用于LED灯具的均化系统技术方案

提供了一种灯具和光源。光源包括第一、第二、第三发光二极管(LED)阵列和射束组合。第一、第二和第三LED阵列发射的射束的光轴大致平行。第一和第二LED阵列中的每个阵列产生两种颜色的光。第三LED阵列产生单种颜色的光。每个LED阵列包括多个区域，每个区域与其他区域在空间上分离。第一和第二阵列中的每个区域包括两种颜色的LED。每个区域的LED的强度独立于其他区域的LED而被控制。射束组合器组合来自所有三个LED阵列的光束并产生射出光束并且在射出光束中保持光束的光轴彼此大致平行。

【技术实现步骤摘要】
用于LED灯具的均化系统相关专利申请的交叉引用本申请要求帕维尔.尤克里(PavelJurik)等人于2019年3月29日提交的、名称为“用于LED灯具的均化系统”的第62/826,544号美国临时专利申请的优先权，其通过引用如同全文再现地并入本文。
本公开总体上涉及一种用于当在光束产生灯具中使用时控制发光二极管(LED)阵列的光输出的方法，尤其涉及一种关于将多种颜色的LED组合成单个均化光束的方法。
技术介绍
高功率LED通常在例如建筑照明行业(在商店中、在办公室和企业中)以及娱乐行业(在剧院、电视演播室、音乐会、主题公园、夜总会和其他场所中)的灯具中使用。这些LED也被用于具有自动和远程可控功能的自动照明灯具中。对于颜色控制，通常使用不同颜色的LED阵列。例如，一种常见的配置是使用红色、绿色和蓝色LED的混合。这种配置允许用户通过混合适当等级的这三种颜色来创建他们所期望的颜色。例如，当红色和绿色LED被点亮而蓝色LED被熄灭时，将产生表现出黄色的输出。类似地，红色和蓝色将产生品红色，蓝色和绿色将产生青色。通过合理控制这三个控件，用户可以获得几乎任何他们所期望的颜色。也可以使用三种以上的颜色，众所周知，为了增强颜色混合并且提高可用的色域，可在红色、绿色和蓝色中添加琥珀色、青色或宝蓝色LED。不同颜色的LED可以以阵列形式布置在灯具中，其中每个LED之间存在物理分离。这种分离与每种颜色的裸片尺寸和布置的差异相结合，可能会引起个别颜色的传播，并导致组合的混合颜色输出射束出现讨厌的溢散光和彩色镶边。通常在每个LED前面使用透镜或其他光学设备来控制输出光束的形状和角度；然而，这些光学设备通常对不同颜色有不同效果，而且在输出光束中可能会看到彩色镶边或其他像差。人们也知道使用二向色反射滤光片来将三种单一颜色的LED合成射束。然而，这些系统并没有提供混合超过三种颜色的LED的方法。如果有一个系统能将三种以上颜色的LED良好地均化成单个输出光束，那将是有利的。需要一种用于基于LED阵列的灯具的均化系统，该均化系统能够改进包括四种或四种以上不同颜色的LED的LED系统的均化。
技术实现思路
在第一实施例中，光源包括分别安装在第一、第二和第三共同基板上的第一、第二和第三发光二极管(LED)阵列以及射束组合器。第一、第二和第三LED阵列的LED发射的射束的光轴大致平行。第一LED阵列包括分别产生第一和第二种颜色的光的第一和第二组LED。第二LED阵列包括分别产生第三和第四种颜色的光的第三和第四组LED。第三LED阵列包括产生第五种颜色的光的第五组LED。第一、第二和第三LED阵列分别包括第一、第二和第三多个区域。第一、第二和第三多个区域中的每个多个区域中的每个区域与其所属的多个区域中的其他区域在空间上分离。第一多个区域中的每个区域包括来自第一和第二组LED中的每组LED的LED。第二多个区域中的每个区域包括来自第三和第四组LED中的每组LED的LED。第三多个区域中的每个区域包括来自第五组LED的LED。第一、第二和第三多个区域中的每个多个区域的LED被配置成独立于第一、第二和第三多个区域中的其他多个区域的LED的强度控制而进行强度控制。射束组合器被配置为组合来自第一、第二、第三LED阵列的光束以产生射出光束和在射出光束中将来自第一、第二、第三LED阵列中的每个LED阵列的光束的光轴保持为彼此大致平行。在第二实施例中，灯具包括头部、定位机构以及光源，定位机构耦接至头部并被配置为使头部绕至少一个旋转轴线旋转，光源耦接至头部并被配置为发射光束。光源包括分别安装在第一、第二和第三共同基板上的第一、第二和第三发光二极管(LED)阵列以及射束组合器。第一、第二和第三LED阵列发射的射束的光轴大致平行。第一LED阵列包括分别产生第一和第二种颜色的光的第一和第二组LED。第二LED阵列包括分别产生第三和第四种颜色的光的第三和第四组LED。第三LED阵列包括产生第五种颜色的光的第五组LED。第一、第二和第三LED阵列分别包括第一、第二和第三多个区域。第一、第二和第三多个区域中的每个多个区域中的每个区域在空间上与其所属的多个区域中的其他区域分离。