專(zhuān)利名稱(chēng)：用于自動(dòng)照明裝置的改進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種自動(dòng)照明裝置，具體涉及一種用在自動(dòng)照明裝置中的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
具有自動(dòng)和遠(yuǎn)程控制功能的照明裝置是娛樂(lè)活動(dòng)和建筑照明市場(chǎng)中公知的。此類(lèi)產(chǎn)品經(jīng)常用于劇院、電視演播室、音樂(lè)會(huì)、主題公園、夜總會(huì)及其他會(huì)場(chǎng)。典型的產(chǎn)品通常通過(guò)照明裝置的水平旋轉(zhuǎn)和俯仰功能來(lái)提供控制，允許操作者控制照明裝置的瞄準(zhǔn)方向，并由此控制光束在舞臺(tái)上或演播室中的位置。通常，這種位置控制是通過(guò)控制照明裝置在兩個(gè)正交的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)上的位置(經(jīng)常稱(chēng)為水平旋轉(zhuǎn)和俯仰)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。很多產(chǎn)品通過(guò)其他參數(shù)(例如強(qiáng)度、顏色、聚焦、光束尺寸、光束形狀和光束模式)來(lái)提供控制。光束模式經(jīng)常由稱(chēng)為遮光片的模板或滑板提供，其可以是鋼、鋁或刻蝕玻璃樣式。

圖I示出了多參數(shù)自動(dòng)照明系統(tǒng)10。這些系統(tǒng)通常包括多個(gè)多參數(shù)自動(dòng)照明裝置12，每個(gè)多參數(shù)自動(dòng)照明裝置12上通常均包含機(jī)載光源(未示出)、光調(diào)制設(shè)備、連接至機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)和控制電路(未示出)。除了直接或經(jīng)由配電系統(tǒng)(未示出)連接至主電源，每個(gè)照明裝置還與數(shù)據(jù)鏈路14串聯(lián)或并聯(lián)，連接至一個(gè)或多個(gè)控制臺(tái)15。照明系統(tǒng)10通常由操作者經(jīng)由控制臺(tái)15進(jìn)行控制。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)照明裝置12。燈21包含發(fā)光的光源22。光被反射器20反射和控制經(jīng)過(guò)光學(xué)設(shè)備26，并且接著經(jīng)過(guò)一孔或成像門(mén)24，光學(xué)設(shè)備26可以包括分色濾光片、效應(yīng)玻璃和本領(lǐng)域公知的其他光學(xué)設(shè)備。光學(xué)器件27是成像器件，并且可以包括遮光片、旋轉(zhuǎn)遮光片、隔膜和成幀快門(mén)。最終的輸出光束可以經(jīng)過(guò)輸出透鏡31傳輸。透鏡31可以是短焦距玻璃透鏡，或是與此處描述的相等效的菲涅耳透鏡。光學(xué)器件27或透鏡31可以沿光軸前后移動(dòng)，以提供對(duì)成像器件的調(diào)焦。需要一種用于自動(dòng)照明裝置的改進(jìn)的透鏡系統(tǒng)，其提供了容易且快速的調(diào)焦，但不會(huì)影響自動(dòng)照明裝置的自動(dòng)移動(dòng)。


為了對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)有更加透徹的理解，現(xiàn)在參照下文與附圖結(jié)合的描述，在圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，其中圖I示出了典型的自動(dòng)照明系統(tǒng)；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)照明裝置；圖3示出了帶有改進(jìn)的光學(xué)聚焦系統(tǒng)的自動(dòng)照明裝置；圖4示出了圖3所示的實(shí)施例的一些器件的分解圖；圖5示出了圖3的改進(jìn)的聚焦光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例中的菲涅耳透鏡的一個(gè)位置；圖6示出了圖5中的菲涅耳透鏡的第二位置；圖7示出了菲涅耳透鏡的立體圖；以及
圖8示出了兩個(gè)不同的菲涅耳透鏡。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在附圖中示出，相同的附圖標(biāo)記用于表示多幅圖中相同和相應(yīng)的部件。本發(fā)明總體涉及一種自動(dòng)照明裝置，具體涉及這種照明裝置中的輸出透鏡的結(jié)構(gòu)，使得透鏡提供清晰聚焦的圖像，并且透鏡是可移動(dòng)的以便調(diào)焦，然而透鏡是輕質(zhì)的，使其可以容易且快速地移動(dòng)，并且使得照明裝置的重心的任何改變最小化。圖3示出了本發(fā)明的實(shí)施例。自動(dòng)照明裝置12包含成像光學(xué)器件27，光學(xué)器件27可以包括但不限于，遮光片、旋轉(zhuǎn)遮光片、快門(mén)和隔膜。來(lái)自這些圖像的光束由輸出透鏡31聚焦。在示出的實(shí)施例中，輸出透鏡31包括改進(jìn)的菲涅耳透鏡。輸出透鏡31可以是圖7和圖8所示的菲涅耳透鏡(分別是31和46)，其中典型的現(xiàn)有技術(shù)的菲涅耳透鏡(圖8 中的42)通常包括150mm直徑的透鏡上的10至15個(gè)圓周小面(circumferential facet),圖3所示的實(shí)施例中的菲涅耳透鏡31具有該數(shù)量的至少兩倍或更多倍的圓周小面。圓周小面數(shù)量的大量增加起到了顯著提高透鏡的光學(xué)分辨率的作用，由此提供了更加清晰的輸出圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，菲涅耳透鏡具有大約100個(gè)圓周小面。進(jìn)一步的改進(jìn)由小面的形狀提供。典型的現(xiàn)有技術(shù)的菲涅耳透鏡由玻璃制造，并且在成型過(guò)程中受到表面張力的影響，使得每個(gè)小面44的尖端45變圓，具有大的半徑。該半徑引起所傳輸?shù)墓獾纳⑸洌⒂纱巳峄渡涞膱D像。在圖3所示的實(shí)施例中，菲涅耳透鏡由塑料或聚合物經(jīng)過(guò)成型工藝制造，這使得小面48的尖端49的曲率半徑明顯減小。較小的曲率半徑顯著減少了源于這些尖端的光散射，并由此提供了所投射圖像中增強(qiáng)的清晰度。將材料選擇為聚合物或塑料進(jìn)一步起到減輕透鏡31的重量的作用。透鏡31可以沿照明裝置的光軸前后移動(dòng)，從而提供了對(duì)所需光學(xué)器件27的投射圖像的調(diào)焦。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)33和35可以通過(guò)導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)件(lead screw drive) 34和36提供輸出透鏡31的移動(dòng)。馬達(dá)33和35可以是低功率步進(jìn)馬達(dá)。圖4示出了本發(fā)明的實(shí)施例的分解圖。馬達(dá)33和35通過(guò)導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)件34和36提供輸出透鏡31沿光軸的移動(dòng)。輸出透鏡31的移動(dòng)起到了提供所需光學(xué)器件27的投射圖像的調(diào)焦的作用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)33和35可以通過(guò)導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)件34和36提供輸出透鏡31的移動(dòng)。馬達(dá)33和35可以是相對(duì)低功率的步進(jìn)馬達(dá)。圖5和圖6示出了透鏡31沿照明裝置的光軸的移動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，透鏡31由與馬達(dá)33和35連接的導(dǎo)螺桿34和36定位。馬達(dá)33和35的旋轉(zhuǎn)引起導(dǎo)螺桿34和36的旋轉(zhuǎn)，并由此引起透鏡31的移動(dòng)。圖5示出了菲涅耳透鏡31處于第一位置，而圖6示出了菲涅耳透鏡31處于第二位置。盡管導(dǎo)螺桿34和36被示出為用于將馬達(dá)33和35的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥哥R31的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的裝置，然而并不是要對(duì)本發(fā)明進(jìn)行如此限定，并且可以使用帶傳動(dòng)、齒條-小齒輪傳動(dòng)、線(xiàn)性致動(dòng)器或本領(lǐng)域已知的對(duì)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的任何其他方法使透鏡31沿光軸移動(dòng)。透鏡31是輕薄聚合物的菲涅耳透鏡，使得馬達(dá)33和35可以是相對(duì)較小的低功率馬達(dá)，其類(lèi)型選自但不限于步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、線(xiàn)性致動(dòng)器或低功率直流馬達(dá)。盡管已經(jīng)參照有限數(shù)量的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而從本發(fā)明中獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，可以構(gòu)想出并不違背本發(fā)明在此處所公開(kāi)的 范圍的其他實(shí)施例。本發(fā)明已經(jīng)詳細(xì)地進(jìn)行了描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不違背本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，可以對(duì)其作出多種改變、替換和變更。
權(quán)利要求
1.一種成像自動(dòng)照明裝置，其采用具有大量銳利的尖端小面的輕薄聚合物的菲涅耳透鏡，其中 所述菲涅耳透鏡能夠沿光軸活節(jié)連接，由此能夠?qū)D像進(jìn)行調(diào)焦，同時(shí)并不由于所述照明裝置的調(diào)焦影響照明裝置的平衡/移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種改進(jìn)的自動(dòng)照明裝置，以及采用改進(jìn)的活節(jié)連接的輸出透鏡聚焦系統(tǒng)的照明系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F21W131/406GK102812287SQ201080050699
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2010年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月12日
發(fā)明者帕維爾·尤里克 申請(qǐng)人:羅布照明有限公司