投影機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種投影機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]投影機(jī)是現(xiàn)代影像媒體放映的重要設(shè)備，與其他放映設(shè)備相比，有著使用靈活、顯示面積大、價格便宜等優(yōu)點，在教育、商業(yè)、娛樂、會展等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前投影機(jī)基本上都是采用正面投影，也就是說，投影機(jī)和觀看者都處在投影機(jī)屏幕的同一側(cè)，為了避免投影機(jī)阻擋觀眾的視線，投影機(jī)通常需要安裝在屏幕的上方或者下方，在不改變投影機(jī)投影角度的情況下，投出的圖像位置也會隨著投影機(jī)的位置的改變而改變，從而會偏出屏幕之外，因此為了保證圖像和屏幕的重合只好采用俯投或仰投的方式，但俯投或仰投會產(chǎn)生這樣的問題:投影機(jī)空間光調(diào)制裝置是垂直于投影機(jī)鏡頭軸心線的，根據(jù)凸透鏡成像原理，一個垂直于凸透鏡軸心線的平面物體，其所成的像也是垂直于凸透鏡軸心線的。而俯投或仰投的方式，屏幕平面并不垂直于投影機(jī)鏡頭的軸心線，因此，空間光調(diào)制裝置的像平面并不與屏幕平行，不管怎么調(diào)整屏幕上的圖像總是只有一部分能準(zhǔn)確的對焦。如圖1所示，以投影機(jī)在屏幕上方為例進(jìn)行說明，投影機(jī)向下投射，屏幕上緣離投影機(jī)近，下緣離投影機(jī)遠(yuǎn)。當(dāng)上緣準(zhǔn)確對焦時，下緣的對焦點就位于屏幕前方，這樣就會影響投影圖像的整體清晰度，特別是屏幕下部的清晰度。早期的投影機(jī)的分辨率比較低，大都在800*600左右，對焦不準(zhǔn)對圖像質(zhì)量影響不明顯，但隨著投影技術(shù)的發(fā)展，高清投影機(jī)的分辨率已達(dá)到1920*1080，甚至更高，對焦偏差就對圖像質(zhì)量的影響越來越大。所以投影機(jī)發(fā)展到高清時代，投影角度造成的不能再全屏幕范圍內(nèi)準(zhǔn)確對焦的問題，已變得越來越突出。
[0004]另外，投影機(jī)俯投或仰投時，還會造成圖像的變形，需要進(jìn)行梯形校正，現(xiàn)在的投影機(jī)一般是采用電子梯形校正，而電子梯形校正時會造成分辨率的損失，從而也影響到圖像的質(zhì)量。
[0005]針對以上的問題，現(xiàn)在也出現(xiàn)了幾種解決技術(shù)，一是在短焦投影機(jī)中采用的魚眼鏡頭式和曲面反射式。這兩種短焦投影機(jī)雖然都可以解決上面的問題，但也帶來了新的問題:畫面畸變、亮度不均勻和色彩不均勻，畫面畸變是短焦鏡頭的固有問題，就像照相機(jī)中廣角鏡頭一樣，很難克服，由于以上原因，造成了短焦投影機(jī)畫面質(zhì)量低于非短焦投影機(jī)，同時由于短焦鏡頭制造難度大，短焦投影機(jī)成本也就比非短焦的成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對上述不足提供的一種投影機(jī)，當(dāng)投影機(jī)的位置在屏幕的左右上下各方投影時，無須改變投影機(jī)角度，保持投影機(jī)投影角度垂直于屏幕，投影圖像能保持在屏幕范圍內(nèi)，與在屏幕中心位置投影時有著同樣清晰度；同時所投出的圖像不會產(chǎn)生變形，不需要梯形校正，不會損失分辨率，畫面畸變小。
[0007]1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種投影機(jī)，包括空間光調(diào)制裝置和鏡頭，其結(jié)構(gòu)特點是:鏡頭外邊緣圓周的軸心線經(jīng)過空間光調(diào)制裝置顯示有效像素區(qū)域的幾何中心，鏡頭是以旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭軸心線外的一條平行于軸心線的直線為軸，以平行于旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭的軸心線的另一條直線為旋轉(zhuǎn)線，截取旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭的一部分而成，鏡頭的結(jié)構(gòu)為非旋轉(zhuǎn)對稱的，其光學(xué)中心在鏡頭外邊緣圓周的軸心線之外，光學(xué)中心也在經(jīng)過空間光調(diào)制裝置顯示有效像素區(qū)域的幾何中心且平行于鏡頭軸心線的直線之外。
[0008]在本方案中，鏡頭是核心部件，傳統(tǒng)投影機(jī)的鏡頭是中央較厚，邊緣較薄的旋轉(zhuǎn)對稱透鏡，本方案中的鏡頭可以看作是從傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭截取的一部分，鏡頭和傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭的關(guān)系為:所述鏡頭的切割圓周與與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭圓周相切，并形成一個切點。
[0009]所述空間光調(diào)制裝置包含單片和三片的調(diào)光組件，單片投影機(jī)中的空間光調(diào)制裝置顯示有效像素的區(qū)域是指調(diào)光器件本身的相關(guān)區(qū)域，三片機(jī)中的空間光調(diào)制裝置顯示有效像素的區(qū)域是指調(diào)制光合成X棱鏡的合成輸出面。
[0010]作為改進(jìn)，當(dāng)投影機(jī)水平放置時，所述鏡頭的光學(xué)中心，與空間光調(diào)制裝置顯示有效像素區(qū)域的上緣處在同一垂直高度上。
[0011]經(jīng)過上述設(shè)置后，鏡頭與空間光調(diào)制裝置的配合就能實現(xiàn)清晰投影的功能。本方案中，鏡頭與空間光調(diào)制裝置間隔設(shè)置，鏡頭外邊緣圓周的軸心線與空間光調(diào)制裝置顯示有效像素的區(qū)域的幾何中心對齊，當(dāng)投影機(jī)水平放置時，鏡頭的光學(xué)中心在空間光調(diào)制裝置顯示有效像素的區(qū)域的幾何中心垂直位置的上方，這樣投影機(jī)投出的圖像比傳統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭的投影機(jī)投出的圖像位置偏上。如果投影機(jī)放在屏幕下方，就可以不用采取仰投的方式投影，保持投影角度與屏幕垂直，依然可以把圖像完整的投到屏幕上；當(dāng)投影機(jī)放在屏幕的上方時，將投影機(jī)倒置吊裝，所投出的圖像位置比傳統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭的投影機(jī)投出的圖像偏下，所以也就不需要采取俯投的方式，這樣就克服了傳統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭的投影機(jī)俯投和仰投時不能精確對焦的問題，同時也不會出現(xiàn)圖像變形，不需要做梯形校正，從而提高了投影的清晰度。
[0012]進(jìn)一步改進(jìn)，鏡頭與一個兩端通透的圓筒套接在一起，圓筒與投影機(jī)的外殼固接在一起，鏡頭可以相對于圓筒轉(zhuǎn)動，光學(xué)中心的偏向方向也隨之旋轉(zhuǎn)，光學(xué)中心偏向那個方向的時候，投影的圖像也就偏向哪個方向，這樣就可以實現(xiàn)投影機(jī)的位置靈活擺放，可以放在屏幕的上、下、左、右、左下、左上、右下和右上的不同位置，都可以保持與屏幕垂直投射，得到清晰的不變形的圖像，并且使用更加靈活。
[0013]本專利的另一種方案包括外殼、空間光調(diào)制裝置和鏡頭，其結(jié)構(gòu)特點是:還包含滑動機(jī)構(gòu)、兩端通透的大套筒和小套筒，大套筒同外殼固接在一起，小套筒與滑動機(jī)構(gòu)固接在一起，大小套筒套接在一起，小套筒可以相對大套筒轉(zhuǎn)動，鏡頭安裝在滑動機(jī)構(gòu)上，鏡頭的位置可以隨著滑動機(jī)構(gòu)移動，鏡頭是旋轉(zhuǎn)對稱的，鏡頭的光學(xué)中心可以移動到經(jīng)過空間光調(diào)制裝置顯示有效像素區(qū)域的幾何中心且平行于鏡頭軸心線的直線之外的位置。
[0014]采用本方案的投影機(jī)，滑動機(jī)構(gòu)可以移動光學(xué)中心的位置，套筒的轉(zhuǎn)動可以確定光學(xué)中心移動的方向，隨著光學(xué)中心的移動，移向哪個方向，圖像就會偏向哪個方向，并且偏轉(zhuǎn)的幅度是可調(diào)的，同時偏轉(zhuǎn)的方向也是可調(diào)的，所以這樣就可以實現(xiàn)投影機(jī)的位置靈活擺放，可以放在屏幕的上、下、左、右、左下、左上、右下和右上的不同位置，都可以保持與屏幕垂直投射，得到清晰的不變形的圖像，并且使用更加靈活。
[0015]作為改進(jìn)，鏡頭是由一個圓形的旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭左右各切除一個對稱的弓形而生成的。采用本方案的鏡頭，在滑動到不同的位置上時，為保證光線的充分利用，鏡頭要始終覆蓋空間光調(diào)整裝置，所以鏡頭的口徑較大，鏡頭在滑動方向的兩側(cè)，有部分結(jié)構(gòu)始終對于成像不起作用，所以可以對鏡頭滑動方向的兩側(cè)各切除一個對稱的弓形，切割后的鏡頭成像不產(chǎn)生任何影響，但可以起到縮小體積，減輕重量的目的。
[0016]作為一種優(yōu)選實施方式，所述滑動機(jī)構(gòu)包括固定在小套筒上的滑動機(jī)構(gòu)外殼，固設(shè)在滑動機(jī)構(gòu)外殼上的滑槽，安裝在滑槽里面的滑板，固設(shè)在滑板上的齒條，滑動機(jī)構(gòu)外殼上安裝有與齒條傳動嚙合的齒輪，滑動機(jī)構(gòu)外殼外側(cè)設(shè)有與齒輪同軸固設(shè)的旋鈕，鏡頭和滑板固定連接。
[0017]因為滑槽、滑板、齒條、齒輪和旋鈕構(gòu)成傳動配合關(guān)系，因此，在需要調(diào)整鏡頭上下位置時，只需轉(zhuǎn)動旋鈕，旋鈕便可驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，這樣齒輪就會通過傳動配合的齒條驅(qū)動滑板沿滑槽滑動，這樣就實現(xiàn)了鏡頭的移動調(diào)節(jié)，操作非常簡單。
[0018]綜上所述，當(dāng)投影機(jī)的位置在屏幕的左右上下各方投影時，無須改變投影機(jī)角度，保持投影機(jī)投影角度垂直于屏幕，投影圖像保持在屏幕范圍內(nèi)，與在屏幕中心位置投影時有著同樣清晰度；同時所投出的圖像不會產(chǎn)生變形，不需要梯形校正，不會損失分辨率;畫面畸變小;亮度和色彩均勻。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為傳統(tǒng)投影機(jī)投影到屏幕上對焦缺陷結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本投影機(jī)從下往上投影時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本投影機(jī)從上往下投影時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為實施例一中鏡頭與旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭相對截取位置示意圖；
圖5為實施例一中鏡頭主視圖、半剖視圖和立體圖的對比結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為實施例二的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為實施例三的鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為齒條和齒輪的配合