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Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Softbox.
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Derartige Vorrichtungen sind z. B. aus der
deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2008 007 007 des Anmelders bekannt. Grundsätzlich dienen Softboxen dazu, aus einem Lichtaustritt eines Scheinwerfers oder dergleichen austretendes Licht einerseits auf ein gewünschtes Objekt auszurichten, andererseits dabei aber jeden Objektpunkt aus einem möglichst großen Raumwinkelbereich homogen anzustrahlen, um Schlagschatten zu vermeiden. Dazu wird in einem gewissen Abstand vor dem Lichtaustritt ein durchscheinendes Element (Diffusor) angeordnet. Es hat sich herausgestellt, dass die bekannte Softbox hervorragende Richtwirkung hat, aber in bestimmten Situationen in der Handhabung oder in ihren Eigenschaften noch nicht voll befriedigt.
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Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, diese gewissen Unzulänglichkeiten zu beseitigen und die Nachteile zu mildern.
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Gemäß einem ersten Aspekt weist die Softbox eine oder mehrere zwischen ihren Seitenflächen angeordnete Diffusoren auf, der bzw. die bei Benutzung geneigt zum Lichtaustritt und ggf. zueinander zentral vor dem Lichtaustritt derart angeordnet ist/sind, dass eine Lichtstärkeverteilung ausgangs der Softbox gleichmäßiger ist als eingangs. Damit wird erreicht, dass ein gewisser, vom Diffusor-Material abhängiger Anteil des Lichts aus der Mitte des Lichtstrahls nach außen zu den graduell spiegelnd-reflektierenden Seitenflächen hin, und von dort zum Objekt hin gerichtet wird. Der sonst zu beobachtende Hot-Spot in der Mitte der äußeren Lichtaustrittsfläche, die durch die äußere Bespannung der Softbox gebildet wird, wird mit dieser Maßnahme zugunsten einer Aufhellung der peripheren Bereiche der äußeren Lichtaustrittsfläche abgedunkelt, ohne dass die Softbox insgesamt erheblich Licht schluckt.
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Mit dem Ausdruck ”graduell spiegelnd-reflektierend” ist im Übrigen gemeint, dass die betreffende Fläche nicht ideal spiegelt, aber auch nicht vollständig diffus reflektiert, also die Einstrahlrichtung des auftreffenden Lichts einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Abstrahlrichtung entspricht. Diese Eigenschaft kann dadurch erreicht werden, dass man das Gewebe der Softbox-Seitenflächen partiell metallisiert. In Ausführungsformen sind zwei trapezförmige Diffusoren zu einem Keil, oder vier dreieckförmige Diffusoren zu einer Pyramide zusammengesetzt, dessen Grat bzw. deren Spitze zur primären Lichtaustrittsfläche hin weisen. Erstere Variante ist besonders günstig bei relativ länglichen Lichtaustritten, und dabei wiederum solchen, die mit deutlich weniger länglichen Softbox-Lichtaustrittflächen kombiniert sind. Insbesondere bei Remote-Phosphor-Lichtquellen werden vielfach mehrere Module zu Lichtbänken zusammengestellt, deren Länge-Breite-Verhältnis wesentlich größer als das der Lichtaustrittsfläche der Softbox sein kann. In solchen Fällen sind die kurzen Seitenflächen der Softbox auch wesentlich steiler angeordnet als die langen, und der Gradient der Lichtstärkeverteilung in Querrichtung nimmt relativ große Werte an. Der Hot-Spot ist in solchen Fällen ein länglicher Fleck, der in Querrichtung schärfer begrenzt ist. Erfindungsgemäß wird ein Diffusor-Keil in Längsrichtung eingesetzt, was das Problem ohne merkliche Lichteinbuße löst. Aber auch bei quadratischen oder nahezu quadratischen, oder sechseckigen oder oktagonalen Lichtaustrittsflächen kann eine wesentliche Homogenisierung erreicht werden, indem zwischen den Seitenflächen eine Diffusor-Pyramide entsprechender Eckenzahl angeordnet wird, die das Licht von innen nach außen umverteilt. Die Seitenflächen wirken an der Umverteilung mit.
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Gemäß einem zweiten Aspekt, der zusammen mit dem ersten oder unabhängig davon verwirklicht sein kann, ist eine bzw. sind mehrere an den Außenenden der Halterungen anbringbare Hülle/n vorgesehen, die außen eine erste Komponente einer reversibel lösbaren Verbindung aufweist bzw. aufweisen, und ist eine oder sind mehrere an dem dem Lichtaustritt abgewandten Innenumfang der Softbox zweite Komponente/n der Verbindung angeordnet. Die reversibel lösbare Verbindung ermöglicht eine erheblich erleichterte Montage, insbesondere, wenn es sich bei den Halterungen um in den Innenkanten der Softbox angeordnete, nach außen-vorwärts weisende biegsame Stangen handelt, die in entsprechende Aufnahmen eines Halterungsrings am Scheinwerfer gesteckt werden sollen. Bei vorab in Taschen der Softbox eingeführten Stangen ist hierzu nämlich eine Biegung der Stangen vonnöten, die einen erheblichen Kraftaufwand erfordert. Wenn aber zumindest eine, besser zwei der Stangen zunächst in die Löcher eingeführt und erst danach die entsprechende/n Ecke/n der Softbox nach außen gezogen und die Verbindungskomponenten aneinander befestigt werden, reduziert sich der Aufwand.
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Gemäß einem dritten Aspekt, der wiederum zusammen mit dem ersten oder unabhängig davon verwirklicht sein kann, weist die Softbox eine oder mehrere über das/die Außenende/n der Halterung/en stülpbare Tasche/n auf, wobei jede Tasche an einer zugeordneten Seitenfläche der Softbox angebracht ist, und zwar zumindest eine der ggf. mehreren Taschen in reversibel von der Halterung lösbarer Weise. In dieser Weise kann die Softbox leicht z. B. an den Toren eines Scheinwerfers befestigt werden. Bei gewöhnlichen Scheinwerfern mit heißen Leuchtquellen käme das wegen der starken thermischen Belastung der Softbox kaum in Betracht, wohl aber bei neuartigen Lampen auf Remote-Phosphor-Basis, d. h. mit einer (primären) blaufarbigen LED-Lichtquelle und einem vergleichsweise großflächigen (sekundären) Leuchtstoff-Paneel, das von hinten blau beleuchtet wird und nach vorn nahezu weißes Licht abstrahlt. Hierbei können alle Taschen lösbar an den (gewöhnlich vier) Toren befestigbar sein; es können aber auch z. B. die kleinen, an den Schmalseiten des Lichtaustritts angeordneten Tore, die gewöhnlich beim Einfalten der Tore weiter innen, zum Lichtaustritt hin zu liegen kommen, dauerhaft mit den zugeordneten Seitenflächen der Softbox verbunden sein. Die größeren, weiter außen angeordneten Tore decken dabei beim Einfalten der Tore die gefaltete Softbox ab. Beim Auseinanderfalten werden erst die großen Tore aufgestellt, dann die kleinen, dann werden die Taschen der längeren Softbox-Außenflächen über die größeren Tore gestülpt, und dann werden die Tore vollends aufgespreizt.
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Gemäß einem vierten Aspekt, der wiederum zusammen mit dem ersten oder unabhängig davon verwirklicht sein kann, weist die Softbox einen bei Benutzung polygonalen Rahmen zur Anbringung an ihrem dem Lichtaustritt abgewandten Innenumfang auf. Dieser Rahmen dient dazu, die äußere Lichtaustrittfläche der Softbox zu einem Rechteck aufzuspreizen, wo die Eigenspannung der Softbox dazu nicht ausreicht. Das kann z. B. der Fall sein, wenn die im dritten Aspekt beschriebene Version mit Lichttoren zum Einsatz kommt, da die Tore gemeinhin nicht biegsam sind. Zugleich vermag ein solcher Rahmen eine innerhalb seiner angeordnete Diffusorfläche gespannt zu halten und ein Ausbeulen zu verhindern.
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In einer Ausführungsform sind ferner an dem Rahmen Abstandhalter angebracht, die nach schräg einwärts-rückwärts in Bezug auf den Lichtaustritt weisen, und die z. B. durch entsprechende Nuten ausgebildet sind, auf Lichttore eines LED-Scheinwerfers aufgesteckt zu werden, bevorzugt unter einem stumpfen Winkel. In dieser Ausgestaltung erweitert der Rahmen die Lichtaustrittsfläche der Softbox, vergrößert die Bautiefe, und reduziert den Auftreffwinkel des ausgesandten Lichts auf den äußeren Diffusor, was die Homogenität der Lichtabcstrahlung günstig beeinflusst.
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In Varianten kann der Rahmen entweder lösbar angebracht sein, und ist dann vorzugsweise faltbar; dabei können doppeltgelegte Federstahlstreifen zum Einsatz kommen, die in Querrichtung leicht vorgekrümmt sind. Solche Doppelbänder, die mit den konkaven Seiten zusammengelegt werden, behalten einen Knick sehr stabil bei und können daher eingesetzt werden, um den Rahmen in rechteckiger Form nach außen vorzuspannen. Oder aber der Rahmen ist mit den Seitenflächen dauerhaft verbunden, und bildet mit diesen zusammen eine Pyramidenstumpf-ähnliche Struktur. Diese wird zum Einsatz von vorn zwischen die nicht ganz aufgespreizten Lichttore gesteckt (Seitenflächen) bzw. auf diese aufgesteckt (Rahmen), und dabei voll aufgespreizt.
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In allen Varianten ist vorgesehen, dass eine äußere Lichtaustrittsfläche der Softbox mit einer Diffusorfläche bespannt ist; allerdings kann im Falle eines insbesondere gewinkelten Innen-Diffusors dieser Außen-Diffusor auch entfallen. Die (gewöhnlich vier) Seitenflächen der Softbox sind weitgehend lichtundurchlässig.
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In den nachfolgenden Zeichnungen zeigt
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1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform mit keil- oder pyramidenförmigem Innendiffusor;
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2 eine zweite Ausführungsform mit Klettmaterial-Hülle für eine Halterungsstange;
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3a, b eine dritte Ausführungsform mit Befestigungstaschen für Scheinwerfertore, im Querschnitt bzw. in Aufsicht; und
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4 eine vierte Ausführungsform mit Abstandhaltern für einen vorgelagerten Spannrahmen.
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Die 1 zeigt im schematischen Querschnitt eine Softbox 1 mit nach außen gekrümmten Haltestangen 3, die lichteintrittsseitig in Aufnahmen 5 gesteckt sind und durch die Zugkraft des sie umgebenden Textilmaterials der Softbox-Seitenflächen gespannt werden, und umgekehrt. Die Tiefe T der Softbox ist in einem Beispiel 40 cm, und kann allgemein je nach Scheinwerfer zwischen 10 cm und 200 cm liegen. Zwischen den außerhalb der Haltestangen 3 gespannten Seitenflächen, und zwar in einem zentralen Bereich der Softbox 1, ist eine Konstruktion aus (in diesem Querschnitt) zwei zueinander geneigten Textilflächen 7', 7'' gespannt. Je nachdem, ob diese beiden Flächen bis zu der vorderen und hinteren Seitenfläche durchgehend sind, oder an entsprechende quergespannte geneigte Flächen grenzen, ergibt sich eine keilförmige oder aber eine pyramidale Form. Der Grat 9 des Keils bzw. die Spitze der Pyramide ist der Lichteintrittsseite zugewandt, und liegt in diesem Beispiel, welches insoweit typisch ist, im dem dem Lichteintritt 11 der Softbox zugewandten Drittel der Gesamttiefe. Die geneigten Flächen 7', 7'' bilden eine teilweise lichtdurchlässige und teilweise diffus reflektierende Schicht. Der nach außen reflektierte Anteil trifft auf die metallisierte, graduell gerichtet reflektierende Seitenfläche der Softbox, und wird von dort zum zu beleuchtenden Objekt hin geworfen, und zwar vornehmlich durch die peripheren Bereiche des Lichtaustritts 13 der Softbox. Dadurch wird eine Leuchtdichteverteilung an der Lichtaustrittsseite homogener als an der Lichteintrittsseite 11 der Softbox, bzw. als die Leuchtdichteverteilung an der Lichtaustrittsseite 13 ohne den Innendiffusor 7 wäre. Anders ausgedrückt wird das Phänomen des ”Hot-Spots” vermindert, und zwar in manchen Fällen so stark, dass der sonst übliche Außendiffusor entbehrlich wird.
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Wie aus der 1 auch hervorgeht, reicht dir Innendiffusor seitlich bis über die Begrenzung des Lichtaustritts 11 der Lichtquelle hinaus, und kann auch über die Verbindungslinie (gestrichelt) zwischen der seitlichen Begrenzung des Lichtaustritts der Lichtquelle und der seitlichen Begrenzung des Lichtaustritts der Softbox hinausragen, sodass die Lichtquelle selbst vom Objektraum nicht, oder nicht vollständig direkt zu sehen ist. Eine typische Tiefe t des Innendiffusors 7 ist ein Drittel bis zwei Drittel der Tiefe T der Softbox; die dem Lichteintritt abgewandte Kante 9 oder Spitze befindet sich im Allgemeinen in der äußeren Hälfte (in Tiefenrichtung) der Softbox.
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Wenn die Struktur keilförmig ist, kann sie in einfacher Weise an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Softbox befestigt sein, typischerweise den kleineren; diese Anordnung ist besonders einfach und effektiv bei relativ länglichen Lichtaustrittsflächen der Lichtquelle, wie sie z. B. bei LED-beleuchteten Remote-Phosphor-Modulen vorkommen. Die Paneele solcher Bauart weisen oftmals ein Länge/Breite-Verhältnis von über 2 auf, was die Leuchtdichteinhomogenität in der Querrichtung gewöhnlich besonders deutlich hervortreten lässt.
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Mit etwas mehr Befestigungsaufwand durch die erforderliche Verspannung zu den Innenkanten der Softbox kann die pyramidale Struktur realisiert werden: In einem Anwendungsbeispiel wird zwischen den Kanten der (umgedrehten) Pyramide und den Innenkanten der Softbox jeweils ein sich in Lichtausbreitungsrichtung erstreckendes Textiltrapez (mit leicht gerundeter langer Außen-Seite) angeordnet, das einerseits die Positionierung der Pyramide besorgt, aber andererseits auch selbst eine gewisse lichtrichtende Wirkung bereitstellt.
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Die 2 zeigt im schematischen Querschnitt eine Haltestange 3 mit einer Hülle 21 aus einem gefalteten Klettmaterialblatt für das Stangen-Außenende 25. In diesem Beispiel sind zwei Abnäher 23', 23'' neben dem eingeführten Stangenende 25 durch die aufeinander gefalteten Hälften des Klettmaterialblatts angeordnet. Andere Weisen der Bereitstellung einer in etwa zylindrischen Hülle sind ebenfalls möglich, z. B. Kleben. Zu dem Klettmaterial gehört zwecks Verbindung mit der Außenecke der Softbox ein dort (ohne Abbildung) an der Innenseite angenähtes oder angeklebtes Stück der entsprechenden anderen Komponente. Zur Benutzung werden alle Stangenenden in die entsprechenden Aufnahmen nahe der Lichtquelle gesteckt und werden davor oder danach ein, zwei oder drei Ecken der Softbox mit den Stangenenden verbunden. Anstatt nun die letzte oder letzten beiden Ecken erst mit dem Stangenaußenende zu verbinden und danach das Stangeninnenende in die Aufnahme zu stecken, wie es gemäß Stand der Technik üblich war, wird auch diese letzte oder letzten beiden Stangen erst mit dem Innenende in die Aufnahme gesteckt, und danach die verbleibende Softboxecke bzw. -ecken nach auswärts gezogen, und nach Biegen der Stange in die richtige Form der Rand der Softboxecke/n an der Hülle über dem Stangenaußenende befestigt. Ersichtlich reichen je nachdem ein oder zwei nicht benachbarte, mit Hüllen versehene Stangenaußenenden aus. Natürlich können aber alle Stangenaußenenden 25 mit solchen Hüllen 20 versehen sein.
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Die 3a zeigt im schematischen Querschnitt ein Beispiel einer reflektierenden Auskleidung 35 für eine Lichtquelle 11b mit Lichttoren 31, die um Schwenkachsen 33 schwenkbar sind. In diesem Beispiel sind die reflektierenden Stoffschichten 35 innerhalb der Haltestruktur, nämlich den Lichttoren 35 angeordnet. An den Außenbereichen dieser Softbox 30 sind Taschen 37 angenäht, die die Außenränder der Lichttore 35 umgreifen. Nach innen hin besorgt ein Gummizug 39 die nötige Verspannung, wobei der Gummizug nur an den Ecken mit der Softbox verbunden ist. Zusätzlich können Zuglaschen (ohne Abbildung) an dem Gummizug befestigt sein. In der Aufsicht gemäß 3b ist zu erkennen, dass zwischen den Toren 35 jeweils Lücken verbleiben, die von je zwei trapezförmigen oder dreieckigen Verbindungsstücken 41 der Seitenwände der Softbox abgedeckt werden, die untereinander vernäht 43 sind. Auf diese Weise kann auch bei Lichtquellen solcher Art 11b eine sehr gute Lichtausbeute und -ausrichtung erzielt werden. Das ist besonders günstig deshalb, weil solche Lichtquellen oft eine besonders breite Abstrahlcharakteristik aufweisen und herkömmlich deshalb viel Licht verloren geht, einerseits durch Absorption an den (gewöhnlich schwarzen) Lichttoren und andererseits durch die Lücken zwischen den Toren 35.
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Die 4 zeigt im schematischen Querschnitt ein Beispiel einer Erstreckung 45 für eine Lichtquelle 11c nach vorwärtsauswärts, um eine größere homogene Lichtabstrahlfläche 13c bereitzustellen, wenn die Tore selbst relativ klein sind. Der innere Teil ist ähnlich ausgebildet wie oben zu 3a, b beschrieben, d. h. um eine (primäre) Lichtaustrittsfläche 11c herum sind (gewöhnlich vier) um Schwenkachsen 33c schwenkbare Lichttore 31c angeordnet. Auf die Tore 31c sind außen jeweils Abstandhalter 51 mittels Nuten 53 aufgesteckt, und zwar im stumpfen Winkel oder gestreckt. Außen an den Abstandhaltern 51 ist ein Spannrahmen 49 befestigt, der wiederum den Außendiffusor 13c umgreift. An der Innenseite zumindest der Tore 31c sind die reflektierenden Seitenflächen 35c der Softbox 40 wie oben beschrieben angeordnet. Der Gummizug ist hier nicht dargestellt, kann aber vorhanden sein. Andererseits ist die innere Umrandung 47 der Lichteintrittsfläche der Softbox 40 angedeutet. Man erkennt, dass im Falle eines stumpfen Winkels zwischen Lichttoren 31c und Erstreckung 45 die ideale Parabelform besser angenähert wird als bei völlig gestreckter Anordnung; andererseits ist im letzteren Fall bei gleicher Bautiefe die abstrahlende Fläche 13c größer.
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Der Fachmann wird erkennen, dass Abwandlungen und Varianten der oben beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Beispielsweise wurde eine Lichtquelle in Remote-Phosphor-Technologie beschrieben; die Anwendbarkeit der Softbox ist aber nicht auf diese Technologie beschränkt, sondern sie kann grundsätzlich auf alle Strahler außer Punktlichtquellen, z. B. auf LED-Panels, Leuchtstoffröhren und OLEDs etc. angewendet werden. In ähnlicher Weise wurde ein Spannrahmen aus doppeltgelegten Federstahlstreifen beschrieben. Die Struktur der Softbox ist aber hierauf nicht beschränkt, sondern es kann in manchen Anwendungsfällen auch ein einfacher Stahlstreifen, oder eine Federstreifenanordnung aus anderem Material zum Einsatz kommen. Ebenso wurden oben Taschen beschrieben, die um Außenkanten der Lichttore gestülpt werden; in manchen Anwendungsfällen reichen um die Außenecken der Lichttore gelegte Schlaufen oder Laschen aus.
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Das Material für die Seitenflächen der Softbox ist nicht besonders beschränkt, sofern es eine gerichtete Reflexion in gewissem Grad zeigt. In quantitativer Hinsicht ist die von zwei Winkeln, nämlich Einfalls- und Ausfallswinkel zum Lot abhängige bidirektionale Verteilungsfunktion schwierig zu handhaben, allerdings weniger messtechnisch als theoretisch: Wenn ein Lambert-Strahler eine Winkelverteilung proportional zu cos1/1 (θ) aufweist, so weist ein brauchbares Material eine Winkelverteilung proportional zu cos1/Q (θ) auf, wobei Q ein dimensionsloser Index kleiner als Eins ist. Es ist vorgesehen Q zwischen 0,1 und 0,9, oder zwischen 0,2 und 0,5 zu setzen. Dabei bezeichnet θ den Winkel zwischen Ausfallsrichtung und der Vorzugsrichtung der Abstrahlung, in Näherung senkrechten Einfalls. Bei stark streifendem Einfall versagt die Näherung, schon weil die Abstrahlcharakteristik asymmetrisch wird.
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Insbesondere können die oben beschriebenen Varianten miteinander kombiniert werden, so dass sich ihre Vorteile nicht nur addieren, sondern zusammenwirkend ergänzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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