TW200949139A - Illumination device with improved remote control - Google Patents

Description

200949139 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種照明裝置，其包含：至少一個光源及 -反射m其形成-聚光燈；—或若干個致動器，其 經配置以在安裝基座中框轉該聚光燈，以用於改變由該聚 光燈發射之光束的照明角度；及—攝影機，其附接至該聚 光燈且經對準以操取該聚光燈經導向至之照明區域之影 像。 此種類之照明裝置用於必須照明—物件或一場景以便 (詳言之）較環境而言突顯該物件或場景的許多應用中。本 專利中所描述之照明裝置的較佳應用為用於商店之顯示照 明，其中待犬顯之物件或區域比在劇場中、舞台上或攝影 棚照明中更靠近聚光燈。 【先前技術】 包含以下各者之照明裝置被稱為移動頭燈或機器人燈： 一光源及一反射器系統，其形成一聚光燈；及一或若干個 致動器，其經配置以在安裝基座中枢轉該聚光燈，以用於 改變由該聚光燈發射之光束的照明角度。機器人燈包含相 當小的致動馬達，該等馬達與移動頭燈中之馬達相比成本 更低且致動上慢得多。因此’機器人燈可大量地安裝且允 許所發射之光束之瞄準而不需要燈光設計師攀爬梯子。致 動馬達僅經由電線或無線地連接至控制台，燈光設計師可 在該控制台處控制聚光燈之樞轉。 美國6,079,862 A描述一種用於自動追蹤待照明之目標的 139159.doc 200949139 自動追蹤照明設備。該聚光燈經支撐以用於在頂板表面上 於水平及垂直方向上樞轉。水平驅動機構改變聚光燈之水 平角度且垂直驅動機構改變聚光燈之垂直角度。ccd攝影 機附接至聚光燈之外殼且攝取待照明之目標區域的影像。 . 藉由處理來自CCD攝影機之影像的影像辨識單元來辨識待 • 照明之目標。根據目標之計算出之座標來自動地驅動該等 驅動機構以在所要方向上極轉聚光燈。 此照明裝置適用於聚紐之大小及所產生之照明效果較 該聚光燈與目標表面之間的距離而言較小的應用中而不會 #生嚴重問題。在劇場中、舞台上或攝影棚照明中通常如 &。在目標區域較靠近聚光燈的用於商店之顯示照明方面 並非如此。在此等應用中，聚光燈與攝影抽之間的視差降 低了蹈準之準確性。另—方面，將攝影機定位於聚光燈之 .光軸上會在所照明之目標區域中產生不當陰影。 【發明内容】 • I發明之目的為提供一種具有對照明角度之改良之遠端 控制的照明裝置，該裝置允許精確控制而不會在照明區域 中產生不當陰影。 ’藉由如請求項1之照明裝置而達成該目的。該照明裝置 <有利實施例為附屬項之標的物或揭示於本說明書及該等 實施例的後續部分中。 所提出之明裝置包含：至少一個光源及一反射器系 2 ’其形成—聚光燈；—或若干個致動器，其經配置以在 安裝基座中樞轉該聚光燈，以用於改變由該聚光燈發射之 139159.doc 200949139 光束的照明角度；及一攝影機，其附接至該聚光燈且經對 準以操取該聚光燈經導向至之照明區域之影像。該聚光燈 經設計成包含一中心區域，照明區域為自該中心區域可見 的且該中心區域並非將光源之光反射或發射至照明區域， 其中攝影機配置於聚光燈之光轴上的該中心區域中。該中 心區域較佳面向照明區域。此聚光燈之反射器系統經設計 以避免所照明之區域中的任何中心陰影。 藉由使用聚光燈之此特定設計，攝影機可配置於聚光燈 之光軸上而不會在投影區域中產生任何陰影。藉由以此方 式將攝影機置放於光軸上，可不會發生視差，從而允許聚 光燈之較精確之對準或瞄準。攝影機可經設計或調整以擷 取具有與由聚光燈照明之區域相同之尺寸的成像區域之影 像。若此照明區域具有一圓形形狀，則影像可（例如）經遮 蔽成在大小及形狀上與該照明區域精確一致。攝影機亦可 經設計或調整以擷取大於照明區域之大小之成像區域的影 像，以便提供對照明區域之較靠近環境之概覽。 在使用所提出之照明裝置的情況下，可達成對用於控制 聚光燈之致動器之控制系統的手動、半手動及自動操作。 無論如何攝影機均與聚光燈共同瞒準。攝影機（舉例而 言，其可為CCD或CMOS攝影機）之影像展示自所照明之表 面反射的光。在手動操作中’設計師可(例如)注視由攝影 機操取之影像並經由控制台的圖形使用者介面來控制聚光 燈之致動器，以針對所要照明達成聚光燈之正確定向。在 此狀況下，所操取之影像的中心通常對應於所照明之區域 139159.doc 200949139 之中^。亦可能使用圖形使用者介面來指向所擷取之影像 中之位置，在此狀況下必須展示大於所照明之區域之大 小的區域。在此狀況下，致動器經自動控制以使影像居 中，亦即，將聚光燈移動至所要目標區域。此外，可使用 先像辨識演算法來偵測影像中之所要目標物件或目標區 域其中接著亦自動控制致動器以相應地對準聚光燈。因 此，在使用所提出之照明裝置的情況下，可應用此自動或 半自動辨識（其一實例描述於上文所提及之美國6,079,862 A中）。 可無線地或經由電線將所擷取之影像資料自攝影機發送 至控制0。亦可無線地或經由電線將用於驅動致動器以樞 轉聚光燈之控制信號自攝影機發送至控制台。此外，用於 移動聚光燈之機械建構並非為必需的。可使用能夠藉由 (詳言之）在一個或兩個維度中樞轉聚光燈而在所要方向移 動聚光燈之任何已知建構。如自機器人燈已知，致動器較 φ 佳為小的致動器馬達。照明裝置之光源可由一或若干個 led(led :發光二極體）或由UHP燈（UHp :超高效能）形 成。若合適，亦可使用適於所要照明應用之其他光源。此 適用於允許可由反射器系統聚焦其光以用於形成照明光束 之所有種類之光源。在使用所提出之照明裝置的情況下， 歸因於有效束5^焦之低燃點’ UHP燈係尤其有利的。 在所提出之裝置之一個實施例中，光源係由若干個不同 顏色的LED形成，其所發射之光係由一混合系統混合。藉 由改變對若干個LED之控制，此光源可發射具有可控制顏 139159.doc 200949139 色之光以產生受關注的照明效果。 在一有利實施例中，所提出之照明裝置之反射器系統係 由一反射折射或反射光學器件形成，該反射折射或反射光 學器件在其光軸上包含具有中心開口之第一反射元件及第 一反射元件《该第二反射元件小於第一反射元件且經設計 及配置以將該光源之沿光軸自第一反射元件之背側穿過開 口進入的光反射至第一反射元件之反射表面。光自第一反 射兀件之此反射表面反射至照明區域。第一反射元件之反 射表面為彎曲的，以便提供沖射光之照準效果。設計兩個 反射7L件以避免第二反射元件在所照明之區域中的任何中 心陰影。此反射折射或反射光學器件為此項技術中已知 的，例如自望遠鏡之領域。攝影機安裝於第二反射元件之 背侧上且因此亦不會在肖明區域中產生任何陰影。視整個 反射器系統之光學建構而定，第二反射元件亦可為彎曲的 或可為平面的。此反射折射或反射光學器件之使用具有光 源置放於第—反射元件（亦被稱為主要反射器）後部且因此 在尺寸上沒有嚴格限制的進一步優勢。因此，由若干個 led及-用於混合該等LED之光之混合單元组成的光源可 配置為在主要反射器後部之光源。 亦可能交換上述系統中之攝影機與光源的位置，亦即， 將攝影機配置於第一反射元件後部且將光源配置於第二反 射兀件之背側上。此狀況下的第二反射元件之背側必須經 5又β十成將光源之光照準並反射至照明區域。 在另一有利實施例中，反射器系統係由包含一用於光源 139159.doc 200949139 之中心安裝桿的拋物形反射器形成。此狀況下的光源或若 干個光源安裝於此中心安裝桿之側面上，其中攝影機安裝 於此安裝桿之頂部上。 在另一較佳實施例中’聚光燈經設計以使得光源及反射 器系統中之至少一個反射器元件可相對於彼此移動，以增 大或減小其在光軸上之距離。由聚光燈發射之光束的孔徑 角度可隨此相對移動而改變，且所照明之區域之大小可隨 ❼ 此孔徑角度而改變。致動器較佳為受控制台控制之馬達驅 動致動器。此外，攝影機包含一亦可由一或若干個適當致 動器調整之光學系統（詳言之，變焦系統）。在使用此可調 整光學器件之情況下，亦可藉由經由控制台控制致動器而 增大或縮小攝影機之視角。較佳地，將用於改變照明孔徑 之致動器的致動耦合至用於致動變焦光學器件之致動器， 以使得同時驅動所有致動器且照明區域始終在大小及位置 上與成像區域一致。因此，為了瞄準聚光燈，不必要操作 ❹ 光源’因為由攝影機擷取之影像始終與所照明之區域一 致。 本發明之此等及其他態樣將自下文描述之實施例而顯而 易見且將參考下文描述之實施例加以闡明。 • 【實施方式】 以下例示性實施例參看附圖展示所提出之照明裝置及其 組件的實例，而非限制保護之範疇。 圖1為可根據本發明而在内部設計之照明裝置之示意 圖。該圖展示發射光束2以照明一照明區域7(在此狀況下 139159.doc 200949139 在壁3上）之聚光燈丨的外殼。聚光燈丨安裝於安裝基座4 上，以可在此安裝基座4中於圖1中之箭頭之方向相對柩 轉。致動馬達5可由控制台6驅動以在安裝基板4中柩轉聚 光燈。 圖2展示本發明之照明裝置之反射器系統的第一實例。 此實例中之反射器系統係由一反射折射光學器件形成，該 反射折射光學器件包含如圖2中所指示而配置之彎曲主要 反射器9及彎曲次要反射器1〇。將由LED光源丨丨發射之光 穿過主要反射器9中之開口 12而導向至次要反射器1〇之反 射表面。將光自此反射表面返導向至主要反射器9之反射 表面’該主要反射器9將光反射並照準至壁3以形成照明區 域7而沒有陰影。該圖中未展示led光源11與開口丨2之間 的透鏡或透鏡系統。此透鏡或透鏡系統亦可視光源之特性 而省略。在次要反射器1〇之非反射背側上，攝影機丨3安裝 於聚光燈之光軸14上以擷取包括照明區域7之影像。可藉 由經示意性地指示為攝影機13内之透鏡的變焦光學器件來 調整用於成像之攝影機13之視角。整個反射器系統及光源 配置於聚光燈1之外殼8内。因為攝影機13安裝於聚光燈i 處以使得其與聚光燈共同瞄準，所以由攝影機13所操取且 顯示於控制台6處之影像展示聚光燈1的自照明區域7反射 之光。 多個LED 11而非單一LED光源11可與用於混合由LED光 源11發射之光以形成一個混合光束之混合系統15共同形成 光源。在使用不同顏色之LED與此混合系統15之情況下， 139159.doc 10 200949139 藉由適當控制單一 LED光源11，所發射之光的顏色可為可 控制性變化的。因為此光源需要一些空間，所以如圖3中 展示之反射折射或反射光學器件之使用為有利的，因為光 源了配置於主要反射器9後部而不會顯著地增大燈外殼8。 圖4展示所提出之照明裝置之另一實施例。此裝置之反 射器系統包含一拋物形反射器16。攝影機13置放於載有用 於照明之LED光源11的安裝桿丨7之頂部上。

圖4展示兩個箭頭18、19,該等箭頭指示安裝桿17相對 於反射器16的相對移動以及相對於配置於攝影機13内之變 焦光學器件之透鏡的相對移動之可能性。在於安裝桿17與 拋物形反射器16之間進行相對移動的情況下，可達成光束 孔仏角度之調整。可藉由可由控制台控制之適當馬達致動 器來執行此相對移動。以相同方<，可經由控制台藉由適 當致動構件來調整攝影機13之變焦光學器件。藉由在泡物 形反射鏡16與安裝桿17相對於彼此移動時同步地調整攝影 機13之變焦光學器件，可輕合該等移動以使得攝影機η始 終精確地展示得以照明的場景部分。 雖然已在圖式及前述描述中詳細說明並描述了本發明， 但此說明及描述被認為係說明性或例示性的且並非為限制 性的。本發明不限於所揭示之實施例。亦可組合上文令及 申請專利範圍中所描述之不同實施例m、本揭禾案 及隨附中請專利範圍之研究，熟習此項技術者在實踐所主 張之發明過程中可揮紐#* 解並實現對所揭示之實施例的其他變 化。舉例而言，反射寒金 °糸統之建構不限於諸圖中之例示性 139159.doc 200949139 建構。光源之設計亦不限於諸圖t之光源之設計，該光源 可包含LED或其他類型之發光裝置之另一配置。反射表面 亦可基於總體反射。 在申請專利範圍中，詞「包含」不排除其他元件或步 驟’且不定冠詞「一」不排除複數1法引用於相互不同 之附屬項中的純粹事實並非指示不可有利地使用此等方法 之組合。申請專利範圍中之參考符號不應解釋為限 申請專利範圍之範疇。 【圖式簡單說明】 诸圖展示·· 圖1具有遠端控制之照明裝置之示意圖； 圖2所提出之照明裝置之第—實例的示意圖； 圖3所出之照明裝置之第二實例的示意圖；及 圖4所提出之照明裝置之第三實例的示意圖。 【主要元件符號說明】 2 3 4 5 6 7 8 9 聚光燈 光束 壁 安裝基座 致動馬達 控制台 照明區域 外殼 主要反射器 139159.doc 200949139 10 次要反射器 11 LED光源 12 開口 13 攝影機 14 光軸 15 混合系統 16 拋物形反射器 17 安裝桿 18 箭頭 19 箭頭

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Claims (1)

1. 200949139 七、申請專利範圍： 1. 一種照明裝置，其包含： 至）一個光源及一反射器系統，其形成一聚光燈（1); 一或若干個致動器（5)，其經配置以在一安裝基座（4) 中樞轉5亥聚光燈（1)，以用於改變由該聚光燈（丨）發射之 一光束（2)的一照明角度；及 一攝影機（13)，其附接至該聚光燈（1)且經對準以擷取 該聚光燈（1)經導向至之一照明區域（7)之影像； 其中3亥聚光燈（1 )經设計以包含一中心區域，該照明區 域（7)為自該中心區域可見的且該中心區域並非將該光源 之光反射或發射至該照明區域（7)，該攝影機（丨3)配置於 該聚光燈（1)之一光軸（14)上的該中心區域中。 2. 如請求項1之裝置， 其中該反射器系統係由一光學器件形成，該光學器件 在該光軸（14)上包含一具有一中心開口（12)之第一反射 元件（9)及一第二反射元件（1〇)，該第二反射元件（1〇)小 於該第一反射元件（9)且經設計及配置以反射該光源的沿 該光軸（14)穿過該開口（12)進入至該第二反射元件（10)之 一反射表面之光，該攝影機（13)配置於該第二反射元件 (10)之一背側處。 3. 如請求項1之裝置， 其中該反射器系統係由一拋物形反射器（16)形成，該 拋物形反射器（16)包含一在一側面上載有該至少一個光 源之中心安裝桿（17)，該攝影機（13)配置於該安裝桿（Π) 139159.doc 200949139 之一頂部上。 4·如請求項1之裝置， '、中 ®亥等·f 、λ 勒S (5)為可經由一遠離該聚光燈（1)之控 制台（6)控制的。 5. 如凊求項4之裝置， 八中該攝影機（13)經由電線或無線地連接至一監視器 以用於顯示該照明區域⑺之該等影像。 6. 如凊求項5之裝置， 其中該控制台（6)包含一用以允許一使用者在該等影像 心°己所關注之點或區域的圖形使用者介面，且其中 。亥等致動器（5)係由該控制台自動控制的以將該聚光 燈（1)瞄準於該所關注之點或區域處。 7. 如請求項1之裝置， 其中該光源係由若干個不同顏色之LED(U)及一用以 在由該等LED(ll)發射之光沖射於該反射器系統上之前 將該光混合的混合系統（15)形成。 8. 如請求項1之裝置， 其中該光源及該反射系統中之至少一主要反射元件係 可沿該光軸（14)而相對於彼此移動的，以用於改變由該 聚光燈（1)發射之該光束（2)之一孔徑角度； 其中該攝影機（13)包含一可調整以改變該攝影機（I]) 之一視角的光學系統，·且 其中該光源與該主要反射元件的該相對移動及該攝影 機（13)之該光學系統之該調整經耦合以得以同步執行， 139159.doc 200949139 :使得該照明區域（7)始終與—由該攝影機（i3)成像之區 域一致。 9.如請求項8之裝置， -中”亥聚光燈（1)包含用於執行該光源與該主要反射元 件之該相對移動的一或若干個電驅動致動器，且其中該 • 攝影機（13)包含用於調整該光學系統的一或若干個電驅 , 動致動器。 Φ ❿ 139159.doc