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Title:
ILLUMINATION SYSTEM FOR STAGE LIGHTING AND METHOD FOR PROVIDING HIGH-BRIGHTNESS WHITE LIGHT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/011979
Kind Code:
A1
Abstract:
An illumination system for stage lighting and a method for providing high-brightness white light are provided. The illumination system for stage lighting includes LED arrays (1, 2, 3) which are packaged on a heat dissipation plate and consist of several LED chips, an optical combination device (4) which can combine the light emitted by respective LED chips to one beam, a focusing lens (5) which can focus the light emitted by the optical combination device to a light-emitting window (11), a transmissive type wavelength converter (7) and a control processing device. When white light is provided, the control processing device controls the LED chips with predetermined wavelengths to emit light and the transmissive type wavelength converter is cut into the light path to generate excited light.

Inventors:
LI YI (CN)
ZHANG QUAN (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/001160
Publication Date:
February 03, 2011
Filing Date:
July 30, 2010
Export Citation:
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Assignee:
APPOTRONICS CORP LTD (CN)
LI YI (CN)
ZHANG QUAN (CN)
International Classes:
F21V14/00; F21V9/40; F21W131/406; F21Y101/02
Domestic Patent References:
WO2009017992A12009-02-05
WO2009045922A22009-04-09
Foreign References:
US20070253197A12007-11-01
CN101042225A2007-09-26
CN201137834Y2008-10-22
Attorney, Agent or Firm:
SHENZHEN RUIZHI PATENT AGENCY (CN)
深圳市睿智专利事务所 (CN)
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Claims:
又 ] 要 求

. 舞台打光照明系統提供高亮度白光的方法 包括步驟

朱 于封裝在散熱基板上的 LE 陣列中的 LED 的光 聚合威力 束合 合 往 介

控制所 LE 陣列中具有不同 光波 的LED 光束 的光具有預 定的顏色或顏色 化

特 在于 也 步驟

在所 的光 白光的 內 控制預定 的 LE 同 在所 合 的 光路上切入 透射 光波長特換裝置未 具有第二預定 的受 未 混合 白光

透射 光波 特換裝置 萬所 光路。 . 要求 1 舞台打光照明系統提供高亮度白光的方法 其特 在于

舞台 照明系統也 LE 陣列 同 所 LED陣列上的各LED 均 力 同 LED 包括 透鏡的透鏡陣列 使每 所 透鏡 LED 未 LED 的輸出 直 近平行 由 透鏡陣列而出的 近平行光 分別 合 濾光 的透射和反射未 成 束 再 聚焦透鏡聚焦到所述 。 . 要求 舞台打光照明 統提供高亮度白光的方法 其特 在于

舞台 照明系統包括 LED陣列 同 所述LE 陣列上的各LE 均 力 同 L 包括夏敬 的透鏡陣列 使每 所 透鏡 LE

L 的輸出 直 近平行 由 透鏡陣列而出的三束近平行 分光合 裝置 束 再 聚焦透鏡聚焦到 。 . 要求 舞台 明系統提供高亮度白光的方法 其特 在于

分光合 裝置 用具有 入口端的 合 濾光裝置 使每 所 入口 所 透鏡陣列。 . 要求2或 舞台打光照明系統提供高亮度白光的方法 其特 在于 有 所述LE 陣列上的各LE 均力 LED 的透射 光波 特換裝 置包括可 黃色 的光波 材料 . 要求 1 舞台打光照明系統提供高亮度白光的方法 其特 在于

透射 光波 特換裝置包括光波 特 材料 及用未 或 光波 特 材料的 具有特 的透光 相位 也 步驟 透射 光波長特換裝置 切入 光路 控制核透光 特 使得 透光 上 預定

光路 要求 舞台 照明系統提供高亮度白光的方法 其特 在于 透射 光波 特換裝置 在 具有特 的透光 / 上, 通 控制核透光 / 的 特角度 控制核透射 光波 特換裝置在所 光路中的切入或 萬。

. 要求 1 或 舞台 照明系統提供高亮度白光的方法 其特 在于 近包括步驟

所述透射 光波 特換裝置 切入 光路 同 切入

透鏡分置于 透射 光波 特換裝置的前、

透射 光波 特換裝置 萬所 光路 近同 萬所 透鏡。 . 要求 舞台打光照明系統提供高亮度白光的方法 其特 在于

在所 透光 / 上 置有 張或 張以上的 通 控制核透光 / 的 特角度 在所 光路中切入的是 透射 光波 特換裝置 是 。 0. 要求 或 舞台 照明 統提供高亮度白光的方法 其特 在于 包括步驟

在所 帶有 張或 張 上 的 使 有 所 正對者 。 1. 要求 1 舞台 照明 統提供高亮度白光的方法 其特 在于 具有 張以上 的 也 控制 未切換 看 的因 的步驟。 要求 1 舞台 照明 統提供高亮度白光的方法 其特 在于 包括步驟

在所 投影透鏡東引 輸出 迷行 萬投影 . 舞台 照明系統 封裝在散熱基板上的由 LE 的LE 陣列 及 各LED 的 聚合威力 束合 的合 裝置 合 裝置的輸出 聚焦 到 的聚焦透鏡 特 在于

也 透射 光波 特 及控制 裝置 控制 控制各 LED 的 控制所 透射 光波 特換裝置 切入和 萬所 聚焦透鏡到 口之 的光路 . 要求 1 的舞台 照明系統 其特 在于

LE 陣列包括 或商科 上具有不同 光波 的 LED 合 裝置 具有 反射 的光收集 LED陣列 朝向 聚焦透鏡。 . 要求 1 的舞台打光照明系統 其特 在于

舞台打光照明系統也 LE 陣列 同 所 LED陣列上的各LE 均 力 同 LE 所述合 裝置也 介合 濾光片及 LE 陣列相 的 透鏡的透鏡陣列 每 所 透鏡 LE LE 的輸出 直 近平 行 出自 陣列的 近平行 束 往 合 濾光 的 分 別 透射和反射的方式 成 束 往 聚焦透鏡。

. 要求 1 的舞台打光照明系統 其特 在于

舞台打光照明系統包括 LE 陣列 同 所 LED陣列上的各L 均 力 同 LE 合 裝置也 介具有 入口端的分光合 裝置 及三 LED陣列相 的也 的透鏡陣列 每 所 透鏡 LE

LE 的輸出 直 近平行 出自 陣列的三束近平行 分光合 裝置 束 往 聚焦 。 要求 1 的舞台打光照明系統 其特 在于

分光合 裝置或者 介 合 濾光裝置 或者 由 合 濾光 平行 而 的 合 濾光裝置 要求 1 或 17 的舞台打光照明系統 其特 在于

合 濾光 或者 向色 , 或者 有分光濾光 的玻璃 。

. 要求 1 的舞台 照明系統 其特 在于

近包括 透鏡 透射 光波 特換裝置切入和 萬所 光路 在所 光路中 分置在所 透射 光波 特換裝置的 。

. 要求 1 的舞台打光照明 統 其特 在于

透鏡 透鏡或 水透鏡。

. 要求 的舞台打光照明 統 其特 在于

透射 光波 特換裝置包括光波 特 材料及承 或 光波 特 材料 的透光 反。

. 要求 1 的舞 打光 明 統 共特 在于

透光 反也 具有特 的透光 透射 光波長特換裝置 切入 光路 透光 使得 上 預定 的光波 特 材料 光路。

. 要求 1或 的舞台 照明系統 其特 在于

控制 裝置 控制所 透射 光波 特換裝置 未控制 透射 光波 特換裝置在所 光路中的切入或 萬。

. 要求 1 的舞台 照明 統 其特 在于 透射 光波 特換裝置 在 具有特 的透光 / 上 控制 人或 萬 . 要求 4 的舞台 照明系統 其特 在于

透光 上在所 透射 光波 特 外 置有 張或 張 上 的 。 . 要求1 的舞台 照明系統 其特 在于

包括 帶有 張或 張 上 的 有 所

。 . 要求 13或 6 的舞台打光照明系統 其特 在于

包括投影透鏡 的輸出 迷行 萬投影。

Description:
舞台-打光照明系統及其提供高亮度白光的方

木領域 本 涉及照明裝置或 系統的功能特 休未稅 尤其涉及主要用于舞 台打光照明的照明系統。

背景 木 LE ( 光源 污染的 光源 其可 到的光通量 在逐年提升。 目前LED光源主要 于 些小功率、 低端的 上。 大功率舞台 光光源主要 用金 。 金 白色光源 使用 較低 般 百小 到數千小 不等。 金 的 白色 鎂光 舞台 所需 的不同 彩只能 彩色濾光 未濾光 使得 投射出的 具有較低的色彩飽和度, 色彩既不鮮 也不 。 了提高 的色彩飽和度 可 使用 的濾光 未 濾光 其不足之 是 降低 的亮度。 若舞台打光采 LED光源 則可 省掉 迷彩色濾光 不同基 LED的 未改 光源的顏色 而利用車 LED 較高的色彩飽和度 可使舞台打光色彩的表現 自由度大力提高。 但目前 LED 熱量大, 效率近不移高 且 LED 不能承受高 功率 因此大功率舞台打光的高 通量往往 LE 陣列未 。 申情景 200 200 1 . 的中固古利公升了 舞台 的光源 介LED陣 列和大型散熱裝置 可 提供 百 的 功率 可 控制核LE 陣列中的不同 LED 的工作未 彩 。 其不足之 在于 于散熱和光通量等性能 其是輸出 的 均勻 方面的考慮 光源 尚不 滿足大功率舞台打光的需求。 此, 本公司 提出中固古利 中 未自多 LE 陣列的 分光合 裝 置未合威力 束 可以提高光源的輸出功率及改善 輸出 均勻 。 上 在舞台 系統中 LE 陣列的現有 木不足之 在于 在戶生白光 系統的

本 效率 統的金 方案低 休分析 金 光源 輸出 的效率 乎不受熱量 因而光源輸出功率 是高是低 輸出 的效率 乎不 。 現有的 未 , 其 輸出的光通量 到 000 效率 8 / 而120 的打抱 通量輸出 00 效率仍 8 / 。 之 的是 大功率 LE 光源 用車 合 戶生白光 由于目前 G) 的 E 的 特 效 率 低、 戶生 B) 的 ED 效率最高、 R) 的 E 效率居中 而白 光的光 成分中 最高、 紅光次之、 最少 了 合 系統必 降 低 、 的輸出功率 造成了白光效率的低下 光源輸出功率越大白光效率越小

內容 本 要解決的 木 是 上 現有 木的不足之 而提出 舞台 打光照明系統及其方法 在提高 輸出功率的同 提高高亮度白光的輸出效率。 解決上 木阿 本 的基本 既然 R G和 ED未合 白光的亮度或效率較低 若在舞台 照明 統提供白光輸出的 內 草 光束 光波長特 材料 例如 白光 則 可 提高白光的亮度。 作力 木友 的 木方案是, 提供 舞台 明系統提供高亮度白光的方 法 包括步驟

未 于封裝在散熱基板上的 LE 陣列中的 LE 的光 聚合成 束合 合 往 介

控制所 LED陣列中具有不同 光波長的LE 未 的光具有預 定的顏色或顏色 化

其是 包括步驟 在所 的光 白光的 內 控制預定波長的LE

同 在所 合 的 光路上切入 透射 光波長特換裝置未戶生具有第二預定 的受 未混合戶生白光 透射 光波 特換裝置 萬所 光路。 休 上 方案中 舞台 明 統可 是也 LED 陣列 同 所 L 陣列上的各LE 均力 同 LE 也 透鏡的透鏡陣列 使每 所 透鏡 LED志 未 LED 的輸出 直 近平行 由 陣列而出的 近平行光分別 合 濾光 的透射和反射 束 再 聚焦透鏡聚焦到 。 可以是也 LED陣列 同 所 LED陣列上的各 LED 同 LE 包括 透鏡的透鏡陣列 使每 所

LE 恕 以 LE 的輸出 直 近平行 由 透鏡陣列而出的三束近平行 分光合 裝置未 成 束 再 聚焦透鏡聚焦到 其中 分光合包裝置 用具有 入口端的 合 濾光裝置 使每 所 入口 所 透鏡陣列。 有 所 LE 陣列上的各LE 均力 LE 的透射 光波 特換裝置也 可戶生黃色 的光波長特 材料 上 方案申 透射 光波長特換裝置包括光波長特 材料 及用未 或 光波 特 材料的 具有特 的透光 相 包括步驟 透射 光波 特換裝置 切入 光路 控制核透光 特 使得 透光 上 預定

光路。 或者 透射 光波 特換裝置 在 具有特 的透光 / 上 通 控 制核透光 / 的 特角度未控制核透射 光波 特換裝置在所 光路中的切入或 萬。 步 在所 透光 / 上 置有 張或 張 上的 通 控制核透光 / 的 特角度 在所 光路中切入的是 透射 光波 特換裝置 是 。 上 方案中 也 在所 投影透鏡未 輸出 萬投影的 步驟。 此外 近也 步驟 透射 光波 特換裝置 切入 光路 同 切入 透鏡 透鏡分置于 透射 光波長特換裝置的前、 透射 光波長特換裝置 萬所 光路 同 萬所 。 步 包括 步驟 在所 攜帶有 張或 張 上 的 使患有 所

看 。 可 控制 未切換 看 的 本 的 木方案近是 提供 舞台打光照明系統 包括封裝在散熱 基板上的由 LED 的 LED陣列 及待各LED 的 聚合威力 束合 的合 裝置 合 裝置的輸出 聚焦到 的聚焦透鏡 其是 也 透射 光波長特換裝置 及控制 裝置 控制 裝置控制各 LE 的 控 制所 透射 光波 特換裝置 切入和 萬所 聚焦 到 口之同的光路。 上 方案中 LE 陣列包括 或商科 上具有不同 光波 的 LED 合 具有 反射 的光收集 , LED 陣列 朝向 聚焦 透鏡。 或者是 舞台 照明系統 LE 陣列 同 所 LE 陣列上的各 L 同 LED 合 裝置包括 介合 濾光片及 LE 陣列相 對 的包括 透鏡的透鏡陣列 每 所 透鏡 LED LE 的輸出 直 近平行 出自 透鏡陣列的 近平行 束 往 合 濾光 的 分別 透射和反射的方式 成 束 往 聚焦透鏡 或者是 舞台打光照明系 統包括 LE 陣列 同 所 LE 陣列上的 LE 均力 同 LE

合 裝置包括 介具有 入口端的分光合 裝置 及三 LE 陣列相 的包 括 透鏡的透鏡陣列 每 所 透鏡 LE 以 LE 的輸出 直 近平行 出 透鏡陣列的三束近平行 分光合 裝置 束 往 聚焦透 鏡。 其中 分光合 裝置或者 介 合 濾光裝置 或者 由 合 濾光 平 行 而成的 合 裝置 合 濾光 或者 向色片 或者 有分光濾 光 的玻璃 。 上 方案中 系統近包括 透鏡 透射 光波 特換裝置切入和 萬所 光路 在所 光路中 透鏡分置在所 透射 光波 特換裝置的

透鏡 透鏡或 水透鏡。 上 方案中 透射 光波 特換裝置包括光波 特 材料及承 或 光波 特 材料的透光 。 透光 反 具有特 的透光 透射 光波 特 裝置 切入 光路 透光 特 使得 上 預定 的光波 特 材料 光路 控制 裝置 控制所 透射 光波 特換裝置 未控制 透射 光波 特換裝置在所 光路中的切入或 萬。 或者是 透射 光波 特換裝 置 在 具有特 的透光 / 上 控制 裝置 控制核透光 / 的 特角 度未控制核透射 光波 特換裝置在所 光路中的切入或 萬。 步 透光 / 上在所 透射 光波長特換裝置 外因 近 置有 張或 張 上的 。 上 方案中 舞台 照明系統 包括 帶有 張或 張 上 的 有 所 。 或者 也 投影 的輸出 近距萬投影。 上 各 木方案 具有 色彩 、 于 、 光源的光利用效率高的 。 1示意了本 舞台打光照明系統戶生白光 的光路

示意了本 舞台打光照明系統戶生非白光 的光路

示意了 中包括的光波 特換裝置的

示意了 系統結 中投影透鏡的工作

示意了 系統結 的替換

示意了 的

各 、 、 一一第 、 二、 LE 陣列 一一分光合 裝置 一 聚焦透鏡 、 一一第 、 透鏡 一一光波長特換裝置 一 透光 0 一特 一出 一投影透鏡 1 一一 一團 的特

休 方式 下面 合 所示之最佳 步 本 。 現有 木 舞台 照明系統提供各神 的方法也 步驟

未自于封裝在散熱基板上的 LE 陣列中的 LE 的光 聚合 束合 合 往 介

控制所 LED陣列中具有不同 光波 的 LE 未 的光具有預 定的顏色或顏色 化。

本 方法 于上 各步驟 包括步驟

在所 的光 白光的 內 控制預定 的 LE 同 在所 合 的 光路上切入 透射 光波 特換裝置未戶生具有第二預定 的受 未混 合 白光 透射 光波 特換裝置 萬所 光路 如 1所示 本 方法 的舞台打光照明系統包括至少 介LE 陣列 由 定的 同同 封裝在散熱基板上的 LED 合 裝置 各LE 的 聚合成 束合 聚焦 合 聚焦到 11。 可 令同 所 LED陣列 上的各LED 均力 同 LE 1 LE 、 、 例如但不限于分別 、 、 B LE 。 相 合 裝置 也 介具有 入口端的分光合 裝置 及三 LE 陣列相 的也 透鏡的 陣列 每 所 透鏡 LE 最大限度地收集 LE 輸出的大角度 大角度 特力有 的近平行 近平行 角度越小越好 出自 透鏡陣列的三束 、 、 B )近平行 分光合包裝置 束 往 聚焦透鏡 。 分光合包裝置可 以 所示是 介具有 入口端的 合 濾光裝置 使每 所 入口 所 透鏡陣列 可以是由 合 濾光 平行 而 的 合 濾光裝置。 而 合 濾光 可 是 向色片 也可 是據有分光濾光 的玻璃 均在本公司的相 在 先 中涉及 此 不再 。

上 在 舞台 照明系統顏色 要求不很 的切合 或 LED 陣列足可 相 此 合 裝置 4 可 用 介合 濾光片及 透鏡陣列未替代 出 透鏡陣列的 近平行 束 往 合 濾光 的 分別 透 射和反射的方式 束 往 聚焦透鏡 在 舞台 照明系統 射光的亮度或顏 色均勻 要求不高的切合 可 介 LED 陣列 同 包括 或西 上具有不 同 光波長的 LE 合 4用具有 反射 的光收集組件未替代 在 收集 LED陣列 朝向 聚焦 。 非本 不再 另加 。 本 舞台 照明系統 包括透射 光波 特換裝置 及控制 裝置 控制 裝置控制各 LE 的 近控制所 透射 光波 特換裝置 切入和 萬所 聚焦透鏡到 口之同的光路。 1 示意了 透射 光波 特換裝置 切 入 光路 未戶生高亮度白光的情形 示意了 透射 光波 特換裝置 萬所 光路的情形。 透射 光波長特換裝置 包括光波 特 材料及承載或 光波 特 材料的 透光 。 可 3所示 透光 15 未 光波 特 材料1 例如但不限 于 、 染料或量子 光材料 可 特 光波 特 材料 水混合 貼在任 所 透光 上。 1中示 的 透射 光波 特換裝置 在 具有特 10的透光 或透光 上 控制 裝置 控制 透光 / 的 特角度未控制核透射 光波 特換裝 置 在所 光路中的切入或 萬。 光波 特 材料 因 小角度的入射

180 分布 使 統的光 交大 不利于 P 1 大角度 的收集利用 木友 舞台 明 統近包括了 功的 、 透射 光波長特換裝置 切入和 萬所 光路。 透鏡 、 可 是 透鏡 也可 是較 的 水 在所 光路中 透鏡分置在所 透射 光波 特換裝 置的 。 第 6具有較強的聚 能力 聚焦到光波 特換裝置 上 第二 8收集 光波 特換裝置 的大角度 使出射光的有效 往 11相匹 配 未減少光能的損失。 令 1所示系統中有 所 LED陣列上的各LED 均力 LED 的透射 光波 特換裝置也 可戶生黃色 的光波 材料 則 舞台 投射白色 控制 裝置控制 LED陣列上的各LED 失掉 控制 透鏡 、 和透射 光波長特 切入 光路即可。 此 黃光 黃光 透射部分的 光合 白光 其亮度效率 大于 R、G、 高功率 E 未合 白光。 光波長特 材料的厚度不同 合成白光的 因而可

光波 特 材料的厚度未改交所 白光的 。 6、 8可以 透射 光波 特 裝置 例如一起 特 10 特。 2中 6、 8 透射 光波長特換裝置 萬所 光路 而可 利用 R、 G. B 高功率 E 未合 各科 。 用本 切換方案 既 現有 E 舞台打光中白光亮度的不足 又 保持舞台 具有顏色高飽和和色彩 的 。 考慮到射入 透射 光波長特換裝置 的光可能具有較大 功率 了 光波 特 材料 可 透射 光波 特換裝置 具有 的透光 或 光波 特 材料。 相位 本 方法力 透射 光波 特 切入 光路 控制所 透光 特 使得 透光 上 預定 內光 波 特 材料 光路。 可 避免 在任 光波 特 材料上 。 相 她 透射 光波長特換裝置 在所 光路中的切入或 萬

透光 。 透鏡6、 8可 未 透射 光波 特換裝置 而不 透射 光波 特換裝置 的 的特 。 到本 明 統 投影的需求 木友明系統近也 帶有 張或 張以上 的因 。 如 所示 透射 光波 特換裝置 萬所 光路 ( 中以 示意此 切入的透光部分 可 在所 故 團 。 可 所示 帶特 4的特 1 攜帶有多 控制 裝置 控制核特 1 的 特角度 切換或 使 有 例如但不限于 ) 看所述 . 在 中 1 1 固定在 13 L 近可 看自己 的 自特 使系統 更具有功 效果。

系統提供白光 同 提供任何 則 可以考慮同 在 所示的透光 / 在所 透射 光波 特換裝置 外的 上 置有 張或 張以上的 通 控制 核透光 / 的 特角度未 在所 光路 切入的是 透射 光波 特換裝置 是某

5a及團5b所示。 方案中 如 5a所示 因 系統 往的控制 需求 第二 8具有 高的規格要求

本 明系統 可以也 在所 端的投影透鏡 1 的輸出 迷行近距萬投影

可 是不帶任何 , 白光 或有需求 使用。 但不排除系統提 供白光 有 的需求 則系統結 可 局部示意 所示。 透射 特 換裝置 在特 上 在 1 上。 如 4a 透射 特換裝置 切入 光路 了使成像清晰 投影 12 休 向近萬光源的方向 4b 透射 特換裝置7 萬所 光路 般 具有 大的外往 了 像清晰 投影 12 休 向靠近光源的方向 。