DE29922697U1

DE29922697U1 - Headlights

Info

Publication number: DE29922697U1
Application number: DE29922697U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: ADB TTV Technologies SA
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2009-12-24

Description

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Beschreibung
ScheinwerferDescription
Headlights

Die Erfindung richtet sich auf einen Scheinwerfer, insbesondere Verfolgungsscheinwerfer für die Beleuchtung von Bühnen, Studios, Eisstadien, etc.The invention relates to a spotlight, in particular a tracking spotlight for the illumination of stages, studios, ice stadiums, etc.

Verfolgungsscheinwerfer dienen dazu, Menschen oder bewegliche Objekte ganz oder bereichsweise mit einem klar umrissenen Lichtkreis zu beleuchten, der jeder Bewegung des Objekts folgen soll.Tracking spotlights are used to illuminate people or moving objects in whole or in part with a clearly defined circle of light that is intended to follow every movement of the object.

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 Irisblende zur Veränderung des Lichtkreisdurchmessers und über ein optisches System zum Sammeln des von der Lampe ausgestrahlten Lichts und zum Abbilden der Irisblende.For this purpose, in addition to the usual elements of a headlight such as a light source, rear reflector, front cover lens and, if necessary, colour filters and darkening devices, they also have an iris diaphragm for changing the diameter of the light circle and an optical system for collecting the light emitted by the lamp and for imaging the iris diaphragm.

Da Verfolgungsscheinwerfer insbesondere für große Entfernungen eingesetzt werden, stellt sich eine konstruktive Aufgabe dahingehend, die erzeugte Lichtleistung möglichst optimal zu bündeln und fast ausschließlich in die gewünschte Richtung zu lenken.Since tracking spotlights are used particularly over long distances, a design task is to bundle the generated light output as optimally as possible and to direct it almost exclusively in the desired direction.

Bei der konstruktiven Realisierung eines Verfolgungsscheinwerfers muss ferner darauf geachtet werden, dass die optisch aktiven Hauptebenen der Linsen des optischen Systems in die Lage versetzt werden, die jeweils effektivsten Positionen einzunehmen.When constructing a tracking light, care must also be taken to ensure that the optically active main planes of the lenses of the optical system are enabled to assume the most effective positions.

Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung bei einem Scheinwerfer, insbesondere Verfolgungsscheinwerfer für die Beleuchtung von Bühnen, Studios, Eisstadien, etc., folgende Elemente vor:To solve this problem, the invention provides the following elements in a spotlight, in particular a tracking spotlight for the lighting of stages, studios, ice stadiums, etc.:

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

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

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

e) eine vor der Sammellinse angeordnete Irisblende, sowiee) an iris diaphragm arranged in front of the convex lens, and

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

g) wobei der Durchmesser des vorderen Linsensystems etwa dem 2- bis 4-fachen des Irisblendendurchmessers entspricht. g) the diameter of the front lens system being approximately 2 to 4 times the iris diaphragm diameter.

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 einstellbaren Objektivtubus gelingt es, den Öffnungswinkel des Verfolgungsscheinwerfers etwa in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:3 verstellbar zu gestalten. Dem Prinzip eines Verfolgungsscheinwerfers entsprechend wird das Bild der Lichtquelle, d.h., einer Glühwendel oder eines Lichtbogens, in die Eintrittspupille des Zoomobjektivs, dem Bild der Öffnungsblende, abgebildet. Dadurch ist sichergestellt, dass der von dem Rand der Irisblende hervorgerufene, scharfe Lichtkreis vollständig von dem Zoomobjektiv erfasst und auch als solcher auf ein zu beleuchtendes· Objekt projiziert wird. Dabei kann die Brennweite des Objektivs sehr groß gewählt werden, so dass sich eine starke Bündelung des Lichts auch auf große Distanzen erreichen lässt.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-adjustable lens tube makes it possible to adjust the aperture angle of the tracking spotlight in a ratio of approximately 1:2 to 1:3. In accordance with the principle of a tracking spotlight, the image of the light source, i.e. a filament or an arc, is projected into the entrance pupil of the zoom lens, the image of the aperture diaphragm. This ensures that the sharp circle of light created by the edge of the iris diaphragm is completely captured by the zoom lens and projected as such onto an object to be illuminated. The focal length of the lens can be chosen to be very large, so that a strong concentration of light can be achieved even over great distances.

