用于聚光照明的照明系统技术方案

一种用于聚光照明的照明系统(10)，包括：具有反光内表面的管状反射镜(2)，该管状反射镜(2)具有入口孔(7)和比该入口孔(7)更大的出口孔(8)；光源阵列(1)，包括被布置为在该管状反射镜(2)的该入口孔处向该管状反射镜(2)中发射光的多个光源(13a-13c；30a-30d、31a-31d、32a-32d)；以及被布置为扩散由该照明系统(10)所发射的光的光扩散光学元件(9)。该光扩散元件(9)被配置为随着与该照明系统的光轴(12)的距离的增加而展现增加的扩散能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于聚光照明的照明系统，其包括管状反射镜和光源阵列。
技术介绍
在聚光照明应用(诸如舞台设置或其它氛围营造照明)中，已经大规模使用了具有彩色滤光片的白光源。最近，作为备选，已经开发了具有彩色光源(诸如发光二极管LED)的照明系统。在具有彩色光源的系统中，可以通过电子控制来改变色彩，并且总是可以获得全部可用色彩。在聚光照明应用中，所发射光的均匀性(homogeneity)是非常重要的。在US6200002中描述了用于聚光照明的照明系统的一个示例，其中管状准直仪校准来自布置在该准直仪入口中的光源阵列的光。虽然US6200002与现有技术相比提供了改善的均匀性，但是将希望进一步改善所发射光的均匀性。
技术实现思路
鉴于以上，本专利技术的一般目的在于提供一种用于聚光照明的改进的照明系统，该系统提供对由该照明系统所发射的光的改善的均匀性。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于聚光照明的照明系统，包括具有反光内表面的管状反射镜，该管状反射镜具有入口孔和比该入口孔更大的出口孔；光源阵列，包括被布置为在该管状反射镜的该入口孔处向该管状反射镜中发射光的多个光源；以及被布置为扩散由该照明系统所发射的光的光扩散光学元件，其中，该光扩散元件被配置为随着与该照明系统的光轴的距离的增加而展现增加的扩散能力。本专利技术基于以下认识由具有出口孔比入口孔大的管状反射镜的照明系统所输出的光通常展现较高的均匀性，即，靠近该照明系统的光轴比远离该照明系统的光轴具有更高的空间统一度。本专利技术人进一步认识到，通过布置光扩散光学元件来扩散该照明系统所输出的光并且将该光扩散光学元件配置为随着与该照明系统的光轴的距离的增加而展现增加的扩散能力，可以实现该照明系统的输出效率与该照明系统输出的光的均匀性之间的有益的折衷。因此，将光扩散集中在其具有最大影响的地方，从而可以实现对该照明系统所输出的光的改善的均匀性，同时将由该光扩散光学元件的散射和/或吸收所导致的光学输出效率的降低最小化。该光扩散光学兀件可以有利地通过散射来扩散在其上入射的光，其中随着与该照明系统的光轴的距离增加，散射增加。为了提供足够程度的强度以及(当适用时)色彩统一性，同时抑制光扩散光学元件中的光损失，该光扩散光学元件可以取决于该光源阵列和管状反射镜的特性而对入射光进行高达大约±10°的散射。对于光源阵列和/或管状反射镜被如此配置以提供光的良好混合的照明系统，大约±5°的最大散射可能是足够的。最大散射可以有利地发生在靠近该管状反射镜的边缘处，并且在靠近该光轴处相当低水平的散射可能是足够的。例如，在该光轴处的散射可以是±1°或者甚至0°。扩散能力随着与该光轴的距离的增加而增加可以基本上连续或以步进的方式发生。此外，该光扩散元件可以包括具有可控的扩散特性的设备。此类设备的一个示例是可开关I3DLC层。并且，该照明系统可以有利地进一步包括被布置为对由该照明系统所发射的光进行聚焦的聚焦光学元件，从而可以降低该照明系统所输出的光的角展度。在根据本专利技术的照明系统的各种实施方式中这可能是特别有利的，因为该光扩散光学元件一般可以增加通过该光扩散光学元件的光的角展度。根据本专利技术的各种实施方式，可以按照这样一种方式来配置该管状反射镜和该光源阵列中的至少一个，该方式使得该光源阵列的每个对称状态与该管状反射镜的任何对称状态不同。在本申请的上下文中，“对称状态”可以理解为一种与初始状态不同的、导致与初始状态相同的配置的状态。