專利名稱：形成照明窗的光學(xué)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于形成照明窗的光學(xué)設(shè)備。
技術(shù)背景在現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)光二極管(LED)是眾所周知的。LED由半導(dǎo)體 管芯形成，在彼此的頂部定位有P型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層。PN結(jié) 限定在P型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層之間。當向LED施加電壓時，吸 引P型半導(dǎo)體層中的空穴和N型半導(dǎo)體層中的電子并聚集在PN結(jié)。當 空穴和電子復(fù)合，便產(chǎn)生了光子，導(dǎo)致輻射束(光)。LED可以位于反射杯中，該反射杯作為用于傳輸LED產(chǎn)生的熱的 散熱器以及用于反射產(chǎn)生的輻射束的反射器。LED通常取決于形成PN結(jié)的材料的帶隙能發(fā)射單 一波長的光。如 今，可以根據(jù)用于制造LED的材料產(chǎn)生各種顏色。例如，用砷化鎵制造 的LED產(chǎn)生紅外光和紅光。其他的實例是鎵鋁磷(gallium aluminum phosphide) (GaAlP)對應(yīng)綠光，磷化鎵(GaP)對應(yīng)紅、黃和綠光以 及硒化鋅(ZnSe)對應(yīng)藍光。LED通常產(chǎn)生未準直的輻射束。因此，已經(jīng)做出了準直由LED產(chǎn) 生的光的努力。特別在高功率LED的領(lǐng)域中，顏色的混合和束成形以及 準直光學(xué)器件是頻繁討論的主題。甚至在發(fā)明LED之前就已知將點源 (在本情況下即LED)轉(zhuǎn)變成準直輻射束的不同方法。1922年2月在 Revue D6ptique-Th6orique et Instrumentale出片反的M. Henri Chr6tien所著 標題為Le tdescope de Newton et le telescope aplan6tique的文章描述了 使用兩個反射表面將點源轉(zhuǎn)變成準直輻射束的數(shù)學(xué)。這些數(shù)學(xué)方法用于開發(fā)光學(xué)元件以準直由LED產(chǎn)生的輻射束。在 這篇文章中，"準直束，，應(yīng)理解成表示基本平行(即10。或20。以內(nèi)的平 行)的輻射束。US 2004/0246606A1描述了位于光源之上的這樣的光學(xué)元件，該光 源例如圓屋頂形(dome )封裝的LED或LED陣列。LED定位在所述光 學(xué)元件的空腔內(nèi)。以這樣的方式形成光學(xué)元件，以便LED產(chǎn)生的輻射束通過所述空腔的入口表面進入光學(xué)元件。輻射束在作為基本準直輻射束 離開所述光學(xué)元件之前在光學(xué)設(shè)備內(nèi)部經(jīng)過兩次反射。在下面將參考圖1更詳細地說明根據(jù)US 2004/0246606A1的光學(xué)元件。WO 2005/103562A2解決了從多個有色LED產(chǎn)生白光的問題。根據(jù) 該文獻，提供了 一種用于將多個LED輸出組合成單一的基本均勻混合的 輸出的光學(xué)歧管(manifold)。其他已知的混合技術(shù)使用混合桿、光導(dǎo)、 反射器或其組合。然而，這些技術(shù)相對較大和笨重。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是進一步改進現(xiàn)有技術(shù)。該要求保護的發(fā)明的 一 個方面提供用于形成照明窗的光學(xué)設(shè)備，該 光學(xué)設(shè)備包括多個輻射源和光學(xué)元件，該光學(xué)元件設(shè)置成從多個輻射源 產(chǎn)生的輻射形成基本準直的輻射束，其中相應(yīng)的多個輻射源產(chǎn)生的輻射 基本是未混合的，其中所述光學(xué)設(shè)備還包括具有第 一透鏡板的多個第一 子透鏡的第一透鏡板，其中每個第一子透鏡在照明窗處投影一部分輻射 束，使得每個第一子透鏡的投影至少部分重疊。這樣的光學(xué)設(shè)備提供用于混合和/或成形基本準直的輻射束的簡單 和緊湊的工具，所述輻射束例如沒有均勻著色。該要求保護的發(fā)明的一個實施例提供一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備包 括具有多個第二子透鏡的第二透鏡板，其中第二透鏡板的第二子透鏡在照明窗處成像相應(yīng)的第 一透鏡板的第 一子透鏡，使得由第二透鏡板的第 二子透鏡投影的第一透鏡板的每個第一子透鏡的像至少部分重疊?？梢?通過選擇第 一透鏡板的笫 一子透鏡的形狀來控制所述照明窗的形狀。該要求保護的發(fā)明的一個方面提供一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括容納如前 面定義的光學(xué)設(shè)備的支架。這樣的產(chǎn)品相對緊湊并可用于照明具有特定 形狀的物體?？梢酝ㄟ^選擇第 一子透鏡的形狀來控制所述照明窗的形 狀。


現(xiàn)在將參考一些實施例和附圖對本發(fā)明進行更詳細的描述，所述實 施例和附圖僅旨在說明本發(fā)明而非限制其范圍，其范圍只受所附權(quán)利要 求限制。圖1示意性描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)元件；圖2示意性描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的可替換光學(xué)元件；圖3a和3b示意性描繪了光學(xué)元件的實施例；圖4是根據(jù)實施例的輻射束的示意性橫截面視圖；圖5示意性描繪了一種設(shè)置的實施例；圖6a， 6b和6c示意性描繪了透鏡板的不同實施例；圖7a， 7b和7c示意性描繪了照明窗的不同實施例；圖8示意性描繪了一種設(shè)置的可替換實施例；圖9a, 9b和10a， 10b示意性描繪了不同設(shè)置的不同實施例。
具體實施方式
US 2004/0246606 Al描述了 一定數(shù)量的光學(xué)元件，該光學(xué)元件設(shè)置 成將由例如LED產(chǎn)生的未準直輻射束轉(zhuǎn)變?yōu)榛緶手钡妮椛涫?。這樣的光學(xué)元件4的例子示意性地表示在圖1中。圖l是這樣的光 學(xué)元件4的橫截面?zhèn)纫晥D，光學(xué)元件4是旋轉(zhuǎn)對稱的。光學(xué)元件4由入 口表面1和出口表面7形成。實際上，LED3位于在入口表面1中形成 的空腔2中。LED3包括如上所述的用附圖標記5表示的P層和N層， 并定位在圓屋頂形覆蓋物6中。圖1還表示了電纜8,電纜8連接至LED 3，用于為其提供電能。LED 3產(chǎn)生的輻射通過入口表面1進入光學(xué)元件4。隨后，在輻射 束通過出口表面7離開光學(xué)元件4之前，輻射束借助于TIR (全內(nèi)部反 射)由出口表面7反射并由出口表面l反射。出口表面7可以部分是反 射鏡，例如，在靠近LED3的中央可以是反射鏡。入口表面l是反射鏡。 選擇入口表面1和出口表面7的形狀，使得輻射束以基本準直的形式離 開光學(xué)元件4。圖2示意性描繪了可替換的實施例，表示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的可替換 光學(xué)元件4'。 LED3完全定位在這個可替換光學(xué)元件4'的內(nèi)部。再次，在 輻射通過出口表面7'離開光學(xué)元件4'之前，由LED3產(chǎn)生的輻射在光學(xué)元 件7'內(nèi)部反射兩次，第一次是被出口表面7'反射，隨后是被后表面8反射。 光學(xué)元件4'也是旋轉(zhuǎn)對稱的。下面將描述本發(fā)明的不同實施例。對于技術(shù)人員而言明顯的是，參 考圖1和圖2描述的光學(xué)元件4，卞可以與本發(fā)明一起組合使用。也可以使用產(chǎn)生基本準直輻射束的任何其他光學(xué)元件。下面將描述使用光學(xué)元件4或可替換物的不同實施例，所述光學(xué)元件4或可替換物用于將多個LED組合成一個基本混合的、基本均勻的輻 射束。即使調(diào)節(jié)如參考圖1和2描述的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)元件4, 4' 出口表面的形狀，混合和束成形都是不可能的。在一個實施例中，提供了一種具有多個定位的LED 11, 12， 13, 4的光學(xué)元件10,例如上面參考圖1和2所述的光學(xué)元件4, 4'。其中 每個LEDll, 12, 13, 14可以由單個LED或一組LED構(gòu)成，例如，LED 11是一組10個LED ( 11'， 11"， 11〃'，...)。圖3a是這樣的光學(xué)元件10 的示意性橫截面?zhèn)纫晥D，而圖3b是光學(xué)元件10的示意性前視圖。圖3a 中的橫截面?zhèn)纫晥D是在圖3b中表示的虛線I-I上截取的。多個LED 11, 12， 13, 14定位在光學(xué)元件10的內(nèi)部。在圖3a和 3b中表示的實例中，四個LED定位在光學(xué)元件10的內(nèi)部，當然任何其 他數(shù)量的LED也可以定位在光學(xué)元件10中。同樣也可以使用其他類型 的輻射源。在圖3a和3b中所示的實例中，LED 11, 12, 13, 14定位在載體 15上的光學(xué)元件10中。該載體15可以由傳導(dǎo)材料制成，但也可以由任 何其他類型的合適材料制成。例如，載體l5可以由特別適合于消散LED 11, 12, 13, 14產(chǎn)生的熱的材料制成。LED 11, 12, 13, 14可以發(fā)射不同顏色的輻射。在圖3a和圖3b 中表示的實施例中，第一LED 11可以發(fā)射紅色輻射，第二LEDU可以 發(fā)射綠色輻射，第三LED 13可以發(fā)射琥珀色輻射以及第四LED 14可以 發(fā)射藍色輻射。在可替換的實施例中，可以使用三個LED，第一LEDll 可以發(fā)射紅色輻射，第二LED 12可以發(fā)射綠色輻射，第三LED可以發(fā) 射藍色輻射。當然，對技術(shù)人員清楚的是，可以使用任何適當數(shù)目的具 有任意顏色組合的LED。 LED 11, 12， 13， 14可以具有一種和相同的 顏色。如可在圖3a中所見的，光學(xué)元件10產(chǎn)生基本準直的輻射束。如上 面已經(jīng)陳述的，術(shù)語"準直的"在這里用于表示基本平行的輻射束。為 了簡單起見，輻射束20在圖中被描繪成"完美"準直的輻射束。應(yīng)該理解的是，輻射束20不具有均勻的顏色，按照圖3a和圖3b 中所示的取向，沿著線I-I,在頂部主要是紅色，在較低側(cè)主要是琥珀色。實際上，輻射束20具有四種顏色，如圖4中所示，圖4是如光學(xué)元件 10發(fā)射的輻射束20的橫截面視圖。然而，對于技術(shù)人員而言明顯的是，如果輻射源(即四個LEDll, 12, 13, 14的合成)相對于光學(xué)元件IO相對較小，那么如光學(xué)元件IO 發(fā)射的輻射束20已經(jīng)在某種程度上被混合。在一個實施例中，提供了一種用于混合不同LED 11， 12, 13, 14 發(fā)射的輻射的設(shè)備。為了實現(xiàn)之，按照如圖5中示意性描繪的實施例提 供第一透鏡板30和第二透鏡板40。第一透鏡板30包括多個子透鏡31, 第二透鏡板40包括多個子透鏡41。透鏡板30， 40的子透鏡31, 41也 稱為透鏡組(lenslets )。圖6a是第一透鏡板30和/或第二透鏡板40的示意性前視圖，它們 可以是相似的。可以看到，第一和第二透鏡板30， 40可以具有正方形 形狀(或矩形形狀)并包括5x5方形子透鏡31, 41。應(yīng)該理解的是，對 于第一透鏡板30和第二透鏡板40以及子透鏡31， 41,子透鏡31, 41 的許多可替換的形狀和數(shù)目是可以的。圖6b是可替換的第一透鏡板30'和/或第二透鏡板40'的示意性前—見 圖?？梢钥吹?，第一和第二透鏡板30', 40'在這個實施例中可以基本是 正方形的并包括5x5圓形的子透鏡31', 41'。圖6c是另一個可替換的第一透鏡板30〃和/或第二透鏡板40〃的示意 性前視圖。可以看到，第一和第二透鏡板30〃， 40"在此情況下可以基本 是圓形的并包括多個六邊形子透鏡31", 41"(蜂窩)。應(yīng)該理解的是，可以想到許多可替換的透鏡板30, 40。也可以使用 不同數(shù)量的子透鏡31, 41。實際上，透鏡板30，透鏡板40,第一透鏡 板30的第 一子透鏡31和第二透鏡板40的第二子透鏡41可以是相似的， 但也可以互相不同，并具有例如不同的大小和/或形狀。才艮據(jù)圖5，可以看到透鏡30定位在光學(xué)元件10的后面，包括一定 數(shù)量的子透鏡31。每個子透鏡31具有基本相同的焦距fl。第二透鏡板 40基本定位在與第一透鏡板30相距fl處。在圖5中可以看到，第二透鏡板40將第一透鏡板30的透鏡組31 成像到照明窗50上。這個方面由圖5中的虛線指示。應(yīng)當注意，照明 窗50距離第二透鏡板40相對遙遠，出于實用目的，因而可以考慮為遠 場。第一透鏡板可以處于第二透鏡板的焦平面中，但是也可以靠近第二8透鏡板50的焦平面。光學(xué)設(shè)備可以包括具有多個第二子透鏡41的第二透鏡板40，其中 第二透鏡板40的第二子透鏡41在照明窗50處成像第一透鏡板30的對 應(yīng)第一子透鏡31，以便由第二透鏡板40的第二子透鏡41投影的第一透 鏡板30的每個第一子透鏡31的像至少部分重疊。這個照明窗50可以處于遠場中，并可以與將纟皮照明的物體重合。 在實踐中，這樣的物體(例如， 一幅畫， 一張桌子， 一扇窗， 一幢建筑 等)可以具有被LED 11, 12, 13， 14照明的表面。這里描述的技術(shù)還 可以用在投影顯示應(yīng)用中。應(yīng)當注意的是，照明窗50距離第二透鏡板 40相對較遠，在圖中僅示意性地進行了描繪。這里術(shù)語"遠場"用于表示照明窗距離第二透鏡板40相對遙遠。 在實踐中，透鏡板40可以具有僅幾厘米的直徑，在這種情況下，術(shù)語 遠場可以指大約2m的距離。在圖5中描繪了輻射束20的兩個子部分紅色子部分和琥珀色子 部分。紅色子部分通過第一透鏡板30的子透鏡31和第二透鏡板40的 相應(yīng)子透鏡41投影在所述遠場中。琥珀色子部分通過第一透鏡板30另 外的子透鏡31和第二透鏡板40另外的相應(yīng)子透鏡41投影在所述遠場 中。圖5示出了在照明窗50中較大程度地混合紅色子部分和琥珀色子 部分。實際上，由全部的LED 11, 12, 13， 14發(fā)射的輻射基本上在照 明窗50中被混合。如果LEDll, 12, 13, 14發(fā)射不同的顏色，這些顏 色在照明窗中混合，產(chǎn)生例如白光。圖7a示意性地描繪了第 一透鏡板30和第二透鏡板40在遠場中投影 的輻射束20的照明窗50。所述投影包括25個正方形的子投影。每個子 投影由第一透鏡板30的子透鏡31和第二透鏡板40的子透鏡41的相應(yīng) 對產(chǎn)生。子投影相對彼此而移動。然而，這個移動相比照明窗50的大 小可以相對較小，因此在實際使用中可以忽略。這個移動等于相應(yīng)子透 鏡31的距離。每個子投影的形狀由第一透鏡板30的第一子透鏡31的 形狀決定。第二透鏡板40的每個子透鏡41在遠場中成像第一透鏡板30 的每個子透鏡31的輪廓。結(jié)果，由不同LEDll, 12, 13， 14產(chǎn)生的輻 射束基本上在照明窗中被混合。應(yīng)該理解的是，第二透鏡板40的子透鏡41的數(shù)目可以等于第一透鏡板30的子透鏡31的數(shù)目，因為第二透鏡板40的每個子透鏡41成像 第一透鏡板30的相應(yīng)子透鏡31的輪廓。為了完成之，第二透鏡板40 的子透鏡41的焦距f2可以基本等于第一透鏡板30的子透鏡31的焦距 fl。第一透鏡板30的第一子透鏡31也可以定位于相距第二透鏡板的相 應(yīng)子透鏡41 一定距離處，該距離等于第二透鏡板40的第二子透鏡41 的焦距。也應(yīng)該理解的是，盡管附圖表示照明窗與第二透鏡板40相對較近， 但是該照明窗處于遠場中。進一步應(yīng)該理解的是，子透鏡31, 41的焦距和第一透鏡30和第二 透鏡40之間的相互距離沒有必要需要彼此嚴格相等。例如，等于透鏡 板30, 40的厚度的變化是允許的?？梢愿鶕?jù)輻射束20的特性或根據(jù)一 定距離處照明窗50所期望的大小來調(diào)節(jié)子透鏡31, 41的焦距和第一透 鏡板30和第二透鏡板40之間的距離?；谝陨希瑧?yīng)理解的是，每個子投影的形狀，進而照明窗50是由 第一透鏡板30的子透鏡31的形狀決定。如果如圖6b中所示選擇透鏡 板30',那么因此每個子投影將基本是圓形的，如圖7b中示意性所示。 整個照明窗也將粗略是圓形的。如果如圖6c中所示使用透鏡板30〃，那么每個子投影將基本上是六邊形的，如圖7c中示意性所示。整個照明 窗也將粗略是六邊形的。然而，應(yīng)該理解的是，在實踐中，如圖7a, 7b， 7c中所示的混合部分與未被完全混合并在實踐中小得可以忽略的邊緣 相比相對4交大。因此遠場50中的子投影的形狀可以由第一透鏡板30的子透鏡31 的形狀決定。結(jié)果，這里提出一種有益的和簡單的束成形設(shè)備?？梢愿?據(jù)將被照明的物體形狀來選擇第一透鏡板30的子透鏡31的形狀。如果 具有例如矩形形狀的物體將被照亮，那么第一透鏡板30的子透鏡31可 被給予相應(yīng)的矩形形狀。如果一張圓桌將被照亮，可以選擇第一透鏡板 30'的圓形子透鏡31',如圖6b和7b中所示。這里提出的設(shè)備還提供了 一種混合基本準直束的有益方法。 可以通過改變第 一透鏡板30的第二透鏡板40之間的距離來改變遠 場50中每個子投影的大小。應(yīng)理解的是，也可以相應(yīng)地改變焦距fl和 焦距f2。在一個實施例中，省略了第二透鏡板40,如圖8中所示。對于4支術(shù)人員清楚的是，第二透鏡板40不再具有成像功能(圖5中虛線)。因此與圖8中所示設(shè)置的混合相比，來自不同輻射源(LED11, 12, 13, 14)的輻射的混合以及按照圖5設(shè)置的束成形具有更高的質(zhì)量。在另一個實施例中，第一透鏡板30具有不同于第二透鏡板40的大 小，如圖9a中示意性所示。在圖9a中，與第一透鏡板30相比，第二透 鏡板40相對較小。光學(xué)元件10、第一透鏡板30和第二透鏡板40容納 在支架60中，提供了一種小且緊湊的產(chǎn)品。因為第二透鏡板40相對較 小，所以該產(chǎn)品可以容易地安裝在壁61 (或天花板)中，而只要求壁 61中相對較小的開口 。第一透鏡板30的子透鏡31定位在半圓結(jié)構(gòu)或相似結(jié)構(gòu)中。第一透 鏡板30的每個子透鏡31可以具有不同的取向。相應(yīng)地，第二透鏡板40 的子透鏡41定位在半圓結(jié)構(gòu)中，但是朝著相反的方向，如圖9a中可見。 第二透鏡板40的每個子透鏡41可以具有不同的取向。因此，朝輻射束 20的傳播方向看去，第一透鏡板30可以具有凸的(圓)形狀，而朝輻 射束20的傳播方向看去，第二透鏡板40可以具有凹的(凹陷)形狀。對于技術(shù)人員清楚的是，第一透鏡板30的第一子透鏡31和第二透 鏡板40的第二子透鏡41相對于它們?nèi)鐖D5中所示的取向可以具有相似 的傾斜，但是朝著相反的方向。選擇的第二透鏡板40的每個第二子透 鏡41的取向可以取決于第一透鏡板30的第一子透鏡31的取向，或者 反之亦然。根據(jù)另一個實施例，第一透鏡板30的所有子透鏡31與傾斜的取向 成直線地定位，第二透鏡板40的子透鏡41也與傾斜的取向成直線地定 位。相對于第二透鏡板40的第二子透鏡41的傾斜，笫一透鏡板30的 每個第一子透鏡31可以具有相反的傾斜。這在圖9b中所示。在圖9a和9b所示的實施例中，第一和第二透鏡板30, 40的第一和 第二子透鏡31， 41的焦距可以變化，因為來自第一和第二透鏡板30， 40的相應(yīng)子透鏡31, 41之間的距離也變化。在另一個實施例中，球面的或非球面的光學(xué)元件(例如(非球面) 透鏡70)定位在第二透鏡板40之后，如圖10a中所示。根據(jù)一種變形， (非球面)透鏡70集成在第二透鏡板40中，如圖10b中所示。在另一個實施例中，光學(xué)設(shè)備包括球面的或非球面的光學(xué)元件，例 如朝輻射的傳播方向看去定位在第二透鏡板40之后的透鏡70，例如集成在第二透鏡板40中的輻射源11, 12, 13, 14在使用中發(fā)射所述輻射。 