来自颜色随位置变化的光源的光的颜色校正准直制造技术

提供了一种用于颜色随位置变化的光源(2)的准直器(3)。准直器(3)包括：焦点(F)；包含焦点(F)的光轴(OA)；围绕光轴(OA)布置或布置在光轴(OA)上的成像元件(4)；以及多个光扩展元件(5、11、12)，光扩展元件(5、11、12)围绕光轴(OA)布置，用于接收来自成像元件(4)的至少一个图像。光扩展元件(5、11、12)具有不同的光束变宽特性，所述光扩展元件(5、11、12)中的每个光扩展元件(5、11、12)的光束变宽特性取决于光扩展元件(5、11、12)相对于焦点(F)的位置。光扩展元件(5、11、12)适于使撞击光扩展元件(5、11、12)的光在包括光轴(OA)的第一平面(M)中扩展。还提供了一种用于准直来自颜色随位置变化的光源(2)的光的方法。

Color correction of light from a light source whose color varies with position

A collimator (3) for a light source (2) that varies in color with position is provided. The collimator (3) including: focus (F); (F) contains focus optical axis around the optical axis (OA); (OA) the layout or layout of the optical axis (OA) of the imaging element (4); and a plurality of light propagation elements (5, 11, 12), (5, 11 light extension element 12) around the optical axis (OA) arranged for receiving signals from the imaging element (4) at least one image. The optical element (5, 11, expanded 12) with different beam width characteristics, the spread of light elements (5, 11, 12) in each of the light elements (5, 11, extension 12) the beam broadening characteristic depends on the spread of light elements (5, 11, 12 (F) with respect to the focus position). The light spreading elements (5, 11, 12) are adapted to extend the light of the impinging light spreading elements (5, 11, 12) in a first plane (M) including an optical axis (OA). A method for collimating light from a color light source (2) varying with position is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自颜色随位置变化的光源的光的颜色校正准直
本专利技术涉及一种用于颜色随位置变化的光源的准直器、包括准直器的照明装置以及相关的方法。
技术介绍
许多应用需要发出统一白光的光源。一些光源通过不同颜色的光的混合来提供白光。实际上，由这些类型的光源发出的光在光源作为点光源出现的远场中通常不是统一的白色，并且用于颜色校正的各种技术在本领域中是已知的。例如，WO2013/035036A1公开了具有旋转对称表面段的准直器，所述表面段设计为用于校正所谓的“颜色随角度”(CoA)变化。简而言之，CoA变化源自于发射光的颜色取决于发射角。可能发生的不期望的颜色变化的另一示例被称为“颜色随位置”(CoP)变化，其指发射光的颜色取决于光源上的发射位置的情况。可以使用准直器来减少CoP变化，但与CoA变化的情况相比，必须满足不同的技术要求。
技术实现思路
提供一种能够减少来自光源的远场光的不期望的颜色变化的改进的或替代的准直器将是有利的。特别感兴趣的一个方面是准直器校正CoP变化的能力。为了更好地解决这个问题，在本专利技术的第一方面，提出了一种用于CoP光源的准直器。该准直器包括：焦点(F)；包含焦点(F)的光轴；围绕光轴布置或布置在光轴上的成像元件；以及围绕光轴布置的多个光扩展元件，用于接收来自成像元件的至少一个图像。光扩展元件具有不同的光束变宽特性，并且所述光扩展元件中的每个光扩展元件的光束变宽特性取决于光扩展元件相对于焦点(F)的位置。光扩展元件适于使撞击光扩展元件的光在包括光轴的第一平面中扩展。“CoP光源”是指具有CoP变化的光源。也就是说，由光源发射的光的颜色取决于光源上发光的位置。为准直器提供与位置相关的光扩展元件——成像元件在其上形成至少一个图像——改善了具有不同颜色的光的混合，并且因此可以减少来自CoP光源的远场光的不期望的颜色变化。在一个实施例中，成像元件被配置用于一维成像。根据另一实施例，成像元件被配置用于二维成像。根据预期应用的技术要求或者出于成本原因，一种类型的成像元件可能相对于另一种是优选的。每个光扩展元件的光束变宽特性可以取决于从焦点到光扩展元件所测量的光路长度。每个光扩展元件的光束变宽特性可以取决于从光轴到光扩展元件的正交距离。准直器通常具有的形状使得这些类型的位置相关性导致远场中不同颜色的光的良好混合。在一个实施例中，光扩展元件适于使撞击光扩展元件的光在第一平面和第二平面两者中扩展，其中第二平面与第一平面正交并且具有与光轴正交的法线。将光在两个平面中扩展而不是仅仅一个平面中扩展可以改善远场中不同颜色的光的混合。在一个实施例中，光扩展元件是微透镜或小面。在一些实施例中，光扩展元件是漫射元件。这些类型的光扩展元件容易制造成具有特定应用所需的光束变宽特性。在一个实施例中，光扩展元件适于扩展撞击光扩展元件的光，使得撞击了不同光扩展元件的光束在空间中相同地扩展开。这种光扩展元件有助于确保没有特定颜色的光在远场中占主导。在一个实施例中，光扩展元件设置在准直器的光重定向表面上。这种准直器特别适用于具有中等功率发光二极管的应用。在一个实施例中，光扩展元件设置在准直器的光出射表面上。在一个实施例中，准直器包括第一透镜和第二透镜，其中所述成像元件由第一透镜形成，并且光扩展元件设置在第二透镜上。这种准直器特别适用于具有大量光源的应用，并且可以使用相对少量的材料来制造。第二透镜可以为光束偏转提供大的面积，并使准直器具有统一的外观。在本专利技术的第二方面中，提供了一种照明装置，其包括根据第一方面的准直器并且包括颜色随位置变化的光源，所述光源布置在准直器的焦点上，使得来自光源的光被准直器接收。第二方面可以具有与第一方面相同或相似的特征和技术效果，反之亦然。在本专利技术的第三方面中，提出了一种用于准直由颜色随位置变化的光源发出的光的方法。该方法包括：提供如上所述的准直器，将光源布置在准直器的焦点上，以及操作光源。在光源的操作期间，光源的至少一个图像被来自成像元件的光扩展元件接收，并且撞击光扩展元件的光在包括光轴的第一平面中被扩展。第三方面可以具有与第一方面相同或相似的特征和技术效果，反之亦然。应当注意，本专利技术涉及权利要求中所述的特征的所有可能的组合。附图说明现在将参照附图更详细地描述本专利技术的这些方面和其他方面。图1示出了包括准直器和光源的照明装置的实施例的示意性横截面侧视图。图2示出了图1中的照明装置的另一示意性横截面图。照明装置相对于图1已经围绕光轴旋转了90度。图3示出了图1中的照明装置的示意性俯视图。图4示出了包括准直器和光源的照明装置的替代实施例的示意性横截面侧视图。图5示出了包括准直器和光源的照明装置的另一替代实施例的示意性横截面侧视图。图6是用于准直来自CoP光源的光的方法的一些步骤的流程图。如图所示，为了说明的目的，层和区域的尺寸被夸大，因此提供它们是为了说明本专利技术实施例的一般结构。相同的附图标记始终表示相同的元件。具体实施方式现在将参照附图更全面地描述本专利技术的当前优选实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了透彻而完整，并将本专利技术的范围充分地传达给本领域技术人员。图1至图3示出了具有CoP光源2和准直器3的照明装置1。照明装置1可以例如是聚光灯。准直器3被配置为将来自光源2的光准直为在照明装置1的一般照明方向I上传播的光束。准直器3的高度h和宽度w通常远大于光源2在任何方向上的延伸度。高度h通常在10mm至100mm之间。宽度可以是光源2的直径的约5至20倍。光源2被布置在准直器3的焦点(F)和光轴OA上，光轴OA是准直器3的中心轴线并且与一般照明方向I平行。光源2被布置成使得由光源2发射的光被准直器3接收。更具体地，由光源2发射的光被围绕光轴OA布置的成像元件4接收。在本实施例中，成像元件4是圆形对称的并且中心在光轴OA上。成像元件4被配置为形成光源2的两个图像。在其他实施例中，成像元件4可以被配置为仅形成一个图像或形成多于两个图像，最合适的图像数量取决于多个因素，例如准直器3的尺寸和几何形状。成像元件4可以被配置用于二维成像或用于一维成像。由成像元件4形成的图像被放大。放大率尤其地取决于图像的数量、光源2的尺寸和光扩展元件5的尺寸(见下文)等等，但可以例如是2.5或3。成像元件4可以例如由聚碳酸酯、硅树脂或环烯烃共聚物制成。其他可能的材料是丙烯酸酯，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)。成像元件4可以由玻璃或塑料制成。多个光扩展元件5围绕光轴OA布置，以接收成像元件4通过偏转来自光源2的光所形成的两个图像。因此，成像元件4被配置为将光源2的两个图像聚焦在光扩展元件5上，通常使得全部图像都落在光扩展元件5上。成像元件4在第一组光扩展元件6上产生第一图像，并在第二组光扩展元件7上产生第二图像，其中第一组6比第二组7远离光轴OA和光源2。第一图像由光源2以相对于光轴以小于θ0的角度所发射的光形成，并且第二图像由以大于θ0的角度所发射的光形成。光扩展元件5具有位置相关的光束变宽特性，这意味着特定光扩展元件的光束变宽特性取决于光扩展元件相对于焦点F的位置。更具体地，每个光扩展元件的光束变宽特性取决于从焦点F到光扩展元件测得的光路长度。在该实施例中，这种相关性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置(1、9、14)，包括用于颜色随位置变化的光源(2)的准直器(3、30、300)，所述准直器(3、30、300)包括：焦点(F)；包含所述焦点(F)的光轴(OA)；围绕所述光轴(OA)进行布置或被布置在所述光轴(OA)上的成像元件(4)，其中所述成像元件被配置为形成所述光源的至少一个图像；以及多个光扩展元件(5、11、12)，所述光扩展元件(5、11、12)围绕所述光轴(OA)布置，以用于接收来自所述成像元件(4)的所述至少一个图像，其中，所述光扩展元件(5、11、12)具有不同的光束变宽特性，所述光扩展元件(5、11、12)中的每个光扩展元件(5、11、12)的光束变宽特性取决于所述光扩展元件(5、11、12)相对于所述焦点(F)的位置，并且其中，所述光扩展元件(5、11、12)适于使撞击所述光扩展元件(5、11、12)的光在包括所述光轴(OA)的第一平面(M)中扩展，其中，所述照明装置还包括所述颜色随位置变化的光源(2)，所述颜色随位置变化的光源(2)布置在所述准直器(3、30、300)的所述焦点(F)上，使得来自所述光源(2)的光被所述准直器(3、30、300)接收。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.05 EP 15153895.61.一种照明装置(1、9、14)，包括用于颜色随位置变化的光源(2)的准直器(3、30、300)，所述准直器(3、30、300)包括：焦点(F)；包含所述焦点(F)的光轴(OA)；围绕所述光轴(OA)进行布置或被布置在所述光轴(OA)上的成像元件(4)，其中所述成像元件被配置为形成所述光源的至少一个图像；以及多个光扩展元件(5、11、12)，所述光扩展元件(5、11、12)围绕所述光轴(OA)布置，以用于接收来自所述成像元件(4)的所述至少一个图像，其中，所述光扩展元件(5、11、12)具有不同的光束变宽特性，所述光扩展元件(5、11、12)中的每个光扩展元件(5、11、12)的光束变宽特性取决于所述光扩展元件(5、11、12)相对于所述焦点(F)的位置，并且其中，所述光扩展元件(5、11、12)适于使撞击所述光扩展元件(5、11、12)的光在包括所述光轴(OA)的第一平面(M)中扩展，其中，所述照明装置还包括所述颜色随位置变化的光源(2)，所述颜色随位置变化的光源(2)布置在所述准直器(3、30、300)的所述焦点(F)上，使得来自所述光源(2)的光被所述准直器(3、30、300)接收。2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述成像元件(4)被配置用于一维成像。3.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述成像元件(4)被配置用于二维成像。4.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，每个光扩展元件(5、11、12)的光束变宽特性取决于从所述焦点(F)到所述光扩展元件(5、11、12)所测量的光路长度。5.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，每个光扩展元件(5、11、12)的光束变宽特性取决于从所述光轴(OA)到所述光扩展元件(5、11、12)的正交距离。6.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述光扩展元件(5、11、12)适于使撞击所述光扩展元件(5、11、12)的光在所述第一平面(M)和第二平面(S)两者中扩展，所述第二平面(S)与所述第一平面(M)正交并且具有与所述光轴(OA)正交的法线。7.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述光扩展元件(5、11、12)是微透镜或小面。8.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·德洛斯，F·皮杰尔曼，H·H·P·戈曼斯，
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