投影系统及其设计方法技术方案

本发明专利技术提供了一种投影系统及其设计方法，其中，投影系统包括照明装置、调制装置和成像镜头，照明装置为调制装置提供光照，成像镜头对调制装置成像，成像镜头的光轴与投影画面所在的平面的法线相交；其中，照明装置仅对调制装置的有效区域提供光照，有效区域为调制装置实际动态调制的区域。本发明专利技术的技术方案有效地解决了现有技术中的投影系统设置调节模组时使投影系统的体积增大，且成本增高的问题。

【技术实现步骤摘要】
投影系统及其设计方法
本专利技术涉及投影
，具体而言，涉及一种投影系统及其设计方法。
技术介绍
投影机在使用的时候，受限于使用场合的限制，投影机安装或是摆放的位置有要求，同时对投影出的画面位置也有要求，即投影机的位置及画面的位置都受到限制。为了满足现场应用的需要，目前都采用如下方案：给投影系统增加镜头位移功能。通过调整投影镜头的上下，左右位置实现画面的上下左右移动。如图1和图2所示，投影系统10在光的调制装置11和透镜镜头(成像镜头)12的配合下对投影画面20进行调节。其中，透镜镜头12向上移动的时候，根据成像的规律，投影画面20也会相应的向上移动，且移动的距离是镜头移动的M倍，其中M为镜头的放大率。通过这样的调整方案，达到一种投影机与画面位置变化的目的。但是，现有技术中的投影系统10增加位移模组调整的功能，系统的体积会增加，无法实现小型化。镜头的成像范围要求提高，镜头的价格与可移动距离成指数关系。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种投影系统及其设计方法，以解决现有技术中的投影系统设置调节模组时使投影系统的体积增大，且成本较高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种投影系统，包括照明装置、调制装置和成像镜头，照明装置为调制装置提供光照，成像镜头对调制装置成像，成像镜头的光轴与投影画面所在的平面的法线相交；其中，照明装置仅对调制装置的有效区域提供光照，有效区域为调制装置实际动态调制的区域。进一步地，有效区域的大小小于调制装置实际设计区域的大小。进一步地，有效区域形状为圆形，四边形或者椭圆形。进一步地，照明装置包括透镜组件，透镜组件设在调制装置远离成像镜头的一侧。进一步地，投影系统还包括光源装置，光源装置设置在透镜组件远离调制装置的一侧，透镜组件将光源装置发出的光引导到调制装置上。进一步地，照明装置还包括匀光组件，匀光组件设置在光源装置与透镜组件之间，以对光源装置发出的光进行均匀化，并限制光源的光照射于调制装置的有效区域。进一步地，匀光组件设置为光导管或者复眼透镜，匀光组件的尺寸与调制装置有效区域的尺寸相适配。根据本专利技术的另一方面，提供了一种投影系统的设计方法，使用步骤包括：使用或设计预定要求的画面偏移量；根据选定调制装置的类型和成像镜头的参数，计算成像镜头所需要的倾斜角度，并同步确定调制装置有效区域的位置及大小；根据调制装置有效区域的大小计算照明装置中匀光组件的尺寸，使得两者相匹配，以达到亮度的最大输出；根据实际投影结果进行结构与参数的微调。进一步地，画面偏移量为投影画面中心与成像镜头光轴中心所在平面的距离；倾斜角度是镜头光轴与画面法线的夹角。进一步地，当倾斜角度调节至θ时，匀光组件的尺寸与有效区域相匹配，投影画面经过画面偏移量的位移后到达预设位置；当投影画面向画面偏移量变大的方向调制时，投影画面呈倒梯形；根据倾斜角度和投影系统与投影画面的距离得出倒梯形的下边的长度为W1，上边的长度为W2，高度为H1，并确定预设的投影画面的尺寸为W1*H2，其中W1/H2为实际要求的投影画面的长宽比。进一步地，当倾斜角度过大时，成像镜头配合调制装置倾斜作为补偿。进一步地，调制装置的实际设计区域的尺寸为w1*h1，有效区域的下边的长度为w1，上边的长度为w2，高度为h2，且w2＝W1*w1/W2,h2＝H2*h1/H1。进一步地，将调制装置的尺寸设置为w1*h2，以匹配调制装置的有效区域。进一步地，调制后的匀光组件的出光口的下边的长度为L1，上边的长度为L2，高度为D，且L2＝w2/w1*L1。应用本专利技术的技术方案，成像镜头配合调制装置后，可以改变所述投影系统的投影画面的投射位置和投影形状，这样的设置可以减少调节模组的安装，进而避免投影系统体积的增加，同时可以对投影画面进行调节。具体地，改变成像镜头与投影画面所在平面的法线方向夹角的大小，可以改变投影画面在其所在平面的位置，此时，投影画面的形状会发生变化。配合调制装置后，可以将变形后的图像恢复到原来的规则形状，进而使投影画面移动时不会出现图像扭曲变形的情况。本专利技术的技术方案有效地解决了现有技术中的投影系统设置调节模组时使投影系统的体积增大，且成本较高的问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了传统的投影系统的投影画面调整前的结构示意图；图2示出了传统的投影系统的投影画面调整后的结构示意图；图3示出了本专利技术的投影系统的投影画面调整前的结构示意图；图4示出了本专利技术的投影系统的投影画面调整后的结构示意图；图5示出了本专利技术的投影系统的调整前后投影画面的变化示意图；图6示出了本专利技术的投影系统的工作原理的光路的示意图；图7示出了本专利技术中投影画面的有效区域和无效区域对比示意图；图8示出了本专利技术中调制装置的有效区域和无效区域对比示意图；图9示出了本专利技术中调制装置的去掉部分无效区域后的对比示意图；图10示出了本专利技术中匀光组件的开口示意图；图11示出了本专利技术的投影系统使用时的流程图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、投影系统；11、调制装置；12、成像镜头；20、投影画面；30、光源装置；40、匀光组件；50、透镜组件。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影系统，其特征在于，包括照明装置、调制装置(11)和成像镜头(12)，所述照明装置为所述调制装置(11)提供光照，所述成像镜头(12)对所述调制装置(11)成像，所述成像镜头(12)的光轴与投影画面(20)所在的平面的法线相交；/n其中，所述照明装置仅对所述调制装置(11)的有效区域提供光照，所述有效区域为所述调制装置(11)实际动态调制的区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种投影系统，其特征在于，包括照明装置、调制装置(11)和成像镜头(12)，所述照明装置为所述调制装置(11)提供光照，所述成像镜头(12)对所述调制装置(11)成像，所述成像镜头(12)的光轴与投影画面(20)所在的平面的法线相交；
其中，所述照明装置仅对所述调制装置(11)的有效区域提供光照，所述有效区域为所述调制装置(11)实际动态调制的区域。


2.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述有效区域的大小小于所述调制装置(11)实际设计区域的大小。


3.根据权利要求1所述的投影系统，所述有效区域形状为圆形，四边形或者椭圆形。


4.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述照明装置包括透镜组件(50)，所述透镜组件(50)设在所述调制装置(11)远离所述成像镜头(12)的一侧。


5.根据权利要求4所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统(10)还包括光源装置(30)，所述光源装置(30)设置在所述透镜组件(50)远离所述调制装置(11)的一侧，所述透镜组件(50)将所述光源装置(30)发出的光引导到所述调制装置(11)上。


6.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，所述照明装置还包括匀光组件(40)，所述匀光组件(40)设置在所述光源装置(30)与所述透镜组件(50)之间，以对所述光源装置(30)发出的光进行均匀化，并限制光源的光照射于所述调制装置(11)的有效区域。


7.根据权利要求6所述的投影系统，其特征在于，所述匀光组件(40)设置为光导管或者复眼透镜，所述匀光组件(40)的尺寸与所述调制装置(11)有效区域的尺寸相适配。


8.一种投影系统的设计方法，其特征在于，使用步骤包括：
使用或设计预定要求的画面偏移量；
根据选定调制装置(11)的类型和成像镜头(12)的参数，计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛明星，陈龙，
申请(专利权)人：无锡视美乐激光显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32