[发明专利]照明器

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明器。具体地，涉及一种包括光调制器的照明设备，该光调制器用于允许将例如图像、图案、文本等的照明效果投影到照明表面上。

背景技术

现有技术的图像投影设备使用来自灯的光，该光经过光阀或调制器(例如液晶显示器(LCD))发送，其中利用投影透镜将调制器的图像投影到照明表面上。

调制器通常包括可寻址的单元或像素的阵列以产生图像。在一种类型的图像投影设备中，正如例如在文献US5622418中公开的那样，每个像素适合于选择性地传送入射光(不改变方向)或者改变入射光的方向(例如借助于散射)。然后投影透镜能够投影传送的光到投影表面上以形成图像，同时吸收至少部分散射光以形成高对比度图像。在US5622418中公开的系统中，投影透镜的入射光瞳的作用是去除一部分在液晶光阀处散射的光以增大投影图像的对比度。因而，损失了一部分来自灯的光。虽然对于显示应用这是可以接受的，但是在照明应用中这是不能接受的。

发明内容

本发明的目的是克服该问题并提供用于照明应用的改进的设备。

借助于一种照明器实现了根据下面的说明将变得清楚的这个和其它目的，该照明器包括空间光调制器、灯、透镜以及装置，所述空间光调制器包括元件的阵列，每个元件适合于选择性地不改变光的方向地透射入射光，或者改变入射光的方向；所述灯设置成照明调制器；所述透镜用于引导来自调制器的未被改变的光到照明表面上；所述装置用于朝向照明表面发送基本上所有的被调制器改变方向的光。

本发明基于如下理解，即通过重新分布来自灯的被调制器改变方向的那部分光(而不像现有技术中那样，吸收或者相反地外展(abduct)该光)，可以提供用于生成某些照明效果的照明器，在该照明器中，显著减少了特别是高角度的光的损失。该光可以直接或者通过透镜发送至照明表面。

能够以多种方式实现光的发送。

在一个实施例中，发送装置包括反射器，该反射器适合于朝向照明表面反射被调制器改变方向的光。优选地，反射器形成为锥形管，其中调制器设置在该管的窄端，该管的较宽端被引导朝向照明表面，其中该管的横截面基本上与调制器的形状相匹配，使得甚至能够朝向照明表面反射以高角度离开调制器的光。

在另一个实施例中，发送装置包括分段透镜，其中通过一部分分段透镜形成用于引导来自调制器的未被改变的光到照明表面上的透镜(“光引导透镜”)。优选地，分段透镜具有中心第一部分和外围第二部分，其中第一部分具有不同于第二部分的焦距和/或光轴。优选地，由中心第一部分形成光引导透镜，其基本上接收所有来自调制器的未被改变的光。因而，对于经过调制器透射而未被改变的光，由分段透镜的中心部分形成图像。另一方面，对于被调制器改变的光来说，与到达外围部分的光相比，到达中心部分的光将导致图像形成在照明表面上的不同位置，这归因于这两个部分不同的焦距和/或光轴。这使得有可能在形成的图像/图案中达到一定的对比度。优选地，分段透镜的直径使得外围第二部分能够拦截基本上所有被调制器改变方向的光并引导该光朝向照明表面。可以与上述反射器一起或不与上述反射器一起使用分段透镜。

照明器还可以包括设置在灯和调制器之间的第二透镜。相比第一透镜，第二透镜可以具有不同的直径和/或不同的焦距。这允许了光束整形的更多可能性。第二透镜可以与上述反射器和/或上述分段透镜一起使用。

照明器还可以包括设置在调制器和第一透镜之间的非吸收光阑。优选地，非吸收光阑适合于改变落在其上的光的方向，优选地朝向照明表面发送。这种光阑可以由朝任意或特定方向散射入射光的散射材料制成。可替换地，光阑可以是折射的或衍射的。这种光阑可以包括微透镜阵列、闪耀光栅、刻划光栅、相位光栅等。

在一个实施例中，光阑具有孔径，由此，例如借助于第二透镜，通过在灯中或与灯有关的反射器，或通过两者的组合把来自灯的光聚焦在孔径上。这里，孔径应该被理解为光阑的开口或者透光的部分，其透射光而不改变其方向。这样，经过调制器透射而未被改变方向的光通过孔径，而源自其中路径(即方向)被改变的调制器元件的光将不通过孔径而是落在光阑的散射(或衍射或折射)区域上。以这种方式，光路径转向的效果可被放大和/或光可被引导朝向特定的方向，从而能实现更高的对比度以及对光束形状更多的控制。

在另一个实施例中，非吸收光阑具有局部可调的光透射特性。这提供对光束整形甚至更多的控制。

可以通过调制器使用例如散射、折射或衍射的效应来改变入射光的方向。调制器可以例如是像素化的液晶单元。

附图说明