CN103502865B - 用于自动照明装置的双图形轮盘 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种具有大尺寸的双图形轮盘的自动照明装置，双图形轮盘能够作为一单元被插入并定位到照明装置的光路中或者从照明装置的光路移除，并且每个光学轮盘能够独立于其他轮盘而被旋转。

Description

用于自动照明装置的双图形轮盘

技术领域

本发明涉及用于自动照明装置中的图案或遮光片的选择和运动的设备。

背景技术

具有自动和远程控制功能的照明装置是娱乐活动和建筑照明市场中公知的。此类产品经常用于剧院、电视演播室、音乐会、主题公园、夜总会及其他会场。典型的产品通常通过照明装置的摇摄和俯仰功能来提供控制，允许操作者控制照明装置的瞄准方向，并由此控制光束在舞台上或演播室中的位置。通常，这种位置控制是通过控制照明装置在两个正交的旋转轴线上的位置（经常称为摇摄和俯仰）来实现的。很多产品通过其他参数（例如强度、颜色、聚焦、光束尺寸、光束形状和光束模式）来提供控制。光束模式经常由称为遮光片的模板或滑板提供，其可以是钢、铝或刻蚀玻璃样式。由罗布照明生产的产品（例如ColorSpot700E）是本领域的典型产品。

这样的遮光片通常具有照明装置的光学孔的尺寸，并且系统可以提供为在不同的遮光片（通常安装在轮盘上）之间选择，或者一旦选择则旋转遮光片。这样的照明装置的光学系统可以进一步包括大于光学孔的遮光片、图样或其他光学效果，并且可以允许越过或经过光束的移动，以产生例如下雨或火的效果。这样的设备通常称为火焰轮盘（animationwheel），并且除了遮光片，还可以包括这样的设备，以进一步改变光束。

图1示出了多参数自动照明系统10。这些系统通常包括多个多参数自动照明装置12，每个多参数自动照明装置12上通常包含光源（未示出）、光调制设备、连接至机械驱动系统和控制电路的电动机（未示出）。除了直接或经由配电系统（未示出）连接至主电源，每个照明装置还与数据链路14串联或并联，连接至一个或多个控制台15。照明系统10通常由操作者经由控制台15进行控制。

图2示出了自动照明装置12。灯21包含发光的光源22。光被反射器20反射和控制经过一孔或成像门24，并且经过火焰轮盘25。所形成的光束可以进一步被光学设备26约束、成形、变色和过滤，光学设备26可以包括二向色滤光片、遮光片、旋转遮光片、取景快门、效应玻璃和本领域公知的其他光学设备。最终的输出光束可以传输经过输出透镜28和29，输出透镜28和29可以形成变焦透镜系统。

图3示出了现有技术的包含五个遮光片3及一开孔的遮光片轮盘1。轮盘1可以旋转5，使任意遮光片3可以越过照明装置的光学孔4定位。

图4示出了另一现有技术的遮光片轮盘6。在该形式中，遮光片8包含在承载体2中，承载体2可以通过传动装置8旋转。所述轮盘可以旋转，使包含遮光片8的任意遮光片承载体2越过照明装置的光学孔7定位，并且所选择的遮光片承载体2可以接着围绕照明装置的光轴旋转，产生输出光束中的动态效果。

在这两个示例中，为使遮光片从第一遮光片改变至第二、非相邻的遮光片，需要使轮盘旋转经过第一遮光片和第二遮光片之间所有的遮光片。如果遮光片系统可以从第一遮光片改变至任意第二遮光片而无需经过中间的遮光片，则将是有利的。

此外，如果大于光学孔的遮光片可以在任何位置或方向插入光学孔或者从光学孔移除，则将是有利的。如果两个串联安装的遮光片可以插入光学孔或者从光学孔移除，从而可以产生覆盖和波纹效应，则将是更为有利的。

附图说明

为了对本发明及其优点有更彻底的理解，现在参照下文与附图结合的描述，在图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1示出了典型的自动照明系统；

图2示出了典型的自动照明装置；

图3示出了现有技术的遮光片轮盘；

图4示出了现有技术的旋转遮光片轮盘；

图5示出了图5的双轮盘实施例的定位以及自动照明装置中的其他光学调制器的实施例；

图6a至6d示出了双轮盘的多个操作位置；

图7示出了图5的实施例，其中双轮盘处于另一位置；

图8示出了图5所示实施例的器件定位的可能视图；

图9示出了图7所示实施例的器件定位的可能视图；

图10示出了双图形轮盘的驱动系统的实施例；

图11示出了图10所示驱动系统的实施例的轻微偏置图；

图12示出了图10所示实施例的器件的子集的实施例；

图13示出了图形轮盘的可选择实施例；

图14示出了图形轮盘的另一可选择实施例；

图15示出了图14所示图形轮盘的实施例的偏置后视图。

具体实施方式

本发明的优选实施例在附图中示出，相同的附图标记用于表示多幅图中相同和相应的部件。

本发明总体涉及自动照明装置，具体涉及这样的照明装置中的图形轮盘的配置，使得可以使用大于光学孔的遮光片，使得可以重叠串联安装的遮光片，并且使得可以在任何两个遮光片（相邻的或不相邻的）之间作出选择，而无需经过中间的滤光片。

图5示出了本发明的实施例。灯102安装在反射器104中，并且指引光束经过现有技术的旋转遮光片轮盘106和110。旋转遮光片轮盘106可以旋转，使任意遮光片108越过光学孔而定位，并且旋转遮光片轮盘110可以旋转，使任意遮光片112越过光学孔130而定位。所形成的光束被指引经过输出透镜114和116，可以调节输出透镜114和116从而移动系统的焦点，使得任何光学器件在输出光束中对焦。双图形轮盘141包括承载板140，承载板140承载图形轮盘142和143（143没有标示在该图中）。图形轮盘承载板140可以围绕轴线146旋转，使得大遮光片142越过照明装置的光学孔而定位。在图5所示的位置中，遮光片142在光路以外，并没有越过光学孔130。

图6a至6d示出了本发明实施例的示意图。图形轮盘承载板140包含遮光片142。遮光片142可以是单一图样或者含有多个图样，并且在承载板140上可更换。承载板140可以围绕枢转轴线146旋转，使遮光片142移动越过照明装置的光学孔130。遮光片142可以本质上大于光学孔130。在示出的实施例中，图形轮盘142的直径是孔130的直径的三倍以上。其他的相对尺寸也是可以的，但是对于所需的效果和功能，相对尺寸应当本质上大于图3和图4所示的现有技术的遮光片轮盘中的遮光片的相对尺寸。承载板140可以具有配重件149，从而组合件本质上关于枢转轴线146平衡。

图6a示出承载板140被定位为，遮光片142在光学孔130外，因此对所投射的光束没有影响。

图6b示出承载板140被定位为，遮光片142越过光学孔130。在该位置中，照明装置的聚焦机构可以调节为，使得遮光片130上的图样或图像在所投射的图像上对焦或者在所投射的图像上离焦。遮光片142的边缘与光学孔130相邻，使得遮光片142可以围绕其中心点（未示出）旋转，以提供图样越过光学孔130的弧形运动。

图6c示出承载板140被定位为，遮光片142越过光学孔130。在该位置中，照明装置的聚焦机构可以调节为，使得遮光片130上的图样或图像在所投射的图像中对焦或者在所投射的图像中离焦。遮光片142的中心与光学孔130的中心一致/同轴，使得遮光片142可以围绕其中心点旋转，以提供图样围绕光学孔130的中心的旋转运动。

图6d示出承载板140被定位为，遮光片142越过光学孔130。在该位置中，照明装置的聚焦机构可以调节为，使得遮光片130上的图样或图像在所投射的图像中对焦或者在所投射的图像中离焦。遮光片142的边缘与光学孔130相邻，使得遮光片142可以围绕其中心点旋转，以提供图样越过光学孔130的运动。遮光片142被定位为，与图6b所示的位置相对的边缘越过光学孔130，由此，对于遮光片142的相同旋转方向，图样越过光学孔的弧形运动将会在相反的方向上。

尽管已经示出了三个位置，然而本发明不限于此，并且图形轮盘承载板140可以通过围绕枢转点146旋转而定位，使得遮光片142被围绕着枢转点146所画的弧线所限定的任意部分可以放置为越过光学孔130。

图7示出了本发明的实施例。灯102安装在反射器104中，并且指引光束经过现有技术的旋转遮光片轮盘106和110。旋转遮光片轮盘106可以旋转，使任意遮光片108越过光学孔而定位，并且旋转遮光片轮盘110可以旋转，使任意遮光片112越过光学孔而定位。所形成的光束被指引经过输出透镜114和116，可以调节输出透镜114和116从而移动系统的焦点，使得任何光学器件在输出光束中对焦。图形轮盘承载板140可以旋转，使大遮光片142越过照明装置的光学孔而定位。在图7所示的位置中，遮光片142在光路中并且越过光学孔（在图7中不可见）而定位。在该位置中，可以调节透镜114和116，使得任意光学元件（包括遮光片轮盘106、遮光片轮盘110和遮光片142）在输出光束中对焦。

图8示出了本发明的实施例更加详细的视图。旋转遮光片轮盘106可以旋转，使任意遮光片108越过光学孔130而定位，并且旋转遮光片轮盘110可以旋转，使任意遮光片112越过光学孔130而定位。图形轮盘承载板140可以通过马达150围绕枢转轴线146旋转，使得大遮光片142越过照明装置的光学孔130而定位。在图8所示的位置中，遮光片142在光路以外，并没有越过光学孔130。

图9示出了图8所示的相同的系统，示出的情形是：图形轮盘承载板140现在已经通过马达150围绕枢转轴线146旋转为，大遮光片142越过照明装置的光学孔（在图9不可见）定位。在该位置中，光会传输经过大遮光片142以及旋转遮光片轮盘106和110上的遮光片。进一步地，遮光片142可以通过马达152围绕其自身的中心旋转，如下详细所述。

图10示出了本发明实施例的图形轮盘机构的详细后视图。在该实施例中，图形轮盘承载板140承载两个串联安装的、同轴的遮光片143和142。第一遮光片143安装在轮圈139中，而第二遮光片142安装在轮圈141中。第一遮光片143和第二遮光片142是同轴的，并且将与承载板140一起移动，从而第一遮光片和第二遮光片一起移动越过光学孔。轮圈139和轮圈141被双轴承137a、137b、137c和137d约束，但是可在双轴承137a、137b、137c和137d内自由旋转。每个双轴承允许轮圈139的旋转与轮圈141的旋转独立。轮圈139及被容纳的第一遮光片143由带153连接至马达152。类似地，轮圈141及被容纳的第二遮光片142由带155连接至马达154。马达152的旋转将会引起轮圈139以及被容纳的第一遮光片143的旋转。马达154的旋转将会引起轮圈141以及被容纳的第二遮光片142的旋转。马达150的旋转将使承载板140旋转越过或离开光学孔，如前所述。马达150、152和154的类型选自一名单，该名单包括但不限于步进马达、伺服马达和线性致动器。

通过该机构，通过马达150、152和154的协调且独立的调节，承载板140以及所附接的第一遮光片142和第二遮光片143可以定位为，第一遮光片142和第二遮光片143的所需区域越过光学孔而定位。一旦在适当位置，第一遮光片142和第二遮光片143中的任何一个或两个可以单独且独立地围绕其自身的中心点旋转。第一遮光片142和第二遮光片143可以包含相同或不同的图样。图样可以选择为，使得第一遮光片142相对于第二遮光片143的移动产生了波纹、万花筒或其他干涉效果。正如本领域公知的，这样的效果可以单独产生，或者与现有技术遮光片或旋转遮光片轮盘或照明装置中的其他光学器件上的遮光片结合产生。

图11示出了用于图10所示的图形轮盘143和142的驱动系统的轻微偏置图。承载件140经由轴171被马达150驱动围绕轴线146旋转。轴171还支撑惰轮161和165，但是并不阻止惰轮161和165的旋转。惰轮161具有用于接纳驱动带152和163的两个槽。惰轮165具有用于接纳驱动带167和155的两个槽。这样，驱动带163和167（它们分别驱动框架139和141，框架139和141进而分别使图形轮盘143和142旋转）刚好彼此邻近，使得图形轮盘刚好彼此邻近。框架139和轮盘143的旋转由马达152驱动，马达152使轴173旋转，轴173驱动带153，带153使惰轮161旋转，惰轮161驱动带163。框架141和轮盘142的旋转由马达154驱动，马达154使轴175旋转，轴175驱动带155，带155使惰轮165旋转，惰轮165驱动带167。框架由双惰轮轴承137a、137b（在图11中未示出）、137d（在图11中未示出）和137c（在图11中未示出）保持到位，如前所述。

图12示出了本发明实施例的分解图。第一遮光片142安装在第一轮圈139中，第一轮圈139可以围绕其中心点被第一带153旋转。第二遮光片143安装在第二轮圈141中，第二轮圈141可以围绕其中心被第二带155旋转。第一和第二遮光片142和143可以被容易地拆除和更换，从而用户可以改变所产生的效果。

图12示出了本发明的实施例，其中第一和第二遮光片143和142具有提供波纹或万花筒效果的图样。

图13和14示出了本发明实施例的反向和正向视图。在该实施例中，第一遮光片143在其中包含多个较小的图样145a、145b、145c、145d和145e。通过多个马达的协调且独立的调节，第一遮光片可以被定位和旋转为，使得任意的较小的图样145a、145b、145c、145d或145e越过照明装置的光学孔而定位。在这样的位置，第二遮光片142可以包含散开的图样，正如在此所示的。通过改变光学系统的焦点位置，用户可以将该散开的图样叠加或重叠在第一遮光片143的图样上方。通过旋转第二遮光片142，可以产生模拟火或水的运动的效果。还可以看到，通过在将遮光片143移动越过孔之前而将其定位，可以直接选择任意的较小的图样145a、145b、145c或145d，而无需经过任何其他的遮光片。另外，为了从选自145a、145b、145c或145d的第一较小的图样移动至选自145a、145b、145c或145d的第二较小的图样，用户可以选择直接移动至第二较小的图样而不关注干涉图样，或者可以选择在继续选择第二小图样之前，首先使用马达150将遮光片143从光学孔移除。由此，操作者具有对从第一图样到第二图样的路线的完全控制。

在此示出的使用带和轴承的具体机构仅是示例性的而不是对本发明的限定。可以使用本领域公知的其他机构来移动承载板140并旋转第一遮光片143和第二遮光片142，这不背离本发明的实质。

在其他实施例中，第一遮光片143和第二遮光片142中的任何一个或两个可以包括一块滤光玻璃，具有（例如）豆状透镜样式或棱镜。通过马达152或154旋转这样的滤光器将带来滤光玻璃所引起的光学效应。

在其他的实施例中，第一遮光片轮盘、第二遮光片轮盘和旋转遮光片轮盘沿光轴的间隔可以最小化，使得光学系统能够同时聚焦于这些光学元件中的一个以上的光学元件。

在其他的实施例中，自动照明装置中的软件可以提供对马达控制参数的自动或半自动选择，使得用户的单个控制选择将调用旋转遮光片轮盘的位置、图形轮盘承载板的位置、第一遮光片旋转位置、第二遮光片旋转位置和其他光学器件参数的组合，以便提供令人满意的预先定义的效果。通过这种单个控制的操作，用户可以接着在很多复杂的预先定义的效果之间进行切换。

尽管已经参照有限数量的实施例对本发明进行了描述，然而从本发明中获益的本领域技术人员将会理解的是，可以构想出并不违背本发明在此处所公开的范围的其他实施例。据此，本发明的范围应当仅由所附权利要求书限定。

Claims (1)

1.一种自动照明装置，包括：

同轴地安装在承载件上的多个光学调制轮盘，使得所述轮盘能够独立地围绕它们的中心旋转；

其中所述承载件安装在所述照明装置中，使其能够以自动的方式将同轴的图形轮盘插入光束的路径中，并且能够以自动的方式从光束的路径中被移除。