[發明專利]基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置及方法

在審

• 申請號: 202111292077.7
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN113900328A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 吳銜譽;詹郝敏;黃峰;劉宇;陳燕青;彭菲
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G03B21/14
• 分類號: G03B21/14;G03B21/20;G03B21/60;H04N9/31
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

1.基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，可使投影光線穿透散射介質（11）并在投影屏幕（12）上高質量地成像，其特征在于：所述投影裝置的投影光路上依次設有光源、空間光調制器件（9）、投影影頭（10）；投影光路與控制裝置相連；所述控制裝置與可從投影屏幕處采集成像圖像的高速成像探測器（13）相連，經高速成像探測器采集的成像圖像來評估當前投影效果，并對投影光路進行調整以優化其成像效果。

2.根據權利要求1所述的基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，其特征在于：所述控制裝置與光源相連；所述光源包括第一激光光源（1）、第二激光光源（2）、第三激光光源（3）；

所述第一激光光源為中心波長位于615nm-700nm范圍內的紅色激光光源；第二激光光源為中心波長位于491nm-574nm范圍內的綠色激光光源；所述第三激光光源為中心波長位于424nm-490nm范圍內的藍色激光光源；

所述第一激光光源、第二激光光源、第三激光光源的光輸出強度均可由控制裝置調整。

3.根據權利要求2所述的基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，其特征在于：第一激光光源、第二激光光源、第三激光光源的輸出激光由分光棱鏡整合后，經擴束器輸出至濾光輪（5）；

當光經濾光輪透射時，所述濾光輪通過旋轉來按波段對輸入光進行濾色處理以形成光源輸出光；控制裝置控制濾光輪的旋轉狀態以控制光源輸出光的色彩。

4.根據權利要求3所述的基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，其特征在于：所述光源輸出光經空間光調制器件成像面反射處理后生成成像光線；所述成像光線經投影影頭出射后在投影屏幕上成像。

5.根據權利要求4所述的基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，其特征在于：所述空間光調制器件的成像面處設有由多個高速數字式光開關組成的成像陣列；所述成像陣列的成像像素由數字式光開關形成；所述數字式光開關包括可通過旋轉來改變光開關的開閉狀態的微形反射鏡面。

6.根據權利要求5所述的基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，其特征在于：所述空間光調制器件的成像面的每個微形反射鏡面均對應一個成像像素；數字式光開關的開閉切換時間為微秒量級；當空間光調制器件運行時，若空間光調制器件內置的控制器控制微形反射鏡面處于光反射狀態時，該微形反射鏡面的反射光經投影影頭在投影屏幕對應坐標上形成亮像素，若空間光調制器件內置的控制器控制微形反射鏡面處于不反射狀態時，與該微形反射鏡面對應的投影屏幕坐標這暗形成暗像素。

7.根據權利要求5所述的基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，其特征在于：所述濾光輪為旋轉時能使紅、綠、藍光順序地輸出至空間光調制器件的色輪；

當空間光調制器件運行時，空間光調制器件的反射圖像為與色輪輸出的光色匹配的顏色區域，使空間光調制器件成像面的反射光線在投影屏幕上形成投影圖像，并利用人體視覺系統視覺暫留現象，以投影圖像的高速切換來集中紅、綠、藍三色圖像信息，使觀看人員在投影屏幕上看到全彩色圖像。

8.根據權利要求3所述的基于空間光調制器件的穿透散射介質遠距投影裝置，其特征在于：所述光源輸出光經孔徑光闌（6）、反射鏡（7）、透鏡（8）后輸出至空間光調制器件；

當投影裝置的光路結構采用緊湊型光路時，反射鏡的數量為多面；

所述孔徑光闌對光源輸出光進行濾波處理；

所述透鏡與孔徑光闌配合，以控制光源輸出光在空間光調制器調制窗口上形成的光斑尺寸，使光斑與空間光調制器件調制窗口處的液晶屏短邊內切以減少多余的反射光對投影圖像的干擾。