CN105371165B - 舞台灯具及用于操作舞台灯具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种舞台灯具，该舞台灯具设置有：壳体(2)；光源(10)，其布置在壳体(2)内并适于发射沿着光轴(B)处光束；冷却组件(15)，其构造成冷却壳体(2)的内部；监测组件(16)，其构造成监测灯具(1)的运行状态的至少一个指示参数；控制装置(17)，其构造成根据由监测组件(16)监测的至少一个指示参数来调节冷却组件(15)。根据本发明的舞台灯具保证了壳体内部的最佳冷却，并且根据本发明的方法能够使灯具可靠并确保布置于灯具壳体内的部件适当地冷却。

Description

舞台灯具及用于操作舞台灯具的方法

技术领域

本发明涉及一种舞台灯具和一种用于操作舞台灯具的方法。

背景技术

已知类型的舞台灯具包括构造成产生光束的至少一个光源和构造成根据舞台要求选择性地处理光束的多个光束处理元件。

光源和光束处理元件通常容纳于壳体中并在壳体内产生热量。

在壳体内积聚的热量会使光源和灯具的其余部件过热，从而产生永久损坏的风险。由于这些原因，大部分舞台灯具都包括能够消除壳体内产生的热量的冷却装置。然而，通常使用的冷却装置并不总能适当地冷却壳体的内部。实际上，有时存在不充分的冷却或过度的冷却，通常造成光源的寿命缩短或甚至光源损坏等无法弥补的后果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种没有上述现有技术缺点的灯具。特别地，本发明的目的是提供一种可靠且非常耐用的舞台灯具，其中，使布置于壳体内的部件适当地冷却。

根据这些目的，本发明涉及一种舞台灯具，其包括：壳体；光源，其布置于壳体内并适于发出沿着光轴的光束；冷却组件，其构造成冷却壳体的内部；监测组件，其构造成监测灯具的运行状态的至少一个指示参数；控制装置，其构造成基于由监测组件监测的至少一个指示参数来调节冷却组件。

在根据本发明的灯具中，根据由监测组件监测的灯具的运行状态来调节冷却组件。这保证了壳体内部的最佳冷却。

本发明的另一目的是提供一种操作舞台灯具的方法，该方法能够使灯具可靠并确保布置于灯具壳体内的部件适当地冷却。

根据这些目的，本发明涉及一种用于操作舞台灯具的方法，包括以下步骤：冷却容纳适合于发射沿着光轴的光束的光源的壳体的内部；监测灯具的运行状态的至少一个指示参数；以及基于所监测的至少一个指示参数来调节冷却。

附图说明

参考附图，根据非限制性实施方式的以下描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，附图中：

图1是根据本发明的舞台灯具的立体图；

图2是图1的舞台灯具的细节的示意性侧视图，其中，示出了一些部件的截面图，并且为了清楚起见而去除了一些部件；

图3是图1的舞台灯具的第二细节的后视图，为了清楚起见而去除了一些部件；

图4、图5和图6是图1的处于不同操作位置的灯具的侧视图。

具体实施方式

在图1中，参考标号1表示舞台灯具，该舞台灯具包括壳体2和构造成支撑并移动壳体2的支撑装置3。

壳体2沿着纵向轴线A延伸且设置有第一封闭端4和第二端5，第二端沿着轴线A与第一封闭端4相对，并具有突出口6。在本文描述和示出的非限制性实例中，突出口6具有基本上圆形的截面。

支撑装置3构造成允许壳体2围绕两条正交轴线旋转，这两条轴线通常称为PAN和TILT。特别地，支撑装置3包括底座7，叉形件8以围绕轴线PAN可旋转的方式与底座耦接。叉形件8以围绕轴线TILT可旋转的方式支撑壳体2。

通过移动控制装置(附图中未示出)来调节支撑装置3的活动。优选地，还可通过DMX协议通信来遥控移动控制装置。参考图2，灯具1还包括与壳体2耦接的框架9(为了简明起见在图2中未示出，而在图3中可部分地看到)、光源10、反射器11、光单元12(在图2中示意性地示出)、光束处理元件14(在图2中示意性地示出)、冷却组件15、监测组件16以及控制装置17。

框架9与壳体2形成整体，并包括彼此耦接且构造成对用于布置在壳体2内的部件(例如光源10、反射器11、光单元12、光束处理元件14以及冷却组件15)的支撑结构进行限定的多个元件。图3部分地示出了构造成支撑光源、反射器和冷却组件的多个元件18。

光源10布置于在壳体2内并位于壳体2的封闭端4处，光源由框架9支撑并适于发射大体沿着光轴B的光束。

在本文描述和示出的非限制性实例中，光轴B与壳体2的纵向轴线A重合。

光源10优选地是放电灯，该放电灯包括通常由玻璃或石英制成的包含水银和卤化物的灯泡19。

该灯优选地是短弧灯，该短弧灯的灯泡19内包括与电源电路(附图中未示出)连接且布置成彼此相距确定的距离的两个电极。

电极之间的距离小于大约2mm。在本文描述和示出的非限制性实例中，该距离是大约1.3mm。

在本文描述和示出的非限制性实例中，短弧灯10具有大于大约450瓦特的功率。

通过光源控制装置(附图中未示出)来调节光源的电源P。优选地，还可通过与DMX协议通信来遥控光源控制装置。

反射器11优选地是与光源10耦接且设置有外边缘20的椭圆形反射器。

特别地，反射器11耦接至光源10以使光线基本上聚焦在操作点PL上，该操作点布置成与反射器11的外边缘20相距距离D2。

特别地，椭圆形的反射器11设置有两个焦点F1和F2。优选地，光源10布置在反射器11的第一焦点F1，以使得由光源发出的光线被反射并聚焦在反射器11的第二焦点F2上。第二焦点F2限定了布置成与反射器11的外边缘20相距距离D2的操作点PL。

在本文描述和示出的非限制性实例中，距离D2大约等于36mm。

由反射器11反射并聚焦在操作点PL处的光束基本上是点状的，并具有最多可达到1mm的直径DF。

优选地，在操作点PL处，光束具有0.8mm的直径DF。

基本上，光束光线在操作点PL处产生非常集中且基本上是点状的光束。

光单元12布置于壳体2的开放端5处以位于光轴B的中心并使壳体2封闭。

光单元12是布置于沿着光轴B的最下游的点处的光学输出件，以成为适于处理所拦截的光束的最后的单元。光单元12具有布置在光源10和光单元12之间的焦点PF。

优选地，焦点PF与操作点PL重合。这样，光单元12能够捕获并聚焦在操作点PL处所聚焦的光束。因此，从光单元12发出的光束将是非常强烈的和集中的。

光单元12包括一个或多个透镜(附图中未示出)，一个或多个透镜布置并构造成使得光单元12具有正折射力(positive refractive power)。

优选地，光单元12可沿着光轴B移动以调节所投影的图像的焦点。特别地，光单元12可沿着光轴B在第一操作位置和第二操作位置之间移动。

优选地，光单元12包括与可沿着光轴B移动的支架耦接的支撑框架(为了简明起见而未示出)，通过自动聚焦装置(是公知的因而未示出)来调节支撑框架的运动。

光单元12的特征在于焦距LF能够使比率DF/LF基本上减小至零。DF是在焦点PF处聚焦并反射的光束的直径，LF是光单元12的焦距(也叫做焦距(focal distance)，或更简单地叫做焦距(focal length))且由光单元12的中心(也叫做节点)和光单元12的焦点PF之间的距离限定(单位是mm)。这样，灯具1发出的光束的出射角将具有基本上平行的光线，或至多是具有最小偏移角的光线。

例如，在这里描述和示出的情况中，其中，光单元12的透镜的直径等于170mm，焦距LF等于170mm，在焦点PF处聚焦并反射的光束的直径是0.8mm，并且在100米的投影距离处的光束偏移角大约等于0.2°。

光束处理装置14包括多个光束处理元件，光束处理元件由框架9支撑并构造成处理由光源10产生的光束以获得特殊的效果。特别地，光束处理元件被支撑和/或被构造成选择性地拦截光束从而仅当必要时改变光束。换句话说，光束处理元件能够拦截光束从而仅在必要时改变光束的特性。

通过光束处理装置(附图中未示出)的控制装置来调节每个光束处理元件的位置。还可通过与DMX协议通信来远程管理光束处理元件的控制装置。

光束处理装置14优选地至少顺次包括调光器、颜色单元、第一遮光装置、霓虹装置、第二遮光装置、滤光单元(frost unit)和棱镜元件。明显地，光束处理装置14可包括这里未列出的其他光束处理元件。

在本文描述和示出的非限制性实例中，光束处理装置14被分成布置在光源10和操作点PL之间的光束处理元件的第一组21，以及布置在操作点PL和光单元12之间的光束处理元件的第二组22。

第一组21至少包括调光器和颜色组，第二组22包括优选地布置在操作点PL处的第一遮光装置、霓虹装置、第二遮光装置、滤光单元和棱镜元件。

冷却组件15包括多个冷却风扇25(在图2中示意性地表示)，多个冷却风扇以不同方式布置在壳体2内，由框架9支撑并由控制装置17调节。

在本文描述和示出的非限制性实例中，冷却风扇25是三个。

参考图2和图3，冷却组件15包括两个冷却风扇25a(两个冷却风扇邻近沿着壳体2的壁形成的相应的进气口26)和支撑光源10的冷却风扇25b。

冷却风扇25a是相对于壳体2的纵向轴线A对称的，且如下所述地构造，即，一个用于在壳体2的端部4与反射器11的外部之间输送从壳体2的区域27中的相应进气口26吸入的空气，另一个通过辅助冷却空气流通并通过使冷却效果最大化而便于使空气通过相应的进气口26离开。

将冷却风扇25b被布置并成形为通过在反射器11内输送从包含在壳体2的端部4与反射器11的外部之间的区域27获得的空气，从而冷却光源10，特别是冷却光源10的灯泡19。

如下文更详细地描述的，通过控制装置17来调节多个冷却风扇25的操作。特别地，控制装置17调节多个风扇25的风扇的转速。监测组件16构造成监测灯具1的运行状态。

特别地，监测组件16构造成检测灯具1的操作参数。

在本文描述和示出的非限制性实例中，监测组件16构造成监测壳体2的方向、光源10的电源P、光束处理元件14的类型和位置。明显地，监测组件16还可监测额外的参数以确定灯具1所处的运行状态，例如，任何布置在光源10和光束处理装置14之间的滤热器的温度，或壳体2内的温度，等等。

在本文描述和示出的非限制性实例中，监测装置包括位置传感器29，该位置传感器构造成检测壳体2相对于重力加速度向量

的位置。

根据未示出的实施方式，通过监测有关前述的并且未在附图中示出的移动控制装置的PAN旋转轴线和TILT旋转轴线的控制数据，并通过在底座7中布置位置传感器以至少在灯具1打开时检测底座7相对于重力加速度向量

的方向，来进行壳体2的方向的监测。

根据另一未示出的实施方式，通过监测有关移动控制装置的PAN旋转轴线和TILT旋转轴线的控制数据，并通过在壳体2中布置位置传感器以至少在灯具1打开时检测底座7相对于重力加速度向量

的方向，来进行壳体2的方向的监测。

位置传感器29固定地耦接至框架9以检测壳体2的运动。

位置传感器29构造成检测壳体2相对于重力加速度向量

的倾斜角α，优选地还考虑光束的方向。

在本文描述和示出的非限制性实例中使用的位置传感器29能够检测相对于重力轴线(axis of gravity)的位置，重力加速度向量

沿着重力轴线作用。因此，位置传感器29检测壳体2相对于重力轴线对称的相同的位置。优选地，位置传感器29耦接至壳体2以在壳体水平地布置时检测到等于零的角度，并构造成在壳体2布置为从底部向上投射垂直光束时(图4的构造)检测到等于+90°的倾斜角α，且构造成在壳体2布置为从顶部向下投射垂直光束时(图5的构造)检测到等于-90°的倾斜角α。

明显地，根据传感器的类型，所使用的传感器的初始参考位置也可以是不同的。

优选地，位置传感器29是加速计，该加速计构造成检测加速计沿着三条轴线的加速度的分向量，分向量之一平行于所述实例中与壳体2的纵向轴线A重合的光束的光轴B。

根据未示出的实施方式，位置传感器29包括倾斜计、一个或多个水银触点、与陀螺仪相关联的加速计、与陀螺仪和磁力计相关联的加速计，一个或多个水银触点适当地布置为检测与其耦接的元件的倾斜度。

根据未示出的实施方式，位置传感器29还构造成检测与壳体2的位移速度相关的数据。

为了监测光源10的电源P，监测组件16接收来自光源控制装置的数据，同时，为了监测光束处理元件的类型和位置，监测组件16接收来自光束处理元件的控制装置的数据。

将监测装置16所获得的数据发送至控制装置17，控制装置构造成基于由监测组件16监测的参数中的至少一个来调节冷却组件15。

在本文描述和示出的非限制性实例中，控制装置17构造成根据数据矩阵(datamatrix)来调节冷却组件15，根据以下所监测的参数中的至少一个来用实验获得该数据矩阵：壳体2相对于重力加速度向量

的位置、壳体2的移动速度、光源10的电源P以及光束处理元件的类型和位置。

根据实施方式，控制装置17构造成根据来自实验数据的控制函数或基于预设的控制函数来调节冷却组件15。

特别地，控制装置17构造成调节多个风扇25的至少一个风扇的速度以确定所调节的风扇的转速的变化。

详细地，控制装置17构造成确定从当前速度值调节至校正速度值的风扇的转速的变化。

从当前速度值到校正速度值的过渡可以是逐步的或分段的。

在本文描述和示出的非限制性实例中，控制装置17构造成通过将风扇的电压从当前电压值调节到校正电压值的变化来调节待调节的风扇的转速。

当前电压值是所调节的风扇的当前的电压的值，而校正电压值可能高于或低于当前电压值。在本文描述和示出的非限制性实例中，控制装置17构造成至少调节风扇25b的电压。

优选地，控制装置17构造成调节风扇25a的电压和风扇25b的电压。

特别地，控制装置17构造成当壳体2相对于重力加速度向量

的位置在大于第一阈值的一段时间内等于包含在位置的至少一个临界范围β中的值时，降低多个风扇25的至少一个风扇的电压，从而减小冷却作用。

位置的临界范围β取决于所使用的光源10的类型，取决于灯具1的几何形状并且取决于所使用的冷却组件的类型。

位置的临界范围β包含在50°和90°之间，优选地在60°和90°之间，并在图6中示意性地示出。

第一阈值优选地等于30秒。

由控制装置17执行降低多个风扇25的至少一个风扇的电压优选地是从当前电压值(例如24V或16V)分段地减小至第一校正电压值(例如13V)的。

如果位置传感器29在比第二阈值长的一段时间(优选地等于30秒)内检测到壳体2的运动，那么，控制装置17构造成在壳体2相对于重力加速度向量

的位置在大于第一阈值的一段时间内仍等于包含在位置的临界范围β中的值之后，将电压从第一校正电压值(例如13V)提升至等于校正之前的电压的额定电压值(例如24V或16V)。

如果位置传感器29在大于第二阈值的一段时间(优选地等于30秒)内检测到壳体2的位置不同于位置的临界范围β中的值，那么，控制装置17构造成在壳体2相对于重力加速度向量

的位置在大于第一阈值的一段时间内仍与包含在位置的临界范围β中的值相同之后，将电压从第一校正电压值(例如13V)提升至等于校正之前的电压的额定电压值(例如24V或16V)。

根据未示出的实施方式，该临界范围对应于至少一个风扇25的速度增加，而不是减小，并且，如果超出位置的临界范围，则存在至少一个风扇25的速度减小。

根据另一实施方式，基于壳体2的位置而彼此独立地调节风扇25a和25b。

另一未示出的实施方式限定了多个位置的临界范围，对应于该临界范围，存在风扇25的速度变化。

根据另一实施方式，控制系统17根据壳体2的位置变化来改变风扇25的速度。

在本文描述和示出的非限制性实例中，控制装置17还优选地构造成基于一个光束处理元件(例如调光器)的位置来改变该多个风扇25的至少一个风扇的转速。

特别地，控制装置17构造成当操作调光器以降低光束的亮度时决定风扇的转速的分段减小。

在本文描述和示出的非限制性实施方式中，控制装置17构造成基于调光器的位置通过将由当前电压值(例如24V)调节的风扇的电压改变成第二校正电压值(例如16V)从而调节待调节的风扇的转速。

如果操作调光器以降低光束的亮度，并且壳体2相对于重力加速度向量

的位置在大于第一阈值的一段时间内仍与包含在位置的临界范围β中的值相同，那么，控制装置17将由当前电压值调节的等于已经通过启动调光器而降低的值(例如16V)的风扇的电压降低至第二校正电压值(例如13V)。

根据未示出的实施方式，控制装置17构造成基于壳体2的移动速度来改变多个风扇25的至少一个风扇的转速。

根据本发明，由于通过控制装置17根据由监测装置16监测的数据来执行的冷却组件15的调节，将由于过热或过冷而对布置在壳体2内的部件造成损坏的风险大幅地降低。

实际上，在根据本发明的灯具中，对冷却组件15进行调节以确保壳体2的内部的适当冷却。

由于本发明的原因，能够使用具有这样的热性能的灯，该灯的热性能取决于灯相对于重力的位置，否则无法使用该灯。

最后，显而易见的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下可修改和改变本文描述的舞台灯具和用于操作所述舞台灯具的方法。

Claims (20)

1.一种舞台灯具，所述舞台灯具包括：

-壳体(2)；

-光源(10)，所述光源布置在所述壳体(2)内并适于发射沿着光轴(B)的光束；所述光源(10)是包括灯泡(19)的放电灯；

-反射器(11)，耦接至所述光源(10)；

-冷却组件(15)，所述冷却组件构造成冷却所述壳体(2)的内部，所述冷却组件(15)包括至少一个第一风扇(25a)和第二风扇(25b)；

-监测组件(16)，所述监测组件构造成监测所述灯具(1)的运行状态的至少一个指示参数；

-控制装置(17)，所述控制装置构造成基于由所述监测组件(16)监测的所述至少一个指示参数来调节所述冷却组件(15)；所述控制装置(17)构造成基于由所述监测组件监测的所述至少一个指示参数来调节所述冷却组件(15)的至少所述第二风扇(25b)的转速；

其中，所述第二风扇(25b)构造成在所述反射器(11)内输送从包含在所述壳体(2)的端部(4)与所述反射器(11)的外部之间的区域(27)获得的空气，从而冷却所述光源(10)；

其中，所述监测组件(16)包括检测器(29)，所述检测器构造成检测所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置，其中，所述控制装置(17)构造成，当所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置包含在临界范围(β)内时将所述第二风扇(25b)的转速从当前速度值改变成校正速度值；

其中，所述至少一个第一风扇(25a)设置在所述反射器(11)外部并且构造成将空气朝向所述反射器(11)引导；

其中，所述第二风扇(25b)至少部分地定位在所述灯泡(19)和光束处理元件(14)之间，以至少部分地通过将空气引导到所述灯泡(19)的前向部分上而使空气直接在所述光源(10)周围移动，所述灯泡的前向部分位于由所述反射器(11)限定的内部反射空间中。

2.根据权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述控制装置(17)构造成调节所述冷却组件(15)的至少所述第二风扇(25b)的电压以导致所述第二风扇(25b)的转速改变。

