[发明专利]球形显示亮度增强方法

说明书

技术领域：

本发明涉及光学投影领域，特别是投影仪向球幕投影形成的球形显示的亮度增强的方法。

背景技术：

现有投影仪主要采用单片DLP技术和三片LCD技术，他们的投射光斑均为方形光斑。而球形显示系统中，球幕镜头采用投影用鱼眼镜头，顶点为球心，其投射到球幕上所成的像（投影面）是球面，针对球面的每一个圆形截面来说，只有当该圆形是方形光斑的内切圆时才能达到投射光的最大利用率，而在内切圆以外的方形光斑部分，由于不能是成像区域，因此被白白损失掉了，实际上亮度和像素都损失了。该最大利用率仅为全部投射光的59%。

发明内容：

本发明解决现有采用鱼眼镜头的球形投影中球形显示亮度损失的问题，提供一种方法，能够增强这类球形投影的球形显示亮度。

本发明的技术方案是这样的：

球形显示亮度增强方法，所述球形显示指投影仪通过球幕镜头将影像投射到球幕上的显示，所述投影仪的投影显示装置显示方形光斑，改变投影仪的光学结构，使所述光斑为圆形光斑。

所述圆形光斑的大小为成像区域的70%—120%。

所述投影仪为采用长方体形光棒作为匀光器件的投影仪，将所述投影仪的色轮与成像器件芯片之间的长方体形光棒改为圆柱光棒。

所述圆柱光棒为沿光前进方向前端比后端直径略小的带一定锥度的光棒。

所述投影仪为复眼透镜作为匀光器件的LCD投影系统，将所述LCD投影系统的灯杯曲面由抛物面改为椭球面。

所述投影仪为LCD投影系统，且取消所述LCD投影系统的匀光器件。

技术效果：

本发明由于将现有投影仪投射的方形光斑通过改变投影仪的结构使其变为圆形光斑，从而可以使其刚好照在球幕镜头成像区域内可以消除不能成像区域造成的光通量的损失，从而可以大大提高光源的利用效率，使球形显示的亮度得到大大增强，光能量得到充分利用。

附图说明：

图1是球幕镜头位于球幕底部投影的示意图；

图2是球形显示亮度增强投影系统的示意图；

图3是现有技术和采用亮度增强投影系统的光能量分布对比的示意图。

1—球形显示亮度增强投影系统，11—光源，12—聚光镜，13—色轮，14—亮度增强装置，15—中继镜片，16—DMD，17—投影镜头2—球幕

111—投影范围，112—现有技术光能分布图，113—亮度增强光能分布图

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。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，为球形显示亮度增强投影系统1位于球幕2底部投影的示意图。所述投影镜头17位于球幕2底部中心位置，所述投影镜头17投影范围111覆盖所述整个球幕2，投影光源11发出的光投射到球幕2上使球幕2没有放映盲区。优选地，所述投影光线能够恰好布满整个球幕2，此时在获得最佳观影效果的同时，光源11利用效率最高。

本发明提出了一种球形显示亮度增强方法，所述球形显示指投影仪通过球幕镜头将影像投射到球幕上的显示，所述投影仪的投影显示装置显示方形光斑，改变投影仪的光学结构，使所述光斑为圆形光斑。例如，可对匀光器件进行相应设计，使光通过匀光器件整形后为圆形光斑。

如图3所示，为现有技术和采用亮度增强投影系统的光能量分布对比的示意图。现有技术光能分布图112中的圆形区域为与球幕2适配的光斑范围，而为保证球幕2影像无盲区，实际的现有方形光斑超出所述与球幕2适配的圆形光斑范围，方形光斑边角的光线没有被投射到球幕2上，造成光能的浪费。在亮度增强光能分布图113中，所述投影系统中的方形光斑被改变为圆形光斑，能量相同的光被变形聚拢到与球幕2适配的光斑范围内，影像投射到球幕2上恰好能够布满球幕2，相对于现有的方形光斑，圆形光斑增强了投影的光强度，光能被高效利用。

实施例2：

在实施例1的基础上，限定了所述圆形光斑的大小为成像区域的70%-120%。所述圆形光斑大小大于等于成像区域的70%，保证了球幕投影效果，所述圆形光斑小于等于成像区域的120%，保证了球幕投影的光能利用率。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例的所述亮度增强结构为位于投影仪的色轮13与成像器件芯片之间作为匀光器件的圆柱光棒，所述圆柱光棒替换原有的长方体形光棒。

如图2所示，为球形显示亮度增强投影系统的示意图。