將用于視頻相機(jī)的光分離為其紅色、綠色和藍(lán)色分量。圖5a示出由具有離散波長(zhǎng)峰值的紅色、綠色和藍(lán)色LED發(fā)射的光的相對(duì)光譜功率分布(SPD)?？梢钥闯?，藍(lán)色LED峰值在約450nm，綠色在550nm并且紅色在650nm。圖5b中示出的黃色濾色片具有濾光器特征，以使其允許紅色^50nm)和綠色(550nm)的光無(wú)障礙通過，而反射藍(lán)光(450nm)。這樣的濾光器會(huì)呈現(xiàn)眼睛看到的黃色。同樣，圖5c中示出的洋紅色濾色片具有濾光器特征，以使其允許紅色(650nm)和藍(lán)色(450nm)的光無(wú)障礙通過，而反射綠色(550nm)。這樣的濾光器會(huì)呈現(xiàn)眼睛看到的洋紅色。這兩個(gè)濾光器可在與圖1所示的布局類似的布局中用作二向色濾光器52和54，以對(duì)紅色、綠色和藍(lán)色LED的輸出進(jìn)行組合。然而，這些濾光器不允許我們加入琥珀色、藍(lán)綠色和黃色的LED。
[0032]圖6a示出由使用紅色、琥珀色、綠色、黃色、藍(lán)色和藍(lán)綠色LED的本發(fā)明的實(shí)施例發(fā)射的光的相對(duì)光譜功率分布(SH))?？梢钥闯?，LED具有離散波長(zhǎng)峰值，藍(lán)色LED峰值在約450nm，藍(lán)綠色在475nm，綠色在550nm，黃色在575nm，琥I自色在625nm以及紅色在650nm。圖6b中示出的黃色/琥珀色濾色片具有濾光器特征，以使其允許紅色(650nm)、琥珀色(625nm)、黃色(575nm)和綠色(550nm)的光無(wú)障礙通過，而反射藍(lán)色(450nm)和藍(lán)綠色(475nm)。這樣的濾光器會(huì)呈現(xiàn)眼睛看到的黃色/琥珀色。同樣，圖6c中示出的粉色濾色片具有濾光器特征，以使其允許紅色^50nm)、琥珀色￠25)、藍(lán)綠色(475nm)和藍(lán)色(450nm)的光無(wú)障礙通過，而反射黃色(575nm)和綠色(550nm)。這樣的濾光器會(huì)呈現(xiàn)眼睛看到的粉色。這兩個(gè)濾光器可在圖1中用作二向色濾光器52和54，以對(duì)紅色、琥珀色、綠色、黃色、藍(lán)色和藍(lán)綠色LED的輸出進(jìn)行組合。
[0033]圖7a示出擴(kuò)展到包括其它顏色的LED的可替換的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，波長(zhǎng)440nm的寶藍(lán)色LED加入到第二 LED陣列30。圖7b和圖7c示出了使用這種顏色的二向色濾光器的適當(dāng)?shù)臑V光器特征。
[0034]圖8示出LED光均化器100的另外的實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，二向色濾光器152和154以與圖1中示出的連續(xù)布置完全不同的交叉布置方式進(jìn)行布置。這種布局減小了裝置的總長(zhǎng)度。
[0035]圖1、圖8和圖9中示出的實(shí)施例顯示，紅色和琥珀色光發(fā)射器20處于后部，藍(lán)色和藍(lán)綠色30處于一側(cè)，黃色和綠色40處于另一側(cè)，然而，應(yīng)該理解，這種布局是本發(fā)明的光發(fā)射器的可能的布局的單個(gè)示例，具有LED發(fā)射器的其它實(shí)施例能夠進(jìn)行不同的布置。例如，在可替換的實(shí)施例中，綠色和黃色LED 40可位于附圖中示出的紅色和琥珀色LED 20所在的后部。當(dāng)然，二向色濾光器/面鏡52、54和/或152、154的配置必須與LED的配置相匹配，從而使期望的顏色在后部LED陣列的例子中通過56，并且在側(cè)LED陣列的例子中沿著方向56反射。
[0036]圖9示出LED光均化器的另外的實(shí)施例并且將控制光學(xué)器件加到系統(tǒng)。每個(gè)LED能具有用來校準(zhǔn)并引導(dǎo)光束穿過二向色濾光器152和154的第二光學(xué)系統(tǒng)58。所述系統(tǒng)還可具有將離開光束56聚焦到焦點(diǎn)62的聚焦和均化光學(xué)器件60。聚焦和均化光學(xué)器件60可包括選自(但不限于)下述元件的光學(xué)元件:光漫射器、全息散射器、非高斯散射器、任意截面的積分桿(integrating rod)、任意截面的集成隧道(integrating tunnel)或者本領(lǐng)域熟知的其它光均化或混合的光學(xué)工具。聚焦和均化光學(xué)器件60可進(jìn)一步包括選自(但不限于)下述元件的光學(xué)元件:單個(gè)凸透鏡或凹透鏡，或者在一個(gè)或多個(gè)光學(xué)器件組中布置的多個(gè)透鏡。這樣的光學(xué)系統(tǒng)可具有可移動(dòng)的元件，從而光學(xué)器件60的焦距是可調(diào)的。光學(xué)系統(tǒng)還可包括視場(chǎng)光闌、光圈、快門、擋光板和本領(lǐng)域中熟知的其它光學(xué)設(shè)備。
[0037]對(duì)于本發(fā)明來說，對(duì)二向色濾光器52和54的濾光特性的控制是關(guān)鍵的。必須精心制造濾光器，以使它們的通頻帶與使用的LED的波長(zhǎng)相匹配。圖6中所示的濾光器的波長(zhǎng)響應(yīng)被非常簡(jiǎn)化地示出。在實(shí)踐中，響應(yīng)不是幾乎直角的或陡峭的。此外，一般性地示出響應(yīng)，以使其既可用于圖1所示的實(shí)施例又可用于圖8和圖9所示的實(shí)施例。廣義化的響應(yīng)在約500nm處示出用于黃色二向色濾光器的截止波長(zhǎng)，所述黃色二向色濾光器對(duì)應(yīng)于圖1中的濾光器54和圖8和圖9中的濾光器154。然而，在其它實(shí)施例中，截止波長(zhǎng)可被設(shè)計(jì)以接近用于圖1中的濾光器54的600nmo
[0038]通過圖1的示例性實(shí)施例，濾光器54應(yīng)被設(shè)計(jì)以:(I)在LED峰值(約450nm(藍(lán)色)和約475nm(藍(lán)綠色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約625nm(琥珀色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。濾光器52應(yīng)被設(shè)計(jì)以:(I)在LED峰值(約550nm (綠色)和約575nm (黃色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約450nm (藍(lán)色)、475nm(藍(lán)綠色)、約625nm(琥I自色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。
[0039]通過圖8的示例性實(shí)施例，濾光器154應(yīng)該被設(shè)計(jì)以:(I)在LED峰值(約450nm (藍(lán)色)和約475nm(藍(lán)綠色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約550nm (綠色)、約575nm(黃色)、約625nm(琥珀色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。濾光器152應(yīng)該被設(shè)計(jì)以:⑴在LED峰值(約550nm(綠色)和約575nm (黃色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約450nm(藍(lán)色)、475nm(藍(lán)綠色)、約625nm(琥珀色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。
[0040]根據(jù)具有圖7的LED峰值的圖1的示例性實(shí)施例，濾光器54應(yīng)該被設(shè)計(jì)以:(I)在LED峰值(約440nm (寶藍(lán)色)、約450nm (藍(lán)色)和約475nm (藍(lán)綠色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約625nm(琥珀色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。濾光器52應(yīng)該被設(shè)計(jì)以:⑴在LED峰值(約550nm(綠色)和約575nm(黃色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約440nm(寶藍(lán)色)、約450nm(藍(lán)色)、475nm(藍(lán)綠色)、約625nm(琥I自色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。
[0041]根據(jù)具有圖7的LED峰值的圖8的示例性實(shí)施例，濾光器154應(yīng)該被設(shè)計(jì)以:(I)在LED峰值(約440nm(寶藍(lán)色)、約450nm(藍(lán)色)和約475nm(藍(lán)綠色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約550nm(綠色)、約575nm(黃色)、約625nm(琥珀色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。濾光器152應(yīng)該被設(shè)計(jì)以:(I)在LED峰值(約550nm(綠色)和約575nm(黃色))處最大化光的反射；并且⑵在LED峰值(約440nm(寶藍(lán)色)、約450nm(藍(lán)色)、約475nm(藍(lán)綠色)、約625nm(琥I自色)和約650nm(紅色))處最大化光的透射。
[0042]應(yīng)理解地是，在此處描述的實(shí)施例中的每個(gè)的優(yōu)選模式下，LED陣列20、30、40由連接到陣列的控制器10控制。所述連接可以是如圖1所示的電氣的，或者可以通過無(wú)線通信方式來控制LED的輸出光能力。在優(yōu)選的實(shí)施例中，對(duì)由它們的峰值波長(zhǎng)限定的顏色的控制不依賴于類似限定的其它顏色而被控制，并且多個(gè)陣列中的至少一個(gè)具有多個(gè)這樣限定的顏色，其中的每個(gè)獨(dú)立受控。
[0043]雖然關(guān)于有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本公開，但從本公開獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員可以領(lǐng)會(huì)，可構(gòu)想出不背離此處公開的本公開范圍的其它實(shí)施例。已詳細(xì)地描述了本公開，可理解地是，可對(duì)其進(jìn)行多種修改、替代和改變，這將不背離本公開的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定向的光束照明設(shè)備，包括: 多個(gè)LED陣列，其中至少一個(gè)LED陣列具有多個(gè)LED組，所述多個(gè)LED組具有不同的離散波長(zhǎng)峰值，其中所述多個(gè)組中的至少一個(gè)的輸出獨(dú)立于其它組而被控制； 其中由所述LED陣列發(fā)射的光通過多個(gè)二向色濾光器面鏡被組合，所述多個(gè)二向色濾光器面鏡被最大化以透射或反射在所述多個(gè)LED陣列中使用的LED的離散波長(zhǎng)峰值，以對(duì)來自所述多個(gè)LED陣列的光輸出進(jìn)行組合。
【專利摘要】一種用于LED照明設(shè)備的改進(jìn)的彩色LED均化系統(tǒng)，其使用多個(gè)LED陣列，其中陣列使用多個(gè)離散峰值LED組和二向色面鏡，所述二向色面鏡被最大化用以LED組離散峰值附近的透射/反射，以產(chǎn)生定向的均勻化的彩色光束。
【IPC分類】F21V13/08, F21V9/10
【公開號(hào)】CN105190165
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480014536
【發(fā)明人】帕維爾·尤里克, 約瑟夫·瓦爾哈日
【申請(qǐng)人】羅布照明有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2014年1月14日
【公告號(hào)】EP2943719A2, WO2014110588A2, WO2014110588A3