3.根据权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述检测器(29)是加速计。

4.根据权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述控制装置(17)构造成，当所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置在大于第一阈值的一段时间内等于包含在临界范围(β)内的值时将至少所述第二风扇(25b)的转速从所述当前速度值改变成所述校正速度值。

5.根据权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述校正速度值小于所述当前速度值。

6.根据权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述校正速度值大于所述当前速度值。

7.根据从权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述控制装置(17)构造成，当所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置在大于第二阈值的一段时间内不固定时将至少所述第二风扇(25b)的转速从所述校正速度值改变成额定速度值。

8.根据权利要求7所述的舞台灯具，其中，所述额定速度值大于所述校正速度值。

9.根据权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述监测组件(16)构造成监测所述光源(10)的电源。

10.根据权利要求1所述的舞台灯具，所述舞台灯具包括多个光束处理元件(14)，所述光束处理元件被支撑并构造成选择性地拦截所述光束；所述监测组件(16)构造成监测至少一个所述光束处理元件(14)的类型和位置。

11.根据权利要求1要求所述的舞台灯具，其中，所述监测组件(16)构造成监测调光器启动。

12.根据权利要求1所述的舞台灯具，其中，所述控制装置(17)构造成根据从实验数据计算的控制函数来调节所述冷却组件(15)。

13.一种用于操作舞台灯具(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

通过使用冷却组件(15)冷却容纳适于发射沿着光轴(B)的光束的光源(10)的壳体(2)的内部；所述光源(10)是包括灯泡(19)的放电灯并且耦接至反射器(11)，其中，所述冷却组件(15)包括至少一个第一风扇(25a)和第二风扇(25b)；

监测所述舞台灯具(1)的运行状态的至少一个指示参数；

基于所监测的至少一个指示参数来调节冷却；其中，所述调节冷却的步骤包括以下步骤：基于所监测的至少一个指示参数来调节冷却组件(15)的至少所述第二风扇(25b)的转速；

其中，所述至少一个第一风扇(25a)设置在所述反射器(11)外部并且构造成将空气朝向所述反射器(11)引导；

其中，所述第二风扇(25b)至少部分地定位在所述灯泡(19)和光束处理元件(14)之间，以至少部分地通过将空气引导到所述灯泡(19)的前向部分上而使空气直接在所述光源(10)周围移动，所述灯泡的前向部分位于由所述反射器(11)限定的内部反射空间中；

其中，监测所述舞台灯具(1)的运行状态的所述至少一个指示参数的步骤包括检测所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置的步骤；

并且其中，所述调节冷却的步骤包括以下步骤：当所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置包含在临界范围(β)内时，将至少所述第二风扇(25b)的转速从当前速度值改变成校正速度值；其中，至少所述第二风扇(25b)构造成在所述反射器(11)内输送从包含在所述壳体(2)的端部(4)与所述反射器(11)的外部之间的区域(27)获得的空气，从而冷却所述光源(10)。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，调节至少所述第二风扇(25b)的转速的步骤包括调节至少所述第二风扇(25b)的电压的步骤。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述调节冷却的步骤包括以下步骤：当所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置在大于第一阈值的一段时间内等于包含在所述临界范围(β)内的值时，将至少所述第二风扇(25b)的转速从所述当前速度值改变成所述校正速度值。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述调节冷却的步骤包括以下步骤：当所述壳体(2)相对于重力加速度向量

的位置在大于第二阈值的一段时间内不固定时，将至少所述第二风扇(25b)的转速从所述校正速度值改变成额定速度值。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，监测所述舞台灯具(1)的运行状态的所述至少一个指示参数的步骤包括监测所述光源(10)的电源的步骤。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，监测所述灯具(1)的运行状态的所述至少一个指示参数的步骤包括监测被支撑并构造成选择性地拦截所述光束的至少一个光束处理元件(14)的类型和位置的步骤。

19.根据权利要求13所述的方法，其中，监测所述灯具(1)的运行状态的所述至少一个指示参数的步骤包括监测调光器启动的步骤。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，根据从实验数据计算出的控制函数来执行所述调节冷却的步骤。

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