[0001] 本发明涉及一种照明系统。

[0002] 从研究中得知，通过已知的照明设备和照明系统来设置商店橱窗场景中的照明通常被必须进行装饰和照明的商店人员或视觉销售商认为是麻烦的事情。它通常涉及许多缺点：（1）由于大多数空间都被所陈列的模型和产品占据，因此商店橱窗中的空间通常有限。
因此，站在商店橱窗中是有风险的，四处走动的小错误会导致整个场景受到干扰。

[0003] （2）另一个缺点是，用于商店橱窗照明的聚光灯通常安装在较高的位置，伸手不可及，这意味着需要使用梯子来瞄准聚光灯。这同样带来了干扰场景的危险和摔倒的风险，摔倒会导致商店工作人员受伤。

[0004] （3）除了有限的空间，无法判断由于聚光灯的位置和瞄准而得到的照明（光和影的作用）的（建模）结果，这是因为正做此事的人太靠近场景而无法（整体）看到视觉最终结果，如从街道上可以看到的那样。为了获得最佳结果，一人应该站在商店橱窗前的外面，并指示其他人对聚光灯进行完美定位和瞄准，以制作想要的照明场景。

[0005] （4）此外，存在场景过度照明或照明不足的问题。在白天，必须以高强度将光照射到场景上，以减少由于（从相对表面反射的）日光引起的橱窗玻璃中的干扰反射。通常，这通过使用具有高强度的窄束聚光灯来增加陈列品上的亮度来完成。但是，根据时间、季节和天气条件，照明水平会有很大差异。因此，通常将照明水平安装为在最困难的照明情况（因此是夏季12.00时在晴朗的天空下测得的高的白天光水平）下工作。这使得陈列品通常被过度照射（当日光条件较低时），并且这消耗大量能量。在晚上，这是不需要的，只需要少量的光就能够制作出更加平衡的美丽的照明场景，从而提高展示质量并同时节约能量。实际上，通常发现全天候(24/7)使用相同的照明解决方案。

[0006] 请注意，相同的系统也可以在商店中用于墙面和其他展示设置。这里的评论基本上是相同的（空间、梯子、从一定距离处观看场景以查看照明效果的位置）。

[0007] （5）当前商店橱窗中的大多数解决方案都是静态的。从研究中得知，人眼对亮度和移动二者都非常敏感。通常，除非使用可移动的聚光灯，否则无法制作具有移动的光的场景。这只能通过可以编程的电动聚光灯产品来完成。例如，已知具有带多个马达的轨道照明系统，用于使灯沿轨道平移、缩放、倾斜和移动。缺点是动态（机械移动）产品对故障和维护的敏感性比静态产品高。

[0008] （6）为了更真实/自然和吸引人的展示，优选使用两种不同的色温和从不同位置瞄准的具有不同束角度的聚光灯。就像在室外条件的日光下一样，被云层散射的天空光通常没有方向性，并且比定向的阳光更冷。为了模仿这种效果，通常从一侧使用色温较低（看起来较暖）的窄束聚光灯（在专业上，这些聚光灯被称为主灯（它们模仿定向太阳束）），并且从另一侧使用色温较高（看起来较冷）的较宽束聚光灯来填补（过硬）阴影（在专业上，这些聚光灯称为补光灯）。通常，优选将主灯和补光灯以45度的水平角度以及在竖直方向上与竖直线成30度角度从相对侧布置，即所谓的“主/补光聚光灯”。很多在做商店橱窗展示的人都没有意识到这些影响，而且商店中通常没有各种各样的聚光灯有现货在售。

[0009] （7）除了主光聚光灯和补光聚光灯，添加背光效果也是好的。实际上，通常不会这样做。

[0010] （8）为了配合背光，还使用了细光束或向上照明聚光灯。这是通常安装在商店橱窗前面的底部的聚光灯。这通常是较窄束聚光灯，用于突出显示特殊细节或从下面制作戏剧性照明效果。实际上，通常不会这样做。

[0011] US2011/0310598A1公开了一种照明组件和方法，用于通过多个LED基本上均匀地照亮竖直平面区域。

[0067] 图1A示出了设有陈列物品1002的商店橱窗1000的透视图，用于解释本发明的原理。其示出了第一照明设备1，其包括八个照明单元3的线性行，这八个照明单元3在细长的载体5上仅在第一方向X上安装并延伸。可替代地，照明设备、载体和/或该行照明设备可以具有略微弯曲的形状，例如在至多30°的曲率角度上。每个照明单元3以相应固定的唯一预定的取向安装，如由各个光轴7所指示的。所述第一照明设备1被配置为直接在目标区域11上（即陈列物品1002位于其中的平面P上）投射第一行光斑9，所述平面P在所述第一方向X上和在横向于所述第一方向的第二方向Y上延伸，即Δ≈90°，但是可能略有偏差（当XYZ方向为根据正交笛卡尔坐标系时，Δ= 90°）。所述第一行光斑9仅在第二方向Y上延伸并形成闭合图案13。所述照明设备1在第三方向Z上偏离所述平面P。照明单元3的序列与拼补照明图案13中的光斑9的序列不同，而是任意选择的，以减少或优化局部热负荷。在阴影（由虚线图表示）中，指示了另一或下一照明设备1'，该照明设备1'包括下一行照明单元3'及其对应的下一行光斑9'。如图所示，所述下一（或另一）照明设备1'基本上在长度方向X上与第一照明设备3在一条线上，并与第一照明设备3一起形成照明系统100。还示出了下一行光斑9′与第一行光斑9相邻地投射在目标区域11上，它们一起匹配并形成闭合图案13′。

[0068] 可替代地，可以认为图1A仅示出单个照明设备。则图1A所示的第一和另一照明设备集成到一个照明设备中，第一照明设备的照明单元3是投射第一组多个光斑的第一组多个照明单元3，并且另一照明设备1'的照明单元3'则被称为投射另一组多个光斑的另一组多个照明单元3'。

[0069] 图1B示出了图1A的照明设备1的三个（第一）照明单元3的细节。对于每个照明单元3，示出了相应的光源（在该图中是相应的LED）、具有固定的相应光轴7的固定的相应反射器。还示出了照明设备1的细长载体5的主表面15的法线14（正交线），载体5具有长度Ld。如图所示，每个相应的光轴与法线成相应的角度。此外，第一照明单元3a具有相应的第一光轴
7a，并且在所述照明单元行中的至少一个另外的照明单元3b、3c具有相应的另外的光轴7b、
7c，其中，所述光轴7a-7c之间的最大角度Θ在10°至80°的范围内，图中的Θ约为60度。

[0070] 图1C-D示出了商店橱窗1000的前视图，用于进一步解释本发明的原理。图1C示出了照明系统100，其包括第一行的六个（第一和另外的）照明设备1，其位于商店橱窗中所陈列的物品1002上方约2.2 m的高度处。为了简化起见，每个照明设备1仅包括四个照明单元3。第一照明设备1a被配置为在目标区域11上生成四个邻接或可选地部分重叠的光斑9a的第一竖直行（也称为列）。在该图中，仅第一照明设备的第一照明单元被激活（开启），并在目标区域上生成主光的第一光斑。此处，照明单元中的序列与光斑中的序列相同，即，在照明设备中，照明单元从左至右布置，并且对应的光斑以相同的顺序从上至下布置。类似于第一照明设备，第二照明设备1b被配置为在目标区域上生成第二列的四个光斑9b，在该图中，仅第二照明设备的第二照明单元被激活（开启）并在目标区域上生成主光的第二个光斑。类似地，应用了第三和第四照明设备，第五和第六照明设备未激活（从左到右计数）。照明系统因此以主灯的期望的（闭合的）照明图案照射目标区域。在照明设备1g提供的图中，以类似的方式提供补光。补光的光斑尺寸约为主光的光斑尺寸的三倍。在该图的右侧部分中，给出了商店橱窗的侧视图，示出了用于提供主光的照明设备（由字符A表示），其全部排成一条线，而用于提供补光的照明设备（由字符B表示）平行于提供主光的照明设备但不与之成一条线。如图右侧部分所示，主光和补光的相互位置分别用字符A和B示出。通过仅激活特定的照明单元，可以创建所期望的光图案以突出显示陈列物品的期望细节。

[0071] 图1D示出了如图1C所示的类似的照明系统100，然而，这里的照明系统位于商店橱窗1000的地板处，用于提供作为背光的上行光。在图1D的照明系统中，用于提供上行光的所有六个照明设备1都处于完全操作状态，即，每个照明设备的所有四个照明单元3都被开启，并且目标区域被各个竖直行（列）的光斑9完全照射，只是为了说明起见，未示出的光斑9具有重叠，但是实际上情况可能是或就是相邻光斑之间有重叠。同样，在此，照明单元中的序列与光斑中的序列相同。在该图的右侧部分中，给出了商店橱窗1000的侧视图，示出了在商店橱窗中背光（由字符C表示并在此用作上行光）相对于主光（由字符A表示）和补光（由字符B表示）的位置。

[0072] 图2A-B示出了商店橱窗1000的前视图，其中目标区域11的一些目标部分被相应的第一照明设备1a和另外的（第二）照明设备1b照射。图2A中所示的照明系统1包括沿第一（X）方向延伸的两行平行的照明设备4a、4b，其中仅一些照明单元3（在图中为LED-反射器单元）被开启。第一行照明设备4a向目标区域11提供主光，第二行照明设备4b向目标区域提供与主光的相关色温（CCT）不同（即更高的色温（Tc）或更高的CCT）的补光。第一照明设备的LED在目标区域上在第一方向上发射光，第二照明设备的第二LED在第二方向上发射光，所述第二方向与第一方向成角度γ，其中γ在10°至40°范围内。因此，可以得到所谓的麦坎德利斯效果，并增强被照射的陈列物品1002的吸引力。

[0073] 图2B所示的照明系统100包括两行固定的平行的照明设备，即在第一（X）方向上延伸的第一照明设备4a和另一照明设备4b，其中一些照明单元3被开启，即，在这种情况下，仅开启那些照明设备，以将互不相同的CT或CCT的主光和补光两者同时发出到陈列物品所在的目标区域。请注意，主光光斑和补光光斑的光点尺寸在尺寸上（大约）相等。要由照明单元照射的没有陈列物品被定位的目标区域的部分处于关闭状态。因此，可以实现陈列物品1002在商店橱窗1000中突出并且吸引更多关注。

[0074] 例如，可以由图2A-B所示的照明系统100代替已知的照明系统，已知的照明系统包括五个常规的Philips Magneos的聚光灯，每个聚光灯的通量通常至少为3000 lm，尺寸为0.26×0.16 m。然后，通常，所述本发明的照明系统包括大约150个高功率LED（每个发射
200-400 lm）来作为照明单元3，或者替代地包括300-400个中功率LED（每个发射约60-100 lm）来作为照明单元。尽管在图2A-B的示意图中仅示出了有限数量的这些照明设备1，即每行仅六个照明设备1，但实际上该数量为大约八个，并且图中的每个照明设备仅具有四个LED+准直器来作为照明单元3，但是实际上每个照明设备包括大约十个照明单元。通过该数量的照明单元，可以创建大约8-16像素高和大约10-20像素宽的光斑矩阵。由LED生成的光由每个LED的小光学元件聚焦，通常每个光学元件的直径为1-2 cm。因此，灯条包括单行照明设备，其通常可以是大约1-2 cm宽并且至少1.5-2.0 m长。两行或三行平行的照明设备
4a、4b通常一起具有约6 cm直径的横截面。重要的是要注意，像素的可寻址矩阵的创建并不需要过多地安装LED：生成的光量将与（为在晴天期间提供最大的光输出而安装的）常规系统相当，并且当需要较少的光时（傍晚/晚上），通过关闭像素来创建光图案。

[0075] 图3A-D示出了根据本发明的照明系统100中的第一和另外的照明设备1的各种配置，每个照明设备包括三个照明单元3。通过示例的方式，图3A-D中所示的所有配置具有六个照明设备1a的十八个照明单元3，其提供主光的光斑，以及两个照明设备1b的六个照明单元3b，其提供补光的光斑，总共被划分为八个照明设备1a、1b。在图3A的配置中，照明系统包括两行平行的照明设备4a、4b。第一行4a包括在长度（X）方向上在一条线上的六个照明设备1a，另一第二行4b包括在长度方向上在一条线上并平行于第一行的两个照明设备1b。十八个主灯被划分为第一行4a的六个照明设备，每个照明设备包括三个照明单元3，六个补光灯被划分为第二行4b的另外两个照明设备，每个照明设备包括三个照明单元。图3B-D以替代布置示出了相同的照明设备和照明单元，其中在图3B中，所有照明设备3布置成单个行4并且在长度方向（X）上在一条线上。在图3C中，示出了与图3A相同的布置，但是具有附加特征：
第一行照明单元4a和第二行照明单元4b在长度方向（X）方向上可互相沿彼此偏移，从而能够实现在目标区域上将补光的光斑偏移到主光的光斑上。图3D示出了两个平行的等长行的照明设备的布置，第一行4a包括十二个主照明单元3a，第二行4b包括十二个照明单元，处于主照明单元3b'和补光照明单元3b''的交叉式配置中。

[0076] 图4示出了目标区域11的示例，该目标区域11通过主光斑51和补光斑53拼补。在该实施例中，示出了主光斑比补光斑小，从而实现了在目标区域部分上主光比补光更高的分辨率，如通过图3A-D所示的照明系统所获得的。为了既用主光又用补光来完全覆盖目标区域，主照明单元生成的光斑的尺寸相对较小，而补光照明单元生成的光斑的尺寸相对较大，补光斑的光斑尺寸相对于主光斑的尺寸的比例大约为3。允许并示出了相邻光斑之间的轻微重叠。此外，每个光斑都被编号，它们的编号对应于图3A-D所示的照明单元的编号。在大多数情况下，即除了例如图3D所示的布置之外，照明单元中的序列与光斑中的序列相同。

[0077] 图5A-B示出了交织的两个示例。在图5A中的右边，示出了包括两个照明设备1的照明系统100的两个示例，每个照明设备1具有每照明设备七个照明单元3的布置，其中照明单元的行位置不一定对应于光点像素/光斑51在目标区域11上的列位置，如图5A的左侧所示。照明单元中的编号与目标区域中的相同编号相关联，因此将照明单元的行位置耦合到目标区域中的光斑的列位置。可以根据期望的算法来预先布置行位置与列位置的所述耦合，在图5A-B中就是这种情况，但是可替代地这可以任意选择。通过例如根据期望的照明图案选择特定的布置，可以例如优化照明设备中的照明单元的位置以分布热负荷。特别地，也可以通过类似于图5B所示的实施例的布局来实现热负荷的更均匀的散布。在图5B中示出，在目标区域11中，四个光斑51彼此紧邻地投射，如果生成所述光斑的对应的照明单元3彼此紧邻，则这可能导致在照明系统100（这里包括两个照明设备1）中的局部热负荷。然而，在图5B中示出，所述对应的照明单元或多或少均匀地散布在两个照明设备1上，从而分散了照明系统中的热负荷。如果补光斑的范围很广，并且在投射到目标区域上时大部分重叠，则补光在照明系统中的确切位置就不太重要了，其可以用来进一步抵消照明系统的高的局部热负荷。然后可以调暗靠近热点（所有邻居主灯都已开启的位置）的补光光源，并调亮其他补光灯以对此进行补偿。

[0078] 图6示出了照明系统100，该照明系统100包括在X（长度）方向上平行延伸的两行（4a、4b）照明设备1，两行具有可调节的重叠。第一行4a包括具有提供特定Tc或CCT（例如3000 K）的主光的照明单元3a的照明设备1a，第二行4b包括具有提供更高Tc或CCT（例如
5000 K）的补光的第二照明单元3b的第二照明设备1b。第一照明单元的LED在第一方向55上在目标区域上发射光，第二照明单元的LED在第二方向57上发射光，所述第二方向与第一方向成角度γ，其中γ为大约70°，因此可以获得所谓的麦坎德利斯效果。通过在X方向上使第二行相对于第一行相互偏移，可以通过从不同位置瞄准目标区域上的相同位置的发出具有不同束角度的互不相同的CCT的光，可以在目标区域上的期望位置处调整和/或优化所谓的麦坎德利斯效果。通常，此特征用于特别地增强陈列物品的特定部分的吸引力。

[0079] 图7在商店橱窗的前视图和侧视图中示出了用于商店橱窗1000的常规照明系统101和根据本发明的用于照射商店橱窗1000的照明系统100之间的比较。如图所示，常规照明系统包括四个相对庞大、引人注目和相对较高安装的常规照明单元102。相反，本发明的照明系统具有包括在若干个照明设备1中的相对较高数量的照明单元，例如一百个照明单元或更多，以相对不引人注目的方式安装在相对较低的位置。这使得本发明的照明系统具有优于已知照明系统的优点，例如：
-照射目标区域的高分辨率的光斑，为创建期望的更复杂的照明图案提供了更多可能性；
-使用多个照明单元照射目标区域上的相同斑块，例如，通过使用从不同位置瞄准目标区域上的相同位置的发出具有不同束角度的互不相同的CCT的光的照明单元来创建麦坎德利斯效果;
-创建动态照明场景的绝佳可能性；
-期望的照明场景/图案的安装更容易，例如，更容易够到或可以从远程位置进行调节（无需使用梯子），并且涉及的对工作人员（如商店橱窗设计师）伤害的风险较小，以及损坏和/或扭曲陈列物品的风险较小。

[0080] 图8A-B解释了照明单元3的位置相对于目标区域11、束形状59和在目标区域上的投射光斑59的形状之间的数学关系。距离和投射角度对光斑形状的影响如图8A所示。为了使由相应的照明单元沿着相应的光轴7发出的每个相应的光束在目标区域上产生相同的强度I，I遵循以下关系式：2
I → (2*L*tanα)
其中α是相应的光轴7与倾斜的目标区域11（的平面Q）之间的角度，其中α在5°至85°的范围内，并且其中L是相应的照明单元与目标区域之间的距离。

[0081] 然而，从本质上讲，光斑或多或少地变为椭圆形，具有仅取决于源与照射平面之间的距离的短轴，以及还取决于投射角度的长轴。为了创建具有恒定直径的或多或少为圆形的斑块，束宽度必须与投射距离成比例，并且束角度必须变得不对称（近似椭圆形）以补偿投射角度。束角度ß1、ß2、投射距离L和倾斜角度α之间的关系如图8B所示，并至少基本上遵循以下关系：-为了在目标区域11的倾斜平面上生成圆形光斑，相应的照明单元3根据以下关系生成相应的光束：
tanß1= D *cosα/（2 * L + D *sinα）
tanß2= D *cosα/（2 * L-D *sinα），
其中ß1和ß2分别涉及目标区域的倾斜表面的更远离照明单元的部分以及所述倾斜表面的更靠近照明单元的部分的分别在照明单元3的光轴7两侧的半束部分的束宽度的角度，并且其中α是相应光轴与倾斜目标区域（的平面）之间的角度，其中α在5°到85°的范围内，并且其中L是相应的照明单元与目标区域之间的距离。

[0082] 图9示出了控制单元201，用于对至少第一和另一照明设备的照明单元3进行单独的控制/寻址。控制单元包括图形显示器203，图形显示器203包括触摸屏205作为方便的用户接口，并且被配置为原位监视、拍摄和/或显示在目标区域上由一行光斑形成的拼补图案。为了原位显示拼补图案，控制单元包括（实时）相机207。此外，控制单元被配置为可通过场景编程，以在目标区域上提供动态照明场景。通常，诸如商店橱窗之类的场景设置的设置可以在本地进行，即在商店橱窗本身的位置处进行，但是可替代地或附加地，所述场景设置可以远程进行，例如由专家从中央位置进行，在该中央位置处，由专家控制商店链各个分支的各个商店橱窗。随之，控制单元包括用于无线电子通信的发送/接收单元209。当在本地进行时，并且当站在商店橱窗外时，可以拍摄当前商店橱窗场景的照片，并且，在触摸屏的帮助下，或者可替代地或附加地，在绘图设备的帮助下，可以通过寻址场景中应突出显示的部分以及可以留在黑暗中的部分来将商店橱窗1000的场景设置为期望的设置。仅通过激活照亮竖直平面上的特定区域的主光聚光灯和补光聚光灯（均由字符A表示）即可实现期望的效果。因此，应首先指示主光和补光效果的优选区域。仅瞄准该特定区域的聚光灯被开启。这可能会导致某些聚光灯发出主光，而其他聚光灯则给出补光，以减少过度对比度的全阴影。瞄准未使用区域的聚光灯不会激活。