Es hat sich als günstig erwiesen, als Lichtquelle eine Halogenglühlampe oder eine Halogenmetalldampflampe, vorzugsweise mit einer Leistung von 1 bis 3 kW, insbesondere von etwa 2 kW, zu verwenden. Derartige Lampen haben eine deutlich höhere Lichtausbeute als übliche Glühlampen und können insbesondereIt has proven to be advantageous to use a halogen lamp or a metal halide lamp as the light source, preferably with an output of 1 to 3 kW, in particular of about 2 kW. Such lamps have a significantly higher light output than conventional incandescent lamps and can in particular

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im unteren Leistungsbereich auch ohne Kühlgebläse betrieben werden. Ein weiterer Vorteil dieser Lampenart ist das nahezu punktförmig innerhalb des Lampenkolbens angeordnete Filament, das eine optimale Einstellung des Linsensystems auf eine punktförmige Lichtquelle erlaubt.in the lower power range can also be operated without a cooling fan. Another advantage of this type of lamp is the filament, which is arranged almost point-like within the lamp bulb, which allows the lens system to be optimally adjusted to a point-like light source.

Weitere Vorteile lassen sich durch eine elektronische Einrichtung zum Dimmen der Halogenglühlampe erzeugen. Hierdurch kann bei stark fokussiertem Lichtstrahl eine zu grelle Beleuchtung des zu verfolgenden Objekts vermieden werden.Further advantages can be achieved by using an electronic device for dimming the halogen lamp. This can prevent the object being tracked from being illuminated too brightly when the light beam is strongly focused.

Der Kugelspiegel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers besteht vorzugsweise aus Aluminium, einem preiswerten Werkstoff, der gute Reflexionseigenschaften aufweist. Eine Ventilationseinrichtung sorgt dafür, dass der Lampenbereich zwischen dem Reflektor und der asphärischen Linse einer beständigen Konvektion ausgesetzt is.t, die einen Großteil der erzeugten Verlustwärme abtransportiert. Muss aus akustischen Gründen auf eine derartige Kühlung verzichtet werden, so kann anstelle des Aluminiumspiegels auch ein Kaltlichtspiegel verwendet werden, der ein rückwärtiges Substrat aus Glas aufweist, welches einen Kaltlichtbelag trägt, der sichtbares Licht reflektiert, Infrarotstrahlung dagegen hindurchlässt.The spherical mirror of the headlight according to the invention is preferably made of aluminum, an inexpensive material that has good reflection properties. A ventilation device ensures that the lamp area between the reflector and the aspherical lens is exposed to constant convection, which carries away a large part of the waste heat generated. If such cooling must be dispensed with for acoustic reasons, a cold light mirror can be used instead of the aluminum mirror, which has a rear substrate made of glass that has a cold light coating that reflects visible light but allows infrared radiation to pass through.

Die Lichtquelle befindet sich etwa im Mittelpunkt des Kugelspiegels und wird von demselben etwa hemisphärenartig umgeben. Indem der Kugelspiegel einen Krümmungsradius von 40 bis 90 mm, vorzugsweise etwa 60 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. Außerdem befindet sich an dem Rand des Kugelspiegels, dessen Durchmesser kleiner ist als sein doppelter Krümmungsradius, bspw. etwa 90 mm beträgt, ein Spalt zum Hindurchtritt von Kühlungsluft, damit auch durch Konvektion ein Teil der überschüssigen Wärme abtransportiert werden kann.The light source is located approximately in the center of the spherical mirror and is surrounded by it in a hemisphere-like manner. Because the spherical mirror has a radius of curvature of 40 to 90 mm, preferably around 60 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. In addition, there is a gap at the edge of the spherical mirror, whose diameter is smaller than twice its radius of curvature, for example around 90 mm, for cooling air to pass through, so that some of the excess heat can also be carried away by convection.

