具有照明球形头部和轭架的摇头灯具的制作方法

本发明涉及一种摇头灯具，该摇头灯具包括底座、轭架和头部。轭架可围绕轭架轴线而相对于底座旋转。头部可相对于轭架而围绕头部轴线旋转，并且包括布置在头部壳体中的至少一个光束光源，其中光束光源生成离开壳体的光束。

背景技术：

为了创造与音乐会、现场表演、电视节目、体育赛事有关的各种光效果和情景灯光，或作为建筑安装的一部分，产生各种效果的灯具越来越多地用于娱乐行业。通常，娱乐灯具产生具有光束宽度和发散度的光束，并且可以是例如产生具有均匀光分布的相对宽的光束的柔光/泛光灯具，或者它可为适于将图像投射到目标表面上的轮廓灯具(profilefixture)。

通常，这样的灯具包括生成沿着光轴传播的光束的至少一个光源和被配置为沿着光轴投射光束的光学组件。用于娱乐的灯具可包括多个光效果部件，该多个光效果部件被配置为插入到光束中以便提供不同的光效果。光效果部件可例如是智能/娱乐灯光领域中已知的任何光效果元件，例如，cmy混色系统、滤色器、遮光片、动画效果轮、虹膜光阑、聚焦透镜、变焦透镜、棱镜效果部件、取景e系统或本领域中已知的任何其他光效果元件。

灯设计师和程序员想要灯具中呈现尽可能多的效果，因为这在创办灯光秀时可给予灯设计师和程序员许多选择。另外，灯设计师和程序员总是希望具有可用来创办灯光秀的新的光效果。

ep2561273公开了一种摇头灯具，该摇头灯具包括：底座；轭架，其可旋转地连接到底座；以及头部，其可旋转地连接到轭架。头部包括布置在头部中的多个光源和多个光收集装置，该多个光收集装置收集来自光源中的至少一个的光并将所收集的光转换成从头部发射的多个光源光束。头部包括漫射器盖，该漫射器盖具有至少一个非漫射区域和至少一个漫射器区域，光源光束的至少一部分穿过该至少一个非漫射区域而不被漫射，漫射器区域接收并漫射光源所生成的所述光的至少一部分。漫射器盖的至少一部分从头部突出并且被配置为相对于光源光束向侧面和向后面漫射所接收光的一部分。突出的漫射器盖将表现为三维照亮物体。这种效果可用于照明系统，其中大量的摇头灯具以由中央控制器控制的矩阵的形式构建，该中央控制器将每个摇头灯具视为像素。然后，每个摇头灯具都充当三维像素，三维像素可从许多侧面看到，然而这样的照明系统的视觉外观取决于摇头灯具的头部和轭架的取向。

us2016/0209013公开了一种led灯，该led灯具有内置投射灯和夜灯，用于在黑暗环境中为人们提供至少两种功能。投射灯可投射来自任何类型的显示单元的图像，而不管几何形状或图像来源或类型如何，包括数字数据显示器、无线数字数据显示器、lcd或tft屏幕显示器或任何其他显示器，使得能够将大小放大的图像投射到优选表面上，使人们更容易看到图像。内置夜灯有助于人们在黑暗环境中看东西。

技术实现要素：

本发明的目的是提供摇头灯具和光效果系统，它减小了现有技术摇头灯具和光效果系统的局限性。

这些局限性通过摇头灯具得到了减少，该摇头灯具包括：

-底座；

-轭架，其可旋转连接到底座，其中至少一个致动器使轭架围绕轭架轴线旋转，轭架包括至少一个轭架外壳，该至少一个轭架外壳被配置为包封至少一个轭架元件；

-头部，其可旋转连接到轭架，其中至少一个致动器使头部围绕头部轴线旋转，头部包括布置在头部壳体中的至少一个光束光源，光束光源生成通过头部壳体中的光束窗口离开头部壳体的光束；

其中摇头灯具包括至少一个像素光源，该至少一个像素光源被配置为照明以下至少一个：

-头部壳体的内部的一部分；以及

-轭架外壳的内部的一部分；

其中头部壳体和轭架外壳的由像素光源照明的部分形成照明部分，该照明部分形成在透明材料中，从而允许来自所述像素光源的光穿过所述照明部分，并且其中所述照明部分是相对于所述轭架轴线基本上旋转对称的。

提供具有光束光源和像素光源的摇头灯具使得可以将摇头灯具用作既在灯具外部提供照明又在摇头灯具本身处提供视觉效果的照明装置。通过使用生成通过头部壳体中的光束窗口发射的光束且因此可用于在摇头灯具外部产生照明效果的光束光源，提供灯具外部的照明。通过使用像素光源从内部照明轭架外壳的至少一部分或头部壳体的一部分并且在透明材料中形成头部壳体和/或轭架外壳的照亮部分，从而允许来自像素光源的光的至少一部分穿过头部壳体和/或轭架外壳，提供摇头灯具的视觉效果。因此，头部壳体和/或轭架外壳的从内部照亮的部分将形成照明部分，所述照明部分表现为照明物体。摇头灯具的照明部分可用作光效果系统中的像素，其中多个这样的摇头灯具充当多个视觉像素，其中多个视觉像素可形成图形显示器。

另外，摇头灯具的视觉外观可与由光束光源产生的摇头灯具外部的照明光相组合，例如作为光束在灯具外部可见的半空中效果。通过向空中提供戏剧性的烟雾或薄雾，然后随着来自光束的光被烟雾/薄雾颗粒散射且因此在半空中可见，可以产生半空中效果。另外，头部壳体和/或轭架外壳的照亮的透明部分是相对于轭架轴线基本上旋转对称的。将照明部分设置为相对于轭架轴线基本上旋转对称导致这样的效果，即当轭架和头部围绕轭架轴线旋转时，观察照明部分的观察者将不能观察到照明部分相对于轭架轴线的取向的变化。因此，轭架和头部可相对于轭架轴线旋转，而观察者观察不到照明部分的变化。在黑暗环境中，观察者将更难观察到轭架和头部相对于轭架轴线的取向的任何变化，因为照明透明部分将比摇头灯具的非照明部分更明显。这使得可以提供光效果系统，其中多个这样的摇头灯具充当多个视觉像素，并且其中轭架和头部相对于轭架轴线的取向不会影响观察者看到的视觉像素的视觉外观。

因此，光效果系统，其包括根据权利要求1所述的摇头灯具，可用于通过使用动态图形内容控制像素光源来创建动态视觉图像，且此外，头部和轭架可在观察者没有注意到的情况下旋转。另外，光束可用于为由摇头像素形成的图形图像产生额外的光效果。例如，光束光源可配置为以随机间隔出现，其中光束的方向在每次出现之间随机地悬停并且其中在摇头像素处仍然显示动态内容。还应当注意到的是，光束可以受控的方式移动。因此，可提供令人惊讶的光效果和视觉效果。

摇头灯具的底座可以适合于摇头灯具的任何方式成形并且可包括用于安装摇头灯具的装置、电源单元、用于与光控制器通信的通信装置、用于控制摇头灯具中的部件(其他子系统)的内部控制器等。应当注意到的是，上述部件仅作为实例，并且上述任何部件都可装配在摇头灯具的其他地方或摇头灯具的外部。

轭架用于提供围绕轭架轴线的旋转，而头部用于提供围绕头部轴线的旋转。在一个实施方案中，轭架轴线和头部轴线彼此垂直。轭架通常是u形的，但可具有适合于应用的任何形状。摇头灯具包括被配置为使轭架围绕轭架轴线旋转的致动器和和被配置为使头部围绕头部轴线旋转的致动器；应当指出的是，致动器可放置在摇头灯具中的任何合适的地方。例如，使轭架围绕轭架轴线旋转的致动器可布置在底座或轭架中，并且使头部围绕头部轴线旋转的致动器可布置在头部或轭架中。

被配置为照明轭架外壳和/或头部壳体的透明部分的至少一个像素光源可以是任何光源，包括但不限于白炽灯、放电灯、等离子灯、led(发光二极管)、oled(有机led)、pled(聚合物led)等或其任何组合。还应理解，可使用任何数量的像素光源。轭架外壳和/或头部壳体的透明部分可以是能够部分或完全允许从像素光源发射光的光通过其中的任何材料，包括但不限于聚合物或玻璃。

布置在摇头灯具的头部的内部的光束光源可以是任何光源，包括但不限于白炽灯、放电灯、等离子灯、led、oled、pled等或其任何组合。还应理解，可使用任何数量的光束光源。壳体中的光束窗口可以是允许从壳体发射光束的任何部件，包括但不限于光学透镜、清晰玻璃、彩色玻璃、开口等或其任何组合。

