CN105204275A - 具有双向偏轴的投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及公开了一种具有双向偏轴的投影系统，其中，如以所述投影系统中投影镜头的物面为物面平面、以所述投影镜头的光轴与所述物面平面的交点为原点、将所述物面平面划分为四个象限，所述投影系统中的投影显示器件的有效显示单元被设置为在水平方向的偏轴大于70％，在垂直方向的偏轴也大于70％；优选情况下，所述水平、垂直方向的偏轴均可大于或等于100％，即所述有效显示单元被设置为仅位于所述物面平面的其中一个象限内，此时，即使将这种投影系统放在角落位置，投影图像仍可以调整到人眼的最佳观看效果。

Description

具有双向偏轴的投影系统

技术领域

本发明涉及投影机，更具体地说，涉及一种具有双向偏轴的投影系统。

背景技术

如图1A所示，在投影机的投影镜头单元中，如果有效显示单元104的中心位于镜头的光轴，则属于无偏轴投射的情况。可以理解的是，如果将此种投影机直接放于桌面，则其投射出的光束的下部分会被桌面遮挡，无法完全射出，所以需要针对安装位置而在垂直方向进行偏轴投射(也叫作Offset)处理。

如图1B所示，这是下偏轴投射的示意图，此时有效显示单元104位于镜头光轴的上部，且在镜头投影物面上。其投影后的位置关系如图2B所示,成像后的位置正好反过来了，位于镜头光轴的下部。将这种投影机挂装在屋顶时，投影图像始终在屋顶下方，不会被屋顶遮挡。

如图1C所示，这是上偏轴投射的示意图，此时有效显示单元104位于镜头光轴的下部，且在镜头投影物面上。其成像后的位置正好反过来，位于镜头光轴的上部。将这种投影机放于桌子时，投影图像始终在桌面上方，不会被桌面遮挡。

图2A所示为无偏轴投影位置关系的示意图，对应于图1A所示的效果；其中，显示芯片工作面为该投影系统的物面202，投影平面为该投影系统的像面216。投影镜头光轴中心212通过投影镜头208的中心210，并垂直于物面202和像面216，且分别交于O1点与O2点。以O1点为原点在物面202上做一坐标平面，划分四个象限；以O2点为原点在像面216上做一坐标平面，划分四个象限。有效显示单元204均匀的位于物面202的四个象限内，通过投影镜头成像在像面216上，并且投影图像214均匀的位于像面平面的四个象限内。

图2B所示为单向偏轴投影的位置关系示意图,对应于图1B所示的下偏轴投射效果；其中，有效显示单元204均匀的位于物面202的第一、第二象限内，通过投影镜头成像在像面216上之后，投影图像214均匀的位于像面216的第三、第四象限内。

前述偏轴投射都只是单个方向的处理，如果将前述无偏轴投射的投影机安放桌面上、且其右侧靠墙，一方面其投射出的光束的下部分会被桌面遮挡而无法完全射出，另一方面其投射出的光束的右边部分会被墙面遮挡而无法完全射出。如果将前述上偏轴投射的投影机安放桌面上、且其右侧靠墙，其投射出的光束不会被桌面遮挡，但仍会被墙面遮挡而无法完全射出。

可见，前述上偏轴投射的投影机、下偏轴投射的投影机被安装于靠墙位置时，其投射出的光束都会有一部分被其侧面的墙面所遮挡，无法投射出完整的图像。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决现有单向偏轴投影系统投射出的光束总会有一部分被其侧面的墙面所遮挡，无法投射出完整图像的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，其中，如以所述投影系统中投影镜头的物面为物面平面、以所述投影镜头的光轴与所述物面平面的交点为原点、将所述物面平面划分为四个象限，所述投影系统中的投影显示器件的有效显示单元被设置为在水平方向的偏轴大于70％，在垂直方向的偏轴也大于70％。

本发明的投影系统中，还可包括用于调节所述有效显示单元在水平方向的偏轴的第一调节单元，和/或用于调节所述有效显示单元在垂直方向的偏轴的第二调节单元。所述第一调节单元和/或第二调节单元中，通过调节投影系统中的所述有效显示单元与投影镜头的相对位置来调节所述有效显示单元在水平和/或垂直方向的偏轴。

本发明的投影系统中，所述有效显示单元可被设置为在水平方向的偏轴大于或等于100％，在垂直方向的偏轴也大于或等于100％，即所述有效显示单元被设置为仅位于所述物面平面的其中一个象限内，具体可以是在第一、第二、第三、第四象限中的任一个。

