CN109188839A - 投影机及其摄影摄像系统 - Google Patents

Abstract

一种投影机，包括用于基于接收到的启动信号生成基础光的光源模块、基于所述基础光生成偏振光的偏振光生成模块、基于所述偏振光生成正白光的白光生成模块、用于将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的分光模块、基于所述红光、蓝光和绿光生成投影图像的液晶成像模块、基于接收到亮度控制信号控制所述光源模块生成的所述基础光的亮度、所述白光生成模块生成的所述正白光的亮度和所述液晶成像模块的工作状态的亮度控制模块，以及用于基于所述正白光的色温控制所述偏振光生成模块产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色的颜色控制模块。实施本发明，可以改善投影机的亮度和颜色，从而适用在摄影摄像领域时，可以改善摄影图像对比度。

Description

投影机及其摄影摄像系统

技术领域

本发明涉及摄影领域，更具体地说，涉及一种适用于摄影摄像的投影机以及包括该投影机的摄影摄像系统。

背景技术

投影机是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影机目前广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。

目前在摄影摄像系统中，经常使用到投影机进行图像或者视频投射，从而满足不同的摄影摄像要求。然而现有投影机，由于亮度无法满足要求，而且没有与摄影相机匹配的相关设备，因此其图像的亮度，颜色只能局限于现有的投影机本身。但是受限于该投影机本身的亮度，颜色等效果，无法达到摄影要求，会导致所摄影的图像发灰，对比度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种投影机，其可以改善投影机的亮度和颜色，从而适用在摄影摄像领域时，可以改善摄影图像对比度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种投影机，包括用于基于接收到的启动信号生成基础光的光源模块、基于所述基础光生成偏振光的偏振光生成模块、基于所述偏振光生成正白光的白光生成模块、用于将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的分光模块、基于所述红光、蓝光和绿光生成投影图像的液晶成像模块、基于接收到亮度控制信号控制所述光源模块生成的所述基础光的亮度、所述白光生成模块生成的所述正白光的亮度和所述液晶成像模块的工作状态的亮度控制模块，以及用于基于所述正白光的色温控制所述偏振光生成模块产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色的颜色控制模块。

在本发明所述的投影机中，所述偏振光生成模块包括顺序设置在所述基础光的光路上的聚焦镜、均光镜和配光旋光镜；所述基础光经所述聚焦镜压缩成聚焦准直光，所述聚焦准直光经过所述均光镜产生均匀蓝光，所述均匀蓝光经所述配光旋光镜产生偏振光。

在本发明所述的投影机中，所述颜色控制模块基于所述正白光的色温控制所述配光旋光镜的旋转角度，从而通过控制所述偏振光生成模块产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色。

在本发明所述的投影机中，所述白光生成模块包括在所述基础光的光路上，依次设置在所述偏振光生成模块之后的第一分光镜和消散斑马达，以及设置在垂直于所述基础光的光路的方向上的荧光激发装置，所述偏振光经所述第一分光镜分成第一反射光和第一透射光，所述第一反射光激发所述荧光激发装置以产生第一激发光，所述第一透射光经所述消散斑马达产生第二反射光，所述第一激发光和所述第二反射光分别经所述第一分光镜透射和反射后产生所述正白光。

在本发明所述的投影机中，所述亮度控制模块包括用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述光源模块生成的所述基础光的亮度的第一瞬时亮度控制单元、用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述荧光激发装置生成的所述第一激发光的亮度的第二瞬时亮度控制单元以及用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述液晶成像模块的液晶分子的工作状态的第三瞬时亮度控制单元。

在本发明所述的投影机中，所述分光模块包括顺序设置在所述正白光的光路上以将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的第一二向分光镜、第二二向分光镜和第三二向分光镜。

在本发明所述的投影机中，所述液晶成像模块包括用于将接收到的图像信号解码成红色液晶显示信号、绿色液晶显示信号和蓝色液晶显示信号的图像解码单元、用于接收所述红光和所述红色液晶显示信号的红光液晶组件、用于接收所述绿光和所述绿色液晶显示信号的绿光液晶组件、用于接收所述蓝光和所述蓝色液晶显示信号的蓝光液晶组件，用于合色所述红光液晶组件、绿光液晶组件和蓝光液晶组件输出的红色图像信号、绿色图像信号和蓝色图像信号以生成所述投影图像的合色棱镜，以及用于输出所述投影图像的镜头。

在本发明所述的投影机中，所述光源模块包括蓝色激光光源和设置在所述蓝色激光光源上的光源散热单元，所述荧光激发装置是黄色荧光激发装置。

在本发明所述的投影机中，所述接收到的启动信号包括相机快门信号，所述亮度控制信号包括闪光灯信号。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：构造一种摄影摄像系统，包括：摄像装置、闪光灯以及上述任意一种投影机。

实施本发明的投影机及其摄影摄像系统，其可以改善投影机的亮度和颜色，从而适用在摄影摄像领域时，可以改善摄影图像对比度。

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1是本发明的投影机的第一实施例的原理框图；

图2是本发明的投影机的第二实施例的光路原理图；

图3是图2所示的投影机的激光控制示意图；

图4是图2所示的投影机的激光亮度示意图；

图5是图2所示的投影机的液晶显示组件的爆闪示意图；

图6是本发明的摄影摄像系统的第一实施例的原理示意图；

图7是图6所示的摄影摄像系统的闪光灯的控制性能示意图；

图8是图6所示的摄影摄像系统的闪光灯的亮度性能示意图；

图9是图6所示的摄影摄像系统的部件协同亮度性能示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明涉及一种投影机，包括用于基于接收到的启动信号生成基础光的光源模块、基于所述基础光生成偏振光的偏振光生成模块、基于所述偏振光生成正白光的白光生成模块、用于将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的分光模块、基于所述红光、蓝光和绿光生成投影图像的液晶成像模块、基于接收到亮度控制信号控制所述光源模块生成的所述基础光的亮度、所述白光生成模块生成的所述正白光的亮度和所述液晶成像模块的工作状态的亮度控制模块，以及用于基于所述正白光的色温控制所述偏振光生成模块产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色的颜色控制模块。实施本发明的投影机及其摄影摄像系统，其可以改善投影机的亮度和颜色，从而适用在摄影摄像领域时，可以改善摄影图像对比度。

图1是本发明的投影机的第一实施例的原理框图。如图1所示，本发明的投影机包括用于基于接收到的启动信号生成基础光的光源模块100、基于所述基础光生成偏振光的偏振光生成模块300、基于所述偏振光生成正白光的白光生成模块400、用于将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的分光模块600、基于所述红光、蓝光和绿光生成投影图像的液晶成像模块700、基于接收到亮度控制信号控制所述光源模块100生成的所述基础光的亮度和所述白光生成模块400生成的所述正白光的亮度的亮度控制模块200，以及用于基于所述正白光的色温控制所述偏振光生成模块300产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色的颜色控制模块500。

在本发明的一个优选实施例中，光源模块100可以是蓝色激光光源。所述偏振光生成模块300可以包括至少一个偏振光生成器件，例如配光旋光镜，用于基于蓝色激光光源发出的蓝色激光生成蓝光偏振光。所述白光生成模块400可以采用本领域中已知的任何蓝光激发的白光生成模块，例如其可以包括黄色荧光激发装置，该蓝光偏振光的一部分激发所述黄色荧光激发装置产生黄光，并且将该黄光和蓝光进行混合，从而生成正白光。在本发明的其他优选实施例中，所述光源模块100、偏振光生成模块300和所述白光生成模块400还可以采用其他颜色的激光和荧光激发装置进行激发混合，从而产生正白光。在此，本发明不受所述光源模块100、偏振光生成模块300和所述白光生成模块400的具体类型和构造的限制。

在本发明的进一步的优选实施例中，所述分光模块600可以采用在光路方向上顺序设置的第一二向分光镜、第二二向分光镜和第三二向分光镜将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的。当然，本发明的分光模块600还可以采用其他光路或者器件构造。所述液晶成像模块700可以包括红、蓝、绿三色液晶组件和合色光学组件，例如合色棱镜，从而基于所述红光、蓝光和绿光生成投影图像。

在本发明的进一步的优选实施例中，所述亮度控制模块200一方面与输入装置，例如相机快门，亮度传感器，用户输入装置(例如电脑键盘、语音、手势输入装置等等)通信连接，从而接收该启动信号和亮度控制信号，另一方面分别与所述光源模块100通信连接，从而基于接收到的启动信号控制所述光源模块100打开，并且基于接收到亮度控制信号控制所述光源模块100接收到的控制电流升高或者下降，从而控制生成的所述基础光的亮度。同时，所述亮度控制模块200还基于所述亮度控制信号控制所述白光生成模块400生成的所述正白光的亮度。例如控制黄色荧光激发装置产生的黄光亮度。本领域技术人员知悉，可以基于现有技术中已知的任何逻辑控制电路，软件来基于接收到的启动信号和亮度控制信号控制光源模块100的激光亮度和黄色荧光激发装置产生的黄光亮度，在此就不再累述了。进一步地，在本发明的优选实施例中，，所述亮度控制模块200一方面与输入装置，例如相机快门，亮度传感器，用户输入装置(例如电脑键盘、语音、手势输入装置等等)通信连接，从而接收该启动信号和亮度控制信号，另一方面与所述液晶成像模块通信连接，从而控制所述液晶成像模块的液晶分子的工作状态。例如将液晶分子保持在激光开启状态，在在爆闪瞬间，高亮光线直接通过液晶模组，达到了完全同步，不会有时间延迟现象。

