CN114415392A - 一种云层立体投影成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种云层立体投影成像系统，在实时情况下不断改变镜头对焦面和投影机姿态，在云层位置迅速切换成像焦点，从而获得立体投影成像的效果。所述投影系统包括该系统包括光源，图像调制组件，投影调焦组件。本发明实现云层立体投影成像的方法有着较大的调焦自由度的优点，在云层上实时切换成像焦点所达到的立体效果更加逼真，还可以结合图画实现动态显示的效果，在传媒业具有较大的使用前景。

Description

一种云层立体投影成像系统
技术领域
本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一种云层立体投影成像系统。
背景技术
当前激光投影技术在很多领域得到应用，比如广告宣传，教育学习等，需要在背景屏幕上显示图像等。激光投影相比传统投影有可投射距离更远，投射画面更大等优点。目前激光投影需要在一个特定的背景上显示图像，比如投影幕布、建筑墙等，否则不能成像。
已知可见光遇到物质会发生反射、散射，成像。天空中的云层作为一种大型的介质，其由水分子组成，对特定频率具有较强的反射、散射效果，也可以成像。若在云层上投影，如广告标语，商业标识等，具有很好的宣传效果。
同时云层在空中具有一定的高度，需要远距离成像；云层会因风运动，需要能按实际云层厚度等因素实时调整成像的位置；而且目前在云层上进行投影的现有技术方法，只能投影二维图形，不能实现三维立体的成像。因此，发明一种远距离成像，实时调节成像位置且能立体显示的云层立体投影成像系统具有一定实用价值。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：提供一种云层立体投影成像系统，在三维坐标系统中实时调节成像位置并实现远距离的云层中立体显示图像，解决目前技术中不能远距离清晰投影，不能在云层立体成像的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种云层立体投影成像系统，包括光源，用于时序出射光束；图像调制组件，用于调制所述光束，并时序产生多个投影图像；投影调焦组件，用于调节成像焦点在三维坐标系中的位置，以使所述多个投影图像成像在三维坐标系中的不同位置；所述多个投影图像投射至云层形成立体图像。
其中，所述光源，为激光与荧光组合的光源；
所述荧光由激光照射到荧光物质上所产生的激发光；
所述投影调焦组件还包括第一投影调焦组件和第二投影调焦组件；
所述第一投影调焦组件包括镜头及镜头调节组件，所述镜头调节组件用以调节成像焦点在三维坐标系中的第一维坐标；
所述第二投影调焦组件包括整机调节组件，所述整机调节组件用以调节成像焦点在三维坐标系中的第二维以及第三维坐标；
所述整机调节组件可以是承载云层立体投影成像系统的活动支架；
所述整机调节组件可以是反射器件装置；
所述反射器件装置包括反射器件和承载所述反射器件活动支架；
所述图像调制组件可以包括空间光调制器或掩膜组件；
所述云层为天空中的云层表面或云层中间。
与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：根据本发明提供的在云层上实现立体显示投影的方法，可以通过在三维坐标系中迅速切换成像焦点，在较高高度的云层实现立体成像，并保持较亮亮度；对于云层稀薄或云层变化时，可容易变换云层位置进行投影成像，具有远距离成像，亮度强，投影效果生动的优点。
附图说明
为更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明云层立体投影成像系统的第一实施例的结构示意图；
图2是本发明云层立体投影成像系统的第一实施例中第一投影调焦组件的结构示意图；
图3是本发明云层立体投影成像系统的第一实施例中第二投影调焦组件的结构示意图；
图4本发明云层立体投影成像系统的第二实施例的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在下面实施例中，激光荧光投影系统使用的光源为使用激光与荧光组合的光源，所述荧光由激光照射到荧光物质上产生激发光，激光结合荧光时序地出射光束，经过图像调制组件调制产生多个投影图像，由投影调焦组件调节成像焦点在三维坐标系中的位置，以使所述多个投影图像成像投射至云层形成立体图像。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明云层立体投影成像系统的第一实施例的结构示意图。所述云层立体投影成像系统包括整机1(包括光源及图像调制组件，图中未详细表示)，第一投影光调制组件21，第二投影光调制组件22。如图1所示，激光荧光投影系统时序地出射多个投影图像，由投影调焦组件调节成像焦点在云层3中的不同位置如图中所举例列出的P处和S处，以使所述多个投影图像成像在云层形成立体图像。
所述投影调焦组件包括第一投影调焦组件21及第二投影调焦组件22，如图2所示的本发明云层立体投影成像系统的第一实施例中第一投影调焦组件的结构示意图，第一投影调焦组件包括镜头211及镜头调节组件212，所述镜头调节组件212能对镜头中的透镜组件进行调节，以使成像焦点在三维坐标系xyz中改变在三维坐标系中的第一维坐标，调节成像焦点在z方向调节云层中成像的深度。
所述投影调焦组件还包括第二投影调焦组件22，如图3所示的本发明云层立体投影成像系统的第一实施例中第二投影调焦组件的结构示意图，所述第二投影调焦组件可以是承载云层立体投影成像系统的活动支架，用以调节成像焦点在三维坐标系中的第二维以及第三维坐标，所述整机调节组件包括y方向的活动轴221以及x方向的活动轴222，以使在同一高度的云层的xy平面自由调节成像焦点在云层成像的位置。已知立体显示成像需要在三维坐标轴下三个轴方向之间自由地变换成像位置，本实施例中的系统投影时，通过镜头调节组件212和承载云层立体投影成像系统的活动支架221、222的组合调节，可初步选择利于成像如云层较厚的云层位置，然后实时切换成像焦点使得在云层形成三维立体显示的图像。其中图像调制组件可由空间光调制器或可由掩模等方式形成。
实施例二
在第一个实施例中，第一投影调焦组件21中的镜头调节组件可增加变焦组件，用于控制出光光柱的粗细变化，使得投影在云层3上的光斑大小可调控，增加了调节自由度，可以获得更好的成像效果。
实施例三
在第一个实施例中，第二投影调焦组件21可替换为反射器件23，反射器件23用以在所述投影系统出射光路中改变出射投影方向，反射器件可人为旋转或使用适配的旋转支架，通过旋转反射器件23选择成像焦点在垂直于成像深度z的xy面上所需要的位置。控制反射器件的旋转相比第一种实施方式，用于反射器件体积更小更轻便，简化了操作。
根据本发明提供的在云层上实现立体显示投影的方法，使用包括光源、图像调制组件及投影调焦组件的投影系统，通过在三维坐标系中迅速切换成像焦点，可以在较高高度的云层实现立体成像，并保持较高亮度；对于云层稀薄或云层变化时，通过调节装置容易变换云层位置进行投影成像，具有远距离成像，亮度强，投影效果生动的优点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种云层立体投影成像系统，其特征在于，包括
光源，用于时序出射光束；
图像调制组件，用于调制所述光束，并时序产生多个投影图像；
投影调焦组件，用于调节成像焦点在三维坐标系中的位置，以使所述多个投影图像成像在所述三维坐标系中的不同位置；
所述多个投影图像投射至云层形成立体图像。
2.据权利要求1所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述光源为激光与荧光组合的光源。
3.根据权利要求2所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述荧光是由激光照射到荧光物质上所产生的激发光。
4.根据权利要求1所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述投影调焦组件还包括第一投影调焦组件和第二投影调焦组件，
所述第一投影调焦组件包括镜头及镜头调节组件，所述镜头调节组件用于调节所述成像焦点在所述三维坐标系中的第一维坐标；
所述第二投影调焦组件包括整机调节组件，所述整机调节组件用于调节所述成像焦点在所述三维坐标系中的第二维坐标以及第三维坐标。
5.根据权利要求4所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述整机调节组件是承载云层立体投影成像系统的活动支架。
6.根据权利要求4所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述整机调节组件是反射器件。
7.根据权利要求4所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述整机调节组件包括反射器件和承载所述反射器件活动支架。
8.根据权利要求1所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述图像调制组件采用空间光调制器或掩膜组件。
9.根据权利要求1所述的一种云层立体投影成像系统，其特征在于，所述云层为天空中的云层表面或云层中间。
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