本發(fā)明涉及包括多個光源和光透射窗的照明單元。本發(fā)明還涉及用于提供日光感知的這樣的照明單元。

背景技術：

照明單元模擬日光或天窗的用途在本領域中是已知的。WO2013011410例如描述了一種用于獲得天窗外觀的照明元件，其包括用于發(fā)射白光的白光發(fā)射構件、用于發(fā)射藍光的藍光發(fā)射構件和菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡布置成從白光發(fā)射構件和從藍光發(fā)射構件接收光。白光發(fā)射構件布置在關于菲涅爾透鏡的第一相對位置中以校準由白光發(fā)射構件發(fā)射的光的至少部分以獲得特定方向上的準直定向光束。藍光發(fā)射構件布置在關于菲涅爾透鏡的第二相對位置中以獲得至少在準直定向光束外部的藍光發(fā)射。

技術實現(xiàn)要素：

相比于人造光，人們一般偏愛日光作為其主要光照源。普遍認識到日光在我們的日常生活中的重要性。日光已知對于人們的健康和幸福是重要的。正如今天，西方世界中的人們花費其大約＞90%的時間在室內并且通常遠離自然日光。因而，在包括家庭、學校、商店、辦公室、醫(yī)院病房和浴室的缺少自然日光的環(huán)境中，存在針對利用人造光創(chuàng)建令人信服的日光印象的人造日光源的大機會。日光外觀一般意味著在小視角處體驗白光并且在大視角處體驗藍色或泛藍光。

關于目前已知的解決方案的一個主要問題是其低光學效率，其可以容易地在50%以下。這主要是歸因于以下事實：使用吸光的光學元件，其例如選擇性地吸收較大角度處的光的非藍色分量。一些現(xiàn)有技術解決方案的其它缺點在于“藍天”的強度和白色的向下光不能被獨立地控制?，F(xiàn)有技術解決方案的又一問題是關鍵光學元件的相對較大的系統(tǒng)。然而，針對這樣的人造天窗解決方案的實際要求在于它優(yōu)選地應當不是太深，從而允許現(xiàn)有基礎設施中容易集成。另外，可以改進人造天窗概念的光學效率的先前考慮的解決方案典型地導致明顯更厚的解決方案，使得它們實際上不可行。

獨立控制（調光）藍天和白光的可能解決方案將是使用兩種LED顏色（白色和藍色），其中每一種顏色具有不同的光學器件（即白色LED具有提供向下的相對窄射束的光學器件，并且藍色LED具有提供“中空”射束的光學器件（即沒有向下光，在大角度下的藍光））。這樣的解決方案將看起來非常缺乏一致性，這是不太期望的。這可以通過使用弱漫射器來解決。但是為了實現(xiàn)均勻外觀，漫射器將必須放置在距l(xiāng)ed陣列的相當大的距離處。這可能使人造天窗解決方案（再次）不切實際地厚和龐大。

因而，本發(fā)明的一方面是提供一種可替換的照明單元，其優(yōu)選地進一步至少部分地消除上文描述的缺陷中的一個或多個。特別地，本發(fā)明的一方面是提供一種可替換的照明單元及其使用，該照明單元的光被感知為日光或天空光，諸如例如能夠生成白色（中心）射束和藍色射束，或至少比（中心）白色射束更藍，在這樣的（中心）射束的側部，諸如（完全）圍繞這樣的白色（中心）射束。

在本文中，提供了一種解決方案，其可以特別地基于顯著改進光學效率的兩個箔有微觀小面的設計。我們提出與具有有微觀小面的結構的兩個箔組合地使用不同顏色的LED（其中的一個可以提供白光）來混合和重分布出射窗處的光，使得例如獲得精細網(wǎng)格化的棋盤圖案，其被用戶感知為是均勻的。這允許以高效方式對每一種類型的LED的成角強度（即射束形狀）進行獨立控制。

因而，在第一方面中，本發(fā)明提供了一種照明單元（“單元”或“人造天窗單元”或“人造天窗設備”），其包括：第一光源和第二光源，其（每一個）被配置成提供（但）具有不同光譜分布的光源光；被配置在第一光源的下游的光透射第一光重分布窗（“第一重分布窗”或“第一上游窗”），以及被配置在第二光源的下游的光透射第二光重分布窗（“第二重分布窗”或“第二上游窗”）；被配置在第一光重分布窗和第二光重分布窗的下游的光透射重定向窗（“重定向窗”或“下游窗”）；以及可選地被配置在光透射重定向窗的下游的漫射器窗（“漫射器”），其中：（i）第一光重分布窗配置成將光透射重定向窗之上的第一光源的第一光源光重分布到所述光透射重定向窗的多個第一重定向區(qū)；并且其中第二重分布窗配置成也將光透射重定向窗之上的第二光源的第二光源光重分布到所述光透射重定向窗的多個第二重定向區(qū)；并且（ii）光透射重定向窗的第一重定向區(qū)（可選地與漫射器窗組合）配置成將所接收的第一光源光的至少部分成形為第一光束（“第一射束”）；并且光透射重定向窗的第二重定向區(qū)（可選地與漫射器窗組合）配置成將所接收的第二光源光的至少部分成形為第二光束（“第二射束”），其中第一光束和第二光束不重疊或僅部分重疊，并且其中第一光束和第二光束具有不同光譜分布。

利用本照明單元，相比于基于使用（例如用于大角度藍色射束的生成的非藍光的）吸收的光學元件的解決方案，光學效率大幅改進。另外，本解決方案允許人造藍色天窗效果和白光之間的獨立調諧，其在許多現(xiàn)有解決方案的情況下是不可能的。特別地，由于光在光透射重定向窗之上的重分布，出射窗將看起來是均勻的（給出均勻光），這對于用戶而言是令人愉悅的。同樣，照明單元僅要求小深度，鑒于將單元集成在現(xiàn)有結構中，這是所期望的。特別地，如本文所描述的照明單元可以用在室內環(huán)境中以用于為人類提供日光體驗。例如，照明單元可以用在從包括迎賓區(qū)域（諸如醫(yī)院、老年之家、飯店等）和辦公室區(qū)域以及廠房區(qū)域等的組選擇的室內環(huán)境中。然而，其它應用也是可能的（同樣參見下文），諸如在商店、購物中心等中。

假定例如中心白色射束由藍光圍繞，由照明單元發(fā)射的光可以被觀看者感知為在晴天里通過天窗或窗戶落下的直射太陽光。如果觀看者從白光光束外部的位置看向照明單元，則觀看者（基本上）看不到光束的白光并且觀看者可以看到藍光（或另一顏色，參見下文），其與人在觀看者從直射太陽光的射束外部的位置看穿天窗時看到的（藍色）天空相當。因此，照明單元可以提供被用戶體驗為建筑物的內部空間的令人愉悅的照明的天窗外觀。當人在典型的觀看角度之下（即在天窗構建到天花板中的情況下并且觀看者在大約水平的方向上正在環(huán)顧房間）看向人造天窗設備時，天窗看起來是藍色的（就像穿過窗戶看向藍天）。然而，由人造天窗設備生成的中心白色射束提供利用白光照射天窗之下（或附近）的所有對象和人們的良好質量白光。要指出的是，白色中心射束的成角范圍典型地不是在正常情形下人們看向天窗的角度（即幾乎筆直向上看）。

