Gobo投影儀和移動頭部的製作方法
2023-07-24 07:47:46 1
專利名稱：Gobo投影儀和移動頭部的製作方法
技術領域：
本發明涉及Gobo投影儀，其包括光源，具有gobo開放孔口的gobo保持器和投影透鏡，且本發明還涉及包括gobo投影儀的移動頭部。
背景技術：
術語「G0B0」(還被示作gobo)在本領域中定義為「置於光學器件之間(go between optics) 」或者「置於光學器件之前(goes before optics) 」或者「圖形化光學遮擋(graphical optical blackout)」。gobo為切割成圓板的模板或圖案，用於形成投射光的圖案。Gobo通過在光束到達透鏡之前遮擋、上色或漫射光束的某些部分來控制光。由於在光聚焦之前使光成形，可在較短距離範圍投射具有鮮明邊緣的圖像。劇場gobo可例如由金屬板或硼矽酸鹽玻璃製成，取決於設計的複雜性。玻璃 gobo可包括有色區域(非常類似於染色玻璃窗)，有色區域由多層二向色玻璃(dichroic glass)製成，每種顏色一層，膠合於塗布有鋁或鉻的黑白gobo上。新技術能使彩色照片轉到玻璃gobo內成為可能。Gobo投影儀既用於室內也用於室外。由於gobo投影系統通常用於娛樂或者吸引公眾注意力，通常圖像移動、旋轉和/或交換。Gobo投影儀(包括移動頭部投影儀)是本領域中已知的，且例如在US5113332和 US2008/0062692中有描述。移動頭部投影儀的實例為保持於軛狀件中能夠改變傾斜和/或旋轉情況的gobo投影儀。US2008/0062692描述了移動頭部投影儀，其包括基部，軛狀物可旋轉地連接到該基部，該軛狀件旋轉地連接到頭部，該頭部包括部分地置於反射器件內的光源，該反射器件形成光束，該光束穿過光成形器件，在該光束離開投影儀之前，該光束還穿過至少一個透
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發明內容
為了得到具有高總效能(或系統效能)的gobo投影儀，本發明提出為gobo投影儀配備具有減小的電弧長度的高壓金屬滷化物放電燈。在一實施例中，提議超高性能(UHP) 燈。具有較短電弧UHP燈的gobo投影儀，特別是組合有均勻化裝置的gobo投影儀，可具有高效能、良好或甚至高的顯色指數(CRI)、高相關色溫(CCT)和在gobo上相對均勻的光分布，但仍可採用相對較小的gobo開放孔口。令人吃驚的是，具有高Hg壓力的UHP燈具有高 CRI。此外，在收集到gobo投影儀的光展部(etendue)內的光中維持此高CRI，結果發現UHP 燈在放電容器中經受較少或根本不經受顏色分開(color de-mixing)。在另一實施例中，提出了一種高壓金屬滷化物燈，其具有減小的電弧長度且具有特定的填充物(參看下文)。具有這種燈的gobo投影儀(可選地與均勻化裝置組合)可具有高效能、良好或甚至高的CRI、 高CCT、在gobo上相對均勻的光分布，但仍可採用相對較小的gobo開放孔口。因此，提議一種相對高效和高性能的gobo投影儀，其可甚至具有減小的單元大小(諸如由於減小的gobo開放孔口所致)。通常，(現有技術)gobo投影儀的最重要的特性點(幾乎所有種類的(動態)特徵) 在於高光輸出(以流明測量)、低的功率利用性(以瓦特測量)、(以及因此以流明/瓦特為單位的照明效能)、小的物理尺寸(以升、cc、m3或立方英尺為單位)、輕的重量(以kg為單位)、高的CCT和高的CRI。目前的gobo投影系統和移動頭部可在某些特性點方面(但不是所有特性點方面) 取得好結果。下面給出某些現有技術實例
實例1實例2實例3燈類型滷素燈HID燈HID燈光輸出(Im)5000500016700燈功率(W)250250700總效能(lm/W)202024CCT(K)300080007500CRI10085>85單元大小(1)161630開放孔口(mm)381526
舉例而言，實例ι具有優良的CRI但具有較差的效能和相關色溫以及較小的單元大小
且因此重量可更佳。如果使用更小gobo，完整單元(包括燈、gobo、透鏡和其它可選構件)的大小可製成更小。不僅gobo大小(或開放孔口)將更小，而且投影透鏡可製成更小且具有更短焦距，因此縮短了光路徑。更小的大小也將導致更輕重量。但是，如果gobo的大小更小，那麼效能和因此光輸出也將降低。此單元使用了具有低成本和低效能以及相對較大燈絲的滷素燈，導致需要向投影儀配備大的gobo來獲得充足的光輸出。若在實例1中的gobo大小更小，則總效能將大幅降低(也參看下文)。此外，此單元僅能容納一個gobo，因為圖像大小為38 mm。在一個所謂的gobo輪中的多個gobo將導致更大更重的系統。使圖像大小更小將能夠使用具有多個gobo的gobo 輪，但也將導致更低的光輸出，因為光輸出與投影系統的幾何範圍或光展度有關，如本領域中已知的那樣。因此將期望具有一種單元，其具有更高效能、更高CCT、更小大小和更輕重量且可能使用帶多個gobo的gobo輪。可通過使用高強度放電燈來代替滷素燈來做出改進。雖然滷素燈通常具有大約20 lm/ff的效能和大約3000K的CCT，高強度放電燈可被製成具有大約70-100 lm/ff的較高效能和大約5000-8000K的CCT值。一般而言，在該技術中，期望高於3000K或甚至高於6000K 的更高CCT，因為對於gobo投影儀的使用者而言，「感知的亮度」很重要。實例2為這種具有高(較高)CCT的系統。實例2採用圖像大小為15 mm的gobo和能容納具有高達12個gobo的gobo輪， 從而形成較多種類的圖像，使得該產品對於應用而言更有吸引力。與實例1相比較，該特性在CCT方面得到改進，但在其它方面是類似的。CCT的改進直接涉及燈，但燈效能(70 lm/ff)的改進在更高總效能OO lm/W)中並不明顯(實例2 中的更大開放孔口將僅對總效能具有小的貢獻)。這由以下事實造成當gobo的圖像大小從38 mm縮小到15 mm時，系統的光展度從大約800 mm2sr大幅縮小到大約67 mm2sr。如果電弧大小為大約5 mm，光收集效能則從大約90%大幅減小到大約35%。實例3具有優良的CRI和相關色溫但效能可更佳，因為效能僅為M lm/W(這是計算出的；實際給出的數字為18 lm/W)，而該燈的效能超過85 lm/W。該單元的大小也是相當大的。如果使用更小gobo，其可被製成更小。不僅gobo大小將更小，而且投影透鏡可製成更小且具有更短焦距，因此縮短了光路徑。更小的大小也將導致更輕重量。但是，如果gobo的大小更小，那麼效能和因此光輸出也將降低。因此將期望具有更高效能(總效能或系統效能)的單元，同時保持照明輸出和具有更高的CCT和CRI。而且，更小的大小和更輕重量將是良好的額外優點。優選具有更高總效能、更小大小和更輕重量的單元，同時優選地保持容納帶有例如8個gobo的gobo輪的可能性。本發明的目的在於提出一種具有高系統效能的gobo投影儀(諸如移動頭部)。另外，本發明的目的在於提出一種具有良好或優選具有高CRI的gobo投影儀。另外，本發明的目的在於提出一種具有高CCT的gobo投影儀。而且，本發明的目的在於提出一種具有減小的gobo開放孔口的gobo投影儀。因此，本發明的一個方面在於，提出一種替代的gobo投影儀，其優選地進一步至少部分地避免了上述缺點中的一個或多個缺點，且其優選地進一步滿足了上文所示目的中的一個或多個目的。為此，本發明在一實施例中提出一種gobo投影儀，其包括光源，具有gobo開放孔口的gobo保持器以及投影透鏡，其中光源為具有一定電弧長度的高壓金屬滷化物放電燈， 其中gobo投影儀具有至少25 lm/W的總效能。有利地，這種gobo投影儀可相對較小，但仍具有相對較高的效能。另外，這種gobo投影儀可具有相對較高的CRI，相對較高的CCT且可具有相對較小的gobo開放孔口。優選地，該gobo投影儀具有至少5000流明的光輸出，至少25 lm/W總效能和至少 5500K的相關色溫。另外，優選地該gobo投影儀具有小於或等於38 mm，更優選地具有小於或等於沈mm，甚至更優選地具有小於或等於15 mm的gobo開放孔口。Gobo開放孔口可等於或大於約5 mm，諸如等於或大於6 mm。Gobo開放孔口(或者gobo大小)越小，gobo投影儀可需要的體積就越小和/或可在投影儀中採用的gobo就更多。另外，優選地，光輸出高於10000流明且甚至更優選地高於15000流明。另外，優選地，效能為至少35 lm/W。顯色指數(CRI)為至少75，優選地至少85，尤其是當將gobo投影儀還用於照明目的時更是如此。將在下文中更詳細地討論具體實施例，特別是關於包括具有等於或小於400W功率的UHP(超高性能)燈的gobo投影儀的實施例。在一具體實施例中，特別提議使用具有高效能的短電弧燈，其可導致高照明輸出， 和高效、相對較小且輕重量的gobo投影儀。這種燈可以採用UHP燈的形式，如從光閥(IXD、 LCOS或DLP)投影儀所獲知的那樣。這些燈可通常具有小於1. 5 mm的電弧長度，>60 lm/ff 的總效能，且可在50-400瓦特的範圍內採用。UHP 燈例如描述於 US5109181，US6300717 和 H. Moench 等人發表於 SID Digest 2003,16. 1中的參考文獻中，這些參考文獻作為參考結合到本文中。在一具體實施例中，該燈為高壓汞蒸氣放電燈，包括放電封殼；一對放電電極 (包括鎢)，在燈運行期間，在該對放電電極之間維持放電；以及填充物，其包括汞、稀有氣體和滷素以在燈運行期間維持鎢運送循環，其中汞量大於0.2 mg/mm3，在燈運行期間，汞蒸氣壓力高於200巴且壁負荷高於1 W/mm2，且滷素Cl、Br或I中至少一個以位於10_6和 10-2ymOl/mm3之間，諸如10_6與5. 10_4 μ mol/mm3之間的量存在。在再一實施例中，該燈包括電燈和反射器的單元，包括反射器主體，其包括反射器部分，反射器部分帶有具有光軸的凹反射表面，與所述反射器主體成整體的中空頸形部以及包圍所述光軸的光發射窗口 ； 電燈，其包括以真空密閉方式密封的光透射容器，其封閉腔且具有第一和第二相互對置密封端部，布置於腔中的電元件，以及連接到電元件的相應電流導體，電流導體延伸穿過所述密封端部且從燈容器向外伸出，電燈固定於反射器主體中，其中第一端部在頸形部內，而腔位於反射部內且電元件在光軸上，其中優選地反射器主體具有在最靠近光發射窗的側部上的接線片。這些燈通常可具有小於1.5 mm的電弧長度，>60 lm/W的總效能，且可在50-400瓦特的範圍採用。使用這種燈，gobo投影儀可配備gobo，且圖像大小甚至小至大約5 mm且接受角為大約25°。更小的gobo將導致具有更小焦距的更小投影透鏡和因此具有更小大小和更輕重量的系統。總系統效能仍可為40-60 lm/W。可做出選擇使得gobo投影儀配備具有多個gobo的色輪。由於個別gobo更小的直徑，gobo輪仍可具有很有限的大小。利用這種UHP燈，通常可實現大約7000-8000K的CCT。特別地，超過225巴，甚至更優選地超過250巴的Hg壓力對於CRI而言可能是有益的。這裡，Hg壓力指示為在標稱功率的Hg壓力。例如，假定300W燈，在300W的Hg壓力優選地為至少225巴，甚至更優選地為至少250巴。Hg壓力可進一步等於或小於大約300 巴。令人吃驚的是，將Hg壓力增加到這些值將增加CRI，此外，在收集到gobo投影儀的光展部內的光中維持此CRI。因此，根據另一方面，本發明提出一種gobo投影儀(包括光源，具有gobo開放孔口的gobo保持器以及投影透鏡)，其中光源為具有一定電弧長度的高壓金屬滷化物放電燈，其中光源優選地為超高壓燈，優選地包括石英放電容器；包括汞、稀有氣體和滷素的填充物，其中汞量優選地至少為0. 15 mg/mm3，且滷素優選地包括選自Cl、Br和I中的一種或多種滷素，其中滷素優選地以位於10—6與10_2 μ mol/mm3之間，諸如10_6與5. lO^ymol/ mm3之間的量存在，且其中優選地電弧長度小於1. 5 mm，諸如在大約0. 5-1. 5 mm的範圍內。 這種gobo投影儀可具有至少25 lm/W，諸如至少35 lm/W的總效能。優選地，電弧長度在0. 5mm-1. 5mm的範圍內。更加優選地，電弧長度在0. -61.0 mm 的範圍內，更為優選地，電弧長度在0.7與0.9 mm之間。更小的電弧長度有利地允許更小的開放孔口。優選地，在燈內的Hg壓力大於或等於225巴，諸如為至少大約250巴。Hg壓力可進一步等於或小於大約300巴。令人吃驚的是，相對較高的Hg壓力可提出具有改進的CRI 的燈，此改進的CRI在收集到gobo投影儀的光展部內的光中得以維持。另外，優選地，汞量優選地在0. 15-0. 4 mg/mm3的範圍內，諸如在0. 2-0. 35 mg/mm3的範圍內。在一實施例中，供應給燈的功率等於或小於400W，諸如在50-400W的範圍內。將在下文中更詳細地描述具體實施例，特別是關於包括UHP燈的gobo投影儀的實施例，該UHP燈具有等於或大於300W，特別地等於或大於400W的功率。在又一實施例中，還可採用UHP燈，其中供應到燈的功率大於300 W，特別地等於或大於400 W，且其中優選地UHP燈為具有冷卻的放電容器的UHP燈。這种放電燈例如描述於US6724147 和 US7439660 中，US6724147 和 US7439660 作為參考結合到本文中。這種燈也被示作CPL燈(S卩，緊湊功率燈)。因此，優選地，放電燈為具有冷卻布置的高壓氣體放電燈，其中該燈能夠以增加的功率水平運行，使得通過升高燈內部的溫度而造成升高的氣體壓力，而將冷卻布置的位置和尺寸設置成在所述增加的功率水平情況下，基本上防止了燈泡的去透明化(devitrification)且防止了填充氣體的冷凝。另外，優選地，該燈為具有反射器和冷卻器件的放電燈，該冷卻器件具有至少一個噴嘴， 氣體流動可通過該至少一個噴嘴導向到放電燈上，其中至少一個噴嘴被布置為使得其並不延伸(至少不以任何顯著程度延伸)到由燈和反射器所產生的光束路徑內。因此，在一具體實施例中，本發明提出一種gobo投影儀，包括光源，具有gobo開放孔口的gobo保持器以及投影透鏡，其中光源為具有一定電弧長度的高壓金屬滷化物放電燈，其中該gobo投影儀優選地具有至少25 lm/ff的總效能，且其中燈功率優選地大於400 W，且其中優選地該放電容器被冷卻。優選地，電弧長度在0. 5 mm-1. 5 mm的範圍。更加優選地，電弧長度在0. 6 mm-1. 0 mm的範圍，更為優選地，電弧長度在0.7 mm與0.9 mm之間。如上文所提到的那樣，更小的電弧長度允許更小的開放孔口。將在下文中更詳細地描述具體實施例，特別是關於包括高壓金屬滷化物燈的gobo 投影儀的實施例，高壓金屬滷化物燈具有等於或高於300 W，諸如具有在300-2000 W範圍 (如400-2000 W，特別是400 W)的功率。由於帶有冷卻的放電容器的CPL燈並非不容易獲得，可替代地使用UHP或CPL燈， 以及恰巧使用具有縮短電極距離的金屬滷化物燈。然而這可能會帶來若干問題。利用相同功率輸入縮短電弧可導致燈電壓降低和燈電流升高。更高的燈電流將導致更高的等離子體溫度且因此導致更低的相關色溫。這是因為導致高相關色溫的較低波長由來自電弧中心的原子輻射所生成，而較長波長由分子輻射生成。隨著等離子體溫度升高， 這導致在原子輻射與分子輻射之間的另一平衡，因此導致CCT降低。為了避免燈電流升高的效果，也可升高燈內的壓力。更短的電弧，組合有放電腔室內更高的壓力，可在相同功率水平的情況下保持燈電壓恆定和因此保持電流恆定。但壓力升高也可導致更低的CCT。因此，還提出一種修改的高壓金屬滷化物放電燈以用於gobo投影儀。所提議的光源為高壓金屬滷化物放電燈，其具有相對較短的電弧和高的比功率以能有高系統效能，但具有修改的填充物，該填充物組合有減小的電弧長度仍能有高CCT和CRI。令人吃驚的是， 已經發現包括惰性氣體、汞、滷素、鋯和元素化或胞中一種或兩種且(基本上)不添加稀土金屬的填充物，可特別地與超過200 W/mm的比功率和優選地超過40巴的壓力相組合，得到>25 lm/ff的總系統效能，在6000 K與8000 K之間的高CCT，超過75的CRI和去透明化大幅減輕，導致更長的壽命。具有良好CCT和CRI的其它填充物的燈例如從DE^905662、US5323085、 US5929563、US6380675、EP0702394和W02001035443中已知，這些參考文獻作為參考結合於本文中。但是，這些文獻全都提及不同的填充物和/較低的比功率。令人吃驚是，已經發現無需鉈、銫或錫，也無需稀土元素中的任何元素來實現良好的 CCT 禾口 CRI。此外，在所提到的專利的某些專利中，將比功率水平(每mm電極距離的功率)給定為在50 ff/mm與90 W/mm之間或者高達140 W/mm。但是，對於呈3 mm電弧的700W燈而言，將獲得大於200 W/mm的電弧長度比功率值，且對於呈4mm電弧的1200 W燈而言，將獲得甚至為300W/mm的電弧長度比功率值。利用此組合，不僅可實現組合有長壽命的高CCT 和CRI，而且也可實現更高的收集效能和因此更高的總系統效能。比功率水平越高，gobo投影儀的總系統效能就更佳。優選地，填充物至少包括惰性氣體；汞；至少一種滷素；鋯(部分地或全部地被鉿替換);以及銦(部分地或全部地被錳替換)。另外，這種燈可具有>200 W/mm的比功率，能使燈具有>75 lm/W的效能，>75的CRI，高於或等於6000 K的CCT，和超過750小時的使用壽命。帶有恰當反射器的3 mm至4 mm的電弧長度將得到總系統效能為25-30 lm/W的系統，特別是在gobo開放孔口大小為大約25 mm且對於37. 5 mm的開放孔口大小而言為大約 35-40 lm/W的效能的情況下更是如此。優選地，填充物至少包括鋯(特別是當目標為高CCT 時)。在一實施例中，壓力在40-70巴的範圍，諸如40-60巴；在另一實施例中，壓力為至少 45巴。由於這些燈可被製成功率水平超過300瓦，諸如400瓦-2000瓦，gobo投影儀可被製成具有25 mm的gobo開放孔口大小，25 lm/W的總系統效能，100001m-50000 Im系統輸出，>75的CRI和>5500K的CCT。而且，系統可被製成具有37. 5 mm的gobo開放孔口大小，35 lm/W的總系統效能，15000-750001m的系統輸出，>75的CRI和>5500 K的CCT。因此，本發明提出一種gobo投影儀，包括光源，具有gobo開放孔口的gobo保持器以及投影透鏡，其中光源為具有一定電弧長度的高壓金屬滷化物放電燈，其中該gobo投影儀優選地具有至少25 lm/W的總效能，其中光源為高壓金屬滷化物放電燈，包括石英放電容器；填充物，其包括汞，選自鋯和鉿的一種或多種元素，稀有氣體，選自錳和銦的金屬以及滷素，其中滷素優選地包括選自Cl、Br和I中的一種或多種滷素，且優選地具有至少200 W/mm的比功率(S卩，功率(W)/電弧長度(mm))。在運行期間的標稱壓力，填充物的至少部分成分被電離。在一實施例中，一種或多種金屬的總量的至少部分可作為金屬滷化物被引入到容器中。電弧長度也可被示作「短電弧長度」。優選地，該燈功率在400-2000 W的範圍。另外，有利地電弧長度在2. 5-4 mm的範圍，特別是在大約3 mm左右。優選地，該gobo投影儀具有至少200 W/mm的比功率(功率 (W)/電弧長度(mm))。在一實施例中，比功率可等於或小於大約1000 W/mm，諸如等於或小於大約500 W/mm。在下文中，將更詳細地描述實施例，其中gobo投影儀(諸如移動頭部)還包括均勻化裝置。使用尤其如上文所述提出的軸向定向的UHP燈可導致在gobo上不均勻的光分布和因此在圖像上不均勻的光分布。因此Gobo投影系統的另一優選實施例是，使系統配備均勻化裝置(諸如蠅眼集成件，光通道或集成杆。Gobo投影儀常常具有圓形(圓)gobo。因此集成器件應優選地能進行圓形的均勻照射，同時維持高效能。