DE29804249U1

DE29804249U1 - Headlights

Info

Publication number: DE29804249U1
Application number: DE29804249U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: ADB TTV Technologies SA
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1998-05-07
Anticipated expiration: 2008-03-11

Description

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Beschreibung
ScheinwerferDescription
Headlights

Die Erfindung richtet sich auf einen Scheinwerfer, insbesondere Profilscheinwerfer für die Bühnenbeleuchtung.The invention relates to a spotlight, in particular a profile spotlight for stage lighting.

Profilscheinwerfer dienen dazu, klar umrissene Bereiche der Bühne anzuleuchten, bspw. eine Türöffnung, einen Schauspieler oder gar nur das Gesicht eines Schauspielers. < Profile spotlights are used to illuminate clearly defined areas of the stage, for example a doorway, an actor or even just the face of an actor. <

Sie verfügen zu diesem Zweck neben den üblichen Elementen eines Scheinwerfers wie Lichtquelle, rückwärtigem Reflektor, vorderer Abschlußscheibe sowie gegebenenfalls Farbfiltern und Verdunkelungsvorrichtungen auch über eine Halterungs- und/ oder Einschubvorrichtung für Profilblenden oder sog. Gobos, d.h., Blenden aus Metall mit eingeschnittenen Profilen.For this purpose, in addition to the usual elements of a spotlight such as a light source, rear reflector, front cover plate and, if necessary, color filters and darkening devices, they also have a holder and/or insertion device for profile panels or so-called gobos, i.e. metal panels with cut-out profiles.

Da bei Verwendung derartiger Gobos ein Großteil der erzeugten Lichtleistung den Scheinwerfer nicht verläßt, sind derartige Profilscheinwerfer einer extremen Temperaturbelastung unterworfen und können interne Temperaturen von 450° bis 500° C erreichen. Da andererseits aus akustischen Gründen in der Bühnentechnik oftmals auf eine Ventilationskühlung der Scheinwerfer verzichtet werden muß, stellt sich ein Problem dahingehend, daß die erzeugte Lichtleistung möglichst optimal gebündelt und ausschließlich in die gewünschte Richtung abgegeben wird, damit die Lampenleistung auf das absolut notwendige Minimum reduziert werden kann.Since a large part of the light output generated does not leave the spotlight when using such gobos, such profile spotlights are subject to extreme temperature stress and can reach internal temperatures of 450° to 500° C. On the other hand, since ventilation cooling of the spotlights is often not possible in stage technology for acoustic reasons, a problem arises in that the light output generated is bundled as optimally as possible and emitted exclusively in the desired direction, so that the lamp output can be reduced to the absolute minimum.

Eine bei Profilscheinwerfern immer aktuelle Nebenbedingung bei der Lösung dieses Problems ist, daß an den Rändern der ausgeleuchteten Profile möglichst keine Farbringe entstehen sollen, wie sie durch unterschiedliche Beugung von Lichtstrahlen verschiedener Wellenlängen an scharfen Kanten hervorgerufen werden können.A secondary condition that is always relevant for profile spotlights in solving this problem is that, if possible, no colour rings should appear on the edges of the illuminated profiles, as can be caused by different diffraction of light rays of different wavelengths on sharp edges.

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Zur Lösung des eingangs genannten Problems sieht die Erfindung bei einem Scheinwerfer, insbesondere Profilscheinwerfer für die Bühnenbeleuchtung, folgende Elemente vor:To solve the problem mentioned above, the invention provides the following elements for a spotlight, in particular a profile spotlight for stage lighting:

a) eine elektrooptische Lichtquelle,(a) an electro-optical light source,

b) einen in Projektionsrichtung des Scheinwerfers rückwärtig angeordneten Kugelspiegel,b) a spherical mirror arranged to the rear in the projection direction of the headlamp,

c) eine vor der Lichtquelle angeordnete, asphärische Linse,c) an aspherical lens arranged in front of the light source,

d) eine vor der asphärischen Linse angeordnete Sammellinse, e) eine vor der Sammellinse angeordnete Irisblende, sowied) a convex lens arranged in front of the aspherical lens, e) an iris diaphragm arranged in front of the convex lens, and

f) einen vor der Irisblende angeordneten, zoomartig verstellbaren Objektivtubus mit einem hinteren und einem vorderen Linsensystem.f) a zoom-adjustable lens barrel arranged in front of the iris diaphragm with a rear and a front lens system.