當直射日光或由本發(fā)明的照明單元發(fā)射的人造日光照射房間時，可以積極影響房間中的人們的安康，并且例如可以增加人們的生產力。在本文中指示為第一光源的白光發(fā)射構件發(fā)射白光，更特別地發(fā)射類似于白光的光。這意味著白光的波長分布是使得白光的色點是顏色空間的黑體線上或靠近它的色點。人類裸眼感知具有如在冷白光到暖白光的范圍中的黑體線上的色點的光。直射太陽光也是白光并且具有靠近顏色空間的黑體線或在其上的色點。直射太陽光還取決于當日時間和大氣條件而在冷白色和暖白色之間變化。要指出的是，這不意味著波長分布與直射太陽光的波長分布精確相同。由白光發(fā)射構件發(fā)射的光可以例如是一些基色的組合，其在所述組合中導致靠近黑體線或在其上的顏色空間中的色點。藍光具有在其中藍色光譜范圍中的波長相對于藍色光譜范圍外部的波長占優(yōu)勢的光譜分布，使得人類裸眼將光體驗為藍色的光。可選地，藍光發(fā)射在多個光發(fā)射方向上并且這些光發(fā)射方向的至少部分在白光束外部。

第一光源和第二光源配置成分別生成第一光源光和第二光源光。這些光源的光的光譜分布不同，諸如分別為白光和藍光，或者分別為白光和紅光。特別地，第一光源光是白色，并且第二光源光是藍色。然而，可選地，第二光源光還可以是橙色或紅色，例如以模擬日落或日出條件。同樣，第一光源不必提供白色。然而，在特定實施例中，第一光源提供白色光源光。術語“光”源可以可選地還是指多個光源。然而，當在特定實施例中多個光源被用作單個第一光源（比如RGB封裝）或單個第二光源，光發(fā)射表面布置成靠近彼此，諸如在2mm（最短距離）內。當多個光源被用作第一光源或第二光源時，這些光源可以可選地是獨立可控的（利用控制單元，同樣參見下文）。在本文中進一步地，術語“多個第一光源”或“第一光源”和“多個第二光源”或“第二光源”以及類似術語是指具有布置在交替布置中（具有相鄰光源之間的預定距離，參見下文）的多個這樣的源的照明單元，其中第一光源基本上全部具有相同的光譜分布，并且其中第二光源基本上全部具有相同的光譜分布。

在另外的特定實施例中，第一光源包括：（固態(tài)）光源，其特別地配置成提供藍色（固態(tài)）光源光；以及波長轉換器，其配置成將固態(tài)光源光的部分、特別地因而藍光轉換成具有更大波長（諸如綠色、黃色、橙色和/或紅色）的波長轉換器光，由此光源光包括所述固態(tài)光源光和所述波長轉換器光。在又一實施例中，第一光源包括RGB固態(tài)光源封裝。因而，在特定實施例中，第一光源包括固態(tài)光源（諸如LED或激光二極管）。特別地，第一光源配置成生成白色光源光。可選地，第一光源是可調諧光源，其能夠提供不同顏色（但是在一個實施例中至少包括白光）。

在另外的特定實施例中，第二光源包括固態(tài)光源。在特定實施例中，第二光源配置成提供具有從藍色、綠色、黃色、琥珀色、橙色和紅色中的一個或多個選擇的顏色的光源光。可選地，第二光源可以配置成提供兩種或更多這樣的顏色（例如顏色可調諧光源）。特別地，第二光源至少配置成提供藍色（固態(tài)）光源光。因而，在特定實施例中，第二光源包括固態(tài)光源（諸如LED或激光二極管）?？蛇x地，第二光源是可調諧光源，其能夠提供不同顏色（但是在一個實施例中至少包括藍光和/或紅光，尤其是至少包括藍光）。

特別地，第一光源和第二光源配置成生成具有不同光譜分布的光，即光譜不完全在整個（可見）波長范圍之上重合。例如，第一光源生成白光（包括藍光），而第二光源基本上生成藍光（即基本上沒有除藍色范圍之外的其它光譜波長范圍中的光，諸如基本上沒有綠色、黃色和紅色光）。在藍色光譜區(qū)中，光譜可能重合，但是在其它光譜區(qū)中，存在明顯更少的重合或沒有重合。因而，光譜分布不重合，而是僅部分重合。因而，第一和第二光源能夠提供具有不同光譜分布的光，并且可以僅部分重合。特別地，第一光源光和第二光源光具有不同色點。因而，在特定實施例中第一光源配置成生成白色第一光源光，并且第二光源配置成提供藍色和紅色第二光源光中的一個或多個。特別地，照明單元還可以包括控制單元，其配置成獨立地控制第一光源和第二光源?？刂茊卧梢耘渲贸捎衫邕h程控制單元和傳感器中的一個或多個來控制，該傳感器比如是外部光傳感器或配置成感測人類行為的傳感器或時間傳感器等。通過單獨控制第一和第二光源，可以例如依據(jù)時間和/或用戶設置等來調諧日光體驗。要指出的是，當存在多個第一光源和多個第二光源時，控制單元可以特別地配置成獨立于多個第二光源來控制多個第一光源。

在本文中參照包括：（i）第一光源和第一光重分布窗以及（i）第二光源和第二光重分布窗的單元來解釋本發(fā)明?？蛇x地，照明單元可以包括多于兩個這樣的單元，每一個單元在重定向窗之上重分布它們的光。可替換地或此外，照明單元包括多個單元，每一個單元包括第一光源和第一光重分布窗、第二光源和第二光重分布窗，以及它們的（共享）重定向窗，在該重定向窗之上這些光源重分布其光源光。在這樣的實例中，可以使用單個重分布窗，其具有用于各個光源的不同重分布區(qū)。

在特定實施例中，第一光源和第二光源布置在從5-200mm范圍選擇的光源距離（LD）處，特別地在10-100mm的范圍中，諸如10-50mm。在（在最近鄰居之間）較短或較長距離的情況下，不能容易地獲得光透射重定向窗之上所要求的分布和/或兩個射束的期望角度。光源距離特別地為鄰近光源之間的最短距離。該距離可以特別地在光源的發(fā)光表面之間測量。當發(fā)光表面一般是小的（如寬度和長度那樣的尺寸≤2mm）時，還可以使用間距取代于最短距離。

如以上指出的，術語“第一光源”和/或“第二光源”可以分別是指多個第一光源和/或第二光源。因而，當在重分布窗的上游配置多個第一光源和第二光源時，光源距離（LD）從5-200mm的范圍選擇，特別地在10-100mm的范圍中。如以上指示的，這涉及最近鄰居光源之間的最短距離。第一光源和第二光源的布置特別地為交替的。因而，第一光源和第二光源（也）可以布置在棋盤圖案中。然而，其它圖案，比如六邊形布置等，也可以是可能的。然而，特別地，第一和第二光源形成規(guī)則圖案，其中相鄰光源之間的最短距離為5-200mm，如以上指示的。在非常特定的實施例中，第一光源和第二光源中的一個或多個獨立地包括具有不同光譜分布但一起分別提供具有第一光譜分布的第一光源光和具有第二光譜分布的第二光源光的光源的兩個或更多子集。在這樣的實例中，光源距離可以特別地在大約5-50mm的范圍中，甚至更特別地在5-20mm的范圍中，以便確保出射窗示出均一光。為了簡化起見，本文參照（多個）第一光源和（多個）第二光源來進一步描述本發(fā)明，每一種光源分別基本上包括單一類型的第一光源和第二光源。

在兩種（類型的）光源中的每一種的下游布置了光透射重分布窗，其分別被指示為第一光透射重分布窗和第二光透射重分布窗。這些窗在本文中還被指示為（第一和第二）上游窗，因為這些窗布置在重定向窗的上游。要指出的是，可選地，在（多個）上游窗與重定向窗之間可以布置一個或多個另外的窗和/或其它光學器件。

