專利名稱：具有非對(duì)稱光線分布的可聚焦聚光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的聚光燈。屬于該聚光燈類的有如US 4,833,243；EP 0 846 913 A1，EP 1 020 681 A2或者EP 1215 437 A2所公開(kāi)的聚光燈。
背景技術(shù)：
這里作為例子提及的具有可變出射角的聚光燈，其技術(shù)方式的目的在于，力求在聚光燈的每個(gè)出射角位置上取得盡可能均勻的光線分布。然而在聚光燈應(yīng)用于電影，電視，照相以及同樣重要的博物館的某些場(chǎng)合下，均勻的光分布并不是目的所在。例如聚光燈應(yīng)用于博物館，一般來(lái)說(shuō)，聚光燈被安置在高于被照對(duì)象之上的位置上，在極端情況下，光源到對(duì)象上邊緣的距離只有到下邊緣的距離的一半。在這種安置情況下，對(duì)象上邊緣的照度將是下邊緣照度的四倍。
在上述應(yīng)用中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公知有所謂的泛光燈，這種泛光燈可以通過(guò)其非對(duì)稱安置的反射器根據(jù)所需改變光分布。這類泛光燈具也可作為所謂的腳燈使用，例如對(duì)背景從下面加以照明，通過(guò)非對(duì)稱的反射器主要用以增加背景上部的光強(qiáng)。然而所有此類技術(shù)公知的非對(duì)稱泛光燈或腳燈都是所謂的不帶前透鏡的敞開(kāi)式燈具。因此是不能聚焦的。這就意味著，在每一個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)合下都需要安置一種正好適合這種場(chǎng)合的泛光燈。例如在一個(gè)博物館一副大面積的畫(huà)像被一副小面積的畫(huà)像所替換，那么按現(xiàn)有的技術(shù)必須安裝一個(gè)新的適合小面積畫(huà)像的非對(duì)稱泛光燈，因?yàn)樵瓉?lái)的用于大面積畫(huà)像的泛光燈是不可聚焦的，即不可能將燈光完全聚焦在小面積的畫(huà)像上。
此外，在目前的技術(shù)狀況下一個(gè)不良的光分布在很多情況下是用所謂的半開(kāi)遮光片來(lái)彌補(bǔ)的。這種半開(kāi)遮光片是用金屬絲做成的網(wǎng)格，這種網(wǎng)格具有不同的密度，以使光強(qiáng)按半個(gè)或一個(gè)光圈值遞減(1光圈值對(duì)應(yīng)于減少一半光強(qiáng))。這種半開(kāi)遮光片也可以成對(duì)使用，以使被照對(duì)象上很不均勻的照度在某種程度上得到彌補(bǔ)。然而這里不可能有一個(gè)真正完美的光分布，這只是一種一半面積的光遮擋，也即削弱光強(qiáng)。被照對(duì)象的遠(yuǎn)端得到完全的光照，而其近端則人為地使光照減弱。這種半開(kāi)遮光片的現(xiàn)有技術(shù)不能提供一種無(wú)級(jí)的均勻的光強(qiáng)分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供這樣一種具有可變出射角的聚光燈，它能定向地產(chǎn)生一種非對(duì)稱的光照強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)權(quán)利要求1的聚光燈完成這個(gè)任務(wù)。在本專利申請(qǐng)文本中的概念“前透鏡的偏心安置”應(yīng)理解為前透鏡如此安置，以使前透鏡的主光軸與聚光燈的主光軸平行，但這兩個(gè)光軸并不重合(見(jiàn)圖1)。
根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的優(yōu)選實(shí)施例即是權(quán)利要求2至4中所涉及的對(duì)象。
根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是，將定向地產(chǎn)生的光分布的不對(duì)稱性與聚光燈的可聚焦性結(jié)合起來(lái)，使得甚至單個(gè)聚光燈具有在各種場(chǎng)合下高度靈活使用的可能性。例如在前所提及的博物館大畫(huà)像換成小畫(huà)像的例子中，根據(jù)本發(fā)明的聚光燈在畫(huà)像更換的情況下卻無(wú)須更換。只需聚焦在新的畫(huà)面大小上，也即變動(dòng)聚光燈的出射角度以適合新的畫(huà)面大小即可。這樣的聚光燈可停留在原來(lái)的空間位置，而無(wú)須用另外的聚光燈來(lái)替代。
此外根據(jù)本發(fā)明的聚光燈提供了一種無(wú)級(jí)的、均勻的光強(qiáng)分布。由此充分利用可供使用的全部光強(qiáng)。我們也可以使用小功率的光源，使能量的損失減少至很小。在室內(nèi)使用的情況下可以相應(yīng)地減少熱量。這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，如果我們考慮到，在室內(nèi)和攝影棚中至今仍然主要是使用白熾聚光燈，而這種燈可有效利用的光只是其所耗能量的約10％。
在很多攝影棚中仍然幾乎完全使用定向燈光和白熾燈。按照現(xiàn)有的技術(shù)狀況，在一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)較小的攝影棚中燈光消耗的能量為40kW左右，在較大的攝影棚和某些照明場(chǎng)合下則需要幾百kW。如果我們考慮到，空調(diào)所耗能量是燈光所耗的數(shù)倍，那么在一個(gè)使用40kW白熾燈的小攝影棚里就需要200kW的能量用于空調(diào)。如果使用根據(jù)本發(fā)明的聚光燈作為定向燈光，那么定向燈光所耗能量就能減至50％甚至更少。如果我們考慮到，在減少燈光所耗能量的同時(shí)也大幅度地減少了空調(diào)所耗的能量，這樣能量消耗就能節(jié)約數(shù)倍。
在電影，電視，劇院和照相中所應(yīng)用的可聚焦燈光一般來(lái)說(shuō)照射面積較小，且通常用于一些不同的照射距離，由此而產(chǎn)生明顯的陰影。因此這種照明方式一般都需要大面積的泛光燈具加以補(bǔ)充。在此領(lǐng)域中人們?cè)絹?lái)越多地使用裝有熒光管的泛光燈具。然而在大部分情況下這種泛光燈具必須安置在離被照物體很近的距離內(nèi)。因?yàn)閿z影機(jī)是單眼工作的，所以攝影鏡頭只能或多或少地在二維平面上捕捉所攝對(duì)象。這樣就失去了用雙眼觀察對(duì)象自然而產(chǎn)生的空間深度感覺(jué)。所以盡管新的趨勢(shì)是應(yīng)用軟光和大面積布光，仍然不可能放棄背光，輪廓光，重點(diǎn)光的應(yīng)用，這些光是或多或少地朝著攝影機(jī)方向投射的，它們的任務(wù)是，將被照射物體在大面積布光的情況下三維地展現(xiàn)出來(lái)。
人們不能完全放棄這樣一種照明方式，在這種照明方式下朝著攝影機(jī)方向投射的光線的強(qiáng)度常常是從攝影機(jī)方向出射的光線強(qiáng)度的兩倍，這種定向光線在一般非常均勻的軟光照明中仍然一直起著重要的作用。特別是，當(dāng)所攝的物體在拍攝過(guò)程中是運(yùn)動(dòng)著的，基于本發(fā)明的可聚焦聚光燈的定向光線的非對(duì)稱照明由于其平滑的光強(qiáng)分布和低能量消耗而具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
作為定向燈光的可聚焦的聚光燈在大部分情況下安置在向下45°角俯視的位置上，同時(shí)我們也可以設(shè)定，在實(shí)踐中定向燈光從來(lái)不會(huì)設(shè)置在攝影機(jī)的主軸上，而是同樣以一定的角度，通常從側(cè)面以45°角與攝影機(jī)主軸相交，如果這個(gè)相交角度變化，也可以通過(guò)前透鏡的旋轉(zhuǎn)加以補(bǔ)償，如在本發(fā)明的實(shí)施例中根據(jù)權(quán)利要求2所敘。此外，角度的變化也可以根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的實(shí)施例中的權(quán)利要求3，即借助偏心安置的前透鏡的可移動(dòng)性加以調(diào)整補(bǔ)償。在根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的實(shí)施例中，前透鏡的主軸和聚光燈的主軸之間的垂直距離是可以變化的。


根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的實(shí)施例將由下列附圖加以說(shuō)明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的第一實(shí)施例的截面示意圖。
圖2為圖1所顯示聚光燈的正面示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例中一個(gè)前透鏡的形狀示意圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例中一個(gè)前透鏡的形狀示意圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的正面示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1里根據(jù)本發(fā)明的聚光燈實(shí)施例1中，6為燈殼。在燈殼6中安裝有燈泡2及適合燈泡2的反射器7。在圖1中聚光燈1的主光軸由中心線4表示。
燈泡2及反射器7可在聚光燈內(nèi)移動(dòng)，從而聚光燈1的出射角可以變動(dòng)。出射角的可變動(dòng)性按現(xiàn)有技術(shù)狀況是公知的，因而在此不再詳細(xì)解釋。
在圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的聚光燈1的實(shí)施例中還有一個(gè)前透鏡3。這個(gè)前透鏡3是一個(gè)偏心安置的聚光鏡，它的主光軸在圖1中由中心線5表示。前透鏡3的主光軸5與聚光燈1的主光軸4平行，然而不與之重合。聚光燈1的主光軸4與前透鏡3的主光軸5之間的距離由符號(hào)A表示。
圖2是圖1中所示根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的實(shí)施例1的正面示意圖。為概略起見(jiàn)，在圖2中前透鏡3的主光軸5以及它與聚光燈1主光軸4之間的距離A未標(biāo)示出來(lái)。
如同圖1，在圖2中也可清楚地看到，這里所示意的根據(jù)本發(fā)明的聚光燈1的實(shí)施例中的前透鏡3，其部分凸出聚光燈1的燈殼6之外。
前透鏡3是如此安裝的，它可以圍繞聚光燈的主光軸旋轉(zhuǎn)。在圖2中箭頭表示旋轉(zhuǎn)方向。然而前透鏡3的主光軸5與聚光燈1的主光軸4的徑向距離A在這個(gè)根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的這個(gè)實(shí)施例中是保持不變的。
圖1所示意的實(shí)施例中的前透鏡3是一個(gè)完全普通的對(duì)稱聚光透鏡。
在根據(jù)本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中使用另一類聚光透鏡作為前透鏡。例如在根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中使用這樣一個(gè)聚光透鏡作為前透鏡，這個(gè)前透鏡是如此形成的，它似乎是從一塊更大的透鏡以這樣的方式切割而成，這個(gè)切割下來(lái)的可利用的部分在一個(gè)面上與原來(lái)的更大透鏡的一個(gè)正常邊緣相切。我們可以把這種前透鏡想象成它是從一塊大透鏡按上述方式切割下來(lái)的一部分。
為明了起見(jiàn)，圖3顯示了一個(gè)前透鏡3′的實(shí)施例。此處符號(hào)8標(biāo)示作為基體透鏡或者作為“想象中的”基本透鏡的普通對(duì)稱聚光透鏡。這個(gè)基體透鏡8的主光軸9位于其中心。為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，在此處我們將聚光透鏡3′作為聚光燈的前透鏡，它是如此形成的，它似乎是從基體透鏡8切割而成，這個(gè)切割下來(lái)的有用部分，也即圖3中的前透鏡3′在一個(gè)面上與基體透鏡8的一個(gè)正常邊緣相切。在這個(gè)前透鏡3′的實(shí)施例中，主光軸9相對(duì)于前透鏡圓周不再處于中心。為此，這個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的聚光燈有下列優(yōu)點(diǎn)，圖3中的前透鏡3′，不象圖1和圖2中所顯示的實(shí)施例中的前透鏡3，它不必從側(cè)面凸出聚光燈燈殼6以外一部分。
在圖1至3中顯示了具有這種前透鏡3，3′的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，前透鏡3，3′都具有圓周邊緣。然而也有根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的其它實(shí)施例，其前透鏡的邊緣不是圓周形的。例如前透鏡也可具有基本橢圓形的邊緣。圖4顯示了這種前透鏡的一個(gè)實(shí)施例，此處前透鏡由符號(hào)3″所標(biāo)示。這樣一個(gè)前透鏡3″的實(shí)施例也可回歸到在圖3中已公開(kāi)的具有主光軸9的普通對(duì)稱聚光透鏡(基本透鏡)8。圖4中的前透鏡3″從原則上來(lái)說(shuō)也可以用與圖3中的前透鏡3′相似的方式從基體透鏡，也即從普通的對(duì)稱聚光透鏡8，切割而成。僅是外周形狀有所不同。
最后圖5顯示了，圖4中的前透鏡3″是如何安裝在聚光燈燈殼6上的，并由此導(dǎo)出根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的另一個(gè)實(shí)施例。在圖5中雖然聚光燈的主光軸沒(méi)有明確標(biāo)示出來(lái)，然而正如圖1和圖2一樣，在這個(gè)實(shí)施例中它也是從由聚光燈燈殼6所構(gòu)成空間的中心延伸出去的。圖4和圖5中的前透鏡3″是可以圍繞聚光燈的主光軸旋轉(zhuǎn)的。圖5中的彎曲箭頭顯示了這種可旋轉(zhuǎn)性。此外前透鏡3″還可以在與主光軸垂直的方向上來(lái)回移動(dòng)。這種可移動(dòng)性在圖5中由直線雙向箭頭所顯示。因此在這個(gè)根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的實(shí)施例中前透鏡3″的主光軸與聚光燈的主光軸之間的垂直距離是可以變化的。
雖然在前所提及的根據(jù)本發(fā)明的聚光燈的實(shí)施例中僅僅詳細(xì)敘述了單透鏡系統(tǒng)，但是本發(fā)明并不僅限于單透鏡的可聚焦聚光燈。本發(fā)明還包括了雙透鏡甚至一般來(lái)說(shuō)具有更多透鏡的可聚焦聚光燈，在這樣的聚光燈里，在前透鏡和燈泡之間還安裝有一個(gè)或者更多的透鏡。對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)最關(guān)鍵的是，前透鏡在一個(gè)可聚焦聚光燈中的偏心安置。至于其他更多透鏡的形狀以及在聚光燈中的排列，對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)不是關(guān)鍵的。
最后還要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明并不限于某種一定功率的聚光燈。例如根據(jù)本發(fā)明的聚光燈可以做成只有幾十瓦用于細(xì)微畫(huà)像照明的聚光燈，也可以做成具有幾十千瓦的大功率聚光燈。
權(quán)利要求
1.一種具有可變出射角的可聚焦聚光燈(1)，包括一個(gè)安置在聚光燈內(nèi)部的光源(2)和一個(gè)聚光透鏡(3，3′，3″)，該聚光透鏡是聚光燈(1)的前透鏡，其特征在于，前透鏡(3，3′，3″)是偏心安置的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可聚焦聚光燈(1)，其特征在于，前透鏡(3，3′，3″)可圍繞聚光燈(1)的主光軸(4)旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的可聚焦聚光燈，其特征在于，前透鏡(3″)可在與聚光燈主光軸(4)垂直的方向上移動(dòng)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的可聚焦聚光燈，其特征在于，前透鏡(3′，3″)是如此形成的，它似乎是從一塊更大的透鏡(8)以這樣的方式切割而成，這個(gè)切割下來(lái)的前透鏡(3′，3″)可利用部分在一個(gè)面上與原來(lái)更大透鏡(8)的一個(gè)正常邊緣相切。
全文摘要
一種具有可變出射角的聚光燈(1)，它包括一個(gè)安置在聚光燈內(nèi)部的光源(2)；和一個(gè)聚光透鏡(3，3′，3″)。該聚光透鏡(3，3′，3″)是聚光燈(1)的前透鏡。前透鏡(3，3′，3″)是偏心安置的。
文檔編號(hào)F21V14/00GK1724924SQ200510078839
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者特圖·偉格特 申請(qǐng)人:特圖偉格特影片公司