專利名稱：照明元件的間距帶有耦合變化的菲涅耳透鏡聚光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)射的光束有一個(gè)可調(diào)節(jié)的孔徑角的菲涅耳透鏡聚光燈，其有一個(gè)反射鏡，一個(gè)燈和至少一個(gè)菲涅耳透鏡。
背景技術(shù)：
和照明目的相關(guān)的通常的菲涅耳透鏡聚光燈通常包括一個(gè)燈，一個(gè)菲涅耳透鏡和一個(gè)球面的輔助反射鏡。通常燈絲基本上位于在球面反射鏡的球體中心的一個(gè)固定位置。因此，從燈發(fā)射出的一部分光線被反射回來，并且?guī)椭鞍肭虻墓饩€發(fā)射。向前反射的光線通過菲涅耳透鏡聚焦。然而，光線聚焦的程度取決于菲涅耳透鏡和燈之間的距離。如果燈絲位于菲涅耳透鏡的焦點(diǎn)，則導(dǎo)致最窄的光束。這導(dǎo)致一個(gè)準(zhǔn)平行的射束路徑，其也被稱為一個(gè)聚斑(spot)。形成的光束的孔徑角，通過縮短菲涅耳透鏡和燈之間的距離被連續(xù)擴(kuò)大。這導(dǎo)致一個(gè)發(fā)散的射束路徑，其也被稱為一個(gè)泛光(flood)。
但是這種聚光燈有這樣的缺點(diǎn)，即光輸出弱，特別是在他們射束點(diǎn)的位置，因?yàn)樵谶@種情況下只有燈的一個(gè)相對小的立體角范圍被菲涅耳透鏡覆蓋。更進(jìn)一步的缺點(diǎn)是通過球面反射鏡反射的光線的一個(gè)很大比例又返回了燈絲自己，在那里它被吸收并且又加熱燈絲。
DE3919643A1公開了一種聚光燈，其帶有一個(gè)反射鏡，一個(gè)光闌和一個(gè)菲涅耳透鏡。聚光燈產(chǎn)生的照度通過移動光源變化，其改變光線的亮度。通過調(diào)節(jié)頂點(diǎn)和反射鏡之間以及光闌和反射鏡之間的距離調(diào)節(jié)亮度。
DE3413310A1公開了一種聚光燈，其帶有一個(gè)燈和一個(gè)反射鏡，或者一個(gè)燈和一個(gè)會聚透鏡。這種聚光燈還帶有一個(gè)散光玻璃或一個(gè)鏡子，均以45°角定位。鏡子偏轉(zhuǎn)光線，光被散光玻璃散射。不同的光束的發(fā)射角通過移動散光玻璃被產(chǎn)生。
DE10113385C1公開了一種菲涅耳透鏡聚光燈，其中的菲涅耳透鏡是一個(gè)會聚透鏡，它在光源側(cè)的焦點(diǎn)基本位于遠(yuǎn)離反射鏡的橢圓形反射鏡的焦點(diǎn)，當(dāng)其在聚斑位置時(shí)遠(yuǎn)離反射鏡。反射鏡焦點(diǎn)間的距離，反射鏡焦距以及菲涅耳透鏡的焦距因此總計(jì)為這種菲涅耳透鏡聚光燈的最小長度。

發(fā)明內(nèi)容
然而，本發(fā)明想提供一種具有更緊湊形式的菲涅耳透鏡聚光燈，并因此更加節(jié)省空間且比常規(guī)的菲涅耳透鏡聚光燈明亮。
此目的用一種如權(quán)利要求1所述的菲涅耳透鏡聚光燈和如權(quán)利要求19所述的照明裝置的令人驚訝的簡單方式達(dá)到。
使用一個(gè)具有負(fù)焦距的菲涅耳透鏡使得得到非常緊湊的形式成為可能，例如在菲涅耳透鏡聚光燈的聚斑位置，現(xiàn)在僅僅相當(dāng)于反射鏡的長度加上分別使用的菲涅耳透鏡的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的菲涅耳透鏡聚光燈產(chǎn)生相當(dāng)好的光效率，特別是在聚斑位置，而且在泛光位置也是如此。