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Der Kugelspiegel wird ergänzt durch einen Gegenspiegel, welcher vor der Lichtquelle, die asphärische Linse etwa umgebend angeordnet ist. Der Gegenspiegel folgt ebenfalls einer sphärischen Fläche, deren Mittelpunkt jedoch gegenüber dem FiIament etwas nach hinten versetzt ist. Er ist etwa ringförmig aufgebaut, in zwei Segmente unterteilt und ebenfalls vorzugsweise aus Aluminium gefertigt, damit auch die Infrarotstrahlung zurückgeworfen wird.The spherical mirror is complemented by a counter mirror, which is arranged in front of the light source, roughly surrounding the aspherical lens. The counter mirror also follows a spherical surface, but its center is slightly offset from the filament. It is constructed in a roughly ring-shaped manner, divided into two segments and also preferably made of aluminum, so that the infrared radiation is also reflected.

Die Erfindung kann dahingehend weitergebildet werden, dass der Durchmesser der asphärischen Linse dem 0,6- bis 1,2-fachen des Durchmessers der Irisblende entspricht. Diese Bemessungsvorschrift gewährleistet, dass einerseits auch Lichtstrahlen mit einer von der optischen Achse stark divergierenden Richtung von der asphärischen Linse erfasst werden und zur optischen Achse hin gebrochen werden, so dass sie allesamt von einer anschließenden Sammellinse aufgefangen und gebündelt werden können.The invention can be further developed in such a way that the diameter of the aspherical lens corresponds to 0.6 to 1.2 times the diameter of the iris diaphragm. This dimensioning specification ensures that, on the one hand, light rays with a direction that diverges greatly from the optical axis are captured by the aspherical lens and refracted towards the optical axis so that they can all be captured and bundled by a subsequent convex lens.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Brennweite der asphärischen Linse 40 bis 70 mm, vorzugsweise etwa 55 mm beträgt. Da diese Linse entlang ihrer optischen Achse eine Dicke von etwa 25 mm aufweist und von dem Filament der Lichtquelle um etwa 33 mm beabstandet ist, ergibt sich eine negativ-e 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 filament of the light source by about 33 mm, a negative image width 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.By 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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Der Durchmesser der asphärischen Linse ist kleiner als der Durchmesser des Kugelspiegels, da von dessen Peripherie zurückgeworfene Strahlen durch das Filament der Lichtquelle hindurch auf den Gegenspiegel auftreffen und von diesem zum Zentrum des Kugelspiegels hin gelenkt werden.The diameter of the aspherical lens is smaller than the diameter of the spherical mirror because rays reflected from its periphery pass through the filament of the light source onto the counter mirror and are directed by it towards the center of the spherical mirror.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Durchmesser der der asphärischen Linse nachgeordneten Sammellinse dem 1,0-bis 1,5-fachen des Durchmessers der Irisblende entspricht. Hierdurch ist die Sammellinse in die Lage versetzt, auch periphere Lichtstrahlen mit starker Divergenz gegenüber der optischen Achse noch aufzufangen und auf die Irisblende zu lenken. It is within the scope of the invention that the diameter of the converging lens arranged downstream of the aspherical lens corresponds to 1.0 to 1.5 times the diameter of the iris diaphragm. This enables the converging lens to capture even peripheral light rays with a strong divergence from the optical axis and direct them onto the iris diaphragm.

Die Erfindung erlaubt eine vorteilhafte Weiterbildung dahingehend, dass die der asphärischen Linse nachgeordnete Sammellinse als vorzugsweise nach hinten ausgewölbte Plankonvexlinse ausgebildet ist. Solchenfalls kann die plane Vorderseite der Irisblende zugewandt sein, so dass dieselbe auch bei kleinster Blende nicht in räumlichen Konflikt mit einer Auswölbung der Sammellinse gerät.The invention allows an advantageous further development in that the converging lens arranged downstream of the aspherical lens is designed as a plano-convex lens that is preferably curved backwards. In this case, the flat front side can face the iris diaphragm so that it does not come into spatial conflict with a curvature of the converging lens even with the smallest diaphragm.