照明部分是相对于轭架轴线基本上旋转对称的，这意味着从轭架轴线到照明部分的外表面(该外表面为围绕轭架轴线的照明部分的圆周的至少90％)的距离是从轭架轴线到照明部分的外表面(该外表面位于垂直于且沿着轭架轴线的任何横截面处)的最大距离的至少90％。因此，从正常观察距离观察摇头灯具的观察者将不能基于照明透明部分的形状来确定轭架和/或头部相对于轭架轴线的取向，其中戏剧或娱乐应用中的正常观察距离通常在10和100米之间。例如，垂直于轭架轴线的照明部分的横截面可以是略微椭圆形的，其中半短轴的长度是半长轴的长度的90％，并且轭架轴线位于椭圆的长轴和短轴之间的交叉处。然而，应理解，照明部分的横截面可具有其他形状。

提供包括上述特征的摇头灯具使得可以提供摇头灯具，该摇头灯具可提供现有技术中已知的光束，并且其中摇头灯具也可用作独立于投射的光束以及轭架和头部的取向的照明像素。如果多个摇头灯具相组合，则可使用像素效果来形成图形显示器，该图形显示器能够使用每个摇头灯具的照明部分作为像素来显示图形内容。可在能够基于图像/视频馈送信号的提供来创建图形内容的系统中构建摇头灯具。并且由摇头灯具的光束光源创建的光束可以指向围绕轭架轴线的任何方向，而不会使由图形显示器产生的图形内容失真。

在一个实施方案中，头部壳体的透明部分是相对于头部轴线基本上旋转对称的。这导致当头部围绕头部轴线旋转时，观察照亮的透明部分的观察者将不能观察到头部的照亮的透明部分的取向的变化的效果。因此，头部可相对于头部轴线旋转，而观察者观察不到照明的透明部分相对于头部轴线的变化。在黑暗环境中，观察者将更难观察到头部相对于头部轴线的取向的任何变化，因为头部的照明部分将比摇头灯具的非照明部分更明显。头部的照明部分是相对于头部轴线基本上旋转对称的，这意味着从头部轴线到照明部分的外表面(该外表面为围绕头部轴线的照明部分的圆周的至少90％)的距离是从头部轴线到照明部分的外表面(该外表面位于垂直于且沿着头部轴线的任何横截面处)的最大距离的至少90％。因此，从正常观察距离观察摇头灯具的观察者将不能基于照明的透明部分的形状来确定头部相对于头部轴线的取向，其中戏剧或娱乐应用中的正常观察距离通常在10和100米之间。例如，垂直于头部轴线的照明部分的横截面可以是略微椭圆形的，其中半短轴的长度是半长轴的长度的90％，并且头部轴线位于椭圆的长轴和短轴之间的交叉处。然而，应理解，照明部分的横截面可具有其他形状。

类似地，轭架外壳的透明部分可以是相对于头部轴线基本上旋转对称的。这导致效果:观察照亮的透明部分的观察者将不能观察到摇头灯具相对于头部轴线如何取向，因此摇头灯具头部没有相对于头部轴线准确地布置取向。轭架的照明部分是相对于头部轴线基本上旋转对称的，这意味着从头部轴线到照明部分的外表面(该外表面为围绕头部轴线的轭架的照明部分的圆周的至少90％)的距离是从头部轴线到照明部分的外表面(该外表面位于垂直于且沿着头部轴线的任何横截面处)的最大距离的至少90％。

在摇头灯具的一个实施方案中，头部壳体和轭架外壳的照明部分的外表面形成连续表面。因此，观察者将照明部分作为连续照明像素来观察，并且将不能观察到头部壳体和轭架外壳的照明部分相遇的位置。头部壳体和轭架壳体形成连续表面，这意味着在头部壳体和轭架外壳之间的过渡部附近的区域，头部壳体和轭架外壳的外表面的曲率是相同的。应当理解，在头部壳体和轭架外壳之间可存在空的空间，但彼此相邻的部分的外部轮廓具有相同的曲率。

在一个实施方案中，照明部分的至少一部分被成形为球体的一部分，其中球体的中心点与轭架轴线重合。因此，球形照明部分可围绕轭架轴线旋转，而观察照明部分的观察者注意不到球形照明部分相对于轭架轴线的旋转，并且观察者沿着轭架轴线的位置不会影响球形照明部分的外观。类似地，在一个实施方案中，照明部分的至少一部分被成形为球体的一部分，其中球体的中心点与所述头部轴线重合。因此，球形照明部分可围绕头部轴线旋转，而观察照明部分的观察者注意不到球形照明部分相对于头部轴线的旋转，并且观察者沿着头部轴线的位置不会影响球形照明部分的外观。在一个实施方案中，照明部分被成形为球体的一部分，其中球体的中心点与轭架轴线和头部轴线之间的交叉点重合。

