CN105116680B - 一种投影装置及投影方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影装置及投影方法，通过使用一个凸面镜扩大投影源投射出的光线所形成的光影效果。避免了复杂的光学系统结构，并且在反射过程中只经历了一次光线反射，从而使得光线畸变率降低。因此具有减少投影图像或投影后的光影效果的畸变，降低投影装置的光学系统复杂程度的技术效果。

Description

一种投影装置及投影方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种投影装置及投影方法。

背景技术

目前，现有的光学系统微型投影设备为了增大投影面积，通常会采用如下两种技术手段：

一种是使用具有放大功能的透镜装置，通过光线折射增大投影面积。然而该种技术往往会造成投影图像的畸变增大，投影图像和原始图像差别较大。并且由于光线折射的原因还会造成投影图像的清晰度降低。

另一种是使用多个凸面镜装置，由于需要保证投影源的入射光宽度以及投影装置的宽度规格，因此现有技术中通常会采用多个凸面镜扩大光线反射角度从而增大投影面积。该技术在实施过程中所需要依赖的光学系统复杂，难于加工，并且由于多凸面镜造成了多次扩大光线反射角，从而使得投影图像的畸变增大，并且投影图像的清晰度和投影面积难以调节。

可见，现有技术中的光学系统微型投影设备存在着投影图像畸变大，部件较多制作复杂的技术问题。

发明内容

本申请提供一种投影装置及投影方法，用以解决现有技术中的光学系统微型投影设备存在着投影图像畸变大，部件较多制作复杂的技术问题。

本申请一方面提供了一种投影装置，包括：

投影源，用以投射成像光线，所述成像光线可投影形成一原始成像；

凸面镜，用以反射所述成像光线形成第一反射光线，所述第一反射光线可投影形成第一放大成像，所述第一放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

可选地，所述装置还包括凹面镜，

所述凹面镜设置于所述凸面镜的相对面，用以聚敛所述成像光线形成收敛光线；

所述凸面镜，用以反射所述收敛光线形成所述第一反射光线。

可选地，所述装置还包括：

平面镜，设置于所述凸面镜的相对面，用以反射所述第一反射光线形成第二反射光线，所述第二反射光线可投影形成第二放大成像，所述第二放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

可选地，所述装置还包括处理器，

所述处理器，用以控制所述凸面镜在所述成像光线和所述第一反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

可选地，所述处理器，还用以控制所述平面镜在所述第一反射光线和所述第二反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

另一方面，本申请实施例还提供了一种投影方法，包括：

通过投影装置的投影源投射成像光线，所述成像光线可投影形成一原始成像；

通过所述投影装置的凸面镜反射所述成像光线形成第一反射光线，其中，所述第一反射光线可投影形成第一放大成像，且所述第一放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

可选地，所述方法还包括：

通过所述投影装置中设置于所述凸面镜的相对面的凹面镜聚敛所述成像光线，形成收敛光线；

通过所述凸面镜反射所述收敛光线形成所述第一反射光线。

可选地，所述方法还包括：

通过设置于所述凸面镜的相对面的平面镜反射所述第一反射光线形成第二反射光线；

其中，所述第二反射光线可投影形成第二放大成像，所述第二放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

可选地，所述方法还包括：

通过所述投影装置的处理器控制所述凸面镜在所述成像光线和所述第一反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

可选地，所述方法还包括：

通过所述处理器控制所述平面镜在所述第一反射光线和所述第二反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中的技术方案可以仅使用一个凸面镜扩大投影源投射出的光线所形成的光影效果。避免了复杂的光学系统结构，并且在反射过程中只经历了一次光线反射，从而使得光线畸变率降低。因此具有减少投影图像或投影后的光影效果的畸变，降低投影装置的光学系统复杂程度的技术效果。

本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过在凸面镜的相对面设置凹面镜，从而先将光束较大的成像光线聚敛，再经规格较小的凸面镜进行放大，从而得到放大投影面积的投影成像或光影效果。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高适用性的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过设置平面镜而实现对投影面积的微调式放大，因此具有进一步提高放大投影面积的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过采用处理器控制凸面镜转动，从而改变成像光线在所述凸面镜上的入射角度。以此实现大幅度调整投影画面的投影面积和/或清晰度。并且，还可以通过采用处理器控制平面镜转动，从而改变成像光线在所述平面镜上的入射角度。以此实现小幅度调整投影画面的投影面积和/或清晰度。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高投影操作效率和进一步扩大适用性的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种投影装置的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种投影方法的流程图。

具体实施方式

本申请提供一种投影装置及投影方法，用以解决现有技术中的光学系统微型投影设备存在着投影图像畸变大，部件较多制作复杂的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请实施例中的技术方案可以仅使用一个凸面镜扩大投影源投射出的光线所形成的光影效果。避免了复杂的光学系统结构，并且在反射过程中只经历了一次光线反射，从而使得光线畸变率降低。因此具有减少投影图像或投影后的光影效果的畸变，降低投影装置的光学系统复杂程度的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

请参考图1，本申请实施例一提供一种投影装置，包括：

投影源，用以投射成像光线，所述成像光线可投影形成一原始成像；

凸面镜，用以反射所述成像光线形成第一反射光线，所述第一反射光线可投影形成第一放大成像，所述第一放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

所述投影源可以为一投影仪中的投影器，也可以为一电子设备的显示屏幕，还可以为采用激光、红外光或微波技术形成的可用以显示图像的光源。可见，所述投影源可以为多种形式的光影投放设备，只要是可以用以提供光源形成一图像或任何用户需要的光影效果的元件，则都可以作为所述投影源。

所述凸面镜是指利用其相对于来源光为凸出形状的镜面，当来源光入射到该凸面镜上时，可以通过该凸面镜反射扩大来源光的反射角度，使该来源光的反射角度大于其入射角度。从而可以使得投影源投影出的光线所形成的光影效果扩大。

需要指出的是，在实际操作时，所述来源光可以为投影源直接投射出的光线。并且，所述来源光也可以是通过其它镜面反射所述成像光线之后的反射光线。因此，所述凸面镜可以设置于所述投影源所在位置的相对方向上，也可以设置于所述投影源投射出的成像光线经反射后的光线方向上。在实际操作过程中，可以根据需要而自行设置所述凸面镜的位置。

可见，本申请实施例中的技术方案可以仅使用一个凸面镜扩大投影源投射出的光线所形成的光影效果。避免了复杂的光学系统结构，并且在反射过程中只经历了一次光线反射，从而使得光线畸变率降低。因此具有减少投影图像或投影后的光影效果的畸变，降低投影装置的光学系统复杂程度的技术效果。

可选地，所述装置还包括凹面镜，

所述凹面镜设置于所述凸面镜的相对面，用以聚敛所述成像光线形成收敛光线；

所述凸面镜，用以反射所述收敛光线形成所述第一反射光线。

由于部分投影源投射出的成像光线光束较宽，在一些微型投影装置中由于其装置规格较小，无法使用相应的规格较大的凸面镜反射放大投影成像。因此为了避免采用多个凸面镜达到放大投影成像，可以在所述成像光线的投射路径上设置凹面镜，通过相对于成像光线为凹面的镜面效果聚敛所述成像光线，并将聚敛后的成像光线反射到凸面镜上。由此可以使得较小规格的凸面镜也能放大光束较宽的成像光线。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以通过在凸面镜的相对面设置凹面镜，从而先将光束较大的成像光线聚敛，再经规格较小的凸面镜进行放大，从而得到放大投影面积的投影成像或光影效果。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高适用性的技术效果。

可选地，所述装置还包括：

平面镜，用以反射所述第一反射光线形成第二反射光线，所述第二反射光线可投影形成第二放大成像，所述第二放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

也就是说，所述成像光线在经凸面镜进行凸面放大之后，还可以经平面镜通过斜面反射的方式进一步放大其反射角度，从而可以使得最终的投影成像或光影效果的投影面积进一步放大。并且，由于平面镜通过斜面反射的方式放大的投影面积相较于凸面镜在同一光入射角度上所放大的投影面积更小，因此，可以形成微调式放大投影面积的效果。

