CN100520304C - 包括用于调节光束方向的装置的聚光灯单元 - Google Patents

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Abstract

一种聚光灯单元(1)，这种聚光灯单元(1)包括用于产生光束(10)的光源(7)和用于调节光束(10)方向的电动机装置。检测器(11)检测指向聚光灯单元(1)的激光指示器(12)的激光束(13、17)。检测器(11)包括检测激光指示器(12)的位置的装置，而电动机控制装置控制电动机装置，以将光束(10)指向激光指示器(12)。

Description

包括用于调节光束方向的装置的聚光灯单元
技术领域
本发明涉及聚光灯单元，这种聚光灯单元包括用于产生光束的光源、用于调节光束方向的电动机装置以及用于检测指向聚光灯单元的激光指示器的激光束的检测器。
背景技术
GB2315852公开了这样的一种聚光灯单元，该专利描述了一种包括多个聚光灯单元的系统，其中，每个聚光灯单元设有电动机装置，这种电动机装置用于调节聚光灯单元的光源即聚光灯的光束方向。电动机装置通过指向相关的聚光灯单元的方向明确的激光指示器启动。激光指示器还可包括将比无线信号或红外信号非方向性发送到微处理器以将聚光灯的光束引导到所希望的方向的数据发送器。
激励器包括激光指示器，激光指示器指明进行调节的聚光灯，这种激励器使并不熟练的人员指出要调节哪个聚光灯，尤其是在有许多聚光灯单元时。不过，聚光灯单元的调节本身，即由电动机装置对聚光灯的运动进行控制以将聚光灯的光束指向某个目标，仍然是非常复杂的操作，尤其是对于并没有技术背景的人员来讲更是如此。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚光灯单元，这种聚光灯单元包括用于产生光束的光源(聚光灯)和用于调节光束方向的电动机装置，其中，对光束方向进行调节以将其指向预定的目标是一种简单的操作，这种操作可由没有经验的人员容易地进行。
为了实现这个目的，检测器包括用于检测激光指示器的位置的装置，而电动机控制装置用于控制电动机装置，以将光束指向激光指示器。在激光指示器对激光束入射在聚光灯单元上的方向进行检测，这样，激光指示器的位置由其方向确定。这种信息足以使控制装置将聚光灯的光束指向其位置。系统操作人员将激光指示器保持在希望照射的位置、将激光指示器从这个位置指向希望调节的聚光灯单元，然后，该聚光灯单元的光束移动到该位置。
检测器可以是CCD摄像机或类似的装置，但在优选实施例中，检测器是较简单的装置，这种装置包括透镜和多个光电二极管，其中，激光束经过透镜并由这些光电二极管中的一个或多个接收。激光束在透镜上的入射角由该光电二极管或激光束所照射的相互邻接的光电二极管确定。
优选检测器包括布置成象限光电二极管的四个光电二极管，即四个光电二极管中的每一个位于透镜后面的区域的象限中。若所有的四个光电二极管由激光束以相同的程度照射，那么激光束会入射在象限光电二极管的中心上并因此而垂直于透镜的平面入射在透镜上。若照射一个或两个光电二极管，那么激光束或从另一个方向到达，可根据所照射的一个或多个光电二极管来确定这个方向。
在优选实施例中，将检测器与该光源(即聚光灯单元的聚光灯)连接，以使二者一起由该电动机装置移动。然后，可移动检测器，直到激光束以预定的入射角入射在检测器上，优选预定的入射角垂直于该透镜，这样就将聚光灯的光束指向激光指示器，该激光指示器是预定的进行照射的目标。优选激光束在小的程度上发散，以使调节期间易于将激光指示器保持指向检测器。
在优选实施例中，该检测器包括开关，这种开关用于在只要该激光束指向该检测器时自动将该电动机装置打开。因此，无需用于将电动机装置打开和关闭的另外的信号，这样，这种简单的激光指示器也就变成了用于启动电动机装置的遥控装置。
用于检测激光指示器的检测器具有某种范围，即可检测其中的激光指示器的位置的区域。特别地，简单的检测器可具有相对较小的范围。若激光指示器位于检测器的范围之外，聚光灯单元的优选实施例包括控制装置，当激光指示器位于检测器的范围之外时，这种控制装置可在检测器受到激光束的照射时改变检测器的位置，以搜索该位置。若检测器附到聚光灯，那么电动机装置可移动聚光灯，直到激光指示器在检测器的范围之内。
对聚光灯光束方向的调节并不仅是调节聚光灯单元的一种可能。通常还可以调节聚光灯的其它特征，如光的强度和、或颜色和、或光束的发散，即照射表面的直径。在优选实施例中，激光指示器是遥控装置的一部分，该遥控装置还控制聚光灯的其它的这些特征。遥控装置可将无线信号或红外信号发送到聚光灯单元。不过，优选检测器包括用于识别激光束的某种调制的装置，以使激光束本身可包括用于控制其它的这些特征的信号。激光指示器的这种遥控功能的优点在于：由遥控单元(即激光指示器)所发送的信号不能够由除了进行调节的聚光灯单元的检测器之外的信号接收装置所接收。
本发明还涉及指引聚光灯单元的光束的方法，其中，电动机装置调节激光束的方向，且激光指示器的激光束指向聚光灯单元，这种激光束由检测激光指示器的位置的检测器进行检测，而电动机控制装置控制该电动机装置，以将光束指向激光指示器，这种激光指示器是照射目标。
附图说明
从下面所描述的实施例就会明白本发明的这些和其它方面，且通过参考下面所描述的实施例对本发明的这些和其它方面进行说明。
在这些附图中：
图1示出了包括聚光灯单元和激光指示器的系统；
图2至图5示意性地示出了检测器的操作。
具体实施方式
图1示出了聚光灯单元1，聚光灯单元1附到壁，或者，在图1中，附到顶板2。聚光灯单元1包括基础部分3和旋转部分4，基础部分3连接到顶板2，旋转部分4可相对于基础部分3绕着立轴5旋转，如箭头6所表示的那样。聚光灯7安装在旋转部分4中并可相对于旋转部分4绕着水平轴8转动，如箭头9所表示的那样。虚线10表示由聚光灯7产生的光束。
聚光灯单元1还包括电动机装置，电动机装置用于将聚光灯7绕着轴8旋转，并用于将聚光灯单元1的旋转部分4绕着轴5移动。这些电动机装置并未在图1中示出，并且可以以任何希望的方向移动聚光灯7的光束10，控制装置也未在图1中示出，并且控制这些电动机装置。这样就可通过这些控制装置对聚光灯7的光束10的方向进行调节。
如图1所示，检测器11附到聚光灯7，这样，检测器11就随着聚光灯7移动。检测器11对激光指示器12的激光束敏感，激光指示器12由希望调节聚光灯单元1的人员握住。激光指示器12的激光束用虚线13表示。检测器11包括开关，这种开关用于在只要该激光束13照射向该检测器11时自动将该控制装置和电动机装置打开。此外，检测器11检测激光指示器12的位置并确定激光束13在位于检测器11的前侧的透镜上的入射角，如在下面通过参考图2至图5所进行的描述那样。
控制装置根据激光束13在检测器11上的入射角启动电动机装置，这样，聚光灯7连同检测器11一起绕着水平轴8旋转，且旋转部分4连同聚光灯7和检测器11一起绕着立轴5旋转。这样就以聚光灯7的光束10移动到激光指示器12(目标)的方式对电动机装置进行控制。当激光束13在位于检测器11的前侧的透镜上的入射角为90°即垂直时，光束10指向激光指示器12，且对光束10的调节停止。
图2至图5示意性地示出了检测器的操作。以侧视图示出的会聚透镜15位于检测器的前侧。距离F(见图2)是透镜15的焦距，在此距离F有四个光电二极管的组件，将这种四个光电二极管的组件称为象限光电二极管16。在图2至图5中的每一个图中的右侧，用前视图示出这四个相互邻接的光电二极管A、B、C和D。
如图2至图5所示，来自激光指示器的光束7在穿过透镜15时会聚。会聚激光束18在取决于激光束17在透镜15上的入射角的位置处入射在象限光电二极管(quadrant photodiode)16上。在图2和图3中，激光束17在不同的位置以相同的方向(入射角)入射在透镜15上，因此，在这两种情形中，象限光电二极管16在相同的位置受到照射，如象限光电二极管16的前视图中的暗点19所示。
在图2和图3中，激光束18入射在光电二极管A和光电二极管B上，以此数据为基础，控制装置可确定聚光灯7和检测器的移动方向(见图1)，以获取示于图4和图5中的情形，在这种情形中，激光束17垂直入射在透镜15上。因此，会聚激光束18在由暗点20所示的中心入射在象限光电二极管上，这样，所有的四个光电二极管A、B、C和D在相同的程度上受到撞击。而且，如图4和图5，激光束17入射在透镜15上的位置并不确定会聚激光束18入射在象限光电二极管16上的位置(暗点19和20)。仅有激光束17的方向确定这个位置。
前面所描述的实施例仅作为根据本发明的可调聚光灯单元的示例；也可以选择其它多种实施例。

