CN106094409B - 一种投影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种投影装置，该装置包括：照明装置、用于引导来自照明装置的合光光束的光路导引装置、投影显示芯片以及镜头；还包括通过驱动预振动元件，使预振动元件根据预先设定好的角度和频率进行振动的振动装置；其中，所述预振动元件为光路引导装置的一个或多个元件和/或投影显示芯片。通过对光学系统关键元件的单独或组合进行有规律的振动，根据视觉暂留现象，使投影显示芯片产生的像素进行叠加，扩大视场，来有效的提升投影画面的分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及投影显示领域，特别是一种基于振动提高分辨率的投影装置。
背景技术
在DLP微型投影机中，图像由布置在半导体芯片上的矩阵中，被称为数字微反射镜器件(DMD)的显微反射镜小反射镜创建。
图像分辨率是图像质量的一个主要标志，图像的分辨率越高，表明其越接近真实场景。提高图像的分辨率主要通过改进硬件设备和改进图像处理软件两种方式，其中改进硬件设备的方式主要是对图像成像元件及光学系统的改进。
现有的成像位移装置，是由两个振动机构组成，分别放置在水平方向和垂直方向的图像传递路径上，通过在图框时间内切换多个子图像的成像位置，来提高图像的清晰度。这种装置采用两种振动机构装置复杂，分步运动，过程繁琐。
视觉暂留现象：物体在快速运动时，当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影响0.1-0.4秒左右的图像。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于振动提高分辨率的投影装置，通过对光学系统关键元件的单独或组合进行有规律的振动，根据视觉暂留现象，使投影显示芯片产生的像素进行叠加，同时扩大视场，来有效的提升投影画面的分辨率。
本发明采用的技术方案是：一种投影装置，包括：照明装置、用于引导来自照明装置的合光光束的光路导引装置、投影显示芯片以及镜头；其特征在于，还包括通过驱动预振动元件，使预振动元件根据预先设定好的角度和频率进行振动的振动装置；
其中，所述预振动元件为光路引导装置的一个或多个元件和/或投影显示芯片。
优选地，所述振动装置包括：用于限制振动角度和振动频率的感应机构和用于产生往复振动的振动机构；所述感应机构将振动机构限制在一定角度内按一定频率来回振动；所述振动机构与预振动元件相连接。
优选地，所述预振动元件与其他光学元件之间不产生连接，使得预振动元件进行振动时，其他光学元件均保持不动。
优选地，所述振动机构与预振动元件的连接方式不限于直接接触或者其他方式间接传递振动。
优选地，所述投影显示芯片设置为DMD芯片或LCOS芯片，所述预振动元件为DMD芯片或LCOS芯片，所述振动机构与DMD芯片或LCOS芯片相连接。
优选地，所述振动机构每振动一次，使得投影显示芯片的投影图像发生二分之一像素的偏移距离。
优选地，所述光路引导装置包括反射镜，所述预振动元件为反射镜，所述振动机构与反射镜相连接。
优选地，所述振动装置的振动机构的振动频率大于10赫兹。
优选地，所述光路导引装置包括：反射镜、中继透镜、直角棱镜。
优选地，所述照明装置包括：LED光源、准直透镜系统、分光镜片组、复眼透镜以及中继透镜。
优选地，所述分光镜片组包括平行设置的第一分色镜和第二分色镜，用于透射或反射LED光源所发出的光，并将其平行入射到光路引导装置中。本发明的有益效果是：通过对光学系统关键元件的单独或组合进行有规律的振动，根据视觉暂留现象，使投影显示芯片产生的像素进行叠加，同时扩大视场，来有效的提升投影画面的分辨率。
附图说明
图1为本发明实施例1的整体系统图；
图2为往复振动像素叠加图；
图3为本发明实施例2整体系统图；
图4为本发明实施例2反射镜初始状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
图1是本发明实施例1的整体系统图，具体结构包括照明装置300、用于引导来自照明装置的合光光束的光路引导装置200、投影显示芯片500、镜头100和通过驱动预振动元件，使预振动元件根据预先设定好的角度和频率进行振动的振动装置(图中未表示)。其中，所述预振动元件为光路引导装置的一个或多个元件和/或投影显示芯片。可以根据具体情况而定。