在一个实施方案中，照明部分被配置为将从像素光源所接收的光散射到许多方向。因此，可从摇头灯具周围的许多位置看到来自像素光源的光，并且照明部分将表现为照明表面。照明部分可配置为通过为透明材料提供粗糙或磨砂表面来散射所接收的光，当光击中粗糙或磨砂表面时，该表面散射光。另选地，可将小颗粒嵌入透明材料中，然后可通过小颗粒散射光。因此，透明材料可包括磨砂区域，该磨砂区域散射光并且另外使得当像素光源未打开时，观察者难以看到头部壳体或轭架外壳内部。因此，磨砂表面将表现为非清晰表面，这使得观察者难以看到头部和轭架内部的部件。

此外，还提供图形显示系统。该图形显示系统包括多个照明像素和控制系统，该控制系统被配置为将像素数据发送到多个照明像素。像素数据指示所述照明像素中的每一个的颜色，并且照明像素被设置为如上所述的摇头灯具。控制系统被配置为发送指示与光束相关的至少一个光束效果参数和至少与头部和/或轭架的位置相关的至少一个位置参数的光效果参数。控制系统还可包括被配置为生成所述像素数据的像素控制器和被配置为生成所述光束效果参数和所述位置参数的光控制器。这使得可以提供图形显示器，该图形显示器可使用摇头灯具作为像素来提供动态显示效果，并且同时将动态视觉效果与由光束产生的半空中效果相结合，其中光束可指向各种方向而不影响动态显示效果的视觉外观。

此外，还提供产生视觉效果的方法。该方法包括以下步骤中的至少一个：

-使用像素光源照明摇头灯具的所述头部壳体的内部的一部分；以及

-使用像素光源照明摇头灯具的所述轭架外壳的内部的一部分；

-使用光束光源在摇头灯具外部的空中产生半空中光效果；

-使用致动器使头部围绕所述头部轴线旋转；以及

-使用致动器使轭架围绕所述轭架轴线旋转。

其中摇头灯具对应于如先前所述的摇头灯具。该方法还可包括提供多个摇头灯具的步骤，并且对于所述摇头灯具中的至少一些，执行上述步骤中的至少一个。该方法使得可以使用摇头灯具作为像素来提供动态显示效果，并且同时将动态视觉效果与由光束产生的半空中效果相结合，其中光束可指向各种方向而不会影响动态显示效果的视觉外观。

附图说明

图1示出了具有光束光源、像素光源和照明部分的摇头灯具的简化剖视图；

图2a至图2i示出了摇头灯具的俯视图，其中光束位于9个不同方向上；

图3a至图3i示出了摇头灯具的透视图，其中光束位于9个不同方向上；

图4a至图4i示出了摇头灯具的侧视图，其中光束位于9个不同方向上；

图5a至图5e示出了多个摇头灯具的透视图，该多个摇头灯具形成产生不同光效果和视觉效果的图形显示器；

图6a至图6b示出了包括多个摇头灯具的不同图形显示系统的结构图；

图7示出了具有光束光源、像素光源和照明部分的摇头灯具的简化剖视图；以及

图8示出了具有光束光源、像素光源和照明部分的摇头灯具的简化剖视图。

具体实施方式

考虑到仅用于示出本发明原理的示例性实施方案来描述本发明。技术人员将能够在权利要求的范围内提供若干实施方案。在所示的实施方案中，所示出的光束和光学装置仅用于说明本发明的原理，而不是示出确切和精确的光束和光学装置。贯穿本说明书，提供类似效果的类似元件的参考数字具有相同的最后两个数字。

图1示出了摇头灯具101的结构图，该摇头灯具包括底座103、轭架105，该轭架可通过至少一个致动器107而相对于底座围绕轭架轴线141旋转。在所示的实施方案中，致动器通过带127a连接到底座轴125；然而，这仅是实例，并且轭架可以智能舞台灯光领域中已知的许多种方式连接到底座，例如致动器可直接或通过传动装置连接到底座轴。头部109围绕头部轴线143可旋转地连接到轭架，并且可通过至少一个致动器111而相对于轭架旋转。在所示的实施方案中，致动器111通过带127b连接到轭架轴129；然而，这仅是实例，并且头部可以智能舞台灯光领域中已知的多种方式连接到轭架。头部壳体包括至少一个光束光源113，并且光束光源生成光束115。光束通过头部壳体中的光束窗口117离开头部壳体。在所示的实施方案中，光束窗口被示出为被配置为使光束偏转的光学透镜，然而应当注意到的是，光束窗口可被设置为允许光束115传播穿过头部壳体的任何部件，诸如光学透镜、透明区域、或甚至壳体中的开口。

