带红外光源的投影系统技术方案

一种带红外光源的投影系统，其中可将红外光源(400)设于投影光源(100)中参与投影模组成像，此时在投影成像面上不仅有可见光图像、还有红外光图像；还可将红外光源(400)设于投影物镜(200)内或投影物镜(200)与投影光源(100)之间不参与投影模组成像；其中红外光源(400)至少会经过投影模组中的第一镜片组(201)投射出来。该投影系统中通过第一分光元件(500)和红外监控模组(300)获得连续的红外图像，相当于有实时红外监控相机；该投影系统中还可设置调焦装置以实现手动或自动调焦功能；由于该投影系统的整个投影画面都充满了红外光线，很容易实现互动操作功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带红外光源的投影系统
本专利技术涉及投影系统，更具体地说，涉及一种带红外光源的投影系统，其中的投影光与红外光均从同一投影物镜射出。
技术介绍
如图1所示，传统投影系统中的核心是投影模组，在投影模组中通常包括投影光源100和投影物镜200，投影光源100发出的光经投影物镜200后作为投影光射出，在屏幕上形成投影平面。为了形成互动的投影系统，还可进一步增设红外监控功能，例如在专利号200820071126.8的中国技术专利中，就公开了一种“大屏幕红外监控投影物镜”。其中设置了一个分光元件和一个红外监控模块，外部反射的红外光可进入投影物镜、然后经分光元件传送到红外监控模块，从而实现红外监控、互动。在现有的各种带红外监控功能的投影系统中，红外光源发出的红外光与投影光源分别经过的是不同的光通道，红外光源均独立于投影物镜，其缺点是不利于制成互动式投影，且独立的红外光源设置起来也比较麻烦。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术要解决传统投影系统中红外光源均独立于投影物镜，设置麻烦、且不利于制成互动式投影的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带红外光源的投影系统，包括投影模组，所述投影模组包括投影光源及投影物镜，所述投影光源发出的光依次经所述投影物镜中的第二镜片组、第一镜片组后作为投影光射出；其中，还包括红外光源，所述红外光源发出的红外光至少经所述第一镜片组后与所述投影光一起射出。本专利技术的投影物镜中还可包括第一分光元件，所述系统中还包括与所述第一分光元件连接的红外监控模组，所述红外监控模组包括监控物镜及感应芯片；所述红外光源发出的红外光在被反射回来后至少经过所述第一镜片组、第一分光元件后传送到所述红外监控模组。本专利技术的一种优选方案中，所述第一分光元件设于所述第二镜片组与投影光源之间，在所述第一镜片组与第二镜片组之间设有第二分光元件；所述投影光源发出的光依次经所述第一分光元件、第二镜片组、第二分光元件、第一镜片组后作为投影光射出，成像在投影平面上；所述红外光源发出的红外光经所述第二分光元件导入，并经所述第一镜片组后与所述投影光一起射出，并且能够覆盖所述投影平面上的投影图像范围；所述射出的红外光在被反射回来后依次经所述第一镜片组、第二分光元件、第二镜片组、第一分光元件后传送到所述红外监控模组。本专利技术的另一种优选方案中，所述第一分光元件设于所述第一镜片组与第二镜片组之间；所述投影光源发出的光依次经所述第二镜片组、第一分光元件、第一镜片组后作为投影光射出，成像在投影平面上；所述红外光源发出的红外光依次经所述第二镜片组、第一分光元件、第一镜片组后与所述投影光一起射出，也成像在所述投影平面上的同一区域；所述射出的红外光在被反射回来后依次经所述第一镜片组、分光元件后传送到所述红外监控模组。针对第一分光元件设于所述第一镜片组与第二镜片组之间的情况，可在所述第二镜片组与投影光源之间设第二分光元件；所述投影光源发出的光先经过所述第二分光元件，再依次经所述第二镜片组、第一分光元件、第一镜片组后作为投影光射出，成像在投影平面上；所述红外光源发出的红外光经所述第二分光元件导入，并依次经所述第二镜片组、第一分光元件、第一镜片组后与所述投影光一起射出，并且能够覆盖所述投影平面上的投影图像范围。针对第一分光元件设于所述第一镜片组与第二镜片组之间的情况，所述投影光源可包括光源合成单元和照明单元，所述光源合成单元包括红色光源、绿色光源、蓝色光源；所述红外光源设于所述光源合成单元中，且与所述红色光源经过相同的光通道之后射出。在本专利技术中，所述红外监控模组的光轴过所述第一分光元件后与所述投影物镜的光轴同轴，所述投影物镜和监控物镜的光学特性可确保所述调焦装置在驱动所述第一镜片组前后移动使得所述感应芯片收到的红外监控画面满足清晰要求时、所述投影物镜也同步实现聚焦清晰。满足此同步调焦的光路特征为：当所述投影模组中显示芯片的有效面积大于投影画面在所述感应芯片上可对应形成的红外监控画面的面积时，所述监控物镜的光学放大倍率大于从所述第一分光元件到显示芯片的光学系统的放大倍率；当所述投影模组中显示芯片的有效面积小于投影画面在所述感应芯片上可对应形成的红外监控画面的面积时，所述监控物镜的光学放大倍率小于从所述第一分光元件到显示芯片的光学系统的放大倍率；当所述投影模组中显示芯片的有效面积等于投影画面在所述感应芯片上可对应形成的红外监控画面的面积时，所述监控物镜的光学放大倍率等于从所述第一分光元件到显示芯片的光学系统的放大倍率。本专利技术中，从投影平面反射回来进入所述感应芯片形成红外监控画面的红外光的光路在所述第一镜片组上的第一透镜表面处的光线角度，应大于或等于投影光在所述第一透镜表面处的出射光线角度。本专利技术中，可将所述第一镜片组、第二分光元件、第二镜片组设为可整体前后移动的结构，所述第一分光元件设为固定结构；然后增设用于驱动所述第一镜片组、第二分光元件、以及第二镜片组整体前后移动的调焦装置。本专利技术中，还可将所述第一镜片组设为可前后移动的结构，所述第二镜片组和第一分光元件为固定结构；然后增设用于驱动所述第一镜片组前后移动的调焦装置。本专利技术中，所述调焦装置可包括调焦控制模块及调焦马达，所述调焦控制模块从所述红外监控模组接收实时的红外监控信号，并向所述调焦马达发出控制信号，所述调焦马达与所述第一镜片组连接并可带动其前后移动。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有以下特点：1、红外光源参与投影模组成像时，在成像面上不仅有可见光图像、还有红外光图像；2、红外光源不参与成像时，至少会经过投影光源通道中的第一镜片组投射出来，并且能够覆盖投影平面上的投影图像范围；3、可通过第一分光元件和红外监控模组获得连续的红外图像；4、设置有调焦装置，可实现自动调焦功能；5、由于整个投影画面都充满了红外光线，很容易实现互动操作功能。附图说明图1是传统投影系统的原理图；图2是本专利技术优选实施例一中投影系统原理图；图3是本专利技术优选实施例二中投影系统原理图；图4是本专利技术优选实施例三中投影系统原理图；图5是本专利技术优选实施例四中投影系统原理图；图6是本专利技术优选实施例五中投影系统原理图；图7是本专利技术优选实施例六中投影系统原理图；图8是本专利技术一个优选实施例中的调焦工作原理图；图9是本专利技术优选实施例七中投影系统原理图。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施例一如图2所示，该投影系统的投影模组中包括投影光源100及投影物镜200，该投影系统中还包括红外光源400。本实施例中，投影光源100包括光源合成单元101和照明单元102，光源合成单元101包括红色光源1011、绿色光源1012、蓝色光源1013，并设置有第三分光元件1014、第四分光元件1015，本实施例中的第三分光元件1014可通过蓝光、反射绿光，第四分光元件1015则可通过蓝光和绿光，反射红光及红外光。红外光源400设于所述光源合成单元101中，且与红色光源101走相同的光通道。经过该光源合成单元101的处理，可将红光、绿光、蓝光、以及红外光组合在一起，再经照明单元102传送到投影物镜200。其中，光源合成单元101还可包括白光光源。其中，红外光源400可包括LED光源和激光光源；光源合成单元101中的可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带红外光源的投影系统，包括投影模组，所述投影模组包括投影光源(100)及投影物镜(200)，所述投影光源(100)发出的光依次经所述投影物镜(200)中的第二镜片组(202)、第一镜片组(201)后作为投影光射出；其特征在于，还包括红外光源(400)；所述投影物镜(200)中还包括第一分光元件(500)，所述红外光源(400)发出的红外光至少经所述第一分光元件(500)、第一镜片组(201)后与所述投影光一起射出，所述系统中还包括与所述第一分光元件(500)连接的红外监控模组(300)，所述红外监控模组(300)包括监控物镜及感应芯片(301)；所述红外光源(400)发出的红外光在被反射回来后至少经过所述第一镜片组(201)、第一分光元件(500)后传送到所述红外监控模组(300)，所述第一分光元件(500)上设有分光膜，以供所述投影光通过，并对红外光半透半反；所述红外监控模组(300)的光轴过所述第一分光元件(500)后与所述投影物镜(200)的光轴同轴；所述投影模组与红外监控模组(300)之间应满足以下关系：当所述投影模组中显示芯片的有效面积大于投影画面在所述感应芯片上可对应形成的红外监控画面的面积时，所述监控物镜的光学放大倍率大于从所述第一分光元件(500)到显示芯片的光学系统的放大倍率；当所述投影模组中显示芯片的有效面积小于投影画面在所述感应芯片上可对应形成的红外监控画面的面积时，所述监控物镜的光学放大倍率小于从所述第一分光元件(500)到显示芯片的光学系统的放大倍率；当所述投影模组中显示芯片的有效面积等于投影画面在所述感应芯片上可对应形成的红外监控画面的面积时，所述监控物镜的光学放大倍率等于从所述第一分光元件(500)到显示芯片的光学系统的放大倍率。2.根据权利要求1所述的带红外光源的投影系统，其特征在于，所述第一分光元件(500)设于所述第二镜片组(202)与投影光源(100)之间，在所述第一镜片组(201)与第二镜片组(202)之间设有第二分光元件(600)；所述投影光源(100)发出的光依次经所述第一分光元件(500)、第二镜片组(202)、第二分光元件(600)、第一镜片组(201)后作为投影光射出，成像在投影平面上；所述红外光源(400)发出的红外光经所述第二分光元件(600)导入,并经所述第一镜片组(201)后与所述投影光一起射出，并且能够覆盖所述投影平面上的投影图像范围；所述射出的红外光在被反射回来后依次经所述第一镜片组(201)、第二分光元件(600)、第二镜片组(202)、第一分光元件(500)后传送到所述红外监控模组(300)。3.根据权利要求1所述的带红外光源的投影系统，其特征在于，所述第一分光元件(500)设于所述第一镜片组(201)与第二镜片组(202)之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：那庆林，黄彦，麦浩晃，王海湘，
申请(专利权)人：神画科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44