Der Krümmungsradius der Sammellinse, welcher deren Brechkraft und damit die Parallelität des nach vorne aus dieser austretenden Lichtbündels bestimmt, sollte in einem Bereich zwischen 60 und 150 mm, vorzugsweise zwischen 80 und 130 mm, insbesondere etwa bei 100 bis 110 mm, liegen.The radius of curvature of the converging lens, which determines its refractive power and thus the parallelism of the light beam emerging from it at the front, should be in a range between 60 and 150 mm, preferably between 80 and 130 mm, in particular approximately 100 to 110 mm.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Irisblende einen Durchmesser von 50 mm bis 120 mm, vorzugsweise von 60 mm bis 100 mm, insbesondere von 70 mm bis 90 mm aufweist. Der Durchmesser der Irisblende bestimmt maßgeblich die Abmessungen der optischen Elemente und deren Abstände und somit die Größe des Verfolgungsscheinwerfers. Je kleiner der Irisblendendurchmesser ist, um so größer wird bei konstanter Lichtleistung die thermische Belastung der optischen Elemente, ein großer Durchmesser der Irisblende bedingt ein voluminösesAccording to the invention, it is further provided that the iris diaphragm has a diameter of 50 mm to 120 mm, preferably 60 mm to 100 mm, in particular 70 mm to 90 mm. The diameter of the iris diaphragm determines the dimensions of the optical elements and their distances and thus the size of the tracking light. The smaller the iris diaphragm diameter, the greater the thermal load on the optical elements at constant light output; a large diameter of the iris diaphragm requires a voluminous

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Scheinwerfergehäuse. Die obige Dimensionierung wurde für einen Scheinwerfer mit einer elektrischen Leistung von 1 bis 3 kW als optimal ermittelt.Headlight housing. The above dimensions were determined to be optimal for a headlight with an electrical output of 1 to 3 kW.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn eine hintere Objektivlinse in Richtung der optischen Achse derart verschiebbar ist, dass ihr Abstand zu der Irisblende zwischen dem 0,1- und 5-fachen des Durchmessers der Irisblende verstellbar ist. Indem sich diese Linse stark an die Irisblende annähern lässt, kann ein sehr kleiner Öffnungswinkel eingestellt werden.Further advantages arise when a rear objective lens can be moved in the direction of the optical axis in such a way that its distance from the iris diaphragm can be adjusted between 0.1 and 5 times the diameter of the iris diaphragm. By allowing this lens to be brought very close to the iris diaphragm, a very small opening angle can be set.

Die Erfindung erfährt eine weitere Ausprägung dadurch, dass der Durchmesser einer hinteren Objektivlinse dem 1,0- bis 2,0-fachen des Durchmessers der Irisblende entspricht. SoI-chenfalls ist die hintere Objektivlinse auch in einer vorderen Position in der Lage, divergente Lichtstrahlen abzubilden .The invention is further developed in that the diameter of a rear objective lens corresponds to 1.0 to 2.0 times the diameter of the iris diaphragm. In this case, the rear objective lens is also able to image divergent light rays in a front position.

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.
25In a first embodiment according to the invention, the rear objective lens system is formed from 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.
25

Die solchermaßen als Sammellinse ausgebildete, hintere Objektivlinse hat bevorzugt einen Krümmungsradius zwischen 100 und 300 mm, vorzugsweise zwischen 150 und 250 mm, insbesondere von etwa 160 bis 220 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 of between 100 and 300 mm, preferably between 150 and 250 mm, in particular between about 160 and 220 mm. The refractive power of this lens is matched to the front objective lens.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass eine vordere Objektivlinse in Richtung der optischen Achse derart verschiebbar ist, dass ihr Abstand zu der Irisblende zwischen dem 5- und 12-fachen des Durchmessers der Irisblende verstellbar ist. Diese Abstandsveränderung ist erforderlich, um die gewünschte Verstellbarkeit des Öffnungswinkels zu realisieren.It has proven advantageous that a front objective lens can be moved in the direction of the optical axis in such a way that its distance from the iris diaphragm can be adjusted between 5 and 12 times the diameter of the iris diaphragm. This change in distance is necessary in order to achieve the desired adjustability of the opening angle.

