一種光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，包括：多路投影系統(tǒng)，用于提供室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)的投射光線；控制系統(tǒng)，用于控制各個系統(tǒng)之間的互聯(lián)通信；多路反射系統(tǒng)，用于將所述多路投影系統(tǒng)發(fā)出的投射光線轉(zhuǎn)換成特定范圍內(nèi)的照明光線。本發(fā)明提出的上述系統(tǒng)通過設(shè)置多組投影光路和多個反射面來放大光斑和調(diào)整光斑形狀。同時，在投影系統(tǒng)中的增加了散熱部件，可更大程度的降低系統(tǒng)熱量。本發(fā)明既節(jié)省了傳統(tǒng)照明設(shè)備中燈具透鏡和反射器所占用的空間，又為提供了更大的照明靈活性。
【專利說明】—種光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體照明應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展和市場化的深入，照明、裝飾、投影燈等產(chǎn)品日漸成熟，并且已深入了我們的生活、教育、商務(wù)及家庭娛樂等諸多領(lǐng)域。
[0003]目前，LED照明、裝飾、投影、顯示設(shè)備等應(yīng)用產(chǎn)品已得到廣泛應(yīng)用且技術(shù)日趨成熟，但人們對產(chǎn)品功能集成化的期待永無止境，人們希望得到更靈活、小型化、多功能的照明裝飾產(chǎn)品。
[0004]照明的兩個基本作用，一是協(xié)助識別物體，二是渲染環(huán)境氣氛。良好的照明不但要符合視覺的生理要求，也要能夠符合各種場景下的裝飾需求。也就是說，除了基本的照明功能之外，還要注重照明的品質(zhì)。為了提供一個舒適的照明環(huán)境，照明產(chǎn)品需要具備靈活可調(diào)控的能力，以滿足不同場合的光環(huán)境要求。其中，可調(diào)節(jié)方式包括:照度的大小、照射的范圍、光源的色溫度、發(fā)光顏色等。但目前LED照明和裝飾產(chǎn)品依然存著設(shè)備靈活性差，無法根據(jù)具體環(huán)境要求改變照射范圍或照明光斑形狀的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提出的一種光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其包括:
[0007]多路投影系統(tǒng)，用于提供室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)的投射光線；
[0008]控制系統(tǒng)，用于控制各個系統(tǒng)之間的互聯(lián)通信；
[0009]反射系統(tǒng)，用于將投影系統(tǒng)發(fā)出的投射光線轉(zhuǎn)換成特定范圍內(nèi)的照明光線。
[0010]本發(fā)明提出的上述方案中通過設(shè)置多組投影光路和多個反射面來放大光斑并能夠調(diào)整光斑形狀；另外，在投影系統(tǒng)中的增加了散熱部件，可更大程度的降低系統(tǒng)熱量。本發(fā)明既節(jié)省了傳統(tǒng)照明設(shè)備中燈具透鏡和反射器所占用的空間，又為提供了更大的照明靈活性，可滿足不同環(huán)境和場合下的照明需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明中光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)單一光路的光路示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明中光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)中多路光路的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。[0014]本發(fā)明提出的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)可以靈活調(diào)節(jié)照明范圍和光斑形狀其利用投影原理將基礎(chǔ)光線投影至多個室內(nèi)反射系統(tǒng)，經(jīng)反射后的光線用于室內(nèi)普通照明或特殊照明。該照明系統(tǒng)能夠為室內(nèi)照明環(huán)境提供更大的靈活性。本發(fā)明在投影系統(tǒng)中的增加了散熱部件，可更大程度的降低系統(tǒng)熱量。
[0015]本發(fā)明提出的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)包括:投影系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、多個室內(nèi)反射系統(tǒng)。
[0016]圖1示出了本發(fā)明中光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)的單一光路示意圖，指的是即多路投影式照明系統(tǒng)中的其中一個光路。如圖1所示，該投影式照明系統(tǒng)包括:投影系統(tǒng)1.11、反射系統(tǒng)1.3、散熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)(圖中未示出)。
[0017]所述投影系統(tǒng)1.11包括LED光源1.1和光學(xué)系統(tǒng)1.2。
[0018]所述LED光源1.1，用于為照明系統(tǒng)提供基礎(chǔ)光線。包括:LED芯片1.8、封裝基板1.5、反射器1.6、光源散熱器1.7。所述封裝基板1.5用于安裝所述反射器1.6、散熱部件
1.7 和 LED 芯片 1.8。
[0019]所述LED光源高強度1.1可以包括一個或多個發(fā)單色光的LED芯片1.8，或是一個或多個不同顏色的LED芯片1.8。所述LED高強度光源1.1，可以對其各個單獨的發(fā)光區(qū)域分別進行調(diào)光，以形成圖案、顏色等光學(xué)特性的變化。所述光源1.1中的LED芯片1.8的封裝形式可以為獨立封裝或是集成封裝，所用封裝材料為環(huán)氧樹脂或硅樹脂。所述LED芯片1.8可以用銀膠固定于芯片基板上，其中銀膠的配比可以為銀粉占75-80%、樹脂占10-15%、添加劑占5-10%。所述LED芯片1.8還可以通過共晶焊的方式固定于基板或電路板上。
[0020]所述LED光源1.1包括配光元件，目前的LED器件或芯片的出射光束擴散角大，不利于收集和傳輸。因此為了提高光束質(zhì)量從而提高出光亮度和均勻性，需要通過具有特殊曲面設(shè)計的反射器1.6將光源光束角限制在一個小角度以內(nèi)，如15度、30度等。
[0021]所述光源散熱器1.7包括導(dǎo)熱和散熱兩個部分。其中導(dǎo)熱部分的作用是將光源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至散熱器，導(dǎo)熱部分通過良好導(dǎo)熱系數(shù)的襯底和高效的界面散熱途徑。起支撐作用的封裝基板1.5為導(dǎo)熱材料，基板表面芯片區(qū)域可附有反射涂層。為了將熱量進一步傳導(dǎo)至散熱器，LED封裝基板1.5與散熱器的接觸界面可用螺絲固定連接；或?qū)ED封裝基板1.5可直接焊接在散熱器上；或用導(dǎo)熱硅脂、或?qū)崮z片進行界面連接；或用螺絲、卡扣、焊接等方式黏結(jié)固定。所述光學(xué)系統(tǒng)1.2，用于接收高密度光線，之后將光線區(qū)域進行放大、均勻化，并提供投射光線的初步調(diào)節(jié)。該光學(xué)1.2進一步包括勻光透鏡1.9和投影鏡頭1.10。
[0022]所述勻光透鏡1.9，用于將光源部分1.1出射光線充分收集并均勻化。該透鏡的尺寸需根據(jù)具體光線出射角度設(shè)定，勻光透鏡1.9的個數(shù)為一個或多個。勻光透鏡1.9的材料為透光良好的材料，如玻璃、陶瓷、塑料等，其透光率需在80%以上。
[0023]所述投影鏡頭1.10，用于將光線充分聚集并將放大的光斑均勻投影至反射系統(tǒng)
1.3，并可以對投射光線進行基礎(chǔ)調(diào)節(jié)。該鏡頭1.10可由一組或多組晶片組成，其材料為透光性良好的材料，如玻璃、陶瓷、塑料等。投影鏡頭1.10的放大倍數(shù)可以調(diào)節(jié)，以便于根據(jù)應(yīng)用需要調(diào)制形成任意范圍的照明光斑。投影鏡頭1.10的總體透光率為85%以上。
[0024]所述散熱系統(tǒng)包括光源主動散熱部件1.12和光學(xué)系統(tǒng)散熱部件1.13，其分別用于減少光源發(fā)光產(chǎn)生的熱量和光學(xué)部件引起的熱量。光源1.1發(fā)光產(chǎn)生的熱量除了使用光源散熱器1.7主動散熱之外，還需要設(shè)置單獨的主動散熱部件1.12進行散熱；另外因為部分光線會被光學(xué)元件吸收或被散射并偏離理論路徑，最終也將轉(zhuǎn)化成熱量。因此需要對投影系統(tǒng)內(nèi)部整體設(shè)置散射部件，不能僅考慮光源1.1部分的散熱。
[0025]所述光源主動散熱部件1.12和光學(xué)系統(tǒng)的散熱部件1.13可以為風(fēng)扇或冷凝管等主動散熱方式。這兩個散熱部件均放置在投影系統(tǒng)外殼1.11的內(nèi)壁。投影系統(tǒng)的外殼
1.11可根據(jù)散熱方式設(shè)置通風(fēng)口。
[0026]所述控制系統(tǒng)，由控制設(shè)備和通信接收端組成。控制設(shè)備為便攜式遙控設(shè)備?？捎糜谡{(diào)節(jié)單一照明系統(tǒng)的應(yīng)用狀態(tài)以及在某區(qū)域內(nèi)多個照明系統(tǒng)之間的互聯(lián)通信。通信接收端包括投影系統(tǒng)接收端和反射系統(tǒng)接收端。各接收端根據(jù)控制設(shè)備的指令對各光學(xué)元件的位置、角度、尺度等參數(shù)進行機械調(diào)控，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最大的靈活性。
[0027]所述反射系統(tǒng)1.3，用于將投影系統(tǒng)發(fā)出的投射光線轉(zhuǎn)換成特定范圍內(nèi)的照明光線。為了防止眩光并節(jié)省室內(nèi)空間，本發(fā)明中的投影式照明系統(tǒng)的光線投向室內(nèi)某反射面1.3上，反射面的材料的反射率在80%以上，反射面為高反射率或特定要求的物體、涂層等。如油漆涂層、樹脂、毛玻璃等。經(jīng)過反射面的光斑或靜態(tài)圖像經(jīng)由室內(nèi)反射區(qū)域后，進一步放大并投影在被照明區(qū)域1.4。此反射面可設(shè)置在室內(nèi)側(cè)壁頂部，占用面積小，并不影響視覺和室內(nèi)裝飾設(shè)計。
[0028]圖2所示為本發(fā)明具體實施例中多路投影式照明系統(tǒng)的具體光路側(cè)視圖，其包含多個圖1所示的單一光路。如圖2所示，多路投影式照明系統(tǒng)中包括四組投影系統(tǒng)(圖2中只體現(xiàn)3組投影系統(tǒng))、四個與之對應(yīng)的室內(nèi)反射系統(tǒng)1.301和1.302 (圖中只體現(xiàn)兩個反射系統(tǒng))和控制系統(tǒng)1.5等?？赏ㄟ^控制系統(tǒng)1.5調(diào)節(jié)任意一組投影系統(tǒng)的投射方向a和反射系統(tǒng)與水平面的角度P，來實現(xiàn)不同照明范圍和照明光斑的形狀。例如，在反射系統(tǒng)1.301或1.302均完全平行于投射鏡頭面時，且四組投影系統(tǒng)和室內(nèi)反射系統(tǒng)的設(shè)定系數(shù)完全相同，可實現(xiàn)方形光斑。通過控制系統(tǒng)可獨立調(diào)節(jié)任意一組投影系統(tǒng)1.14參數(shù)和反射系統(tǒng)1.301或1.302的角度可實現(xiàn)任意一種光斑。
[0029]投影系統(tǒng)1.14可懸掛于室內(nèi)頂棚或其他位置，非向下出光，而是通過室內(nèi)裝飾中小區(qū)域范圍內(nèi)的反射面1.301或1.302進行二次反射形成照明光斑。為了適應(yīng)不同環(huán)境的場合的照明要求，可通過調(diào)節(jié)任意一組投影系統(tǒng)1.14的投射方向a和反射面與水平面之間的夾角P來控制照明區(qū)域1.4以提供照明區(qū)域1.4的靈活性。
[0030]總之，本發(fā)明為照明區(qū)域1.4和光斑形狀可調(diào)節(jié)的投影式照明系統(tǒng)。應(yīng)用多組投影鏡頭1.14來放大光斑，節(jié)省了傳統(tǒng)照明設(shè)備中燈具透鏡和反射器所占用的空間，同時利用室內(nèi)裝飾提供二次反射路徑，并且可根據(jù)具體環(huán)境要求調(diào)節(jié)光斑形狀。
[0031]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，包括: 多路投影系統(tǒng)，用于提供室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)的投射光線； 控制系統(tǒng)，用于控制各個系統(tǒng)之間的互聯(lián)通信； 多路反射系統(tǒng)，用于將所述多路投影系統(tǒng)發(fā)出的投射光線轉(zhuǎn)換成特定范圍內(nèi)的照明光線。
2.如權(quán)利要求1所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，所述投影系統(tǒng)包括光源和光學(xué)系統(tǒng)；所述投影系統(tǒng)整體懸掛于室內(nèi)頂棚或其他位置，并不直接向下出光照射被照面，其通過反射面形成照明用的光斑，并利用反射面反射出的光進行照明。
3.如權(quán)利要求2所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光源包括:封裝基板、反射器、散熱部件和LED芯片；封裝基板用于安裝所述反射器、散熱部件和LED芯片，所述LED芯片用于發(fā)出基礎(chǔ)光線，反射器用于將LED芯片發(fā)出的基礎(chǔ)光限定在一定范圍之內(nèi)，散熱系統(tǒng)用于系統(tǒng)散熱。
4.如權(quán)利要求3所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，散熱系統(tǒng)包括導(dǎo)熱部分和散熱部分，其中導(dǎo)熱部分的作用是將光源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至散熱部分進行散熱。
5.如權(quán)利要求1所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，控制系統(tǒng)由控制設(shè)備和通信接收端組成，其中接收端根據(jù)控制設(shè)備發(fā)出的控制指令對各個光學(xué)系統(tǒng)中的元件進行機械調(diào)控。
6.如權(quán)利要求1所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，所述反射系統(tǒng)可以為室內(nèi)高反射率的物體或涂層。
7.如權(quán)利要求3所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光源中的LED芯片可以由一個或多個發(fā)單色光的LED芯片組成，或是由一個或多個不同顏色的LED芯片混合組成。
8.如權(quán)利要求3所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光源可以對其各個單獨的發(fā)光區(qū)域分別進行調(diào)光，以形成光學(xué)特性的變化；所述光源通過反射器將光源光束角限制在一個特定角度以內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，所述投影式照明系統(tǒng)還包括散熱系統(tǒng)，其包括光源主動散熱部件和光學(xué)系統(tǒng)散熱部件，其分別用于對所述光源和所述光學(xué)系統(tǒng)中各元件產(chǎn)生的熱量進行散熱；光源主動散熱部件和光學(xué)系統(tǒng)散熱部件均采用主動。
10.如權(quán)利要求2所述的光斑可調(diào)的室內(nèi)投影式照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)包括勻光透鏡和投影鏡頭，所述勻光透鏡用于將光源出射的光線充分收集并均勻化，所述投影鏡頭用于將光線充分聚集并將放大的光斑均勻投影至反射系統(tǒng)。
【文檔編號】F21S2/00GK103486474SQ201310447405
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】劉立莉, 楊華, 盧鵬志, 薛斌, 孔慶峰, 王兵, 李璟, 王軍喜, 李晉閩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所