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1、10申请公布号CN102348929A43申请公布日20120208CN102348929ACN102348929A21申请号201080011619222申请日2010031109155156420090313EPF21S10/00200601F21V5/00200601G02B3/00200601G02F1/1335200601H04N9/31200601F21Y101/0220060171申请人皇家飞利浦电子股份有限公司地址荷兰艾恩德霍芬72发明人MPCM克里恩MCJM维森伯格T德克74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人谢建云刘鹏54发明名称图案投影光输出系统57摘要一。
2、种光输出系统（1），用于在远处投影平面（3）中形成受照射斑点（11AB）的可控制图案（10）。所述光输出系统（1）包括多个单独可控制光输出装置（6AC），其布置在具有光输出装置节距（PLS）的光输出装置阵列（5）中；以及光学系统（7），其布置在所述光输出装置阵列（5）和所述投影平面（3）之间。所述光学系统（1）配置成将由所述光输出装置阵列（5）发射的光投影在所述投影平面（5）中成为受照射斑点（11AC）投影阵列，所述受照射斑点投影阵列具有大于所述光输出装置节距（PLS）的投影节距（PSPOT）。使用这种光输出系统，实际上由所述光输出装置输出的所有光功率被用于投影光图案。30优先权数据85PCT。
3、申请进入国家阶段日2011091386PCT申请的申请数据PCT/IB2010/0510472010031187PCT申请的公布数据WO2010/103477EN2010091651INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图7页CN102348948A1/2页21一种用于在远处投影平面（3）中形成受照射斑点（11AB）的可控制图案（10）的光输出系统（1），所述光输出系统（1）包括多个单独可控制光输出装置（6AC），其布置在具有光输出装置节距（PLS）的光输出装置阵列（5）中；以及光学系统（7），其布置在所述光输出装置阵列（5）和所述投影平面（3）之。
4、间，所述光学系统（1）配置成将由所述光输出装置阵列（5）发射的光投影在所述投影平面（3）中成为受照射斑点（11AC）投影阵列，所述受照射斑点（11AC）投影阵列具有大于所述光输出装置节距（PLS）的投影节距（PSPOT）。2根据权利要求1的光输出系统（1），其中所述光学系统（7）包括具有光学元件节距（PLENS）的光学元件（9AC）阵列。3根据权利要求2的光输出系统（1），其中所述光学元件（9AC）为聚焦透镜。4根据权利要求2或3的光输出系统（1），其中所述光学元件节距（PLENS）大于所述光输出装置节距（PLS）并且小于所述投影节距（PSPOT）。5根据权利要求4的光输出系统（1），其中所述。
5、光学元件节距（PLENS）为所述光输出装置节距（PLS）的1至125倍。6根据权利要求2至5中任意一项的光输出系统（1），满足下述关系NPOPTICALELEMENTPLIGHTOUTPUTDEVICEPLENS，方程（1）暗示PLS小于PLENS。优选地，08PLENS25产生所期望的平滑过渡。此外，为了维持辨别相邻点11AC的能力（防止投影在壁3上的光图案2分辨率损失），该交叠可具有上限，该上限可以有利地为O75。0045应注意，通过将另一光学元件（未示于图3），比如漫射器（或者薄弱和精细节距的透镜的阵列）置为靠近透镜的平面，可以形成额外的交叠。0046现在已经解释了光输出系统1的一个示例。
6、性实施例的几何，藉此可以实现光输出装置6AC的节距PLS和投影在投影平面3中的斑点11AC的节距PSPOT之间所期望的转变，我们现在将转而描述图3的配置可以如何调整以使得能够形成彩色投影图案。0047图4为图2中的部分光输出系统沿着线AA的截面视图，说明使用图1中的光输出系统可以如何形成不同颜色斑点。0048为了实现具有彩色受照射斑点11AC的高质量图案，期望确保基本颜色的斑点按照它们基本上完全交叠的方式投影在投影平面3中。以此方式，可以形成基本上自由可控制的颜色的斑点，而没有比如彩色条纹等的伪影。0049参考图4，现在将描述一示例性实施例，其中该系统是基于三基色红（R）、绿（G）和蓝（B）。。
7、RGBLED12AC、13AC、14AC的三联体置于每个透镜11AC后面（从投影平面3观看）。由这些三联体的每个LED发射的光在壁3上形成光斑，如图4中针对蓝色LED12A、红色LED13B和绿色LED14C所示意性地说明。得到的斑点11B将看上去为白色。0050为了确保由不同光输出装置6AC（此处为LED三联体）中包括的不同光源形成的受照射斑点交叠，应选择光输出装置6AC中包括的光源之间的合适间距。0051参考图4中的示例性实施例，通过按照合适间距布置每个三联体6AC内的LED12AC、13AC、14AC，可以确保某一颜色的每个LED在壁上形成的光斑与另一三联体的互补颜色的LED的光完全交叠。
8、。此间隔距离遵从下述关系（4）。0052在此关系中，N为表示由光输出装置6AC中相邻光源输出的光的投影形成的斑点之间距离的整数，其单位为斑点节距PSPOT。有利地，间隔距离LS可以选择为使得在上述关系中N1。对于无法定位靠近在一起的不同颜色光源的情形，可以选择N2或N3。说明书CN102348929ACN102348948A6/7页90053应注意，不同颜色光源12AC、13AC、14AC可以作为单独装置被提供或者可以一起封装在一个相同外壳内。0054作为图2中说明的光输出装置的六角形布置的可替换方案，光输出装置6AC可以布置在矩形配置中，如图5中示意性地说明。0055图5中的配置与参考图2在。
9、上文描述的配置不同之处还在于每个光输出装置6AC包括四个光源12AD、13AD、14AD，其中第四光源为配置成发射白色光的光源以实现改进的照射。0056应注意，正如图2中说明的实施例的情形那样，光学元件9AC的节距在水平和竖直方向上均大于光输出装置6AC的节距。0057接着，参考图6和7，我们将讨论可以在图1中的光输出系统1的各种实施例中使用的又一可能配置。0058根据目前为止所讨论的各种配置，通过选择布置在光输出装置6AC的阵列5和投影平面3之间的透镜阵列的合适节距PLENS，实现了从光输出装置节距PLS到投影在投影平面3中的受照射斑点11AC节距PSPOT的转变。0059作为可替换方案或者。
10、补充，光输出系统1可以设有布置在光学元件9AC阵列和投影平面3之间的束导向构件，从而引导穿过光学元件9AC的光束以实现投影平面3中具有所期望的节距PSPOT的受照射斑点11AC。0060例如，如图6中示意性地说明，光学元件9AC的节距PLENS可以选择为与光输出装置6AC的节距PLS相同，并且束导向构件可以布置在光学元件9AC和投影平面3之间以实现基本上全部的从PLS到PSPOT的转变。0061技术人员将理解，由束导向构件引起的束偏转的幅度和方向将取决于在阵列中的位置，并且在图6说明的情形中束导向构件配置成使得当从光输出系统1的外部穿过束导向构件和光学元件9AC阵列朝向光输出装置6AC回溯光线。
11、时，光输出装置6AC看上去相隔由方程（1）给出的节距PLS。0062在图6的示例性配置中示意性地说明的简单束导向构件的实例是基于精细节距的棱镜17AI的一维阵列。束导向构件可包括多个光学元件，或者可以被提供成为一个大的整体束导向构件，其可以例如为大的负透镜，优选地为菲涅耳类型透镜。0063在为图6中的部分光输出系统沿着线BB的截面视图的图7中，针对具有单色光输出装置6AB的简化情形示意性地说明后偏转的原理。通过图7中的配置，对于与图3相同的光学元件节距PLENS实现了相同的斑点节距PSPOT。0064最后应注意，可以采取各种措施从而在根据本发明的光输出系统1的颜色可控制实施例中避免边界效应。根。
12、据一种方法，无法利用为了在壁上该斑点位置提供全谱颜色所需的其它颜色补充的靠近光输出装置阵列5边缘的光源可以被控制不发光，或者可以从光输出系统1略去。0065本领域技术人员将认识到，本发明绝不限于所述优选实施例。例如，分割壁（吸收性的）可以置于相邻光输出装置6AC之间，从而确保由具体光输出装置发射的光可以仅仅行进穿过相应透镜并且不穿过相邻透镜。再者，对于希望从倾斜角度将图案在壁上的情形，则可以有利的是被投影靠近光输出系统的斑点具有小于平均值的光输出装置和光学元件之间的距离，以及被投影更远离光输出系统的斑点具有大于平均值的光输出装置和光学元说明书CN102348929ACN102348948A7/。
13、7页10件之间的距离。此外，菲涅耳类型透镜是强大（高放大率）但是轻质的透镜，可以有利地用作所述光学元件。附加地，光输出系统中包括的光学元件的一些或全部可以有利地是基于例如液晶或电润湿的电学可调节有源光学元件。例如，通过使用有源漫射器，则可以调谐壁上光斑的交叠。通过使用有源后偏转器，则能够调谐壁上光斑图案的大小。说明书CN102348929ACN102348948A1/7页11图1说明书附图CN102348929ACN102348948A2/7页12图2说明书附图CN102348929ACN102348948A3/7页13图3说明书附图CN102348929ACN102348948A4/7页14图4说明书附图CN102348929ACN102348948A5/7页15图5说明书附图CN102348929ACN102348948A6/7页16图6说明书附图CN102348929ACN102348948A7/7页17图7说明书附图CN102348929A。