轭架包括多个像素光源119，该多个像素光源被配置为照明118轭架外壳121的至少一部分，并且轭架外壳的一部分由透明材料(以虚线示出)形成，从而允许来自像素光源的光的至少一部分如箭头120所示穿过轭架外壳的透明部分。透明材料还可配置为在许多方向上散射/漫射击中透明材料的光；因此，当被来自像素光源119的光照明时，轭架外壳的透明部分将表现为照明部分。

头部包括多个像素光源119，该多个像素光源被配置为照明122头部壳体123的一部分，并且头部壳体的一部分由透明材料(以虚线示出)形成，从而允许来自像素光源的光的至少一部分如箭头122所示穿过头部壳体的透明部分。透明材料还可配置为在许多方向上散射/漫射击中透明材料的光；因此，当被来自像素光源119的光照明时，头部壳体的透明部分将表现为照明部分。

头部壳体和轭架外壳的照明部分是相对于轭架轴线141基本上旋转对称的。如图2至图4所示，形成相对于轭架轴线基本上旋转对称的头部壳体和轭架外壳的照明部分的一个优点在于事实：轭架和头部可相对于轭架轴线旋转，而观察者观察不到照明部分相对于轭架轴线的变化。

另外，头部壳体的照明部分是相对于头部轴线143基本上旋转对称的。如图2至图4所示，形成相对于头部轴线基本上旋转对称的头部壳体的透明部分的一个优点在于事实：头部可相对于头部轴线旋转，而观察者观察不到照明的透明部分相对于头部轴线的变化。

轭架外壳和头部壳体的照明部分以及像素光源允许摇头灯具用作像素。随着摇头灯具的移动，照明部分看起来保持静态，留下像素静止的印象。因此，摇头灯具可用作一组若干类似摇头灯具中的像素，从而创建上面可以显示图形内容的图形显示器。光束115可用于通过创建舞台灯光领域中已知的半空中效果或类似效果来增强体验，并且旋转对称的照明部分允许光束指向不同方向，而不改变头部壳体和轭架外壳的照明部分的视觉外观。

如现有技术中已知的，摇头灯具从外部电源(未示出)接收电力129。由内部电源131接收电力，所述内部电源通过内部电力线(未示出)调适和分配电力到摇头的子系统。内部电力系统可以许多不同的方式提供，例如通过将所有子系统连接到相同的电力线。然而，技术人员将明白的是，摇头中的一些子系统需要不同种类的电力，并且也可使用接地线。例如，在大多数应用中，光源将需要与步进马达和驱动器电路不同种类的电力。

摇头灯具还包括控制器133，该控制器基于指示光效果参数(诸如光束效果参数、位置参数和与摇头灯具相关的其他参数)的输入信号135来控制摇头灯具中的部件(其他子系统)。光束效果参数与光束应产生的光效果有关，并且例如可以是颜色、调光水平、棱镜效果、遮光片效果、虹膜效果、动画效果等。应注意，产生这些光效果的最终部件未被示出。

例如，控制器通过使用标准协议(如dmx、artnet、rdm、以太网)来如智能和娱乐灯光领域中已知的那样接收来自光控制器(未示出)的输入信号,或者视频信号(诸如hdmi、dvi、mp4等信号)。输入信号指示与光束115相关的至少一个光束效果参数、与摇头灯具的位置相关的至少一个位置参数和与像素光源119相关的至少一个像素效果参数。输入信号也可被设置为两个单独的信号(未示出)，一个信号包括与摇头灯具的一般控制相关的光效果参数(如光束效果参数、灯位置参数等)，和另一信号包括像素源的像素效果参数，例如作为以视频馈送的形式指示像素光源的颜色的像素数据。应当指出的是，以上仅是输入信号的实例，输入信号可以适合具有像素光源的摇头灯具的任何方式来设计。控制器适于通过内部通信线(未示出)将命令和指令发送到摇头的不同子系统。内部通信系统可基于各种类型的通信网络/系统。

