光学布置、照明设备和光照方法技术

一种光学布置包括具有互补成形的透镜阵列的两个板。装饰图像被提供在光输入侧上的板处。这些板关于彼此在通过模式与装饰图像模式之间是可移位的，在透过模式中这些板接触或紧密接近，并且在装饰图像模式中这些板分开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学布置、照明设备和光照方法
本专利技术涉及光学布置，特别是能够向场景提供一般功能光照并且能够提供显示的图像作为装饰光照的光学布置。本专利技术还涉及照明设备以及包括所述光学布置的光照方法。
技术介绍
在一些照明系统中，用户能够通过对光源的颜色进行调光和调谐而进行场景设置。除这些一般光照功能之外，装饰图案也是用户感兴趣的以创建气氛。通常，照明系统提供装饰功能或者是实用的，并且不存在单个系统中的两种类型照明之间的可能切换。实现在诸如泛光照明或聚光照明效果之类的不同功能效果之间切换的照明设备是已知的。US20060202910A1公开了一种具有一对透镜阵列的光学布置，这对透镜阵列可相互移动以提供通过功能和装饰模式。该已知布置的缺点在于，在装饰模式中提供了恶化质量的图像。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种紧凑系统，在该紧凑系统中现有技术的系统的至少一个缺点得到抵消。本专利技术由权利要求书限定。根据本专利技术的实施例，提供了一种光学布置，包括：第一板，其包括主输入表面以及在输出表面上的第一透镜阵列；第二板，其包括输入表面上的第二透镜阵列以及输出表面，第二透镜阵列具有与第一透镜阵列互补的形状并且平行于第一透镜阵列延伸；以及在第一板处提供的装饰图像，其中第一板和第二板沿主输入表面的法向关于彼此在第一配置与第二配置之间是可移位的：在第一配置中，第一和第二透镜阵列在一起并且第一和第二板用来提供通过功能；以及在第二配置中，第一和第二透镜阵列以距离D分隔并且第一和第二板用来将装饰图像提供给输出，其中第一透镜阵列包括具有负焦长（focallength）Fn的负透镜的阵列，以及其中装饰图像定位在第一板的输出表面处或者在所述输出表面与负焦长Fn之间。负焦长意味着在光的传播方向上，透镜的焦长关于（负）透镜在上游。现有技术公开了一对透镜阵列，这对透镜阵列中的第一透镜阵列包括正透镜，其中第一透镜处于相对于负透镜的第二透镜阵列的位置的上游位置中。对于现有技术光学布置，为了正常工作，图像必须放置在比正凸透镜阵列的焦距（focaldistance）/焦长f更大的距离处，甚至事实上放置在至少两倍的焦距f处。由于从装饰图像偏离的辐射性质及其距第一透镜阵列的相对大距离，装饰图像并非仅仅涉及第一透镜阵列的单个透镜，而是涉及来自所述第一透镜阵列的多个透镜。因而，该现有技术的布置导致相对大量的串扰，并且因而导致恶化的图像质量。在另一方面，如果装饰图像定位在与第一正透镜阵列的焦距相比距第一透镜阵列更短的距离处，则正透镜不能使入射辐射图案/射束折射以变成会聚图案/射束，并且图像将重定向到第二透镜阵列的各种负透镜。这也导致串扰和恶化的图像质量。本专利技术通过正和负透镜阵列的颠倒次序（即第一透镜阵列包括负透镜并且第二透镜阵列包括互补正透镜）以及通过尽可能接近第一透镜阵列并且最佳地甚至在第一透镜阵列的输出表面上提供装饰图像而解决了该串扰问题。如果装饰图像放置在第一（负）透镜阵列的输出表面处，则负透镜阵列不再在图像形成过程中发挥作用并且每一个图像或图像部分仅与透镜阵列的单个相应透镜相关联。为了最佳地获益于该特征，图像优选地在第一透镜阵列的输出表面上提供。然而，从实际实验看来，用于定位装饰图像或图像部分的有用范围在第一板的输出表面处或者在所述输出表面与负焦长Fn之间，获得了所投射的足够质量的图像。该有用范围是非常方便的，因为在第一透镜阵列的输出表面处提供装饰图像是相对繁琐的。更方便的是，使装饰图像位于第一透镜阵列的输入表面处，其一般地处在距第一透镜阵列的0.5*Fn内。但是，在实践中优选的是，在单独的载体板上提供装饰，这是相对简单的并且此外实现了装饰图像的简易更换。而且，然后一般仍旧实现了在距第一透镜阵列的1*Fn内提供图像。一个透镜阵列关于另一个透镜阵列的移位使得当透镜没有触碰并且图像被提供给输出以用于装饰目的时能够实现透镜功能，并且当透镜在一起时实现通过功能。当透镜在一起时，透镜阵列相遇以作为它们的互补形状的结果而限定固体界面。这意味着可以使两个透镜阵列基本上在它们的完整区域之上接触或近乎接触。本专利技术因而提供一种在构造方面简单、小且低成本的照明系统，并且在一个系统中提供装饰和实用射束功能二者。借助于机械移动在两个功能之间提供了简单的切换布置。第一透镜阵列包括负透镜的阵列。这些例如包括凹透镜（这意味着透镜表面突伸到透镜主体中）。第二透镜阵列可以包括与第一透镜阵列的负透镜互补的正透镜的阵列。这些例如包括凸透镜（这意味着透镜表面从透镜主体突伸出来）。正和负透镜可以相遇以限定对通过模式中的光具有最小的光学效应的固体块。第一和第二透镜阵列各自可以包括单独的小透镜的二维阵列，该小透镜例如是诸如微透镜之类的圆形小透镜。装饰图像优选地包括完整图像或图像部分的重复图案，其中一个图像或图像部分与第一透镜阵列的每一个透镜相关联。这些完整图像或图像部分由系统投射，例如投射到在距光学系统的预先设计的距离处的固定投射表面。透镜阵列可以生成图像或图像部分的多个版本（主图像和卫星图像）。如果装饰图像包括立体图像部分，即分别用于左眼和用于右眼的图像部分，还可能的是在通过功能与3D图像的投射之间进行切换。在第二配置中，每一个图像或图像部分优选地被聚焦到成像平面处的相同地点，其是距第二光学板的输出表面的预定距离。出于该目的，图像或图像部分之间的间距可以大于第二透镜阵列的透镜之间的间距，以提供图像或图像部分到相同地点的聚焦。装饰图像可以提供：在第一透镜阵列的平面输入表面上；或者在第一透镜阵列的输出表面上；或者在抵靠第一透镜阵列的平面输入表面放置的载体板上。这些提供了用于提供装饰图像的各种选项。在第二配置中，装饰图像与第二透镜阵列之间的距离可以等于第二透镜阵列的透镜的焦距的0.9到1.1倍，第一和第二透镜阵列之间的距离D（近似）相同。这提供了重复图像部分在表面上的成像，装饰图像将在该表面处被观看。本专利技术还涉及一种照明设备，包括面向第一光学板的主输入表面的光源，该光源被配置成在操作期间朝向第一光学板的主输入表面发出光源光。例如，光学布置可以作为照明设备的部分被提供，例如在例如具有圆形外壳的灯具的输出处被提供，该灯具例如是LED灯。本专利技术还提供一种光照方法，包括：向光学布置提供光，该光学布置包括：包含主输入表面以及在输出表面上的第一透镜阵列的第一板，其中第一透镜阵列包括具有负焦长Fn的负透镜的阵列；以及包含输入表面上的第二透镜阵列以及输出表面的第二板，第二透镜阵列具有与第一透镜阵列互补的形状并且平行于第一透镜阵列延伸，其中装饰图像被提供在第一板的输出表面处或者在所述输出表面与负焦长Fn之间，其中该方法包括使第一和第二板沿主输入表面的法向关于彼此在第一配置与第二配置之间移位：在第一配置中，第一和第二透镜阵列接触并且第一和第二板用来提供通过功能；以及在第二配置中，第一和第二透镜阵列以距离D分隔并且第一和第二板用来将装饰图像提供给输出。附图说明现在将参照示意性附图详细地描述本专利技术的示例，在附图中：图1示出了在第一模式中依照本专利技术的光学布置的示例；图2示出了在第二模式中的光学布置；图3示出了用于装饰图像部分的一些可替换位置；图4示出了如何限定透镜焦距；图5用于解释提供期望聚焦的第一关系；图6用于解释提供期望聚焦的第二关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学布置，包括：第一板（14），其包括主输入表面（15）以及在输出表面上的第一透镜阵列（16）；第二板（18），其包括输入表面上的第二透镜阵列（19）以及输出表面（20），第二透镜阵列具有与第一透镜阵列互补的形状并且平行于第一透镜阵列延伸；以及在第一板处提供的装饰图像（22），其中第一和第二板沿主输入表面（15）的法向关于彼此在第一配置与第二配置之间是可移位的：在第一配置中，第一和第二透镜阵列（16,19）在一起并且第一和第二板用来提供通过功能；并且在第二配置中，第一和第二透镜阵列（16,19）以距离D分隔并且第一和第二板用来将装饰图像提供给输出，其中第一透镜阵列（16）包括具有负焦长Fn的负透镜的阵列，并且其中装饰图像定位在第一板的输出表面处或者在所述输出表面与负焦长Fn之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 EP 14174013.41.一种光学布置，包括：第一板（14），其包括主输入表面（15）以及在输出表面上的第一透镜阵列（16）；第二板（18），其包括输入表面上的第二透镜阵列（19）以及输出表面（20），第二透镜阵列具有与第一透镜阵列互补的形状并且平行于第一透镜阵列延伸；以及在第一板处提供的装饰图像（22），其中第一和第二板沿主输入表面（15）的法向关于彼此在第一配置与第二配置之间是可移位的：在第一配置中，第一和第二透镜阵列（16,19）在一起并且第一和第二板用来提供通过功能；并且在第二配置中，第一和第二透镜阵列（16,19）以距离D分隔并且第一和第二板用来将装饰图像提供给输出，其中第一透镜阵列（16）包括具有负焦长Fn的负透镜的阵列，并且其中装饰图像定位在第一板的输出表面处或者在所述输出表面与负焦长Fn之间。2.如权利要求1中所述的光学布置，其中所述装饰图像放置在第一板的输出表面与0.5*Fn之间。3.如权利要求2中所述的光学布置，其中第二透镜阵列（19）包括正透镜的阵列。4.如任一项前述权利要求中所述的光学布置，其中第一板的输入表面（15）是平面的并且第二板的输出表面（18）是平面的。5.如任一项前述权利要求中所述的光学布置，其中第一和第二透镜阵列各自包括单独小透镜的二维阵列。6.如任何权利要求5中所述的光学布置，其中所述单独小透镜是圆形的。7.如任一项前述权利要求中所述的光学布置，其中所述装饰图像包括整个图像（23）或图像部分（32）的重复图案，其中一个图像或图像部分与第一透镜阵列（16）的每一个透镜相关联。8.如权利要求7中所述的光学布置，其中在第二配置中，每一个图像或图像部分（32）聚焦到成像平面（30）处的相同位置，该相同位置是距第二光学板的输出表面的预定距离。9.如权利要求8中所述的光学布置，其中图像或图像部分之间的间距（ppattern）大于第二透镜阵列（19）的透镜之间的间距（plens）以提供图像或图像部分到所述相同位置（30a）的聚焦。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：ST德斯沃特，J德格拉夫，MCJM维森伯格，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL