CN108027123B - 具有附加灯光效果的led投射灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种投射灯具，所述投射灯具包括至少一个LED，所述至少一个LED产生光束；以及投射系统，所述投射系统被沿着光轴定位、被配置来沿着所述光轴投射所述光束。束成形物体被布置在所述LED与所述投射系统之间，并且包括至少两个不同的束成形图案，所述束成形图案当所述束成形物体相对于所述光束旋转时可以被布置在所述源光束中。致动器被配置来相对于所述源光束连续地旋转所述束成形物体，以便将所述束成形图案交替地布置在所述光束中。所述投射灯具包括同步器，所述同步器提供指示以下各项的同步信号：所述束成形物体的旋转速度和/或角位置；束成形图案相对于所述光束的位置。其中控制器被配置来基于所述同步信号在LED开启时间段与LED关闭时间段之间切换所述LED。

Description

具有附加灯光效果的LED投射灯具

技术领域

本发明涉及一种LED投射灯具，其中光门由至少一个LED照射，并且其中投射系统被配置来投射光沿着主光轴穿过光门。束成形物体被布置在光门附近并且被配置来修改光束。

背景技术

为了产生与音乐会、现场表演、电视节目、体育赛事相关的各种灯光效果和气氛照明或者作为建筑安装的一部分，产生各种灯光效果的灯具越来越多地用于娱乐行业。通常，娱乐灯具产生具有束宽度和发散度的光束，并且例如可以是产生相对宽的光束的洗墙灯具/泛光灯具，或者其可以是被配置来将图像投射到目标表面上的投射灯具。

投射灯具包括由光源模块照射的光门，并且光学投射系统被配置来收集沿着主光轴穿过光门的光。束成形物体经常被布置在光门处并且用于使光束成形。束成形物体可以用于产生空中效果(由于在空气中的烟雾/薄雾中/上的光散射而可见)，其中在空中的光束的形状由束成形物体限定和/或束成形物体可以产生投射到目标表面上并在其上成像的光图案。束成形物体可以是能够修改光束的任何物体，并且可以例如是图案片、动画轮、雾镜、滤色器、棱镜、造型叶片、光圈、纹理化玻璃等。可以使用束成形物体作为布置在光束中的静态物体和/或作为相对于光束移动以便产生动态灯光效果的可移动物体。此外，已知使用诸如DMD、LCD等的数字成像装置作为束成形物体，由此投射的光束可以被用作数字投射仪，例如以便投射图形图像和/或视频信号。

灯光设计师和程序员想要在灯光设备中产生尽可能多的效果，因为这在创建灯光表演时赋予灯光设计师和程序员许多选择。然而，由于每种灯光效果部件在灯光设备中占据空间，因此难以提供具有许多效果的灯光设备。特别是，由于需要将光形成元件定位在光学系统的焦点(光门)中，所以难以在投射光装置中提供许多灯光效果，并且典型的光学系统仅能够聚焦在非常有限的区域。同时也期望具有轻巧且紧凑的灯具，因为这些灯具更容易处理。此外，灯光设计师和程序员也希望可以用来创建灯光表演的新的灯光效果。

US20100201949公开了包括控制灯组件的控制系统、与电机联接并且可以以预定的速度V(例如，20至30RPS或更多)旋转的圆盘的交互式活动幻镜。圆盘包括设置在至少部分透光性的基底(例如，幻灯片)上的多个图像，所述图像描绘具有不同面部表情的一系列面部。在操作中，可以包括用于聚焦来自穿过圆盘的光组件的光的输出物镜(未示出)的光组件被用于在圆盘的每一次旋转过程中选择性地照射一个或多个幻灯片，其方式使得动画图像出现在投射表面上。这种活动幻镜系统仅可以提供活动幻镜效果，并且无法用于照明目的和空中效果。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的局限性，并且提供一种能够产生明亮的照明和新的灯光效果的紧凑型投射灯具。这可以通过如由独立权利要求限定的投射灯具和方法来实现。在说明本发明的附图的详细描述中公开了本发明的益处和优点。从属权利要求限定了本发明的不同的实施方案。

附图说明

图1示出根据本发明的投射灯具的结构图；

图2a-2c示出根据本发明的投射灯具中的束成形物体相对于源光束的不同位置；

图3a-3i示出通过组合图2a-2c中的不同束成形图案而产生的不同光图案；

图4a-4c示出根据本发明的投射灯具中的束成形物体的另一实施方案相对于源光束的不同位置；

图5a-5h示出通过组合图4a-4c中的不同束成形图案而产生的不同光图案；

图6a-6b示出具有凹口的束成形物体以及所述凹口的光学检测的不同实施方案；

图7示出根据本发明的投射灯具的另一实施方案的结构图；

图8a-8d示出根据本发明的照明装置的光源模块的不同实施方案；

图9示出根据本发明的投射灯具的另一实施方案；

图10-12示出根据本发明的用于控制束成形图案的效果的不同方法的流程图。

具体实施方式

鉴于仅旨在说明本发明的原理的示例性实施方案来描述本发明。本领域技术人员将能够在权利要求的范围内提供若干实施方案。在所示实施方案中，所示的光束和光学部件仅用于说明本发明的原理，而不是示出准确和精确的光束和光学部件。贯穿整个说明书，提供类似效果的类似元件的参考数字已被赋予相同的最后两位数字。

图1示出根据本发明的投射灯具101的结构图。灯具包括光源模块103、投射系统105、束成形物体107和控制器109。

光源模块103包括至少一个LED 111，所述LED 111产生沿着主光轴115(如虚线箭头所示)传播的至少一个源光束113(示出为虚线)。在所示实施方案中，光源模块包括光收集器117，所述光收集器117被配置来收集来自LED的光并且将收集的光转换成源光束。光收集器可以是能够收集来自LED的光并且将收集的光转换成源光束的任何光学部件，例如光学透镜、TIR透镜、光棒等。应当理解，光收集器可以被配置来收集来自任何正数的LED的光，并且光收集器可以因此适于收集来自单个LED或多个LED的光。在所示实施方案中，已仅指示一个LED 111和对应的光收集器117，然而应当注意，在替代实施方案中，可以提供多个LED，其中每个LED提供源光束，并且其中光源模块被配置来使源光束在光门处集中。光门可以由孔口界定，然而应当理解，可以省略物理孔口，并且束成形装置也可以构成孔口。

控制器109被配置来控制投射灯具和投射灯具的部件。控制器包括处理器119和存储器121，并且被配置来基于指示多个灯控制参数的输入信号123来控制灯具，所述多个灯控制参数指定应当如何控制投射灯具。输入信号123可以是能够传送参数的任何信号，并且可以例如基于以下协议之一：USITT DMX 512、USITT DMX 512 1990、USITT DMX 512-A、DMX-512-A(包括如由ANSI E1.11和ANSI E1.20标准涵盖的RDM)、无线DMX、Artnet或指定控制网络架构的ACN；ANSI E1.17、E1.31。控制参数也可以从用户界面生成，所述用户界面被实现为投射灯具的一部分，或者在通过输入信号123将灯控制参数发送到投射灯具的外部控制器上实现。控制参数也可以从存储器121中的预存储程序获得。

控制器被配置来通过通信线路125控制LED 111，并且可以根据需要打开和关闭LED。此外，控制器还可以被配置来例如通过使用PWM、AM、FM、二进制信号、DC信号等来调整由LED源发射的光的强度。本领域技术人员将能够例如通过提供基于来自控制器的控制信号产生用于LED的激活信号的驱动器来在控制器与LED之间提供多种通信线路。在具有多个LED的实施方案中，LED可以连接到同一个数据总线并且由控制器通过数据总线使用寻址来控制。LED可以基于来自控制器的同一个控制信号来控制或者由同一个驱动器来控制。

投射系统105包括正数的光学部件，并且被配置来收集由束成形物体107修改的光并沿着主光轴115投射收集的光。投射系统可以被配置来调整离开投射系统的光束的束宽度和/或发散度，并且可以被调整以使布置在光门附近的束成形物体沿着光轴在目标表面处进行成像。在所示实施方案中，投射系统包括光学变焦组127和光学聚焦组129。光学变焦组包括至少一个光学部件并且被配置来调整光束的发散度和/或束宽度。光学聚焦组包括至少一个光学部件，并且被配置来使束成形物体的图像沿着主光轴在目标表面处聚焦。投射系统也可以被提供为具有预定义聚焦和变焦性质的固定一组光学部件。存在光学变焦组和/或光学聚焦组的至少一个光学部件可以是光学器件领域中已知的任何光学部件，诸如透镜、棱镜、反射镜等。

在所示实施方案中，光学变焦组和光学聚焦组可相对于主光轴移动，并且控制器被配置来分别通过通信线路131和133控制光学变焦组127和光学聚焦组沿着主光轴的位置。如娱乐照明领域已知的，使用致动器(未示出)来使变焦组和聚焦组沿着光轴移动。控制器可以被配置来基于第一变焦级参数控制光学变焦组，其中第一变焦级参数指示投射光束的变焦级别。变焦级参数可以从存储器121、从输入信号123或者从用户界面(未示出)获得。控制器也可以被配置来基于聚焦参数控制光学聚焦组。聚焦参数可以指示应聚焦束成形物体的图像的距离、可以基于变焦级参数来确定和/或指示是否将要提供散焦图像。控制器可以进一步被配置来基于变焦级参数来确定聚焦级参数，例如以便在变焦操作过程中维持相同的聚焦。在一个实施方案中，光学聚焦组可在聚焦位置与散焦位置之间移动，其中在聚焦位置中，光学聚焦组被配置来沿着主光轴使束成形物体在目标表面处成像，并且其中在散焦位置中，光学聚焦组被配置来提供束成形物体的散焦图像。应当理解，光学变焦组和聚焦组可以是提供固定变焦和聚焦的固定组。

束成形物体107被布置在LED 111与投射系统107之间，并且包括第一束成形图案135a和第二束成形图案135b，其中第一束成形图案和第二束成形图案是不同的。应当理解，束成形物体可以包括与第一和第二束成形图案不同的附加束成形图案和/或第一和第二束成形图案的附加副本。至少两个不同的束成形图案被示出为不同的剖面线，但是将在图2a-c、图4a-c和图6中进一步详细示出。束成形物体可通过致动器137围绕相对于主光轴115偏移的轴108旋转，并且两个不同的束成形图案可以通过旋转束成形物体交替地布置在源光束中。

束成形图案可以是能够使源光束成形的任何图案，并且可以例如是被提供为以非透明材料提供的透明图案的图案片，其中束成形图案的照明产生光穿过透明材料同时由非透明材料阻挡的结果。非透明材料可以例如被提供为金属板，其中透明图案被提供为金属板中的切口。可替代地，束成形物体可以被提供为透明板，其中非透明区域被提供为透明板上的涂层。透明板可以例如由玻璃、聚合物、硅树脂制成。另外，可以提供透明和非透明图案作为具有不同滤色性质的滤色器，由此可以产生彩色光图案。束成形图案也可以被提供为有纹理的玻璃图案片。

致动器被配置来连续地旋转束成形物体，以便将两个不同的束成形图案135a和135b交替地布置在源光束中。束成形物体的连续旋转导致两个不同的束成形图案135a和135b被交替地布置在源光束中的结果。在所示实施方案中，控制器被配置来通过通信线路139控制致动器137，例如以便开始和停止束成形物体的旋转、增加和减小旋转速度、改变旋转方向和/或停止束成形装置的旋转使得某一束成形图案被布置在源光束中。

投射灯具包括被配置来向控制器提供同步信号143的同步器141。同步信号143指示束成形物体的旋转速度、束成形物体的角位置、第一束成形图案相对于源光束的位置以及第二束成形图案相对于源光束的位置中的至少一个参数。束成形物体的旋转速度指示束成形物体围绕其旋转轴108旋转的有多快，并且可以被提供为束成形物体在给定时间帧内执行的转数，例如每分钟转数(RPM)或每秒钟转数(RPS)。束成形物体的旋转速度也可以被提供为束成形物体的角速度，或者被提供为瞬时速度或给定时间帧内的平均角速度。第一束成形图案和第二束成形图案的位置可以例如是指示每当第一束成形图案和第二束成形图案被定位在相对于源光束的某个位置处时的同步信号，例如同步信号可以被证实是每当束成形图案位于源光束内部时、每当束成形图案即将进入源光束时、每当束成形图案刚刚离开源光束时的指示。同步信号还可以指示束成形物体相对于其旋转轴的角位置，例如同步信号可以指示每当束成形物体经过某个角位置时，或者其可以指示束成形物体相对于参考角位置的角位置。

此外，控制器被配置来基于同步信号143在开启时间段与关闭时间段之间切换LED111，其中LED在开启时间段内开启并且在关闭时间段内关闭。

根据本发明的投射灯具使得可以产生大量的灯光效果。这是通过连续地旋转束成形物体并且产生至少两个不同的束成形图案被以非常高的速度交替地布置在光束中的结果来实现的。此外，通过在开启时间段与关闭时间段之间切换LED，可以在束成形图案被布置在光束中时照亮束成形图案，因此由束成形图案产生的光图案可以沿着主光轴投射。束成形物体的旋转使得可以非常快速地在不同的束成形图案之间交替。基于同步信号来切换开启时间段和关闭时间段使得可以利用束成形装置的实际旋转来非常准确地控制束成形图案的照明。这种关于光束成形装置的旋转来非常精确地控制照明使得可以产生大量灯光效果，因为光束成形物体的照明可以被定时以便以许多方式照亮两个不同的束成形图案，由此可以产生不同的灯光效果。在束成形物体旋转得如此之快以致两个不同的束成形图案以比人类观察者能够看到的速度更快的速度交替地布置在源光束中的情况下，可以将由束成形图案产生的两个光图案组合成组合照明，所述组合照明是由人类观察到的一种假想的光图案。例如，束成形物体可以以一定速度旋转，从而以比人类将能够感知为不同图像的速度更快的速度将束成形图案交替地布置在源光束中。在许多情况下，足以使束成形物体以一定速度旋转，从而以比每秒100帧更快的速率来布置不同的束成形物体，其中帧对应于被形成为图案片图案的图像。

可以例如执行束成形物体与LED之间的同步，使得每当两个不同的光束图案中的一个被布置在光束中时就激活开启时间段，并且使得当两个不同的束成形图案之间的不透明区域在光束中时激活关闭时间段。

此外，基于同步信号来控制开启时间段和关闭时间段，使得可以实时地调整开启时间段的持续时间，并且控制当不同的束成形图案被布置在源光束中时不同的束成形图案被照亮多久。例如，通过提供较长的开启时间段，结果就是形成束成形图案的拉伸/模糊图像。

基于同步信号来调整何时开始开启时间段使得可以在照射点内移动束成形图案。例如，当束成形图案进入光束中时就开始开启时间段导致在照射点的开始(一侧)处产生光图案，然而如果开启时间段开始于束成形图案在光束的中间时，那么就导致在照射点的中间产生的光图案，并且稍后开始开启时间段将光图案移向照射点的另一侧。

本发明因此使得可以关于光束中的不同的束成形图案的交替布置非常精确地与LED的开启时间段和关闭时间段同步。

在一个实施方案中，致动器137被提供为步进电机，并且控制器119被配置来对步进电机移动的步进进行计数，如步进电机控制领域中已知的。在这种实施方案中，同步器141可以根据控制器来集成，并且被配置来基于步进电机计数来生成同步信号。

在另一实施方案中，同步器141包括检测器，所述检测器被配置来检测束成形物体107的旋转速度并且提供指示旋转速度的同步信号143。检测器可以例如基于磁性检测器或光学检测器，所述磁性检测器和光学检测器被配置成每当束成形物体已旋转给定角距离时被触发。例如，在一个实施方案中，磁体被设置在束成形物体上，并且每当磁体经过磁性传感器时磁性传感器就被激活，因此可以提供指示磁体何时经过磁性传感器的同步信号。检测器可以随后被配置来基于来自磁性传感器的信号来确定旋转速度。磁性传感器可以是能够检测经过的磁体的任何传感器，诸如霍尔效应传感器、磁性开关、各向异性磁阻传感器、磁通量感应电容器等。

图2a-2c示出被实施为图案片轮的束成形物体207的顶视图(从沿着束成形物体的旋转轴线208的位置看)，所述图案片轮包括两个不同的束成形图案，所述两个不同的束成形图案被实施为位于不同角位置处的图案片图案。束成形物体包括至少一个束成形图案的多个，这意味着束成形物体包括光束图案的多个副本，所述多个副本被相对于束成形物体的旋转轴布置在不同的角位置处。应当理解，可以提供束成形图案之一的多个副本，同时仅提供具有另一图案的一个束成形图案。还可以提供束成形图案中的每一个的多个，并且不同的束成形图案中的每一个的多个的数量可以是不同的或相同的。多个束成形图案可以相对于旋转轴208布置在交替的角位置中。

在所示实施方案中，第一束成形图案235a和第二束成形图案235b被相对于图案片轮的旋转轴布置在交替的角位置处。因此，每第二束成形图案都是相同的。源光束的位置和范围由虚线圆圈213指示。这使得可以增加束成形图案的投射图像的光强度，因为同一个束成形图案上的多个副本使得可以更频繁地照射束成形图案从而产生更多的光。此外，束成形物体可以以较慢的速度旋转，并且维持束成形图案的明亮图像。

图2a-b示出束成形物体207，其中在图2a中，第一束成形图案235a位于源光束213中，并且在图2b中，第二束成形图案235b位于源光束213中。在图2a-b中，每个束成形图案235a-b具有在束成形物体处以规则的角度间隔分布的四个副本。当束成形物体旋转时，根据束成形物体的旋转速度，不同的副本将在给定的时间位于源光束中。

图2c示出束成形物体包括位于两个连续的束成形图案之间的非成形区段245，其中非成形区段具有至少与源光束一样大的范围。这样的结果是两个束成形图案都完全在源光束之外，并且因此可以通过改变LED开启时间段的开始时间来将束成形图案定位在源光束中的任何位置，而没有使得任何连续的束成形图案都可见，这是由于在束成形物体旋转时的连续束成形图案在第一束成形图案已退出光束之前将不会进入光束中的事实。

在束成形物体处示出磁体234，并且灯具包括被布置在灯具内部的固定位置处的磁性传感器240，所述磁性传感器240被配置来每当磁体经过磁性传感器时提供同步信号。

图3a-3i示出通过组合图2a-b中的图案片轮的不同束成形图案并且通过相对于束成形物体的旋转来配置LED开启时间段的持续时间和/或开始时间来产生的不同的光图案336。LED开启时间段的开始时间限定了LED开启时间段何时被激活，并且LED开启时间段的持续时间限定了LED开启时间段被激活多长时间。

图3a-b示出光图案，其中仅当束成形图案中的一个被布置在光束中时提供开启时间段，从而导致仅产生束成形图案中的一个的光图案的结果。这通过每当相同的束成形图案被布置在光束中时开始开启时间段来实现。LED开启时间段的持续时间被设置为低，使得LED短暂闪烁，并且LED开启时间段的开始时间被设置成使得当束成形图案在源光束的中间时，LED开启时间段将开始。开始时间将基于束成形物体的旋转速度、束成形图案的总数以及同步信号来计算。图3a示出当第一束图案235a被布置在光束中时产生的光图案，并且图3b示出当第二光束图案235b被布置在光束中时产生的光束图案。

图3c示出光图案，其中束成形图案被交替地布置在源光束中，并且其中每当两个不同的光束图案中的一个被布置在光束中时提供开启时间段。这给人一种错觉：两种不同的束成形图案被组合成新的图案。LED开启时间段被设置为低，使得LED短暂闪烁，并且LED开始时间被设置成使得当束成形图案在源光束的中间时，LED开启时间段将开始。开始时间将基于束成形物体的旋转速度、束成形图案的总数以及同步信号来计算。

图3d示出与图3c相同的光图案，但是在此相对于源光束内的束成形图案的位置的LED开启时间段的开始时间被改变，使得束成形图案将看起来像它们被移位到右侧。这是通过相对于束成形物体的旋转速度来调整开始时间来实现的。例如，通过延迟开启时间段的开始时间导致光图案移动到一侧，同时提前开始时间导致光图案在相反方向上移动。应注意，系统的光学器件和束成形物体的旋转方向限定了在相对于束成形物体的旋转延迟或提前开启时间段时，光图案在哪个方向上移动。

图3e示出图2a-b的两个束成形图案235a、235b的组合。与光束图案235a中的一个相关的LED开启时间段的开始时间已被延迟，而另一个束成形图案235b的开始时间被限定在中心位置处。第一束成形图案235a已向右移位，因此已通过引入延迟来改变开始时间。第二束成形图案235b仍位于中间，因此如果中间位置被认为是起始点，那么开始时间不变。

图3f示出图2a-b的两个束成形图案235a、235b的组合，其中与光束图案之一相关的LED开启时间段的开始时间已被延迟，而另一个束成形图案的开始时间被相对于中心位置提前。第一束成形图案235a已向左移位，因此开始时间已提前。第二束成形图案235b已向右移位，因此开始时间已通过延迟改变。

图3g示出光图案，其中仅第一束成形图案235a始终可见。通过相对于束成形物体的旋转速度调整LED开启时间段的开始时间和持续时间来产生这种光图案。提前LED开启时间段的开始时间并延长LED开启时间段的持续时间导致光图案移动到光图案的一侧，并且将图案的延伸部朝向光图案的相对侧拉伸。

应注意，系统的光学器件和束成形物体的旋转方向限定了在相对于束成形物体的旋转延迟或提前开启时间段时，光图案在哪个方向上移动。

图3h示出与图3g相同的光图案，但是开始时间比图3g的开始时间稍推后，并且LED开启时间段的持续时间比图3g的情况更短。

图3i示出光图案，其中第二束成形图案235b被拉伸，并且第一束成形图案235a在不同位置出现两次。这是通过调整LED开启时间段的开始时间和持续时间来实现的。例如，通过在同一个束成形图案上具有两个不同的开始时间，其中第二个开始时间大于第一个开始时间会导致束成形图案同时出现在两个不同位置处的错觉。对于第一束成形图案235a，通过相对于束成形物体的旋转速度调整LED开启时间段的开始时间和持续时间来实现所述效果。通过延迟开启时间段的开始时间并延长开启时间段的持续时间，导致光图案移动到一侧并拉伸到相对侧。

图4a-4c示出被实施为图案片轮的束成形物体407的不同实施方案的顶视图(从沿着束成形物体的旋转轴408的位置看)。在这个实施方案中，束成形物体包括被实施为图案片图案的不同的第一束成形图案435a、第二束成形图案435b和第三束成形图案435c。此外，束成形物体包括开口区段447。开口区段的范围大于源光束(由虚线圆圈413指示)，其允许源光束穿过未受影响的开口区段。

图4a示出光束被布置在开口区段中的情况。源光束不受影响地穿过束成形物体。

图4b-c示出束成形物体，所述束成形物体被定位成使得源光束位于两个连续的束成形图案之间的中间，但是将源光束放置在束成形物体的非成形区段245中。

束成形物体上的束成形图案的数量的增加赋予增加数量的光图案的益处。当束成形物体不旋转并且因此未使用时，开口区段447是有用的。可以随后旋转束成形物体，使得将开口区段布置在源光束413中。光束将随后不受束成形物体的影响。在束成形物体的连续旋转的过程中，控制器可以被配置来当开口区段被布置在源光束413中时延长LED关闭时间段，使得当开口区段被布置在光束中时不发光，因此避免了在产生光图案时使用开口区段447。

控制器还可以适于当开口区段被布置在光束中时提供LED开启时间段，这使得当束成形图案连续旋转时可以提供不受影响的光束。

束成形物体包括多个第一标识符，所述第一标识符被配置来指示对应的束成形图案相对于源光束413的位置。这使得可以在不同的束成形物体旋转时产生指示束成形物体相对于源光束的位置的同步信号。在这个实施方案中，标识符被提供为磁体和对应的磁性传感器，其中磁体434a-d被布置在距离束成形物体的边缘不同距离432a-d处，使得布置在相同束成形图案附近的磁体被布置在距离束成形物体的边缘的相同距离处。灯具包括布置在灯具内部的固定位置处的四个磁性传感器440a-d，并且每个磁性传感器被配置来每当磁体中的一个经过磁性传感器时提供同步信号。四个磁性传感器取决于距离432a-d被放置在四个不同的位置处。这允许控制器每当在某种类型的束成形图案附近布置的磁体经过对应的磁性传感器时接收唯一的同步信号。这使得可以布置磁体和对应的磁性传感器，使得可以提供指示哪个束成形图案即将进入源光束的同步信号。例如，磁体可以相对于束成形图案来布置，使得对应的磁体刚好在束成形图案进入光束之前经过磁性传感器。

在图4a中，磁体434a即将经过磁性传感器440a。当磁体434a经过磁性传感器440a时，控制器接收指示第一束成形图案435a即将进入源光束413的同步信号。在图4b中，磁体434d被放置在磁性传感器440d的正下方，从而指示开口区段413即将进入源光束413。在图4c中，磁体434d已经过磁性传感器440d，并且新的磁体434a正在经过磁性传感器440a，从而指示束成形图案435a即将进入源光束。控制器的一种实现方式可以是将这些同步信号变成控制器上的中断，所述中断随后可以取决于想要哪个束成形图案来预订。这在控制器上节省了大量的计算，并且使得其对于束成形物体的旋转速度的变化更稳健。应当注意，使用磁体只是实现同步信号的方式的实例。也可以使用光学传感器，其中磁体将由孔替换，并且光源将随后每当孔经过光传感器时就激活光传感器。可替代地，同步信号还可以由光电传感器提供，所述光电传感器被配置来检测束成形物体上的黑色、亮色或彩色斑点，并且在这种实施方案中，磁体可以被设置成黑色、亮色或彩色斑点。还应当注意的是，磁体的数量和位置也只是实例。相同的结果可以通过使用不同地放置在束成形物体上的更多或更少的磁体来实现。

图5a-h示出通过组合图4a-c中的图案片轮的不同束成形图案435a-c并且通过相对于束成形物体的旋转来配置LED开启时间段的持续时间和/或开始时间来产生的不同光图案536。

图5a-b示出光图案，其中仅当束成形图案中的一个被布置在光束中时提供开启时间段，从而导致仅产生束成形图案中的一个的光图案的结果。LED开启时间段被设置为低，使得LED短暂闪烁，并且LED开启时间段的开始时间被设置成使得当束成形图案在源光束的中间时，LED开启时间段将开始。开始时间将基于束成形物体的旋转速度、束成形图案的总数以及同步信号来计算。图5a示出当第一束成形图案435a被布置在光束中时产生的光图案，并且图5b示出当第三束成形图案435c被布置在光束中时产生的光束图案。

图5c-d示出光图案，其中两个束成形图案被交替地布置在源光束中，并且其中每当两个不同的光束图案中的一个被布置在光束中时提供LED开启时间段。这给人一种错觉：两种不同的束成形图案被组合成新的图案。LED开启时间段被设置为低，使得LED将仅仅短暂闪烁，并且LED开始时间被设置成使得当束成形图案在源光束的中间时，LED开启时间段将开始。开始时间将基于束成形物体的旋转速度、束成形图案的总数以及同步信号来计算。在图5c中，第一束成形图案435a和第三束成形图案435b被组合，并且在图5d中，第二束成形图案435b和第三束成形图案435c被组合。

图5e示出光图案，其中仅第三束成形图案435c始终可见，并且从一侧拉伸到另一侧。这是通过相对于束成形物体的旋转速度调整LED开启时间段的开始时间和持续时间来实现的。通过提前开启时间段的开始时间并延长开启时间段的持续时间，使得光图案移动到一侧，并且延长LED开启时间段的持续时间将图案朝向相反侧拉伸。

应注意，系统的光学器件和束成形物体的旋转方向限定了在相对于束成形物体的旋转延迟或提前开启时间段时，光图案在哪个方向上移动。

图5f示出光图案，其中第三束成形图案435c在光束位置内的不同位置处出现两次。这是通过调整LED开启时间段的开始时间来实现的，使得每当第三束成形图案通过光束时产生两次闪光。

图5g示出在图5f的光图案已与当第一束成形图案435a位于光束的中心时由闪光产生的光图案组合的情况下的光图案。

图5h示出光图案，其中第三束成形图案435c被拉伸，并且第一束成形图案435a出现在源光束的中心。这是通过调整LED开启时间段的开始时间来实现的，因此当第一束成形图案453a位于源光束的中间时，LED将打开。利用第三束成形图案435c产生的效果是通过提前LED开启时间段的开始时间并延长LED开启时间段的持续时间来实现的，这导致光图案移动到一侧并拉伸到相反侧。

图6a示出被实施为包括十个不同的束成形图案635a-635i的图案片轮的束成形物体的另一实施方案。十个束成形图案将在束成形物体旋转时产生一个男人跑步的动画。束成形物体包含凹口630，并且这些凹口与光学传感器644一起可以用来产生同步信号。为了使束成形图案呈现为动画，而不是仅仅十个组合的或单独的图案，束成形物体旋转的速度需要被配置成使得人眼将检测到图案的变化。典型的电影具有大约25帧/秒的帧速率，并且由于在束成形物体上存在十个束成形图案，所以束成形物体应当以大约2.5每秒钟转数(RPS)的速度旋转，以实现与电影相同的帧速率。应当理解，只要人眼能够将生成的光图案看成两个区域图像，就可以提供其他帧速率。图2和图4中的束成形物体也可以实现相同的效果。这将引起切换效应，其中第一束成形图案与第二束成形图案之间发生可见变换。还应当注意的是，可以提供具有不同种类的动画图案的束成形物体。例如，束成形物体可以以一定速度旋转，从而以使得人类将能够沉思为由束成形物体产生的不同图像的速度将束成形图案交替地布置在源光束中。以比每秒100帧更慢的速率布置不同的束成形物体的速度可以足以使束成形物体旋转，其中帧对应于形成为图案片图案的图像，因为一些人将能够观察到以高达每秒100帧的帧速率的不同的图像。然而，每秒20-35帧之间的帧速率提供了良好的动画效果。

图6b示出束成形物体607的侧视图，以示出可以实现为光学发送器642和光学接收器644的光学传感器。应当注意，光学传感器只是实现同步信号143的一种方式。

图7示出根据本发明的投射灯具701的结构图。投射灯具包括与图1所示的投射灯具相同的基本部件，并且相同的元件已赋予与图1相同的部件，并且将不再详细描述。

灯具包括形成为布置在散热器749上的LED的多个光源711、多个光收集器717、光门751和投射系统705。光源和散热器被布置在灯具的灯壳753的一端处，并且其他部件被布置在灯壳753的内部。光收集器717被配置来收集来自LED 711的光并且将收集的光转换成沿着主光轴715传播的多个源光束713(虚线)。在所示实施方案中，光收集器包括多个小透镜，每个小透镜收集来自LED之一的光并且将光转换成对应的源光束。然而，应当注意，光收集器也可以被实施为单个光学透镜、菲涅耳透镜、多个TIR透镜(全反射透镜)、多个光棒等，或者它们的组合。应当理解，沿着光轴传播的光束包含以与光轴成一定角度(例如小于45度的角度)传播的光线。

如先前描述的，投射系统705被配置来收集传输通过光门的光束的至少一部分并沿着主光轴投射光，并且可以被配置来将光门751成像到诸如屏幕的某个物体上，例如音乐会舞台上的屏幕或区域。某个图像，例如设置在透明窗口上的某一非透明图案、非透明材料中的开放图案或者诸如娱乐照明领域中已知的图案片的成像物体，可以被布置在光门751附近，使得可以通过光学投射系统对照明图像进行成像。灯具701包括如图1中所描述的束成形物体107，并且投射系统可以被配置来将束成形物体在沿着光轴115一段距离成像。

在所示实施方案中，光由光收集器717沿着光轴715引导，并且在通过前透镜755离开灯具之前穿过多个灯光效果部件。灯光效果部件产生各种灯光效果，并且可以例如是智能/娱乐照明领域中已知的任何灯光效果部件。灯光效果部件可以例如是CMY色彩混合系统757、滤色器759、图案片761、根据本发明的束成形物体707、可变光圈765、棱镜效果767、光学聚焦组729、光学变焦组727、框架效果(未示出)或者娱乐照明领域中已知的任何其他灯光效果部件。所提及的灯光效果部件仅用于说明用于娱乐照明的照明装置的原理，并且娱乐照明领域的技术人员将能够构造具有附加或更少的灯光效果部件的其他变型。还应注意的是，可以改变灯光效果部件的顺序和位置。

投射灯具701包括至少一个控制器709，所述控制器709被配置来通过在LED开启时间段与LED关闭时间段之间切换并且如前所述基于同步装置来控制束成形物体107来控制多个LED 711。

此外，如智能照明技术领域中已知的，控制器709被配置来例如通过以下步骤来控制(通信线路未示出)灯具中的灯光效果部件：控制如何将CMY色彩混合系统757的CMY标记插入到光束中、控制将哪些滤色器759布置在光束中、控制图案片761以及图案片在光束中的移动、控制束成形物体707的旋转的速度和方向、控制可变光圈765的大小、控制造型叶片在光束内的位置等。控制器709可以基于从输入信号725、从用户界面或者从存储在存储器中的程序接收的至少一个灯光效果参数来控制灯光效果部件。通常，灯光效果参数指示与灯系统中的不同灯光效果有关的至少一个灯光效果参数。控制器709被配置来通过内部通信线路(未示出)将命令和指令发送到投射灯具的不同子系统。内部通信系统可以基于各种类型的通信网络/系统。还应当注意，控制器709可以被实施为多于一个控制器。投射灯具从外部电源(未示出)接收电力791。由内部电源769接收电力，所述内部电源769通过内部电力线(未示出)调整和分配电力到移动头的子系统。内部电力系统可以以许多不同的方式构建，例如通过将所有子系统连接到同一根电力线。然而，技术人员将意识到，投射灯具中的一些子系统需要不同的功率测量，并且也可以使用接地线路。例如，在大多数应用中，光源将需要与用于移动机械部件和驱动器电路的步进电机不同的功率测量。投射灯具还可以包括用户界面(未示出)，所述用户界面使得用户能够替代地或者除了使用灯控制器来与投射灯具通信之外直接与灯具进行交互。用户界面可以例如包括按钮、操纵杆、触摸板、键盘、鼠标、显示器、触摸屏等。

应当注意，投射灯具701也可以被集成为摇头灯具的头部，所述摇头灯具包括可旋转连接到轭架的头部，其中所述轭架可旋转连接到基底。摇头灯具包括摇摄旋转部件，以用于相对于基底旋转轭架，和倾斜旋转部件，以用于相对于轭架旋转头部。技术人员将认识到，可以使用诸如电机、轴、齿轮、缆绳、链条、传动系统、轴承等的机械部件来以多种不同的方式来构建摇摄和倾斜旋转装置。在摇头灯具中，可以将控制器709和/或内部电源769布置在轭架或基底中。

图8a-8d示出根据本发明的投射灯具801a-801d的不同实施方案的结构图。分别在图8a-8d中示出的投射灯具801a-801d类似于图1和图7中所示的投射灯具，并且类似特征已用与图1和图7中相同的参考数字进行标记并且将不再进一步详细描述。应当理解，为了简单起见，未示出控制束成形物体107和光源811的控制器。

图8a-8d示出投射灯具的光源模块803a-803d的不同实施方案。投射灯具801a-801d包括光源模块803a-803d、投射系统805和布置在光源模块803a-803d与投射系统805之间的光门751。如前所述的至少一个束成形物体107被布置在光门附近。诸如图案片、动画轮、雾镜、造型叶片、光圈、滤色器、棱镜、纹理化图案片等的附加的束成形物体(未示出)也可以设置在光门附近。束成形物体被配置来修改通过光门的光。应当理解，如前所述，控制器(图8a-8d中未示出)被配置来控制照明装置801a-801d的不同部件，并且控制器被配置来控制光源模块803a-803d和束成形物体107。

图8a示出光收集器被实施为多个光混合棒818的实施方案，其中来自光源811的光在一端进入光混合棒中并且被传送到光离开光混合棒的另一端。透镜814被配置来收集来自光混合棒的光并且将收集的光朝向光门751和束成形物体107引导。在光源已被实施为多个管芯LED(例如RBG、RGBW等)的实施方案中，如在光混合棒领域中已知的，光混合棒用于混合来自LED的不同管芯的光，并且出射光因此被混合成均匀的光束。在所示实施方案中，存在一个透镜每光混合棒，但是应当理解，在一些实施方案中，透镜可以接收来自多个光混合棒的光。

图8b示出光收集器被实施为多个光混合棒818的实施方案，其中来自光源811的光在一端进入光混合棒中并且被传送到光离开光混合棒的另一端。在这个实施方案中，光混合棒的出射表面820已被配置来例如通过配置离开表面的折射特性来将出射光朝向光门751和束成形物体107引导。

图8c示出光收集器已被实施为TIR(全内反射)透镜816的实施方案。TIR透镜被配置来收集来自光源811的光并且将收集的光朝向光门751和束成形物体107引导。TIR透镜包括周边部分，所述周边部分收集由光源产生的光的周边部分，并且将光的周边部分朝向光门引导。在周边部分中，收集的光使用全内反射在周边部分的外壁处向前反射。TIR透镜包括中心部分，所述中心部分被配置来收集由光源生成的光的中心部分并且将光的中心部分朝向光门和束成形物体引导。在所示实施方案中，光源和TIR透镜相对于彼此成角度，以便将源光束813聚焦在布置束成形物体的光门处。然而，应当理解，光源和TIR透镜不需要相对于彼此倾斜，因为用于周边部分和中心部分的离开表面可以被配置来在光门处使源光束的焦点偏转，如图8a所示的透镜也可以用来将光朝向光门引导。

图8d示出光源模块803d包括红光源模块803R、绿光源模块803B和蓝光源模块803B以及彩色立方体870的实施方案。红光源模块803R包括多个红光源811R，绿光源模块803G包括多个绿光源811G，并且蓝光源模块803B包括多个蓝光源811B。来自红光源、绿光源和蓝光源的光被使用彩色立方体的二向色滤光片组合成共同的光束。彩色立方体870包括适于反射红光并透射其他颜色的“红色”二向色滤光片871R以及适于反射蓝光并透射其他颜色的“蓝色”二向色滤光片871B。红光和蓝光将因此分别由红色二向色滤光片和蓝色二向色滤光片反射，而绿光则直接穿过彩色立方体。结果是根据加法混色的规则而呈现白色的输出光束813W。

红光源模块包括多个红光收集器817R，所述红光收集器817R被配置来收集来自红光源811R的光并且将收集的光转换成红光源光束813R(如虚线所示)。绿光源模块包括多个绿光收集器817G，所述绿光收集器817G被配置来收集来自绿光源811G的光并且将收集的光转换成绿光源光束813G(如点划线所示)。蓝光源模块包括多个蓝光收集器817B，所述蓝光收集器817B被配置来收集来自蓝光源811B的光并且将收集的光转换成蓝光源光束813B(如虚线点划线所示)。这个实施方案使得可以提供与之前描述类似的灯光效果，另外，可以使用彩色立方体系统中的三原色中的每一个来提供灯光效果，并且原色中的每一个的强度较高。

图9示出根据本发明的投射灯具901的实施方案的分解图。为了简单起见，图9仅示出投射灯具的主要部件并且省略了多个部件。例如，已省略诸如承载板、电气部件和致动器的结构部件。

投射灯具901包括与图1和图7中所示的投射灯具相同的基本部件，并且提供类似效果的类似元件在图9中已被赋予与图1和图7中相同的最后两位数字，并且部件被布置在外壳(未示出)中。

投射灯具包括光源模块903，所述光源模块903包括布置在LED PCB 973上的多个LED 911以及包括多个小透镜917的光收集器。每个小透镜被配置来收集来自对应的LED911的光并且将收集的光转换成沿着主光轴915传播的对应的源光束(未示出)。投射系统905被配置来收集至少一部分光束并且沿着主光轴915投射所收集的光。

在所示实施方案中，光由光收集器917沿着光轴915引导，并且在通过前透镜955离开灯具之前穿过多个灯光效果部件。在这个实施方案中，投射灯具901包括CMY色彩混合系统957、色轮958、旋转图案片轮960、束成形物体907、可变光圈965、光学聚焦组929、棱镜967和光学变焦组927。

色轮958包括多个不同颜色的滤色器959，所述色轮可以通过致动器(未示出)围绕中心轴旋转，并且滤色器由此可以插入源光束中。色轮还包括可插入源光束中的开口区段948，并且由此不会由色轮对源光束施加色彩效果。色轮和滤色器可以以娱乐照明领域中已知的任何方式来实施。

旋转图案片轮960包括多个图案片961，其中每个图案片被布置在图案片保持器962中，使得图案片能够围绕其中心轴旋转。每个图案片被布置在包括接合中心齿轮(未示出)的齿轮的轴承中，并且中心齿轮的旋转导致旋转图案片保持器旋转。图案片轮也可以旋转以便将不同的图案片布置在源光束中，并且还包括不具有图案片的开口区段948。在这个实施方案中，光门由旋转图案片轮的图案片和开口区段限定。旋转图案片轮、图案片保持器和图案片滤光器可以以娱乐照明领域中已知的任何方式来实施。

投射灯具包括如图4中所描述的束成形物体407。束成形物体包括多个束成形图案435a-c、开口区段447、磁体434a-d、致动器(未示出)以及磁性传感器440a-b。可以旋转束成形物体，以便将特定的束成形图案交替地布置在源光束中以产生光图案，所述光图案可以是如前所述的两个或更多个束成形图案的组合。如前所述，磁体和磁性传感器用于对LED911的切换定时，以产生期望的灯光效果。

可变光圈965已布置在束成形物体之后，并且可以用于界定源光束。可变光圈可以以娱乐照明领域中已知的任何方式来实施。

光学聚焦组929可以通过致动器(未示出)沿着主光轴移动，并且光学聚焦组可以因此用于沿着主光轴在目标表面处提供图案片的清晰图像。然而，如果需要，也可以将光学聚焦组布置在非聚焦位置中。光学变焦组927可以沿着主光轴移动，以便改变光束的大小和/或发散度。棱面棱镜被布置在棱镜臂964上，所述棱镜臂964可以将棱镜移入和移出源光束。此外，棱镜臂包括机构，所述机构当棱镜布置在源光束中时可以使棱镜围绕其自身的中心轴旋转。棱镜的棱面使源光束偏转，并且产生如娱乐照明领域中已知的源光束的多个“副本”。棱面的数量确定副本的数量。例如，三棱面棱镜将产生源光束的三个副本，并且在图像投射系统中将产生彼此偏移的三个相同图像。光学聚焦组、光学变焦组、棱镜可以娱乐照明领域中已知的任何方式。控制器可以被配置来相对于束成形物体的不同照明的变化来协调棱镜的旋转。这使得可以相对于主光轴旋转光图案的“副本”，并且同时通过改变不同照明的强度来改变光图案。

图10示出根据本发明的产生灯光效果的方法的简化顺序图。所述方法包括选择期望的灯光效果的步骤1078、初始化的步骤1081以及执行期望的灯光效果的步骤1085。这些步骤在图上被示出为虚线矩形，并且所述方法在主回路1084(点划线)中运行，直到用户主动停止它1087。

选择期望的灯光效果的步骤1078可以由用户1075在灯控制器1076上选择效果1079来执行，其可以包括投射灯具1001的“简档”，其中“简档”包括所有可用灯光效果的列表。灯光效果可以是束成形物体的束成形图案的不同组合例如图3和图5所示的光图案和/或在束成形时结合至少一些不同的束成形图案的动画效果，其方式使得观察的人类将能够看到由束成形图案提供的动画效果。灯光效果可以作为用于投射灯具1001的灯控制器1076上的屏幕上的宏观或效果通道显示给用户，在所述灯控制器1076处用户能够选择效果。灯控制器将所选择的效果转换成投射灯具可以解释为灯光效果的值。这种转换可以使用投射灯具的“简档”来完成，其中每个灯光效果被映射到指定值，所述指定值唯一地标识灯光效果。选择期望的灯光效果的步骤还包括将指定值传送1080到投射灯具1001的步骤。在所示实施方案中，灯控制器通过根据不同协议传输编码数据来执行这些步骤，这在舞台照明领域中是已知的，例如在图1的描述中提到的任何协议。

初始化步骤1081可以由投射灯具1001执行，并且包括查询1082和设置效果参数1083的步骤。首先，投射灯具在预定义的存储器区段1077中查找灯光效果参数1082。束成形物体上的每个束成形图案的位置由束成形物体的布局预定义，并且可以基于同步信号1043来确定源光束内的束成形图案的位置。因此，投射灯具将能够确定在源光束中是否存在束成形图案以及它是哪种束成形图案。灯具将以由加载的效果参数1083限定的速度开始旋转束成形物体(前面图中的107、207、407、607、707、807、907)。执行效果的下一个步骤1085可以通过投射灯具1001进入回路1085来执行，其中获得1043同步信号，并且如果旋转速度已偏离效果参数1083中限定的速度，那么控制器就基于同步信号调整束成形物体1090的旋转速度。之后，投射灯具将取决于同步信号1043以及从存储器1077加载的效果参数在LED开启时间段与LED关闭时间段1086之间切换LED。这些LED开启时间段和LED关闭时间段导致与旋转束成形物体(前面图中的107、207、407、607、707、807、907)结合的多次闪烁将产生如前所述的灯光效果。投射灯具将保持在这个回路中，直到其被通知到其他情况为止。这可以通过以下来完成：用户选择另一个效果1078，用户在灯控制器1076上停止效果1087，所述灯控制器1076随后向根据不同协议编码的投射灯具发送1080停止命令，这在舞台照明领域中是已知的，或者投射灯具可以标识同步信号1043中的不规则性并且终止效果。后两个动作也都终止主回路1084。

图11示出根据本发明的方法的另一顺序图。此方法包括与图10中所示的简化顺序图所示的方法相同的步骤，并且提供类似效果或功能的类似步骤在图11中已被赋予与图10相同的参考数字，并且将不再详细描述。此外，图11中示出的方法包括重新配置所选择的灯光效果的参数的步骤1188。这些步骤在图上被示出为虚线矩形，并且所述方法在主回路1084(点划线)中运行，直到用户主动停止它1087。

如图10所述，当用户1075已选择灯光效果1078时，投光灯具1001执行初始化步骤1081。投射灯具随后进入如图10所述的回路1085。

当用户1075已选择灯光效果1078时，用户可以在步骤1188中改变效果参数。这些效果参数1189可以例如是当每个束成形图案在源光束中时控制LED开启多长时间的LED开启时间段的持续时间。长的LED开启时间段导致如图3g、图3h和图5e所示的拉伸束成形图案的效果，并且短的LED开启时间段导致如图3a-3f所示的束成形图案的清晰图像。

另一个效果参数可以是与束成形物体的旋转速度相关的LED快门频率，所述效果参数用于选择当LED开启时哪些束成形图案在源光束中。如果快门频率处于最大值，那么LED开启时间段将与束成形物体的所有束成形图案匹配，并且如果快门频率为一半，那么LED开启时间段将与束成形物体的每隔一个束成形图案匹配。此外，快门频率可以允许不规则的频率，所述不规则的频率允许用户精确地选择哪些束成形图案与LED开启时间段匹配，这使得可以组合所有不同的束图案。

