提供从若干光源混合的光的照明装置制造方法及图纸

一种照明装置(100)，包括具有入口孔和出口孔(302)的准直器(112)、交叉分束器(106、206)和至少四个照明单元。每个照明单元包括光源(102)和聚焦元件(104)，聚焦元件具有被布置成从光源(102)接收光的入口孔(308)和出口孔(304)。聚焦元件(104)被配置成使光朝向分束器(106、206)聚焦，并且交叉分束器被布置成接收来自每个照明单元的光并被配置成将来自每个光源的光分离成四个射束。此外，分束器(106、206)被布置并配置成使得所述四个射束指向准直器(112)的入口孔。准直器(112)被配置成与所述射束相交互以提供四个图像，每个图像包括来自每个照明单元的光的四分之一。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过从若干光源混合的光的照明装置。
技术介绍
包括发光二极管(LED)的灯或照明装置可以包含多种色彩的LED以便允许色彩调整或实现较高的显色指数(CRI)。针对此类装置期望提供一种光，该光在远场中(例如，在正在被此类装置照亮的表面、物体或房间处)而且在近场中(例如当观察者注视该装置时)在色彩和强度方面均匀的光。然而，为了使用不同色彩的多个LED来实现高效的CRI，使用若干反射器或准直器是常见的，而这导致在近场中观察到不同的色彩。此特定问题的解决方案是使用利用附加混合部件对来自若干LED的光进行准直的单个准直器。一个已知解决方案由全内反射(TIR)准直器组成，其在出口孔上具有小平面以便漫射光，在某些情况下这是不够的，因而在全内反射表面上或者甚至包括TIR准直器的主体内的扩散元件使用小平面。然而，即使在使用单准直器的装置中，色彩的混合仍是不完善的，使得当观察近场(例如注视准直器内部时)不同的色彩仍是可见的。此外，小平面提供了来自准直器的宽射束，这将不会实现窄的混合光束，即将存在很强的展度弱化。US6,139,166提出了使用分束器将来自发射不同色彩的光的LED的光混合。然而，若干源的色彩混合要求超过一个混合级，并且提出的装置使用了包括可以导致损耗的反射镜的棱镜块。因此，仍需要一种可以在近场和远场两者中在将来自若干光源的光混合的同时提供窄射束的照明装置。
技术实现思路
关于照明装置的上述期望性质，本专利技术的一般目的是提供一种可以提供包括来自若干光源的光的均匀混合的窄射束的照明装置。根据本专利技术的第一方面，利用一种照明装置来实现这些及其它目标，该照明装置包括准直器，其具有入口孔和出口孔；交叉分束器，其包括第一表面元件和垂直于所述第一表面元件布置的第二表面元件，所述第一表面元件和第二表面元件被配置成分别地透射和反射入射在所述第一表面元件和第二表面元件上的光的近似相等部分；以及至少四个照明单元，每个所述照明单元包括光源和聚焦元件，该聚焦元件具有被布置成从所述光源接收光的入口孔和出口孔，聚焦元件被配置成使光朝着所述分束器聚焦。交叉分束器被布置成接收来自每个所述照明单元的光并被配置成将来自每个光源的光分离成四个射束，并且进一步被布置和配置成使得所述四个射束指向所述准直器的所述入口孔。准直器被配置成与所述射束相交互以提供四个图像，每个图像包括来自每个照明单元的光的四分之一。就照明装置而言，应理解的是本装置的目的是提供用于全面照明或局部照明的照明。在本文中应将每个表面元件理解为能够将来自照明单元的入射光分离成基本上相等比例的透射部分和反射部分。就相等比例而言，应理解的是在入射到分束器上的光之中，约一半被透射，且约一半被反射。准直器应被理解成反射并混合通过入口孔进入准直器的光，并且通过出口孔发出准直或聚焦的光。此外，准直器被配置成使得离开准直器的光在出口孔中的每个点处包括来自每个光源的光的基本上相等部分，并且造成当在远场中观察时来自不同光源的光的均匀混合的结果。从而，应理解的是，来自不同光源的已在分束器中被分离的透射部分和反射部分将到达准直器并被混合，因为准直器被配置成使得将来自一个照明单元的光的透射部分与来自其余照明单元的光的反射部分混合。这将造成在出口孔中的每个点处来自每个光源的基本上相等部分的光的结果。换言之，近场中的光的强度分布可能是不均匀的，但是近场中的每个点应包括来自每个光源的相等部分的光。通过准直器的配置，远场中的强度分布显示出基本上均匀的强度分布以及来自不同光源的光的均匀混合。照明单元包括光源和聚焦元件。该光源是在使用中发射并提供光的装置的组件。光源也可以是较小源的阵列。聚焦元件从光源接收光并使光朝着分束器聚焦。本专利技术是基于这样的认识，即通过使用使来自光源的光聚焦到分束器的聚焦元件以及被配置成将透射和反射部分混合的准直器，其中所述分束器被布置成使得光的透射部分和反射部分两者指向准直器的入口孔，可以提供包括来自不同光源的光的混合物的窄光束。本专利技术因此实现了窄光束，该窄光束包括在远场中将观察到的由光源产生的光混合，并且在近场中可以在出口孔中的每个点处观察到来自每个光源的相等部分的光。因此，在近场中也将观察到由光源产生的光混合。此外，照明装置不要求光经历将会促使光损失通量和或辉度的多次反射。本专利技术的另一优点是照明单元和分束器小到足以允许使用照明装置作为当前照明夹具(诸如标准PAR灯照明器或爱迪生螺纹底座(E17、E27等))的改装型。另一优点是不要求附加的混合装置或组件，因为光的混合是在准直器中发生的。通过将分束器提供为包括透射和反射入射在表面上的光的近似相等部分的表面元件，提供了薄且简单的分束器设计。从而，可以以低成本、利用廉价的材料制造分束器。有利地，本专利技术还通过添加垂直于第一表面的分束器的第二表面，而允许来自四个照明单元并因而来自四个不同光源的光的混合。四个光源可以实现较高的CRI或期望的色彩。此外，四个照明单元还将提供更多的光并照亮准直器的出口孔的较大部分。通过照亮准直器的出口孔的较大部分，从照明装置提供较高的轴上强度。根据本专利技术的另一实施例，光源可以发射不同波长的光。通过使用不同波长(即色彩)的光源，来自每个光源的光的混合将使得光能够成为光源的色彩的混合。从而，照明装置将在远场和近场两者中均具有期望的色彩。根据本专利技术的一个实施例，聚焦元件可以是TIR元件。TIR元件被用作用于光源的聚焦元件，以实现在使用中从光源发出的光到小区域中的高效引导和聚焦。根据本专利技术的另一实施例，所述光源可以是发光二极管。发光二极管被用作光源，因为其是能量高效的。应将发光二极管理解为LED管芯、LED子组合件或封装LED。根据本专利技术的一个实施例，准直器可以是抛物面反射镜。从入口孔将来自分束器的光聚焦并引导至远处目标的抛物面反射镜是具有众所周知的性质的简单构造，并且因此可以被配置到一定的距离或聚焦程度。根据本专利技术的另一实施例，准直器可以是TIR菲涅耳透镜。TIR菲涅耳透镜是薄的，并且因此使得照明装置能够更小。此外，TIR菲涅耳透镜可以具有大孔径，其在照明装置将被用于全面照明的情况下是有利的。还可以使用其它类型的光学元件来具体实现本专利技术的准直器，诸如RXI光学件、UFO透镜、折射菲涅耳透镜或板条准直器。根据本专利技术的一个实施例，准直器的出口孔可以是圆形的。优选地使用圆形出口孔以便允许照明布置或装置充当对当前使用的聚光灯或类似灯的替换。根据本专利技术的另一实施例，准直器的出口孔可以包括漫射元件。为了进一步将由照明装置发射的光混合，在准直器的出口孔上提供漫射元件。根据本专利技术的一个实施例，聚焦元件的出口孔可以包括漫射元件。不同色彩的光源的照度分布可以是不同的。通过在聚焦元件的出口孔上提供漫射元件，实现了更好的混合。根据本专利技术的另一实施例，每个光源可以发射来自以下群组的波长的光：465nm、520nm、575nm或630nm。上述波长的均匀混合将产生在美感上令人喜欢且可以产生高CRI的光。当研究所附权利要求及以下描述时，本专利技术的其它特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到在没有背离本专利技术范围的情况下，可以将本专利技术的不同特征组合以产生除下面描述的那些之外的实施例。附图说明现在将参考示出本专利技术的不同实施例的附图来更详细地描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置(100)，包括：准直器(112)，其具有入口孔和出口孔；交叉分束器(106)，其包括第一表面元件以及垂直于所述第一表面元件布置的第二表面元件，所述第一表面元件和所述第二表面元件被配置成分别地透射和反射入射在所述第一表面元件和所述第二表面元件上的光的近似相等部分；至少四个照明单元，每个所述照明单元包括：光源(102)；以及聚焦元件(104)，其具有出口孔(304)和被布置成接收来自所述光源的光的入口孔(308)，所述聚焦元件(104)被配置成使光朝着所述分束器(106)聚焦；所述交叉分束器(106)被布置成接收来自每个所述照明单元的光并被配置成将来自每个光源的光分离成四个射束；其中，所述交叉分束器(106)进一步被布置并配置成使得将所述四个射束引导向所述准直器(112)的所述入口孔；以及所述准直器(112)被配置成与所述射束相交互而提供四个图像，每个图像包括来自每个照明单元的光的四分之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.01 EP 14175126.31.一种照明装置(100)，包括：准直器(112)，其具有入口孔和出口孔；交叉分束器(106)，其包括第一表面元件以及垂直于所述第一表面元件布置的第二表面元件，所述第一表面元件和所述第二表面元件被配置成分别地透射和反射入射在所述第一表面元件和所述第二表面元件上的光的近似相等部分；至少四个照明单元，每个所述照明单元包括：光源(102)；以及聚焦元件(104)，其具有出口孔(304)和被布置成接收来自所述光源的光的入口孔(308)，所述聚焦元件(104)被配置成使光朝着所述分束器(106)聚焦；所述交叉分束器(106)被布置成接收来自每个所述照明单元的光并被配置成将来自每个光源的光分离成四个射束；其中，所述交叉分束器(106)进一步被布置并配置成使得将所述四个射束引导向所述准直器(112)的所述入口孔；以及所述准直器(112)被配置成与所述射束相交互而提供四个图像，每个图像包括来自每个照明单元的光的四分之一。2.根据前述权利要求中的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·德洛斯，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL