專利名稱：用于多光源投影裝置的冷卻模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種照明裝置，其用于照明投影照明裝置的光閘，所述投影照明裝置將光閘的影像投影到目標(biāo)表面。照明裝置包括產(chǎn)生光的光源模塊、限定光閘的孔隙和適合于在目標(biāo)表面處投影光閘的投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)由于其相對(duì)低的能量消耗、長的壽命和電子調(diào)光的能力而在與照明應(yīng)用有關(guān)的方面越來越多地得到使用。LED被成功用于照明應(yīng)用中以供全面照明，諸如用于照明寬闊區(qū)域或用于產(chǎn)生寬闊光束(例如，用于娛樂行業(yè))的染色燈/泛光燈。然而，LED目前尚未在與光應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)的方面得到成功使用，在光應(yīng)用系統(tǒng)中，可產(chǎn)生影像并將影像投影到目標(biāo)表面。在與娛樂照明有關(guān)的情況下尤其如此，在娛樂照明中，高需求的流明(lumen)輸出和高的影像質(zhì)量都是必需的。LED投影系統(tǒng)尚不能夠滿足這 些需求。投影系統(tǒng)中的光通常被收集到光閘中，在光閘中產(chǎn)生影像，接著成像光學(xué)系統(tǒng)將光閘投影到目標(biāo)表面上。W00198706、US6227669和US6402347公開了照明系統(tǒng)，其包括以平面陣列來排列的數(shù)個(gè)LED，其中將會(huì)聚透鏡定位在LED的前方以便聚焦光，從而(例如)照明預(yù)定區(qū)域/閘或用于將來自ニ極管的光耦合到光纖中。將來自數(shù)個(gè)LED的光定向到共同焦點(diǎn)或聚焦區(qū)域的照明系統(tǒng)也是已知的。US6443594、US7226185B、EP1710493使用了單獨(dú)的折射構(gòu)件，其定位在每個(gè)LED的前方以將來自每個(gè)LED的光定向到共同焦點(diǎn)。JP2006269182A2、W00198706、US5309277使LED相對(duì)于光軸傾斜，以便將來自每個(gè)LED的光定向到共同焦點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)器材試圖通過增加盡可能多的光源來増加流明輸出。然而，結(jié)果是關(guān)于功率消耗相對(duì)光輸出的效率非常低。此外，大量的光會(huì)損失掉，這是因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)器材通常只將光束的光的中心部分耦合穿過光閘以便提供對(duì)光閘的均勻照明，從而再次降低了效率。另ー方面在于以下事實(shí)LED產(chǎn)生許多熱量，從而可能縮短LED的壽命、降低效率、減少光輸出，還可造成所發(fā)射光的顔色改變。因此，LED需要加以冷卻，還需保持恒溫。熱量隨著LED的數(shù)量而增加，且隨著越來越多LED的使用，進(jìn)ー步増加了冷卻需求。以平面型式安裝LED陣列的系統(tǒng)通過將LED安裝在平面散熱器上而解決了冷卻方面的問題。然而，在LED相對(duì)于彼此成角度的光學(xué)系統(tǒng)中，冷卻問題的復(fù)雜性進(jìn)ー步變得復(fù)雜。JP2006269182公開了ー種包括LED保持部分的系統(tǒng)，LED是以使其光軸定向到孔隙部分的孔隙的方式安裝在所述LED保持部分上。所述保持部分是實(shí)施為支座/轉(zhuǎn)動(dòng)架，并且在熱量可由散熱器帶走之前，必須通過這些支座/轉(zhuǎn)動(dòng)架來耗散熱量。US2008290357公開了ー種LED包裝，其包括載體、一對(duì)導(dǎo)電線單元、LED芯片，且提供控制電路模塊。載體具有裝載部分和連接到裝載部分的外圍的環(huán)形框架。裝載部分具有圓頂狀的上表面和ー對(duì)通孔。這對(duì)導(dǎo)電線單元分別被安置在通孔的內(nèi)部，并且每個(gè)導(dǎo)電線單元都具有導(dǎo)電線和密封導(dǎo)電線的絕緣材料。LED芯片是安置在載體的上表面上并與導(dǎo)電線電連接?？刂齐娐纺K安置在載體的底部并與導(dǎo)電線電連接以用于控制LED芯片的操作。CN 101832公開了ー種光投影儀，其中每個(gè)LED被安裝在具有徑向突出銷的圓柱體的端部。圓柱體經(jīng)過布置以使得LED以凹入型式進(jìn)行布置。US2002/0181231公開了ー種用于舞臺(tái)、戲院和建筑 照明的照明系統(tǒng)，其包括用于支撐多個(gè)發(fā)光二極管的框架。將ニ極管安裝到框架以使得每個(gè)ニ極管即固定到框架也同時(shí)得到定位，其中將每個(gè)離散的ニ極管光束定向到規(guī)定的遠(yuǎn)端焦點(diǎn)(目標(biāo)區(qū))，之后再定向到預(yù)定的照明區(qū)域。通過與框架一體化的電路系統(tǒng)提供的電功率將電壓傳輸?shù)桨l(fā)光二極管并控制所述電壓?？梢詫⒖蚣芘渲脼槿魏慰招捏w積，諸如圓錐體、半橢圓體和半球體，或可以配置為平面。具有孔隙和襯墊以用于電連接的可彎曲坯件可以用于建構(gòu)剛性框架。成像閘準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡可以插入框架與照明區(qū)域之間?？蚣芤部梢允钳B層框架(sandwichframe)，其具有插入偏壓絕緣泡沫膠層之間的正負(fù)導(dǎo)電層。這些系統(tǒng)是復(fù)雜的并且制造起來昂貴，并且冷卻需求并不足以冷卻高功率的LED。燈具中的空間通常是有限的，因而難以將許多光源配裝到現(xiàn)有技術(shù)器材中，(例如)因?yàn)榕c光源相關(guān)聯(lián)的光學(xué)組件通常會(huì)占據(jù)大量的空間。發(fā)明描述本發(fā)明的目標(biāo)是解決或最小化上述問題中的至少ー些問題。這個(gè)目標(biāo)可以由獨(dú)立權(quán)利要求界定的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)。在示出本發(fā)明的附圖
的詳細(xì)描述中公開了本發(fā)明的益處和優(yōu)點(diǎn)。附屬權(quán)利要求界定本發(fā)明的不同實(shí)施方案。附圖描述圖I示出可以使用本發(fā)明的照明裝置的通用光學(xué)設(shè)置；圖2a和圖2b示出包括根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的圖案(GOBO)投影儀；圖3a和圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的冷卻模塊；圖4示出具有根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的移動(dòng)頭燈具；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的光源模塊的分解背部側(cè)視圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的冷卻模塊的仰視圖；圖7示出在圖6中所示的冷卻模塊的側(cè)視圖；以及圖8示出在圖6中的冷卻模塊的右上角的放大視圖。發(fā)明詳述圖式示出根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的通用設(shè)置。光學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，一些示出的光線是說明本發(fā)明所依據(jù)的原理而不是說明確切精準(zhǔn)的光線。照明裝置100包括光源模塊101、孔隙103和投影系統(tǒng)105。光源模塊產(chǎn)生沿著主光軸109向孔隙103傳播的光束(由粗虛線107示出)。相對(duì)于光源模塊而言，孔隙103位于光軸的上游。投影系統(tǒng)105收集通過孔隙103的光，并且將孔隙103附近平面的影像投影到與投影系統(tǒng)間隔給定距離的目標(biāo)表面(未示出)上。因此，可能在孔隙103附近布置變光器(諸如產(chǎn)生影像的物體)，借此將所產(chǎn)生的影像投影到目標(biāo)表面。因此，將物體平面界定在孔隙附近，而孔隙直徑限制物體直徑。產(chǎn)生影像的物體可以(例如)是圖案、鍍膜的紋理玻璃、LCD、DMD、LC0S或能夠改變光束的任何物體。孔隙附近的區(qū)域可被界定為從孔隙前方的小距離處開始到孔隙后方的小距離處結(jié)束的位置，其中孔隙前方的小距離和在孔隙后方的小距離都不超過孔隙的橫截面。光源模塊包括數(shù)個(gè)光源Illa-Illc和數(shù)個(gè)光收集構(gòu)件113a_113c。光收集構(gòu)件收集來自光源的光并產(chǎn)生沿著源光軸115a-115c傳播的源光束(為簡單起見未示出)。每個(gè)源光軸可以由三維向量相對(duì)于主光軸109來定義，并且使定義每個(gè)源光軸的向量的最大向量分量與主光軸對(duì)準(zhǔn)。因此,源光束可以相對(duì)于主光軸成角度,但是主要會(huì)沿著主光軸來傳播。源光軸沿著主光軸匯合在共同體積117中。共同體積為主光軸附近的體積,其中至少ー個(gè)源光軸與包括主光軸的平面相交，且其中至少ー個(gè)源光軸與包括至少另一源光軸的平面相交。源光軸可以在一個(gè)實(shí)施方案中在主光軸處相交于共同焦點(diǎn)，但是在其它實(shí)施方案中未必相交于共同焦點(diǎn)，因此可以相交于共同聚焦體積中。投影系統(tǒng)105具有相對(duì)于主光軸的接受角。相對(duì)于主光軸的接受角定義出光束相對(duì)于主光軸可以具有的最大角度，以便光束由投影系統(tǒng)投影。具有相對(duì)于主光軸的較大角度的光束將在光學(xué)系統(tǒng)中損失棹。球?qū)ΨQ投影系統(tǒng)的接受角如下得出
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其包括 〇光源模塊，其包括數(shù)個(gè)光源和數(shù)個(gè)光收集構(gòu)件，所述光收集構(gòu)件收集來自至少一個(gè)所述光源的所述光并將所述光轉(zhuǎn)換為源光束，所述源光束主要沿著主光軸傳播； 〇投影系統(tǒng)，其沿著所述主光軸定位，所述投影系統(tǒng)具有收集由所述光源產(chǎn)生的所述光的一部分的入射光瞳，所述投影系統(tǒng)將所述經(jīng)過收集的光投影到目標(biāo)表面； 〇孔隙，其定位在所述光源模塊與所述投影系統(tǒng)之間； 所述光源模塊包括冷卻模塊，所述冷卻模塊包括相對(duì)于彼此成角度的數(shù)個(gè)互連的平面安裝表面，所述數(shù)個(gè)光源布置在所述平面安裝表面上，其特征在于所述冷卻模塊包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面包括所述安裝表面；以及第二側(cè)面，所述第二側(cè)面包括界定數(shù)個(gè)徑向空氣通道的數(shù)個(gè)冷卻翅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明裝置，其特征在于所述光源布置在單獨(dú)的平面金屬芯電路板上，所述單獨(dú)的平面金屬芯電路板布置在不同的平面安裝表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2所述的照明裝置，其特征在于所述平面安裝表面垂直于由所述光源產(chǎn)生的所述光源束，所述光源安裝在所述平面安裝表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3所述的照明裝置，其特征在于所述冷卻翅片包括至少部分地向所述空氣通道中突出的數(shù)個(gè)突出部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述的照明裝置，其特征在于所述光源模塊包括風(fēng)扇座，所述風(fēng)扇座適合于安放在所述冷卻翅片上并適合于保持風(fēng)扇，所述風(fēng)扇將空氣吹向所述冷卻翅片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明裝置，其特征在于所述風(fēng)扇座包括數(shù)個(gè)延伸冷卻翅片，所述延伸冷卻翅片圍繞所述冷卻模塊的所述冷卻翅片的至少一部分并且使所述冷卻翅片的至少一部分延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6所述的照明裝置，其特征在于所述風(fēng)扇座包括至少一個(gè)導(dǎo)氣件，所述至少一個(gè)導(dǎo)氣件適合于將所述空氣的至少一部分從所述風(fēng)扇導(dǎo)向所述徑向空氣通道的中心部分中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7所述的照明裝置，其特征在于所述光源模塊包括風(fēng)扇罩，所述風(fēng)扇罩適合于安放在所述風(fēng)扇和所述風(fēng)扇座上并且適合于覆蓋所述風(fēng)扇的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明裝置，其特征在于所述風(fēng)扇罩包括數(shù)個(gè)延伸冷卻翅片，所述延伸冷卻翅片圍繞所述冷卻模塊的所述冷卻翅片的至少一部分并且使所述冷卻翅片的至少一部分延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9所述的照明裝置，其特征在于所述照明裝置為突出的移動(dòng)頭燈具，所述移動(dòng)頭燈具包括底座、以可旋轉(zhuǎn)方式連接到所述底座的軛架和以可旋轉(zhuǎn)方式連接到所述軛架的頭部，所述頭部包括所述光源模塊、所述投影系統(tǒng)、所述孔隙和變光器，所述變光器適合于改變所述光束；且其特征在于所述投影系統(tǒng)適合于在沿著所述主光軸的一定距離的目標(biāo)表面處使所述變光器成像。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10所述的照明裝置，其特征在于所述照明裝置是包括數(shù)字成像裝置的數(shù)字投影裝置，所述數(shù)字成像裝置適合于改變所述光束且所述投影系統(tǒng)適合于在沿著主光軸的一定距離的目標(biāo)表面處使所述數(shù)字成像裝置成像。
12.一種光源模塊，其包括數(shù)個(gè)光源和數(shù)個(gè)光收集構(gòu)件，所述光收集構(gòu)件收集來自至少一個(gè)所述光源的所述光并將所述光轉(zhuǎn)換為源光束，所述源光束主要地沿著主光軸傳播；所述光源模塊包括冷卻模塊，所述冷卻模塊包括相對(duì)于彼此成角度的數(shù)個(gè)互連的平面安裝表面，所述數(shù)個(gè)光源布置在所述平面安裝表面上，其特征在于所述冷卻模塊包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面包括所述安裝表面；以及第二側(cè)面，所述第二側(cè)面包括界定數(shù)個(gè)徑向空氣通道的數(shù)個(gè)冷卻翅片。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光源模塊，其特征在于所述光源布置在單獨(dú)的平面金屬芯電路板上，所述單獨(dú)的平面金屬芯電路板布置在不同的平面安裝表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12至13所述的光源模塊，其特征在于所述平面安裝表面垂直于由所述光源產(chǎn)生的所述光源束，所述光源安裝在所述平面安裝表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14所述的光源模塊，其特征在于所述冷卻翅片包括至少部分地向所述空氣通道中突出的數(shù)個(gè)突出部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明裝置，其包括數(shù)個(gè)光源和數(shù)個(gè)光收集構(gòu)件，其中光收集構(gòu)件收集由第一光源產(chǎn)生的光并將光轉(zhuǎn)換為主要沿著主光軸傳播的源光束。光源模塊包括冷卻模塊，冷卻模塊包括相對(duì)于彼此成角度的數(shù)個(gè)互連的平面安裝表面并且其中將光源布置在所述平面安裝表面上。冷卻模塊包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面包括所述安裝表面；以及第二側(cè)面，所述第二側(cè)面包括界定數(shù)個(gè)徑向空氣通道的數(shù)個(gè)冷卻翅片。
文檔編號(hào)F21V29/02GK102686941SQ201080059685
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者D·喬根森, L·科加爾 申請(qǐng)人:馬丁專業(yè)公司