SK500182017U1 - Device comprising a light source with the possibility of deflection of the light beam using galvanometer scanners - Google Patents
Device comprising a light source with the possibility of deflection of the light beam using galvanometer scanners Download PDFInfo
- Publication number
- SK500182017U1 SK500182017U1 SK50018-2017U SK500182017U SK500182017U1 SK 500182017 U1 SK500182017 U1 SK 500182017U1 SK 500182017 U SK500182017 U SK 500182017U SK 500182017 U1 SK500182017 U1 SK 500182017U1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- light beam
- planar mirror
- light
- galvanometric
- scanners
- Prior art date
Links
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Osvetľovacie zariadenie podľa technického riešenia obsahuje ako zdroj žiarenia výbojku zabudovanú v reflektore (1). Pomocou optickej sústavy (11) je svetelný zväzok vychádzajúci z výbojky kolimovaný a jeho rozbiehavosť je znížená. Takto upravený svetelný zväzok dopadá postupne na prvé a druhé rovinné zrkadlá (7, 8) galvanometrických skenerov (4), ktorých osi otáčania sú navzájom kolmé. Najskôr dopadne na prvé rovinné zrkadlo (7), ktoré je nakláňané o uhol ?, a tým vychyľuje svetelný zväzok v smere x a následne dopadá na druhé rovinné zrkadlo (8), ktoré je nakláňané o uhol ?, kolmo na prvé rovinné zrkadlo (7), a tým vychyľuje svetelný zväzok v smere y kolmom na smer x. Použitím galvanometrických skenerov je dosiahnuteľná vysoká rýchlosť vychyľovania zväzku. Zariadenie je možné použiť pri svetelných efektoch na rôznych kultúrnych, spoločenských a iných udalostiach a pri svetelných reklamách, kde je potrebná vysoká rýchlosť skenovania, ale nie je možné použiť laserový zdroj svetla.The lighting device according to the invention includes as a radiation source a lamp embedded in the reflector (1). By means of the optical system (11), the light beam emanating from the lamp is collimated and its divergence is reduced. The light beam thus treated impacts successively on the first and second planar mirrors (7, 8) of the galvanometric scanners (4) whose rotational axes are perpendicular to each other. First, it hits the first planar mirror (7) which is tilted by the angle, thereby deflecting the light beam in the x-direction and then impinging on the second planar mirror (8) which is tilted by the angle β, perpendicular to the first planar mirror (7) , thereby deflecting the light beam in the y direction perpendicular to the x direction. By using galvanometric scanners, a high beam deflection speed is achievable. The device can be used for lighting effects on a variety of cultural, social and other events and in light advertisements where high scanning speed is required, but a laser light source cannot be used.
Description
Oblasť technikyTechnical field
Technické riešenie sa týka zariadenia obsahujúceho výbojkový svetelný zdroj s možnosťou vychyľovania svetelného zväzku pomocou galvanometrických skenerov.The technical solution relates to a device comprising a discharge light source with the possibility of deflecting the light beam by means of galvanometric scanners.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
U svetelných efektoch sa používajú lasery a výbojkové zdroje svetla. V prípade osvetľovania v rôznych smeroch pomocou výbojky sa používajú takzvané otočné svetlomety, v ktorých je umiestnená výbojka a celé zariadenie sa otáča. Ich limitáciou je ich rýchlosť a mohutná konštrukcia. Pri laserových zdrojoch svetla sa používajú skenovacie zrkadlá, pričom laser zostáva statický a vďaka natáčaniu zrkadiel je zväzok vychyľovaný. Toto riešenie dosahuje pomerne vysoké rýchlosti pohybu zväzku a kompaktnú konštrukciu. V niektorých situáciách je potrebná vysoká rýchlosť vychyľovania zväzku, avšak použitie laserov je z bezpečnostného hľadiska neprípustné.Lasers and discharge lamps are used for light effects. In the case of illumination in different directions by means of a discharge lamp, so-called reversing lamps are used in which the discharge lamp is located and the entire device is rotated. Their limitations are their speed and massive construction. Scanning mirrors are used with laser light sources, while the laser remains static and the beam is deflected by mirroring. This solution achieves a relatively high beam speed and compact design. In some situations, a high beam deflection rate is required, but the use of lasers is unacceptable from a safety point of view.
Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution
Zariadenie obsahujúce svetelný zdroj s možnosťou vychyľovania svetelného zväzku pomocou dvoch galvanometrických skenerov obsahuje ako zdroj svetla výbojku zabudovanú v reflektore. Zariadenie je opatrené prvým z dvoch galvanometrických skenerov s prvým rovinným zrkadlom poháňaným galvanometrickým motorom na otáčanie prvého rovinného zrkadla. Ďalej je opatrené druhým z dvoch galvanometrických skenerov s druhým rovinným zrkadlom poháňaným galvanometrickým motorom na otáčanie druhého rovinného zrkadla s navzájom kolmými osami otáčania prvého rovinného zrkadla a druhého rovinného zrkadla. Otáčaním prvého a druhého rovinného zrkadla dochádza k vychyľovaniu pohybu svetelného zväzku zo zdroja prvým rovinným zrkadlom o uhol vychýlenia a v smere x a druhým rovinným zrkadlom o uhol vychýlenia β v smere y kolmom na smer x. Uhol vychýlenia a je určený zmenou polohy prvého rovinného zrkadla pri jeho otáčaní a uhol vychýlenia β je určený zmenou polohy druhého rovinného zrkadla pri jeho otáčaní.A device comprising a light source capable of deflecting a light beam by means of two galvanic scanners contains a lamp installed in the reflector as a light source. The apparatus is provided with a first of two galvanometric scanners with a first planar mirror driven by a galvanometric motor for rotating the first planar mirror. It is further provided with a second of two galvanometric scanners with a second planar mirror powered by a galvanometric motor for rotating the second planar mirror with mutually perpendicular axes of rotation of the first planar mirror and the second planar mirror. By rotating the first and second planar mirrors the light beam is deflected from the source by the first planar mirror by the deflection angle and in the x direction and by the second planar mirror by the deflection angle β in the y direction perpendicular to the x direction. The deflection angle α is determined by changing the position of the first planar mirror as it rotates, and the deflection angle β is determined by changing the position of the second planar mirror as it rotates.
Medzi svetelným zdrojom a prvým z dvoch galvanometrických skenerov s prvým rovinným zrkadlom je umiestnená optická sústava na zníženie rozbiehavosti svetelného zväzku a na kolimovanie svetelného zväzku.An optical system is placed between the light source and the first of two galvanometric scanners with a first planar mirror to reduce the divergence of the light beam and to collimate the light beam.
Výbojka je zabudovaná velipsoidnom reflektore (t.j. selipsoidným zrkadlom) alebo parabolickom reflektore (t.j. s parabolickým zrkadlom).The lamp is incorporated with a velipsoidal reflector (i.e., a selipsoidal mirror) or a parabolic reflector (i.e., with a parabolic mirror).
Optická sústava pozostáva z apertúry na zníženie rozbiehavosti svetelného zväzku a z najmenej jednej šošovky na kolimovanie svetelného zväzku.The optical system comprises an aperture for reducing the divergence of the light beam and at least one lens for collimating the light beam.
Konkrétna zostava optickej sústavy závisí od typu reflektora (s parabolickým alebo elipsoidným zrkadlom). Pri parabolickom reflektore je vychádzajúci zväzok kolimovaný. Pri elipsoidnom reflektore je vychádzajúce svetlo zaostrené pred reflektorom. V takom prípade je potrebné použiť šošovku, ktorá sa umiestni do vzdialenosti f (ohnisková vzdialenosť šošovky) od ohniska elipsy, kam je zaostrené svetlo. Takto sa zabezpečí kolimácia vychádzajúceho zväzku. Optická zostava je potrebná na privedenie svetelného zväzku po jeho kolimovaní na prvé rovinné zrkadlo prvého galvanometrického skenera. Okrem toho rovinné zrkadlá používané v skeneroch majú limitovanú veľkosť. Preto je potrebné priemer svetelného zväzku vychádzajúceho z výbojky zmenšiť. To je možné dosiahnuť použitím sústavy šošoviek s rôznymi ohniskovými vzdialenosťami, pričom zmenšenie zväzku bude v pomere ich ohniskových vzdialeností. Pre zníženie rozbiehavosti zväzku sa dá použiť apertúra vhodne umiestnená v sústave šošoviek.The particular configuration of the optical system depends on the type of reflector (with a parabolic or ellipsoidal mirror). In the parabolic reflector, the outgoing beam is collimated. In an ellipsoidal reflector, the emitted light is focused in front of the reflector. In this case, it is necessary to use a lens which is placed at a distance f (focal length of the lens) from the focus of the ellipse where the light is focused. This ensures collimation of the outgoing beam. An optical assembly is required to apply the light beam after collimating it to the first planar mirror of the first galvanic scanner. In addition, planar mirrors used in scanners are limited in size. It is therefore necessary to reduce the diameter of the light beam coming from the lamp. This can be achieved by using an array of lenses with different focal lengths, with the reduction of the beam in proportion to their focal lengths. An aperture suitably positioned within the lens system can be used to reduce the divergence of the beam.
