各項參數同時可調(特別是用作舞檯燈光)的照明裝置的製作方法

2023-05-15 15:19:21

專利名稱:各項參數同時可調(特別是用作舞檯燈光)的照明裝置的製作方法
本發明涉及一種照明裝置，能產生色彩均勻，亮度與色彩均可調的光區。
這種裝置特別適用於舞臺照明，一般來講，所有需要彩色照明的場合均可應用本發明。
例如，本發明還可在拍攝電影或照片時用來照明。
眾所周知，對一個特定區域照明並使之具有一定色彩，就需要把好幾個光源組合在一起照射該區域。
更確切地說，為了在範圍與亮度均已限定的光區內獲得特殊色彩，通常是在這一光區中匯聚幾個各自在原色中加色的光束，通過適當調配這些原色，便獲得需要的色調。
通常，原色的相對比例是通過逐個調節每個光源的照度來控制的。
除相對調節每個光源的照度外，還要對照度進行總體調配，以便在光區中不僅獲得所需的色彩，而且達到預期的照度。
此外，這些光源一般是聚光燈，要分開安放，逐個調節。
以上種種會帶來許多不便或者是必須有許多機敏的燈光操作員，將不同的光源同時對準同一個需要照明的對象，並根據色彩和總體照度的要求，各自同時調節聚光燈的照度;
或者是遙控聚光燈(如通過電機)，而安裝這種能同時調節方向和照度的操作機構，既複雜又昂貴。
此外，經常會發生必須在不同區域同時獲得好幾個光區的情況。
再者，要照明的對象又常常是活動的。因此，需要同時並恰如其份地轉動聚光燈，以便跟蹤。由於這些聚光燈需要轉動，不能擠在一起，所以不能安裝在同一地點，這樣，跟蹤活動的目標是一種比較複雜的工作，特別是在遠距離同時操作的時候更是這樣。
實際上，為了在光區中獲得需要的色彩，聚光燈的光束是組合的，但是聚光燈照射的入射角又不盡相同，產生的光區就不均勻了。
由於光束對景物所處的平面傾斜照射，每臺聚光燈產生的光區一般都明顯地呈橢圓形，因此，各個光區不能準確地重迭在一起。
解決這一問題的最佳方法是在一臺聚光燈中實現需要的混合顏色，或者更為通常的作法是在光束傳播的通道上實現需要的混合顏色、申請人在法國專利申請8308201中已經考慮並描述了這一解決方法。
在上述說明書中描述了一種聚光燈，它包括一個光源，一些使這一光源按既定方向傳播從而形成光束的裝置，以及可調節光束的直徑、照度和色彩的裝置。
更確切地說，可通過在光束通道上插入幾個有色濾光器給光束染色，這些濾光器包含的彩色透明薄片通常稱為「彩色濾光片」(Gé-latines)，每一彩色濾光器在光束通過的截面上重疊安放，佔有的面積大小不等。
因此，根據每一濾光器插在光束中產生的彩色面與處於這一濾光器平面上的上述光束的全部截面相比的比例，通過調節，可以在光濾器的恰當顏色中獲得一定密度的色彩。
實際上，必須在與光束垂直的平面把每個濾光器分為兩個活動部分，每個濾光器的兩個部分可以在一端位置上完全重合，或相反，可以在兩端之間佔據任何位置，直至在另一端位置上分離，不再復蓋光束。
儘管根據該專利取得的成果與現有技術相比已是明顯的進步，但它所產生的彩色光圈仍缺乏均勻性。
其原因在於當濾光器使光束部分著色時，由於濾光器復蓋的是它所處的橫截面的一部分，因而只使這一部分截面著色。
也就是說，濾光器可使截面的這一部分完全著色，而對這一截面的剩餘部分則絕對不能著色。
例如，只對光束截面的百分之四十著上紅色，那麼，光束截面的百分之四十就完全成為紅色，而剩餘部分就全部是白的。
被照射對象的光區中會出現這種與預期效果不同的情況。
在上述例子的特定情況下，所要求的是將只著色百分之四十的光區擴展到全部截面，成為一個完整的、均勻的、紅色光區。