Die von der Lichtquelle mit nahezu omnidirektional konstanter Leuchtdichte abgegebene Lichtleistung wird von dem rückwärtigen Kugelspiegel nach vorne geworfen und dort von der asphärischen Linse und der Sammellinse sowie dem Objektivlinsensystem in hohem Grade gebündelt. Mit dem zoomartig verstellbaren Objektivtubus gelingt es, den Öffnungswinkel des Profil-Scheinwerfers etwa in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:3 verstellbar zu gestalten. Dadurch ist es möglich, auch bei relativ kleinen, auszuleuchtenden Profilen großflächige Gobos zu verwenden, welche den von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrom in größtmöglichem Umfang passieren lassen, so daß die in dem Profilscheinwerfer zurückgehaltene und in Wärme umgesetzte Lichtleistung möglichst gering ist.The light output from the light source with almost omnidirectional constant luminance is projected forwards by the rear spherical mirror and is then concentrated to a high degree by the aspherical lens and the converging lens as well as the objective lens system. The zoom-like adjustable lens tube makes it possible to adjust the opening angle of the profile spotlight to a ratio of approximately 1:2 to 1:3. This makes it possible to use large-area gobos even for relatively small profiles to be illuminated, which allow the light flux generated by the light source to pass through to the greatest possible extent, so that the light output retained in the profile spotlight and converted into heat is as low as possible.

Es hat sich als günstig erwiesen, als Lichtquelle eine Gasentladungslampe mit zwei Elektroden zu verwenden. Die Lichtausbeute einer Gasentladungslampe ist weitaus größer als die aller bekannten Glühlampen, so daß bei gleicher Lichtstrahlungsleistung die Verlustwärme deutlich herabgesetzt werden kann. Andererseits kann bis zu einer Leistungsaufnahme von etwa 1,2 kW auf einen Kühlungsventilator verzichtet werden, sofern durch weitere, im folgenden beschriebene Maßnahmen für eine gute Wärmeableitung Sorge getragen ist.It has proven to be advantageous to use a gas discharge lamp with two electrodes as the light source. The light output of a gas discharge lamp is far greater than that of all known incandescent lamps, so that the heat loss can be significantly reduced with the same light radiation output. On the other hand, a cooling fan can be dispensed with up to a power consumption of around 1.2 kW, provided that good heat dissipation is ensured by further measures described below.

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Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Kugelspiegel als Kaltlichtspiegel ausgebildet ist. Hierdurch gelingt es, ausschließlich das sichtbare Licht nach vorne und somit durch das Linsensystem des Scheinwerfers hindurchzuwerfen, während die Infrarotstrahlung nach rückwärts aus dem Scheinwerfergehäuse entweichen kann. Indem somit die Wärmestrahlung von der empfindlichen Optik ferngehalten wird, kann die dort absorbierte Leistung und damit deren thermische Belastung reduziert werden.3
It is within the scope of the invention that the spherical mirror is designed as a cold light mirror. This makes it possible to project only the visible light forwards and thus through the lens system of the headlight, while the infrared radiation can escape backwards from the headlight housing. By keeping the heat radiation away from the sensitive optics, the power absorbed there and thus its thermal load can be reduced.

Der Kaltlichtspiegel weist vorzugsweise ein rückwärtiges Substrat aus Glas auf, an dessen Innenfläche ein Kaltlichbelag aufgebracht ist, der sichtbares Licht reflektiert, Infrarotstrahlung dagegen hindurchläßt. Da auch der Glaswerkstoff die Infrarotstrahlung passieren läßt, kann dieselbe auf diesem Weg das optische System verlassen.The cold light mirror preferably has a rear substrate made of glass, on the inner surface of which a cold light coating is applied, which reflects visible light but allows infrared radiation to pass through. Since the glass material also allows infrared radiation to pass through, it can leave the optical system in this way.

Die Gasentladungslampe befindet sich etwa im Mittelpunkt des Kugelspiegels und wird von demselben etwa hemisphärenartig umgeben. Indem der Kugelspiegel einen Krümmungsradius von 30 bis 60 mm, vorzugsweise etwa 45 mm aufweist, hat er einen ausreichenden Abstand zu der Lichtquelle, so daß die Leuchtdichte bereits auf materialverträgliche Werte abgesunken ist und eine Überhitzung des Kugelspiegels vermieden wird.The gas discharge lamp is located approximately in the center of the spherical mirror and is surrounded by it in a roughly hemisphere-like manner. Since the spherical mirror has a radius of curvature of 30 to 60 mm, preferably about 45 mm, it is sufficiently far away from the light source so that the luminance has already dropped to values that are compatible with the material and overheating of the spherical mirror is avoided.

Die Wirkung des Kugelspiegels wird ergänzt durch einen Gegenspiegel, welcher etwa die asphärische Linse umgebend angeordnet ist. Dieser Gegenspiegel dient dem Zweck, das von der asphärischen Linse nicht mehr aufgefangene Licht der Gasentladungslampe zu reflektieren und über den kugelförmigen Hauptspiegel in die asphärische Linse zu senden und damit dem Hauptanteil des Lichtes hinzuzufügen und somit Nutzbar zu machen. Der Gegenspiegel ist aus Aluminium, damit neben dem sichtbaren Licht auch die Infrarotstrahlung reflektiert wird und das Scheinwerfergehäuse durch den Hauptspiegel hindurch verlassen kann. Der Gegenspiegel ist fernerhin in zwei Segmente unterteilt, damit durch übermäßige Erwärmung keine in-The effect of the spherical mirror is supplemented by a counter mirror, which is arranged around the aspherical lens. This counter mirror serves the purpose of reflecting the light from the gas discharge lamp that is no longer captured by the aspherical lens and sending it via the spherical main mirror into the aspherical lens, thereby adding it to the main part of the light and making it usable. The counter mirror is made of aluminum so that in addition to the visible light, the infrared radiation is also reflected and can leave the headlight housing through the main mirror. The counter mirror is also divided into two segments so that excessive heating does not cause internal

