專利名稱：聚光燈及照亮物體的方法
聚光燈及照亮物體的方法本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種聚光燈及一種用這種聚光燈來照亮物體的方法?？偟膩碚f，本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及光學(xué)領(lǐng)域，且更詳細(xì)地，涉及聚光燈，這些聚光燈例如用作舞臺(tái)燈來照亮物體、人、或舞臺(tái)布景。例如，在特定情況下，諸如在劇院或舞廳中，這種聚光燈可用來照亮或營(yíng)造特殊的光效果。本發(fā)明的其他實(shí)施例涉及控制這種聚光燈的光束的大小、 顏色、強(qiáng)度、以及組成。大功率的發(fā)光二極管(LED)能用于普通照明，例如，還能用于聚光燈、舞臺(tái)照明、 交通燈和信號(hào)燈、汽車剎車燈等等。為了改變觀察者對(duì)顏色的感覺，能使不同LED的發(fā)射光譜相疊加。通過混合不同LED的發(fā)射光譜，可形成能包括可見光譜范圍(波長(zhǎng)為700nm至 400nm)內(nèi)的每種顏色的光束，包括可能是紅色發(fā)射光譜、綠色發(fā)射光譜及藍(lán)色發(fā)射光譜的疊加的白色光譜。為了照亮舞臺(tái)或者為了其他情況，期望具有就合適的光學(xué)效果而言靈活且可變的聚光燈。這意味著例如聚光燈應(yīng)能夠改變聚光燈光束的大小和形狀、以及光束的顏色和強(qiáng)度。另外，就能耗而言聚光燈應(yīng)是高效的且易于控制。因此，需要一種構(gòu)造成分別改變發(fā)射的光束的強(qiáng)度、顏色、以及大小和形狀的聚光燈。這個(gè)技術(shù)問題通過提供根據(jù)權(quán)利要求1的構(gòu)造成發(fā)射可變的共同光束的聚光燈的本發(fā)明的實(shí)施例來解決。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本聚光燈包括具有發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光二極管(LED) 模塊，所述發(fā)光二極管包括不同的發(fā)射光譜，其中，指定的光混合器構(gòu)造成混合所述LED的不同光發(fā)射光譜，以形成光束，并且其中，光混合器的不同光束形成聚光燈的共同光束。本發(fā)明的實(shí)施例還描述了一種用這種聚光燈來照亮物體的方法。將參考所附的

圖1至圖6來描述聚光燈及用于照亮物體的方法的實(shí)施例。圖1示出了根據(jù)一實(shí)施例的聚光燈的示意性橫截面圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的包括電控制單元的聚光燈的橫截面圖；圖3a示出了根據(jù)一實(shí)施例的具有形成共同光束的四個(gè)LED模塊的聚光燈的示意性透視圖；圖: 示出了根據(jù)一實(shí)施例的每個(gè)均包括用于電控制電路的電接線端的四個(gè)LED 模塊的示意圖；圖3c示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的彼此相鄰地布置的四個(gè)LED模塊的示意性俯視圖；圖3d示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的光混合器的示意性透視圖；圖3e示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的帶有尺寸的光混合器的示意性側(cè)視圖；圖如示出了包括可在共同光束的光路中移動(dòng)的可調(diào)孔的聚光燈的示意性側(cè)視圖；圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的包括可移動(dòng)變焦透鏡和物鏡的聚光燈的示意性側(cè)視圖；圖如示出了聚光燈的示意性側(cè)視圖，所述聚光燈在共同光束的光路中包括光束成形散射器；圖4d示出了包括沿著共同光束的光路方向移動(dòng)至相對(duì)于彼此的相同距離處的變焦透鏡和光束成形散射器的聚光燈的示意性側(cè)視圖；圖如示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的處于殼體中的聚光燈的示意性側(cè)視圖；圖4f示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于輸出光的設(shè)備的示意性側(cè)視圖；圖5示出了包括多個(gè)聚光燈以基于各個(gè)聚光燈的共同光束將共同投影 (projection) 72投影到投影區(qū)域上的照明系統(tǒng)的示意圖；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的通過聚光燈來照亮物體的方法的流程圖。參照以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述，應(yīng)注意的是，為了簡(jiǎn)化起見，貫穿整個(gè)描述， 在不同的圖中，對(duì)于功能上相同或起相似的作用或功能上等效的等同元件或步驟，將使用相同的參考標(biāo)號(hào)。在圖1中，描繪了示意性的聚光燈50，其中，聚光燈50包括發(fā)光二極管(LED)模塊 ，2b ；其中，每個(gè)LED模塊均包括具有不同光發(fā)射光譜R，G，B的至少兩個(gè)發(fā)光二極管。 本聚光燈可布置在殼體中(圖1中未示出)。另外，聚光燈50包括光混合器6a，6b，其中， 每個(gè)光混合器均6a，6b布置在光混合器6a，6b的與指定的LED模塊加，2b相配合的一側(cè)5 處。每個(gè)光混合器6a，6b均構(gòu)造成混合指定的LED模塊h，2b的至少兩個(gè)LED的不同光發(fā)射光譜R，G，B，以形成光束8a，8b ；并且其中，位于光混合器6a，6b的另一側(cè)處的出射面 (exit surface) 10以矩陣彼此相鄰地布置，從而使光混合器6a，6b的光束8a，8b形成共同光束20。另外，聚光燈50包括用于使共同光束20聚焦的聚焦光學(xué)器件15。LED模塊加，2b使LED 4a，4b處于一個(gè)保護(hù)性的且可固定的外殼中。LED模塊的 LED可包含可見光譜范圍(波長(zhǎng)750nm至350nm)內(nèi)的不同光發(fā)射光譜。第一 LED模塊加的第一 LED如可例如發(fā)射紅光發(fā)射光譜；這意指紅色R或紅光。第一 LED模塊加的第二 LED 4b可發(fā)射例如綠光發(fā)射光譜，S卩，綠色G或綠光。第二 LED模塊2b的第一 LED如可例如發(fā)射藍(lán)光或發(fā)射光譜B，并且第二 LED模塊2b的第二 LED 4b可例如再次發(fā)射紅光R。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，LED在工作過程中可包含其他光發(fā)射光譜，例如，白色發(fā)射光譜或琥珀色發(fā)射光譜?？偟膩碚f，能使用發(fā)射光譜在可見光譜范圍內(nèi)的LED的任意組合。LED模塊可包括多個(gè)LED。這些LED可以是能夠連續(xù)使用1瓦以上(例如，在1瓦到 10瓦之間)的功率的大功率發(fā)光二極管。在工作中，這種大功率LED的電流消耗可例如在 0. 5A到2. 5A之間，例如，在IA到5A之間。光混合器6a，6b布置在與指定的LED模塊加，2b相配合的一側(cè)5處。這些LED模塊靠近光混合器的一側(cè)5布置，從而在LED模塊的工作過程中，將大量的LED發(fā)射的光聚集到指定的光混合器中。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，聚集的光的百分比可高達(dá)98% (聚集的光子與發(fā)射的光子之比)。在其他實(shí)施例中，此百分比可在75%到95%之間。為了獲得高聚集效率，LED模塊2a，2b可例如通過粘合層附接至光混合器6a，6b，或者這些LED模塊可布置在距離指定的光混合器6a，6b的一側(cè)5 —定距離處，例如，小于3mm或小于1mm。光混合器6a，6b構(gòu)造成混合指定的LED模塊2a，2b的LED 4a, 4b的不同光發(fā)射光譜R，G，B，以形成光束8a，8b。發(fā)射光譜的混合可以添加的方式來執(zhí)行。光束8a可包括例如黃色發(fā)射光譜，所述黃色發(fā)射光譜是LED 4a的紅色發(fā)射光譜R和第一 LED模塊加的LED 4b的綠色發(fā)射光譜的疊加。在此實(shí)施例中，第二光束8b包括例如洋紅色的發(fā)射光譜，所述洋紅色的發(fā)射光譜是基于第二 LED模塊2b的第一 LED如的藍(lán)色發(fā)射光譜和第二 LED 4b 的紅色發(fā)射光譜的疊加。光混合器6a，6b構(gòu)造成混合為光混合器指定的LED模塊的單個(gè)LED4a，4b的發(fā)射光光譜。由LED發(fā)射的光的混合通過光混合器6a，6b中的LED 4a，4b的發(fā)射光譜的光學(xué)疊加來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)光混合器6a，6b與LED模塊2a，2b的距離以及LED 4a, 4b相對(duì)于彼此的大小和相對(duì)距離，混合光束具有可變的混合度；其中，100%的混合度對(duì)應(yīng)于完全混合的光。完全混合的光意指例如同類橙色的光束的百分比由紅色和琥珀色的LED發(fā)射光譜產(chǎn)生。在聚光燈工作過程中，發(fā)射的光的混合度能通過施加到相應(yīng)LED上的電壓來控制。如果關(guān)掉一個(gè)LED，例如，第一 LED模塊加的LED 4a,而僅打開第二 LED 4b并發(fā)射綠色發(fā)射光譜，則光束8a僅包含LED 4b的綠色發(fā)射光譜。如果，例如，施加到LED如上的電壓高于此LED的閾值電壓，則因此發(fā)射紅光，從而使疊加的光束8a包含部分的LED如的紅色發(fā)射光譜。根據(jù)紅色光譜的強(qiáng)度，觀察者可感覺到如同黃色的光束8a。光混合器6a，6b可在士5°的范圍內(nèi)平行地布置，并且光混合器6a，6b的出射面 10可以矩陣、行或陣列彼此相鄰地布置，其中，光混合器6a，6b的光束8a，8b形成共同光束 20。光混合器eajb可以是所謂的光管或?qū)Ч饧?light guide)，所述光管或?qū)Ч饧尚纬蔀榫哂袕幕旌掀?a，6b的一側(cè)5到光混合器6a，6b的另一側(cè)處的出射面10的漸增的橫截面面積的結(jié)構(gòu)。光混合器可具有錐形的形狀，例如，圓錐形的、拋物線形的、雙曲線形的、金字塔形的、或一些其他具有漸增的橫截面面積的幾何形狀。根據(jù)其他實(shí)施例，光混合器可具有非錐形的形狀。光混合器的橫截面可以是矩形的，例如，四邊形的或圓形的。光混合器6a，6b的內(nèi)部可以是中空的，并且光混合器6a，6b的壁可具有高反射率，以避免光被壁吸收，并有助于光束成形和顏色混合。根據(jù)一些實(shí)施例，光混合器6a，6b的壁可涂覆有反光層、或者可以是鏡像的。光混合器可構(gòu)造成以添加的方式(additively)混合LED的入射光，并通過聚集發(fā)射的光子并通過借助于光混合器的壁處的全發(fā)射來抑制發(fā)射的光子的逃逸而使得發(fā)射的光的損失降到最低。根據(jù)另一實(shí)施例，光混合器的多個(gè)壁或上述壁的一部分可以是光學(xué)上有源的 (active)，例如，通過磷涂層。反射涂層或鏡像的內(nèi)表面可提供期望的光混合器的反射率級(jí)。反射涂層可以由具有高反射率的材料制成，例如，保護(hù)性鋁或保護(hù)性銀。根據(jù)一些實(shí)施例，光混合器6a，6b的壁由折射率高于空氣的折射率(即折射率高于1)的材料制成。由此，根據(jù)入射角，光束在光混合器內(nèi)可完全被反射，且因此能提高聚光燈的效率。光混合器可以由實(shí)心的或中空的材料制成。用于形成光混合器6a，6b的材料可例如包括紫外線透射(UVT)丙烯酸或丙烯酸(PMMA)、玻璃、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃、或任何其他塑料材料。光混合器可填充有處于壓力下的氣體，從而獲得相對(duì)于空氣的折射率的混合器的高折射率。在將共同光束投影到投影屏或物體上之前，由單個(gè)光束8a，8b形成的共同光束20 經(jīng)過聚焦光學(xué)器件15。聚焦光學(xué)器件可包括至少一個(gè)透鏡或透鏡系統(tǒng)。這些透鏡或透鏡系統(tǒng)可包括凹透鏡、凸透鏡、物鏡、變焦透鏡、或其他光學(xué)元件，這些光學(xué)元件適于影響共同光束。聚焦光學(xué)器件15能構(gòu)造成在工作過程中使光混合器的光輸出的成像于投影屏或物體上。這些透鏡或透鏡系統(tǒng)可具有關(guān)于共同光束的發(fā)散特性或聚集特性。共同光束可被聚焦光學(xué)器件折射或衍射。圖2示出了如結(jié)合圖1所描述的聚光燈50的示意性橫截面圖。聚光燈包括發(fā)光二極管模塊h，2b ；其中，每個(gè)LED模塊均包括兩個(gè)發(fā)光二極管^，4b。光混合器6a，6b平行地布置，并且光混合器6a，6b的出射面10以陣列或矩陣彼此相鄰地布置。因此，相應(yīng)的混合LED光譜的光束8a，8b —起形成共同光束20。光混合器的出射面10彼此可接觸或者可彼此隔開地布置。出射面邊緣之間的距離在0到3mm之間。可使用粘合層或膠水使光混合器的出射面的至少一側(cè)與另一光混合器的出射面相連接。在圖2所示的實(shí)施例中，聚光燈50包括電控制電路25，所述電控制電路電耦接至每個(gè)LED模塊加，2b的每個(gè)LED 4a，4b。電控制電路25構(gòu)造成控制每個(gè)LED模塊中的至少兩個(gè)LED的不同光發(fā)射光譜R，G，R，B。電控制電路25可構(gòu)造成分別改變每個(gè)模塊加，2b 的光束8a，8b的強(qiáng)度和/或顏色，從而使共同光束20包括在顏色和強(qiáng)度上分別可調(diào)的光束 20a，20b。電控制電路25構(gòu)造成控制每個(gè)LED的電流電壓曲線。這意味著例如施加到第一 LED如上的較高電壓可導(dǎo)致與第二 LED 4d的綠色發(fā)射光譜G的強(qiáng)度相比更高的紅色發(fā)射光譜R的強(qiáng)度。因此，混合的光束8a可包括較大部分的第一 LED如的紅色發(fā)射光譜。