Takto upravený svetelný zväzok dopadá postupne na prvé a druhé rovinné zrkadlá galvanometrických skenerov, ktorých osi otáčania sú navzájom kolmé. Najskôr dopadne na prvé rovinné zrkadlo, ktoré je nakláňané o uhol a, a tým vychyľuje svetelný zväzok v smere x a následne dopadá na druhé rovinné zrkadlo, ktoré je nakláňané o uhol β, kolmo na prvé rovinné zrkadlo, a tým vychyľuje svetelný zväzok v smere y kolmom na smer x. Svetelný zväzok po odraze dopadá na vykresľovaciu rovinu.The light beam thus arranged impinges on the first and second planar mirrors of the galvanometric scanners whose axes of rotation are perpendicular to each other. It first falls on the first planar mirror, which is tilted by angle α, thereby deflecting the light beam in x-direction and then falls on the second planar mirror, which is tilted by angle β, perpendicular to the first planar mirror, thereby deflecting the light beam in y perpendicular to the x direction. After reflection, the light beam impinges on the rendering plane.
Použitím galvanometrických skenerov je dosiahnuteľná vysoká rýchlosť vychyľovania zväzku.The use of galvanic scanners achieves a high beam deflection rate.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Na obrázku 1 je znázornená výbojka zabudovaná v elipsoidnom reflektore ako zdroj svetla, optická sústava pozostávajúca z apertúry a šošovky, a schematicky naznačené galvanometrické skenery.Figure 1 shows a lamp built into an ellipsoidal reflector as a light source, an optical system consisting of an aperture and a lens, and schematically indicated galvanometric scanners.
Na obrázku 2 je znázornená výbojka zabudovaná v elipsoidnom reflektore ako zdroj svetla, optická sústava pozostávajúca zo sústavy troch šošoviek, a schematicky naznačené galvanometrické skenery.Figure 2 shows a lamp built into an ellipsoidal reflector as a light source, an optical system consisting of a set of three lenses, and schematically indicated galvanometric scanners.
Na obrázku 3 je znázornená výbojka zabudovaná v parabolickom reflektore ako zdroj svetla, optická sústava pozostávajúca z dvoch šošoviek medzi ktorými je umiestnená apertúra a schematicky naznačené galvanometrické skenery.Figure 3 shows a lamp built into a parabolic reflector as a light source, an optical system consisting of two lenses between which is located an aperture and schematically indicated galvanometric scanners.
Na obrázku 4 sú znázornené dva za sebou umiestnené galvanometrické skenery s dvoma rovinnými zrkadlami poháňané galvanometrickými motormi na otáčanie rovinných zrkadiel s navzájom kolmými osami otáčania.Figure 4 shows two successive two plane mirror galvanometric scanners driven by galvanometric motors for rotating plane mirrors with perpendicular axes of rotation.
Na obrázkoch sú hraničné lúče svetelného zväzku znázornené prerušovanými čiarami.In the figures, the bounding beams of the light beam are shown in broken lines.
Nasledujúce príklady uskutočnenia technického riešenia sa odlišujú použitím variantov rôznych typov reflektorov a optických sústav.The following examples of embodiments of the invention differ in the use of variants of different types of reflectors and optical systems.
Príklady uskutočnenia technického riešeniaExamples of technical solution
Príklad 1Example 1
Variant použitý v príklade 1 je zakreslený na obrázku 1. Výbojka umiestnená v elipsoidnom reflektore I (Philips MSD Platinum 20R) je pripevnená v držiaku. Tesne pred ohnisko elipsy, kam je sústredený svetelný zväzok vychádzajúci z výbojky, je umiestnená apertúra 2 s priemerom 4 mm. Za apertúrou 2 je umiestnená asférická šošovka 3 s ohniskovou vzdialenosťou f = 100 mm a priemerom 50 mm umiestnenou do vzdialenosti f od fokusu výbojky. Tým je svetelný zväzok vychádzajúci z výbojky kolimovaný a vďaka apertúre 2 má nízku rozbiehavosť.The variant used in Example 1 is shown in Figure 1. The lamp located in the ellipsoidal reflector I (Philips MSD Platinum 20R) is mounted in a holder. Aperture 2 with a diameter of 4 mm is placed just in front of the ellipse focus, where the light beam coming from the lamp is concentrated. Downstream of the aperture 2 is an aspherical lens 3 with a focal length of f = 100 mm and a diameter of 50 mm located at a distance f from the focus of the lamp. Thereby the light beam coming out of the lamp is collimated and thanks to the aperture 2 it has a low divergence.
Takto upravený svetelný zväzok je, tak ako je to znázornené na obrázku 4, vedený na prvé rovinné zrkadlo 7 galvanometrických skenerov, ktorých osi otáčania sú navzájom kolmé. Najskôr dopadne na prvé rovinné zrkadlo 7 poháňané galvanometrickým motorom 9 na jeho otáčanie, pričom je prvé rovinné zrkadlo 7 nakláňané o uhol a, a tým vychyľuje svetelný zväzok o uvedený uhol v smere x. Následne svetelný zväzok dopadá na druhé rovinné zrkadlo 8 poháňané galvanometrickým motorom 10 na jeho otáčanie s osou otáčania kolmou na os otáčania prvého rovinného zrkadla 7. Tým sa dosahuje, že druhé rovinné zrkadlo 8, ktoré je nakláňané o uhol β, kolmo na prvé rovinné zrkadlo 7, vychyľuje svetelný zväzok v smere y kolmom na smer x. Svetelný zväzok po odraze dopadá na vykresľovaciu rovinu.The light beam thus arranged is, as shown in FIG. 4, directed to the first planar mirror 7 of the galvanometric scanners, whose axes of rotation are perpendicular to each other. First, the first plane mirror 7, driven by the galvanometric motor 9, rotates on it, the first plane mirror 7 being tilted by an angle α, thereby deflecting the light beam by said angle in the x direction. Consequently, the light beam impinges on the second planar mirror 8 driven by the galvanometric motor 10 to rotate it with the axis of rotation perpendicular to the axis of rotation of the first planar mirror 7. This achieves that the second planar mirror 8, inclined at an angle β, 7, deflects the light beam in the y direction perpendicular to the x direction. After reflection, the light beam impinges on the rendering plane.
Príklad 2Example 2
Variant použitý v príklade 2 je zakreslený na obrázku 2. Reflektor i je použitý ten istý ako v príklade 1. Svetelný zväzok vychádzajúci z výbojky je kolimovaný šošovkou 3 s ohniskovou vzdialenosťou f ako v príklade 1, avšak bez použitia apertúry 2. Ďalšími dvoma asférickými šošovkami 5, 6 (s ohniskovými vzdialenosťami fj af2, vzdialené od seba vzdialenosťou fj + f2 ) je priemer svetelného zväzku zmenšený v pomere f2/fi.The variant used in Example 2 is depicted in Figure 2. The reflector i is used as in Example 1. The light beam coming from the lamp is collimated by lens 3 with focal length f as in Example 1, but without the use of aperture 2. Another two aspherical lenses 5, 6 (with focal lengths fj and f 2 , spaced fj + f 2 apart), the diameter of the light beam is reduced in the ratio f 2 / fi.
Ďalší prechod takto upraveného svetelného zväzku zariadením na obrázku 4 je totožný ako v príklade 1.The further passage of the light beam thus treated through the device of Figure 4 is the same as in Example 1.
Príklad 3Example 3
Variant použitý v príklade 3 je zakreslený na obrázku 3. Výbojka umiestnená v parabolickom reflektore I je pripevnená v držiaku. Svetelný zväzok vychádzajúci z výbojky je zmenšený pomocou systému dvoch asférických šošoviek 3 a 5 s ohniskovými vzdialenosťami fj a f2 s apertúrou 2 s priemerom 4 mm umiestnenou vo vzdialenosti tj od prvej šošovky, v dôsledku čoho má svetelný zväzok nízku rozbiehavosť.The variant used in Example 3 is depicted in Figure 3. The lamp located in the parabolic reflector I is mounted in a holder. The light beam emerging from the lamp is reduced by a system of two aspherical lenses 3 and 5 with focal lengths f and af 2 with an aperture 2 having a diameter of 4 mm located at a distance ie from the first lens, resulting in low light divergence.
Ďalší prechod takto upraveného svetelného zväzku zariadením na obrázku 4 je totožný ako v príklade 1.The further passage of the light beam thus treated through the device of Figure 4 is the same as in Example 1.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Opísané technické riešenie je využiteľné pri vytváraní svetelných efektov na rôznych kultúrnych, spoločenských a iných udalostiach a pri svetelných reklamách, kde je potrebná vysoká rýchlosť skenovania, ale nie je možné použiť laserový zdroj svetla.The described technical solution is useful in creating light effects at various cultural, social and other events and in light advertising where a high scanning speed is needed but it is not possible to use a laser light source.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK50018-2017U SK7939Y1 (en) | 2017-02-18 | 2017-02-18 | Device comprising a light source with the possibility of deflection of the light beam using galvanometer scanners |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK50018-2017U SK7939Y1 (en) | 2017-02-18 | 2017-02-18 | Device comprising a light source with the possibility of deflection of the light beam using galvanometer scanners |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK500182017U1 true SK500182017U1 (en) | 2017-06-02 |
| SK7939Y1 SK7939Y1 (en) | 2017-11-03 |
Family
ID=58776591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK50018-2017U SK7939Y1 (en) | 2017-02-18 | 2017-02-18 | Device comprising a light source with the possibility of deflection of the light beam using galvanometer scanners |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK7939Y1 (en) |
-
2017
- 2017-02-18 SK SK50018-2017U patent/SK7939Y1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK7939Y1 (en) | 2017-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3303868B2 (en) | Optically transparent film | |
| JP2015501508A (en) | Light source system and laser light source | |
| RU2686384C2 (en) | Device for generating laser radiation | |
| KR960013550A (en) | Optical devices for laser processing | |
| BR9106718A (en) | LIGHT SOURCE | |
| US20080084612A1 (en) | Apparatus for generating a homogeneous angular distribution of laser irradiation | |
| JP2005099807A (en) | Beam splitter | |
| KR20050057117A (en) | Semiconductor laser device | |
| EP3104223A1 (en) | Laser source for exiting a phosphor and light source comprising a phosphor | |
| US5988841A (en) | Multiple beam projection lighting system | |
| JP6537899B2 (en) | Vehicle light emitting device | |
| US3946333A (en) | Apparatus for optically pumping lasers with solar energy | |
| SK500182017U1 (en) | Device comprising a light source with the possibility of deflection of the light beam using galvanometer scanners | |
| CN1054680C (en) | Device for generating parallel light using two mirror array | |
| JP6849146B2 (en) | Vehicle lighting | |
| US6886944B2 (en) | Projector brightness enhancement using rectilinear apertures | |
| US10203091B2 (en) | Motor vehicle lighting system and motor vehicle | |
| WO2019138459A1 (en) | Lighting device | |
| CN114421265A (en) | Laser for scanning word line | |
| CN218728351U (en) | Laser line effect switching device based on right-angle prism | |
| CN210720997U (en) | Light source module | |
| KR102608027B1 (en) | High-resolution vehicle headlamp | |
| JP2004094123A (en) | Line generation optical element and laser marking device mounting it | |
| KR101727599B1 (en) | Apparatus for processing light guide plate | |
| EP2983033A1 (en) | Laser projector for a creation of a strip of light |