Claims (8)

1.一种聚光灯单元，所述聚光灯单元包括用于产生光束的光源、用于调节光束方向的电动机装置和用于检测指向所述聚光灯单元的激光指示器的激光束的检测器，其特征在于：所述检测器包括用于检测所述激光指示器的位置的装置，而电动机控制装置用于控制所述电动机装置，以将所述光束指向所述激光指示器。
2.如权利要求1所述的聚光灯单元，其特征在于：所述检测器包括透镜和多个光电二极管，其中，所述激光束可经过所述透镜并由所述这些光电二极管中的一个或多个接收。
3.如权利要求2所述的聚光灯单元，其特征在于：所述检测器包括布置成象限光电二极管的四个光电二极管。
4.如前面的权利要求1-3中的任何一项所述的聚光灯单元，其特征在于：将所述检测器与所述光源连接，以使二者一起由所述电动机装置移动。
5.如前面的权利要求1-3中的任何一项所述的聚光灯单元，其特征在于：所述检测器包括开关，所述开关用于在只要所述激光束指向所述检测器时自动将所述电动机控制装置打开。
6.如前面的权利要求中1-3的任何一项所述的聚光灯单元，其特征在于：当所述激光指示器位于所述检测器的范围之外时，所述控制装置可在所述检测器受到所述激光束的照射时改变所述检测器的位置。
7.如前面的权利要求1-3中的任何一项所述的聚光灯单元，其特征在于：所述检测器包括用于识别所述激光束的某种调制的装置。
8.一种指引聚光灯单元的光束的方法，其中，电动机装置调节激光束的方向，且激光指示器的激光束指向所述聚光灯单元，所述激光束由检测器进行检测，其特征在于：所述检测器检测所述激光指示器的位置，而电动机控制装置控制所述电动机装置，以将所述光束指向所述激光指示器。
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