CN109425974B - 变焦光学系统 - Google Patents

变焦光学系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109425974B
CN109425974B CN201811023566.0A CN201811023566A CN109425974B CN 109425974 B CN109425974 B CN 109425974B CN 201811023566 A CN201811023566 A CN 201811023566A CN 109425974 B CN109425974 B CN 109425974B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens group
lenses
zoom
object plane
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811023566.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109425974A (zh
Inventor
J·维利姆
J·瓦尔查
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robe Lighting sro
Original Assignee
Robe Lighting sro
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robe Lighting sro filed Critical Robe Lighting sro
Publication of CN109425974A publication Critical patent/CN109425974A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109425974B publication Critical patent/CN109425974B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1431—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
    • G02B15/143105—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged +-+
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/007—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect using rotating transparent or colored disks, e.g. gobo wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/06—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/008—Combination of two or more successive refractors along an optical axis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/15—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective compensation by means of only one movement or by means of only linearly related movements, e.g. optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/107—Outdoor lighting of the exterior of buildings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
    • F21W2131/406—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for theatres, stages or film studios

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明提供了一种变焦光学系统和自动照明装置。变焦光学系统包括光源、补偿器透镜组、可变器透镜组和物镜组。光源照亮位于物体平面上的物体。补偿器透镜组光学地耦合到物体，具有第一正光功率，并且相对于物体平面移动。可变器透镜组光学地耦合到补偿器透镜组，具有负光功率，并且相对于物体平面和补偿器组移动。物镜组光学地耦合到可变器透镜组，具有第二正光功率，相对于物体平面保持在固定位置，并且投影物体的图像。

Description

变焦光学系统
相关申请的交叉引用
本申请要求由Jan Vilem等人于2017年9月1日提交的、名称为“变焦光学系统”(律师案号ROBE 97)的、序列号为62/553,324的美国临时申请的优先权，其所再现的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本公开一般涉及一种自动照明装置，具体涉及用于自动照明装置的变焦光学系统。
背景技术
具有自动和远程控制功能的照明装置在娱乐和建筑照明市场是众所周知的。此类产品通常用于剧院、电视演播室、音乐会、主题公园、夜总会以及其他场地。这种照明装置可以提供对照明装置正指向的方向的控制，从而控制光束在舞台或演播室中的位置。这种方向控制可以通过控制照明装置在两个正交旋转轴(通常称为平移和倾斜)中的方位来提供。一些产品提供了对其他参数的控制，诸如强度、颜色、焦距、波束尺寸、波束形状和波束图型。
发明内容
在第一实施例中，变焦光学系统包括光源、补偿器透镜组、可变器透镜组和物镜组。所述光源照亮位于物体平面上的物体。所述补偿器透镜组光学地耦合到物体，具有第一正光功率，并且被配置为相对于物体平面移动。所述可变器透镜组光学地耦合到补偿器透镜组，具有负光功率，并且被配置为相对于物体平面和补偿器组移动。所述物镜组光学地耦合到可变器透镜组，具有第二正光功率，并且被配置为相对于物体平面保持在固定位置并且投影物体的图像。
在第二实施例中，自动照明装置包括光源、变焦光学系统和控制器。所述光源被配置为发射第一光束并照亮位于物体平面上的物体。所述变焦光学系统包括补偿器透镜组、可变器透镜组和物镜组。所述补偿器透镜组具有第一正光功率，被配置为接收被物体修正的第一光束，并且被配置为发射第二光束。所述可变器透镜组具有负光功率，被配置为接收第二光束，并且被配置为发射第三光束。所述物镜组具有第二正光功率，被配置为相对于物体平面保持在固定位置，以接收第三光束，并且投影物体的图像。所述控制器被配置为沿着变焦光学系统的光轴独立地移动补偿器透镜组和可变器透镜组。
附图说明
为了更全面地理解本公开，现在参照以下结合附图的简要描述，其中相同的参考数字表示相同的特征。
图1示出了根据本公开的包括自动照明装置的系统的框图；
图2示出了根据本公开的变焦光学系统的元件的侧视图；
图3示出了图2的变焦光学系统在第一配置中的等距视图；
图4示出了图2的变焦光学系统在第二配置中的等距视图；
图5示出了根据本公开的自动照明装置的移动头的示意框图；以及
图6示出了根据本公开的控制系统的框图。
具体实施方式
优选实施例在图中示出，相同的数字用于指代各种附图的类似和相应的部分。
本文公开了一种自动照明装置，其包括光源、控制器和变焦光学系统，所述变焦光学系统包括三个透镜组：最靠近光源的可移动的正功率补偿器透镜组、在中间的可移动的负功率可变器透镜组和离光源最远的固定的正功率物镜组。
图1示出了根据本公开的包括自动照明装置的系统100的框图。根据本公开，照明系统100包括多个多参数自动照明装置112。每个照明装置112包括光源、光调制设备、耦合到机械驱动系统的电机和控制电子设备。除了直接或通过配电系统连接到电源之外，每个照明装置112还通过数据链路114串联或并联连接到一个或多个控制台(或操纵台)115。照明系统100被配置为由操作员使用控制台115来控制。虽然数据链路114被描述为有线通信链路，但是应当理解，在其他实施例中，数据链路114可以是无线通信链路。
单个自动照明装置112的控制通常由照明装置112内的机电设备和包括控制台115和/或照明装置112内的固件和软件的电子电路实现。照明装置112及其所包括的电子电路也可以统称为固定装置。在本文的许多附图中，为了简化附图，未示出诸如机电部件(包括电机和包括软件和固件以及一些硬件的电子电路)之类的元件。本领域技术人员将认识到这些部件已被省略的地方。
图2示出了根据本公开的变焦光学系统200的元件的侧视图，所述变焦光学系统200用于系统100中的一个或多个照明装置112。变焦光学系统200包括光源202和三组透镜：补偿器组、可变器组和物镜组。物镜组包括透镜210、212和214。可变器组包括透镜220、222和224。补偿器组包括透镜230、232、234、236、238和239。光源202和补偿器组、可变器组和物镜组同轴地位于变焦光学系统200的光轴204上。
补偿器组透镜形成会聚(或正功率)组，可变器组透镜形成发散(或负功率)组，并且物镜组透镜形成会聚组。补偿器组的焦距为191.89毫米(mm)，可变器组的焦距为-39.534毫米，物镜组的焦距为39.794毫米。为了本公开的目的，在所公开的焦距的10％内的组焦距被认为基本上等同于所公开的焦距。
参考图3和图4进行更详细地解释，补偿器组和可变器组被配置为相对于光源202、物镜组以及彼此沿着光轴204独立地移动。移动透镜组可以机械地耦合到手动操纵的手动控件上，或者可以耦合到电机、线性致动器或其他机电控制的用于移动的机构上。这种机电机构可以处于包括在照明设备中的微控制器或其他可编程处理系统的控制下。在一些实施例中，可以通过包括在照明设备中的用户界面来局部控制处理系统。在其他实施例中，处理系统可以与位于远方的控制台进行有线或无线通信，操作员使用控制台指示变焦光学系统的期望配置。
图2示出了根据本公开的变焦光学系统的一个实施例。变焦光学系统200包括物体平面240。待由变焦光学系统200成像的一个或多个物体位于或靠近物体平面240。待成像的物体的例子包括安装在遮光轮或其他遮光载体上的静态或旋转遮光件，以及可变光圈、孔径轮(aperture wheel)或用于产生选定尺寸的光束的其他机构。在变焦光学系统200中包括不止一个这种待成像的物体的情况下，应理解这些物体可以位于与物体平面240相邻的各个平面中。如图2所示，变焦光学系统200的右端可称为物体端，左端可称为图像端。
如图2所示，补偿器透镜组在没有中间透镜的情况下光学地耦合到物体平面240中的一个或多个物体，可变器透镜组在没有中间透镜的情况下耦合到补偿器透镜组，物镜组在没有中间透镜的情况下耦合到可变器透镜组，并且物镜组在没有另外的中间透镜的情况下投影物体平面240中的一个或多个物体的图像。
本实施例的透镜在表1中描述，通过图2的参考字符识别。“描述”列描述了每个透镜的形状，其中“D”是透镜的直径，“RI”是透镜在图像侧的曲率半径，“RO”是透镜在物体侧的曲率半径。所有直径和曲率半径测量值以毫米计。为了本公开的目的，在所公开的半径的10％内的曲率半径被认为基本上等同于所公开的曲率半径。
Figure BDA0001787677820000051
表1
所有透镜都是球面透镜。“肖特玻璃类型”和“CDGM玻璃类型”列标识用于每个透镜的玻璃材料的类型，由各自的制造商使用的类型指示符符号指定。肖特玻璃是由德国美因兹的肖特公司制造的。CDGM玻璃是由中国成都的CDGM玻璃有限公司生产的。包括字母“F”的玻璃类型的值标识由火石玻璃制成的透镜。包括字母“K”的玻璃类型的值标识由冕牌玻璃制成的玻璃。“ZF”和“SF”表示“重火石玻璃”，“ZK”和“SK”表示“重冕牌玻璃”，“BK”表示“硅酸硼冕牌玻璃”。一个或多个透镜包括应用于透镜的一个或两个表面上的防反射涂层。“功率(Power)”列表示透镜是否为正功率(Pos)透镜或负功率(Neg)透镜。
表2描述了透镜对在其相邻表面的中心点之间的间距。因为透镜对212-214和透镜对222-224彼此接触，所以它们可以称为双合透镜。补偿器组、可变器组和物镜组内的透镜对之间的间距保持不变。物镜组、可变器组和补偿器组的总长度分别为60.9毫米、26.5毫米和57.1毫米。这些长度不会随着补偿器组和可变器组沿着光轴204相对于彼此和物镜组的移动而改变。
Figure BDA0001787677820000061
表2
变焦光学系统200的补偿器组、可变器组和物镜组分别具有六个、三个和三个透镜。本领域技术人员将认识到，在其它实施例中，正/负/正补偿器透镜组/可变器透镜组/物镜组可以包括多于或少于六/三/三个透镜的透镜组，每个透镜组包括仅具有单个透镜的透镜“组”。
由光源202发射的第一光束会聚并照亮位于物体平面240上的待成像物体，然后当它接近补偿器组时发散。补偿器组接收由放置在物体平面240的第一光束中的任何物体修正的第一光束，并发射第二光束。可变器组接收第二光束并发射第三光束。物镜组接收第三光束并发射第四光束，该第四光束是由变焦光学系统200发射的光束。物镜组相对于光源202保持在固定位置，而可变器组和补偿器组都沿着光轴204独立地移动。因此，补偿器组、可变器组和物镜组中的每一个可以说是光学地耦合到变焦光学系统200中的其前述的光学元件。
可变器组的移动主要控制发射出的光束的总焦距(光输出角或光束角)。补偿器组的移动主要控制物体平面240中的物体或邻近物体平面240的平面中的物体是否焦点对准。结合起来，补偿器组和可变器组的位置确定发射光束的光束角(变焦)和距物镜组的距离，物体平面的投影图像聚焦于此距离。因此，补偿器组、可变器组和物镜组也可以分别称为焦点组、变焦组和固定组。
图3示出了图2的变焦光学系统200在第一配置中的等距视图。在第一配置中，变焦光学系统发射具有最大光束角的光束。图4示出了图2的变焦光学系统200在第二配置中的等距视图。在第二配置中，补偿器组和可变器组都向光源202移动，变焦光学系统200发射具有最小光束角的光束。在第二配置中发射的光束与在第一配置中发射的光束之间的变焦倍率为14:1。
表3表示第一和第二配置中的组间测量值。所有测量值均以毫米计。
Figure BDA0001787677820000071
表3
图5示出了根据本公开的自动照明装置的移动头500的示意框图，移动头500被用于系统100中的一个或多个照明装置112中。应理解，照明装置112的移动头将包括，为了解释清楚而从移动头500中省略的其他光学元件和机械系统。
移动头500包括与变焦光学系统200类似的变焦光学系统550，并且包括附加元件。物镜组的透镜固定地耦合到移动头500。可变器组透镜通过由电机504驱动的驱动机构506机械地耦合到移动头500。补偿器组的透镜通过由电机508驱动的驱动机构510机械地耦合到移动头500。驱动机构506和510分别产生沿着变焦光学系统550的光轴204的可变器组和补偿器组的线性移动。驱动机构506和电机504以及驱动机构510和电机508是由旋转电机驱动的丝杠机构，但是应当理解，在其他实施例中，可以使用凸轮、齿轮、滑块、线性致动器、连杆机构或其他合适的机构来提供补偿器组和/或可变器组的线性移动。
控制器502(通常位于自动照明装置的静态上部外壳中)经由控制链路554控制电机504，并且经由控制链路552控制电机508。控制链路552和554可以是电线或光信号导线。控制器502被配置为经由数据链路114(如参考图1所描述的)接收控制信号，并且响应于所接收的控制信号，操作电机504和508中的一个或两个，以相对于物体平面540分别将可变器组和补偿器组移动到期望位置。
在一个实施例中，控制器502响应于数据链路114的第一控制信道上的控制信号来操作电机504，并且响应于数据链路114的第二控制信道上的控制信号来操作电机508。控制器502还被配置为在操作电机504和508中的一个或两个时，防止可变器组和补偿器组彼此碰撞。
数据链路114使用DMX512(数字多路复用)协议，它是一种工业标准的单向通信协议。在其他实施例中，可以使用其他通信协议，包括Art-Net、ACN(控制网络体系结构)和流式ACN。
图6示出了根据本公开的控制系统600的框图。控制系统600适于用作参考图5描述的控制器502，以及参考图1描述的自动照明装置112中的控制器。控制系统600包括电耦合到存储器604的处理器602。处理器602由硬件和软件实现。处理器602可以实现为一个或多个中央处理单元(CPU)芯片、核(例如，作为多核处理器)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和数字信号处理器(DSP)。
处理器602进一步与通信接口606电耦合并与之通信。处理器602还经由控制接口608耦合到控制链路552和554，并且在其他实施例中，耦合到一个或多个其他传感器、电机、致动器、控件和/或其他设备。通信接口606耦合到数据链路114，并被配置为通过数据链路114进行通信。
控制系统600适合于实现本文所公开的过程、变焦光学系统控制和其他功能，这些功能可以被实现为存储在存储器604中并由处理器602执行的指令。存储器604包括一个或多个磁盘、磁带驱动器和/或固态驱动器，并且可以用作溢流数据存储设备，用以在选择执行这些程序时存储程序，以及存储程序执行期间读取的指令和数据。存储器604可以是易失性和/或非易失性的，并且可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、三进制内容可寻址存储器(TCAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。
虽然本公开已经对有限数量的实施例进行了描述，但是本领域技术人员在受益于本公开的情况下，将理解，可以设计不偏离本公开范围的其他实施例。虽然本公开已经进行了详细描述，但是应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和更改。

Claims (16)

1.一种变焦光学系统，包括：
光源，其被配置为照亮位于物体平面上或邻近所述物体平面的平面上的物体；
焦点透镜组，其光学地耦合到所述物体，具有第一正光功率，并且被配置为相对于所述物体平面移动以控制所述物体是否焦点对准，所述焦点透镜组包括六个透镜，从最接近所述物体平面的透镜开始依次列出的所述六个透镜包括正、负、正、正、负和正功率透镜；
变焦透镜组，其光学地耦合到所述焦点透镜组，具有负光功率，并且被配置为相对于所述物体平面和所述焦点透镜组移动，所述变焦透镜组配置为当所述焦点透镜组保持在固定位置时相对于所述物体平面移动以变焦，所述变焦透镜组包括三个透镜，从最接近所述物体平面的透镜开始依次列出的所述三个透镜包括正、负和负功率透镜；和
固定透镜组，其光学地耦合到所述变焦透镜组，具有第二正光功率，并且被配置为相对于所述物体平面保持在固定位置并且投影所述物体的图像，所述固定透镜组包括三个透镜，从最接近所述物体平面的透镜开始依次列出的所述三个透镜包括负、正和正功率透镜。
2.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述焦点透镜组、变焦透镜组和固定透镜组的焦距分别基本等于191.89毫米、-39.534毫米和39.794毫米。
3.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述焦点透镜组和变焦透镜组还被配置为，由所述变焦光学系统的操作员移动到选定的相对位置。
4.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述焦点透镜组和变焦透镜组被配置为，由所述变焦光学系统的位于远方的操作员移动到选定的相对位置。
5.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述变焦透镜组包括第一双合透镜，所述固定透镜组包括第二双合透镜。
6.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中：
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述焦点透镜组的所述六个透镜，包括H-K9L、H-ZF7LA、H-K9L、H-K9L、H-ZF7LA和H-K9L类型的玻璃；
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述变焦透镜组的所述三个透镜，包括H-ZF7LA、H-ZK9A和H-ZK9A类型的玻璃；以及
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述固定透镜组的所述三个透镜，包括H-ZF7LA、H-K9L和H-K9L类型的玻璃。
7.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中：
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述焦点透镜组的所述透镜，基本上具有以下曲率半径：
Figure FDA0002114596570000021
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述变焦透镜组的所述透镜，基本上具有以下曲率半径：
Figure FDA0002114596570000022
以及
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述固定透镜组的所述透镜，基本上具有以下曲率半径：
Figure FDA0002114596570000031
其中RI是所述透镜图像侧的曲率半径，RO是所述透镜的物体侧的曲率半径，并且所有尺寸均以毫米计。
8.一种自动照明装置，包括：
光源，其被配置为发射第一光束并照亮位于物体平面上或者邻近所述物体平面的平面上的物体；
变焦光学系统，其光学地耦合到所述光源，所述变焦光学系统包括：
具有第一正光功率的焦点透镜组，其被配置为接收被所述物体修正的所述第一光束以发射第二光束，以相对于所述物体移动以控制所述物体是否焦点对准，所述焦点透镜组包括六个透镜，从最接近所述物体平面的透镜开始依次列出的所述六个透镜包括正、负、正、正、负和正功率透镜；
具有负光功率的变焦透镜组，其被配置为接收所述第二光束以发射第三光束，以当所述焦点透镜组保持在固定位置时相对于所述物体移动以变焦，所述变焦透镜组包括三个透镜，从最接近所述物体平面的透镜开始依次列出的所述三个透镜包括正、负和负功率透镜；以及
具有第二正光功率的固定透镜组，其被配置为相对于所述物体平面保持在固定位置，以接收第三光束，投影所述物体的图像，以一直相对于所述物体保持在固定位置，所述焦点透镜组包括三个透镜，从最接近所述物体平面的透镜开始依次列出的所述三个透镜包括负、正和正功率透镜；及
控制器，其耦合到所述焦点透镜组和所述变焦透镜组，并且被配置为沿着所述变焦光学系统的光轴独立地移动所述焦点透镜组和所述变焦透镜组。
9.根据权利要求8所述的自动照明装置，其中：
所述控制器包括：
机械地耦合到所述焦点透镜组的第一驱动机构；以及
机械地耦合到所述变焦透镜组的第二驱动机构；及
所述控制器被配置为致动所述第一和第二驱动机构中的一个或两个，以相对于所述物体平面将焦点和/或变焦透镜组移动到期望位置。
10.根据权利要求9所述的自动照明装置，其中，所述第一和第二驱动机构中的一个或两个是由旋转电机驱动的丝杠机构。
11.根据权利要求9所述的自动照明装置，其中，所述控制器包括通信接口，并且被配置为，响应于经由所述通信接口接收的控制信号操作所述第一和第二驱动机构中的一个或两个。
12.根据权利要求11所述的自动照明装置，其中，所述控制器响应于在第一控制信道上接收的第一控制信号操作所述第一驱动机构，并响应于在第二控制信道上接收的第二控制信号操作所述第二驱动机构。
13.根据权利要求11所述的自动照明装置，其中，所述控制器被配置为，当操作所述第一和第二驱动机构中的一个或两个时，防止变焦透镜组和焦点透镜组彼此碰撞。
14.根据权利要求11所述的自动照明装置，其中，所述通信接口包括DMX512数字多路复用协议。
15.根据权利要求8所述的自动照明装置，其中，所述变焦透镜组包括第一双合透镜，所述固定透镜组包括第二双合透镜。
16.根据权利要求8所述的自动照明装置，其中：
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述焦点透镜组的所述六个透镜，包括冕牌玻璃、火石玻璃、冕牌玻璃、冕牌玻璃、火石玻璃和冕牌玻璃；
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述变焦透镜组的所述三个透镜，包括火石玻璃、冕牌玻璃和冕牌玻璃；及
从最接近所述物体平面的所述透镜开始依次列出的所述固定透镜组的所述三个透镜，包括火石玻璃、冕牌玻璃和冕牌玻璃。
CN201811023566.0A 2017-09-01 2018-09-03 变焦光学系统 Active CN109425974B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762553324P 2017-09-01 2017-09-01
US62/553,324 2017-09-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109425974A CN109425974A (zh) 2019-03-05
CN109425974B true CN109425974B (zh) 2021-04-27

