专利名称：照明系统和用于这种系统的光源单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括光源单元和投影系统的照明系统，其用于在目标区域内产生所期望的光分布图案，并且特别用于汽车头灯照明、工作室和剧场照明、具有可调节光束宽度或方向的室内光点、建筑动态照明、迪斯科照明等等。本发明特别涉及一种包括光源单元的照明系统，所述光源单元具有一个或多个Lambertian光源(即所辐射的光强度的图案与观看者和光源所处的中心线或表面法线之间的角度的余弦基本上成比例的光源)，特别是具有这种Lambertian辐射特性的一个或多个LED或者LED阵列或者发光区域，其例如具有一个或多个光导的一个或多个孔径的形式。最后，本发明涉及一种包括一个或多个Lambertian光源的光源单元，所述光源单元被适配成用于这种照明系统。
背景技术：
US 6，909，554公开了一种包括光电子设备阵列的光学系统,所述光电子设备阵列采取LED之类的发光器阵列或CCD之类的光检测器阵列的形式，其中所述阵列基本上沿着平坦的平面延伸。此外，所述光学系统包括微透镜阵列和具有非平坦聚焦场的前置光学设备。每一个光电子设备配备有其中一个微透镜，各个微透镜分别具有一定的焦距和/或它们以及与它们对应的光电子设备之间的一定分隔距离，从而使其补偿前置光学设备的非平坦聚焦场，从而由前置光学设备提供的光就被微透镜重新配置成基本上沿着所述光电子设备阵列的平坦平面聚焦，反之亦然。该光学系统的一个缺点在于，如果使用LED作为发光的光电子设备，则所发出的光的一大部分无法被有关的微透镜捕获而是被丢失。这是由于以下事实而造成的即LED通常是Lambertian光源，其辐射强度的图案或多或少与观看者和所述LED所处的中心线或表面法线之间的角度的余弦成比例。US 2007/0211473公开了一种特别用于交通灯和其他信号灯头的光源，其包括外罩，LED模块被放置在所述外罩中以便通过Fresnel透镜和发散透镜向外罩的外部发光，其中通过围绕每一个LED放置反射器杯罩应当会改进发散透镜的表面上的光分布的均匀性，所述反射器杯罩具有一定倾斜角度从而将更多的光导向发散透镜的外围，或者所述反射器杯罩具有非对称曲率或呈扇形展开以便在没有倾斜的情况下获得倾斜反射器杯罩的效果。
发明内容
本发明的一个基本目的在于提供一种包括光源单元和投影系统的照明系统，特别在使用一个或多个Lambertian光源的情况下能够借助于所述照明系统以高效率在目标区域中生成所期望的或预定的光分布图案。本发明的另一个基础目的在于提供一种包括光源单元和投影系统的照明系统，所述照明系统特别适用于汽车头灯照明应用，以便特别在使用一个或多个Lambertian光源的情况下在路面上生成具有适当形状的光照图案。上述目的根据权利要求I通过一种包括光源单元和投影系统的照明系统得以实现，所述照明系统用于在目标区域中生成所述预定的或所期望的光图案，其中所述光源单元包括至少一个光源和至少一个准直器，所述准直器包括入口孔径，由所述至少一个光源发出的光通过所述入口口径进入该准直器，以及平坦或弯曲的反光壁面或平面，其用于把进入到所述准直器中的光反射及引导通过该准直器的出口孔径并且进入到投影系统中，其中所述至少一个准直器的规格和/或设置被确定成使得所述准直器的出口孔径、或者包围所述准直器的出口孔径并标定其边界的所述准直器的反光壁面或平面的前方边缘中的至少一个与投影系统的弯曲焦平面的至少一部分至少基本上重合，并且至少基本上遵循投影系统的弯曲焦平面的所述至少一部分，或者所述至少一个准直器的规格和/或设置被确定成使得投影系统的弯曲焦平面分别与所述出口孔径或所述边缘中的至少一个相交或相切地接触。通过如前所述地设置准直器的孔径或者前方边缘中的至少一个从而将这样的孔径限制在投影系统的弯曲焦平面内，可以在没有显著像差的情况下以高效率获得目标区域中的连续光强度分布，从而根据本发明的照明系统没有显著受到投影系统的场曲率的影响。 从属权利要求公开了本发明的有利实施例。由于具有反射壁面的准直器被用于把光导入投影系统而不是折射透镜，因此根据权利要求2也可以使用LED之类的Lambertian光源而不会损失太多所发出的光。根据权利要求I的解决方案特别在根据权利要求3的实施例(其中所述光源单元包括多个准直器)的情况下是有利的原因在于，由与投影系统的光轴具有可观距离的那些准直器发出的光也以高效率被导入目标区域，或者换句话说在目标区域中可以获得整个光源单元的锐利得多并且至少基本上无像差的图像，并因而获得光强度图案的更加均匀的分布。权利要求4到6公开了在提供多个这种准直器的情况下的准直器设置的有利实施例。根据权利要求7的实施例在所述光源应当被安放在共同的印刷电路板上的情况下是特别有利的。权利要求8和9是针对可以借之在目标区域内的光分布图案中获得锐利的截止边沿的本发明的实施例。权利要求10和11是针对可以借之在目标区域内的光分布图案中获得光强度的逐渐减小的本发明的实施例。根据权利要求12的实施例有利于在目标区域中生成光强度分布图案的特定进程。权利要求13和14公开了在其制造方面是有利的的光源单元本身的实施例。应当认识到，在不背离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可以对本发明的各项特征进行按照任意组合方式的组合。通过下面参照附图给出的本发明的优选和示例性的实施例的描述，本发明的其他细节、特征和优点将变得显而易见。
图I示出了根据本发明的光源单元的三维示意 图2示出了包括根据图I的光源单元和投影系统的照明系统的总体配置的俯视 图3示出了根据本发明的照明系统的第一实施例的俯视 图4示出了根据本发明的照明系统的第二实施例的俯视图； 图5示出了根据本发明的照明系统的第三实施例的俯视 图6示出了根据本发明的照明系统的第四实施例的光源单元的三维视图，其中没有示出投影系统；
图7示出了根据本发明的照明系统的第五实施例的光源单元的三维视图，其中没有示出投影系统；
图8示出了穿过根据图7的光源单元的示意性剖面图，其标示出由其中一个LED发出的光线；
图9示出了汽车头灯照明在路面上的所期望的光图案；以及
图10示出了根据本发明的照明系统的第六实施例的光源单元的三维示意图，其用于生成根据图9的光图案，其中没有示出投影系统。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的光源单元I的示意图。其包括多个LED 11和多个准直器12，其中每一个准直器12具有在该处分别设置至少一个LED 11的入口孔径，以及由所述至少一个LED 11发出的光借以离开准直器12的出口孔径。取代LED 11本身，可以在准直器12的入口孔径中提供光纤之类的一个或更多光导的(多个)末端之类的其他发光表面，其特别具有与LED类似的光辐射强度图案，以便把LED之类的一个或更多光源的光导入该入口孔径。一般来说，准直器12是填充有空气的反射准直器，其用于仅仅通过准直器12的壁面的内表面处的反射对LED发出的光进行准直，或者准直器12填充有透明电介质媒介以便不仅通过反射而且还通过所述电介质媒介内的折射对LED发出的光进行准直，其中所述光分别被准直到投影系统的方向上并且特别是其入口孔径。优选的是，各个准直器12的出口孔径分别是矩形的，因为这样允许根据图I紧密地并排放置各个准直器12，并且与例如具有圆形出口孔径的准直器相比获得由整个光源单元I发出的光的更加均匀的分布。为了易于制造，准直器12的入口孔径也是矩形的。相应地，提供LED 11或其他发光表面从而使其也具有矩形发光表面，并且使得准直器12的入口孔径的面积在其大小方面对应于该发光表面的大小,反之亦然。优选地，在准直器12的入口孔径与LED 11之间提供小间隙，以便允许二者之间的
定位容差。更具体来说，如图I中所示，每一个准直器12具有上方壁面121、下方壁面122以及第一和相对的第二侧方壁面123、124，其中每一个准直器的出口孔径分别由其壁面121、122、123、124的前方边缘121r、122r、123r、124r (也就是与投影系统相对的边缘)包围及限制。换句话说，所述反光壁面或平面121到124在朝向投影系统的方向上由前方边缘121r到124r定界或终结，并且这些前方边缘包围及标定有关的准直器12的出口孔径的边界。优选地，出口孔径的面积大约是入口孔径(或者孔径内的有关LED管芯)的面积的四倍，以便获得大约30°的准直开口角度从而匹配f/1. O投影系统，其中f是作为透镜直径D与投影系统的焦距f之间的比值的f数，因此在本例中D=f。根据图1，光源单元I包括一定数目的优选地完全相同的准直器12，所述准直器12的方向彼此平行并且被沿着直线阵列并排邻接设置。可替换地，也可以通过矩阵阵列的形式提供根据本发明的光源单元1，所述矩阵阵列具有彼此上下设置的一定数目的这种准直器12的线，其中这些线被设置成彼此平行并且彼此并排邻接，其中这些线可以具有相同或不同的长度。图2示出了包括根据图I的光源单元I和投影系统2的照明系统的总体配置的俯视图，所述投影系统2通常是以一个或更多透镜的形式提供的。光源单元I (即如前所述的准直器12的线阵列或矩阵阵列)沿着垂直于投影系统2的光轴A的平坦平面延伸。由光源单元I发出的光通过投影系统2被投影到目标区域中。由于这样的光源单元I的各个准直器12的孔径或多或少地被设置在至少基本上垂直于投 影系统2的光轴A的同一个共同平坦平面内，因此这样的配置受到投影系统2的场曲率或并非平坦而是弯曲的聚焦场或焦平面的影响，从而特别对于与投影系统2的光轴A距离较远的那些LED和准直器12导致不清晰和其他像差。这种效应对于仅由一个单一透镜元件构成的投影系统2非常显著。一般来说，为了补偿焦平面的上述曲率，光源单元I的各个单独的准直器12的设置和/或方向和/或规格根据本发明被确定，从而使得各个单独的准直器12的出口孔径(并且优选地是这些出口孔径的中心)、或者包围及标定有关的准直器12的出口孔径的边界的各个准直器的反光壁面的前方边缘中的至少一个被放置成尽可能地靠近投影系统2的弯曲焦平面P，或者与之重合并且遵循所述弯曲焦平面P或者与之相交或者相切地接触。这样做的结果是各个准直器12的出口孔径被相应地锐利得多地成像到目标区域中，从而在没有太多光损失的情况下获得连续的光分布。一般来说，当把光源单元I的各个准直器12的出口孔径成像到目标区域中时，在目标区域内也可能生成对应于相邻准直器12的邻近侧方壁面124、123之间的边缘124r、123r的暗垂直线。为了避免这些线或者使其较不显眼，如果希望的话可以使得邻近的单独准直器12之间的相邻侧方壁面124、123与上方和下方壁面121、122相比较短，以便将这些边缘124r、123i■排除在投影系统2的焦平面之外。这样，与图I的情况相比，各个LED 11在侧向方向上彼此将具有相应地较小的距离，从而使得准直器12的开口角度保持不变。这一点对于以下情况也相应地适用其中提供准直器12的矩阵，并且由于彼此上下设置的准直器的上方与相邻的下方壁面121、122之间的邻近边缘121r、122r而导致在目标区域中生成可能的水平线。基于前面的原理，下面给出可以根据所期望的应用和有关的需求来选择的本发明的示例性实施例。图3示出了根据本发明的照明系统的第一实施例的俯视图，其包括光源单元I和投影系统2。光源单元I可以通过多个准直器12提供，所述准直器被沿着直线设置(线阵列)，或者采取彼此平行地设置的一定数目的这种准直器12的线的形式(矩阵阵列)，二者都被投影到垂直于投影系统2的光轴A的平面内，并且按照结合图I和2所解释的那样以相等或变化长度的线阵列彼此邻接。根据图3，通过彼此平行并且根据焦平面P的曲率在平行于投影系统2的光轴A的方向上偏移各个单独的准直器12获得各个出口孔径在弯曲焦平面P中的前述定位。这样，各个准直器12的出口孔径也相应地相对于彼此偏移但是保持在垂直于投影系统的光轴A的平面内，从而使得焦平面P分别与准直器12的孔径或者准直器12的壁面121、122、123、124的前方边缘121r、122r、123r、124r的平面相交或相切地接触，正如图3中的虚线P (其标示出焦平面)所标示的那样。但是这种解决方案可能具有一个实际的缺点，因为准直器12的入口孔径现在也被定位在弯曲的平面内而不再处于共同的平坦平面内。如果各个LED 11分别被定位在这些入口孔径中，则其无法再被安放在共同的印刷电路板上，因为这样的印刷电路板通常是平坦的。为了避免这一缺点，根据图4提供了照明系统的第二实施例。光源单元I同样可以按照同在垂直于投影系统2的光轴A的平面内看来的准直器12的直线阵列的形式或者具有相等或变化长度的一定数目的平行并邻接的这种线的形式(特别是按照准直器12的矩阵阵列的形式)来提供，正如结合图I和2所解释的那样。此外，投影系统2同样在图4 中被示意性地示出，并且可以按照一个或更多透镜的形式来提供。根据该第二实施例，不像图3中所示出的那样偏移准直器12，而是在朝向投影系统2的方向上将准直器12的壁面121到124的长度分别延伸到弯曲焦平面P。这样，分别由这些壁面121到124的前方边缘121r到124r限定的出口孔径就基本上与投影系统2的弯曲焦平面P重合并且基本上遵循所述弯曲焦平面P。前方边缘1211■到124i■本身可以分别形成直线，或者为了更好地适应于焦平面P而具有与焦平面P的曲率至少基本上相匹配的曲率。各个准直器12的入口孔径以及相应地还有这些入口孔径处的有关LED 11保持在共同的平坦平面内，从而可以将各个LED安放在共同的印刷电路板上。图5示出了根据本发明的照明系统的第三实施例的俯视图，其包括光源单元I和投影系统2。光源单元I同样可以按照前面结合图4解释的那样以准直器12的线阵列或矩阵阵列的形式提供，并且投影系统2同样可以按照一个或更多透镜的形式提供。根据该第三实施例，相对于投影系统2的光轴A倾斜准直器12，从而特别使得离开各个准直器12的出口孔径的光束的中心分别指向投影系统2的中心区域或入口孔径。在该实施例中，各个准直器12的出口孔径同样被设置在投影系统2的弯曲焦平面P内并且基本上遵循所述弯曲焦平面P。前方边缘121r到124r本身同样可以分别形成直线，或者为了更好地适应于焦平面P而具有与焦平面P的曲率至少基本上相匹配的曲率。为了能够将位于各个准直器12的入口孔径处的LED 11安放在共同的印刷电路板上，准直器12优选地在远离焦平面P的方向上延伸其长度，从而使得所有入口孔径都位于优选地垂直于投影系统2的光轴A的共同的平坦平面内。特别在包括与投影系统2的光轴A具有相当大距离的准直器12的较大光源单元I的情况下，该第三实施例是有利的并且具有更高的效率。图6示出了本发明的第四实施例的光源单元I的三维视图，其中仅仅为了清楚起见在该图中没有标示出投影系统。该第四实施例特别是为了其中希望在目标区域中生成具有光强度图案的锐利截止边沿的光束的应用而提供的。举例来说，这样的照明系统可以被用在汽车头灯照明系统中以便避免迎面而来的车辆的目眩。在这种情况下希望目标区域中的高于水平截止边沿的光强度与低于所述水平截止边沿的光强度相比显著降低。这样的光源单元I的各个准直器12优选地沿着直线设置(如图6中所示的准直器12的线阵列)，或者采取具有相等或变化长度的一定数目的平行并邻接的这种线的形式(特别是按照准直器12的矩阵的形式)，其中各个准直器12的孔径优选地被设置在垂直于投影系统2的光轴A的共同的平坦平面内，正如前面结合图I和2所解释的那样。为了在目标区域中的光束的上部生成前面提到的水平截止边沿，光源单元I在各个准直器12的出口孔 径的相应的下部或下方边沿处并且沿着所述下部或下方边沿包括在准直器12与投影系统2之间延伸的第一反射屏蔽125。该第一反射屏蔽125的指向、规格和弯曲被确定成使其前方边缘125r (即被设置成与投影系统相对的边缘)与投影系统2的弯曲焦平面P重合并且基本上遵循所述弯曲焦平面P，从而使得边缘125r以水平截止边沿的形式被锐利地成像到目标区域中。优选地，第一反射屏蔽125在水平方向上延伸，即垂直于准直器12的第一和第二侧方壁面123、124。由于与如图3到5中所示的实施例不同的事实，根据图6的准直器12的孔径优选地沿着基本上是直的线并且在垂直于投影系统2的光轴A的平面内延伸，因此在该处设置第一反射屏蔽125的前面提到的准直器12的阵列的下部或下方边沿(并且因此还有准直器12的下方壁面122的前方边缘122r)至多在其中央部分(也就是说根据图6仅有中央准直器12的下方壁面122的前方边缘122r与所述焦平面重合)与投影系统2的焦平面P接触，或者准直器12的阵列的所述下部或下方边沿(因此各个准直器12的下方壁面122的所有前方边缘122r)根本不与投影系统2的焦平面P接触而是远离焦平面P。