照明系统及图案投射灯技术方案

一种照明系统，包括光源阵列、第一透镜以及一透镜阵列。光源阵列用于提供多个光束。第一透镜配置于光束的传递路径上。照明系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，且2≤|f1/f|≤8。透镜阵列配置于光束的传递路径上，且位于光源阵列与第一透镜之间。透镜阵列包括多个凸面朝向第一透镜的第二透镜。光束分别通过对应的第二透镜，并传递至第一透镜。除此之外，还提出一种包括上述照明系统的图案投射灯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学系统，且特别涉及一种照明系统与图案投射灯(Goboprojector)。
技术介绍
近年来，由于发光二极管(light emitting diode,LED)的发光亮度与发光效率持续地提升，故逐渐被使用于照明系统中。一般而言，大于50W的高功率发光二极管通常需搭配大的封装以降低热阻。另一方面，为了增加照明系统的输出亮度，封装芯片上通常会配置多个发光二极管以达到更高的功率(如120W)，而这同时也会使发光二极管的发光面积增力口。然而，当发光二极管的发光面积增加时，发光二极管的光展量(entendue)也会增加。—般而言，光学兀件的光展量依据光学兀件的发光面积与光线发射角的乘积得 出，亦即当发光面积与光线的发射角越大时，光学元件的光展量会越大。因此，一旦前端照明系统的光展量大于后端光学元件的光展量时，将会使得前端照明系统的光能量无法完全传递至后端的光学元件，从而造成系统的光使用效率的浪费。换句话说，现有技术的光学系统会因发光二极管的发光面积太大，而有光展量增加，进而导致系统的光使用效率低落的缺点。除此之外，现有技术的芯片上的发光二极管的配置也有散热不易的问题，因此照明系统的照明亮度依旧并不理想。为了改善上述情况，现有技术中在发光二极管前方加了一个球面镜以汇聚光束，并通过多个这样的结构达到高功率输出的效果。然而，由于这些加了球面镜的发光二极管的彼此间距较大，故会使得发光二极管的发光面积较为分散。因此，在这样的架构下，亦会增加发光二极管的光展量，从而导致最后照射到物体的光亮度不足。为了解决上述问题，提出了一种包括反射单元的照明系统。举例来说，美国专利号7070301与7222968公开了包括反射镜的照明系统。然而，由于反射镜在制作与组装上较不易，故会增加照明系统的制作成本。此外，此照明系统所使用的元件较多，亦会增加照明系统的体积与重量。另外，美国专利号7331694、7733574与美国专利公开号20050174768亦公开了利用透镜组增加照明系统的照明效率的技术。由上述可知，如何设计一种照明系统，使其能够兼顾较低的制造成本以及较高的光使用效率便成为相关从业人员所亟欲研究的重点。
技术实现思路
本专利技术提供一种照明系统，其兼具低成本与良好光使用效率的优点。本专利技术提供一种图案投射灯，其兼具低成本且能提供良好的投射效果。本专利技术的其它目的和优点可以从本专利技术所公开的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本专利技术实施例提供一种照明系统。照明系统包括光源阵列、第一透镜以及透镜阵列。光源阵列用于提供多个光束。第一透镜配置于光束的传递路径上，其中照明系统的焦距为f，第一透镜的焦距为fl，且2 < In/f| <8。透镜阵列配置于光束的传递路径上，且位于光源阵列与第一透镜之间。透镜阵列包括多个凸面朝向第一透镜的第二透镜，其中光束分别通过对应的这些第二透镜，并传递至第一透镜。除此之外，本专利技术实施例还提供一种图案投射灯。图案投射灯包括上述照明系统、投射镜头以及图案片。投射镜头配置于光束的传递路径上，且位于照明系统的后方。图案片配置于光束的传递路径上，且位于照明系统与投射镜头之间。本专利技术实施例可达到下列优点或功效的至少其一。在本专利技术实施例中，通过适当地设计第一透镜与第二透镜的光学特性，能提升照明系统的光使用效率与光均匀度，故相较于现有技术的照明系统，本实施例的照明系统具有降低制作成本、缩小体积与减轻重量的优点，且图案投射灯能提供良好的投射效果。为让本专利技术上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。 