摇头灯具还可包括用户输入装置137，从而使得用户能够与摇头直接交互，替代用于与摇头进行通信的光控制器。用户输入装置例如可以是按钮、操纵杆、触摸板、键盘、鼠标等。用户输入装置也可以由显示器139支持，使得用户能够使用用户输入装置通过显示器上显示的菜单系统与摇头灯具交互。在一个实施方案中，显示装置和用户输入装置也可集成为触摸屏。

像素光源可至少包括被配置为发射红光的红色发射器、被配置为发射绿光的绿色发射器和被配置为发射蓝光的蓝色发射器。因此，像素光源可用红光、绿光和蓝光照明头部壳体和轭架外壳，通过如加法混色领域中已知的那样改变红光、绿光和蓝光相对于彼此的强度可将它们组合成许多不同颜色的光。因此，头部壳体和轭架外壳的照明部分的颜色可以改变。

在另选的实施方案中，轭架外壳的未被像素光源照明的非照明部分被设置在清晰的透明材料中，从而允许观察者通过轭架外壳的清晰透明的非照明部分来观察照明部分。因此，可减少轭架的非照明部分相对于摇头灯具的照明部分的最终视觉阻挡。

图2a至图2i、图3a至图3i、图4a至图4i示出了摇头灯具201的不同视图，其中轭架和头部已布置在不同的位置。图2a至图2i示出了俯视图，图3a至图3i示出了透视图，并且图4a至图4i示出了侧视图。

摇头灯具201与图1中所示的摇头灯具类似，并且包括底座203、轭架205和头部209。由头部壳体和轭架外壳的像素光源(图2a至图2i、图3a至图3i、图4a至图4i中未示出)照明的透明部分被示为阴影区域。还示出了发射窗口217和光束215。头部可围绕头部轴线243(虚点划线)旋转，并且轭架可围绕轭架轴线241(虚线)旋转。为了简化附图，仅在图2b、图3b、图4b中示出了与摇头灯具201、底座203、轭架205、头部、光束215、头部轴线243、轭架轴线241、轭架和发射窗口217相关的附图标记。

头部围绕头部轴线而相对于轭架的旋转由箭头247示出，并且除了箭头之外还指示了旋转角度。0度的头部角度对应于光束沿着轭架轴线并且远离轭架和底座指向的位置。换句话讲，当摇头灯具立在底座上时，光束直接向上指向。可通过使头部相对于头部轴线旋转来使光束倾斜。

轭架围绕轭架轴线而相对于底座的旋转由箭头249示出，并且除了箭头之外还指示旋转角度。在所示的实施方案中，0度的轭架角度对应于轭架臂与底座侧面对齐的位置。可通过使轭架相对于轭架轴线旋转来摇动光束。

图2a至图2c、图3a至图3c和图4a至图4c示出了摇头灯具，其中轭架以0度的轭架角度布置并且头部处于不同的头部角度，其中在图2a、图3a和图4a中，头部以0度的头部角度定位；在图2b、图3b和图4b中，头部以45度的头部角度定位，并且在图2c、图3c和图4c中，头部以90度的头部角度定位。

图2d至图2f、图3d至图3f和图4d至图4f示出了摇头灯具，其中轭架以45度的轭架角度布置并且头部处于不同的头部角度，其中在图2d、图3d和图4d中，头部以0度的头部角度定位；在图2e、图3e和图4e中，头部以45度的头部角度定位，并且在图2f、图3f和图4f中，头部以90度的头部角度定位。

图2g至图2i、图3g至图3i和图4g至图4i示出了摇头灯具，其中轭架以90度的轭架角度布置并且头部处于不同的头部角度，其中在图2g、图3g和图4g中，头部以0度的头部角度定位；在图2h、图3h和图4h中，头部以45度的头部角度定位，并且在图2i、图3i和图4i中，头部以90度的头部角度定位。

图2a至图2i、图3a至图3i、图4a至图4i示出，观察摇头灯具的照明部分的观察者将看到照明部分作为独立于轭架和头部位置的静态像素，因为仅通过观察照明部分，将很难确定头部和轭架的位置。应当注意到的是，发射窗口217也可被像素光源照明，这降低了观察者在摇头灯具的不同位置处可以观察到发射窗口的位置的效果。另选地，光束光源可用于例如通过将光束调暗到与照明部分相同的强度和相同强度的颜色来照明发射窗口。应当注意到的是，当光束以明亮的强度打开时，发射窗口和光束的位置将是可见的，然而这种效果可用于产生额外的光效果。

