CN205301793U - 一种照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种照明系统，其特征在于，包括第一光源、第二光源、第三光源、合光装置和控制装置；所述第一光源包括多个发光芯片及设置在所述多个发光芯片上的荧光粉，所述荧光粉受激发产生至少两种波谱范围的光，所述至少两种波谱范围的光为同色异谱的光，该同色异谱的光为第一颜色光；所述第二光源用于产生第二颜色光；所述第三光源用于产生第三颜色光；所述合光装置用于将第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光合成在同一光路上；所述控制装置控制第一光源、第二光源和第三光源的供电强度。本实用新型的技术方案，通过控制装置控制电源的供电强度来控制第一光源的出射光的波谱范围和出光强度，从而兼顾了色域和亮度。

Description

一种照明系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，更具体地说，涉及一种照明系统。

背景技术

现有技术中，照明系统为了提高亮度往往会牺牲色域，为了获得更好的色域，而又会牺牲亮度。图1是现有技术中的一种照明系统，其包括三通道X-棱镜、发光通道11、发光通道12、发光通道13、复眼透镜17、聚光镜18通孔19和滤光片20。其中，R基色光和琥珀色LED基色光通过交错或其它方式排列，封装在发光通道12中，其采用空间合光；G基色光和蓝光LED激发绿光荧光粉产生的宽波段基色光通过交错或其它方式排列，封装在发光通道11中，其采用空间合光；B基色光通过交错或其它方式排列，封装在发光通道13中，共产生红色、琥珀色、绿色1、绿色2、蓝色五种基色光，五种基色光通过X-棱镜合光经过复眼透镜17匀光后再经过聚光镜18聚焦在通孔19处，通过滤光片20实现某些波段光的全部透射，某些波段光部分透射来满足黑体曲线的要求，从而获得显色指数高的照明系统。

该现有技术，通过采用多基色光可以实现显示的色域更广，但是采用几何合光，亮度仍然不高，同时通过滤光片过滤，亮度进一步下降。所以该技术方案的色域和亮度无法同时做到兼容。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种照明系统，以解决现有技术中照明系统的亮度和色域无法同时兼顾的问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种照明系统技术方案如下：包括第一光源、第二光源、第三光源、合光装置和控制装置；所述第一光源包括多个发光芯片及设置在所述多个发光芯片上的荧光粉，所述荧光粉受激发产生至少两种波谱范围的光，所述至少两种波谱范围的光为同色异谱的光，该同色异谱的光为第一颜色光；所述第二光源用于产生第二颜色光；所述第三光源用于产生第三颜色光；所述合光装置用于将第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光合成在同一光路上；所述控制装置控制第一光源、第二光源和第三光源的供电强度。

所述控制装置用于控制输入第一光源、第二光源和第三光源的电流、电压或功率。

进一步的，该照明系统还包括滤光元件，所述滤光元件位于第一颜色光的光路上，用于将第一颜色光过滤形成预定颜色光。。

优选的，所述滤光元件包括固定板、滤光片和驱动组件；所述滤光片设置在固定板上，且位于第一颜色光的光路上；所述驱动组件用于驱动固定板运动。

进一步的，所述滤光片包括相对的第一面和第二面，所述第一面和第二面分别设置不同的膜层。

优选的，所述滤光元件包括至少两个滤光特性不同的滤光片，所述固定板设置与滤光片形状和数量相同的通孔，分别用于固定滤光片；所述驱动组件用于驱动所述滤光片的切换；所述控制装置还用于控制驱动组件的运动。

进一步的，所述控制装置用于根据光路上的滤光片的滤光特性对应控制第一光源、第二光源和第三光源的供电强度。

优选的，所述第一颜色光为绿光，第二颜色光为红光，第三颜色光为蓝光。

优选的，所述第一颜色光为宽谱光，所述预定颜色光的波谱范围小于所述第一颜色光的波谱范围。

优选的，所述第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光的合光为白光。

与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案具有以下优点：

本实用新型所提供的照明系统，第一光源产生第一颜色光，该第一颜色光为宽谱光，通过在第一光源的发光芯片上设置不同的荧光粉，使得至少两个发光芯片发出的第一颜色光的波谱范围不同，通过控制器控制发光芯片的供电强度，比如开、关或者高电压、低电压等，来实现第一颜色光的坐标点的位置的改变，从而可以选择能够与第二颜色光、第三颜色光构成大的色域范围的发光芯片开，并且通过控制装置控制高电源、高电流等提高亮度，另外，通过发光芯片激发荧光粉获得的第一颜色光的亮度高于直接采用LED发光二极管得到的第一颜色光的亮度高；同时，本实用新型也克服了背景技术中采用LED作为第一颜色光导致的热引起的光的亮度的衰退和颜色漂移。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种照明系统的结构示意图；

图2为本实用新型的第一实施例照明系统的结构示意图；

图3为本实用新型的第二实施例照明系统的结构示意图；

图4为本实用新型的第三实施例照明系统的结构示意图；

图5中图5-1是本实用新型滤光元件的结构示意图，图5-2是本实用新型滤光元件的另一结构示意图；

图6是本实用新型的一个实施例中的滤光元件的一种滤光曲线；

图7是本实用新型的一个实施例中的滤光元件的另一种滤光曲线；

图8是本实用新型的一个实施例中的色谱图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的思想在于提供一种照明系统，能够在宽色域的情况下满足高亮度，实现色域和亮度兼顾。本实用新型的照明系统包括第一光源、第二光源、第三光源、合光装置和控制装置。其中，第一光源、第二光源、第三光源的光的合光为白光。合光装置用于对三组光源进行合光。控制装置用于控制三组光源的开光及其电流的强度。第一光源、第二光源、第三光源均为激光二极管或LED阵列或者激光与LED混合的阵列。

结合图2，本实用新型提出第一实施例。照明系统100包括第一光源1、第二光源2、第三光源3、滤光元件7及其合光元件4。其中，合光元件4用于将发射第一颜色光的第一光源1、发射第二颜色光的第二光源2和发射第三颜色光的第三光源3发出的光合在同一路上，第一光源1、第二光源2和第三光源3分别位于合光元件4的三边。优选的，第一光源1采用激光二极管阵列，所述至少两个激光二极管芯片101上设置有荧光粉102，所述荧光粉102被激光二极管芯片101发出的光激发产生至少两种受激发光，所述至少两种受激光的光谱范围不同，但属于同色异谱的光(同色异谱是颜色相同波谱范围不同，例如，第一蓝光的波谱范围是400nm～445nm，第二蓝光的波谱范围是425nm～470nm，第一蓝光和第二蓝光即为同色异谱的光)。第一光源1的至少两个激光二极管芯片101发射的光包括但不限是UV光、近UV光或者蓝光，荧光粉102包括但不限于蓝粉，绿粉，黄粉或者红粉等。激光二极管芯片101发射的光的颜色以及荧光粉102的颜色和是根据实际需要进行选择。优选的，第一光源1的至少两个激光二极管芯片101发射蓝光，荧光粉102为绿粉(所述绿粉不完全相同)，其中一个激光二极管1发射第一绿光，另一激光二极管1发射第二绿光，第一绿光和第二绿光的波谱范围不同。本实施例中采用蓝色激光激发绿色荧光粉，蓝色荧光粉安全无辐射，同时获得绿光，克服了传统采用绿色激光器的价格昂贵及其采用绿色LED受热影响衰退快的问题。

该实施例中，在第一光源的发光芯片上设置荧光粉，荧光粉可以产生不同波谱范围的同色异谱的光，通过控制装置控制发光芯片的供电强度，控制第一颜色光在色谱图中的位置，从而可以得到宽色域的范围，并且在芯片上设置荧光粉，可以获得稳定的第一颜色光，且成本低。另外，通过调节供电强度可以获得不同的光，也可以保证输出光的强度。

本实施例中，滤光元件7位于合光元件4和第一光源1之间，用于对第一光源出射的光进行过滤，以获得特定光谱的光。该滤光元件7可以包括固定板，滤光片和驱动组件，如图5所示。固定板可以为如图5-1所示的长方形的固定板701，固定板701上设置有孔，该孔包括但不限于圆形或者正多边形，该孔的形状与其上设置的滤光片702相匹配，该滤光片702的个数不限，并且该固定板701上设置的孔可以不设置滤光片。例如，具有不同滤光特性的滤光片均设置在该固定板701上，比如：图6所示的滤光特性的滤光片，或者不包含滤光片，或者过滤获得特定波长范围的滤光片，例如第一滤光片过滤得到的波谱范围为480nm～520nm，第二滤光片过滤得到的波谱范围为490nm～545nm。设置该滤光片可以得到不同色坐标的第一颜色光，从而可以获得不同的色域范围。所述该滤光元件还包括驱动组件(图中未示)，所述驱动组件驱动固定板701转动，从而使得具有不同滤光特性的滤光片或者通孔位于光路上。图5-2示出了固定板为圆盘形的固定板701’，滤光片702绕固定板701’的径向均匀分布。当然，固定板的形状和滤光片的个数无特殊限制。图5仅仅是举例说明，不用来限制本实用新型。另外，本实施例的滤光片可以双面镀膜，从而使得同一滤光片可以实现如图7所示的不同带通特性滤光片，例如，滤光片的第一面的带通特性是透射500nm以下及600nm以上的光，该滤光片的第二面的带通特性是透射580nm～630nm的光，从而可以得到透射500nm以下和600nm～630nm的滤光片。通过在滤光片的双面镀膜，不仅减少滤光片的个数，降低成本，而且可以降低滤光片的制作难度。

为了使本实用新型的实施例更加清楚，本实施例例举第一光源的发光芯片发射蓝色光，并且荧光粉为绿色，也即第一颜色光为绿色，第一光源包括多个发光芯片，多个发光芯片上设置不同的荧光粉，第一光源中的多个发光芯片激发荧光粉分别产生如图8所示的第一绿色801，第二绿色802，第三绿色803等等，当第二颜色光和第三颜色光的波长范围固定时，同色异谱的第一颜色光与第二颜色光和第三颜色光所覆盖的色域的范围不同。通过滤光片的滤光特性，过滤得到不同波谱范围的绿光，从而调节色域的范围。通过控制装置控制第一光源的多个发光芯片的开光，同样可以实现获得不同的波谱范围的绿光。当色域固定后，通过调节第一光源、第二光源、第三光源的供电电流、电压或者功率来控制最终输出的光的颜色在色域中的位置。

结合图3，本实用新型提出第二实施例。该实施例中的照明系统200与第一实施例的照明系统100的区别仅仅在滤光元件的位置设置不同。照明系统200的滤光元件7设置在合光装置4之后，用来对合光装置的合光进行过滤。在滤光元件7和合光装置4之间设置复眼透镜5和透镜6，该复眼透镜5可以对合光装置4出射的光进行匀光，匀光后的光进入透镜6，透镜对匀光后的光进行汇聚，汇聚的光到达滤光元件7。该实施例中，将滤光元件7设置在合光装置4之后，可以使得滤光元件对合光的光进行过滤，从而得到色坐标更佳的出射光，例如，合光为白光，可以对白光过滤得到特定波谱范围的光，例如，黄光、绿光、青光等。本实施例，在滤光元件前设置复眼透镜和透镜，一方面可以使得出射光更加均匀，另一方面可以使得打在滤光元件上的光斑更小，防止光损失并可以进行滤光元件的体积。

结合图4，本实用新型提出第三实施例，所述照明系统300与照明系统200的区别仅在于第一光源1，第二光源2，第三光源3的位置设置方式不同。照明系统300中的第一光源1和第二光源2垂直，合光装置4用于对第一光源1和第二光源2进行合光形成第一合光，将光合在同一光路上，再与第三光源3进行合光，第三光源3与第二光源2平行设置，合光装置4对第一合光和第三光源3发射的光进行合光，形成合成光，合成光经过复眼透镜5和透镜6到达滤光元件7后出射。本实用新型中，第一光源1、第二光源2和第三光源3的设置方式无特殊限制，只要能实现合光装置将第一光源1、第二光源2和第三光源3发射的光合在同一光路上即可。

本实用新型中，控制装置控制第一光源1、第二光源2和第三光源3的供电强度，比如，独立控制输入三组光源阵列中的电流、电压或者功率，并可以单独控制每组光源阵列中单颗光源的电流、电压或者功率。通过控制单颗光源的供电强度，一方面可以调节出射光的色坐标，另一方面可以获得预期效果的出射光颜色，减少滤光片的过滤颜色，节约用电。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种照明系统，其特征在于，包括第一光源、第二光源、第三光源、合光装置和控制装置；

所述第一光源包括多个发光芯片及设置在所述多个发光芯片上的荧光粉，所述荧光粉受激发产生至少两种波谱范围的光，所述至少两种波谱范围的光为同色异谱的光，该同色异谱的光为第一颜色光；

所述第二光源用于产生第二颜色光；

所述第三光源用于产生第三颜色光；

所述合光装置用于将第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光合成在同一光路上；

所述控制装置控制第一光源、第二光源和第三光源的供电强度。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述控制装置用于控制输入第一光源、第二光源和第三光源的电流、电压、功率和/或开关；

所述第一光源包括的多个发光芯片为激光二极管发光芯片。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，还包括滤光元件，所述滤光元件位于第一颜色光的光路上，用于将第一颜色光过滤形成预定颜色光。

4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述滤光元件包括固定板、滤光片和驱动组件；

所述滤光片设置在固定板上，且位于第一颜色光的光路上；

所述驱动组件用于驱动固定板运动。

5.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述滤光片包括相对的第一面和第二面，所述第一面和第二面分别设置不同的膜层。

6.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述滤光元件包括至少两个滤光特性不同的滤光片，所述固定板设置与滤光片形状和数量相同的通孔，分别用于固定滤光片；所述驱动组件用于驱动所述滤光片的切换；

所述控制装置还用于控制驱动组件的运动。

7.根据权利要求6所述的照明系统，其特征在于，所述控制装置用于根据光路上的滤光片的滤光特性对应控制第一光源、第二光源和第三光源的供电强度。

8.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述第一颜色光为绿光，第二颜色光为红光，第三颜色光为蓝光。

9.根据权利要求8所述的照明系统，其特征在于，所述第一颜色光为宽谱光，所述预定颜色光的波谱范围小于所述第一颜色光的波谱范围。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的照明系统，其特征在于，所述第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光的合光为白光。