術語“上游”和“下游”涉及項目或特征相對于來自光生成構件（此處特別地為（多個）光源）的光的傳播的布置，其中相對于來自光生成構件的光束內的第一位置，更靠近光生成構件的光束中的第二位置是“上游”，并且更遠離光生成構件的光束內的第三位置是“下游”。

重分布窗可以是單個窗，但是具有專用于每一個光源的兩個部分。然而，也可以應用分離窗。一般而言，（多個）重分布窗與光源之間的距離對于第一光源和第一重分布窗以及第二光源和第二重分布窗的組合二者是相同的（進一步還參見下文）。在本文中，參照第一和第二重分布窗進一步解釋本發(fā)明，雖然這可以是具有與相應光源相關聯(lián)的兩個部分（重分布區(qū)）的單個窗。當應用多個第一光源和多個第二光源時，重分布窗將特別地布置在對應布置中，即光源棋盤布置和重分布窗棋盤布置。

另外，照明單元包括配置在第一光重分布窗和第二光重分布窗的下游的光透射重定向窗。因而，該重定向窗一般是單個窗，其從兩個光源接收光源光（同樣參見下文）。重定向窗在本文中還被指示為下游窗，因為它布置在重分布窗的下游。重定向窗可以在實施例中配置為出射窗；然而，在重定向窗的下游可選地可以布置一個或多個另外的窗和/或其它光學器件。

重定向窗包括多個重定向區(qū)，其可以在第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)之間區(qū)分。這些重定向區(qū)分布在重定向窗之上，特別是整個重定向窗之上。因而，第一重定向區(qū)的總數(shù)目的大約一半將配置在第二光源的下游，并且第二重定向區(qū)的總數(shù)目的大約一半將配置在第一光源的下游。第一重定向區(qū)經(jīng)由重分布窗從基本上僅第一光源接收光源光，并且第二重定向區(qū)經(jīng)由重分布窗從基本上僅第二光源接收光源光。

因而，第一光重分布窗配置成將光透射重定向窗之上的第一光源的第一光源光重分布到所述光透射重定向窗的多個第一重定向區(qū)。另外，第二重分布窗配置成將同樣在光透射重定向窗之上的第二光源的第二光源光重分布到所述光透射重定向窗的多個第二重定向區(qū)。重分布窗因而配置成重分布基本上整個重定向窗之上的第一和第二光源的光源光，雖然分別基本上僅重分布到第一和第二重定向區(qū)。重分布窗特別地配置成，與相應（多個）光源組合，均一地分布相應重定向區(qū)之上的光。

為此目的，重分布窗包括微觀小面或具有微觀小面的光學結構，同樣進一步參見下文。因而，特別地光透射第一光重分布窗可以包括第一重分布光學元件，并且光透射第二光重分布窗可以包括第二重分布光學元件，諸如這些微觀小面或具有微觀小面的光學結構。

因而，在第一階段中，第一光源和第二光源的光源光以這樣的方式偏轉，其光被重分布在重定向窗之上，其中第一重定向區(qū)基本上僅接收第一光源光并且第二重定向區(qū)基本上僅接收第二光源光。在實施例中，第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)配置在（2D）布置中，其中這些區(qū)（在整個重定向窗之上）交替。例如，在特定實施例中，第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)配置在棋盤圖案中（在整個重定向窗之上）。然而，其它圖案，比如六邊形布置，也可以是可能的。然而，特別地，第一重定向區(qū)和第二光重定向區(qū)形成規(guī)則圖案，其中特別地這些區(qū)具有本文所指示的區(qū)域（同樣參見下文）。要指出的是，在其中多個第一光源和第二光源的實施例中，重定向區(qū)的布置不一定具有與光源布置相同的對稱性。例如，光源可以布置在立方體對稱布置中，而重定向區(qū)可以具有六邊形對稱性。（多個）重分布窗如何在重定向窗之上重分布光源光的方式可以（相應地）被選擇。

重定向區(qū)應當具有允許為觀看者提供窗之上的基本上均一的光分布外觀的尺寸。因而，尺寸不應當太大，因為觀看者于是可能感知到較暗和較亮的區(qū)，這不是所期望的。另一方面，例如鑒于光源光的射束擴散，重定向區(qū)也可以不是小的。在特定實施例中，第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)具有小于2,000mm2的橫截面面積，特別地第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)具有小于20mm2的橫截面面積。特別地，重定向區(qū)具有在至少1mm2的范圍中的橫截面面積，特別地至少4mm2，諸如在1-2000mm2的范圍中，比如在4-400mm2的范圍中。橫截面面積特別地涉及具有一個或多個重定向元件（微觀小面）的區(qū)的表面積，就像它將是平坦區(qū)。因而，橫截面面積涉及平行于窗平面的橫截面的面積。例如，100cm2窗可以包括10,000個區(qū)，每一個區(qū)具有1mm2的橫截面面積，因為10,000*1mm2等于100cm2。因而，術語橫截面面積還可以涉及表面積，不考慮由于小面所致的表面不規(guī)則性，而是僅使用平行于通過窗的平面的表面積。

設備的出射窗（看起來）均一或均勻的事實是本發(fā)明的重要益處（相比于其它更標準的技術解決方案）。這通過光源和重定向窗的組合以及重定向區(qū)的尺寸來實現(xiàn)。重分布窗在相應重定向區(qū)之上分布光源光，并且由于這些區(qū)具有不太大的尺寸并且與其它區(qū)交替，因此觀看者將感知到均一的發(fā)射出射窗（即具有出射窗之上的基本上均勻強度）。

重定向窗特別地布置成提供基本上兩種類型的射束：第一光束，（基本上）基于來自第一光源的光，但是現(xiàn)在從整個重定向窗逃逸；以及第二光束，（基本上）基于來自第二光源的光，并且也從整個重定向窗逃逸。然而，這些射束在不同方向上逃逸。以此方式，第一光束和第二光束不重疊或僅部分重疊，并且第一光束和第二光束具有不同的光譜分布。具有不同光譜分布的光，比如來自第一光源的白光和來自第二光源的藍光（或紅光），在相互（非零）角度之下逃逸。因而，照明單元配置成在遠場中，諸如在照明單元的出射窗的至少5m的距離處，射束將照射部分重疊或不重疊的區(qū)域。

為此目的，重定向窗還包括微觀小面或具有微觀小面的光學結構，同樣進一步參見下文。因而，每一個第一重定向區(qū)可以包括一個或多個第一重定向光學元件，并且每一個第二重定向區(qū)可以包括一個或多個第二重定向光學元件，諸如這些微觀小面或具有微觀小面的光學結構。要指出的是，直接在例如第一光源之上的（多個）重定向區(qū)可以不包括微觀小面，因為第一光源光可能必須筆直行進，盡管為了射束的擴寬（同樣參見下文），這樣的微觀小面可以仍舊也存在于這樣的重定向區(qū)中。

第一和第二射束可以被強加特定開口角度。這可以通過小面的（特別地在重定向窗處）布置來強加。例如，兩個基本上平行的第一光源射線可以被接收和/或以（小面的）略微不同的底角從小面逃逸。由此，引入射束寬度并且可以生成射束的期望開口角度。

另外，特別地重定向窗配置成提供具有120°或更小的開口角度的所述第一光束。從照明設備發(fā)出的最終射束因而特別地具有120°或更小的開口角度。因而，可以不存在大量眩光。開口角度還可以更小，比如90°或更小。開口角度特別地關于（多個）射束的半高全寬（FWHM）來限定。