在本发明的进一步的优选实施例中，所述颜色控制模块500一方面与输入装置，例如色温传感器，用户输入装置(例如电脑键盘、语音、手势输入装置等等)通信连接，另一方面与所述偏振光生成模块300通信连接，从而基于所述正白光的色温控制所述偏振光生成模块300产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色。例如，通过控制产生偏振光的偏振光生成器件，例如配光旋光镜的角度等等，来实现偏振光的比例调节，最终调节产生的正白光的混合光线的比例，进而调节正白光的色温。

实施本发明的投影机及其摄影摄像系统，其可以改善投影机的亮度和颜色，从而适用在摄影摄像领域时，可以改善摄影图像对比度。

图2是本发明的投影机的第二实施例的光路原理图。图3是图2所示的投影机的激光控制示意图。图4是图2所示的投影机的激光亮度示意图。图5是图2所示的投影机的液晶显示组件的爆闪示意图。下面结合图2-5，对本发明的投影机的第二实施例进行详细说明如下。

在本实施例中，本发明的投影机包括用于基于接收到的启动信号生成基础光的光源模块100、基于所述基础光生成偏振光的偏振光生成模块300、基于所述偏振光生成正白光的白光生成模块400、用于将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的分光模块600、基于所述红光、蓝光和绿光生成投影图像的液晶成像模块700、基于接收到亮度控制信号控制所述光源模块100生成的所述基础光的亮度和所述白光生成模块400生成的所述正白光的亮度的亮度控制模块200，以及用于基于所述正白光的色温控制所述偏振光生成模块300产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色的颜色控制模块500。

在本实施例中，所述光源模块100包括蓝色激光光源120和设置在所述蓝色激光光源120上的光源散热单元110。所述蓝色激光光源120发射基础蓝光。所述偏振光生成模块300包括顺序设置在所述基础蓝光的光路上的聚焦镜310、均光镜320和配光旋光镜330；所述基础蓝光经所述聚焦镜310压缩成聚焦准直光，所述聚焦准直光经过所述均光镜320产生均匀蓝光，所述均匀蓝光经所述配光旋光镜330产生蓝光偏振光。所述白光生成模块400包括在所述基础蓝光的光路上，依次设置在所述均光镜320之后的第一分光镜410和消散斑马达420，以及设置在垂直于所述基础蓝光的光路的方向上的黄色荧光激发装置430。所述蓝光偏振光经所述第一分光镜410分成第一反射蓝光和第一透射蓝光，所述第一反射光激发所述黄色荧光激发装置430以产生第一反射黄光，所述第一透射光经所述消散斑马达420产生第二反射蓝光，所述第一反射黄光和所述第二反射蓝光分别经所述第一分光镜410透射和反射后产生所述正白光。所述分光模块600包括顺序设置在所述正白光的光路上以将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的第一二向分光镜610、第二二向分光镜620和第三二向分光镜630。所述液晶成像模块700包括用于将接收到的图像信号解码成红色液晶显示信号、绿色液晶显示信号和蓝色液晶显示信号的图像解码单元760、用于接收所述红光和所述红色液晶显示信号的红光液晶组件710、用于接收所述绿光和所述绿色液晶显示信号的绿光液晶组件720、用于接收所述蓝光和所述蓝色液晶显示信号的蓝光液晶组件730，用于合色所述红光液晶组件710、绿光液晶组件720和蓝光液晶组件730输出的红色图像信号、绿色图像信号和蓝色图像信号以生成所述投影图像的合色棱镜740，以及用于输出所述投影图像的镜头750。在本发明的优选实施例中，所述投影机还包括分别设置在所述红光液晶组件710、绿光液晶组件720和蓝光液晶组件730的散热模块，以及设置在黄色荧光激发装置430的荧光激光散热模块。

