使用LED或荧光粉转换光源的投射系统技术方案

使用LED或荧光粉转换光源的投射系统，包括至少四个二向色滤光片，其中第一对二向色滤光片配置成透射包括在第一波长区间中的第一光辐射并反射包括在第二波长区间中的第二光辐射，并且第二对二向色滤光片配置成透射包括在第三波长区间中的第三光辐射并反射第一光辐射和第二光辐射；LED投射系统具有对称轴，使得属于第一对二向色滤光片的第一二向色滤光片和属于第二对二向色滤光片的第二二向色滤光片关于这样的对称轴相对于属于第一对二向色滤光片的第三二向色滤光片和属于第二对二向色滤光片的第四二向色滤光片对称地布置。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用LED或荧光粉转换光源的投射系统。目前，LED光源由于其寿命、高效率和低环境影响而在很多照明设计应用中代替传统白炽灯或气体放电灯。然而，例如对于汽车领域或舞台照明领域的光投射系统，LED光源由于其结构而遭受使它们的使用在需要高强度和光束及其颜色渲染的精确管理的照明设计应用中不适当或在任何情况下非常复杂的问题。在这些情况下，事实上，LED光源提出与可被应用的功率限制和高“扩展度”(即，被限制为散布到宽立体角内的光的明显趋势)都联系的问题。为了克服LED光源中的这样的固有限制，制造了光源，其中LED的发射通过“荧光粉转换”系统与次级发射相关。由这样的组合光源产生的光强级明显更高，但由于LED半导体和激发荧光粉的发射光谱的组合而引起的较大光谱宽度使得到来自不同颜色的LED的光的有效颜色组合变得更难，因为发射光谱可彼此部分地重叠。得到二向色滤光片或二向色滤光片结构因此是必不可少的，这确保带宽的急剧上升和下降，以便确保照明系统的必要的总效率。特别是，二向色滤光片的截止点的不确定性的主要原因之一是光的偏振分量“P”和“S”的分离，其当光在滤光片上的入射角增加时越来越明显。这个问题在用于重组起源于不同的LED光源的不同颜色的光辐射的二向色滤光片的经典结构配置中特别能被感觉到。在图5中示出的被称为“X-立方体(X-cube)”配置的使用二向色滤光片的投射器的第一经典常规配置，且在图6中示出被称为“连续(sequential)”配置的第二经典常规配置。上面提到的两个经典配置都使用相对于入射光辐射以45°倾斜的二向色滤光片。在这两个经典配置中，单独的光束在与二向色滤光片的每次交互时(即，在每次透射或反射时)被偏振。这引起多个偏振效应的总和，其增加了管理单独光束的困难。虽然这样的经典配置在LED的发射光谱曲线是严格高斯的情况下是可接受的，但是考虑到光的相当大的发射光谱扩展，它们在也包括荧光粉转换系统的光源的情况下是低效的。此外，在二向色滤光片的“X-立方体”配置中和在“连续”配置中，光辐射之一通常是绿光辐射，其穿过二向色滤光片两次，使得系统的总效率必然减小。除了由于在二向色滤光片上的入射光的相对较大的角度而引起的偏振分量“P”和“S”的分离的早些时候提到的问题，这个缺点是另一个问题。绿光通道的效率的损失是非常成问题的，因为它引起正好在人眼的最敏感光谱区中的效率的损失。因此，为了得到在能够产生尽可能中性的白光的不同光辐射之间的组合，也将需要其它两个通道——红色通道和蓝色通道的效率的减小，且总的来说整个投射系统的效率的损失是需要的。本专利技术的目标由提供解决上面提到的技术问题、消除缺点并克服已知技术的限制的LED投射系统组成。在这个目标内，本专利技术的目的是提供优化光的颜色组合且具有更好的光谱响应的LED投射系统。本专利技术的另一目的在于提供特别适合于舞台照明领域或汽车领域的LED投射系统。本专利技术的另一目的在于提供能够在使用中提供可靠性和安全性的最宽保证的LED投射系统。本专利技术的另一目的在于提供相对于已知技术容易实现且在经济上有竞争力的LED投射系统。在下文中将变得更明显的这个目标以及这些和其它目的由使用LED或荧光粉转换光源的投射系统实现，该投射系统包括至少四个二向色滤光片，其特征在于，第一对二向色滤光片配置成透射包括在第一波长区间中
的第一光辐射并反射包括在第二波长区间中的第二光辐射，以及第二对二向色滤光片配置成透射包括在第三波长区间中的第三光辐射并反射所述第一光辐射和所述第二光辐射，所述LED投射系统具有对称轴，属于所述第一对二向色滤光片的第一二向色滤光片和属于所述第二对二向色滤光片的第二二向色滤光片关于所述对称轴相对于属于所述第一对二向色滤光片的第三二向色滤光片和属于所述第二对二向色滤光片的第四二向色滤光片对称地布置。根据在附图中为了非限制性例子的目的示出的LED投射系统的优选但非排他的实施方式的详细描述，本专利技术的另外的特征和优点将变得更明显，其中：图1示意性示出根据本专利技术的LED投射系统的实施方式；图2、3和4示意性示出根据本专利技术的图1中的LED投射系统，其中每个图示出图1所示的三个光辐射中的仅仅一个光辐射的路径；图5和图6示意性示出属于已知的现有技术发展水平的分别被定义为“X-立方体”配置和“连续”配置的两个二向色滤光片LED投射系统。参考图1到4，总体上由参考数字1表示的使用LED或荧光粉转换光源的投射系统包括至少四个二向色滤光片2、4、22、24。根据本专利技术，第一对二向色滤光片2、22配置成透射包括在第一波长区间中的第一光辐射3、23并反射包括在第二波长区间中的第二光辐射5、25，而第二对二向色滤光片4、24配置成透射包括在第三波长区间中的第三光辐射6、26并反射第一光辐射3、23和第二光辐射5、25。此外，LED投射系统1具有对称轴7，使得属于第一对二向色滤光片2、22的第一二向色滤光片2和属于第二对二向色滤光片4、24的第二二向色滤光片4关于对称轴7相对于属于第一对二向色滤光片2、22的第三二向色滤光片22和属于第二对二向色滤光片4、24的第四二向色滤光片24对称地布置。本领域中的技术人员将容易认识到，根据本专利技术，使用LED光源等效
于使用荧光粉转换光源。有利地，如在图2中示出的，第一光辐射3、23相对于第二二向色滤光片4或第四二向色滤光片24的入射角小于45°。有利地，如特别是在图3中示出的，第二光辐射5、25相对于第一二向色滤光片2和/或相对于第二二向色滤光片4和/或相对于第三二向色滤光片22和/或相对于第四二向色滤光片24的入射角小于45°。有利地，第一光辐射3、23或第二光辐射5、25或第三光辐射6、26相对于二向色滤光片2、4、22、24中的一个或多个的入射角小于45°，且优选地实质上等于30°。有利地，如在图1和在图2、3和4中示出的，所有光辐射3、23、5、25、6、26以小于45°、且优选地实质上等于30°的入射角照射到相应的二向色滤光片2、22、4、24。LED投射系统1因此包括四个二向色滤光片2、4、22、24，其中有：关于对称轴7与第一二向色滤光片2对称的第三二向色滤光片22，其配置成透射包括在第一波长区间中的另一第一光辐射23并反射包括在第二波长区间中的另一第二光辐射25；以及，关于对称轴7与第二二向色滤光片22对称的第四二向色滤光片24，其配置成透射包括在第三波长区间中的另一第三光辐射26并反射另一第一光辐射23和另一第二光辐射25。有利地，因此第一二向色滤光片2和第二二向色滤光片4关于对称轴7分别与第三二向色滤光片22和第四二向色滤光片24对称地布置。有利地，第一光辐射3、23包括在400和500纳米之间包括的波长区间中，第二光辐射5、25包括在500和600纳米之间包括的波长区间中，以及第三光辐射6、26包括在600和750纳米之间包括的波长区间中。作为例子，第一光辐射3、23由蓝色LED光源8、28产生。第二光辐射5、25由绿色LED光源9、29或由与绿色荧光粉转换系统相关的光源产生。第三光辐射6、26由红色LED光源10、30或由与红色荧光粉转换系统相关的光源产生。LED投射系统1还可包括用于准直起源于LED光源8、28、9、29本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用LED或荧光粉转换光源的投射系统(1)，所述投射系统包括至少四个二向色滤光片(2、4、22、24)，其特征在于，第一对二向色滤光片(2、22)配置成透射包括在第一波长区间中的第一光辐射(3、23)并反射包括在第二波长区间中的第二光辐射(5、25)，并且第二对二向色滤光片(4、24)配置成透射包括在第三波长区间中的第三光辐射(6、26)并反射所述第一光辐射(3、23)和所述第二光辐射(5、25)，所述LED投射系统(1)具有对称轴(7)，属于所述第一对二向色滤光片(2、22)的第一二向色滤光片(2)和属于所述第二对二向色滤光片(4、24)的第二二向色滤光片(4)关于所述对称轴(7)相对于属于所述第一对二向色滤光片(2、22)的第三二向色滤光片(22)和属于所述第二对二向色滤光片(4、24)的第四二向色滤光片(24)对称地布置。

