DE202011000481U1

DE202011000481U1 - Projektionsscheinwerfer

Info

Publication number: DE202011000481U1
Application number: DE202011000481U
Authority: DE
Original assignee: JB LIGHTING LICHTANLAGENTECHNIK GmbH; JB-LIGHTING LICHTANLAGENTECHNIK GmbH
Current assignee: JB LIGHTING LICHTANLAGENTECHNIK GmbH; JB-LIGHTING LICHTANLAGENTECHNIK GmbH
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2021-03-04

Abstract

Projektionsscheinwerfer, insbesondere mit um wenigstens eine Achse schwenkbaren Scheinwerferkopf mit einer Lichtquelle, einer Bündeloptik, einer Projektionsoptik und einer zwischen Bündeloptik und Projektionsoptik eingefügten, innerhalb einer Blendenfläche flächig strukturierten Blende, wobei die Lichtquelle in einer quer zur optischen Achse (AO) der Bündeloptik (BO) verlaufenden Fläche eine Leuchtdiodenanordnung mit wenigstens einer Leuchtdiode enthält.

Description

Die Erfindung betrifft einen Projektionsscheinwerfer.
Projektionsscheinwerfer für szenische Beleuchtungen mit Projektionen von Mustern sind insbesondere als sogenannte Moving Heads bekannt, bei welchen ein Scheinwerferkopf durch Verschwenken um wenigstens eine, typischerweise zwei Schwenkachsen richtungsveränderlich ausrichtbar ist. Zur Projektion eines Musters ist es dabei gebräuchlich, eine Blende in den Strahlengang vor einer Projektionsoptik einzugeben. Die Blende ist innerhalb einer Blendenfläche mit dem zu projizierenden Muster flächig strukturiert und kann insbesondere als eine Glasscheibe mit einer intransparenten strukturierten Beschichtung ausgeführt sein. Solche Blenden werden auch als Gobos bezeichnet. Eine auf der der Projektionsoptik abgewandten Seite der Blende angeordnete Bündeloptik leuchtet die Blendenfläche mit Licht einer Lichtquelle aus. Die Lichtquelle ist typischerweise als ein annähernd punktförmiger Weißlichtstrahler in Form einer Glühlampe ausgeführt. Eine farbige Projektion kann durch Verwendung einer eingefärbten Glasscheibe als Farbfilter im Strahlengang erzielt werden. Auf der der Bündeloptik abgewandten Seite der Lichtquelle ist typischerweise ein Hohlspiegel angeordnet, um möglichst viel Licht in die Bündeloptik und auf die Blende zu leiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Projektionsscheinwerfer weiter zu verbessern.
Die Erfindung ist im unabhängigen Anspruch beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Der Einsatz von Leuchtdioden vermindert vorteilhafterweise die als Wärme abzuführende Verlustleistung der Lichtquelle durch die höhere prozentuale Lichtausbeute von Leuchtdioden gegenüber Glühlampen. Insbesondere bei Einsatz von mehreren Leuchtdioden wenigstens zweier Emissionsfarben sind für farbige Projektionen durch die variable Steuerbarkeit der Lichtbeiträge in den einzelnen Emissionsfarben keine Farbfilter erforderlich, so dass die Lichtquelle im wesentlichen ausschließlich die für die Projektion benötigte Lichtleistung liefert.
Die mehreren nebeneinander angeordneten Leuchtdioden sind vorteilhafterweise so positioniert, dass die Lichtkegel aller Leuchtdioden innerhalb der den Leuchtdioden zugewandten Eintrittsfläche der Bündeloptik auf diese treffen. Vorteilhafterweise sind die mehreren Leuchtdioden um nicht mehr als 40%, insbesondere nicht mehr als 30% der Brennweite der Bündeloptik voneinander beabstandet. Vorteilhafterweise sind die mehreren Leuchtdioden nahe bei der optischen Achse der Bündeloptik und nicht mehr als 20%, insbesondere nicht mehr als 15% der Brennweite der Bündeloptik von deren optischer Achse beabstandet. Die mehreren Leuchtdioden können auch in einem gemeinsamen Gehäuse miteinander verbunden sein. Die Leuchtdioden können integrierte Reflektoren und/oder integrierte Sammellinsen oder aufgesetzte solche Elemente enthalten, welche den Öffnungswinkel des Lichtkegels des abgestrahlten Lichts verringern.
Vorteilhafterweise enthält die Leuchtdiodenanordnung wenigstens jeweils eine Diode von drei verschiedenen Emissionsfarben, vorzugsweise von den Emissionsfarben rot, grün und blau. In vorteilhafter Weiterbildung kann zusätzlich wenigstens eine Leuchtdiode mit weißer Lichtemission in der Leuchtdiodenanordnung enthalten sein. Die Leuchtdiodenanordnung kann auch nur eine oder mehrere weiß emittierende Leuchtdioden enthalten.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung von Scheinwerferkomponenten,
2 eine Flächenanordnung von Leuchtdioden.
1 zeigt in schematischer Seitenansicht optische Komponenten und Strahlenverläufe in einem erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfer. Eine Lichtquelle ist durch mehrere Leuchtdioden D1, D2 (und D3, D4 wie in 2 dargestellt) gebildet, welche Licht als Lichtkegel K1 bzw. K2 in Richtung einer Bündeloptik BO abstrahlen. Die Leuchtdioden sind vorteilhafterweise auf einem gemeinsamen Träger DT angeordnet, welcher auch zugleich eine Schaltungsplatine mit den elektrischen Anschlüssen für die Dioden bilden kann. Der Träger DT verläuft vorzugsweise eben in einer zur optischen Achse OA der Bündeloptik senkrecht stehenden Trägerebene.
2 zeigt den Diodenträger DT mit einer Anordnung von vier Dioden D1, D2, D3, D4 in regelmäßiger Gruppierung um die optische Achse OA mit Blickrichtung von der Linse B1 der Bündeloptik BO in Richtung der optischen Achse OA auf die Leuchtdiodenanordnung. Der größte gegenseitige Abstand der Mittelpunkt von Leuchtdioden ist für die Dioden D1 und D3 mit RD bezeichnet. Der Abstand der Mittelpunkte der Leuchtdioden von der optischen Achse OA ist mit RA angegeben.
Die Anordnung der Dioden bezüglich der Eintrittsfläche der Linse B1 der Bündeloptik BO ist unter Berücksichtigung der Öffnungswinkel WO der Lichtkegel der Leuchtdioden vorteilhafterweise so gewählt, dass alle Lichtkegel vollständig auf die der Leuchtdiodenanordnung zuweisende Eintrittsfläche der Linse B1 fallen.
Die in Lichtausbreitungsrichtung erste Linse B1 der Bündeloptik BO bündelt das mit Öffnungswinkeln WO der Lichtkegel stark divergierende Licht der verschiedenen Leuchtdioden in einen Verlauf mit gegenüber den Öffnungswinkeln WO geringer Divergenz oder Konvergenz. Eine weitere Linse B2 der Bündeloptik BO bewirkt eine erneute Strahlumformung zu einem konvergierenden Lichtstrahl in Richtung der Projektionsoptik PO. Zwischen der Bündeloptik BO und der Projektionsoptik PO ist, vorzugsweise in der Nähe der Bündeloptik BO, eine Blende BL eingefügt, welche von dem die Bündeloptik BO verlassenden Lichtstrahl beaufschlagt eine flächig strukturierte Blendenfläche BF besitzt. Für die Blendenfläche sei eine maximale Ausdehnung innerhalb eines Rahmens BR der Blende BL angenommen. Die Querausdehnung, des Lichtstrahls von der Bündeloptik BO her ist vorteilhafterweise um ein geringes Maß größer als die maximale Querausdehnung der Blendenfläche, so dass ungleichmäßige Ausleuchtungen im Randbereich des die Bündeloptik BO verlassenden Strahls an dem Blendenrahmen BR ausgeblendet werden.
Für die Lichtausbreitung sind in 1 ab der ersten Linse B1 der Bündeloptik mit unterbrochenen Linien nur ungefähre einhüllenden Verläufe dargestellt. Die Teil-Lichtbeiträge der mehreren Dioden überdecken sich weitgehend quer zur optischen Achse OA, verlaufen aber nicht exakt gleich. Durch konzentrierte Anordnung der Leuchtdioden D1 bis D4 nahe bei der optischen Achse OA können gegenseitige Divergenzen der von den einzelnen Leuchtdioden abgegebenen Lichtbeiträge vorteilhafterweise gering gehalten werden. Für den Aufbau des optischen Systems des Projektionsscheinwerfers kann dann weitgehend auf von annähernd punktförmigen Glühlampen her gebräuchliche Linsenzusammenstellungen zurück gegriffen werden. Vorteilhafterweise beträgt der maximale gegenseitige Abstand von Leuchtdioden höchstens 40%, insbesondere höchstens 30% der Brennweite der Bündeloptik BO, welche typischerweise primär durch die erste Linse B1 bestimmt ist. Der Abstand RA einzelner Leuchtdioden von der optischen Achse OA beträgt vorteilhafterweise höchstens 20%, insbesondere höchstens 15% der Brennweite der Bündeloptik BO. Im skizzierten Beispielsfall mit regelmäßiger Anordnung von vier Leuchtdioden um die optische Achse ist RD = 2RA.
Die Leuchtdiodenanordnung enthält Leuchtdioden unterschiedlicher Emissionsfarbe. Vorteilhafterweise sind wenigstens drei unterschiedliche Emissionsfarben in der Leuchtdiodenanordnung vertreten. Beispielsweise sei angenommen, dass die Leuchtdiode D1 rotes Licht, die Leuchtdiode D2 grünes Licht und die Leuchtdiode D3 blaues Licht abgebe. Zusätzlich kann in vorteilhafter Weiterbildung vorgesehen sein, dass eine Leuchtdiode, beispielsweise die Leuchtdiode D4 in 2, eine weiße Lichtemission aufweise. Durch die weitgehende Überlappung der Lichtbeiträge von den verschieden farbigen Leuchtdioden am Ort der Blende BL ergibt sich auch bei Farbmischungen unter Beteiligung mehrerer unterschiedlicher Farbemissionen eine farblich gleichmäßige Ausleuchtung der Blendenfläche und daraus resultierend eine farblich gleichmäßige Projektion durch den Scheinwerfer.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.

Claims

Projektionsscheinwerfer, insbesondere mit um wenigstens eine Achse schwenkbaren Scheinwerferkopf mit einer Lichtquelle, einer Bündeloptik, einer Projektionsoptik und einer zwischen Bündeloptik und Projektionsoptik eingefügten, innerhalb einer Blendenfläche flächig strukturierten Blende, wobei die Lichtquelle in einer quer zur optischen Achse (AO) der Bündeloptik (BO) verlaufenden Fläche eine Leuchtdiodenanordnung mit wenigstens einer Leuchtdiode enthält.
Projektionsscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiodenanordnung mehrere Leuchtdioden (D1, D2, D3, D4) wenigstens zweier verschiedener Emissionsfarben enthält, welch ein der Fläche gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Projektionsscheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Leuchtdioden (D1, D2, D3, D4) in einer ebenen Fläche angeordnet sind.
Projektionsscheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptstrahlrichtungen aller Leuchtdioden (D1, D2, D3, D4) parallel verlaufen.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (RA) der mehreren Leuchtdioden von der optischen Achse (OA) der Bündeloptik nicht mehr als 20%, insbesondere nicht mehr als 15% der Brennweite der Bündeloptik betragen.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenseitigen Abstände (RD) von Leuchtdioden (D1, D3) nicht mehr als 40%, insbesondere nicht mehr als 30% der Brennweite der Bündeloptik (BO) betragen.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Leuchtdioden in wenigstens drei verschiedenen Emissionsfarben vorgesehen sind.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiodenanordnung wenigstens eine Leuchtdiode mit weißer Lichtemission enthält.