CN105423227A - 具有突出的漫射盖罩和多个光源的摇头灯具 - Google Patents

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Abstract

一种摇头灯具，其具有基座(103)、可旋转地连接至所述基座的支架(105)和可旋转地连接至所述支架的头部(107)。所述头部包括布置于所述头部中的若干光源和若干集光构件。为全内反射(TIR)透镜、混光器或其它透镜的所述集光构件聚集所述光源的光，并将其转变成若干光源光束。所述光束从所述头部发出且穿过漫射盖罩(415)，其中漫射盖罩使由所述光源产生的至少部分所述光漫射。所述漫射盖罩从所述头部突出且可包括所述光穿过时不会被漫射且呈孔隙(421)形式的非漫射区域，所述非漫射区域被使穿过漫射体的光漫射的漫射区域(417)所包围。

Description

具有突出的漫射盖罩和多个光源的摇头灯具
本申请为国际申请号为PCT/DK2011/050111，国际申请日为2011年4月5日，发明名称为“具有突出的漫射盖罩和多个光源的摇头灯具”的PCT申请于2012年10月16日进入中国国家阶段后申请号为2011800189643的中国国家阶段专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及照明装置，所述照明装置包括布置于外罩中的若干光源和若干集光构件，所述若干集光构件聚集来自至少一个所述光源的光，并将其转变成若干源光束，所述光源光束是从所述外罩中发出的。
发明背景
为了产生与现场表演、TV节目有关或作为建筑设施上的一部分的不同灯光效果和情调照明，在娱乐行业中越来越多地使用能产生不同效果的灯具。
娱乐灯具通常产生具有束宽和发散性的光束，并且可(例如)为产生具有均匀光分布的相对较宽光束的柔光/泛光灯具，或者其可以是被调适以将图像投射到目标表面上的成像灯具。有一种趋势是，在每场演出或每种设施中使用越来越多的此类灯具，并且因此观众和/或TV观看者越来越能够看得到灯具。灯具通常在离开灯具本身一定的距离处产生照明效果，并且因此灯具看起来不那么有意思和美观。因此灯具制造商尝试提供具有美观设计的灯具，以便使灯具看起来更有意思。然而这是非常困难的，因为对灯具的外罩有由灯具的技术规格(诸如光学、力学、电子学、冷却等)所限定的典型的依赖性物理要求。
当使用多个LED代替单个光源时，LED组件作为光源进一步改变了大多数照明发光体的外观。这影响所有照明产业-通用、家用、工业、娱乐等等。最明显的改变是现在所有多个光源暴露给观看者且光从较大区域发出。如果照明设备是单色LED的混色版，那么使用的所有LED是可见的。现在大多数LED灯具具有可见的LED，而一些顾客不喜欢多个光点的外观。取而代之的是，要求更均匀、均一的出光以避免会有看似廉价，拥有极大量光源的“游艺集市”的外观。
最近有一种趋势是，将大量摇头灯具设置成由中央控制器控制的矩阵。在这些系统中，中央受控可以将每个摇头灯具当作像素，并从而使用摇头灯具的矩阵来用作视频显示器，其中每个像素可移动。因为可以通过组合每个像素的移动与视频内容来产生不同效果，所以这会产生新的灯光效果。进一步来说，因为由摇头灯具发出的光可以被烟和/或雾散射，所以当连同这些显示器喷射雾或空气时，可产生不同的空中效果。
发明概要
本发明的目的是解决与先前技术有关的以上描述的限制。这可以通过独立权利要求书中所描述的照明装置、漫射盖罩和照明系统来实现。从属权利要求书描述本发明的可行性实施方案。在本发明的详细描述中描述本发明的优点和权利。
附图简述
图1a至图1c示出头部根据本发明体现的摇头照明灯具；
图2a至图2b示出根据本发明的照明装置的另一设置；
图3示出根据本发明的摇头照明灯具的另一实施方案；
图4示出根据本发明的摇头照明灯具的又一实施方案；
图5示出根据本发明的摇头照明灯具的又一实施方案；
图6示出根据本发明的摇头照明灯具的又一实施方案；
图7示出根据本发明的照明系统。
具体实施方式
根据包括产生光束的若干LED的摇头照明灯具描述本发明，但是本领域的技术人员认识到本发明可以在使用任何种类的光源(诸如放电灯、OLED、等离子源、卤素源、荧光光源等等)的摇头灯具中使用。
图1a至图1c示出根据本发明的摇头灯具，其中图1a是漫射盖罩115已拆解的透视图，图1b是安装有漫射盖罩115的透视图，并且图1c是侧视图。照明装置是包括基座103、可旋转地连接至基座103的支架105和可旋转地连接至支架105的头部107的摇头照明灯具101。
在所示的实施方案中，头部107包括布置于头部外罩111中的若干光源(不可见)和若干集光构件109。集光构件聚集来自光源的光，并将其转变成若干源光束113(只示出了一个)并且光源光束从头部107发出。头部包括漫射盖罩115。漫射盖罩包括至少一个漫射区域117，所述漫射区域117接收由光源产生的至少一部分光并如箭头119(为了简单起见，只在图1c上指示)所指示漫射接收的光。漫射盖罩还包括至少一部分所述若干源光束113穿过时不会被漫射的至少一个非漫射区域121。应注意，为了简单起见，只示出了一些光源光束。结果是，随着光从非漫射区域和漫射区域两者发出且以来自LED，漫射至周围环境中的现有内部杂散光照亮透镜之间的区域，可通过照亮漫射盖罩来去除点状LED前端外观。
在所示实施方案中，头部外罩107呈“桶”形且显示器(定位于不可见侧)、主PCB(印刷电路板)、风扇、散热器、LEDPCB、透镜总成堆叠于头部外罩中。透镜总成包括透镜固定架125和透镜阵列，所述透镜阵列包括集光构件109。头部通过由支架支撑的两个倾斜轴承可旋转地连接至支架。LEDPCB包括发光并且与透镜阵列中的集光构件109合作而产生若干光源光束的若干LED。主PCB包括照明装置领域中所知的用于控制LED的控制电路和驱动电路(未示出)。主PCB还包括延伸通过头部外壳109中的若干孔的若干开关(未示出)。开关和显示器用作用户界面而允许用户与摇头照明灯具通信。
支架连接至平移轴承，所述平移轴承可旋转地连接至基座103。基座包括：娱乐照明领域中所知的用于DMX信号的5-PinXLR公连接器和母连接器(未示出)；输入和输出电源连接器(未示出)、电源供应器PCB(未示出)和风扇(未示出)。风扇迫使空气通过通风孔127进入基座中且通过通风孔129离开基座。
至少一部分漫射盖罩从外罩突出且因此一部分光相对于源光束侧向和向后(如由箭头119a所指示)漫射。漫射盖罩的漫射区域可从表面后面和从侧面两个地方照亮并从而充当光导。因此，灯具可从多个角观看且突出的漫射盖罩为灯具提供新的灯光效果。因为突出的漫射盖罩将看似照亮的3维物体，所以这为摇头灯具提供新的额外灯光效果。
这个效果可以(例如)在大量摇头灯具设置成由将每个摇头灯具当作像素的中央控制器控制的矩阵的照明系统中使用。接着每个摇头照明灯具可以用作可从许多侧看见的3维像素。据此产生每个像素用作可移动3维物体的动态视频显示且可产生新且正好现有的灯光效果。
非漫射区域可以体现为布置于集光构件上的类似于平面透明表面的透光区域。这样的透光平面透明表面将允许光源光束穿过而不会使光源光束漫射。但是，透光区域可以被调适以调整光源光束的光束发散性，但是外出光束将仍为明确界定的光束。因此，漫射盖罩可以体现于通过蚀刻漫射盖罩的表面而产生漫射区域的透光聚合体中。还可以通过涂覆将定位漫射区域的区域来产生漫射区域。还可以模制漫射盖罩，其中模具被调适以界定非漫射区域和漫射区域。非漫射区域还可以体现为布置于集光构件上的孔隙或切口。
漫射盖罩还可以包括可使用户将漫射盖罩附接至摇头灯具的紧固装置。因此，漫射盖罩可以提供为标准组件或选用配件。
图2a至图2b示出根据本发明的照明装置的另一设置。图2a示出了俯视图且图2b示出了截面图。在这个设置中，若干光源被布置成第一组光源201(示出为白色区块)和第二组光源203(示出为黑色区块)。集光构件109聚集来自第一组光源201的光，并将其转变成若干源光束113。在所述实施方案中，第一组光源被布置于若干TIR透镜下。光束穿过漫射盖罩115的非漫射区域121。漫射区域接收由第二组光源203产生的光且漫射119接收的光。结果是，因为光束之间的区域可以具有由第二组光源发出的另一颜色，所以可产生新的灯光效果。如果如娱乐照明领域中所知，独立地控制第一组光源和第二组光源，那么这个外观可以是动态的。进一步来说，可行的是调适第二组光源以发出与第一组光源相同的颜色，从而可去除传统LED灯具的点状外观。
第二组光源充当具有自身DMX控制的背景照明且颜色和强度都可以独立于第一组光源而变化。所述第二组光源还可以具有以预定方式与主要LED颜色有关的强度和颜色或单独控制对比色或其它强度。可远离中央控制单元或在灯具自身处完成光源的这种调整/控制。
应注意：
-本发明适用于多芯片LED和单色LED二者。
-本发明适用于成像和柔光照明设备二者。
-本发明适用于任何光源技术。
-本发明利用暴露给观众的多个LED透镜消除或最小化LED照明灯具的点状外观。
-第二光源组可以用作关于灯具的新的额外效果特征且既充当吸引注意的手段，但更重要的是在多个单元设置中使用时，又充当个别像素。所以其为空中光束和照亮表面二者。
-第二光源组还可以用于指示错误或其它灯具状态信息。
-本发明创造使光/颜色从除了单纯前端之外的其它角可见的可能性。
-次级光源可以用作根据周围环境反应的灯具的互动部分。
-根据本发明的照明装置在灯具用于多个单元设置(例如，大规模矩阵)中时，可以关闭或调暗主要光源，使得灯具从自动的空中光束改变为变成具有发光非炫目表面的图形像素。接着适当的效果产生控制(例如，媒体服务器)能够在全部灯具设置上显示视频内容或简单的色波/图案。
-用户将能够运行相同灯具上的两个个别光序列或媒体内容。-一个内容由第一组光源产生且另一内容由第二组光源产生。
-错误消息或灯具状态可以经由次级光源的颜色、颜色组合、闪光或其它效果来传达。
-次级光源可以根据预定义的反应图案(颜色、强度或闪光)，经由内部或外部传感/跟踪技术来表现。输入可以是个人行为、温度变化、房间光度、湿度等等。
图3示出图1a至图1c中所示的摇头照明灯具的另一实施方案。在这个实施方案中，漫射盖罩形成为从头部突出的漫射锥形物315。所述漫射锥形物315包括构成漫射盖罩315的整个表面的漫射区域317。因此，如箭头319所示，由光源发出的所有光将在许多方向上漫射。因此，漫射锥形物315将看似可在不同图案中移动的明亮的3维照明物体。
图4示出图1a至图1c中所示的摇头照明灯具的另一实施方案。在这个实施方案中，漫射盖罩形成为包括若干锥形漫射区域417和若干平坦的非漫射区域421的阶梯型漫射锥形物415。漫射区域417接收由光源产生的至少一部分光且如由箭头419所指示漫射接收的光。至少一部分光413穿过平坦的非漫射区域421时不会被漫射。应注意，为了简单起见，只示出一些光源光束。阶梯型漫射锥形物415将看似(例如)非漫射光413可以用于投射和/或空中效果的明亮的3维照明物体。
图5和图6示出图1a至图1c中所示的摇头灯具的其它实施方案。在这些实施方案中，漫射盖罩形成为侧面体现为漫射区域517并且顶部形成为非漫射区域521的漫射圆柱体515。结果是，大多数光作为非漫射光发出并通过圆柱体的顶部且可以用于投射和/或空中效果且漫射圆柱体还用作可移动3维照明物体。但是在图6中，一部分顶部还形成为漫射区域617，从而顶部还可以从许多侧看见。
突出的漫射盖罩的所示实施方案用作示出可能的形状的实例，且技术人员将认识到可以取决于所需外观和效果构建许多不同形状。漫射盖罩可以解释为将遵循头部移动的脊状主体。盖罩可以(例如)在塑料中模制且可以是中空而减少漫射盖罩的重量，从而更易于使头部四处移动。但是，技术人员认识到还可以由固体材料构建漫射盖罩。进一步来说，可以由被漫射膜覆盖的(例如)金属、木材或塑料或碳的框架构建漫射盖罩。
图7示出根据本发明的一个方面的照明系统700。照明系统700包括连接至若干摇头灯具301(为了简单起见，只标记最左侧的摇头灯具)并且控制703所述摇头灯具301的中央控制器701。为了简单起见，中央控制器之间的连接如箭头703所示且照明领域的技术人员应理解可以由若干电缆/电线和/或通过无线网络产生连接。通信可以(例如)基于标准照明通信协议，诸如由ANSIE1.11和ANSIE1.20标准涵盖的包括RDM的DMX512、USITTDMX5121990、USITTDMX512-A、DMX-512-A或无线DMX。ACN指定控制网络的架构；ANSIE1.17-2006。ArtNet或ArtnetII由ArtisticLicense有限公司供应。或者，通信还可以基于用于分发视频内容的协议。
在这个实施方案中，以4×4矩阵布置摇头灯具且因此照明系统701用作简单的显示器。摇头灯具包括基座、可旋转地连接至基座的支架和可旋转地连接至支架的头部。头部包括布置于头部中的若干光源和若干集光构件。集光构件聚集来自光源的光，并将其转变成从头部发出的若干源光束。摇头灯具的头部还包括漫射盖罩315，所述漫射盖罩315包括至少一个漫射区域。漫射区域被调适以接收和漫射由光源产生的至少一部分光且至少一部分漫射盖罩从头部突出。在所示实施方案中，摇头灯具301类似于图3中所示的摇头灯具301且包括从头部突出的漫射锥形物315。中央控制器701可以被调适以将像素数据发送至矩阵中的每个摇头灯具且每个摇头灯具构成较大结构的一部分，类似于视频显示器中的像素。像素数据至少指示摇头灯具应该发出的光的颜色以及头部相对于支架和基座的位置。因为突出的漫射盖罩看似照明表面，所以摇头灯具的矩阵可以这种方式被调适以看似动态和颜色改变的3维结构。因此，可以通过组合每个漫射锥形物的移动与可以改变每个摇头灯具的颜色的事实来产生新且现有的灯光效果。
应理解，可以使用具有突出的漫射盖罩的所有类型的摇头灯具。进一步来说，应理解，照明装置可以包括任何数量的摇头灯具且摇头灯具可以布置成任何形状的矩阵。进一步来说，应理解，摇头灯具可以具有不同类型且其它照明装置、烟/雾产生器和不同显示器可以是照明系统700的一部分。

Claims (7)

1.一种照明设备(101)，其包括：
多个光源(201，203)和多个光采集装置，布置在壳体(111)中，每个所述光采集装置(109)采集来自所述光源(201)中的至少一个的光并将所采集的光转换成光源光束(113)，从而多个光源光束从所述壳体发射，所述壳体包括扩散罩(115)，所述扩散罩包括至少一个扩散区(117)，所述扩散区接收由所述光源产生的所述光的至少一部分，并扩散所述接收的光，所述扩散罩还包括多个非扩散区(121)，其中，所述多个光源光束(113)等于所述多个非扩散区(123)，并且所述光源光束中的每一个的至少一部分穿过所述非扩散区中的相对应一个同时不被扩散，所述非扩散区(123)中的每一个被所述扩散区(117)的至少一部分围绕。
2.如权利要求1所述的照明设备，其中，所述扩散罩的至少一部分从所述壳体突出。
3.如权利要求1-2中任一项所述的照明设备，其中，至少一个非扩散区是布置在所述光采集装置之上的透明区域。
4.如权利要求1-2中任一项所述的照明设备，其中，至少一个非扩散区是布置在所述光采集装置之上的孔口。
5.如权利要求1-2中任一项所述的照明设备，其中，所述多个光源至少布置为第一组光源(201)和第二组光源(203)，所述多个光采集装置(109)采集来自所述第一组光源(201)的光并将所采集的光转换成多个光源光束(113)，所述扩散区(117)接收由所述第二组光源(203)产生的光，并扩散(119)所述接收的光。
6.如权利要求5所述的照明设备，其中，所述第一组光源和所述第二组光源独立控制。
7.一种移动头部灯具，其包括：
底部(103)，
可旋转地连接到所述底部的轭(105)，
可旋转地连接到所述轭的头部(107)，
其中，所述头部包括根据权利要求1-6所述的照明设备。
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