专利名称：多光束照射系统和照射方法
技术领域：
本发明涉及多光束照射系统和照射方法。
背景技术：
传统上，照明系统主要被用于使用白光的通用照射，例如使用白炽灯或荧光灯照明的天花板照明系统，以及用于使用白光的任务照明，例如白炽灯或卤素灯聚光灯。最近，提供顔色光的照明系统已经被引入专业以及消费市场，并且这些照明系统正愈加受到市场关注，特别是用于装饰目的，以及通过使用特定顔色用于例如形成特定气氛，而且也出于功能上的原因。特别是，固态光源尤其是发光二极管(LED)在亮度、流明效率和可负担性方面的最近进展已经使得LED愈加适合于，在比如顔色可变化的灯、聚光灯、IXD背光、建筑照明、舞台照明等的宽范围应用中制作专业以及消费照明系统。遥控的颜色可变化的LED灯投放在市场上，允许用户根据他的愿望改变由LED灯发射的光束的顔色和強度。通过改变对ー个或多个对象的照射的顔色和強度，用户可以因此形成各种气氛，该对象例如为房间、壁、或者比如房间中区域的部分，例如起居区域，或者比如房间中的特定对象，例如商店中展出的产品。这种照射也可称为环境照明。
发明内容
现有技术的许多照射系统的缺点可以诸如是，已知的颜色可变化的灯，比如颜色可变化的LED灯，只能生成具有固定和预定光束形状的光束，并且因此在例如壁的表面上生成固定和预定尺寸的受照射区域(其也可称为〃照射图像")。因此，这种灯不为用户提供改变照射图像的形状的功能。现有技术设备的另ー缺点可以是，光束的方向被固定并且只能通过改变灯本身的取向而可以改变。会希望更容易调节光束方向的方式。此外，用户会发现不期望的是，已知的灯在同一时间只能提供ー个照射图像作为单个顔色光斑，即当希望并排的两个不同颜色时，用户需要使用两个灯，每个灯被调节到単独的颜色以提供两个颜色。期望在照射中更为灵活，特别是当照射对象或房间时。还会期望提供一种多功能照射系统，其允许定义和/或改变照射图像的方向和/或形状和/或模式。还会期望提供一种成本有效的系统。还会期望提供一种诸如可以附连到壁的薄的系统。因此，本发明的目的是提供ー种可替换的照明系统，该照明系统优选地另外至少部分地避免ー个或多个上述缺点，并且该照明系统可以另外优选地满足ー个或多个上述期望。为了实现这一点，本发明在第一方面提供一种用于提供照射图像的多光束照射系统(此处也称为〃系统〃)，该多光束照射系统包含
具有可选的准直光学兀件的多个光源，其布置成生成多个光束；
面板，其布置在具有可选的准直光学元件的光源的下游，该面板包含在面板平面中的多个面板节段；其中多个面板节段的每个面板节段布置成含有多个节段模式的相应节段模式；以及其中具有可选的准直光学元件的多个光源布置成照射多个面板节段；
成像透镜阵列，其布置在面板的下游，该成像透镜阵列包含在成像透镜平面中的多个成像透镜，该成像透镜平面平行于该面板平面布置在距该面板平面第一距离处；其中多个成像透镜的每个成像透镜布置成将多个节段模式的相应节段模式成像到多个投影图像的相应投影图像中，以及其中多个投影图像在距该成像透镜平面预定图像距离处交叠用以形成该照射图像。术语〃投影图像〃可以尤其是指节段模式成像在投影表面上的可见效果。短语〃将节段模式成像到投影图像中〃可以因此是指节段模式光学转移到投影表面。投影图像可以是相应节段模式的比较锐利图像，或者是相应节段模式的比较模糊图像。该多个投影图像可另外称为照射图像。该照射图像可以因此一起含有所有的投影图像。根据本发明的多光束照射系统可以因此提供灵活照射系统，从而允许以许多自由度定义投影图像，并且因此定义该照射图像。特别是，它可以允许制作尤其由光束(的顔色)和节段模式定义的不同形状和不同顔色的照射图像，因而对借助该照射图像照射的对象提 供形状和/或顔色的光效果。不同部分的照射图像可以分别具有它们自己的顔色。取决于所使用面板的类型和特性，这些光效果可以是静态的，也可以是动态的，即随时间变化。另外优点可以是，多光束照射系统可以不像例如具有相似光输出水平的LCD视频投影仪系统那么昂贵，其可以用作该多光束照射系统的可替换方案以用于投影一投影图像。然而，通常将不要求具有分辨率如IXD视频投影仪的分辨率这么大的系统，因为环境照明可以仅仅需要低分辨率并且有些模糊的投影图像。另外比如，例如美国专利申请US2005/0122487中描述的基于LED的投影仪的LCD视频投影仪通常具有富足的分辨率，从而对这种IXD视频投影仪中的投影透镜的光学性能强加高的要求；结果，这种投影透镜通常是多透镜元件的昂贵光学布置，以得到高分辨率以及将IXD面板严格聚焦地成像在投影表面上。再者，使用相应成像透镜来成像每个面板节段可允许使用具有比较小焦距的成像透镜(例如与下述情形相比，其中单个成像透镜布置成成像整个面板，由于扩展量守恒，这将需要具有大得多焦距、尺寸大得多的单个成像透镜)，这允许小厚度的多光束照射系统。
多光束照射系统可以因此能够生成可调节形状、尺寸、方向、顔色和/或甚至模式的环境光束。与传统LCD视频投影仪相比，在多光束照射系统中可以牺牲分辨率(然而其对于用于投影环境照明模式不是关键的)以获得例如流明输出、平坦度和/或容易构造(成本)。因此，多个投影图像在预定图像距离处交叠。基于透镜阵列的这种多光束投影系统可以具有的附加优点为也可以投影彩色图像，而不使用附加贵重部件，比如在例如多面板LCD视频投影仪中使用的彩色IXD面板、色轮和/或重组立方体(cube)。术语〃面板〃诸如可以是指在使用时表现出或者能够表现出ー个或多个模式的设备。这些模式可以彼此相邻布置。面板诸如可以是LCD面板或GOBO的布置等。面板可以是反射或透射的。面板和模式的另外实例将在下面给出。模式可以例如对应于几何(规则或不规则)模式、图片或照片等。〃面板节段〃可以指面板的节段，即面板的连续部分。〃节段模式〃是指至少在使用时在面板节段上表现的模式，并且在此处经常表示为〃模式〃。术语〃上游〃和〃下游〃是指项目或特征相对于来自光生成装置(此处为光源，比如LED)的光传播的布置，其中相对于来自光生成装置的光束中的第一位置，更靠近光生成装置的光束中的第二位置是〃上游〃，以及更远离光生成装置的光束中的第三位置为〃下游”
O术语〃平面中的项目〃特别表示所提及项目在平面中彼此挨着布置(该平面优选地是平坦的，但是可替换地可以是弯曲的)，特别是所提及项目并排布置，或者彼此之间直接邻接，或者相邻项目之间具有一定间距。术语"照射多个面板节段"是指照射多个面板节段的每个面板节段的至少部分。也就是说，単独的面板节段可以基本上完全或者仅仅部分地被照射。术语〃平行〃表示所提及项目具有基本上恒定的所提及项目之间的间距。术语〃相应〃和〃分别〃用于表示第一项目和第二项目主要是ー对ー关系。例如，〃多个成像透镜的每个成像透镜布置成将多个节段模式的相应节段模式成像到多个投影图像的相应投影图像中〃应在这样的含义中理解每ー个成像透镜布置成主要将ー个特定节段模式成像到ー个特定投影图像中，而另ー个成像透镜布置成主要将ー个其它特定节段模式成像到一个其它特定投影图像中。将理解，尽管多光束照射系统布置为使得投影图像在预定距离交叠，投影图像被投影在例如投影表面上的实际距离可以不同于此预定距离。通常，该预定距离可以在2-15m的范围内，但是用户当然可以将照射系统布置在距比如壁或天花板的待照射对象任何期望距离处。此外将理解，预定距离不需要是单个特定预定距离，而可替换地可以对应于预定距离范围。该预定范围优选地对应于用户期望使用的实际投影距离的范围。因此，术语"预定"可以诸如包含这样的实施例，其中在制作期间设置ー距离，但是也可以涉及这样的实施例，其中系统可由用户调节以提供在预定范围内投影图像的交叠。多个节段以及相应的多个成像透镜优选地为至少4个，更优选地至少6个，甚至更优选地至少8个，再优选地至少12个，另外优选地至少20个，甚至更优选地至少30个，以及另外更优选地至少100个。这种多个可允许性能和成本之间的良好折中，特别是就照射图像的亮度、面板成本、面板节段分辨率和/或设计与构造的容易性而言。成像透镜优选地为薄透镜，比如菲涅尔透镜，其布置成将多个面板节段成像到相应多个投影图像中。与例如传统LCD视频投影仪相比，其中成像透镜由多个不同透镜构成，所述多个不同透镜布置成提供LCD视频投影仪中LCD面板的高质量(高分辨率、低畸变)图像，这会是有利的，因为更加成本有效，同时提供足够的成像质量用于环境照射目的。可指出，照射图像基本上由面板节段上的节段模式定义。照射图像的分辨率和/或模式可以因此主要由节段模式定义，并且特别是，不需要由光源的空间布置和/或数目定义。在下文中描述特定实施例。本领域技术人员将清楚，各实施例可以组合。在一个实施例中，第一距离是可调节的。调节面板(平面)和成像透镜阵列(平面)之间的距离可以有利地允许调节例如投影距离和/或投影图像的锐度。在一个实施例中，多光束照射系统可以还包含照射透镜阵列，其布置在具有可选的准直光学元件的光源的下游以及面板的上游，该照射透镜阵列包含在照射透镜平面中的多个照射透镜，该照射透镜平面平行于该面板平面布置在距该面板平面第二距离处；其中该照射透镜阵列布置成根据该光束形成多个照射光束，其中每个照射光束布置成照射多个面板节段的相应面板节段。 该照射透镜阵列可以减小相邻面板节段之间的〃串扰"，因为该阵列可以避免来自给定面板节段的光到达相邻成像透镜并且导致卫星图像。再者，照射透镜可以提供面板节段的严格定义的位置的照射。在一个实施例中，第二距离是可调节的。调节面板(平面)和照射透镜阵列(平面)之间的距离可具有改变面板节段被照射的份额的尺寸的效果，并且因此可以有利地允许特别是调节投影图像的有效尺寸以及因此调节照射图像的有效尺寸。在一个实施例中，光源为发光二极管(LED)光源。使用LED光源会是有利的，因为LED光源可以提供紧凑和/或明亮和/或高效光源。此外，与传统光源相比，具有优选地单独准直器的多个LED (其为比较小的光源)可以有利地允许薄的系统。另外，使用LED会是有利的，因为LED可以发射比传统光源少的红外辐射，因而防止加热例如面板、照射透镜阵列和/或成像透镜阵列。然而可替换实施例可以使用不同光源，例如ー个或多个小尺寸的传统UHP灯，其具有(多个)反射器作为(多个)准直器。在一个实施例中，多个照射透镜大于多个光源，并且多个照射透镜和多个光源布 置成将单个光源的光束分布在多于ー个照射透镜上。这可以例如有利地允许使用由单个光源发射的光，利用相应照射光束照射多个面板节段，这会是经济的。此外，由于投影图像交叠，这可以改进照射图像的照射均匀性。如果光束与照射透镜对准，光束中的伪影对于多个投影图像可以相同并且累积在照射图像中。通过将光束的不同部分投影在彼此之上，在一定程度上可以平均出(average out)可能的光束伪影。在可替换实施例中，多个照射透镜小于多个光源，并且多个照射透镜和多个光源布置成将多个光源的光束分布在ー个照射透镜上。这可以有利地改进均匀性。此外，与使用较少的较大光源相比，使用较多的(larger plurality of)小光源可以导致更薄的系统。在一个实施例中，多光束照射系统布置成允许相对于并且平行于照射透镜偏移节段模式。术语〃偏移〃是指通过平移将节段模式定位在面板平面中另一位置。多光束照射系统可以例如具有控制器用于在面板上偏移节段模式，或者在面板平面中偏移面板本身。这可以有利地允许改变投影光束的有效方向以及投影图像的位置。在多光束照射系统的一个实施例中
成像透镜和照射透镜具有基本上相等的焦距，并且
第一距离和第二距离之和是在成像透镜的焦距的I. O到2. O倍之间。优选地，第一距离和第二距离之和是在成像透镜的焦距的I. O到I. 5倍之间。在一个实施例中，第一距离基本上等于焦距，并且第二距离为焦距的O. O至I. O倍，优选地O. O至O. 5倍。这些条件可以提供投影图像的质量、相邻投影图像之间的交叠和/或多光束照射系统的系统效率之间的合理平衡。当也调节第二距离，并且可选地也调节第一距离和/或节段模式时，可以获得变焦效果。在一个实施例中，面板包含可电气操作的显示面板。可电气操作的显示面板优选地为LCD面板，甚至更优选地为灰阶LCD面板。可电气操作的显示面板布置成为面板节段提供节段模式。节段模式优选地为动态的节段模式。术语"动态的"是指节段模式的随时间变化行为动态的节段模式可以因此被认为是多个不同节段模式的序列，所述序列依次被提供在面板上。通过在不同静态节段模式之间改变或者通过使用随时间改变的一个或多个动态的节段模式，使用可电气操作的显示面板可以因此允许投影图像容易地从ー个顔色和/或模式改变到另一颜色和/或模式。
在另ー实施例中，电气操作的面板布置成使节段模式相对于相应面板节段位移。这可以允许以方便方式相对于并且平行于照射透镜偏移节段模式。特别地，这可以通过改变显示的节段模式在电气操作的面板上的位置来实现，并且不要求面板或面板节段的机械运动。这可以允许控制投影图像的有效方向，例如从而改进所有节段的投影模式的交叠。该位移可包含基本上连续位移，即节段模式在关联面板节段上的运动。这可以允许例如在投影表面上方便地提供运动模式。在可替换实施例中，面板包含静态设备，优选地选自由下述组成的群组滑块(slide)和穿孔GOBO板。静态设备包含节段模式。这可以允许实现非常成本有效的系统，因为它不涉及电气生成节段模式。静态设备可以优选地可从多光束照射系统移除以及插入该多光束照射系统，从而容易地改变投影图像。因而，优选地，与不同投影图像(例如不同形状和/或不同顔色的节段模式)关联的多个静态设备可以被提供，从而允许用户通过从多个静态设备选择一个静态设备并且将选择的设备插入多光束照射系统中而在不同投影图像之间选择。
在一个实施例中，多光束照射系统布置成通过添加具有可选的准直光学元件的至少附加光源到具有可选的准直光学元件的多个光源而是可扩展的。这可以有利地允许提高系统的性能，特别是亮度或流明输出。在另ー实施例中，多光束照射系统布置成通过另外添加至少面板节段和关联成像透镜，以及优选地也添加关联照射透镜而是可扩展的。在一个实施例中，多个光源包含至少两个类型的光源，其布置成在不同波长生成光束。不同波长也可以称为不同顔色。优选地，每个面板节段被源于ー个类型的光源的光照射，至少两个不同面板节段分别被不同顔色照射。这可以例如允许使用黑白面板，其中得到的照射图像的颜色是通过重叠多个单色投影图像而获得，每个单色投影图像根据由关联光源生成的光的颜色而贡献颜色。由于在面板上不存在否则是吸收性的滤色器的原因引起的例如能量效率的原因，和/或由于成本原因，使用这种黑白面板会是有利的。此外，由于投影图像可以比较模糊，由于投影图像的不理想交叠引起的小的颜色误差可能不太明显，或者足够小，并且因此对于多光束照射系统的用户是可接受的。在多光束照射系统的一个实施例中
多个成像透镜布置在NxM矩阵布置中，相邻成像透镜之间具有成像透镜节距，
多个面板节段布置在相应NxM矩阵布置中，相邻面板节段之间具有节段节距，
节段节距大于成像透镜节距。这可以有利地移除或至少减小多个投影图像之间的重叠误差。在另ー实施例中，面板布置成调适节段节距。这允许也在投影距离改变时移除或至少减小重叠误差。在一个实施例中，成像透镜阵列布置成提供全局透镜动作。术语〃全局透镜动作〃涉及投影光束，其由多个成像透镜形成，相对于彼此略微会聚，并且基本上指向全局焦点。结果，多个投影图像之间的重叠误差可以至少部分地减小。特别是，当全局焦点定位在投影表面时，重叠误差可以是最小的。在一个实施例中，至少两个或更多个节段模式基本上相同。在另ー实施例中，所有节段模式基本上相同。通过重叠多个基本上相同的中等亮度投影图像，系统可以因此提供高亮度照射图像。
在一个实施例中，多个面板节段的至少两个面板节段布置成被单个光束照射，SP被由单个光源生成的ー个光束照射。这可以有利地平均出单个光束中的亮度和/或顔色差异，因为当在形成照射图像中交叠时，与至少两个面板节段关联的投影图像可以平均出这
些差异。在一个实施例中，所有面板节段被提供作为单个面板的部分。在另ー实施例中，所有面板节段被提供作为单个面板的部分的矩阵布置。单个面板可以例如是可购得的具有大的像素数的LCD面板，并且面板节段可以对应于相邻、优选地不交叠的具有中等像素数的LCD面板部分。这可以促进例如多个节段模式的位移的提供和操纵。单个面板可以例如是面板对角线长至少5英寸或者近似12. 5cm,优选地至少12英寸或者近似30cm的IXD面板，或者是甚至更大尺寸的面板。单个面板可以例如是分辨率至少为640x480像素的LCD面板。在一个实施例中，所有投影图像被成像到相对于成像透镜的基本上相同预定方向、中。特别是，系统可以布置成提供所有投影图像从而在大程度上交叠，特别是交叠超过90%(在预定距离)。术语〃交叠超过90%〃是指每个投影图像演示与多个投影图像的每个其它投影图像的交叠，覆盖每个投影图像的尺寸的至少90%的区域。结果，照射图像的亮度可以高效地建立。另外，使用由多个颜色光的相应光束照射的単色节段模式形成的单ー颜色投影图像，彩色照射图像可以因此有利地被建立。在实例中，多个光源包含一个或多个红光LED、一个或多个绿光LED、一个或多个蓝光LED和透射黒白IXD面板，该面板的第一面板节段被红光LED生成的红光照射，第二面板节段被绿光LED生成的绿光照射，并且第三面板节段被蓝光LED生成的蓝光照射。第一面板节段被成像到第一、红光投影图像中，第二面板节段被成像到第二、绿光投影图像中，并且第三面板节段被成像到第三、蓝光投影图像中。红光、绿光和蓝光投影图像交叠，并且因此构成全彩色照射图像。也可以应用其它颜色组合。在一个实施例中，多光束照射系统具有厚度、宽度和高度，其中厚度小于多光束照射系统的宽度和高度，并且优选地小于宽度和高度的50%。厚度在生成的光的下游方向定义。宽度和高度垂直于生成的光的下游方向定义。厚度可以在在大程度上由具有准直光学元件的光源的尺度、第一距离和第二距离确定。第一距离可以在大程度上由成像透镜的焦距确定。宽度和高度可以在大程度上由面板的尺度确定。与例如LCD视频投影仪相比，多光束对准系统可以有利地具有比较小厚度与其中单个成像透镜被用于成像整个面板的系统相比，使用在成像透镜平面中并排布置的多个成像透镜用于成像在面板平面中并排布置的多个相应面板节段可以特别地允许更薄的系统。在另ー实施例中，厚度小于8cm，优选地小于5cm,而宽度和高度均大于IOcm,优选地大于20cm。在一个实施例中，多光束照射系统还包含系统控制器,其布置成控制
用于控制投影图像的顔色和/或亮度的由光源生成的光束的顔色和/或亮度；和/或 用于控制例如投影图像的形状和位置的在面板节段上提供的节段模式；和/或 用于调节投影图像的锐度和/或用于定义预定投影距离的第一距离；和/或 用于调节投影图像的尺寸的第二距离；和/或
用于调节投影图像的交叠的节段模式之间的节距、照射透镜之间的节距和/或成像透镜之间的节距；和/或
用于定义和/或改变投影图像的方向的面板的横向平移和/或节段模式在面板上相对于成像透镜和/或相对于照射透镜的横向平移。
这可以促进用户容易使用多光束照射系统，特别是当它被用作灵活且挥发性照射系统时。这可以进ー步改进投影图像的质量。例如可以取决于一天的时间或者取决于人的存在而改变顔色。顔色和/或亮度可以由控制器依赖于例如下述来控制传感器信号、某一天和/或这天的时间、或者用户的输入。用户的输入可以例如从用户操作的遥控单元提供，遥控单元布置成依赖于用户对遥控单元的输入而提供控制信号到控制器。用户的输入可以被提供作为来自预定多个预定设置的选择，或者作为自由可编程的设置，其中例如从由用户提供用于例如光源和/或节段模式的多个设置来编译该用户的输入。在另一实施例中，多光束照射系统还包含摄像机，其中
摄像机布置成捕获使用多光束照射系统照射或预期照射的对象的摄像机图像，并且布置成通过分析摄像机图像确定图像探測結果；以及
系统控制器布置成依赖于图像探测结果定义投影图像。确定图像探测结果可以例如包含辨识对象的存在和/或位置和/或尺度，该对象比如为壁上的图画。定义投影图像于是可以例如对应于在面板上定义节段模式并且将投影光束导向对象，例如用于照射对象和/或投影照射模式在对象周围。当对象的位置和/或多光束照射系统的位置改变时，投影图像位置和/或尺寸于是可以自动地调节，而不需要用户干预。可替换地，系统控制器可以布置成提供多个照射建议给用户，每个照射建议对应于具体照射图像；接受用户根据照射建议作出的选择；以及依赖于该选择定义投影图像。根据又一方面，本发明提供根据任何ー个上述实施例的多光束照射系统用于投影低分辨率模式作为环境照明的用途，优选地通过投影多个投影图像到投影表面上。该用途提供了定义和/或改变(多个)环境照明条件的方便方式。环境照明可以涉及房间的气氛，或者涉及房间中的特定对象。根据又一方面，本发明提供ー种提供多个投影图像到对象的照射方法，该方法包含
使用具有可选的准直光学元件的多个光源生成多个光束；
在面板的相应面板节段上提供多个节段模式，该面板节段布置在面板平面中；
使用多个光束照射多个面板节段；以及
使用成像透镜阵列将多个节段模式成像到相应多个投影图像中，该成像透镜阵列包含在成像透镜平面中的相应多个成像透镜，该成像透镜阵列布置在面板的下游并且平行于面板布置在距面板平面第一距离处，其中多个投影图像在距成像透镜平面预定图像距离处交叠用于形成该照射图像；以及提供该照射图像到对象。该目的可以有利地利用多个投影图像实现。多个投影图像可以因此形成照射图像，该照射图像可以含有由来自多个含有面板的节段模式的投影图像构成的照射模式。当例如对象为比如房间的壁或天花板的投影表面时，或者当例如对象为比如在商店中展出的产品的物件时，具有该照射模式的照射图像可以例如投影在对象上。例如当对象为壁上的图片时，照射模式可以例如被提供在对象周围，该照射模式可以对应于图片周围的彩色光晕投影。
在该方法的一个实施例中，使用多个光束照射多个面板节段包含
使用在照射透镜平面包含多个照射透镜的照射透镜阵列，根据该光束形成相应多个照射光束，其中照射透镜阵列布置在具有可选的准直光学元件的光源的下游，布置在面板的上游，并且平行于面板平面布置在距该面板平面第二距离处；以及
使用该多个照射光束照射多个面板节段，其中每个照射光束照射多个面板节段的相应面板节段。如上所述，这可以有利地减小相邻节段之间的串扰。再者，照射光束可以有利地定义面板节段的哪个部分被有效地图像，因为受照射部分被有效地图像，而未受照射的黑暗部分有效地不被图像。在该方法的一个实施例中，至少两个或更多个节段模式基本上相同。在另ー实施例中，所有节段模式基本上相同。通过重叠多个基本上相同的中等亮度的投影图像，该方法可以因此提供闻売度照射图像。、根据另一方面，本发明提供ー种使用根据任何ー个上述实施例的多光束照射系统的照射方法。该方法可以提供定义和/或改变照射中的投影图像的方便方式。根据又一方面，本发明提供一种用于与根据任何ー个上述实施例的多光束照射系统一起使用的面板，该面板包含多个面板节段布置成，至少在多光束照射系统使用期间，含有在相应面板节段上的多个节段模式。在一个实施例中，多个面板节段为至少4个，优选地至少6个，更优选地至少8个，甚至更优选地至少12个，另外优选地至少20个，再优选地至少30个，甚至更优选地至少100个。在一个实施例中，该面板为面板直径为至少7英寸(或17. 8cm)，优选地至少15英寸(或38cm)的面板。在一个实施例中，该面板包含电气操作的显示面板，优选地IXD面板，甚至更优选地灰阶LCD面板，其优选地布置成为面板节段提供动态的节段模式。在另ー实施例中，电气操作的面板布置成相对于关联的面板节段位移该节段模式。在可替换实施例中，该面板包含静态设备，优选地选自由下述组成的群组滑块和穿孔GOBO板。根据本发明的面板和面板实施例的优点将通过上述描述而清楚。在此文档通篇中，术语〃蓝光〃或〃蓝光发射〃特别是指波长在约410_490nm的范围内的光。术语〃绿光〃特别是指是指波长在约500-570nm的范围内的光。术语〃红光"特别是指是指波长在约590-680nm的范围内的光。术语"黄光"特别是指是指波长在约560-590nm的范围内的光。术语〃光〃在此处特别是指可见光，即波长选自约380_780nm的范围的光。除非另外指出，并且在适用且技术上可行吋，短语〃选自由多个元件组成的群组〃也可以涉及两个或更多个列举的元件的组合。比如〃之下〃、〃之上〃、〃顶部〃和〃底部〃的术语是指在下述情况下将获得的项目的位置或布置多光束照射系统基本上平坦布置在基本上水平表面上，照明系统底面基本上平行于基本水平表面并且背对天花板面向房间。然而，这不排除在其它布置中使用多光束照射系统，比如倚着壁，或者在其它例如竖直布置中使用多光束照射系统。
现在仅仅通过实例方式，參考示意性附图描述本发明的实施例，附图中相应附图标记表示相应部分，并且附图中
图I示意性描述根据本发明的多光束照射系统的示例性实施例；
图2示意性示出根据ー个实施例的面板节段在面板上的布置；
图3示意性示出由图2的布置得到的照射图像；
图4示意性示出根据本发明的多光束照射系统的示例性实施例及其尺度；
图5a-图5c示意性示出用于在根据本发明的多光束照射系统中使用的面板的示例性实施例；
图6示意性示出根据本发明一个实施例，可以如何改变投影光束的方向；
图7a和图7b说明根据本发明多个实施例的调节；
图8示出根据本发明的多光束照射系统的实施例；
图9示出用于在根据本发明的多光束照射系统中使用的成像透镜阵列40 ;以及 图10、图Ila和图Ilb不出根据本发明多个实施例的用途。
具体实施例方式图I示意性描述根据本发明的多光束照射系统I的示例性实施例。多光束照射系统I布置在距投影表面60投影距离Lp处。投影距离Lp也可称为〃图像距离〃。多光束照射系统I含有具有准直光学元件12的光源11的阵列10。更具体地，图I所示实施例含有具有准直光学元件12的LED光源11的LED阵列10。可替换实施例可以使用可替换类 型的光源，比如例如白炽灯、放电灯或激光器。然而，在下面描述中，我们将涉及LED光源和LED光束，从而不使描述晦涩模糊。准直光学元件12包含准直器透镜和/或镜。准直光学元件12在可替换实施例中可以缺失，并且因而将另外称为可选的准直光学元件12。在操作期间，LED阵列10生成多个LED光束13，其具有基本上相同的张开角，所述光束被引导照射面板30的面板节段32的至少部分。面板节段32布置在平面35中，该平面35另外称为面板平面35。在所示实例中，面板节段32分隔节距P。面板30示为透射面板，但是在可替换实施例中，面板30可以是反射面板并且关联附加光学元件可以被提供用于适当地将光引导到和离开反射面板。如图I所示的多光束照射系统I还具有位于LED阵列10 (在照射透镜阵列20的上游)和面板30 (在照射透镜阵列20的下游)之间的照射透镜22的照射透镜阵列20。照射透镜22布置在平面25中，该平面25另外称为照射透镜平面25。照射透镜阵列20优选地使用准直光学元件12利用基本上平行的LED光束13来照射。照射透镜22布置成将LED光束成形为用于照射多个节段32的多个照射光束23，因此定义被有效地图像到投影表面60上的多个节段32的部分。在可替换实施例中，照射透镜阵列20缺失，并且多个节段32的照射直接由多个LED光束13提供，该多个LED光束13是由具有准直光学元件12的LED光源11的生成。多光束照射系统I还具有成像透镜42的成像透镜阵列40。成像透镜42布置在平面45中，该平面45另外称为成像透镜平面45。成像透镜42布置成将多个面板节段32的相应面板节段32成像到相应投影光束50中，用于形成面板节段32上的节段模式34在投影表面60上的投影图像52，如图I中中间成像透镜42和中间面板节段32所示。术语〃多光束照射系统〃因而涉及使用多个成像透镜42形成的多个投影光束50，该多个成像透镜42通过成像多个节段模式34，而在该预定图像距离Lp处形成多个交叠的投影图像52，并且因此构成构成照射图像53。投影图像52的尺寸在图I中用S表示。注意，图I中表示的S对应干，当面板30置为非常靠近照射透镜阵列30使得整个面板节段32被成像时，投影图像52的尺寸。将理解，当面板30置于距照射透镜阵列20距离d2时，面板节段32可以仅仅部分地受照射投影图像52的有效尺寸(对应于受照射部分的投影)于是将借助S表示。将理解，尽管多光束照射系统I被布置从而使投影图像52在预定距离Lp (其根据投影透镜阵列平面45计算)交叠，投影光束50被投影到投影表面60上用于形成投影图像52的实际距离可以不同于此预定距离Lp。另外在此文本中，利用附图标记Lp来引用实际距离，并且仅在有关场合中具体引用该预定距离和/或该实际距离。此外将理解，预定距离Lp不需要是ー个特定预定距离，而可以可替换地对应于预定距离范围。预定范围优选地对应于用户期望使用的实际投影距离的范围。各种实施例是可能的每个LED 11可以与单个照射透镜22关联，但是实际情况不一定如此。还有可能将来自给定LED 11的光分布在多个照射透镜22上，或者借助ー个照射透镜22收集来自多个LED 11的光。另外，会是有利的是争取照射透镜阵列20的均匀照射，但是这不是必须条件。投影图像52在投影表面60被投影在彼此之上，因而形成来自所有投影图像52的照射图像53，或者来自至少部分的多个投影图像52的照射图像53。因此，多个颜色的照射图像可以通过使用被不同顔色光照射的，面板30的面板节段32上的不同节段模式34而形成。照射图像可以因此含有照射模式，该照射模式由面板节段32上的相应节段模式34的多个图像构成，所述多个图像为相应投影图像52的部分。在图I中，成像阵列40和面板30之间的距离用距离dl表示，照射阵列20和面板 30之间的距离用距离d2表示，并且照射阵列20和成像阵列40之间的距离用距离Ls表示，距离Ls对应于Ls=dl+d2。具有可选的准直光学元件12的多个LED光源11可以在平面15中并排布置，该平面15也可称为光源平面15。多个LED光源11可以例如布置在第一网格布置中，比如LED光源的方形或矩形IxJ矩阵或者六角形IxJ矩阵。多个照射透镜22可并排布置在第二平面25中，该第二平面25也可称为照射透镜平面，例如布置成第二网格布置，比如照射透镜的KxL矩阵。K和L可以分别等于I和J，KxL矩阵相对于IxJ矩阵对准每个照射透镜42于是与ー个LED光源11关联。K和/或L可以分别大于I和/或J，KxL矩阵相对于IxJ矩阵对准ー个LED光源11的光于是可以分布在多个照射透镜22上。多个面板节段32并排布置在第三平面35中，该第三平面35可以称为面板平面，例如布置在第三网格布置中，比如方形、矩形或六角形网格，例如面板节段32的NxM矩阵。多个面板节段32可以例如对应于单个面板的不同部分。N优选地至少为2并且M优选地至少为2。多个面板节段(对应于此矩阵布置中NxM的乘积)优选地至少为4个，更优选地至少6个，甚至更优选地至少8个，再优选地至少12个，甚至更优选地至少30个，并且再优选地至少100个。多个面板节段优选地为单个面板(例如单个LCD面板)的部分。单个面板可以例如为面板对角线长度为至少5英寸或者近似12. 5cm，优选地至少12英寸或者近似30cm的面板。N和M优选地等于K和し多个成像透镜42并排布置在第四平面45中，该第四平面45可以称为成像透镜平面，例如布置在第四网格布置中，比如与面板节段32的NxM矩阵对准的成像透镜42的NxM矩阵，使得每个成像透镜布置成投影相应面板节段32的投影图像52。第一平面、第二平面、第三平面和第四平面可以都彼此平行。I、K和N可以相等并且J、L和M可以相等。多光束照射系统I于是形成基本上多个微型投影仪，每个投影仪包含ー个具有可选的准直光学元件12的LED 11、优选地ー个照射透镜22、ー个面板节段32和ー个成像透镜42以用于形成多个(至少部分地交叠)投影图像52。在一个实施例中，这种多光束照射系统I可布置成容纳另ー微型投影仪，该投影仪包含具有可选的准直光学元件12的LED 11、优选地ー个照射透镜22、ー个面板节段32和ー个成像透镜42。这使得有可能容易扩展多光束照射系统1，特别是用于增大多光束照射系统I的流明输出的总量。
图2示出根据ー个实施例的面板30上面板节段34的布置。在图2的布置中，面板30分为多个六个面板节段32。多个六个面板节段32被提供在Ν=3列且Μ=2行、列节距Px且行节距Py的矩形NxM矩阵布置中。节段模式34示意性绘制在每个该六个面板节段32上。节段模式34单独地表示为34-1，34-2，. . .，34-6。圆14表示照射光束(13或23)在与面板30相交时的横截面。所有节段模式34可以相同，导致六个重叠的基本上相同的投影图像构成的照射图像，并且因而与利用单个LED的投影仪将得到的投影图像相比，具有比较高亮度。节段模式34可替换地可以不同，特别是当至少两个不同面板节段32用不同顔色的照射光束照射时，导致六个重叠的不同顔色的投影图像构成的照射图像，因而形成全彩色照射图像。图3示出由图2的布置得到的六个投影图像52构成的照射图像53。六个投影图像52单独地表示为52-1，52-2，· · ·，52-6,分别对应于与节段模式34-1,34-2, · · ·，34-6关联的投影图像。当成像透镜42之间的水平和竖直节距分布与面板节段32的列节距Px和行节距Py相同，并且节段模式34分别相对于相应面板节段32同样定位吋，六个投影图像52将交叠，偏移Ox对应于列节距Px并且Oy对应于行节距Py。在远场，这些偏移与投影图像的尺寸S会是足够小的，并且这种偏移的存在会是可接受的。通过控制単独投影光束，例如通过在相应面板节段32上偏移単独的节段模式34，或者例如通过相对于面板30偏移成像透镜阵列40，则交叠可以改迸，即偏移可以减小。通过为包含成像透镜42的成像透镜阵列40提供全局透镜动作，即通过布置成像透镜42使得相应投影光束50会聚到全局焦点位置，偏移可以例如静态地校正。通过在比面板节段32之间节距略微小的节距使用成像透镜42，偏移可以例如静态地校正。当面板30为可电气操作的面板，比如IXD面板时，通过在面板30上略微平移单独的节段模式34，可以例如电气校正该偏移。d表示成像透镜42之间的节距，并且Lp/dl对应于当成像透镜42聚焦在面板30上时的图像放大因子，则节段模式34之间的节距可以选择为约d+(dl/Lp)*d，从而基本上消除偏移。可替换地，d表示成像透镜42之间的节距，并且Lp/Ls对应于当成像透镜42可替换地聚焦在照射透镜22上时的图像放大因子，则节段模式34之间的节距可以选择为约d+(Ls/Lp)*d，从而基本上消除偏移。节段模式34之间的节距因而应例如比成像透镜42之间的节距大几个百分比。优点在于，在面板30中通过改变面板30上节段模式34之间的节距，而不是改变例如成像透镜阵列40的成像透镜42的节距或全局透镜动作，则可以电气应对可变化的投影距离Lp。图4示意性示出根据本发明的多光束照射系统I的示例性实施例。LED阵列10、照射透镜阵列20、面板30和成像透镜阵列40布置在在具有宽度Ws、深度Ds和高度Hs的体积中的基本上平行平面(15，25，35，45 ;见图I)中。在使用期间，投影光束50优选地相对于成像透镜阵列40的平面的法线在小于45°的角度，典型地相对于成像透镜阵列40的平面45的法线在基本上0°的标称角度，或者相对于法线在角度Φ (见图6)离开多光束照射系统I。深度Ds小于宽度Ws并且小于高度Hs。在第一实例中，多光束照射系统I布置成，使用具有准直器光学元件12的LED 11，在距离Lp=2m投影直径大约S=50cm的照射图像,该LED发射张开角为a =arctan (S/2L)=7°的LED光束。可以使用8x8的LED矩阵布置中的1 6个LED 11 (具有Immxlmm LED管芯尺寸)和7°准直器12，照射10x10cm IXD面板。宽度Ws和高度Hs对应于IXD面板的尺寸并且因此均为10cm。利用这样照射透镜22和成像透镜42 :节距为1cm，每个透镜焦距为4cm，定位在彼此相距ー距离Ls，焦距相等，则可以投影像素节距为O. 2mm的，约50x50像素的10x10节段模式34。光学系统的总深度Ds为LED 11和准直器12的深度(约为3cm)和距离Ls (为4cm)之和，即总深度Ds约为7cm。(7cm的)深度Ds因而小于宽度Ws和高度Hs (分别为10cm)。在第二实例中，多光束照射系统I包含可购得的LCD面板，其面板直径为7英寸(或者近似17. 8cm),长宽比为4 3以及分辨率为640x480黑白像素。面板30因而具有14. 2cm的宽度Ws和10. 6cm的高度Hs。照射透镜22以及成像透镜42具有2. Ocm的直径，4. Ocm的焦距并且布置在7x5矩形阵列中。多光束照射系统I还具有150个厚度为Icm的具有准直器光学元件12的LED 11(50个红光LED、50个绿光LED和50个蓝光LED)，该LED发射张开角为α=14°的LED光束。可指出，由于150个LED为可以紧凑堆积的小光源，因此可以使用厚度小于第一实例的更小的准直器光学元件12。面板30和成像透镜阵列40之间的第一距离dl为4. 08cm,以用于将面板节段32上的节段模式34成像在2. Om的预定图像距离Lp。面板30和照射透镜阵列20之间的第二距离d2为O. Ocm,即照射透镜阵列20定位为直接接触面板30，使得面板节段34基本上完全被照射光束23照射。总深度Ds因而约为5cm，这近似为宽度Ws的35%并且近似为高度Hs的47%。第二实例的多光束照射系统2将约90x90像素的7x5节段模式34以O. 22mm像素节距投影在面板30上，得到在2. Om的预定图像距离处Ilmm节距的由90x90图像像素构成的照射图像。图5a-图5c不意性不出用于在根据本发明的多光束照射系统I中使用的面板30的不同示例性实施例。图5a示出面板30，该面板包含电气可控制的面板300，比如IXD面板。从控制器302操作面板30，该控制器电连接到面板300用于在面板300上显示图像。图像可以对应于相应多个面板节段32上的多个节段模式34。控制器302布置成通过输入端304接收控制命令和/或定义图像的数据。控制器302可选地经由接ロ 305连接到存储器306，该接ロ允许检索定义ー个或多个预定义图像的预存储数据。控制器还可被配备以将通过输入端304接收的数据存储在存储器306中，从而在后续使用期间能够检索ー个或多个预加载的图像。输入端304可以连接到摄像机(未示出)，其布置成捕获摄像机图像并且确定通过分析摄像机图像而图像探測結果。图像探测结果可以经由输入端304被提供到控制器302，该控制器可以例如依赖于图像探測结果而检索预加载的图像其中之一。图5b示出包含半透明滑块310的面板30，该滑块在相应多个面板节段32上承载多个节段模式34，该节段模式在此实例中由几何形状314定义。半透明滑块310可以可拆卸和插入多光束照射系统I。用户可以例如具有多个半透明滑块310，每个滑块具有不同节段模式34，从而允许用户在多个照射图像之间改变。另外，半透明滑块310也可以布置或可布置成恒定环路的形式，类似于输送帯。图5c示出包含GOBO板320的面板30，该GOBO板在相应多个面板节段32上承载多个节段模式34。节段模式34由GOBO板320中的孔324定义。GOBO板320可以可拆卸和插入多光束照射系统I。用户可以例如具有多个GOBO板320，每个板具有不同节段模式34，从而允许用户在具有不同照射模式的多个照射图像之间改变。可选地，GOBO板320可以是反射的，以用于在反射系统中使用。
图6示意性示出根据本发明一个实施例如何可以改变投影光束50的方向。图6中实线对应于如图I所示的布置和情形，成像透镜阵列40在相对于面板30的第一位置具有成像透镜42，并且提供投影光束50和投影图像52。投影光束50垂直于成像透镜平面45，即相对于成像透镜平面45的法线在0°角离开多光束照射系统。成像透镜阵列40也示于虚线43，对应于位移了距离Λ的成像透镜阵列40。虚线示出的投影光束51和投影图像55对应于利用位移了距离Λ的成像透镜阵列40进行投影投影光束51相对于成像透镜平面的法线在角度Φ，并且投影图像55相对于投影图像52偏移了距离Λ ρ。通过在平行于面板30的平面中并且相对于面板30上的节段模式34位移成像透镜阵列40，由此可以改变投影光束50、51的方向以及投影图像52、55在投影表面60上的相应位置。将理解，可替换地或附加地，节段模式34可以在面板30上相对于成像透镜阵列40位移，以用于改变投影光束的方向。图7a和图7b说明，在一个实施例中，距离dl和/或d2可以被改变。图7a和图7b示出LED光束13，其入射在照射透镜阵列20上，由此形成相应照射光束23用于照射面板30上的面板节段的一部分(图7a中33a和图7b中33b)。使用成像透镜阵列40的成像透镜42，受照射部分33a、33b于是被成像到投影光束5中。在示例性实施例中，距离dl、d2、Ls和Lp (见图I)被选择为，使用成像透镜阵列40将照射透镜阵列20成像到投影表面60上。面板30因此不被鋭利地成像到投影表面60中这具有的优点为，节段模式34的投影图像52以略微模糊方式(其将另外称为〃聚焦程度〃或称为〃锐度")被投影，这提供了投影图像52与其周围之间的平滑过渡。例如通过改变面板30和成像透镜阵列40之间的第一距离dl(例如改变为如图7b所示dl’)，可以调节聚焦程度。在一个实施例中，当第一距离d2改变时，照射透镜阵列20和成像透镜阵列40之间的距离Ls維持恒定。对于远场成像，第一距离dl对应于成像透镜42的焦距。类似地，改变面板30和照射透镜阵列20之间的第二距离d2 (例如改变到如图7b中的d2’)可以用于改变被相应照射光束23照射的节段32的部分的尺寸，并且因而改变投影图像52的有效尺寸。在另ー实施例中，照射透镜阵列20和成像透镜阵列40之间的距离Ls可以维持恒定。如果面板30靠近照射透镜阵列20，面板30的比较大区域被照射，如图7a中借助33a所示。在这种情况下，投影图像52的有效尺寸由成像透镜42的放大因子确定。通过偏移面板30和成像透镜阵列40离开照射透镜阵列20，可以减小有效尺寸面板30上的照射光束23于是照射面板30上越来越小的区域，如图7b中借助33b所示，直至距离等于照射透镜20的焦距。在这种情况下，成像透镜42将点源图像，即具有小投影图像52的窄投影光束50，投影在投影表面60上。在这种限制情形中，通过准直器10的准直角度可以确定有效尺寸，其准直角度定义照射该照射透镜阵列20的LED光束13的张开角。因而，通过改变面板30和成像透镜阵列40之间的第一距离dl，可以改变聚焦程度，而通过改变面板30和照射透镜阵列20之间的第二距离d2，可以改变投影图像52的有效尺寸。在优选实施例中，照射透镜22和成像透镜42具有相等焦距并且第一距离dl和第ニ距离d2之和在成像透镜42的焦距的I. O至2. O倍之间。在一个实施例中，系统I还包含控制器，其布置成控制dl和Lp的ー个或多个，优选地控制这二者。在一个实施例中，系统I还包含控制器，其布置成控制dl和d2的ー个或多个，优选地控制这二者。在再一实施例中，系统I还包含控制器，其布置成控制dl、d2和Lp的ー个或多个，优选地控制所有这三个參数。图8示出根据本发明的多光束照射系统I的实施例。图8所示的多光束照射系统I与图I所示不同在于，具有可选的准直器12的LED11的数目、LED光束13的数目、照射透镜22的数目、照射光束23的数目、面板节段32的数目、成像透镜42的数目以及投影光束50的数目相同。特别是，每个具有可选的准直光学元件12的LED 11与ー个照射透镜22、ー个面板节段32、ー个成像透镜42和ー个投影光束50 关联。多光束照射系统I可以因此被认为由用于形成多个(至少部分地交叠)投影光束50的多个微型投影仪构成，其中每个微型投影仪包含一个具有可选的准直光学元件12的LED11、ー个照射透镜22、ー个面板节段32和用于形成ー个投影光束50的ー个成像透镜42。在一个实施例中，这种多光束照射系统I可布置成容纳另ー微型投影仪，其包含另ー具有可选的准直光学元件12的LED 11、另ー照射透镜22、另一面板节段32和另一成像透镜42。这允许容易扩展多光束照射系统1，特别是用于增大多光束照射系统I的流明输出的总量。图9示出用于在根据本发明的多光束照射系统I中使用的成像透镜阵列40。成像透镜阵列40包含在一平面中布置在矩形NxM矩阵中的多个成像透镜42，该平面可以称为成像透镜平面，图像透镜列节距为dx且图像透镜行节距为dy。在可替换实施例中，多个成像透镜42在成像透镜平面中布置在六角形NxM矩阵中(正如面板平面中的面板节段以及照射透镜平面中的照射透镜)。使用六角形矩阵而不是矩形矩阵可以有利地允许更紧密地堆叠透镜和节段，并且因此允许改进的区域效率。对应于此矩阵布置中NxM的乘积的多个成像透镜42优选地为至少4，更优选地至少6，甚至更优选地至少8，再优选地至少12，甚至更优选地至少30，并且再优选地至少100。在图9所示实例中，N等于2并且M等于3，即NxM=6。成像透镜42可以是球形透镜。在一个实施例中，dx和dy基本上相同并且恒定。在可替换实施例中，dx和dy在成像透镜阵列40上变化，dx和dy朝向成像透镜阵列40边缘减小，以用于提供全局透镜动作。
成像透镜42优选地为薄透镜。成像透镜42可以是薄凸透镜。成像透镜可以是菲涅尔类型透镜。多个成像透镜42可以被提供作为多个分立透镜，并排布置在定义成像透镜在成像透镜平面中的位置的支架中。多个成像透镜42可以被提供作为应用到透明承载基板的多个凸透镜结构，例如通过在透明承载基板复制并排的透镜结构，从而有效地定义成像透镜平面。透明承载基板可以例如是玻璃板或塑料板，比如聚碳酸酯或PMMA板。图10示出根据本发明一个实施例的用途。图10示出图画2，其悬挂在房间的壁上。使用多光束照射系统1，彩色框架53被投影成为图画周围的照射图像。彩色框架53的顔色可以依赖于例如图画中示出的图像来选择；特别是，顔色可以选择为图画中的主导颜色，或者在另ー实施例中，选择为图画中的主导颜色的互补颜色，以用于增强观看者4体验的视觉体验。多光束照射系统I可包含传感器，或者与外部传感器协作，以用于探測例如是否存在观看者，并且取决于观看者是否存在而激活或去激活照射图像的投影。多光束照射系统I可以因此吸引进入房间的观看者的注意。当例如多个图画位于房间中时，依次连续地激活和去激活每个图画周围的照射图像的投影可以从一幅图画到下一幅图画引导观看者。将理解，该用途可以同样应用于其它项目，比如其它图像，例如照片，或者三维对象，t匕如博物馆中的雕塑，或商店中展出的物品。图Ila和图Ilb示出根据本发明一个实施例的另ー用途。图Ila示出在客厅中坐在座椅上的第一人4。第一人4已经选择特定环境照明条件，其包含使用多光束照射系统I作为照射图像53投影在壁上的特定彩色模式。该特定彩色模式可以是静态模式，或者是动态模式，其例如在顔色、亮度和/或形状方面随时间缓慢改变。图Ilb示出由于外部输入引起的环境照明条件的改变，在此实例中，该外部输入为由加入第一人4坐在座椅上的第二人5提供的触发器。环境照明条件可以例如改变到另ー静态模式，或者改变到用于照射图像53的另ー动态模式。触发器可以例如由座椅中的压カ传感器提供，其探測第二人5坐在座椅上。该触发器可以例如通过第一人按压遥控器上按钮来提供，该遥控器发送信号到多光束照射系统I。在图中，为了清楚起见而没有绘制相关性低的特征，比如电缆等。如此使用的比如〃基本上平坦〃或〃基本上含有〃等中的术语〃基本上〃将为本领域技术人员所理解。在多个实施例中，形容词〃基本上〃可以被移除。在适用时，术语〃基本上〃也可以包含具有〃完全地〃，〃完整地〃，〃全部地〃等的实施例。在适用时，术语〃基本上〃也可以指90%或更高，比如95%或更高，特别是99%或更高，包括100%。术语〃包含〃也包括其中术语〃包含〃意思是〃由..组成〃的实施例。此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于区分相似元件并且不一定用于描述先后顺序或时间顺序。将理解，如此使用的术语在适当情况下可以互换并且此处描述的本发明实施例能够按此处描述或说明顺序以外的顺序操作。除了其它之外，在操作期间描述了此处使用的设备。本领域技术人员将清楚，本发明不限于操作方法或者操作中的设备。应指出，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多可替换实施例而不背离所附权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应解读为限制权利要求。动词"包含"及其变型的使用不排除权利要求中陈述的元件 或步骤之外的元件或步骤的存在。术语"和/或"包含一个或多个关联列出项目的任何和全部組合。元件前的冠词〃一〃或〃 ー个〃不排除存在多个这种元件。元件前的冠词〃该 〃不排除存在多个这种元件。本发明可以借助包含若干不同元件的硬件，并且借助合适编程的计算机来实施。在列举若干装置的设备权利要求中，若干这些装置可以由ー个且相同的硬件项目实施。在互不相同的从属权利要求中陈述某些措施的纯粹事实不表示不能有利地使用这些措施的组合。
权利要求
1.一种用于提供照射图像(53)的多光束照射系统(1)，该多光束照射系统包含 具有可选的准直光学兀件(12)的多个光源(11)，其布置成生成多个光束(13)； 面板(30)，其布置在具有可选的准直光学元件(12)的光源(11)的下游，该面板(30)包含在面板平面(35)中的多个面板节段(32);其中多个面板节段(32)包含至少4个面板节段；其中多个面板节段的每个面板节段(32)布置成含有多个节段模式(34)的相应节段模式(34);以及其中具有可选的准直光学元件(12)的多个光源(11)布置成照射多个面板节段(34); 成像透镜阵列(40)，其布置在面板(30)的下游，该成像透镜阵列(40)包含在成像透镜平面(45 )中的多个成像透镜(42 )，该成像透镜平面(45 )平行于该面板平面(35 )布置在距该面板平面(35)第一距离(dl)处；其中多个成像透镜的每个成像透镜(42)布置成将多个节段模式(34)的相应节段模式(34)成像到多个投影图像(52)的相应投影图像(52)中，以及其中多个投影图像(52 )在距该成像透镜平面(45 )预定图像距离(Lp )处交叠用以形成该照射图像(53)。
2.根据权利要求I的多光束照射系统(1)，其中该第一距离(dl)是可调节的。
3.根据权利要求I或2的多光束照射系统(I)，还包含 照射透镜阵列(20)，其布置在具有可选的准直光学元件(12)的光源(11)的下游和该面板(30)的上游，该照射透镜阵列(20)包含在照射透镜平面(25)中的多个照射透镜(22)，该照射透镜平面(25 )平行于该面板平面(35 )布置在距该面板平面(35 )第二距离(d2 )处； 其中该照射透镜阵列(20)布置成根据该光束(13)形成多个照射光束(23)，其中每个照射光束(23)布置成照射多个面板节段(32)的相应面板节段(32)。
4.根据权利要求3的多光束照射系统(1)，其中该第二距离(d2)是可调节的。
5.根据权利要求3或4的多光束照射系统(I)，其中 该成像透镜(42)和该照射透镜(22)具有基本上相等的焦距，并且 该第一距离(dl)和该第二距离(d2)之和是在该成像透镜(32)的焦距的I. 0到2. 0倍之间。
6.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，其中该面板(30)包含可电气操作的显示面板(300)，其布置成为该面板节段(32)提供节段模式(34)，其中该节段模式优选地为动态节段模式。
7.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，其中该多个光源(11)含有至少两个类型的光源，其布置成在不同波长生成光束。
8.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，包含至少20个面板节段(32)和相应的多个成像透镜(42)和照射透镜(22)。
9.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，其中多个面板节段(32)的至少两个面板节段(32 )布置成由单个光束(13 )照射。
10.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，其中所有面板节段(32)为单个面板(30)的部分。
11.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，其中该光源(11)为LED光源。
12.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，其中该预定图像距离(Lp)在2-15m的范围。
13.根据前述权利要求中任意一项的多光束照射系统(1)，其中该多光束照射系统(I)具有厚度(Ds)、宽度(Ws)和高度(Hs)，其中厚度(Ds)小于宽度(Ws)且小于该多光束照射系统的高度(Hs)，优选地小于宽度的50%以及高度的50%。
14.一种提供照射图像(53)到对象(2 ；60)的照射方法，该方法包含 a.使用具有可选的准直光学元件(12)的多个光源(11)，生成多个光束(13)； b.在该面板(30)的相应面板节段(32 )上提供多个节段模式(34 )，该面板节段(32 )布置在面板平面(35)中； c.使用该多个光束(13)照射该多个面板节段(32);以及 d.使用成像透镜阵列(40)将该多个节段模式(34)成像到相应多个投影图像(52)中，该成像透镜阵列(40)包含在成像透镜平面(45)中的相应多个成像透镜(42)，该成像透镜阵列(40)布置在该面板(30)的下游并且平行于该面板平面(35)布置在距该面板平面(35)第一距离(dl)处，其中该多个投影图像(52)在距该成像透镜平面(45)预定图像距离(Lp)处交叠用以形成该照射图像(53);以及 e.提供该照射图像(53)到该对象(2;60)。
15.根据权利要求14的方法，其中使用该多个光束(13)照射该多个面板节段(32)包含 a.使用在照射透镜平面(25)包含多个照射透镜(22)的照射透镜阵列(20)，根据该光束(13)形成相应多个照射光束(23)，其中该照射透镜阵列(20)布置在具有可选的准直光学元件(12)的光源(11)的下游，布置在该面板(30)的上游，并且平行于该面板平面(35)布置在距该面板平面(35)第二距离(d2)处；以及 b.使用该多个照射光束(23)照射该多个面板节段(32)，其中每个照射光束(23)照射该多个面板节段(32)的相应面板节段(32)。
全文摘要
本发明提供一种用于提供照射图像(53)的多光束照射系统(1)。该多光束照射系统(1)具有布置成生成多个光束(13)的多个光源(11)，其具有可选的准直光学元件(12)；面板(30)，其包含在第一距离(d1)的面板平面(35)中的多个面板节段(32)，并且其布置成含有在相应面板节段(32)上的多个节段模式(34)；以及成像透镜阵列(40)，其包含在平行于面板平面(35)的成像透镜平面(45)中的多个成像透镜(42)。成像透镜阵列(40)的每个成像透镜(42)布置成将多个节段模式(34)的相应节段模式(34)成像到多个投影图像(52)的相应投影图像(52)中。多个投影图像(52)在预定图像距离(Lp)交叠并且形成照射图像(53)。
文档编号H05B33/08GK102668696SQ201080028620
公开日2012年9月12日 申请日期2010年6月17日 优先权日2009年6月25日
发明者M.C.J.M.维森伯格, M.P.C.M.克里恩, O.H.威廉森, R.A.M.希克梅特, R.P.范戈尔科姆, T.德克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司