由于(与图3到5不同)所导致的大多数或所有准直器12的出口孔径都远离投影系统2的焦平面P这一事实，因此特别是同样远离投影系统2的光轴A的外侧准直器12的出口孔径或多或少地与投影系统2失焦，并且相应地将被失焦地投影到目标区域中。但是特别在汽车应用的情况下，为了在目标区域中的侧向方向上获得一定程度的光强度降低，这一点可以被容忍或者甚至可能是合乎期望的。图7示出了本发明的第五实施例的光源单元1，其是图6中所示的第四实施例的一种变型。该第五实施例特别是为了其中希望在目标区域中的特定方向上的光束具有或多或少的光强度的逐渐降低的应用而提供的，例如在通过第一反射屏蔽125 (如果存在的话)生成的锐利截止边沿处开始降低并且在远离该截止边沿的方向上继续降低。这在汽车近光灯系统或其他汽车头灯照明系统中也是特别合乎期望的。为了获得上述效果，第五实施例与第四实施例的不同之处在于，如果希望在目标区域中的向下的方向上降低光强度，则在光源单元I的上方边沿处(即在与设置第一反射屏蔽125的边沿相对的边沿处)提供第二反射屏蔽126。第二反射屏蔽126的方向例如被确定成使其在准直器12的上方壁面121延伸的方向上笔直地继续。但是根据所期望的光强度降低进展或梯度，也可以选择其他方向或倾角。光源单元I同样可以按照前面所解释的那样以准直器12的线或矩阵阵列的形式来提供，并且各个准直器12同样被按照前面参照图1、2和6所解释的那样来设置。图8示出了沿着图7中的A-A线穿过中央准直器12的穿过根据图7的第五实施例的光源单元I的剖面，即处在沿着投影系统2的光轴A的平面内并且处在根据图7的垂直方向上的剖面，其中假设投影系统2被设置成使得投影系统2的焦平面同样与第一反射屏蔽125的前方边缘125r重合，也就是说按照前面参照图6所解释的那样来设置。在图8中示出了准直器12的上方和下方壁面121、122，并且在其入口孔径处示意性地标示出LED 11。第二反射屏蔽126优选地以与准直器12的上方壁面121相同的倾角或者以另一倾角延伸，并且由此在相同的方向上或者在另一方向上继续上方壁面121。此夕卜，第二屏蔽126明显在去到投影系统2的方向上延伸超出焦平面P，因此其前方边缘126r位于焦平面P与投影系统2之间。由于第一反射屏蔽125的弯曲前方边缘125r在中央准直器12处的进程基本上达到其下方壁面122的前方边缘122r这一事实，因此在图8中没有标不出该第一反射屏蔽125。此外，图8标示出源自LED 11的示例性光束Ib (点线)，其示出在该第二屏蔽126处将有光反射，其在目标区域中看来是源自准直器12的出口孔径的图像下方的某一位置。这样，目标区域中的光分布将或多或少地表现出光强度的逐渐降低，所述光强度的逐渐降低开始于锐利的截止边沿处，并且在从该截止边沿(其是通过第一反射屏蔽125 生成的)向下的方向上继续。可替换地，如果在目标区域中不希望有截止边沿，则也可以在没有第一反射屏蔽125的情况下提供根据图7的第五实施例。在这种情况下，各个准直器12的方向及其出口孔径优选地被设置在弯曲焦平面P中并且遵循所述弯曲焦平面P，正如前面关于图3或4或5中示出的实施例所解释的那样。图9示意性地示出了汽车头灯照明系统关于路面的光强度分布图案，这时有关的车辆正在右侧行车道dL上按照右行交通驾驶，其中也标示出对应于迎面而来的车辆的相反行车道oL。除了在这种图案中所期望的并且通过图6中所示的第四实施例生成的截止边沿coE之外，通常还希望具有沿着该截止边沿coE的所谓的扭折K，在该处，截止边沿coE (从车辆驾驶员看来)向右在向上的方向上升高，并且随后相对于扭折K左侧的截止边沿coE保持在一个提高的位置处并且基本上与之平行。图10示出了为了沿着截止边沿coE生成这样的扭折K而提供的本发明的第六实施例的光源单元I。同样仅仅为了清楚起见而没有示出投影系统。在图10中，所述光源单元(其包括各个准直器12和LED 11)包括第一下方部分Ia和第二提高部分lb，并且与所述光源单元的下方边沿处的可选的第一反射屏蔽125 —起示意性地标示出。对于该第六实施例当然也可以提供根据图7的第二反射屏蔽126 (如果希望的话)，但是在这里出于清楚起见没有示出。