ITTO940223A1

ITTO940223A1 - Dispositivo di rifrazione a prisma rotante per un'apparecchiatura ottica, ad esempio un proiettore di fasci di luci

Info

Publication number: ITTO940223A1
Application number: IT94TO000223A
Authority: IT
Inventors: Pasquale Quadri
Original assignee: Clay Paky Spa
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-09-25
Also published as: EP0674202A1; US5608580A; DE69502652D1; EP0674202B1; ES2118466T3; IT1273083B; ATE166710T1; ITTO940223A0; DK0674202T3; DE69502652T2

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale di

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di rifrazione a prisma rotante per un'apparecchiatura ottica, ad esempio un proiettore di fasci di luce per centri di produzione per spettacoli televisivi o cinematografici, e discoteche, sale da ballo o di spettacolo.

Nelle sale in cui si desidera di ottenere degli effetti scenografici mediante fasci di luce, vengono in genere utilizzati dei proiettori comprendenti vari elementi di comando per variare l'intensità, il colore, la direzione e la sezione dei fasci di luce, e per proiettarli correttamente su una determinata zona della sala.

Per ottenere degli effetti ottici di sdoppiamento di un fascio di luce, sono note delle apparecchiature ottiche, in cui un prisma è montato su un supporto spostabile per portare il prisma in posizione attiva, per creare l'effetto di sdoppiamento. Il gruppo del prisma di queste apparecchiature risulta in genere di costruzione complicata e costosa e provoca effetti luminosi modesti.

Scopo dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo di rifrazione comando del diaframma, il quale sia della massima semplicità ed elimini gli inconvenienti sopra elencati per i dispositivi noti.

Questo scopo viene raggiunto dal dispositivo di rifrazione secondo l'invenzione, il quale comprende un organo atto a sopportare almeno un prisma e spostabile per portare detto prisma da una posizione inattiva ad una posizione attiva sulla traiettoria di un fascio di luce, caratterizzato dal fatto che detto prisma ha una forma di almeno parte di un cerchio con centro su determinato asse, detto prisma comprendendo una serie di facce frontalmente a forma di zone parallele di detto cerchio, dette facce essendo inclinate rispetto ad un piano normale a detto asse di un angolo progressivamente crescente da una zona sostanzialmente diametrale verso una zona periferica di detta serie.

Per una migliore comprensione dell'invenzione viene qui descritta una sua forma preferita di realizzazione, fatta a titolo esemplificativo con l'ausilio degli annessi disegni, in cui:

Figura 1 è una sezione diametrale schematica di un proiettore di fasci di luce, incorporante un dispositivo di rifrazione a prisma rotante secondo l'invenzione;

Figura 2 è una sezione parziale secondo la linea Il-ll di Figura 1;

Figura 3 è una sezione secondo la linea III-III di Figura 2.

Figura 4 è un dettaglio di Figura 3 in scala ingrandita;

Figura 5 è una sezione di un altro dettaglio di Figura 3, in scala fortemente ingrandita;

Figura 6 è una sezione secondo la linea VI-VI di Figura 3;

Figura 7 è una vista frontale di uno dei prismi di rifrazione del dispositivo;

Figura 8 è una sezione secondo la linea VIII-VIII di Figura 7;

Figure 9-11 sono tre viste schematiche di tre posizioni operative del prisma di Figura 6 e di un'immagine da esso rifratta.

Con riferimento alla Figura 1, con 1 è genericamente indicato un proiettore di fasci di luce, ad esempio per centri di produzione per spettacoli televisivi o cinematografici, e per discoteche, sale da ballo o sale di spettacolo. Il proiettore l comprende un involucro esterno 2 di forma sostanzialmente prismatica, il quale è chiuso da una parte da un coperchio posteriore 3 e dall'altra da un coperchio anteriore 4 terminante con un un manicotto 5. L'involucro 2 presenta un asse longitudinale 14, ed una parete inferiore 16 piana e fissata ad esso in modo amovibile.

All'interno dell'involucro 2, procedendo dal coperchio posteriore 3 verso il coperchio anteriore 4, sono disposti i seguenti gruppi funzionali essenziali del proiettore l: un gruppo 6 di alimentazione elettrica, un gruppo accenditore 7, una sorgente luminosa 8, ed un gruppo ottico 9 per concentrare la luce emessa dalla sorgente luminosa 8 in un fascio di luce lungo l'asse 14, avente ampiezza predeterminata.

Inoltre, nell'involucro 2 sono previsti i seguenti gruppi funzionali per generare degli speciali effetti di fasci luminosi: un gruppo 10 detto Iris-Gobos per variare l'ampiezza e sagomare il fascio luminoso, un gruppo il di filtri per variare il colore della luce emessa, un gruppo di prismi di rifrazione 12 per moltiplicare le immagini proiettate, ed un gruppo 13 detto Frost, per generare una luce diffusa. Infine nell'involucro 2 è previsto un dispositivo zoom, genericamente indicato con 21.

