-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Effektbeleuchtungsvorrichtung umfassend eine Lichtquelle sowie eine Auskoppelvorrichtung, die mindestens eine Lichtmodulationsvorrichtung umfasst.
-
Effektbeleuchtungsvorrichtungen, insbesondere Effekt- oder Bühnenscheinwerfer, benutzen häufig bewegbare Lichtmodule und/oder Spiegel, um den Lichtkegel einer Strahlungsquelle in gewünschte Richtungen zu lenken oder auf gewünschten Bahnen zu bewegen. In diesem Zusammenhang ist aus der
EP 0 643 257 B1 ein variabler Lichtwandler bekannt, der einen Reflektor umfasst, der in einer Jochbaueinheit angebracht ist und eine erste und eine zweite Drehachse besitzt. Die zweite Achse ist zur ersten Achse im Wesentlichen senkrecht. Der Reflektor ist um die erste Achse relativ zu der Jochbaueinheit um 360° drehbar. Der Lichtwandler weist eine erste und eine zweite Antriebseinrichtung zum Drehen des Reflektors um die erste Achse beziehungsweise um die zweite Achse auf. Der Reflektor seinerseits weist auf seiner Vorder- und auf seiner Hinterseite jeweils eine durchgehende, plane Reflexionsfläche auf und ist zusammen mit der Jochbaueinheit um die zweite Achse um 360° drehbar. In einer Ausführungsform wird, um Lichteffekte zu erzielen, ein erster Lichtstrahl auf die erste Reflexionsoberfläche und ein zweiter Lichtstrahl auf die zweite Reflexionsoberfläche gerichtet. Der Nachteil des aus dieser Druckschrift bekannten variablen Lichtwandlers besteht darin, dass dabei der Lichtkegel nur als Ganzes ablenkbar ist, so dass Lichteffekte nur eingeschränkt ermöglicht werden.
-
Aus der
EP 1 211 545 B1 , die zur Formulierung des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 herangezogen wurde, ist ein Projektionssystem für dreidimensionale Bewegungen eines projizierten modulierten Lichtstrahls bekannt, das eine Lichtquelle, eine Projektionslinse, einen optischen Weg von der Lichtquelle zur Projektionslinse und einen Antriebsmechanismus umfasst. Dabei weist das Projektionssystem weiterhin ein räumlich Licht modulierendes Element im optischen Weg zum Modulieren des Lichtstrahls auf. Das Element bildet eine Einheit mit der Projektionslinse. Der Antriebsmechanismus zum Bewegen der Einheit bezüglich der Lichtquelle ist in einer Weise eingebaut, dass der projizierte modulierte Lichtstrahl sich bezüglich seiner eigenen optischen Achse nicht dreht. Das Projektionssystem weist zwei orthogonale Drehachsen auf, wobei jede Drehachse örtlich mit einer optischen Achse des optischen Wegs zusammenfällt. Das räumlich Licht modulierende Element kann beispielsweise drei DMDs (Digital Micromirror Device, beispielsweise in der DLP-Technologie von Texas Instruments) umfassen. Nachteilig an diesem Projektionssystem ist der Umstand, dass für eine Modulation mittels des räumlich Licht modulierenden Elements die gesamte Masse des Leuchtenkopfs, in der genannten Druckschrift als "einen räumlich modulierten Lichtstrahl erzeugendes Gehäuse" bezeichnet, bewegt werden muss. Überdies können die DMDs nicht unabhängig von dem auf sie einfallenden Lichtstrahl bewegt werden. Dies schränkt die möglichen Beleuchtungseffekte stark ein.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine gattungsgemäße Effektbeleuchtungsvorrichtung derart weiterzubilden, dass sich weitere, bisher nicht bekannte Beleuchtungseffekte realisieren lassen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Effektbeleuchtungsvorrichtung mit dem Merkmal von Patentanspruch 1.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich bisher nicht bekannte Beleuchtungseffekte erzielen lassen, wenn die Lichtmodulationsvorrichtung gegen die optische Achse eines auf sie einfallenden Lichtstrahls, der seinen Ursprung in der Lichtquelle hat, verkippbar gelagert ist. Während bei dem aus der
EP 1 211 545 B1 bekannten Projektionssystem die DMDs lediglich zusammen mit dem auf sie einfallenden Lichtstrahl gekippt werden können, jedoch nicht gegen die optische Achse des auf sie einfallenden Lichtstrahls, lassen sich durch das Verkippen der Lichtmodulationsvorrichtung gegen den auf sie einfallenden Lichtstrahl bei der vorliegenden Erfindung besonders schnelle räumliche Schwenkbewegungen, bei denen durch die Modulation der Lichtmodulationsvorrichtung nicht nur der Durchmesser und/oder die Intensität und/oder die Schärfe, also die räumliche Spreizung, des Lichtkegels variiert werden kann, sondern auch die Form und räumliche Intensitätsabstrahlung in vielfältiger Weise eingestellt werden kann, beispielsweise der Lichtkegel in mehrere Einzelkegel aufgespaltet werden kann oder in sonstige frei gestaltbare Unterformen zerlegt werden kann, realisieren. Dazu sind weder Effekträder noch Gobos notwendig, sondern allein durch die elektronische Ansteuerung der Lichtmodulationsvorrichtung lassen sich beliebige Strahlformen erzeugen, die dynamisch änderbar sind, beispielsweise von innen nach außen laufende Ringe oder zeitlich und räumlich veränderbare pixelierte Lichtmuster, und als Gesamtheit bewegbar sind, beispielsweise von Musik gesteuert
-
Unter der optischen Achse eines Lichtstrahls wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das räumliche Mittel aller einfallenden Strahlen verstanden, das heißt es können theoretisch auch mehrere Lichtstrahlen von verschiedenen Lichtquellen, gegebenenfalls mit dynamisch variabler Einfallsrichtung, auf die Lichtmodulationsvorrichtung einstrahlen.
-
Unter den Begriff Lichtmodulationsvorrichtung sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedenfalls folgende Varianten zu verstehen:
- – ein segmentierter Planspiegel, wobei die gleichen oder unterschiedlichen Segmente einzeln oder in Gruppen über Verstellvorrichtungen verkippt, verdreht oder moduliert werden können;
- – das Gleiche mit einem nicht planen Reflexionsspiegel mit Reflexionssegmenten mit freiförmigen Oberflächen;
- – nur ein einzelnes Lichtmodulationselement, insbesondere DMD oder ein ähnliches Digitales Mikrospiegel Array oder LCoS (Liquid Chrystal on Silicon) ist vorhanden;
- – mehrere Lichtmodulationselemente sind nebeneinander platziert und werden gleichzeitig von zumindest einer Lichtquelle bestrahlt oder auch von mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Lichtquellen;
- – bei Vorliegen von mehreren gleichgerichteten oder auch nicht gleichgerichteten Lichtstrahlen können auch mehrere Lichtmodulationselemente gleichzeitig oder zeitlich versetzt beziehungsweise getaktet bestrahlt werden.
- – das Lichtmodulationselement ist in einer großen Spiegelfläche als spezielles Reflexionselement integriert, wobei beide gleichzeitig bestrahlt werden oder der Strahl wird abwechselnd auf die große Spiegelfläche und dann auf das Lichtmodulationselement fokussiert.
