DE1804981A1 - Scheinwerferoptik - Google Patents

Description

• Scheinwerferoptik Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferoptik für Bühnenbeleuchtungszwecke, mit einem Objektiv und einem diesem zugeordneten, aus einer Lichtquelle, einem Reflektor und mindestens einer Linse bestehenden optischen System, das in der optischen Achse relativ zum Objektiv verstellbar ist.
• Die bekannten, mit einer Optik ausgestatteten Bühnenbeleuchtungsscheinwerfer können die Variation des Nutzstreuwinkels auf zwei verschiedene Arten erreichen.
• a) Durch eine Blende, deren Durchmesser sich verändern lasse, d.h. das Blendenbild ist für die Strahlenbegrenzung wirksam.
• Diese Möglichkeit der Veränderung des Nutzstreuwinkels hat den Nachteil, dass sich bei einer Verkleinerung des Blendendurchmessers der Nutzlichtstrom stark verringert. Aus diesem Grunde werden solche Scheinwerfer mit ausserordentlich leistungsstarken Lichtquellen ausgestattet. Hierdurch müssen natürlich auch entsprechend hohe Betriebstemperaturen in Kauf genommen werden.
• Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist, dass bei Veränderung des Blendendurchmessers der Lichtkreisrand auf der Auffangebene unscharf wird und farbige Stellen aufweist. Diese beiden letztgenannten Nachteile lassen sich nur durch eine hochwertige, teure Optik oder durch ein jeweiliges Verschieben der Objektivlinse oder der Blende in der objektiven Achse vermeiden.
• b) Relativbewegung einer Lampe mit dahinter angebrachtem Spiegel gegen eine Sammellinse.
• Um einen hohen Nutzlichtstrom zu erhalten, ist es notwendig, den Linsendurchmesser gross zu machen. Dies bedingt eine teure Linse. Ausserdem hat die erwähnte Anordnung den Nachteil, dass die ausgeleuchtete Fläche nicht mehr Unbund ist, sondern farbige Stellen aufweist. Hinzu kommt, dass die Beleuchtungsstärke an jedem Flächenelement verschieden gross ist. Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass sich der Nutzlichtstrom bei jeder Relativstellung der Lampe zur Linse stark ändert.
• Von diesen Nachteilen schafft die Erfindung Abhilfe. Bei der Scheinwerferoptik der eingangs erwähnten Art ist das Objektiv stationär und das optische System zu dieser Linse stufenlos verstellbar. Die Optik ermöglicht eine stufenlose Veränderung des Nutzstreuwinkels ohne Verwendung einer Irisblende durch Verstellen des optischen Systems in der optischen Achse relativ zum feststehenden Objektiv. Die Erfindung gewährleistet bei einer richtigen Dimensionierung des optischen Systems bei jeder Einstellung der Optik nahezu ein Optimum des Nutzlichtstromes. Die ausgeleuchtete Fläche zeichnet sich durch eine gleichmässige Beleuchtungsstärke an jedem Flächenelement und ausserdem dadurch aus, dass sowohl am Rand wie innerhalb des ausgeleuchteten Lichtkreises eine nahezu farbliche Gleichmässigkeit und Unbundheit herrscht. Dadurch, dass bei jeder Einstellung der Optik nahezu ein Optimum des Nutzlicht-8troges vom Scheinwerfer ausgestzahlt wird, können Lichtquellen mit relativ niedriger Leistungsaufnahme Verwendung finden. Zum Einbau in die Optik eignen sich vorteilhaft Halogen-Glühlampen oder Kurzbogen-Gasentladungslampen.
• Die Erfindung bietet die Möglichkeit, je nach Dimensionierung der optischen Bauelemente, bei jeder Stellung des optischen Systems relativ zum Objektiv, entweder eine Scharfzeichnung oder eine Weichzeichnung des Lichtkreisrandes, im Bereich einer bestimmten Nutzstreuwinkelvariation, zu erhalten.
• Gemäss der Erfindung kann das optische System verschiedenartig ausgebildet sein. Es kann beispielsweise eine einzige bikonvexe Linse aufweisen, die im Vergleich zum Objektiv eine relativ kurze Brennweite hat. Des weiteren ist es möglich, das optische System mit zwei Samellinsen auszustatten. Beide Sammellinsen können dabei bikonvex oder plankonvex sein, wobei im letzteren Falle mindestens dE Linsentläche der einen Linse asphärisch auszubilden ist. Ferner kann die eine Linse bikonvex und die andere Linse plankonvex ausgebildet sein. Des weiteren kann den beiden Sammellinsen, die einen kondensor bilden, eine dritte Sammellinse vorgeschaltet sein.
• Hierbei können entweder alle Linsen Sajitmellinsen oder nur zwei Linsen als Sam.ellinsen und eine Lin@s als Zerstreuungslinse ausgebildet sein. Diese Sonstruktion ermöglicht dabei eine weitere indem vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, frischen der ersten, der Lichtquelle vorgeschalteten Sammüllinse und dem Objektiv in eine Abbildungsebene ein transparentller Gegenstand und/oder eine beliebig geforute Objektfeldbiende einschaltbar ist. In zwei Stellungen des optischen Sytems relativ zum Objektiv lässt sich dabei der Gegenstand bzw. die Objektfeldblende auf der Auffangebene mit scharfen und zwischen diesen Stellungen mit beliebig unscharfen Konturen abbilden. Die scharfe bzw. mehr oder weniger unscharfe Abbildung lässt sich aber auch dadurch stande bringen, dass die Relativstellung zwischen Objektiv und optischem System erhalten bleibt und die Abbildungsebene in der optischenAchse verstellbar ist.
• Bei einer bevorzugten AusrUhrungarorm der Scheinwerferoptik ist der der Lichtquelle zugeordnete Reflektor als sphärischer Hohl-Spiegel aussgebildet. Schliesslich wird vorgeschlagen, das Objektiv einlinsig auszubilden und hierzu eine plankonvexe Linse zu verwenden.
• In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Scheinwerferoptik dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Scheinwerferoptik, Pig. 2 eine Draufsicht auf die Scheinwerferoptik.
• Das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine stationäre Objektivlinse lo aur, die in. einem Linsenträger 12 gefasst ist. Dieser stationäre Objektivlinse ist das als Ganzes mit 14 bezeichnete optische System zugeordnet. Dasselbe weist eine vorzugsweise in Form einer Halogen-Gldhlampe ausgebildete Lichtquelle 16 auf, die in einer Fassung 18 eines Haltors 20 angeordnet ist. Hinter der Lichtquelle ist ein als Hohlspiegel ausgebildeter Reflektor 22 angeordnet, der in einer Tr§-Nerpiatte 24 gehalten ist. Dem Reflektor gegenüber ist ein zwei Sammellinsen 26,28 aufweisender Kondensor vorgesehen, dem eine weitere Sammellinse nachgeordnet ist. Dise Linsen sind in drei gleichartigen Trägerplatten 32 gelagert. Sämtliche Linsen sind plankonvex ausgebildet. Das durch die vorbeschriebenen Teile gebildete optische System ist relativ zur Objektivlinse stufenlos verstellbar und feststellbar. Zu diesem Zweck ist dasselbe in einem Gestell angeordnet das im Abstand voneinander zwei Führungsstangen 34,36 aufweist, die mit ihren Enden in gemeinsamen Halteplatten bzw. Gehäuseteilen eines Scheinwerfers 38,4o gehalten sind. Auf diesen Führungsstangen ist jeweils eine Schiebehülse 42 bzw. 44 verschiebbar angeordnet. Auf diesen-SchiebehUlsen sind Träger 20,24 der Lichtquelle und des Reflektors sowie die Träger 32 für die Linsen in einem vorbestimmten Abstand voneinwander betestigt. Damit bilden diese Schiebehülsen zusammen mit den einzelnen Trägern einen Schlitten, der relativ zur Objektiv linse 1o''verstellbar ist. Mit Hilfe einer in einer GewindefUhrung 46-der Schiebehalse 42 angeordneten Stellschraube 48 ist der Schlitten in jeder beliebigenStellung auf der optischen Bank feststellbar. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, berindet sich zwischen der zweiten und dritten Linse 28 bzw. 3o ein grösserer Abstand, und in diesem Zwischenraum können transparente Gegenstände eingebracht werden, die auf die beleuchtete Fläche projiziert werden sollen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind am Träger 32 in der Ebene der Fffhrungsstangen 34,36 jeweils ein Drehmagnet 50 bzw. 52 befestigt, aur deren Schwenkwelle beispielsweise jeweils ein Farbfilter 54 bzw. 56 drehfest angeordnet ist.
• Durch Einschalten der Drehmagneten können diese transparenten Gegenstände oder objektfeldblenden einzeln oder gemeinsam zur Abbildung b zw. Durchstrahlung eingeschwenkt werden.

Claims (10)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Scheinwerferoptik ftlr Bühnenbeleuchtungszwecke, mit einem Objektiv und einem diesem zugeordneten, aus einer Lichtquelle, einem Reflektor und mindestens einer Linse bestehenden. optischen System, die in der optischen Achse relativ zueinander verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (10) stationär und das optische System (t4) zum Objektiv stufenlos verstellbar ist.

2. Soheinwerferoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (16) eine Halogen-GlUh- oder Kurzbogen-Gasentladungslampe dient.

3. 8cheinwerferoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (14) eine einzige bikonvexe Linse (-) aufweist.

4. Scheinwerferoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (14) zwei Sammellinsen (26, 28) aufweist.

5. Scheinwe,rferoptik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Samiellinsen (-) bikonvex sind.

6. Scheinwerferoptik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Samxellinsen (26, 28) plankonvex sind und mindestens die eine asphärisch ausgebildet ist.

7. Hcheinverferoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Sammellinsen (26, 28), die einen Kondensor bilden, eine dritte Sammellinse (30) torgesobaltet ist.

8. Scheinwerferoptlk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten, der Lichtquelle (16) vorgeschalteten Sammellinse (26) und dem Objektiv (10) in eine Abbildungsebene ein transparenter Gegenstand (54 bzw. 56) und/oder eine beliebig geformte Objektfeldblende (-) einschaltbar ist.

9. Scheinwerferoptik nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsebene in der optischen Achse verstellbar ist.

10. Scheinwerferoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (22) als asphärischer Hohlspiegel ausgebildet ist.

II. Scheinwerferoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (10) einlinsig ist und aus einer plankonvexen Linse besteht.