除了微觀小面調諧射束角度的用途之外，或對其可替換地，可選地照明單元還包括配置在光透射重定向窗的下游的漫射器窗（“漫射器”）。在特定實施例中，應用所述漫射器窗，并且該漫射器窗具有選自高達30°的范圍的半高全寬（FWHM），諸如至少5°。例如，可以應用具有5-20°、比如5-10°的FWHM的全息漫射器。例如，可以使用全息漫射器或其它經(jīng)設計的漫射器，即設計成漫射在經(jīng)限定的角度范圍之上的入射光的漫射器。全息漫射器在本領域中是已知的，并且例如在WO2012092465、US6285503等中描述。因而，特別地，重定向窗配置成可選地與可選漫射器窗組合來提供具有120°或更小的開口角度的所述第一光束。

可選地，在重定向窗和漫射器窗之間，可以布置一個或多個另外的窗和/或其它光學器件。另外，漫射器窗可以配置為出射窗。然而，在漫射器窗的下游可以可選地布置一個或多個另外的窗和/或其它光學器件。

兩個重分布窗和重定向窗特別地在透射模式中配置。因而，來自光源的光穿過這些窗。特別地，這些窗（重分布窗、重定向窗和可選地漫射器窗）包括箔。漫射器窗也可以是箔。箔可以非常薄，并且可以例如容易在光室的壁之間被拉伸。在實施例中，術語“窗”是指自支撐（透射）元件。窗特別地包括對于可見光而言透射的材料。因而，窗是光透射的。這適用于重分布窗、重定向窗，以及還有可選的另外的窗，以及還有可選的漫射器窗。

（多個）窗（或箔）（特別是重分布窗和重定向窗）的總厚度可以在0.2-20mm的范圍中，特別地0.2-5mm的范圍中，包括光學元件。（多個）窗可以具有在4mm2-50m2的范圍中的橫截面面積，盡管甚至更大可以是可能的。在特定實施例中，兩個重分布窗的總橫截面面積基本上等于重定向窗的橫截面面積。還可以應用鄰近彼此布置的窗的拼塊。窗是透射的，即光的至少部分、特別地照射窗的一側（即特別地上游側）的可見光的至少部分穿過窗并且在下游側從窗發(fā)出。這最終導致照明單元光。特別地，窗包括聚合物材料，甚至更特別地基本上由聚合物材料構成，特別地包括選自由下述構成的組中的一種或多種材料（甚至更特別地基本上由其構成）：PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）、PC（聚碳酸酯）、聚甲基丙烯酸酯（PMA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（樹脂玻璃或有機玻璃）、醋酸丁酸纖維素（CAB）、硅樹脂、聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、（PETG）（乙二醇改性聚對苯二甲酸乙二醇酯）、PDMS（聚二甲基硅氧烷）和COC（環(huán)烯烴共聚物）。然而，其它聚合物（共聚物）也可以是可能的。因而，相應窗的窗區(qū)對于（多個）光源的光的至少部分也是透射的。在特定實施例中，第一光重分布窗、第二光重分布窗和重定向窗包括聚合物箔。

進一步地，如以上指示的，重分布窗和重定向窗中的每一個可以包括微觀光學結構。微觀光學結構和固態(tài)光源看起來提供可以用于這樣的可替換照明單元的良好組合。光學結構可以例如通過激光燒蝕或通過（透明材料的；也參見下文）3D打印等可獲得。因而，光學元件可以包括兩個或更多小面，其中至少兩個小面具有相互角度（η）。另外，光學元件具有高度和寬度。光學結構可以布置在規(guī)則陣列或非規(guī)則陣列或其組合中。

光學結構可以包括配置成在全內反射（TIR）（以及然后的折射）之后將光耦合出來的光學結構?？商鎿Q地或此外，光學結構可以包括配置成在折射之后（直接）將光耦合出來的光學結構。因而，重分布和重定向屬性可以特別地由向光源光強加全內反射的光學結構提供，并且可以在內部反射之后在經(jīng)由光源光的折射向外耦合之后提供照明設備光?？商鎿Q地或此外，重分布和重定向屬性可以特別地由在沒有光學結構內的先前反射的情況下向光源光強加折射的光學結構提供，并且可以（因而）在經(jīng)由光源光的（僅）折射的向外耦合之后提供照明設備光。前者的結構在本文中還被指示為TIR結構，其中后者在本文中還被指示為折射結構。因而，TIR光學結構還可以被指示為TIR+折射光學結構。如下文指示的，光學結構還可以提供取決于光學結構的小面的底角的兩種效果。

如以上指示的，光學結構可以具有不同的小面。因而，單個光學結構可以在實施例中還經(jīng)由（首先）TIR提供經(jīng)由一個小面的向外耦合并且經(jīng)由（直接）折射提供經(jīng)由另一小面的向外耦合。特別地，光學結構至少提供經(jīng)由全內反射（特別地在距光源的光軸的較大距離處，諸如在至少等于從透射窗到光源的距離的距離處）的向外耦合功能。當在這樣的實施例中時，小面可以相對陡峭，雖然仍舊可以選擇照明設備射束的大射束開口角度范圍。例如在窗中的一個由聚碳酸酯制成的情況下，具有在大約50°-80°的范圍中、諸如在50°-70°的范圍中的底角的小面可以（經(jīng)由TIR）提供具有在＞2*0°直至2*80°的范圍中的開口角度的射束。特別地，底角從10°-80°的范圍中選擇，諸如10°-70°。下文還將對此進行進一步討論。特別地，鑒于眩光降低，（因而獲得的射束的）開口角度等于或小于2*65°，特別地在辦公室中甚至更特別地等于或小于2*60°。

特別地，光學元件具有對光源光的折射功能和全內反射功能中的一個或多個。當然，兩種類型的功能可以是可用的。另外，如上文指示的，元件可以兩個功能。例如，一個面可以僅提供折射，并且另一面示出折射作為對另一面處的反射后續(xù)影響。在又一特定實施例中，光學元件特別地具有棱柱形狀，其具有特別地在0.01-5mm的范圍中的一個或多個尺寸。

每一個窗包括多個光學元件。這些光學元件可以特別地包括棱柱元件、透鏡、全內反射（TIR）元件、折射元件、有小面的元件中的一個或多個。光學元件可以嵌入在窗中，并且可以特別地為窗側（或面）的部分，諸如特別地下游側或上游側，或下游和上游側二者。在本文中，特別地關于具有菲涅爾或折射功能的光學元件和具有全內反射功能的光學元件進一步描述光學元件。每一個光學元件可以包括一個或多個小面。光學元件（包括小面）可以布置在窗的上游側或下游側或上游側和下游側二者處。特別地，TIR元件特別地在窗的上游側是可用的，而諸如菲涅爾透鏡之類的折射元件可以布置在窗的上游和/或下游側處。

（這些元件的）小面、特別是TIR元件的小面的尺寸中的一個或多個，比如高度、寬度、長度等，可以在實施例中等于或小于5mm，特別地在0.01-5的范圍中，諸如在2mm以下，比如在1.5mm以下，特別地在0.01-1mm的范圍中。折射的菲涅爾透鏡的直徑在實施例中可以在0.02-50mm的范圍中，諸如0.5-40mm，比如1-30mm，雖然小于30mm因而（也）是可能的，比如等于或小于5mm，諸如0.1-5mm。這些小面的高度在實施例中還將在5mm以下，諸如在2mm以下，比如在1.5mm以下，特別地在0.01-1mm的范圍中。在此，術語“小面”，特別地在TIR實施例中，可以是指（基本上）平坦的（?。┟?，而術語“小面”，特別地在菲涅爾實施例中，可以是指彎曲面。因而，彎曲可以特別地在窗的平面中，但是也垂直于窗的平面（“透鏡”）。菲涅爾透鏡不必是圓的，它們還可以具有變形的圓形形狀或其它形狀。