[0083] 接下来，作为选项，可以指示是否要求背光效果以及在哪里要求背光效果。通过相同的原理，安装在背光矩阵中的聚光灯矩阵（由字符B表示）可以覆盖整个竖直显示平面，但现在是从背面。有关背光矩阵的位置，请参见截面图。在实践中，只有少数聚光灯会被激活，例如从后面照亮头发，其他聚光灯关闭。

[0084] 与背光一致，采用相同的原理来实现上行或细光束光。这是通常安装在商店橱窗前面底部的位置的聚光灯（用字符C表示）。这通常是较窄束的聚光灯，用于突出显示特殊细节或从下面制作戏剧性灯光效果。通过相同的原理，以上行光矩阵安装的LED点的矩阵可以覆盖整个竖直显示平面，但现在是从前面下方。有关向上光矩阵的位置，请参见截面图。

[0085] 通过这三个单独的矩阵，可以实现完美的照明场景，该场景可以保持主光、补光、背光和上行或细光束照明。通过向控制单元或商店橱窗中的照明系统本身添加光传感器或坎德拉计211，可以在没有聚光灯的区域上测量陈列的商店橱窗中的照明水平或亮度。这将使得能够在白天照明水平下降时降低聚光灯的强度，并保持对比度不变。因此，例如，在白天，可以测量商店橱窗中由日光引起的环境光水平。例如，当要求为五的强调因子时，陈列上的照明水平应为日光产生的照明水平的五倍。当商店橱窗中的日光水平变为低于某个值时，可以通过使用较低的光点强度来保持对比度。

[0086] 最终在夜间（例如，低于20 lux的水平），由于日光水平接近零，因此将很容易通过调暗的聚光灯形成1：40或甚至更高的强调因子。夜间的这种调光选项将对能耗和商店橱窗中的优选光平衡两者产生积极影响。接下来，系统允许通过在各个聚光灯组之间切换或调光来制作动态场景。具有更改强调因子的可能性，或者通过使用另一个聚光灯组来更改入射角。也可以通过这种方式产生场景间的缓慢渐变。可以选择主光灯、补光灯和背光/细光束灯的相互取向，以优化期望的场景设置。为了更真实/自然和有吸引力的展示，优选使用两个不同的色温和从不同位置瞄准的具有不同束角度的聚光灯。就像在白天的室外条件下，被云层散射的天空光通常没有方向性，并且比定向的阳光更冷。为了模仿这种效果，通常从一侧使用具有较低色温的窄束聚光灯，即模仿定向的暖的太阳光束的主光灯。为了填充（过硬的）阴影，从另一侧使用具有较高色温的较宽束聚光灯，即补光灯，以模仿较冷的杂散光或蓝天光。通常，优选使主光和补光在45度的水平角下以及竖直地与竖直方向成30度角地来自相对的侧。

[0087] 如上所述，可以从远程位置执行该方法。通常，影像（照片）是数字化形式，并且传送影像的电子手段是众所周知的，诸如经由互联网、电子邮件、无线数据通信系统。代替从远程位置逐步执行该方法，还可以收集用于新场景设置的指令并将其作为一组指令发送到目标商店橱窗。该方法还使得能够监视和/或维持特定商店橱窗的状态，一旦检测到照明系统的激活设备发生故障，就可以创建用于修复系统的信号，但是可替代地或附加地，可以从中央的远程位置调节照明系统的其他设备的设置，以补偿所述激活设备的故障。

[0088] 图10示出了在例如商店橱窗中设置期望场景所遵循的步骤序列。方法300包括以下步骤：-拍摄301要为其设置场景的商店橱窗的影像；
-经由电子手段将影像传送303到远程控制站；
-执行为目标区域选择场景的步骤；
-选择性地开启/关闭305照明单元以创建拼补照明图案；
-评估307在标识的场景/目标区域上获得的照明效果，以及
可选地执行
-通过步骤305和307的迭代循环来调节309所获得的照明效果，直到获得场景设置的满意结果为止。

[0089] 该步骤序列可以可选地经由远程控制站处的远程控制来完成。