本发明专利技术涉及一种照明装置，其照明光闸并将光闸的影像投影到目标表面。照明装置包含产生光的光源模块、限定光闸的孔隙和适合于在目标表面处使光闸成像的投影系统。光源模块包含数个光源和数个光收集构件。光收集构件包含沿着所述光源的源光轴对准的中心透镜和至少部分地围绕中心透镜的外围透镜。中心透镜收集并转换来自光源的光的第一部分并且在孔隙与投影系统之间使光源成像。外围透镜部分收集并转换来自所述光源的所述光的第二部分并且适合于使所述光的所述第二部分集中在所述孔隙处。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种照明装置，其照明光闸并且将光闸的影像投影到目标表面。照明装置包含产生光的光源模块、限定光闸的孔隙和适合于在目标表面处投影光闸的投影系统。
技术介绍
发光二极管(LED)由于其相对低的能量消耗、长的寿命和电子调光的能力而在与照明应用有关的方面越来越多地得到使用。LED被成功用于照明应用中以供全面照明，诸如用于照明宽阔区域或用于产生宽阔光束(例如，用于娱乐行业)的染色灯/泛光灯。然而，LED目前尚未在与光应用系统有关的方面得到成功使用，在光应用系统中，可产生影像并将影像投影到目标表面。在与娱乐照明有关的情况下尤其如此，在娱乐照明 中，高需求的流明(lumen)输出和高的影像质量都是必需的。LED投影系统尚不能够满足这些需求。投影系统中的光通常被收集到光闸中，在光闸中产生影像，接着成像光学系统将光闸投影到目标表面上。W00198706、US6227669和US6402347公开了照明系统，其包含以平面阵列来排列的数个LED，其中将会聚透镜定位在LED的前方以便聚焦光，从而(例如)照明预定区域/闸或用于将来自ニ极管的光耦合到光纤中。US5309277,US6227669, W00198706, JP2006269182 A2、EP1710493 A2、US6443594公开了照明系统，其中将来自数个LED的光定向到共同焦点或聚焦区域，例如，通过使LED相对于光轴倾斜(JP2006269182 A2、W00198706、US5309277)或通过使用定位在每个LED前方的单独折射构件(US6443594、US7226185B、EP1710493)来定向。W006023180公开了ー种投影系统，其包含具有多个数量LED的LED阵列，其中将来自LED的光定向到目标区域。可以将LED安装到如图Ia中所示的弯曲底座的表面或安装到如图Ib中所示的平面底座的表面。US 2008/0304536公开了ー种高强度照明设备，其包括外壳；弯曲的支撑盘，其具有基于ニ极管或激光的集成光源的阵列，所述阵列安置在外壳内与支撑盘附连。每个光源包括光管(tube)，光管的一端处具有激光或ニ极管芯片。每个光管都具有位干与芯片相对的一端上的至少ー个凹形出射表面，其中凹形出射表面使从每个光源发射的光会聚到外壳内的焦点。弯曲支撑盘的形状使各个焦点会聚到具有共焦平面的光束中。可调整的二次光学元件安置在外壳中，位于焦平面后方以便产生光束透射的各种角度。激光可以是ニ极管激光，而ニ极管可以是发光二极管(LED)。将LED封装到光管中,其中在一个实施方案中,光管具有反射表面和混合的出射表面。混合的出射表面包括内部球形聚焦元件和外部抛物线形聚焦元件。球形聚焦元件216和抛物线形聚焦元件217与218经过配置以将发射光聚焦到同一焦点。将LED封装到光管中，光管在光学上减少LED的有效发光面积并因此难以维持穿过整个光学系统的光学扩展量(etendue)。此外，难以设计光管的聚焦性质，这是因为聚焦是由混合的出射表面来执行，这约束了设计选择，因为只有两个表面部分可以被调整。另ー问题在于以下事实现今使用的高功率LED通常需要冷却，但在将LED封装到光管中时很难提供冷却。一般来说，现有技术器材试图通过增加尽可能多的光源来増加流明输出。然而，结果是关于功率消耗相对 光输出的效率非常低。此外，大量的光会损失掉，这是因为现有技术器材通常只将光束的光的中心部分耦合穿过光闸以便提供对光闸的均匀照明，从而再次降低了效率。灯具中的空间通常是有限的，因而难以将许多光源配装到现有技术器材中，(例如)因为与光源相关联的光学组件通常会占据大量的空间。另ー方面在于以下事实顔色伪像通常出现在具有不同顔色光源的器材的输出中。专利技术描述本专利技术的目标是解决或最小化上述问题中的至少ー些问题。这个目标可以由独立权利要求界定的本专利技术来实现。在示出本专利技术的附图的详细描述中公开了本专利技术的益处和优点。附属权利要求界定本专利技术的不同实施方案。附图描述图Ia和图Ib示出包含数个LED的现有技术照明系统；图2a和图2b示出根据本专利技术的照明装置；图3a和图3b示出根据本专利技术的照明装置中的光源和光收集构件的不同设置；图4示出在已使光源和光收集构件倾斜并且以偏移方式定位的情况下的设置；图5a和图5b示出根据本专利技术的照明装置的实施方案；图6a和图6b示出用于图5a和图5b中所示的照明装置中的冷却模块；图7a至图7e示出用于图5a和图5b中的照明装置中的光源和集光器；图8a和图8b示出根据本专利技术的集光器；图9a和图9e对根据本专利技术的集光器与根据现有技术的集光器的性能进行比较；图IOa和图IOb示出照明装置中的光源的设置；图Ila至图Ile示出照明装置中的光源的另ー设置；以及附图说明图12a至图12e示出照明装置中的光源的另ー设置。