共同光束20可包括第一部分20a，所述第一部分由通過第一混合器6a的第一 LED 如和第二 LED 4b的光發(fā)射光譜的疊加而確定的顏色構(gòu)成。共同光束20此外可包括第二部分20b，所述第二部分由通過第二模塊2b的第一 LED如和第二 LED 4b的光發(fā)射光譜的疊加而確定的顏色構(gòu)成。電控制電路25集成在聚光燈中，或者根據(jù)另一實(shí)施例，電控制電路可布置在LED 模塊加和2b的電接線端14外部并可接合至上述電接線端。電控制電路25可構(gòu)造成控制LED模塊2a，2b中的至少兩個(gè)LED 4a, 4b的不同光發(fā)射光譜，從而使得在多種顏色模式的第一狀態(tài)中，共同光束20包括第一顏色，而在第二狀態(tài)中，包括第二顏色。在多種顏色模式中，電控制電路能控制聚光燈，從而使光束8a，8b具有相同的顏色或發(fā)射光譜，且因此，共同光束20是發(fā)出第一顏色的均一顏色的光束。在另一狀態(tài)中，共同光束的這種顏色可以改變。例如，在多種顏色模式的第一狀態(tài)中，共同光束20可具有紅色，而在多種顏色模式的第二狀態(tài)中，共同光束20可具有藍(lán)色。電控制電路可構(gòu)造成控制每個(gè)LED模塊的每個(gè)LED，從而使指定的光束8a，8b具有相同的混合光發(fā)射光譜，且因此，共同光束20也具有相同的均一光發(fā)射光譜。根據(jù)其他實(shí)施例，電控制電路25構(gòu)造成控制LED模塊h，2b中的至少兩個(gè)LED 4a, 4b的不同光發(fā)射光譜，從而使得在色標(biāo)模式中，第一 LED模塊加的第一光束8a包括第一顏色，而第二 LED模塊2b的第二光束8b包括第二顏色。因此，共同光束20包括第一顏色的第一部分20a和第二顏色的第二部分20b?？赏ㄟ^電控制電路來分別調(diào)節(jié)共同光束20 的第一部分20a和第二部分20b的強(qiáng)度和/或色溫度。在色標(biāo)模式中，共同光束20能由一起形成共同光束20的分開的光束8a，8b構(gòu)成， 并且其中，光束8a，8b發(fā)出不同顏色的光。這意味著，這些光束具有不同的發(fā)射光譜，其中，確切的發(fā)射光譜取決于相應(yīng)LED模塊h，2b的指定的LED 4a, 4b的電流電壓控制。圖3示出了包括四個(gè)LED模塊2a，2b，2c，及2d的聚光燈的示意性透視圖，其中， 每個(gè)LED模塊均包括四個(gè)LED 4a, 4b，如及4d。每個(gè)LED模塊2a，2b，2c及2d均包括指定的光混合器6a，6b，6c及6d，其中，光混合器的出射面10是矩形的，例如，四邊形的，從而使得指定的光束8a，8b，8c，及8d具有相應(yīng)的矩形形狀，例如，四邊形形狀。因此，共同光束20 也包括矩形形狀，例如，四邊形形狀。由于光混合器的矩形出射面10，光束8a，8b，8c及8d 形成矩形的共同光束20。光混合器6a，6b，6c及6d以2X2矩陣布置，其中，矩形的共同光束20由四個(gè)光混合器6a，6b，6c及6d的四個(gè)光束8a，8b，8c，8d形成，并且其中，每個(gè)LED模塊2a，2b，2c及 2d均包括四個(gè)LED 4a, 4b, 4c及4d?？偟膩碚f，聚光燈可包括具有指定的LED模塊的光混合器的 nXm 矩陣，其中，η = 2，3，4，...，且 m = 1，2，3，...。在工作過程中，第一 LED 4a可具有紅色發(fā)射光譜R，而第二 LED 4b可具有綠色發(fā)射光譜G。在工作過程中，第三LED如可包括藍(lán)色發(fā)射光譜B，而第四LED 4d可包括白色W 或琥珀色A光發(fā)射光譜。電控制電路(圖3a中未示出)現(xiàn)在能用于控制LED模塊的每個(gè) LED 4a, 4b,4c,4d,以借助于指定的光混合器通過LED 4a, 4b，如及4d的單個(gè)發(fā)射光譜的添加混合或疊加來生成可見光譜范圍內(nèi)的每種顏色。由于光混合器6a，6b，6c及6d的矩形的出射面10，光束20可具有矩形形狀，并且矩形的共同光束20在投影屏上的投影也可具有矩形形狀，即共同光束具有矩形的光點(diǎn) (spot)O根據(jù)一些實(shí)施例，電控制電路25可構(gòu)造成控制不同LED模塊2a，2b，2c及2d的不同LED，從而使得在多種顏色模式的第一狀態(tài)中，每個(gè)發(fā)射的光束8a，8b，8c及8d均包括相同的顏色，即相同的混合發(fā)射光譜。因此，共同光束20和投影屏上的相應(yīng)投影為矩形的均一顏色的光點(diǎn)。在第二狀態(tài)中，電控制電路可改變共同光束的顏色，從而使得共同光束20 和共同光束的投影光點(diǎn)于是發(fā)出不同的第二顏色的光。根據(jù)一些實(shí)施例，電控制電路也可構(gòu)造成控制每個(gè)單個(gè)LED模塊h，2b，2c及2d 的LED，從而使得每個(gè)光束8a，8b，8c及8d能包括基于指定的LED的混合光發(fā)射光譜的不同顏色。因此，共同光束20能由具有不同顏色、強(qiáng)度和/或色溫度的不同光束或部分20a， 20b，20c，20d構(gòu)成。這種共同光束20的相應(yīng)光點(diǎn)于是會(huì)包括不同的分開的顏色。在色標(biāo)模式中，共同光束20例如能包括白色的第一部分20a、橙色的第二部分 20b、綠色的第三部分20c、以及紫色的第四部分20d。共同光束20的每個(gè)部分20a，20b, 20c 及20d的強(qiáng)度、顏色和色溫度均能通過電控制電路單獨(dú)進(jìn)行控制。如果共同光束20包括例如矩形形狀，則能為共同光束的每個(gè)四分之一部分(quadrant)分配單獨(dú)的、可調(diào)節(jié)的顏色和亮度。圖北示出了四個(gè)LED模塊2a，2b，2c及2d的示意性細(xì)節(jié)圖。每個(gè)LED模塊均是矩形的，并在四個(gè)側(cè)壁3a，3b，3c及3d之一處包括電接線端14，所述電接線端用于使電控制電路25 (圖3中未示出)耦接至LED模塊。這些LED模塊2a，2b，2c及2d彼此相鄰地布置， 形成組合式矩形18 (參見圖3c)。LED模塊的側(cè)壁之間的距離D可小于3mm或者小于1mm。 LED模塊可彼此接觸。根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)LED模塊的兩個(gè)側(cè)壁接觸另外兩個(gè)LED模塊的側(cè)壁。