附图说明图I为本专利技术实施例的图案投射灯的架构示意图；图2为图I的光源、透镜阵列、透镜与图案片的立体示意图；以及图3A与图3B分别为图2的亮区A沿X轴与Y轴的光能量分布图。主要元件符号说明100:图案投射灯110:照明系统120:图案片130:投射镜头112:光源阵列114:透镜阵列116:透镜112’ 光源112a:发光二极管112b:球面镜L1、L2:光束P1、P2:传递路径SI S7 :表面O:光轴A :亮区X、Y :轴具体实施例方式有关本专利技术前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合附图的优选实施例的详细说明中，将可清楚呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。图I为本专利技术实施例的图案投射灯(Gobo projector)的架构示意图。请参照图1，图案投射灯100包括照明系统110、图案片(Gobo sheet) 120以及投射镜头130。照明系统110用于提供多个光束LI、L2。投射镜头130配置于光束LI、L2的传递路径P1、P2上，且位于照明系统110的后方。图案片120配置于光束L1、L2的传递路径P1、P2上，且位于照明系统110与投射镜头130之间。在本实施例中，当照明系统110的光束L1、L2依次通过图案片120与投射镜头130后，便能将图案片120的图案投射在墙上、地板或天花板等投射区域(未图示)。换句话说，本实施例的图案投射灯100可应用在摇头灯(moving head)，而其作法例如是将图案投射灯100固持于轭状物(未图示)中，以使图案投射灯100能任意旋转或倾斜，同时将图案片120的图案投射到任意位置。详细而言，本实施例的照明系统110包括光源阵列112、透镜阵列114以及透镜116。光源阵列112用于提供多个光束L1、L2。在本实施例中，光源阵列112包括多个光源 112’，且每一光源112，例如包括发光二极管(light emitting diode, LED) 112a与球面镜(ball lens) 112b。其中球面镜112b能缩小光束L1、L2的出光角度，以使通过球面镜112b的光束L1、L2更集中，从而减少光源112’的光展量(entendue)。另外，透镜116配置于光束LI、L2的传递路径P1、P2上。在本实施例中，照明系统100的焦距为f，透镜116的焦距为fl，且2彡fl/f彡8。其中透镜116例如为双凸透镜。另一方面，透镜阵列114配置于光束LI、L2的传递路径P1、P2上，且位于光源阵列112与透镜116之间。除此之外，透镜阵列114包括多个凸面S4朝向透镜116的透镜114a、114b，其中光束LI、L2分别通过对应的透镜114a、114b，并传递至透镜116。详言之，光源112’的个数与透镜114a、114b的个数相同，其中光束LI依次通过对应的透镜114a与透镜116，而光束L2依次通过对应的透镜114b与透镜116。另一方面，在本实施例中，透镜阵列114上每一透镜114a、114b的焦距为f2，且f2/f ( 3。其中本实施例的焦距f、fl、f2与限制条件的数值可参考表一，需注意的是表一中数据数据并非用以限定本专利技术。(表一)权利要求1.一种照明系统，包括 光源阵列，用于提供多个光束； 第一透镜，配置于这些光束的传递路径上，其中所述照明系统的焦距为f，所述第一透镜的焦距为Π，且2彡fl/f|彡8;以及 透镜阵列，配置于这些光束的传递路径上，且位于所述光源阵列与所述第一透镜之间，所述透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统，包括：光源阵列，用于提供多个光束；第一透镜，配置于这些光束的传递路径上，其中所述照明系统的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，且2≤|f1/f|≤8；以及透镜阵列，配置于这些光束的传递路径上，且位于所述光源阵列与所述第一透镜之间，所述透镜阵列包括多个凸面朝向所述第一透镜的第二透镜，其中这些光束分别通过对应的这些第二透镜，并传递至所述第一透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王纪勋，刘劲谷，
申请(专利权)人：扬升照明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：