[发明专利]照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明装置，且特定而言涉及用于娱乐照明应用的聚光照明装置。

背景技术

具有点形光发射的发光元件，特别是固态光发射元件(例如，LED)，更频繁地用于各种照明装置中，包括用于诸如影院、电视演播室照明和例如摇滚音乐会的场合下的光照之类的各种娱乐照明应用的灯具。

固态光发射元件具有在能效和重量方面优于常规灯的很多优点。特别是在暂时应用中（诸如在旅行和活动期间）所用的照明灯具，总重量的减小为固态照明系统的关键益处。

在市场存在具有红色LED、绿色LED和蓝色LED的许多LED系统，其中每个LED具有个别透镜以形成窄光束。由于在这些系统中，光并未充分混合，物体形成多个阴影。此外。利用这种系统架构，不能创建如在娱乐中常用的那样的边缘分明的光点。

已经证明，基于连接到一个光学系统的100-200个LED的阵列能形成无这些限制的照明系统。此光学系统对于将来自LED的朗伯光分布转换为所需光束形状(10°至40°的FWHM，优选可缩放的、明确限定的光束轮廓)而言是重要的。这样的系统在US 6,200,002中公开。

将LED的朗伯光分布转换成可用于例如娱乐应用中的光束的光学系统通常包括管状反射器，该管状反射器具有入口孔和大于入口孔的出口孔，且入口孔直径与出口孔直径之间的比例在6至10的范围。由于该系统的总直径不应变得大于数十cm，发光元件必须受限为具有大约数cm的直径的面积。

具有数cm直径的LED阵列的输出通量受到向环境传热的限制。此外，LED的量也受限于现存有效率的LED的包装大小。为了在大约60 lm/W的当前LED效能下实现例如10.000流明，需要从数cm²移除大约150W。如果这由金属散热器来完成，则该灯具的重量将变得较大。

发明内容

本发明的目的在于，克服或至少减轻上文所提到的问题，且提供基于固态的照明装置，该基于固态的照明装置适用于娱乐应用中但并不具有过大的重量。

根据本发明，利用如下照明装置来实现这个和其它目的，该照明装置包括：多个发光元件和具有入口孔的光束成形光学件。每个发光元件光学连接到一组光纤，每个光纤具有光学连接到发光元件的第一端和光学连接到入口孔的第二端，以便将来自发光元件的准直的光引导至光束成形光学元件。发光元件在大于入口孔的区域上分布。

通过使用光纤将发光元件连接到光束成形光学件，发光元件可在大于光束成形光学件的入口孔的表面上分布开。因此，来自发光元件的热也可更易于利用相对较轻重量的散热器来耗散。

改进的冷却以及增加的可用于布线的空间进一步允许大的电流通过LED。因此，实现每面积单位的大的通量，并因此可实现来自小系统的大的通量。

通过分开发光元件，便于发光元件的维修和替换。这是特别重要的，特别是对于娱乐固态照明系统而言，因为由于大量发光元件和极端操作电流所导致的发光元件故障的风险可相当大。

使用光纤将光从LED引导至光学构件是本领域中已知的且描述于例如文献JP 2006004862中。但是，在现有技术解决方案中，纤维尚未用于将来自于在较大面积上分布开的发光元件的光集中到更小的入口孔处。

根据本发明的发光装置可具有多于100个发光元件，且发光元件可以至少一厘米的距离彼此分开。

发光元件可包括适于发射不同颜色光的发光元件。在典型娱乐系统中，使用4-8种不同颜色。在此情况下，每组光纤可在光束成形光学件入口孔处与其它组的光纤混合。这改进了颜色混合。优选地，光纤布置于光束成形光学件的入口孔处以使得引导相同LED颜色的纤维基本上均等地分布。

该照明装置还可包括：控制器，其用于控制所述发光元件的通量；以及光传感器，其连接到控制器，其中每组光纤还包括至少一个光纤，该至少一个光纤的第一端光学连接到发光元件且其第二端光学连接到光传感器。该光传感器可检测来自发光元件或成组发光元件的通量，且此信息可反馈到通量控制器。

特别地，这样的反馈可用于颜色系统中来检测不同颜色的相对通量。在此情况下，光传感器可受到控制以在时间上循序地检测不同颜色。这种解决方案的优点在于，该反馈对于光传感器的老化或劣化并不敏感。或者，可存在多个光传感器，且每个光传感器可仅连接到与具有相同颜色的发光元件连接的光纤。

每个发光元件还可包括准直器，该准直器被布置成使得发射自发光元件的光准直，在此情况下，每个光纤的第一端光学连接到准直器。准直器将提供光的第一准直，便于入射耦合到光纤内。