专利技术详述图Ia示出使用多个数量的LED的现有技术投影系统的实施例并且示出由W006023180所公开的投影系统。投影系统100包含光产生元件(LEDs) 102a、102b和102c，其经过布置以分别沿着轴106a、106b和106c向目标区域108发射光104a、104b、104c并且经过定向以使得在目标区域108的中心处相交。目标区域108对应于产生影像的物体的位置。包括一个或多个透镜的光收集单元109用于收集来自每个光产生元件102a、102b和102c的光104a、104b、104c。光产生元件102a、102b和102c具有相关联透镜IlOaUlOb和IlOc0例如，在光产生元件102a、102b和102c为LED的情况下，相关联透镜IlOaUlOb和IlOc为由封装LED的材料形成的半球形透镜。光收集单元109包括聚光透镜112a、112b和112c。光产生元件102a具有相关联透镜IlOa和聚光透镜112a以收集发射光104a。一般沿着轴106a将所收集的光114a定向到成像透镜单元116a。将成像透镜单元116a定位在目标区域108与聚光透镜112a之间以将聚光透镜112a的影像传递到接近目标区域108的位置。光产生元件102a的影像也可以在成像透镜单元116a处由光收集光学元件109和与光产生元件102a相关联的任何其它透镜来形成。其它光产生元件102b和102c分别具有各自的光收集透镜110b、112b和110c、112c，其将发射光104b和104c定向到各自的成像透镜单元116b和116c。成像透镜单元116b和116c将来自光收集光学元件的输出的影像(换句话说，聚光透镜112b和112c的影像)传递到目标区域108。聚光透镜112a、112b和112c的影像在目标区域108处重叠且实质上填充或可能甚至稍微过度填充目标区域108。所传递的光118a和118c —般分别沿着轴106a和106c传播。使轴106a和106c在目标区域108的轴的周围傾斜，目标区域的轴与轴106b—致，但在其它实施例中，目标区域的轴可以与轴106b不同。轴106a和106c的倾斜允许所传递的光118a和118c填充在目标区域108处可用的角空间。每个通道的光收集光学元件112与那个通道的相应成像透镜单元116共轴，因此光在每个照明通道中沿着单轴106从光产生元件102传播到目标本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.21 DK PA2009013591.一种照明装置，其包含 〇光源模块，其包含数个光源和数个光收集构件，所述光收集构件收集来自至少一个所述光源的所述光并将所述光转换为源光束，所述源光束至少部分地沿着主光轴传播； 〇投影系统，其沿着所述主光轴定位，所述投影系统具有收集由所述光源产生的所述光的一部分的入射光瞳，所述投影系统将所述经过收集的光投影到目标表面； 〇孔隙，其定位在所述光源模块与所述投影系统之间， 其特征在于所述光收集构件包含沿着所述光源的源光轴对准的中心透镜，和至少部分地围绕所述中心透镜的外围透镜；所述中心透镜包含中心入射表面和中心出射表面，所述中心透镜收集并转换来自所述光源的所述光的第一部分且适合于使所述光源在近似地位于所述孔隙与所述入射光瞳之间的位置处成像；且所述外围透镜部分包含中心入射表面和中心出射表面，所述外围透镜收集并转换来自所述光源的所述光的第二部分且适合于使所述光的所述第二部分集中在近似地位于所述孔隙与所述入射光瞳之间的位置处。2.根据权利要求I所述的照明装置，其特征在于所述光源的所述影像经定位接近于所述孔隙。3.根据权利要求I所述的照明装置，其特征在于所述光源的所述影像经定位接近于所述入射光瞳。4.根据权利要求I至3所述的照明装置，其特征在于使所述光的所述第二部分集中在接近于所述孔隙处。5.根据权利要求I至3所述的照明装置，其特征在于使所述光的所述第二部分集中在接近于所述入射光瞳处。6.根据权利要求I至5所述的照明装置，其特征在于相对于由所述中心透镜收集并转换的所述第一光部分的主光轴的发散角小于所述投影系统的接受角，其中所述接受角由所述投影系统的所得焦距和所述投影系统的所得接受区来定义；且由所述中心透镜收集并转换的所述第一光部分在所述投影...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·T·乔根森，
申请(专利权)人：马丁专业公司，
类型：发明
国别省市：
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