多光束照射系统和照射方法技术方案

技术编号:7764182 阅读:209 留言:0更新日期:2012-09-15 01:26
本发明专利技术提供一种用于提供照射图像(53)的多光束照射系统(1)。该多光束照射系统(1)具有:布置成生成多个光束(13)的多个光源(11),其具有可选的准直光学元件(12);面板(30),其包含在第一距离(d1)的面板平面(35)中的多个面板节段(32),并且其布置成含有在相应面板节段(32)上的多个节段模式(34);以及成像透镜阵列(40),其包含在平行于面板平面(35)的成像透镜平面(45)中的多个成像透镜(42)。成像透镜阵列(40)的每个成像透镜(42)布置成将多个节段模式(34)的相应节段模式(34)成像到多个投影图像(52)的相应投影图像(52)中。多个投影图像(52)在预定图像距离(Lp)交叠并且形成照射图像(53)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
传统上,照明系统主要被用于使用白光的通用照射,例如使用白炽灯或荧光灯照明的天花板照明系统,以及用于使用白光的任务照明,例如白炽灯或卤素灯聚光灯。最近,提供顔色光的照明系统已经被引入专业以及消费市场,并且这些照明系统正愈加受到市场关注,特别是用于装饰目的,以及通过使用特定顔色用于例如形成特定气氛,而且也出于功能上的原因。特别是,固态光源尤其是发光二极管(LED)在亮度、流明效率和可负担性方面的最近进展已经使得LED愈加适合于,在比如顔色可变化的灯、聚光灯、IXD背光、建筑照明、舞台照明等的宽范围应用中制作专业以及消费照明系统。遥控的颜色可变化的LED灯投放在市场上,允许用户根据他的愿望改变由LED灯发射的光束的顔色和強度。通过改变对ー个或多个对象的照射的顔色和強度,用户可以因此形成各种气氛,该对象例如为房间、壁、或者比如房间中区域的部分,例如起居区域,或者比如房间中的特定对象,例如商店中展出的产品。这种照射也可称为环境照明。
技术实现思路
现有技术的许多照射系统的缺点可以诸如是,已知的颜色可变化的灯,比如颜色可变化的LED灯,只能生成具有固定和预定光束形状的光束,并且因此在例如壁的表面上生成固定和预定尺寸的受照射区域(其也可称为〃照射图像)。因此,这种灯不为用户提供改变照射图像的形状的功能。现有技术设备的另ー缺点可以是,光束的方向被固定并且只能通过改变灯本身的取向而可以改变。会希望更容易调节光束方向的方式。此外,用户会发现不期望的是,已知的灯在同一时间只能提供ー个照射图像作为单个顔色光斑,即当希望并排的两个不同颜色时,用户需要使用两个灯,每个灯被调节到単独的颜色以提供两个颜色。期望在照射中更为灵活,特别是当照射对象或房间时。还会期望提供一种多功能照射系统,其允许定义和/或改变照射图像的方向和/或形状和/或模式。还会期望提供一种成本有效的系统。还会期望提供一种诸如可以附连到壁的薄的系统。因此,本专利技术的目的是提供ー种可替换的照明系统,该照明系统优选地另外至少部分地避免ー个或多个上述缺点,并且该照明系统可以另外优选地满足ー个或多个上述期望。为了实现这一点,本专利技术在第一方面提供一种用于提供照射图像的多光束照射系统(此处也称为〃系统〃),该多光束照射系统包含 具有可选的准直光学兀件的多个光源,其布置成生成多个光束;面板,其布置在具有可选的准直光学元件的光源的下游,该面板包含在面板平面中的多个面板节段;其中多个面板节段的每个面板节段布置成含有多个节段模式的相应节段模式;以及其中具有可选的准直光学元件的多个光源布置成照射多个面板节段; 成像透镜阵列,其布置在面板的下游,该成像透镜阵列包含在成像透镜平面中的多个成像透镜,该成像透镜平面平行于该面板平面布置在距该面板平面第一距离处;其中多个成像透镜的每个成像透镜布置成将多个节段模式的相应节段模式成像到多个投影图像的相应投影图像中,以及其中多个投影图像在距该成像透镜平面预定图像距离处交叠用以形成该照射图像。术语〃投影图像〃可以尤其是指节段模式成像在投影表面上的可见效果。短语〃将节段模式成像到投影图像中〃可以因此是指节段模式光学转移到投影表面。投影图像可以是相应节段模式的比较锐利图像,或者是相应节段模式的比较模糊图像。该多个投影图像可另外称为照射图像。该照射图像可以因此一起含有所有的投影图像。根据本专利技术的多光束照射系统可以因此提供灵活照射系统,从而允许以许多自由度定义投影图像,并且因此定义该照射图像。特别是,它可以允许制作尤其由光束(的顔色)和节段模式定义的不同形状和不同顔色的照射图像,因而对借助该照射图像照射的对象提 供形状和/或顔色的光效果。不同部分的照射图像可以分别具有它们自己的顔色。取决于所使用面板的类型和特性,这些光效果可以是静态的,也可以是动态的,即随时间变化。另外优点可以是,多光束照射系统可以不像例如具有相似光输出水平的LCD视频投影仪系统那么昂贵,其可以用作该多光束照射系统的可替换方案以用于投影一投影图像。然而,通常将不要求具有分辨率如IXD视频投影仪的分辨率这么大的系统,因为环境照明可以仅仅需要低分辨率并且有些模糊的投影图像。另外比如,例如美国专利申请US2005/0122487中描述的基于LED的投影仪的LCD视频投影仪通常具有富足的分辨率,从而对这种IXD视频投影仪中的投影透镜的光学性能强加高的要求;结果,这种投影透镜通常是多透镜元件的昂贵光学布置,以得到高分辨率以及将IXD面板严格聚焦地成像在投影表面上。再者,使用相应成像透镜来成像每个面板节段可允许使用具有比较小焦距的成像透镜(例如与下述情形相比,其中单个成像透镜布置成成像整个面板,由于扩展量守恒,这将需要具有大得多焦距、尺寸大得多的单个成像透镜),这允许小厚度的多光束照射系统。 