棱柱形狀或元件可以基本上包括在相互的角度（η）之下布置并且特別地在角度（底角）之下布置（相對于穿過窗的平面＞0°并且≤90°）的兩個（基本上平坦的）小面。

在特定實施例中，第一光重分布窗、光透射第二光重分布窗獨立地包括菲涅爾透鏡，并且第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)獨立地包括菲涅爾透鏡的至少部分。在另外的實施例中，第一光重分布窗、光透射第二光重分布窗獨立地包括棱柱元件，并且第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)獨立地包括棱柱元件。因而，（i）（多個）重分布窗和（ii）重定向窗二者可以包括菲涅爾透鏡和棱柱結構（的部分）中的一個或多個。除棱柱結構之外的其它光學元件也可以是可能的。因而，光學結構可以包括具有方形小面的結構、具有六邊形小面的結構、圓錐、棱柱（使用折射）、小透鏡（使用折射）或使用（全內）反射和折射中的一個或多個的其它結構中的一個或多個。例如，可以包括柱面透鏡段（比如菲涅爾透鏡）或自由形狀透鏡段。

短語“第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)獨立地包括菲涅爾透鏡的至少部分”除其它之外是指以下事實：第一和第二重定向區(qū)交替，并且因而與第一光源結構相關聯(lián)的重定向窗中的菲涅爾透鏡可以在多個第一重定向區(qū)之上分布，所述第一重定向區(qū)與第二重定向區(qū)交替，從而創(chuàng)建利用第二重定向區(qū)中斷的菲涅爾部分。這還可以反過來用于與第二光源相關聯(lián)的重定向區(qū)。

因而，以此方式關于重分布窗和重定向窗以及可選的漫射器窗，光透射重定向窗的第一重定向區(qū)，可選地與（可選的）漫射器窗組合，被配置成將所接收的第一光源光的至少部分成形為第一光束（“第一射束”）；并且光透射重定向窗的第二重定向區(qū)，可選地與（可選的）漫射器窗組合，被配置成將所接收的第二光源光的至少部分成形為第二光束（“第二射束”），其中第一光束和第二光束不重疊或僅部分重疊，并且第一光束和第二光束具有不同的光譜分布。當例如第一射束為白光并且第二射束為圍繞第一射束的中空射束并且第二射束為藍光（和/或紅光）時，可以利用目前提出的照明單元提供上文指示的天窗體驗。

在特定實施例中，光透射重定向窗的第一重定向區(qū)，可選地與可選漫射器窗組合，被配置成提供（（當被看到時）在截面視圖中）具有第一光軸（O1）并且具有從60-150°的范圍中選擇的第一開口角度（θ1）（諸如120°）的所述第一光束。另外，在實施例中，光透射重定向窗的第二重定向區(qū)，可選地與漫射器窗組合，被配置成提供（（當被看到時）在截面視圖中）具有第二光軸（O2）并且具有從5-60°的范圍選擇的第二開口角度（θ2）的所述第二光束。特別地，第一光束的第一光軸（O1）和第二光束的第二光軸（O2）具有（（當被看到時）在截面視圖中）從45-90°的范圍選擇的相互角度（γ）。以此方式，從重定向窗或可選的漫射器下游獲得兩個射束，其在不同角度之下逃逸。如上文指示的，在實施例中，第一射束是白光，并且第二射束是圍繞第一射束的中空射束，并且第二射束是藍光（和/或紅光）。

在另外的特定實施例中，光透射第一光重分布窗包括第一重分布光學元件，光透射第二光重分布窗包括第二重分布光學元件；每一個第一重定向區(qū)包括一個或多個第一重定向光學元件，并且每一個第二重定向區(qū)包括一個或多個第二重定向光學元件；第一重分布光學元件配置成將第一光源光重定向到多個第一重定向區(qū)，第二重分布光學元件配置成將第二光源光重定向到多個第二重定向區(qū)，第一重定向光學元件可選地與可選漫射器窗組合地配置成提供具有第一光軸（O1）并且具有從60-150°的范圍選擇的第一開口角度（θ1）的所述第一光束，第二重定向光學元件配置成提供具有第二光軸（O2）并且具有從5-60°的范圍選擇的第二開口角度（θ2）的所述第二光束。

進一步看起來，為了最好的光學屬性，特別地第一重分布光學元件、第二重分布光學元件、第一重定向光學元件和第二重定向光學元件包括具有小面（f）的光學元件，小面（f）具有從10-5,000μm的范圍選擇的高度（fh）并且具有從50-80°和10-40°的范圍獨立選擇的小面（f）與層（100,200,300）的底平面所成的底角（α）。

同樣，相應窗可以不布置成太靠近或太遠離光源（在重分布窗的情況下）和太靠近或遠離重分布窗（在重定向窗的情況下）。如以上已經(jīng)指示的，光源的距離特別地從5-200mm的范圍選擇，諸如10-100mm。另外，特別地第一光重分布窗和第二光重分布窗布置在從相應光源的1-50mm的范圍選擇的第一距離（d1）處。還看起來期望的是，鑒于光學屬性，重定向窗布置在從第一光重分布窗和第二光重分布窗的1-200mm的范圍選擇的第二距離（d2）處。特別地，第一光重分布窗和第二光重分布窗中的每一個具有從25-40,000mm2的范圍選擇的橫截面面積。如以上指示的，特別地，光源是固態(tài)光源。小發(fā)光表面鑒于光學屬性而是所期望的。因而，特別地第一光源和第二光源是具有發(fā)光表面（諸如LED管芯）的（固態(tài)）光源，該發(fā)光表面具有從0.25-100mm2的范圍選擇的面積。

因而，在特定實施例中，本發(fā)明提供一種照明單元，包括第一光源、第二光源、光透射第一光重分布窗、光透射重定向窗和可選地漫射器窗，其中（i）第一光源配置成生成具有第一光譜分布的第一光源光，并且第二光源配置成生成具有與第一光譜分布不同的第二光譜分布的第二光源光，其中（a）光透射第一光重分布窗包括第一重分布光學元件，并且其中光透射第一光重分布窗配置在第一光源的下游；并且其中光透射第二光重分布窗包括第二重分布光學元件，并且其中光透射第二光重分布窗配置在第二光源的下游；（b）光透射重定向窗配置在第一光重分布窗和第二光重分布窗的下游，其中重定向窗包括多個第一重定向區(qū)和多個第二重定向區(qū)，每一個第一重定向區(qū)包括一個或多個第一重定向光學元件，并且每一個第二重定向區(qū)包括一個或多個第二重定向光學元件，其中第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)配置在（2D）布置中，其中這些區(qū)交替；（c）可選的漫射器窗配置在光透射重定向窗的下游；（d）第一重分布光學元件配置成將第一光源光重定向到多個第一重定向區(qū)，第二重分布光學元件配置成將第二光源光重定向到多個第二重定向區(qū)，其中第一重定向光學元件可選地與可選的漫射器窗組合地配置成將所接收的第一光源光的至少部分成形為具有第一光軸（O1）并且具有特別地從60-150°的范圍選擇的第一開口角度（θ1）的第一光束，其中第二重定向光學元件配置成將所接收的第二光源光的至少部分成形為具有第二光軸（O2）并且具有特別地從5-60°的范圍選擇的第二開口角度（θ2）的第二光束，并且其中第一光軸（O1）和第二光軸（O2）具有特別地從45-90°的范圍選擇的相互角度（γ）。

