CN107329354A - 一种倾斜投影的投影片及其制作方法以及投影镜头 - Google Patents

一种倾斜投影的投影片及其制作方法以及投影镜头 Download PDF

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张军光
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    • G03B21/14—Details
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Abstract

本发明涉及投影装置领域，特别地涉及一种倾斜投影的投影片及其制作方法以及投影镜头。本发明公开了一种倾斜投影的投影片及其制作方法以及投影镜头，其中，倾斜投影的投影片的制作方法，包括如下步骤：S1，根据需要得到的投影视场、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角建立投影模型；S2，制作与投影模型中投影镜头的光轴垂直的Sensor面，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内；S3，采用逆投影法将投影视场范围内的实际图像投影在Sensor面；S4，缩放调整Sensor面上的图像后，将其转移至投影片上制成投影片。本发明实现倾斜角度下，投影图形的保真，清晰锐利。

Description

一种倾斜投影的投影片及其制作方法以及投影镜头
技术领域
本发明属于投影装置领域，具体地涉及一种倾斜投影的投影片及其制作方法以及投影镜头。
背景技术
车载与装饰灯光影投射类产品，用于将投影片上的的图像放大投射到相应的位置上，以进行装饰或标识。目前这些投射类产品如公开专利：CN206054084U，普遍使用垂直投影，垂直投影的图像大小，由投影镜头的焦距、物距控制；而在一些空间受限的地方，又要获得较大的投影图像的情况下，就必须采用倾斜投影，但目前这些投射类产品如果投影面倾斜的话，图像会产生变形失真，且倾斜投影图像分辨率不高，不清晰，因此，需要有一种倾斜投影时，图像不会失真的投射类产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种倾斜投影的投影片及其制作方法以及投影镜头用以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种倾斜投影的投影片的制作方法，包括如下步骤：
S1，根据需要得到的投影视场、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角建立投影模型；
S2，制作与投影模型中投影镜头的光轴垂直的Sensor面，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内；
S3，采用逆投影法将投影视场范围内的实际图像投影在Sensor面；
S4，缩放调整Sensor面上的图像后，将其转移至投影片上制成投影片。
进一步的，所述步骤S3中，采用第一投影法逆投影将投影视场范围内的实际图像投影在Sensor面。
进一步的，所述步骤S4具体为：缩放调整Sensor面上的图像，再采用光刻处理将其转移到投影片的基材上形成投影片。
进一步的，所述步骤S1具体为：根据需要得到的投影视场的形状大小、投影镜头的安装高度以及投影镜头的视场角建立投影模型。
进一步的，所述步骤S1还包括：根据投影模型得出投影镜头的倾斜投影角度。
更进一步的，根据投影模型得出投影镜头的倾斜投影角度具体为：根据投影模型，利用已知的需要得到的投影视场的大小、投影镜头的安装高度以及投影镜头的视场角采用三角函数计算出投影镜头的倾斜角度。
进一步的，当投影视场分布在多个面内时，步骤S1具体为：根据各个面对应的需要得到的投影视场、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角建立各个面对应的投影模型，再将各个面对应的投影模型进行叠加；
步骤S2具体为，制作与叠加后的投影模型中投影镜头的光轴垂直的Sensor面，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内。
本发明还公开了一种倾斜投影的投影片，采用上述的制作方法制成。
进一步的，包括基材，所述基材采用厚度为0.21MM，材质为D263Teco的玻璃。
本发明还公开了一种倾斜投影的投影镜头，包括上述的投影片。
本发明的有益技术效果：
1.解决了倾斜投影画面失真的问题，经过模拟计算，修正投影片上的图像，使之在倾斜时投影出来的图像不失真变形。
2.除焦距和物距外，可通过控制投影倾斜角，在同样的距离下，可得到比垂直投影更大的图像。
3.投影图像分辨高，投影清晰。
附图说明
图1为本发明实施例的方法流程图；
图2为本发明实施例的投影模型示意图；
图3为本发明实施例的投影视场范围示意图；
图4为本发明实施例的将实际图像放入投影视场示意图；
图5为本发明实施例的制作Sensor面示意图；
图6为本发明实施例的投影视场分布在两个面的分别建立投影模型示意图；
图7为将图6中两个投影模型坐标系叠加后的投影模型示意图；
图8为本发明实施例的投影片结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，一种倾斜投影的投影片的制作方法，包括如下步骤：
S1，根据需要得到的投影视场、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角建立投影模型。
具体的，根据实际需要得到的倾斜投影的投影视场范围大小、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角c，模拟绘制投影模型，如图2和3所示，本具体实施例中，投影模型建立XYZ直角坐标系内，投影视场位于XOZ平面内，投影镜头在Y轴方向上。
根据投影模型，利用已知的需要得到的投影视场的大小b(沿倾斜方向的大小)、投影镜头的安装高度a(即投影镜头相对于投影视场所在平面的高度)以及投影镜头的视场角c，采用三角函数计算出投影镜头的倾斜投影角度x°，具体计算过程如下：
从图2可以得到，
x°＝x+c/2
tanx＝y/a……①
tan(c+x)＝(y+b)/a……②
借由余弦定理公式tan(a+b)＝tana+tanb/(1-tanatanb)
tan(c+x)＝tanc+tanx/(1-tanctanx)……③
依据公式①、②和③得等式：
(y+b)/a＝(tanc+y/a)/(1-y/atanc)
化简得y的一元二次方程：
tanc*y2+btanc*y-ab-a2tanc＝0
求解方程，可得y的值
y＝-btanc±√(b2tan2c-4a2tan2c+4abtanc)/2tanc
再依据
x＝arctan(y/a)
解得x值，从而得到倾斜投影角度(即图2中，光轴与Y轴的夹角)x°＝x+c/2，用于后续投影片投影需要。
本具体实施例中，借助3D软件Creo 2.0(当然，在其它实施例中，也可以是ProE、UG、SolidWorks等3D软件)来进行建模，通过3D软件内置的“约束”功能，在已知条件下，可轻易完成上述的三角函数的计算，求得X°。
S2，制作与投影模型中投影镜头的光轴垂直的Sensor面，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内。
具体的，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内，如图4所示，再依据投影模型中投影镜头的光轴制作与其垂直的Sensor面，如图5所示。
S3，采用逆投影法将投影视场范围内的实际图像投影在Sensor面。
具体的，采用第一投影法逆投影法将投影视场范围内的实际图像由XOZ平面投影在Sensor面。
S4，缩放调整Sensor面上的图像使其大小与待制作的投影片相适应后，将其转移至投影片上制成投影片，如图8所示。
具体的，选择投影片的基材，基材采用厚度为0.21MM材质为D263Teco的玻璃，选择厚度0.21mm是根据成像镜头的光学设计决定，在该厚度下光学表现力为最佳；选择材质为D263Teco是由于该材质具有熔点高、透过率高、强度高的特点；将基材的其中一面通过镀膜的方式镀上1-7层铬(Cr)膜。选择镀膜的工艺是因为镀膜具有附着力强，耐高温的特点；选择镀铬(Cr)膜是因为铬(Cr)膜具有良好的遮光效果；将镀膜好的玻璃进行光刻处理，使缩放调整后的Sensor面上的图像转移到玻璃上，制成投影片。选择光刻工艺是因为光刻工艺具有精度高、边缘图像细致等特点，使转移后的影像得到良好的还原。
进一步的，如果投影视场分布在多个面内时，如投影视场分布在两个面(XOZ和XOY面)内时，步骤S1具体为：根据两个面对应的需要得到的投影视场、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角c建立两个面对应的投影模型，如图6所示，建立方法同上所述，此不再细说，并分别计算两个投影模型的倾斜投影角度x°和x′°，计算方法同上所述，此不再细说，再将图6中的两个投影模型的坐标系进行3D叠加，如图7所示。两个投影模型的镜头投影位置及图像尾部位置的距离要相同，才能保证两坐标系的投影视场叠加时图像在投影视场范围内。
步骤S2具体为，制作与叠加后的投影模型中投影镜头的光轴垂直的Sensor面，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内，如图7所示。步骤S3和S4与上述相同。
投影视场分布在3个或3个以上面内的情况，可以参照上述方法，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
发明还公开了一种倾斜投影的投影片，采用上述的制作方法制成。
具体的，投影片采用厚度为0.21MM，材质为D263Teco的玻璃作为基材。
本发明还公开了一种倾斜投影的投影镜头，包括上述的投影片。使用时，依据上述得到的安装位置角度，进行投影。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种倾斜投影的投影片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，根据需要得到的投影视场、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角建立投影模型；
S2，制作与投影模型中投影镜头的光轴垂直的Sensor面，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内；
S3，采用逆投影法将投影视场范围内的实际图像投影在Sensor面；
S4，缩放调整Sensor面上的图像后，将其转移至投影片上制成投影片。
2.根据权利要求1所述的倾斜投影的投影片的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用第一投影法逆投影将投影视场范围内的实际图像投影在Sensor面。
3.根据权利要求1所述的倾斜投影的投影片的制作方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：缩放调整Sensor面上的图像，再采用光刻处理将其转移到投影片的基材上形成投影片。
4.根据权利要求1所述的倾斜投影的投影片的制作方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：根据需要得到的投影视场的形状大小、投影镜头的安装高度以及投影镜头的视场角建立投影模型。
5.根据权利要求1所述的倾斜投影的投影片的制作方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：根据投影模型得出投影镜头的倾斜投影角度。
6.根据权利要求5所述的倾斜投影的投影片的制作方法，其特征在于，根据投影模型得出投影镜头的倾斜投影角度具体为：根据投影模型，利用已知的需要得到的投影视场的大小、投影镜头的安装高度以及投影镜头的视场角采用三角函数计算出投影镜头的倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的倾斜投影的投影片的制作方法，其特征在于，当投影视场分布在多个面内时，步骤S1具体为：根据各个面对应的需要得到的投影视场、投影镜头的安装位置以及投影镜头的视场角建立各个面对应的投影模型，再将各个面对应的投影模型进行叠加；
步骤S2具体为，制作与叠加后的投影模型中投影镜头的光轴垂直的Sensor面，将需要得到的实际图像放入投影视场范围内。
8.一种倾斜投影的投影片，其特征在于：采用权利要求1-7任意一项所述的制作方法制成。
9.根据权利要求8所述的倾斜投影的投影片，其特征在于：包括基材，所述基材采用厚度为0.21MM，材质为D263Teco的玻璃。
10.一种倾斜投影的投影镜头，其特征在于：包括权利要求8或9所述的投影片。
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