照明设备和对应的操作方法与流程

文档序号:30948881发布日期:2022-07-30 06:32阅读:103来源:国知局
照明设备和对应的操作方法与流程

1.本说明书涉及照明设备。
2.例如,在展示和娱乐领域中可以采用一个或多个实施例。
技术背景
3.在诸如例如展示和娱乐领域(在这里仅作为参考被提及)的领域中,采用适于发射高强度光辐射的照明设备。
4.例如,对于从申请人clay paky以商品名xtylos(参见例如claypaky.it)在市场上可获得的产品,情况可能如此。
5.这种设备的较小版本的实现确实不仅意味着尺寸和发射功率的纯粹减小,而且涉及其他问题(例如,红色与绿色和蓝色的不充分混合、沿投影束的残留散斑、混合管的长度、关于设计和维护灵活性的约束、沿投影束的可能残留晕圈),所述问题与原始拓扑相比可能显得或变得更明显。
6.紧凑的照明设备可以采用rgb光源,包括在红色(r)、绿色(g)和蓝色(b)的波长范围中操作的激光二极管,其辐射借助于分色滤光器被准直并彼此组合,以便提供一个单一光束。
7.rgb辐射可以由双蝇眼(fly's eye)积分器来混合。蝇眼透镜结构对于解决辐照非均匀性是有用的:它将准直光学器件的出瞳处的非均匀辐照轮廓转换成均化的远场轮廓。
8.在这种系统中,可能的是提供适于在所谓的遮光片(gobo)区域上生成所述远场分布的图像的次级光学系统(聚光器光学器件),所述远场分布的图像进而通过投影透镜被投影到投影区域(典型地,墙)上。
9.让我们回想一下,所谓“遮光片”我们是指如下盘或类似物:适于承受在展示和娱乐领域中使用的投影仪的高操作温度,并且通过基本上作为幻灯片操作,使得能够投影图像、文本、徽标和抽象形状。
10.总的来说,上述组件提供一种适于投影位于遮光片平面上的幻灯片的光学系统。
11.另一方面,尤其对于设想非常窄的束角(即,大约1
°
的fwhm投影角)的应用,所述光学系统的总长度仍然相当长,这与实施具有减小的尺寸和重量的照明设备的需要相抵触。


技术实现要素:

12.一个或多个实施例旨在解决所述另外问题以便获得例如关于投影系统的紧凑的照明设备。
13.根据一个或多个实施例,所述目的可以由于具有在所附权利要求中阐述的特征的照明设备而实现。
14.一个或多个实施例可以涉及对应的操作方法。
15.权利要求书是本文参考实施例而提供的技术教导的组成部分。
16.一个或多个实施例可以包括远焦投影系统,其可以与柱面透镜、玻璃角锥棱镜和/
或所谓的轴棱镜(axicon)组合使用,以便在窄光束光斑投影仪中创建投影效果(正如这例如在展示和娱乐应用中是期望的)。
17.一个或多个实施例可以通过省略聚光器单元和遮光片表面来实现特别紧凑的系统。
18.此外,将会明白,实施例适于还应用于除了上文中概述的之外的上下文中,即,还应用于与上文中描述的设备不同的设备中。
附图说明
19.现在将参考附图仅作为非限制性示例描述一个或多个实施例,其中:图1是照明设备的总体视图,图2是根据本说明书的实施例的照明设备的总体视图,图3是示出根据本说明书的实施例的设备的另外可能特征的总体视图,图4a和4b示出根据本说明书的实施例的设备的可能操作标准,图5和图6a和6b示出根据本说明书的实施例的设备中要采用的操作原理,图7、8和9示出根据本说明书的实施例的设备的可能操作条件,图10是适于在根据本说明书的实施例的设备中采用的光学组件的透视图,图11示出采用如图10所示的组件的、根据本说明书的实施例的设备的可能操作条件,图12是适于在根据本说明书的实施例的设备中采用的光学组件的透视图,以及图13示出采用如图12所示的组件的、根据本说明书的实施例的设备的可能操作条件。
20.将会明白,为了说明的简单和清楚,各个图可能不是按相同比例绘制的;对于单个图中的不同部分,同样可能如此。此外,除非上下文另外指示,在各个图中用相同参考标记表示类似部分或元件;为了简洁起见,将省略针对每个附图重复描述所述类似部分或元件。
具体实施例
21.在以下描述中,给出各种具体细节以提供对根据说明书的各种示例性实施例的透彻理解。可以在没有一个或几个具体细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来实践实施例。在其他情况下,为了避免使实施例的各个方面模糊不清,没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作。
22.在整个本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的参考意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此,在整个本说明书中的各个地方的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的可能出现不一定全都精确地指代相同的实施例。此外,特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。
23.本文提供的标题仅是为了方便,因此不解释实施例的范围或保护的范围。
24.如上文中所述,当前示出的示例性实施例可以适于在除了上文中概述的之外的上下文中采用。
25.在这方面并且为了提供对以下详细描述的介绍,如在专利文献中例示的,回想现有技术的一些基本概念可能是有用的。这将使得能够省略本文更详细的描述。
26.变焦光学器件(诸如例如,正透镜和负透镜的组合、移动透镜等)是基于柱面透镜和远焦透镜系统提供多种解决方案的技术领域。
27.例如,诸如us 9140425 b2和us 2018/119924 a1的文档描述一种由圆柱形组件实现的不对称照明效果,目的是为天幕(围绕表演空间的背景)应用产生漫射和广泛的照明。
28.文档us 2017/284637 a1描述一种远焦系统,其构成照明单元和自由形式反射器之间的中间光学组件,以便在墙上获得矩形照度分布。
29.文档us 2019/187282 a1描述了使用柱面透镜和棱镜两者来操纵和扩展窄激光束,该窄激光束被用于扫描和测量物体距离,而文档us 2004/090667 al描述了使用柱面透镜来改变光束的形状和定向,以便自动检测显微镜中的最佳聚焦平面。
30.所述两个文档都涉及测量距透镜(投影透镜或显微镜透镜)的距离。
31.在一个或多个实施例中所追求的目标(例如,将不同形状(例如椭圆形和星形等)的图像投影、变形和分裂在墙上)导致:例如关于借助于棱镜来分裂光束,采用不同的解决方案。
32.例如,与文档us 2019/187282 a1中公开的不同,可能的是使用仅具有一个面的棱镜(或衍射光栅)来根据光波长(根据来自光学器件的公知色散定律)操纵光束。
33.在给定的程度上,一个或多个实施例设想通过将光分成多个子束来“加剧”棱镜分裂效果,这是由于例如六面角锥不是过度陡峭的(即,角锥在顶点和底部之间的高度小)以便避免颜色分离,该颜色分离将导致令人不愉快的投影颜色伪影。
34.因此,一个或多个实施例避免根据波长来分离光束,而是旨在将光束成角度地分成较小光束,每个较小光束实际上包括所有光波长。
35.关于柱面透镜的使用并且再次参考文档us 2019/187282 a1,可以观察到所述现有文档的目标在于通过使用两个柱面透镜来输出线性(而不是点状)激光信号,以便扫描远处的物体。此外,相关的测量单元利用两个柱面透镜,并且与记录图像的相机分离。
36.相反,一个或多个实施例:旨在投影图像而不是检测距离或扫描物体,使用仅一个柱面透镜(而不是两个),设想将束扩大光学器件(即,柱面透镜)插入到已经存在的投影透镜(远焦变焦透镜)中,由于投影光学器件本身的固有变焦能力,将最小模糊圆动态地定位在投影光学器件之外的不同平面上。
37.与文档us 2004/090667 a1不同,一个或多个实施例:旨在投影图像,而不是检测最佳聚焦平面;在投影光学器件之外的不同平面上动态地设置最小模糊圆(由于投影光学器件本身的固有变焦能力),us 2004/090667 a1中描述的从显微镜物镜出射的像散束形状实际上是静态光束;不同于us 2004/090667 a1的柱面透镜,该柱面透镜没有沿光路定位,使得光学组件的移动不影响出射束的形状;设想将柱面透镜定位在光轴上,从而直接修改投影束,而文档us 2004/090667 a1教导了使用离轴柱面透镜,以便在图像空间上(与另一参考束一起)产生两个分离的光斑。
38.此外,从该总体概述可以推断,与将真实物平面(其中可以放置遮光片)共轭到真实像平面(通常是墙)的标准投影透镜不同,远焦投影透镜具有无限的有效焦距。因此,它将虚物平面(位于无限远)共轭到虚像平面(再次位于无限远或等效位置,非常远离物镜出射表面)。在小尺寸光学器件系统(具有例如大约10cm的长度)的情况下,“非常远”实际上意味着大于5m。
39.为了获得远焦投影透镜,可能的是采取伽利略望远镜设计,其由正光焦度(power)透镜(即,会聚透镜,物镜)和负光焦度透镜(即,发散透镜,目镜)组成,其中两个透镜的焦点重合:与其中物镜和目镜两者都是正的经典开普勒设计相比,这种解决方案极大地减小总望远镜长度;这转化为一种优点,因为它进一步减小系统的总长度。
40.此外,远焦投影透镜不一定意味着投影光学器件具有固定的焦距。实际上,可以设想,投影远焦透镜具有可变焦距,以便提供变焦能力(从而使得能够例如打开窄束角上至较大程度,从fwhm=1
°
到fwhm=7
°
)。在目前考虑的器件类型中,为了创建光效应,特别重视这个特征。
41.通过引入远焦投影透镜可以获得的直接优点是总系统紧凑性。
42.然而,这引起源自不可能将所有类型的图像都投影在墙上的可能缺点:实际上,因为物平面是虚拟的(或在无限远),所以将遮光片放置在沿系统光路的所有可能位置中实际上变得不可能。
43.该功能(图像投影)可以通过采取诸如以下的一些目前例示的解决方案来部分恢复:例如借助于效果轮,引入放置在远焦投影透镜光学器件处(但与其不同)的柱面透镜,该柱面透镜适于沿轴线方向或沿与光轴正交(垂直)的方向“拉长”或“挤压”光束;例如再次借助于效果轮,引入透明的(例如玻璃)多面(例如六面)角锥棱镜,从而将光束分裂成多个不同的较小子束;例如再次借助于效果轮,引入轴棱镜(具有圆锥表面的特殊类型的透镜),从而将光束分裂成实际上无限数量的较小子束,所述较小子束分解成环。
44.第一种解决方案(柱面透镜)例如使得能够将聚焦和未聚焦的六边形图案(即,由蝇眼透镜积分器获得的虚拟遮光片平面)“拉长”或“挤压”成投影在墙上的拉长的六边形或椭圆形形状,其中,可以借助于变焦透镜配置或通过与光轴正交地旋转柱面透镜来控制拉长的图案的定向。
45.第二种解决方案(面状(faceted)角锥棱镜)允许投影多个分离的光束(在距光轴的各个距离处,通过修改远焦光学器件的放大因子,即通过变焦),结果是产生例如:投影在墙上的分离的和部分照明的六边形形状,或部分重叠离焦六边形形状,以便投影星状形状。
46.第三种解决方案(轴棱镜)使得能够投影“无限”分离的光束(在距光轴的各个距离处,通过改变远焦光学器件的放大因子,即通过变焦),结果是产生投影在墙上并且可选地适于最终会聚成光斑的环形分布。
47.在图1中,参考标记10总体上表示包括光辐射源100的照明设备10。
48.照明设备10可以具有移动头部并且可以适于在展示和娱乐领域中采用。
49.示意性地故意示出设备10和源100,以便突出一个或多个实施例可以关于设备10
和源100的具体特征是广泛“明晰”的事实。
50.例如,源100可以具有包括在红色(r)、绿色(g)和蓝色(b)波长中操作的激光二极管的类型,其辐射例如借助于分色滤光器被准直并彼此组合,以便提供单个rgb光束,该单个rgb光束可以经受在包括蝇眼光学器件的混合单元中的混合。
51.在当前情况下,源100包括:(负)输出透镜500,适于作用于从源100输出的光束上。
52.众所周知,所谓负透镜我们是指:发散透镜,适于减小来自入射准直光源的光线的会聚。
53.如下的事实使得源100从光生物学的观点来看本质安全,从而使得其维护10更容易:由于透镜500包括在源100中,所以输出束是发散束。
54.图1示出解决方案,该解决方案可以被采用以便例如可调节地使所述光束遵循在1
°
(基本准直束)与5
°
(稍微发散束)之间的角孔径范围中。
55.例如,如图1中例示的,可能的是通过已知的手段移动远焦系统的前(正)透镜600,即比(负)透镜500更向外布置的透镜。通过这样做,可能的是将投影光学系统(由透镜500和600组成)的总焦距从无限远(远焦)改变为有限值,并且这引起由透镜500拦截的准直光束的会聚(角分布)的改变。
56.图2示出另一种解决方案,该另一种解决方案可以被采用以便可调节地准直从源100输出的光束。
