光学系统技术方案

照明系统，特别是用于ＳＳＴＶ、迪斯科照明、照明控制台和光琴的照明系统。为了减小噪音并增加耐用性，系统包括设置成产生光束的光束源（６）、设置成控制光束的投影门（８），其中光束源（６）由至少一个发光二极管构成，投影门（８）包括至少一个液晶（ＬＣ）光学元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及照明系统，特别是用于SSTV、迪斯科照明、照明控制台 和光琴(clavilux)的照明系统。
技术介绍
近年来，用于舞台、摄影棚和电视(SSTV)系统和娱乐应用的照 明投影仪需要提供多种不同的照明效果。这些照明效果，可以例如提 供变化的光束角度、改变光束形状、形成简单的图像、形成移动的图 像、改变光的方向，并提供色彩效果以及另外的其它效果。现有技术中已知的照明投影仪使用面素灯，例如高强度放电(HID) 灯。在现有应用中使用的HID灯形成高强度光束，并且其功耗高达甚 至超过1000瓦特。与这些HID灯一起使用的光形成元件不得不承受高温。特别地， 液晶和用作投影门(projection gate)的聚合物复合材料对温度是敏 感的。为了减少发射光被吸收的红外部分，US2003 / 0035290A1提出通 过液体过滤器单元控制温度。并且，提出采用温度吸收镜。然而，这 些元件具有增加照明系统复杂度的缺点。并且，作为系统部分的部件 越多，系统内就越容易出错。温度控制的失效不可避免地会导致对投 影门的破坏。并且，为了实现色彩控制，建议使用各种过滤器组件(filter assemblies)并使它们能够移动。这会增加该系统的机械复杂度。另外， US2003 / 0035290A1没有为移动光束的方向提供任〗可解决方法，而这在 G0B0投影仪中经常是必须的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种具有减弱的UV和IR发射以 保护有源光学元件的照明系统。本专利技术的另一目的是根据非机械装置 形成色彩效果。本专利技术的另一目的是通过非机械装置形成束偏转。本 专利技术的另 一 个目的是借助于低复杂度的机构提供成像和束控制。这些和其它目的通过特别是在SSTV应用中用于形成动态光效果的光学系统实现，所述光学系统包括为产生光束设置的光束源，为控制光束而设置的投影门，其中光束源由至少一个发光二极管构成，投影门包括至少一个液晶(LC)光学元件。投影门可以包括用于通过控制光以使投影图像具有局部强度变化 而成像的装置。并且,束形成和导向装置(beam shaping and direct ing means )可以包括在投影门中。可以设置束形成装置以控制光束的方向、 形状、外形和分离。可以形成成像装置以控制光束的强度和对比度， 但不控制光束形成。在投影门中成像装置和束形成装置可以选择性地 组合。所述装置可以设置成在空间上彼此分离。成像装置优选设置在 投影的焦距内并且优选设置束形成装置以靠近光学系统的透镜(在透 镜之前或之后)。两个装置都可以由LC元件构成。该系统由液晶(LC)元件和由至少一个发光二极管(LED)制成的 光源构成。LED可以如高强度气体放电灯那样发射光。然而，LED发射 的光具有窄的光谱且不包含任何红外(IR)或紫外(UV)成分。这具 有很大的优势在于，IR和UV辐射通常被放置在光束路径中的有源光学 部件例如LC元件吸收。这会导致这些元件的过热。本专利技术的另 一方面是一种包括如前所述系统的光投影仪(Hght projector)。附图说明通过结合附图说明，将更清楚本专利技术的这些和其它方面。附图中 示出了图l:根据实施例的光投影系统；图2A-2B:说明了根据第一实施例的投影门；图3A-B:说明了根据第二实施例的投影门；图4A-B:说明了根据第三实施例的投影门；图5:说明了根据第四实施例的投影门；图6:说明了根据第五实施例的投影门；图7A-B:说明了^4居第一实施例的GRIN元件；图8A-D:说明了电极图案的不同布置；图9A-B:说明了电极图案的另一排列；图10A-B:说明了具有极化分束器的实施例；图11A-B:说明了具有极化分束器的另一实施例；具体实施方式图1说明了根据实施例的用于提供照明效果的系统2。该系统2由 外罩4、多个LED 6、投影门8和透镜10构成。图示的是作为成像装 置7和束形成装置(beam shaping means) 9的组合的投影门8。投影 门8可以包括既在空间上彼此分开设置又集成在一组装置内的这些装 置。元件4-10的布置仅是一个示例，可以根据应用需要改变。LED 6 产生被引导穿过投影门8和透镜10的光束12。如所述，成像装置7设 置在透镜10前面。优选地，成像装置设置在投影(projection)的焦 距内。束形成装置9设置在透镜10后面，但也可以设置在透镜10前 面。成像装置7和束形成装置9包括用于提供光束改变的LC元件。也可以三个LED—组形成一个照明元件6。在该组中， 一个LED发 射绿光， 一个LED发射红光， 一个LED发射蓝光。通过控制该三个一 组中的每一个LED，可以产生任何颜色且在不4吏用滤色器(color filther)的情况下可以实现色彩效果。电子控制单元5可以用于控制照明元件6、成像装置7和束形成装 置9。电子控制单元5可以控制照明元件6中LED的强度以形成不同的 颜色和动态效果。电子控制单元5可以为投影门8中的电极施加电压 以产生动态照明效杲。其能控制束形成装置9以形成光束的形状和方 向。其还能控制成像装置7以形成不同的光强度、散射光并形成图像。投影门8的成像装置7和束形成装置9可以包括液晶LC元件阵列， 每个元件可以代表投影图像的一个像素单元。LC元件可以通过控制接 口被控制。使用控制接口，可以实现LC元件的自动控制。通过控制用于成像装置7的LC元件，光可以被传输到外罩4的外 部、反射回外罩4内、散射并折射。没有被投影透镜IO聚集的光不会 被投射。通过这种方式可以形成一定对比度的图像。束形成装置9可以放置在投影透镜10的前面或后面，并可以用于 控制束的形状和/或方向。在下面的附图中说明了可以用于成像装置7 和束形成装置9的LC元件的结构。图2A和2B说明了具有光学元件的成像装置7。说明了透明板14、 透明电极16和液晶凝胶18。透明板可以由承载电极16的承载衬底制 成。衬底可以例如是玻璃衬底。施加的电场可以影响凝胶18内液晶分 子的取向。例如，如图2A中所示，通过使用取向层20，可使凝胶18的液晶 分子垂直于玻璃板沿着光束12的方向取向。在这种状态下液晶凝胶18 可以形成为透明的。例如，当电才及16之间的电压为零时，图2A中的 液晶18可以形成为平行于光束方向取向。如所示，入射光束12A被引 导穿过液晶18传播并不被散射地离开成像装置7。液晶凝胶18可以由 聚合物和液晶分子构成。取向层20可以包括聚合物、表面活化分子或蒸发氧化物，其可以 导致在它们顶上的液晶分子形成不同的取向。当这些层利用如液晶显 示器工业中经常使用的织物进行抛光(buff )时，经常能得到单轴平 面取向。在所谓的图像对准的情况下，层20暴露到偏振光下，使用该 光是为了将光的偏振与液晶分子对准。 一种经常用于取向层的聚合物 是聚酰亚胺(polymide)。在电极16之间施加电压的情况下，如图2B所示，液晶凝胶18变 得离散且光束12被散射。当衬底14上的透明电极16之间的电压为零 时，液晶18是透明的，而当在电极16之间施加电压时，入射光12A 变成散射的12B 。图2A和图2B中说明的元件可以是像素化元件，每 个像素表示由成像装置7形成图像的一个像素。图3A和图3B说明了成像装置7,其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成动态光效果的光学系统，包括：－光束源（６），设置成用于产生光束；－投影门（８），设置成用于控制所述光束，其中－所述光束源（６）由至少一个发光二极管构成；－所述投影门（８）包括至少一个液晶（ＬＣ）光学元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B霍夫曼，RAM西克梅特，H范威恩加尔德，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]