[发明专利]用于混合式灯具的日光感测布置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及照明系统，尤其涉及用于在这种系统中将光从光入口输送至光出口的布置。

背景技术

在没有窗户的空间里，许多在白天期间可用的日光目前几乎没有被利用。在像洗手间、大厅和楼梯这些地方的专用建筑里，工作时间期间经常在持续地消耗人造光。

此外，人们经常希望在任何可能的情况下都能有自然光。同样地，已知工作人员以及患者希望有更多可用的自然光，尤其在医院中。

已知有几种选择可以更有效地利用日光，例如，用于将日光输送进入建筑物的光管。光管通常在建筑物的屋顶具有用于接收日光的入口。通过光管的管道将所接收的日光传输到建筑物内的出口，以便照亮该建筑物的内部。所产生的房间内光点可能具有这样的形状，该形状取决于内部光管表面的几何结构并且还取决于一天之内太阳位置的变化。因此，房间内光点的直径在一天当中是变化的。为了在光管出口处遮掩这种动态的光点变化，通常为该布置配备一个或者多个人造光源，例如LED，其放置在光管的出口处。每当需要达到所需的亮度级、照明效果或光色时，一个或者多个人造光源由此可以增强和/或补充日光。包括光管以及一个或者多个人造光源的布置通常称为混合式布置。

发明内容

所公开实施例的发明人发现了与上述技术相关联的缺点。例如，为了知道如何驱动和控制上述混合式布置中的一个或多个人造光源，可能有利的是知道进入光管的日光的通量和颜色。不过，由于太阳的位置取决于日子、一年内的时间和光管的位置，并且太阳的强度和色温取决于天气条件和光管相对于其周围环境的取向，所以可能有利的是感测日光的性质。不过，由于日光的可变性，这并不是易如反掌的。此外，因为直接阳光的进入角连续变化，所以不容易发现正确的位置和方法来精确测量阳光参数。

因此，本发明的一个目的是克服这些问题，并提供一种改进的照明系统，其以低损耗的有效方式提供光。具体而言，所公开实施例的发明人发现，在该布置的光入口处放置光传感器令人惊讶地改善了性能。

一般而言，通过一种日光采集系统实现以上目的，如所附独立权利要求中更具体公开的那样，该日光采集系统包括光传感器、控制电路、光入口和光出口。

根据本发明的第一方面，上述和其他目的是由一种日光采集系统实现的，该日光采集系统包括用于接收入射光的光入口和用于向内部空间中提供光入口接收的输出光的光出口，布置成接收并测量入射光的亮度级并提供代表其的测量信号的光传感器，以及布置成接收测量信号并基于测量信号向置于光出口处的人造光源提供控制信号的控制电路，其中相对于光入口放置光传感器，使得由光传感器接收的入射光唯一地受到光入口接收的入射光影响。

有利地，公开的日光采集系统由此包括测量入射光连续变化的光状况特性的适当装置，以允许由日光采集系统俘获的阳光（由入射光定义）的通量（和色点）的准确信息被传递到人造光源的驱动控制。这样能够控制人造光源。而这又能够实现准确监测外部光（即光入口处的光）的有效手段，以允许控制内部空间、例如房间内部（即在光出口处）的光。于是描述了光传感器的具体放置，即，通过放置它，使得由光传感器接收的入射光唯一地受到光入口接收的入射光影响。由此有利地布置光电传感器以仅接收和测量与进入光入口的光对应的入射光。此外，描述了人造光源的具体放置，即将其放置在光出口处。通过组合，这样提供了内部空间之内日光的有效再分布，以及输出光与人造光源提供的光的有效且无缝整合。因此，位于内部空间中的观察者不能区分人造光源的光与光出口的光。此外，公开的传感器位置和取向是最优的，因为这会以一对一和接近线性的关系将在光入口处收集的日光通量（强度和色点）与光出口处的照度相联系。

通常，光传感器可以确定日光（即入射光）的光通量、强度和/或相关色点。

该日光采集系统还可以包括阴影投射元件，其被布置成阻挡所述入射光的直接光，以提供包括间接光的区域，其中所述区域的至少第一子区域包括直接和间接光，所述区域的至少第二子区域唯一地包括间接光，且其中布置所述光传感器以分别接收和测量所述第一子区域和所述第二子区域的光。

该日光采集系统还可以包括反射表面，在其上形成所述区域，且其中所述光传感器为图像传感器，所述图像传感器被布置成对所述反射表面成像。

可以相对于基本水平面倾斜地布置反射表面，以便提高照明程度。这样可以提高测量的精确度。

所述阴影投射元件可以是所述光传感器的一部分。

可以布置所述光传感器以确定至少所述第一子区域和所述第二子区域之间直接光贡献的差异。