CN101430078A - 绝对装置位置 - Google Patents

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Abstract

光源装置，该光源装置包括至少一个固定元件，可控移动元件旋转固定于固定元件上，其中一个移动元件包括至少一个光源，光源产生光束，光源装置包括至少一个内部处理器。本发明的目标是自动获得关于光源装置中的移动元件的位置的信息。另一个目标是获得正确的位置指征，而不在启动的时候将元件移动至它们的止端处，以便为步进电机找到设定值。这可以在光源装置中获得，如果光源装置还包括至少一个绝对编码装置，该编码装置表示第一输入轴相对于编码装置的角运动，绝对编码装置包括一变速箱，变速箱包括第二内轴，其中第一输入轴驱动第一同步齿轮，与第二同步齿轮互相啮合，第二同步齿轮以与第一输入轴的角速度不同的角速度转动第二轴。

Description

绝对装置位置
技术领域
本发明涉及一光源装置(lighting fixture)，该光源装置包括至少一个固定元件，可控移动元件旋转固定于该固定元件上，其中一个移动元件包括至少一个光源，该光源产生光束，该光源装置包括至少一个内部处理器。
背景技术
众所皆知的是，通过操作光源装置可将这些光源装置置于不同的位置。当光源装置被置于一装置中时，底部的位置是固定的。光源装置通常被用于表演，因而在短时间内进行操作，并且然后该光源装置被返回存储至下次表演的出发地点。通过这种操作，不存在光源装置如何放置的规则。从而，典型的光源装置被设计成使它们的致冷需求独立于光源装置的位置。这会导致这样的情形，其中使用了比需要的更多的致冷能量以便操作吹风装置。
从现有技术的水平出发，公知的位置探测器是电子集成电路，其基于重力可以告知相对于三个正交轴的实际位置。已知的这些集成电路是用于不同的目的，例如改变LCD显示器的方向而不考虑例如移动电话是如何定位的。
发明内容
本发明的目标是自动获得关于光源装置中的移动元件的位置的信息。本发明的另一个目标是获得正确的位置指征，而不在启动的时候将元件移动至它们的止端处以便为步进电机找到设定值。
本发明的光源装置可实现上述目标，如果该光源装置还包括至少一个绝对编码装置，该编码装置表示第一输入轴相对于该编码装置的角运动，该绝对编码装置包括一变速箱，该变速箱包括第二内轴，该第一输入轴驱动第一同步齿轮(toothed timing wheel)，该第一同步齿轮与第二同步齿轮互相啮合，该第二同步齿轮以与第一输入轴的角速度不同的角速度转动第二轴。
通过使用磁探测，可以以高度可靠的方式进行两个轴的位置或角速度探测，而不会有任何被烟或尘土干扰的风险。通过使用变速箱以及使用两个轴的磁位置和角速度指征，从磁探测器获得的信号是数字值，该值通过数据总线可被即时传输入处理器中。在该处理器中，该数字值可被计算，只要它是被探测到的振荡信号，并且利用该振荡信号，具有不同频率的两个信号之间的相位差将表示出实际位置。如果这两个频率彼此很接近，应当在再次出现相同的相位差之前进行轴的多次旋转。在本发明中，相位差的重复会在光源装置中的平面(pan)或倾斜度到达其止端很久以后发生。从而产生了一种方法，即在各种操作中都能给计算机系统一个正确的位置指征。如果将实际位置表示并储存到系统中，就不需要在启动的时候执行手动移动至端部位置中的一个。由于已知实际位置，就可以立即启动光源装置。
优选该第一和第二轴在其轴端具有磁体，该磁体产生最大程度的垂直于轴的纵向的磁场，该磁体中的每个都正对传感器PCB，该传感器PCB将信号从传感器传输至内部处理器。该传感器PCB可包括中继可编程磁旋转编码器。例如，有Austrian Micro制造的AS5040是一系统单芯片，其在一个设备中结合有集成霍尔元件、模拟前部以及数据信号处理。它提供增加的输出信号以及置于该设备上方或下方的磁体的绝对角位置。使用那种集成电路，可以获得高度可靠的位置指征。
通过与平面和倾斜电机(pan and tilt motors)相连的编码模块可为至少平面和倾斜度提供绝对编码。在光源装置中，使用编码模块表示平面和倾斜度是高度有效的，因为这些是在光源装置中最具决定作用的移动系统，且是仅有的能从外部直接观察到的光源装置的移动。该编码模块还可以在光源装置的内部使用，以便指示，例如，缩放透镜系统的位置。另一个可能的使用是测量遮光布(gobo)固定器的实际位置，以及用于指示旋转的遮光布的实际位置。同样，指示例如，变色模块中的色标的位置也是很重要的。
优选该绝对编码模块接触该齿侧的同步皮带(timing belt)。为了在光源装置中指示平面或倾斜度，放置编码模块的最有效的方式之一是使模块处的轮与同步皮带齿侧接触。这样，至少获得皮带的完全指征。由于该皮带是齿状的，其毫无疑问地产生对平面或倾斜移动的实际位置的非常精确的指征。
在优选的实施例中，具有用于重置平面/倾斜移动的急停(hard stop)和开关。即使是最有效的位置系统也至少在第一次，在开始操作之前需要允许重置。在重置的情况下，最有效的是，如果该光源装置在其中一种移动到达外部位置时发生重置。
通过在该未审的专利申请中所描述的产品，可以限制平面和倾斜的极限位置，从而允许悬挂较近的产品或与垂直表面相对的产品。
皮带轮的齿的最小数目是14，而其它的可以是例如14+1或2。
附图说明
图1示出了产生灯光表演的系统，和
图2示出了编码模块的侧视图，和
图3示出了图2所示的同一模块，但是移除了传感器，和
图4示出了光源装置中的电数据通信的示意图。
具体实施方式
图1示出了用于产生灯光表演的系统2，其由光源装置4、6、8和10组成。这些光源装置4至10都由紧固装置14固定于杆12上。紧固装置14是固定夹。光源装置4至10都包括固定装置16，其被旋转连接至轭18上，该轭18被旋转连接至头部20上。
如4至10中所示的复杂的光源装置包括位于底部16和轭18中的吹风装置以及位于头部20中的多个风扇。致冷需求可取决于头部20的实际方位。但是在底部16和轭18中，位置对制冷需求具有影响。
图2示出了一完全编码模块100，其包括输入轴102和第二轴104。这些轴102、104通过支承于外壳106中轴承而被支撑。端板108通过与外壳106相连的螺栓110支撑。输入杆102与第一齿轮112相连，而第二杆104与齿轮114相连。所示出的在端板108上设置的是磁探测设备116和118。这些磁探测设备116、118和与杆102和104的末端相连的磁体120和122协同配合。
在操作中，输入杆102的旋转由磁探测器116指示。但是同时在输入杆102开始旋转时齿轮112与齿轮114相合，从而杆104也旋转。由于在齿轮112和114的齿的数目上存在区别，杆104以比杆102快或慢的速度旋转。杆102、104的速度的差异会导致由磁探测器116和118表示的信号之间的充分的差异。因此，电子微处理器可获得高精度的杆102的角位置。即使杆102在一个或另一个方向作出多个旋转，该位置也是高精度的，上述方向足够精确的表示出光源装置在平面或倾角上的位置。
图3示出了与图2相同的实施例，但是，从后方观察的，且移除了端板和磁探测器。图3显示输入杆102被置于外壳106中。螺栓110也被示出了。齿轮112和114彼此交突。磁体120和122同样也被示出。
在一可选的实施例中，通过使用两个轴可能获得大概相同的效果，所述两个轴由同一皮带相互连接，但是其中旋转轴的轮子具有不同的直径。代替让齿轮相互作用的是，可能使轮子由，例如皮带连接。在另一个实施例中，其中空间可能不是足够的，有可能在某处存在现有的从驱动马达连接至旋转元件的皮带，其中存在足够的空间与皮带接触，以利用相对于磁探测器转动磁体的轮子。沿着同一皮带放置这些探测元件中的两个，并使已被该皮带驱动的轮子具有不同的直径，可能获得那种效果，即磁探测器会输出具有不同频率的信号。应当理解，每个探测器可输出一正弦信号。当两个具有不同频率的正弦信号被长时间比较时，在获得这两个正弦曲线的相同位置之前会发生差异。从而轮子的转动可以以多个旋转实现，并且仍然指示整体位置。
图4显示了光源装置200中的电数据通信的示意图。头部202与轭204联系，该轭204还与底部206联系。底部206包括方位传感器208，该方位传感器与控制板210联系。此外，底部206包括电源元件212。第一数据总线214连接于方位传感器208和控制板210之间。另一个数据总线216连接于控制板210和电源元件212之间。
另一个数据总线218与轭204相连。此处数据总线218被分成两个独立的数据总线220和222。数据总线222被连接至第一绝对编码器224，其中数据总线226还与第二绝对编码器228相连。数据总线220被连接至电机驱动器模块230。
数据总线218还被连接至数据总线232，该数据总线232将头部202连接至轭204上。当到达头部时，数据总线232被分成一数据总线234、第二数据总线236和第三数据总线238。数据总线234被连接至风扇控制器240。数据总线236被连接至电机驱动模块244，该驱动模块包括用于在光源装置中缩放或聚焦的驱动器。此外，数据总线238被连接至投影模块242，该投影模块包括例如遮光黑布的光学元件。此外，在头部202中示出了灯模块246。
在操作中，控制板210将与方位传感器208以及第一和第二绝对编码器224和228相连。所有的这些信息通过数据总线218、232、234传输至风扇控制器240。该风扇控制器还接收从图中未示出的置于头部中的温度传感器发出的输入信号。基于这些输入信号，风扇控制器240能预测致冷需求，并根据实际致冷需求和预测的制冷需求调整置于头部中以及在轭和底部中的吹风装置。

