專利名稱：絕對裝置位置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一光源裝置(lighting fixture),該光源裝置包括至少一個固 定元件，可控移動元件旋轉(zhuǎn)固定于該固定元件上，其中一個移動元件包括至 少一個光源，該光源產(chǎn)生光束，該光源裝置包括至少一個內(nèi)部處理器。
背景技術(shù)：
眾所皆知的是，通過操作光源裝置可將這些光源裝置置于不同的位置。 當光源裝置被置于一裝置中時，底部的位置是固定的。光源裝置通常被用于 表演，因而在短時間內(nèi)進行操作，并且然后該光源裝置被返回存儲至下次表 演的出發(fā)地點。通過這種操作，不存在光源裝置如何放置的規(guī)則。從而，典 型的光源裝置被設(shè)計成使它們的致冷需求獨立于光源裝置的位置。這會導致 這樣的情形，其中使用了比需要的更多的致冷能量以便操作吹風裝置。
從現(xiàn)有技術(shù)的水平出發(fā)，公知的位置探測器是電子集成電路，其基于重 力可以告知相對于三個正交軸的實際位置。已知的這些集成電路是用于不同 的目的，例如改變LCD顯示器的方向而不考慮例如移動電話是如何定位的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是自動獲得關(guān)于光源裝置中的移動元件的位置的信息。本 發(fā)明的另一個目標是獲得正確的位置指征，而不在啟動的時候?qū)⒃苿又?它們的止端處以便為步進電機找到設(shè)定值。
本發(fā)明的光源裝置可實現(xiàn)上述目標，如果該光源裝置還包括至少一個絕 對編碼裝置，該編碼裝置表示第一輸入軸相對于該編碼裝置的角運動，該絕 對編碼裝置包括一變速箱，該變速箱包括第二內(nèi)軸，該第一輸入軸驅(qū)動第一 同步齒輪(toothed timing wheel )，該第一同步齒輪與第二同步齒輪互相嚙合， 該第二同步齒輪以與第 一輸入軸的角速度不同的角速度轉(zhuǎn)動第二軸。
通過使用磁探測，可以以高度可靠的方式進行兩個軸的位置或角速度探 測，而不會有任何被煙或塵土干擾的風險。通過使用變速箱以及使用兩個軸的磁位置和角速度指征，從磁探測器獲得的信號是數(shù)字值，該值通過數(shù)據(jù)總 線可被即時傳輸入處理器中。在該處理器中，該數(shù)字值可被計算，只要它是 被探測到的振蕩信號，并且利用該振蕩信號，具有不同頻率的兩個信號之間 的相位差將表示出實際位置。如果這兩個頻率彼此很接近，應(yīng)當在再次出現(xiàn) 相同的相位差之前進行軸的多次旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，相位差的重復會在光源
裝置中的平面(pan)或傾斜度到達其止端很久以后發(fā)生。從而產(chǎn)生了一種 方法，即在各種操作中都能給計算機系統(tǒng)一個正確的位置指征。如果將實際 位置表示并儲存到系統(tǒng)中，就不需要在啟動的時候執(zhí)行手動移動至端部位置 中的一個。由于已知實際位置，就可以立即啟動光源裝置。
優(yōu)選該第一和第二軸在其軸端具有磁體，該磁體產(chǎn)生最大程度的垂直于 軸的縱向的；茲場，該/磁體中的每個都正對傳感器PCB,該傳感器PCB將信 號從傳感器傳輸至內(nèi)部處理器。該傳感器PCB可包括中繼可編程磁旋轉(zhuǎn)編 碼器。例如，有Austrian Micro制造的AS5040是一系統(tǒng)單芯片，其在一個 設(shè)備中結(jié)合有集成霍爾元件、模擬前部以及數(shù)據(jù)信號處理。它提供增加的輸 出信號以及置于該設(shè)備上方或下方的磁體的絕對角位置。使用那種集成電 路，可以獲得高度可靠的位置指征。
通過與平面和傾斜電機(pan and tilt motors )相連的編碼才莫塊可為至少 平面和傾斜度提供絕對編碼。在光源裝置中，使用編碼模塊表示平面和傾斜
度是高度有效的，因為這些是在光源裝置中最具決定作用的移動系統(tǒng)，且是 僅有的能從外部直接觀察到的光源裝置的移動。該編碼模塊還可以在光源裝 置的內(nèi)部使用，以便指示，例如，縮放透鏡系統(tǒng)的位置。另一個可能的使用 是測量遮光布(gobo)固定器的實際位置，以及用于指示旋轉(zhuǎn)的遮光布的實 際位置。同樣，指示例如，變色模塊中的色標的位置也是很重要的。
優(yōu)選該絕對編碼模塊接觸該齒側(cè)的同步皮帶(timing belt )。為了在光源 裝置中指示平面或傾斜度，放置編碼模塊的最有效的方式之一是使模塊處的 輪與同步皮帶齒側(cè)接觸。這樣，至少獲得皮帶的完全指征。由于該皮帶是齒 狀的，其毫無疑問地產(chǎn)生對平面或傾斜移動的實際位置的非常精確的指征。
在優(yōu)選的實施例中，具有用于重置平面/傾斜移動的急停(hard stop)和 開關(guān)。即使是最有效的位置系統(tǒng)也至少在第一次，在開始操作之前需要允許 重置。在重置的情況下，最有效的是，如果該光源裝置在其中一種移動到達 外部位置時發(fā)生重置。通過在該未審的專利申請中所描述的產(chǎn)品，可以限制平面和傾斜的極限 位置，從而允許懸掛較近的產(chǎn)品或與垂直表面相對的產(chǎn)品。
皮帶輪的齒的最小數(shù)目是14，而其它的可以是例如14 + 1或2。


圖1示出了產(chǎn)生燈光表演的系統(tǒng)，和 圖2示出了編碼模塊的側(cè)視圖，和
圖3示出了圖2所示的同一模塊，但是移除了傳感器，和 圖4示出了光源裝置中的電數(shù)據(jù)通信的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了用于產(chǎn)生燈光表演的系統(tǒng)2,其由光源裝置4、 6、 8和10 組成。這些光源裝置4至IO都由緊固裝置14固定于桿12上。緊固裝置14 是固定夾。光源裝置4至IO都包括固定裝置16,其被旋轉(zhuǎn)連接至軛18上， 該輒18 ^皮旋轉(zhuǎn)連接至頭部20上。
如4至10中所示的復雜的光源裝置包括位于底部16和軛18中的吹風 裝置以及位于頭部20中的多個風扇。致冷需求可取決于頭部20的實際方位。 但是在底部16和軛18中，位置對制冷需求具有影響。
圖2示出了一完全編碼模塊100,其包括輸入軸102和第二軸104。這 些軸102、 104通過支承于外殼106中軸承而被支撐。端板108通過與外殼 106相連的螺栓110支撐。輸入桿102與第一齒輪112相連，而第二桿104 與齒輪114相連。所示出的在端板108上設(shè)置的是磁探測設(shè)備116和118。 這些磁探測設(shè)備116、 118和與桿102和104的末端相連的磁體120和122 協(xié)同配合。
在操作中，輸入桿102的旋轉(zhuǎn)由磁探測器116指示。但是同時在輸入桿 102開始旋轉(zhuǎn)時齒輪112與齒輪114相合，從而桿104也旋轉(zhuǎn)。由于在齒輪 112和114的齒的數(shù)目上存在區(qū)別，桿104以比桿102快或慢的速度旋轉(zhuǎn)。 桿102、 104的速度的差異會導致由磁探測器116和118表示的信號之間的 充分的差異。因此，電子微處理器可獲得高精度的桿102的角位置。即使桿 102在一個或另一個方向作出多個旋轉(zhuǎn)，該位置也是高精度的，上述方向足 夠精確的表示出光源裝置在平面或傾角上的位置。圖3示出了與圖2相同的實施例，但是，從后方觀察的，且移除了端板 和磁探測器。圖3顯示輸入桿102被置于外殼106中。螺栓IIO也被示出了。 齒輪112和114彼此交突。磁體120和122同樣也被示出。
在一可選的實施例中，通過使用兩個軸可能獲得大概相同的效果，所述 兩個軸由同一皮帶相互連接，但是其中旋轉(zhuǎn)軸的輪子具有不同的直徑。代替 讓齒輪相互作用的是，可能使輪子由，例如皮帶連接。在另一個實施例中， 其中空間可能不是足夠的，有可能在某處存在現(xiàn)有的從驅(qū)動馬達連接至旋轉(zhuǎn) 元件的皮帶，其中存在足夠的空間與皮帶接觸，以利用相對于磁探測器轉(zhuǎn)動 磁體的輪子。沿著同一皮帶放置這些探測元件中的兩個，并使已被該皮帶驅(qū) 動的輪子具有不同的直徑，可能獲得那種效果，即磁探測器會輸出具有不同 頻率的信號。應(yīng)當理解，每個探測器可輸出一正弦信號。當兩個具有不同頻 率的正弦信號被長時間比較時，在獲得這兩個正弦曲線的相同位置之前會發(fā) 生差異。從而輪子的轉(zhuǎn)動可以以多個旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)，并且仍然指示整體位置。
圖4顯示了光源裝置200中的電數(shù)據(jù)通信的示意圖。頭部202與軛204 聯(lián)系，該扼204還與底部206聯(lián)系。底部206包括方位傳感器208,該方位 傳感器與控制板210聯(lián)系。此外，底部206包括電源元件212。第一數(shù)據(jù)總 線214連接于方位傳感器208和控制板210之間。另 一個數(shù)據(jù)總線216連接 于控制板210和電源元件212之間。
另 一個數(shù)據(jù)總線218與軛204相連。此處數(shù)據(jù)總線218被分成兩個獨立 的數(shù)據(jù)總線220和222。數(shù)據(jù)總線222被連接至第一絕對編碼器224,其中 數(shù)據(jù)總線226還與第二絕對編碼器228相連。數(shù)據(jù)總線220被連接至電機驅(qū) 動器模塊230。
數(shù)據(jù)總線218還被連接至數(shù)據(jù)總線232,該數(shù)據(jù)總線232將頭部202連 接至軛204上。當?shù)竭_頭部時，數(shù)據(jù)總線232被分成一數(shù)據(jù)總線234、第二 數(shù)據(jù)總線236和第三數(shù)據(jù)總線238。數(shù)據(jù)總線234被連接至風扇控制器240。 數(shù)據(jù)總線236被連接至電機驅(qū)動模塊244，該驅(qū)動模塊包括用于在光源裝置 中縮放或聚焦的驅(qū)動器。此外，數(shù)據(jù)總線238被連接至投影模塊242,該投 影模塊包括例如遮光黑布的光學元件。此外，在頭部202中示出了燈模塊 246。
在操作中，控制板210將與方位傳感器208以及第一和第二絕對編碼器 224和228相連。所有的這些信息通過數(shù)據(jù)總線218、 232、 234傳輸至風扇控制器240。該風扇控制器還接收從圖中未示出的置于頭部中的溫度傳感器 發(fā)出的輸入信號?；谶@些輸入信號，風扇控制器240能預(yù)測致冷需求，并 根據(jù)實際致冷需求和預(yù)測的制冷需求調(diào)整置于頭部中以及在軛和底部中的 吹風裝置。
權(quán)利要求
1. 一光源裝置，包括至少一個固定元件，可控移動元件被旋轉(zhuǎn)固定于該固定元件上，其中一個移動元件包括至少一個光源，該光源產(chǎn)生光束，其中該光源裝置包括至少一個內(nèi)部處理器，其特征在于該光源裝置包括至少一個絕對編碼裝置(10，100)，該編碼裝置(10，100)表示第一輸入軸(102)相對于該編碼裝置(10，100)的角運動，該絕對編碼裝置(10，100)包括變速箱(106)，該變速箱(106)包括內(nèi)部的第二軸(104)，其中第一輸入軸(102)驅(qū)動第一同步齒輪(112)，該第一同步齒輪(112)與第二同步齒輪(114)彼此嚙合，該第二同步齒輪(114)以與第一輸入軸(102)的角速度不同的角速度轉(zhuǎn)動第二軸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的光源裝置，其特征在于所述第一軸(102)和第 二軸(104)在軸的末端包括磁體(120, 122)，所述^茲體(120， 122)產(chǎn)生 大致垂直于軸(102， 104)的縱向的磁場，所述磁體(120， 122)中的每一 個都正對傳感器PCB ( 116， 118)，所述傳感器PCB ( 116, 118)將信號從 傳感器傳輸至內(nèi)部處理器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的光源裝置，其特征在于電子電路分析由磁傳感 器PCB(U6， 118)產(chǎn)生的信號，其中，為每個磁傳感器PCB ( 116， 118) 測量實際相位，該電子電路基于在兩個^f茲傳感器PCB之間測得的相位差估 算實際位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的光源裝置，其特征在于提供絕對編碼以用于通 過與平面或傾斜電機(4)相連的編碼模塊(10)來提供至少平面和傾斜度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的光源裝置，其特征在于所述絕對編碼模塊(IO) 在齒側(cè)與同步皮帶(14)相接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的光源裝置，其特征在于對于平面/傾斜移動都具 有用于重置的急停和開關(guān)。
全文摘要
光源裝置，該光源裝置包括至少一個固定元件，可控移動元件旋轉(zhuǎn)固定于固定元件上，其中一個移動元件包括至少一個光源，光源產(chǎn)生光束，光源裝置包括至少一個內(nèi)部處理器。本發(fā)明的目標是自動獲得關(guān)于光源裝置中的移動元件的位置的信息。另一個目標是獲得正確的位置指征，而不在啟動的時候?qū)⒃苿又了鼈兊闹苟颂?，以便為步進電機找到設(shè)定值。這可以在光源裝置中獲得，如果光源裝置還包括至少一個絕對編碼裝置，該編碼裝置表示第一輸入軸相對于編碼裝置的角運動，絕對編碼裝置包括一變速箱，變速箱包括第二內(nèi)軸，其中第一輸入軸驅(qū)動第一同步齒輪，與第二同步齒輪互相嚙合，第二同步齒輪以與第一輸入軸的角速度不同的角速度轉(zhuǎn)動第二軸。
文檔編號F21V23/00GK101430078SQ20081012877
公開日2009年5月13日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者尼爾斯·J·拉斯馬森, 托本·K·拉斯馬森 申請人:馬田專業(yè)公司