DE19628004A1 - Linse für eine bewegliche Leuchte und sie verwendende Leuchte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Bühnen- und Theaterleuchten und insbesondere auf einen Farbtönungsleucht­ körper, der variable Intensität, variable Farbe, variable Anordnung und variable Bündelwinkel in einer einzigen kompakten Leuchte vorsieht.

Tönungsscheinwerfer, wie sie allgemein bekannt sind, werden dazu verwendet, eine gleichförmige Beleuchtung und Farbgebung in einem Theateraufbau zu liefern. In der Vergangenheit wurden bereits zahlreiche Leuchten vorgeschlagen, bei welchen der Ausgang der Lichtquelle und der Reflektor durch die Anordnung von einem oder mehreren gefärbten Medien vor dem Lichtbündel ausge­ wählt gefärbt sind. Einige dieser Anwendungen enthalten einen Streifen eines solchen Mediums, der quer zu einem Lichtbündel bewegt wird, eine sich verschiebende Vorrichtung mit einem Gelmedium variabler Dichte, und Verlaufsdichte-Farbräder. Keiner dieser Filter mit variabler Dichte berücksichtigt die Leistungs­ dichte des Lichtbündels. Sie kompensieren keine lichtlineare Verteilung der Lichtintensität über den Bündelquerschnitt, die von einer Verwendung eines sonst wirkungsvolleren elliptischen Reflektors herrührt. Infolgedessen liefert bei Verwendung zusammen mit einem solchen Reflektor ein Farbrad mit linearer Verteilung eine nicht-lineare Färbung des Lichtbündels, die dunkel an den Rändern und sichtbar heller zur Bündelmitte hin ist. Das Leistungsverhältnis von der Bündelmitte zum Bündelrand ist oftmals von der Größenordnung von 50%. Filter mit variabler Dichte, die nicht die Leistungsdichte des Bündels berücksichti­ gen, produzieren Ergebnisse, die ungleichförmig sind und einen deutlichen weißen Punkt in der Mitte des Bündels zurücklassen, während sie den Rand zuerst dunkler machen. Dies betont die Leistungsgradientenverschiebung und macht die sich ergebende Färbung unangenehmer. Eine weitere Komplikation diese Ansatzes besteht darin, daß vollgesättigte Farben wegen der übermäßigen Durchlaßverluste bei Bruchteilprozenten oder einer Übertreibung der Leistungsdichteverluste nicht verwendet werden können.

Bekannte Scheinwerfer der von der Erfindung ins Auge gefaß­ ten Art verwenden oftmals zwei sich bewegende Linsen oder eine sich bewegende Lichtquelle mit einer einzelnen Linse und benöti­ gen wesentlichen Platz und komplexe mechanische Schiebesysteme. Diese Einschränkungen machen es schwierig, eine Leuchte kompakter Größe vorzusehen.

Wärmeabfuhr ist stets eine kritische Überlegung bei Leuch­ ten. Viele Leuchten benutzen einen Heißspiegelreflektor, der bestenfalls 50% effizient bei der Steuerung der Infrarotwärme­ energie ist. Typischerweise wird daher eine Ventilatorkühlung als zusätzliche Wärmeübertragungseinrichtung bei herkömmlichen Bühnen- und Studiobeleuchtungen verwendet, was wiederum der Kompaktkeit der Leuchte abträglich ist. Typisch für solche Leuchten ist auch das Fehlen eines modularen Aufbaus, so daß beispielsweise das Hinzufügen oder Entfernen von Steuer- und Sensorfunktionen eine Umkonstruktion der System-Hardware erfordert.

Scheinwerfer, die in einem Studio verwendet werden, oder für fotografische Zwecke projizieren oft ein Lichtmuster mit rundem Querschnitt, wie das bei gewöhnlichen Blitzleuchten der Fall ist. Einfache Vorrichtungen verwenden einen Reflektor und eine Lampe oder sie verwenden abgeschlossene Bündellampen wie etwa von der Art der Fahrscheinwerfer bei Kraftfahrzeugen. Diese abgeschlosse­ nen Lampen bestehen aus einem Reflektor, einer Lampe und einer Art Diffusor bzw. Linse zum Weichmachen des eingestrahlten Lichtpunkts und manchmal zum Fokussieren des eingestrahlten Lichtpunkts entweder zu einem engen Punkt oder einem weiten Flutlichtpunkt. Aufwendigere Anordnungen enthalten ellipsoidische Reflektoren oder Kondensorsysteme, welche Licht durch eine Blende fokussieren, die durch Projektorlinsen abgebildet wird. Diese Arten von Systemen erzeugen im allgemeinen ein gleichförmigeres Lichtbündel als es bei den abgeschlossenen Scheinwerfern der Fall ist. Andere Arten von Scheinwerfern benutzen Fresnelprojektoren, welche Fresnel-Projektionslinsen verwenden. Von der Fresnel- Projektionslinse ist bekannt, daß sie ein Lichtbündel liefert, das homogen mit einem graduellen Lichtabfall zu den Rändern hin ist. Viele der Dinge, die auf einer Bühne oder im Studio zu beleuchten sind, erfordern nicht stets ein rundes Lichtbündel, da viele Bühnen oder Studioeinrichtungen oftmals breiter sind, als sie hoch sind. Beleuchtete Subjektbereiche erfordern oftmals die Verwendung eines rahmenden Projektors oder von als Scheunen­ tore bekannten Vorrichtungen, die dazu verwendet werden können, das Querschnittsmuster oder die Form des Bündels dadurch zu verändern, daß das eingestrahlte Licht von der Vorrichtung als ein Mittel zur Änderung der Bündelform abgeschattet wird.

Das Vorstehende macht die Einschränkungen, denen bekannte Vorrichtungen unterliegen, deutlich. Es liegt also auf der Hand, daß es vorteilhaft sein würde, Alternativen vorzusehen, die auf die Überwindung einer oder mehrerer der oben dargelegten Einschränkungen gerichtet sind. Dementsprechend werden geeignete Alternativen geschaffen, die Merkmale und Vorteile haben, die im folgenden im einzelnen beschrieben werden.

Hierzu schlägt die Erfindung eine Linse zur Verwendung in einer Leuchte vor, die zum Einstrahlen eines Lichtbündels mit einem ersten Lichtmuster einer ersten Querschnittsgeometrie vorgesehen ist. Eine ein Lentikularglas enthaltende Einrichtung ist in der Leuchte gehaltert und in eine das Lichtbündel unterbrechende Stellung zur Änderung des ersten eingestrahlten Lichtmusters aus der ersten Querschnittsgeometrie in ein zweites Lichtmuster mit einer zweiten Querschnittsgeometrie, die von der ersten Geometrie verschieden ist, bewegbar.

Gemäß der Erfindung enthält eine bewegliche Leuchte ein Joch und eine Einrichtung zum bewegbaren Aufhängen des Jochs an einem Träger. Ein Gehäuse ist beweglich mit dem Joch verbunden und weist einen ersten Abschnitt auf, der eine Lichtquelle und Mittel zur Beseitigung der von der Lichtquelle erzeugten Wärme enthält. Das Gehäuse weist einen zweiten Abschnitt auf, welcher eine Anzahl von beweglichen Farbfiltern und wenigstens eine Lentiku­ larlinse enthält. Die Lichtquelle ist so betreibbar, daß sie ein Lichtbündel mit einem ersten Lichtmuster einer ersten Quer­ schnittsgeometrie längs eines Weges durch das Farbfilter und eine Lentikularlinse hindurch einstrahlt. Eine die Linse enthaltene Einrichtung ist in der Leuchte gehaltert und in eine Stellung bewegbar, in der sie das Lichtbündel zur Änderung des ersten eingestrahlten Lichtmusters aus der ersten Querschnittsgeometrie in ein zweites eingestrahltes Lichtmuster mit einer zweiten Querschnittsgeometrie, die von der ersten Geometrie verschieden ist, unterbricht. Dies liefert eine auswählbare Bündelform durch Bewegen des zweiten eingestrahlten Lichtmusters in eine gewünsch­ te Orientierung.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Auf diesen zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht, mit teilabgebrochenen Abschnit­ ten, welche eine Ausführungsform der Leuchte gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, mit teilabgebrochenen Abschnitten, welche eine Ausführungsform der Leuchte gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 3 eine Schnittansicht, welche eine Ausführungsform des Gehäuses der Erfindung zeigt,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, mit teilabgebrochenen Abschnitten, welche eine Ausführungsform des Gehäuses der Erfindung zeigt,

Fig. 5 eine weitere perspektivische Ansicht, mit teilabge­ brochenen Abschnitten, welche eine Ausführungsform des Gehäuses der Erfindung zeigt,

Fig. 6 eine Draufsicht, welche eine Ausführungsform des Farbfilters der Erfindung zeigt,

Fig. 7A eine Draufsicht, welche eine Ausführungsform der drehbaren Lentikularlinsenvorrichtung der Erfindung zeigt,

Fig. 7B eine Draufsicht, welche eine weitere Ausführungsform der drehbaren Lentikularlinsenvorrichtung der Erfindung zeigt,

Fig. 8 ein Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform der Leistungs-Schaltungsplatte der Erfindung zeigt, und

Fig. 9 ein Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform der Logik-Schaltungsplatte der Erfindung zeigt.

Die Erfindung verwendet eine nach Kundenwunsch gebaute Halogenlichtquelle mit einem kompaktierten Drahtquerschnitt von nur 10 × 10 mm bei gleichzeitiger hoher Leistung von 750 Watt. Um dies zu erreichen, wurde die speziell gebaute Lampe so ausgelegt, daß sie mit einer verhältnismäßig niedrigen festen Wechselspannung von 110 V arbeitet und damit Überschläge innerhalb der Fadenwicklung minimiert und so diesen kompakteren Fadenbereich ermöglicht. Die Kompaktierung der Lichtquelle in dieser Weise läßt die Verwendung eines sehr wirkungsvollen elliptischen Reflektors zu. Diese Kompaktierung des Quellenquer­ schnitts ermöglicht bei Verwendung in Verbindung mit einem computeroptimierten maßangefertigten elliptischen Reflektor, daß die Leuchte eine sehr hohe Lichtabgabe, vergleichbar mit derjenigen einer 1000 Watt Lichtquelle, bei gleichzeitiger Einsparung an Stromerfordernissen und Erwärmung hat. Ferner liefert sie einen konzentrierten kleinen Bündelquerschnitt, der sich ideal für eine Verwendung zusammen mit dem vorgesehenen Farbmischsystem eignet.

Die vorliegende Erfindung verwendet ein in seiner Art einziges Farbmischsystem. Die Farbmischung wird über die Verwendung eines festen Farbrades, welches fünf Primärfarben plus weiß liefert und in Kombination mit einem neuen subtraktiven Farbmischsystem verwendet wird, gewonnen. Das Farbmischsystem verwendet drei Gradienten- bzw. Verlaufsfarbräder, deren Farb­ verteilung eine Lineargradientencharakteristik in radialer Richtung der Drehung hat, während die axiale Farbverteilung Gaußsch ist. Diese Mustergebung führt zu einer Kompensation der nichtlinearen Gaußschen Intensitätsverteilung des Lichtbündels, wie sie sich in einer Vorrichtung einer Art ergibt, wo ein elliptischer Reflektor mit der Lichtquelle verwendet wird. Jene Gaußsche Verteilung führt zu einer viel gleichförmigeren Färbung des Lichtbündels, anders als bei einem herkömmlichen Gradienten­ rad, das eine feste Verteilung in radialer Richtung und lineare Verteilung in axialer Richtung des Farbrades hat.

Die Verwendung einer Gaußschen Farbverteilung auf dem Farbrad kompensiert eine Nichtlinearität der Lichtquelle in inverser Weise, womit eine Färbung des Bündels geliefert wird, die im wesentlichen linear über das Lichtbündel hinweg ist. Das Farbmischsystem der vorliegenden Erfindung liefert 167 000 000 Farbmöglichkeiten (6 Farben auf Hauptfarbrad × 256 Gradienten­ farben/Rad hoch drei für 3 Räder = 167 Millionen Farbpermutatio­ nen). Ein zusätzliches Rad kann zum Zwecke eines Vorsehen einer mechanischen Dämpfung der Lichtquelle dort vorgesehen sein, wo die bei elektronischer Dämpfung der Lampe sich ergebende Farbtemperaturverschiebung nicht erwünscht ist.

Bei der Erfindung werden drei dichroitische Farbfilter, Magenta, Cyan und Gelb, verwendet, wobei die gradientengefärbten Abschnitte dieser Filter so gemustert sind, daß sie mit dem Inversen des Leistungsgradienten der Lichtquelle zusammenfallen. Das heißt, der Farbfiltergradient ist am größten zur Mitte des Bogens hin, wo er den Maximalleistungspunkt der Lichtquelle überquert, und fällt proportional zum Außenrand des Gradienten­ rads und Lichtbündels ab. Eine Sättigung des Farbmusters nimmt proportional mit Weiterdrehung des Filters zu und gipfelt in einer 100% Sättigung bei 300 Grad Winkellauf. Der "Gradient" des Filters kann über mehrere kleine "Farbfinger" erzielt werden, deren Breite sich proportional zum Winkellauf ändert, oder alternativ so, daß die Dichte eines gedruckten Musters mit zunehmendem Winkellauf zunimmt. In allen Fällen konzentriert sich die Färbung des Filters zur Mitte des Filterbogens hin, der mit dem Radlauf über den Punkt maximalen Leistungsgradienten der Lichtquelle zusammenfällt. Dieser Aufbau des Gradientenrades enthält auch einen Ausschnitt für das Bündel, der an einer Stelle liegt, wo das Bündel durchgeht, wenn nur weißes Licht gewünscht wird. Dies beseitigt den Verlust, der auf ein Durchlaufen durch ein Glassubstrat zurückgeht, wenn eine maximale Weißlichtausgabe gewünscht wird.

Die Erfindung enthält auch eine rotierende Linsenvor­ richtung, die ein Lentikularlinsenelement enthält, das in eine Stellung bewegbar ist, in der das Lichtbündel unterbrochen wird, und dazu dient, Bündelform auszuwählen, indem ein kreisförmiges Bündelmuster in ein elliptisches Bündelmuster geändert wird, und das elliptische Bündelmuster in eine gewünschte Orientierung zu bewegen.

Die Erfindung enthält auch einen in seiner Art einzigen Ansatz für die mechanischen Überlegungen eines Beleuchtungs­ systems, welches einen optimierten Reflektor/Kühlkörperaufbau und IR-Filteraufbau zur Richtung und Steuerung von Wärme, die durch eine Glühlichtquelle erzeugt wird, aufweist. Dieser Aufbau enthält einen geschleuderten Aluminiumreflektor, der im Kühlkör­ peraufbau angebracht ist. Das sich ergebende konzentrierte Lichtbündel wird auf ein Paar von im Winkel angebrachten dichroitischen Filtern gerichtet, welche den IR-Anteil des Lichtbündels in integrale interne Kühlkörper zurückrichten. Die internen Kühlkörper fangen die IR-Energie aus der Lichtquelle ein und leiten sie in den äußeren Abschnitt des integralen Kühlkör­ peraufbaus ab. Die externen Rippen des Kühlkörperaufbaus sind senkrecht zur Bewegungsebene der Leuchte orientiert und liefern eine optimierte Konvektion und Abfuhr der von der internen Quelle kommenden Wärme. Diese Anordnung liefert eine Wärmereduktion von ungefähr 85% zwischen der rückwärtigen Kammer und dem optischen Abschnitt. Der Kühlkörperaufbau liefert auch die mechanische Basis für den Rest des mechanischen Systems, indem er einen hochsteifen Aufbau darstellt, an dem die verbleibenden Sekundär­ aufbauten angebracht sind. Außerdem ist eine Wärmesperrwand im vorderen Abschnitt des Kühlkörper/Reflektoraufbaus vorgesehen, welche die Lampenwärme noch weiter von den verbleibenden elektronischen und optischen Komponenten trennt, die im vorderen Teil der Leuchte angeordnet sind. Der vordere optische Abschnitt wird durch einen schlagfesten Kunststoffdeckring abgeschirmt, der einen leichten Zugang zu den mechanischen und optischen Systemen für Wartung und/oder Ein- und Ausbau ermöglicht.

Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen, veranschaulichen Fig. 1 und 2 die Tönungsleuchte gemäß der Erfindung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Leuchte 10 enthält ein Gehäuse 12, das mit einem Joch 14 verbunden ist, welches an einem (nicht gezeigten) Haltegerüst mittels eines (ebenfalls nicht gezeigten) Arms aufgehängt sein kann, die am Joch 14 beim Anschluß 16 angebracht ist.

Das Joch 14 weist einen geeigneten Metallrahmen 18 auf, der einen Metallbügel 20 zur Verstärkung des Jochs 14 enthält. Der Anschluß 16 ist gelagert angebracht und mittels einer Welle 22 mit einem Zahnrad 24 verbunden, das angrenzend an den Bügel 20 angeordnet ist. Das Zahnrad 24 enthält eine (nicht gezeigte) Kerbe, welche mit einem (nicht gezeigten) benachbarten Lagesensor zur Schwenklagesteuerung zusammenwirkt. Ein von dem Rahmen 18 gehalterter Motor treibt einen Riemen 28 an, der das Zahnrad 24 zur Lieferung einer 360-Graddrehung um die Mittelachse P der Welle 22 dreht. Dies liefert die Schwenkfähigkeit der Leuchte 10. Eine geeignete Freilaufrollenanordnung 30 ist zur Einrückung des Riemens 28 vorgesehen.

Ein weiterer Motor 30, ebenfalls gehaltert vom Rahmen 18, treibt einen Riemen 32 zur Drehung eins Zahnrades 34 an, mit dem wenigstens eine 270-Grad-Drehung um die Mittelachse T einer Welle 36 bewirkt werden soll. Ähnlich wie Zahnrad 24 enthält Zahnrad 34 eine Kerbe 34a, welche mit einem benachbarten Lagesensor 34b zur Kippsteuerung zusammenwirkt. Dies liefert die Kippfähigkeit der Leuchte. Eine weitere geeignete Freilaufrollenanordnung 38 ist zur Einrückung des Riemens 32 vorgesehen. Ein Laufanschlag 37 ist mit dem Kippmechanismus verbunden, mit dem die Bewegung der Leuchte 10 auf einen gewünschten Kippwinkel eingeschränkt wird.

Ein manueller Ein-Aus-Schalter oder Unterbrecher 52 ist außen am Joch 14 angebracht. Ein in einem Gehäuse 50 angebrachter Kühlventilator 48 arbeitet so, daß er Kühlluft in das Joch 14 durch eine Anzahl von Kühlungsschlitzen 54 über die internen Komponenten des Jochs 14 hinweg hinein und durch eine ähnliche Anzahl von Lüftungsschlitzen 56 aus diesem heraus zieht. Eine Abdeckung 59 aus steifem Kunststoffmaterial, welche die Schlitze 54 und 56 enthält, umschließt das Joch 14 und die oben be­ schriebenen Komponenten.

Das Gehäuse 12 ist in den Fig. 3, 4 und 5 veranschaulicht und enthält allgemein einen Aluminiumguß 57 und einen Deckring 58, der aus einem geeigneten steifen Kunststoffmaterial besteht. Das Gußteil 57 enthält an einem ersten Ende eine Basis 60, von welcher sich eine erste Anzahl von profilierten externen Kühl­ rippen 261 wegerstreckt. Ein gestuftes ringförmiges Profil 66 ist innerhalb des Gußteils 57 vorgesehen und enthält einen ringförmi­ gen Abschnitt 64 sowie einen abgeschnitten elliptischen Abschnitt 69. Der ringförmige Abschnitt 64 enthält ebenfalls Kühlschlitze 65. Eine zweite Anzahl von inneren Kühlrippen 63 ist um einen inneren ringförmigen Rand des ringförmigen Abschnitts 64 herum angeordnet. Die ersten und zweiten Rippen 62, 63 sind aufeinander ausgerichtet.

Eine Aluminiumendkappe 68 ist an einem zweiten Ende des Gußteils 57 angebracht. Eine Lampenbasis 70 und eine Lampe 72 sind an der Endkappe 68 angebracht. Die Lampe 72 erstreckt sich in das offene ringförmige Profil 66. Ein elliptischer Reflektor 74 ist im elliptischen Teil 69 so angebracht, daß er die Lampe 72 geeignet umgibt. Die Lampe 72 wird mit einer Wechselspannung in einer herkömmlichen Weise betrieben.

Eine Wärmesperrwand bzw. Heißplatte 76 aus Aluminium ist an dem ersten Ende des Gußteils 57 angebracht und wird durch Abstandselemente 80 von einer Motoranbringungsplatte 78 im Abstand gehalten. Eine Anzahl von Motoren 82 ist auf der Motoranbringungsplatte 78 angebracht, und Wellen 84, die sich von den Motoren 82 wegerstrecken, sind riemenangetrieben betreibbar und drehen eine Anzahl von versetzten Farbfiltern 86, eine Leistungslinse 88, ein mechanisches Dämpfungsrad 89 und ein Mattglasrad 87. Lappen, wie etwa der Lappen 86a auf dem Farb­ filter 86, sind auf diesen wellenangebrachten, rotierenden Linsen, Filtern etc. vorgesehen und wirken mit einer Anzahl von benachbarten Positionssensoren 257 zusammen, die auf einem Paar von Motor/Antriebs-Sensorplatten 94, die zwischen Platten 76, 78 angebracht sind, zum Zwecke des Abfühlens der Positionen der einzelnen wellenmontierten Drehvorrichtungen, wie Farbräder 86 etc., angebracht sind.

Das Lichtbündel L, Fig. 3, wird auf einen Durchmesser von ungefähr 3,2 cm (1,25 inch) dort konzentriert, wo es das Gußteil 57 an der Heißplatte 76 verläßt. Das Bündel durchläuft dann die Folge von Rädern, Farbfilter, Linsen etc . . Bei der Ausführungs­ form der Fig. 3 nimmt der Deckring 58 eine Folge von sechs Rädern auf: Dämpfungsrad 89, dichroitisch beschichtetes Farbfilter (gelb) 86y, dichroitisch beschichtetes Farbfilter (cyan) 86c, dichroitisch beschichtetes Farbfilter (magenta) 86m, Leistungs­ linse 88 und Mattglasrad 87. Drei dieser Räder sind auf einer Welle 84 montiert und drei weitere auf einer entsprechenden weiteren Welle 84. Die 2 Sätze von 3 Rädern sind in bekannter Weise verschachtelt, d. h. teilweise überlappt, um die Anzahl der dem Bündel L ausgesetzten Oberflächen zu optimieren. Die Lagen der drei Räder auf der einen Welle 84 werden durch ihre betref­ fenden Sensoren 257 auf der einen der Platten 94 abgefühlt, während die Lagen der anderen drei Räder auf der anderen Welle 84 in ähnlicher Weise mit ihren betreffenden Sensoren 257 abgefühlt werden.

Das Dämpfungsrad 89 wird dazu verwendet, das Licht ab­ zuschwächen, und ist ein dichroitisch beschichtetes Glassubstrat, das in der (später beschriebenen) Musterung mit den Farbfiltern 86 identisch ist, mit Ausnahme, daß die Färbung durch eine Aluminium- oder Silberbeschichtung erfolgt, so daß es einen Prozentsatz des Lichts durchläßt und einen Prozentsatz reflek­ tiert. Das Dämpfungsrad 89 kann, falls gewünscht, durch ein herkömmliches Farbrad ersetzt werden. Das Mattglasrad 87 liefert eine veränderbare Mattierung (macht das Licht weich) infolge von fünf trapezförmigen Abschnitten aus säuregeätztem Glas. Jeder Abschnitt ist in einem anderen Ausmaß geätzt, um unterschiedliche Mattierung zu schaffen. Ein sechster und abschließender Abschnitt des Mattglasrades ist eine freie Position. Ein herkömmliches Farbrad kann, falls gewünscht, auch das Mattglasrad 7 ersetzen.

Farbfilter 86y, 86c und 86m, Fig. 6, weisen ein scheibenför­ miges Borsilikatglas-Substrat 301 mit einer planaren Fläche 302 auf, welche einen darauf abgelagerten photolithographisch geätzten Film 303 enthält. Der Film 303 bildet ein gebogenes Band (304) mit Gaußschem Muster, das sich längs eines wesentlichen Abschnitts der planaren Fläche herumerstreckt. Das Band 304 weist einen Innenrand 305 und einen Außenrand 306 auf, wobei die Dichte des Films 303 größer in einem mit g+ bezeichneten Bereich längs eines Radius r zwischen Innenrand 305 und Außenrand 306 und kleiner in einem mit g- bezeichneten Bereich längs des Radius r am Innenrand 305 und ebenfalls kleiner in einem entsprechenden Bereich g- längs des Radius r am Außenrand 306 ist. Ein Teil des Substrats 301 ist weggeschnitten, damit ein Einschnitt 307 gebildet wird, welcher das gebogene Band 304 unterbricht. Ein Abschnitt p der planaren Fläche 302, der zum Einschnitt 307 benachbart ist, ist mit einem massiven Film 303a beschichtet, der anders als der geätzte Film 303 im Band 304 kein Muster aufweist.

Die Farbfilter 86y, 86c und 86m werden in Verbindung mit der Lampe 72 zur Erzeugung gewünschter Farbeffekte verwendet. Das mit der Lampe 72 erzeugte Bündel L hat typischerweise einen Lei­ stungsgradienten, der über das Bündel hinweg nicht gleichförmig ist. Ein Leistungsverhältnis von Bündelmitte zu Bündelrand ist oft von der Größenordnung von 50%. Bekannte Filter variabler Dichte, die sich nicht an den Leistungsgradienten des Bündels wenden, produzieren Ergebnisse, die nicht gleichförmig sind, und lassen einen deutlichen weißen Fleck in der Mitte des Bündels zurück, während sie die Bündelränder verdunkeln, was die Färbung uneinwandfrei macht.

Vorteilhafterweise fällt die Gaußsche Musterung der erfindungsgemäßen Farbfilter mit dem Inversen des Leistungs­ gradienten des Bündels L zusammen. Das heißt, der Farbfilter­ gradient ist am größten zur Mitte des Bandes 304 hin, wo er den Punkt maximaler Leistung des Bündels L überquert. Auf diese Weise fällt die Maximalleistung des Bündels L mit dem maximalen Filterungseffekt der Filter 86y, 86c und 86m zusammen.

Die Sättigung des Gaußschen Farbmusters nimmt proportional mit Drehung des Filters in der durch den Pfeil D dargestellten Richtung zu, Fig. 6, und gipfelt in einer 100% Sättigung bei ungefähr 300° Winkellauf, wo der Abschnitt p der planaren Fläche 302 mit dem massiven Film 303a beschichtet ist.

Ein Träger 90 ist auf der Heißplatte 76 zur Positionierung eines Wärmefilters 92 angebracht, mit dem IR-Strahlung R zurück zu den Kühlrippen 63, 62 zur Abführung aus dem Gehäuse 12 reflektiert wird. Das Wärmefilter 92 umfaßt den Träger 90, Fig. 3 und 4, welcher im allgemeinen eine A-Rahmenkonstruktion ist und ein erstes Filter 98a enthält, das ungefähr unter einem 90° Winkel in Bezug auf ein zweites Filter 98b angeordnet ist. Das Filter 92 wird dazu verwendet, beschädigende Infrarotstrahlung R von den früher erwähnten wärmeempfindlichen optischen Kom­ ponenten, die auf der Welle 84 montiert sind, weg zu reflektie­ ren. Diese Filter stehen also in einem Winkel zum Lichtbündel L, das dort durchverläuft. Das Ergebnis ist eine Reflexion von IR- Strahlung nach außen zu den Rippen, wie am besten in Fig. 3 zu sehen. Die ersten und zweiten Filter 98a, 98b sind vorzugsweise aus einem geeigneten 1,75 mm dicken Substrat aus Borsilikat­ glasmaterial ausgebildet, wobei sie einen dichroitische Dünn­ filmbeschichtung auf beiden Seiten aufweisen. Die Beschichtung auf der einen Seite, die der Lampe 72 zugekehrt ist, liefert ein Infrarot-Reflexionsvermögen von ungefähr 370 nm bis ungefähr 1050 nm. Die Beschichtung auf der entgegengesetzten Seite liefert ein Reflexionsvermögen von ungefähr 1050 nm bis ungefähr 1700 nm.

Eine Lentikularlinsenvorrichtung 88, Fig. 7A, ist drehbar an der einen Seite der Motoranbringungsplatte 78 angebracht. Die Linsenvorrichtung 88 ist auf einer der Wellen 84 montiert, welche durch einen der Motoren 82, der geeignet an der einen Seite der Motoranbringungsplatte 78 angebracht ist, gedreht wird. Die Linsenvorrichtung 88 umfaßt eine Scheibenform und ist aus einem Halter aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall mit einer Anzahl von darin ausgebildeten Öffnungen 188a, 188b, 188c, 188d gebildet. Eine Öffnung 188e in der geometrischen Mitte dient der Aufnahme der Welle 84, wodurch die Linsenvorrichtung 88 drehbar ist. Eine der Öffnungen 188a enthält ein Lentikular­ linsenelement 288a, das aus einem geeigneten Hochtemperaturglas ausgebildet ist, in welchem eine Anzahl von im wesentlichen parallelen Rillen oder Lentikeln 388a ausgebildet sind. Eine weitere der Öffnungen 188b enthält im wesentlichen ein gleiches Lentikularlinsenelement 288b, aber mit Rillen oder Lentikeln 388b, die unter 90° relativ zu den Lentikeln 388a orientiert sind. Eine weitere Öffnung 188c enthält entweder ein geeignetes Mattmaterial 288c, Fig. 7A, oder alternativ ein homogenes Linsenelement 488c, Fig. 7B, welches eine Anordnung von benach­ barten Konvexflächen enthält, wie dies bekannt ist. Die letzte der Öffnungen 188d bleibt offen und enthält kein Linsenelement, so daß das dort durchgehende Lichtbündel sein normales Licht­ muster mit kreisförmiger Querschnittsgeometrie beibehält. Die Linsenelemente 288a, 288b, 288c bzw. 488c können mit einem geeigneten Hochtemperatursilikonkleber am Halter 188 befestigt sein, oder aber sie können mit irgendeiner geeigneten Anbrin­ gungsvorrichtung lösbar befestigt sein.

Die homogene Linse 488c ändert bekanntlich die Vergrößerung und erhöht den Bündelwinkel, beeinflußt aber nicht die geome­ trische Form des Lichtbündels L. Ähnlich zerstreut die gefrostete Linse 288c das Bündel L und macht das Bündel weich und breitet den Bündelwinkel aus, beeinflußt aber nicht die geometrische Form des Bündels. Die Lentikularlinsenelemente 288a und 288b ändern die geometrische Form des Bündels von einer kreisförmigen zu einer langgestreckten ellipsoidischen Form.

In Fig. 7A ist die Lentikularlinsenvorrichtung 88 ver­ anschaulicht. Wenn die Vorrichtung 88 in einer Leuchte 10 zur Drehung auf einer in der Öffnung 188e aufgenommenen Welle 84 angebracht wird, durchläuft die Linsenvorrichtung 88 beim Drehen der Vorrichtung 88 ein festes Lichtbündel L. Wenn sich die Öffnung 188d im Weg des Bündels L befindet, wird das Bündel nicht beeinflußt, da sich keine Linse in der Öffnung 188d befindet. Wenn die Vorrichtung 88 in eine Stellung gedreht wird, wo entweder die gefrostete Linse 288c, Fig. 7A, oder die homogene Linse 488c bei Verwendung der Ausführungsform der Fig. 7B im Bündel L liegt, wird der Bündelwinkel beeinflußt, die geome­ trische Form des Bündels L ist aber unverändert. Wenn jedoch Lentikularlinsenelemente 288a und/oder 288b das Bündel L unterbrechen bzw. im Bündel L liegen, wird die normal projizierte geometrische Kreisform des Bündels L zu einer länglichen oder ellipsoidischen Form O, wie gestrichelt in Fig. 7A veranschau­ licht, verändert. Ferner ändert sich mit der Drehung der Linsen­ vorrichtung 88 durch das feste Bündel L hindurch die längliche Form des Bündels O in ihrer Orientierung.

Nur zur Veranschaulichung sind in Fig. 7A einige Radien gezeigt, wobei sich diese nach außen durch sechs verschiedene Positionen erstrecken, wo die rotierende Linsenvorrichtung ein festes Bündel L unterbricht. In einer ersten Stellung ist die Orientierung des veränderten Bündels O1 auf dem Radius R1 auf die Richtung der Lentikel 388a ausgerichtet, wie sich diese über das Bündel L1, das fest bleibt, hinweg erstrecken. Wie in Fig. 7A zu sehen, ist das längliche projizierte Bündel O1 geringfügig in Bezug auf den Radius R1 gekippt. In einer zweiten Stellung ist die Orientierung des veränderten Bündels O2 auf dem Radius R2 auf die Richtung der Lentikel 388a ausgerichtet, wie sich diese über das feste Bündel L2 hinweg erstrecken, welches sich in Wirklich­ keit in der gleichen festen Stellung wie das mit L oder L1 bezeichnete Bündel befindet. Wie in Fig. 7A zu sehen, ist die Längsachse des projizierten Bündels O2 in Bezug auf den Radius R2 vertikal ausgerichtet, und mit einem Weiterdrehen der Linsenvorrichtung 88 ändert das längliche projizierte Bündel O3, O4, O5 und O6 konstant seine Orientierung in der Drehrichtung in Bezug auf seinen betreffenden Radius R3, R4, R5 und R6 infolge der sich ändernden Orientierung der sich über das feste Bündel hinweg erstreckenden Lentikel 388a und 388b.

Auch enthalten im Joch 14 ist eine, am besten in Fig. 8 zu sehende, Spannungsversorgungs-Schaltungsplatte 146, die hinter einem mit 46 bezeichneten Abschnitt des Metallrahmens 18 montiert ist. Die Spannungsversorgungs-Schaltungsplatte 146 ist der Motor und die Logik-Spannungsversorgung zur Bewegung der Leuchte 10. Der Schaltungsplatte 146 zugeführte Spannung kann 100 bis 240 V Wechselspannung (50/60 Hz) sein. Eine Spannungsauswahlgleichrich­ tung 148 wandelt Wechselspannung in Gleichspannung um und arbeitet dahingehend, die Spannung zu verdoppeln, wenn sie weniger als 150 V Wechselspannung ist. Die Ausgabe wird in Kondensatoren 150, 151 gespeichert, und eine Halbbrücke 152 wandelt die Gleichspannung zurück in Wechselspannung mit 40 kHz um. Die 40 kHz gehen in einen Transformator 154, der die Spannung heruntertransformiert und die stromführende Spannung von der Niederspannungs-Ausgangsschaltung trennt. Die Wechselspannung wird bei 156 in eine Gleichspannung zurück gleichgerichtet und über eine Drossel-Kondensator-Anordnung gefiltert. Eine Span­ nungsmodus-, Impulsbreitenmodulatorsteuereinheit 158 ist für die Rückkopplung der Ausgangsspannung verantwortlich und steuert die Halbbrücke 152 so, daß eine konstante Ausgangsspannung erzeugt wird. Bei 160 ist auch eine Spannungsabtastung zur Steuerung der Verdopplerschaltung vorgesehen.

Eine Logik-Schaltungsplatte 246, die am besten in Fig. 9 zu sehen ist, ist im Joch 14 hinter einem mit 40 bezeichneten Abschnitt des Metallrahmens 18 angebracht. Die Logik-Schaltungs­ platte ist mit einer Steuereinheit verbunden, welche das oben erwähnte Schwenken und Kippen steuert, wobei diese auch Farbräder etc. und andere betätigbare Komponenten der Leuchte 10 steuert. Spannung der Spannungs-Schaltungsplatte 146 wird der Logik- Schaltungsplatte 26 im Bereich von ungefähr 9 V Gleichspannung bis ungefähr 40 V Gleichspannung über eine Spannungsregler­ schaltung 248 zugeführt. Die Spannung wird dann einem kommerziell verfügbaren integrierten Mikroprozessor 250 zugeführt. Die Spannung wird auch einem Speicherblock 252 zugeführt, der drei verschiedene Arten von Speichern enthält, zu denen ein statischer RAM, ein Flash-ROM und ein EPROM gehören. Der Speicher 252 wird vom Mikroprozessor 250 zur Durchführung von Lese/Schreib- Vorgängen auf dem Code und den Daten, die in dem 250-Speicher gespeichert sind, verwendet, was Schwenk- und Kippbefehle an die Leuchte 10 gibt. Ein serieller Transceiver 254 liefert RS 485 kompatible Signale an Industrie-Standard US ITT DMX512 Steuer­ einheiten und tauscht (empfängt und sendet) Information mit dem Mikroprozessor 250 aus. Ein serieller Slave-Modul 256 empfängt Information vom Mikroprozessor 250 und serialisiert die empfange­ nen Daten und sendet sie über 5 Drähte an Slave-Module mit Motorantriebs/Sensor-Schaltungsplatten 94 aus, welche Infrarot- Unterbrecherphotosensoren 257, Fig. 3, enthalten, die auf Lappen und/oder Kerben an Komponenten der Leuchte 10, wie etwa die im Zahnrad 34, Fig. 2, ausgebildete Kerbe 34a oder den Lappen 86a auf dem Farbfilter 86, Fig. 3, ansprechen, was den Mikroprozessor 250 die Anfangs- (Null- oder Ausgangs-)Position der Motoren 26, 82 wissen läßt. Der serielle Modul 256 gewinnt die Lageinforma­ tion von Sensoren 257 und sendet diese an den Mikroprozessor 250, der bestimmt, ob das Filter bzw. Zahnrad weiter bewegt werden soll oder ob der Lappen/die Kerbe gesucht werden soll.

Eine stationäre Linse 96 ist in dem Deckring 58 vorgesehen, was am besten in Fig. 1 zu sehen ist. Die Linse 96 ist eine gewöhnliche Lichtdiffusorlinse ähnlich einer Linse, die in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer verwendet wird. Solchen Linsen sind kommerziell verfügbar. Die oben beschriebene Kombination aus Leistungslinse 88 und stationärer Linse 96 liefert einen Bündelwinkel, der vorzugsweise zwischen ungefähr 100 und ungefähr 600 liegt. Dies kann durch Drehen der Leistungslinse 88 verändert und durch Einwechseln einer ausgewählten Diffusorlinse 96 verstärkt werden.

Claims (12)

1. Linse zur Verwendung in einer Leuchte (10) zum Ein­ strahlen eines Lichtbündels, wobei
das Bündel ein erstes Lichtmuster mit einer ersten Quer­ schnittsgeometrie einstrahlt, und welche
eine in der Leuchte gehalterte Einrichtung (88), die in das Lichtbündel bewegbar ist und das eingestrahlte Lichtbündel von der ersten Querschnittsgeometrie in ein zweites Einstrahlungs­ lichtmuster mit einer von der ersten Geometrie verschiedenen zweiten Querschnittsgeometrie umwandelt, wobei die Einrichtung wenigstens ein Lentikularlinsenelement (288a, 288b) enthält, aufweist.

2. Linse nach Anspruch 1, wobei das Linsenelement (288a, 288b) auf einer in der Leuchte (10) drehbar gehalterten Scheibe sitzt.

3. Linse nach Anspruch 1, wobei die in der Leuchte (10) gehalterte Einrichtung (88) eine Anzahl von Linsenelementen (288a, 288b) enthält, die für eine automatisierte sequentielle Positionierung im Lichtbündel angebracht sind.

4. Linse nach Anspruch 3, wobei die Linsenelemente (288a, 288b) auf einer drehbar in der Leuchte (10) angebrachten Scheibe sitzen.

5. Linse nach Anspruch 4, wobei das erste eingestrahlte Lichtmuster kreisförmigen Querschnitt und das zweite eingestrahl­ te Lichtmuster ellipsoidischen Querschnitt hat.

6. Linse nach Anspruch 5, wobei eines der Linsenelemente (288a) in der Scheibe in einer Weise angebracht ist, die ausreicht, ein ellipsoidisches Muster mit einer im wesentlichen vertikalen Orientierung zu projizieren, und ein weiteres der Linsenelemente (288b) in der Scheibe in einer Weise angebracht ist, die ausreicht, ein ellipsoidisches Muster mit einer im wesentlichen horizontalen Orientierung zu projizieren.

7. Bewegliche Leuchte (10) mit einem Joch (14),
einer Einrichtung zur beweglichen Aufhängung des Jochs an
einem Träger,
einem Gehäuse (12), welches beweglich mit dem Joch (14) verbunden ist, wobei das Gehäuse einen ersten Abschnitt mit einer Lichtquelle (72) und einer Einrichtung zur Beseitigung von mit der Lichtquelle erzeugter Wärme sowie einen zweiten Abschnitt mit einer Anzahl von bewegbaren Farbfiltern (86) und wenigstens einem Lentikularlinsenelement (288a, 288b) aufweist, wobei die Licht­ quelle so betreibbar ist, daß sie ein Lichtbündel mit einem ersten Lichtmuster einer ersten Querschnittsgeometrie längs eines Weges durch die Farbfilter und das Lentikularlinsenelement einstrahlt, und
einer die Lentikularlinse enthaltenden Einrichtung, die in der Leuchte (10) gehaltert und in das Lichtbündel bewegbar ist, zur Änderung des ersten eingestrahlten Lichtmusters aus der ersten Querschnittsgeometrie in ein zweites eingestrahltes Lichtmuster mit einer zweiten Querschnittsgeometrie, die sich von der ersten Geometrie unterscheidet.

8. Leuchte nach Anspruch 7, wobei das Lentikularlinsen­ element (288a, 288b) auf einer drehbar in der Leuchte (10) gehalterten Scheibe sitzt.

9. Leuchte nach Anspruch 8, wobei das erste eingestrahlte Lichtmuster kreisförmigen Querschnitt und das zweite eingestrahl­ te Lichtmuster ellipsoidischen Querschnitt hat.

10. Leuchte nach Anspruch 9, wobei die in der Leuchte (10) gehalterte Einrichtung eine Anzahl von Lentikularlinsenelementen (288a, 288b) enthält.

11. Leuchte nach Anspruch 10, wobei eines der Lentikularlin­ senelemente (288a) in der Scheibe in einer Weise angebracht ist, die ausreicht, ein ellipsoidisches Muster mit einer im wesentli­ chen vertikalen Orientierung zu projizieren, und ein weiteres der Lentikularlinsenelemente (288b) in der Scheibe in einer Weise angebracht ist, die ausreicht, ein ellipsoidisches Muster mit einer im wesentlichen horizontalen Orientierung zu projizieren.

12. Leuchte nach Anspruch 7, wobei die die Lentikularlinse enthaltende Einrichtung eine Einrichtung zum Bewegen des zweiten eingestrahlten Lichtmusters in eine gewünschte Orientierung aufweist.