第一多个区域中的每个区域包括来自第一和第二组LED中的每组LED的LED。第二多个区域中的每个区域包括来自第三和第四组LED中的每组LED的LED。第三多个区域中的每个区域包括来自第五组LED的LED。第一、第二和第三多个区域中的每个多个区域的LED配置为独立于第一、第二和第三多个区域中的其他多个区域的LED的强度控制而进行强度控制。射束组合器被配置为组合来自第一、第二、第三LED阵列的光束以产生射出光束并在射出光束中将来自第一、第二、第三LED阵列中的每个LED阵列的光束的轴线保持为彼此大致平行。附图说明为了更全面地理解本公开内容及其优点，现参照以下描述并结合附图，其中相似的附图标记指示相似的特征，其中：图1示出改进的LED光均化器的实施例；图2示出了图1所示的LED光均化器的第一LED阵列的实施例；图3示出了图1所示的LED光均化器的第二LED阵列的实施例；图4示出了图1所示的LED光均化器的第三LED阵列的实施例；图5A-图5C示出了现有技术中透射/反射二向色滤光片在均化器和分束器中的使用；图6A-图6C示出了透射/反射二向色滤光片在图1和/或图8所示的LED光均化器的实施例中的改进的使用；图7A-图7C示出了改进的光均化器的替代实施例；图8示出了改进的LED光均化器的替代实施例；图9示出了改进的LED光均化器的又一实施例；图10示出了自动灯具的替代实施例，该自动灯具包括改进的LED光均化器；图11示出了自动灯具的光学引擎，该自动灯具包括改进的LED光均化器；图12示出了LED光均化器的又一实施例；以及图13示出了图1所示的LED光均化器的第一LED阵列的又一实施例。具体实施方式附图示出了改进的LED光均化器的实施例，各附图中相似的数字用来指代相似和相应的部件。本公开总体上涉及一种用于当在光束产生灯具中使用时控制来自LED阵列的光输出的方法，尤其涉及一种关于为包括不同颜色的LED的LED系统提供改进的均化的方法。图1示出了改进的LED光均化器10的实施例的示意图。第一LED阵列20可包括具有离散的较长波长峰值的LED(如红色和琥珀色LED)的布置。第二LED阵列30可包括具有离散的短波长峰值的LED(如蓝色和青色LED)的布置。第三LED阵列40可包括具有离散的中波长峰值的LED(如黄色和绿色LED)的布置。每个阵列20、30和40可以将相关的LED布置在一个布局中，使颜色在整个阵列中适当地分布并混合。在所示的实施例中，LED阵列20、30和40由控制器12控制，控制器12通过电线14电连接到LED阵列20、30和40。在一些实施例中，阵列中存在有限数量的离散峰值LED。例如，在示出的实施例中，这三个阵列采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源，所述光源包括：/n第一发光二极管(LED)阵列，其安装在第一共同基板上，所述第一LED阵列：/n发射的射束的光轴大致平行，/n包括第一组LED和第二组LED，所述第一组LED和所述第二组LED分别产生第一和第二种颜色的光，以及/n包括第一多个区域，所述第一多个区域中的每个区域与所述第一多个区域中的其他区域在空间上分离，所述第一多个区域中的每个区域包含来自所述第一组LED和所述第二组LED中的每组LED的LED，所述第一多个区域中的每个区域的LED被配置成独立于所述第一多个区域中的其他区域的LED的强度控制而进行强度控制；第二LED阵列，其安装在第二共同基板上，所述第二LED阵列：/n发射的射束的光轴大致平行，/n包括第三组LED和第四组LED，所述第三组LED和所述第四组LED分别产生第三和第四种颜色的光，以及/n包括第二多个区域，所述第二多个区域中的每个区域与所述第二多个区域中的其他区域在空间上分离，所述第二多个区域中的每个区域包含来自所述第三组LED和所述第四组LED中的每组LED的LED，所述第二多个区域中的每个区域的LED被配置成独立于所述第二多个区域中的其他区域的LED的强度控制而进行强度控制；第三LED阵列，其安装在第三共同基板上，所述第三LED阵列：/n发射的射束的光轴大致平行，/n包括第五组LED，所述第五组LED产生第五种颜色的光；/n包括第三多个区域，所述第三多个区域中的每个区域与所述第三多个区域中的其他区域在空间上分离，所述第三多个区域中的每个区域包含来自所述第五组LED的LED，所述第三多个区域中的每个区域的LED被配置成独立于所述第三多个区域中的其他区域的LED的强度控制而进行强度控制；以及/n射束组合器，其被配置成组合来自所述第一LED阵列、所述第二LED阵列和所述第三LED阵列的光束以产生射出光束，所述射束组合器被配置成在所述射出光束中保持来自所述第一LED阵列、所述第二LED阵列和所述第三LED阵列中的每个LED阵列的光束的光轴彼此大致平行。/n...

