专利名称：具有多个互促式光源的投影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于照射投影照明设备的光闸的照明设备，该投影照明设备将光闸的影像朝向目标表面投影。所述照明设备包括产生光的光源模块、限定所述光闸的孔径以及被适配成将光闸投影在目标表面处的投影系统。
背景技术：
由于发光二极管(LED)的相对低的能源消耗、长的使用寿命以及电子调光的能力，因而发光二极管越来越多地在照明应用方面得到使用。LED被成功地用于普通照明的照明应用中，如照射宽阔区域的染色灯/泛光灯，或用于产生宽阔光束(例如用于娱乐行业)的照明应用中。然而，LED目前并未成功地在灯光应用系统方面得到使用，在所述灯光应用系统中 产生影像并将该影像朝向目标表面投影。这尤其是与娱乐照明相关的情况，这种情况下，要求高需求量的流明输出(lumen output)与高的影像质量。LED投影系统尚未能够满足这些要求。投影系统中的光通常被汇集到光闸中，在所述光闸中产生影像并且成像光学系统将所述光闸投影到目标表面上。W00198706、US6227669以及US6402347公开了包括多个被布置成平面阵列的LED的照明系统，在所述平面阵列中，会聚透镜定位于LED前方以便聚光，例如用以照射预定的区域/光闸或用于将来自ニ极管的光耦合至光纤中。US5309277、US6227669、W00198706、JP2006269182A2、EP1710493A2、US6443594 公开了照明系统，其中来自多个LED的光例如通过以下方式被引向共同的焦点或聚焦区域相对于光轴倾斜LED(JP2006269182A2、W00198706、US5309277)或单独地使用定位于每个LED 前方的折射装置(US6443594、US7226185B、EP1710493)。W006023180 公开了包括具有多个LED的LED阵列的投影系统，其中来自LED的光被引向目标区域，并且其中LED可以被安装在弯曲底座的表面上或平面的表面上。US7623198B公开了ー种具有多个光源和棱镜片的光源装置，所述光源的发射波长彼此不同，并且所述棱镜片在其至少ー个表面上具有多个互相平行的细长棱镜。来自光源的光以预定角度经由棱镜片的光入射表面进入所述棱镜片中，并且以混色退出光从所述棱镜片的退出表面输出。带通镜被安置于每个光源与棱镜片之间，以便传输从相关光源发射的一个波长区中的光，并且反射其它波长区中的光。现有技术的灯具试图通过尽可能多地増加光源来増大流明输出。然而，结果是就相对于光输出的功率消耗来说，效率非常低。此外，大量的光会损失，因为现有技术的灯具通常仅耦合穿过光闸的光束的中心部分的光以便提供光闸的均匀照明，这样就再次降低了效率。灯具中的空间常常是有限的，并且难以在现有技术的灯具中装配多个光源，例如因为与光源相关的光学部件常常占据大量的空间。发明描述本发明的目的是解决或最小化以上所述问题中的至少ー些问题。这个目的可通过如独立权利要求所界定的本发明来实现。示出本发明的附图
详述中公开了本发明的益处和优点。从属权利要求界定了本发明的不同实施方案。
附图描述图Ia和图Ib不出本发明的一般设置；图2a和图2b示出包括根据本发明的照明设备的挡光片(GOBO)投影仪；图3a和图3b示出图2a和图2b所示的挡光片(GOBO)投影仪中使用的冷却模块；图4示出根据一至本发明的移动头灯具。发明详述图Ia和图Ib示出根据本发明的照明设备的一般设置。光学领域技术人员会认识至IJ，一些所示出的光线是说明本发明的原理，而不是说明确切精确的光线。照明设备100包括光源模块101、孔隙103以及投影系统105。光源模块产生沿着主光轴109朝向孔隙103传播的光束(由粗虚线107示出)。孔隙103相对于光源模块来说定位于光轴的上游。投影系统105汇集已通过孔隙103的光，并且将靠近孔隙103的平面上的影像投影到与投影系统相隔给定距离的目标表面(未示出)上。因此，可能在孔隙103附近布置变光器(如产生影像的物体)，借此将所产生的影像投影到目标表面。因此，将物体平面界定在孔隙的附近，而且孔隙直径限制物体直径。产生影像的物体可以是例如挡光片(GOBO)、镀膜的纹理玻璃、LCD、DMD、LCOS或能够改变光束的任何物体。可以将孔隙附近的区域界定成起始于孔隙前方的一小段距离处并且终止于孔隙后方的一小段距离处的位置，其中孔隙前方的一小段距离和孔隙后方的一小段距离都不超过该孔隙的横截面。光源模块包括数个光源Illa至111c，和数个集光装置113a至113c。集光装置汇集来自光源的光，并且产生沿着源光轴115a至115c传播的源光束(为简洁起见在图Ia中未示出)。每一个源光轴可以由三维向量相对于主光轴109来界定，而且界定各个源光轴的向量的最大向量分量与主光轴对准。因此，源光束可以相对于主光轴成角度，但主要会沿着主光轴传播。源光轴沿着主光轴汇合在共用体积117中。所述共用体积是靠近主光轴的体积，其中至少一个源光轴与包括主光轴的平面相交，而且其中至少一个源光轴与包括至少另一个源光轴的平面相交。在一个实施方案中，源光轴可以在主光轴处相交于共同焦点，但在其它实施方案中未必相交于共同焦点，而因此可以相交于共用聚焦体积处。投影系统105具有相对于主光轴的接受角。相对于主光轴的接受角定义出光束相对于主光轴可以具有的最大角度，以便光束由投影系统投影。具有相对于主光轴的较大角度的光束将会在光学系统中损失。球对称投影系统的接受角如下得出