需要指出的是，在实际操作过程中，所述平面镜可以设置为一面，仅通过一次平面折射实现对投影面积的微调式放大。当然，所述平面镜也可以设置为多面，通过多次平面折射实现对投影面积的多次微调式放大。基于光线反射原理可知，所述平面镜可以设置在所述凸面镜的相对侧，也可以设置在所述凸面镜的相同侧上。在实际操作过程中可以根据需要而自行设置。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以通过设置平面镜而实现对投影面积的微调式放大，因此具有进一步提高放大投影面积的技术效果。

可选地，所述装置还包括处理器，所述处理器，用以控制所述凸面镜在所述成像光线和所述第一反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

具体来讲，处理器具体可以是通用的中央处理器(CPU)，可以是特定应用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路。

进一步的，所述投影装置还可以包括存储器，存储器的数量可以是一个或多个。存储器可以包括只读存储器(英文：Read Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)和磁盘存储器。

也就是说，本申请实施例中的技术方案还可以通过处理器自动控制所述凸面镜发生转动，从而改变成像光线在所述凸面镜上的入射角度，以使最终形成放大比例不同的投影面积。

另外，由于投影成像通常需要在一承载物面上才能显现，该承载物面相对于投影装置的距离或位置则会影响投影成像的清晰度。因此，通过处理器自动控制所述凸面镜发生转动，还能通过改变成像光线在所述凸面镜上的入射角度以改变投影成像的最佳投影距离，使得投影成像在不同承载物面上呈现出清晰度较佳的效果。

在实际操作过程中，所述处理器可以通过接收人工操作指令的方式实现对凸面镜的控制。当然，所述处理器也可以通过感应器、预定算法程序等方式实现自动对凸面镜的控制。

可选地，所述处理器，还用以控制所述平面镜在所述第一反射光线和所述第二反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

由于可以采用平面镜通过斜面反射的方式进一步放大成像光线的反射角度，形成微调式放大投影面积的效果。因此，本申请实施例中的技术方案还可以通过处理器自动控制所述平面镜发生转动，从而改变成像光线在所述平面镜上的入射角度，以使最终形成放大比例不同的投影面积。

与凸面镜同理，由于投影成像通常需要在一承载物面上才能显现，该承载物面相对于投影装置的距离或位置则会影响投影成像的清晰度。因此，通过处理器自动控制所述平面镜发生转动，还能通过改变成像光线在所述平面镜上的入射角度以改变投影成像的最佳投影距离，使得投影成像在不同承载物面上呈现出清晰度较佳的效果。

并且，由于平面镜通过斜面反射入射光线，相较于凸面镜通过凸面反射入射光线，当转动相同弧度时，凸面镜造成入射光的反射角度变化相较于平面镜造成入射光的反射角度变化更大。因此，本申请实施例中的技术方案可以通过控制凸面镜转动实现大幅度调整投影图像的投影面积和/或清晰度。同时还可以通过控制平面镜转动实现小幅度调整投影图像的投影面积和/或清晰度。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以通过采用处理器控制凸面镜转动，从而改变成像光线在所述凸面镜上的入射角度。以此实现大幅度调整投影画面的投影面积和/或清晰度。并且，还可以通过采用处理器控制平面镜转动，从而改变成像光线在所述平面镜上的入射角度。以此实现小幅度调整投影画面的投影面积和/或清晰度。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高投影操作效率和进一步扩大适用性的技术效果。

实施例二

请参考图2，本申请实施例二提供一种投影方法，包括：

步骤201：通过投影装置的投影源投射成像光线，所述成像光线可投影形成一原始成像；

步骤202：通过所述投影装置的凸面镜反射所述成像光线形成第一反射光线，其中，所述第一反射光线可投影形成第一放大成像，且所述第一放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

可选地，所述方法还包括：

通过所述投影装置中设置于所述凸面镜的相对面的凹面镜聚敛所述成像光线，形成收敛光线；

通过所述凸面镜反射所述收敛光线形成所述第一反射光线。

可选地，所述方法还包括：

通过平面镜反射所述第一反射光线形成第二反射光线；

其中，所述第二反射光线可投影形成第二放大成像，所述第二放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

可选地，所述方法还包括：

通过所述投影装置的处理器控制所述凸面镜在所述成像光线和所述第一反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

可选地，所述方法还包括：

通过所述处理器控制所述平面镜在所述第一反射光线和所述第二反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

前述图1实施例中的投影装置中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的投影方法，通过前述对投影装置的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中投影方法的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

由此可见，本申请实施例中的技术方案可以仅使用一个凸面镜扩大投影源投射出的光线所形成的光影效果。避免了复杂的光学系统结构，并且在反射过程中只经历了一次光线反射，从而使得光线畸变率降低。因此具有减少投影图像或投影后的光影效果的畸变，降低投影装置的光学系统复杂程度的技术效果。

本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过在凸面镜的相对面设置凹面镜，从而先将光束较大的成像光线聚敛，再经规格较小的凸面镜进行放大，从而得到放大投影面积的投影成像或光影效果。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高适用性的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过设置平面镜而实现对投影面积的微调式放大，因此具有进一步提高放大投影面积的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过采用处理器控制凸面镜转动，从而改变成像光线在所述凸面镜上的入射角度。以此实现大幅度调整投影画面的投影面积和/或清晰度。并且，还可以通过采用处理器控制平面镜转动，从而改变成像光线在所述平面镜上的入射角度。以此实现小幅度调整投影画面的投影面积和/或清晰度。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高投影操作效率和进一步扩大适用性的技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

具体来讲，本申请实施例中的一种显示方法对应的计算机程序指令可以被存储在光盘、硬盘、U盘等存储介质上，当存储介质中的与一种投影方法对应的计算机程序指令被一电子设备读取或被执行时，包括如下步骤：

控制所述凸面镜在所述成像光线和所述第一反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

可选地，所述存储介质中存储的计算机程序指令在被执行时，还包括如下步骤：

控制所述平面镜在所述第一反射光线和所述第二反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种投影装置，包括：

投影源，用以投射成像光线，所述成像光线可投影形成一原始成像；

凹面镜，所述凹面镜设置于凸面镜的相对面，用以聚敛所述成像光线形成收敛光线；

所述凸面镜，用以反射所述成像光线形成第一反射光线，所述第一反射光线可投影形成第一放大成像，所述第一放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积，其中所述用以反射所述成像光线形成第一反射光线具体为用以反射所述收敛光线形成所述第一反射光线；

处理器，用以控制所述凸面镜在所述成像光线和所述第一反射光线所在平面的方向上转动，以使第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积；其中，所述第二放大成像为由所述第一反射光线经反射形成的第二反射光线经投影形成的图像。

2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述装置还包括：

平面镜，用以反射所述第一反射光线形成所述第二反射光线，所述第二反射光线可投影形成所述第二放大成像，所述第二放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

3.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述处理器，还用以控制所述平面镜在所述第一反射光线和所述第二反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。

4.一种投影方法，包括：

通过投影装置的投影源投射成像光线，所述成像光线可投影形成一原始成像；

通过所述投影装置中设置于凸面镜的相对面的凹面镜聚敛所述成像光线，形成收敛光线；

通过所述凸面镜反射所述收敛光线形成第一反射光线，以实现通过所述投影装置的凸面镜反射所述成像光线形成所述第一反射光线，其中，所述第一反射光线可投影形成第一放大成像，且所述第一放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积；

通过所述投影装置的处理器控制所述凸面镜在所述成像光线和所述第一反射光线所在平面的方向上转动，以使第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积；其中，所述第二放大成像为由所述第一反射光线经反射形成的第二反射光线经投影形成的图像。

5.如权利要求4所述的投影方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过平面镜反射所述第一反射光线形成所述第二反射光线；

其中，所述第二反射光线可投影形成所述第二放大成像，所述第二放大成像的成像面积大于所述原始成像的成像面积。

6.如权利要求5所述的投影方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述处理器控制所述平面镜在所述第一反射光线和所述第二反射光线所在平面的方向上转动，以使所述第二放大成像的清晰度大于等于预定清晰阈值，和/或以使所述第二放大成像的成像面积大于等于预定成像面积。