這樣的(非球面)透鏡70的使用增強了束的性能。 基于以上，多個LED定位在光學(xué)元件10中。光學(xué)元件IO產(chǎn)生的輻 射束20被基本準直，但是來自不同LEDll, 12, 13, 14的輻射在遠場 中仍然未混合。提供透鏡板30和可能地第二透鏡板40以混合不同LED 11, 12, 13, 14的輻射。該被混合的輻射可以用來照明物體，例如墻壁。 第一透鏡板30的子透鏡31可以具有不同的形狀，用來成形光學(xué)設(shè) 備形成的照明窗50。當然，也可以在第一透鏡板30的每個子透鏡31之 后定位光圏，以便成形所述輻射束。所有的LED 11, 12， 13, 14可以具有不同的顏色?？梢酝ㄟ^控制 每個LEDll, 12, 13, 14的電流來改變混合照明束的顏色。然而，LED 11, 12, 13, 14也可以具有一種和相同的顏色。所有的LEDll, 12， 13, 14、光學(xué)元件10、第一透鏡板30和第二 透鏡板40可以集成在單個支架60或覆蓋物中。這樣的產(chǎn)品相對較小和 緊湊。該產(chǎn)品可以例如大約15cm大，但是也可以小于10cm,在距離第 二透鏡板40大約2m處產(chǎn)生大約25 x 25 cm的照明窗。上述實施例提供一種用于混合不同的平行、基本準直的輻射束的簡 單和緊湊的光學(xué)設(shè)備。同時，提供了筒單和緊湊的束成形工具。雖然上面示出的光學(xué)設(shè)備在相對較短的距離處提供了相對較大的照明窗，同時 還提供有良好的顏色混合以及束成形，但是所述光學(xué)設(shè)備可以相對較 小，具有的長度(從光學(xué)元件10到第二透鏡板40)可以充分低于10cm。另外，可以通過載體15在光學(xué)元件10的后側(cè)容易地冷卻所述(高 功率)LED 11， 12, 13， 14。已經(jīng)描述了通過混合多個LED 11， 12, 13, 14來形成照明窗的光 學(xué)設(shè)備。然而，明顯的是，諸如(光)燈泡、(電暈)放電燈等之類的 其他輻射源(光源)也可以用于替換LED 11, 12, 13, 14。同樣明顯的是，其他設(shè)置可以用于替換位于光學(xué)元件10內(nèi)部的多 個輻射源。實際上，第一透鏡板30和第二透鏡板40可以用于從任何基 本準直的、可能未混合的輻射束2 0形成照明窗。本著教導(dǎo)本發(fā)明的目的，已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的優(yōu) 選實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在實踐中可以想到并實現(xiàn)本 發(fā)明的其他可替換和等效的實施例，而不背離本發(fā)明的真正精神，本發(fā)明的范圍只由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.用于形成照明窗(50)的光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備包括多個輻射源(11，12，13，14)和光學(xué)元件(10)，所述光學(xué)元件(10)設(shè)置成從多個輻射源(11，12，13，14)產(chǎn)生的輻射形成基本準直的輻射束(20)，其中由相應(yīng)的多個輻射源(11，12，13，14)產(chǎn)生的輻射基本上未混合，其中光學(xué)設(shè)備還包括具有第一透鏡板(30)的多個第一子透鏡(31)的第一透鏡板(30)，其中每個第一子透鏡(31)在照明窗(50)處投影一部分輻射束(20)，使得每個第一子透鏡(31)的投影至少部分重疊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中多個輻射源(ll, 12, 13, 14)由發(fā)光二極管(LED)形成。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的光學(xué)設(shè)備，其中多個輻射源(11, 12, 13, 14)每一個發(fā)射不同的輻射波長。