57.如图2中例示的,可能的是,再次通过本身已知的手段(例如,利用在图2中由双箭头ml示意性地指示的马达)移动远焦系统的中间(负)透镜500',同时保持(负)透镜500和(正)前透镜600固定。
58.图1和2中的两种解决方案使得能够通过远焦变焦来整形束。
59.与图1的解决方案相比,图2的解决方案可以提供各种优点,诸如例如可以更清晰的投影图像和更好填充的光束体积,以及获得更轻量的系统的可能性。
60.在图2的解决方案中,从窄角到广角的束整形动作由透镜500'控制,该透镜500'在透镜500和600之间内部移动,其移动对于用户是“隐藏的”,因为第一负透镜500和外部正透镜600(例如,消色差双合透镜)保持固定。
61.在图2的解决方案中,简单负透镜500(而不是如图1中例示的负双合透镜)的使用可以减少投影伪影,诸如晕圈。
62.如图3所示(其中,如在以下附图中,为了简化说明,不再示出设备10和源100),为了创建附加的投影效果,可以沿光束路径定位效果轮ew。
63.效果轮包括(以本领域专家本身已知的方式)一组滤光器、遮光片图像、霜滤光器(frost filter)、玻璃棱镜和透镜,它们被固定或者可以适于围绕例如由马达me驱动的它们的机械轴自转。
64.为了创建效果,选择并对准轮的孔径(例如,给定的滤色器或类似物),使得其轴与投影光轴重合。
65.在一个或多个实施例中,效果轮ew可以插入在透镜500和透镜500'之间,以便在透镜500和透镜500'之间的光辐射路径中插入光学组件,该光学组件可以例如选自柱面透镜cl、棱镜p和轴棱镜a。
66.如图4a和4b所示,“中间”透镜500'可以(例如,在马达sl的作用下)在以下之间移
动:第一极限位置,朝向透镜500缩回,用于宽束投影——参见图4a,以及第二极限位置,朝向透镜600前进,用于窄束投影——参见图4b。
67.例如:在宽束模式中,可能的是在远场中投影具有蝇眼双凸透镜(lenticular)的六边形图案的散焦图像(fwhm大约7
°
);在窄束模式中,可能的是在远场中投影所述六边形图案的清晰(非散焦)图像(fwhm大约1.1
°
)。
68.通过沿光传播的光轴插入柱面透镜cl(存在于诸如ew的效果轮上),当透镜500'从图4a的位置移动到图4b的位置时,可以从当透镜500'靠近图4a和4b的极限位置之一时在第一方向上“拉长”或“挤压”的光束切换到当透镜500'靠近图4a和4b的极限位置中的另一个时在与第一方向正交的第二方向上“拉长”或“挤压”的光束。
69.另一方面,当透镜500'处于所述两个极限位置之间的中间位置时,投影的光束具有基本上圆形的轮廓。
70.在这点上,将会明白:为了便于理解,来自源的光线的传播在这里被示出为在图形上仅限于投影透镜,应当理解投影平面(例如,墙w)一般地位于距源的一定距离(例如大于5m)。
71.可以通过考虑球面透镜(诸如例如透镜500,其是负双凹透镜)和柱面透镜的组合来解释先前描述的效果。
72.柱面透镜产生像散焦点,其包含对应于水平主子午线的焦点的第一焦平面和对应于垂直主子午线的焦点的第二焦平面。在这些焦平面之间,像散焦点形成被称为“最小模糊圆”的圆形区。
73.作为示例如图5所示,如果入射在透镜500上的束被准直,则(负)透镜500在透镜500的焦点中创建虚像vi(例如蝇眼双凸透镜的六边形,其可以被假定为与源100无限远共轭),该虚像vi位于透镜500自身后面。
74.投影光学器件的其余组件(即透镜500'和透镜600)将虚像共轭到墙w的位置,在该位置处投影实像六边形。
75.当沿束路径插入柱面透镜cl(其可以包含在色轮ew中,但是更一般地目前被认为分离的元件)时,创建两个虚像:一个在水平主子午线(hpm)中,而另一个在垂直主子午线(vpm)中,垂直主子午线关于光轴与水平主子午线正交。
76.如图6a和6b所示,由于柱面透镜cl的存在,在沿光轴的两个不同位置中创建两个虚像,两个虚像沿两个正交方向具有不同的放大率。
77.例如:第一六边形虚像将在垂直于光轴(z轴)的平面hpm中仅沿一个方向(例如,其可以被定义为y轴)被放大更多——参见图6a;以及第二六边形虚像将在垂直于光轴(z轴)的平面vpm中仅沿一个方向(例如,其可以被定义为x轴)被放大更多——参见图6b。
78.当如图7中例示的,移动投影光学器件的透镜500'以在宽束模式中将vpm虚像共轭到墙w时,在一个(第一)方向上拉长的形状(六边形)将会被投影到墙w上。
79.当如图8中例示的,移动投影光学器件的透镜500'以将最小模糊圆c(在宽束模式和窄束模式之间差不多半程(more or less halfway))共轭到墙w时,至少近似圆形(例如,非六边形)的形状将会被投影到墙w上。
80.最后,当如图9中例示的,移动投影光学器件的透镜500'以便在窄束模式中将hpm虚像共轭到墙w时,在与图7中所见的第一方向正交的(第二)方向上拉长的形状(六边形)将会被投影到墙w上。
81.另外或者作为替选,可以通过使用透明(例如玻璃)棱镜光学组件(诸如多面(例如六面)角锥,如图10所示)来创建有趣的效果。
82.如在柱面透镜cl的情况下,棱镜p可以包括在效果轮ew中,但是在这里更一般地被示出为分离的元件。
83.如上文中所述,棱镜p可以有利地具有不过度陡峭的角锥形状(即,角锥在其顶点和底部之间的高度短),这限制投影的颜色伪影的出现。
84.如图11(其中,除非上下文另外指示,与参考前面图讨论的部分或元件类似的部分或元件由相同的参考标记表示,而为了简洁起见不重复其描述)中例示的,棱镜p可以放置在透镜500和透镜500'之间。
85.如图11中例示的,棱镜p可以定向成角锥面朝向透镜500'。
86.由于棱镜p,单个虚像vi(例如六边形)可以被分裂成投影在墙w上的六个不同“部分六边形”图像。
87.这可以分离地(在图11中示出的窄束模式中)或以相互重叠(在宽束模式中)发生,因此可以获得星状投影图像。
88.棱镜p例如将由透镜500创建的单个(例如六边形)虚像h1分裂成六个分离的六边形虚像h2。
89.投影透镜光学器件的组件(透镜500'和透镜600)将虚拟六边形图像共轭到墙w的位置,在该位置处投影实像六边形。
90.因为光线由于棱镜p的分裂,因此来自光源100(例如,激光器阵列)的光线的仅仅一部分(例如,在六面棱镜的情况下为六分之一)为单个投影的图像(六边形)的创建做出贡献。
91.投影的图像(例如,h2)可能因此在其外部区域中出现部分地晕映(vignette)和散焦。
92.另外,在采用棱镜p的实施例中,可能的是使透镜500'通过中间位置在宽束模式和窄束模式之间移动,如在图7至9中在采用柱面透镜cl的实施例的情况下例示的。
93.在为了简洁起见没有再现对应的图的情况下,可以观察到:通过朝向透镜500移动透镜500'以便获得更宽的束角,在没有棱镜p的情况下,单个图像(六边形h1)被散焦。在沿光路插入棱镜p的情况下,分裂的图像(六边形h2)也被散焦;通过朝向透镜500进一步移动透镜500',在没有棱镜p的情况下,单个图像被甚至更加散焦。在插入棱镜p的情况下,分裂的图像被进一步散焦,直到它们彼此接触,从而创建一种“雏菊”图像;当透镜500'进一步向透镜500移动直到到达极限广角位置时,在没有棱镜p的情况
下,单个图像被完全散焦。在插入棱镜p的情况下,分裂的图像也被完全散焦,并且它们彼此重叠,因此创建星状紧凑图像(该星形具有与棱镜p的面数量(例如六个)对应的点数量)。
94.另外或者作为替选,可以通过使用如图12所示的、当前表示为“轴棱镜”的类型的透明(例如玻璃)光学元件a来实现同样有趣的效果。
95.轴棱镜是包括任何光学材料并具有圆锥表面的透镜。就目前的情况而言,它可以被认为将棱柱p“退化”成具有无限数量的面的角锥并且因此为圆锥。
96.如在柱面透镜cl和棱镜p的情况下,轴棱镜a可以包括在效果轮ew中,但是它在这里更一般地被认为分离的组件。
97.如在棱镜p的情况下,轴棱镜a可以具有不过度陡峭的圆锥形状(即,从顶点到底部的圆锥高度短),这限制投影的图像中的颜色伪影的出现。
98.如图13(其中,除非上下文另外规定,与参考前面图讨论的部分或元件类似的部分或元件由相同的参考标记表示,而为了简洁起见不重复其描述)中例示的,轴棱镜a可以放置在透镜500和透镜500'之间。
99.如图13中例示的,轴棱镜a可以定向为圆锥表面面向透镜500'。
100.轴棱镜a将由透镜500创建的单个(例如六边形)虚像(图13中的六边形h1)分裂成实际无限多的(a virtual infinity of)分离的虚像(图13中的六边形hx),所述分离的虚像一起组合成环形分布。
101.投影光学器件的组件(透镜500'和透镜600)将虚拟六边形图像共轭到墙w的位置,在该位置处投影实像六边形。
102.因为光线由于轴棱镜a的分裂,来自光源100的光线为投影环的创建(实际上是无限数量的图像(诸如六边形)的重叠)做出贡献。
103.另外,在设想使用轴棱镜a的实施例中,可能的是使透镜500'通过中间位置在宽束模式和窄束模式之间移动,如在图7至9中针对采用柱面透镜cl的实施例例示的。
104.在为了简洁起见没有示出对应的图的情况下,可以观察到:通过朝向透镜500移动透镜500'以便获得更宽的束角,在没有轴棱镜a的情况下,单个图像(六边形)将被散焦。在沿光路插入轴棱镜a的情况下,分裂的图像以及其环形分布被散焦;通过朝向透镜500进一步移动透镜500',在没有轴棱镜a的情况下,单个图像(六边形)被更加散焦。当插入轴棱镜a时,环形分布会聚成圆形光斑分布;通过将透镜500'甚至进一步朝向透镜500移动直到达到极限广角位置,在没有轴棱镜a的情况下,单个图像(六边形)被完全散焦。当插入轴棱镜a时,光分布会聚成热斑状分布。
105.因此,一个或多个实施例可以设想移除聚光器光学器件和遮光片平面并且引入诸如远焦投影透镜的光学组件,这帮助减小窄束投影光学器件的长度。
106.在这一上下文中,通过将柱面透镜引入到光路中,可能的是部分地恢复各种图像投影效果,例如具有以下可能性:沿参考光轴相互正交的方向“挤压”或“拉长”照度分布(例如,图7和9);例如从六边形分布当中创建圆状照度投影轮廓,从而仿真圆形遮光片孔径(例如,图8);
关于光轴扭曲束挤压的(椭圆形)形状:光束将导致在更靠近透镜的投影平面上在一个方向(x方向(例如图7))上拉长的以及在更远离透镜的投影平面上在正交方向(y方向(例如图9))上拉长的光斑,从而提供光束的扭曲外观;通过使透镜变焦,控制拉长的束在投影平面(例如墙w)上的定向和拉长的形状沿束的位置。
107.通过将角锥状、面状玻璃棱镜(例如p)引入到光路中,可能的是恢复各种(另外的)图像投影效果,例如具有以下可能性:将主光束分裂成较小次级光束(子束);通过使透镜变焦,例如通过散焦六边形双凸透镜形状,控制这种次级束的尺寸;通过进一步使透镜变焦,部分地重叠所述次级束;完全重叠次级束,从而在极限(宽束)变焦配置中创建星状图像。
108.通过将轴棱镜(例如a)引入到光路中,此外可能的是恢复另外的图像投影效果,例如具有以下可能性:将主光束分裂成无限数量的次级束,所述次级光束分解成圆环状分布;通过使透镜变焦来创建圆状照度轮廓;在极限(宽束)变焦配置中创建热斑状照度投影轮廓。
109.在诸如ew的效果轮上布置选自柱面透镜cl、棱镜p和/或轴棱镜a的至少两个光学元件(以及可选地所有三个光学元件)使得能够例如根据设想的应用和/或根据照明引导器的选择来选择性地获得先前描述的效果。
110.如本文所示出的照明设备(例如,10)可以包括:光源(例如,100),被配置成沿光束从负透镜(例如,500)到正透镜(例如,600)的传播路径通过远焦投影光学器件(例如,500、500'、600)发射该光束,其中,该照明设备包括:另一负透镜(例如500'),插入光束从负透镜到正透镜的传播路径并沿传播路径移动(例如借助于机动化sl),以及光学元件,插入在负透镜与所述另一负透镜之间的光束的传播路径中,该光学元件包括选自柱面透镜(例如,cl)、棱镜(例如,p)和轴棱镜(例如,a)的光学元件。
111.换句话说,该设备可以稳定地配备有这种光学元件(cl、p或a)中的(仅)一个,或者该设备可以被配置以便使得能够根据用户的需要或喜好用另一个光学元件来替换一个光学元件。
112.例如,如本文所示出的照明设备可以包括移动支承构件(例如,ew),该移动支承构件(例如,ew)承载选自柱面透镜(cl)、棱镜(p)和轴棱镜(a)的至少两个不同的光学元件,该移动支承构件被配置(例如,me)成在负透镜和另一负透镜之间的光束的传播路径中选择性地插入选自所述至少两个不同的光学元件的光学元件,使得该移动支承构件可以例如:从柱面透镜切换到棱镜或切换到轴棱镜,从棱镜切换到柱面透镜或切换到轴棱镜,从轴棱镜切换到柱面透镜或切换到棱镜。
113.在如本文所示出的照明设备中,移动支承构件可以包括机动化的(例如,me)效果轮(ew)。
114.光学元件(cl,p或a)的存在使得能够在没有遮光片的情况下并且借助于远焦投影
光学器件获得成像光学效果。
115.在如本文所示出的照明设备中,负透镜(例如,500)可以包括简单的负透镜。
116.在如本文所示出的照明设备中,正透镜(例如,600)可以包括消色差双合透镜。
117.在如本文所示出的照明设备中,当插入在负透镜与另一负透镜之间的光束的传播路径中的光学元件包括棱镜时,所述棱镜可以包括角锥棱镜(例如,p)。
118.在如本文所示出的照明设备中,角锥棱镜可以插入在负透镜与另一负透镜之间的光束的传播路径中,其中角锥棱镜的锥形侧面向正透镜(即,其中角锥锥形侧面向另一负透镜500'并且棱镜的底部面向负透镜500)。
119.在如本文所示出的照明设备中,当插入在负透镜与另一负透镜之间的光束的传播路径中的光学元件包括轴棱镜时,轴棱镜可以插入在负透镜与另一负透镜之间的光束的传播路径中,其中轴棱镜的锥形侧面向正透镜(即,其中圆锥形侧面向另一负透镜500'并且圆锥底部面向负透镜500)。
120.操作如本文所示出的照明设备的方法可以包括沿光束的传播路径移动另一负透镜(500',例如借助于机动化sl),使该另一负透镜更靠近负透镜并远离正透镜,或者移动该另一负透镜远离负透镜并使其更靠近正透镜。
121.如本文所示出的方法可以包括选择性地改变插入在光束的传播路径中的光学元件(例如cl、p、a),从而使得能够例如:从柱面透镜切换到棱镜或切换到轴棱镜,从棱镜切换到柱面透镜或切换到轴棱镜,从轴棱镜切换到柱面透镜或切换到棱镜。
122.在不损害基本原理的情况下,实施细节和实施例可以关于本文仅作为非限制性示例描述的内容甚至明显地变化,而不偏离保护的范围。
123.保护的范围由所附权利要求来限定。
124.参考符号的列表照明设备
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10光源
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100固定负透镜
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500移动负透镜
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500'透镜机动化
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ml固定正透镜
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600效果轮
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ew效果轮机动化
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me投影表面(墙)
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w柱面透镜
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cl虚像
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vpm、hpm最小模糊圆
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c棱镜
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p单个图像
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h1分裂图像
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h2
轴棱镜
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a虚像
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vi分裂图像
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