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Die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfolgungsscheinwerfers lässt sich dadurch steigern, dass die Brennweite des vorderen Objektivlinsensystems zwischen 300 mm und 1300 mm, vorzugsweise zwischen 500 mm und 1100 mm, insbesondere zwischen 700 mm und 900 mm liegt. Eine derart hohe Brennweite ist gleichbedeutend mit einer starken Bündelung des austretenden Lichts, so dass auch in einer großen Entfernung noch ein scharf umrissener Lichtfleck erzeugt werden kann.The performance of the tracking spotlight according to the invention can be increased by the focal length of the front objective lens system being between 300 mm and 1300 mm, preferably between 500 mm and 1100 mm, in particular between 700 mm and 900 mm. Such a high focal length is equivalent to a strong bundling of the emerging light, so that a sharply defined light spot can be generated even at a great distance.

Das Objektivlinsensystem kann in seinem vorderen Bereich durch eine vorzugsweise nach vorne ausgewölbte Plankonvexlinse ergänzt werden, die für eine äußerst geringe Divergenz des den Scheinwerfer verlassenden Lichtbündels sorgt.The objective lens system can be supplemented in its front area by a plano-convex lens, preferably curved towards the front, which ensures an extremely low divergence of the light beam leaving the headlight.

Als optimaler Krümmungsradius der vorderen Objektivlinse wurde bei dieser Ausführungsform ein Wert zwischen 350 und 550 mm, vorzugsweise zwischen 380 und 500 mm, insbesondere etwa bei 400 bis 450 mm gefunden.The optimum radius of curvature of the front objective lens in this embodiment was found to be between 350 and 550 mm, preferably between 380 and 500 mm, in particular approximately 400 to 450 mm.

Bei einer hiervon abweichenden Ausführungsform der Erfindung ist das vordere Objektivlinsensystem als Bikonvexlinse ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger Aufbau für die von der vorderen Objektivlinse zu erfüllenden Bedingungen - großer Durchmesser und hohe Brennweite - optimal geeignet ist.In a variant of the invention, the front objective lens system is designed as a biconvex lens. It has been shown that such a structure is optimally suited to the conditions to be met by the front objective lens - large diameter and high focal length.

Auch bei dieser Ausführungsform empfiehlt die Erfindung, dass der Krümmungsradius der vorderen Linsenfläche der vorderen Objektivlinse zwischen 350 und 550 mm, vorzugsweise zwischen 380 und bis 500 mm, insbesondere bei etwa 400 bis 450 mm liegt. Der Krümmungsradius der hinteren Linsenfläche dieser Linse sollte bevorzugt zwischen 2000 bis 3000 mm, vorzugsweise zwischen 2300 bis 2800 mm, insbesondere bei etwa 2550 bis 2650 mm liegen.In this embodiment too, the invention recommends that the radius of curvature of the front lens surface of the front objective lens is between 350 and 550 mm, preferably between 380 and 500 mm, in particular approximately 400 to 450 mm. The radius of curvature of the rear lens surface of this lens should preferably be between 2000 to 3000 mm, preferably between 2300 to 2800 mm, in particular approximately 2550 to 2650 mm.

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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 eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verfolgungsscheinwerfer mit dem schematisiert wiedergegebenen optischen System.Further features, details, advantages and effects based on the invention emerge from the following description of a preferred embodiment of the invention and from the drawing. This shows a longitudinal section through a tracking spotlight according to the invention with the optical system shown schematically.