短語“其中第一光軸（O1）和第二光軸（O2）具有從45-90°的范圍選擇的相互角度（γ）”特別地是指在穿過射束的橫截面平面中的光軸之間的這樣的角度，其中橫截面平面與第一光軸平行布置，并且第一光軸還由該橫截面平面所包含。因而，第二射束還可以關于第一光軸來限定，如在相對于第一光軸的≥30°的角度內發(fā)現(xiàn)的，甚至更特別地≥45°，再甚至更特別地≥60°，但是特別地≤90°。在其中創(chuàng)建中心對稱射束的實施例中，中心射束、第一射束由第二射束圍繞，其中后者在相對于第一射束的第一光軸的至少30°的角度處。因而，第二射束特別地為具有在高達60°的范圍中的射束寬度并且具有在30-90°（諸如45-90°）的范圍中的相對于第一光軸的角度的射束（其中在這樣的實施例中，具有在高達45°的范圍中的射束寬度的射束）。

上文中，除其它之外，關于第一光源和第二光源描述了照明單元。然而，可以存在多個第一光源和多個第二光源。這可以允許第一光源光和第二光源光的更容易的分布，如在僅兩個光源的情況下，兩個光源特別地必須照射整個重定向窗（經(jīng)由重分布窗），而當使用更多光源時，該任務可以由多個光源共享。每一個重分布窗可以用于照射下游布置的重定向窗的部分，以及從鄰近的其它光源的重分布窗的下游布置的重定向窗的鄰近部分的部分。

因而，在另外的實施例中，本發(fā)明提供如本文所限定的照明單元，包括多個第一光源和多個第二光源，其中在從每一個第一光源的下游配置第一光重分布窗，其中在從每一個第二光源的下游配置第二光重分布窗，其中在每一個第一光分布窗的下游配置光透射重定向窗的第一部分，其中在每一個第二光分布窗的下游配置光透射重定向窗的第二部分，其中每一個第一部分和第二部分包括多個重定向區(qū)，其中第一光源和第一光分布窗配置成在其光透射重定向窗的第一部分之上并且還在光透射重定向窗的一個或多個鄰近的第二部分中的部分處重分布第一光源光，并且其中第二光源和第二光分布窗配置成在其光透射重定向窗的第二部分之上并且還在光透射重定向窗的一個或多個鄰近的第一部分中的部分處重分布第二光源光。特別地，第一光源和第二光源配置在其中光源交替的（2D）布置中。如以上指示的，第一光源和第二光源（也）可以布置在棋盤圖案或另一圖案中，比如六邊形布置等。特別地，第一和第二光源形成具有5-200mm的相鄰光源之間的最短距離的規(guī)則圖案，如以上指示的。

特別地，以此方式，第一光源和第二光源與重分布窗組合地配置成均一照射重定向窗。例如，這可以特別地在（第一或第二）重分布窗布置在從（第一或第二）光源沿光軸大約60°的圓錐內布置時使用。如以上指示的，（第一或第二）重分布窗的橫截面面積和相關聯(lián)的下游布置的重定向部分的橫截面面積基本上相同。在重分布窗布置在所述圓錐內的情況下，并且在重定向窗部分與相關聯(lián)的重分布窗大致相同大小的情況下，重分布窗可以照射相關聯(lián)的重定向窗部分以及鄰近的重定向窗部分中的部分。

照明設備可以是例如辦公室照明系統(tǒng)、家用電器系統(tǒng)、商店照明系統(tǒng)、家庭照明系統(tǒng)、劇院照明系統(tǒng)、溫室照明系統(tǒng)、園藝照明等的部分或者可以在其中應用。

本文使用的術語白色光對于本領域技術人員是已知的。它尤其涉及具有一定相關色溫（CCT）的光，所述相關色溫介于大約2000K與20000K之間，尤其是2700-20000K，對于普通照明特別地處于大約2700K和6500K的范圍內，并且對于背光照明目的特別地處于大約7000K和20000K的范圍內，并且特別地處于離BBL（黑體軌跡）的大約15 SDCM（顏色匹配的標準偏差）內，特別地處于離BBL的大約10 SDCM內，甚至更特別地處于離BBL的大約5 SDCM內。

術語“紫光”或“紫色發(fā)射”特別地涉及具有在大約380-440nm的范圍中的波長的光。術語“藍光”或“藍色發(fā)射”特別地涉及具有在大約440-490nm的范圍中的波長的光（包括一些紫色和青色色調）。術語“綠光”或“綠色發(fā)射”（包括藍綠色）特別地涉及具有在大約490-560nm的范圍中的波長的光。術語“黃光”或“黃色發(fā)射”特別地涉及具有在大約540-570nm的范圍中的波長的光。術語“橙光”或“橙色發(fā)射”特別地涉及具有在大約570-600nm的范圍中的波長的光。術語“紅光”或“紅色發(fā)射”特別地涉及具有在大約600-750nm的范圍中的波長的光。術語“粉紅光”或“粉紅色發(fā)射”是指具有藍色和紅色成分的光。術語“可見的”、“可見光”或“可見發(fā)射”是指具有在大約380-750nm的范圍中的波長的光。

例如在“基本上所有光”或者“基本上包括”中的本文使用的措詞“基本上”應當為本領域技術人員所理解。措詞“基本上”也可以包括具有“整個”、“完全”、“全部”等的實施例。因此，在實施例中，也可以移除形容詞基本上。在適用的情況下，措詞“基本上”也可以涉及90%或者更高，例如95%或者更高，特別地99%或者更高，甚至更特別地99.5%或者更高，包括100%。措詞“包括”也包含其中措詞“包括”表示“由……組成”的實施例。術語“和/或”特別地涉及在“和/或”之前和之后提及的項目中的一個或多個。例如，短語“項目1和/或項目2”以及類似短語可以涉及項目1和項目2中的一個或多個。術語“包括”在一個實施例中可以是指“由……構成”，但是在另一實施例中也可以是指“至少包含所限定的種類以及可選地一個或多個其它種類”。

另外，在說明書中和權利要求中的術語第一、第二、第三等用于區(qū)分類似元件并且未必用于描述相繼的順序或時間順序。要理解到，如此使用的術語在適當?shù)那榫诚驴苫Q，并且本文描述的本發(fā)明的實施例能夠以除本文描述或圖示的之外的其它順序操作。

除其它之外，在操作期間描述本文的設備。如本領域技術人將清楚的，本發(fā)明不限于操作方法或者操作中的設備。

應當指出的是，以上提及的實施例說明而非限制本發(fā)明，并且本領域技術人將能夠設計許多可替換實施例而不脫離隨附權利要求的范圍。在權利要求中，放置在括號之間的任何參考標記不應當解釋為限制權利要求。動詞“包括”及其詞形變化的使用不排除除權利要求中陳述的那些之外的元件或步驟的存在。元件前面的冠詞“一”不排除多個這樣的元件的存在。本發(fā)明可以借助于包括若干分立元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現(xiàn)。在枚舉若干構件的設備權利要求中，這些構件中的若干個可以由同一個硬件項體現(xiàn)。在相互不同的從屬權利要求中敘述某些措施的僅有事實不指示這些措施的組合不能用于獲益。

本發(fā)明還適用于包括在說明書中描述和/或在附圖中示出的表征特征中的一個或多個的設備。本發(fā)明還涉及包括在說明書中描述和/或在附圖中示出的表征特征中的一個或多個的方法或過程。

在本專利中討論的各種方面可以組合以便提供附加優(yōu)點。另外，一些特征可以形成用于一個或多個分案申請的基礎。

附圖說明

現(xiàn)在將僅通過示例的方式參照隨附示意圖來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中對應的參考符號指示對應的部分，并且在附圖中：

圖1A-1F示意性地描繪了照明單元的一些實施例和方面；

圖2A-2E示意性地描繪了照明單元及其元件的一些方面和變型；

圖3A-3D示意性地描繪了照明單元及其元件的一些方面和變型。

附圖未必按照比例。

具體實施方式

第一實施例可以包括如圖1A所描繪的兩個有微觀小面的箔。在該實施例中，我們使用兩個不同顏色的LED（例如白色和藍色）。該圖示出包括配置成提供具有不同光譜分布的光源光11、21的第一光源10和第二光源20的照明單元1。另外，照明單元1包括配置在第一光源10的下游的光透射第一光重分布窗100和配置在第二光源20的下游的光透射第二光重分布窗200。另外，照明單元1包括配置在第一光重分布窗100和第二光重分布窗200的下游的光透射重定向窗300，以及可選地配置在光透射重定向窗400的下游的漫射器窗400，如圖1B中示意性描繪的。重定向窗300或可選的漫射器窗400可以分別配置為出射窗。然而可選地，可以在這些窗之一的下游配置另外的窗。重分布窗100、200可以是具有專用于相應的第一光源10和第二光源20的重分布區(qū)的單個窗。

第一光重分布窗100配置成將光透射重定向窗300之上的第一光源10的第一光源光11重分布到所述光透射重定向窗300的多個第一重定向區(qū)310。同樣，第二重分布窗200配置成將也在光透射重定向窗300之上的第二光源20的第二光源光21重分布到所述光透射重定向窗300的多個第二重定向區(qū)320。為此目的，第一重分布窗100包括重分布光學元件，諸如棱柱結構和/或菲涅爾透鏡，并且第二重分布窗200包括重分布光學元件，諸如棱柱結構和/或菲涅爾透鏡。以此方式，第一光源光11和第二光源光21在分布于整個重定向窗之上的相應區(qū)分布。與第一重分布窗100相關聯(lián)的重定向窗300的部分307利用參考標記307指示（第一部分）；與第二重分布窗200相關聯(lián)的重定向窗300的部分利用參考標記307b指示（第二部分）。要指出的是，這些部分的橫截面面積可以基本上相同。還要指出的是，這些部分的橫截面面積和相關窗的橫截面面積特別地也是相同的。要指出的是，每一個光源還可以照射鄰近的重定向窗部分307的部分。在兩個光源的情況下，兩個光源可以照射整個重定向窗（即其相關的第一和第二區(qū)）。

光透射重定向窗300的第一重定向區(qū)310，可選地與漫射器窗400組合（進一步參見下文），配置成將所接收的第一光源光的至少部分成形為第一光束511；光透射重定向窗300的第二重定向區(qū)320，可選地與漫射器窗400組合（進一步參見下文），配置成將所接收的第二光源光的至少部分成形為第二光束521。重定向區(qū)310、320的各個光學元件是不可見的。然而，為了完整起見，這些在圖1A和1B中分別利用參考標記1310和1320指示。第一重定向區(qū)310和第二重定向區(qū)320可以具有在幾mm量級上的比如利用RDL指示的長度和利用RDW指示的寬度之類的尺寸。要指出的是，這些區(qū)不必是方形的，而是還可以例如是六邊形的。

如圖中所示，第一光束511和第二光束521不重疊或僅部分重疊。另外，第一光束511和第二光束521由于光源10、20的光源光的光譜分布不同的事實而具有不同的光譜分布。第一射束和第二射束的開口角度分別利用θ1和θ2指示。另外，第一射束511和第二射束521分別具有光軸O1和O2。這些光軸具有利用γ指示的相互角度。

光源10、20之間的相互距離（其還可以被指示為最短距離）利用LD指示，其特別地在5-200mm的范圍中。光源與重分布箔之間的最短距離利用參考標記d1指示。在本文中，距離d1被示意性地描繪為相同，雖然情況不一定是這樣。重分布箔100、200與重定向箔300之間的最短距離利用參考標記d2指示。光源特別地為固態(tài)光源?？蛇x地，這樣的光源可以是LED的封裝，比如RGB封裝。在這樣的實例中，這樣的LED封裝中的各LED之間的最短距離特別地等于或小于2mm。

參考標記2指示包括第一光源100、其第一重分布箔100以及第二光源（包括其第二重分布箔）的子單元。例如，照明單元1可以包括多個這樣的單元2。參考標記3指示另外的單元，其包括前述單元2，但是現(xiàn)在包括重定向箔300。再次，照明單元1可以包括多個這樣的單元3。參考標記5指示控制單元，其可以可選地包括有集成或遠程的照明單元，并且其可以特別地配置成單獨控制光源10、20。

射線在離開LED封裝時撞擊的第一箔還可以被命名為通量重分布箔。應用該箔以創(chuàng)建第二箔的全光照。當我們使用兩種類型的LED時，來自兩種類型的LED的單獨光譜應當覆蓋第二箔的完整區(qū)域，使得在第二箔的每一個位置處遞送恒定量的光（以便獲得均一出射窗）。然而，當我們使用兩種顏色時，我們可能例如要求充分小間隔的網(wǎng)狀網(wǎng)格上的交替（例如棋盤）圖案以便將其感知為均勻的。這在來自第一箔的小面的各個小射束的射束擴散上設置條件。獲得均勻光照所要求的理想強度分布是已知的，并且其角度相關性通過（1/cosθ）^3給出，例如用于在60°之下行進的光的通量與法線方向上的通量之比為因子8。角度β1指示具有關于第一光軸O1的最大角度的第一重分布窗100的下游的第一光源光10的（多個）射線之間的角度；β2指示具有關于第二光軸O2的最大角度的第二重分布窗200的下游的第二光源光20的（多個）射線之間的角度。這些角度因而特別地為60°或更小。

微觀光學設計中的典型小面大小為~50μm。如果我們應用兩個不同顏色的LED之間的~20mm（LD）的LED間隔，則第一箔在長度方向上具有可用于使射線偏轉的20/0.05=400個單獨的小面。在我們將第一箔定位在6mm的距離處的情況下并且在我們假定2mm直徑的LED面積的情況下，在LED正上方來自小面的射束擴散將為20°，而距箔的中心10mm處的小射束的射束擴散將為5°。這在圖1A中針對第一光源10指示，但是這還可以應用于第二光源。

這種射束擴散量在我們使用距第一箔~6mm的距離處的2×2mm2像素化第二箔的情況下是可接受的。在我們將接受用于第二箔的較粗糙的網(wǎng)格的情況下，我們可以甚至進一步放松射束擴散條件。增加棋盤間距可以可能地損害針對某個點處的用戶/觀察者的均勻外觀（即各個“像素”將變得可見）。

當位于LED正上方的第二箔處的像素與位于（不同顏色的）相鄰LED正方向的像素之間的間隔為20mm時，小射束的取向變成+/-2*60度。這些偏轉角度可以容易地利用第一箔處的（傾斜）小面來應對。使用傾斜小面，也可以滿足（第二箔的）均勻光照要求：為了校正朗伯源，相比于0度，我們必須使用第一箔的表面積的8倍來照射在60度之下的第二箔。第二箔的應用首先是增加白色和藍色小射束二者的射束寬度：用于白色小射束的目標寬度為2*60°，并且用于藍色的目標寬度為2*20-2*30°。此外，藍色小射束需要重定向成使得它們在+/-75°的角度下離開第二箔。這種相當大的偏轉角度可以利用使用全內反射的小面直接實現(xiàn)。（小偏轉要求應用折射的小面，大偏轉角度要求全內反射。由于所要求的小面的高縱橫比的緣故，重疊面積（25-50°偏轉）最具有挑戰(zhàn)性的）。因而，在交替重定向區(qū)的情況下，第一區(qū)在重定向窗之上分布以允許觀看者看到均一照明出射窗，從而提供第一光束，諸如白光，并且同樣在交替重定向區(qū)的情況下，第二區(qū)在重定向窗之上分布以允許觀看者看到均一照明出射窗，從而提供第二光束，諸如藍光。

在圖1A中，顯示了多個彩色的LED源和兩個箔的示意性視圖。三角形指示小射束的射束擴散和取向。由于LED具有有限尺寸，不可能將以在某個地點處離開光學元件的光精確地引導到預定方向上：預定方向將模糊成一定的方向范圍。該范圍（也稱為射束擴散）歸因于LED源對向的的有限立體角。在如所繪的布置中，該射束擴散在LED正上方是大約20°，在光學元件的外圍處減小至5°（LED大小為2mm并且位于距20mm寬的光學元件6mm的距離處）。

圖1B示意性地描繪了具有布置在重定向窗的下游的漫射器窗400的實施例。

在該實施例中，第二箔的功能還可以利用漫射器和微觀光學箔來執(zhí)行。在該情況下，漫射箔是可見出射窗并且有微觀小面的箔用于小射束重定向。針對該配置的一個益處在于可以在某種程度上放松對中間箔上的均勻光照要求，因為它對于用戶不再是直接可見的。要指出的是，可選地圖1A的實施例也可以包括漫射器窗，諸如具有非常窄的FWHM。

圖1C示意性地描繪了照明單元1的實施例，其示意性地示出多個第一光源10、其重分布窗100以及其重定向窗部分307a，以及多個第二光源20、其重分布窗200、以及其重定向窗部分307b。在此，重定向窗可以是具有多個重定向區(qū)的單個窗，重定向區(qū)具有用于每一個光源的重定向區(qū)的子集（也例如參見圖2A）。另外，重分布窗100、200可以是具有專用于相應的第一光源10和第二光源20的重分布區(qū)的單個窗。在此，重分布窗100、200被描繪為在光源10、20的整個集合之上延伸的單個重分布窗。例如，重分布窗和重定向窗二者可以是聚合物箔。

圖1D和1E示意性地描繪了從諸如圖1A和1B中示意性描繪的照明單元1的實施例逃逸的光，其中圖1D是側視圖并且圖1E是透視圖。要指出的是，照明單元1之下的觀眾可以感知例如白光束511，并且當從側面觀看時，可以感知例如藍光束521。參照圖1D，其為射束511、521（也參見圖1E）的橫截面（或橫截面平面），其中該橫截面平行于第一光軸O1（并且該橫截面包括第一光軸），要指出的是，第一和第二光軸的相互角度γ的描述可以特別地在這樣的橫截面的上下文中限定。假定向下射燈和3D，典型地分布可以是繞中心（豎直）軸旋轉對稱的（或具有繞O1的至少某種形式的旋轉對稱性（例如90°旋轉軸（方形對稱）：45°旋轉軸（六邊形對稱）等）。在3D中，第二光軸可以甚至被視為光學平面。因而，第二射束521還可以關于第一光軸O1來限定，其中在相對于第一光軸O1的第一角度γ1和第二角度γ2之間找到第二射束521，其中γ1＜γ2，并且其中特別地γ1≥30°，甚至更特別地γ1≥45°，再甚至更特別地γ1≥60°，并且其中特別地，γ2≤90°。再次，特別地關于FWHM限定射束。在射束511、521的該橫截面視圖中，還看起來第二射束521具有一種蝙蝠翼狀分布，其中單個平面中的光軸O2具有相互角度2*γ。參照圖1D和1E，可以看到在遠場中射束511、521僅部分重疊或不重疊。

圖1F示意性地描繪了照明單元1的實施例的頂視圖。未描繪可選的漫射器窗（為了簡化起見）。實線指示重定向窗部分307。圍繞該中心重定向窗部分307的虛線方形是與鄰近的光源相關聯(lián)的重定向窗部分，鄰近的光源利用每一個中心處的小虛線方形指示。實線方形內的虛線方形僅被添加以指示圖平面背后的重分布窗，并且布置在光源（10,20）與重定向窗部分307之間。較大虛線區(qū)域指示由光源經(jīng)由重分布窗100、200照射的區(qū)域，并且清楚地延伸到鄰近的重定向窗部分307。該照射的區(qū)域利用參考標記IA指示。參考標記RL和RW指示重定向窗部分的長度和寬度，該重定向窗部分可以在例如20*20mm2的范圍中。在光源10、20布置在立方體布置中的情況下，（多個）重定向窗（部分）將一般具有這樣的對稱性，比如圖1F中所描繪的。

圖2A示意性地描繪了重定向窗300的實施例，其分別具有第一和第二重定向區(qū)310、320的棋盤圖案。作為示例，在該示意性實施例中，每一個光源具有9個下游布置的重定向區(qū)（4-5個第一重定向區(qū)和5-4個第二重定向區(qū)）。在實踐中，這將更多，諸如至少16個，比如至少25個，或甚至至少100個。

圖2B-2C示意性地描繪了可以用于重分布或重定向光源光的結構的實施例?？梢赃x擇不同結構。在此，作為示例，描繪了菲涅爾類型的結構。

圖2D示意性地描繪了其中例如應用棱柱結構的實施例。

圖2E示意性地描繪了其中重定向窗300包括布置在棋盤布置中的菲涅爾透鏡的實施例，其中每一個重定向區(qū)具有菲涅爾透鏡部分。重定向窗300上的菲涅爾環(huán)被描繪為具有分別位于第一光源10和第二光源20正上方的環(huán)形的同心環(huán)。該示例針對填充重定向窗300的整個表面區(qū)域、即兩個重定向部分307a和307b的一個白色和一個藍色（向下）LED光源而被給出。在該示意圖中，僅光源直接下游的菲涅爾環(huán)已經(jīng)利用曲線繪制。然而，其它重定向區(qū)中的菲涅爾環(huán)也可以是彎曲的。與第一光源10相關聯(lián)的一些菲涅爾環(huán)利用參考標記fr指示。要指出的是，取代于菲涅爾環(huán)的是，還可以使用其它微觀光學結構，諸如棱柱結構。還可以使用組合。

圖3A示意性地描繪了包括多個第一光源10和多個光源20、多個隨附的第一重分布窗100以及多個第二重分布窗200的照明單元1的實施例。在此，作為示例，描繪了分別具有重分布窗100a和100b的兩個第一光源10，以及分別具有重分布窗200a和200b的兩個第二光源20。以此方式，例如可以提供利用參考標記2’和2’’指示的兩個單元2。要指出的是，這些單元可以僅在重定向窗300的相應部分之上重分布光或者可以在整個重定向窗300之上重分布（即分布到整個重定向窗300之上的相應第一重定向區(qū)和第二重定向區(qū)）。

圖3B-3C示意性地描繪了光源10、20的兩個實施例。在圖3B中描繪的實施例中，這可以是具有管芯12或22的固態(tài)光源，這取決于該示意圖是否用符號表示第一或第二光源。在圖3C中，作為示例，描繪了第一或第二光源的實施例，其中這樣的光源包括多個光源（比如封裝）。當光源包括多于一個光源時，距離DS一般將是小的，諸如小于5mm，特別地小于2mm。

圖3D示意性地描繪了光學元件（的部分）的側視圖，諸如可以用在重分布窗100、200處和在重定向窗的第一和第二區(qū)中。參考標記fh指示小面高度并且參考標記f指示小面；參考標記bp指示底平面，其將平行于窗的相應平面；并且參考標記bl指示底長度。底長度將一般在1-500μm的范圍中，特別地在5-200μm的范圍中，諸如10-100μm。角度α1指示底角，并且角度η指示面f的頂角或相互角度。