在圖3c中，示出了四個(gè)方形的LED模塊加，2b，2c及2d的示意性俯視圖。每個(gè) LED模塊均可包括四個(gè)LED 4a, 4b，如及4d。這些LED模塊彼此相鄰地布置，從而這些LED 模塊形成組合式矩形18。每個(gè)LED模塊均包括電接線端14，從而使得LED模塊能連接至電控制電路25。四個(gè)LED模塊加，2b，2c及2d布置成使得組合式矩形18a，18b，18c及18d的每一側(cè)處均布置有四個(gè)LED模塊中的一個(gè)的電接線端14。由于這種布置，每個(gè)LED模塊均能容易地耦接至電控制電路。每個(gè)模塊均可借助于電插頭和電纜耦接至外部電控制電路。在圖3d中，描繪了光混合器6的透視圖。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，光混合器包括具有從光混合器6的一端5開始直至出射面10的漸增的橫截面面積的錐形形狀。在這個(gè)實(shí)施例中，光混合器6包括金字塔形形狀，其中，出射面10包括直區(qū)段10a，從而使得光混合器能容易地以矩陣彼此附接(參見圖3a)。光混合器6此外可包括小透鏡(Ienslet) 26，所述小透鏡可作為混合結(jié)構(gòu)26，所述混合結(jié)構(gòu)構(gòu)造成混合經(jīng)過光混合器6的出射面10的光。該小透鏡可形成為具有用于混合經(jīng)過光混合器6的出射面10的光的多個(gè)透鏡部件(feature)的散射器。在圖!Be中，描繪了光混合器6的側(cè)視圖。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，光混合器包括135mm的長(zhǎng)度，其中包括出射面10的直區(qū)段10a。在這個(gè)實(shí)施例中，光混合器6的錐形長(zhǎng)度為125mm。 光混合器的一端5處的寬度為9. 5mm。根據(jù)其他實(shí)施例，該尺寸當(dāng)然是可以改變的。光混合器的長(zhǎng)度可例如在IOmm到500mm之間。附接至LED模塊或者靠近LED模塊的光混合器 6的一端5處的寬度可在2mm到30mm之間。出射面10的寬度可以為33mm，并且根據(jù)其他實(shí)施例，出射面10的寬度可以在5mm到IOOmm之間?；旌辖Y(jié)構(gòu)沈可借助于粘結(jié)材料(例如，膠水，像硅橡膠這樣的)附接至光混合器。在圖如中，示出了包括具有至少兩個(gè)LED 4a和4b的LED模塊加和2b的聚光燈 50的示意性橫截面圖。在光混合器6a，6b前方，布置有可調(diào)節(jié)的透鏡孔觀。能借助于位于共同光束20的光路32外的孔移動(dòng)器30使孔28移動(dòng)?？滓苿?dòng)器30能構(gòu)造成將孔28旋轉(zhuǎn) 30b到光路32中或者將孔旋轉(zhuǎn)到光路外。孔觀的焦點(diǎn)孔能連續(xù)可變地?cái)U(kuò)大或減小。根據(jù)其他實(shí)施例，孔移動(dòng)器30能構(gòu)造成將孔28線性地移動(dòng)30a到光混合器6a，6b 的出射面10前方或者將孔從出射面前方線性地移走?？烧{(diào)節(jié)的透鏡孔觀能例如是可調(diào)節(jié)的光圈透鏡(iris lens)，其中，能手動(dòng)地或自動(dòng)地改變焦點(diǎn)孔，從而使得光束的橫截面是可調(diào)節(jié)的。如果光混合器的出射面10是例如矩形的，且因此共同光束20也是矩形的，則能使用圓形孔觀將共同光束20的矩形形狀改變成圓形形狀。能借助于光圈孔將橫截面20 連續(xù)地改變成圓形的共同光束20。由于散焦光束邊緣更暗淡(faded)，因此對(duì)于觀察者來說，矩形的共同光束20的形狀在聚焦?fàn)顟B(tài)中可以為矩形的或方形的，而在散焦?fàn)顟B(tài)中可以更多是圓形的。獲得圓形聚焦的共同光束的一種可能是將大的虹膜孔直接安裝在光管或光混合器6的出射面10后方。能打開該虹膜孔，從而使得開口的直徑與光混合器矩陣的方形物的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。使用孔來形成圓形的共同光束可能導(dǎo)致光的損失，但是作為一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，方形的光束可得到全部光功率。聚焦光學(xué)器件15可相對(duì)于聚光燈50的光軸32布置。在圖4b中，示出了具有形成聚光燈的聚焦光學(xué)器件15的變焦透鏡1 和物鏡1 的聚光燈50的示意性側(cè)視圖。變焦透鏡1 和物鏡1 關(guān)于聚光燈50的光軸32居中地布置。變焦透鏡1 在光混合器6a，6b的出射面10與物鏡1 之間是可移動(dòng)的四。聚光燈50包括透鏡移動(dòng)器40，所述透鏡移動(dòng)器構(gòu)造成在出射面10與聚光燈的物鏡1 之間線性地移動(dòng)變焦透鏡。聚光燈可包括變焦透鏡移動(dòng)器40，所述變焦透鏡移動(dòng)器構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)40a 變焦透鏡或者將變焦透鏡1 線性地移動(dòng)40b到聚光燈50的光路32中或?qū)⒆兘雇哥R從光路中線性地移走。變焦透鏡1 可構(gòu)造成使共同光束20聚焦或散焦到投影屏(圖4b中未示出)上。根據(jù)出射面10與物鏡1 之間的距離，能改變用于聚光燈50的焦點(diǎn)。能手動(dòng)地或者借助于例如電機(jī)以自動(dòng)方式執(zhí)行變焦透鏡15a的移動(dòng)。變焦透鏡可以為雙凸透鏡、 平凸透鏡、或凹凸透鏡。根據(jù)一些實(shí)施例，聚焦光學(xué)器件15可包括多個(gè)透鏡，其中，這些透鏡能在出射面 10與物鏡1 之間移動(dòng)，以使共同光束聚焦或散焦。光學(xué)透鏡系統(tǒng)15還可包括發(fā)散透鏡， 例如，雙凸透鏡、平凸透鏡、或凹凸透鏡。在圖如中，描繪了聚光燈50的另一示意性側(cè)視圖。在這個(gè)實(shí)施例中，聚光燈50 此外包括可沿著共同光束20的光路方向四在光混合器6a，6b的出射面10與聚焦光學(xué)器件15的物鏡1 之間移動(dòng)的光束成形散射器35a。光束成形散射器可以是來自Luminit公司的光束成形散射器箔(foil)。這種成形散射器箔具有取決于入射光的波長(zhǎng)的高透射效率。此高透射效率可高達(dá)98%，例如，在 80%到98%之間。光束成形散射器3 可包括低反向散射并利用的光，否則上述低反向散射并利用的光會(huì)由于菲涅耳損失而浪費(fèi)掉。光束成形散射器可包括小的透鏡，這些小的透鏡位于包括特定結(jié)構(gòu)的表面處，從而使得入射光在優(yōu)選方向上折射，而垂直方向或平面中的折射更小。根據(jù)另一實(shí)施例，光束成形散射器3 布置在聚焦光學(xué)器件15的變焦透鏡1 與物鏡1 之間。光束成形散射器3 在變焦透鏡1 與物鏡1 之間是可移動(dòng)的。光束成形散射器35a，3^可在一側(cè)處包括粗糙的地方，這些粗糙的地方的作用如同多個(gè)小的透鏡。光束成形散射器可以是一側(cè)上具有粗糙的地方而另一側(cè)光滑的箔。如果這些粗糙的地方包括特定形狀，則可定義用于經(jīng)過的光束的折射的光學(xué)優(yōu)選方向。光束成形散射器可適于精確地光束成形控制和散布(distribute)光。另外，光束成形散射器3 可構(gòu)造成使光束以單獨(dú)的豎直角和水平角而成形。這種光束成形散射器可以是橢圓形的或圓形的光束成形散射器，其中，折射光的水平角可在0.1°到95°之間變化，而豎直角可在0. 1°到95°之間變化。如果現(xiàn)在豎直散射角水平散射角例如為 1° X60°的例如固定的橢圓形的這種光束成形箔可沿著光路32在物鏡1 的方向上從出射面10開始移動(dòng)，則能使共同光束20可變地失真(distort)直至95°的角。