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neren Spannungen auftreten können. Er hat ebenfalls eine sphärische Reflektorfläche, sein Krümmungsmittelpunkt fällt jedoch nicht mit der Mitte der Gasentladungslampe zusammen, sondern ist gegenüber dieser um ein geringes Maß nach rückwärts versetzt, damit der am Hauptspiegel reflektierte Lichtstrahl anschließend zuverlässig zu der asphärischen Linse gelangt . 4
lower stresses can occur. It also has a spherical reflector surface, but its centre of curvature does not coincide with the centre of the gas discharge lamp, but is offset slightly backwards in relation to it, so that the light beam reflected by the main mirror then reliably reaches the aspherical lens.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Brennweite der asphärischen Linse 40 bis 70 mm, vorzugsweise etwa 55 mm beträgt. Da dieser Linse entlang ihrer optischen Achse eine Dicke von etwa 25 mm aufweist und von der Lichtquelle um etwa 2 9 mm beabstandet ist, ergibt sich eine negative Bildweite, d.h., obzwar die Lichtstrahlen durch die asphärische Linse bereits zur optischen Achse hin gebrochen werden, divergiert das Lichtbündel nach dem Hindurchtritt durch die asphärische Linse dennoch.The invention further provides that the focal length of the aspherical lens is 40 to 70 mm, preferably about 55 mm. Since this lens has a thickness of about 25 mm along its optical axis and is spaced from the light source by about 29 mm, a negative image distance results, i.e., although the light rays are already refracted by the aspherical lens towards the optical axis, the light beam still diverges after passing through the aspherical lens.

Indem die Erfindung die asphärische Linse als nach vorne ausgewölbte Plankonvexlinse ausbildet, schafft sie zwischen dem Kugelspiegel und der planen Ebene der asphärischen Linse einen relativ breiten Spalt zum Hindurchtritt von Kühlluft, und eine auch nur partielle Überhitzung der asphärischen Linse wird zuverlässig vermieden.
25By designing the aspherical lens as a plano-convex lens that is curved forward, the invention creates a relatively wide gap between the spherical mirror and the flat plane of the aspherical lens for the passage of cooling air, and even partial overheating of the aspherical lens is reliably avoided.
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Vorzugsweise entspricht der Durchmesser des Gegenspiegels etwa dem Durchmesser des Kugelspiegeis, so daß sämtliche von diesem zurückgeworfenen Strahlen zu der Lichtquelle sowie gegebenenfalls an dieser vorbei auf den Gegenspiegel gelenkt werden und von dort zum Zentrum des Kugelspiegels gelangen, wo sie dem nach vorne abgegebenen Lichtbündel hinzuaddiert werden.Preferably, the diameter of the counter mirror corresponds approximately to the diameter of the spherical mirror, so that all rays reflected by the latter are directed towards the light source and, if necessary, past it to the counter mirror and from there to the centre of the spherical mirror, where they are added to the light beam emitted forward.

Zur Erzielung eines optimalen Kompromisses zwischen Kühlung einerseits und Lichtausbeute andererseits sieht die Erfindung vor, den Durchmesser des Kugel- und/oder des Gegenspiegels etwa zwischen 60 und 150 mm, vorzugsweise etwa bei 90 bisIn order to achieve an optimal compromise between cooling on the one hand and light output on the other, the invention provides for the diameter of the spherical and/or counter mirror to be between approximately 60 and 150 mm, preferably approximately 90 to

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mm zu wählen. Um die asphärische Linse vor Beschädigungen zu schützen, die aus einer unterschiedlichen Temperaturdehnung derselben im Verhältnis zu dem Gegenspiegel resultieren könnten, ist derselbe in einem radialen Abstand von der asphärisehen Linse angeordnet und - wie oben bereits ausgeführt - in zwei Segmente unterteilt.5
mm. In order to protect the aspherical lens from damage that could result from a different thermal expansion of the same in relation to the counter mirror, the latter is arranged at a radial distance from the aspherical lens and - as already explained above - divided into two segments.