为了在光分布图案的截止边沿coE中实现前面的扭折K，第六实施例与图2到7中所示出的各个实施例的不同之处在于沿着光源单元la、lb提供偏置边沿oE，并且由此所述光源单元被划分成第一下方部分Ia和第二提高部分lb。这些部分la、lb沿着平行线延伸，并且第二部分Ib在垂直于投影系统2的光轴A并且垂直于光源单元的第一部分Ia的延伸的方向上提高。偏置边沿oE的长度和倾角的规格被确定成使得在投影系统的目标区域中获得光分布图案中的扭折K的所期望的长度和倾角，并因此获得截止边沿coE的右侧部分与其左侧部分相比的所期望的提高(参见图9)。当然所述光源单元的第一和第二部分la、lb不需要彼此平行地并且在水平方向上延伸。如果希望在图9中令扭折K的左侧和/或右侧的截止边沿coE在垂直方向上具有特定倾角，则也在垂直方向上相应地倾斜所述光源单元的第一和/或第二部分la、lb。此外，也可以通过图2到5中所示的实施例来生成这样的扭折K，前提是有关的准直器12的线阵列或矩阵阵列配备有如前所述的偏置边沿oE。一般来说，前面公开的准直器12的壁面121、122、123、124以及第一和第二反射屏蔽125、126分别是平坦的壁面和平坦的屏蔽。这一点出于制造原因是特别有利的并且易于确定有关的准直器和屏蔽的规格。但是所述壁面121、122、123、124和/或屏蔽125、126当中的一部分或全部也可以分别是弯曲的壁面和屏蔽，以便例如关于光源或发光表面在准直器12的入口孔径处所辐射的光强度的特定图案优化准直器12，以及/或者用于在目标区域中获得特定的经过优化的光强度分布。此外，取代光源单元I的两个或更多准直器12，可以使用共同的准直器，其例如具有在纵向方向上延伸的相应地矩形孔径而不是如图1、6和7中所标示出的优选的正方形孔 径。虽然在附图和前面的描述中详细说明并描述了本发明，但是这样的说明和描述应被视为是说明性或示例性而非限制性的，并且本发明不限于所公开的实施例。在不背离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，前面描述的本发明的实施例可能有各种变型。通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解并实施对于所公开的实施例的各种变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除复数。单个单元可以实现在权利要求书中引述的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中引述某些措施并不意味着不能使用这些措施的组合来获益。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制其范围。
权利要求
1.包括光源单元(I)和投影系统(2)的照明系统，其用于在目标区域中生成预定光图案，其中所述光源单元(I)包括至少一个光源(11)和至少一个准直器(12)，所述至少一个准直器(12)包括入口孔径，由所述至少一个光源(11)发出的光通过该入口孔径进入准直器(12)，以及平坦或弯曲的反光壁面或平面(121，122，123，124)，其用于把进入到所述准直器(12)中的光反射及引导通过准直器(12)的出口孔径并且进入到投影系统(2)中，其中所述至少一个准直器(12)的规格和/或设置被确定成使得所述准直器(12)的出口孔径、或者包围所述准直器(12)的出口孔径并标定其边界的准直器(12)的反光壁面或平面(121，122，123，124)的前方边缘(121r，122r，123r，124r)中的至少一个与投影系统(2)的弯曲焦平面(P)的至少一部分至少基本上重合，并且至少基本上遵循投影系统(2)的弯曲焦平面(P)的所述至少一部分，或者所述至少一个准直器(12)的规格和/或设置被确定成使得投影系统(2)的弯曲焦平面(P)分别与所述出口孔径或所述边缘中的至少一个相交或相切地接触。
2.根据权利要求I的照明系统， 其中，所述至少一个光源(11)是具有Lambertian光福射特性的Lambertian光源。
