一种拼接式投影仪的制作方法

文档序号:15915172发布日期:2018-11-13 21:54阅读:200来源:国知局

本实用新型涉及激光扫描领域,尤其涉及一种拼接式投影仪。



背景技术:

随着社会的发展,在需要应用投影仪的影视动漫产业和大型会议等领域,人们对显示技术的要求也越来越高,其中主要的需求反映在高分辨率和超大物理尺寸上。

目前,为了向用户提供高分辨率和超大物理尺寸的画面,一般是将多个投影仪组成一个投影系统,也即将多个投影仪各自投射的画面拼接在一起,但在实际使用过程中,由于投影距离的不固定,也即因各个投影仪与投影屏幕之间的相对位置不同,容易使得拼接后的图像出现图像重叠和拼接缝隙等缺陷,所以对各个投影仪进行调节时的位置移动距离和投影参数均不相同,也就是说,投影系统中每个投影仪均需要一套完整的投影结构,并且需要为每个投影仪设置位置调节结构,因此整个投影系统的结构较为复杂,调节过程也较为复杂。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供一种拼接式投影仪,用以降低拼接式投影系统的结构复杂度和调节过程的复杂度。

为了实现上述实用新型目的,本实用新型实施例提供了一种拼接式投影仪,包括扫描装置、背投屏幕和投影物镜,所述扫描装置包括扫描单元阵列,所述扫描单元阵列包括多个激光扫描子单元,所述背投屏幕设置于所述扫描单元阵列的出射端,所述投影物镜设置于所述背投屏幕的出射端。

可选地,所述扫描装置还包括光源,所述光源包括多个发光单元,所述发光单元与所述激光扫描子单元一一对应。

可选地,所述发光单元包括红光发光子单元、绿光发光子单元、蓝光发光子单元和合光子单元。

可选地,所述激光扫描子单元具体为扫描光纤,所述扫描光纤包括光纤和用于驱动所述光纤进行扫描的驱动结构。

可选地,所述扫描装置还包括光耦合单元,所述光耦合单元设置于所述发光单元的出射端和所述扫描光纤的入射端之间。

可选地,所述光纤的入射端具有透镜结构。

可选地,所述激光扫描子单元具体为MEMS扫描振镜。

可选地,所述背投屏幕为多块子屏拼接而成,所述子屏与所述激光扫描子单元一一对应。

可选地,所述背投屏幕为一完整的屏幕。

本实用新型实施例中的一个或者多个技术方案,至少具有如下技术效果或者优点:

由于本实用新型实施例提供的拼接式投影仪采用了包括扫描单元阵列的扫描装置、背投屏幕和投影物镜在内的结构,所以扫描单元阵列中多个激光扫描子单元扫描而形成的多个子图像即能够在背投屏幕上拼接成完整图像,相当于在图像源端即实现了拼接,这样,将拼接形成的完整图像通过投影物镜投射到外界的投影屏幕上后,投影屏幕上的图像也就不会出现图像重叠和拼接缝隙等缺陷,与现有技术相比,无需为每个扫描子单元设置一套完整的投影结构,也不需要为每个扫描子单元设置位置调节结构,从而降低了拼接式投影系统的结构复杂度和调节过程的复杂度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的拼接式投影仪的模块图;

图2为本实用新型实施例提供的扫描光纤的结构示意图;

图3为本实用新型实施例提供的拼接式投影仪第一种实现方式的示意图;

图4为本实用新型实施例提供的拼接式投影仪第二种实现方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种拼接式投影仪,用以降低拼接式投影系统的结构复杂度和调节过程的复杂度。

请参考图1,图1为本实用新型实施例提供的拼接式投影仪的模块图,如图1所示,该拼接式投影仪包括扫描装置101、背投屏幕102和投影物镜103,图中箭头为光线的传播方向,扫描装置101包括扫描单元阵列1011,扫描单元阵列1011包括多个激光扫描子单元10111,背投屏幕102设置在扫描单元阵列101的出射端,投影物镜103设置在背投屏幕102的出射端,这样,扫描单元阵列101中多个激光扫描子单元出射的光线即能够投射在背投屏幕102上,由于背投屏幕具有高透射率和发散角度可控的特点,所以扫描单元阵列101中多个激光扫描子单元10111进行扫描而形成的多个子图像即能够在背投屏幕上拼接成完整图像,再通过投影物镜103将完整图像进行放大后投射在外界的投影屏幕上,从而能够向用户提供良好的视觉效果。

可以看出,由于本实用新型实施例提供的拼接式投影仪采用了包括扫描单元阵列的扫描装置、背投屏幕和投影物镜在内的结构,所以扫描单元阵列中多个激光扫描子单元扫描而形成的多个子图像即能够在背投屏幕上拼接成完整图像,相当于在图像源端即实现了拼接,这样,将拼接形成的完整图像通过投影物镜投射到外界的投影屏幕上后,投影屏幕上的图像也就不会出现图像重叠和拼接缝隙等缺陷,与现有技术相比,无需为每个扫描子单元设置一套完整的投影结构,也不需要为每个扫描子单元设置位置调节结构,从而降低了拼接式投影系统的结构复杂度和调节过程的复杂度。

在具体实施过程中,请继续参考图1,扫描装置101还包括光源1012,光源1012具体包括多个发光单元10121,发光单元10121与激光扫描子单元10111一一对应,也就是说,发光单元10121的数量和扫描单元阵列1011中激光扫描子单元10111的数量相同,并且每一个发光单元10121出射的光线仅入射到对应的激光扫描子单元10111中。

在具体实施过程中,发光单元可以根据色彩模式确定自身的结构,例如拼接式投影仪所采用的色彩模式为RGB模式时,发光单元10111包括红光发光子单元、绿光发光子单元、蓝光发光子单元和合光子单元,红光发光子单元、绿光发光子单元和蓝光发光子单元分别出射红光、绿光和蓝光,合光子单元将红光、绿光和蓝光合成一束光,通过控制红光发光子单元、绿光发光子单元和蓝光发光子单元出射不同比例的光线,即能够使得合束之后的光线呈现不同的色彩,这样,通过控制扫描光纤阵列中的光纤扫描至不同位置的同时,控制光纤出射对应色彩的光线,以此类推,扫描光纤阵列中的所有光纤都将各自的扫描区域进行一次扫描之后,通过人眼的暂留效应,即能够向用户提供该画面对应的视觉体验,在此就不再赘述了。

在具体实施过程中,激光扫描子单元10111具体为扫描光纤,请参考图2,图2为本实用新型实施例提供的扫描光纤的结构示意图,如图2所示,该扫描光纤包括光纤201和用于驱动该光纤的驱动结构202,在实际应用中,驱动结构202可以是压电陶瓷驱动器或电磁驱动器等等,在此不做限制。

在具体实施过程中,请继续参考图1,在激光扫描子单元10111具体为扫描光纤时,扫描装置101还包括光耦合单元1013,光耦合单元1013包括多个光耦合子单元10131,光耦合子单元10131的数量与发光单元10121或扫描光纤阵列中扫描光纤的数量相同,且设置在发光单元的出射端和扫描光纤的入射端之间,这样,发光单元10121出射的光线即能够被耦合至对应的光纤中。在实际应用中,光耦合单元具体可以为耦合透镜等等,在此不做限制。

在具体实施过程中,光纤的入射端可以设置有透镜结构,也即该光纤具体为透镜光纤(lensed fiber),光纤可以通过烧结或者研磨等方式在光纤一端形成球形、楔形或锥形等透镜,提高光纤的数值孔径,从而提高光纤的收光率,这样即无需再设置光耦合单元。

在具体实施过程中,激光扫描子单元具体还可以为MEMS(英文:Micro-Electro-Mechanical System;中文:微机电系统)扫描振镜,MEMS扫描振镜时是指采用光学MEMS技术制造的,把微光反射镜与MEMS驱动器集成在一起的光学MEMS器件,这样,通过MEMS驱动器驱动微光反射镜进行偏转,入射到微光反射镜上的光线也会随之而偏转,从而实现偏转的目的。

当然了,需要说明的是,激光扫描子单元10111无论是扫描光纤,还是MEMS(英文:Micro-Electro-Mechanical System;中文:微机电系统)扫描振镜,扫描单元阵列1011中激光扫描子单元10111的数量均不做限制,本领域所属的技术人员能够根据实际情况进行合适数量的激光扫描子单元10111,以满足实际情况的需要,在此就不再赘述了。

在具体实施过程中,背投屏幕102可以是由多块子屏拼接而成,子屏与激光扫描子单元一一对应,具体来讲,每个激光扫描子单元出射的光线出射在对应的子屏上,这样,在多个子屏上形成的子图像即能够组成一个拼接后的完整图像,请参考图3,图3为本实用新型实施例提供的拼接式投影仪第一种实现方式的示意图,如图3所示,扫描单元阵列1011包括扫描光纤301、302和303,图中虚线表示可能不存在用于包含扫描光纤301、302和303的实体结构,以下皆相同不再赘述,背投屏幕102包括子屏311、312和313,其中扫描光纤301与子屏311对应,扫描光纤302与子屏312对应,扫描光纤303与子屏313对应,这样,扫描光纤301、302和303出射的光线入射到对应的子屏上,即能够在对应的子屏上形成子图像,从而能够形成一幅完整图像。

同理,背投屏幕也可以是一整块屏幕,整块屏幕被划分为多个区域,区域与激光扫描子单元一一对应,具体来讲,扫描单元阵列中每个激光扫描子单元出射的光线出射在整块屏幕上的对应区域,这样,多个区域上形成的子图像即能够组成一个拼接后的完整图像,请参考图4,图4为本实用新型实施例提供的拼接式投影仪第二种实现方式的结构示意图,如图4所示,扫描单元阵列1011包括MEMS扫描振镜401、402和403,背投屏幕102包括区域411、412和413,其中MEMS扫描振镜401与区域411对应,MEMS扫描振镜402与区域412对应,MEMS扫描振镜403与区域413对应,这样,MEMS扫描振镜401、402和403出射的光线入射到对应的区域上,即能够在对应的区域上形成子图像,从而能够形成一幅完整图像。

在具体实施过程中,投影物镜103具体可以由一个或者多个凸透镜、凹透镜、球面镜或者非球面镜组成,以满足实际情况的需求为准,在此不做限制。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序,可将这些单词解释为名称。

本实用新型实施例中的一个或者多个技术方案,至少具有如下技术效果或者优点:

由于本实用新型实施例提供的拼接式投影仪采用了包括扫描单元阵列的扫描装置、背投屏幕和投影物镜在内的结构,所以扫描单元阵列中多个激光扫描子单元扫描而形成的多个子图像即能够在背投屏幕上拼接成完整图像,相当于在图像源端即实现了拼接,这样,将拼接形成的完整图像通过投影物镜投射到外界的投影屏幕上后,投影屏幕上的图像也就不会出现图像重叠和拼接缝隙等缺陷,与现有技术相比,无需为每个扫描子单元设置一套完整的投影结构,也不需要为每个扫描子单元设置位置调节结构,从而降低了拼接式投影系统的结构复杂度和调节过程的复杂度。

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

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