照明設(shè)備和照明系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包括至少一個(gè)第一光源和至少一個(gè)第二光源的照明設(shè)備，至少一個(gè)第 一光源在第一光源的操作期間發(fā)出第一光束，而至少一個(gè)第二光源在第二光源的操作期間 發(fā)出第二光束，且根據(jù)相應(yīng)的光源的調(diào)光水平，所述第一光源和所述第二光源一起發(fā)出具 有可變總光通量和可變光照水平的光，且在第一光束和第二光束的相互相等的光通量處， 第一光束和第二光束具有相應(yīng)的眩光水平，第二光束的眩光水平低于第一光束的眩光水 平。
【背景技術(shù)】
[0002] 從例如被體現(xiàn)為室內(nèi)照明裝置的US20120163027A1中已知這樣的照明設(shè)備。室內(nèi) 照明裝置的強(qiáng)度分布被仔細(xì)地設(shè)計(jì)以滿足與聲光有關(guān)的沖突標(biāo)準(zhǔn)： 一不適的眩光，即干擾照明裝置亮度； 一光照均勻性，即在被光照的區(qū)域處和在房間中的光的均勻分布； 一成本，即所需的照明裝置的數(shù)量、光學(xué)器件類型； 一照明裝置效率；以及 一照明裝置利用因子，即總的所發(fā)出的光中在正確斑點(diǎn)上的光的部分。
[0003] 期望強(qiáng)度分布強(qiáng)烈地依賴于應(yīng)用細(xì)節(jié)。例如，對于凹進(jìn)式照明裝置，寬強(qiáng)度分布是 有利的，因?yàn)樗o出以相對大的照明裝置間隔的均勻光照。問題存在，因?yàn)檫@樣的強(qiáng)度分 布將導(dǎo)致在較高通量包處的不適眩光。由于這個(gè)原因，寬強(qiáng)度照明裝置的通量包通常是有 限的或具有較高的眩光定級分類，且具有在大角度下的強(qiáng)度截止的光束在其中需要每照明 裝置的較大通量包的應(yīng)用中被使用。設(shè)計(jì)折衷的另一例子是在利用懸掛式照明裝置的直接 (向下）照明和間接（向上）照明之間的比。直接照明具有較高的利用因子并節(jié)省能量，但直 接光可變得眩目。
[0004] 不適眩光是通過在例如由于太亮的光或在工作場所的空間中的暗和亮區(qū)域之間 的太急劇的轉(zhuǎn)變，而被體驗(yàn)為太亮的照明裝置下工作而引起的不適的感覺。原因和機(jī)制沒 有被很好地理解，但影響不適眩光的參數(shù)已被廣泛地研宄。在眩光中的差異可以是如光束 的方向、強(qiáng)度截止的銳度、發(fā)光區(qū)域的尺寸、樣本區(qū)域（即眩光被測量的區(qū)域，例如目標(biāo)或任 務(wù)區(qū)域）等參數(shù)的結(jié)果，雖然在過去已提出不適眩光的很多度量，UGR(=統(tǒng)一眩光定級）最 廣泛地被接受。室內(nèi)工作場所的照明的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-12464-1規(guī)定各種工作條件的UGR限 制值以及最小光照水平。UGR被表達(dá)為：
其中求和是在房間中的所有照明裝置上，LB是房間中的背景光照度，L是照明裝置的出 射窗口的光照度，《是出射窗口的角范圍，以及P是Guth位置指數(shù)，p對于在視線中的照明 裝置相對小而對于視覺場的周邊中的照明裝置相對大。通常，照明裝置的高流明輸出將導(dǎo) 致在房間中的較高光水平(較大的LB)，但也導(dǎo)致大出射窗口光照度L。凈效應(yīng)是較高的眩 光定級。如果在調(diào)光水平a(〇〈a〈1)處的可調(diào)光照明裝置的光照度被表達(dá)為：
眩光根據(jù)下式隨著調(diào)光水平而增加：
由于靠近視線的方向（以Guth位置指數(shù)表達(dá)）且因?yàn)榭梢娬彰餮b置的數(shù)量在那個(gè)方向 上最高，對眩光的最強(qiáng)貢獻(xiàn)來自在與地平線的小角度下看到的照明裝置。因此，減少眩光的 最普遍的方法是增加強(qiáng)度截止，使得在上面提到的方向上的照明裝置的光照度保持低。另 一方法是通過創(chuàng)建大發(fā)光表面來減小總體光照度。這種方法在間接照明中被頻繁地使用。
[0005]光能夠引出生物非視覺效應(yīng)。效應(yīng)取決于一天的時(shí)刻和光的量以及光譜組成。在 夜間，光暴露抑制荷爾蒙褪黑素的夜間產(chǎn)生；這個(gè)荷爾蒙使鞏固的睡眠變得可能。光使生理 節(jié)律對齊和穩(wěn)定，且它使睡眠-醒來周期與24小時(shí)亮-黑周期對齊。而且，光暴露提高警 惕性和情緒，并可用于治療抑郁癥。光的生物效應(yīng)隨著光強(qiáng)度而增加并在某個(gè)光水平之上 飽和。白天光暴露的情緒和警惕性提高行為在相對高的光照水平或光強(qiáng)度(一般高于1500 勒克斯(在水平表面上測量，勒克斯是lm/m2或cd.sr/m2)下達(dá)到飽和。這樣的相對高的光 照水平不需要整天被提供，但通過提供短時(shí)段的亮光或間歇光暴露，產(chǎn)生與在較長的脈沖 持續(xù)時(shí)間之后實(shí)現(xiàn)的那些效應(yīng)類似的效應(yīng)。當(dāng)這樣的短的、相對高的光照水平時(shí)段在室內(nèi) 照明系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)時(shí)，應(yīng)留意這不危害視覺舒適性。高光照度照明系統(tǒng)需要特殊的措施來防 止眩光不適、致殘和反射眩光、以及在房間中的討厭的、不均勻的光分布。除了對具有積極 非視覺效應(yīng)作為益處的高光照度的需要以外，高光照度照明也是由于例如眼睛的老化而具 有減弱的視力的人所期望的。眾所周知，關(guān)于例如高強(qiáng)度、無眩光(包括反射眩光)、均勻的 照明分布(在空間中的低光照度對比度）和在精細(xì)細(xì)節(jié)的視力、例如符號的對比度增強(qiáng)的情 況下，老年人在光照條件方面的需要比年輕人的那些強(qiáng)。
[0006] 特別是對于用于一般照明以及生物光療的照明解決方案，例如生理節(jié)律或動態(tài)照 明系統(tǒng)，需要在光輸出和因而強(qiáng)度分布中的大變化。目前，已知的可調(diào)光照明設(shè)備具有下列 缺點(diǎn)：照明裝置/光系統(tǒng)的強(qiáng)度分布通常對特定的通量包被優(yōu)化，但該強(qiáng)度分布對于所有 調(diào)光水平不是最佳的。另一問題是局部在場檢測器的使用，這常常導(dǎo)致在辦公室工作者在 場的位置處的調(diào)亮的燈和在未占據(jù)的區(qū)域處的調(diào)暗的燈之間的非平衡光分布的缺點(diǎn)。調(diào)亮 的照明裝置具有與調(diào)暗的照明裝置不同的通量和不同的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供如在開始的段落中描述的類型的照明設(shè)備，其中至少一個(gè)上 面提到的缺點(diǎn)被抵消。為了實(shí)現(xiàn)此，已知的照明設(shè)備特征在于，照明設(shè)備還包括至少一個(gè) (編程）控制器，其在操作期間使所述調(diào)光水平適中，使得在至少光照水平的范圍內(nèi)，第二光 束的調(diào)光水平與第一光束的調(diào)光水平之比以逐步的方式隨著總光通量的增加而增加。照明 設(shè)備的實(shí)施例進(jìn)一步特征在于，光照水平的范圍包括總光通量的第一光照水平范圍和第二 更高的光照水平范圍，且在第二更高的光照水平范圍內(nèi)，第二光束的調(diào)光水平與第一光束 的調(diào)光水平之比隨著總光通量的增加而增加。照明設(shè)備可然后配置成使得控制器只在更高 的光照范圍內(nèi)被激活且僅在被激活之后才工作，從而節(jié)省能量并使在更低的光照范圍內(nèi)的 第一和第二光束的自由設(shè)置和比例變得可能?？蛇x地，此外，至少一個(gè)優(yōu)選地(預(yù))編程控制 器使調(diào)光水平適中，使得在第一光照水平范圍內(nèi)，第一光束的光通量的調(diào)亮步幅高于第二 光束的調(diào)亮步幅。在整個(gè)描述中，措辭"調(diào)光"應(yīng)被理解為意指增加(也被稱為"調(diào)亮"或"增 強(qiáng)"）或降低光照水平(也被稱為"調(diào)暗"）或這兩者。措辭"以逐步的方式"可意指連續(xù)地或 階梯式地兩者。更高的光照范圍的最小光水平值強(qiáng)烈地取決于目標(biāo)組(例如辦公室工作者 或老年人)并可被自由地設(shè)置，但例如是在100到700勒克斯的范圍內(nèi)，例如100、150、300、 400、500、600或700勒克斯。在歐洲辦公室中，所應(yīng)用的值一般范圍從500到700勒克斯。 對于住宅，勒克斯水平通常低得多，雖然在最小300或500勒克斯的住宅處的光水平得到增 加的賞識。因此，得到對強(qiáng)度分布和眩光屬性的有利控制。在具有至少兩個(gè)單獨(dú)地可調(diào)光 的第一和第二光束的照明設(shè)備中，這兩個(gè)光束具有不同的強(qiáng)度曲線或方向性，使得它們具 有不同的眩光屬性。不是兩個(gè)通道是單獨(dú)地可控制的，在本發(fā)明的照明設(shè)備中，兩個(gè)通道同 時(shí)調(diào)亮和調(diào)暗，具有在第一和第二光束之間的調(diào)光水平的預(yù)編程比(范圍)。低眩光與高眩 光的調(diào)光水平比隨著總流明輸出的增加而增加，使得如從照明設(shè)備發(fā)出的光的眩光實(shí)際上 是不變的。如在權(quán)利要求中記載的措辭"在第二更高的光照水平范圍內(nèi)，第二光束的調(diào)光水 平與第一光束的調(diào)光水平之比隨著總光通量的增加而增加"應(yīng)被理解為意指至少在較高的 光照范圍的相當(dāng)大的部分例如從600勒克斯到1000勒克斯或從100勒克斯到1200勒克斯 或從400勒克斯到1400勒克斯中，第二光束與第一光束之比隨著總通量的增加而增加。在 例如高于1500勒克斯或2000勒克斯的非常高的光輸出處，通道之一可達(dá)到它的最大可能 的水平，使得該比可再次降低，然后被技術(shù)限制強(qiáng)制。
[0008] 在實(shí)施例中，在相對低的光照水平下，第一光束的光通量是第二光束的光通量的 至少兩倍，而在相對高的光照水平下，第一光束的光通量小于第二光束的光通量的兩倍。在 辦公室應(yīng)用中的相對低的光照水平或低通量設(shè)置的典型值應(yīng)被理解為不超過(大約)650勒 克斯的光水平，且相對高的光照水平或高通量設(shè)置應(yīng)被理解為至少（大約）700勒克斯的光 水平。對于在住宅的老年人的典型值在當(dāng)前照明解決方案的情況下分別是100勒克斯和 200勒克斯。替代地，照明設(shè)備在它的環(huán)境設(shè)置中的眩光的量可被調(diào)節(jié)到用戶的需要，例如 當(dāng)調(diào)節(jié)光強(qiáng)度時(shí)或基于活動感測，例如對CAD工作或閱讀的低眩光和對于腦猝變期的較高 眩光，或(甚至）基于最終用戶的眼特性。在低通量設(shè)置處，高眩光第一光束被使用得最多， 因而利用這個(gè)光束的有利屬性，如高利用因子或墻壁的良好光照，取決于光束的類型。當(dāng)照 明調(diào)亮到較高的通量時(shí)，以比高眩光第一光束更高的速率調(diào)亮低眩光第二光束，使得不適 眩光水平實(shí)際上保持不變。因此，朝著適當(dāng)通量包的最佳分布調(diào)節(jié)總光束分布。
[0009] 按照上面描述的UGR公式，本發(fā)明可被解釋如下： 當(dāng)系統(tǒng)的總體光輸出和因而房間的背景光照度線性地增加a因子時(shí)，作為對眩光的 主要貢獻(xiàn)者的光束的光照度應(yīng)根據(jù)次線性地增加，使得UGR是(大約)不變的。為了在房 間中產(chǎn)生正確量的光，在光輸出中的超線性增加需要由對眩光有小影響的光束一一通常是 間接照明（間接光束)或沿著垂直方向聚焦的照明(截止光束）一一提供。因此，根據(jù)本發(fā)明 的照明設(shè)備的實(shí)施例特征在于，通過調(diào)亮總光通量a因子，第一光束（高眩光）和第二光束 (低眩光)的相應(yīng)光通量根據(jù)預(yù)定比(優(yōu)選地根據(jù)小于1: &的比、更優(yōu)選地根據(jù)用戶偏好的 比）來增加。注意，除了UGR以外，其它眩光度量/標(biāo)準(zhǔn)存在并可用于確定光設(shè)置。
[0010] 因此，本發(fā)明提供了能夠發(fā)射擁有具有不同的眩光影響的強(qiáng)度曲線的至少第一和 第二光束的照明系統(tǒng)、根據(jù)取決于總體光輸出的預(yù)編程比來同時(shí)調(diào)光該第一和第二光束的 控制裝置、以及設(shè)定這個(gè)比的裝置，即確定眩光限制值的控制裝置。例如，第一