但是圓形截面給出較差均勻化結果。矩形或正方形截面給予良好的均勻性但某些光丟失。對於集成杆或光通道的正方形截面而言，最大內切圓覆蓋截面面積的π /4 78%，這意味著22%的光丟失。若光通道或集成杆具有六邊形截面，則內切圓覆蓋通道/杆面積的 π* V 3/6 91%，這意味著僅9%的光丟失。也可考慮其它多邊形截面，但似乎只有利用這些多邊形完全填充平面的情況下才能有良好的均勻性和效能，對於三角形、正方形和六邊形的情況而不是圓形、五邊形、八邊形等而言也是如此。因此，除了上文所限定的那些之外，本發明還提出一種gobo投影儀，其還包括均勻化裝置，均勻化裝置被布置為在gobo開放孔口上均勻化光源的照明分布，均勻化裝置布置於光源下遊和gobo孔口上遊。在一實施例中，均勻化裝置為集成杆，諸如優選地由選自玻璃、石英、透明陶瓷和透明塑料中的(一種或多種)材料所製成的集成杆。在又一實施例中，均勻化裝置為集成通道。在再一實施例中，均勻化裝置為蠅眼。優選地，均勻化裝置包括選自正三角形、正方形和正多邊形的截面(優選正多邊形)的截面。在一優選實施例中，該gobo投影儀還包括濾色器保持器(包括一個或多個濾色器)，優選地諸如為色輪，其布置於光源下遊和gobo保持器上遊。在gobo投影儀內的光學系統優選地最少包括光源，布置成保持gobo的gobo保持器，可選地包含gobo和投影透鏡。除此之外，該光學系統可優選地還包括一個或多個(二向色)(可互換)濾色器，一個或多個(二向色)(可互換)(彩色)鏡，機械調光器件，用於收集來自光源的光且使之重定向成通過gobo圖像場的器件和投影透鏡；額外gobo(諸如當使用gobo輪時)；額外光源和甚至額外的投影透鏡。本發明還涉及所謂的移動頭部，基本上gobo投影儀保持於軛狀件內以使得可通過發送適當信號給移動頭部而以任何方向使它們傾斜和旋轉。
現將參看以下的示意性附圖僅以舉例說明的方式描述本發明的實施例，在附圖中對應附圖標記指代相對應的部件，且在附圖中
圖1示意性地描繪了 gobo投影儀的一實施例；
圖加至圖2f示意性地描繪了根據本發明的gobo投影儀的某些方面；以及圖3a至圖北示意性地描繪了利用根據本發明的實施例的gobo投影儀的結果。
具體實施例方式圖1示意性地描繪了 gobo投影儀10，其包括光源100，具有gobo開放孔口 401的 gobo保持器400(也參看圖2f)以及投影透鏡500。該光源100還可包括反射器101，優選地布置為使得光源100的光在gobo保持器400的方向中準直。Gobo開放孔口 401通常為 gobo保持器400中的gobo直徑。術語「上遊」和「下遊」涉及物品或特徵相對於來自光生成器件(此處為光源100) 的光傳播的布置，其中相對於位於來自光生成器件的光束內的第一位置而言，光束中更靠近光生成器件的第二位置為「上遊」，且在光束內更遠離光生成器件的第三位置為「下遊」。此處，gobo保持器400布置於光源100下遊。另外，投影透鏡500布置於gobo保持器400下遊；而gobo保持器400布置於投影透鏡500上遊。Gobo保持器400被布置為保持一個或多個gobo。Gobo保持器400可為gobo輪(也參看下文)。另外，gobo投影儀10可包括濾色器保持器200 (也參看圖2b)，特別是色輪。濾色器保持器200優選地布置於光源100下遊和gobo保持器400上遊。此外，gobo投影儀10可包括均勻化裝置300，諸如集成杆或集成通道。均勻化裝置300優選地布置於gobo保持器400上遊和光源100下遊。在濾色器保持器200為gobo 投影儀10的部件的情況下，優選地，均勻化裝置300布置於濾色器保持器下遊和gobo保持器400上遊。為了清楚起見，描繪了光軸11。光軸11可與均勻化裝置300和/或投影透鏡500 的縱向軸線重合。Gobo保持器400和濾色器保持器200優選地被布置為允許光軸11分別穿過gobo開放孔口 401 (在gobo保持器400中，諸如gobo輪)的中心和可選的濾色器 201 (參看下文)(在濾色器保持器200中，諸如色輪)的中心。