[发明专利]照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明装置，特别是涉及一种形成特定发光二极管(LED)光斑(spot)的照明装置。对于某些照明系统，将若干光源的分离光束组合使得从这多个单独光束形成公共有用光束，可能是有利的。这种组合光束可以包括放大的组合光斑或覆盖印迹(footprint)以及光能倍增。这意味着组合覆盖印迹的尺度与光斑或单独光源的尺度相比可以放大。

背景技术

迄今为止，存在若干照明系统或投影仪，它们被配置为将不同光源的光束组合为一个光束，以便增加该组合光束的光强。例如，专利US 6,341,876 B1描述了一种用于照明空间光调制器的照明系统。该照明系统包括两个分离的光源，其中光源的光输出通过积分器棒(integrator rod)而被组合。该积分器棒被配置为产生均匀光束用以照明空间光调制器。该积分器棒有效地将来自两个分离光源的光组合以提供足够强度的光束，以便对这种数字微镜装置进行寻址。这意味着积分器棒将分离光源的光束交迭以增加组合光束的光强。

美国专利US 5,504,544公开了一种投影系统，该投影系统有效地组合多盏灯的输出，其中这多盏灯的像聚焦于公共点。结果，投影屏幕亮度相对于常规的同等功率单灯而言得以倍增。叠加是通过一系列菲涅耳收集和聚焦透镜以及利用全内反射的线性合束棱镜膜来实现的。该投影系统用于将多盏灯的光束交迭。

在专利US 6,224,217 B1中示出了一种光学照明装置，该光学照明装置主要包括多个光源、按预定方向反射光的反射装置以及接受来自反射装置的光并发出基本平行光的会聚装置。根据说明书，两个光源的聚焦光束在棱镜处被反射，并且在反射之后，来自光源的光会聚在光学照明装置的光轴附近并被合成。这意味着来自光源的光被混合且光束交迭。会聚装置例如会聚透镜用来使合成的组合光束形成为接近平行光。

专利EP 1 642 154 B1示出了一种照明系统，包括发射非共轴(non-collinear)且非准直(non-collimated)光束的至少两个光源以及用于将两个光束组合和积分的光学部件。根据该专利，来自两个分离光源的光束同样通过在该光积分器内混合光束的方式而得以组合。在光积分器的输出处，得到两个光束混合的几乎均匀照明光束。

在已知的照明或投影系统中，多个光源的光束通过光学元件而被会聚或交迭，以增加组合光束的光强能量。在这种系统中，经常希望使光束最大程度地交迭或会聚。

发明内容

本发明的目的在于将光束彼此相邻对准，以便与光束的分离单独覆盖印迹相比，增大覆盖印迹或光斑尺寸，以及改变组合覆盖印迹的维度。本发明的另一目的在于通过使经过光学元件的光束的覆盖印迹的维度与光学元件的维度彼此相适应，来减小通过光路中光学元件的光损耗。

本发明的发现在于：通过将两个光源的光束彼此相邻放置，使这两个光源的光束几何叠加。本发明的实施例涉及一种照明装置，该照明装置被配置为通过具有两个反射表面的光学元件，将两个光源的光束彼此相邻对准。使两个光束彼此相邻对准，从而形成组合光束。组合光束包括由彼此相邻对准的光源光束覆盖印迹构成的组合覆盖印迹。另外，在本发明的其他实施例中，描述了一种照明系统，包括照明装置，其中光源的光束的覆盖印迹是矩形的，且组合覆盖印迹包括更方的形状。在一些实施例中，光束的覆盖印迹具有16∶9的高宽比，而组合覆盖印迹包括16∶18的高宽比。以16∶9格式发射光束的发光二极管(LED)可以组合，形成更方的16∶18格式的光束。这种(高性能)LED例如可以用于聚光灯、舞台灯等。这些LED可以组合，形成均匀组合光束，该组合光束的维度更好地适合圆形聚光灯或舞台灯。

可能对组合光束光路中的光强造成影响的圆形光学元件可以包括适合与分离覆盖印迹的矩形形状相比更方形状的直径。本发明的优点在于：由于改善了组合光束与光学元件彼此之间的适配，降低了光损耗。另外，在一些实施例中，两个光束的对准通过照明装置和照明系统来实现，从而后继的投影光学装置能够将具有两个光束尺寸的组合光束作为单光束来成像。

附图说明

参考附图1-11，更为详细地描述照明装置和照明系统的实施例。

图1示出了根据本发明实施例的照明装置的示意图。

图2示出了根据本发明另一实施例的包括LED作为光源的照明装置的另一实施例。

图3示出了16∶9格式矩形覆盖印迹以及16∶18格式更方形的组合覆盖印迹的示意顶视图。

图4示出了根据本发明实施例的具有两个平坦玻璃反射镜的光学元件的示意详细视图，其中平坦玻璃反射镜形成顶端的边沿倾斜以准确装配在一起。