权利要求
1.一种照明设备，其包括 -第一光源和第一集光装置，所述第一集光装置汇集由所述第一光源产生的光，并且将所述光转换成主要沿着主光轴传播的第一源光束； -第二光源和第二集光装置，所述第二集光装置汇集由所述第二光源产生的光，并且将所述光转换成主要沿着所述主光轴传播的第二源光束； -沿着所述主光轴定位的至少一个变光器，所述变光器被适配成改变所述第一光束和/或所述第二光束的至少一部分；所述变光器反射所述第一光束和/或所述第二光束的至少一部分； 其特征在于 -所述第一光源包括光转换材料，所述光转换材料能够将光转换成更长的波长； -所述第二光源产生具有可由所述第一光源的所述转换材料转换的至少一个光谱分量的光； -所述第一光源和所述第二光源相对于所述主光轴交互布置，这样使得所述第二源光束的至少一部分在由所述变光器反射之后碰撞所述第一光源。
2.根据权利要求I所述的照明设备，其特征在于 -所述第二光源包括光转换材料，所述光转换材料能够将光转换成更长的波长； -所述第一光源产生具有可由所述第二光源的所述转换材料转换的至少一个光谱分量的光； -所述第一光源和所述第二光源相对于所述主光轴交互布置，这样使得所述第一源光束的至少一部分在由所述变光器反射之后碰撞所述第二光源。
3.根据权利要求I至2所述的照明设备，其特征在于所述第一光源和所述第二光源绕所述主轴对称布置。
4.根据权利要求I至3所述的照明设备，其特征在于所述第一光和所述第二光相对于所述主光轴以对角布置。
5.根据权利要求I至4所述的照明设备，其特征在于所述第一源光束与所述第二源光束在沿着所述主光轴的共用体积处相交，并且其特征在于所述变光器被布置在所述共用体积处。
6.根据权利要求I至5所述的照明设备，其特征在于所述至少一个变光器是分色滤光片，所述分色滤光片反射可由所述转换材料转换的至少一个光谱分量。
7.根据权利要求I至6所述的照明设备，其特征在于所述至少变光器是挡光片(GOBO)，所述挡光片反射可由所述转换材料转换的至少一个光谱分量。
8.根据权利要求I至7所述的照明设备，其特征在于所述第一集光装置将所述反射回的第二源光束的至少一部分集中到所述第一光源上。
9.根据权利要求I至8所述的照明设备，其特征在于所述第二集光装置被适配成将所述反射回的第二源光束集中到所述第一集光装置上。
10.根据权利要求I至9所述的照明设备，其特征在于所述第二集光装置将所述反射回的第一源光束的至少一部分集中到所述第二光源上。
11.根据权利要求I至10所述的照明设备，其特征在于所述第一集光装置被适配成将所述反射回的第一源光束集中到所述第二集光装置上。
12.根据权利要求I至11所述的照明设备，其特征在于进ー步包括沿着所述主光轴定位于所述变光器之后的投影系统，所述投影系统汇集由所述光源产生的所述光的一部分，并且沿着所述主光轴投影所述汇集的光。
13.—种移动头灯具，其包括底座、可旋转地连接至所述底座的轭架以及可旋转地连接至所述轭架的头部，所述头部包括投影系统，所述投影系统被适配成沿着主光轴汇集并投影光，其特征在于所述头部包括根据权利要求I至11所述的照明设备，并且其特征在于所述投影设备汇集由所述照明设备产生的所述光的一部分。
14.根据权利要求13所述的移动头灯具，其特征在于所述投影设备被适配成将至少一个变光器成像在沿着所述主光轴一定距离处的目标表面上。
15.ー种数字投影设备，其包括数字成像设备和投影系统，所述数字成像设备被适配成改变光束，并且所述投影系统被适配成将所述数字成像设备成像在沿着主光轴一定距离处的目标表面上，其特征在于所述数字投影设备包括根据权利要求I至11所述的照明设备，并且其特征在于所述照明设备照射所述数字成像设备。
全文摘要
本发明涉及一种包括多个光源和多个集光装置的照明设备，其中所述集光装置汇集由第一光源产生的光，并且将所述光转换成主要沿着主光轴传播的源光束。至少一个变光器沿着所述主光轴定位，并且反射所述光的至少一部分。第一光源包括能够将光转换成更长波长的光转换材料，并且第二光源产生具有可由所述第一光源的所述转换材料转换的至少一个光谱分量的光。所述第一光源和所述第二光源相对于所述主光轴交互定位，这样使得所述第二源光束的至少一部分在由所述变光器反射之后碰撞所述第一光源。
文档编号H01L33/50GK102812569SQ201180014884
公开日2012年12月5日 申请日期2011年3月15日 优先权日2010年3月22日
发明者D·约根森 申请人:马丁专业公司