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的光學(xué)設(shè)備，包括具有多個第二子 透鏡(41)的第二透鏡板(40),其中第二透鏡板(40)的笫二子透鏡(41 )在照明窗(50 )處成像第一透鏡板(30 )的相應(yīng)第一子透鏡板(31 ), 使得第二透鏡板(40)的第二子透鏡(41)投影的第一透鏡板(30)的 每個第一子透鏡(31)的像至少部分重疊。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的光學(xué)設(shè)備，其中第 一透鏡板(30 ) 的多個第一子透鏡(31 )具有以下形狀之一正方形、矩形、圓形、六 邊形，產(chǎn)生的照明窗具有相應(yīng)的形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4和5中任何一項所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一透鏡 板(30)的每個第一子透鏡(31)具有焦距(fl),第二透鏡板(40) 的第二子透鏡(41 )定位在第 一透鏡板(30 )的每個相應(yīng)第 一子透鏡(31) 的焦距(fl )處。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任何一項所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一透鏡 板(30 )的第 一子透鏡(31 )和第二透鏡板(40 )的相應(yīng)第二子透鏡(41 ) 大小不同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7中任何一項所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一透鏡 板(30)的多個第一子透鏡(31 )的第一透鏡板。0)的不同第一子透 鏡(31 )具有不同的取向，其中第二透鏡板(40)的多個第二子透鏡(41 ) 的第二透鏡板(40)的不同第二子透鏡(41 )具有不同的取向，選擇的第一透鏡板(30)的第一子透鏡(31)的取向取決于第二透鏡板(40) 的第二子透鏡(41)的取向，或者反之亦然。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的光學(xué)設(shè)備，進一步包括球面或非 球面的光學(xué)元件，例如朝輻射的傳播方向看去定位在第二透鏡板(40) 之后的透鏡(70),例如集成在第二透鏡板(40)中的輻射源(11， 12, 13， 14)在使用中發(fā)射所述輻射。
10. 包括容納根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述光學(xué)設(shè)備的支架(60) 的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于形成照明窗(50)的光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備包括多個輻射源(11，12，13，14)和光學(xué)元件(10)。所述光學(xué)元件(10)設(shè)置成從多個輻射源(11，12，13，14)產(chǎn)生的輻射形成基本準直的輻射束(20)，其中由相應(yīng)的多個輻射源(11，12，13，14)產(chǎn)生的輻射基本上未混合。光學(xué)設(shè)備還包括具有第一透鏡板(30)的多個第一子透鏡(31)的第一透鏡板(30)，其中每個第一子透鏡(31)在照明窗(50)處投影一部分輻射束(20)，使得每個第一子透鏡(31)的投影至少部分重疊。
文檔編號F21V5/04GK101326401SQ200680046680
公開日2008年12月17日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者E·J·M·波盧森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司