CN1938544A - 具有可变光束的探照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种探照灯，所说的探照灯包括用于产生具有一个中心轴的会聚光束的装置(101)，和基本上围绕所说中心轴定位的一个透镜(102)。所说的探照灯包括用于相对于所说产生装置移动所说透镜的装置。

Description

具有可变光束的探照灯

技术领域

本发明涉及试图用在各种不同的应用场合的探照灯。

本发明具体来说与舞台、外观、或重点照明有关。

背景技术

在照明领域中，通常需要各种不同种类的光束。例如，当要照明一个外观时，可能希望有一个宽的光束，以便照亮整个外观。按照另一种方式，可能希望有一个窄的光束，以便只照亮外观的一个部分。

为此，必须使用不同的探照灯。例如，Fraen公司提出了包括一个准直器和设置在准直器前方的一个微透镜阵列的探照灯。为了改变由这种探照灯提供的光束，必须替换微透镜阵列和准直器。因此必须制造出整个范围的探照灯，这对于厂家来说是很复杂的，并且对于需要不同的探照灯实现不同的照明应用的用户来说是极其不灵活的。而且，替换微透镜阵列和准直器需要一个很长的复杂过程。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种不需要替换任何部件就能够提供各种不同的光束的探照灯。

为此，本发明提出一种探照灯，所说的探照灯包括用于产生具有一个中心轴的会聚光束的装置，和基本上围绕所说中心轴定位的一个透镜，所说的探照灯包括用于相对于所说产生装置移动所说透镜的装置。

按照本发明，各种不同的光束是在移动定位在会聚光束的路径中的透镜当中获得的。因此，按照本发明的探照灯为了提供各种不同的光束不需要替换任何部件。

在本发明的第一实施例中，移动装置适应于在平行于所说中心轴的方向移动所说的透镜。透镜在所说方向的移动将要改变光束的宽度。于是，这个实施例可以获得具有各种不同的宽度的各种光束，只是因为沿平行于所说光束的方向移动了定位在会聚光束路径上的透镜。

在本发明的第二实施例中，移动装置适应于在垂直于所说中心轴的方向移动所说的透镜。透镜在所说方向的移动将要改变光束的倾斜，即，光束在探照灯的出射端口的角度。于是，这个实施例可以旋转由探照灯提供的光束，但不需要旋转探照灯，这与现有技术中所需要的一样。

有益地，所说的探照灯包括用于产生具有第一和第二中心轴的至少第一和第二会聚光束的装置，和基本上分别围绕所说第一和第二中心轴定位的第一和第二透镜，所说的探照灯包括用于相对于所说产生装置移动所说第一和第二透镜的装置。使用多个透镜，可以减小在探照灯中使用的每个透镜的尺寸。结果，减小了为在探照灯的出射端口获得期望的光束所需的透镜的替换，在详细描述中对此将要进行说明。

优选地，用于产生至少第一和第二会聚光束的装置包括光源、准直装置、第一和第二会聚透镜。对于多个会聚透镜使用单个光源，使得在每个会聚透镜上获得均匀的光通量成为可能。结果，在所说单个会聚透镜上的光通量是不均匀的情况下，利用这种探照灯获得的光束的光通量是均匀的，对于与单个会聚透镜相关的单个光源来说不是这种情况。这将减小在探照灯出射端口处光束的假象(artifact)。

参照下面描述的实施例，本发明的这些和其它方面将是显而易见的并得到说明。

附图说明

下面参照附图借助于实例较详细地描述本发明，其中：

图1a、1b、1c表示按照本发明的第一实施例的在三种不同的应用场合的探照灯；

图2a、2b、2c表示按照本发明的第二实施例的在三种不同的应用场合的探照灯；

图3a、3b、3c表示按照本发明的优选实施例的在三种不同的应用场合的探照灯；

图4a、4b、4c表示按照本发明的另一个实施例的在三种不同的应用场合的探照灯。

具体实施方式

在图1a-1c中描述按照本发明的第一实施例的探照灯。这个探照灯包括用于产生会聚光束的装置101和透镜102。会聚光束有一个中心轴AA，透镜的位置大体上围绕所说的中心轴AA。在图1a-1c的例子中，透镜102围绕所说的中心轴AA精确地定位，这就是说，透镜102的中心轴在中心轴AA上。产生装置101可以是适合于产生会聚光束的任何装置。例如，具有椭圆反射器的光源可以产生会聚光束。在3a、-3c中描述了产生装置101的另一个例子。

