固态照明已经实现了“按需选色”并且在范围从装饰照明、商店照明到气氛营造的许多照明应用中引入了固态照明。发光二极管(LED)以及有机发光二极管(OLED)正日益变得强大并且它们被用在一般的照明应用中。基于OLED设备的照明适合用在其中人可以直接看到光源的比如智能照明砖、智能产品架、环境智能照明、标志(文本、图形，…)、装饰照明之类的应用中。对于许多应用，期望生成具有结构化照明效果的照明。该照明可以是具有结构化照明效果的静态的或变化的照明。

　　本发明的一个目的是提供一种具有结构化照明效果的照明设备和相应的照明方法。该目的是通过一种低强度照明设备实现的，该照明设备包括至少一个用于生成准直激光束的激光器设备、至少一个用于生成光辐射的LED设备和至少一个位于激光束的光路中并且将激光束转换为结构化的激光的光学元件，其中激光器设备、LED设备和所述光学元件的布置使得所述光辐射与激光重叠。关于本发明，术语“低强度照明设备”涉及这种可以用人眼看到且不伤害或损害眼睛的照明设备，并且更具体地涉及这种甚至适用于观看的照明设备。因此根据本发明的这种低强度照明设备的实例是装饰照明、商店照明、用于气氛营造的照明和标志照明，如荧光文字。与此对照，那种作为投影仪或指示器的照明设备不被认为是依照本发明的低强度照明设备，因为这些照明设备既不适合又不适于用人眼观看。尽管对于后一种照明设备而言可用的光的总量甚至可能更少，但是从这些设备发射的光由于高强度的原因而不应当直接进入人眼，并且因此典型地以间接的方式(例如通过将光投射到的银幕上，光从该银幕被反射回来)被感知。LED设备优选地是包括LED组件(复数个LED)的LED光砖。根据本发明的优选实施例，LED设备是OLED设备。OLED的一个优点在于，它们较薄，并且光辐射来自大的表面面积。因此OLED设备特别适用于本发明，因为它们可以以容易的且便利的方式提供大照明区域。为了增强利用LED设备可以获得的照明效果，结构化的激光生成了叠加在由所述 LED设备生成的背景照射上的图案。激光器设备是具有极高能量密度的光源并且非常适合用于使用至少一个简单的光学元件(如衍射的光学元件，其也可以是可切换的)生成可见的图案和形状。另一方面，LED设备、特别是OLED设备不能单独被容易地用于生成锐利的细节，但是它具有光辐射的高总输出。该光学元件优选地是衍射元件或电光元件。根据本发明的优选实施例，使用至少一个激光器设备和至少一个OLED设备的混合照明设备被提供用于照射应用，其中由激光创建的高强度图案叠加在由所述光辐射创建的背景照射上。因此，实现了具有结构化照明效果的照明。在本发明的优选实施例中，LED 设备包括发射不同颜色的光的一组LED组件(复数个LED)，优选地为一组0LED，这些不同颜色的光通过它们的叠加可以产生白色光辐射。例如，OLED设备是RGB OLED设备，其包括发射波长介于590nm与750nm之间的红色(R)光的第一 0LED、发射波长介于495nm与590nm 之间的绿色(G)光的第二 OLED以及发射波长介于450nm与495nm之间的蓝色(B)光的第三 OLED0可替代地，OLED设备也可以是单个颜色或白色OLED设备。优选地，所述光学元件是用于激光束的光波导。该光波导优选地可以是光纤波导。 如上所述，OLED的优点之一是它们较薄并且光辐射是来自大表面积的。激光器是点源装置的事实意味着这些激光器可以容易地耦合进入可以置于OLED设备之上的薄波导中，而不使用附加的耦合结构。根据本发明的优选实施例，所述光学元件包括耦出结构和/或耦出元件，其中每个结构或元件使得一部分激光束能够耦出并且其中所述部分形成激光。优选地，这些耦出元件彼此之间设有预定义的距离。该部分的每个光束从相应的耦出结构和/或耦出元件开始。该耦出结构是所述光学元件的结构，其中具有所述结构的光学元件是单片的光学元件。 该耦出元件或光学元件被形成为多片的光学元件。一般地，激光束在光波导内的路径可以具有不同种类的取向。优选地，光波导在基本平行于OLED设备的发光表面的平面中取向。激光束基本上在该平面中行进。具体而言， 光波导和OLED设备一个布置在另一个之上并且形成层状结构。优选地光波导是平面光波导。所述光学元件包括至少一个反射器以延长激光束在光学元件内的光路。所述光学元件特别地是包括耦出结构和/或耦出元件以及反射器的平面光波导。根据本发明的优选实施例，所述光辐射透照所述光学元件，或者所述激光透照LED 设备。所述光学元件是至少部分透明的光学元件，或者LED设备是至少部分透明的LED设备。一般地，激光束的路径可以具有相对于所述光辐射的不同取向。特别地，激光束垂直于光辐射的主分量进行取向。在根据本发明的另一个优选实施例中，所述波导包括至少一个LED组件，其优选地置于所述波导的边缘处。该LED组件发射均勻的低强度光，该光从波导被耦出。具有LED 组件的该波导优选地是LED光砖。根据本发明的另一个优选实施例，所述LED组件形成LED阵列。优选地，将漫射器置于波导之上以获得低强度光分布。在根据本发明的另一个优选实施例中，LED光砖被发光层、特别是磷光体层覆盖。 LED光砖属于所谓的磷光体远离配置。PG电子 PG电子平台LED组件优选地是发射蓝色光的LED。磷光体层置于 LED组件之上以将蓝色光部分地或全部地转换为另一种颜色的光。根据本发明的另一个优选实施例，将OLED设备与上述LED光砖之一组合。例如， 将透明OLED设备置于LED光砖之上，在它们之上放置一漫射器板；或者这样一透明OLED设备，其中LED组件从侧面耦合到OLED设备的衬底中。在本发明的上述实施例中，LED组件以用于产生均勻颜色的方式被驱动，但是它们也可以产生还能够显示动态效果的图案。优选地，所述光辐射示出与激光的主分量取向相反的一个分量。在这种情况下，激光正在照射LED设备。 所述照明设备还可以包括光学元件轮，其适合于一次将所述光学元件中的一个带到激光器设备的光路中。本发明还涉及一种照明方法，具体而言涉及使用上述照明设备之一的照明方法， 该照明设备具有至少一个生成光辐射的LED设备、至少一个生成准直激光束的激光器设备和至少一个处于激光束的光路中并将激光束转换为结构化激光的光学元件，其中所述激光叠加在所述光辐射上。为了增强可以利用LED设备的光辐射获得的照明效果，所述结构化激光生成叠加在由所述LED设备生成的背景照射上的图案。LED设备优选地是OLED设备。所述照明可以是对对象的静态或变化的照明，具有结构化照明效果。优选地，不同的光学元件被机械地移动到激光束的光路中。这些不同的光学元件生成不同的结构化图案。动态照明效果优选地是通过驱动或切换至少一个可驱动光学元件生成的，优选地是基于液晶生成的以用于产生活动的射束形状。根据本发明的优选实施例，对象被照射，并且该对象的形状和/或对象尺寸由传感器检测以生成依赖于对象的结构化照明。该类型的依赖于对象的结构化照明优选地由驱动所述至少一个光学元件和/或移动所述不同的光学元件的照明控制系统来控制。所述照明设备包括至少两个被电驱动以产生不同的动态光颜色和图案的LED设备。

　　本发明的这些和其他方面将根据下文所述的实施例而清楚并且参照这些实施例而被阐明。在附图中

　　图IA示出根据本发明的第一实施例的照明设备的垂直的截面图； 图IB示出图IA的照明设备的顶视图； 图2A示出根据本发明的第二实施例的照明设备的顶视图； 图2B示出波导，其中LED置于该波导边缘； 图2C示出LED组件的阵列，漫射器置于其上；

　　图2D示出LED光砖，其属于具有磷光体层的所谓的磷光体远离配置，该磷光体层置于具有蓝色LED的光砖之上；

　　图3示出根据本发明的第三实施例的照明设备的垂直截面图4示出根据本发明的第四实施例的照明设备的垂直截面图5示出根据本发明的第五实施例的照明设备的顶视图6示出根据本发明的第六实施例的照明设备的侧视图7示出根据本发明的第七实施例的照明设备的垂直截面图8示出根据本发明的第八实施例的照明设备的垂直截面图9示出根据本发明的第九实施例的照明设备的垂直截面图10示出根据本发明的第十实施例的具有一组可移动光学元件的照明设备的垂直截面图和所述元件的顶视图11示出根据本发明的第十一实施例的照明设备的垂直截面图； 图12示出根据本发明的第十二实施例的照明设备的垂直截面图； 图13示出根据本发明的第十三实施例的照明设备的垂直截面图； 图14示出根据本发明的第十四实施例的照明设备的垂直截面图。

