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CN102812287B - 用于自动照明装置的改进的光学系统 - Google Patents

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CN102812287B
CN102812287B CN201080050699.2A CN201080050699A CN102812287B CN 102812287 B CN102812287 B CN 102812287B CN 201080050699 A CN201080050699 A CN 201080050699A CN 102812287 B CN102812287 B CN 102812287B
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帕维尔·尤里克
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Rob Lighting Co
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Robe Lighting Inc
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    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
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    • F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Stroboscope Apparatuses (AREA)

Abstract

本发明描述了一种改进的自动照明装置，以及采用改进的活节连接的输出透镜聚焦系统的照明系统。

Description

用于自动照明装置的改进的光学系统
技术领域
本发明总体涉及一种自动照明装置，具体涉及一种用在自动照明装置中的光学系统。
背景技术
具有自动和远程控制功能的照明装置是娱乐活动和建筑照明市场中公知的。此类产品经常用于剧院、电视演播室、音乐会、主题公园、夜总会及其他会场。典型的产品通常通过照明装置的水平旋转和俯仰功能来提供控制，允许操作者控制照明装置的瞄准方向，并由此控制光束在舞台上或演播室中的位置。通常，这种位置控制是通过控制照明装置在两个正交的旋转轴线上的位置(经常称为水平旋转和俯仰)来实现的。很多产品通过其他参数(例如强度、颜色、聚焦、光束尺寸、光束形状和光束模式)来提供控制。光束模式经常由称为遮光片的模板或滑板提供，其可以是钢、铝或刻蚀玻璃样式。
图1示出了多参数自动照明系统10。这些系统通常包括多个多参数自动照明装置12，每个多参数自动照明装置12上通常均包含机载光源(未示出)、光调制设备、连接至机械驱动系统的电动机和控制电路(未示出)。除了直接或经由配电系统(未示出)连接至主电源，每个照明装置还与数据链路14串联或并联，连接至一个或多个控制台15。照明系统10通常由操作者经由控制台15进行控制。
图2示出了现有技术的自动照明装置12。灯21包含发光的光源22。光被反射器20反射和控制经过光学设备26，并且接着经过一孔或成像门24，光学设备26可以包括分色滤光片、效应玻璃和本领域公知的其他光学设备。光学器件27是成像器件，并且可以包括遮光片、旋转遮光片、隔膜和成帧快门。最终的输出光束可以经过输出透镜31传输。透镜31可以是短焦距玻璃透镜，或是与此处描述的相等效的菲涅耳透镜。光学器件27或透镜31可以沿光轴前后移动，以提供对成像器件的调焦。
发明内容
本申请的目的在于提供一种成像自动照明装置，其提供了容易且快速的调焦，但不会影响自动照明装置的自动移动。
上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种成像自动照明装置，其采用具有大量锐利的尖端小面的轻薄聚合物的菲涅耳透镜，其中所述菲涅耳透镜能够沿光轴活节连接，由此能够对图像进行调焦，同时并不由于所述照明装置的调焦影响照明装置的平衡/移动；通过增大尖端小面的数量，以提高透镜的光学分辨率；所述菲涅耳透镜由聚合物经过成型工艺制造，以减小尖端小面的曲率半径。
附图说明
为了对本发明及其优点有更加透彻的理解，现在参照下文与附图结合的描述，在图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：
图1示出了典型的自动照明系统；