Die Erfindung erlaubt eine vorteilhafte Weiterbildung dahingehend, daß die der asphärischen Linse nachgeordnete Sammellinse als Bikonvexlinse ausgebildet ist. Da eine Gasentladungslampe im Gegensatz zu dem Filament einer Glühlampe keine näherungsweise punktförmige Lichtquelle darstellt, sondern als Lichtsäule mit einem endlichen Querschnitt aufzufassen ist, muß die Optik an die verschiedenen, möglichen Richtungen, aus denen die Lichtstrahlen von unterschiedlichen Bereichen der Lichtquelle ausgehen, angepaßt werden. Zu diesem Zweck ist die Zwischenlinse als zu ihrer Mittelebene symmetrische Bikonvexlinse ausgebildet mit identischen Krümmungsradien von etwa 100 bis 170 mm, vorzugsweise 110 bis 150 mm, insbesondere 120 bis 130 mm.The invention allows an advantageous development in that the collecting lens arranged downstream of the aspherical lens is designed as a biconvex lens. Since a gas discharge lamp, unlike the filament of an incandescent lamp, is not an approximately point-shaped light source, but rather is to be understood as a column of light with a finite cross-section, the optics must be adapted to the various possible directions from which the light rays emanate from different areas of the light source. For this purpose, the intermediate lens is designed as a biconvex lens symmetrical to its central plane with identical radii of curvature of approximately 100 to 170 mm, preferably 110 to 150 mm, in particular 120 to 130 mm.

Bei einer ersten, erfindungsgemäßen Ausbildung ist das rückwärtige Objektivlinsensystem aus einer vorzugsweise nach vorne ausgewölbten Plankonvexlinse ausgebildet. Die Auswölbung nach vorne erlaubt es, diese Linse mit ihrer ebenen Rückseite dicht an die Irisblende heranzurücken, ohne deren Funktion zu beeinträchtigen.In a first embodiment according to the invention, the rear objective lens system is made of a plano-convex lens that is preferably curved forwards. The forward curvature allows this lens to be moved with its flat rear side close to the iris diaphragm without impairing its function.

Die solchermaßen als Sammellinse ausgebildete, hintere Objektivlinse hat bevorzugt einen Krümmungsradius zwischen 70 und 250 mm, vorzugsweise zwischen 100 und 170 mm, insbesondere von etwa 125 bis 135 mm. Die Brechkraft dieser Linse ist auf die vordere Objektivlinse abgestimmt.The rear objective lens designed as a converging lens preferably has a radius of curvature between 70 and 250 mm, preferably between 100 and 170 mm, in particular between about 125 and 135 mm. The refractive power of this lens is matched to the front objective lens.

Den oben bereits erwähnten besonderen Verhältnissen bei Gasentladungslampen folgend ist auch die vordere Tubuslinse als Bikonvexlinse ausgestaltet, wobei vorzugsweise jedoch dieFollowing the special conditions for gas discharge lamps mentioned above, the front tube lens is also designed as a biconvex lens, but preferably the

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überwiegende Durchwölbung nach vorne/außen stattfindet. So liegt der Krümmungsradius der hinteren Linsenfläche zwischen etwa 900 und 1500 mm, vorzugsweise zwischen 1000 und 1300 mm, insbesondere, zwischen 1100 und 1200 mm, während der Krümmungsradius der vorderen Linsenoberfläche sich in einem weitaus kleineren Bereich bewegt, nämlich zwischen 180 und 350 mm, vorzugsweise zwischen 230 und 2 90 mm, insbesondere zwischen 250 und 270 mm.predominantly curvature takes place to the front/outwards. The radius of curvature of the rear lens surface is between about 900 and 1500 mm, preferably between 1000 and 1300 mm, in particular between 1100 and 1200 mm, while the radius of curvature of the front lens surface is in a much smaller range, namely between 180 and 350 mm, preferably between 230 and 290 mm, in particular between 250 and 270 mm.

Bei einer hiervon abweichenden Ausführungsform der Erfindung ist das hintere Objektivlinsensystem als Doppellinsensystem mit zwei Plankonvexlinsen ausgebildet, die vorzugsweise beide nach vorne ausgewölbt sind. Der Krümmungsradius der hinteren Linse des Doppellinsensystems liegt etwa zwischen 100 und 170 mm, vorzugsweise zwischen 110 und 160 mm, insbesondere zwischen 12 0 und 140 mm, während sich der Krümmungsradius der vorderen Linse dieser Doppellinsenkombination etwa zwischen 150 und 300 mm, vorzugsweise zwischen 180 und 250 mm, insbesondere zwischen 210 und 220 mm bewegt. Die beiden Linsen haben einen äußerst geringen Abstand von etwa 4 mm.In a variant of the invention, the rear objective lens system is designed as a double lens system with two plano-convex lenses, which are preferably both curved forwards. The radius of curvature of the rear lens of the double lens system is approximately between 100 and 170 mm, preferably between 110 and 160 mm, in particular between 120 and 140 mm, while the radius of curvature of the front lens of this double lens combination is approximately between 150 and 300 mm, preferably between 180 and 250 mm, in particular between 210 and 220 mm. The two lenses are a very small distance apart of approximately 4 mm.

Wie bei der ersten Ausführungsform, muß auch hier den besonderen Anforderungen,an die Strahlungsverhältnisse bei Gasentladungslampen dadurch Rechnung getragen werden, daß das vordere Objektivlinsensystem als Bikonvexlinse ausgebildet ist. Auch hier ist der Krümmungsradius der hinteren Linsenoberfläche etwa fünf mal so hoch wie derjenige der vorderen Linsenoberfläche. Der rückwärtige Krümmungsradius liegt etwa zwischen 800 und 1300 mm, vorzugsweise zwischen 900 und 1200 mm, insbesondere zwischen 1000 und 1100 mm, während der Krümmungsradius der vorderen Linsenoberfläche zwischen 150 und 2 80 mm, vorzugsweise zwischen 180 und 240 mm, insbesondere zwischen 200 und 210 mm gewählt wird.As with the first embodiment, the special requirements of the radiation conditions in gas discharge lamps must also be taken into account here by designing the front objective lens system as a biconvex lens. Here too, the radius of curvature of the rear lens surface is approximately five times as high as that of the front lens surface. The rear radius of curvature is approximately between 800 and 1300 mm, preferably between 900 and 1200 mm, in particular between 1000 and 1100 mm, while the radius of curvature of the front lens surface is selected to be between 150 and 280 mm, preferably between 180 and 240 mm, in particular between 200 and 210 mm.

Zwischen dem vorderen und dem hinteren Objektivlinsensystem kann eine Ebene vorgesehen sein, in der ein Diffuser, Filter,Between the front and rear objective lens systems a plane can be provided in which a diffuser, filter,

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dichroidische Farbwechsler oder Blenden angeordnet sein können. 7
dichroic color changers or apertures can be arranged.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß eine oder mehrere, vorzugsweise alle Linsen mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen sind. Durch Vermeidung unkontrollierter Lichtreflexe werden die Lichtverluste zusätzlich gesenkt. Dies stellt neben der starken Bündelung der Lichtstrahlen eine weitere Maßnahme zur Verbesserung des Wirkungsgrades des erfindungsgemäßen Profilscheinwerfers dar.The invention further provides that one or more, preferably all lenses are provided with an anti-reflection coating. By avoiding uncontrolled light reflections, light losses are further reduced. In addition to the strong bundling of the light rays, this represents a further measure for improving the efficiency of the profile spotlight according to the invention.

Ein hochwertiger Antireflexionseffekt ergibt sich, indem die Antireflexionsbeschichtung aus mehreren, einzeln aufgetragenen Lagen zusammengesetzt ist. Solchermaßen ist es möglich, einen Reflexionsfaktor von weniger als 1 %, vorzugsweise 0,6 % oder weniger, zu erreichen.A high-quality anti-reflection effect is achieved when the anti-reflection coating is composed of several individually applied layers. In this way it is possible to achieve a reflection factor of less than 1%, preferably 0.6% or less.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:Further features, details, advantages and effects based on the invention emerge from the following description of preferred embodiments of the invention and from the drawing. This shows in:

FIG 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer mit schematisch wiedergegebenem optischen System, sowieFIG 1 shows a longitudinal section through a headlight according to the invention with a schematically shown optical system, and

FIG 2 eine der FIG 1 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.FIG 2 shows a representation corresponding to FIG 1 of a modified embodiment of the invention.

Der in FIG 1 wiedergegebene Scheinwerfer 1 gliedert sich gemaß ihrem grundsätzlichen Aufbau in ein rückwärtiges Lampenhaus 2 mit Gasentladungslampe 3, Reflektor 4, asphärischer Linse 5, Gegenspiegel 13, Sammellinse 6 und Irisblende 7, sowie in einen vorderen Bereich oder Objetivtubus 8, der zur Veränderung des Öffnungswinkels des austretenden Lichtbündels zoomartig verstellt werden kann. Die Ausführungsformen gemäß Figuren 1 und 2 unterscheiden sich ausschließlich hinsichtlich des Objektivtubus 8, 9, womit jeweils unterschiedlicheThe headlight 1 shown in FIG 1 is divided according to its basic structure into a rear lamp housing 2 with gas discharge lamp 3, reflector 4, aspherical lens 5, counter mirror 13, converging lens 6 and iris diaphragm 7, as well as a front area or lens tube 8, which can be adjusted in a zoom-like manner to change the opening angle of the emerging light beam. The embodiments according to Figures 1 and 2 differ only with regard to the lens tube 8, 9, which in each case allows different

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Verstellbereiche für den Öffnungswinkel des austretenden Lichtbündels realisiert sind.Adjustment ranges for the opening angle of the emerging light beam are realized.

Zunächst soll das beiden Ausführungsformen gemeinsame, rückwärtige Lampenhaus 2 des Scheinwerfers 1 beschrieben werden:First, the rear lamp housing 2 of the headlight 1, which is common to both embodiments, will be described:

Als Lichtquelle 3 dient eine Gasentladungslampe mit einer Leistungsaufnahme von 1,2 kW. Der Reflektor 4 ist als Kaltlichtspiegel ausgebildet und hat eine tragende Schicht aus Glas, die an ihrer Innenseite mit einer Kaltlichtreflexionsbeschichtung versehen ist. Der Krümmungsradius des Reflektors 4 beträgt etwa 46,5 mm, und er ist derart angeordnet, daß sich der Mittelpunkt der Gasentladungslampe 3 möglichst exakt in seinem Kugelmittelpunkt befindet. Der vordere Öffnungsrand 11 des Reflektorspiegels hat einen Durchmesser von etwa 98 mm und ist damit genauso groß wie der Durchmesser des Gegenspiegels 13, welcher die asphärische Linse 5 an deren Peripherie umgibt, so daß sämtliche von dem Reflektor 4 aufgefangenen und an der Gasentladungslampe 3 vorbei zurückgeworfenen Lichtstrahlen zu dem Gegenspiegel 13 gelangen und von diesem zum Zentrum des Hauptspiegels reflektiert werden. Zu diesem Zweck ist der Abstand des Gegenspiegels 13 zu der Gasentladungslampe 3 etwa identisch mit deren Abstand von dem vorderen Rand 11 des Reflektors 4. Durch den verbleibenden Spalt kann Luft zirkulieren, um durch Konvexion einen großen Teil der in der Glühlampe 3 anfallenden Verlustwärme abzutransportieren. Der Gegenspiegel 13 umigbt die asphärische Linse 5 etwa ringförmig. Seine reflektierende Fläche folgt etwa der Gestalt einer Kugeloberfläche. Der Gegenspiegel ist in zwei Segmente unterteilt und von der asphärischen Linse 5 beabstandet, um dieselbe nicht durch mechanische Spannungen zu beschädigen.A gas discharge lamp with a power consumption of 1.2 kW serves as the light source 3. The reflector 4 is designed as a cold light mirror and has a supporting layer of glass, which is provided with a cold light reflection coating on its inside. The radius of curvature of the reflector 4 is approximately 46.5 mm and it is arranged in such a way that the center of the gas discharge lamp 3 is located as precisely as possible in the center of its sphere. The front opening edge 11 of the reflector mirror has a diameter of approximately 98 mm and is thus exactly the same size as the diameter of the counter mirror 13, which surrounds the aspherical lens 5 on its periphery, so that all light rays captured by the reflector 4 and reflected past the gas discharge lamp 3 reach the counter mirror 13 and are reflected by it to the center of the main mirror. For this purpose, the distance of the counter mirror 13 from the gas discharge lamp 3 is approximately identical to its distance from the front edge 11 of the reflector 4. Air can circulate through the remaining gap in order to transport away a large part of the heat loss occurring in the bulb 3 by convexity. The counter mirror 13 surrounds the aspherical lens 5 in an approximately ring-shaped manner. Its reflective surface follows the shape of a spherical surface. The counter mirror is divided into two segments and is spaced apart from the aspherical lens 5 in order not to damage it through mechanical stress.

Die Dickenerstreckung der asphärischen Linse 5 in Richtung der optischen Achse 12 beträgt etwa 24,2 mm, ihr Abstand zu dem Mittelpunkt der Gasentladungslampe 3 etwa 29 mm. Da die Brennweite der asphärischen Linse 5 mit 55 mm größer ist alsThe thickness of the aspherical lens 5 in the direction of the optical axis 12 is approximately 24.2 mm, and its distance from the center of the gas discharge lamp 3 is approximately 29 mm. Since the focal length of the aspherical lens 5 is 55 mm, it is greater than

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die Summe dieser Werte, so ist ihre Brechkraft nicht ausreichend, um die aufgefangenen Lichtstrahlen ausreichend zu bündeln. Es ist deshalb eine weitere Sammellinse 6 vorgesehen, die als Bikonvexlinse ausgebildet ist. Sie ist mit einem Durchmesser von 100 mm größer als die asphärische Linse 5, ihr Krümmungsradius beträgt an beiden Linsenoberflächen jeweils 123 mm. Beide Linsen 5, 6 sind mit einem Antireflexionsüberzug versehen, so daß sich ein Reflexionsfaktor von weniger als 0,6 % ergibt.the sum of these values, then its refractive power is not sufficient to sufficiently focus the captured light rays. Therefore, a further converging lens 6 is provided, which is designed as a biconvex lens. With a diameter of 100 mm, it is larger than the aspherical lens 5, its radius of curvature is 123 mm on both lens surfaces. Both lenses 5, 6 are provided with an anti-reflection coating, resulting in a reflection factor of less than 0.6%.

Die Linsen 5, 6 haben einen Abstand von etwa 19,5 mm. Vor der Sammellinse 6 befindet sich die Irisblende 7, mit der die Helligkeit des Lichtstrahls reguliert 22 werden kann. Vorzugsweise an der Vorderseite der Irisblende 7 befindet sich eine Einschubmöglichkeit 23 für Gobos, also für in Metallplättchen eingestanzte Profile.The lenses 5, 6 are spaced approximately 19.5 mm apart. In front of the converging lens 6 is the iris diaphragm 7, which can be used to regulate the brightness of the light beam 22. Preferably on the front of the iris diaphragm 7 there is an insertion option 23 for gobos, i.e. for profiles punched into metal plates.

Diesem, beiden Ausfuhrungsformen gemeinsamen Lampenhaus 2 des Scheinwerfers 1 ist gemäß FIG 1 ein Objektivtubus 8 vorgeschalten, der aus einer hinteren Objektivlinse 14 und einer vorderen Objektivlinse 15 besteht. Beide Linsen 14, 15 sind als überwiegend nach vorne ausgewölbte Konvexlinsen ausgebildet und innerhalb des Tubusmantels verschiebbar angeordnet. Die hintere Objektivlinse 14 ist eine Plankonvexlinse und hat einen Krümmungsradius von 131,3 mm und einen Durchmesser von 100 mm, die vordere Objektivlinse 15 ist eine Bikonvexlinse und hat an der rückwärtigen Oberfläche einen Krümmungsradius von 1188 mm, an der vorderen Oberfläche einen Radius von 259 mm und einen Durchmesser von 152,4 mm. Beide Linsen 14, 15 sind ebenfalls mit einer Breitband-Antireflexions-Beschichtung versehen. Zwischen den beiden Objektivlinsen 14, 15 kann eine Ebene 28 für einen Diffuser, dichroidischn Farbwechsler und/oder eine Zwischenblende vorgesehen sein.According to FIG. 1, this lamp housing 2 of the headlight 1, which is common to both embodiments, is preceded by an objective tube 8, which consists of a rear objective lens 14 and a front objective lens 15. Both lenses 14, 15 are designed as convex lenses that are predominantly curved forwards and are arranged so that they can be moved within the tube casing. The rear objective lens 14 is a plano-convex lens and has a radius of curvature of 131.3 mm and a diameter of 100 mm, the front objective lens 15 is a biconvex lens and has a radius of curvature of 1188 mm on the rear surface and a radius of 259 mm and a diameter of 152.4 mm on the front surface. Both lenses 14, 15 are also provided with a broadband anti-reflection coating. Between the two objective lenses 14, 15, a plane 28 can be provided for a diffuser, dichroic color changer and/or an intermediate aperture.

Zur Verstellung sind die Linsen 14, 15 in Fassungen gehalten, die einen oder mehrere, etwa radial gerichteten Schraubansatz aufweisen, an dem eine Klemmschraube 24, 25 oder ein Rändel-For adjustment, the lenses 14, 15 are held in mounts that have one or more, approximately radially directed screw projections, to which a clamping screw 24, 25 or a knurled

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rad angeschraubt ist, welche(s) durch einen Schlitz 26, 27 des Objektivtubus 8 herausragt und zur Verstellung gelöst und anschließend wieder arretiert werden kann. Mit dieser Zoom-Optik läßt sich der Öffnungswinkel des Strahlungsbündels in einem Bereich von 12° bis 25° variieren.10
wheel is screwed on, which protrudes through a slot 26, 27 of the lens barrel 8 and can be loosened for adjustment and then locked again. With this zoom optic, the opening angle of the radiation beam can be varied in a range from 12° to 25°.

Demgegenüber ist der Objektivbereich 9 der Ausführungsform gemäß FIG 2 in einem Tubusmantel 16 integriert und umfaßt ebenfalls ein vorderes und ein rückwärtiges Objektivlinsensystern. In contrast, the objective area 9 of the embodiment according to FIG 2 is integrated in a tube casing 16 and also comprises a front and a rear objective lens system.

Das hintere Objektivlinsensystem besteht aus einem Doppellinsensystem mit zwei Plankonvexlinsen 17, 18, deren Auswölbungen beide nach vorne weisen. Die beiden Linsen 17, 18 sind mit sehr kleinem Zwischenraum angeordnet, so daß ihr Abstand nur etwa 4 mm beträgt. Die rückwärtige Linse 17, hat einen Krümmungsradius von 131,3 mm und einen Durchmesser von 100 mm, der Krümmungsradius der vorderen Linse liegt bei 216 ram,The rear objective lens system consists of a double lens system with two plano-convex lenses 17, 18, both of whose bulges point forward. The two lenses 17, 18 are arranged with a very small gap so that their distance is only about 4 mm. The rear lens 17 has a radius of curvature of 131.3 mm and a diameter of 100 mm, the radius of curvature of the front lens is 216 ram.

Die vordere Objektivlinse 21 ist wie bei der ersten Ausführungsform als überwiegend nach vorne durchgewölbte Bikonvexlinse ausgebildet, jedoch beträgt der Krümmungsradius bei dieser Ausführungsform an der rückwärtigen Linsenlflache 205 mm und an der vorderen Linsenfläche 1059 mm, während der Durchmesser demjenigen der vorhergehenden Ausführungsform entspricht.The front objective lens 21 is designed as a predominantly forward-curved biconvex lens, as in the first embodiment, but the radius of curvature in this embodiment is 205 mm on the rear lens surface and 1059 mm on the front lens surface, while the diameter corresponds to that of the previous embodiment.

Auch die Linsen 17, 18, 21 des Objektivteils 9 sind mit einer wirkungsvollen Breitband-Antireflexionsbeschichtung versehen. 30The lenses 17, 18, 21 of the objective part 9 are also provided with an effective broadband anti-reflection coating. 30

Mit der zweiten Ausführungsform lassen sich durch Verschieben der Objektivlinsen 17, 18, 21 Öffnungsweiten des austretenden Lichtbündels zwischen 15° bis 34° einstellen.With the second embodiment, the opening widths of the emerging light beam can be adjusted between 15° and 34° by moving the objective lenses 17, 18, 21.

Claims

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Protection claims

1. Spotlights (1), in particular profile spotlights for stage lighting, with the following elements:

a) an electro-optical light source (3),

b) a spherical mirror (4) arranged in the projection direction (12) of the headlight (1) behind the light source (3),

c) an aspherical lens (5) arranged in front of the light source (3),

d) a collecting lens (6) arranged in front of the aspherical lens (5),

e) an iris diaphragm (7) arranged in front of the collecting lens (6), and

f) a zoom-adjustable lens barrel (16) arranged in front of the iris diaphragm (7) with a rear and a front lens system.

2. Headlight according to claim 1, characterized in that a gas discharge lamp (3), preferably with a power of 0.5 to kW, preferably 1.2 kW, is used as the light source.

3. Headlight according to claim 1 or 2, characterized in that the spherical mirror (4) is designed as a cold light mirror.

4. Headlight according to claim 3, characterized in that the spherical mirror (4) has a rear substrate made of glass, on the inner surface of which a cold light coating is applied, which reflects visible light, but allows infrared radiation to pass through.

5. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the spherical mirror (4) has a radius of curvature of 70 to 140, preferably 95 to 105 mm.

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&bgr;. Headlight according to one of the preceding claims, characterized by a counter mirror (13) which surrounds the aspherical lens (5) in an approximately ring-shaped manner.

7. Headlight according to claim 6, characterized in that the counter mirror (13) is constructed from two segments.

8. Headlight according to claim 6 or 7, characterized in that the counter mirror (13) is constructed from two segments.

9. Headlight according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the counter mirror (13) is radially spaced from the aspherical lens (5).

10. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the aspherical lens (5) has a focal length of 40 to 70, preferably about 55 mm.

11. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the aspherical lens (5) is designed as a plano-convex lens curved forwards.

12. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the aspherical lens (5) is between 50 and 90 mm, preferably approximately 60 to 70 mm.

13. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting lens (6) arranged downstream of the aspherical lens (5) is designed as a biconvex lens.

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14. Headlight according to claim 13, characterized in that the radius of curvature of the converging lens (6) on its two lens surfaces is between 100 and 170 mm, preferably between 110 and 150 mm, in particular approximately 120 to 130 mm.

15. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the rear objective lens system is formed from a plano-convex lens (14) which is preferably curved forwards.

16. Headlight according to claim 15, characterized in that the radius of curvature of the rear objective lens (14) is between 70 and 250 mm, preferably between 100 and 170 mm, in particular 125 to 135 mm.

17. Headlight according to one of claims 15 or 16, characterized in that the front objective lens system is formed from a plano-convex lens (15) which is preferably curved forwards.

18. Headlight according to claim 17, characterized in that the radius of curvature of the front objective lens (15) on its rear lens surface is between 900 and 1500 mm, preferably between 1000 and 1300 mm, in particular approximately 1100 to 1200 mm, while the radius of curvature of the front lens surface is between 180 and 350 mm, preferably between 230 and 290 mm, in particular between 250 and 270 mm.

19. Headlight according to one of claims 1 to 14, characterized in that the rear objective lens system is designed as a double lens system with two plano-convex lenses (17, 18), which are preferably both curved forwards.

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14 ■ '14 ■ '

20. Headlight according to claim 19, characterized in that the radius of curvature of the rear lens (17) of the double lens system is between 100 and 170 mm, preferably between 110 and 160 mm, in particular about 120 to 140 mm, while the radius of curvature of the front lens (18) is between 150 and 300 mm, preferably between 180 and 250 mm, in particular between 210 and 220 mm.

21. Headlight according to claim 19 or 20, characterized in that the front objective lens system is formed from a biconvex lens (21).

22. Headlight according to claim 21, characterized in that

characterized in that the rear radius of curvature of the front objective lens (21) is between 800 and 1300 mm, preferably between 900 and 1200 mm, in particular approximately 1000 to 1100 mm, while its front radius of curvature is between 150 and 280 mm, preferably between 180 and 240 mm, in particular between 200 and 210 mm.

23. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that one or more, preferably all lenses (5, 6, 14, 15, 17, 18, 21) are provided with an anti-reflection coating.

24. Headlight according to claim 23, characterized in that the anti-reflection coating consists of several individually applied layers.

25. Headlight according to claim 24, characterized by such a number of coating layers that the reflection factor is less than 1%, preferably 0.6% or less.