Family

ID=63452546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811023566.0A Active CN109425974B (zh) 2017-09-01 2018-09-03 变焦光学系统

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10495862B2 (zh)
EP (1) EP3450837B1 (zh)
CN (1) CN109425974B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018115419A1 (de) * 2018-06-27 2020-01-02 Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg Verstellbare Trägerstruktur für einen Scheinwerfer sowie Scheinwerfer
CN110806569A (zh) * 2019-10-14 2020-02-18 北醒（北京）光子科技有限公司 一种激光雷达
DE102020109190A1 (de) * 2020-04-02 2021-10-07 Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg Scheinwerfersystem, Scheinwerfer, Optikkomponente hierfür und Verfahren zum Ermitteln einer räumlichen Lichtverteilung derselben
IT202100000377A1 (it) * 2021-01-11 2022-07-11 Osram Gmbh Dispositivo di illuminazione e corrispondente procedimento di azionamento
DE102021127014A1 (de) 2021-10-19 2023-04-20 Instalighting Gmbh Einbauleuchte, insbesondere Deckeneinbauleuchte

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08327902A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Nikon Corp ズームレンズ
CN100460748C (zh) * 2002-09-09 2009-02-11 丸茂电机株式会社 聚光灯
JP5244498B2 (ja) * 2008-08-14 2013-07-24 富士フイルム株式会社 投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置
CN103852875A (zh) * 2012-12-04 2014-06-11 三星电子株式会社 变焦镜头和包括该变焦镜头的电子设备
CN104302967A (zh) * 2012-03-18 2015-01-21 罗布照明有限公司 用于自动照明设备的变焦光学系统
CN204439920U (zh) * 2015-01-05 2015-07-01 舜宇光学(中山)有限公司 一种恒定光圈的广角变焦物镜

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4466708A (en) 1981-12-28 1984-08-21 Vivitar Corporation Zoom lens
US5600490A (en) * 1993-10-06 1997-02-04 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens for projecting video image
US5790316A (en) 1994-04-26 1998-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens
JP3431996B2 (ja) 1994-05-18 2003-07-28 オリンパス光学工業株式会社 ズームレンズ
US7218448B1 (en) 1997-03-17 2007-05-15 The Regents Of The University Of Colorado Extended depth of field optical systems
JP2000292690A (ja) 1999-04-02 2000-10-20 Canon Inc フローティングを利用した撮影レンズ
US6545818B2 (en) 1999-05-10 2003-04-08 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and camera system
US6979106B2 (en) 2003-09-05 2005-12-27 Electronics Theatre Controls, Inc. Control system for optical media in a luminaire
JP4722435B2 (ja) 2004-08-31 2011-07-13 Ｈｏｙａ株式会社 ズームレンズ鏡筒のカム機構
US7557852B2 (en) 2005-09-02 2009-07-07 Konica Minolta Photo Imaging, Inc. Image-taking apparatus, magnification variation control method, and lens unit
US7869125B2 (en) 2006-04-17 2011-01-11 Raytheon Company Multi-magnification viewing and aiming scope
JP4919392B2 (ja) * 2006-05-10 2012-04-18 富士フイルム株式会社 投影用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP4983127B2 (ja) 2006-07-24 2012-07-25 カシオ計算機株式会社 ズームレンズ及びプロジェクタ装置
TW200831977A (en) 2007-01-23 2008-08-01 Asia Optical Co Inc Miniature lens
IT1394545B1 (it) 2009-05-22 2012-07-05 Clay Paky Spa Dispositivo zoom per un proiettore e proiettore comprendente detto dispositivo zoom
WO2012077257A1 (ja) 2010-12-06 2012-06-14 パナソニック株式会社 レンズ鏡筒、撮像装置およびカメラ
US8817384B2 (en) 2011-06-10 2014-08-26 Yamano Optical Co., Ltd. Zoom lens device
EP3462224A1 (en) 2011-07-05 2019-04-03 Nittoh Inc. Projection optical system and projector apparatus
JP6270340B2 (ja) * 2013-05-23 2018-01-31 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置
US9529181B2 (en) * 2013-10-10 2016-12-27 Nittoh Kogaku K.K. Zoom lens system and imaging apparatus
US20150293433A1 (en) 2014-04-10 2015-10-15 Pavel JUREK Integrated multiple output luminaire
US20150305087A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 de Blake Automatically Adjustable Projector with Wireless Data Stream
JP6685866B2 (ja) 2016-08-30 2020-04-22 富士フイルム株式会社 ズームレンズ、投写型表示装置、および、撮像装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08327902A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Nikon Corp ズームレンズ
CN100460748C (zh) * 2002-09-09 2009-02-11 丸茂电机株式会社 聚光灯
JP5244498B2 (ja) * 2008-08-14 2013-07-24 富士フイルム株式会社 投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置
CN104302967A (zh) * 2012-03-18 2015-01-21 罗布照明有限公司 用于自动照明设备的变焦光学系统
CN103852875A (zh) * 2012-12-04 2014-06-11 三星电子株式会社 变焦镜头和包括该变焦镜头的电子设备
CN204439920U (zh) * 2015-01-05 2015-07-01 舜宇光学(中山)有限公司 一种恒定光圈的广角变焦物镜

Also Published As

Publication number Publication date
EP3450837B1 (en) 2020-01-29
US10495862B2 (en) 2019-12-03
US20180347788A1 (en) 2018-12-06
US10409044B2 (en) 2019-09-10
CN109425974A (zh) 2019-03-05
US20190041039A1 (en) 2019-02-07
EP3450837A1 (en) 2019-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109425974B (zh) 变焦光学系统
EP2995852B1 (en) Projecting light fixture with dymamic illumination of beam shaping object
US20110103063A1 (en) Optics for an automated luminaire
EP2550479B1 (en) Lens system for an led luminaire
US10077881B2 (en) Prism effect system comprising multi-regional color filter and multi-faceted prism
US8956014B2 (en) Animation wheel for an automated luminaire
US10132473B2 (en) Prism effect system for light fixture with inverted multi-facet prisms
EP3392556B1 (en) Multisource illumination device with variable dimmer
EP3623697B1 (en) Head balance control system for an automated luminaire
JP2011519129A (ja) 改善されたリモコンを備えた照明デバイス
CN106482033B (zh) 照明装置和包括多个这种照明装置的透视投影仪
EP3450827B1 (en) Coordinated effects system for an automated luminaire
US10724709B2 (en) Coordinated effects system for an automated luminaire
US10724710B2 (en) Framing system for an automated luminaire
US10234105B2 (en) Optics for an automated luminaire
CN112747289B (zh) 用于从led照明器产生混合光分布的系统和方法
US11846413B2 (en) Illumination device light collector and converging optical system
EP3450836A1 (en) Framing system for an automated luminaire

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant