灯具的制作方法

本申请要求2017年10月24日提交的意大利专利申请no.102017000120670的优先权，其公开内容通过引证结合于此。

本发明涉及一种灯具，优选地涉及一种用于舞台的灯具。

背景技术：

在娱乐行业中使用灯具以使用光束产生布景效果。

娱乐行业总是在寻求新的布景效果，并寻求功能强大的、高性能的，也制造简单且经济的灯具。特别地，用于专业用途的灯具需要在继续确保最大效率的同时越来越通用。例如，根据布景设置，必须可能在热点配置(在光束中心具有最高强度)和带有非常均匀光束的配置之间调节光束。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种功能强大的且高性能的，同时制造简单且经济的灯具。

根据这种目的，本发明涉及一种灯具，优选地用于舞台的灯具，包括：

光源组件，其配置为主要沿着发射方向产生光束；

至少一个光学组件，其沿着发射方向布置在光源组件的下游；第一光学组件包括至少一个配置为使通过其的光束混合的混合装置；混合装置包括光学混合元件和运动装置，运动装置配置为使光学混合元件在不干扰由光源组件发射的光束的位置和至少一个干扰由光源组件发射的光束的位置之间移动。

附图说明

参考附图中的图，本发明的进一步特征和优点从其非限制性实施例的以下描述中将变得显而易见，附图中：

图1是根据本发明的灯具的示意性侧视图，在截面中示出了部分零件，并且为了清楚起见移除了部分零件；

图2是图1的第一细节的示意性侧视图，在截面中示出了部分零件，并且为了清楚起见移除了部分零件；

图3是根据本发明的第一实施例的图1的第二细节的示意性前视图；

图4至图11是图3的第二细节的另选实施例的示意性前视图；

图12是处于第一操作位置的图1的灯具的第二细节的示意性侧视图，在截面中示出了部分零件，并且为了清楚起见移除了部分零件；

图13是图12的第二细节的示意性前视图，为了清楚起见移除了部分零件；

图14是由图12的操作配置中的灯具发射的光束的亮度的示意图；

图15是处于第二操作位置的图12的第二细节的示意性侧视图，在截面中示出了部分零件，并且为了清楚起见移除了部分零件；

图16是图15的第二细节的示意性前视图，为了清楚起见移除了部分零件；

图17是由图15的操作配置中的灯具发射的光束的亮度的示意图；

图18是根据一个另选实施例的图15的第二细节的示意性侧视图，在截面中示出了部分零件，并且为了清楚起见移除了部分零件；

图19是图18的第二细节的示意性前视图，为了清楚起见移除了部分零件；

图20是由图18的操作配置中的灯具发射的光束的亮度的示意图；

图21是根据一个另选实施例的图12的灯具的另一细节的示意性前视图。

具体实施方式

在图1中，参考数字1表示灯具，优选地用于舞台的灯具。

灯具1包括壳体2和配置为支撑壳体2的支撑装置(未在附图中示出)。支撑装置优选地配置为移动壳体2并允许壳体2围绕通常称为pan和tilt的两条正交轴线旋转。支撑装置的操作由运动控制装置(未在附图中示出)控制。也可远程管理运动控制装置，优选地使用dmx通信协议。根据一个另选实施例，支撑装置可只配置为支撑壳体2而不能够使其移动。

壳体2沿着纵向轴线a延伸并设置有第一闭合端4和第二端5，第二端5沿着轴线a与第一闭合端4相对并设置有投射孔6。在这里描述并示出的非限制性实例中，投射孔6具有基本上圆形的截面。投射孔6优选地在壳体2的轴线a上位于中心。

灯具1进一步包括耦接到壳体2的框架(在附图中看不见)、光源组件10和至少一个第一光学组件11。

在这里描述并示出的非限制性实例中，灯具1另外包括布置在光源组件10和第一光学组件11之间的颜色组件14、光束处理装置15和至少一个布置在光束处理装置15的下游的第二光学组件16。

光源组件10、第一光学组件11、颜色组件14、光束处理装置15和第二光学组件16均在图1中示意性地示出。

框架与壳体2集成，并包括多个彼此耦接且配置为限定用于布置在壳体2内的部件(即，光源组件10、第一光学组件11、颜色组件14、光束处理装置15和第二光学组件16)的支撑结构的元件。

颜色组件14包括至少一个配置为对入射光束选择性地着色的颜色装置。颜色组件14优选地包括四个不同的颜色装置，其中，每个颜色装置包括一个或多个具有特定特征的滤光片。因此，颜色装置在其所包含的滤光片的过滤特征方面有所不同。

光束处理装置15包括多个光束处理元件，多个光束处理元件由框架支撑并配置为处理由光源组件10产生的光束以获得特定效果。特别地，支撑和/或配置光束处理元件以选择性地拦截(interfere，干涉)光束，从而仅当需要时改变光束。换句话说，光束处理元件可仅当需要时拦截光束以改变其特性。

每个光束处理元件的位置由光束处理装置控制装置(在附图中看不见)调节。也可远程管理光束处理元件控制装置，优选地使用dmx通信协议。

光束处理装置15包括，优选地按顺序，第一遮光装置、彩虹装置(rainbowdevice)、第二遮光装置、结霜组件(frostassembly)和棱镜元件(为了简单起见未在附图中示出)。

应理解，光束处理装置15可包括这里未列出的附加光束处理元件。

光源组件10在壳体2的闭合端4布置在壳体2内，光源组件由框架支撑，并且在这里描述并示出的非限制性实例中，包括适合于主要沿着发射方向b发射光束的多个光源18(在图1中示意性地示出为单个块)、准直器组件20和配置为冷却光源18(仅在图1中示意性地示出)的冷却装置21。根据一个未示出的另选实施例，光源组件仅包括一个主光源，例如放电灯。

发射方向意味着由光源组件10的光源18发射的最大量的光束朝着该方向传播的方向。特别地，由于光源组件10包括多个光源18，所以通过考虑由光源18发射的光束的和(sum)的主轴来确定发射方向，如在本文献中的后面详细地描述的，处理这些光束以沿着光轴o产生单个光束。

在这里描述并示出的非限制性实例中，光源组件10包括多个耦接到可在图2至图11中看见的平支撑板19的光源18。支撑板19在使用中耦接到灯具1的框架。

优选地，以这样的方式均匀地分配光源18，以产生多个基本上均匀分配的光束。

光源18优选地布置在相同的由支撑板19限定的平面上，并基本上布置为矩阵。换句话说，光源18沿着水平行和竖直列布置。

优选地，光源18的矩阵在壳体2的纵向轴线a上位于中心。

根据一个未示出的另选实施例，光源相对于至少一个对称平面对称地布置。

根据另一未示出的另选实施例，光源基本上布置为具有偶数列的矩阵，并且相对于布置在最内列之间的平面是对称的。

根据另一未示出的另选实施例，光源基本上布置为具有奇数列的矩阵，并且相对于通过最内列的平面是对称的。参考图2，准直器组件20沿着发射方向b布置在光源的下游，以拦截由光源18发射的光束，并配置为使进入的光束变直。特别地，准直器组件20包括多个透镜22(在图2中示意性地示出)，每个透镜22配置为使由相应的光源18发射的相应光束变直。

在光源组件10包括单个光源的情况中，准直器组件12包括耦接到光源且以这样的方式配置以将由光源发射的光束转变成基本上平行光线的光束的反射镜，优选地是抛物面反射镜。在此情况中，准直器组件12不布置在光源组件10的下游。

参看图3，由该多个光源18中的n个光源18组成的组s具有相同的多边形形状，并以这样的方式配置使得该组s中的每个光源相对于该组s中的至少一个相应的其他光源旋转角度α，角度α等于

α＝[(360°/r)/k](1)

其中：

r＝限定光源的形状的多边形的旋转对称的重数(order)；

k＝是关于以下条件的系数

如果n＜5，则k＝5；

如果n≥5，则k＞5。

在这里及在本文献的剩余部分中，旋转对称的重数r指的是除了零以外的自然数，使得围绕点o旋转等于360°/r的角度可将图转变成其原始形状。点o叫做旋转对称的旋转中心。旋转对称也经常被定义为径向对称。例如，正方形具有4重旋转对称，规则多边形的旋转对称重数等于其边的数量，而不规则多边形具有一重旋转对称。

换句话说，组s简单地是该多个光源18(在图3中通过示出为虚线的光源表示)的子组，并由均具有相同多边形形状的光源组成。每个属于此组s的光源18相对于同一组s中的至少一个相应的其他光源旋转上述角度α。本质上，每个属于组s的光源18相对于同一组s中的至少一个相应的其他光源旋转角度α，并且相对于组s中的其他光源旋转是α多倍的角度。

由于上述特定配置，即使当光源18具有非圆形多边形形状时，也可能投射带有基本上圆形周边轮廓的光束。这可在不使用光学系统改变或切割光束的周边轮廓的情况下实现。

在这里描述和图3中示出的非限制性实例中，组s包括数量n的光源，n等于光源18的总数n的50％。组s中的光源18都是正方形的，并旋转角度α等于1.8°。

组s可根据要求而包括可变数量n的光源。

特别地，如在本文献中的后面详细描述的，可选择组s的形状、组成组s的光源的数量和布置，以满足与根据本发明的灯具1的其他部件相关(例如，与所使用的光学混合元件的类型相关，如我们将在本文献中的后面更详细地看到的)的特殊要求。

图4至图9示出了本发明的另选实施例，其中光源18的组s由沿着矩阵(图5和图6中的实例)的至少同一行，沿着矩阵(图4和图6中的实例)的至少同一列，及沿着矩阵(图7至图9中的实例)的至少同一对角线旋转和布置的光源18限定。

在图10和图11中，组s由100％的光源18限定。换句话说，在图10和图11所示的非限制性实例中，所有光源18都具有相同的多边形形状，并且每个根据上述关系(1)相对于至少另一个旋转。

特别地，在图10所示的配置中，矩阵具有正方形轮廓，而在图11所示的配置中，矩阵具有六边形轮廓。

在图4至图11所示的非限制性解决方案中，每个属于组s的光源18优选地相对于同一组s中的相邻光源旋转角度α。然而，所述配置并不是实现预期光学效果所必需的。如已经说明的，组s中的至少一个其他光源相对于所述光源旋转角度α实际上就足够了。旋转角度α的光源18相邻的事实使得更容易组装和定位光源18。

在图3至图11所示的实例中，光源18都具有相同的正方形形状。

应理解，光源18的形状可以是除了正方形以外的形状，并且不属于组s的光源18在形状和尺寸上也可以彼此不同。

在这里描述并示出的非限制性实例中，光源18是led光源。优选地，限定光源18的led是白色的。

根据一个未示出的另选实施例，光源18是rgb(红绿蓝)类型的led。

根据另一未示出的另选实施例，光源18是larp(激光远程激发荧光粉)类型的。例如，每个larp光源包括磷光体转化器，泵浦激光器耦接到磷光体转化器。例如，耦接到蓝色激光二极管的黄色磷光体转化器产生白光。

或者，larp光源也可耦接到不同颜色(红色、绿色或蓝色)的激光二极管。

参考图1，第一光学组件11和第二光学组件16优选地彼此不同。

在这里和在本文献的剩余部分中，术语光学组件指的是能够改变组成由光源组件10发射的光束的光线的至少一部分的方向的光学组件。例如，光学组件可包括至少一个透镜，和/或一组透镜，和/或一个或多个准直器，和/或一个或多个反射镜，和/或一个或多个棱镜元件，和/或一个或多个混合器，和/或一个或多个聚光器。

参考图2，第一光学组件11布置在光源组件10的下游，以拦截由光源组件10发射的光束。

优选地，第一光学组件布置在颜色组件14(图1)的下游。

参考图1，光学组件16是光学输出组件，布置在沿着轴线a下游最远的点，以便是最后一个能够处理所拦截的光束的组件。光学组件16包括一个或多个透镜(未在附图中示出)，其布置并配置为使得光学组件16具有正折射率。光学组件16优选地可沿着轴线a移动以调节投射图形的焦距。特别地，光学组件16能够沿着轴线a在第一操作位置和第二操作位置之间移动。光学组件16优选地包括耦接到支架的支撑框架(为了简单起见未示出)，支架可沿着轴线a移动，支撑框架的运动由(已知类型且未示出的)自动聚焦装置调节。

参考图12，第一光学组件11包括至少一个聚光器装置25和混合装置26，聚光器装置25配置为以预期方式集中进入的光束，混合装置26配置为使进入的光束的光线混合以产生混合的且均匀的光束。

第一光学组件11的混合装置26沿着光束的发射方向b布置在聚光器装置25的上游，并布置在光源组件10的下游。

在这里描述并示出的非限制性实例中，聚光器装置25包括透镜27，透镜27配置为使光束集中在给定平面(叫做焦平面)中，光束处理装置15(在图1中示意性地示出)的处理元件28优选地布置在该给定平面中。聚光器装置25优选地配置为以这样的方式集中光束，使得光束具有比基本上在焦平面中的焦点的区域中进入聚光器25的光束的截面小的截面。

例如，可将遮光盘，或光圈，或光束处理装置15的其他元件定位在焦点中。

在这里描述并示出的非限制性实例中，透镜27是平凸透镜。

根据一个这里未示出的另选实施例，聚光器装置25由一组耦接透镜限定。

本质上，使离开图2所示的第一光学组件11的光束聚集。这样，离开第一光学组件11的光束是带有光轴o的光束，光轴o在这里描述并示出的非限制性实例中与纵向轴线a重合。

由于光源组件10的光源18的特殊布置，离开第一光学组件11的光束具有基本上圆形的周边轮廓，不管所使用的各个光源18的形状如何。

混合装置26包括光学混合元件128和运动装置129(在图12、图15和图18中示意性地示出)，运动装置129配置为使光学混合元件128在不干扰由光源组件10(图15至图17和图18至图20中的配置)发射的光束的第一位置和至少一个干扰由光源组件10(图12至图14中的配置)发射的光束的第二位置之间移动。

有利地，在干扰位置中，混合装置26拦截并适当混合光束。这改进了投射光束的质量。然而，包括混合装置26也导致投射光束的亮度降低，如图14所示。

在不干扰位置中，由灯具1发射的光束的亮度是可获得的最大值，如图17和图20所示。在此配置中，光束实际上处于高强度。然而，在不干扰位置中，光束的质量比可在干扰位置中实现的质量低，特别是如果颜色组件14(未在图2、图15和图18中示出)对由光源组件10发射的光束着色。

本质上，第一光学组件11能够根据舞台照明需求而确定亮度的增加或光束质量的增加。

例如，如果必须在长距离处投射光束，那么可调节第一光学组件11使得产生的光束的特征在于高水平的亮度(在技术术语中，此解决方案叫做热点，并可通过处于不干扰位置的光学混合元件128实现)，而如果必须在相对靠近灯具1的地方投射光束，那么可调节第一光学组件11使得由灯具1产生的光束的特征在于高水平的均匀性(在技术术语中，此解决方案叫做均匀光束，并可通过处于干扰位置的光学混合元件128实现)。

可在不干扰位置和干扰位置之间快速地切换光学混合元件128以获得即刻效果，或者逐渐地切换，以获得逐渐变暗效果(当从不干扰位置切换到干扰位置时)或者亮度的逐渐增加(当从干扰位置切换到不干扰位置时)。

参考图12、图13、图15、图16、图19和图21，光学混合元件128优选地是本领域的术语中叫做“蝇眼光学元件”，或者有时叫做蝇眼聚光器或蝇眼镜的光学元件。

光学混合元件128包括多个并排布置以形成阵列的透镜。每个透镜投射与其自己的形状成正比的图像。投射图像的重叠决定了由光源组件10发射的光束的混合。

在图13、图16和图19中，光学混合元件128由六边形透镜组成。

图21示出了光学混合元件228的一个另选实施例。根据此另选实施例，光学混合元件228包括多个并排布置的透镜229。该多个透镜229包括至少两个设置有具有不同周边形状的发射面的透镜229。

这样，可以最可能的方式开发有效表面。

而且，光学混合元件228包括透镜229a的周边组230，透镜229a并排布置以限定光学混合元件228的周边轮廓。这样，光学混合元件228的周边轮廓由周边组230限定，并可通过调节周边组230中的透镜229a的形状来简单地改变。

在这里描述并示出的非限制性实例中，周边组230中的透镜229a的至少一侧是弯曲的，或者接近曲线，以当并排布置时限定光学混合元件228的基本上圆形的周边轮廓。

在这里描述并示出的非限制性实例中，该多个透镜229包括：具有六边形发射面的中心透镜229d、具有带有五边形周边的发射面且沿着第一圆形路径p1布置的第一组透镜229c、具有带有五边形周边的发射面且沿着与p1同心的第二圆形路径p2布置的第二组透镜229b，以及由透镜229a组成的周边组230，透镜229a具有带有四边形或五边形周边的发射面且沿着与p1和p2同心的第三圆形路径p3布置。

在这里描述和图12、图13、图15及图16中示出的非限制性实例中，光学混合元件128是基本上单片的，且通过运动装置129在不干扰由光源组件10(图15至图16、图18至图19中的配置)发射的光束的第一位置和至少一个干扰由光源组件10(图12至图13中的配置)发射的光束的第二位置之间移动。

根据一个图18和图19所示的另选实施例，将光学元件128分成许多可沿着与光束的发射方向b正交的方向移动的部分130。“沿着与光束的发射方向b正交的方向”的表达清楚地意味着与光束的发射方向b正交的平面中的任何方向。

换句话说，部分130可沿着与光束的发射方向b正交的平面移动。

在这里描述和图19中示出的非限制性实例中，光学混合元件128由两个基本上相同的可沿着与光束的发射方向b正交的方向移动的部分130组成。

图12、图13、图15、图16、图18和图19中的布置在灯具中的光源组件10是优选的，如图10所示，其中基本上所有的光源18都属于旋转光源的组s。

图4至图9示出了光源组件10的另选实施例，其中，光源18的组s由沿着矩阵(图4和图6中的实例)的至少同一行，沿着矩阵(图5和图6中的实例)的至少同一列，及沿着矩阵(图7至图9中的实例)的至少同一对角线旋转和布置的光源18限定。在图4至图9所示的光源10的情况中，可使用与图13和图19所示的光学混合元件类似的和/或不同的光学混合元件128。

在图4至图9所示的情况中，组成组s的光源18的数量n及其布置取决于所使用的光学混合元件128的类型。特别地，组成组s的光源的数量n和布置取决于在光学混合元件128的运动过程中未被覆盖的光源18的矩阵的部分的形状和布置。本质上，以这样的方式选择组成组s的光源18的数量n及其布置，使得当光学混合元件128朝着不干扰位置移动时，光源组件10由于组s中的光源18的特殊布置而仍发射带有基本上圆形轮廓的光束。

特别地，在图4中，通过虚线示出的光学混合元件128与图19所示的光学混合元件基本上相同。在图5中，另一方面，通过虚线示出的光学混合元件128与图19所示的光学混合元件基本上相同在于，将其分成两个基本上相同的部分130，但是可沿着与图4所示的光学混合元件128可沿着其移动的方向正交的方向移动，以选择性地拦截光束。

而且在图7和图8所示的配置中，将通过虚线示出的光学混合元件128分成两个基本上相同的部分130，部分130是可移动的以选择性地拦截光束。

本质上，在图4、图5、图7和图8中的配置中，将光学混合元件128分成两个基本上相同的部分130，部分130可沿着与光束的发射方向b基本上正交且与分隔两个部分130的线正交的方向移动，以选择性地拦截光束。

在图6和图9所示的解决方案中，将光学混合元件128分成4个基本上相同的部分，这些部分是可移动的以选择性地拦截光束。

在图6中的配置中，四个部分130具有四边形状，并能够根据需要沿着与光束的发射方向b基本上正交的相同方向移动，或者沿着至少两个彼此正交且与光束的发射方向b正交的方向移动。

在图9中的配置中，四个部分130是三角形的，并能够沿着至少两个彼此正交且与光束的发射方向b正交的方向移动。

图4至图9和图19中的配置所示的部分130的运动优选地是同时的，并通过运动装置129来调节。在图4至图9和图19中的配置中，该同时运动也是对称的。

根据一个未示出的另选实施例，每个部分130可独立地运动。

运动装置129可包括一个或多个电机以使光学混合元件128和相关的运动传递装置(为了简单起见未在附图中示出)移动。

通过控制装置(在附图中看不见)调节运动装置129。也可远程管理运动装置129的控制装置，优选地通过一个或多个例如使用dmx通信协议接收的外部信号。

有利地，控制装置可调节运动装置129，以获得光束强度的变化。

如图14、图17和图20所示，调节光学混合元件128的位置会影响由灯具1投射的光束的强度。因此，调节光学混合元件128的位置可调节光束的强度。

有利地，可根据光学元件128的操作位置来调节光源组件10的亮度。特别地，灯具包括光源组件10的控制装置(未示出)，其配置为基于光学元件128的操作位置，调节每个光源18的亮度或者一组或多组光源18的亮度。例如，光源组件10的控制装置可根据光学元件128与光束的干扰度，和/或根据光学元件128的可移动部分130的运动和位置，调节每个光源18的亮度或者一组或多组光源18的亮度。

最后，显而易见地，在不背离所附权利要求书的范围的情况下，可对这里描述的光源组件和灯具进行修改和变化。