這意味著如果光束成形散射器3 在光路32上從出射面10移動(dòng)到物鏡15b，則能根據(jù)出射面與光束成形散射器3 之間的距離以大范圍的角折射共同光束。光束成形散射器3 在光混合器6a，6b的出射面10之間是可移動(dòng)的，并且物鏡 1 構(gòu)造成根據(jù)光混合器6a，6b的出射面10與光束成形散射器3 之間的距離連續(xù)地改變共同光束20的高度與寬度之比。光束成形散射器能適于在一個(gè)優(yōu)選平面或強(qiáng)于在垂直方向中對(duì)入射光束的折射的方向中折射入射光束。結(jié)果，圓形的光束的形狀可以為長(zhǎng)方形的、 更多為橢圓形的光束。這種光束成形元件可以為一側(cè)上光滑而另一側(cè)上包括半圓柱透鏡的區(qū)域的格條玻璃(riffle glass) 0這些半圓柱透鏡在一個(gè)優(yōu)選方向上折射入射光束，而這些半圓柱透鏡在垂直方向上幾乎沒有折射效果。根據(jù)這些實(shí)施例，光束成形散射器能在光路32中旋轉(zhuǎn)，并可圍繞聚光燈50的光軸32旋轉(zhuǎn)。借助于該光束成形散射器，能更好地照亮長(zhǎng)方形的物體。根據(jù)這些實(shí)施例，光束的高度與寬度之比能根據(jù)出射面10與光束成形散射器3 之間的距離無限可變地調(diào)節(jié)。這意味著在光束的高度與寬度之間沒有固定的因子或比率的情況下能使共同光束20連續(xù)地失真。因此，即使待照亮的物體的高度與寬度之間的比率與固定的失真因子不對(duì)應(yīng)，由于能連續(xù)地改變共同光束的高度與寬度之間的比率，所以能使用在此所描述的光束成形散射器。在一些實(shí)施例中，單個(gè)的光束成形散射器可足以控制共同光束的高度與寬度之比。在這些實(shí)施例中，光束成形散射器3 能安裝在光路32中變焦透鏡1 與物鏡 15b之間。光束成形散射器3 在變焦透鏡1 與物鏡1 之間是可移動(dòng)的。共同光束的長(zhǎng)度范圍或?qū)挾饶芡ㄟ^改變變焦透鏡1 與光束成形器3 之間的距離來調(diào)節(jié)。換句話說，共同光束的長(zhǎng)度范圍能通過在變焦透鏡1 與物鏡1 之間移動(dòng)光束成形器散射器來調(diào)節(jié)。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，聚光燈50能包括光束成形散射器35b，所述光束成形散射器可沿著共同光束20的光路方向四在聚焦光學(xué)器件15的變焦透鏡1 與物鏡1 之間移動(dòng)， 其中，光束成形散射器3 構(gòu)造成根據(jù)變焦透鏡與光束成形散射器3 之間的距離連續(xù)地改變共同光束20的寬度。借助于光束成形散射器35a，35b，能將圓形的共同光束20的形狀無限可變地從圓形的光束形狀調(diào)節(jié)成極端地橢園形的光束。例如可用在所謂的染色燈(washlight)中的光束成形散射器能在共同光束20的光路中回轉(zhuǎn)并圍繞光軸32旋轉(zhuǎn)。通過沿著光軸移動(dòng)光束成形散射器能相對(duì)于其效果強(qiáng)度連續(xù)地改變共同光束。而且，通過變焦透鏡和光束成形散射器的組合，能獲得相對(duì)于可獲得的光學(xué)效果的更大的自由度。共同光束的大小、以及共同光束的高度與寬度之間的比率能無限可變地調(diào)節(jié)。在圖4d中，示出了根據(jù)一實(shí)施例的聚光燈50的另一示意性側(cè)視圖。在這個(gè)實(shí)施例中，聚光燈50包括位于光路32中的變焦透鏡1 和物鏡15b。上述變焦透鏡與物鏡之間布置有光束成形散射器35b，其中，光束成形散射器和變焦透鏡兩者都可沿著光路32的方向四在出射面與物鏡1 之間移動(dòng)。變焦透鏡1 和物鏡15b中的每個(gè)均可包括透鏡移動(dòng)器40，所述透鏡移動(dòng)器構(gòu)造成分別將這兩個(gè)透鏡中的每個(gè)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)到光路32中或者將這兩個(gè)透鏡中的每個(gè)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)到光路外。此外，光束成形散射器可包括光束成形散射器移動(dòng)器38，所述光束成形散射器移動(dòng)器構(gòu)造成將光束成形散射器3 移動(dòng)38b到共同光束20的光路32中和將光束成形散射器從光路中移走或者將光束成形散射器旋轉(zhuǎn)38a到光路中。光束成形散射器或過濾器可包括高光學(xué)效率。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，如果變焦透鏡1 和光束成形散射器3 在出射面10與物鏡 1 之間相對(duì)于彼此以固定的距離Dl—起移動(dòng)，則能連續(xù)地改變共同光束的大小，且因此也能連續(xù)地改變共同光束的投影屏上的光點(diǎn)大小。換句話說，如由虛線的變焦透鏡1 和虛線的光束成形散射器3 示意性地示出的，如果在不改變變焦透鏡與光束成形散射器之間的距離Dl的情況下同時(shí)移動(dòng)變焦透鏡和光束成形散射器，則能連續(xù)地改變共同光束20 的光點(diǎn)大小。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，聚光燈50可包括光束成形散射器35b，所述光束成形散射器可沿著光路方向四或者沿著共同光束20的光軸32在聚焦光學(xué)器件15的變焦透鏡1 與物鏡1 之間移動(dòng)，其中，光束成形散射器3 構(gòu)造成根據(jù)變焦透鏡1 與光束成形散射器 35b之間的距離Dl連續(xù)地改變共同光束的寬度，并且其中，變焦透鏡1 可沿著共同光束 20的光路32在光混合器6a，6b的出射面10與物鏡1 之間移動(dòng)四，從而如果光束成形散射器和變焦透鏡沿著共同光束的光路相對(duì)于彼此以固定的距離移動(dòng)，則可連續(xù)地改變共同光束的高度和寬度。應(yīng)理解的是，在不背離在此所公開的更寬泛的構(gòu)思的情況下，可就適合本發(fā)明的不同實(shí)施例做出各種改變。在圖如中，描繪了根據(jù)另一實(shí)施例的聚光燈50，其中，該聚光燈包括在不同實(shí)施例和在此的圖中示出和說明的光學(xué)元件的組合。聚光燈50可包括殼體45，所述殼體中安裝有在此所公開的元件。發(fā)光二極管模塊 2a, 2b可包括具有不同光發(fā)射光譜的至少兩個(gè)發(fā)光二極管4a，4b。聚光燈50此外可包括光混合器6a，6b，每個(gè)光混合器均布置在與指定的LED模塊加，2b相配合的一側(cè)5處，并且每個(gè)光混合器6a，6b均構(gòu)造成混合指定的LED模塊加，2b的至少兩個(gè)LED 4a, 4b的不同光發(fā)射光譜，以形成單獨(dú)的光束8a，Sb。位于光混合器的另一側(cè)處的出射面10以矩陣、陣列或排彼此相鄰地布置，從而使得光混合器6a，6b的光束8a，8b形成共同光束20，并且聚焦光學(xué)器件15包括至少一個(gè)變焦透鏡1 和物鏡15b。聚光燈50此外可包括位于光混合器前方的透鏡孔觀，所述透鏡孔構(gòu)造成例如用尖銳的邊緣將矩形的共同光束改變成圓形的光束。聚光燈50此外可包括布置在孔28與變焦透鏡1 之間的第一光束成形散射器 35a以及布置在變焦透鏡1 與物鏡1 之間的第二光束成形散射器35b?？子^、第一光束成形散射器3 和第二光束成形散射器3 以及透鏡15a，15b可包括待移動(dòng)到共同光束20 的光路32中或者從光路中移走的裝置。這些光學(xué)元件可沿著光路在出射面與物鏡之間移動(dòng)。聚光燈50此外可包括電控制電路25，所述電控制電路構(gòu)造成控制每個(gè)LED模塊中的每個(gè)LED的光發(fā)射。電控制電路25能集成到聚光燈50中或者可以為外部電控制單元25 (圖 4e中的虛線)。根據(jù)這些實(shí)施例，電控制電路可構(gòu)造成將共同光束控制在多種顏色模式中或者控制在色標(biāo)模式中，從而使得共同光束發(fā)出一種顏色的光，或者可分成不同的部分，其中，共同光束的每個(gè)部分均能包括不同的顏色和強(qiáng)度。借助于光束成形散射器35a，3 和變焦透鏡15a，能獲得任意共同光束光點(diǎn)形狀。 這意味著通過聚光燈50能照亮投影屏上的任意矩形的或圓形的區(qū)域。由于共同聚光燈能以顏色和強(qiáng)度來區(qū)分這一事實(shí)，所以對(duì)于觀察者而言，能獲得特殊的光效果和印象。聚光燈可包括多個(gè)光發(fā)射器，即LED模塊，這些LED模塊的顏色和光功率是可調(diào)節(jié)的，其中，這多個(gè)光發(fā)射器一起形成一個(gè)共同光束，其中，共同光束可按照顏色和亮度來區(qū)分。LED發(fā)射器^，4b可通過脈沖寬度調(diào)制或正向電流調(diào)節(jié)來控制?？芍芷谛缘厥┘庸β剩?以控制由光發(fā)射器^，4b發(fā)出的光的變暗或顏色混合度?？刂瓶赏ㄟ^電控制電路來執(zhí)行。 芯片或LED模塊h，2b的LED的調(diào)制率可高于約1000Hz。由于觀察者的眼睛將往往察覺到峰值電流光級(jí)而非平均電流光級(jí)，所以占空因數(shù)可例如大于15% -20%。LED發(fā)射器如， 4b可以為能夠連續(xù)地使用1瓦以上的功率的大功率LED。每個(gè)芯片或LED模塊加，沘均可例如結(jié)合有四個(gè)LED發(fā)射器，每個(gè)LED發(fā)射器均能夠使用對(duì)于每種顏色為約5A或更高的電流，以使每個(gè)模塊的全部電流為約20A。芯片2a，2b可包括光發(fā)射器h，2b的陣列，所述光發(fā)射器可以高裝填密度布置。LED裸片(die)可密集地安裝在基板上，以在光發(fā)射器如，4b 的小孔處提供高平均亮度。根據(jù)另一實(shí)施例(圖4f)，例如聚光燈的設(shè)備50可構(gòu)造成輸出共同光束20。設(shè)備 50可包括在此所描述的與所描述的混合結(jié)構(gòu)沈相關(guān)聯(lián)的多個(gè)光混合器6a，6b，6c。光混合器6a，6b，6c用于混合從多個(gè)光混合器6a，6b接收的多個(gè)光束，例如，紅光R和綠光G。單個(gè)透鏡15用來聚集從多個(gè)光混合器6a，6b，6c接收的光。透鏡15附接至連接在殼體45中或者與殼體相連接的透鏡架63。透鏡15可包括透鏡移動(dòng)器40，所述透鏡移動(dòng)器可通過電驅(qū)動(dòng)，且因此，可包括電接線端67。透鏡移動(dòng)器40還可通過電控制電路25或者通過另一控制單元(圖4f中未示出)來控制。在這個(gè)實(shí)施例中，聚集和聚焦光發(fā)射器(例如，LED 4a, 4b)的多個(gè)陣列h，2b，2c 的光，從而使得投射的混合顏色光束20的強(qiáng)度高于僅包括一個(gè)LED模塊的聚光燈的強(qiáng)度。 可使用凸圓透鏡、菲涅耳透鏡或透鏡陣列、含液透鏡或透鏡陣列、全息透鏡或透鏡陣列或者任何其他具有期望的光束形成或準(zhǔn)直特性的圖案化的或結(jié)構(gòu)上的光學(xué)材料，而非單個(gè)透鏡 15。在一實(shí)施例中，光混合器6a，6b，6c和光發(fā)射器^，4b的陣列h，2b，2c的類型是相同的，以有利于制造工藝。由于光混合器6a，6b，6c的形狀，易于獲得光混合器的陣列。光混合器可以矩形的、圓形的、六邊形的、八邊形的或者以任何其他的規(guī)則或不規(guī)則的結(jié)構(gòu)來布置。透鏡架63可用于在橫向四方向中在共同光束20之內(nèi)在不同的光混合器6a，6b，6c 的范圍內(nèi)移動(dòng)透鏡15或透鏡陣列，或者當(dāng)期望廣角度的光混合時(shí)，在共同光束20之外進(jìn)行移動(dòng)。殼體的底板68可包括共同的電源連接器、共同的LED光控制信號(hào)發(fā)生器以及共同的散熱器。光混合器6a，6b，6c可以為光管或?qū)Ч饧?，所述光管或?qū)Ч饧尚纬蔀榫哂袕墓饨邮斩?到光輸出端10的漸增的橫截面面積的結(jié)構(gòu)。光管6a，6b，6c可以具有錐形的形狀，例如圓錐形的、拋物線形的、雙曲線形的、金字塔形的、或一些其他具有漸增的橫截面面積的幾何形狀。軸向橫截面剖面能朝著具有方形的、六邊形的或八邊形的橫截面的光輸出端10 逐漸變細(xì)。軸向橫截面剖面的弧度可以為拋物線形的、橢圓形的或雙曲線形的?？商娲兀?軸向橫截面剖面可包括單獨(dú)的直區(qū)段和/或單獨(dú)的彎曲區(qū)段。漸增的橫截面面積用于使經(jīng)過光管6a，6b及6c的光R，G集中。使光聚焦于布置在光輸出端10的光管6a，6b，6c的出口。經(jīng)過光管6a，6b，6c的光可被光管6a，6b，6c的壁反射，從而使得幾乎沒有或者僅是少量的能量損失掉。然而，光管6a，6b，6c還可具有非錐形的形狀，例如從光接收端5到光輸出端10的平行的或幾乎平行的(士5° )側(cè)壁。例如，端部10可以形成為方形的、矩形的、圓形的、六邊形的或八邊形的。光管6a，6b，6c的壁是高反射率的，以避免光被壁吸收，并有助于光束成形和顏色混合。上述壁表面或上述壁表面的一部分可以是光學(xué)上有源的，例如，通過磷涂層。反射涂層或鏡像的內(nèi)表面可提供期望的反射率級(jí)。反射涂層可以由具有高反射率的材料制成，例如保護(hù)性鋁或保護(hù)性銀。
在光混合器6a，6b，6c中，光管分別由折射率高于空氣的折射率(即折射率高于1) 的材料制成。光混合器6a，6b，6c可包括例如由玻璃或塑料(例如，聚碳酸酯或固態(tài)丙烯酸)制成的壁，以基于全部或接近全部的內(nèi)反射來反射光，并且可填充有氣體。該氣體可以處于壓力下，從而使得獲得相對(duì)于空氣的折射率的光混合器6a，6b，6c的高折射率。光混合器6a，6b，6c的壁可例如在面向空氣的外側(cè)處涂覆有高折射率的涂層材料，以獲得混合器 6a，6b，6c的高折射率。光管或?qū)Ч饧捎蓪?shí)心的或中空的材料制成。由于每次反射會(huì)降低光強(qiáng)度，所以光混合器6a，6b，6c設(shè)計(jì)成當(dāng)通過光混合器6a，6b，6c時(shí)使反射光的次數(shù)最小化，并仍然以高混合度來進(jìn)行混合。根據(jù)圖5中示意性地描繪的另一實(shí)施例，照明系統(tǒng)75可包括多個(gè)聚光燈50a，50b， 50c及50d，其中，通過聚光燈移動(dòng)器60能使這些聚光燈在所有空間方向上移動(dòng)。