探照灯进一步还包括用于移动透镜102的装置，但在图1a-1c中没有表示出来。在图1a中，透镜102定位在产生装置101产生的会聚光束的光线会聚点之前。在此例中，透镜102是一个平凹透镜，即，发散透镜。然而，在不偏离本发明的范围的情况下，还可以使用会聚透镜。如图1a所示，获得的是一个相对来说很窄的光束。在图1b中，透镜102定位在产生装置101产生的会聚光束的光线会聚点上。于是，透镜102不会改变光束，所获得的是一个中间的光束，如图1b中可以看见的那样。在图1c中，超过由产生装置101产生的会聚光束的光线会聚点定位透镜102。如图1c所示，获得的是一个相对来说很大的光束。

于是，通过改变透镜102相对于产生装置101的位置，可以改变探照灯出射端口的光束宽度。实现这一目标只需沿平行于产生装置101产生的会聚光束的中心轴AA的方向移动透镜102。

可以使用会聚透镜代替发散透镜102。但是，在这个第一优选实施例中，优选的是发散透镜，因为发散透镜可以避免出现使用会聚透镜可能出现的重影光束(ghost beam)。如果不用球面的或非球面的透镜102，还可以使用柱面透镜。这就允许获得直线光束(linear beams)。

在图2a-2c中描述按照本发明的第二实施例的探照灯。这个探照灯包括产生装置101和透镜102。在这个例子中，透镜102是一个双凹透镜，即，发散透镜。但是，要得到完全相同的结果，还可以使用会聚透镜，例如双凸透镜。在这个例子中，透镜102定位在产生装置101产生的会聚光束的会聚点上。然而，要得到相同的结果，还可以将透镜放在这一点的前边或超过这一点。

在第二实施例中，移动装置适合于在垂直于中心轴AA的方向移动透镜102。在图2a中，透镜102的中心在中心轴AA上。于是，不会改变光束。在图2b中，透镜102的移动使透镜102的中心定位在中心轴AA的右边。因此，使光束向左边偏移，如在图2b中能够看到的那样。在图2c中，透镜102的移动使透镜102的中心定位在中心轴AA的左边。因此，使光束向右边偏移，如在图2c中能够看到的那样。

在图2b和2c的例子中，透镜102没有严格地围绕中心轴AA定位。然而，透镜102的相当大的部分围绕中心轴AA定位，这意味着透镜102基本上围绕中心轴AA定位。因此可以认为，当透镜102的至少一部分定位在中心轴AA上的时候，透镜102就基本上是围绕中心轴AA定位的。这就可以保证，会聚光束落在透镜102的一个相当小的部分上，因而可以发生棱形偏离。

于是，通过改变透镜102相对于产生装置101的位置，可以改变光束的倾斜角。因此，在不需要旋转探照灯的条件下，就可以定向探照灯出射端口处的光束。实现这一目标只需沿垂直于产生装置101产生的会聚光束的中心轴AA的方向移动透镜102。如图1a-1c那样，可以使用柱面透镜102来代替球面的或非球面的透镜。

在图3a中描述按照本发明的优选实施例的一种探照灯。这个探照灯包括：光源301、准直装置302、会聚透镜阵列303、和发散透镜阵列304。会聚透镜阵列303包括多个会聚透镜。会聚透镜阵列303的每个会聚透镜与准直装置302组合形成用于产生会聚光束的装置。

准直装置302适合于从光源301产生的光束产生平行光束。在图3a-3c的例子中，光源301是一个LED，但还可以使用与抛物面反射器组合的任何光源。这样的准直装置302对于本领域的普通技术人员来说是众所周知的。例如，由Fraen公司按基准FHS-HNB1-LB01-x销售的那种类型的准直器就适合于产生平行光束。

当平行光束穿过会聚透镜阵列303时，产生多个会聚光束。发散透镜阵列304是这样的：发散透镜阵列304的每个透镜都基本上围绕各种不同的会聚光束的中心轴之一定位，就像在图3a-3c中能够看到的那样。

在图3a中，发散透镜阵列304定位在会聚光束的光线会聚的平面之前。在图3b中，发散透镜阵列304定位在这个平面上，在图3c中，发散透镜阵列304超过这个平面定位。如图3a-3c所示，并且出于在图1a-1c中说明过的理由，从而，获得了在探照灯出射端口处的光束的不同宽度。

可以使用例如在图3b中描述过的探照灯来产生具有各种不同光束倾斜角的光束。为此，用包括如图2a-2c所示的透镜的阵列代替发散透镜阵列304，并且沿平行于这个阵列的方向移动最终的发散透镜阵列。

具有多个透镜的探照灯优于具有一个透镜的探照灯。实际上，对于相同尺寸的探照灯，透镜的尺寸小于使用多个透镜时的尺寸。现在，获得了在图3a-3c中的各种不同的光束宽度，只需相对于会聚光束的光线会聚的平面调节发散透镜阵列304的位置即可。这个平面是由会聚透镜阵列303的会聚透镜的焦距确定的。这个焦距随会聚透镜的尺寸而减小。结果，透镜越小，发散透镜阵列304所需的位移越小。于是，使用多个透镜的探照灯比只使用一个透镜的探照灯要更加紧凑。

图4a-4c表示按照本发明的另一种探照灯。这个探照灯包括用于产生准直光束401a-401f的装置。用于产生准直光束的每个装置都包括光源和准直装置，例如图3a-3c的光源301和准直装置302。在图4a-4c所述的例子中，产生6个准直光束。探照灯包括会聚透镜阵列303和发散透镜阵列304。在此例中，会聚透镜阵列303的透镜之一与用于产生准直光束401a-401f的装置之一组合在一起，形成用于产生会聚光束的装置。如图4a-4c所示，获得了不同的光束宽度，只需相对于用于产生会聚光束的装置移动发散透镜阵列304即可。

可以使用例如如图4b所示的探照灯来产生具有各种不同光束倾斜角的光束。为此，用包括如图2a-2c所示的透镜的阵列替换发散透镜阵列304，并且沿平行于这个阵列的方向移动最终的发散透镜阵列。

在下面的权利要求书中的任何参考符号都不应被认为是对于权利要求的限制。显然，使用动词“包括”及其变化形式将不排除存在除任何一个权利要求中限定的单元以外的任何其它的单元。在单元前边出现的术语“一个”并不排除存在多个这样的单元。

Claims (6)

1、一种探照灯，所说的探照灯包括用于产生具有一个中心轴(AA)的会聚光束的装置(101)，和基本上围绕所说中心轴定位的一个透镜(102)，所说的探照灯包括用于相对于所说产生装置移动所说透镜的装置。

2、根据权利要求1所述的探照灯，其中：所说移动装置适应于在平行于所说中心轴的方向移动所说的透镜。

3、根据权利要求1所述的探照灯，其中：所说移动装置适应于在垂直于所说中心轴的方向移动所说的透镜。

4、根据权利要求1所述的探照灯，其中：所说的探照灯包括用于产生具有第一和第二中心轴的至少第一和第二会聚光束的装置(301、302、303)，和基本上分别围绕所说第一和第二中心轴定位的第一和第二透镜(304)，所说的探照灯包括用于相对于所说产生装置移动所说第一和第二透镜的装置。

5、根据权利要求1所述的探照灯，其中：所说用于产生会聚光束的装置包括光源(301)、准直装置(302)、会聚透镜。

6、根据权利要求4所述的探照灯，其中：所说用于产生至少第一和第二会聚光束的装置包括光源、准直装置、第一和第二会聚透镜。

Images