CN208367345U - 一种具有双色轮系统的舞台投影灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了包括光源以及沿光源传播方向依次设置的汇聚组件、分光组件、修整组件、反射折射组件、棱镜系统、数字微镜元件和投影镜头，所述汇聚组件用于将光源发射出的光汇聚成平行光，所述分光组件用于周期性地滤过RBG三原色光，所述修整组件用于使光均匀化，所述反射折射组件用于光的反射折射，所述数字微镜元件将光反射至棱镜系统都投射入投影镜头并经所述投影镜头的作用成像，所述投影镜头将图像放大并投影到目标物，所述分光组件为一个双色轮系统，包括第一色轮和第二色轮，所述第一色轮和第二色轮相互独立，能实现投影模式的切换。特殊模式下的光输出量可达到原始有效光的55%‑60%，是普通投影模式投影机的2‑2.5倍，光效显著增强。

Description

一种具有双色轮系统的舞台投影灯

技术领域

本实用新型涉及舞台照明技术领域，更具体地，涉及一种具有双色轮系统的舞台图像投影灯。

背景技术

DLP投影机，即数字光处理(Digital Light Procession)投影机，是一种基于DMD芯片作为成像器件，通过大功率的光源照射于该成像器件上，以反射光实现投射图像的投影技术。也就是说这种技术先把影像讯号经过数字处理，然后把光投影出。DMD芯片，即数字微镜元件(Digital Micromirror Device)，是一个由微镜片阵列构成的CMOS硅基片。每一个微镜片表示一个像素，通过电信号驱动微镜片转动，控制每一个像素的灰度值，微镜片在电信号的驱动下成像，之后通过光源的反射后通过镜头投射出画面。DLP技术的投影机具有原生对比度高、机器小型化、光路采用封闭式三大特点，可实现图案现场编辑，常用来取代传统固定图案片的投影灯，以满足人们对于舞台灯光效果的需求。

DLP投影机的影像色彩呈现主要是依靠位于光源和DMD镜片间的色轮，光源通过色轮，色轮对白光进行分色，顺序分出不同单色光射在DMD芯片上，DMD芯片在接受到控制板的控制信号后将光线发射到投影屏幕上。

DLP投影显示的光源为LED灯或气体放电灯，LED灯的功率密度无法大幅度提高；而气体放电灯光源为白光，需要在色轮的作用下先分离RGB三基色光，然后经由DMD合成并投射出全彩影像。色轮同步于DMD转动，在同一时间内一次只能处理一种颜色，色轮进行颜色切换的同时，DMD进行图像切换，在两种颜色切换之间，会有两种光通过，为了不影响图像效果，DMD处于不会产生图像的“黑屏”状态，由此会带来部分的亮度损失，导致色轮的实际光效为三分之一，且很难高于35%。并且DMD实际反射率约为60%，这样，最大光输出只有光源有效光的20%左右。所以光输出很难达到5000LM以上，很难满足特殊场合对舞台灯光效果的需求。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种具有双色轮系统的舞台投影灯，可实现多种投影模式的切换，能够增加投影灯的光输出量，满足多场合的需求。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

包括光源以及沿光源传播方向依次设置的汇聚组件、分光组件、修整组件、反射折射组件、棱镜系统、数字微镜元件和投影镜头，所述汇聚组件用于将光源发射出的光汇聚成平行光，所述分光组件用于周期性地滤过RBG三原色光，所述修整组件用于使光均匀化，所述反射折射组件用于光的反射折射，所述棱镜系统将光射入数字微镜元件，所述数字微镜元件用于提供图像源，将光反射为有效光和无效光，并朝不同方向反射入所述棱镜系统，经所述棱镜系统全反射后，有效光投射入所述投影镜头成像，无效光则投射入投影镜头外的其他方向，所述投影镜头将图像放大，并将放大的图像投影到目标物，其特征在于：所述分光组件为一个双色轮系统，包括第一色轮和第二色轮，第一色轮为RGBW色轮，第二色轮包括白色和若干种非白色滤光片，当第一色轮旋转，第二色轮处于白色滤光片静止或被移除光路时，所述投影灯投射出全彩图像；当第一色轮处于白色滤光片静止或被移除光路，第二色轮被切入并转动到任一种颜色的滤光片时，所述投影灯投射出纯单色图像投影。

本实用新型的投影机具有双色轮系统，能实现两种模式的投影，当第一色轮旋转，第二色轮处于白色滤光片静止或被移除光路时，所述投影灯投射出全彩图像，能满足普通场合的需求，为普通投影模式。当第一色轮处于白色滤光片静止，第二色轮被切入并转动到任一种颜色的滤光片时，所述投影灯投射出纯单色图像投影，为特殊投影模式，此时，由于减去了不需要的颜色，DMD不会存在“黑屏”现象，此时的光输出量可达到原始有效光的55%-60%，是普通投影模式投影机的2-2.5倍。并且第二色轮是由白色和若干种非白色滤光片的组合，能实现各种颜色的图像投影，制造理想的舞台效果。如果，仅使用第一色轮，当其实现特殊模式的时候，由于颜色仅为RGB，将导致使用场景受限，一台投影灯的效果难以实现多种舞台需求。

优选地，所述第一色轮和第二色轮分别设有位置传感器，用于感应各自色轮的滤光片位置，实现模式的切换。所述第一色轮和第二色轮分别由各自的驱动电机驱动。

两个色轮通过各自设有位置传感器和驱动电机来实现相互独立，能够得出任何时刻各自的颜色位置，使得在需要的时候某一色轮能切换到白色或移除光路，实现模式切换，满足特殊场合的需求。

优选地，所述第二色轮为白色滤光片和赤橙黄绿青蓝紫中的一种或多种颜色的滤光片，在特殊投影模式下可以实现多种颜色的单色图像投影。

优选地，所述光源为气体放电灯或白光LED或RGB光源或RGBW光源。

优选地，所述汇聚组件为若干透镜，将光源发射出的光汇聚成平行光。

优选地，所述修整组件为复眼透镜。复眼透镜是由一系列小透镜组合形成，利用双排复眼透镜阵列可提高光的均匀性。

所述第二色轮也可以是若干种非白色滤光片的组合，此时，为了实现普通投影模式，第二色轮必须被移除光路。

与现有技术相比，本实用新型提供的具有双色轮系统的舞台投影灯能实现模式切换，特殊模式下的光输出量可达到原始有效光的55%-60%，是普通投影模式投影机的2-2.5倍，显著增强了光效，并且能实现多种颜色的图像投影，用一个投影灯就能满足多种场合的舞台需求。

附图说明

图1是本实用新型具有双色轮系统的舞台投影灯示意图；

图2是第一色轮的结构示意图；

图3是第二色轮的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，具有双色轮系统的舞台投影灯包括光源1以及沿光源传播方向依次设置的汇聚组件2、分光组件3、修整组件4、反射折射组件5、棱镜系统6、数字微镜元件7和投影镜头8，所述汇聚组件2用于汇聚光源发射出的光成平行光，所述分光组件用于周期性地滤过RBG三原色光，所述修整组件4用于使光均匀化，所述反射折射组件5用于光的反射折射，所述棱镜系统6将光射入数字微镜元件7，所述数字微镜元件7用于提供图像源，将光反射为有效光和无效光，并朝不同方向反射入所述棱镜系统6，经所述棱镜系统6全反射后，有效光投射入所述投影镜头8成像，无效光则投射入投影镜头8外的其他方向，所述投影镜头8将图像放大，并将放大的图像投影到目标物，所述分光组件3为一个双色轮系统，包括第一色轮31和第二色轮32，所述第一色轮31和第二色轮32相互独立，第一色轮31为RGBW色轮，通过第一色轮31和第二色轮32的配合，实现投影模式的切换。第二色轮32包括白色和若干种非白色滤光片，当第一色轮31旋转，第二色轮32处于白色滤光片静止或被移除光路时，所述投影灯投射出全彩图像；当第一色轮31处于白色滤光片静止或被移除光路，第二色轮32被切入并转动到任一种颜色的滤光片时，所述投影灯投射出纯单色图像投影。

在此实施例中，所述光源1为气体放电灯，所述汇聚组件2为若干透镜，所述修整组件4为复眼透镜所述第一色轮31和第二色轮32分别设有位置传感器，且分别由各自的驱动电机驱动。两个色轮通过各自设有位置传感器和驱动电机来实现相互独立，能够得出任何时刻各自的颜色位置，使得在需要的时候某一色轮能切换到白色或被移除光路，实现模式切换，满足特殊场合的需求。

所述第二色轮32为白色滤光片和赤橙黄绿青蓝紫7种颜色的滤光片的组合，在特殊投影模式下可以实现多种颜色的单色图像投影。第一色轮31和第二色轮32的示意图分别如图2和图3所示。

当程序指令要求为普通模式时，气体放电灯灯源1发射的光经汇聚组件2汇聚成平行光，第一色轮31在其电机的带动下高速旋转，第二色轮32处于白色通道静止或者被移除，顺序分出不同单色光，经修整组件4均匀化后，经过反射折射组件5的不断折射和反射，经棱镜系统6的作用后投射入数字微镜元件7，数字微镜元件7将反射为有效光和无效光，加载图像信息的有效光，在棱镜系统6的作用下全反射出去投射到投影镜头8上，所述投影镜头8将图像放大，并投影到目标物上。

当程序指令为特殊模式时，气体放电灯灯源1发射的光经汇聚组件2汇聚成平行光，第一色轮31处于白色通道静止或被移除光路，第二色轮32在电机的作用下转到某一颜色通道，光经修整组件4均匀化后，经过反射折射组件5的不断折射和反射，经棱镜系统6的作用后投射入数字微镜元件7，数字微镜元件7将光反射为有效光和无效光，加载图像信息的有效光，在棱镜系统6的作用下反射出去投射到投影镜头8上，所述投影镜头8将图像放大，并投影到目标物上，呈现纯单色图像投影。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，所述光源1是白光LED。

当程序指令要求为普通模式时，白光LED灯源1发射的光经汇聚组件2汇聚成平行光，第一色轮31在其电机的带动下高速旋转，第二色轮32处于白色通道静止或者被移除，顺序分出不同单色光，经修整组件4均匀化后，经过反射折射组件5的不断折射和反射，经棱镜系统6的作用后投射入数字微镜元件7，数字微镜元件7将光反射为有效光和无效光，加载图像信息的有效光，在棱镜系统6的作用下反射出去投射到投影镜头8上，所述投影镜头8将图像放大，并投影到目标物上。

当程序指令为特殊模式时，白光LED灯源1发射的光经汇聚组件2汇聚成平行光，第一色轮31处于白色通道静止或被移除光路，第二色轮32在电机的作用下转到某一颜色通道，光经修整组件4均匀化后，经过反射折射组件5的不断折射和反射，经棱镜系统6的作用后投射入数字微镜元件7，数字微镜元件7将光反射为有效光和无效光，加载图像信息的有效光，在棱镜系统6的作用下反射出去投射到投影镜头8上，所述投影镜头8将图像放大，并投影到目标物上，呈现纯单色图像投影。

所述光源还可以是其他合成白光，如RGB LED或RGBW LED。

实施例3

实施例3与实施例1和实施例2的区别在于，所述第二色轮也可以是若干种非白色滤光片的组合，此时，为了实现普通投影模式，第二色轮必须被移除光路。

当程序指令要求为普通模式时，灯源1发射的光经汇聚组件2汇聚成平行光，第一色轮31在其电机的带动下高速旋转，第二色轮32被移除，顺序分出不同单色光，经修整组件4均匀化后，经过反射折射组件5的不断折射和反射，经棱镜系统6的作用后投射入数字微镜元件7，数字微镜元件7将光反射为有效光和无效光，加载图像信息的有效光，在棱镜系统6的作用下反射出去投射到投影镜头8上，所述投影镜头8将图像放大，并投影到目标物上。

当程序指令为特殊模式时，灯源1发射的光经汇聚组件2汇聚成平行光，第一色轮31处于白色通道静止或被移除光路，第二色轮32在电机的作用下切入光路并转到某一颜色通道，光经修整组件4均匀化后，经过反射折射组件5的不断折射和反射，经棱镜系统6的作用后投射入数字微镜元件7，数字微镜元件7将光反射为有效光和无效光，加载图像信的有效光息，在棱镜系统6的作用下反射出去投射到投影镜头8上，所述投影镜头8将图像放大，并投影到目标物上，呈现纯单色图像投影。

特殊模式通过减去不需要的颜色，其光输出量可达到原始有效光的55%-60%，同功率同芯片同光源的情况下，是普通投影模式投影机的2-2.5倍，可实现普通模式下投影机无法达到的亮度，能满足多种场合的需求，如用于舞台上要求特高光输出的单色投影或者白光投影场合。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有双色轮系统的舞台投影灯，包括光源（1）以及沿光源传播方向依次设置的汇聚组件（2）、分光组件（3）、修整组件（4）、反射折射组件（5）、棱镜系统（6）、数字微镜元件（7）和投影镜头（8），所述汇聚组件（2）用于将光源发射出的光汇聚成平行光，所述分光组件（3）用于周期性地滤过RBG三原色光，所述修整组件（4）用于使光均匀化，所述反射折射组件（5）用于光的反射折射，所述棱镜系统（6）将光射入数字微镜元件（7），所述数字微镜元件（7）将光反射为有效光和无效光，并朝不同方向反射入所述棱镜系统（6），经所述棱镜系统（6）全反射后，有效光投射入所述投影镜头（8）成像，无效光则投射入投影镜头（8）外的其他方向，所述投影镜头（8）将图像放大，并将放大的图像投影到目标物，其特征在于：所述分光组件（3）为一个双色轮系统，包括第一色轮（31）和第二色轮（32），第一色轮（31）为RGBW色轮，第二色轮（32）包括白色滤光片和若干种非白色滤光片，当第一色轮（31）旋转，第二色轮（32）处于白色滤光片静止或被移除光路时，所述投影灯投射出全彩图像；当第一色轮（31）处于白色滤光片静止或被移除光路，第二色轮（32）被切入并转动到任一种颜色的滤光片时，所述投影灯投射出纯单色图像投影。

2.根据权利要求1所述的具有双色轮系统的舞台投影灯，其特征在于：所述第一色轮（31）和第二色轮（32）分别设有位置传感器，用于感应各自色轮的滤光片位置。

3.根据权利要求1所述的具有双色轮系统的舞台投影灯，其特征在于：所述第一色轮（31）和第二色轮（32）分别由各自的驱动装置驱动。

4.根据权利要求3所述的具有双色轮系统的舞台投影灯，其特征在于：所述驱动装置为步进电机。

5.根据权利要求1所述的具有双色轮系统的舞台投影灯，其特征在于：所述第二色轮（32）为白色滤光片和赤橙黄绿青蓝紫中一种或多种颜色滤光片的组合。

6.根据权利要求1所述的具有双色轮系统的舞台投影灯，其特征在于：所述光源（1）为气体放电灯或白光LED或RGB光源或RGBW光源。

7.根据权利要求1所述的具有双色轮系统的舞台投影灯，其特征在于：所述汇聚组件（2）为若干透镜。

8.根据权利要求1所述的具有双色轮系统的舞台投影灯，其特征在于：所述修整组件（4）为复眼透镜。

9.一种具有双色轮系统的舞台投影灯，包括光源（1）以及沿光源传播方向依次设置的汇聚组件（2）、分光组件（3）、修整组件（4）、反射折射组件（5）、棱镜系统（6）、数字微镜元件（7）和投影镜头（8），所述汇聚组件（2）用于将光源发射出的光汇聚成平行光，所述分光组件（3）用于周期性地滤过RBG三原色光，所述修整组件（4）用于使光均匀化，所述反射折射组件（5）用于光的反射折射，所述棱镜系统（6）将光射入数字微镜元件（7），所述数字微镜元件（7）用于提供图像源，将光反射为有效光和无效光，并朝不同方向反射入所述棱镜系统（6），经所述棱镜系统（6）全反射后，有效光投射入所述投影镜头（8）成像，无效光则投射入投影镜头（8）外的其他方向，所述投影镜头（8）将图像放大，并将放大的图像投影到目标物，其特征在于：所述分光组件（3）为一个双色轮系统，包括第一色轮（31）和第二色轮（32），第一色轮（31）为RGBW色轮，第二色轮（32）包括若干种非白色滤光片，当第一色轮（31）旋转，第二色轮（32）被移除光路时，所述投影灯投射出全彩图像；当第一色轮（31）处于白色滤光片静止或被移除光路，第二色轮（32）被切入并转动到任一种颜色的滤光片时，所述投影灯投射出纯单色图像投影。