本發明的目的是使照明裝置所產生的光區均勻著色，使上述光區能根據預定色調著色，並使上述色調能隨意調節。
申請人:以出人意料的方式發現下述照明裝置可以獲得這一結果。這類裝置包括一個光源、一個位於光源後面的反射鏡，一些光學透鏡和一些彩色濾光器，其特徵是a)這一光源是寬廣光源，其尺寸至少大於6mm，沿此方向至少配備一根燈絲，b)彩色濾光器是活動的，可部分或全部插入在由光源發射的光束的通道上，c)以光源的位置為準，彩色濾光器處於上述幾個光學透鏡的下方。
d)一個類似可調光闌的聚焦光圈，插入光束通道上的上述幾個透鏡之間。
此外，這一裝置的另一個優越的特徵是，在上述寬廣光源的下方，最靠近這一光源的透鏡是一個所謂非球形透鏡，其形狀酷似錐體，頂部相當圓，透鏡的底平面與光束傳播的方向垂直，並朝向光源。
根據現有技術的實施情況，在光學透鏡下方布設濾光器，人們會推定，獲得的是以非均勻方式部分著色的光束。
然而，實際上，根據本發明的裝置獲得的光束乃至光區，是均勻著色的。
根據本發明的裝置的優點還在於，該裝置包括至少兩個位於上述光圈下方的透鏡，若干個透鏡中的這兩個透鏡至少有一個可沿著光束傳播方向作軸向運動，還包括一種可調節的、不透明的活門裝置，由兩塊不透明板組成，可在垂直於光束通道的平面上活動，並能插入這一通道部分重疊。
這種布置，可使光束聚焦，並調節光束的寬度和照度。
彩色濾光器的優點是，每個濾光器都是一對被稱為彩色透明濾光板的彩色透明薄片，每對薄片分別用金屬框繃緊，在垂直於光束通道的平面內安放，可在這一平面上活動，以便於能互相靠近或分開，並能插入光束通道，與上述濾光片部分地或全部重疊。
根據本發明的裝置，最好包括一個活門裝置、三個彩色濾光器和一個能使光束比較朦朧的無色濾光器。
因此，可以調節根據本發明的裝置，獲得分布均勻，且寬度、照度、色彩和清晰度(相對於「朦朧」)均可調節的光束，也就是說，可根據需要的各種參數進行調節。
這種裝置如用在聚光燈上，可通過其提供的一切可能性，大量減少以往必須使用的聚光燈的數量，並改善光區的質量，而沒有其它不方便的地方。
但是，可調節的內容之多，也給操作帶來一定的複雜性，好在可通過程序控制加以解決。
本發明的特徵和優點將參照附圖在下面作詳細描述，其中圖1是本發明的一種實施例的縱剖面圖;
圖2是本發明圖1中實施例的透視圖;
圖3是本發明的另一實施例的縱剖面圖;
圖4是本發明圖3實施例的透視圖，另附一個局部透視圖。
對照圖1和圖2，根據本發明列舉的第一個實施例，聚光燈1包括一個由明顯卵形的玻璃泡13組成的寬廣光源10，其軸線一般垂直於聚光燈1的總軸線。這種玻璃泡的特點是軸向寬度約為30mm，圓形橫截面的直徑為25mm。
由燈絲組成的兩個電極11和12位於玻璃泡13的內部，並平行於玻璃泡的軸線。
組成上述光源的這兩個電極的軸向尺寸大於6mm。
典型的電極軸向尺寸是13mm。
這一軸向尺寸實際上確定了光源的寬度。在這種情況下，由於光源的寬度對於本發明使用的下述各種光學部件的尺寸不無關聯，所以稱該光源為「寬廣光源」。
本光源的優點在於玻璃泡內部充填了滷化氣體。
光源10安放在整個聚光燈1封閉的一端，即所謂上端附近。
相對的另一端是敞開的，可射出光來，稱為下端。
在聚光燈1的軸線上，緊靠光源10的上方配備了一個明顯呈半球形的反射鏡14。
半球的頂就在聚光燈的軸線上，朝向上端。根據這種方式，反射鏡14可反射來自光源10的光線，一般向下端反射。
在光源10的下方，與聚光燈同軸配備了一個非球形透鏡15，這一透鏡明顯地呈截錐形，其底面可垂直於聚光燈1的軸線，錐頂相當圓，對向上述聚光燈的下端。
下方稍遠處，與聚光燈1同軸配備了一個彩簾光闌式圓形光圈16，它有一個圓形開口17，用適當的方法(未畫出)可調節開口的直徑。
這個光圈類似於照像機上常用的光圈，是人所共知的。
在光圈16的下方同軸配備了第一個透鏡18。
這個透鏡，根據所描述的實施例，一般是軸線不對稱的凸透鏡，其上方是相當平的面，朝下方的是凸面，很像球面的一部分。
第二個透鏡19與第一個透鏡相似，同軸配置在第一個透鏡的下方，至少軸向移動透鏡18、19中的一個，即可調節兩個透鏡的間距。
實際上，這兩個透鏡是可軸向移動的，並能通過適當的已知方法(未畫出)進行操縱。
根據作為實例描述的實施例，第二個透鏡19也是軸線不對稱的凸透鏡，其直徑一般超過第一個透鏡，它的一面相當平，朝向上方。
電極11和12的鏡像51和52形成在透鏡19上。
在透鏡18和19之間配備了一種與聚光燈軸平面相垂直的封閉裝置即活門20。活門20的優點是明顯地處在透鏡18、19的軸向距離的中間位置上。
活門20由兩個不透明的長方形板21(例如金屬板)組成，牢固地安裝在能在滑槽中滑動的支架22上，滑槽可由兩條平行軌道構成。
滑槽23沿著與聚光燈軸垂直的方向安放，並與燈軸稍有偏離。
實際上，聚光燈軸線切斷了與滑槽23平行的，板21的中線。
處於滑槽兩端的兩個擋銷24使支架22隻能在兩個端位之間運行。
-在一個端位上，隔板21的平面邊緣彼此鄰接，-在另一個端位上，隔板21相距最大，開度45取決於擋銷24容許隔板21在滑槽23上運行的距離。
在透鏡19的下方明顯地配置了四個濾光器25，25′，25″，25″′、均垂直於聚光燈軸、並且是軸向等距連續排列的。
為了簡化本發明的說明，以下只描述其中一個濾光器25，因為除了濾光另件的顏色和/或表面特性外，所有這些濾光器都是完全一樣的。
所描述的同樣的另件都用同一標號標出，在標號上添加符號′，″，″′，是為了識別它們分屬於帶有同一標號的濾光器。
濾光器25包括兩個U形框26和27，U形框的一個側邊比另一個長，是不對稱的。這兩個框相同，在兩個略微分開的平行面上一順一倒地放置，使兩個框能互相重迭，間隙極小。
事實上，兩個框26和27是明顯對接的，當它們部分重迭時，框26的兩個側邊頂端能夠部分遮蓋框27的兩個側邊頂端，因為框26是處於最下方位置。
在本發明描述的實施例中，滑槽30是在濾光器25的總平面上，垂直於聚光燈軸，並垂直於滑槽23的方向。
這一方向可定為水平方向，滑槽23是垂直方向，當然是對聚光燈的軸向相對而言，在這種情況下，聚光燈軸向就是橫向。
當然，在其他實施例中，還可以考慮改變這些滑槽的方向。
在滑槽30的兩端分別安裝兩個擋銷31，以限制支架28和29的行程。
支架的行程就限定了框的移動，兩個框可以相互分離，或者相反，可以彼此靠攏，直至他們的側邊頂端能略有重迭，當兩個支架28和29相向而行彼此相遇時，重迭就受到限制。
在框26和27上緊繃著由透明片組成的濾光器部件，通常稱之為彩色透明濾光片，分別為32和33。
這些濾光片的形狀是直角梯形，以便能與兩個框的長短不等的側邊相配合，而且這些濾光片與這些框一樣是一順一倒放置的，以使它們的不與框相接的斜邊34呈平行狀態。
當支架28和29碰到擋銷31，處於分離狀態時，邊緣34也是分離的，聚光燈軸在分開的間距35的中間穿過。這時，濾光器25處於所謂敞開位置。當支架28和29彼此相遇時，濾光片32和33按一條既定的窄帶部分地塔接，實際上是在一個單一平面內，邊緣34和在同一平面內的同軸方向的凸出部份另一邊緣34相重合。
這種重疊應儘可能窄小，並且實際上是用於安全限度，保證在濾光器處於這一所謂關閉狀態時，濾光片32和33能讓聚光燈軸穿過。
濾光片32和33的類型和顏色均相同。
根據所描述的實施例，濾光器25，25′和25″的表面是光滑的，是三種不同的顏色，最好是互為補充的顏色。
相反，濾光器25″′的濾光片32″′和33″是無色的，其表面呈粒狀，這種濾光片應能使穿過濾光片的光束輪廓朦朧。
活門的支架22，支架28和29，以及其他濾光器的支架，可通過適當的控制手段使其在各自的滑槽上運行，最好使用程控伺服電機來控制。
圖3和圖4表示本發明的另一個實施例，凡是在第一個實施例中已描述的另件均採用同一標號。
自上端到下端，也有一個半球形反射鏡14，一個寬廣光源和一個非球形透鏡15。
第二個不對稱的凸面透鏡36同軸安放在透鏡15的下方。
還有一個可調節彩簾闌式光圈16。
在下方，與這些另件同軸的有一個聚焦的光學裝置37。
這一裝置包括一個明顯的圓柱體38，同軸安裝的透鏡39、41之間的第一個間隙，和同樣是同軸安裝的透鏡42、43之間的第二個間隙。第二個間隙相對於第一個間隙可作軸向移動。
一個圓形支架環44，從圓柱體38徑向向外伸展，使裝置37受制於聚光燈。
電極11和12的鏡像51和52形成在透鏡43上。
這一裝置本身是已知的，通常稱之為「變焦鏡頭」，並且在照像和舞臺照明中廣為採用。
根據本發明的這個實施例，活門20處於變焦鏡頭37的下方，緊靠串連布設的濾光器25，25′，25″，25″′的上方。
活門20和濾光器25，25′，25″，25″′與在第一個實施例中描述的一樣。
根據本發明的各個實施例，反射鏡14可將寬廣光源10發射出的光線部分地反射向下方，另一部分光線將直接射向下方。
反射鏡14的實際作用是使光線全部射向聚光燈的下端。
實際上，聚光燈軸是光線傳播的總方向，從而組成一道光束。
光束穿過光圈16，光圈通過其開口17確定射出聚光燈的這一光束的直徑。
第一個實施例中的軸向移動的透鏡18和19，或第二個實施例中的變焦鏡頭，用於影像的聚焦。這是一種簡單的圓圈，通過輪廓確定其清晰度。
為了獲得預期的均勻混合色彩，最好正確聚焦，這樣能產生輪廓清晰的光束。
活門20位於透鏡18和19中間，或者位於變焦鏡頭37的下方，其作用是調節照度。
當這一活門打開時，隔板21之間的開度45足以讓全部光束通過。
濾光器25，25′和25″可使這一光束在活門下方不同程度地著色，當濾光器處於打開狀態時，濾光片能充分分開，以便離開該光束的通道。
某些特殊場合需要有朦朧效果，但不應出自錯誤的聚焦，因為希望獲得的是一種均勻的混合色彩。
濾光器25配備了表面呈粒狀的濾光片，能在正確聚焦的基礎上獲得輪廓模糊的光束。
光束乃至光束照出的光區具有朦朧的特點，可能是某些舞臺場面所要求的效果。
在各種情況下，藉助於本發明的特殊方法，一旦完成聚焦，儘管彩色濾光器處於保證聚焦的部件的下方，在光區中獲得的混合色彩仍然是均勻的。
當然，本專業技術人員可對本發明作出改進、調整或提出其它實施例，特別是在各種光學部件方面，但這些並不構成本發明的實質。
總之，上述實施例只是使用本發明方法的一些實例，並不是僅此而已。
權利要求
1.包括一個光源、一個位於光源後面的反射鏡、幾個光學透鏡和幾個彩色濾光器的照明裝置，其特徵是(1)所謂寬廣光源10的尺寸至少要超過6毫米，沿著這個方向至少配備一根燈絲。(2)彩色濾光器25、25′和25″是活動的，並能部分地或全部截插在光源射出的光束的通道上，(3)以光源的位置為準，彩色濾光器25、25′和25″位於上述幾個光學透鏡的下方，和(4)一個可調彩簾光闌式聚焦光圈16，插入光束通道上的幾個透鏡之間。
2.根據權利要求
1的照明裝置，其特徵是，最靠近上述寬廣光源並處於其下方的透鏡是所謂非球形透鏡15，其形狀酷似錐體，頂部相當圓，其底平面垂直於光束傳播方向並朝向光源。
3.根據權利要求
1或2的照明裝置，其特徵是，在上述光圈的下方至少配有兩個透鏡。
4.根據權利要求
3的裝置，其特徵是，在幾個透鏡中的上述兩個透鏡，至少有一個沿光束傳播方向軸向移動。
5.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，至少包括一種不透明的、可調的光束活門裝置20，用於調節光束的照度。
6.根據權利要求
5的照明裝置，其特徵是，上述活門裝置20由兩塊不透明板21組成，它們在一個垂直於光束通道的平面上移動，並能部分地或全部插入這一通道，這兩塊板配有使其在支架上滑動的裝置，支架限定板的移動方向。
7.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，上述彩色濾光器(25，25′，25″)各自配有一對彩色透明材料做成的，叫做彩色透明濾光片的薄片(32，32′，32″，33，33′，33″)，分別繃在一個金屬框架(26，26′，26″，27，27′，27″)上，垂直於光束通道安放，框架在各自的平面上活動，能兩個一組地相互靠近或分開，從而能部分地或全部使濾光片截插入光束的通道。
8.根據權利要求
7的照明裝置，其特徵是，同一濾光器上的濾光片顏色相同。
9.根據權利要求
7的照明裝置，其特徵是，彩色濾光器的顏色各不相同。
10.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，有一個濾光器是無色的，使用一對無色濾光片(32″，33″)，這對濾光片與其它各對濾光片的安裝方法相似，繃在可移動的框架上(26″′，27″′)，上述無色濾器能根據活門開放程度使光束或多或少地變得朦朧。
11.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，繃掛濾光片的框架配有能使其在滑槽中滑動的裝置，滑槽就是可決定框架的移動方向的支架(30，30′，30″，30″′)
12.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，它包括一個活門裝置，三個彩色濾光器，和一個能使光束或多或少地變得朦朧的無色濾光器。
13.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，在上述幾個透鏡中能軸向移動的透鏡是可調焦距的光學部件37(通常稱為變焦透鏡)的組成部分。
14.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，上述能使固定濾光片的活動框架滑動的裝置和組成活門的隔板，均由遙控電機驅動。
15.根據上述任一項權利要求
的照明裝置，其特徵是，在舞臺照明聚光燈上使用。
專利摘要
一種照明裝置，包括一個尺寸至少大於6毫米的寬廣光源(10)、一個位於寬廣光源後部的反射鏡(14)、幾個光學透鏡、一個可調節開度的光圈和幾個能部分地或全部截插入光源發射的光束的通道中的彩色濾光器。
文檔編號F21V14/00GK86104591SQ86104591
公開日1987年4月1日 申請日期1986年5月31日
發明者迪迪爾·萊克萊爾科 申請人:卡莫萊昂公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan