光束成形單元0 適合于將光進行不同地光束 成形。
10.根據權利要求1所述的照明設備，其中該第一和第二激光修改單元至少之一包括 用于重定向引導到所述第一和第二激光修改單元至少之一上的光的重定向單元(61 ；64 ；66)。
11.根據權利要求10所述的照明設備，其中該第一激光修改單元包括用于重定向引導 到第一激光修改單元上的光的第一重定向單元(61)，且第二激光修改單元包括用于重定向 引導到第二激光修改單元上的光的第二重定向單元(64)，所述第一重定向單元(61)和第 二重定向單元(64)適合于將光重定向到不同方向。
12.根據權利要求1所述的照明設備，還包括-激光修改單元傳感器(802)，用于確定該第一和第二激光修改單元(7，8)至少之一的 位置；以及-控制單元(803)，用于使用確定的位置，以第一和第二激光分布的激光接觸第一和第 二激光修改單元(7，8)至少之一的方式，控制該激光分布修改單元G)。
13.根據權利要求1所述的照明設備，還包括-人存在傳感器(804)，用于確定人是否在照明設備附近存在；以及-控制單元(803)，用于根據人是否在照明設備附近存在的確定，控制該照明設備。
14.一種照明方法，包括以下步驟-從激光源( 發射激光(3)，-將激光引導到第一激光修改單元(7)和第二激光修改單元(8)至少之一上，所述第 一激光修改單元(7)位于第一位置且適合于修改激光的光學特性，所述第二激光修改單元 (8)位于第二位置且適合于修改激光的光學特性，-借助激光分布修改單元G)，將引導到該第一和第二激光修改單元(7，8)至少之一上 的激光分布(5，6)從第一激光分布修改為不同于該第一激光分布的第二激光分布。
15.一種包括程序代碼裝置的計算機程序，當該計算機程序在控制照明設備的計算機 上運行時，該程序代碼裝置促使如權利要求1所述的照明設備實施如權利要求14所述的照 明方法的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種照明設備，該照明設備包括用于發射激光(3)的激光源(2)。該照明設備還包括用于修改激光的光學特性的第一激光修改單元(7)和用于修改激光的光學特性的第二激光修改單元(8)，該第一激光修改單元(7)位于第一位置，且該第二激光修改單元(8)位于第二位置。該照明設備還包括用于將引導到第一和第二激光修改單元(7，8)至少之一上的激光分布(5，6)從第一激光分布修改為不同于該第一激光分布的第二激光分布的激光分布修改單元(4)。
文檔編號F21V9/00GK102057212SQ200980120896
公開日2011年5月11日 申請日期2009年5月27日 優先權日2008年6月4日
發明者R·A·M·希克梅特, T·范博梅爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司