同時(shí)，光強(qiáng)的均勻度在整個(gè)光場保持例如附圖7圖解的那樣，既在聚斑位置又在泛光位置。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)具有大孔徑的橢圓形反射鏡被提供。聚斑位置如此設(shè)置，一個(gè)黑體發(fā)射體特別是一個(gè)鹵素?zé)舻臒艚z，或者一個(gè)放電燈的放電弧，位于反射鏡側(cè)的橢圓體的焦點(diǎn)，而橢圓體遠(yuǎn)離反射鏡的第二個(gè)焦點(diǎn)，近似地位于遠(yuǎn)離反射鏡的菲涅耳透鏡的負(fù)焦點(diǎn)或虛焦點(diǎn)。
通過反射鏡反射的光線在進(jìn)入負(fù)焦距前實(shí)際上完全聚焦在遠(yuǎn)離反射鏡的橢圓體的幾焦點(diǎn)。燈絲位于反射鏡側(cè)的焦點(diǎn)或放電弧上，在穿過菲涅耳透鏡后在無限遠(yuǎn)處成象，這樣它的光線變成實(shí)際的平行光束。
被反射的光線實(shí)質(zhì)上不再走向燈絲或放電弧。菲涅耳透鏡的負(fù)焦點(diǎn)與反射鏡橢圓體的焦點(diǎn)重合，其中橢圓體遠(yuǎn)離反射鏡，因而得到非常緊湊的形式。
如果反射鏡和菲涅耳透鏡的孔徑角選擇得當(dāng)，由反射鏡反射的光線實(shí)際上全部穿過菲涅耳透鏡并形成一個(gè)窄的點(diǎn)波束向前發(fā)射。
因而光輸出遠(yuǎn)大于常規(guī)菲涅耳透鏡聚光燈的光線。
從菲涅耳透鏡出來的光束的孔徑角實(shí)際上在第一個(gè)實(shí)施例中可以無限放大，一方面通過改變燈相對于反射鏡的位置，另一方面通過改變菲涅耳透鏡和反射鏡之間的距離，以一種適當(dāng)?shù)姆绞健?br> 為了保留常規(guī)菲涅耳透鏡聚光燈的優(yōu)點(diǎn)，即照明強(qiáng)度的均勻性，這些距離改變通過恰當(dāng)?shù)倪x擇正耦合被完成。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)由金屬或透明材料組成的橢圓體反射鏡。玻璃和聚合物材料或塑料被優(yōu)選應(yīng)用，其可以方便地被鍍上金屬，如鋁。
為了產(chǎn)生可選擇的或額外的一個(gè)反射面，反射鏡兩面中的一個(gè)或兩個(gè)裝備有一個(gè)光學(xué)薄層系統(tǒng)。因此，可見的發(fā)射成分被有利的反射，而不可見的元件，特別是熱輻射，被穿過。
本發(fā)明一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例的反射鏡，其一面或兩面包括一個(gè)金屬涂層。
在一個(gè)更進(jìn)一步的可選擇的實(shí)施例中，反射鏡可以是一個(gè)金屬反射鏡，其可以是無涂層的，也可以是電介質(zhì)的或金屬的涂層的，以便產(chǎn)生需要的光譜或腐蝕特征。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括一個(gè)菲涅耳透鏡聚光燈，其中反射鏡的反光面以散射光線被構(gòu)造，而菲涅耳透鏡的一個(gè)或兩個(gè)表面甚至沒有表面被如此構(gòu)造以致它或它們散射光線。這導(dǎo)致關(guān)于幾何學(xué)上/光學(xué)上的成象光線的散射光線的一固定比例的迭加，這避免了燈在光場成象。為了這個(gè)目的反射鏡優(yōu)選的具有面元素或刻面，其允許它的光線散射元件以一個(gè)規(guī)定的方式計(jì)算或制造。
隨著光源不斷的小型化，例如在數(shù)字投射的重要領(lǐng)域或高功率放電燈，然而，可能產(chǎn)生一個(gè)更顯著的中心黑暗區(qū)域，通過反射鏡中的散射裝置，其是不能被補(bǔ)償?shù)?，或只能用較大的光損失來補(bǔ)償。常規(guī)的散射裝置用來避免光源發(fā)射中心成象只能在有限的程度內(nèi)克服它，因?yàn)樵谶@種情況下，在菲涅耳透鏡的每個(gè)部分，至少黑暗中心的開球必須被均勻的照亮。但是，尤其在聚斑位置，這導(dǎo)致了過多的光損失，因?yàn)樵谶@里只存在有一個(gè)帶有很小的孔徑角的黑暗區(qū)域，但是盡管如此，常規(guī)的帶有散射裝置的菲涅耳透鏡，菲涅耳透鏡的全部面積被用于散射光場。