在本实施例中，所述接收到的启动信号包括相机快门信号，所述亮度控制信号包括闪光灯信号。例如，相机按下快门时，将产生启动信号。外设或者内置的色温传感器将检测闪光灯开启或者关闭时的色温，从而产生色温控制信号。外设或者内置的亮度传感器将检测外部环境的亮度，从而根据该外部环境亮度产生该亮度控制信号。本领域技术人员知悉，可以采用现有技术中已知的任何方法产生该启动信号、亮度控制信号和色温控制信号。

所述颜色控制模块500基于所述正白光的色温控制所述配光旋光镜330的旋转角度，从而通过控制所述偏振光生成模块300产生的蓝色偏振光的比例来控制所述正白光的颜色。所述亮度控制模块200包括用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述光源模块100生成的所述基础蓝光的亮度的第一瞬时亮度控制单元210、用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述黄色荧光激发装置430生成的所述第一反射黄光的亮度的第二瞬时亮度控制单元220。在本发明的优选实施例中，所述亮度控制模块200还可以包括基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述液晶成像模块的液晶分子的工作状态的第三瞬时亮度控制单元。

下面对本发明的原理进一步说明如下：蓝色激光光源120发出的激光通过聚焦镜310压缩成高密度准直光，再经过均光镜320实现光线的均匀输出，再经过配光旋光镜330实现蓝光偏振光输出，该蓝光偏振光通过第一分光镜410分为两部分，一部分反射到黄色荧光激发装置430，例如黄色荧光轮，黄色荧光轮在受到激发之后，产生黄色激光，而另一部分蓝色激光在消散斑马达420上经过反射后，与黄色激光合并为白光输出，黄色与蓝光的比例由颜色控制模220块来调整配光旋光镜330，实现正白光的输出。输出的白色分别经过三个二向分色镜，分为红，绿，蓝三色光，分别通过液晶显示组件710-730，最终在经过合色棱镜740，通过镜头750成像。

在整个成像过程中，颜色控制模块500用来处理图像输出的准确性，通过检测正白光的色温来控制配光旋光镜330旋转的角度，从面实现颜色达到正白光。图像解码模块760用于将输入的高清图像信号，分别解码为红绿蓝三色的液晶显示信号，通过液晶显示组件710-730最终在经过合色棱镜740，通过镜头750成像控制输出的图像。

在本实施例中，第一瞬时亮度控制单元210和第二瞬时亮度控制单元220将基于相机的快门拍照信号，瞬间控制蓝色激光光源120、黄色荧光激发装置430以及液晶显示组件710-730，实现瞬间高亮图像的输出，达到与相机快门的最佳配合。

如图3所示，蓝色激光光源120在瞬间接收到相机快门信号后，瞬间电流提升，达到输出高亮状态，并持续相应的时间，与相机快门匹配。图4示出了，激光提升电流与输出亮度的关系，随着电流的增加，亮度也同步提升，再电流增加到一定值后，亮度会呈现下降趋势，因此瞬间电流的选择会取经过测试后，适合摄影的可靠值，将瞬间电流起点即常态低亮模式定在额定值以下，有利于摄影拍照时定帧及激光的可靠寿命。如图5所示，液晶显示组件在常亮状态，液晶分子已经属于激光开启状态，在爆闪瞬间，高亮光线直接通过液晶显示组件，达到了完全同步，不会有时间延迟现象，相反的，如果在黑暗状态，直接到瞬间高亮模式，液晶响应会有时间延时，可以实现影棚拍照成像一致性。

实施本发明的投影机及其摄影摄像系统，其可以改善投影机的亮度和颜色，从而适用在摄影摄像领域时，可以改善摄影图像对比度。

图6是本发明的摄影摄像系统的第一实施例的原理示意图。图7是图6所示的摄影摄像系统的闪光灯的控制性能示意图。图8是图6所示的摄影摄像系统的闪光灯的亮度性能示意图。图9是图6所示的摄影摄像系统的部件协同亮度性能示意图。下面结合图6-9对本发明的摄影摄像系统说明如下。

如图6所示，本发明的摄影摄像系统，包括：摄像装置30、闪光灯20以及上述任意一种投影机10。本领域技术人员知悉，在此摄像装置30和闪光灯20可以采用本领域中已知的任何摄像机，相机，闪光灯构造。并且该闪光灯可以是外设的，也可以是摄像装置30自带的。摄像装置30按下快门时，将产生启动信号。外设或者内置的色温传感器将检测闪光灯开启或者关闭时的色温。外设或者内置的亮度传感器将检测外部环境的亮度，从而根据该外部环境亮度产生该亮度控制信号。同样的，外设或者内置的色温传感器将检测闪光灯开启或者关闭时的色温，从而产生色温控制信号。本领域技术人员知悉，可以采用现有技术中已知的任何方法产生该启动信号、亮度控制信号和色温控制信号。

如图7所示，闪光灯20在瞬间接收到相机快门信号后，在电源控制下，瞬间电流提升，达到输出高亮状态，并持续相应的时间，匹配相机快门时间点.图8是闪光灯在电源驱动下，亮度与电流的关系。图9是相机快门及感光器与投影机10，闪光灯三者的时序匹配关系，由图可知，为了满足拍照要求，激光主机，闪光灯的均在相机感光之前，达到瞬间高亮要求，满足相机对灯光和场景的高亮要求。

本发明实现激光投影主机与相机快门的速度瞬间匹配，同时亮度也在瞬间与相机快门匹配，并且亮度提高数倍，满足在摄影上的超高亮度和极致色彩需求。实施本发明的投影机及其摄影摄像系统，其可以改善投影机的亮度和颜色，从而适用在摄影摄像领域时，可以改善摄影图像对比度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种投影机，其特征在于，包括用于基于接收到的启动信号生成基础光的光源模块、基于所述基础光生成偏振光的偏振光生成模块、基于所述偏振光生成正白光的白光生成模块、用于将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的分光模块、基于所述红光、蓝光和绿光生成投影图像的液晶成像模块、基于接收到亮度控制信号控制所述光源模块生成的所述基础光的亮度、所述白光生成模块生成的所述正白光的亮度和所述液晶成像模块的工作状态的亮度控制模块，以及用于基于所述正白光的色温控制所述偏振光生成模块产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色的颜色控制模块。

2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述偏振光生成模块包括顺序设置在所述基础光的光路上的聚焦镜、均光镜和配光旋光镜；所述基础光经所述聚焦镜压缩成聚焦准直光，所述聚焦准直光经过所述均光镜产生均匀蓝光，所述均匀蓝光经所述配光旋光镜产生偏振光。

3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于，所述颜色控制模块基于所述正白光的色温控制所述配光旋光镜的旋转角度，从而通过控制所述偏振光生成模块产生的偏振光的比例来控制所述正白光的颜色。

4.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述白光生成模块包括在所述基础光的光路上，依次设置在所述偏振光生成模块之后的第一分光镜和消散斑马达，以及设置在垂直于所述基础光的光路的方向上的荧光激发装置，所述偏振光经所述第一分光镜分成第一反射光和第一透射光，所述第一反射光激发所述荧光激发装置以产生第一激发光，所述第一透射光经所述消散斑马达产生第二反射光，所述第一激发光和所述第二反射光分别经所述第一分光镜透射和反射后产生所述正白光。

5.根据权利要求4所述的投影机，其特征在于，所述亮度控制模块包括用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述光源模块生成的所述基础光的亮度的第一瞬时亮度控制单元、用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述荧光激发装置生成的所述第一激发光的亮度的第二瞬时亮度控制单元以及用于基于接收到亮度控制信号瞬时控制所述液晶成像模块的液晶分子的工作状态的第三瞬时亮度控制单元。

6.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述分光模块包括顺序设置在所述正白光的光路上以将所述正白光分别分光成红光、蓝光和绿光的第一二向分光镜、第二二向分光镜和第三二向分光镜。

7.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述液晶成像模块包括用于将接收到的图像信号解码成红色液晶显示信号、绿色液晶显示信号和蓝色液晶显示信号的图像解码单元、用于接收所述红光和所述红色液晶显示信号的红光液晶组件、用于接收所述绿光和所述绿色液晶显示信号的绿光液晶组件、用于接收所述蓝光和所述蓝色液晶显示信号的蓝光液晶组件，用于合色所述红光液晶组件、绿光液晶组件和蓝光液晶组件输出的红色图像信号、绿色图像信号和蓝色图像信号以生成所述投影图像的合色棱镜，以及用于输出所述投影图像的镜头。

8.根据权利要求4所述的投影机，其特征在于，所述光源模块包括蓝色激光光源和设置在所述蓝色激光光源上的光源散热单元，所述荧光激发装置是黄色荧光激发装置。

9.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述接收到的启动信号包括相机快门信号，所述亮度控制信号包括闪光灯信号。

10.一种摄影摄像系统，其特征在于，包括：摄像装置、闪光灯以及根据权利要求1-9中任意一项权利要求所述的投影机。