DE2150341B2 - Stage spotlight with sharply defined beam - has white light laser for greater intensity - Google Patents

Stage spotlight with sharply defined beam - has white light laser for greater intensity

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DE2150341B2 DE19712150341 DE2150341A DE2150341B2 DE 2150341 B2 DE2150341 B2 DE 2150341B2 DE 19712150341 DE19712150341 DE 19712150341 DE 2150341 A DE2150341 A DE 2150341A DE 2150341 B2 DE2150341 B2 DE 2150341B2
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Abstract

Stage spotlight with sharply defined beam comprises a white-light laser (1) for greater light intensity. The beam may be pivoted vertically by a rotatably mirror (3), a light conductor which is guided along a rigid arcuate path, or a combination of both disposed in the path of the beam. Also disposed in the path of the beam may be a telescopic system with a zoom lens (7, 8) with a revolving scatter plate (11) for blurring coherence of the laser light, and a photodetector (13) for measuring light intensity connected via a control unit to an intensity adjuster (4). Colour selective filters can be introduced into the beam to change the colour valve.

Description

6060

Die Erfindung betrifft einen scharf begrenzenden Scheinwerfer, (Konturenscheinwerfer), insbesondere zur gezielten Personenbeleuchtung auf Bühnen.The invention relates to a sharply delimiting headlight (contour headlight), in particular for targeted lighting of people on stages.

Bisher werden auf Spielbühnen bei der gezielten Personenbeleuchtung mit Verfolgerscheinwerfern Scheinwerferanordnungen ausgewählt, die als Beleuchtungsquellen beispielsweise Xenon-Kurzbogen-Lampen aufweisen. Solche Lichtquellen haben eine flächenhafte Ausdehnung, die keine scharfe Strahlbündelung zuläßt. Die Folge davon ist, daß neben dem Scheinwerferlichtbündel nicht gerichtetes Streulicht auftritt.So far, people have been specifically illuminated with pursuit lights on play stages Headlight arrangements selected as lighting sources, for example xenon short-arc lamps exhibit. Such light sources have a two-dimensional extent that does not have a sharp bundling of rays allows. The consequence of this is that not directed scattered light next to the headlight beam occurs.

Aus der DAS 18 04 980 ist ein Scheinwcfer für Bühnenbeleuchtungszwecke mit eineem Aufbau bekannt, durch weichen der Abstand zwischen einer Lichtquelle und einem Linsensystem exakt entlang der optischen Achse verstellbar ist. Dadurch wird eine variable Fokussierung der ausgesandten Lichtstrahlen unter Abschwiichung von Lichtverlusten und Verzeichnungen an den Rändern des Lichtkreises ermöglicht.From DAS 18 04 980 a headlight for stage lighting purposes with a structure is known, through this, the distance between a light source and a lens system is exactly along the optical axis is adjustable. This enables a variable focusing of the emitted light beams with a reduction in light losses and distortions at the edges of the circle of light enables.

Wegen der Verwendung von Halogenglüh- oder Gasentladungslampen mit nicht kreissymmetrischen Emissionsflächen als Lichtquellen tritt dort jedoch unerwünschtes Streulicht auf.Because of the use of halogen incandescent or gas discharge lamps with non-circular symmetry However, unwanted scattered light occurs there as light sources.