本实施例中，照明装置300，其包括：LED光源、准直透镜系统、分光镜片组、第二中继透镜307和复眼透镜或光棒306；该LED光源包括：蓝色LED光源1、绿色LED光源2和红色LED光源3。该三色LED芯片分别封装在三颗LED中；其中，红色LED光源3发出的红光光路与绿色LED光源2发出的绿光光路平行设置，蓝色LED光源1发出的蓝光光路垂直于红色LED光源3发出的红光光路和绿色LED光源2发出的绿光光路。
其中，所述LED光源也可以使用其他光源代替，根据实际情况而定。LED光源三色光的位置和顺序可以根据实际情况自由调整，并不限于本实施例所述。
该准直透镜系统包括：第一准直透镜组301、第二准直透镜组302和第三准直透镜组303，分别设置在蓝色LED光源1、绿色LED光源2和红色LED光源3的光路上，用来接收来自蓝色、绿色和红色LED光源的自然光并将光线均匀化。
其中，可以根据实际需要设置准直透镜系统的具体结构和元件以及个数，其并不限于本实施例所述。
优选地，第一准直透镜组301、第二准直透镜组302和第三准直透镜组303的中心光轴分别与蓝色LED光源1、绿色LED光源2和红色LED光源3的中心光轴重合；第二中继透镜307靠近反射镜204，第二中继透镜307和复眼透镜或光棒306的中心光轴与第一准直透镜组301中心光轴重合。
该分光镜片组包括：平行设置的第一分色镜304和第二分色镜305，第一分色镜304反射绿色LED光源2的光并透射蓝色LED光源1的光，第二分色镜305反射红色LED光源3的光并透射蓝色LED光源1和绿色LED光源2的光，实现将蓝色、红色和绿色三色LED光源所发出的光平行透射到光路引导装置中。
其中可以根据实际需要设置所述分光镜片组的具体结构和元件以及个数，其并不限于本实施例所述。
光路引导装置200，包括：反射镜204、第一中继透镜203、第二直角棱镜202以及第一直角棱镜201。反射镜204接收来之第二中继透镜307的光线，并将光线反射至第一中继透镜203，第一中继透镜203与第二直角棱镜202的一条直角边平行放置，第二直角棱镜202斜长边与第一直角棱镜201斜长边贴近放置，第一直角棱镜201的一条直角边与投影显示芯片500平行放置，另一条直角边与镜头100平行放置。
其中，可以根据实际需要设置光路引导装置的具体结构和元件以及个数，其并不限于本实施例所述。
所述振动装置，包括：用于限制振动角度和振动频率的感应机构和用于产生往复振动的振动机构400A，所述感应机构将振动机构400A限制在一定角度内按一定频率来回振动；所述振动机构400A与预振动元件相连接，连接方式不限于直接接触或者其他方式间接传递振动。振动机构400A与投影显示芯片500相连，投影显示芯片500与其他元件不相连，使得投影显示芯片500进行振动时，其他光学元件均保持不动。所述振动角度和振动频率是根据投影装置采用的投影显示芯片的像素和光线到达投影显示芯片的的角度决定的。
本发明实施例1中，当系统正常工作时，振动机构400A与投影显示芯片500相连，振动机构400A在感应机构限制的一定角度内完成一个往复振动，所述感应机构限制的一定角度大小由投影显示芯片500的像素值决定，使来自投影显示芯片500的投影图像发生二分之一像素的偏移距离，产生如图2所示的两个影像A与A1，两个影像在视觉效果内叠加成A2，从而提升画面的亮度与分辨率。
此实施例中，所述投影显示芯片500设置为DMD芯片或LCOS芯片，也可以是实现投影显示的其他类型的芯片。所述预振动元件为DMD芯片或LCOS芯片或其他类型的投影显示芯片。
实施例2
图3为本发明实施例2整体系统图，在照明装置300、光路引导装置200、投影显示芯片500和镜头100不变的情况下，所述预振动元件为光路引导装置200中的反射镜204。将振动装置的振动元件400B与反射镜204相连，反射镜204与其他元件不相连，使得反射镜204进行振动时，其他光学元件均保持不动。
如图4所示为反射镜204初始状态示意图。Z轴与第二中继透镜307的中心光轴平行，Y轴与Z轴垂直。在反射镜204未发生振动的初始状态，反射镜204的中轴线L与Z轴成45度角；在反射镜204的工作状态下，反射镜204绕中轴线L按照一定频率往复偏转一定角度，产生振动。
反射镜204一定频率的振动，使得经反射镜204的光线产生一定频率和角度的振动，所述频率和角度根据投影显示芯片500的像素和光线到达投影显示芯片500的角度决定，从而使得入射到投影显示芯片500的图像以及投影显示芯片500的投影图像发生二分之一像素的偏移距离，产生如图2所示的两个影像A与A1，两个影像在视觉效果内叠加成A2，扩大视场进而提高分辨率。
本发明实施例中所述预振动元件为光路引导装置的一个或多个元件和/或投影显示芯片500。所述预振动元件并不限于本发明实施例的投影显示芯片500或反射镜204。也可以根据实际需要设定预振动元件同时为投影显示芯片500和光路引导装置200中的光学元件，比如反射镜或其他元件；或者设定预振动元件单独为投影显示芯片500或者光路引导装置200中的光学元件。
这样，可以使得本发明实施例不仅可以使单个元件进行振动，亦可使多个元件组合同时进行有规律的振动，以达到像素的叠加，根据视觉暂留现象，使投影显示芯片产生的像素进行叠加，同时扩大视场，来有效的提升投影画面的分辨率。
其中，本发明的实施例中，优选地，所述振动机构每振动一次，可使来自投影显示芯片的投影图像发生二分之一像素的偏移距离，这样可以使得偏移图像叠加后的视觉效果最好。当然，偏移的距离不限于二分之一像素，也可以根据实际需要使得所述振动机构每振动一次，投影显示芯片的投影图像发生其他大小的偏移距离。
其中，本发明的实施例中，所述振动机构与预振动元件的连接方式不限于直接接触或者其他方式间接传递振动。所述振动机构与预振动元件可以通过直接接触，实现振动的传递；其中所述振动机构与预振动元件的直接接触可以是非固定连接仅仅实现直接接触，也可以是两者固定连接在一起实现直接接触；其中所述振动机构与预振动元件的固定连接可以通过粘接，连接件连接等方式固定。振动机构与预振动元件也可以不直接接触，而是通过使用中间连接元件，中间连接元件分别与振动机构与预振动元件直接接触，从而进行振动的传递；其中中间连接元件与振动机构的直接接触以及中间连接元件与和预振动元件的直接接触可以是非固定连接仅仅实现直接接触，也可以是两者固定连接在一起实现直接接触；其中所述固定连接可以通过粘接，连接件连接等方式固定；其中所述中间连接元件不限于元件的大小，材质，形状，只要能够在接触的两个物体之间能够传递振动即可。
其中，本发明的实施例中，所述感应机构可以根据预设的振动角度和频率感应和控制振动机构的振动角度和频率，可以是传感器和控制器的组合，也可以是其他类型的元件，只要其能实现本发明实施例感应机构的功能即可；所述振动机构可以能够在感应机构的控制下产生一定频率的往复振动的元件，并不限制振动机构的结构和大小等细节，只要其能够实现本发明实施例振动机构的功能即可。其中，本发明的实施例中，所述感应机构可以设置在振动机构上，所述感应机构可以和振动机构一体设置；也可以是分体设置，通过粘接或连接件固定一起。
其中，本发明的实施例中，所述投影显示芯片可以设置为DMD芯片或LCOS芯片，也可以是实现投影显示的其他类型的芯片。
以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以做出简单的推演及替换，都应该视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种投影装置，包括：照明装置、用于引导来自照明装置的合光光束的光路导引装置、投影显示芯片以及镜头；其特征在于，还包括通过驱动预振动元件，使预振动元件根据预先设定好的角度和频率进行振动的振动装置；
其中，所述预振动元件为光路引导装置的一个元件；
所述振动装置包括：用于限制振动角度和振动频率的感应机构和用于产生往复振动的振动机构；所述感应机构将振动机构限制在一定角度内按一定频率来回振动；所述振动机构与预振动元件相连接；
所述光路引导装置包括反射镜，所述预振动元件为反射镜，所述振动机构与反射镜相连接；
在反射镜的工作状态下，反射镜绕中轴线按照一定频率往复偏转一定角度，产生振动。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述预振动元件与其他光学元件之间不产生连接，使得预振动元件进行振动时，其他光学元件均保持不动。
3.根据权利要求书1所述的投影装置，其特征在于，所述振动机构与预振动元件的连接方式不限于直接接触或者其他方式间接传递振动。
4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述振动机构每振动一次，使得投影显示芯片的投影图像发生二分之一像素的偏移距离。
5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述振动装置的振动机构的振动频率大于10赫兹。
6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述光路导引装置包括：反射镜、中继透镜、直角棱镜。
7.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述照明装置包括：LED光源、准直透镜系统、分光镜片组、复眼透镜以及中继透镜。
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