CN103868009A - 舞台灯光系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种舞台灯光系统，包括发光装置，该发光装置能够分时出射至少两种颜色光；控制装置，用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制发光装置始终出射该颜色信号指示的颜色光直至获取到新的颜色信号；当控制模式为第二控制模式时，控制发光装置周期性地依次出射所述至少两种颜色光；光调制单元，用于获取图像信号，并根据该图像信号对发光装置出射的颜色光进行调制。本发明实施例中的舞台灯光系统能够出射足够多的单色图案，并且能够根据颜色信号分时出射不同颜色的足够多的单色图案，从而提高了用户体验。

Description

舞台灯光系统

技术领域

本发明涉及照明与显示技术领域，特别是涉及一种舞台灯光系统。 

背景技术

图案灯在舞台灯中有越来越多的应用，现对于普通的舞台照明灯，图案灯的优点在于，可以投射特定的图案，表现形式更灵活多变，可以形成一些特定的舞台效果。 

图案灯的一种做法是使用图案盘（Gobo）来实现，即将沿圆周方向镂空雕刻有多个不同图案的圆盘放置于舞台灯光的出射光路上，利用镂空图案对舞台灯光予以过滤以在投射目标上形成相应的图案。若希望改变图案，则可以转动图案盘到下一个图案即可。这种图案灯的缺点在于图案的形状和数量预先由图案盘设定好，除非拆开灯具更换图案盘，否则投射图案没有很多选择，越来越难以满足舞台灯用户的需求。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种能够提供足够多图案的舞台灯光系统。 

本发明实施例提供一种舞台灯光系统，包括： 

发光装置，该发光装置能够分时出射至少两种颜色光； 

控制装置，用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制发光装置始终出射该颜色信号指示的颜色光直至获取到新的颜色信号；当控制模式为第二控制模式时，控制发光装置周期性地依次出射所述至少两种颜色光； 

光调制单元，用于获取图像信号，并根据该图像信号对发光装置出射的颜色光进行调制。 

与现有技术相比，本发明实施例包括如下有益效果： 

本实施例的舞台灯光系统中，通过光调制单元对发光装置出射的颜色光（如红光）进行图像调制，从而能够出射足够多（实际上是无穷的）的单色图案（如红色图案）。并且，发光装置能够分时出射至少两种颜色光，在第一控制模式下，通过控制装置根据颜色信号对发光装置在何时出射何种颜色光的控制，使得舞台灯光系统能够根据颜色信号分时出射不同颜色的足够多的单色图案；在第二控制模式下，通过控制装置控制发光装置周期性地依次出射至少两种颜色光，舞台灯光系统能够出射彩色图案，从而提高了用户体验。 

附图说明

图1是本发明实施例中舞台灯光系统的一个实施例的结构框图。 

图2a是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图； 

图2b是图2a所示实施例中波长转换装置的右视图； 

图3a是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图； 

图3b是图3a所示实施例中第一滤光装置的右视图； 

图4是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图； 

图5a是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图； 

图5b是图5a所示实施例中第二滤光装置的左视图； 

图5c为图5b中滤光分区的滤光曲线的示意图； 

图5d为本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例中的滤光分区的滤光曲线的示意图； 

图5e为本发明实施例中舞台灯光系统的又一实施例中滤光分区的滤光曲线的示意图； 

图6a为光斑在光调制单元上的位置改变之前的光调制单元的工作情况； 

图6b为光斑在光调制单元上的位置改变之后，但调制图像的区域未跟随该位置变化时的光调制单元的工作情况； 

图6c为光斑在光调制单元上的位置发生改变且调制图像的区域跟 随该位置变化之后的光调制单元的工作情况； 

图7是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。 

实施例一 

请参阅图1，图1是本发明实施例中舞台灯光系统的一个实施例的结构框图。如图1所示，舞台灯光系统100包括发光装置110、控制装置120与光调制单元130。 

发光装置110能够分时出射至少两种颜色光至光调制单元130，例如，发光装置110能够在不同时间段分别出射红光、蓝光与绿光至光调制单元130。发光装置具体可以有多种实现方式，这点将在以下实施例中详细说明，此处不作赘述。 

至于发光装置110在何时出射何种颜色光，则由控制装置120来进行控制。具体地，控制装置120用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制发光装置110始终出射该颜色信号指示的颜色光直至获取到新的颜色信号。 

控制装置120获取控制模式的方式可以有多种，例如，可以在控制装置120的存储单元中保存预定的控制模式，控制装置120直接从该存储单元中读取控制模式，控制装置120也可以从外接设备中接收控制模式，或者由用户通过控制装置120的输入模块输入控制模式。 

一种颜色信号可以指示一种颜色光，例如红光、绿光、蓝光、黄光或白光等等。控制装置120获取颜色信号的方式可以有多种，例如，可以在控制装置120的存储单元中保存预定的颜色信号，控制装置120直接从该存储单元中读取颜色信号，控制装置120也可以从外接设备中接收颜色信号，或者由用户通过控制装置120的输入模块输入颜色信号。 

优选地，控制装置120可以预先保存有一初始的颜色信号，在开启后控制发光装置110出射该初始的颜色信号指示的颜色光；在获取到颜色信号之后，判断获取的颜色信号与初始的颜色信号是否相同；当获取 的颜色信号与初始的颜色信号相同时，继续出射该初始的颜色信号指示的颜色光，当获取的颜色信号与初始的颜色信号不同时，则将初始的颜色信号更新为该获取的颜色信号，并出射该获取的颜色信号指示的颜色光。 

举例来说，若发光装置110能够分时出射红光、蓝光与绿光这三种颜色光，且控制装置保存的初始颜色信号指示绿光，控制装置依次在开启后的t1时刻、t2时刻和t3时刻获取到指示红光的第一颜色信号、指示红光的第二颜色信号和指示蓝光的第三颜色信号，那么，控制装置120将控制发光装置110在开启至t1时刻出射初始颜色信号指示的绿光，在t1时刻至t3时刻的时间段内出射第一颜色信号和第二颜色信号指示的红光，在t3时刻开始出射第三颜色信号指示的蓝光。 

当控制模式为第二控制模式时，控制装置120控制发光装置110周期性地依次出射至少两种颜色光。例如，控制装置120控制发光装置110周期性地依次出射红光、绿光与蓝光。 

光调制单元130用于获取图像信号，并根据该图像信号对发光装置110出射的颜色光进行调制。图像信号指示了一副图像每个像素点的颜色。光调制单元130获取图像信号的方式可以有多种，例如，可以在光调制单元130的存储单元中保存预定的图像信号，光调制单元130直接从该存储单元中读取图像信号，光调制单元130也可以从外接设备中接收图像信号。 

具体地，光调制单元130可以是液晶显示器（LCD，Liquid Crystal Display）。液晶在正常情况下，其分子排列很有秩序，显得清澈透明，一旦加上直流电场后，分子的排列被打乱，一部分液晶变得不透明，颜色加深，因而能显示数字和图像。LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间，这两个平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转90度。当液晶上加一个电压时，液晶分子便会转动，改变光透过率，从而实现多灰阶 显示。 

光调制单元130也可以是数字微镜元（DMD，Digital Micromirror Device）。一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关，50～130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上，一片微镜片表示一个像素点，变换速率为1000次/秒，或更快。为便于调节微镜片的方向与角度，在其下方均设有类似铰链作用的转动装置。微镜片的转动受控于由图像信号转变而来的数字驱动信号。处于投影状态的微镜片被示为“开”，并随数字驱动信号而倾斜+12°；处于非投影状态的微镜片被示为“关”，并随数字驱动信号而倾斜-12°。与此同时，“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上；而“关”状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器吸收。 

光调制单元还可以是硅上液晶（LCOS，Liquid Crystal On Silicon），LCOS面板是以互补金属氧化物半导体（CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片为电路基板及反射层，液晶被注入于CMOS集成电路芯片和透明玻璃基板之间，CMOS芯片被磨平抛光后当作反射镜，光线透过玻璃基板和液晶材料，经调光后从芯片表面反射出来。 

光调制单元无论采用哪种具体形式，都能够根据不同的图像信号将入射于光调制单元的光进行不同的调制，因此只要用户提供足够多的图像信号，光调制单元就能够调制得到足够多的图案。 

因此，与现有技术相比，本实施例的舞台灯光系统中，通过光调制单元对发光装置出射的颜色光（如红光）进行图像调制，从而能够出射足够多（实际上是无穷的）的单色图案（如红色图案）。并且，发光装置能够分时出射至少两种颜色光，在第一控制模式下，通过控制装置根据颜色信号对发光装置在何时出射何种颜色光的控制，使得舞台灯光系统能够根据颜色信号分时出射不同颜色的足够多的单色图案；在第二控制模式下，通过控制装置控制发光装置周期性地依次出射至少两种颜色光，在周期足够短的情况下，舞台灯光系统能够出射彩色图案，从而提高了用户体验。 

实施例二 

发光装置具体可以采用激发光激发运动的波长转换装置来实现，具体请参见图2a和图2b，图2a是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图，图2b是图2a所示实施例中波长转换装置的右视图。如图2a所示，舞台灯光系统200包括发光装置210、控制装置220与光调制单元230。发光装置210具体包括激发光源211、波长转换装置212与第一驱动装置213。 

激发光源211用于产生激发光。常用的激发光源有LED光源、激光光源或者其他固态发光光源。激发光源产生的激发光可以是紫外光或近紫外光，也可以是蓝光、青光或其它适当的光。优选地，激发光源211为激光光源，以提高发光装置210的出光亮度。 

波长转换装置212至少包括第一分区和第二分区，第一分区上设置有第一波长转换材料，用于吸收激发光源211产生的激发光以出射第一颜色光；第二分区上设置有第二波长转换材料，用于吸收激发光源211产生的激发光以出射第二颜色光。最常用的波长转换材料是荧光粉，例如YAG荧光粉，它可以吸收蓝光并受激发射黄色的受激光。波长转换材料还可能是量子点、荧光染料等具有波长转换能力的材料，并不限于荧光粉。 

第一驱动装置213优选与波长转换装置212固定连接，能够驱动波长转换装置212，使得激发光源211产生的激发光在波长转换装置212上形成的光斑能够分时作用于第一分区和第二分区，从而使得波长转换装置212能够分时出射第一颜色光和第二颜色光。 

至于第一驱动装置213如何驱动波长转换装置212，使得激发光何时作用于哪个分区，则由控制装置220进行控制。具体地，控制装置220用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制第一驱动装置213对波长转换装置212驱动，以使得激发光在波长转换装置212上形成的光斑始终作用于能够出射该颜色信号指示的颜色光的分区，直至获取到新的颜色信号。 

例如，在激发光作用于波长转换装置212的第一分区时，假设控制装置220获取到一个指示第二颜色光的颜色信号，那么控制装置220控 制第一驱动装置213驱动波长转换装置212运动，使得激发光作用于波长转换装置212的第二分区，以使得发光装置210出射第二颜色光；相反，若控制装置220获取到一个指示第一颜色光的颜色信号，则控制装置220可以控制第一驱动装置213不对波长转换装置进行驱动，以使得激发光继续作用于波长转换装置212的第一分区，以使得发光装置210继续出射第一颜色光。 