　　具体实施例方式从图1可以看到根据本发明的优选实施例的照明设备1的总体布置和操作原理。 照明设备1包括用于生成光辐射3的OLED设备2、用于生成准直激光束5的激光器设备4 和处于激光束5的光路7中并将激光束5转换为结构化的且扩展的激光8的光学元件6。 光学元件6是用于在平面10中取向的激光束5的光波导9。该平面10平行于OLED设备2 的发光表面11。所述光波导9形成为平面光波导12。光波导9包括布置在其下表面处的间隔布置的耦出结构13。每个结构13使得激光束5的一部分14能够耦出。各部分14的总和形成激光8。布置在波导9下面的OLED设备2的光辐射3透照所述光波导9，并且波导上面的激光8叠加在OLED设备2的光辐射3上。耦出结构13是用于在特定点处将一些激光8泄漏出光导9的结构。耦出结构13 也可以是波长转换材料，比如磷光体，在该材料中光被转换为其他波长。图IB示出图IA的照明设备的顶视图。平面光波导12包括两个反射器15以延长激光束5在平面光波导12 内的光路7。取代使用平面光波导12，也可能使用其他类型的光波导9，比如如图2A中所示的光纤波导16。也可能将这些波导结构与图3中所示的透明OLED设备17组合。在图1A、1B和2A中，代替使用OLED设备2，也可能使用图2B到图2F中所示的低强度LED设备2，(LED光砖)。图2B中所示的波导9包括至少一个LED组件28，其优选地置于波导的边缘处。LED 组件28正在发射均勻的低强度光，其从波导9被耦出。在图2C中，LED组件28形成LED阵列。漫射器29被置于波导9上至少以获得低强度光分布。如图2D所示，LED光砖(LED设备2，)被发光层30、特别是磷光体层覆盖。LED光砖属于所谓的磷光体远离配置。LED组件28优选地是发射蓝色光的LED。磷光体层置于 LED组件28之上以将蓝色光部分或全部转换为另一种颜色的光。在图2E中，将透明OLED设备17与上述LED光砖之一组合。例如，透明OLED设备 17置于LED光砖之上，一漫射器29置于它们之上；或这样一透明OLED设备17，其中LED组件28从侧面被耦合到OLED设备17的衬底中。取代使用单独的光波导9，也可能使用OLED设备2的衬底18作为光波导9，如图 4所示。在该实施例中，PG电子 PG电子平台使用照明设备1的这样的配置其中耦出结构13置于光波导9 (衬底18)之上。然而，其他配置也是可能的。光波导9和OLED设备2 —个可以布置在另一个之上并且形成层状结构。在图5中示出另一个实施例，其中OLED设备2的活性层19被激光器设备4激励用于来自该层19的额外光辐射3。这种辐射3也可以变为叠加在激光8之上。

　　OLED设备2也可以用作屏幕20，其中激光图案被投射到该屏幕上。所述投射可以是从上面或从后面的投射。图6示出一个实例，其中激光8从上面投射到OLED设备2(0LED 砖)上。激光8由激光器设备4的激光束5和作为衍射元件21的光学元件6产生。所述照明设备照射对象22具有结构化照明效果。激光8示出与LED光辐射的主分量取向相反的

　　一个分量。 如前所述，投射的图像可以代表激光器设备4的辐色。然而，OLED设备2还可以设有发光层以用于将激光束5和/或激光8转换为其他颜色。以相同的方式，激光束 5和/或激光8可以仅仅激励OLED设备2的活性层19。除了上述实例之外，OLED设备2还可以设有触摸屏23，其中在触摸点激光8可被耦出，如图7所示。在图6和图7中，替代使用OLED设备2，也可能使如图2C到2F中所示的低强度 LED光砖2，。除了上述实例之外，(一个或多个)0LED设备或(一个或多个)(LED)光导可以是非平面的。例如，所述(一个或多个)OLED设备或(一个或多个)(LED)光导可以是弯曲的。在本发明的先前实施例中，描述了我们可以看到的低强度光源。也可能使用用于表面照明的高强度的光源，其中光被叠加在源自OLED和LED的光上。在图8中，LED设备2 ’是包括一组发射不同颜色光的三个LED组件(RGB LED )的 LED设备2’，这些不同颜色光通过颜色叠加可以形成白色光辐射。这三个LED组件置于具有准直器25的混合室24中，该准直器用于来自LED设备2’的均勻照射。单个或多个激光器设备4随后可以结合衍射元件21使用以产生期望的图案或其他结构。以相同方式，可以生成多个RGB LED设备单元以用于结合激光器设备4照射多个区域，如图9示意性所示。图10中所示的照明设备1包括光学元件轮(未示出)，其适用于一次将光学元件6 中的一个带到激光器设备4的光路7中。衍射的光学元件21被机械地移动，从而每次将另一个元件21引入到激光器设备4前面的位置中。以相同方式，可以使用光学元件26移动光束5，从而每次将它带到另一个光学元件6上以产生不同的图案，如图11所示。为了产生动态效果，可以使用例如基于液晶的可切换光学元件6以用于产生活动的射束形状。这可以由如图12所示的单独的光学元件6或图13中所示的集成的光学元件 6来完成。可以使用的电光元件6是空间光调制器、液晶GRIN透镜(GRIN 梯度指数)、具有衍射透镜阵列的液晶单元、具有光子晶体的液晶单元、具有全息图的液晶单元、电润湿透镜 /流体聚焦、可移动光学元件，比如反射镜、光栅或其他光学元件。照明设备1 (混合灯)还可以设有各种传感器27。例如，运动传感器27可以用于图案照明，依赖于人的存在或动作叠加在背景照射上，如图14所示。传感器27可以是产品形状/尺寸传感器以产生依赖于产品的图案照明，其叠加在背景照射上。这种传感器27还可以是RFID传感器(RFID 射频识别)。这种照明设备1可以用在多种应用中，比如零售照明、环境智能照明、标志(文本、 图形…)、装饰照明。在只有OLED设备2或LED设备2’的情况下，可以在没有任何其他信息的情况下照明对象。使用激光器设备4，可以引入轮廓或图案。

　　在上述附图中，激光器设备4表示单个或多个激光源。它也可以具有RGB颜色。

　　也可能使用有源元件结合激光器以产生动态效果。激光的这些动态效果可以与由LED设备2’ 和/或OLED设备2产生的动态颜色和图案结合。在所有先前实施例中，照明设备1 (OLED-激光器设备和LED-激光器设备)可被寻址以产生动态的光颜色和光图案。例如，可以通过有源矩阵寻址来寻址像素化的0LED。可以通过脉宽调制寻址LED。尽管已经在附图和前述描述中详细示出和描述了本发明，但是这样的图示和描述被认为是说明性的或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践要求保护的本发明时通过研究附图、公开内容和所附权利要求能够理解并实现针对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的起码事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中任何附图标记不应当被解释为限制范围。

　　1.一种低强度照明设备(1)，包括-至少一个激光器设备(4)，用于生成准直激光束(5)，-至少一个LED设备，用于生成光辐射(3)，和-至少一个光学元件(6)，其位于激光束(5)的光路(7)中并且适于将激光束(5)转换为结构化的激光(8)，其中激光器设备(4)、LED设备和光学元件(6)的布置使得光辐射(3)与激光(8)重叠。

　　2.根据权利要求1的照明设备，其中光学元件(6)是用于激光束的光波导(9)。

　　3.根据权利要求1或2的照明设备，其中光学元件(6)包括耦出结构(13)和/或耦出元件，其分别使得激光束的一部分(14)能够耦出，其中所述部分(14)形成激光(8)。

　　4.根据权利要求2或3的照明设备，其中光波导(9)在平行于LED设备的发光表面 (11)的平面(10)中取向。

　　5.根据权利要求2-4中任一项的照明设备，其中光波导(9)是平面光波导(12)。

　　6.根据权利要求1-5中任一项的照明设备，其中光学元件(6)包括至少一个反射器 (15)以延长激光束(5)在光学元件(6)内的光路(7)。

　　7.根据权利要求1-6中任一项的照明设备，其中光辐射(3)透照光学元件(6)，或者激光(8)透照LED设备。

　　8.根据权利要求1-7中任一项的照明设备，其中激光束(5)垂直于光辐射(8)的主分量而取向。

　　9.根据权利要求1-8中任一项的照明设备，其中激光(8)示出与光辐射(3)的主分量相反取向的一个分量。

　　10.根据权利要求1-9中任一项的照明设备，其中照明设备(1)还包括光学元件轮，其适用于一次将光学元件(6)中的一个带到激光器设备(4)的光路(7)中。

　　11.根据权利要求1-10中任一项的照明设备，其中LED设备是OLED设备(2)。

　　12.一种照明方法，特别是使用根据权利要求1-11中任一项的照明设备(1)的照明方法，该照明设备具有至少一个生成光辐射(3)的LED设备、至少一个生成准直激光束(5)的激光器设备(4)和至少一个处于激光束(5)的光路(7)中并将激光束(5)转换为结构化激光(8)的光学元件(6)，其中所述激光(8)叠加在所述光辐射(3)上。

　　14.根据权利要求12-13中任一项的方法，其中照射一对象(22)并且其中由传感器 (26)检测对象形状和/或对象尺寸以生成依赖于对象的结构化照明。

　　15.根据权利要求12-14中任一项的方法，其中所述照明设备包括至少两个被电驱动以产生不同的动态的光颜色和图案的LED设备。

　　本发明涉及一种照明设备(1)，其包括至少一个用于生成准直激光束(5)的激光器设备(4)、至少一个用于生成光辐射(3)的LED设备和至少一个光学元件(6)，该光学元件位于激光束(5)的光路中并且将激光束(5)转换为结构化的激光(8)，其中激光器设备(4)、LED设备和光学元件(6)的布置使得光辐射(3)与激光(8)重叠。本发明还涉及相应的照明方法。

　　发明者R·A·M·希克梅特, T·范博梅尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司