Der Verfolgungsscheinwerfer 1 gliedert sich gemäß seinem grundsätzlichen Aufbau in ein rückwärtiges Lampenhaus 2 mit Halogenglühlampe 3, Reflektor 4, Gegenspiegel 5, asphärischer Linse 6, Sammellinse 7 und Irisblende 8, sowie in einen vorderen Bereich oder Objetivtubus 9, der zur Veränderung des Öffnungswinkels des austretenden Lichtbündels zoomartig verändert werden kann.According to its basic structure, the tracking searchlight 1 is divided into a rear lamp housing 2 with halogen bulb 3, reflector 4, counter mirror 5, aspherical lens 6, converging lens 7 and iris diaphragm 8, as well as a front area or lens tube 9, which can be zoomed in to change the opening angle of the emerging light beam.

Als Lichtquelle 3 dient eine Halogenglühlampe mit einer Leistungsaufnahme von 2 kW. Der Reflektor 4 ist aus Aluminium gefertigt. Der Krümmungsradius des Reflektors 4 beträgt etwa 60 mm, und er ist derart angeordnet, dass sich das Filament 10 der Halogenglühlampe 3 möglichst exakt in seinem Kugelmittelpunkt befindet. Der vordere Öffnungsrand 11 des Reflektorspiegels 4 hat einen Durchmesser von etwa 90 mm und ist damit etwa genauso groß wie der Durchmesser des Gegenspiegels 5, soThe light source 3 is a halogen lamp with a power consumption of 2 kW. The reflector 4 is made of aluminum. The radius of curvature of the reflector 4 is about 60 mm, and it is arranged in such a way that the filament 10 of the halogen lamp 3 is located as precisely as possible in the center of its sphere. The front opening edge 11 of the reflector mirror 4 has a diameter of about 90 mm and is thus about the same size as the diameter of the counter mirror 5, so

dass sämtliche von der Peripherie des Reflektors 4 aufgefangenen und zurückgeworfenen Lichtstrahlen etwa durch das Filament 10 der Glühlampe 3 hindurch bzw. an demselben vorbei zu dem Gegenspiegel 5 gelangen und von diesem aufgefangen und zum Zentrum des Kugelspiegels 4 gelenkt werden. Zu diesem Zweck ist der Abstand der asphärischen Linse 6 zu der Halogenglühlampe 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. Hierfür sind in den zur optischen Achse 12 parallelen Seiten sowie gegebenenfalls am Boden und Dach des Lampenhauses 2 Kühlschlitze vorgesehen. Ein Lüfter 13 kann verwendet werden, um die natürliche Konvexion zu unterstützen.that all light rays captured and reflected from the periphery of the reflector 4 pass through the filament 10 of the bulb 3 or past it to the counter mirror 5 and are captured by it and directed to the center of the spherical mirror 4. For this purpose, the distance of the aspherical lens 6 from the halogen bulb 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 waste heat accumulating in the bulb 3 by convexity. For this purpose, cooling slots are provided in the sides parallel to the optical axis 12 and, if necessary, on the floor and roof of the lamp housing 2. A fan 13 can be used to support the natural convexity.

Die Dickenerstreckung der asphärischen Linse 6 in Richtung der optischen Achse 12 beträgt etwa 24,2 mm, ihr Abstand zu dem Filament 10 der Halogenglühlampe 3 etwa 33 mm. Die Brechkraft der asphärischen Linse 6 ist nicht ausreichend, um die aufgefangenen Lichtstrahlen zur optischen Achse 12 zu lenken. Es ist deshalb eine weitere Sammellinse 7 vorgesehen, die wie die asphärische Linse 6 als Plankonvexlinse ausgebildet ist, im Gegensatz zu ersterer jedoch nach rückwärts ausgewölbt ist. Sie ist mit einem Durchmesser von 114 mm größer als die asphärische Linse 6, ihr Krümmungsradius beträgt 102 mm. Beide Linsen 6, 7 sind mit einem Antireflexionsüberzug versehen, so dass sich ein Reflexionsfaktor von weniger als 0,6 % ergibt. The thickness of the aspherical lens 6 in the direction of the optical axis 12 is approximately 24.2 mm, and its distance from the filament 10 of the halogen lamp 3 is approximately 33 mm. The refractive power of the aspherical lens 6 is not sufficient to direct the captured light rays to the optical axis 12. A further converging lens 7 is therefore provided, which, like the aspherical lens 6, is designed as a plano-convex lens, but unlike the former, is curved backwards. With a diameter of 114 mm, it is larger than the aspherical lens 6, and its radius of curvature is 102 mm. Both lenses 6, 7 are provided with an anti-reflection coating, resulting in a reflection factor of less than 0.6%.