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，每個(gè)聚光燈均包括四個(gè)LED模塊，且因此，每個(gè)聚光燈50a，50b, 50c, 50d的共用聚光燈20可包括四個(gè)部分20a，20b, 20c, 20d,所述四個(gè)部分能通過電控制電路25分別進(jìn)行控制。電控制電路25可構(gòu)造成控制每個(gè)聚光燈50a，50b, 50c及50d的每個(gè)LED模塊的LED， 從而使得這多個(gè)聚光燈的投影72能包括顏色和強(qiáng)度能分別進(jìn)行控制的單個(gè)聚光燈的多個(gè)部分或“像素”。能分別改變聚光燈的共同光束的每個(gè)像素或部分的顏色或強(qiáng)度，從而使得投影屏上的投影72能包括例如信號(hào)、字母或記號(hào)。照明系統(tǒng)的分辨率取決于對(duì)于每個(gè)聚光燈的LED模塊的數(shù)量。在這個(gè)實(shí)例中，能獲得4X4的分辨率。這意味著如果增加LED模塊的數(shù)量和聚光燈的數(shù)量，則能提高分辨率。這意味著借助于照明系統(tǒng)75甚至可以更高的像素分辨率來繪制圖畫，例如10X10、15X15或者甚至更高。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，照明系統(tǒng)75 能將多個(gè)聚光燈投影到投影屏幕上，其中，每個(gè)聚光燈的投影是較大的投影72的一部分， 即形成單個(gè)共同光束的矩陣。照明系統(tǒng)75可包括根據(jù)在此所描述的多個(gè)聚光燈，其中，多個(gè)聚光燈50a，50b， 50c及50d的共同光束20的投影72包括顏色和強(qiáng)度可單獨(dú)控制的光點(diǎn)20a，20b, 20c及20d 或像素?？蓡为?dú)控制的光點(diǎn)的數(shù)量取決于多個(gè)聚光燈的LED模塊的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種照亮物體的方法可涉及一種聚光燈。該聚光燈可包括發(fā)光二極管模塊，其中，每個(gè)LED模塊均包括具有不同光發(fā)射光譜的至少兩個(gè)發(fā)光二極管；以及光混合器，其中，每個(gè)光混合器均布置在光混合器的與指定的LED模塊相配合的一側(cè)處，并且每個(gè)光混合器均構(gòu)造成混合指定的LED模塊的至少兩個(gè)LED的不同光發(fā)射光譜， 以形成光束，并且其中，位于光混合器的另一側(cè)處的出射面以矩陣彼此相鄰地布置，從而使得光混合器的光束形成共同光束，并且聚光燈還包括聚焦光學(xué)器件，用于使共同光束聚焦。根據(jù)一實(shí)施例，本方法可包括對(duì)LED模塊中的至少兩個(gè)LED的不同光發(fā)射光譜進(jìn)行電控制100，以形成共同光束，并且使共同光束聚焦110并將共同光束引向120物體，并照亮物體。電控制100、聚焦110以及指導(dǎo)120的順序是可變的，并且這些步驟是可互換的。能借助于電控制線路來執(zhí)行電控制，從而能分別控制形成共同光束的光束的顏色和/或強(qiáng)度。本方法此外可包括連續(xù)地改變聚光燈的共同光束的大小和/或高度與寬度之比。這可借助于光束成形散射器來完成。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，照亮物體的方法還可包括借助于孔將矩形的共同光束改變成具有不同直徑的圓形的共同光束。盡管根據(jù)多個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明，但具有各種更改、置換、以及等同物，這些改變、置換、以及等同物都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。并且應(yīng)注意的是，具有多個(gè)實(shí)施本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)的更改方式。因此，旨在將下面所附的權(quán)利要求書解釋成包括落在本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些更改、置換、以及等同物。
權(quán)利要求
1.一種聚光燈(50)包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)模塊Qa，2b)，其中，每個(gè)LED模塊( ，2b)均包括具有不同光發(fā)射光譜(R，G，R，B)的至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LED) (4a, 4b)；多個(gè)光混合器(6a，6b)，其中，每個(gè)光混合器(6a，6b)均布置在所述光混合器(6a，6b) 的與指定的LED模塊(h，2b)相配合的一側(cè)( 處，并且每個(gè)光混合器(6a，6b)均構(gòu)造成混合所述指定的LED模塊Ca，2b)的所述至少兩個(gè)LEDGa，4b)的不同光發(fā)射光譜(R，G，R， B)，以形成光束(8a，8b)，并且其中，位于所述光混合器(6a，6b)的另一側(cè)處的出射面(10) 以矩陣彼此相鄰地布置，從而使得所述光混合器(6a，6b)的所述光束(8a，8b)形成共同光束(20)；以及聚焦光學(xué)器件(15)，用于使所述共同光束00)聚焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光燈，還包括電控制電路(25)，所述電控制電路構(gòu)造成控制每個(gè)LED模塊Qa，2b)中的所述至少兩個(gè)LEDGa，4b)的不同光發(fā)射光譜(R，G，R，B)，并且其中，所述電控制電路0 構(gòu)造成分別改變每個(gè)LED模塊Qa，2b)的所述光束(8a，8b) 的強(qiáng)度和/或顏色，從而使得所述共同光束00)包括顏色和強(qiáng)度分別可調(diào)節(jié)的光束(20a， 20b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光燈，其中，所述電控制電路0 構(gòu)造成控制所述LED模塊Qa，2b)中的所述至少兩個(gè)LEDGa，4b)的不同光發(fā)射光譜(R，G，R，B)，從而使得在多種顏色模式的第一狀態(tài)中，所述共同光束OO)包括第一顏色，而在第二狀態(tài)中，包括第二顏色。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中的一項(xiàng)所述的聚光燈，其中，所述電控制電路0 構(gòu)造成控制所述LED模塊Qa，2b)中的所述至少兩個(gè)LEDGa，4b)的不同光發(fā)射光譜(R，G，R，B)，從而使得在色標(biāo)模式中，第一 LED模塊Qa)的第一光束(8a)包括第一顏色，而第二 LED模塊 (2b)的第二光束(8b)包括第二顏色，并且其中，所述第一光束(8a)和所述第二光束(8b) 的強(qiáng)度和/或色溫度是可調(diào)節(jié)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)所述的聚光燈，其中，所述光混合器(6a，6b)的所述出射面(10)是矩形的，從而使得所述光混合器(6a，6b)的所述光束(8a，8b)形成矩形的共同光束(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚光燈，包括以2X2矩陣布置的四個(gè)光混合器(6a，6b，6c， 6d)，從而由所述四個(gè)光混合器(6a，6b，6c，6d)的四個(gè)光束(8a，8b，8c，8d)形成矩形的共同光束，并且其中，為一光混合器(6a，6b，6c，6d)指定的每個(gè)LED模塊( , 2b，2c，2d)均包括具有紅色發(fā)射光譜(R)、綠色發(fā)射光譜(G)、藍(lán)色發(fā)射光譜(B)以及白色(W)或琥珀色(A) 發(fā)射光譜的四個(gè)LED (4a, 4b,4c,4d)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的聚光燈，其中，每個(gè)LED模塊Qa，2b)均是矩形的，并包括位于所述LED模塊的四個(gè)側(cè)壁(3a，3b，3c，3d)中的一個(gè)側(cè)壁處的電接線端(14)， 以將所述電控制電路耦接至所述LED模塊，并且其中，所述LED模塊( ，2b)彼此相鄰地布置，形成組合式矩形(18)，從而使得所述組合式矩形(18)的每個(gè)側(cè)壁(18a，18b，18c，18d) 處均設(shè)置有一電接線端(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的聚光燈，還包括可調(diào)節(jié)的孔( )，所述可調(diào)節(jié)的孔布置在所述光混合器(6a，6b)的所述出射面(10)前方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項(xiàng)所述的聚光燈，其中，所述聚焦光學(xué)器件(1 包括布置在所述共同光束00)的光路(3 中的物鏡(15b)和至少一個(gè)變焦透鏡(1 )，其中，所述變焦透鏡(15a)可在所述光混合器(6a，6b)的所述出射面(10)與所述物鏡(15b)之間移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一項(xiàng)所述的聚光燈，還包括光束成形散射器(3 )，所述光束成形散射器可沿著0 所述共同光束OO)的光路(3 在所述光混合器(6a，6b)的所述出射面(10)與所述聚焦光學(xué)器件(1 的物鏡(15b)之間移動(dòng)，并且其中，所述光束成形散射器(35a)構(gòu)造成根據(jù)所述光混合器(6a，6b)的所述出射面(10)與所述光束成形散射器(35a)之間的距離連續(xù)地改變所述共同光束00)的高度與寬度之比。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的一項(xiàng)所述的聚光燈，還包括光束成形散射器(3 )，所述光束成形散射器可沿著所述共同光束OO)的光路(3 在所述聚焦光學(xué)器件(1 的變焦透鏡(15a)與物鏡(15b)之間移動(dòng)(四)，其中，所述光束成形散射器(35b)構(gòu)造成根據(jù)所述變焦透鏡(15a)與所述光束成形散射器(15b)之間的距離連續(xù)地改變所述共同光束OO) 的寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的聚光燈，其中，所述變焦透鏡(15a)可沿著所述共同光束 (20)的光路(3 在所述光混合器(6a，6b)的所述出射面(10)與所述物鏡(15b)之間移動(dòng)， 從而如果所述光束成形散射器(35b)和所述變焦透鏡沿著所述共同光束OO)的光路(32) 相對(duì)于彼此以固定的距離(Dl)移動(dòng)，則所述共同光束OO)的高度和寬度是可連續(xù)地改變的。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的一項(xiàng)所述的聚光燈，還包括光束成形散射器移動(dòng)器 (38)和/或光束成形散射器旋轉(zhuǎn)器(38)，所述光束成形散射器移動(dòng)器用于將所述光束成形散射器(35a，35b)移動(dòng)(38b)到所述光路QO)中和將所述光束成形散射器從所述光路中移走，所述光束成形散射器旋轉(zhuǎn)器用于將所述光束成形散射器(35a，35b)旋轉(zhuǎn)(38a)到所述光路(3 中。
14.一種照明系統(tǒng)(75)，包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至13中的一項(xiàng)所述的聚光燈，其中， 所述多個(gè)聚光燈(50a，50b，50c，50d)的共同光束的共同投影(7 包括顏色和強(qiáng)度可單獨(dú)控制的光點(diǎn)(20a，20b, 20c, 20d)，并且其中，可單獨(dú)控制的光點(diǎn)的數(shù)量取決于所述多個(gè)聚光燈的LED模塊的數(shù)量。
15.一種用聚光燈來照亮物體的方法，所述聚光燈包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)模塊， 其中，每個(gè)LED模塊均包括具有不同光發(fā)射光譜的至少兩個(gè)發(fā)光二極管；以及多個(gè)光混合器，其中，每個(gè)光混合器均布置在所述光混合器的與指定的LED模塊相配合的一側(cè)處，并且每個(gè)光混合器均構(gòu)造成混合所述指定的LED模塊的所述至少兩個(gè)LED的不同光發(fā)射光譜， 以形成光束，并且其中，位于所述光混合器的另一側(cè)處的出射面以矩陣彼此相鄰地布置，從而使得所述光混合器的所述光束形成共同光束，并且所述聚光燈還包括聚焦光學(xué)器件，用于使所述共同光束聚焦，所述方法包括如下步驟對(duì)所述LED模塊中的所述至少兩個(gè)LED的不同光發(fā)射光譜進(jìn)行電控制(100)，以形成共同光束；使所述共同光束聚焦(110)；以及將所述共同光束引向(120)所述物體，以照亮所述物體。
全文摘要
實(shí)施例示出了一種聚光燈，包括多個(gè)發(fā)光二極管模塊，其中，每個(gè)發(fā)光二極管(LED)模塊均包括具有不同光發(fā)射光譜的至少兩個(gè)發(fā)光二極管；光混合器，其中，每個(gè)光混合器均布置在該光混合器的與指定的LED模塊相配合的一側(cè)處，并且每個(gè)光混合器均構(gòu)造成混合指定的LED模塊的至少兩個(gè)LED的不同光發(fā)射光譜，以形成光束，并且其中，位于所述光混合器的另一側(cè)處的出射面以矩陣彼此相鄰地布置，從而使得光混合器的光束形成共同光束；以及聚焦光學(xué)器件，用于使共同光束聚焦。
文檔編號(hào)F21V7/00GK102292590SQ201080005517
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月26日
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