图5a至图5e示出了形成图形显示器500的多个摇头灯具201的透视图。摇头灯具与图2至图4中所示的灯具类似，并且以10x10矩阵布置。然而，应当注意到的是，可通过以任意形状(诸如矩形、圆形、多边形和或甚至三维图案)布置多个摇头灯具来提供图形显示器。摇头灯具中的每一个都表示图形显示器的单个像素。摇头可相对于彼此以规则间隔布置，以便提供规则的像素密度。然而，也可将摇头相对于彼此以不同的距离布置，从而可以提供该组摇头的不同外观。

在图5a中，图形显示器的所有摇头灯具都以头部位置为0度且轭架位置为45度的设置来布置。每个摇头灯具的光束源和像素源两者都已关闭。

在图5b中，图形显示器的所有摇头灯具都以头部位置为0度且轭架位置为45度的设置来布置。光束源打开并且摇头灯具生成多个光束215，同时每个摇头灯具的像素源都已关闭。

在图5c中，图形显示器的所有摇头灯具都以头部位置为45度且轭架位置为0度的设置来布置。因此，头部和轭架两者都相对于图5b中的位置旋转了45度。光束源打开并且摇头灯具生成多个光束215，同时每个摇头灯具的像素源都已关闭。

在图5d中，图形显示器的所有摇头灯具都以头部位置为0度且轭架位置为45度的设置来布置，所述设置对应于图5a和图5b中的位置。摇头灯具的光束源关闭，并且通过打开一些摇头灯具的像素光源而在图形显示器处创建图形图像。一些摇头灯具的像素源未被激活201(关闭)(白色阴影)，一些摇头灯具的像素源以第一颜色201(c1)激活(浅灰色阴影)，并且一些摇头灯具的像素源以第二颜色201(c2)激活(深灰色阴影)。

在图5e中，图形显示器显示与图5d中相同的图像，并且摇头灯具已移动到头部位置为45度且轭架位置为45度的设置，所述设置对应于图5c中的位置。另外，光束源已打开并且因此通过摇头灯具发射多个光束，因此提供了由像素光源创建的图形图像和由光束产生的半空中效果的组合。如前所述，由于头部壳体和轭架外壳的照明部分相对于轭架轴线的基本上旋转对称形状，摇头灯具可围绕轭架轴线旋转而不会使像素失真，并且由于头部的照明部分相对于头部轴线的基本上旋转对称形状，头部可以围绕头部轴线旋转而不会使图形图像的像素失真。

在图5a至图5e中，所有摇头灯具都面向相同的方向，但应该注意到的是，对于每个单独的灯具来说，摇头灯具的方向可以不同，并且由摇头灯具产生的图像仍然没有表现为失真。

图6a至图6b示出了包括图形显示器600的图形显示系统的框图，该图形显示器包括根据本发明的多个摇头灯具201。该图形系统包括控制系统，其中光控制器551被配置成将到灯具的光效果参数(诸如光束效果参数、位置效果参数)通过信号线553发送到接口555，该接口将光效果参数分配给每个摇头灯具201。控制器可使用任何数据协议，如dmx、artnet、以太网、rdm等，并且信号线553可以是有线的或无线的。

控制系统包括像素数据控制器，该像素数据控制器被配置为将像素数据通过信号线559发送到接口555。像素数据可以是任何种类的视频和图片格式，如jpeg、png、gif、mpeg、avi等，并且信号线可以是有线的或无线的。像素数据控制器可例如被设置为媒体服务器。

接口555可实现为如本实施方案中所示的单独装置，或者可直接实现到摇头灯具201中。接口将来自光控制器551和像素控制器557的信号合并，并且将像素数据分配给各个摇头灯具201。合并信号561可以是指示各个灯具应如何正确地表现的完整信号，或者合并信号561可包括媒体馈送，其中来自光控制器的数据指示各个灯具需要执行的一些后处理。由于合并信号的吞吐量通常与媒体的帧速率(例如，24hz)相关联，因此从后处理获得的优点之一可能是在灯具级别具有更高的性能。

在图6a中，摇头灯具201中的每一个都使用捆绑在一起成为主信号线的单独的信号线563单独地连接到接口555。然后，接口可将像素数据直接分配给各个灯具。

在图6b中，摇头灯具201使用各个灯具之间的信号线565进行菊花链连接，然后通过公共信号线561连接到接口555。在该实施方案中，接口将地址附加到像素数据，并且地址对应于各个灯具；通过这种方式，灯具仅可通过附加到其上的自身的地址来可视化像素数据。

图6a至图6b中的实施方案仅是实例，并且智能和娱乐灯光领域内的技术人员将能够以若干其他方式连接灯光系统。例如，可以将光控制器和像素控制器集成到既用作像素控制器又用作光控制器的一个公共装置中。另外，指示光效果参数的输入信号553和指示像素参数的输入信号559可作为两个单独的输入信号馈送到摇头灯具。输入信号也可使用无线通信协议诸如wifi、蓝牙等来传输。

图7示出了摇头灯具701的结构图，该摇头灯具包括底座103、轭架705和头部709。摇头灯与图1中所示的摇头灯具101类似。相同部件已经给予与图1中相同的参考标号，并且将不做进一步描述。在该实施方案中，像素光源719已被设置为多个pcb(印刷电路板)，该多个pcb包括多个rgbled，该多个rgbled可照明头部壳体123的透明部分的不同部分和轭架壳体121的不同部分。这使得可以提供照明部分的均匀照明，照明部分也可被许多不同的颜色照明。在另选的实施方案中，光源也可被设置为rgbwled或具有其他颜色的多管芯led。

头部壳体709的透明的照明部分被成形为球形段，其中心点位于头部轴线和轭架轴线之间的交叉点771处，并且轭架臂的透明的照明部分被成形为球形帽，其中心点位于头部轴线和轭架轴线之间的交叉点771处。头部壳体的球形段和轭架臂的球形帽具有相同的半径。因此，头部和轭架臂的照明部分形成由像素光源719照明的基本球体。因此，照明部分将表现为均匀照明的球体，而与头部相对于头部轴线的位置和轭架相对于轭架轴线的位置无关。

图7示出了摇头灯具701的结构图，该摇头灯具包括底座103、轭架705和头部709。摇头灯具与图1中所示的摇头灯具101类似。相同部件已经给予与图1中相同的参考标号，并且将不做进一步描述。在该实施方案中，像素光源719已被设置为多个pcb(印刷电路板)，该多个pcb包括多个rgbled，该多个rgbled可照明头部壳体123的透明部分的不同部分和轭架壳体121的不同部分。这使得可以提供照明部分的均匀照明，照明部分也可被许多不同的颜色照明。在另选的实施方案中，光源也可被设置为rgbwled或具有其他颜色的多管芯led。

头部壳体709的透明的照明部分被成形为球形段，其中心点位于头部轴线和轭架轴线之间的交叉点771处，并且轭架臂的透明的照明部分被成形为球形帽，其中心点位于头部轴线和轭架轴线之间的交叉点771处。头部壳体的球形段和轭架臂的球形帽具有相同的半径。因此，头部和轭架臂的照明部分形成由像素光源719照明的基本球体。因此，照明部分将表现为均匀照明的球体，而与头部相对于头部轴线的位置和轭架相对于轭架轴线的位置无关。

图8示出了摇头灯具801的结构图，该摇头灯具包括底座103、轭架805和头部809。摇头灯具与图7中所示的摇头灯具701类似。相同部件已经给予与图7中相同的参考标号，并且将不做进一步描述。

在该实施方案中，轭架形成为单臂轭架，其包括承载头部805的一个轭架臂806。

头部壳体805的透明的照明部分被成形为球形坯/球，其中心点位于头部轴线和轭架轴线之间的交叉点771处，并且轭架臂的透明的照明部分被成形为球形帽，其中心点位于头部轴线和轭架轴线之间的交叉点771处。头部壳体的球形坯/球和轭架臂的球形帽具有相同的半径。因此，头部和轭架臂的照明部分形成由像素光源719照明的基本球体。因此，照明部分将表现为均匀照明的球体，而与头部相对于头部轴线的位置和轭架相对于轭架轴线的位置无关。

在整个附图中，照明头部壳体的像素光源已布置在头部中，但应当注意到的是，也可以例如通过将照明头部壳体的像素光源布置在靠近头部和轭架之间的连接点处来将像素光源布置在轭架中，并且将像素光源布置成使得光的一部分将通过连接点传输并进入头部，在头部中光可以照明头部壳体。还可以提供在透明材料中彼此面向的头部壳体的部分和轭架外壳的部分，从而允许来自布置在轭架中的像素光源的光被发射到头部中，在头部中光可以照明头部壳体。另选地，来自头部中的像素光源的光也可通过头部和轭架的彼此面向的部分中的开口发射到轭架。同样地，照明轭架外壳的像素光源也可布置在头部中，其中光可从头部发射并进入轭架中，在那里光照明轭架外壳。