【技术特征摘要】
20190329 US 62/826,5441.一种光源，所述光源包括：
第一发光二极管(LED)阵列，其安装在第一共同基板上，所述第一LED阵列：
发射的射束的光轴大致平行，
包括第一组LED和第二组LED，所述第一组LED和所述第二组LED分别产生第一和第二种颜色的光，以及
包括第一多个区域，所述第一多个区域中的每个区域与所述第一多个区域中的其他区域在空间上分离，所述第一多个区域中的每个区域包含来自所述第一组LED和所述第二组LED中的每组LED的LED，所述第一多个区域中的每个区域的LED被配置成独立于所述第一多个区域中的其他区域的LED的强度控制而进行强度控制；第二LED阵列，其安装在第二共同基板上，所述第二LED阵列：
发射的射束的光轴大致平行，
包括第三组LED和第四组LED，所述第三组LED和所述第四组LED分别产生第三和第四种颜色的光，以及
包括第二多个区域，所述第二多个区域中的每个区域与所述第二多个区域中的其他区域在空间上分离，所述第二多个区域中的每个区域包含来自所述第三组LED和所述第四组LED中的每组LED的LED，所述第二多个区域中的每个区域的LED被配置成独立于所述第二多个区域中的其他区域的LED的强度控制而进行强度控制；第三LED阵列，其安装在第三共同基板上，所述第三LED阵列：
发射的射束的光轴大致平行，
包括第五组LED，所述第五组LED产生第五种颜色的光；
包括第三多个区域，所述第三多个区域中的每个区域与所述第三多个区域中的其他区域在空间上分离，所述第三多个区域中的每个区域包含来自所述第五组LED的LED，所述第三多个区域中的每个区域的LED被配置成独立于所述第三多个区域中的其他区域的LED的强度控制而进行强度控制；以及
射束组合器，其被配置成组合来自所述第一LED阵列、所述第二LED阵列和所述第三LED阵列的光束以产生射出光束，所述射束组合器被配置成在所述射出光束中保持来自所述第一LED阵列、所述第二LED阵列和所述第三LED阵列中的每个LED阵列的光束的光轴彼此大致平行。


2.根据权利要求1所述的光源，其中所述射出光束包括第四多个区域，所述第四多个区域中的每个区域与所述第一多个区域、第二多个区域和第三多个区域中的一个多个区域中的区域相对应。


3.根据权利要求1所述的光源，其中所述第一LED阵列、所述第二LED阵列和所述第三LED阵列中的每个LED阵列包括将LED阵列划分成象限的四个区域。


4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·朱瑞克，J·瓦尔察，
申请(专利权)人：罗布照明公司，
类型：发明
国别省市：捷克;CZ