本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)，用一個(gè)令人驚訝的簡單方法就可以避免這些高的光損失。在這種情況下，其對于帶有散光玻璃的菲涅耳透鏡特別有優(yōu)點(diǎn)，在一種特別優(yōu)選的方式下，散光玻璃是圓形的并且僅僅安排在菲涅耳透鏡的中心。
在這個(gè)實(shí)施例中，在菲涅耳透鏡聚光燈的任何位置，照明場中心的黑暗區(qū)域能夠被非常有效的避免，并且反射鏡在聚斑位置時(shí)也不引起較大的光損失。
令人驚訝地，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)需要的散射光比例增加時(shí)，自反射鏡發(fā)出的光線，其幾何學(xué)的/光學(xué)的射束路徑準(zhǔn)確地照亮菲涅耳透鏡位置的一個(gè)更小的面積。通過本發(fā)明，發(fā)明人已利用這個(gè)現(xiàn)象以生產(chǎn)一種自動的或自適應(yīng)的光線混合系統(tǒng)，其與菲涅耳透鏡聚光燈的移動同步，僅與需要在此位置的散射光線成分的幾何學(xué)的/光學(xué)的成象光線混合。
照明混合比例，其實(shí)際上最佳的可以與各自需要的光強(qiáng)分布相等，僅與下文中的混合比例有關(guān)，在此簡略之。
這種自動光線混合系統(tǒng)導(dǎo)致反射鏡每個(gè)位置正確的混合比例，因此產(chǎn)生一個(gè)始終均勻照亮的光場，而在同時(shí)沒有不必要的散射損耗產(chǎn)生。
在這種情況下，完全照亮的菲涅耳透鏡的混合比例通過選擇關(guān)于菲涅耳透鏡剩余面積的綜合散光玻璃的直徑可以被確定，散射光的孔徑角通過負(fù)透鏡的散射特征可以被確定。
此外，綜合散光玻璃的散射效應(yīng)本身可以改變，例如，以便更強(qiáng)的散射面積被安排在在散光玻璃的中心，并且次強(qiáng)的散射面積被安排在在其邊緣。因此，相對高的聚焦光束又另外的被放寬了，因此可以得到非常寬的照射角。
可選擇地，散光玻璃的邊緣不僅可以突然終止，也可以如此設(shè)計(jì)以使它的散射效應(yīng)連續(xù)降低，也可以在菲涅耳透鏡的上或下延伸。這樣可以更進(jìn)一步適應(yīng)與位置有關(guān)的混合比例。
本申請引用了在同一天由同一個(gè)申請人提交了的名稱為“OptischeAnordnung mit Stufenlinse”(帶有菲涅耳透鏡的光學(xué)裝置)的申請，本申請公開的內(nèi)容通過引用包含了此申請公開的內(nèi)容全部。
根據(jù)本發(fā)明，這種聚光燈作為一種閃光燈用于建筑，醫(yī)學(xué)，膠片，舞臺，工作室和攝影。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，散光玻璃可以安置在光線入口側(cè)，也可以安置在光線出口側(cè)。而且，更有利地是在光線入口側(cè)或出口側(cè)安置多個(gè)散光玻璃。在最后提及的實(shí)施例中，還可以使用具有不同散射的散光玻璃，例如在不同位置散光玻璃有不同的散射。


本發(fā)明參照附圖將在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中更詳細(xì)的說明，其中圖1表示一個(gè)菲涅耳透鏡聚光燈位于聚斑位置的實(shí)施例，其中遠(yuǎn)離反射鏡的反射鏡焦點(diǎn)近似地與右側(cè)的菲涅耳透鏡的虛焦點(diǎn)迭加，圖2表示圖1中位于第一泛光位置中所示的菲涅耳透鏡聚光燈實(shí)施例，遠(yuǎn)離反射鏡的反射鏡焦點(diǎn)近似地安置在菲涅耳透鏡的表面，其與反射鏡接近，圖3表示圖1中位于第二泛光位置所示的有一個(gè)大的孔徑角的菲涅耳透鏡聚光燈實(shí)施例，遠(yuǎn)離反射鏡的反射鏡焦點(diǎn)通過菲涅耳透鏡，成象在菲涅耳透鏡的遠(yuǎn)離反射鏡的表面的前面，圖4表示圖1中位于第三泛光位置的所示的菲涅耳透鏡聚光燈實(shí)施例，其帶有一個(gè)比位于第二泛光位置更大的孔徑角，遠(yuǎn)離反射鏡的反射鏡焦點(diǎn)通過菲涅耳透鏡，成象在菲涅耳透鏡的遠(yuǎn)離反射鏡的表面的前面，光源從接近反射鏡的焦點(diǎn)向反射鏡移動，圖5表示圖1中位于第二泛光位置的所示的有一個(gè)大的孔徑角的菲涅耳透鏡聚光燈實(shí)施例，通過一個(gè)輔助反射鏡將通過光線的更多比例進(jìn)入到反射鏡，從那里進(jìn)入菲涅耳透鏡，圖6表示一個(gè)負(fù)菲涅耳透鏡，中心安置有一個(gè)散光玻璃，圖7表示菲涅耳透鏡聚光燈的光強(qiáng)在它的聚斑位置和它的一個(gè)泛光位置的對數(shù)關(guān)系(其取決于孔徑角)。
圖8表示變量a和b正耦合的特征，經(jīng)由一個(gè)選擇的例子的對于菲涅耳透鏡，橢圓形反射鏡和光源的參數(shù)。
具體實(shí)施例方式
在下文的詳細(xì)說明中，相同的參考標(biāo)記用于表示相同的元件或在不同實(shí)施例中具有相同效果的元件。
下文參照圖1，其表示一個(gè)菲涅耳透鏡聚光燈位于聚斑位置的實(shí)施例。此菲涅耳透鏡聚光燈包括一個(gè)橢圓形反射鏡1，一個(gè)燈2其可以是一個(gè)鹵素?zé)艋蛞粋€(gè)放電燈，一個(gè)菲涅耳透鏡3，其是一個(gè)具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡，優(yōu)選是一個(gè)兩面凹的菲涅耳透鏡。
在圖1中，遠(yuǎn)離反射鏡的橢圓形反射鏡1的焦點(diǎn)F2近似地與右側(cè)的菲涅耳透鏡3的虛焦點(diǎn)或負(fù)焦點(diǎn)F3迭加。
從聚光燈發(fā)射的光束4在圖中僅用它的射束外邊界示意地表示。
菲涅耳透鏡3和反射鏡1的前邊緣之間的距離，燈2和反射鏡1的頂點(diǎn)之間的距離，同樣如圖1所示。
聚斑位置通過安排燈絲或燈2的放電弧基本上位于反射鏡橢圓體1在反射鏡側(cè)的焦點(diǎn)F1而被設(shè)置。
在這個(gè)位置，從反射鏡1反射的光線實(shí)際上在遠(yuǎn)離反射鏡的橢圓體1的焦點(diǎn)F2處被完全導(dǎo)向。右側(cè)的菲涅耳透鏡3的負(fù)焦點(diǎn)或虛焦點(diǎn)F3因此與反射鏡橢圓體1的焦點(diǎn)F2近似迭加。
在圖1中的近場還顯示了反射鏡1上的開口5在光場4的平行射束路徑中起一個(gè)黑暗區(qū)域6的作用。
一個(gè)圓形的中心定位的散射玻璃7被安裝在菲涅耳透鏡3中，對散射光產(chǎn)生一個(gè)規(guī)定的散射光線比例和散射光的一個(gè)規(guī)定的孔徑角。這導(dǎo)致散射光相對于光線的一個(gè)規(guī)定的混合比例，所述光線是通過菲涅耳透鏡3幾何學(xué)的/光學(xué)的成象的。
作為散射玻璃7實(shí)施例可選擇的實(shí)施例，在一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)施例中，散射效應(yīng)沿著散光玻璃7的半徑連續(xù)變化，以致較強(qiáng)的散射面積位于散光玻璃7的中心，而較弱的散射面積位于其邊緣，此邊緣突然終止。
在另一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，散光玻璃7的邊緣不僅可以設(shè)計(jì)為突然終止，也可以如此設(shè)計(jì)以使它的散射效應(yīng)連續(xù)降低，并可以在菲涅耳透鏡的上或下延伸。
因此，進(jìn)一步的與位置有關(guān)的混合比例的替換作為此系統(tǒng)的一個(gè)功能，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員，能夠始終提供一個(gè)最佳的混合比例用于均勻照亮的光場或特定方式產(chǎn)生的局部強(qiáng)度高的光場。
圖1還顯示所有光線中只有一小部分通過在聚斑位置的散光玻璃7。
散光玻璃7導(dǎo)致了非常均勻的照亮，如在圖7中用于聚斑位置的線8所示，其顯示了一個(gè)菲涅耳透鏡聚光燈的光強(qiáng)的對數(shù)關(guān)系(其取決于孔徑角)。
圖2表示圖1中所示的菲涅耳透鏡聚光燈位于第一泛光位置的實(shí)施例，其中遠(yuǎn)離反射鏡的反射鏡1焦點(diǎn)F2近似地安置在菲涅耳透鏡3的表面，其與反射鏡接近。
在這種情況下，關(guān)于聚斑位置的位移值通過機(jī)械導(dǎo)軌以一種規(guī)定的方式改變。
從根本上，這種設(shè)計(jì)與圖1中對菲涅耳透鏡聚光燈的設(shè)計(jì)對應(yīng)。
但是，如同在圖2中清楚可見的那樣，發(fā)射的光束4的孔徑角和黑暗區(qū)域6的孔徑角增大了。
但是，由于在這個(gè)位置的大部分光線集中在散光玻璃7中心的一個(gè)很小的區(qū)域，此區(qū)域?qū)嶋H上可以如此設(shè)計(jì)，使它向前的散射波瓣，在遠(yuǎn)場或遠(yuǎn)區(qū)域以一種所希望的的方式，近似地補(bǔ)償黑暗區(qū)域6。參照圖7，其線9顯示了光線狀態(tài)，例如在一個(gè)泛光位置。
下面文字提到圖3，其表示圖1中所示的菲涅耳透鏡聚光燈位于第二泛光位置的實(shí)施例，其帶有一個(gè)比圖2中的更大的孔徑角，遠(yuǎn)離反射鏡的反射鏡1的焦點(diǎn)F2通過菲涅耳透鏡3，成象在遠(yuǎn)離反射鏡的菲涅耳透鏡3表面的前面。
在這種情況下，散光玻璃7比圖2中顯示的更大區(qū)域有光線通過，而它的全部散射行為能夠與此泛光位置的關(guān)系相匹配。
如圖4圖解的那樣，光束4更加擴(kuò)寬，作為對圖3中顯示的泛光位置的替換或附加，通過改變燈2和反射鏡1之間的距離b。向反射鏡1再一次移動燈2，離開反射鏡的光束更強(qiáng)的聚焦，導(dǎo)致從菲涅耳透鏡3發(fā)射后增加的發(fā)射角。
距離a和距離b的改變可以在更多的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，例如，通過手工，機(jī)械的，電力的，電子的或它們的結(jié)合，光學(xué)元件可以為此目的軸向地導(dǎo)向。
為了保持照度的均勻度，距離的改變特別通過一種優(yōu)選的實(shí)施例，通過恰當(dāng)?shù)倪x擇正耦合實(shí)現(xiàn)，正耦合保持了a和b的變化之間的規(guī)定關(guān)系。
正耦合確定的變量a和b之間的關(guān)系通過被用于菲涅耳透鏡的、用于合成散光玻璃的、用于橢圓形反射鏡和用于光源的參數(shù)控制。在這種情況下，參數(shù)包括各元件的尺寸，幾何形狀，結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性。
特別地，用于菲涅耳透鏡的參數(shù)包括它的光學(xué)直徑，焦距，曲率，光散射結(jié)構(gòu)和它在菲涅耳透鏡的前和/或后表面的安排；被合并到菲涅耳透鏡里的散光玻璃所使用的參數(shù)是它的光學(xué)直徑，它的光散射結(jié)構(gòu)和它的安排；橢圓形反射鏡的參數(shù)是它的光學(xué)直徑，它的曲率，它的焦距，它的表面結(jié)構(gòu)，兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離和燈襯套的直徑，光源(luminaire)的參數(shù)是它的形狀，它的尺寸，它的位置和光源的性質(zhì)，例如是一個(gè)金屬蒸汽放電燈，鹵素?zé)艋駽DM燈。在此沒有特別提及的參數(shù)可以導(dǎo)致更多的影響。
舉例來說，圖8表示變量a和b之間正耦合的特征。用于菲涅耳透鏡，橢圓形反射鏡和光源的參數(shù)的選擇如下例菲涅耳透鏡具有160mm的光學(xué)直徑和108.7mm的負(fù)焦距，在中心有一個(gè)直徑28mm的整體化的散光玻璃(蜂窩對角線3.4mm，半徑4mm，3°扭曲)，后表面帶有光散射結(jié)構(gòu)；橢圓形反射鏡具有160mm的光學(xué)直徑和35mm的焦距，兩個(gè)焦點(diǎn)之間距離160mm，燈導(dǎo)軌直徑30mm；光源在軸向位置的一個(gè)圓筒，長約7.2mm，直徑約2.6mm。
參數(shù)的改變導(dǎo)致通過正耦合確定的變量a和b之間的關(guān)系的改變。這導(dǎo)致通過正耦合確定的特征之間的功能關(guān)系的改變。
圖5顯示了一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，其與上述的實(shí)施例一致，除了一個(gè)附加的輔助反射鏡18，輔助反射鏡18使從燈2發(fā)出的光線偏轉(zhuǎn)(其將在圖5中向右傳播而不會到達(dá)反射鏡1)通過反射引入反射鏡。結(jié)果，不僅例如通過射束路徑19的光線(其不帶輔助反射鏡，對照明沒有貢獻(xiàn))可以被使用，而且也可能使用另外進(jìn)入菲涅耳透鏡3的一部分光線，其對于所需的光強(qiáng)分布導(dǎo)向的更好。
輔助反射鏡18的形狀有利地選擇為，反射到其上的光線不會再進(jìn)入產(chǎn)生光線的燈2的裝置上，例如一個(gè)燈絲或一個(gè)放電區(qū)，也不會不必要地加熱它。
可選擇地，輔助反射鏡18可以配合安裝進(jìn)燈2的玻璃體的內(nèi)表面和/或外表面。燈體的玻璃可以為此目的成形，即為反射光達(dá)到所需的導(dǎo)向效果。
作為例子，圖6顯示一個(gè)帶有散光玻璃7的菲涅耳透鏡3，如本發(fā)明所使用的。菲涅耳透鏡3具有一個(gè)透明的基體10和一個(gè)菲涅耳透鏡環(huán)系11，其具有環(huán)形透鏡區(qū)11，12，13，在它們之間安置圓形散光玻璃7。
散光玻璃7以一種規(guī)定的方式構(gòu)造，或具有刻面15，16，17，其在一個(gè)寬的范圍內(nèi)能夠被精確地確定散射行為，刻面15，16，17在同一個(gè)申請人的德國專利申請DE10343630.8，名稱為“Streuscheibe”(Diffusing glass)中被說明，其于9月19日向德國專利商標(biāo)局提交。本申請通過引用包括了此申請公開的全部內(nèi)容。
然而，本發(fā)明不限于這些已被說明的散光玻璃的實(shí)施例。
如上所述的菲涅耳透鏡聚光燈特別有利地用于帶有電源或鎮(zhèn)流器的照明裝置，它遠(yuǎn)比現(xiàn)有技術(shù)的小。供電設(shè)備能夠設(shè)計(jì)為電力的和機(jī)械的，比現(xiàn)有技術(shù)使用同樣光功率的小，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的菲涅耳透鏡聚光燈有相當(dāng)高的光輸出。因此所需的重量輕，并且用來運(yùn)輸和貯藏的空間小。
然而，特別是用冷光反射鏡時(shí)，這也減少了施加在照明人員或物體上的熱負(fù)荷。
此外，根據(jù)本發(fā)明的菲涅耳透鏡聚光燈能夠有利地用于增加閃光燈的光輸出，原則上，其可利用的電能是非常有限的。
附圖標(biāo)記表1反射鏡2燈3菲涅耳透鏡4發(fā)射的光束5反射鏡1中的開口6黑暗區(qū)域7散光玻璃8在聚斑位置的強(qiáng)度分布9在泛光位置的強(qiáng)度分布10基體11菲涅耳透鏡環(huán)系12環(huán)形透鏡區(qū)13同上14同上15刻面16同上17同上18輔助反射鏡19被輔助反射鏡反射的射束路徑
權(quán)利要求
1.一種菲涅耳透鏡聚光燈，其發(fā)射的光束具有一個(gè)可調(diào)節(jié)的孔徑角，帶有一個(gè)優(yōu)選的橢圓形反射鏡，一個(gè)燈和至少一個(gè)菲涅耳透鏡，其中菲涅耳透鏡是一個(gè)帶有負(fù)焦距的透鏡，并因而是一個(gè)帶有虛焦點(diǎn)的負(fù)透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中菲涅耳透鏡帶有一個(gè)虛焦點(diǎn)，其上一個(gè)遠(yuǎn)離反射鏡的反射鏡的焦點(diǎn)，特別是當(dāng)菲涅耳透鏡聚光燈位于聚斑位置時(shí)，能夠被迭加。
3.如權(quán)利要求1或2所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中菲涅耳透鏡最好是兩面凹的負(fù)透鏡。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中菲涅耳透鏡包括具有上色校正的成象特性的雙透鏡。
5.帶有權(quán)利要求1前序部分特征，特別是如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，包括一個(gè)帶有整體化的散光玻璃的菲涅耳透鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中散光玻璃是圓形的并安置在菲涅耳透鏡的中心，并確定一個(gè)光線混合系統(tǒng)，其改變相對于幾何學(xué)的/光學(xué)的成象光線比例的散射光的比例，即光線混合比例，作為菲涅耳透鏡聚光燈的位置的一個(gè)函數(shù)。
7.一種菲涅耳透鏡聚光燈，其中，根據(jù)對從聚光燈發(fā)射的光束設(shè)定的孔徑角，菲涅耳透鏡和反射鏡之間的距離(a)能夠相對于燈和反射鏡之間的距離(b)以一個(gè)確定的幾何關(guān)系變化。
8.如權(quán)利要求7所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中距離(b)能夠通過安置燈而調(diào)節(jié)以便它可以關(guān)于反射鏡的頂點(diǎn)移動。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中反射鏡由金屬的或透明的，優(yōu)選介電材料，例如玻璃和/或塑料組成。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，反射鏡的兩個(gè)主表面中的至少一個(gè)提供有一個(gè)光學(xué)薄層系統(tǒng)。
11.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中反射鏡的兩個(gè)主表面中的至少一個(gè)鍍有金屬，優(yōu)選鋁。
12.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，反射鏡的光線反射面被如此構(gòu)造以使得它散射光線，優(yōu)選地具有面元素或刻面，并且菲涅耳透鏡的一個(gè)，兩個(gè)表面或沒有表面被如此構(gòu)造以致除了散光玻璃以外它或它們也散射光線。
13.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中菲涅耳透鏡是一個(gè)負(fù)透鏡，如同一天由同一個(gè)申請人提交的德國申請說明書和權(quán)利要求所述的那樣，此申請名稱為“Optische Anordnung mit Stufenlinse”(帶有菲涅耳透鏡的光學(xué)裝置)。
14.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中反射鏡，菲涅耳透鏡和/或散光玻璃至少一面被涂上涂層。
15.如權(quán)利要求14所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中菲涅耳透鏡上的涂層包括一個(gè)電介質(zhì)干涉層系統(tǒng)，其改變穿過它的光線的光譜。
16.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中燈是一個(gè)白熾燈，特別是一個(gè)鹵素?zé)?，一個(gè)發(fā)光二極管，一個(gè)發(fā)光二極管陣列或一個(gè)氣體放電燈。
17.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中一個(gè)輔助反射鏡被安裝在菲涅耳透鏡和反射鏡之間。
18.如上述權(quán)利要求之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈，其中菲涅耳透鏡在它的表面是預(yù)應(yīng)力的，優(yōu)選熱預(yù)應(yīng)力的。
19.一種包括如上述權(quán)利要求1至18之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈的照明裝置，還有一個(gè)連帶的電源或鎮(zhèn)流器。
20.對權(quán)利要求1至18所述的菲涅耳透鏡聚光燈和權(quán)利要求19所述的照明裝置的使用，其用于醫(yī)學(xué)，建筑，膠片，舞臺，工作室和攝影。
21.一種帶有如上述權(quán)利要求1至18之一所述的菲涅耳透鏡聚光燈的閃光燈。
全文摘要
為了提供一種發(fā)射的光束具有一個(gè)可變的孔徑角的菲涅耳透鏡聚光燈，其帶有一個(gè)優(yōu)選的橢圓形反射鏡，一個(gè)燈和至少一個(gè)菲涅耳透鏡，其具有更緊湊的形式，并因此不僅更加節(jié)約空間，并且比常規(guī)的菲涅耳透鏡聚光燈更輕，一個(gè)具有負(fù)焦距和一個(gè)虛焦點(diǎn)的透鏡被用作散光玻璃。
文檔編號F21S2/00GK1648518SQ200410099719
公開日2005年8月3日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者盧迪格·吉特爾曼, 哈里·韋格納 申請人:肖特股份公司