[发明专利]光学系统

说明书

技术领域

本申请涉及照明系统，特别是用于SSTV、迪斯科照明、照明控制台和光琴(clavilux)的照明系统。

背景技术

近年来，用于舞台、摄影棚和电视(SSTV)系统和娱乐应用的照明投影仪需要提供多种不同的照明效果。这些照明效果，可以例如提供变化的光束角度、改变光束形状、形成简单的图像、形成移动的图像、改变光的方向，并提供色彩效果以及另外的其它效果。

现有技术中已知的照明投影仪使用卤素灯，例如高强度放电(HID)灯。在现有应用中使用的HID灯形成高强度光束，并且其功耗高达甚至超过1000瓦特。

与这些HID灯一起使用的光形成元件不得不承受高温。特别地，液晶和用作投影门(projection gate)的聚合物复合材料对温度是敏感的。为了减少发射光被吸收的红外部分，US2003/0035290A1提出通过液体过滤器单元控制温度。并且，提出采用温度吸收镜。然而，这些元件具有增加照明系统复杂度的缺点。并且，作为系统部分的部件越多，系统内就越容易出错。温度控制的失效不可避免地会导致对投影门的破坏。

并且，为了实现色彩控制，建议使用各种过滤器组件(filterassemblies)并使它们能够移动。这会增加该系统的机械复杂度。另外，US2003/0035290A1没有为移动光束的方向提供任何解决方法，而这在GOBO投影仪中经常是必须的。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种具有减弱的UV和IR发射以保护有源光学元件的照明系统。本发明的另一目的是根据非机械装置形成色彩效果。本发明的另一目的是通过非机械装置形成束偏转。本发明的另一个目的是借助于低复杂度的机构提供成像和束控制。

这些和其它目的通过特别是在SSTV应用中用于形成动态光效果的光学系统实现，所述光学系统包括为产生光束设置的光束源，为控制光束而设置的投影门，其中光束源由至少一个发光二极管构成，投影门包括至少一个液晶(LC)光学元件。

投影门包括用于通过控制光以使投影图像具有局部强度变化而成像的装置。并且，束形成和导向装置(beam shaping and directingmeans)包括在投影门中。可以设置束形成装置以控制光束的方向、形状、外形和分离。可以形成成像装置以控制光束的强度和对比度，但不控制光束形成。在投影门中成像装置和束形成装置可以选择性地组合。所述装置设置成在空间上彼此分离。成像装置优选设置在投影的焦距内并且优选设置束形成装置以靠近光学系统的透镜(在透镜之前或之后)。两个装置都由LC元件构成。

该系统由液晶(LC)元件和由至少一个发光二极管(LED)制成的光源构成。LED可以如高强度气体放电灯那样发射光。然而，LED发射的光具有窄的光谱且不包含任何红外(IR)或紫外(UV)成分。这具有很大的优势在于，IR和UV辐射通常被放置在光束路径中的有源光学部件例如LC元件吸收。这会导致这些元件的过热。

本发明的另一方面是一种包括如前所述系统的光投影仪(lightprojector)。

附图说明

通过结合附图说明，将更清楚本发明的这些和其它方面。附图中示出了：

图1：根据实施例的光投影系统；

图2A-2B：说明了根据第一实施例的投影门；

图3A-B：说明了根据第二实施例的投影门；

图4A-B：说明了根据第三实施例的投影门；

图5：说明了根据第四实施例的投影门；

图6：说明了根据第五实施例的投影门；

图7A-B：说明了根据第一实施例的GRIN元件；

图8A-D：说明了电极图案的不同布置；

图9A-B：说明了电极图案的另一排列；

图10A-B：说明了具有极化分束器的实施例；

图11A-B：说明了具有极化分束器的另一实施例；

具体实施方式

图1说明了根据实施例的用于提供照明效果的系统2。该系统2由外罩4、多个LED 6、投影门8和透镜10构成。图示的是作为成像装置7和束形成装置(beam shaping means)9的组合的投影门8。投影门8可以包括既在空间上彼此分开设置又集成在一组装置内的这些装置。元件4-10的布置仅是一个示例，可以根据应用需要改变。LED 6产生被引导穿过投影门8和透镜10的光束12。如所述，成像装置7设置在透镜10前面。优选地，成像装置设置在投影(projection)的焦距内。束形成装置9设置在透镜10后面，但也可以设置在透镜10前面。