当控制模式为第二控制模式时，控制装置220控制第一驱动装置213对波长转换装置212驱动，以使得激发光在波长转换装置212上形成的光斑周期性地依次作用于波长转换装置212的第一分区和第二分区，从而使得波长转换装置212周期性地依次出射第一颜色光与第二颜色光。 

更具体地，在本实施例中，激发光源211为发出紫外光的UV光源。如图3所示，波长转换装置212共三个分区，分别为设有红色荧光粉的红光分区212R、设有绿色荧光粉的绿光分区212G与设有蓝色荧光粉的蓝光分区212B，该红色、绿色、蓝色荧光粉分别用于吸收紫外光以出射红光、绿光与蓝光。相应地，本实施例中的颜色信号可以有三种，分别指示红光、绿光和蓝光。 

波长转换装置212呈圆盘状，红光分区212R、绿光分区212G与蓝光分区212B沿该圆盘的周向排列且分别呈扇环状，并一起组成一个圆环。第一驱动装置213具体为与波长转换装置212同轴的马达，能够驱动波长转换装置212绕轴转动，以使得三个分区能够分时处于紫外激发光的照射路径下。此外，波长转换装置212采用透射式，即其出射光方向与入射光方向相同。在其它实施例中，波长转换装置212也可以采用反射式，即其出射光方向与入射光方向相反；或者采用透射反射结合式（即部分分区透射式、部分分区反射式）。 

进一步地，由于荧光粉产生的光有一部分向波长转换装置的入光侧出射，因此优选地，波长转换装置212还包括透射紫外光并反射荧光粉产生的光的滤光片（图未示），该滤光片设置在波长转换装置上荧光粉的入光侧。并且，由于紫外激发光可能不能被荧光粉完全吸收，因此优选地，波长转换装置212还包括透射荧光粉产生的光且反射紫外光的滤 光片（图未示），该滤光片设置在波长转换装置上荧光粉的出光侧，以避免未被吸收的紫外激发光进入人眼。 

本实施例中，由于荧光粉发出的光呈朗伯分布，因此优选地，发光装置210还包括收集透镜214，用于收集波长转换装置212的出射光，以提高光利用率。 

本实施例中，光调制单元230具体为DMD，并且在该收集透镜214与DMD230之间设有棱镜240，用于将收集透镜214的出射光反射至DMD，并透射DMD的反射光，从而拉开DMD的入射光与反射光的光路之间的距离，以便于设置DMD的反射光光路后端的设备。容易理解的是，也可以省略棱镜240，直接将收集透镜214的出射光入射至DMD上。 

与现有技术相比，本实施例的舞台灯光系统中，通过DMD230对发光装置出射的颜色光进行图像调制，从而能够出射足够多的单色图案。并且，发光装置能够出射RGB三种颜色光，在第一控制模式下，控制装置220根据颜色信号控制第一驱动装置213对波长转换装置212的驱动，可使得波长转换装置的相应分区出射光，从而舞台灯光系统能够根据用户的需要分时出射足够多的红色图案、绿色图案或蓝色图案；在第二控制模式下，控制装置220控制第一驱动装置213，可使得波长转换装置周期性地依次出射红光、绿光和蓝光，从而舞台灯光系统能够出射足够多的由RGB三基色调制成的彩色图案。并且，本实施例中的发光装置采用激发光激发波长转换装置来实现，当激发光源为固态光源时，发光装置具有使用寿命长的优点。 

本实施例中，通过第一驱动装置驱动波长转换装置212转动，来实现波长转换装置212出射的颜色光的切换。容易理解的是，第一驱动装置与波长转换装置也可以采用其它方式，只要能够实现激发光在波长转换装置212上形成的光斑能够分时作用于不同分区即可。例如，波长转换装置可以包括沿线性排列的至少两个分区，且第一驱动装置能够驱动该波长转换装置以往复运动的形式沿该线性方向移动；波长转换装置也可以呈滚筒状，滚筒表面包括沿周向排列的至少两个分区，且第一驱动 装置能够驱动该滚筒绕其轴转动。 

本实施例中，激发光为紫外光。在其它实施例中，激发光也可以为可见光（如蓝光），此时波长转换装置的第二分区可以不设有波长转换材料，而是用于直接透射或反射激发光的空白分区，以节约波长转换材料的使用。值得说明的是，此处的空白分区并不限定该分区上没有任何材料，该分区上可以设有散射材料、衍射材料、干涉材料或其它功能材料。 

此外，在第一控制模式下，在获取到颜色信号之后，控制装置不仅可以控制第一驱动装置，使得激发光在波长转换装置上形成的光斑始终作用于能够出射颜色信号指示的颜色光的分区，还可以用于控制第一驱动装置，以使得激发光在波长转换装置上形成的光斑始终在能够出射该颜色信号指示的颜色光的分区（以下简称为目标分区）中周期性运动，直至获取到新的颜色信号。相对于激发光的光斑在目标分区中静止，激发光的光斑在目标分区中周期性运动，可以避免同一个位置的波长转换材料被激发光始终激发而出现的光转换效率较低的问题。 

举例来说，在第一控制模式下，在获取到指示红光的颜色信号之后，控制装置220可以控制第一驱动装置213驱动波长转换装置212，使得激发光在波长转换装置上形成的光斑始终在红光分区212R中周期性运动（例如来回转动），使得波长转换装置212不仅始终出射红光，而且可以避免激发光始终激发同一位置的红色荧光粉而导致的红色荧光粉的光转换效率低的问题。 

实施例三 

发光装置具体也可以采用白光作用于运动的滤光装置来实现，具体请参见图3a和图3b，图3a是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图，图3b是图3a所示实施例中第一滤光装置的右视图。如图3a所示，舞台灯光系统300包括发光装置310、控制装置320、光调制单元330与棱镜340。 

本实施例与图2a所示实施例的区别之处在于：发光装置310具体包括白光源311、第一滤光装置312、第二驱动装置313与收集透镜314。 

白光源311用于产生白光，可以为发光面设有黄色荧光粉的蓝色LED或LD，也可以为超高压灯泡（UHP，Ultra High Performance）或其它白光光源。 

第一滤光装置312包括第一分区和第二分区，第一分区上设置有第一滤光片，用于过滤白光源211产生的白光以出射第一颜色光（如红光）；第二分区上设置有第二滤光片，用于过滤白光源211产生的白光以出射第二颜色光（如绿光）。滤光片可以为干涉型滤光片，也可以为吸收型滤光片。 

第二驱动装置313优选与第一滤光装置312固定连接，能够驱动第一滤光装置312，使得白光源311产生的白光在第一滤光装置上形成的光斑能够分时作用于第一分区和第二分区，从而使得第一滤光装置312能够分时出射第一颜色光和第二颜色光。 

至于第二驱动装置313如何驱动第一滤光装置312，使得白光何时作用于哪个分区，则由控制装置320进行控制。具体地，控制装置320用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制第二驱动装置313对第一滤光装置312驱动，以使得白光在第一滤光装置312上形成的光斑始终作用于能够出射该颜色信号指示的颜色光的分区，直至获取到新的颜色信号。具体与图2a中控制装置对第一驱动装置的控制类似，此处不再举例说明。 

当控制模式为第二控制模式时，控制装置320控制第二驱动装置313对第一滤光装置312驱动，以使得白光在第一滤光装置312上形成的光斑周期性地依次作用于第一滤光装置312的第一分区和第二分区，从而使得第一滤光装置312周期性地依次出射第一颜色光和第二颜色光。 

更具体地，如图3b所示，第一滤光装置312共三个分区，分别为设有红色滤光片的红光分区312R、设有绿色滤光片的绿光分区312G与设有蓝色滤光片的蓝光分区312B，该红色、绿色、蓝色滤光片分别用于过滤白光以出射红光、绿光与蓝光。相应地，本实施例中颜色信号可以有三种，分别指示红光、绿光和蓝光。 

第一滤光装置312呈圆盘状，红光分区312R、绿光分区312G与蓝 光分区312B沿该圆盘的周向排列且分别呈扇环状，并一起组成一个圆环。第二驱动装置313具体为与第一滤光装置312同轴的马达，能够驱动第一滤光装置312绕轴转动，以使得三个分区能够分时处于白光的照射路径下。此外，第一滤光装置312采用透射式，即其出射光方向与入射光方向相同。与图2ａ所示实施例类似，在其它实施例中，第一滤光装置也可以呈圆盘状或滚筒状，相应地，第二驱动装置也可以驱动该圆盘或滚筒绕轴转动。 

此外，值得说明的是，现有投影技术中为了减小轮辐（spoke）光斑，需设置一聚焦透镜以将白光聚焦至第一滤光装置312。而本实施例中，由于不存在spoke问题，因此不需要聚焦白光，而可以直接将第一滤光装置312设置在白光的发散角较小的位置，此时对第一滤光装置312的设计要求较低，并且此时第一滤光装置312的入射光斑面积较大，因而第一滤光装置的寿命较长且可靠性较好。优选地，还可以通过准直透镜（图未示）将白光准直至第一滤光装置312，使得白光在第一滤光装置上的入射光束为平行光束。 

与图2a所示实施例类似，在第一控制模式下，在获取到颜色信号之后，控制装置320还可以用于控制第二驱动装置313，以使得白光在第一滤光装置312上形成的光斑始终在能够出射该颜色信号指示的颜色光的分区中周期性运动，直至获取到新的颜色信号。相对于白光的光斑在目标分区中静止，白光的光斑在目标分区中周期性运动，可以避免白光始终照射同一个位置的滤光片导致的滤光片局部温度急剧升高的问题。 

实施例四 

发光装置也可以采用三种颜色的发光器件合光来实现，具体请参见图4，图4是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图。如图4所示，舞台灯光系统400包括发光装置410、控制装置420、光调制单元430与棱镜440。 

本实施例与图2a所示实施例的区别之处在于：发光装置410包括用于产生第一颜色光的第一发光器件411R、用于产生第二颜色光的第二发光器件411G，用于产生第三颜色光的第三发光器件411B、合光装置与 第三驱动装置。合光装置用于将第一颜色光、第二颜色光与第三颜色光合并为一束合光。第三驱动装置用于分别控制第一发光器件、第二发光器件与第三发光器件的开启、关闭与发光强度。 

具体地，第一发光器件411R、第二发光器件411G与第三发光器件411B分别为产生红光、绿光和蓝光的LED阵列。在其它实施例中，各发光器件也可以为LD或单个LED，也可以为发光面设有荧光粉的LED或LD，尤其是绿光发光器件，优选为设有绿色荧光粉的LED以提高亮度。各发光器件也可以产生其它颜色光，如黄光、青光、橙光等。 

合光装置包括第一二向色片4121与第二二向色片4122，这两个二向色片交叉呈十字形。第一二向色片4121用于透射红光、蓝光并反射绿光，第二二向色片4122用于透射红光、绿光并反射蓝光。合光装置将红光、绿光和蓝光合并成一束合光并出射至收集透镜414。 

第三驱动装置包括红光驱动单元413R、绿光驱动单元413G与蓝光驱动单元413B，该三个驱动单元可以分别与第一发光器件411R、第二发光器件411G与第三发光器件411B电连接，以分别控制这三个发光器件的开启、关闭与发光强度。 

至于第三驱动装置的三个驱动单元如何驱动各发光器件，使得合光装置何时出射何种合光，则由控制装置420进行控制。具体地，控制装置420用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制第三驱动装置，以使得合光装置出射的合光始终为该颜色信号指示的颜色光，直至获取到新的颜色信号。 

举例来说，在第一控制模式下，当获取到指示红光的颜色信号时，控制装置420可以发送相应的控制信号给第三驱动装置，则第三驱动装置的红光驱动单元413R控制第一发光器件411R开启，绿光驱动单元413G和蓝光驱动单元413B分别控制第二发光器件411G与第三发光器件411B关闭，使得合光装置出射红光。当获取到指示黄光的颜色信号时，控制装置420可以发送相应的控制信号给第三驱动装置，则第三驱动装置的红光驱动单元413R与绿光驱动单元413G分别控制第一发光器件411R与第二发光器件411G开启，蓝光驱动单元413B控制第三发光 器件411B关闭，使得合光装置出射黄光。 

此外，在第一控制模式下，控制装置420还可以发送包含发光强度的控制信号给第三驱动装置，以指示第三驱动装置控制各发光器件的发光强度，从而使得合光装置出射的合光的颜色可以是RGB三基色光的色域内的所有颜色，因此颜色信号可以有很多种（实际上是无穷多），其指示的颜色可以不受限制。 

当控制模式为第二控制模式时，控制装置420控制第三驱动装置周期性地依次只开启第一发光器件411R、第二发光器件411G和第三发光器件411B，使得合光装置出射的合光周期性地依次为红光、绿光和蓝光。 

此处需要说明的是，当控制模式为第二控制模式时，控制装置420也可以控制第三驱动装置采用其它的驱动方式驱动各发光器件，只要能够使得合光装置出射的合光周期性地依次为三种颜色光即可使得系统出射彩色图像。例如，一个周期可以分为三个时段，控制装置420可以控制第三驱动装置，使第三驱动装置在每个周期的第一时段只开启第二发光器件411G和第三发光器件411B，在每个周期的第二时段只开启第一发光器件411R和第三发光器件411B，在每个周期的第三时段只开启第一发光器件411R和第二发光器件411G，从而使得合光装置出射的合光周期性地依次为绿光和蓝光混合成的青光、红光和蓝光混合成的紫红光、红光和绿光混合成的黄光。 

本实施例以发光装置包括三种发光器件为例进行说明，容易理解的是，发光装置也可以包括分别发出两种颜色光的两种发光器件，此时可以通过控制各发光器件的开启、关闭与发光强度，使得合光的颜色可以是连接这两种颜色光的线段上的所有颜色。此时合光装置可以只有一片二向色片。 

此外，合光装置也可以采用其它形式，例如可以包括两片平行设置的二向色片，其中一片二向色片先分别透射和反射两种颜色光以将这两种颜色光合为一束合光，该合光与第三种颜色光分别透射与反射另一片二向色片而合为一束合光。 

与图2a、图3a所示实施例相比，本实施例的发光装置410的出射 光颜色可以不受限制，因此更能满足用户的需求。并且，发光装置410中不需要设置驱动波长转换装置或第一滤光装置运动的驱动装置，因此本实施例还具有结构简单、体积较小的优点。 

实施例五 

图4实施例中的绿光也可以通过黄光通过滤光片过滤来实现，此时可以在合光光路上设置可移动的滤光片来选择出射黄光还是绿光，以进一步提高用户体验。具体请参见图5a与图5b，图5a是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图，图5b是图5a所示实施例中第二滤光装置的左视图。 

如图5a所示，舞台灯光系统500包括发光装置510、控制装置520、光调制单元530与棱镜540。发光装置510包括红光发光器件511R、黄光发光器件511Y、蓝光发光器件511B、第一二向色片5121与第二二向色片5122、红光驱动单元513R、黄光驱动单元513Y、蓝光驱动单元513B与收集透镜514。黄光发光器件优选为黄色荧光粉LED阵列。 

除了采用黄光发光器件替代绿光发光器件之外，本实施例与图4所示实施例的区别之处在于： 

如图5a与5b所示，本实施例还包括具有滤光分区551与透明分区552的第二滤光装置550，位于收集透镜514出射的合光的光路上；同时还包括第四驱动装置560，能够驱动第二滤光装置550，使得该合光在第二滤光装置550上形成的光斑能够分时作用于滤光分区551和透明分区552。 

至于第四驱动装置560如何驱动第二滤光装置550，使得合光何时经过第二滤光装置550的何个分区，则由控制装置520进行控制。具体地，控制装置520还用于获取颜色模式，当颜色模式为第一颜色模式时，控制第四驱动装置560，以使得合光在第二滤光装置550上形成的光斑作用于滤光分区551；当颜色模式为第二颜色模式时，控制第四驱动装置560，以使得合光在第二滤光装置550上形成的光斑作用于透明分区552。 

控制装置获取颜色模式的方式可以有多种，例如，可以在控制装置 520的存储单元中保存预定的颜色模式，控制装置520直接从该存储单元中读取颜色模式，控制装置520也可以从外接设备中接收颜色模式，或者由用户通过控制装置520的输入模块输入颜色模式。 

具体地，第二滤光装置550呈方形，滤光分区551与透明分区552也呈方形且线性排列，第四驱动装置560能够驱动第二滤光装置550以往复运动的形式沿该线性方向移动。 

并且，请参见图5c，图5c为图5b中滤光分区的滤光曲线的示意图。如图5c所示，滤光分区551用于透射红光与蓝光，并透射黄光的大部分光谱（较短波长部分）且反射黄光的其它光谱（较长波长部分），以过滤黄光为绿光。 

当用户需要合光包括绿光时，可以使控制装置520获得相应的颜色模式，以控制第四驱动装置驱动第二滤光装置，使得第二滤光装置550的滤光分区551位于合光光路上；当用户需要合光包括亮度较高的黄光时，可以使控制装置520获得相应的颜色模式，以控制第四驱动装置驱动第二滤光装置，使得第二滤光装置550的透明分区552位于合光光路上。 

在其它实施例中，滤光分区也可以用于过滤其它颜色光，具体请参见图5d与图5e，图5d为本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例中的滤光分区的滤光曲线的示意图；图5e为本发明实施例中舞台灯光系统的又一实施例中滤光分区的滤光曲线的示意图。如图5d所示，滤光分区用于透射黄光与蓝光，并透射红光的大部分光谱（较长波长部分）且反射红光的其它光谱（较短波长部分），以过滤红光为深红光，使红色的显示效果更好，同时也扩大了色域范围。而图5e的滤光分区是图5c与图5d中的结合，即用于透射蓝光，并过滤黄光为滤光，过滤红光为深红光。 

在其它实施例中，可以将图5b中的第二滤光装置550替代为包括至少两种滤光分区的第二滤光装置。例如，可以将图5c至图5e中三种滤光分区并排排列为可移动的一排，即此时第二滤光装置包括该三个滤光分区，这样则可以根据不同需求分别使该三个滤光分区在不同时间位 于收集透镜514出射的合光光路上。 

与图2a所示实施例类似，第二滤光装置也可以呈圆盘状或滚筒状，相应地，第四驱动装置也可以驱动该圆盘或滚筒绕轴转动。 

进一步地，与图3a所示实施例类似，本实施例中，可以直接将第二滤光装置550设置在合光的发散角较小的位置，此时对第二滤光装置550的设计要求较低，且第二滤光装置的寿命较长且可靠性较好。优选地，还可以通过准直透镜（图未示）将合光准直至第二滤光装置550，使得合光在第二滤光装置550上的入射光束为平行光束。 

此外需要说明的是，本实施例中，发光装置510与第二滤光装置550均由控制装置520进行控制，第二滤光装置位于收集透镜514的出光光路上，这些并不对本发明构成限制，即发光装置510与第二滤光装置550也可以由不同控制装置进行控制，而第二滤光装置也可以设置在从合光装置到收集透镜的光路上。 

本实施例中，在合光（即发光装置的出射光）到光调制单元的光路上设置第二滤光装置，以便于用户根据不同需求对合光选择修饰或不修饰或不同的修饰，从而进一步提高了用户体验。容易理解的是，该手段也同样适用于上述各实施例中，例如，可以将第二滤光装置设置在图2中从收集透镜214至棱镜240的光路上。 

实施例六 

当单色光入射于光调制单元（如DMD）后，由于光调制单元都是用于投影显示的，其形状为长方形，一般比例分为4:3和16:9两种。但是对于舞台灯光系统来说，由于舞台的特殊需求，其投射光斑往往是圆形的。出于效率的考虑，可以采取技术手段使发光装置出射的光在光调制单元上形成的光斑为圆形光斑，且该光斑内接于该光调制单元。 

圆形光斑的形成有多种方式，例如在发光装置的出射光光路上使用圆形截面的积分棒，或接近于圆形的正多边形（例如正六边形）截面的积分棒，或正六边形单元的复眼透镜对来实现。当然，也可以不在发光装置的出射光光路上设置这些光学元件，而在光路的其它位置上设置。例如，在图2a所示实施例中，可以在激发光源211与波长转换装置212 之间的光路上设置圆形截面的积分棒。 

由于发光装置出射的光在光调制单元上形成的光斑最大只能内接于光调制单元，因此发光装置出射的光束将全部落入光调制单元内的部分位置，此时可以设置光调制单元只在该光束在该光调制单元上形成的光斑所在的位置进行图像调制，例如，DMD只需让其在该光斑所在位置上的微镜片工作。 

对于液晶来说，长期的照射产生的温度以及化学反应会影响其寿命；对于其它种类的光调制单元来说，长期照射其一局部会产生类似的寿命问题。为了提升光调制单元的使用寿命，可以在光调制单元工作一段时间后，使光调制单元的入射光与光调制单元之间发生相对移动，进而改变光调制单元中被入射光照射的位置，即光斑在光调制单元上的位置，从而延长光调制单元的使用寿命。相应的，光调制单元调制图像的区域也要跟随光斑所在位置变化，始终保持需要显示的图像在光斑所在位置以内。 

具体示例请参见图6a-6c，图6a为光斑在光调制单元上的位置改变之前的光调制单元的工作情况；图6b为光斑在光调制单元上的位置改变之后，但调制图像的区域未跟随该位置变化时的光调制单元的工作情况；图6c为光斑在光调制单元上的位置发生改变且调制图像的区域跟随该位置变化之后的光调制单元的工作情况。如图6a-6c所示，图中较小的长方形为光阀有效区域，枫叶为需要显示的图案，圆圈为入射于光阀的光斑。图6b中，由于调制图像的区域未跟随光斑所在位置变化，所以光调制单元只能显示圆圈内的枫叶，而图6c则纠正了这个问题。 

要使光调制单元的入射光与光调制单元之间发生相对移动，可以通过移动发光装置或该光调制单元来实现。从实用性角度来讲，相对于移动发光装置，移动光调制单元更具有可行性，这是因为光调制单元后端的光学系统是针对光斑的绝对位置来收集光的，而光调制单元的位置改变了，只要光斑的绝对位置（不是光斑在光调制单元上的位置）不变，光调制单元后端的光学系统的位置就不需要改变，这对于系统设计是最简便的。 

因此，优选地，本发明实施例中的舞台灯光系统还包括第五驱动装置，可以与光调制单元固定连接，用于在光调制单元工作预定时间后驱动光调制单元，使得发光装置的出射光束在光调制单元上形成的光斑在光调制单元上的位置发生移动；并且，系统还包括感应器，用于获取该移动后的光斑在光调制单元上的位置。在光斑在光调制单元上的位置发生移动之后，光调制单元的工作区域也要发生相应地移动，即只在感应器获取的新的位置进行图像调制。 

实施例七 

上述各实施例中，在第一控制模式下，均未要求颜色信号与图像信号需有对应关系，即在发光装置出射任一颜色光时，光调制单元都可以根据任意图像信号进行图像调制，这样实现起来较简单。事实上，在有些应用场合，需要只在特定颜色信号指示的颜色光下显示特定图像。为此，本发明实施例还提供另一实施例。 

本实施例中，控制装置中保存有图像信号与颜色信号的对应关系。一种颜色信号可以对应一组图像信号，两种颜色信号对应的两组图像信号之间至少有部分图像信号不同。例如，指示红光的颜色信号对应的图像有苹果、桃子、火龙果，而指示黄光的颜色信号对应的图像有猕猴桃、梨、杨桃。 

控制装置还用于在获取颜色信号之后，从保存的对应关系中获取与该颜色信号对应的图像信号，并将该图像信号发送给光调制单元；光调制单元用于从控制装置接收该图像信号，并根据该图像信号对发光装置出射的颜色光进行调制，从而在发光装置出射特定颜色光时，调制出与该颜色光对应的特定图像。 

为了特定图像的显示能与特定颜色光准确地对应，优选地，系统还包括同步单元，用于同步发光装置与光调制单元。具体实现方式可以为公知技术，此处不作赘述。 

在其它实施例中，控制装置也可以不保存有图像信号与颜色信号的对应关系，而在获取到颜色信号之后，从获取的彩色图像信号中获取该颜色信号指示的颜色光的图像信号（相当于与该颜色信号对应的图像信 号），并将该图像信号发送给光调制单元。例如，若控制装置获取的彩色图像信号指示红色的苹果和黄色的杨桃，则控制装置在获取到指示红光的颜色信号之后，则控制装置从该彩色图像信号中获取红色图像信号（该红色图像信号指示红色的苹果），并将该红色图像信号发送给光调制单元，从而舞台灯光系统出射红色的苹果图案。 

实施例八 

以上各实施例均是将发光装置出射的颜色光出射至光调制单元，通过光调制单元来实现足够多的图案。系统也可以将现有舞台灯光系统的图案盘与投影系统中的光调制单元组合起来实现图案，以便于用户根据不同需求进行选择。具体请参见图7，图7是本发明实施例中舞台灯光系统的另一实施例的主视图。 

如图7所示，舞台灯光系统800包括发光装置810、控制装置820、光调制单元830与棱镜840。发光装置810具体包括激发光源811、波长转换装置812、第一驱动装置813与收集透镜814。 

与图2a所示实施例相比，本实施例中，系统800还包括光路引导装置870与图案盘880。 

光路引导装置870具有两种工作状态，在第一工作状态下能够将发光装置出射的颜色光引导至光调制单元，在第二工作状态下能够将发光装置出射的颜色光引导至图案盘。 

图案盘880上可以有多种图案，可以通过转动图案盘以使得该多种图案能够分别进入发光装置出射的颜色光的光路上，此为现有技术，此处不作赘述。 

至于光路引导装置870在何时将发光装置出射的颜色光引导至何处，则由控制装置820进行控制。具体地，控制装置820可以获取投射模式；当投射模式为第一投射模式时，控制光路引导装置870将发光装置出射的颜色光引导至光调制单元830；当投射模式为第二投射模式时，控制光路引导装置870将发光装置810出射的颜色光引导至图案盘880。 

同于控制模式，控制装置820获取投射模式的方式也可以有多种，例如从存储单元中读取预设的控制模式，从外接设备中接收控制模式， 或者由用户通过控制装置820的输入模块输入控制模式等。 

具体地，在本实施例中，光路引导装置870为能够线性移动的反射装置，在第二投射模式下，控制装置820控制该反射装置切入发光装置810与棱镜840之间的光路上，并使得该反射装置将发光装置810出射的颜色光反射至图案盘880上。相反地，在第一投射模式下，控制装置820控制该反射装置撤离发光装置810与棱镜840之间的光路上，以使得发光装置810出射的颜色光投射至光调制单元上。 

在其它实施例中，光路引导装置也可以采用其它具体形式。例如，光路引导装置可以为能够旋转的反射装置，并始终位于发光装置出射的颜色光光路上；在不同投射模式下，控制装置可以控制该反射装置旋转，使得反射装置相对于发光装置的出射光光轴分别呈第一角度与第二角度，以将该出射光分别反射至棱镜与图案盘。 

在本实施例中，通过设置光路引导装置，可以实现光调制单元调制与图案盘调制这两种图案调制方式的切换，从而能够进一步满足用户需求；并且，这光调制单元与图案盘调制的光来自同一发光装置，而不需要来自不同发光装置，因此本实施例还具有结构简单、成本低的优点。 

以上各实施例中，发光装置均是从一个光通道分时出射至少两种颜色光至光调制单元。容易理解的是，发光装置也可以从至少两个光通道分时出射至少两种颜色光至光调制单元。举例来说，图2a所示实施例中，第一驱动装置213可以与激发光源211固定连接，驱动激发光源绕波长转换装置212的轴转动（此时波长转换装置静止），从而使得发光装置210从三个光通道（对应波长转换装置的3个分区）分时出射三种颜色光。此时可以对应每个分区分别设置一个光调制单元。 

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (11)

1.一种舞台灯光系统，其特征在于，包括：

发光装置，该发光装置能够分时出射至少两种颜色光；

控制装置，用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制发光装置始终出射该颜色信号指示的颜色光直至获取到新的颜色信号；当控制模式为第二控制模式时，控制发光装置周期性地依次出射所述至少两种颜色光；

光调制单元，用于获取图像信号，并根据该图像信号对所述发光装置出射的颜色光进行调制。

2.根据权利要求1所述的舞台灯光系统，其特征在于，该系统还包括光路引导装置与图案盘；

所述控制装置还用于获取投射模式；当投射模式为第一投射模式时，控制所述光路引导装置将所述发光装置出射的颜色光引导至所述光调制单元；当投射模式为第二投射模式时，控制所述光路引导装置将所述发光装置出射的颜色光引导至所述图案盘。

3.根据权利要求1所述的舞台灯光系统，其特征在于，所述发光装置包括激发光源、波长转换装置与第一驱动装置；

激发光源用于产生激发光；

波长转换装置包括第一分区和第二分区，第一分区上设置有第一波长转换材料，用于吸收所述激发光以出射第一颜色光；第二分区上设置有第二波长转换材料，用于吸收所述激发光以出射第二颜色光，或者，第二分区为用于直接透射或反射所述激发光的空白分区；

第一驱动装置能够驱动所述波长转换装置，使得所述激发光在所述波长转换装置上形成的光斑能够分时作用于第一分区和第二分区；

所述控制装置用于获取工作模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制第一驱动装置，以使得所述激发光在所述波长转换装置上形成的光斑始终作用于能够出射该颜色信号指示的颜色光的分区，直至获取到新的颜色信号；当控制模式为第二控制模式时，控制第一驱动装置，以使得所述激发光在所述波长转换装置上形成的光斑周期性地依次作用于第一分区和第二分区。

4.根据权利要求3所述的舞台灯光系统，其特征在于，当控制模式为第一控制模式时，所述控制装置用于获取颜色信号，控制第一驱动装置，以使得所述激发光在所述波长转换装置上形成的光斑始终在能够出射该颜色信号指示的颜色光的分区中周期性运动，直至获取到新的颜色信号。

5.根据权利要求1所述的舞台灯光系统，其特征在于，所述发光装置包括第一发光器件、第二发光器件、合光装置与第三驱动装置；

第一发光器件用于产生第一颜色光；

第二发光器件用于产生第二颜色光；

所述合光装置用于将第一颜色光与第二颜色光合并为一束合光；

第三驱动装置用于分别控制第一发光器件与第二发光器件的开启、关闭与发光强度；

所述控制装置用于获取控制模式；当控制模式为第一控制模式时，获取颜色信号，控制第三驱动装置，以使得所述合光始终为该颜色信号指示的颜色光，直至获取到新的颜色信号；当控制模式为第二控制模式时，控制第三驱动装置，以使得所述合光周期性地依次为两种颜色光。

6.根据权利要求1所述的舞台灯光系统，其特征在于，该系统还包括具有第一分区与第二分区的第二滤光装置，位于所述发光装置出射的颜色光到所述光调制单元的光路上，第一分区为第一滤光分区，第二分区为透明分区或第二滤光分区；

第四驱动装置，能够驱动第二滤光装置，使得所述发光装置出射的颜色光在第二滤光装置上形成的光斑能够分时作用于第一分区和第二分区；

所述控制装置还用于获取颜色模式，当颜色模式为第一颜色模式时，控制第四驱动装置，以使得所述发光装置出射的颜色光在第二滤光装置上形成的光斑作用于第一分区；当颜色模式为第二颜色模式时，控制第四驱动装置，以使得所述发光装置出射的颜色光在第二滤光装置上形成的光斑作用于第二分区。

7.根据权利要求6所述的舞台灯光系统，其特征在于，所述发光装置能够分时出射三种颜色光至第二滤光装置，该三种颜色光分别为红光、黄色荧光与蓝光；

第一滤光分区用于透射所述红光与蓝光并过滤所述黄光为绿光，或用于透射所述黄光与蓝光并过滤所述红光为深红光。

8.根据权利要求6所述的舞台灯光系统，其特征在于，所述发光装置出射的颜色光在第二滤光装置上的入射光束为平行光束。

9.根据权利要求1所述的舞台灯光系统，其特征在于，所述发光装置出射的光束全部落入所述光调制单元内的部分位置，所述光调制单元只在该光束在该光调制单元上形成的光斑所在的位置进行所述调制。

10.根据权利要求9所述的舞台灯光系统，其特征在于，该系统还包括第五驱动装置，用于在所述光调制单元工作预定时间后驱动该光调制单元，使得所述光斑在光调制单元上的位置发生移动；

所述系统还包括感应器，用于获取所述移动后的光斑在光调制单元上的位置；

所述光调制单元只在所述感应器获取的位置进行所述调制。

11.根据权利要求1所述的舞台灯光系统，其特征在于：

所述控制装置还用于在获取颜色信号之后，获取与该颜色信号对应的图像信号，并将该图像信号发送给所述光调制单元；

所述光调制单元用于根据控制装置发送的图像信号对所述发光装置出射的颜色光进行调制。

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