Claims (6)

1.一光源装置，包括至少一个固定元件，可控移动元件被旋转固定于该固定元件上，其中一个移动元件包括至少一个光源，该光源产生光束，其中该光源装置包括至少一个内部处理器，其特征在于：该光源装置包括至少一个绝对编码装置(10，100)，该编码装置(10，100)表示第一输入轴(102)相对于该编码装置(10，100)的角运动，该绝对编码装置(10，100)包括变速箱(106)，该变速箱(106)包括内部的第二轴(104)，其中第一输入轴(102)驱动第一同步齿轮(112)，该第一同步齿轮(112)与第二同步齿轮(114)彼此啮合，该第二同步齿轮(114)以与第一输入轴(102)的角速度不同的角速度转动第二轴。
2.根据权利要求1的光源装置，其特征在于：所述第一轴(102)和第二轴(104)在轴的末端包括磁体(120，122)，所述磁体(120，122)产生大致垂直于轴(102，104)的纵向的磁场，所述磁体(120，122)中的每一个都正对传感器PCB(116，118)，所述传感器PCB(116，118)将信号从传感器传输至内部处理器。
3.根据权利要求2的光源装置，其特征在于：电子电路分析由磁传感器PCB(116，118)产生的信号，其中，为每个磁传感器PCB(116，118)测量实际相位，该电子电路基于在两个磁传感器PCB之间测得的相位差估算实际位置。
4.根据权利要求3的光源装置，其特征在于：提供绝对编码以用于通过与平面或倾斜电机(4)相连的编码模块(10)来提供至少平面和倾斜度。
5.根据权利要求4的光源装置，其特征在于：所述绝对编码模块(10)在齿侧与同步皮带(14)相接触。
6.根据权利要求5的光源装置，其特征在于：对于平面/倾斜移动都具有用于重置的急停和开关。
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CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Rasmussen Torben K.

Inventor after: Thomas Vense

Inventor before: Rasmussen Nils J.

Inventor before: Rasmussen Torben K.

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: RASMUSSEN NIELS JOERGEN RASMUSSEN TORBEN KAAS TO: RASMUSSEN TORBEN KAAS VINTER THOMAS

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090513