图2示出了现有技术的自动照明装置；
图3示出了带有改进的光学聚焦系统的自动照明装置；
图4示出了图3所示的实施例的一些器件的分解图；
图5示出了图3的改进的聚焦光学系统实施例中的菲涅耳透镜的一个位置；
图6示出了图5中的菲涅耳透镜的第二位置；
图7示出了菲涅耳透镜的立体图；以及
图8示出了两个不同的菲涅耳透镜。
具体实施方式
本发明的优选实施例在附图中示出，相同的附图标记用于表示多幅图中相同和相应的部件。
本发明总体涉及一种自动照明装置，具体涉及这种照明装置中的输出透镜的结构，使得透镜提供清晰聚焦的图像，并且透镜是可移动的以便调焦，然而透镜是轻质的，使其可以容易且快速地移动，并且使得照明装置的重心的任何改变最小化。
图3示出了本发明的实施例。自动照明装置12包含成像光学器件27，光学器件27可以包括但不限于，遮光片、旋转遮光片、快门和隔膜。来自这些图像的光束由输出透镜31聚焦。在示出的实施例中，输出透镜31包括改进的菲涅耳透镜。输出透镜31可以是图7和图8所示的菲涅耳透镜(分别是31和46)，其中典型的现有技术的菲涅耳透镜(图8中的42)通常包括150mm直径的透镜上的10至15个圆周小面(circumferential facet)，图3所示的实施例中的菲涅耳透镜31具有该数量的至少两倍或更多倍的圆周小面。圆周小面数量的大量增加起到了显著提高透镜的光学分辨率的作用，由此提供了更加清晰的输出图像。在一个实施例中，菲涅耳透镜具有大约100个圆周小面。
进一步的改进由小面的形状提供。典型的现有技术的菲涅耳透镜由玻璃制造，并且在成型过程中受到表面张力的影响，使得每个小面44的尖端45变圆，具有大的半径。该半径引起所传输的光的散射，并由此柔化所投射的图像。在图3所示的实施例中，菲涅耳透镜由塑料或聚合物经过成型工艺制造，这使得小面48的尖端49的曲率半径明显减小。较小的曲率半径显著减少了源于这些尖端的光散射，并由此提供了所投射图像中增强的清晰度。
将材料选择为聚合物或塑料进一步起到减轻透镜31的重量的作用。透镜31可以沿照明装置的光轴前后移动，从而提供了对所需光学器件27的投射图像的调焦。在本发明的一个实施例中，马达33和35可以通过导螺杆驱动件(lead screw drive)34和36提供输出透镜31的移动。马达33和35可以是低功率步进马达。
图4示出了本发明的实施例的分解图。马达33和35通过导螺杆驱动件34和36提供输出透镜31沿光轴的移动。输出透镜31的移动起到了提供所需光学器件27的投射图像的调焦的作用。
在本发明的一个实施例中，马达33和35可以通过导螺杆驱动件34和36提供输出透镜31的移动。马达33和35可以是相对低功率的步进马达。
图5和图6示出了透镜31沿照明装置的光轴的移动。在本发明的一个实施例中，透镜31由与马达33和35连接的导螺杆34和36定位。马达33和35的旋转引起导螺杆34和36的旋转，并由此引起透镜31的移动。图5示出了菲涅耳透镜31处于第一位置，而图6示出了菲涅耳透镜31处于第二位置。尽管导螺杆34和36被示出为用于将马达33和35的旋转运动转变为透镜31的直线运动的装置，然而并不是要对本发明进行如此限定，并且可以使用带传动、齿条-小齿轮传动、线性致动器或本领域已知的对直线运动进行驱动的任何其他方法使透镜31沿光轴移动。透镜31是轻薄聚合物的菲涅耳透镜，使得马达33和35可以是相对较小的低功率马达，其类型选自但不限于步进马达、伺服马达、线性致动器或低功率直流马达。
尽管已经参照有限数量的实施例对本发明进行了描述，然而从本发明中获益的本领域技术人员将会理解的是，可以构想出并不违背本发明在此处所公开的范围的其他实施例。本发明已经详细地进行了描述，应当理解的是，在不违背本发明的实质和范围的前提下，可以对其作出多种改变、替换和变更。

Claims (1)

1.一种成像自动照明装置，其采用具有大量锐利的尖端小面的轻薄聚合物的菲涅耳透镜，其中所述菲涅耳透镜能够沿光轴活节连接，由此能够对图像进行调焦，同时并不由于所述照明装置的调焦影响照明装置的平衡/移动；通过增大尖端小面的数量，以提高透镜的光学分辨率；所述菲涅耳透镜由聚合物经过成型工艺制造，以减小尖端小面的曲率半径。
CN201080050699.2A 2009-09-12 2010-09-11 用于自动照明装置的改进的光学系统 Active CN102812287B (zh)

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US61/241,882 2009-09-12
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