本发明的投影系统中，还包括用于调节所述有效显示单元在水平方向的偏轴以在第一象限和第二象限之间、或第三或第四象限之间切换的第三调节单元，和/或用于调节所述有效显示单元在垂直方向的偏轴以在第一象限和第四象限之间、或第二或第三象限之间切换的第四调节单元。所述第三调节单元和/或第四调节单元中，可通过调节投影系统中的所述有效显示单元与投影镜头的相对位置来调节所述有效显示单元在水平和/或垂直方向的偏轴。

本发明的投影系统中，所述投影镜头为定焦镜头或变焦镜头。

本发明的投影系统中，所述投影镜头为变焦镜头，还包括针对所述投影镜头作自动调焦处理的调焦单元。

采用本发明的具有双向偏轴的投影系统，可以在两个方向实现偏轴投射，设置为双向100％的偏轴时，还可进一步使得投影图像可位于第一、第二、第三、第四象限中的任一象限，以将其安放于桌面上且其右侧靠墙时为例，一方面由于有上偏轴所以其投射出的光束的下部分不会被桌面遮挡，另一方面由于有左偏轴所以其投射出的光束的右边部分不会被墙面遮挡，也就是说，投射的光束可完全射出。即使将这种投影系统放在角落位置，投影图像仍可以调整到人眼的最佳观看效果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1A是无偏轴投影系统的示意图；

图1B是下偏轴投影系统的示意图；

图1C是上偏轴投影系统的示意图；

图1D是右、上双向部分偏轴投影系统的示意图；

图1E是右、上双向100％偏轴投影系统的示意图；

图2A是无偏轴投影系统中物面、像面及光轴中心的位置关系示意图；

图2B是下偏轴投影系统中物面、像面及光轴中心的位置关系示意图；

图2C是双向偏轴投影系统中物面、像面及光轴中心的位置关系示意图；

图3是双向偏轴投影机安放于观看者右边时的示意图；

图4是双向偏轴投影机安放于观看者左边时的示意图；

图5A是偏轴位置调节前的示意图；

图5B是偏轴位置调节后的示意图。

具体实施方式

如图1D所示，这是双向部分偏轴投影系统的示意图，此时有效显示单元104在图中是向左、向下的均偏80％，其投影成像后的位置正好反过来，是向右、上偏轴。关于偏轴比例的定义，在图1D中的垂直方向为例，在镜头投影物面上，其中的有效显示单元104的中心到通过光轴之水平线的距离为h1，有效显示单元的中心到靠光轴之水平线的那个有效显示单元边缘的距离为h2，而h1/h2之比即为本发明中的偏轴比例。具体实施时，上、下、左、右任一方向的偏轴最好是大于70％，然后再两两组合。例如向上偏轴大于100％，并向左偏轴大于70％时，可适合放在右侧靠墙的桌面上。

如图1E所示，这是上偏轴加右偏轴模式的双向偏轴投射的示意图，此时有效显示单元104位于镜头物面的左下部。此时有效显示单元104向左、向下的偏轴均大于100％。

图2C为双向偏轴投影系统的示意图，其中，以投影系统中投影镜头的物面为物面平面、以投影镜头的光轴与物面平面的交点为原点、将物面平面划分为四个象限，投影系统中的投影显示器件的有效显示单元204被设置为完全位于物面202的第一象限内，通过投影镜头成像在像面216上，并且投影图像214完全位于像面216的第三象限内。也就是说，这里同时有下偏轴和左偏轴，所以投影图像才会位于左下方。

具体实施时，也可以是上偏轴加右偏轴的模式，投影图像214完全位于像面216的第一象限内；或者是上偏轴加左偏轴的模式，投影图像214完全位于像面216的第二象限内；或者是下偏轴加右偏轴的模式，投影图像214完全位于像面216的第四象限内。

以上偏轴加左偏轴的模式为例，将这种双向偏轴投射的投影机安放桌面上、且其右侧靠墙时，一方面由于有上偏轴所以其投射出的光束的下部分不会被桌面遮挡，另一方面由于有左偏轴所以其投射出的光束的右边部分不会被墙面遮挡，也就是说，投射的光束可完全射出。

