用于LED照明设备的改进的光束控制制造技术

本发明专利技术描述了一种改进的自动多光源照明设备和照明系统。更特别地，描述了一种多颜色LED阵列照明系统，该系统具有一系列透镜和光百叶窗以控制光束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种用于控制来自在光束产生照明设备中使用的LED阵列的光输出的方法，特别涉及一种与防止溢出光有关的和/或用于控制所述阵列的光束角的方法。
技术介绍
高功率LED经常用于照明设备，例如用于商店、办公室和企业中的建筑照明行业，以及剧院、电视演播室、音乐会、主题公园、夜总会和其他会场中的娱乐行业。这些LED还用于带有自动和远程可控功能的自动照明设备。对于颜色控制，常见的是使用不同颜色的LED阵列。例如，常见的配置是使用红色、绿色和蓝色的LED的混合。该配置允许用户通过对适宜水平的三种颜色进行加性混合来获得他们想要的颜色。例如，点亮红色LED和绿色LED而熄灭蓝色LED将产生呈现黄色的输出。相似地，红色和蓝色将产生绛红色，而蓝色和绿色将产生青色。通过对这三种颜色进行明智的控制，用户可以在色域内获得他们想要的任何颜色。还可以使用三种以上的颜色，并且人们熟知的是将琥珀色或白色LED添加到红色、绿色和蓝色中，以加强颜色混合并改进可用的色域。不同颜色的LED可以在照明设备中布置为阵列，其中各个LED之间存在物理上的间隔，并且该间隔(以及每种颜色在芯片尺寸(die size)和放置位置上的不同)可以影响各种颜色的展宽并且带来不想要的溢出光和/或混合颜色输出光束的彩色条纹。常见的是在每个LED前面使用变焦透镜或其他光学器件，以允许用户控制光束形状和输出光束角；然而这些光学器件对于不同颜色通常具有不同的效果，并且在输出光束中可能会看到彩色条纹或其他像差。拥有一种光束角在远距离处可调并且对漫射光和像差有良好控制的系统将是有利的。对于基于LED阵列的照明设备，需要一种光束控制系统，该系统能够在远距离处调整并且提供在减少溢出光和光束角控制方面的改进。附图说明为了对本专利技术及其优点有更加彻底的理解，现在结合附图进行下文的描述，在图中相同的附图标记表示相同的部件，其中:图1图示了现有技术的系统；图2图示了典型的自动照明系统；图3图示了本专利技术的实施例；图4图示了图3所示的本专利技术的实施例的元件的剖视图5图示了本专利技术的实施例的小百叶窗遮光板(louver mask)；图6图示了本专利技术的实施例的大百叶窗遮光板；图7图示了图3所示的本专利技术的实施例的单个模块；图8图示了本专利技术的可选择实施例的单个模块；图9图示了本专利技术的实施例的剖面图；图10图示了本专利技术的实施例的侧截面图；图11图示了带有普朗克轨迹(Planckian locus)的CIE 1931色度空间；以及图12图示了本专利技术的实施例的频闪仪(strobe)和控制区。具体实施例方式图中示出了本专利技术的优选实施例，在各幅图中相同的附图标记用于表示相同和相应的部件。本专利技术总体涉及一种用于控制来自在光束产生照明设备中使用的LED阵列的光输出的方法，特别涉及一种与防止溢出光有关且用于控制所述阵列的光束角的方法。图1图示了现有技术的系统，示出了两个可以用于照明设备的LED。LED 102和LED 104可以是不同的颜色，并且由于不同的光学特性以及LED芯片的结构，LED 102和LED104分别产生光束106和110。这些光束在光束展开和位置方面可以有所差别。这些差别使得来自LED 102和104的光束碰撞在被照亮的物体118上，在这种方式中，所述物体的区域114和116仅被单个LED照亮而不是被所需的两个LED的混合照亮。这使得区域114和116与中间的混合区域的颜色不同并且呈现为彩色条纹。出于清楚和简洁的目的，图1仅示出了两个LED。应当意识到，在包含两种以上颜色的LED的系统中存在同样的问题。除了多种颜色的LED，照明设备可以包含多组照明设备，并且各个LED及各组LED之间的间隔可以在单个照明设备中或者在不同的照明设备设计中有所变化。图2图示了可以将本专利技术包含在内的典型的多参数自动LED照明系统10。这些系统通常包括多个多参数自动照明设备12，每个多参数自动照明设备12通常在其上包含LED阵列、连接至机械驱动系统的电动机、以及控制电路(未示出)。除了直接或经由配电系统(未示出)连接至主电源，每个照明设备还与数据链路14串联或并联，以连接至一个或多个控制台15。照明系统10通常由操作者经由控制台15进行控制。所以，为了对控制起作用，控制台10和各个照明设备通常包括作为机电控制系统的一部分的电路，用于控制自动照明设备的参数。图3示出了本专利技术的自动照明设备的实施例。照明设备100包含多个LED模块，每个LED模块配有主光学器件、第一和第二微透镜阵列以及相对小的百叶窗遮光板120和相对大的百叶窗遮光板124。不同的百叶窗遮光板120和124可以具有不同高度和宽度的百叶窗阵列。除了由变焦微透镜阵列系统提供的控制(下文进行更加详细的描述)，通过使百叶窗遮光板具有不同高度的百叶窗阵列，用户可以控制照明设备的光束角、漫射光和彩色条纹。百叶窗遮光板阵列120和124可以进一步为微透镜阵列和LED模块提供机械保护和防尘。图4是剖面图，其图示了来自图1的自动照明设备100的双百叶窗LED阵列的实施例的组装好的光路兀件。从左到右，各个LED模块106与主光学器件126成对,主光学器件126接着与第一微透镜阵列122成对，第一微透镜阵列122接着与第二微透镜阵列123成对，第二微透镜阵列123接着与小百叶窗阵列遮光板120成对，小百叶窗阵列遮光板120接着与大百叶窗遮光板134成对。在图4所示的实施例中，LED模块106构造为阵列且大百叶窗遮光板134同样形成阵列124，其中每个LED模块106在大百叶窗遮光板阵列124中与大百叶窗遮光板134成对。在多个实施例中，每个LED模块106可以包括具有单一颜色的单个LED芯片或者具有相同或不同颜色的一组LED芯片。例如在一个实施例中，LED 106包括红色、绿色、蓝色和白色芯片中的一个。在一些实施例中，这些LED芯片可以与作为LED模块一部分的光学透镜元件成对。尽管示出的LED模块106被图示为单独的片，然而在多个实施例中，这些模块106可以作为一片或多片而被安排为多模块阵列。相似地，主光学器件126图不为每个LED模块一片。在其他实施例中，主光学器件可以构造为将与多个LED模块的阵列成对的多个主光学器件的阵列。相似地，第一微透镜阵列122示出为单独的片。在其他实施例中，第一微透镜阵列122可以是将与多个LED模块的阵列成对的较大阵列的一部分。图5图示了本专利技术的实施例的小百叶窗遮光板阵列。百叶窗遮光板120包含多个单元132，每个单元132可以与第二微透镜阵列123的单个透镜142对准，如图7和图8所示。图示的百叶窗遮光板使用六边形单元132，然而在其他实施例中，单元可以形成任意形状，例如圆形、长方形、正方形或其他形状。在示出的实施例中，小百叶窗遮光板阵列示出为用于单个LED模块106 (在该图中未示出)的片。在存在LED模块106的阵列的其他实施例中，小百叶窗遮光板阵列可以进而构造为将与LED模块106的阵列成对的小百叶窗遮光板的阵列。在其他实施例中，小百叶窗遮光板可以是覆盖多个LED模块106的单一部件。在本专利技术的一个实施例中，照明设备中每个模块上的每个百叶窗遮光板120是相同的，并且这些遮光板中的每个单元132也是相同的，但是在另外的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.24 US 61/417,194;2011.01.31 US 13/018,2031.一种照明设备，包括: 产生定向光...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·尤里克，J·瓦尔哈日，
申请(专利权)人：罗布照明有限公司，
类型：
国别省市：