多光束照射系统可以因此能够生成可调节形状、尺寸、方向、顔色和/或甚至模式的环境光束。与传统LCD视频投影仪相比,在多光束照射系统中可以牺牲分辨率(然而其对于用于投影环境照明模式不是关键的)以获得例如流明输出、平坦度和/或容易构造(成本)。因此,多个投影图像在预定图像距离处交叠。基于透镜阵列的这种多光束投影系统可以具有的附加优点为也可以投影彩色图像,而不使用附加贵重部件,比如在例如多面板LCD视频投影仪中使用的彩色IXD面板、色轮和/或重组立方体(cube)。术语〃面板〃诸如可以是指在使用时表现出或者能够表现出ー个或多个模式的设备。这些模式可以彼此相邻布置。面板诸如可以是LCD面板或GOBO的布置等。面板可以是反射或透射的。面板和模式的另外实例将在下面给出。模式可以例如对应于几何(规则或不规则)模式、图片或照片等。〃面板节段〃可以指面板的节段,即面板的连续部分。〃节段模式〃是指至少在使用时在面板节段上表现的模式,并且在此处经常表示为〃模式〃。术语〃上游〃和〃下游〃是指项目或特征相对于来自光生成装置(此处为光源,比如LED)的光传播的布置,其中相对于来自光生成装置的光束中的第一位置,更靠近光生成装置的光束中的第二位置是〃上游〃,以及更远离光生成装置的光束中的第三位置为〃下游”O术语〃平面中的项目〃特别表示所提及项目在平面中彼此挨着布置(该平面优选地是平坦的,但是可替换地可以是弯曲的),特别是所提及项目并排布置,或者彼此之间直接邻接,或者相邻项目之间具有一定间距。术语照射多个面板节段是指照射多个面板节段的每个面板节段的至少部分。也就是说,単独的面板节段可以基本上完全或者仅仅部分地被照射。术语〃平行〃表示所提及项目具有基本上恒定的所提及项目之间的间距。术语〃相应〃和〃分别〃用于表示第一项目和第二项目主要是ー对ー关系。例如,〃多个成像透镜的每个成像透镜布置成将多个节段模式的相应节段模式成像到多个投影图像的相应投影图像中〃应在这样的含义中理解每ー个成像透镜布置成主要将ー个特定节段模式成像到ー个特定投影图像中,而另ー个成像透镜布置成主要将ー个其它特定节段模式成像到一个其它特定投影图像中。将理解,尽管多光束照射系统布置为使得投影图像在预定距离交叠,投影图像被投影在例如投影表面上的实际距离可以不同于此预定距离。通常,该预定距离可以在2-15m的范围内,但是用户当然可以将照射系统布置在距比如壁或天花板的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.25 EP 09163708.21.一种用于提供照射图像(53)的多光束照射系统(1),该多光束照射系统包含 具有可选的准直光学兀件(12)的多个光源(11),其布置成生成多个光束(13); 面板(30),其布置在具有可选的准直光学元件(12)的光源(11)的下游,该面板(30)包含在面板平面(35)中的多个面板节段(32);其中多个面板节段(32)包含至少4个面板节段;其中多个面板节段的每个面板节段(32)布置成含有多个节段模式(34)的相应节段模式(34);以及其中具有可选的准直光学元件(12)的多个光源(11)布置成照射多个面板节段(34); 成像透镜阵列(40),其布置在面板(30)的下游,该成像透镜阵列(40)包含在成像透镜平面(45 )中的多个成像透镜(42 ),该成像透镜平面(45 )平行于该面板平面(35 )布置在距该面板平面(35)第一距离(dl)处;其中多个成像透镜的每个成像透镜(42)布置成将多个节段模式(34)的相应节段模式(34)成像到多个投影图像(52)的相应投影图像(52)中,以及其中多个投影图像(52 )在距该成像透镜平面(45 )预定图像距离(Lp )处交叠用以形成该照射图像(53)。2.根据权利要求I的多光束照射系统(1),其中该第一距离(dl)是可调节的。3.根据权利要求I或2的多光束照射系统(I),还包含 照射透镜阵列(20),其布置在具有可选的准直光学元件(12)的光源(11)的下游和该面板(30)的上游,该照射透镜阵列(20)包含在照射透镜平面(25)中的多个照射透镜(22),该照射透镜平面(25 )平行于该面板平面(35 )布置在距该面板平面(35 )第二距离(d2 )处; 其中该照射透镜阵列(20)布置成根据该光束(13)形成多个照射光束(23),其中每个照射光束(23)布置成照射多个面板节段(32)的相应面板节段(32)。4.根据权利要求3的多光束照射系统(1),其中该第二距离(d2)是可调节的。5.根据权利要求3或4的多光束照射系统(I),其中 该成像透镜(42)和该照射透镜(22)具有基本上相等的焦距,并且 该第一距离(dl)和该第二距离(d2)之和是在该成像透镜(32)的焦距的I. 0到2. 0倍之间。6.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1),其中该面板(30)包含可电气操作的显示面板(300),其布置成为该面板节段(32)提供节段模式(34),其中该节段模式优选地为动态节段模式。7.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员:MCJM维森伯格T德克RAM希克梅特RP范戈尔科姆MPCM克里恩OH威廉森
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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