具有多個互促式光源的投影設備的製作方法

2023-06-17 04:06:56

專利名稱：具有多個互促式光源的投影設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於照射投影照明設備的光閘的照明設備，該投影照明設備將光閘的影像朝向目標表面投影。所述照明設備包括產生光的光源模塊、限定所述光閘的孔徑以及被適配成將光閘投影在目標表面處的投影系統。
背景技術：
由於發光二極體(LED)的相對低的能源消耗、長的使用壽命以及電子調光的能力，因而發光二極體越來越多地在照明應用方面得到使用。LED被成功地用於普通照明的照明應用中，如照射寬闊區域的染色燈/泛光燈，或用於產生寬闊光束(例如用於娛樂行業)的照明應用中。然而，LED目前並未成功地在燈光應用系統方面得到使用，在所述燈光應用系統中 產生影像並將該影像朝向目標表面投影。這尤其是與娛樂照明相關的情況，這種情況下，要求高需求量的流明輸出(lumen output)與高的影像質量。LED投影系統尚未能夠滿足這些要求。投影系統中的光通常被匯集到光閘中，在所述光閘中產生影像並且成像光學系統將所述光閘投影到目標表面上。W00198706、US6227669以及US6402347公開了包括多個被布置成平面陣列的LED的照明系統，在所述平面陣列中，會聚透鏡定位於LED前方以便聚光，例如用以照射預定的區域/光閘或用於將來自ニ極管的光耦合至光纖中。US5309277、US6227669、W00198706、JP2006269182A2、EP1710493A2、US6443594 公開了照明系統，其中來自多個LED的光例如通過以下方式被引向共同的焦點或聚焦區域相對於光軸傾斜LED(JP2006269182A2、W00198706、US5309277)或單獨地使用定位於每個LED 前方的折射裝置(US6443594、US7226185B、EP1710493)。W006023180 公開了包括具有多個LED的LED陣列的投影系統，其中來自LED的光被引向目標區域，並且其中LED可以被安裝在彎曲底座的表面上或平面的表面上。US7623198B公開了ー種具有多個光源和稜鏡片的光源裝置，所述光源的發射波長彼此不同，並且所述稜鏡片在其至少ー個表面上具有多個互相平行的細長稜鏡。來自光源的光以預定角度經由稜鏡片的光入射表面進入所述稜鏡片中，並且以混色退出光從所述稜鏡片的退出表面輸出。帶通鏡被安置於每個光源與稜鏡片之間，以便傳輸從相關光源發射的一個波長區中的光，並且反射其它波長區中的光。現有技術的燈具試圖通過儘可能多地増加光源來増大流明輸出。然而，結果是就相對於光輸出的功率消耗來說，效率非常低。此外，大量的光會損失，因為現有技術的燈具通常僅耦合穿過光閘的光束的中心部分的光以便提供光閘的均勻照明，這樣就再次降低了效率。燈具中的空間常常是有限的，並且難以在現有技術的燈具中裝配多個光源，例如因為與光源相關的光學部件常常佔據大量的空間。發明描述本發明的目的是解決或最小化以上所述問題中的至少ー些問題。這個目的可通過如獨立權利要求所界定的本發明來實現。示出本發明的附圖
詳述中公開了本發明的益處和優點。從屬權利要求界定了本發明的不同實施方案。
附圖描述圖Ia和圖Ib不出本發明的一般設置；圖2a和圖2b示出包括根據本發明的照明設備的擋光片(GOBO)投影儀；圖3a和圖3b示出圖2a和圖2b所示的擋光片(GOBO)投影儀中使用的冷卻模塊；圖4示出根據一至本發明的移動頭燈具。發明詳述圖Ia和圖Ib示出根據本發明的照明設備的一般設置。光學領域技術人員會認識至IJ，一些所示出的光線是說明本發明的原理，而不是說明確切精確的光線。照明設備100包括光源模塊101、孔隙103以及投影系統105。光源模塊產生沿著主光軸109朝向孔隙103傳播的光束(由粗虛線107示出)。孔隙103相對於光源模塊來說定位於光軸的上遊。投影系統105匯集已通過孔隙103的光，並且將靠近孔隙103的平面上的影像投影到與投影系統相隔給定距離的目標表面(未示出)上。因此，可能在孔隙103附近布置變光器(如產生影像的物體)，藉此將所產生的影像投影到目標表面。因此，將物體平面界定在孔隙的附近，而且孔隙直徑限制物體直徑。產生影像的物體可以是例如擋光片(GOBO)、鍍膜的紋理玻璃、LCD、DMD、LCOS或能夠改變光束的任何物體。可以將孔隙附近的區域界定成起始於孔隙前方的一小段距離處並且終止於孔隙後方的一小段距離處的位置，其中孔隙前方的一小段距離和孔隙後方的一小段距離都不超過該孔隙的橫截面。光源模塊包括數個光源Illa至111c，和數個集光裝置113a至113c。集光裝置匯集來自光源的光，並且產生沿著源光軸115a至115c傳播的源光束(為簡潔起見在圖Ia中未示出)。每一個源光軸可以由三維向量相對於主光軸109來界定，而且界定各個源光軸的向量的最大向量分量與主光軸對準。因此，源光束可以相對於主光軸成角度，但主要會沿著主光軸傳播。源光軸沿著主光軸匯合在共用體積117中。所述共用體積是靠近主光軸的體積，其中至少一個源光軸與包括主光軸的平面相交，而且其中至少一個源光軸與包括至少另一個源光軸的平面相交。在一個實施方案中，源光軸可以在主光軸處相交於共同焦點，但在其它實施方案中未必相交於共同焦點，而因此可以相交於共用聚焦體積處。投影系統105具有相對於主光軸的接受角。相對於主光軸的接受角定義出光束相對於主光軸可以具有的最大角度，以便光束由投影系統投影。具有相對於主光軸的較大角度的光束將會在光學系統中損失。球對稱投影系統的接受角如下得出
權利要求
1.一種照明設備，其包括 -第一光源和第一集光裝置，所述第一集光裝置匯集由所述第一光源產生的光，並且將所述光轉換成主要沿著主光軸傳播的第一源光束； -第二光源和第二集光裝置，所述第二集光裝置匯集由所述第二光源產生的光，並且將所述光轉換成主要沿著所述主光軸傳播的第二源光束； -沿著所述主光軸定位的至少一個變光器，所述變光器被適配成改變所述第一光束和/或所述第二光束的至少一部分；所述變光器反射所述第一光束和/或所述第二光束的至少一部分； 其特徵在於 -所述第一光源包括光轉換材料，所述光轉換材料能夠將光轉換成更長的波長； -所述第二光源產生具有可由所述第一光源的所述轉換材料轉換的至少一個光譜分量的光； -所述第一光源和所述第二光源相對於所述主光軸交互布置，這樣使得所述第二源光束的至少一部分在由所述變光器反射之後碰撞所述第一光源。
2.根據權利要求I所述的照明設備，其特徵在於 -所述第二光源包括光轉換材料，所述光轉換材料能夠將光轉換成更長的波長； -所述第一光源產生具有可由所述第二光源的所述轉換材料轉換的至少一個光譜分量的光； -所述第一光源和所述第二光源相對於所述主光軸交互布置，這樣使得所述第一源光束的至少一部分在由所述變光器反射之後碰撞所述第二光源。
3.根據權利要求I至2所述的照明設備，其特徵在於所述第一光源和所述第二光源繞所述主軸對稱布置。
4.根據權利要求I至3所述的照明設備，其特徵在於所述第一光和所述第二光相對於所述主光軸以對角布置。
5.根據權利要求I至4所述的照明設備，其特徵在於所述第一源光束與所述第二源光束在沿著所述主光軸的共用體積處相交，並且其特徵在於所述變光器被布置在所述共用體積處。
6.根據權利要求I至5所述的照明設備，其特徵在於所述至少一個變光器是分色濾光片，所述分色濾光片反射可由所述轉換材料轉換的至少一個光譜分量。
7.根據權利要求I至6所述的照明設備，其特徵在於所述至少變光器是擋光片(GOBO)，所述擋光片反射可由所述轉換材料轉換的至少一個光譜分量。
8.根據權利要求I至7所述的照明設備，其特徵在於所述第一集光裝置將所述反射回的第二源光束的至少一部分集中到所述第一光源上。
9.根據權利要求I至8所述的照明設備，其特徵在於所述第二集光裝置被適配成將所述反射回的第二源光束集中到所述第一集光裝置上。
10.根據權利要求I至9所述的照明設備，其特徵在於所述第二集光裝置將所述反射回的第一源光束的至少一部分集中到所述第二光源上。
11.根據權利要求I至10所述的照明設備，其特徵在於所述第一集光裝置被適配成將所述反射回的第一源光束集中到所述第二集光裝置上。
12.根據權利要求I至11所述的照明設備，其特徵在於進ー步包括沿著所述主光軸定位於所述變光器之後的投影系統，所述投影系統匯集由所述光源產生的所述光的一部分，並且沿著所述主光軸投影所述匯集的光。
13.—種移動頭燈具，其包括底座、可旋轉地連接至所述底座的軛架以及可旋轉地連接至所述軛架的頭部，所述頭部包括投影系統，所述投影系統被適配成沿著主光軸匯集並投影光，其特徵在於所述頭部包括根據權利要求I至11所述的照明設備，並且其特徵在於所述投影設備匯集由所述照明設備產生的所述光的一部分。
14.根據權利要求13所述的移動頭燈具，其特徵在於所述投影設備被適配成將至少一個變光器成像在沿著所述主光軸一定距離處的目標表面上。
15.ー種數字投影設備，其包括數字成像設備和投影系統，所述數字成像設備被適配成改變光束，並且所述投影系統被適配成將所述數字成像設備成像在沿著主光軸一定距離處的目標表面上，其特徵在於所述數字投影設備包括根據權利要求I至11所述的照明設備，並且其特徵在於所述照明設備照射所述數字成像設備。
全文摘要
本發明涉及一種包括多個光源和多個集光裝置的照明設備，其中所述集光裝置匯集由第一光源產生的光，並且將所述光轉換成主要沿著主光軸傳播的源光束。至少一個變光器沿著所述主光軸定位，並且反射所述光的至少一部分。第一光源包括能夠將光轉換成更長波長的光轉換材料，並且第二光源產生具有可由所述第一光源的所述轉換材料轉換的至少一個光譜分量的光。所述第一光源和所述第二光源相對於所述主光軸交互定位，這樣使得所述第二源光束的至少一部分在由所述變光器反射之後碰撞所述第一光源。
文檔編號H01L33/50GK102812569SQ201180014884
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月15日 優先權日2010年3月22日
發明者D·約根森 申請人:馬丁專業公司