Die Erfindung betrifft einen Beleuchtungsschein¬ werfer mit einstellbarer Lichtstärkeverteilung mit einer Lichtquelle und einer die Lichtstrahlen len¬ kenden optischen Einrichtung.

Die für Film, Fernsehen und Video verwendeten Be¬ leuchtungsscheinwerfer sind in unterschiedliche Scheinwerfertypen aufgeteilt, die insbesondere durch Anforderungen an ihre Lichtverteilung ent¬ standen sind. Im wesentlichen werden drei Schein¬ werfertypen angewandt, Parabolscheinwerfer, Stufen- linsenscheinwerfer und Flächenstrahler, die alle für unterschiedliche Lichtquellen, beispielsweise Halogenglühlampen unterschiedlicher Betriebsspan¬ nung und Hochdruckentladungslampen verwendbar sind.

Der Parabolscheinwerfer besitzt ein eήgstrahlendes Lichtbündel und einen hohen Leuchf$irkungsgrad, da ein großer Raumwinkel der Lichtquelle von dem ParabolrefLektor erfaßt wird. Die LichtStärkever¬ teilung ist fest vorgegeben und kann nicht ver¬ ändert werden, da eine Verschiebung der Lampe aus dem Brennpunkt heraus zu einer Einsattelung der Lichtstärkeverteilung in der Scheinwerferachse führt und somit praktisch nicht anwendbar ist.

Der Flächenstrahler weist ebenfalls einen hohen Leuchtenwirkungsgrad auf und besitzt eine Reflek¬ toroptik mit fest eingestellter, extrem breiter Lichtstärkeverteilung. Entsprechend dem Para¬ bolscheinwerfer kann auch dieser Scheinwerfer

nicht in seiner Lichtstärkeverteilung veränderbar eingestellt werden.

Der wichtigste Seheinwerfertyp ist der in Fig. 1 dargestellte Stufenlinsenscheinwerfer, der in sei¬ ner Lichtstärkeverteilung einstellbar ist. Die aus einer Lampe 1 austretende Strahlung wird von einem Kugelspiegel 12 reflektiert, wodurch sich der in Richtung einer als Stufenlinse 6 ausgebildete Sam¬ mellinse fließende Lichtstrom erhöht, ohne dabei die Lichtstärkeverteilung der Lampe 1 im inter¬ essierenden Raumwinkel wesentlich zu verändern. Durch Verschiebung der Lampe 1 relativ zur Stufen¬ linse 6 kann die Lichtstärkeverteilung verstellt werden, wobei die beiden extremen Lich stärkeVer¬ teilungen, die Spotstellung 7 mit einem Halbwerts¬ winkel von ungefähr 9 und die Flutstellung 8 mit einem Halbwertswinkel von ungefähr 60 in Fig. 2 dargestellt sind.

Die Stufenlinsenscheinwerfer haben aber den Nach¬ teil, daß sie einen sehr schlechten Leuchtenwir¬ kungsgrad aufweisen. Der Wirkungsgrad wird einer¬ seits dadurch begrenzt, daß nur ein Teil des Lampen¬ lichtstroms von der Linse umfaßt wird, wobei dieser Anteil von der Lampenstellung und damit von dem Raumwiπkel, den die Linse zur Lampe einnimmt, ab¬ hängt. Andererseits begrenzt die Stufenlinse selbst den Leuchtenwirkungsgrad durch Reflektionsverluste an den Prismenflächen, die zur Erreichung des op¬ tischen Effektes schräg im Strahlengang angeordnet sind. Weiterhin entstehen Verluste an den soge¬ nannten Entformungsschrägen der Stufenlinse, die die Prismenstufen miteinander verbinden, wobei in Fig. 3 die nur teilweise Ausnutzung des lichten

Durchmessers der Stufenlinse 6 dargestellt ist. Die Prismenflächen 9 liefern leuchtende Zonen, während die Entfor ungsschrägen 13 in Hauptstrahlrichtung dunkel bleiben, und somit keinen Beitrag zur Licht¬ stärke leisten. Störend sind außerdem die Übergänge zwischen Entformungsschrägen 13 und Prismenflächen 9, die unerwünschtes Streulicht verursachen.

Weitere Nachteile des bekannten Stufenlinsenschein- werfers sind die hohe Bruchgefahr, die sich aus dem Material der Stufenlinse in Zusammenhang mit der komplizierten Form ergibt und das hohe Gewicht der Stufenlinse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Beleuchtungsscheinwerfer zu schaffen, der bei hohem Leuchtenwirkungsgrad eine Verstellung der Lichtstär¬ keverteilung in einem großen Einstellbereich gewähr¬ leistet, wobei eine Verringerung des Gewichtes sowie eine Verringerung der Bruchgefahr erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn¬ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbin¬ dung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Dadurch, daß der erfindungsgemäße Scheinwerfer aus einer Kombination aus einer lichtbündelnden Optik und einer in den Strahlengang bringbaren, das Licht reflektierenden oder transmittierenden optischen Streuvorrichtung besteht, deren Oberflächenstruktur entsprechend den unterschiedlichen einzustellenden Lichtstärkeverteilungen veränderbar ist, wird ein großer Verstellbereich ohne die Notwendigkeit der Verschiebung der Lichtquelle gegeben, so daß der Leuchtenwirkungsgrad bei den verschiedenen Licht¬ stärkeverteilungen sich nicht verändert und sehr

hoch gemacht werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maß-

Weiter- nahmen sind vorteilhafte bildungen und Verbesserungen möglich. Durch Vorsehen einer transmittierenden oder reflektierenden Scheibe, die unterschiedliche Ober¬ flächenstrukturen aufweist, können durch Verschieben der Scheibe und somit Einbringen der unterschied¬ lichen Oberflächenstrukturen in den Strahlengang kontinuierlich unterschiedliche Lichtstärkeverteilun¬ gen erzielt werden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die transmittierende oder reflektierende Scheibe als Folie ausgebildet ist, die beispielsweise von einer Rolle abgewickelt und durch eine Transportvorrichtung durch den Strah¬ lengang transportiert und wieder aufgewickelt werden kann. Da für die Streuvorrichtung keine aufwendigen Optiken mit Linsen und dergleichen notwendig sind, ist der Scheinwerfer kostengünstiger herzustellen und das Gewicht des gesamten Scheinwerfers wird er¬ heblich reduziert. Bei allen Ausführungsbeispielen wird die Bruchgefahr erheblich verringert und bei der Verwendung von Folien praktisch ausgeschlossen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher er¬ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 die optische Anordnung eines Stufen- linsenscheinwerfers entsprechend dem Stand der Technik,

Fig. 2 den Bereich der Ausstrahlungswinkel eines Stufenlinsenscheinwerfers nach dem Stand der Technik in der Spot-

Stellung und Flutstellung,

Fig. 3 den Ausstrahlungsbereich einer Stufen¬ linse entsprechend dem Stand der Technik,

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel des optischen Aufbaus des erfindungsge¬ mäßen Scheinwerfers mit transmittieren- de Streuscheibe,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des optischen Aufbaus des erfindungsge¬ mäßen Scheinwerfers und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers, bei dem als Streuvorrichtung eine Folie verwendet wird, die durch den Strahlen¬ gang hindurchtransportiert und außer¬ halb des Strahlengangs auf- und abge¬ wickelt wird.

Der in Fig. 4 schematisch dargestellte Scheinwerfer weist eine lichtbündelnde Optik 2 und eine Streuvor¬ richtung 4 auf. Die lichtbündelnde Optik ist eine Reflektoroptik, die zur möglichst vollständigen Er¬ fassung des Lampenlichtstromes die Lampe 1 möglichst in allen ihren lichtabstrahlenden Richtungen umhüllt. Die lichtbündelnde Optik 2 besteht aus einem Kugel¬ reflektor 12 und einem Rotationsparaboloid 14, wobei der Kugelreflektor 12 die Strahlung der Lampe 1 auf das Rotationsparaboloid 14 reflektiert, das wiederum die Strahlung in Richtung Streuvorrichtung 4 lenkt. Die Streuvorrichtung 4 besteht aus einer senkrecht zum Strahlengang gestellten transmittierenden Scheibe 11

deren Oberflächenstruktur die Lichtstärkeverteilung bestimmt. Die gesamte Oberfläche der transmittieren¬ den Streuscheibe 11 ist mit unterschiedlichen Struk¬ turen versehen, so daß durch Verändern der in den Strahlengang gebrachten Bereiche der transmittieren¬ den Streuscheibe 11 die LichtStärkeverteilung geän¬ dert werden kann. Das Verändern der Bereiche kann durch Verschieben der Streuscheibe 11 erfolgen, wo¬ bei die Verschiebung in der Fig. 4 durch den Pfeil 15 dargestellt ist.

Die lichtbündelnde Optik kann auch in anderer Weise als in Fig. 4 dargestellt, realisiert werden. Bei¬ spielsweise können die Reflektoren elliptisch aus¬ gebildet sein, oder es sind Kombinationen zwischen Ellipse und Parabel denkbar. Abhängig von den Ab¬ strahlcharakteristiken der Lampen kann als licht¬ bündelnde Optik auch eine Kombination von Kugel¬ spiegel und Sammellinse herangezogen werden. In der Fig. 4 ist die lichtbündelnde Optik 2 nach einer Seite geöffnet, im Zusammenhang mit der geometrischen Anordnung der StreuVorrichtung 4 können auch Lösungen mit Abstrahlungen nach zwei oder auch nach mehr Seiten sinnvoll sein.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 einen noch besseren Wirkungsgrad und einen noch besseren Verstellbereich aufweist. In dieser Ausführungsform wird die Streuvorrichtung 4 durch einen Streureflek- tor 10 gebildet, der schräg in den Strahlengang gestellt wird. Zur besseren Darstellung der Zuord¬ nung der Lichtbündel sind diese mit den Bezugs¬ ziffern 3 und 5 bezeichnet. Je nach Oberfläche dieses Reflektors 10 - ohne Struktur bis zu stark ausgeprägter Struktur - kann damit die Lichtstärke-

verteiiung des Systems in gewünschtem Maße gesteuert werden. Die Steuerung der Lichtstärkeverteilung kann wiederum durch die mit dem Pfeil 15 angedeutete Ver¬ schiebung des Reflektors 4 erfolgen, so daß die un¬ terschiedlichen Strukturen in den Strahlengang gelan¬ gen. Nach der Fig. 5 weist der in den Strahlengang gestellte Bereich des Streureflektors 10 keine Struk¬ tur auf, so daß sich das Strahlenbündel 5 nur durch den Reflektionsgrad der Oberfläche des Streureflek¬ tors 10 vom Lichtbündel 3 unterscheidet. Die Schräg¬ stellung des Streureflektors 10 im* Strahlengang be¬ deutet gleichzeitig systematisch die Begrenzung der möglichen Austrahlungsrichtungen nach einer Seite, nämlich höchstens parallel zur Reflektoroberfläche. Um diesen Nachteil für extrem breite Austrahlung aus¬ zugleichen, können die Reflektorflächen des Streu¬ reflektors 10, wie in Fig. 6 angedeutet, symmetrisch zueinander an zweiseitig abstrahlenden lichtbündeln¬ den Optiken angeordnet werden.

Die als Streuscheibe oder als Streureflektor ausge¬ bildete Streuvorrichtung kann aus Glas, Kunststoff oder aus einer Folie, beispielsweise einer ober¬ flächenbeschichteten Folie bestehen. Wird eine Folie verwendet, so bietet sich die in Fig. 6 dargestellte Transport- und AufWickelvorrichtung 16 an, durch die die als Folie ausgebildete und als Streuscheibe oder Reflektor verwendete Streuvorrichtung von einer Rolle abgewickelt, durch den Strahlengang gezogen und auf eine Rolle wieder aufgewickelt werde kann. Eine weitere Ausbildung der Verschiebbarkeit der Streuvorrichtung 4 ist in Fig. 5 durch den eine Drehbewegung andeutenden Pfeil 17 dargestellt. In diesem Falle ist der Streureflektor 10 oder eine entsprechende transmittierende Scheibe in der Weise ausgebildet, daß die unterschiedlichen Oberflächen-

Strukturen auf dem Umfang der als Scheibe ausge¬ bildeten Streuvorrichtung angeordnet sind. Das Ein¬ bringen der unterschiedlichen Oberflächenstruktur¬ bereiche und damit die Verstellbarkeit der Licht¬ stärkeverteilung erfolgt durch Drehen der Scheibe. Sowohl dieses Drehen der Streuvorrichtung als auch das Verschieben nach Fig. 8 oder Fig. 4 ergeben eine quasi - kontinuierliche-Veränderbarkeit der Lichtstärkeverteilung, in einer anderen Ausfüh¬ rungsform kann die Stre Vorrichtung 4 aus mehreren beispielsweise als Scheiben ausgebildeten Streu¬ elementen mit jeweils anderen Strukturen bestehen, wobei zur Änderung der Lichtstärkeverteilung jeweils ein Streuelement gegen das andere ausgetauscht wird.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Streuvorrichtung eben, sie kann aber auch einachsig oder zweiachsig gekrümmte Flächen aufweisen, und es können direkt in dem Scheinwerfer Vorrichtungen vorgesehen sein, durch die die Fläche der Streuvor¬ richtung zur Beeinflussung der Lichtstärkeverteilung gekrümmt wird» Eine weitere Beeinflussung der Licht¬ stärkeverteilung kann auch durch unterschiedliche Einfärbungen der Streuvorrichtung erfolgen, wodurch die Volumenstreuung sich verändert.