Il gruppo di prismi 12 comprende una piastra di supporto 22 (Figure 2 e 3) fissa sul telaio del proiettore 1, ed un disco 23 girevole attorno ad una asse 24 parallelo all'asse 14, ma disassato verso l'alto rispetto ad esso. La piastra 22 è munita di un foro in cui è disposto un cuscinetto a rotolamento 26. L'anello interno di questo cuscinetto 26 è fissato su un albero 27 coassiale con l'asse 24 e munito di una flangia 28. Il disco 23 è fissato mediante viti 25 sulla flangia 28, per cui esso risulta solidale con l'albero 27.

Il disco 23 è munito di uno scarico trapezoidale 29 atto a consentire il passaggio inalterato del fascio di luce uscente dai dispositivi 11 e 13 (Figura 1), lungo l'asse 14, per cui a riposo l'asse 14 si trova in corrispondenza di tale scarico 29, come indicato in Figura 2. Il disco 23 è munito di due aperture circolari 31 e 32, in ciascuna delle quali è disposto un corrispondente prisma 34 e 36 di rifrazione del fascio di luce.

In particolare, in corrispondenza di ciascuna apertura 31 e 32 è disposto un supporto 37 sostanzialmente di forma anulare avente un asse 35 (Figura 3) e munito di due appendici 38 (Figura 2) fissate mediante due viti 39 sul disco 23. Nel vano di ciascun supporto 37 è montato girevolmente un telaio 41 (Figura 4) formato da un anello 42 collegato con una corona dentata 43 mediante viti 44.

L'anello 42 e la corona dentata 43 formano una sede esterna 40 a V, in cui è alloggiata una serie di sfere 50 tenute appoggiate contro il vano del supporto 37, ed atte a ridurre l'attrito della rotazione del telaio 41 sul supporto 37. L'anello 42 e la corona dentata 43 formano inoltre una sede interna 45, in cui il corrispondente prisma 34, 36 è fissato mediante silicone. Risulta pertanto chiaro che i due prismi sono girevoli attorno all'asse 35 del rispettivo supporto 37, il quale è parallelo all'asse 24 del disco 23.

In particolare, il prisma 34 ha una forma circolare con una superficie di base 46 piana ed una superficie di rifrazione a piramide quadrangolare. Le superfici laterali 47 della piramide, che presentano un bordo di base arcuato, sono inclinate, rispetto alla superficie di base 46, di un angolo a di pochi gradi. Pertanto il prisma 34 è atto a rifrangere l'immagine del fascio di luce ricevuto dal dispositivo 11 in quattro immagini uguali, spostate radialmente rispetto all'asse 14 (Figura 1).

Secondo una caratteristica dell'invenzione, il prisma 36 ha una forma di una parte di un cerchio, delimitata da una corda 48 (Figure 7 e 8) ed avente un asse di simmetria 49 perpendicolare alla corda 48. Questa corda 48 è disposta oltre il centro del cerchio, per assicurare il fissaggio del prisma 36 sul relativo telaio 41 (Figura 2). Il prisma 36 (Figure 7 e 8) presenta anch'esso una superficie di base 51 piana, ma è munito di una superficie di rifrazione 52 la cui sezione secondo l'asse 49 ha una forma sostanzialmente cilindrica, sfaccettata in una serie di otto facce 53. Frontalmente, le facce 53 sono a forma di zone di cerchio, parallele tra loro, delimitate da corde o spìgoli 54 equidistanti, per cui esse hanno tutte la stessa larghezza.

La faccia 53' adiacente alla corda 48 è formata da una zona sostanzialmente diametrale. La faccia 53" della zona periferica presenta un solo lato rettilineo ed un solo lato ad arco di cerchio e forma con la superficie di base 51 un determinato angolo β. Le altre facce 53 e 53' formano con la superficie di base 50 un angolo progressivamente crescente dalla faccia 53' alla faccia 53". In particolare, tali angoli di due facce 53 adiacenti variano di una quantità costante. Pertanto il prisma 36 è atto a rifrangere il fascio di luce ricevuto in otto fasci uguali, spostati su un piano passante per l'asse di simmetria 49 del prisma 36.

Il disco 23 viene ruotato selettivamente, per portare selettivamente ciascuno dei due prismi 34 e 36 sulla traiettoria del fascio di luce incidente, mediante un motore elettrico reversibile 55 (Figure 3 e 6), ad esempio un motore a passo, ed un corrispondente gruppo di ingranaggi 56. Il motore 55 è portato dalla piastra 22 ed munito di un albero motore 57 parallelo all'asse 24 del disco 23. Il gruppo di ingranaggi 56 comprende una ruota dentata 58 fissata sull'albero motore 57 ed una ruota dentata 59 fissata sull'albero 27 del disco 23 ed in impegno con la ruota dentata 58.

Il disco 23 (Figure 2 e 3) è munito di due perni 70 e 71, atti ad impegnare due corrispondenti arresti 72, 73 (ved. anche Figura 6) fissati sulla piastra 22, per arrestare la rotazione del disco 23 nelle due posizioni estreme, in cui l'uno o l'altro dei due assi 35 coincide con l'asse 14 (Figura 1) del proiettore 1. Inoltre, per eliminare l'effetto volano dovuto alla notevole massa del gruppo portato dal disco 23 (Figura 3), ed eliminarne le eventuali vibrazioni durante la sua rotazione, il motore 55 è munito di un freno genericamente indicato con 74.

In particolare, l'albero motore 57 presenta un prolungamento 75 esteso, attraverso il corpo del motore 55, oltre un suo supporto 76. Su tale prolungamento 75 è fissata una flangia 77, avente una sede filettata 78 (Figura 5), in cui è avvitato un manicotto filettato 79, bloccato sulla flangia 77 mediante un dado 83. Nel manicotto 79 è scorrevole un pistoncino 80, il quale viene spinto verso il supporto 76 da una molla di compressione 81, disposta tra il pistoncino 80 ed una vite regolabile 82. il pistoncino 81 termina con una superficie curva, che impegna la superficie del supporto 76, per cui quando viene ruotato l'albero 57 (Figura 3) il pistoncino 80 striscia sul supporto 76, eliminando le vibrazioni dell'albero motore 57 e quindi anche quelle del disco 23.

I due prismi 34 e 36 vengono ruotati continuamente nell'uria o nell'altra direzione da un secondo motore elettrico 60 reversibile, ad esempio un motore a passo, tramite un altro gruppo di ingranaggi 61. Anche il motore 60 è portato dalla piastra 22 ed munito di un albero motore 62 pure parallelo all'asse 24 del disco 23. Il gruppo di ingranaggi 61 comprende una ruota dentata 63 fissata sull'albero motore 62 ed un ingranaggio 64.

L'ingranaggio 64 è formato da coppia di ruote dentate 66 e 67 coassiali e di pezzo con un manicotto 68, il quale è girevole sull'albero 27 del disco 23, tramite un cuscinetto di rotolamento 69. La ruota ruota dentata 63 è in impegno con la ruota dentata 66 dell'ingranaggio 64, mentre la ruota dentata 67 impegna contemporaneamente le due corone dentate 43 dei telai 41.

Il dispositivo di rifrazione descritto funziona nel modo seguente.

Si supponga che il disco 23 si trovi nella posizione di Figura 2 e che si voglia selezionare il prisma 36. Azionando il motore 55, tramite le ruote dentate 58 e 59, si fa ruotare l'albero 27 assieme al disco 23. Quando il perno 70 si arresta contro l'arresto 72, l'asse 35 del relativi supporto 37, e quindi anche del prisma 36, si trova allineato con l'asse 14 della traiettoria del fascio di luce proveniente dal gruppo 11 (Figura 1).

Il fascio di luce viene ora rifratto dalla superficie 52 (Figure 7 e 8) del prisma 36, che attraverso il vano della sede 45, libero dal prisma 36, forma, su una data superficie, un immagine centrata 84, ad esempio un triangolo creato in modo noto da un disco, detto Gobo, del gruppo 10 (Figura 1). Inoltre il prisma 36 (Figure 7-11), tramite le facce 53, 53' e 53", forma una serie di immagini 85 spostate radialmente lungo un asse 86 parallelo all'asse di simmetria 49 del prisma 36.

Facendo ora ruotare il motore 60, tramite la ruota dentata 63 si fa ruotare l'ingranaggio 64, che a sua volta fa ruotare le due corone dentate 43 assieme ai due telai 41, per cui anche il prisma 36 viene ruotato. Si supponga che questa rotazione avvenga in senso orario, il prisma 36 assume in sequenza le posizioni delle Figure 9-11. Le relative immagini principali 84 rimangono allora fisse, ma le immagini spostate 85 si muovono su traiettorie concentriche con l'immagine principale 84, rimanendo parallele a se stesse, come indicato nelle Figure 9-11. Infine, se contemporaneamente si fa ruotare l'immagine creata dal disco Gobo, il proiettore 1 proietta una serie di immagini 84, 85 che ruota attorno all'asse 14, in cui ciascuna immagine ruota a sua volta attorno al proprio asse.

La selezione del prisma 34 e la relativa rotazione avvengono in modo analogo a quanto visto sopra, per cui non sarà descritta. Come già accennato, l'effetto del prisma 34 è quello di generare quattro immagini uguali spostate rispetto all'asse 14. L'effetto della rotazione del prisma 34 è quello di far spostare tali immagini su una traiettoria circolare, rimanendo parallele a se stesse, oppure facendole ruotare ciascuna attorno al proprio asse, tramite il disco Gobo.

Da quanto visto sopra, risultano evidenti i vantaggi del dispositivo di rifrazione dell'innovazione, sopra descritto, rispetto ai dispositivi noti. Infatti il prisma 36 genera un effetto luminoso molto efficace, mentre i motori indipendenti 55, 60 ed i relativi ingranaggi 56, 61 rendono il dispositivo molto compatto.

Si intende che al dispositivo di rifrazione descritto possono essere apportate varie modifiche e perfezionamenti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni. Ad esempio, può essere previsto un numero diverso di prismi 34, 36. Inoltre, ciascun prisma 34, 36 può essere ruotato da un proprio motore elettrico 61.

Claims

R I V E N D I C A Z IO N I l. Dispositivo di rifrazione a prisma rotante per un'apparecchiatura ottica, ad esempio un proiettore di fasci di luce, comprendente un supporto (23) atto a sopportare almeno un prisma (36) e spostabile per portare detto prisma (36) da una posizione inattiva ad una posizione attiva sulla traiettoria (14) di un fascio di luce, caratterizzato dal fatto che detto prisma (36) ha una forma di almeno una parte di un cerchio con centro su determinato asse (35), detto prisma (36) comprendendo una serie di facce (53, 53', 53") frontalmente a forma di zone parallele di detto cerchio, dette facce (53, 53', 53") essendo inclinate rispetto ad un piano normale a detto asse di un angolo progressivamente crescente da una faccia (53') sostanzialmente diametrale verso una faccia (53") periferica di detta serie.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto supporto è formato da un disco (23) girevole intermittentemente in senso opposto attorno ad un secondo asse (24) parallelo all'asse (35) di detto prisma (36) e disassato rispetto alla traiettoria (14) di detto fascio di luce.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto prisma (36) è girevole attorno a detto suo asse (35), e che detto disco (23) e detto prisma (36) sono ruotati ciascuno da un corrispondente motore elettrico (55, 60) attraverso un corrispondente gruppo di ingranaggi (56, 61).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti motori (55, 61) sono disposti con i corrispondenti alberi motori (57, 62) paralleli a detto secondo asse (24) e dlsassati sia rispetto a detta traiettoria (14), sia rispetto a detto secondo asse (24).
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto disco (23) è fissato su un albero (27) coassiale con detto secondo asse (24), detto albero coassiale (27) essendo ruotato da detto motore (55) corrispondente a detto disco (23), detto gruppo di ingranaggi (56) corrispondente a detto disco (23) comprendendo una ruota dentata (59) fissata su detto albero (27) .
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che l'albero motore (57) corrispondente a detto disco (23) è munito di un freno (74) per eliminarne le vibrazioni e l'effetto volano.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto freno è costituito da un elemento elastico (80) portato da detto albero motore (57) e disposto in modo tale che durante la rotazione di detto albero motore (57) esso striscia su una superficie di un organo fisso (76).
8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7, caratterizzato dal fatto che detto prisma (36) comprende una corona dentata (43) ad esso solidale, detto gruppo di ingranaggi (61) corrispondente a detto prisma (36) comprendendo una ruota dentata (63) fissata sul corrispondente albero motore (62) in impegno con un ingranaggio (64) girevole sull'albero (27) di detto disco (22).
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto ingranaggio (64) comprende una coppia di ruote dentate (66, 67) coassiali e solidali fra loro, una prima ruota dentata (66) di detta coppia essendo in impegno con detta ruota dentata (63) così fissata, una seconda ruota dentata (67) di detta coppia essendo in impegno detta corona dentata (43).
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che detto disco (23) è atto a supportare almeno due diversi prismi (34, 36) ed è girevole selettivamente per portare in posizione attiva uno di detti prismi (34, 36), ciascuno di detti prismi (34, 36) comprendendo una corona dentata (43) ad esso solidale, detto ingranaggio (64) essendo in impegno simultaneamente con dette corone dentate (43).
11. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, caratterizzato dal fatto che detto prisma (34, 36) viene tenuto da un telaio (41) formato da un anello (42) e da detta corona dentata (43), detto telaio (41) essendo girevole su una sede anulare fissa (37) e comprendendo una sede interna (45) per fissare detto prisma (34, 36).
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto anello (42) e detta corona dentata (43) formano inoltre una sede esterna (40) per alloggiare una serie di elementi di rotolamento (50) su detta sede anulare (37).
13. Dispositivo di rifrazione a prisma rotante per un'apparecchiatura ottica, ad esempio un proiettore di fasci di luce, sostanzialmente come descritto con riferimento agli annessi disegni.