用于自动照明设备的变焦光学系统技术方案

本发明专利技术描述的是采用改进的输出透镜系统(30)和载体(32)的自动照明设备(12)和照明系统(10)。输出透镜(30)可以沿着光学轴伸出到照明设备底架的前部界限以外，以提供光学系统改善的窄角性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述的是采用改进的输出透镜系统(30)和载体(32)的自动照明设备(12)和照明系统(10)。输出透镜(30)可以沿着光学轴伸出到照明设备底架的前部界限以外，以提供光学系统改善的窄角性能。【专利说明】用于自动照明设备的变焦光学系统相关申请本申请是专利技术申请，要求以申请日为2012年3月18日、序列号为N0.61/612，371并采用相同标题的美国临时申请为优先权。
本专利技术大体涉及自动照明设备，尤其涉及一种用在自动照明设备里的光学系统。
技术介绍
在娱乐照明和建筑照明市场，带有自动和远程控制功能的自动照明设备是众所周知的。此类产品常用于剧院、电视演播室、音乐会、主题公园、夜总会及其他场所。典型的产品通常会提供照明设备的平移和倾斜功能允许操作员控制照明设备的方向指向，因此光束的位置在舞台上或演播室。典型地该位置控制是通过控制照明设备时，通常被称为平移和倾斜的两个正交旋转轴来实现的。许多产品对其他参数，如强度、色彩、，焦距、光束大小、光束形状和光束图案提供控制。光束图案通常通过模版或称之为透镜挡光板的幻灯片来提供，其可能是钢、招或蚀刻玻璃的图案。由Robe Show Lighting生产的产品，如ColorSpot700E,是典型的技术。 设计这样的能使发射光束的输出角度在一定范围值内从非常窄光束到宽光束调整的自动照明设备的光学系统是众所周知的。这个光束角尺寸，或变焦，范围允许照明设计者完全控制投影影像的尺寸，图案或光线区。在照明设备中对变焦角度范围的一个限制可能是照明设备的长度。对于非常窄的变焦角，典型地需要最终的输出透镜和被投影物的像平面之间具有很大的间距。反过来宽角度是当输出透镜接近被投射物时得到的。然而，安装、存储和运输为了获得窄角度而能足够长以容纳所需的宽透镜间距的照明设备主体是不切实际的。使用这样具有大重量玻璃透镜的大间距作为布置，使得照明设备巨大而笨重并且自动平移和倾斜移动困难，这些也是有问题的。通常这些问题的解决办法是限制最小可实现光束角，并使用更小更轻的透镜。如果作为一个传统的玻璃平凸透镜构成的短焦距透镜需要非常厚重，这也会导致照明设备的重心问题，特别是如果该透镜是通过马达提供沿着光学轴移动的自动聚焦功能。由于沉重的透镜移动，照明设备的重心是不断变化的，导致自动平移和倾斜系统出现问题，所述系统针对平衡机械负载进行优化。现有技术的制造商试图通过以下两种方式之一补救这个问题。第一种方式，保持沉重的前透镜静止，而前后移动镜头挡光板、虹膜和快门组件。尽管这些组件也沉重，但他们更接近照明设备的重心，因此移动他们对综合平衡的影响更小。另一种方式是厚重的平凸透镜被菲涅尔透镜替换，其中通过使用带有多重圆周面的更轻的模压玻璃镜片来获得相同的焦距。菲涅尔透镜是现有技术中公知的能为一个等效的平凸透镜的焦距提供一个好的匹配，然而通过这种透镜投射的影像通常是柔化边缘且模糊的，而且不是所期望的清晰的图像。这种柔软性可能是在模制玻璃菲涅尔透镜的表面导致的，有相对较少的面，每个面具有一个在模制过程中替代大曲率半径而被成型工艺和熔融玻璃的表面张力所约束的并非锐利的边缘。这个在每个圆周面前端的半径趋于扩散光束并产生一个柔化的影像。 图1示出了多参数自动照明设备系统10。这些系统通常包括多个多参数自动照明设备12，每个自动照明设备包含板上的光源、光调制器、连接到机械驱动装置和控制电路上的电动马达(未示出)。除了被直接或通过配电系统(未示出)连接到主电源上，每个照明设备与数据链路14串联或并联地连接至一个或多个控制台15。 图2示出了现有技术中的自动照明设备11。灯21包括一个能发射光的光源22。光被反射器20反射和控制通过光学装置26，所述光学装置可以包括二色的彩色滤光片、效果玻璃(effects glass)和其他现有技术中公知的光学装置,再通过一个光圈或成像门24。光学组件25是成像组件,可以包括镜头挡光板、旋转挡光板、虹膜和快门。光束在被输出透镜31传送之前可以进一步穿过透镜26和28。透镜26和28可以沿着光学轴19移动以改变所发射的光束的光束角和焦点。透镜26和28通常被称为聚焦和变焦透镜，然而这些常用的名称是不恰当的，因为两个透镜都会影响功能。透镜31可以是玻璃透镜或等同于在此描述过的菲涅尔透镜，透镜31被照明设备本体16的外径尺寸约束，不能移动至离开成像元件更远。 有必要改进自动照明设备的变焦透镜系统，以提供用户获得大范围的变焦角度的能力，同时还为安装，存储和运输提供了紧凑的单元。 【专利附图】【附图说明】 为了更完整地理解本专利技术及其优点，现结合附图参考如下描述，其中相同的标号表示相同的特征。 图1示出了典型的自动照明系统； 图2示出了现有技术中的自动照明设备； 图3示出了一种自动照明设备改善的变焦系统的实施例； 图4示出了一种输出透镜伸出的自动照明设备改善的变焦系统的实施例； 图5示出一种带有LED光源且输出透镜伸出的自动照明设备改善的变焦系统的实施例； 图6示出了本专利技术一个实施例的等距视图； 图7示出了本专利技术一个实施例在宽角配置中输出透镜缩回的所选组件的视图； 图8示出了本专利技术一个实施例在窄角配置中输出透镜伸出的所选组件的视图； 图9示出了本专利技术一个实施例在宽角配置中输出透镜缩回的剖开立体图； 图10示出了本专利技术一个实施例在窄角配置中输出透镜伸出的剖开立体图。 【具体实施方式】 本专利技术的较佳实施例示于附图中，不同的附图中相同的或相应的部件使用相同的标号。 本专利技术大体涉及自动照明设备，尤其涉及一种这样的照明设备中光学系统的配置，以提供一种获得宽变焦角度范围的能力，同时还提供了一种紧凑的单元用于安装、储存和运输。 图3示出了改善的自动照明设备中的变焦系统的实施例。自动照明设备12可以包括灯21和反射器20，灯和反射器可以彼此相对移动以控制光束热点，彩色调制部件23可以包括，但不仅限于，混色标志或轮，色轮或其他二向分色色彩调制部件，尺寸固定或可调节的光圈24，成像光学组件25，所述成像光学组件包括但不限于挡光板、旋转挡光板、取景快门、光束整形器、可变霜过滤器、棱镜和/或虹膜。从这些图像中出来的光束被第一透镜26，第二透镜28和菲涅尔输出透镜30聚焦。第一透镜26和第二透镜28每一个均包括一个或多个光学元件，它们当中的全部或一些可沿着照明设备12的光学轴19前后移动，以将光引导到朝向输出透镜30。第一透镜26和第二透镜28可进一步均勻化并约束光束,确保光束能完全填满输出透镜30。 第一透镜26和第二透镜28可进一步均匀化并约束光束。另外，在优选的实施方式中，设计前置输出透镜26和28为某种关于聚焦透镜26，28和30的操作范围的点模式操作，以最大化地填充输出透镜30的面积。在优选的实施方式中，透镜26，28和30的移动能自动协调以获得输出透镜的最大填充面积。 在一些实施例中，扩散过滤器27也可以选择性地被插入到光学路径中，以改善均匀化并进一步提高最大输出角。输出透镜30可以是传统的菲涅尔透镜、具有小圆周面的数量比标准菲涅尔透镜数量增加的改进型菲涅尔透镜，或者是标准的球面或非球面透镜。第一透镜26，第二透镜28和输出透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有输出透镜的自动照明设备，所述输出透镜在操作时能够关节连接地伸出到照明设备的前部界限以外，在不操作时回缩进照明设备的所述界限以内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·尤里克，J·瓦尔哈日，
申请(专利权)人：罗布照明有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US