-
Der Unterschied zwischen einem Lichtmodulationselement, wie einem DMD oder einem LCoS, und einem regulären segmentierten oder nicht segmentierten Reflexionsspiegel ist die Größe der Spiegelsegmente sowie deren Ansteuerfrequenz: bei einem DMD oder LCos liegt die Fläche eines ansteuerbaren Spiegelsegments im Bereich zwischen 10 bis 25000 (µm)2, bei einer Spiegel-Kippfrequenz von typischerweise über 5 kHz und einem typischen Spiegelabstand, der die Größe eines Pixels definiert, von 4 bis 10 µm. Insgesamt sind mehrere Millionen derartiger Spiegelchen auf einem DMD-Chip implementiert, derzeit bis zu 8,8 Millionen. Die Diagonale eines DMD-Lichtmodulators von Texas Instruments liegt üblicherweise zwischen 0,3 Zoll und 0,9 Zoll. LCoS Lichtmodulatoren haben typischerweise eine Diagonale von ca. 0,7 Zoll. Die Flächen-Füllfaktoren liegen für beide Lichtmodulatoren (DMD, LCoS) typischerweise bei über 90 %, die Lichtreflektivitäten der Mikro-Spiegel bzw. LCoS-Pixel ebenfalls in dieser Größenordnung. Die DMD-Lichtmodulatoren besitzen Spiegelsegmente, die üblicherweise in einem Winkelbereich von 10° bis 12° verkippbar sind. LCoS-Lichtmodulatoren besitzen schaltbare, jedoch nicht verkippbare Flüssigkristallsegmente, die bei Anlegen einer elektrischen Spannung so ausgerichtet werden, dass Licht in der gewünschten Helligkeit reflektiert wird. DMD und LCoS sind lediglich zwei Beispiele von reflektiven Lichtmodulationselementen. Weitere Beispiele sind: MEMS (Micro Electro Mechanical System) und MOEMS (Micro Opto Mechanical System).
-
Bei einem regulärem Planspiegel kann die Größe eines reflektiven und individuell einstellbaren Teilsegmentspiegels aufgrund des damit verbundenen elektro-mechanischen Aufwands nicht beliebig fein ausgestaltet werden, sondern wird aus praktischen Gründen im Bereich von größer als 100 mm2 liegen bei einer Ansteuerfrequenz (Kippfrequenz) von wenigen Hertz bis zu wenigen Hundert Hertz.
-
Bevorzugt umfasst die Effektbeleuchtungsvorrichtung eine erste Verstellvorrichtung, um zumindest die Lichtmodulationsvorrichtung gegen die optische Achse des auf sie einfallenden Lichtstrahls zu verkippen. Die Verstellvorrichtung kann dabei insbesondere einen Motor oder einen Aktuator darstellen.
-
Besonders bevorzugt ist die Lichtmodulationsvorrichtung um die optische Achse des Lichtstrahls rotierbar gelagert. Auf diese Weise lässt sich eine Vielzahl weiterer Beleuchtungseffekte realisieren. Bei mehreren auf die Lichtmodulationsvorrichtung einfallenden Lichtstrahlen ist als Rotation dann die Drehung um den geometrischen Mittelpunktstrahl aller Strahlen zu verstehen, kann jedoch im allgemeinen Fall beliebig orientiert sein. Generell sind jedoch zwei unterschiedliche Arten von Rotation möglich: Wenn durch die Oberfläche der Lichtmodulationsvorrichtung, auf die der Lichtstrahl einfällt, ein Normalenvektor definiert ist, kann die Lichtmodulationsvorrichtung derart rotierbar gelagert sein, dass a) bei der Rotation der Normalenvektor unverändert beibehalten wird, oder b) bei der Rotation der Normalenvektor auf einer gedachten Kegelmantelfläche um den Lichtstrahl beziehungsweise den geometrischen Mittelpunktstrahl umläuft.
-
Während bei der Variante a) die Kippstellung quasi unverändert bleibt, das heißt die Rotierung um die eigene Achse der Lichtmodulationsvorrichtung einem Windrad ähnlich erfolgt, wird bei der Variante b) die gekippte Anordnung als Ganzes gedreht. Wie für den Fachmann offensichtlich, lassen sich dadurch unterschiedliche optische Effekte erzielen.
-
Um die entsprechenden Rotationen zu ermöglichen, weist die Effektbeleuchtungsvorrichtung mindestens eine zweite Verstellvorrichtung auf, um zumindest die Lichtmodulationsvorrichtung entsprechend Variante a) und/oder Variante b) zu rotieren. Die Verstellvorrichtungen können entweder als Motor oder als Aktuator ausgebildet sein.
-
Bevorzugt ist die Lichtmodulationsvorrichtung um die optische Achse des Lichtstrahls um mindestens 180°, insbesondere um 360°, rotierbar gelagert. Insbesondere bei einer rotierbaren Lagerung um 360° lassen sich kontinuierliche Rotations-Beleuchtungseffekte erzielen.
-
Der Lichtmodulationsvorrichtung kann eine Ansteuervorrichtung zugeordnet sein, die ausgelegt ist, die Lichtmodulationsvorrichtung zur Übertragung von Informationen im sichtbaren und/oder unsichtbaren spektralen Bereich anzusteuern. Unter Information ist die zeitliche Abstrahlung von beispielsweise amplituden- oder phasenmodulierten elektromagnetischen Strahlungspaketen mit Informationsgehalt zu verstehen, beispielsweise um mit peripheren Geräten oder Applikationen zu kommunizieren.
-
Die Ansteuervorrichtung ist bevorzugt ausgelegt, ihre Ansteuersignale kabellos oder kabelgebunden bereitzustellen.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Lichtmodulationsvorrichtung zumindest einen segmentierten Spiegel, wobei in diesem Spiegel die Segmente unabhängig voneinander verkippbar und/oder verdrehbar und/oder schaltbar sind. Auf diese Weise lässt sich eine nahezu unbegrenzte Vielzahl von Beleuchtungseffekten erzielen.
-
Die Lichtmodulationsvorrichtung kann, wie bereits erwähnt, als ein reflektives Mikrospiegel-Array, insbesondere als DMD oder LCoS oder als MEMS (Micro Electro Mechanical System) oder als MOEMS (Micro Opto Mechanical System) ausgebildet sein. Solche Lichtmodulationsvorrichtungen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt.
-
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Lichtmodulationsvorrichtung zumindest einen ersten und einen zweiten reflektiven Bereich umfasst, deren Einzelspiegelsegmentflächen sich um mindestens den Faktor 100, bevorzugt 1000, besonders bevorzugt 10.000, unterscheiden. Hierbei kann der größere reflektive Bereich andere Kippachsen aufweisen als der kleinere reflektive Bereich.
-
Weiterhin kann der erste reflektive Bereich gegenüber dem zweiten reflektiven Bereich zumindest teilweise fixiert oder teilweise beweglich gelagert sein.
-
Die Lichtquelle kann in einem ersten Gehäuse und die Auskoppelvorrichtung in einem zweiten Gehäuse angeordnet sein. Alternativ können Lichtquelle und Auskoppelvorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen Lichtquelle und Auskoppelvorrichtung verhältnismäßig groß realisiert werden soll, ist es bevorzugt, wenn Lichtquelle und Auskoppelvorrichtung in jeweils einem eigenen Gehäuse angeordnet sind, die nicht miteinander gekoppelt sind. Bei kleineren Abständen ist es vorteilhaft, sowohl Lichtquelle als auch Auskoppelvorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen, so dass eine besonders einfache Installation ermöglicht wird, da dann auf ein Justieren diese zwei Bauelemente am Einsatzort weitgehend verzichtet werden kann.
-
Die Lichtquelle kann mindestens eine Entladungslampe, eine LED (Light Emitting Diode), eine Laserstrahlenquelle und/oder eine LARP (Laser Activated Remote Phosphor) Lichtquelle umfassen. Die LARP Technologie wird beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2012 221 467 A1 sowie in der Druckschrift
DE 10 2010 039 683 A1 beschrieben. Als Entladungslampen können Xenon-Kurzbogenlampen (wie OSRAM XBO Lampen), Metall-Halogen-Lampen (wie OSRAM HMI, HTI und SharX Lampen), Quecksilberhöchstdrucklampen (wie OSRAM P-VIP und SIRIUS) und laserangeregte Plasmalampen zur Anwendung kommen. Die Lichtquelle kann die Lichtmodulationsvorrichtung in ihrer Gesamtheit ausleuchten oder nur Teilbereiche oder auch im Scan-Verfahren die Lichtmodulationsvorrichtung überstreichen. Die Lichtquellen können monochromes oder multichromes, insbesondere weißes, Licht abstrahlen. Die elektromagnetische Strahlung kann im ultravioletten und/oder im sichtbaren und/oder im infraroten Spektralbereich liegen. Die von einer Lichtquelle emittierte Strahlung kann sich in ihrer Intensität als auch in ihrem Spektrum als auch in ihrer Strahlform zeitlich verändern bzw. moduliert werden, beispielsweise durch die Verwendung von in den Strahlengang der Lichtquellen eingebrachten Farbfiltern (wie zum Beispiel Filterräder) und/oder Strahlformern (wie zum Beispiel Gobos oder Linsen). Dabei kann die Modulation und/oder zeitliche Abfolge der in den Strahlengang der Lichtquellen eingebrachten Farbfilter und/oder Strahlformern mit der Modulation der Lichtmodulationsvorrichtung korreliert sein. Die Lichtmodulationsvorrichtung kann von mehreren Lichtquellen auch unterschiedlicher Art gleichzeitig oder zeitlich getaktet beleuchtet werden.
-
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
-
Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung;
-
2 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Lichtmodulationsvorrichtung zur Verwendung in der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung; und
-
3 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung.
-
Im Nachfolgenden werden für gleiche und gleich wirkende Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Diese werden der Übersichtlichkeit halber nur einmal eingeführt. Weiterhin wird in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen die Lichtmodulationsvorrichtung in einer Bestückung mit einem DMD gezeigt. Wie für den Fachmann offensichtlich, können anstelle eines DMDs auch mehrere bzw. die weiter oben genannten Alternativen, einschließlich ebenfalls mehrerer davon, bzw. Kombinationen davon verwendet werden.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung 10. Diese umfasst ein Gehäuse 12, in dem eine Lichtquelle 14, insbesondere eine Entladungslampe mit einem nicht dargestellten Reflektor oder mindestens eine LED, beispielsweise des Modells OSRAM S32 Splitstar, oder eine LARP-Lichtquelle angeordnet sein kann. In dem Gehäuse 12 sind weiterhin Kollimations- und Strahlformungslinsen 16 in der optischen Achse A des von der Lichtquelle 14 abgegebenen Lichts angeordnet. Am Ausgang des Leuchtengehäuses 12 ist ein weiteres optisches Element 18, insbesondere eine Aperturblende, eine Linse oder ein Gobo angeordnet.
-
Über eine Aufhängung 20 ist eine Auskoppelvorrichtung 22 mit dem Gehäuse 12 verbunden, wobei die Auskoppelvorrichtung 22 eine Lichtmodulationsvorrichtung 24 umfasst, die über eine Halterung 26 mit einem an der Aufhängung 20 angeordneten Motor 28 gekoppelt ist. Die Lichtmodulationsvorrichtung 24 ist gegen die optische Achse A des auf sie einfallenden Lichtstrahls verkippbar gelagert. Zum Verkippen wird der Motor 28 entsprechend angesteuert, so dass die Halterung 26 um eine senkrecht zur Bildebene verlaufende Drehachse verkippt wird.
-
Wie deutlich zu erkennen ist, stellt die Lichtmodulationsvorrichtung 24 das letzte optische Element im optische Pfad innerhalb einer erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung 10 dar. Auf diese Weise müssen keine optischen Elemente, beispielsweise zur Strahlformung, bei einer Bewegung, insbesondere einem Schwenken, der Lichtmodulationsvorrichtung 24 mitbewegt werden. Dies resultiert in einer besonders hohen Dynamik.
-
Die Lichtmodulationsvorrichtung 24, die detaillierter in 2 dargestellt ist, umfasst einen DMD 30, der in eine mittige Aussparung eines Planspiegels 32 eingesetzt ist. Bei der in 1 dargestellten Variante einer erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung 10 ist die Lichtmodulationsvorrichtung 24 lediglich gegen die optische Achse A des von der Lichtquelle 14 abgegebenen Lichts verkippbar. Es kann jedoch in dem Gehäuse 12 auch ein optionaler Motor zur Rotation der Halterung 20 um die optische Achse A (oder eine dazu parallel verlaufende Achse), wie durch den Pfeil P angezeigt, vorgesehen werden.
-
Der DMD 30 kann eine Diagonale von 0,45 bis 0,9 Inch aufweisen. Die weiteren technischen Daten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sind folgende: 7,6 µm Micromirror Pitch, Tilt-Winkel +/–12°, Pixelanzahl 4160×2080 oder 2560×1600.
-
Mit Bezug auf die Darstellung in 2, kann die DMD-Spiegelfläche bündig sein zur Oberflächenerstreckung des Planspiegels 32. Anstelle eines, wie dargestellt, ebenen Spiegels 32 kann dieser auch gekrümmt, insbesondere konvex, konkav oder freiförmig sein. Die äußere Geometrie sowohl des DMD 30 als auch des Spiegels 32 kann ebenfalls freiförmig sein.
-
Das in 3 dargestellte Beispiel einer erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung 10 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten dadurch, dass es einen an der Halterung 20 angebrachten Motor 34 umfasst, mit dem die Lichtmodulationsvorrichtung 24 samt Halterung 26 und Motor 28 um die optische Achse A rotiert werden kann. Der Motor 28 ist demnach an der Drehachse des Motors 34 angebracht.
-
Alternativ kann die Drehachse des Motors 34 auch eine Achse darstellen, die parallel zur optischen Achse A verläuft.
-
Die Auskoppelvorrichtung 22 muss bei den in 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen von erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtungen 10 nicht am Leuchtengehäuse 12 zur Bildung quasi eines gemeinsamen Gehäuses angebracht sein; vielmehr kann sie auch entfernt vom Leuchtengehäuse 12 angebracht sein, d.h. Leuchte 12 und Auskoppelvorrichtung 22 sind nicht miteinander verbunden, jedoch mit Achsrichtung des Motors 34 bevorzugt in Richtung der optischen Achse A des Leuchtengehäuses 12.
-
Die elektrischen Zuleitungen zu den Motoren 28 und 34 sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Ebenso sind die Stromzuführungen und Datenleitungen zum DMD 30 nicht dargestellt. Die letztgenannte Datenleitung kann beispielsweise eine DMX-Leitung sein, an welcher die Effektbeleuchtungsvorrichtung 10 angeschlossen ist.
-
Um eine Abschattung durch die Halterung 20 zu vermeiden, kann diese entweder optisch transparent ausgeführt werden, beispielsweise aus Makrolon, oder sie kann um die optische Achse A drehbar sein beziehungsweise synchron mit der Lichtmodulationsvorrichtung 24 mitrotiert werden.
-
Bei Verwendung eines DMD 30 in der Lichtmodulationsvorrichtung 24 wird der Lichtstrahl auf dieses DMD 30 fokussiert, entweder auf die ganze Fläche oder auf Teilflächen, oder er wird flächendeckend als paralleler Strahl projiziert. Bei einer Strahlaufweitung fällt der Strahl auch auf die Spiegelfläche 32. Dabei kann das DMD 30 im Ruhezustand sein oder auch aktiv angesteuert werden.
-
Der Spiegel 32 und das DMD 30 sind miteinander verbunden und bewegen sich dadurch synchron. In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind beide entkoppelt, insbesondere ist dabei das DMD 30 in einer Aussparung des Reflektorspiegels 32 angeordnet, so dass die Kippbewegung des DMD 32 unabhängig von der Stellung des Reflexionsspiegels 32 erfolgen kann, beide jedoch immer noch gemeinsam, insbesondere um die optische Achse A, gedreht werden können.
-
Alle Stelleinheiten 28, 30, 34, insbesondere alle Lichtmodulationsvorrichtungen, können ihre Ansteuersignale auch per Funk erhalten. Dazu besitzen alle Stelleinheiten 28, 30, 34, insbesondere alle Lichtmodulationsvorrichtungen, einen nicht dargestellten Empfänger oder einen Datenspeicher sowie eine entsprechende Ansteuervorrichtung für die Ansteuerung der Stellmotoren beziehungsweise der DMD-Aktoren.
-
Zur Funktionsweise:
-
Bei einer erfindungsgemäßen Effektbeleuchtungsvorrichtung 10 wird ein schräg gestelltes DMD 30 in den Lichtstrahl einer Lichtquelle 14 eingebracht und gegen den Lichtkegel ansteuerbar verkippt (1D oder 2D). Optional kann um die optische Achse A des Lichtkegels ansteuerbar gedreht werden, insbesondere eine 360° Volldrehung.
-
Bei feststehenden DMD-Spiegeln wirkt der DMD 30 wie eine Spiegelfläche mit Füllfaktoren über 90%.
-
Bei bewegten Mikrospiegeln kann der Lichtkegel lokal in seiner Auskoppelrichtung und -intensität variiert werden. Dazu werden die einzelnen Spiegelelemente mit (modulierten) Steuersignalen versorgt und von Aktoren, beispielsweise Piezoaktoren oder elektromechanische Stellglieder, entsprechend angetrieben.
-
Bei Verwendung eines LCoS-Lichtmodulators kann lediglich die Pixel-aufgelöste Intensität der reflektierten Strahlung moduliert werden, nicht jedoch die Abstrahlrichtung.
-
Die Steuersignale können mit weiteren optischen Elementen, die in den Strahlengang des auf die Lichtmodulationsvorrichtung einfallenden Lichtstrahls eingebracht werden, insbesondere Farbfilter, Gobos und Linsen gekoppelt sein, so dass je nach eingebrachtem optischen Element entsprechende Steuersignale an das DMD 30 gegeben werden können. Somit kann der Lichtkegel in seiner Abstrahlform und/oder seiner Größe sowie seiner richtungsabhängigen Intensität variiert werden.
-
Die Reflektor-Spiegelfläche 32 kann in Teilsegmente, insbesondere quadratisch, rechteckig, polygon, elliptisch, rund, freiförmig strukturiert sein und über Aktuatoren beweglich beziehungsweise verkippbar sein.
-
In die Spiegelfläche 32 kann/können zentral oder aber auch außermittig ein oder mehrere DMDs eingesetzt sein, so dass die Spiegelflächen des Spiegels 32 und des DMD 30 im Normalzustand in einer Ebene liegen oder optional in verschiedenen Ebenen. Die Mikrospiegel des DMDs 30 können auch mit deutlich größeren Flächen anstelle der oben erwähnten ausgeführt werden, da eine hohe Bildauflösung im Rahmen der vorliegenden Beleuchtungszwecke nicht immer benötigt wird.
-
Durch die Modulation können auch optische Informationen im sichtbaren wie auch im nicht sichtbaren spektralen Bereich im Lichtkegel der Lichtquelle 14 übertragen werden, beispielsweise zur Signalübertragung an andere Geräte, insbesondere an Mobiltelefone per installierter App oder Sensoren.
-
DMD 30 und Reflektorspiegel 32 können als eine Einheit ausgeführt sein, die sich gemeinsam bewegt (tilt und pan).
-
Die Strahlformung erfolgt durch eine dem Spiegel 32 bzw. DMD 30 vorgelagerte Optik 16, 18. Dem Spiegel 33 und dem DMD 30 ist keine Optik nachgelagert. Die bereits erwähnten Lichtquellen 14 können optional auch moduliertes Licht abgeben.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0643257 B1 [0002]
- EP 1211545 B1 [0003, 0005]
- DE 102012221467 A1 [0022]
- DE 102010039683 A1 [0022]