【技术特征摘要】
2015.01.30 IT MI2015A0001251.一种使用LED或荧光粉转换光源的投射系统(1)，所述投射系统包括至少四个二向色滤光片(2、4、22、24)，其特征在于，第一对二向色滤光片(2、22)配置成透射包括在第一波长区间中的第一光辐射(3、23)并反射包括在第二波长区间中的第二光辐射(5、25)，并且第二对二向色滤光片(4、24)配置成透射包括在第三波长区间中的第三光辐射(6、26)并反射所述第一光辐射(3、23)和所述第二光辐射(5、25)，所述LED投射系统(1)具有对称轴(7)，属于所述第一对二向色滤光片(2、22)的第一二向色滤光片(2)和属于所述第二对二向色滤光片(4、24)的第二二向色滤光片(4)关于所述对称轴(7)相对于属于所述第一对二向色滤光片(2、22)的第三二向色滤光片(22)和属于所述第二对二向色滤光片(4、24)的第四二向色滤光片(24)对称地布置。2.如权利要求1所述的使用LED或荧光粉转换光源的投射系统(1)，其特征在于，所述第二光辐射(5、25)相对于所述第一二向色滤光片(2)或相对于所述第二二向色滤光片(4)或相对于所述第三二向色滤光片(22)或相对于所述第四二向色滤光片(24)的入射角小于45°。3.如权利要求1或2所述的使用LED或荧光粉转换光源的投射系统(1)，其特征在于，所述第一光辐射(3、23)相对于所述第二二向色滤光片(4)或相对于所述第四二向色滤光片(24)的入射角小于45°。4.如前述权利要求中的一项或多项所述的使用LED或荧光粉转换光源的投射系统(1)，其特征在于，所述第一光辐射(3、23)或所述第二光辐射(5、25)或所述第三光辐射(6、26)相对于所述二向色滤光片(2、4、22、34)中的每一个的入射角小于45°。5.如权利要求4所述的使用LED或荧光粉转换光源的投射...

【专利技术属性】
技术研发人员：马佩利·路易吉·安德里亚，巴拉扎·乔治，
申请(专利权)人：欧帝尔光学镀膜有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT