CN103728818B - 一种摄影用自动布光系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摄影用自动布光系统，包括一个运行有自动布光软件系统的上位机、一台主控制器、一台通信控制器、一套供闪光灯运行的路轨装置、若干能自动调光的闪光灯、电源。本发明可广泛应用于影室/影棚的布光，能彻底解决人工布光的各种问题，具有革命性的意义。

Description

一种摄影用自动布光系统

一种摄影用自动布光系统

技术领域

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种摄影用自动布光系统。

背景技术

目前，影室、影棚的布光全是手动方式，即空中的顶灯固定，地面的地灯、地面的后侧灯、前侧灯可以通过手动挪动其位置调整光源的位置及方向。每需要一种摄影效果都需要摄像人员去手动调整各个灯的位置，非常麻烦，而且并不能确保能达到想要的效果。

如果能提供一种自动布光控制系统，固定每个摄影效果需要的参数，并能在接收相应命令后根据参数自动进行布光，将会使传统的摄影行业产生革命性的进步。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种摄影用自动布光系统，包括一个运行有自动布光软件系统的上位机、一台主控制器、一台通信控制器、一套供闪光灯运行的路轨装置、若干能自动调光的闪光灯、电源；

所述上位机连接主控制器，主要用于输入控制指令和/或预设摄影光效，并将该摄影光效对应的控制指令传输给主控制器；

所述主控制器输入端连接上位机，输出端连接通信控制器；主要用于接收运上位机的控制指令，并通过通信控制器传输给闪光灯和/或路轨装置；

所述通信控制器用于将主控制器的控制指令传输给对应的闪光灯和/或路轨装置；

所述路轨装置用于根据上位机的控制指令实现闪光灯空间位置的自动定位；

所述闪光灯用于根据控制指令实现预设摄影光效；

所述电源用于供电。

具体的，所述自动布光软件包括用户界面单元、控制单元、数据库；

所述用户界面单元用于预设摄影光效、输入控制指令、输出预设光效对应的各闪光灯状态信息数据；

所述控制单元主要用于发送控制指令给主控制器；

所述数据库用于储存对控制单元的操作进行控制的控制程序、从用户界面单元输入的控制指令、每种摄影光效对应的各闪光灯的状态信息数据、输出各闪光灯的状态信息数据。

具体的，所述控制指令包括电机动作指令、闪光灯闪光指令、储能电容充电指令、储能电容放电指令、闪光灯触发等待指令、光效处理指令；

所述状态信息数据包括空间位置、光效效果和闪光强度。

具体的，所述路轨装置包括一套反弧式运动路轨、若干个双向微型轨道车、地轨车、若干个上下升降机构；

所述双向微型轨道车用于带动其下连接的物体在轨道上运动；

所述地轨车用于带动其上连接的物体在轨道上运动；

所述反弧式运动路轨包含顶灯轨道、主光灯轨道、辅光灯轨道、一号轮廓光灯轨道、二号轮廓光灯轨道、消影灯轨道；所述消影灯轨道位于地面，其余各轨道均悬于天花板；其中，

顶灯轨道位于轨道装置中心位置；

主光灯轨道、辅光灯轨道在顶灯轨道前方左右两边对称分布，一号轮廓光灯轨道、二号轮廓光灯轨道在顶灯轨道后方左右两边对称分布；

顶灯轨道、一号轮廓光灯轨道、二号轮廓光灯轨道、主光灯轨道、辅光灯轨道上均运行有双向微型轨道车；

主光灯轨道、辅光灯轨道下设置有上下升降机构；

所述双向微型轨道车包括行走机构、用于驱动行走机构的行走电机、控制主板、行走距离及速度检测机构；所述控制主板设置有控制模块、行走电机驱动模块及通信接口；

所述地轨车包括行走机构、用于驱动行走机构的行走电机、控制主板、行走距离及速度检测机构；所述控制主板设置有控制模块、行走电机驱动模块及通信接口。

具体的，双向微型轨道车还设置有用于旋转闪光灯的旋转机构、驱动旋转机构的旋转电机，控制主板上还设置有旋转电机驱动模块。

具体的，所述闪光灯包含一个内藏式柔光箱、一个控制主板；

所述内藏式柔光箱包含灯箱、位于灯箱内的光源、设置在光源光线方向且能够运动以使光源光线取得若干不同光效的柔光结构、至少一个柔光结构驱动电机；

所述闪光灯的控制主板设置有一个控制模块、用于驱动柔光结构驱动电机的柔光结构驱动电机驱动模块、通信接口。

具体的，所述柔光结构为至少两个转动盘，所述各个转动盘在光源射出方向高低错落安装，均设置若干柔光片和/或彩色滤色片和/或3200K色温片和/或束光筒，其中，

至少最下面的转动盘设置有空孔；

任意一个转动盘的空孔或柔光片或彩色滤色片或3200K色温片或束光筒能够转动至与其他转动盘的空孔或柔光片或彩色滤色片或3200K色温片或束光筒在正对光源的位置重叠。

柔光结构驱动电机个数至少与转动盘个数相同，每个转动盘对应一个柔光结构驱动电机，能够受其驱动而转动。

具体的，所述闪光灯还包括一个俯仰电机、俯仰电机驱动模块、俯仰机构；

所述俯仰电机驱动模块位于控制主板上，与俯仰电机连接；

所述俯仰电机用于驱动俯仰机构运行；

所述俯仰机构包括两个悬臂架、一根钢绳，主要用于实现闪光灯的角度变化;

所述悬臂架固定在灯箱两边，钢绳系住灯箱上部，所述灯箱能够以与悬臂架连接点为圆心转动。

具体的，所述系统还包括用于感受相机闪光的引闪控制器，所述主控制器包括一个控制主板，所述控制主板上设置有主引闪接收器,所述引闪控制器在感受相机的闪光后向主引闪接收器发送信号，所述主控制器即向每个闪光灯发送闪光灯闪光指令，实现所有闪光灯统一闪光。

具体的，主控制器的主板上设置有主单片机，所述主单片机连接到通信控制器；所述主引闪接收器与主单片机连接；

所述闪光灯控制主板的控制模块包括从单片机，各个闪光灯的通信接口通过手拉手方式联接到通信控制器的通信接口；

主引闪接收器接到引闪控制器发出的信号后，主单片机向通过通信控制器发出闪光灯闪光指令，实现所有闪光灯统一闪光。

本发明具有如下有益效果：

1.提供了一套不同于传统技术的反弧式天花路轨，并运行有双向微型轨道车、地轨车、实现了6个灯具的灵活定位。

2.提供了一种内藏式柔光箱，同时实现了柔光、滤光、束光功能，且能自动控制。

3.提供了一种自动布光软件，存储有不同摄影光效的模板照片，用户可根据需要自主选择，系统自动布光，摄影效果稳定，操作方便。

4.地轨车、双向微型轨道车设计精巧，行走精确、稳定。

5.实现了大型闪光灯群统一触发闪光技术，取消了传统闪光灯独立引闪触发，从根本上避免了大型闪光灯群多灯触发可能出现的某灯可能不同步、不触发的弊病。

附图说明

图1为本发明整个系统连接示意图。

图2为反弧式运动路轨装置示意图。

其中，1.消影灯轨道，2.顶灯轨道，3.主光灯轨道、4.辅光灯轨道、5.一号轮廓光灯轨道，6.二号轮廓光灯轨道，7.地轨车，8.双向微型轨道车。

图3为地轨车构造图。

其中，7a.壳体，7b.行走电机、7c.微型车轮、7d.过桥齿轮、7e.编码盘。

图4为双向微型轨道车构造图。

其中，8a.水平支架、8b.左壳体、8c.右壳体、8d.微型车轮、8e.旋转编码盘、8f.平衡轮、8g.行走电机、8h.编码盘、8i.旋转电机、8k.伸缩电机、8l.过桥齿轮、8m.支撑板。

图5为闪光灯的立体图。

图6为内藏式柔光箱的剖视图。

其中101.内藏式柔光、102.俯仰电机、103.灯箱、104.悬臂架、105.柔光架、106.光源、107第一转盘、108.第二转盘。

具体实施方式

本发明所述系统含有一个运行有自动布光软件系统的上位机、一套供闪光灯运行的路轨装置、六台能自动调光的闪光灯（顶灯、消影灯、主光灯、辅光灯、一号轮廓灯、二号轮廓灯）、一台主控制器、一台通信控制器、一台引闪控制器、电源。其系统连接如图1所示：

所述上位机连接主控制器，主要用于输入控制指令和/或预设摄影光效，并将该摄影光效对应的控制指令传输给主控制器；

所述主控制器输入端连接上位机，输出端连接通信控制器；主要用于接收运上位机的控制指令，并通过通信控制器传输给闪光灯和/或路轨装置；

所述通信控制器用于将主控制器的控制指令传输给对应的闪光灯和/或路轨装置；

所述路轨装置用于根据上位机的控制指令实现闪光灯空间位置的自动定位；

所述闪光灯用于根据控制指令实现预设摄影光效;

所述引闪控制器用于用于感受相机闪光，并向主控制器发送信号，所述主控制器控制所有闪光灯统一闪光；

所述电源用于供电。

下面对各个部分予以详细说明。

一：路轨装置

如图2所示，路轨装置包括一套反弧式运动路轨、7个双向微型轨道车、一个地轨车。

所述反弧式运动路轨包含六个轨道：消影灯轨道1，顶灯轨道2，主光灯轨道3、辅光灯轨道4、一号轮廓光灯轨道5，二号轮廓光灯轨道6。其中，

消影灯轨道1上运行地轨车7；

顶灯轨道2、一号轮廓光灯轨道5、二号轮廓光灯轨道6各运行一个双向微型轨道车8；

主光灯轨道3、辅光灯轨道4的直形轨道和反弧形轨道各运行一个设置有双向微型轨道车8。所述直行轨道固定于反弧形轨道上的双向微型轨道车8下部，可以沿着反弧形轨道运行。

如图2所示，本发明包括一套反弧式运动路轨、7个双向微型轨道车8、一个地轨车7、若干个上下升降机构9。

所述反弧式运动路轨包含六个轨道：消影灯轨道1，顶灯轨道2，主光灯轨道3、辅光灯轨道4、一号轮廓光灯轨道5，二号轮廓光灯轨道6。其中，

消影灯轨道1上运行地轨车7；

顶灯轨道2、一号轮廓光灯轨道5、二号轮廓光灯轨道6各运行一个双向微型轨道车8；

主光灯轨道3、辅光灯轨道4的直形轨道和反弧形轨道各运行一个设置有双向微型轨道车8。所述直行轨道固定于反弧形轨道上的双向微型轨道车8下部，可以沿着反弧形轨道运行。

1.反弧式运动路轨

所述消影灯轨道1位于地面。顶灯轨道2、主光灯轨道3、辅光灯轨道4、一号轮廓光灯轨道5、二号轮廓光灯轨道6则悬于天花板。消影灯轨道1在主光灯轨道3、辅光灯轨道4垂直投影正前方，即摄影师的前面，圆心朝里。

下面对各个轨道进行详细说明。

所述顶灯轨道2为圆形，位于天花板轨道的中心位置。优选的，设有缺口，方便闪光灯的安装。

一号轮廓光灯轨道5、二号轮廓光灯轨道6在顶灯轨道2后方左右两边对称分布，构造相同，均为弧形轨道与直形轨道组成的复合型轨道:即弧形轨道两边各设置一根直形轨道。所述弧形轨道的圆心朝里,圆弧角度是28度，而整个轮廓光灯轨道的弧度为93度。

将一号轮廓光灯轨道5，二号轮廓光灯轨道6设计为上述复合型轨道的好处有：

1、一号轮廓光、二号轮廓光主要是修饰服装、头发光，表现环境光，其强弱直接影响主光和辅助光的光比效果，而闪光灯和其他光源性质一样，也受平方反比定律的限制，如果轨道不是圆弧角度，很难计算光强度。2、在直形轨道间具有平滑过渡的弧形轨道，有利于轨道车平稳运行。经试验发现，弧度为28度的弧形轨道能最优的满足此要求。3、复合型轨道的整个弧度为93度，角度大，能实现多种布光效果，如宽光、窄光、线条光等，且不浪费轨道。

进一步地，一号轮廓光灯轨道5、二号轮廓光灯轨道6邻近的直形轨道可以连接在一起，成为一个轨道，但一号轮廓灯、二号轮廓灯不改变其运动方向及运动范围。

主光灯轨道3、辅光灯轨道4在顶灯轨道2前方左右两边对称分布，构造相同，均是由一个反弧形轨道和一个直形轨道组成的立体轨道。所述反弧形轨道的圆心朝外，弧度为90度。所述直形轨道从反弧形轨道圆心沿弧边方向设置，所述直形轨道能以反弧形轨道圆心为中心顺着弧边移动。灯具安装在直形轨道上，当直形轨道沿着弧边运行时，灯具可以运行到弧形扇面的任意点上，进行准确的独立布光。

消影灯轨道1位于地面，呈圆弧形，圆弧角度优选为115度，因为在本发明中，被拍摄对象位于顶灯圆心垂直投影位置，根据实验发现，圆弧角度优选为115度，保证了消影灯在运行过程中始终对准被拍摄对象，确保消影灯在任何地方都能保持需要的精确亮度。使用时，消影灯可向上仰30度，以保证消除服装及面部的过浓阴影。

优选的，所述各个轨道横截面为“工”字形，以方便其上轨道车运行。且各个轨道的两端设置挡片，防止运行出轨。

该反弧式运动路轨具有如下优点：

1.能够安装六个灯具，具有传统井字型天花路轨所没有的消影灯和顶灯，摄影效果更好，而且顶灯路轨呈圆弧形，顶灯在其上运行，可以模拟太阳在一天中的运行轨迹，更好的营造仿真自然光的效果。

2.各个灯轨道独立，不存在传统井字型天花路轨调整灯具位置时互相影响，导致难以控制光比的问题。

3.主光灯轨道、辅光灯轨道由反向弧形轨道和直形轨道组成立体轨道，而灯具安装在直形轨道上，直形轨道沿着反向弧形轨道运行时，灯具可以运行到弧形扇面的任意点上，进行准确的独立布光。

4.立体轨道和复合型轨道角度设置合理，不浪费轨道。

上述每个轨道上均对应安装有闪光灯，其中，主光灯和辅助光灯轨道上设有上下升降机构，还可以根据需要在一号轮廓灯、二号轮廓灯轨道上设有上下升降机构，所述上下升降机构下面连接闪光灯。

下面对地轨车和双向微型轨道车进行说明。

2.地轨车

所述地轨车7用于消影灯的运行。

如图3所示，地轨车7包括控制主板、壳体7a，设置在壳体内的行走电机7b、行走机构、动力传输机构、行走距离及速度检测机构、设置在壳体外的四个微型车轮7c。

所述控制主板上设置有控制模块、行走电机驱动模块、通信接口。

所述通信接口与通信控制器连接，在接收到电机执行指令后控制对应电机动作。

所述壳体7a的整体呈方形，壳体腔内上部设置有、行走距离及速度检测机构，壳体下部以中轴线为中心，形成一个T形轨道容纳腔。

行走机构包括一对对称设置在壳体腔两侧的齿轮组（图中未画出）、设置在壳体7a外侧的四个微型车轮7c。

每个齿轮组包含7个齿轮。在壳体7a腔内左侧，所有齿轮呈“人”字型从左下斜向上依次为左一齿轮、左二齿轮、左三齿轮、电动齿轮，从电动齿轮往右下依次为左四齿轮、左五齿轮、左六齿轮。在壳体7a外部对应于左一齿轮、左六齿轮的位置设置有微型车轮7c。微型车轮7c的圆心固定在穿过其对应齿轮圆心的横杆上，当该齿轮转动时，微型车轮7c在地面上行走。壳体7a腔内左侧上部设置有驱动电机及其驱动模块，用于驱动电动齿轮。

在壳体7a腔内右侧，所有齿轮呈“人”字型。从右下斜向上依次为右一齿轮、右二齿轮、右三齿轮、中间齿轮，从中间齿轮往左下依次为右四齿轮、右五齿轮、右六齿轮。在壳体外部对应于右一齿轮、右六齿轮的位置，均设置有一个微型车轮7c。微型车轮7c的圆心固定在穿过及其对应齿轮圆心的横杆上，当该齿轮转动时，微型车轮7c在地面上行走。

动力传输机构为一组过桥齿轮7d。由于左边的电动齿轮有电机为动力，通过过桥齿轮7d把动力传送给右边的齿轮，以达到同时驱动4个微型车轮7c在地面上行走的目的，增加了地轨车7的平衡度和精确度。

行走距离及速度检测机构设置在壳体7a腔体上部。检测采用红外对管和编码盘7e来完成。将一个转上孔的编码盘7e固定在穿过电机齿轮圆心的传动杆上，然后由红外对管检测编码盘7e的孔对红外线的阻通，进行水平速度和距离的检测。

当然，行走距离及速度检测机构也可以设置在壳体7a外部，本实施例设置在里面是为了使结构更加紧凑。

所述地轨车7的工作原理为：控制模块接收从通信控制器传输的指令，解析指令得到行走距离参数，控制行走电机7b动作，同时，行走距离及速度检测机构不断检测，并将检测到的参数传回控制模块，达到指令要求的参数值后，控制模块控制行走电机7b停止动作。

3.双向微型轨道车

所述双向微型轨道车8用于顶灯轨道2，主光灯轨道3、辅光灯轨道4、一号轮廓光灯轨道5，二号轮廓光灯轨道6上各闪光灯的运行。

如图4所示，所述双向微型轨道车8包括控制主板、水平支架8a、左壳体8b、右壳体8c、行走机构、旋转机构、平衡机构、行走电机8g、行走距离及速度检测机构、旋转电机8i、旋转角度检测机构、伸缩电机8k、动力传输机构、支撑板8m。

控制主板设置有控制模块、行走电机驱动模块、旋转电机驱动模块、伸缩电机驱模块、通信接口。

所述通信接口与通信控制器连接，在接收到电机执行指令后控制对应电机动作。

左壳体8b、右壳体8c对称设置在水平支架8a上方。所述左壳体8b、右壳体8c包含一个Z字形竖直板以及固定于竖直板顶部、朝里设置的水平板，两个水平板之间具有一定间距，用于放入工字型的轨道。所述两个水平板下方均设有一个支撑板8m。水平板和支撑板8m的空隙设有平衡机构。

所述平衡机构由四个平衡轮8f两两相对组成，分别位于水平板与支撑板8m空隙的两端，圆端面与水平板平行。每对相对平衡轮8f之间有狭缝，宽度可根据轨道厚度确定。本实施例中宽度为3mm，平衡轮8f朝里突出于对应水平板，并根据所运行轨道的半径确定平衡轮相对于左壳体8b、右壳体8c的位置，在行走时，四个平衡轮8f确保车运行平稳。

所述行走机构包括一对对称设置的齿轮组及四个微型车轮8d。下面详细说明。

左壳体8b侧的齿轮组具有四个齿轮，呈“人”字型，从左下向右下依次为：左一行走轮齿轮、电动齿轮，左二行走轮齿轮、左驱动齿轮。所述电机齿轮与行走电机8g连接，能以电机为动力转动，进而带动左一行走轮齿轮、左二行走轮齿轮、左驱动齿轮运动。

所述左一行走轮齿轮、左二行走轮齿轮外部包裹微型车轮8d，所述微型车轮8d的圆心固定在穿过及其对应齿轮圆心的横杆上，当该齿轮转动时，微型车轮8d也行走在工字型轨道下部的水平部分。

右壳体8c侧的齿轮组具有四个齿轮，呈“人”字型，从右下至左下依次为：与左驱动齿轮相对的右驱动齿轮、右一行走轮齿轮、中间齿轮、右二行走轮齿轮。所述右一行走轮齿轮、右二行走轮齿轮外面设有微型车轮8d。

左壳体8b侧的齿轮组和右壳体8c侧的齿轮组之间设有动力传输机构，即一组过桥齿轮8l。所述过桥齿轮8l包括两个齿轮和齿轮之间的传动杆，所述两个齿轮分别与左驱动齿轮、右驱动齿轮接触。由于左边的电动齿轮有行走电机8g为动力，通过过桥齿轮8l把动力从左驱动齿轮传送给右驱动齿轮，进而同时驱动4个微型车轮8d在工字型轨道下部的水平部分行走。

该种行走机构的设计增加了车的平衡度和精确度。

所述行走距离及速度检测机构包括红外对管和编码盘8h，将一个转上孔的编码盘8h固定在穿过电动齿轮圆心的传动杆上，所述红外对管固定位置位于编码盘8h孔的旋转路径上，由红外对管检测编码盘8h的孔对红外线的阻通，得到车在轨道上运行的水平速度和距离的检测。

旋转电机8i设置在水平支架上、右壳体8c的外侧，用于驱动旋转机构。

旋转机构为一个旋转编码盘8e，通过螺钉固定于水平支架上，旋转电机驱动旋转编码盘8e转动进而使闪光灯转动。所述旋转编码盘8e边缘部分对称位置设置有锯齿形空隙。

旋转角度检测机构包括旋转编码盘8e边缘部分及红外对管，所述红外对管固定位置位于在旋转编码盘8e边缘部分旋转路径上，当旋转编码盘8e转动时。红外对管检测旋转编码盘8e的边缘部分对红外线的阻通，进行旋转角度的检测。

所述双向微型轨道车的左壳体8b和右壳体8c的竖直板之间设置有一个接触开关（图中未画出），当运行至轨道的终点处时，接触开关碰触到轨道端部设置的挡片，传递停止信息给控制模块。

伸缩电机8k设置在所述旋转编码盘下部，用于控制连接于车下部的上下升降机构，进而控制闪光灯的高度。

当然，可以理解，所述主光灯轨道3、辅光灯轨道4反弧形轨道上运行的双向微型轨道车的作用是带动直行轨道的运行，而直行轨道是不需要上下升降及旋转的，因此，可以不设置伸缩电机8k、旋转电机8i、旋转机构、旋转角度检测机构、控制主板不需要设置旋转电机驱动模块、伸缩电机控制模块。

所述双向微型轨道车的工作原理为：控制主接收从控制系统发送的指令，通过控制模块解析指令得到行走距离参数、旋转角度参数、伸缩量参数，控制模块控制对应电机动作，同时控制旋转角度检测机构、行走距离及速度检测机构不断检测，并将检测到的参数传回控制模块，达到指令要求的参数值后，控制系统控制对应电机停止动作。当到达轨道的两端部后，接触开关，接触开关碰触到轨道端部设置的挡片，传递停止控制模块，控制模块控制行走电机8g停止运动。

4.上下升降机构

所述上下升降机构设置在主光灯轨道3及辅光灯轨道4的直行轨道上，还可根据需要设置在一号轮廓光灯轨道5、二号轮廓光灯轨道6上运行的双向微型轨道车8下部。所述上下升降机构受双向微型轨道车的伸缩电机8k控制。

上下升降机构9可以采用现有的装置，只要实现升降目的即可。

二：闪光灯

本发明共有6个闪光灯10，根据位置不同作为消影灯、顶灯、主光灯、辅光灯、一号轮廓光灯、二号轮廓光。

所述闪光灯包含一个控制主板（图中未画出）、一个内藏式柔光箱101、一个俯仰电机102、一个柔光结构驱动电机（图中未画出）、俯仰机构。下面对各部分造进行详细说明。

1.控制主板

控制主板上设置了控制模块、用于驱动俯仰电机的俯仰电机驱动模块、驱动柔光结构驱动电机的柔光结构驱动电机驱动模块、用于驱动束光效果电机的束光效果电机驱动模块、引闪控制及充放电电路。还可根据需要设置通信接口，如串口等。所述通信接口与通信控制器连接。

2.俯仰电机、柔光结构驱动电机

俯仰电机驱动俯仰机构运动，以使内藏式柔光箱整体俯仰角度变化，实现闪光灯的空间位置及方向控制。

柔光结构驱动电机根据选择的柔光效果驱动柔光结构运动，取得想要的柔光效果。

3.内藏式柔光箱

作为对现有技术的另一个贡献，本发明提供了一种体积小、能自动控制柔光效果、自动组合柔光程度的内藏式柔光箱101。

内藏式柔光箱101包括位于灯箱103、灯箱103内的光源106、设置在光源光线方向且能够运动以使光源光线取得不同柔光效果的柔光结构。所述柔光结构的设计构思为：其可包含若干柔光片，各柔光片可以组合或者单独使用，光源的光线经过其光路上的柔光片取得不同的柔光效果。

优选的，可以对柔光结构进行进一步改进，通过增加空孔、彩色滤色片、束光筒、色温片实现更多光线效果。

下面对柔光结构优选的实施例举例说明。

优选实施案例1：

本实施例的柔光结构为至少两个转动盘，所述各个转动盘在光源光线方向高低错落安装，且均设置若干柔光片，位于最下面的转动盘还设置有至少一个空孔。光源光线通过该空孔可以直接照射到高处的柔光片，以使用位置靠上的转动盘的柔光片。

优选的，除位于最下面的转动盘外，其余各个转动盘也设置空孔。由于各个柔光片效果不同。当需要单独使用某个转动盘的某个柔光片时，将该柔光片及其他转动盘的空孔转至光源位置重叠；当需要组合多片柔光片时，则将该多片柔光片及剩余转动盘的空孔转至正对光源位置重叠。

为了更详细的说明多个转盘的柔光结构的工作原理，下面以两个转盘（107、108）为例进行详细说明。

如图1所示，灯箱103前设置两个圆面朝灯箱103、高低错落的转盘（以下称位置在上的为第一转盘107、位置在下的为第二转盘108）。所述两个转盘优选地不相接触，直径相同。

所述第一转盘107、第二转盘108均设置有空孔和柔光片，各个转盘的柔光片和空孔位于以所属转盘中心为圆心的同一圆周，相互之间具有一定间距。

进一步地，所述第一转盘107的柔光片与第二转盘108的柔光片组合使用，以获得更多的柔光效果。例如：使用第一转盘107的柔光片，则将第二转盘108的空孔、第一转盘107的柔光片转至正对灯箱103光源。反之，如果想使用第二转盘108的柔光片，则将第一转盘107的空孔、第二转盘108的柔光片转至正对灯箱103光源，当不需要柔光效果时，将两个转盘的空孔转至重叠。

作为对现有技术的另一个贡献，本发明还对柔光片进行了改进，在柔光片表面设置有具有散光功能的散光结构。

所述柔光片由透明的PVC板制成，其表面设置有用于增大散光面的散光机构。

柔光片材料选择PVC是因为其成本低、加工技术成熟，且能很好的透射光线。

同时，为了形成光的散射，在PVC板表面刻蚀出散光机构。所述散光结构可以为均匀分布的颗粒或者光栅条。

当散光结构为颗粒时，优选均匀分布，颗粒大小根据需要设定。

当散光结构为光栅条时，可以为密集﹑等间距平行分布的光栅条，或者纵横相交的光栅条。

光栅条横截面可为圆弧形或者三角形，优选为三角形，以最大可能的增强散射效果。

根据柔光需求，可以选择在PVC板的一面或者两面刻蚀出散光机构。PVC板厚度优选为2mm的硬度，此厚度不仅避免过厚增加不必要的重量，同时，也能满足双面刻蚀出散光机构的要求。

双面刻蚀时，两面对应位置的光栅条可以相对或者错开刻蚀，优选为错开刻蚀，因为这样散射面积更大。

作为另一个创新点，所述内藏式柔光箱101还通过在转盘上设置若干彩色滤光片孔实现色温转换。所述若干彩色滤光片优选为红色滤光片孔和/或绿色滤光片和/或蓝色滤光片和/或黄色滤光片。

进一步地，还可以通过在任一转盘上设置束光筒。束光筒作用是减小光源的照射面积，用于局部布光。优选地，所述束光筒表面呈蜂巢状，蜂巢是用于产生平行光，平行光可以造成边界清晰的阴影。（点光源均可造成边界清晰的阴影，平行光是无穷远处的点光源）。两者可结合使用，用于在局部产生边界清晰的阴影。

进一步地，还可以通过在任一转盘上设置3200K色温片。

每个转盘各柔光片、空孔、束光筒、彩色滤光片、3200K色温片的形状和面积优选相同，在转动过程中，始终在正对光源106位置有重叠。

优选实施例2：

柔光结构为一个转动盘，该转动盘可以为齿轮驱动或者链条驱动或者其他驱动方式，只要能达到转动目的即可。在该转动盘上设置若干柔光片，能够在转动过程中对准光源位置。

同优选实施例１，该转动盘的柔光片也优选设置能反射光源入射光线的结构（如均匀分布的颗粒、横向和/或纵向光栅）、彩色滤色片、束光筒、3200K色温片、空孔，原理同实施例１。

以上两个实施例仅是举例，任何能够通过运动达到不同柔光效果的方案均属于本发明的构思范围。

在本发明中，虽然柔光结构能达到不同的柔光效果，但是为了取得更多的柔光效果，还可在柔光结构前设置一个可自由取放的柔光架105，所述柔光架105盖住柔光结构，且在正对光源的位置设置一个柔光片。当只需要使用该柔光架105的柔光效果时，将柔光结构上的空孔正对光源，光线就能直接照射到柔光架105的柔光片。而当不需要柔光架105的柔光效果，则可以取下柔光架105。

使用者可以对柔光架105的柔光片与柔光结构的柔光片进行自由组合，取得不同的柔光效果。

内藏式柔光箱101的有益效果为：

极大地丰富了光源类别，通过设置转动的柔光结构实现了种类较多的柔光效果，同时如果加上闪光灯的亮度级别以及彩色滤光片组合，就实现了在摄影棚内仿真全部自然光，如大太阳直射光、明亮薄云、晴天、阴天、雨雪天、早霞晚霞、月光夜色等等，还能仿真各种环境光，如舞台光、酒吧光等等，使摄影人造光源变得丰富多彩。

所述内藏式柔光箱101结构紧凑，装卸方便，柔光效果丰富，体积小、用户能自主组合柔光效果、仿真环境光，对摄影领域来说具有革命性的意义的。

柔光结构驱动电机个数与转动盘个数相同，每个转动盘对应一个柔光结构驱动电机，能够受其驱动而转动。

4.俯仰机构

所述俯仰机构包括两个悬臂架104、一根钢绳（图中未画出）。所述悬臂架104固定在灯箱103两边，钢绳系住灯箱103上部，所述灯箱103能够以与悬臂架104连接点为圆心转动。工作方式：灯箱103与悬臂架104连接，俯仰电机在悬臂上方，略高于机箱，所述俯仰电机正转时，灯箱103以与悬臂架104连接处为圆心，向垂直于地面的方向改变缩小倾斜角度，所述俯仰电机反转时，灯箱103以与悬臂连接处为圆心，向垂直于地面的方向扩大倾斜角度，以达到闪光灯角度调整的目的。

前倾是内藏式柔光箱101的正常工作状态，因为闪光灯的位置有时高有时低，但都高于人，前倾的目的是让灯光直射人体。

4：引闪控制及充放电电路

作为本发明对现有技术的另一个贡献，本发明采用了大型闪光灯群统一触发闪光技术，取消了传统闪光灯独立引闪触发，从根本上避免了大型闪光灯群多灯触发可能出现的某灯可能不同步、不触发的弊病。

所有闪光灯使用同一个主引闪接收器，所述主引闪接收器位于系统的主控制器里。具体实现方案为：每一只闪光灯的控制主板设置一个C8051F120单片机，本发明称为从单片机，所述控制主板设有485接口；主引闪接收器采用的是红外接收器，所述红外接收器与C8051F20芯片连接，C8051F20芯片称为主单片机，设置在控制主板上，且连接到RS485分配器，所述RS485分配器出口采用手拉手联接方式连接到各个闪光灯的485接口。这样，主单片机C8051F20能同时向所有从单片机C8051F120发送命令，实现所有闪光灯的统一控制。

所述各个闪光灯单元采用RS485手拉手的联接方式。

所述各个从单片机通过控制主板的电机电路驱动电机运行的工作过程为：C8051F120发出指令----驱动光耦----接通双向可控硅----接通驱动电源----电机工作----信息反馈。当然，也可以采取其他的驱动方式，如驱动芯片或者驱动电路，均属于本发明的保护范围。

各个闪光灯的控制主板还设置有充放电电路，下面进行详细介绍。

闪光灯充放电电路具体包括给储能电容进行充电的充电回路以及将储能电容进行放电的放电回路，所述储能电容连接闪光灯，用于给闪光灯供电，所述充电放电电路包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器、第四光电耦合器；所述第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器和第四光电耦合器分别连接控制模块；所述通信控制器连接控制模块，用于将外部的摄影效果信号发送给控制模块。

所述第一光电耦合器连接闪光灯，根据控制模块的命令控制闪光灯的闪光；所述第二光电耦合器连接储能电容，采集储能电容的端电压发送给控制模块；所述第三光电耦合器连接放电电路，根据控制模块的命令控制储能电容的放电或者断开；所述第四光电耦合器连接充电电路，根据控制模块的命令控制储能电容的充电或者断开。

所述放电回路包括继电器、能量释放器和储能电容；当需要储能电容放电时，控制模块发出控制信号，第三光电耦合器导通继电器，继电器、能量释放器和储能电容形成闭的放电回路，储能电容放电。

所述充电回路包括电源、振荡升压电路、开关管、整流电路和储能电容，所述电源、振荡升压电路、开关管、整流电路和储能电容依序连接；当需要给储能电容进行充电时，控制模块发出控制信号，第四光电耦合器导通开关管，电源、振荡升压电路、开关管、整流电路和储能电容形成闭合的充电回路，给储能电容充电。

开关管为双向可控硅。

所述振荡升压电路包括第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容，所述第一二极管和第二二极管的阴极相连接，所述第一电容和第二电容的正极相连接，所述第一二极管和第二二极管的连接点连接第一电容和第二电容的连接点；当双向可控硅导通时，振荡升压电路处于放电状态，给储能电容进行充电；当双向可控硅截止时，振荡升压电路处于充电状态，给第一电容和第二电容充电。

所述充电放电电路还包括充电指示灯，所述充电指示灯连接在充电回路上，当储能电容在充电时，充电指示灯亮。所述充电放电电路还包括储能电容电压指示灯，所述储能电容电压指示灯连接储能电容；当储能电容的电压等于闪光灯闪光需要的实际电压时，储能电容充电指示灯亮。

上述电路的实现方法为：通信控制器接收外部的摄影效果信号发送给控制模块，控制模块将摄影效果信号转换成光源强度信号，从而得到储能电容的理论电压值；第三光电耦合器检测储能电容的实际电压值，并将实际电压值与储能电容的理论电压值进行比较，当实际电压值低于储能电容的理论电压值时，导通储能电容的充电回路；当实际电压值高于储能电容的理论电压值时，导通储能电容的放电回路；当实际电压值等于储能电容的理论电压值时，充电回路和放电回路都断开；通信控制器根据接收的闪光命令控制闪关灯闪光。

采用上述的充放电电路的有益效果为：控制模块判断导通充电电路还是放电电路，使得在储能电容能够快速得到闪光实际需要的电压，以满足不同闪光灯的亮度全自动调节，快速得到拍摄需要的闪光灯的光影效果。采用同一个闪光灯就可以实现不同亮度的闪光效果。

三．主控制器

所述主控制器输入端连接上位机，并通信连接引闪控制器，输出端连接通信控制器。

所述主控制器的控制主板上设置有主引闪接收器、控制模块，所述控制主板与通信控制器连接。

工作原理为：主控制器接收运行有自动布光软件的上位机发送的指令，并通过通信控制器传输到对应的闪光灯或者地轨车、双向微型轨道车，以控制闪光灯的空间位置、闪光强度和光效效果。然后，当相机的顶灯诱发引闪控制器，同步引闪所有闪光灯闪光。

四．通信控制器

具体为RS485分配器，与各个闪光灯和双向微型轨道车、地轨车通信，传输主控制器的控制指令。

五：自动布光软件

自动布光软件在PC机运行，摄影前选择一种摄影效果，软件系统对数据进行分析，处理后将数据发送给主控制器，主控制器通过通信控制器将接收的数据分别送给顶灯、消影灯、主光灯、辅光灯、一号轮廓灯、二号轮廓灯，全自动控制每一只闪光灯的空间位置、光效效果和闪光强度。然后，相机的顶灯闪光诱发引闪控制器，并通过主控制器同步触发所有灯闪光。

下面对自动布光软件进行详细说明。

所述自动布光软件包括用户界面单元及控制单元、数据库。

用户界面单元，用于显示若干模板照片供用户预设摄影光效、输入控制指令、输出预设光效对应的各闪光灯状态信息数据。

控制单元，用于预设摄影光效对应的控制指令、用户界面单元输入的控制指令，并发送给主控制器。

数据库,用于储存对控制单元的操作进行控制的控制程序、从用户界面单元输入的控制指令、每张模板照片对应的各个闪光灯的状态信息、输出闪光灯相关的状态信息数据。

所述用户界面显示若干模板照片，每张照片对应于一种摄影光效。客户选定一张照片，数据库里存储的关于该种摄影光效对应的各闪光灯单元的状态信息（包括每个闪光灯应该处于的空间位置、光效效果和闪光强度）对应的控制指令就通过控制单元、主控制器向各个闪光灯的从单片机发出控制指令。

所述控制指令具体包括有：

1.对闪光灯及地轨车或者双向微型轨道车的各个电机动作指令。电机执行指令，使闪光灯到达预定的空间位置。

2.闪光灯闪光指令。

3.储能电容充电指令。该指令实现对储能电容发出直流高压充电指令。储能电容返回充电反馈指令和比较指令。并在充电结束后返回充电截至指令。

4.储能电容放电指令。该指令实现储能电容直流高压放电，并在放电结束后返回放电截至指令。

5.闪光灯触发等待指令，包含若干修正指令及闪光指数，所述闪光指数指各个灯闪光亮度的级别。

6.光效处理指令，具体包括柔光效果、色温效果、束光效果的处理指令。

7.历史数据库的存储。

本发明具有如下有益效果：

1.提供了一套不同于传统技术的反弧式天花路轨，并运行有双向微型轨道车、地轨车、实现了6个灯具的灵活定位。

2.提供了一种内藏式柔光箱，同时实现了柔光、滤光、束光功能，且能自动控制。

3.提供了一种自动布光软件，存储有不同摄影光效的模板照片，用户可根据需要自主选择，系统自动布光，摄影效果稳定，操作方便。

4.地轨车、双向微型轨道车设计精巧，行走精确、稳定。

5.实现了大型闪光灯群统一触发闪光技术，取消了传统闪光灯独立引闪触发，从根本上避免了大型闪光灯群多灯触发可能出现的某灯可能不同步、不触发的弊病。

本发明可广泛应用于影室/影棚的布光，能彻底解决人工布光的各种问题，具有革命性的意义。

以上仅为本发明的优选实施案例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摄影用自动布光系统，其特征在于，包括一个运行有自动布光软件系统的上位机、一台主控制器、一台通信控制器、一套供闪光灯运行的路轨装置、若干能自动调光的闪光灯、电源；

所述上位机连接主控制器，主要用于输入控制指令和/或预设摄影光效，并将该摄影光效对应的控制指令传输给主控制器；

所述主控制器输入端连接上位机，输出端连接通信控制器；主要用于接收上位机的控制指令，并通过通信控制器传输给闪光灯和/或路轨装置；

所述通信控制器用于将主控制器的控制指令传输给对应的闪光灯和/或路轨装置；

所述路轨装置用于根据上位机的控制指令实现闪光灯空间位置的自动定位；

所述闪光灯用于根据控制指令实现预设摄影光效；

所述电源用于供电。

2.如权利要求1所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，所述自动布光软件包括用户界面单元、控制单元、数据库；

所述用户界面单元用于预设摄影光效、输入控制指令、输出预设光效对应的各闪光灯状态信息数据；

所述控制单元主要用于发送控制指令给主控制器；

所述数据库用于储存对控制单元的操作进行控制的控制程序、从用户界面单元输入的控制指令、每种摄影光效对应的各闪光灯的状态信息数据、输出各闪光灯的状态信息数据。

3.如权利要求2所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，所述控制指令包括电机动作指令、闪光灯闪光指令、储能电容充电指令、储能电容放电指令、闪光灯触发等待指令、光效处理指令；

所述状态信息数据包括空间位置、光效效果和闪光强度。

4.如权利要求1或2或3所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，所述路轨装置包括一套反弧式运动路轨、若干个双向微型轨道车、地轨车、若干个上下升降机构；

所述双向微型轨道车用于带动其下连接的物体在轨道上运动；

所述地轨车用于带动其上连接的物体在轨道上运动；

所述反弧式运动路轨包含顶灯轨道、主光灯轨道、辅光灯轨道、一号轮廓光灯轨道、二号轮廓光灯轨道、消影灯轨道；所述消影灯轨道位于地面，其余各轨道均悬于天花板；其中，

顶灯轨道位于轨道装置中心位置；

主光灯轨道、辅光灯轨道在顶灯轨道前方左右两边对称分布，一号轮廓光灯轨道、二号轮廓光灯轨道在顶灯轨道后方左右两边对称分布；

顶灯轨道、一号轮廓光灯轨道、二号轮廓光灯轨道、主光灯轨道、辅光灯轨道上均运行有双向微型轨道车；

主光灯轨道、辅光灯轨道下设置有上下升降机构；

所述双向微型轨道车包括行走机构、用于驱动行走机构的行走电机、控制主板、行走距离及速度检测机构；所述双向微型轨道车的控制主板设置有控制模块、行走电机驱动模块及通信接口；

所述地轨车包括行走机构、用于驱动行走机构的行走电机、控制主板、行走距离及速度检测机构；所述地轨车的控制主板设置有控制模块、行走电机驱动模块及通信接口。

5.如权利要求4所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，双向微型轨道车还设置有用于旋转闪光灯的旋转机构、驱动旋转机构的旋转电机，双向微型轨道车的控制主板上还设置有旋转电机驱动模块。

6.如权利要求1~3中任一项所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，所述闪光灯包含一个内藏式柔光箱、一个控制主板；

所述内藏式柔光箱包含灯箱、位于灯箱内的光源、设置在光源光线方向且能够运动以使光源光线取得若干不同光效的柔光结构、至少一个柔光结构驱动电机；

所述闪光灯的控制主板设置有一个控制模块、用于驱动柔光结构驱动电机的柔光结构驱动电机驱动模块、通信接口。

7.如权利要求6所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，所述柔光结构为至少两个转动盘，所述各个转动盘在光源射出方向高低错落安装，均设置若干柔光片和/或彩色滤色片和/或3200K色温片和/或束光筒，其中，

至少最下面的转动盘设置有空孔；

任意一个转动盘的空孔或柔光片或彩色滤色片或3200K色温片或束光筒能够转动至与其他转动盘的空孔或柔光片或彩色滤色片或3200K色温片或束光筒在正对光源的位置重叠；

柔光结构驱动电机个数至少与转动盘个数相同，每个转动盘对应一个柔光结构驱动电机，能够受其驱动而转动。

8.如权利要求6所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，所述闪光灯还包括一个俯仰电机、俯仰电机驱动模块、俯仰机构；

所述俯仰电机驱动模块位于控制主板上，与俯仰电机连接；

所述俯仰电机用于驱动俯仰机构运行；

所述俯仰机构包括两个悬臂架、一根钢绳，主要用于实现闪光灯的角度变化;

所述悬臂架固定在灯箱两边，钢绳系住灯箱上部，所述灯箱能够以与悬臂架连接点为圆心转动。

9.如权利要求6所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，所述系统还包括用于感受相机闪光的引闪控制器，所述主控制器包括一个控制主板，所述主控制器的控制主板上设置有主引闪接收器,所述引闪控制器在感受相机的闪光后向主引闪接收器发送信号，所述主控制器即向每个闪光灯发送闪光灯闪光指令，实现所有闪光灯统一闪光。

10.如权利要求9所述的摄影用自动布光系统，其特征在于，主控制器的主板上设置有主单片机，所述主单片机连接到通信控制器；所述主引闪接收器与主单片机连接；

所述闪光灯控制主板的控制模块包括从单片机，各个闪光灯的通信接口通过手拉手方式联接到通信控制器的通信接口；

主引闪接收器接到引闪控制器发出的信号后，主单片机向通过通信控制器发出闪光灯闪光指令，实现所有闪光灯统一闪光。