Die beiden ebenen Begrenzungsflächen der beiden Linsen 6, 7 haben einen Abstand von etwa 72 mm. Etwa 30 mm vor der Sammellinse 7 befindet sich die Irisblende 8, mit der die Helligkeit des Lichtstrahls reguliert werden kann.The two flat boundary surfaces of the two lenses 6, 7 are approximately 72 mm apart. The iris diaphragm 8, which can be used to regulate the brightness of the light beam, is located approximately 30 mm in front of the converging lens 7.

Diesem Lampenhaus 2 des Scheinwerfers 1 ist ein Objektivtubus 9 vorgeschalten, der aus einer hinteren Objektivlinse 14 und einer vorderen Objektivlinse 15 besteht.This lamp housing 2 of the headlight 1 is preceded by a lens tube 9 which consists of a rear objective lens 14 and a front objective lens 15.

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Die hintere Objektivlinse 14 ist als nach vorne ausgewölbte
Plankonvexlinse ausgebildet. Sie hat einen Durchmesser von
114 mm und einen Krümmungsradius von 163 mm und ist innerhalb des Tubusmantels 9 verschiebbar angeordnet.
5The rear objective lens 14 is designed as a forward-curved
Plano-convex lens. It has a diameter of
114 mm and a radius of curvature of 163 mm and is arranged displaceably within the tube jacket 9.
5

Die vordere Objektivlinse 15 ist als Bikonvexlinse ausgebildet
mit einem Durchmesser von 240 mm. Die vordere Linsenfläche
hat einen Krümmungsradius von 412 mm, der Krümmungsradius der hinteren Linsenfläche beträgt 2613 mm. Auch die Bikonvexlinse 15 ist verschiebbar.The front objective lens 15 is designed as a biconvex lens
with a diameter of 240 mm. The front lens surface
has a radius of curvature of 412 mm, the radius of curvature of the rear lens surface is 2613 mm. The biconvex lens 15 is also movable.

Beide Linsen 14, 15 sind ebenfalls mit einer Breitband-Antireflexions-Beschichtung
versehen.Both lenses 14, 15 are also coated with a broadband anti-reflection coating
Mistake.

Zur Verstellung sind die Linsen 14, 15 in Fassungen gehalten, die einen etwa radial gerichteten Schraubansatz aufweisen, an dem eine Klemmschraube 16, 17 oder ein Rändelrad angeschraubt ist, welche(s) durch einen Schlitz 18, 19 des Objektivtubus 8 herausragt und zur Verstellung gelöst und anschließend wieder arretiert werden kann.For adjustment, the lenses 14, 15 are held in mounts which have an approximately radially directed screw attachment to which a clamping screw 16, 17 or a knurled wheel is screwed, which protrudes through a slot 18, 19 of the lens barrel 8 and can be loosened for adjustment and then locked again.

Claims

1. Spotlights ( 1 ), in particular tracking spotlights for the illumination of stages, ice stadiums, etc., comprising the following elements:

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

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

c) an aspherical lens ( 6 ) arranged in front of the light source ( 3 ),

d) a collecting lens ( 7 ) arranged in front of the aspherical lens ( 5 ),

e) an iris diaphragm ( 8 ) arranged in front of the collecting lens ( 7 ), and

f) a zoom-adjustable lens barrel ( 9 ) arranged in front of the iris diaphragm ( 8 ) with a rear and a front lens system,

g) wherein the diameter of a lens ( 15 ) of the front lens system corresponds approximately to 2 to 4 times the iris diaphragm diameter.

2. Headlight according to claim 1, characterized in that a halogen incandescent lamp or a metal halide lamp ( 3 ), preferably with a power of 1 to 3 kW, in particular of about 2 kW, is used as the light source.

3. Headlight according to claim 2, characterized by an electronic device for dimming the halogen lamp ( 3 ).

4. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the spherical mirror ( 4 ) is made of aluminum.

5. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the spherical mirror ( 4 ) has a radius of curvature of 40 to 90, preferably about 60 mm.

6. Headlight according to one of the preceding claims, characterized by a counter mirror ( 5 ) which surrounds the aspherical lens ( 6 ) in an approximately annular manner.

7. Headlight according to claim 6, characterized in that the counter mirror ( 5 ) follows a spherical surface.

8. Headlight according to claim 6 or 7, characterized in that the counter mirror ( 5 ) is constructed from two segments.

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

10. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the aspherical lens ( 6 ) corresponds to 0.6 to 1.2 times the diameter of the iris diaphragm ( 8 ).

11. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the aspherical lens ( 6 ) has a focal length of 40 to 70, preferably about 55 mm.

12. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the aspherical lens ( 6 ) is designed as a plano-convex lens curved forwards.

13. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the aspherical lens ( 6 ) is between 50 and 90 mm, preferably approximately 68 to 70 mm.

14. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the converging lens ( 7 ) corresponds to 1.0 to 1.5 times the diameter of the iris diaphragm ( 8 ).

15. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting lens ( 7 ) arranged in front of the aspherical lens ( 6 ) is designed as a plano-convex lens.

16. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the radius of curvature of the converging lens ( 7 ) is between 60 and 150 mm, preferably between 80 and 130 mm, in particular approximately 100 to 110 mm.

17. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the iris diaphragm ( 8 ) has a diameter of 50 mm to 120 mm, preferably 60 mm to 100 mm, in particular 70 mm to 90 mm.

18. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that a rear objective lens ( 14 ) is displaceable in the direction of the optical axis such that its distance from the iris diaphragm is adjustable between 0.1 and 5.0 times the diameter of the iris diaphragm.

19. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of a rear objective lens ( 14 ) corresponds to 1.0 to 2.0 times the diameter of the iris diaphragm.

20. 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.

21. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the radius of curvature of the rear objective lens ( 14 ) is between 100 and 300 mm, preferably between 150 and 250 mm, in particular 160 to 220 mm.

22. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that a front objective lens ( 15 ) is displaceable in the direction of the optical axis such that its distance from the iris diaphragm is adjustable between 5.0 and 12.0 times the diameter of the iris diaphragm.

23. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the focal length of the front objective lens system is between 300 mm and 1300 mm, preferably between 500 mm and 1100 mm, in particular between 700 mm and 900 mm.

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

25. Headlight according to claim 24, characterized in that the radius of curvature of the front objective lens ( 15 ) is between 350 and 550 mm, preferably between 380 and 500 mm, in particular approximately 400 to 450 mm.

26. Headlight according to one of claims 1 to 23, characterized in that the front objective lens system is formed from a biconvex lens ( 15 ).

27. Headlight according to claim 26, characterized in that the radius of curvature of the front lens surface of the front objective lens ( 15 ) is between 350 and 550 mm, preferably between 380 and 500 mm, in particular approximately 400 to 450 mm.

28. Headlight according to claim 26 or 27, characterized in that the radius of curvature of the rear lens surface of the front objective lens ( 15 ) is between 2000 and 3000 mm, preferably between 2300 and 2800 mm, in particular approximately 2550 to 2650 mm.

29. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that one or more, preferably all lenses ( 6 , 7 , 14 , 15 ) are provided with an anti-reflection coating.

30. Headlight according to claim 29, characterized in that the anti-reflection coating consists of several individually applied layers.

31. Headlight according to claim 30, characterized by such a number of coating layers that the reflection factor is less than 1%, preferably 0.6% or less.