[發明專利]用于投射像素化照明圖案的設備

有效

• 申請號: 200680017903.4
• 申請日: 2006-05-10
• 公開（公告）號: CN101180563A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: P·A·杜恩;H·J·科尼利森;H·扎恩;M·西肯斯;J·E·德夫里斯;R·A·H·布利恩
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;H05B37/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非;譚祐祥

技術領域

本發明涉及一種用于將所觀察的像素化照明圖案(pixelatedlighting?pattern)投射在朝向照明設備的表面上的照明設備，這種照明設備包括多個照明單元和用于控制來自這些照明單元的光的發射的控制器，每個照明單元包括至少一個發光二極管。

背景技術

基于發光二極管的照明設備通常設計用于室內照明，如在辦公室、家庭、商店、汽車和飛機等。

熒光管和白熾燈一直以來用作這些照明設備的光源。

近來，已提出將發光二極管(LED)作為這類照明設備的光源?；诎l光二極管的照明設備具有一定的吸引力，因為發光二極管的使用壽命通常比熒光管和白熾燈泡的使用壽命長得多。而且，發光二極管的功率消耗低于白熾燈泡，且預計在將來會比熒光管更加有效。

提供發出強度非常大的光的發光二極管的高功率LED的發展使這種進步得到了加強。

發明人為Bailey的美國專利No.6,764,196描述了基于LED的頂光照明系統的一個示例，這種照明系統的特征在于帶有多個嵌入超亮LED以將房間照明的吊線板。不過，美國專利No.6,764,196中所描述的照明系統并不適合于在所照明的表面上顯示在視覺上有差異的信息。

常規的數據投影儀適用于投射視覺上有差異的用戶交互信息，如字母數字標記、圖像、圖案和視頻序列。

不過，常規的數據投影儀通?；诤愣ㄟ\行的高強度放電燈泡和可編程濾光器，以將單個像素打開或關閉。因此，常規的數據投影儀在用于室內照明時往往是非常消耗功率的設備。

因此，需要有一種照明設備，這種照明設備具有低的功率消耗，并且既可用于環境照明又可用于信息投射。

發明內容

本發明的目的在于解決這些問題并提供既適于環境照明又適于信息投射的照明源。

因此，在一個方面，本發明提供用于將所觀察的像素化照明圖案投射在朝向該設備的表面上的照明設備，這種照明設備包括多個照明單元和用于控制來自這些照明單元的光的發射的控制器，每個照明單元包括至少一個發光二極管。在本發明的照明設備中，這些照明單元可由控制器單獨控制，且每個發光二極管負責受限圖案區域部分。

可利用照明單元陣列將像素化照明圖案投射到表面上，在這些照明單元中，每個照明單元負責所投射的圖案的有限區域。這就允許將發光二極管用作光源。同時，照明設備還可用于表面的均勻照明。

在本發明的實施例中，這些照明單元可包括至少一個第一顏色的可單獨控制的第一發光二極管和第二顏色的可單獨控制的第二發光二極管。

通過將幾個不同顏色的可單獨控制的LED如紅色、綠色和藍色二極管用作一個照明單元，就可容易地控制光的顏色，以提供變色照明設備。

在本發明的實施例中，可將這些發光二極管布置成以小于約20°或小于約10°如小于5°的準直角度發光。優選這種設備包括準直裝置，將這種準直裝置布置成接收由這些照明單元中的每一個發射的光，并將所接收的光的至少一部分作為用于這些照明單元中的每一個的分離光束進行準直并投射。

由每個照明單元所發射的光的窄準直允許以距所照明的表面一定的距離布置照明設備，例如，在約0.1至5m的范圍內，而仍保持投射所希望的圖案的可能性。來自相鄰的照明單元的圖案區域部分(“像素”)的某種重疊在某些用途中可能有必要，以在相鄰的圖案區域部分之間獲得均勻的照明和/或平滑的過渡。不過，若準直重疊太大，那么將所希望的圖像投射在表面上的可能性就被限制到具有非常低的對比度的圖像。

本發明的照明設備中的相鄰的兩個照明單元之間的距離可大于約1mm或大于約1cm，例如大于約10cm甚至更大。這就允許有限數量的照明單元將表面照明。

通常對這些距離和準直角度進行調節，以獲得用于某種距離的所希望的圖像對比度，這種距離在該設備與圖案被投射到上面的表面之間。

在本發明的實施例中，控制器可能夠接收表示像素化圖案的數據并能夠對這些照明單元進行控制，以將圖案投射到在照明設備的光束路徑中的表面上。通過對表示圖案的數據進行適應性調節，可將任何照明圖案投射到表面上。

表示像素化圖案的數據可包括表示視頻序列的數據。通過更新以高頻率投射的圖案，可將視頻序列投射到表面上。

本發明中的照明設備可包括或可連接到用于向控制器提供表示像素化圖案的數據的數據提供者。數據提供者可包括傳感器和處理器，而將處理器布置成從傳感器接收數據并將來自傳感器的數據處理成表示圖案的數據。

傳感器可以是如移動檢測器、溫度傳感器、照相機、光傳感器和麥克風等。