3.根据权利要求I的照明系统， 其中，所述光源单元(I)包括多个准直器(12)，所述准直器(12)在垂直于投影系统(2)的光轴(A)的投影平面内看来分别按照线阵列的形式或者按照包括多个具有相等或不同长度的所述线的矩阵阵列的形式并排设置。
4.根据权利要求3的照明系统， 其中，所述准直器(12)在平行于投影系统(2)的光轴(A)的方向上被彼此平行地偏移，从而使得投影系统(2)的弯曲焦平面(P)与各个准直器(12)的出口孔径相交或相切地接触。
5.根据权利要求3的照明系统， 其中，所述准直器(12)的壁面(121到124)在朝向投影系统(2)的方向上延伸到所述弯曲焦平面(P)。
6.根据权利要求3的照明系统， 其中，所述准直器(12)关于投影系统(2)的光轴(A)被倾斜，从而使得离开各个准直器(12)的出口孔径的光束指向投影系统(2)的中心区域或入口孔径。
7.根据权利要求3的照明系统， 其中，所述准直器(12 )的规格被确定成使其入口孔径被设置在共同的平坦平面内。
8.根据权利要求I的照明系统， 其中，所述光源单元(I)包括沿着所述至少一个准直器(12)的出口孔径的第一侧设置并且在该准直器(12)与投影系统(2)之间延伸并且具有与投影系统(2)相对的前方边缘(125r)的第一反射屏蔽(125)，其中所述前方边缘(125r)具有对应于投影系统(2)的弯曲焦平面(P)的弯曲进程并且与该弯曲焦平面(P)重合并且基本上遵循该弯曲焦平面(P)，并且其中所述准直器(12)的出口孔径相应地远离投影系统(2)的焦平面(P)并且因此与投影系统(2)失焦。
9.根据权利要求8的照明系统， 其中，所述第一反射屏蔽(125)在平行于投影系统(2)的光轴(A)的方向上延伸。
10.根据权利要求I的照明系统， 其中，所述光源单元(I)包括在所述至少一个准直器(12)的出口孔径的第二侧处设置并且在该准直器(12)与投影系统(2)之间延伸并且具有与投影系统(2)相对的前方边缘(126r)的第二反射屏蔽(126)，其中所述前方边缘(126r)位于投影系统(2)与其弯曲焦平面(P)之间。
11.根据权利要求10的照明系统， 其中，所述第二反射屏蔽(126)在与其被设置于该处的准直器(12)的壁面(121，122，123，124)基本上相同的方向上延伸。
12.根据权利要求3的照明系统， 其中，所述光源单元(I)包括第一部分(Ia)和第二部分(Ib)，其中每一个部分分别包括第一和第二数目的准直器(12)，所述准直器(12)分别被设置成第一和第二线阵列的形式，并且其中这些线阵列在垂直于所述线阵列的延伸并且垂直于投影系统(2)的光轴的方向上平行于彼此偏置。
13.包括按照准直器(12)的线阵列或矩阵阵列的形式并排邻接设置的多个准直器(12)的光源单元(1)，所述光源单元(I)适于使用在根据至少其中一条在前权利要求的照明系统中。
14.根据权利要求13的光源单元， 其中，各个准直器(12)的入口孔径被设置在共同的平坦平面内，并且其中分别有至少一个LED (11)被设置在每一个准直器(12)的入口孔径中，所述各个LED (11)被安放在共同的印刷电路板上。
全文摘要
本发明公开了一种包括光源单元(1)和投影系统(2)的照明系统，其用于在目标区域中产生所期望的光分布图案，并且特别用于汽车头灯照明、工作室和剧场照明、具有可调节光束宽度或方向的室内光点、建筑动态照明、迪斯科照明等等。所述照明系统特别适用于具有一个或多个Lambertian光源(11)、特别是多个LED的光源单元(1)。为了在目标区域中生成所期望的光分布图案，所述光源单元(1)包括多个准直器(12)，其规格和/或设置被确定成特别使得投影系统(2)的弯曲焦平面(P)与各个准直器(12)的出口孔径相交或相切地接触。
文档编号F21S8/12GK102812289SQ201180017376
公开日2012年12月5日 申请日期2011年3月23日 优先权日2010年3月31日
发明者M.斯克肯斯, M.德荣格, M.P.克雷尤森, S.M.布伊, J.A.舒格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司