CN102984489B - 一种背投影电视光路设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体公开了一种背投影电视光路设计方法。其包括背投箱、投影机、反射镜和屏幕，所述方法包括步骤：将屏幕安装在背投箱上并确定屏幕的大小和投影机的投射角；根据投影机的投射角和屏幕大小确定投影机的光程；将反射镜安装在背投箱上并设定反射镜控制点的位置；根据反射镜控制点的位置结合投影机的光程确定投影机在背投箱内的位置；令投影机的光线不通过反射镜时的光轴为虚拟光轴，设定反射镜与虚拟光轴的夹角确定投影机在背投箱内的放置角度；根据投影机光路在反射镜上的反射点确定反射镜的大小。本发明可快速确定投影机、反射镜精确的三维空间位置，且可快速确定反射镜反射区域及反射镜大小，能实现将不同的投影机快速模拟安装到背投箱中。

Description

一种背投影电视光路设计方法

技术领域

本发明涉及背投影电视领域，具体涉及一种背投影电视光路设计方法。

背景技术

背投箱由于需要配合多种投影机，每一种投影机的光学参数都不同，导致需要对不同的投影机设计相应的结构件以满足不同的光路要求。而现有的设计方法是通过AUTCAD软件模拟投影光路，确定投影机的机芯位置（如图1所示），然后再到PRO/E等三维软件中将投影机装入背投箱中已确定好的位置，这种方法既不方便也不直观，因此需要寻找一种新的方法可以将不同的投影机快速地模拟安装到背投箱中。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种快速地对背投箱中的投影机进行定位的背投影电视光路设计方法。

为解决上述技术问题，本发明第一个发明目的的技术方案如下：

一种背投影电视光路设计方法，包括背投箱、投影机、反射镜和屏幕，包括如下步骤：

将屏幕安装在背投箱上，并确定屏幕的大小和投影机的投射角；

根据投影机的投射角和屏幕大小确定投影机的光程；

将反射镜安装在背投箱上并设定反射镜控制点的位置；

根据反射镜控制点的位置结合投影机的光程确定投影机在背投箱内的位置；

令投影机的光线不通过反射镜时的光轴为虚拟光轴，设定反射镜与虚拟光轴的夹角确定投影机在背投箱内的放置角度；

根据投影机光路在反射镜上的反射点确定反射镜的大小。

作为一种优选方案，所述根据反射镜控制点的位置结合投影机的光程确定投影机在背投箱内的位置的具体步骤为：

根据反射镜控制点的位置确定反射镜在背投箱内的位置；

根据反射镜在背投箱内的位置结合投影机的光程确定投影机在反射镜上的入射距离和反射距离；

根据投影机在反射镜上的入射距离和反射距离确定投影机的位置。

作为一种优选方案，所述令投影机的光线不通过反射镜时的光轴为虚拟光轴，设定反射镜与虚拟光轴的夹角确定投影机在背投箱内的放置角度的具体步骤为：

令投影机的光线不通过反射镜时的光轴为虚拟光轴，设定反射镜与虚拟光轴的夹角；

根据Y=(45-X)*2，其中，X表示反射镜与虚拟光轴的夹角，Y表示投影机在背投箱内的放置角度，获取投影机在背投箱内的放置角度。

作为一种优选方案，所述反射镜包括一个。

作为一种优选方案，所述反射镜包括依次对于投影机的光束进行反射的两个或两个以上反射镜。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明只需输入屏幕大小、反射镜控制点及反射镜角度数据，既可快速确定投影机、反射镜在背投箱内精确的三维空间位置，并快速确定背投箱体外形尺寸、反射镜反射区域及反射镜大小，而且还可以直观的看出光路与其它零件间是否存在干涉问题，从而可有效避免挡光现象的发生。利用本发明能够实现将不同的投影机快速模拟安装到背投箱中。

附图说明

图1 为现有技术中投影机在AUTOCAD软件中模拟光路的示意图；

图2为本发明的背投影电视光路设计方法实施例的流程图；

图3为本发明中背投影电视的架构图；

图4为本发明中背投影电视光路设计方法实施例中光路示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为图4的后视图；

图7为本发明具体应用实施例中投影机正放时的推演模拟过程示意图；

图8-11为本发明具体应用实施例中投影机正放的推演模拟时各个推演数据参数值的推演示意图；

图12为本发明具体应用实施例中投影机非正放时的推演模拟过程示意图；

图13-17为本发明具体应用实施例中投影机非正放的推演模拟时各个推演数据参数值的推演示意图。

1—背投箱；2-投影机；3-反射镜；4-屏幕；5-反射镜控制点；6-虚拟光轴；7-真实光轴；8-虚拟光路；9-真实光路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图2所示，为本发明的一种背投影电视光路设计方法实施例的流程图。如图3和4所示，该实施例包括背投箱1、投影机2、反射镜3和屏幕4。其中，投影机2作为光线反生装置，负责产生图像；反射镜3用于将投影机2发出的光线反射到屏幕4上，屏幕4作为投影机2实际的成像区域。该实施例的背投影电视光路设计方法的具体步骤包括：

（S101）将屏幕4安装在背投箱1上，并确定屏幕4的大小和投影机2的投射角a；

（S102）根据投影机2的投射角a和屏幕4大小确定投影机2的光程；

（S103）将反射镜3安装在背投箱1上并设定反射镜控制点5的位置；

（S104）根据反射镜控制点5的位置结合投影机2的光程确定投影机2在背投箱1内的位置；

（S105）令投影机2的光线不通过反射镜3时的光轴为虚拟光轴6，设定反射镜3与虚拟光轴6的夹角确定投影机2在背投箱1内的放置角度；

（S106）根据投影机2光路在反射镜3上的反射点确定反射镜3的大小。

在步骤（S101）和（S102）中，由于投影机2的光程由投影机2的投射角a决定，因此，只要确定了投影机2的投射角及屏幕4的大小，投影机2的光程即可确定。在三维软件中模拟时，只需输入投影机2的投射角a及屏幕4的大小，投影机的光程即可确定。

在步骤（S103）和（S104）中，反射镜控制点5是控制反射镜3的位置的，而投影机2的光程等于投影机2在反射镜3上的入射距离H加上反射距离L，只要调整入射距离H或反射距离L即可改变反射镜3的位置（如图5所示，将反射镜3进行左右运动改变其位置），从而得到新的投影机2位置，即设定入射距离H或反射距离L便可快速确定投影机2的位置。因此，步骤（S104）根据反射镜控制点5的位置结合投影机2的光程确定投影机2在背投箱1内的位置的具体步骤为：

步骤（S1041）：根据反射镜控制点5的位置确定反射镜3在背投箱1内的位置；

步骤（S1042）：根据反射镜3在背投箱1内的位置结合投影机2的光程确定投影机2在反射镜3上的入射距离H和反射距离L；

步骤（S1043）：根据投影机2在反射镜3上的入射距离H和反射距离L确定投影机2的位置。

因此，在三维软件中进行模拟时，对入射距离H或反射距离L进行参数设定，便可快速确定投影机2的位置。

在步骤（S105）中，所述令投影机2的光线不通过反射镜3时的光轴为虚拟光轴6，设定反射镜3与虚拟光轴6的夹角确定投影机2在背投箱1内的放置角度的具体步骤为：

令投影机2的光线不通过反射镜3时的光轴为虚拟光轴6，设定反射镜3与虚拟光轴6的夹角X；

根据Y=(45-X)*2，其中，X表示反射镜3与虚拟光轴6的夹角，Y表示投影机2在背投箱1内的放置角度，获取投影机2在背投箱1内的放置角度。

由于Y=(45-X)*2，因此，投影机2的放置角度Y由反射镜3的夹角X决定，当调整反射镜夹角X时（如图5所示，反射镜3夹角X的调整可以通过旋转实现），Y即跟着改变。具体应用时，在三维软件中模拟时，对X进行参数设定，便可快速确定投影机2的放置角度Y。

在步骤（S106）中，由于反射镜3的大小包括了其高度A、长边B和短边C，如图5和6所示。因此，通过投影机2光路在反射镜3上的反射点即可快速得出反射镜3的反射区域相关数值，包括了反射镜3的高度A、长边B和短边C，从而确定反射镜3的大小。

在本具体实施例中，投影机2光路的设计仅仅利用了一个反射镜3。但在具体应用时，投影机2的光路在背投箱1内可以实现光信号的多次反射，此时可以在背投箱1内设计多个反射镜3，使投影机2的光路依次通过多个反射镜3的反射。

在一个具体的应用实施例中，将本发明应用于具体的软件中进行模拟。

投影机在背投箱中放置时包括正放和非正放两种形式，当投影机正放时，光路稳定性最佳，投影机非正放时可以满足箱体厚度最薄，但是此时由于多出斜向分力，光路稳定性稍差些。下面，利用本发明就投影机正放和投影机非正放两种形式状态单独进行模拟推演。

当投影机正放时，即反射镜3与虚拟光轴6的夹角R等于45度，以标准60英寸4：3屏幕为例，如图7所示，进行模拟推演：

(1)：当L <=450 mm时，光路与屏幕冲突；L为投影机在反射镜上的反射距离，即为屏幕到反射点的距离；

(2): 当 L>550 mm时，光路与投影机机芯冲突；

(3): 当 L=500 mm时，光路满足所有条件，处于比较理想状态。

根据整个模拟推演过程，可快速推导出当“投影机正放”时最佳状态是：

当L=500时，可直接选取得到的相应的数据：B=1117 mm; C=346 mm; A=773 mm; W=655 mm，其中W为背投箱厚度，推演数据参数的值如图8-11所示。

当“投影机非正放”时，即反射镜夹角R≠45度,以标准60英寸4:3屏幕为例，推演模拟过程如图12所示。

当R=43度，

当 L>=500 mm 时光路与投影机冲突；

当 L=470 mm时 W=630 mm；

当 L=450 mm时 W=617 mm 此时反射镜框上部已经趋于极限。

当R=41度时：

当 L>=450 mm时 光路与投影机冲突；

当 L=425 mm 时  W=594 mm，此时反射镜框上部已经趋于极限。

综上分析，可快速推导出当“投影机非正放”时箱体的最薄厚度为：594mm，推演数据参数的值如图13-17所示。

Claims (5)

1.一种背投影电视光路设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

将屏幕安装在背投箱上，并确定屏幕的大小和投影机的投射角；

根据投影机的投射角和屏幕大小确定投影机的光程；

将反射镜安装在背投箱上并设定反射镜控制点的位置；

根据反射镜控制点的位置结合投影机的光程确定投影机在背投箱内的位置；

令投影机的光线不通过反射镜时的光轴为虚拟光轴，设定反射镜与虚拟光轴的夹角确定投影机在背投箱内的放置角度；

根据投影机光路在反射镜上的反射点确定反射镜的大小。

2.根据权利要求1所述的背投影电视光路设计方法，其特征在于，所述根据反射镜控制点的位置结合投影机的光程确定投影机在背投箱内的位置的具体步骤为：

根据反射镜控制点的位置确定反射镜在背投箱内的位置；

根据反射镜在背投箱内的位置结合投影机的光程确定投影机在反射镜上的入射距离和反射距离； 

根据投影机在反射镜上的入射距离和反射距离确定投影机的位置。

3.根据权利要求1所述的背投影电视光路设计方法，其特征在于，所述令投影机的光线不通过反射镜时的光轴为虚拟光轴，设定反射镜与虚拟光轴的夹角确定投影机在背投箱内的放置角度的具体步骤为：

令投影机的光线不通过反射镜时的光轴为虚拟光轴，设定反射镜与虚拟光轴的夹角；

根据Y=(45-X)*2，其中，X表示反射镜与虚拟光轴的夹角，Y表示投影机在背投箱内的放置角度，获取投影机在背投箱内的放置角度。

4.根据权利要求1至3任一项所述的背投影电视光路设计方法，其特征在于，所述反射镜包括一个。

5.根据权利要求1至3任一项所述的背投影电视光路设计方法，其特征在于，所述反射镜包括依次对于投影机的光束进行反射的两个或两个以上反射镜。