Ein Bühnenbeleuchtungs-Scheinwerfer mit einer praktisch punktfurmigen Emissionsfläche der Lichtquelle ist in einem in ETZ-B Bd. 22, Nr. 21, 1970, S. 501 abgedruckten Aufsatz beschrieben. Dieser Scheinwerfer, der einen Laseroszillator enthält, drent jedoch nicht der gezielten Personenbeleuchtung, sondern projeziert auf die ganze Größe eines Bühnenbilder eine Vielzahl stehender oder bewegter Farbfiguren. Dies wird durch einen im Strahlengang des Laserlichtes angeordneten Streukörner bewirkt, welcher das Laserlicht unregelmäßig nach allen Seiten auswe;tet.A stage lighting headlamp with a practically point-like emission surface of the light source is described in an article printed in ETZ-Bd. 22, No. 21, 1970, p. 501. However, this spotlight, which contains a laser oscillator , is not intended for targeted lighting of people, but projects a large number of standing or moving color figures onto the entire size of a stage setting. This is caused by a scattering grain arranged in the beam path of the laser light, which deflects the laser light irregularly on all sides ; tet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Scheinwerfer mit scharfer Begrenzung seines Lichtbündels (Konturenscheinwerfer) vorzuschlagen, bei dem eine noch schärfere Strahlbündelung möglich ist.The object of the invention is to provide a headlight with a sharp delimitation of its light beam (contour headlight) to propose, in which an even sharper beam bundling is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Lichtquelle ein Weißlichtlaser verwendet wird. In jüngster Zeit sind stetig arbeitende Weißlichtlaser mit ausreichender Intensität entwickelt worden, beispielsweise Gaslaser, die bei Betrieb auf mehreren Linien arbeiten und als Überlagerung aus allen Farbanteilen weißes Licht ergeben.According to the invention, this object is achieved in that a white light laser is used as the light source will. Recently, continuously operating white light lasers with sufficient intensity have been developed have been, for example, gas lasers that work on multiple lines when operated and as a superposition give white light to all color components.

Da Gaslaser vertikal nicht um größere Winkel gekippt werden sollen, ist zum vertikalen Schwenken des Lichtbündels insbesondere ein drehbarer Spiegel, ein Lichtleiter, der über einen starren Kreisbogen geführt ist, oder eine Kombination von Spiegel und Lichtleiter im Strahlengang hinter dem Laseroszillator angeordnet.Since gas lasers should not be tilted vertically through larger angles, they should be pivoted vertically of the light beam in particular a rotatable mirror, a light guide, which over a rigid circular arc is guided, or a combination of mirror and light guide in the beam path behind the laser oscillator arranged.

Als Lichtleiter wird man vorzugsweise ein Faserbündel mit nach außen abnehmendem Brechwert verwenden, bei dem keine Reflexionsverluste auftreten können, da sich die Lichtwelle im Kern der Fasern ausbreitet.A fiber bundle with an outwardly decreasing refractive index is preferably used as the light guide where no reflection losses can occur, since the light wave is in the core of the Fibers spreading.

Zur variablen Aufweitung des Lichtbündels ist im Strahlengang insbesondere ein teleskopisches System mit einem Zoom angeordnet. Dieses teleskopische System kann aus zwei Linsen bestehen, die hintereinander angeordnet sind und beispielsweise ihre zwischen den Linsen liegenden Brennpunkte an der gleichen Stelle haben.For the variable expansion of the light beam, there is in particular a telescopic system in the beam path arranged with a zoom. This telescopic system can consist of two lenses, one behind the other are arranged and, for example, their focal points lying between the lenses on the same place.

An dieser Stelle wird dem teleskopischen System eine drehbare Streuscheibe zur Zerstörung der Kohärenz des Laserlichtes beigefügt. Wird eine solche Streuscheibe fortwährend bewegt, so werden die ohne diese bewegte Streuscheibe vorhandenen Interferenzfiguren zeitlich ausgemittelt. Durch Verschiebung der beiden Linsen des teleskopischen Systems gegeneinander kann der Strahldurchmesser stetig verändert werden. Es sind Mittel vorgegeben,At this point the telescopic system uses a rotatable diffuser to destroy the Added coherence of the laser light. If such a diffuser is continuously moved, then the interference figures present without this moving lens are averaged over time. By shifting of the two lenses of the telescopic system against each other can determine the beam diameter are constantly changing. Means are given

die einen minimalen Strahlquerschnitt des Strahlen- meinsamen Brennpunkt 10 der beiden Linsen einethe one minimal beam cross section of the beam common focal point 10 of the two lenses

bündeis durch Fokussierung nicht zu unterschreiten bewegte Streuscheibe 11 angeordnet, welche um eineBündeis by focusing not to fall below moving lens 11 arranged, which around a

erlauben. Achse 12 fortwährend gedreht wird und dadurchallow. Axis 12 is continuously rotated and thereby

Zur Messung der Strahlintensität ist insbesondere bewirkt, daß keine feststehenden InterferenzfigurenIn order to measure the beam intensity, there is a particular effect that there are no fixed interference patterns

hinter der teleskopischen Anordnung ein Photo- 5 erzeugt sondern verwicht werden,behind the telescopic arrangement a photo 5 is generated but weighted,

detektor angeordnet, der elektrisch sowohl mit dem Im Strahlengang hinter dem teleskopischeti SystemDetector arranged electrically with both the In the beam path behind the teleskopischeti system

teleskopischen System als auch mit einem hinter der ist ein Photodetektor 13 angeordnet, der die Hellig-telescopic system as well as with a behind the a photodetector 13 is arranged, which the Hellig-

Schwenkvorrichtung des Lichtbündels angeordne'en keit des Lichtstrahles registriert und über die LeitungPivoting device of the light beam angeordne'en speed of the light beam registered and over the line

Helligkeitsregler verbund η ist. 14 den Helligkeitsregler 4 über die Steuereinheit 5Brightness controller is connected η. 14 the brightness regulator 4 via the control unit 5

Der Helligkeitsregler besteht insbesondere aus io bedien!. Eine bestimmte Beleuchtungsstärke wird von einem verlustarmen Fosterprisma mit vorgeschalteter Hand auf der Steuereinheit 5 vorgegeben. Wird anilrehbarer /. 2-Platte und einer Steuereinheit zur Vor- schließend durch das teleskopische System der Sirahpabe des Drehwinkels der / 2-Platte. Ein linear pola- lenquerschnitt vergrößert oder verkleinert, so refiiierter Lichtstrahl wird in seiner Intensität beim gistriert der Photodetektor 13 eine geringere oder Durchlaufen der A -Platte und des Fosterprismas bei 15 höhere Beleuchtungsintensität und kann den Hellig-Drehung der /. -Platte um die optische Achse stetig keitsregler auf den vorgegebenen Wert der Beleuchterändert, tungsstärke zurücksteuern. Außerdem läßt sich dieThe brightness regulator consists in particular of io oper !. A certain illuminance is of a low-loss Foster prism with an upstream hand on the control unit 5. Becomes more rotatable /. 2-plate and a control unit for pre-locking through the telescopic system of the Sirahpabe the angle of rotation of the / 2 plate. A linear polar cross-section enlarged or reduced, so refiiier Light beam is registered in its intensity when the photodetector 13 or less Passing through the A plate and the Foster prism at 15 higher lighting intensity and can do the Hellig rotation the /. -Plate around the optical axis constant controller changed to the specified value of the lighting technician, control power output. In addition, the

Zwischen dem HeJligkeitsregler und dem telesko- Beleuchtungsstärke kontinuierlich verringern oderBetween the brightness control and the telescope, continuously reduce the illuminance or

pischen System ist insbesondere eine Konturenblende erhöhen.pischen system is in particular a contour aperture increase.

angeordnet, welche entweder eine feste Silhouette 20 F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Heioder eine veränderliche Silhouette oder Irisblende ligkeitsregler 4. Es wird hier ein /./2-Plättchen 15 tnthäk. im Strahlengang verwendet, welches linear polari-arranged, which either has a solid silhouette 20 F i g. 2 shows an exemplary embodiment for the heater a variable silhouette or iris diaphragm flow regulator 4. A /./2 plate is used here 15 tnthäk. used in the beam path, which is linearly polar-

Zur Änderung des Farbwertes des Lichtbündels siertes Licht bekanntlich um 903 drehen kann. EinTo change the color value of the light bundle-based light can, as is known, rotate by 90 3. A

sind vorteilhafte™eise farbselektive Filter im Strah- auf der optischen Achse 16 einfallendes linear pola-are advantageous ™ ice color-selective filters in the beam, linearly polar incident on the optical axis 16

lengang angeordnet. 25 risiertes Lichtstrahlenbündel mit der Polarisations-lengang arranged. 25 ized light beam with the polarization

Ausführungsbeispieie der Erfindung werden an- richtung 17 fällt auf das Λ/2-Plättchen 15, welchesExemplary embodiments of the invention are device 17 falls on the Λ / 2 plate 15, which

hand der Figurenbeschreibung erläutert. eine Diagonalstellung einnimmt, so daß es das Lichthand of the description of the figures explained. occupies a diagonal position so that it is the light

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der gesamten um 90 zur Schwingungsrichtung des einfallendenF i g. 1 shows an embodiment of the whole by 90 to the direction of oscillation of the incident

Anordnung des Konturenscheinwerfers; Lichtes dreht. Dieses wiederum linear polarisierteArrangement of the contour spotlight; Light turns. This in turn linearly polarized

Fig. 2 einen Helligkeitsregler in Form eirer im 30 aber in einer Richtung, die um 90" gegen die ur-Fig. 2 shows a brightness regulator in the form of a 30 but in a direction that is 90 "from the original

Strahlengang angeordneten Ä/2-Platte und eines an- sprüngliche geneigt ist, weiterlaufende Licht tritt inBeam path arranged λ / 2 plate and an original inclined, light continues to enter

schließenden Fosterprismas. das Fosterprisma 18 ein, das aus zwei Anteilen 19closing Foster prism. the Foster prism 18, which consists of two parts 19

In der Fig. 1 ist ein Lasersender 1 oeispielsweise und 20 mit einer schräg zur Lichtrichtung geneigten ein Krypton-Ionen-Laser dargestellt, der ein Weiß- Zwischen fläche 21 besteht. Ähnlich einem Nicoischen lichtbündel auf einen um eine horizontale Achse 2 35 Prisma läßt dieses Fosterprisma 18 linear polaridrehbaren Spiegel 3 aussendet. Durch die Vertikal- siertes Licht, dessen Polarisationsrichtung dem Pfeil ablenkung des Lichtstrahlenbündels wird vermieden, 22 entspricht, vollständig durch und lenkt linear daß der Gaslaser selbst um eine horizontale Achse polarisiertes Licht mit einer Polarisationsrichtung gedreht werden muß. Das führt zur Erhöhung der senkrecht zu der des Pfeiles 22, nämlich mit einer Lebensdauer von Gasbsern. Das Lichtstrahlenbündel 40 Polarisationsrichtung 23 total nach rechts oben läuft weiter zu einem Helligkeitsregler 4, der über gemäß der Strahlrichtung 24 ab. Fällt nun z. B. unter eine Steuereinheit 5 das durchlaufende Lichtbündel einem 45°-Winkel zu den Richtungen 22 und 23 zwischen einem Maximalwert und Null in seiner linear polarisiertes Licht auf dieses Fosterprisma, so Intensität stetig verändern kann. Im weiteren Verlauf werden 50% der Lichtintensität geradeaus durchdurchsetzt das Strahlenbündel eine Konturenblende 6, 45 gelassen, 500/o in Richtung 24 abgelenkt. Durch eine die dem Problem angepaßt verschiedenartige feste Drehung des Λ/2-Plättchens 15 um die optische Silhouetten aufweisen kann, oder ähnlich einer Iris- Achse lassen sich die Intensitätsverhältnisse in diesen blende veränderbar ist. Die beiden Linsen 7 und 8 beiden Richtungen verändern. Die geradeaus durchdes teleskopischen Systems erzeugen eine Strahl- gelassene Strahlungsintensität kann daher zwischen aufweitung, die deshalb variabel ist, weil eine Ver- 50 dem Maximalwert und Null verändert werden.
Schiebung des Abstandes der beiden Linsen 7 und 8 Das geradeaus durch das Fosterprisma durchlaudurch eine Verstellvorrichtung 9 durchgeführt wer- fende und das in der Richtung 24 abgelenkte Strahden kann. lenbündel können beide zur Bühnenbeleuchtung ver-1 shows a laser transmitter 1 oe for example and 20 with a krypton ion laser inclined obliquely to the direction of light, which has a white intermediate surface 21. Similar to a Nicoischen light bundle on a prism about a horizontal axis 2 35, this Foster prism 18 emits a mirror 3 which can be rotated linearly in polarity. The verticalized light, the polarization direction of which corresponds to the arrow deflection of the light beam is avoided, 22, completely through and directs linearly so that the gas laser itself must be rotated around a horizontal axis polarized light with a polarization direction. This leads to an increase in the normal to that of the arrow 22, namely with a life span of gas butters. The light beam 40 polarization direction 23 completely to the top right runs on to a brightness regulator 4, which runs according to the beam direction 24. Now falls z. B. under a control unit 5, the light beam passing through a 45 ° angle to the directions 22 and 23 between a maximum value and zero in its linearly polarized light on this Foster prism, so the intensity can change continuously. In the course of 50% of the light intensity can be straight through the beam passes through an aperture contours 6, left 45, 50 0 / o deflected towards 24th By means of a different type of fixed rotation of the Λ / 2 plate 15 around the optical silhouettes, adapted to the problem, or similar to an iris axis, the intensity ratios in this aperture can be changed. The two lenses 7 and 8 change both directions. The rays straight through the telescopic system generate a radiation intensity that is allowed to pass through the beam, which can therefore be varied between widening, which is variable because a deviation from the maximum value and zero.
Shifting the distance between the two lenses 7 and 8 which can be carried out straight through the Foster prism through an adjustment device 9 and which can deflect the beam in the direction 24. both can be used for stage lighting

Zwischen den beiden Linsen 7 und 8 ist im ge- wendet werden.Between the two lenses 7 and 8 is to be turned.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (12)

21 50 34Γ Patentansprüche:21 50 34Γ Claims: 1. Scheinwerfer mit scharfer Begrenzung seines Lichtbündels (Konturenscheinwerfer), insbesondere zur gezielten Personenbeleuchtung auf Bühnen, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle ein Weißlichtlaser verwendet wird.1. Headlights with sharp delimitation of its light beam (contour headlights), in particular for targeted person lighting on stages, characterized in that as Light source a white light laser is used. 2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum vertikalen Schwenken des Lichtbündels ein drehbarer Spiegel (3), ein Lichtleiter, der über einen starren Kreisbogen geführt ist, oder eine Kombination \on Spiegel und Lichtleiter im Strahlengang angeordnet ist.2. Headlight according to claim 1, characterized in that the vertical pivoting of the Light bundle a rotatable mirror (3), a light guide, which is guided over a rigid circular arc or a combination of mirror and light guide is arranged in the beam path. 3. Scheinwerfer nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtleiter ein Faserbündel mit nach außen abnehmendem Brechwert verwendet ist.3. Headlight according to claim 2, characterized in that a fiber bundle is used as the light guide is used with an outwardly decreasing refractive index. 4. Scheinwerfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang ein teleskopisches System mit einem Zoom (7, 8) zur variablen Auf- wcitvng des Lichtbündels angeordnet ist.4. Headlight according to one or more of the preceding address, characterized in that a telescopic system with a zoom (7, 8) for the variable Auf- wcitvng of the light beam is arranged in the beam path. 5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem teleskopischen System eine drehbare Streuscheibe (11) zur Verwischung der Kohärenz des Laserlichtes beigefügt ist.5. Headlight according to claim 4, characterized in that the telescopic system a rotatable diffuser (11) is attached to smear the coherence of the laser light. 6. Scheinwerfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang ein Photodetektor (13) zur Messung der Beleuchtungsstärke angeordnet ist.6. Headlight according to one or more of the preceding claims, characterized in that that a photodetector (13) for measuring the illuminance is arranged in the beam path is. 7. Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodetektor (13) über eine Steuereinheit mit einem Helligkeitsregler (4) verbunden ist.7. Headlight according to claim 6, characterized in that that the photodetector (13) via a control unit with a brightness regulator (4) connected is. 8. Scheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Helligkeitsregler (4) aus einem verlustarmen Fosterprisma (18) mit vorgeschalteter drehbarer /,'2-Platte (15) besteht.8. Headlight according to claim 7, characterized in that the brightness regulator (4) from a low-loss Foster prism (18) with an upstream rotatable / '2 plate (15). 9. Scheinwerfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang vor dem teleskopischen System eine Konturenblende (6) angeordnet ist.9. Headlight according to one or more of the preceding claims, characterized in that that a contour diaphragm (6) is arranged in the beam path in front of the telescopic system is. 10. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturenblende (6) eine feste Maske enthält.10. Headlight according to claim 9, characterized in that the contour diaphragm (6) has a Includes solid mask. 11. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturenblende (6) eine veränderbare Irisblende oder Maske enthält.11. Headlight according to claim 9, characterized characterized in that the contour diaphragm (6) contains a variable iris diaphragm or mask. 12. Scheinwerfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Farbwertes des Lichtbündels farbselektive Filter im Strahlengang angeordnet sind.12. Headlight according to one or more of the preceding claims, characterized in that that to change the color value of the light beam color-selective filters in the beam path are arranged.
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