一種照明系統(tǒng)，包括光源陣列、第一透鏡以及一透鏡陣列。光源陣列用于提供多個(gè)光束。第一透鏡配置于光束的傳遞路徑上。照明系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，且2≤|f1/f|≤8。透鏡陣列配置于光束的傳遞路徑上，且位于光源陣列與第一透鏡之間。透鏡陣列包括多個(gè)凸面朝向第一透鏡的第二透鏡。光束分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第二透鏡，并傳遞至第一透鏡。除此之外，還提出一種包括上述照明系統(tǒng)的圖案投射燈。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，且特別涉及一種照明系統(tǒng)與圖案投射燈(Goboprojector)。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，由于發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)的發(fā)光亮度與發(fā)光效率持續(xù)地提升，故逐漸被使用于照明系統(tǒng)中。一般而言，大于50W的高功率發(fā)光二極管通常需搭配大的封裝以降低熱阻。另一方面，為了增加照明系統(tǒng)的輸出亮度，封裝芯片上通常會(huì)配置多個(gè)發(fā)光二極管以達(dá)到更高的功率(如120W)，而這同時(shí)也會(huì)使發(fā)光二極管的發(fā)光面積增力口。然而，當(dāng)發(fā)光二極管的發(fā)光面積增加時(shí)，發(fā)光二極管的光展量(entendue)也會(huì)增加。—般而言，光學(xué)兀件的光展量依據(jù)光學(xué)兀件的發(fā)光面積與光線發(fā)射角的乘積得 出，亦即當(dāng)發(fā)光面積與光線的發(fā)射角越大時(shí)，光學(xué)元件的光展量會(huì)越大。因此，一旦前端照明系統(tǒng)的光展量大于后端光學(xué)元件的光展量時(shí)，將會(huì)使得前端照明系統(tǒng)的光能量無(wú)法完全傳遞至后端的光學(xué)元件，從而造成系統(tǒng)的光使用效率的浪費(fèi)。換句話說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)會(huì)因發(fā)光二極管的發(fā)光面積太大，而有光展量增加，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的光使用效率低落的缺點(diǎn)。除此之外，現(xiàn)有技術(shù)的芯片上的發(fā)光二極管的配置也有散熱不易的問(wèn)題，因此照明系統(tǒng)的照明亮度依舊并不理想。為了改善上述情況，現(xiàn)有技術(shù)中在發(fā)光二極管前方加了一個(gè)球面鏡以匯聚光束，并通過(guò)多個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)達(dá)到高功率輸出的效果。然而，由于這些加了球面鏡的發(fā)光二極管的彼此間距較大，故會(huì)使得發(fā)光二極管的發(fā)光面積較為分散。因此，在這樣的架構(gòu)下，亦會(huì)增加發(fā)光二極管的光展量，從而導(dǎo)致最后照射到物體的光亮度不足。為了解決上述問(wèn)題，提出了一種包括反射單元的照明系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)專利號(hào)7070301與7222968公開(kāi)了包括反射鏡的照明系統(tǒng)。然而，由于反射鏡在制作與組裝上較不易，故會(huì)增加照明系統(tǒng)的制作成本。此外，此照明系統(tǒng)所使用的元件較多，亦會(huì)增加照明系統(tǒng)的體積與重量。另外，美國(guó)專利號(hào)7331694、7733574與美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)20050174768亦公開(kāi)了利用透鏡組增加照明系統(tǒng)的照明效率的技術(shù)。由上述可知，如何設(shè)計(jì)一種照明系統(tǒng)，使其能夠兼顧較低的制造成本以及較高的光使用效率便成為相關(guān)從業(yè)人員所亟欲研究的重點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種照明系統(tǒng)，其兼具低成本與良好光使用效率的優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)提供一種圖案投射燈，其兼具低成本且能提供良好的投射效果。本專利技術(shù)的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本專利技術(shù)所公開(kāi)的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)包括光源陣列、第一透鏡以及透鏡陣列。光源陣列用于提供多個(gè)光束。第一透鏡配置于光束的傳遞路徑上，其中照明系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為fl，且2 < In/f| <8。透鏡陣列配置于光束的傳遞路徑上，且位于光源陣列與第一透鏡之間。透鏡陣列包括多個(gè)凸面朝向第一透鏡的第二透鏡，其中光束分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的這些第二透鏡，并傳遞至第一透鏡。除此之外，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種圖案投射燈。圖案投射燈包括上述照明系統(tǒng)、投射鏡頭以及圖案片。投射鏡頭配置于光束的傳遞路徑上，且位于照明系統(tǒng)的后方。圖案片配置于光束的傳遞路徑上，且位于照明系統(tǒng)與投射鏡頭之間。本專利技術(shù)實(shí)施例可達(dá)到下列優(yōu)點(diǎn)或功效的至少其一。在本專利技術(shù)實(shí)施例中，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)第一透鏡與第二透鏡的光學(xué)特性，能提升照明系統(tǒng)的光使用效率與光均勻度，故相較于現(xiàn)有技術(shù)的照明系統(tǒng)，本實(shí)施例的照明系統(tǒng)具有降低制作成本、縮小體積與減輕重量的優(yōu)點(diǎn)，且圖案投射燈能提供良好的投射效果。為讓本專利技術(shù)上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。 附圖說(shuō)明圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例的圖案投射燈的架構(gòu)示意圖；圖2為圖I的光源、透鏡陣列、透鏡與圖案片的立體示意圖；以及圖3A與圖3B分別為圖2的亮區(qū)A沿X軸與Y軸的光能量分布圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明100:圖案投射燈110:照明系統(tǒng)120:圖案片130:投射鏡頭112:光源陣列114:透鏡陣列116:透鏡112’ 光源112a:發(fā)光二極管112b:球面鏡L1、L2:光束P1、P2:傳遞路徑SI S7 :表面O:光軸A :亮區(qū)X、Y :軸具體實(shí)施例方式有關(guān)本專利技術(shù)前述及其它
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
、特點(diǎn)與功效，在以下配合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語(yǔ)，例如上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明并非用來(lái)限制本專利技術(shù)。圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例的圖案投射燈(Gobo projector)的架構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖案投射燈100包括照明系統(tǒng)110、圖案片(Gobo sheet) 120以及投射鏡頭130。照明系統(tǒng)110用于提供多個(gè)光束LI、L2。投射鏡頭130配置于光束LI、L2的傳遞路徑P1、P2上，且位于照明系統(tǒng)110的后方。圖案片120配置于光束L1、L2的傳遞路徑P1、P2上，且位于照明系統(tǒng)110與投射鏡頭130之間。在本實(shí)施例中，當(dāng)照明系統(tǒng)110的光束L1、L2依次通過(guò)圖案片120與投射鏡頭130后，便能將圖案片120的圖案投射在墻上、地板或天花板等投射區(qū)域(未圖示)。換句話說(shuō)，本實(shí)施例的圖案投射燈100可應(yīng)用在搖頭燈(moving head)，而其作法例如是將圖案投射燈100固持于軛狀物(未圖示)中，以使圖案投射燈100能任意旋轉(zhuǎn)或傾斜，同時(shí)將圖案片120的圖案投射到任意位置。詳細(xì)而言，本實(shí)施例的照明系統(tǒng)110包括光源陣列112、透鏡陣列114以及透鏡116。光源陣列112用于提供多個(gè)光束L1、L2。在本實(shí)施例中，光源陣列112包括多個(gè)光源 112’，且每一光源112，例如包括發(fā)光二極管(light emitting diode, LED) 112a與球面鏡(ball lens) 112b。其中球面鏡112b能縮小光束L1、L2的出光角度，以使通過(guò)球面鏡112b的光束L1、L2更集中，從而減少光源112’的光展量(entendue)。另外，透鏡116配置于光束LI、L2的傳遞路徑P1、P2上。在本實(shí)施例中，照明系統(tǒng)100的焦距為f，透鏡116的焦距為fl，且2彡fl/f彡8。其中透鏡116例如為雙凸透鏡。另一方面，透鏡陣列114配置于光束LI、L2的傳遞路徑P1、P2上，且位于光源陣列112與透鏡116之間。除此之外，透鏡陣列114包括多個(gè)凸面S4朝向透鏡116的透鏡114a、114b，其中光束LI、L2分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的透鏡114a、114b，并傳遞至透鏡116。詳言之，光源112’的個(gè)數(shù)與透鏡114a、114b的個(gè)數(shù)相同，其中光束LI依次通過(guò)對(duì)應(yīng)的透鏡114a與透鏡116，而光束L2依次通過(guò)對(duì)應(yīng)的透鏡114b與透鏡116。另一方面，在本實(shí)施例中，透鏡陣列114上每一透鏡114a、114b的焦距為f2，且f2/f ( 3。其中本實(shí)施例的焦距f、fl、f2與限制條件的數(shù)值可參考表一，需注意的是表一中數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)并非用以限定本專利技術(shù)。(表一)權(quán)利要求1.一種照明系統(tǒng)，包括 光源陣列，用于提供多個(gè)光束； 第一透鏡，配置于這些光束的傳遞路徑上，其中所述照明系統(tǒng)的焦距為f，所述第一透鏡的焦距為Π，且2彡fl/f|彡8;以及 透鏡陣列，配置于這些光束的傳遞路徑上，且位于所述光源陣列與所述第一透鏡之間，所述透鏡本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種照明系統(tǒng)，包括：光源陣列，用于提供多個(gè)光束；第一透鏡，配置于這些光束的傳遞路徑上，其中所述照明系統(tǒng)的焦距為f，所述第一透鏡的焦距為f1，且2≤|f1/f|≤8；以及透鏡陣列，配置于這些光束的傳遞路徑上，且位于所述光源陣列與所述第一透鏡之間，所述透鏡陣列包括多個(gè)凸面朝向所述第一透鏡的第二透鏡，其中這些光束分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的這些第二透鏡，并傳遞至所述第一透鏡。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王紀(jì)勛，劉勁谷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：揚(yáng)升照明股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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