可以通过任意类型的变换(诸如旋转、平移、镜像等等)来实现对称状态。通过避免重合的对称状态，可以降低所发射光的优选方向的发生，从而可以改善关于所发射光的强度以及(当适用时的)色彩的空间均匀性。如果存在管状反射镜的对称状态，则可以通过例如管状反射镜的物理配置来控制管状反射镜的对称状态，并且如果存在光源阵列的对称状态，则可以通过该光源阵列中所包括的光源的布置来控制该光源阵列的对称状态。根据各种实施方式，可以通过配置该管状反射镜和该光源阵列中的至少一个以使其不具有对称状态来实现该光源阵列和该管状反射镜的非重合对称状态。例如，可以随机布置该光源，并且/或者该管状反射镜可以具有不规则的截面。备选地，该管状反射镜可以展现第一数量的具有相同配置的状态，并且该光源阵列可以展现第二数量的具有相同配置的状态，并且该第一数量与该第二数量之间的比值可以是非整数。该布置提供非重合对称状态。具有相同配置的状态的数量等于该初始状态加上对称状态的数量，S卩，对称状态的数量加一。此外，通过将该照明系统配置为使得该第一数量和该第二数量的最大公约数等于一，可以更进一步降低所发射光的优选方向的发生，从而可以更进一步改善所发射光的均匀性。此外，该第一数量，即由该管状反射镜展现的对称状态的数量可以是大于二的质数，从而可以实现对于该光源阵列中的该光源的布置的更大的设计自由度，因为更少的光源配置将展现与这样的管状反射镜配置重合的对称状态。根据各种实施方式，此外，该管状反射镜和该光源阵列中的至少一个可以展现关于该照明系统的光轴的旋转对称。该管状反射镜可以具有基本上多边形的截面。在本申请的上下文中，“多边形的截面”应当理解为一种由在至少三个点连接的线条的闭合路径所界定的截面，该至少三个点形成多边形的截面的角。线条可以是直的或弯曲的。例如，多边形的角之间的每个路径可以关于该多边形截面而凹陷或者凸起。根据一个优选实施方式，该多边形截面可以是七边形(7个边)或九边形(9个边)。根据另一个实施方式，该管状反射镜的该截面可以具有基本上圆的或椭圆的形状。为了进一步改善该照明系统所发射的光的均匀性，可以用这样一种方式配置该照明系统，以使得该光源阵列中所包括的该光源的总面积可以等于该管状反射镜的该入口孔的面积的至少5%。该光源的总面积应该理解为该光源的总发射表面，即可以发射光的面积。通过提供总发射面积与该入口孔的面积的足够的比例，可以进一步改善该照明系统所发射的光的均匀性。本专利技术人所执行的测试显示这样的足够的比例大约是该管状反射镜的该入口孔的面积的5%，并且更高的比例产生更好的结果。然而，该比例可以优选地等于或最少10%，更优选地等于或最少15%，并且最优选地等于或最少20% .根据本专利技术的各种实施方式，光源阵列可以另外包括至少一组被配置为发射第一色彩的光的光源以及至少一组被配置为发射与该第一色彩不同的第二色彩的光的光源。一组光源可以是单个光源或者可以是被布置在一起的一群光源。例如，可以按照一行发光二极管(LED)的形式提供一组光源。因此，可以提供来自该照明系统的光的色彩可控的输出本专利技术人发现以这样一种方式配置光源阵列对于该照明系统所输出的光的均匀性是有益的，在该方式中该光源阵列包括至少三组被配置为发射第一色彩的光的光源以及至少三组被配置为发射第二色彩的光的光源。此外，该光源有利地被布置为使得相邻的光源组之间的最大间隔小于该入口孔的横向延伸的三分之一。因此，可以避免光源阵列中的大块“黑暗”区域，这进一步改善该照明系统所输出的光的均匀性。将光源更进一步均匀地分布在光源阵列中导致均匀性的进一步的改善。附图说明现在将参考示出了本专利技术的示例性实施方式的附图来更详细地描述本专利技术的这些以及其他方面，其中图I是根据本专利技术的一个实施方式的照明系统的分解图；图2a_图2b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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·W·蒂克尔，E·布内卡姆普，R·屈尔特，M·E·J·西普克斯，
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：