另一个效果参数可以是当束成形图案位于源光束中时控制LED何时开启的LED开启时间段的开始时间。这使得可以在源光束内“移动”束成形图案，如图3d所示。这个参数的默认值可以用位于源光束中心的束成形图案来定义。开始时间减少将随后导致束成形图案向一侧移位，并且开始时间提前将导致束成形图案向相对侧移动。

用户也可以调整束成形物体的旋转速度。这影响人眼如何解释效果。高旋转速度允许用户组合不同的束成形图案如图3c、图5c和图5d所示。低旋转速度允许用户在目标表面上产生动画，因为人眼将不同的束成形图案的位置解释为移动，如图6所述。

当用户10已重新配置效果参数时，灯控制器1076将所选择的效果转换成投射灯具可以解释为灯光效果的值。重新配置灯光效果的步骤还包括将指定值传送1080到投射灯具1001的步骤。在所示实施方案中，灯控制器通过根据不同协议传输编码数据来执行这些步骤，这在舞台照明领域中是已知的，例如在图1的描述中提到的任何协议。当投射灯具接收到重新配置时，投射灯具设置效果参数1083并进入如图10所述的回路1085。

投射灯具将保持在回路1085中，直到用户1075在灯控制器1076上改变灯光效果1078、改变灯光效果参数1188或者用户决定使用灯控制器停止效果1087为止，所述灯控制器随后使用不同协议来传输编码的停止信号，这是舞台照明领域中已知的。

图12示出根据本发明的方法的另一实施方案的简化顺序图。所述方法包括与图10中所示的简化顺序图相同的步骤，并且提供类似效果或功能的类似步骤在图12中已被赋予与图10相同的参考数字，并且将不再详细描述。此外，图12还包括手动输入效果参数的步骤1278。这些步骤在图上被示出为虚线矩形，并且所述方法在主回路1084(点划线)中运行，直到用户主动停止它1087。

在这个实施方案中，选择期望的灯光效果的步骤1278可以通过用户1075在灯控制器1076上设置多个灯光效果参数来执行，所述灯光效果参数例如LED快门频率1279a、LED开启时间段的持续时间1279b、LED开启时间段的开始时间1279c以及束成形物体的旋转速度1279d。所有这些灯光效果参数在图11中描述。灯控制器使用不同协议来将灯光效果参数传送1280到投射灯具1001，这是舞台照明领域中已知的。投射灯具设置灯光效果参数1283并进入执行回路1085。

投射灯具将保持在回路1085中，直到用户改变灯光效果参数1188或者用户决定使用灯控制器停止效果1087为止，所述灯控制器随后使用不同协议来传输编码的停止信号，这是舞台照明领域中已知的。

本专利申请还涉及一种根据以下要点的灯具和方法：

1.一种投射灯具，其包括：

-至少一个LED，所述至少一个LED产生至少一个源光束，其中所述源光束沿着主光轴传播；

-控制器，所述控制器被配置来控制所述至少一个LED；

-投射系统，所述投射系统沿着所述主光轴定位，所述投射系统收集所述源光束的至少一部分并且沿着所述主光轴投射所述光；

-束成形物体，所述束成形物体被布置在所述LED与所述投射系统之间，所述束成形物体至少包括第一束成形图案和第二束成形图案，其中所述第一束成形图案和所述第二束成形图案是不同的；所述束成形物体可相对于所述至少一个源光束旋转，并且所述第一束成形图案和所述第二束成形图案可以通过相对于所述至少一个源光束旋转所述束成形物体而布置在所述源光束中；

-致动器，所述致动器被配置来相对于所述源光束连续旋转所述束成形物体，以便将所述第一束成形图案和所述第二束成形图案交替地布置在所述至少一个源光束中；

-同步器，所述同步器被配置来提供指示以下参数中的至少一个的同步信号：

-所述束成形物体的旋转速度；

-所述束成形物体的角位置；以及

-所述第一束成形图案相对于所述源光束的位置；以及

-所述第二束成形图案相对于所述源光束的位置；

并且其中所述控制器被配置来基于所述同步信号在LED开启时间段与LED关闭时间段之间切换所述至少一个LED，其中所述至少一个LED在所述开启时间段内开启并且在所述关闭时间段内关闭。

2.根据要点1所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来使所述LED开启时间段与所述束成形物体的所述旋转同步，使得当所述束成形图案中的至少一个被布置在所述源光束中时，所述LED开启时间段启动。

3.根据要点1-2中任一项所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于所述同步信号来调整所述LED开启时间段的持续时间。

4.根据要点1-3中任一项所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于输入信号来调整所述开启时间段的所述持续时间，所述输入信号指示持续时间参数。

5.根据要点1-4中任一项所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于所述同步信号来调整所述开启时间段的所述开始时间。

6.根据要点1-5中任一项所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于指示关闭时间设置参数的输入信号来调整所述开启时间段的所述开始时间。

7.根据要点1-6中任一项所述的投射灯具，其中所述束成形物体包括布置在所述第一束成形图案与所述第二束成形图案之间的非成形区段，所述非成形区段具有至少与所述源光束一样大的范围。

8.根据要点1-7中任一项所述的投射灯具，其中所述束成形物体包括布置在所述第一束成形图案与所述第二束成形图案之间的透明区段，所述透明区段具有至少与所述源光束一样大的范围。

9.根据要点1-8中任一项所述的投射灯具，其中所述同步器包括：

-第一标识符，所述第一标识符被配置来指示所述第一束成形图案相对于所述源光束的所述位置；以及

-第二标识符，所述第二标识符被配置来指示所述第二束成形图案相对于所述束成形物体的所述位置；

其中所述同步器基于所述第一标识符和所述第二标识符来提供所述同步信号。

10.一种产生灯光效果的方法，所述方法包括以下步骤：

-使用至少一个LED产生沿着光轴传播的源光束；

-使束成形物体围绕基本上平行于所述光轴的轴线连续旋转；其中所述束成形物体至少包括第一束成形图案和第二束成形图案，其中所述第一束成形图案和所述第二束成形图案是不同的，由此所述第一束成形图案和所述第二束成形图案在所述束成形物体的所述连续旋转过程中被交替地布置在所述光束的内部；

-获得指示以下参数中的至少一个的至少一个同步信号：

-所述束成形物体的旋转速度；

-所述束成形物体的角位置；

-所述第一束成形图案相对于所述源光束的位置；以及

-所述第二束成形图案相对于所述源光束的位置；

-在LED开启时间段与LED关闭时间段之间切换所述至少一个LED，其中所述至少一个LED在所述LED开启时间段内开启并且在所述LED关闭时间段内关闭；其中所述切换基于所述同步信号。

11.根据要点10所述的方法，其中所述切换所述至少一个LED的步骤包括调整所述LED开启时间段中至少一个的所述持续时间的步骤。

12.根据要点10-11中任一项所述的方法，其中所述连续旋转所述束成形物体的步骤包括调整所述束成形物体的所述旋转速度的步骤。

13.根据要点10-12中任一项所述的方法，其中所述获得所述同步信号的步骤包括指示所述第一束成形图案和所述第二束成形图案中的每一个何时将要进入所述源光束的步骤。

14.根据要点10-13中任一项所述的方法，其中所述旋转所述束成形物体的步骤包括以旋转速度旋转所述束成形物体从而以比人类可以沉思为不同图像的速度更快的速度将所述束成形图案交替地布置在所述源光束中的步骤。

15.根据要点10-13中任一项所述的方法，其中所述旋转所述束成形物体的步骤包括以旋转速度旋转所述束成形物体从而以比人类可以沉思为不同图像的速度更慢的速度将所述束成形图案交替地布置在所述源光束中的步骤。

Claims (24)

1.一种投射灯具，其包括：

-至少一个LED，所述至少一个LED产生至少一个源光束，其中所述源光束沿着主光轴传播；

-投射系统，所述投射系统沿着所述主光轴而被定位，所述投射系统收集所述源光束的至少一部分并且沿着所述主光轴投射所述光；

-束成形物体，所述束成形物体被布置在所述LED与所述投射系统之间，所述束成形物体至少包括第一束成形图案和第二束成形图案，其中所述第一束成形图案和所述第二束成形图案是不同的；所述束成形物体可相对于所述至少一个源光束旋转，并且所述第一束成形图案和所述第二束成形图案可以通过相对于所述至少一个源光束旋转所述束成形物体而布置在所述源光束中，其中所述束成形物体包括所述束成形图案中的至少一个的多个副本；其中所述束成形图案的所述多个副本被相对于所述束成形物体的所述旋转轴线布置在不同的角位置处；

-致动器，所述致动器被配置来相对于所述源光束连续旋转所述束成形物体，以便将所述第一束成形图案和所述第二束成形图案交替地布置在所述至少一个源光束中；

-控制器，所述控制器被配置来在LED开启时间段与LED关闭时间段之间切换所述至少一个LED，其中所述至少一个LED在所述开启时间段内开启并且在所述关闭时间段内关闭，使得当所述束成形图案中的至少一个被布置在所述源光束中时，所述LED开启时间段启动；所述控制器被配置为当所述束成形图案的所述多个副本被交替地布置在所述源光束中时激活所述LED开启时间段，其中当所述束成形物体连续旋转时，根据所述束成形物体的旋转速度，不同的副本将在给定的时间位于源光束中；

其中，所述第一束成形图案和第二束成形图案被组合，并且与LED开启时间段的持续时间和开始时间结合使用，以在被投射的光中产生不同的光图案，并且其中，通过相对于所述束成形物体的旋转速度来调整所述开始时间。

2.根据权利要求1所述的投射灯具，其中所述束成形物体包括布置在所述第一束成形图案与所述第二束成形图案之间的透明区段，所述透明区段具有至少与所述源光束一样大的范围，并且所述控制器被配置来当所述透明区段被布置在所述源光束中时激活所述LED关闭时间段。

3.根据权利要求2所述的投射灯具，其中所述透明区段被形成为所述源光束可以不受影响地通过的开口区段。

4.根据权利要求2所述的投射灯具，其中所述致动器被配置来将所述束成形物体停止在所述透明区段被布置在所述源光束中的位置中，并且所述控制器被配置来当所述束成形物体被布置在所述透明区段被布置在所述源光束中的所述位置中时激活所述LED开启时间段。

5.根据权利要求1所述的投射灯具，其中，所述控制器被配置来当所述束成形图案的所述多个副本被布置在所述源光束中时激活启动的所述LED开启时间段。

6.根据权利要求1所述的投射灯具，其中所述致动器被配置来以一旋转速度旋转所述束成形物体从而以比人类可以沉思的速度更快的速度将所述束成形图案交替地布置在所述源光束中。

7.根据权利要求6所述的投射灯具，其中所述束成形图案被以比每秒100帧更快的速率交替地布置在所述光束中。

8.根据权利要求1所述的投射灯具，其中所述控制器和所述致动器被配置来停止所述束成形装置的旋转，使得所述束成形图案中的一个被布置在所述源光束中。

9.根据权利要求1所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于指示关闭时间设置参数的输入信号来调整所述LED开启时间段的开始时间。

10.根据权利要求1所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于输入信号来调整所述LED开启时间段的所述持续时间，所述输入信号指示持续时间参数。

11.根据权利要求1所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来使所述LED开启时间段与所述束成形物体的所述旋转同步。

12.根据权利要求1所述的投射灯具，其中所述束成形物体包括布置在所述第一束成形图案与所述第二束成形图案之间的非成形区段，所述非成形区段具有至少与所述源光束一样大的范围。

13.根据权利要求1所述的投射灯具，其中同步器被配置来提供指示以下参数中的至少一个的同步信号：

-所述束成形物体的旋转速度；

-所述束成形物体的角位置；以及

-所述第一束成形图案相对于所述源光束的位置；以及

-所述第二束成形图案相对于所述源光束的位置；

并且其中所述控制器被配置来基于所述同步信号在所述LED开启时间段与所述LED关闭时间段之间切换所述至少一个LED。

14.根据权利要求13所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于所述同步信号来调整所述LED开启时间段的所述持续时间。

15.根据权利要求13所述的投射灯具，其中所述控制器被配置来基于所述同步信号来调整所述LED开启时间段的开始时间。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的投射灯具，其中所述同步器包括：

-第一标识符，所述第一标识符被配置来指示所述第一束成形图案相对于所述源光束的位置；以及

-第二标识符，所述第二标识符被配置来指示所述第二束成形图案相对于所述束成形物体的位置；

其中所述同步器基于所述第一标识符和所述第二标识符来提供所述同步信号。

17.一种产生灯光效果的方法，所述方法包括以下步骤：

-使用至少一个LED产生沿着光轴传播的源光束；

-使束成形物体围绕基本上平行于所述光轴的轴线连续旋转；其中所述束成形物体至少包括第一束成形图案和第二束成形图案，其中所述第一束成形图案和所述第二束成形图案是不同的，由此所述第一束成形图案和所述第二束成形图案在所述束成形物体的所述连续旋转过程中被交替地布置在所述源光束的内部，其中所述束成形物体包括所述束成形图案中的至少一个的多个副本；其中所述束成形图案的所述多个副本被相对于所述束成形物体的所述旋转轴线布置在不同的角位置处，其中当所述束成形物体连续旋转时，根据所述束成形物体的旋转速度，不同的副本将在给定的时间位于源光束中；

-在LED开启时间段与LED关闭时间段之间切换所述至少一个LED，其中所述至少一个LED在所述LED开启时间段内开启并且在所述LED关闭时间段内关闭；其中所述切换包括当所述束成形图案的所述多个副本被交替地布置在所述源光束中时激活所述LED开启时间段；

其中，所述第一束成形图案和第二束成形图案被组合，并且与LED开启时间段的持续时间和开始时间结合使用，以在被投射的光中产生不同的光图案，并且其中，通过相对于所述束成形物体的旋转速度来调整所述开始时间。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述束成形物体包括布置在所述第一束成形图案与所述第二束成形图案之间的透明区段，所述透明区段具有至少与所述源光束一样大的范围，并且所述切换所述至少一个LED包括当所述透明区段被布置在所述源光束中时激活所述LED关闭时间段的步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，其包括以下步骤：

-将所述束成形物体停止在所述透明区段被布置在所述源光束中的位置中；以及

-当所述束成形物体被布置在所述透明区段被布置在所述源光束中的所述位置中时激活所述LED开启时间段。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中所述束成形物体包括所述束成形图案中至少一个的多个，并且在LED开启时间段与LED关闭时间段之间切换所述至少一个LED的步骤包括：当所述束成形图案中至少一个的所述多个被布置在所述源光束中时激活所述LED开启时间段的步骤。

21.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中所述方法包括停止所述束成形装置使得所述束成形图案中的一个被布置在所述源光束中的步骤，以及当所述束成形图案被布置在所述源光束中时激活所述LED开启时间段的步骤。

22.根据权利要求17所述的方法，其中旋转所述束成形物体的所述步骤包括以一旋转速度旋转所述束成形物体从而以比人类可以沉思为不同图像的速度更快的速度将所述束成形图案交替地布置在所述源光束中的步骤。

23.根据权利要求17所述的方法，其中旋转所述束成形物体的所述步骤包括以一旋转速度旋转所述束成形物体从而以比人类可以沉思为不同图像的速度更慢的速度将所述束成形图案交替地布置在所述源光束中的所述步骤。

24.根据权利要求17所述的方法，其包括：

-获得指示以下参数中的至少一个的至少一个同步信号

-所述束成形物体的旋转速度；

-所述束成形物体的角位置；

-所述第一束成形图案相对于所述源光束的位置；以及

-所述第二束成形图案相对于所述源光束的位置；

其中切换所述至少一个LED的所述步骤是基于所述同步信号来执行的。

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