具有可旋轉束分幅的燈具的製作方法
2023-07-04 20:26:01 3
專利名稱：具有可旋轉束分幅的燈具的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於對光束進行定界/定形的分幅系統以及包括這種分幅系統的燈具。
背景技術：
用於對光束進行定界的分幅系統多年來已眾所周知，其中多個快門葉片移入移出光束以便調節束的形狀。典型的分幅系統具有多個快門葉片的分幅系統，通過多個致動器能夠使快門葉片移入移出光束。通過相對於光束調節每個快門葉片的位置並且因此獲得光束的期望分幅來對光束進行定形/定界/分幅。分幅系統通常用於燈具中，例如產生光束的移動頭、跟蹤聚光燈以及聚光燈。這些燈具包括產生光束的光源以及產生不同光學效應的多個光學部件。W09636834、W003023513、W007134609公開了根據現有技術的分幅系統，其中多個快門葉片環繞光束，並且通過多個致動器能夠使快門葉片移入移出光束。快門葉片和致動器安裝到由基座支撐件可旋轉承載的分幅支撐件上。這些分幅系統用於具有產生光束的光源的燈具中、用於聚焦和/或縮放光束的透鏡系統以及用於控制燈具的部件的控制器件 (CPU ；微處理器、微控制器、PLD等)。具有分幅系統的燈具通常與舞臺結合使用，其中需要照射舞臺的部分或表演者。光束被分幅以使得光束僅照射舞臺的期望部分或表演者。通常， 通過對燈具進行物理定位和/或通過與燈具的控制器件通信的燈控制器對燈具進行編程， 在表演之前設置燈具。由於操作員手動執行光束的分幅，此過程經常是非常耗時，尤其在具有大量燈具的大型表演中。由於快門葉片能夠單獨地移入移出光束並且分幅支撐件還能夠相對於光束旋轉，能夠以各種模式來調節分幅系統。然而，由於光束周圍的機械限制導致分幅支撐件僅能夠旋轉約45度，當對光束進行分幅時存在一些限制，並且快門葉片的移動在那的移動也受限制。因此會存在如下一些情形燈具不能按期望方式對光束進行分幅，結果是需要燈具進行物理移動以便對期望區域進行分幅，這是非常耗時的。這種物理移動可與通過燈控制器自動執行的移動頭相結合，然而這經常需要頭部和軛架的旋轉，因此需要對燈顯示進行重新編程，這也是非常耗時的。另外，作為葉片旋轉限制的結果，也限制了許多不同的分幅形狀之間的平滑形態。WOO184043公開了一種燈具，所述燈具投射光束用於在劇院舞臺、電影院和電視演播室等進行聚光。燈具包括位於殼體一端處的光源，所述殼體具有在其相對端處的光束出口光闌，光源和光闌與燈具的縱軸線或光學軸線大體同心布置。一個或多個束成形葉片以及優選地諸如一個或多個透鏡、光圈和/或圖案或遮光板等其它光束影響元件沿著光束路徑布置，所述光束路徑從光源到光闌沿著通過殼體的縱軸線。能夠相對於縱軸線來調節一個或多個束成形葉片的位置以及優選地所有光束影響元件的位置。燈具產生了帶明顯邊緣的光束或具有幾何形狀的光錐，可手動地或通過遠程控制來改變錐角和焦點。多個調節圈環繞燈具並且通過複雜的機械系統與快門葉片相互作用。通過旋轉調節圈能夠使快門葉片移入移出光束。由於每個快門葉片包括大量的部件，這些部件需要利用調節圈相互作用以對光束進行定形，所公開的束成形器件構造非常複雜。此束成形器件進一步佔據大量空間， 並且由於調節圈需要位於殼體的外部，因此不可能將束成形器件集成到燈具內部。
發明內容
本發明的目的是解決與現有技術分幅系統相關的上述限制。這是通過獨立權利要求中所述的分幅系統、燈具以及方法來實現的。從屬權利要求描述了本發明的可能的實施方案。在本發明的詳述中描述了本發明的優點和益處。
圖1示出了根據本發明的分幅系統的立體圖；圖2示出了從相對側看到的圖1中的分幅系統的立體圖；圖3示出了圖1中的分幅系統的立體圖和分解圖；圖4示出了圖2中的分幅系統的立體圖和分解圖；圖5示出了圖4中的細節A的放大圖；圖6示出了滑環接觸件的可能的實施方案；圖7示出了根據本發明的分幅系統的另一實施方案；圖8示出了包括根據本發明的分幅系統的移動頭燈具。
具體實施例方式圖1示出了根據本發明的分幅系統101的立體圖。分幅系統101包括可旋轉支撐分幅支撐件105的基座支撐件103。分幅支撐件包括多個快門葉片107，其環繞用於光束的光闌109(未示出)；以及多個致動器111，其適於使快門葉片移入移出光闌109，因此也使快門葉片移入移出光束。基座支撐件包括第一支撐板103a和第二支撐板103b。第一支撐板包括可旋轉地承載分幅支撐件105的多個滑輪系統113、用於將分幅系統安裝到燈具中的鉸鏈器件115， 以及與分幅支撐件相互嚙合的致動器117。能夠如通過引用併入本文的例如W09636834、W003023513或W007134609中所述的現有技術所公知的來具體實施快門葉片107和致動器111。還能夠如也是通過引用併入本文的申請人的未決申請DK PA201000034中所述的來具體實施快門葉片。快門葉片可例如為合併樁，如W007134609中所述，其中合併樁中的快門葉片被放置為使得前部區域置於第一相鄰快門葉片的前部區域上方並且前部區域置於第二相鄰快門葉片的前部區域下方。將快門器件形成於合併樁中得到極薄的組件，其中快門的操作邊緣在相同的平面中操作。這會使得投射光束的均勻清晰度受到限制。在投影器中，薄的組件能夠在物理上靠近另外的光形成器件放置，另外的光形成器件也必須靠近光學聚焦平面工作。由於這種類型的快門葉片由於合併而在移動上受限制並且分幅系統的360度旋轉(下文說明)消除了這些限制， 根據本發明的分幅系統與合併到樁中的快門葉片結合使用。圖2示出了從相對側看到的圖1中的分幅系統的立體圖，並且示出了分幅支撐件 105包括帶齒邊緣201，帶齒邊緣201通過致動器117與帶齒輪203可旋轉地相互嚙合。帶齒邊緣201圍繞分幅支撐件360度分布，並且致動器117因此能夠使分幅支撐件繞光束連續地/環形地多旋轉360度。圖2進一步示出了第一支撐板103a和第二支撐板103b由多個間隔件205連接和分離並且分幅支撐件105位於第一和第二支撐板之間。圖3和圖4分別示出了圖1和圖2中的分幅系統的分解圖。圖3示出了分幅系統包括可旋轉電連接器件301。可旋轉電連接器件使得能夠在分幅支撐件相對於基座支撐件旋轉期間在分幅支撐件105和基座支撐件103之間傳遞電能。結果是，在分幅支撐件105 旋轉的同時，動力信號和控制信號能夠傳遞到致動器111。快門葉片因此能夠移入移出光闌 109並且調節光束的形狀。分幅支撐件能夠繞光束多旋轉360度並且按期望方式調節束的形狀。因此解決了現有技術的分幅系統中與舞臺上的分幅物體相關的限制，且無需物理移動燈具和/或對燈控制器進行重新編程，由於分幅支撐件能夠繞光束連續移動，並且快門葉片能夠按期望方式對光束進行分幅/定形。由於分幅支撐件能夠繞光束連續地/環形地旋轉，因此無需考慮燈具的物理位置。另一驚人的效果是如下事實在使分幅支撐件旋轉的同時，能夠調節光束的形狀，結果是，可以產生繞其自身軸線連續旋轉的各種束形狀。這使得可以產生新類型的光效應。由於能夠在一個平面中具體實施致動器和快門葉片，進一步可以構造非常緊湊的分幅系統，這極有利於與包括用於光效應的其它部件的諸如移動頭燈具和聚光燈等燈具結合。緊湊的分幅系統使得例如可以將傳統的遮光板輪緊靠近快門葉片放置，這使能快門葉片和遮光板二者的清晰圖像成像。在圖示的實施方案中，可旋轉電連接器件包括多個一滑環，所述滑環包括接觸件 303和導電軌道305。導電軌道實施於緊固到第二基座支撐件103b的印製電路板(PCB) 307 上，並且接觸件緊固到分幅支撐件並且與分幅支撐件上的PCB板(未示出)連接。接觸件與導電軌道對準並且適於當分幅板位於第一和第二支撐板之間時與軌道相接觸。結果，在軌道和接觸件之間建立起電連接。導電軌道環繞光束，並且當分幅支撐件相對於基座支撐件旋轉時接觸件將沿著軌道移動。 導電軌道能夠例如由導電金屬製成，例如硬質金屬已經通過焊接、電鍍或鍍金工藝添加到磁選機(cobber)軌道頂部上的磁選機。硬質金屬使得導電軌道更加耐磨損和腐蝕並且可以為例如諸如硬質的金、銠或鉬。所述的方案僅為實施例，本領域技術人員將能夠構造出各種導電軌道。圖5示出了圖4中的細節A的放大圖，並且示出了五個接觸件303a、303b、303c、 303d、303e放置於殼體501中。殼體與分幅支撐件上的PCB板連接，並且每個接觸件與基座支撐件上的導電軌道中的一個連接。所示的分幅系統包括兩個殼體，使得對於每個導電軌道存在兩個接觸件，這樣改進了接觸件並且確實進一步使得分幅支撐件平衡。然而，本領域技術人員實現的是，每個軌道的接觸件的量可從每個軌道的單個接觸件到每個軌道的任意數量的接觸件。每個軌道的四個接觸件能夠例如對稱地定位在光束的周圍，使得分幅支撐件非常平衡。圖6示出了單個接觸件303並且示出了接觸件包括接觸頭601、接觸端603、張緊器件605和電纜607。張緊器件具體實施為彈簧並且朝嚮導電軌道推進接觸頭601。張緊器件確保接觸頭總是與軌道相接觸，即使接觸頭隨時間推進由於接觸頭和軌道之間的摩擦而磨損。電能通過電纜從接觸頭601傳送到接觸端605。接觸端與分幅支撐件上的PCB板上的導電軌道相結合，並且電能分配給分幅支撐件上的正確元件。接觸頭可由軟質金屬製成，諸如碳和銀的混合物，從而減輕導電軌道的磨損以及軌道和接觸件之間的摩擦。
圖7示出了分幅系統的另一實施方案，其中圖7a示出了俯視圖，並且圖7b為沿著線B-B的剖視圖。分幅系統701包括可旋轉支撐分幅支撐件705的基座支撐件703。分幅支撐件包括圍繞用於光束的光闌709的多個快門葉片707以及適於使快門葉片移入移出光闌709的多個致動器711。分幅支撐件705能夠相對於基座支撐件703多旋轉360度，並且致動器717與分幅支撐件相互嚙合並且能夠執行旋轉。快門葉片107和致動器109能夠如現有技術中所公知的方式並且如上所述合併到樁中。在此實施方案中，可旋轉電連接器件為多個滑環。在此實施方案中，導電軌道位於柱狀表面702上的光闌內部，並且接觸件位於分幅支撐件上的適應性柱狀表面704上。接觸件706和導電軌道708如上所述相互作用。可旋轉電連接器件還能夠具體實施為利用電感來傳遞電能的可旋轉變壓器。與滑環相比這種連接的磨損和摩擦減輕，因為不需要靜止部分(基座支撐件)和旋轉部分(分幅支撐件)之間的物理接觸。圖8為示出根據本發明的移動頭燈具801的結構圖。移動頭燈具801包括與軛架 805連接的基座803和承載於軛架中的頭部807。頭部包括至少一個光源809，光源809產生沿著光軸810傳播的光束(未示出)。光束由反射器811反射並且在通過透鏡813離開頭部之前經過多個光效應。光效應能夠例如為例如調光器815、CMY顏色混合系統817、顏色過濾器(未示出)、遮光板819和/或縮放系統821的智能照明裝置的本領域已知的任何光效應。光效應還可以為根據本發明的分幅系統。所述分幅系統包括可旋轉支撐分幅支撐件105的基座支撐件103以及適於使分幅支撐件旋轉的致動器117。分幅支撐件包括環繞光闌的多個快門葉片107，光束穿過所述光闌。多個致動器111適於使快門葉片移入移出光闌，並且因此移入移出光束。分幅系統還包括控制器件822，控制器件822適於基於接收到的控制信號來控制分幅系統，如下文所述。分幅系統還包括多個可旋轉電連接器件303，用於將動力信號和控制信號從基座支撐件傳遞到分幅支撐件。光源可以為任意已知的光源，例如、放電燈、LED、0LED、等離子燈、雷射器等。反射器可以為任意類型的反射器，在一些應用中還可具體實施為諸如TIR透鏡等光學透鏡。移動頭燈具包括用於使軛架相對於基座旋轉的第一旋轉器件，例如利用位於基座中的電動機825使與軛架連接的軸823旋轉。移動頭燈具還包括用於使頭部相對於軛架旋轉的第二旋轉器件，例如通過利用位於軛架中的電動機829使與頭部連接的軸827旋轉。本領域技術人員將實現的是，可利用諸如電動機、軸、齒輪、電纜、鏈輪、傳動系統等機械部件以多種不同的方式來構造旋轉器件。移動頭燈具接收來自外部電源(未示出)的電力831。電力由內部電源833接收， 內部電源833對電力進行適配並且將通過內部電力線路835(虛線)將電力分配到移動頭的子系統。能夠以多種不同的方式來構造內部電力系統，並且為了簡化所示的電力線路圖示為所有的子系統與相同的電力線路連接的一個系統。然而，本領域技術人員將實現的是， 移動頭中的一些子系統需要不同類型的動力並且還能夠使用接地線。在大部分應用中光源將例如需要除了步進電動機和驅動電路之外的不同種類的動力。燈具還包括控制器837，控制器837基於輸入信號839來控制燈具中的其它部件(其它子系統)，輸入信號839表示至少一個光效應參數和至少一個位置參數。控制器利用類似於DMX、ArtNET, RDM等標準協議來接收來自如智能娛樂照明裝置技術領域所公知的燈控制器841的輸入信號。光效應參數表示所述光束的至少一個光效應參數，例如光束的調光量和/或調光速度、CMY系統817應當混合的顏色、顏色過濾器系統(未示出)應當定位在光束中的顏色過濾器的種類、和/或遮光板系統819應當定位在光束中的遮光板的種類、 燈具應當利用縮放系統821產生的光束的發散度、表示從透鏡至應當對遮光板效應進行成像的表面的距離的焦距，等等。光效應參數還能夠表示分幅系統應當如何對光束進行分幅並且因此能夠包括每個快門葉片應當如何相對於光束移動、分幅支撐件應當如何相對於基座支撐件旋轉的信息。控制器837接收光參數並且發送指令至適於控制分幅系統的控制器件822。然後，適於控制分幅系統的控制器件822將指示致動器激活所指示的相關部分，並且實現了所述的分幅效應。控制器適於通過內部通信線路843 (實線)發送指令和指示至移動頭不同的子系統。內部通信系統能夠基於各種類型的通信網絡/系統，並且所示的通信系統僅為一個示例性實施例。位置參數表示至少所述軛架相對於所述基座的旋轉和/或所述頭部相對於所述軛架的旋轉。位置參數能夠例如表示燈具應當將束指向的位置、軛架相對於基座的位置、頭部相對於軛架的位置、軛架應當相對於基座轉動的距離/角度、頭部應當相對於基座轉動的距離/角度等。旋轉參數還能夠表示旋轉的速度和時間。移動頭還能夠具有用戶輸入器件，所述用戶輸入器件使用戶能夠與移動頭直接交互，而不是使用燈控制器841與移動頭進行通信。用戶輸入器件845能夠例如為底部、控制杆、觸摸板、鍵盤、滑鼠等。用戶輸入器件還能夠由顯示器847支撐，使用戶能夠利用用戶輸入器件847通過顯示於顯示器上的菜單系統與移動頭進行交互。在一個實施方案中，顯示器件和用戶輸入器件還能夠集成為觸控螢幕。本發明還涉及利用分幅系統來為光束定界的方法，所述分幅系統包括可旋轉支撐分幅支撐件的基座支撐件，其中所述分幅支撐件包括圍繞所述光束的多個快門葉片以及適於使所述快門葉片移入移出所述光束的多個致動器。所述方法包括如下步驟〇利用所述致動器使至少一個所述快門葉片移入移出所述光束；
〇通過旋轉所述分幅支撐件而使快門葉片繞所述光束旋轉， 其中，使快門葉片繞光束旋轉的步驟包括使分幅支撐件旋轉至少360度並且在所述分幅支撐件和所述基座支撐件之間傳遞電能的步驟。因此，可實現的是，由於光束的形狀能夠變化並且連續地/環形地旋轉，因此能夠產生多種光效應。
權利要求
1.一種用於對光束進行定界的分幅系統，所述分幅系統包括可旋轉支撐分幅支撐件的基座支撐件，所述分幅支撐件包括環繞所述光束的多個快門葉片；多個致動器，其適於使所述快門葉片移入移出所述光束；其特徵在於，所述分幅系統包括可旋轉電連接器件，所述可旋轉電連接器件使得能夠在所述分幅支撐件相對於所述基座支撐件旋轉期間在所述分幅支撐件和所述基座支撐件之間傳遞電能。
2.根據權利要求1所述的分幅系統，其特徵在於，所述可旋轉電連接器件包括至少一個滑環，所述滑環包括接觸件和導電軌道，所述接觸件適於沿著所述導電軌道移動。
3.根據權利要求2所述的分幅系統，其特徵在於，所述導電軌道環繞所述光束。
4.根據權利要求2-3所述的分幅系統，其特徵在於，所示接觸件包括張緊器件，所述張緊器件朝向所述導電軌道推進所述接觸件。
5.根據權利要求1所述的分幅系統，其特徵在於，所述可旋轉電連接器件包括可旋轉變壓器。
6.根據權利要求1-6所述的分幅系統，其特徵在於，所述可旋轉電連接器件在所述基座支撐件和所述分幅支撐件之間傳遞至少一種動力信號。
7.根據權利要求1-7所述的分幅系統，其特徵在於，所述可旋轉電連接器件在所述基座支撐件和所述分幅支撐件之間傳遞至少一種控制信號。
8.一種包括產生光束的光源的燈具，其特徵在於，所述燈具包括根據權利要求1-7所述的分幅系統。
9.根據權利要求8所述的燈具，其特徵在於，所述光源和所述分幅系統位於頭部中，所述頭部能夠相對於軛架旋轉，所述軛架能夠相對於基座旋轉。
10.一種利用分幅系統對光束進行定界的方法，所述分幅系統包括可旋轉支撐分幅支撐件的基座支撐件，所述分幅支撐件包括環繞所述光束的多個快門葉片；多個致動器，其適於使所述快門葉片移入移出所述光束；所述方法包括如下步驟利用所述致動器使至少一個所述快門葉片移入移出所述光束； 通過旋轉所述分幅支撐件使所述快門葉片繞所述光束旋轉； 其特徵在於，使所述快門葉片繞所述光束旋轉的所述步驟包括如下步驟 使所述分幅支撐件旋轉至少360度；以及在所述分幅支撐件和所述基座支撐件之間傳遞電能。
全文摘要
本發明涉及用於對光束進行定界的分幅系統。所述分幅系統包括可旋轉支撐分幅支撐件的基座支撐件。分幅支撐件包括環繞光束的多個快門葉片；多個致動器，其適於使快門葉片移入移出所述光束。分幅系統進一步包括可旋轉電連接器件，所述可旋轉電連接使得能夠在所述分幅支撐件相對於所述基座支撐件旋轉期間在所述分幅支撐件和所述基座支撐件之間傳遞電能。本發明還涉及包括分幅系統的燈具以及用於對光束進行定界的方法。
文檔編號F21V11/18GK102483218SQ201080039052
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月10日 優先權日2009年9月11日
發明者C·達爾斯高 申請人:馬丁專業公司