優選地，gobo投影儀10具有至少25 lm/ff的總效能。圖加示意性地描繪了放電容器103，其具有石英玻璃封殼702。封殼端部由石英部分703和704鄰接，(鉬)箔705 和706以真空密閉方式密封到石英部分703和704內。鉬箔705和706的內端連接到電極 102，電極102可攜帶纏繞物或線圈709和710。鉬箔705和706的外端由延伸到外部的電流供應(鉬)線711和712鄰接。用附圖標記Ll來表示電極之間的距離。如上文所提到的那樣，光源100(也參看圖1)優選地為高壓金屬滷化物放電燈，其可包括如在圖加中示意性地示出的放電容器。附圖標記104指示放電容器103的體積，放電容器103可包含上文所限定的具體填充物之一(參看發明內容部分)。圖2b示意性地描繪了作為色輪的濾色器保持器200，其包括多個(不同)濾色器 201。圖2c至圖2d示意性地描繪了可選的均勻化裝置300的實施例，其中前者顯示重的(massive)裝置(例如具有六邊形截面的杆)，且後者顯示中空裝置(例如具有六邊形截面的管)。圖加示意性地描繪了均勻化裝置的優選截面，即三角形(I)、正方形(II)或六邊形(III)。特別優選均勻化裝置300具有六邊形截面。截面III可對應於在圖2c和圖 2d中所描繪的實施例的截面。圖2f示意性地描繪了作為gobo輪的gobo保持器400，其包括多個(不同)gobo 或gobo開放孔口 401。Gobo輪被特別地布置為保持多個gobo (gobo開放孔口 401具有大致為gobo保持器400中gobo的直徑)。圖3a示意性地描繪了在gobo處的光分布，特別是當使用軸向定向的短電弧燈作為光源100時。X軸表示呈任意單位的橫過光束的截面。如果gobo大小為-5至+5(參見圖3a中-5/5處的點劃線)，均勻性相對較好(大約40%)，但效能可由於光損失而相對較差。 但是，假定gobo具有大小-10至+10 (參見圖3a中的-10/10處的虛線)，則效能良好(基本上無光損失)，但均勻性相對較差(小於大約10%)。但是，使用諸如上文所述的均勻化裝置，均勻性和效能均相對較好。後一個實施例以50%的高度從-10至+10以「正方形」被示意性地描繪。圖北描繪了作為接受性(acceptance)(以mm*rad為單位)(沿著χ軸的上部值) 的函數的收集通量(以流明為單位)的實例。下部曲線為現有技術光源的曲線，而上部曲線為具有上文所限定的UHP光源(電弧長度Ll=Imm)的gobo投影儀的曲線。為了比較，還示出了孔口值(沿著χ軸的下部值)。本文所用的術語「基本上」，諸如在「基本全發射」中或在「基本上包括」中將由本領域技術人員理解。術語「基本上」也可包括「整體上」、「完全」、「全部」等的實施例。因此， 在實施例中也可去掉形容詞「基本上」。在適用的情況下，術語「基本上」也可涉及90%或更高，諸如95%或更高，特別是99%或更高，甚至更特別地99. 5%或更高，包括100%。術語「包括」也包含這樣的實施例，即其中術語「包括」的意思是「由……組成」。而且，在說明書和權利要求中的術語第一、第二，和類似術語用於區分類似元件且未必描述順序或時間次序。應了解，如此使用的術語可在適當情況下互換，且本文所描述的本發明的實施例能以本文所描述或圖示的順序之外的其它順序來操作。在本文中，除了操作期間所描述的裝置之外還存在其它裝置。如對於本領域技術人員而言顯然的是，本發明並不限於操作方法或操作中的裝置。應當指出的是，上文所提到的實施例是說明本發明的而非限制本發明，且本領域技術人員將能在不偏離所附權利要求的範圍的情況下設計許多替代實施例。在權利要求中，置於括號之間的任何附圖標記不應被理解為限制權利要求。動詞「包括」和其變化形式的使用並不排除權利要求中所陳述的那些元件和步驟之外的元件和步驟的存在。在元件之前的冠詞「一」並不排除多個這樣的元件的存在。本發明可由包括若干不同元件的硬體方式和由合適編程的計算機方式來實施。在列舉若干器件的裝置權利要求中，這些器件中的若干器件可由同一個硬體項目來實施。在相互不同的附屬權利要求中陳述特定措施的簡單事實並不表示不能使用這些措施的組合來取得益處。
權利要求
1.一種gobo投影儀(10)，包括光源(100)；具有gobo開放孔口(401)的gobo保持器G00)；以及投影透鏡(500)，其中所述光源(100)為具有一定電弧長度(Li)的高壓金屬滷化物放電燈，其中所述gobo投影儀具有至少25 lm/ff的總效能。
2.根據權利要求1所述的gobo投影儀(10)，其中，所述電弧長度(Li)在0.5mm-4 mm 的範圍。
3.根據前述權利要求中任一項所述gobo投影儀(10)，其具有至少5000流明的光輸出，至少25 lm/W的總效能和至少5500 K的相關色溫。
4.根據前述權利要求中任一項所述gobo投影儀(10)，其中，所述顯色指數(CRI)為至少75。
5.根據前述權利要求中任一項所述gobo投影儀(10)，其具有小於或等於沈mm，優選地小於或等於15mm的gobo開放孔口(401)。
6.根據前述權利要求中任一項所述gobo投影儀(10)，其具有至少351m/W的總效能。
7.根據前述權利要求中任一項所述gobo投影儀(10)，其中，所述光源(100)為超高壓燈，該超高壓燈包括石英放電容器；包括汞、稀有氣體和商素的填充物，其中汞量優選地至少為0. 15 mg/mm3且滷素優選地包括選自Cl、Br和I中的一種或多種滷素，其中滷素優選地以位於10_Vmol/mm3與10_2 μ mol/mm3之間的量存在，且其中所述電弧長度(Li)小於 1. 5 mm。
8.根據權利要求7所述的gobo投影儀，其中，所述電弧長度(Li)小於0.9mm。
9.根據權利要求7和8中任一項所述gobo投影儀，其中，在所述燈內的Hg壓力大於或等於225巴。
10.根據權利要求1至6中任一項所述gobo投影儀(10)，其中，所述光源(100)為高壓金屬滷化物放電燈，該高壓金屬滷化物放電燈包括石英放電容器；填充物，其包括汞、 選自鋯和鉿的一種或多種金屬、稀有氣體和選自錳和銦的金屬以及滷素，其中滷素優選地包括選自Cl、Br和I中的一種或多種滷素，且具有至少200 ff/mm的比功率(功率(W) /電弧長度(mm))。
11.根據前述權利要求中任一項所述gobo投影儀(10)，其中還包括均勻化裝置 (300)，其被布置用來均勻化光源(100)在所述gobo開放孔口(401)上的照明分布，所述 gobo開放孔口(401)布置於所述光源(100)的下遊和所述gobo孔口(401)的上遊。
12.如權利要求11所述的gobo投影儀，其中，所述均勻化裝置(300)為選自石英、玻璃、透明陶瓷和透明塑料中的一種或多種材料製成的集成杆。
13.如權利要求11所述的gobo投影儀，其中，所述均勻化裝置為集成通道。
14.根據權利要求12和13中任一項所述gobo投影儀，其中，所述均勻化裝置(300)包括選自正三角形、正方形和正多邊形的截面，且優選包括正多邊形截面。
15.一種移動頭部，其包括軛狀件，根據權利要求1至14中任一項所述的gobo投影儀保持在所述軛狀件中。
全文摘要
本發明提出一種Gobo投影儀(10)，其包括光源(100)，具有Gobo開放孔口(401)的Gobo保持器(400)以及投影透鏡(500)，其中光源為具有一定電弧長度的高壓金屬滷化物放電燈，其中Gobo投影儀具有至少25lm/W的總效能。有利地，這種Gobo投影儀可相對較小，但仍具有相對較高的效能。另外，這種Gobo投影儀可具有相對較高的CRI，相對較高的CCT且可具有相對較小的gobo開放孔口。
文檔編號F21S10/00GK102365493SQ201080015346
公開日2012年2月29日 申請日期2010年3月18日 優先權日2009年3月27日
發明者H. J. 範登布蘭特 A., M. J. 威爾斯 R. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司