CN102721001A - 一种投影式舞台灯光照明系统 - Google Patents

Abstract

一种投影式舞台灯光照明系统，包括灯座，与所述灯座连接的摇臂，以及与所述摇臂活动连接的灯头。所述灯头包括至少一个投影机、灯头支架，以及设置在该灯头支架上至少一个LED图案灯。本发明的投影式舞台灯光照明系统，通过投影机和LED图案灯的结合，增加了舞台灯光的照明方式，灵活性高，功能强大，使投射到舞台上的灯光效果丰富多彩，增加现场气氛，满足舞台灯光照明日益增长的照明需求。

Description

一种投影式舞台灯光照明系统

技术领域

本发明涉及照明装置，尤其涉及一种投影式舞台灯光照明系统。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种磷化镓(GAP)、氮化镓(GAN)等半导体材料制成的、能直接将电能转化为光能的发光器件。由于其发光效率高、寿命长、反应灵敏、不含有毒物质等特点，使得其的应用越来越广泛。

目前的舞台灯光大都采用放电灯作为光源，如：中国发明专利申请公开说明书中公开号“CN 101320202”名称为“舞台投影仪结构”公开的一种舞台用途的投影仪结构，包括包含放电灯在抛物面反射器内的光源，聚焦该光源发射的光的第一透镜，设置在第一透镜下游的成双且成对面对的第一光学棱镜和第二光学棱镜，第二透镜，传统的倾斜反射镜，第三透镜，成双且成对面对的第三光学棱镜和第四光学棱镜，数字微反射镜装置以及一系列通用投影透镜。然而，在舞台灯光中采用放电灯作为光源，其使用寿命较短，使用成本高，色彩比较单一，色彩经过滤色片后光损较大，且其投影结构比较复杂。

虽然已有LED光源应用在舞台灯上，例如，中国实用新型专利申请公告说明书中公告号“CN201636699U”名称为“一种LED舞台灯光学系统”公开的一种LED舞台灯光学系统，依次包括LED灯珠、第一聚光透镜、第二聚光透镜、光圈、色盘片、图案片、第一成像透镜、调焦透镜、第二成像透镜。所述第一成像透镜与调焦透镜之间设有变焦镜和三棱镜。所述第一聚光透镜为非球面透镜。LED灯珠与第一聚光透镜之间的距离范围在17～23mm。然而，这种结构的舞台灯的照明方式比较单一，光源为单色光源，混色光损大，灵活性差，无法满足日益丰富的舞台灯光的照明需求。

发明内容

有鉴于此，须提供一种照明方式多样、灵活性高、功能强大的投影式舞台灯光照明系统。

本发明的发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种投影式舞台灯光照明系统，包括灯座，与所述灯座连接的摇臂，以及与所述摇臂活动连接的灯头。所述灯头包括至少一个投影机、灯头支架，以及设置在该灯头支架上至少一个LED图案灯。

本发明的投影式舞台灯光照明系统，通过投影机和LED图案灯的结合，增加了舞台灯光的照明方式，灵活性高，功能强大，使投射到舞台上的灯光效果丰富多彩，增加现场气氛，满足舞台灯光照明日益增长的照明需求。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明投影式舞台灯光照明系统的结构示意图。

图2a为图1中灯头的结构示意图。

图2b为图2a从另一方向看的结构示意图。

图2c为图2b的俯视结构示意图。

图3为图1中第一实施方式投影机的平面结构示意图。

图4为图1中第二实施方式投影机的平面结构示意图。

图5为图3和图4中照明装置的平面结构示意图。

图6为图3和图4中光栏的平面结构示意图。

图7为图1中LED图案灯的平面结构示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明投影式舞台灯光照明系统的结构示意图，同时参阅图2a～2c，其包括灯座1，与灯座1连接的摇臂2，以及与摇臂2活动连接的灯头3。其中，灯头3包括至少一个投影机31、灯头支架32，设置在该灯头支架32上至少一个LED图案灯33，设置在LED图案灯33与灯头支架32之间的调节装置，以及与灯头支架32连接的外盖35。本发明实施方式中，LED图案灯33的数量为多个，环绕于投影机31设置。外盖35用于固定投影机31。当然，本发明其它实施方式中，还可以省略外盖，而把投影机直接设置在灯头支架上。

摇臂2包括相互垂直布置的X轴转臂21和Y轴转臂22，本发明实施方式中，X轴转臂21和Y轴转臂22均由电机带动皮带实现转动。采用摇臂的结构，能够使舞台灯光照明系统按舞台需求多角度的照射，灵活性高。

本发明中，投影机31的数量可以是一个，也可以是多个，其可以是反射式硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影机(参阅图3)、透射式液晶(Liquid Crystal Display，LCD)投影机或者数字光处理(Digital Light Procession，DLP)投影机。即，该投影机31包括照明装置，显示面板和投影镜头。照明装置提供照明光束。显示面板设置于照明装置的出射光路上，对入射的照明光束进行调制，并调制出携有图像信息的图像光。其中，显示面板为LCOS、LCD或者数字微镜器件(Digital Micro mirror Device，DMD)。投影镜头用于将显示面板上的图像信息投影成像到屏幕上。

参阅图3，为图1中第一实施方式投影机(LCOS投影机)的平面结构示意图，其包括照明装置311，偏振分光器312，LCOS面板313，投影镜头314以及光栏315。其中，照明装置311照射LCOS面板313。光栏315设置在LCOS面板313的出射面上。

偏振分光器312设置于照明装置311的输出光路上，本发明实施方式中，偏振分光器312为棱镜式偏振分光器，由二个三角棱镜胶合成立方体形状，在其中间接触面上镀有偏振分光膜层，由该偏振分光膜层形成一个偏振分光面，该偏振分光面可以将非偏振光转换为偏振光并分离出S偏振光和P偏振光。当然，偏振分光器312也可以由其它棱镜胶合成其它形状，只要满足入射的非偏振光被转化为偏振光出射即可。

本发明其它实施方式中，该偏振分光器312也可以由平板式偏振分光器来代替。

LCOS面板313的数量为一个，设置于偏振分光器312与照明装置311的非相邻的一侧，用于对所接收到的入射光进行调制，并调制出携有图像信息的图像光。当LCOS面板313接收到的光为S偏振光时，经过LCOS面板313的调制后，则反射出携有图像信息的另一偏振光P偏振光，经由偏振分光器312折叠光路后，将该P偏振光透射至投影镜头314上。本发明的实施方式中的投影镜头314与LCOS面板313相对平行设置，用于将LCOS面板313上的图像信息投影成像到屏幕上。

本发明其它实施方式中，LCOS面板313’(图3的虚线所示)所接收到的偏振光也可以为P偏振光，经过LCOS面板313’的调制后，转换为携有图像信息的S偏振光，且将其反射回偏振分光器312上，由偏振分光器312将该S偏振光反射至投影镜头314上。换句话说，投影镜头314与LCOS面板313’相邻设置于偏振分光器312的一侧，即，投影镜头314与LCOS面板313’分别设置于偏振分光器312的相邻两侧面上。此时，投影镜头314是用于接收并投射携有图像信息的S偏振光。

参阅图6，光栏315具有圆形的通光口3151，用于将方形的光斑整形为圆形的光斑，使投影式舞台灯光照明系统出射的光投射到舞台上是圆形的，满足传统圆形舞台灯光照明的需求。本发明实施方式中，圆形的通光口3151的直径等于LCOS面板313的短边长度，且，该光栏315是紧贴到LCOS面板313上，以使投射到舞台的圆形光斑边缘清晰。

图4所示为图1中第二实施方式投影机(DLP投影机)的平面结构示意图。该投影机包括照明装置311，全内反射棱镜312’，DMD313”，投影镜头314’及光栏315。其中，照明装置311用于提供入射光线(即照明光束)。光栏315设置在DMD313”的出射面上。

DMD313’设置于照明装置311的出射光路上，用于选择性的反射入射光线以产生影像光线(图像光)，即，用于接收并调变该入射光线，调制出携有图像信息的影像光线，并反射出来。全内反射棱镜312’设置于照明装置311与DMD313”之间，将入射光线导入DMD313”并反射DMD313”出射的影像光线。即，将入射的入射光线和出射的影像光线相分离。投影镜头314’用于接收该DMD313”所出射的影像光线，并将该影像光线投影成影像画面，投射到屏幕上。

本实施方式的光栏315同样具有圆形的通光口3151，用于将方形的光斑整形为圆形的光斑，这里不再赘述。

参阅图5，为图3和图4中照明装置311的平面结构示意图，其包括三基色光源模组和至少两个二向色镜3111、3111’。其中，三基色光源模组用于产生不同波段的照明光束。至少两个二向色镜3111、3111’设置于三基色光源模组的出射光路上，用于合并不同波段的照明光束为一束光。

具体说，第一二向色镜3111倾斜设置于红光光源模组311R、绿光光源模组311G的光出射光路的交汇处，用于透射红光，反射绿光。第二二向色镜3111’倾斜设置于蓝光光源模组311B的出射光路上，且平行于第一二向色镜3111设置，用于透射蓝光，反射红光、绿光。本发明实施方式中，绿光是通过第一二向色镜3111反射至第二二向色镜3111’，之后由第二二向色镜3111’反射出来，在绿光反射率大于透射率的情况下，这种结构可有效减小绿光的能量损失。

本发明其它实施方式中，红光光源模组3111R和蓝光光源模组3111B的位置还可以互为调换，当然，照明装置也不局限于此，还可以采用三基色光源模组与合光棱镜的结构，来提供照明光束，照射显示面板，这里不再赘述。

图7所示为图1中LED图案灯33的平面结构示意图，其包括顺序设置的至少一个LED芯片331，携带有至少一个图案片的图案盘332，以及成像透镜组333。

本发明实施方式中，每一个LED图案灯33中的LED芯片331的数量可以为一个，也可以为多个。当LED芯片331为多个时，该多个LED芯片可以是发出同样波段光的同一种LED芯片。当然，该多个LED芯片也可以是发出不同波段光的不同种LED芯片。

另外，每一个LED图案灯33中的LED芯片331、图案盘332可以相同，也可以不同，即，投射到舞台中的图案(包括图案的颜色和形状)可以相同或不同，有利于增加舞台的灯光效果，活跃现场气氛。当多个LED图案灯使用相同LED芯片时，可以通过软件控制LED芯片的顺序开启和关闭来增加舞台的灯头效果。例如，通过软件控制第一盏LED图案灯中的LED芯片开启，其余LED图案灯中的LED芯片关闭，预订时间(如1秒)后，控制第二盏LED图案灯的LED芯片开启，其余的关闭，以此类推，最终使投射到舞台中的灯光看起来就像在旋转的效果，增加舞台的灯光效果，活跃现场气氛。

此外，LED芯片331上还连接有散热器334，有利于延长LED图案灯的使用寿命。

参阅图2a、图2b，LED图案灯33与灯头支架32之间还设置有用于调节LED图案灯33位置的调节装置。本发明实施方式中，调节装置包括带螺纹的电机341，与电机341螺纹连接的滑块(图中未标示)，与滑块连接的移动板342，通过铰链343相互连接的连接板344、LED图案灯支架345和固定板346。具体实施方式中，铰链343的数量为3个。该调节装置的调节原理如下：电机341利用滑块带动移动板342的滑动，通过铰链343和连接板344的传动带动LED图案灯支架345的移动，从而使LED图案灯33沿铰链343转动，实现与投影机距离的拉远或靠近的调节，进而使投射到舞台上的灯光效果更为丰富。

又，灯头3还包括用于输出声音至外界的扬声器(图中未示出)，以及与投影机31电连接的视频存储系统(图中未示出)，通过声、光结合，营造多样的舞台气氛。

当然，本发明其它实施方式中，视频存储系统还可以直接内嵌于投影机里，这里不再赘述。

因此，本发明的投影式舞台灯光照明系统，通过投影机和LED图案灯的结合，增加了舞台灯光的照明方式，灵活性高，功能强大，使投射到舞台上的灯光效果丰富多彩，增加现场气氛，满足舞台灯光照明日益增长的需求。

以上所述之具体实施方式为发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，例如，显示面板为LCD，此时，省略偏振分光器，透射式液晶面板设置于照明装置的出射光路上，对入射光进行调制，并透射出携有图像信息的光。凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均包含本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种投影式舞台灯光照明系统，包括灯座，与所述灯座连接的摇臂，以及与所述摇臂活动连接的灯头，其特征在于，所述灯头包括至少一个投影机、灯头支架，以及设置在该灯头支架上至少一个LED图案灯。

2.根据权利要求1所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述至少一个LED图案灯包括顺序设置的至少一个LED芯片，携带有至少一个图案片的图案盘，以及成像透镜组。

3.根据权利要求2所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述LED芯片的数量为多个，该多个LED芯片为发出同样波段光的同一种LED芯片或发出不同波段光的不同种LED芯片。

4.根据权利要求2所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述LED图案灯的数量为多个，环绕于所述投影机设置。

5.根据权利要求4所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，每一个LED图案灯中的LED芯片、图案盘相同或者不同。

6.根据权利要求2所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述LED图案灯还包括与所述LED芯片连接的散热器。

7.根据权利要求1所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述投影机包括：

照明装置，提供照明光束；

显示面板，设置于所述照明装置的出射光路上，对入射的照明光束进行调制，并调制出携有图像信息的图像光；以及

投影镜头，用于将所述显示面板上的图像信息投影成像到屏幕上。

8.根据权利要求7所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述显示面板为LCOS、LCD或者DMD。

9.根据权利要求7所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述显示面板的出射面上设置有光栏。

10.根据权利要求9所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述光栏具有圆形的通光口，所述圆形的通光口的直径等于所述显示面板的短边长度。

11.根据权利要求7所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述照明装置包括：三基色光源模组和至少两个二向色镜；其中，所述三基色光源模组用于产生不同波段的照明光束；所述至少两个二向色镜设置于所述三基色光源模组的出射光路上，用于合并不同波段的照明光束为一束光。

12.根据权利要求1至11任意一项所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述LED图案灯与灯头支架之间还设置有用于调节所述LED图案灯位置的调节装置。

13.根据权利要求12所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述调节装置包括带螺纹的电机，与所述电机螺纹连接的滑块，与所述滑块连接的移动板，通过铰链相互连接的连接板、LED图案灯支架和固定板；所述电机利用滑块带动移动板的滑动，通过铰链和连接板的传动带动LED图案灯支架的移动，从而使LED图案灯沿铰链转动。

14.根据权利要求1至11任意一项所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述灯头还包括用于输出声音至外界的扬声器，以及与所述投影机电连接的视频存储系统。

15.根据权利要求1至11任意一项所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述灯头还包括与所述灯头支架连接的外盖，用于固定所述投影机。

16.根据权利要求1至11任意一项所述的投影式舞台灯光照明系统，其特征在于，所述摇臂包括相互垂直布置的X轴转臂和Y轴转臂。

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