CN100567797C - 照明系统 - Google Patents

Abstract

一种适于提供平行照明光束的照明系统。照明系统包括两个第一灯具，每一第一灯具包括第一灯罩、第一灯芯和第一反射元件。第一灯罩具有第一出光截面，第一反射元件与第一灯罩连接，并遮蔽部分第一出光截面。第一灯芯适于提供第一发散光，第一灯罩与第一反射元件适于使第一发散光形成第一平行光束，第一平行光束自未被遮蔽的部分第一出光截面输出。该照明系统还包括被配置于所述两灯具之间的至少一第二反射元件，其被置于两灯具之间且位于至少部分第一平行光束的光路径上，以使各第一灯具所提供的第一平行光束合并成平行照明光束。由于采用反射元件和/或遮光元件吸收灯罩中的部分紫外光与红外光的能量，可降低灯芯因过热而受损的几率。

Description

照明系统

技术领域

本发明涉及一种照明系统，尤其涉及一种具有多灯的照明系统。

背景技术

请参照图1，现有的双灯照明系统100包括第一灯具110、第二灯具120、反射器130。其中，第一灯具110与第二灯具120相对，而反射器130被配置于第一灯具110与第二灯具120之间。反射器130具有两个反射面132、134，且其与轴线50之间的夹角分别为45度。

如上所述，第一与第二灯具110、120分别包括灯芯112、122和抛物面灯罩114、124。灯芯112、122适于提供发散光，它们位于同一轴线50上，而抛物面灯罩114、124用以使发散光形成平行光束112a、122a，且此两平行光束112a、122a的光轴平行于轴线50。此外，部分平行光束112a、122a经由反射器130的反射面132、134反射而形成合成光束140。未被反射器130反射的另一部分平行光束112a、122a经由抛物面灯罩124、114反射至反射器130，再由反射面134、132反射而形成合成光束140。

在所述双灯照明系统100中，由于平行光束112a、122a分别直接照射第二与第一灯具120、110，且反复经过灯芯112、122，所以容易造成灯芯112、122过热而损坏。此外，由抛物面灯罩114、124所形成的平行光束112a、122a会逐渐发散，且因平行光束112a、122a的光程较长，使得光束收集效率较差，也因此降低了双灯照明系统100所提供的照明光束的强度。另外，这种双灯照明系统100利用第一灯具110与第二灯具120相对设置，并于第一灯具110与第二灯具120之间设置反射器130来合成光束，故需较大的空间来配置这种架构，致使投影装置的体积较为庞大，在现今电子产品追求短、小、轻、薄的趋势下，此种架构的双灯照明系统100显然不能满足现今的设计需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能降低灯具出现故障的几率的照明系统。

本发明的另一目的是提供一种可提供强度较高的平行照明光束的照明系统。

本发明的照明系统适于提供平行照明光束。此照明系统包括两个第一灯具，且每一第一灯具包括一第一灯罩、一第一灯芯和一第一反射元件。其中，第一灯罩具有一第一出光截面，而第一反射元件与第一灯罩连接，并遮蔽部分第一出光截面。第一灯芯适于提供第一发散光，而第一灯罩与第一反射元件适于使第一发散光形成第一平行光束，且第一平行光束从未被遮蔽的部分第一出光截面输出。此外，该照明系统还包括至少一第二反射元件，其被配置于所述两个灯具之间，且位于至少部分第一平行光束的光路径上，以使各第一灯具所提供的第一平行光束合并成平行照明光束。照明系统例如还包括至少一第二灯具和至少一第三反射元件。其中，第二灯具至少配置于所述第一灯具之一与第二反射元件之间。所述第二灯具包括一第二灯罩与一第二灯芯，第二灯罩具有一第二出光截面，而第二灯芯被配置于第二灯罩中。第二灯芯适于提供第二发散光，而第二灯罩适于使第二发散光形成第二平行光束。此外，第三反射元件被配置于第二灯罩的第二出光截面前，而部分第二平行光束通过第三反射元件反射至第一灯罩之一内，另一部分第二平行光束被传递至第二反射元件。另外，部分第一平行光束通过第三反射元件与第二灯罩反射至第二反射元件。

本发明还提供一种适于提供平行照明光束的照明系统。此照明系统包括两个灯具以及配置于此两灯具之间的一反射元件。其中，每一灯具包括一灯罩、一灯芯和一遮光元件。灯罩具有一出光截面，灯芯被配置于灯罩中，且遮光元件包覆部分灯芯。灯芯适于提供发散光，而灯罩适于使发散光形成平行光束，且平行光束自部分出光截面输出。此外，反射元件位于其中一灯具的出光截面前，以使每一灯具所提供的平行光束合并成平行照明光束。

本发明因采用反射元件及/或遮光元件吸收灯罩中的部分紫外光与红外光的能量，所以可降低灯芯因过热而受损的几率。此外，由于光束的光程较短，较不易发散，因此可提高光束的收集效率，从而可增加照明系统所提供的平行照明光束的强度。

附图说明

为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式并结合附图进行详细说明。

图1为现有的双灯照明系统的结构示意图；

图2为本发明第一实施方式的照明系统的结构示意图；

图3为本发明第一实施方式的另一照明系统的结构示意图；

图4A与图4B为本发明第一实施方式的两照明系统的结构示意图；

图5为本发明第一实施方式的再一照明系统的结构示意图；

图6为本发明第二实施方式的照明系统的结构示意图。

附图标记说明

50                                      轴线

100                                     双灯照明系统

110、210a、210b                         第一灯具

112、122、214’                         灯芯

112a、122a、218’                       平行光束

114、124                                抛物面灯罩

120、250、250’                         第二灯具

130                                     反射器

132、134                                反射面

140                                     合成光束

200、200’、200a、200a’、200b、200c    照明系统

210c、210d                              灯具

212                                     第一灯罩

212’                                   灯罩

212a                                    第一出光截面

212a’                                  出光截面

214                                     第一灯芯

214’                                   灯芯

216                                     第一反射元件

217                                     遮光元件

218                                     第一平行光束

220、220’        平行照明光束

230               集光元件

232               透镜

234               光积分柱

240               第二反射元件

240’             反射元件

252               第二灯罩

252a              第二出光截面

254               第二灯芯

256               第二平行光束

260、260’        第三反射元件

具体实施方式

第一实施方式

请参照图2，本实施方式的照明系统200包括两个第一灯具210a和210b以及一第二反射元件240，其中，第二反射元件240被配置于第一灯具210a与210b之间，而各第一灯具210a、210b包括第一灯罩212、第一灯芯214与第一反射元件216，两个第一灯具210a与210b的第一灯芯214被设置成使其轴线相互垂直。第一灯罩212具有第一出光截面212a，而第一反射元件216与第一灯罩212连接，并遮蔽部分第一出光截面212a。第一灯芯214适于提供第一发散光，而第一灯罩212与第一反射元件216适于使第一发散光形成第一平行光束218，且第一平行光束218自未被第一反射元件216遮蔽的第一出光截面212a输出。此外，第二反射元件240被配置于其中一个第一灯具(如第一灯具210a)的出光截面212a前，以反射第一灯具210a所提供的第一平行光束218，并使其与另一第一灯具210b所提供的第一平行光束218合并成平行照明光束220。

第一反射元件216例如遮蔽一半的第一出光截面212a。这些第一反射元件216例如是冷光镜(Cold Mirror)，其可消除部分发散光中的紫外光和红外光的能量，以降低第一灯罩212内的温度。如此，可降低第一灯芯214因过热而被损的几率。此外，在本实施方式中，可于平行照明光束220的光路径上设置集光元件230，以使平行照明光束220成为聚焦照明光束。集光元件230例如是透镜232、光积分柱234或上述的组合。

第二反射元件240例如是面镜，面镜可为冷光镜，其可用来消除第一平行光束218中的紫外光及红外光的能量，以降低整个照明系统200的温度。此外，第二反射元件240可为分色镜(dichroic mirror)，其可用来调整第一平行光束218的色温。另外，亦可以棱镜(Prism)作为第二反射元件240。

由于第一灯具210a与210b的排列较为紧密，使得整个照明系统200的架构较小，所以使用此照明系统200的投影装置的体积可以缩小，以满足现今电子产品追求短、小、轻、薄的趋势。此外，由于整个照明系统200的架构较小，使得第一平行光束218的光程较短，较不易发散，因此可提高第一平行光束218的收集效率，以形成强度较高的平行照明光束220。

请参照图2与图3，本实施方式的照明系统200’与所述的照明系统200相似，不同处在于照明系统200仅具有一第二反射元件240，而照明系统200’具有两个第二反射元件240，且第一灯具210a、210b的第一灯芯214的轴线位于同一轴线上。更详细地说，此两个第二反射元件240被配置于第一灯具210a与210b之间，且分别位于第一灯具210a与210b的第一出光截面212a前。第二反射元件240适于反射第一灯具210a与210b所提供的第一平行光束218，且第一灯具210a与210b所提供的第一平行光束218在经过第二反射元件240的反射后会合并成平行照明光束220。

由于第一灯具210a与210b所提供的第一平行光束218皆会由第二反射元件240反射，因此第二反射元件240可采用冷光镜以消除各第一平行光束218的紫外光和红外光的能量，以使照明系统200’的温度更低，或采用分色镜以调整第一灯具210a、210b所提供的第一平行光束218的色温。

请参照图4A与图4B，分别与照明系统200(如图2所示)及200’(如图3所示)比较，本实施方式的照明系统200a、200a’还分别包括第二灯具250与第三反射元件260。其中，第二灯具250被配置于其中一第一灯具(如第一灯具210a)与第二反射元件240之间。此第二灯具250包括第二灯罩252与第二灯芯254，第二灯罩252具有第二出光截面252a，而第二灯芯254被配置于第二灯罩252中。第二灯芯254适于提供第二发散光，而第二灯罩254适于使第二发散光形成第二平行光束256。此外，第三反射元件260被配置于第二灯罩256的第二出光截面252a前。

在本实施方式中，部分第二平行光束256被传递至第二反射元件240，而另一部分第二平行光束256通过第三反射元件260反射至第一灯具210a中，并通过第一灯具210a的第一灯罩212与第一反射元件216再反射。此外，第一灯具210a所提供的第一平行光束218与被第一灯具210a的第一灯罩212与第一反射元件216再度反射的部分第二平行光束256通过第三反射元件260与第二灯罩252反射至第二反射元件240。之后，第二反射元件240将这些第二平行光束256与第一平行光束218反射，以与第一灯具210b所提供的第一平行光束218合并成平行照明光束220。

由于照明系统200a、200a’具有三个灯具(即两个第一灯具210a、210b与一个第二灯具250)，因此照明系统200a、200a’所提供的平行照明光束220的强度较高。

请参照图5，本实施方式的照明系统200b与图4B所示的照明系统200a’相似，不同处在于照明系统200b还包括另一第二灯具250’与另一第三反射元件260’。其中，第二灯具250’被配置于第一灯具210b与位于图4B下方的第二反射元件240之间，而第三反射元件260’则配置于第二灯具250’的第二出光截面252a前。在照明系统200b中，由于第一灯具210b及第二灯具250’所提供的第一平行光束218及第二平行光束256的传递路径与上述的第一灯具210a及第二灯具250所提供的第一平行光束218及第二平行光束256的传递路径相似，在此将不再重述。

由于本实施方式的照明系统200b’具有四个灯具(即两个第一灯具210a、210b与两个第二灯具250、250’)，所以可进一步提高平行照明光束220的强度。

第二实施方式

请参照图6，本实施方式的照明系统200c与第一实施方式的照明系统200相似，因此在图6中将以相同的附图标记代表相同的元件。本实施方式的照明系统200c包括两灯具210c、210d以及配置于此两灯具210c、210d之间的一反射元件240’。其中，各灯具210c、210d包括灯罩212’、灯芯214’与遮光元件217。灯罩212’具有出光截面212a’，而灯芯214’被配置于灯罩212’中，且遮光元件217包覆部分灯芯214’。灯芯214’适于提供发散光，而灯罩212’适于使发散光形成平行光束218’，且平行光束218’自部分出光截面212a’输出。此外，反射元件240’是位于其中一灯具(如灯具210c)的出光截面212a’前，且位于第一灯具210c所提供的平行光束218’的光路径上。第一灯具210c所提供的平行光束218’被反射元件240’反射后将与第一灯具210d所提供的平行光束218’合并成平行照明光束220’。遮光元件217例如是镀层，而此镀层的材料例如是可以吸收紫外光及红外光能量的材料，以防止灯芯214过热而被损坏。此外，在本实施方式中，可于平行照明光束220’的光路径上设置集光元件230，以将平行照明光束220’聚集为聚焦照明光束。集光元件230例如是透镜232、光积分柱234或上述的组合。本实施方式的照明系统200c的优点与第一实施方式的照明系统200(如图2所示)的优点相似，在此不再重述。

综上所述，本发明的照明系统至少具有以下优点。

1.本发明因采用反射元件及/或遮光元件消除灯罩中的部分紫外光与红外光，所以可降低灯芯因过热而被损坏的几率。

2.由于照明系统的架构较小，使得光束的光程较短，较不易发散，因此可提高光束的收集效率，以增加照明系统所提供的平行照明光束的强度。而且，照明系统的架构较小，也可使投影装置的整体体积缩小。

3.本发明的照明系统可视需求增加灯具的数量，以提高平行照明光束的强度。

虽然上面通过优选实施方式对本发明进行了说明，但这并非是对本发明的限制，任何本领域技术人员在不超出本发明的构思和范围的前提下，可以作出许多变换与润饰，因此本发明的保护范围应以所附权利要求所要求保护的范围为准。

Claims (13)

1.一种适于提供平行照明光束的照明系统，该照明系统包括两个第一灯具，每一所述第一灯具包括：

一第一灯罩，其具有一第一出光截面；

一第一灯芯，其被配置于所述第一灯罩中，该第一灯芯适于提供第一发散光；

一第一反射元件，其与所述第一灯罩连接，并遮蔽部分所述第一出光截面，所述第一灯罩与所述第一反射元件适于使所述第一发散光形成第一平行光束，且该第一平行光束自未被所述第一反射元件遮蔽的所述第一出光截面输出；及

至少一第二反射元件，其被配置于所述第一灯具之间，且位于至少一部分所述第一平行光束的光路径上，以使所述第一平行光束合并成所述平行照明光束，

其特征在于，该照明系统还包括至少一第二灯具，其至少被配置于所述第一灯具之一与所述第二反射元件之间，该第二灯具包括：

一第二灯罩，其具有一第二出光截面；

一第二灯芯，其被配置于所述第二灯罩中，该第二灯芯适于提供第二发散光，而所述第二灯罩适于使所述第二发散光形成第二平行光束；及

至少一第三反射元件，其分别被配置于所述第二灯罩之一的所述第二出光截面前，其中部分所述第二平行光束通过所述第三反射元件反射至所述第一灯罩之一内，另一部分所述第二平行光束被传递至所述第二反射元件，而部分所述第一平行光束通过所述第三反射元件与所述第二灯罩反射至所述第二反射元件。

2.如权利要求1所述的照明系统，其中，将所述第一灯具的第一灯芯设置成其轴线相互垂直。

3.如权利要求1所述的照明系统，其中，将所述第一灯具的第一灯芯设置成其轴线位于同一轴线上，所述第二反射元件分别被设置于所述第一灯具之一的所述第一出光截面前。

4.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述第二反射元件包括一面镜或一棱镜。

5.如权利要求4所述的照明系统，其中，所述面镜包括一冷光镜或一分色镜。

6.如权利要求1所述的照明系统，其中，还包括一集光元件，其被配置于所述平行照明光束的光路径上。

7.如权利要求6所述的照明系统，其中，所述集光元件包括一透镜、一光积分柱或上述的组合。

8.一种适于提供平行照明光束的照明系统，该照明系统包括两个灯具，每一所述灯具包括：

一灯芯，其适于提供发散光；

一遮光元件，为接触部分所述灯芯并包覆该部分所述灯芯的镀层；

一灯罩，其具有一出光截面，所述灯芯被配置于该灯罩中，而该灯罩适于使所述灯芯所提供的所述发散光形成平行光束，且该平行光束自部分所述出光截面输出；及

一反射元件，其被配置于所述灯具之间，且位于其中一所述灯具的所述出光截面前，以使每一所述灯具所提供的所述平行光束合并成所述平行照明光束。

9.如权利要求8所述的照明系统，其中，所述反射元件包括一面镜或一棱镜。

10.如权利要求9所述的照明系统，其中，所述面镜包括一冷光镜或一分色镜。

11.如权利要求8所述的照明系统，其中，还包括一集光元件，其被配置于所述平行照明光束的光路径上。

12.如权利要求11所述的照明系统，其中，所述集光元件包括一透镜、一光积分柱或上述的组合。

13.如权利要求8所述的照明系统，其中，所述灯具被设置成其灯芯的轴线相互垂直。

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