如图3所示，具有双向偏轴的投影机302放在观看者右边床头柜上，此时其后侧、右侧均有墙面，所以需要选用下偏轴加左偏轴的模式，投影图像304可以投射到天花板上，人可以躺在床上观看投影画面，由于投影机两个方向的偏轴量都大于102％，所以投影图像可以投射在人眼最佳的观看位置，并且图像不会产生梯形畸变，也不会被墙壁遮挡，使用起来非常方便，不用找专用支架来固定投影机。

如图4所示，也可以把投影机302放在左边的床头柜上，此时其后侧、左侧均有墙面，所以需要选用下偏轴加右偏轴的模式，所以只需要将投影机水平方向的偏轴调节到反向位置，即可达到正常投射的效果。

其中，还可设置调节单元，调节有效显示单元在水平方向的偏轴，或调节所述有效显示单元在垂直方向的偏轴，可以同时设置两个方向的调节单元，也可以只设置其中一个方向的调节单元。例如针对固定设置为上偏轴模式的投影系统，可只设置水平方向的偏轴调节单元。具体可通过调节投影系统中的有效显示单元与投影镜头的相对位置来调节有效显示单元在水平和/或垂直方向的偏轴。

另外，针对100％以上双向偏轴的情况，水平方向调节单元的功能可设置为让有效显示单元可在第一象限和第二象限之间、或第三或第四象限之间切换，垂直方向调节单元则设置为让有效显示单元可在第一象限和第四象限之间、或第二或第三象限之间切换。

图5A和图5B所示为本发明一个实施例中在水平方向调节偏轴的示意图。在图5A中，投影机显示芯片的有效显示单元514位于物面平面的第四象限，在投影镜头连接面512(图5A中最左到最右的边框线限定的矩形结构)上设有四个腰形槽502，并用四颗镜头锁紧螺钉504将投影镜头固定在照明系统连接座510(图5A中虚线到最右的边框线限定的矩形结构)上，此时的锁紧螺钉504位于腰形槽502的左端。

当投影机的摆放位置发生变化，需要调节投影机的偏轴方向时，可以松开四颗镜头锁紧螺钉504，将投影镜头连接面512向右移动，照明系统连接座510(图5B中虚线到最左的边框线限定的矩形结构)保持不动，使镜头锁紧螺钉504位于腰形槽的右端，然后将螺钉锁紧，这时有效显示单元514就从第四象限移到第三象限，从而完成了投影机在水平方向的偏轴调节。

本发明中，前述调节单元可以是电动或手动模式，其中的投影镜头可是是定焦镜头或变焦镜头。当使用变焦镜头时，还可增设针对投影镜头作自动调焦处理的调焦单元。关于自动调焦单元，可使用公告号为CN203012335U、CN203012334U、CN203012332U等专利中的技术方案。

Claims (8)

1.一种具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，其中，如以所述投影系统中投影镜头的物面为物面平面、以所述投影镜头的光轴与所述物面平面的交点为原点、将所述物面平面划分为四个象限，所述投影系统中的投影显示器件的有效显示单元被设置为在水平方向的偏轴大于70％，在垂直方向的偏轴也大于70％。

2.根据权利要求1所述的具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，还包括用于调节所述有效显示单元在水平方向的偏轴的第一调节单元，和/或用于调节所述有效显示单元在垂直方向的偏轴的第二调节单元。

3.根据权利要求2所述的具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，所述第一调节单元和/或第二调节单元中，通过调节投影系统中的所述有效显示单元与投影镜头的相对位置来调节所述有效显示单元在水平和/或垂直方向的偏轴。

4.根据权利要求1所述的具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，所述有效显示单元被设置为在水平方向的偏轴大于或等于100％，在垂直方向的偏轴也大于或等于100％，即所述有效显示单元被设置为仅位于所述物面平面的其中一个象限内。

5.根据权利要求4所述的具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，还包括用于调节所述有效显示单元在水平方向的偏轴以在第一象限和第二象限之间、或第三或第四象限之间切换的第三调节单元，和/或用于调节所述有效显示单元在垂直方向的偏轴以在第一象限和第四象限之间、或第二或第三象限之间切换的第四调节单元。

6.根据权利要求5所述的具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，所述第三调节单元和/或第四调节单元中，通过调节投影系统中的所述有效显示单元与投影镜头的相对位置来调节所述有效显示单元在水平和/或垂直方向的偏轴。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，所述投影镜头为定焦镜头或变焦镜头。

8.根据权利要求7所述的具有双向偏轴的投影系统，其特征在于，所述投影镜头为变焦镜头，还包括针对所述投影镜头作自动调焦处理的调焦单元。