[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

本發明提出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，可使投影光線穿透散射介質并在投影屏幕上高質量地成像，其投影光路上依次設有光源、空間光調制器件、投影影頭；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；本發明具有自動反饋裝置與功能，根據投影距離和投影光路中散射介質的特性及其動態變化，能夠自動調節不同波長激光光源的輸出功率及空間光調制器件的調制狀態，實現隨著距離及散射介質的變化實時控制投影圖像，并實時調節優化投影光束的光強與波段分布，進而保證高質量的圖像投影。

技術領域

本發明涉及投影技術領域，尤其是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。

背景技術

隨著投影技術的發展，投影技術被應用在越來越多的場合，投影被應用的場合也越來越復雜，人們極力追求能夠在室外受霧、霾等惡劣天氣條件干擾的情況下實現清晰投影的方法。但由于散射介質的特性，我們很難實現實時控制投影圖像的質量?，F有的投影儀主要是在室內靜態場景下應用，即投影儀將畫面投射到固定的屏幕位置，且不能隨著屏幕位置變化或投影環境的變動進行相應的自適應調整。主要有以下原因，一是目前的投影技術對于投影光路的環境要求較高，在復雜環境下，如室外有雨、霧、霾等散射介質的條件下或者室內有人造煙霧的條件下，無法呈現較好的投影效果；另一方面，目前的投影技術還受到光源光強與距離的限制，投影光路中存在散射介質時光強衰減較快，無法進行遠距離成像。

發明內容

本發明提出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，具有自動反饋裝置與功能，根據投影距離和投影光路中散射介質的特性及其動態變化，能夠自動調節不同波長激光光源的輸出功率及空間光調制器件的調制狀態，實現隨著距離及散射介質的變化實時控制投影圖像，并實時調節優化投影光束的光強與波段分布，進而保證高質量的圖像投影。

本發明采用以下技術方案。

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，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。

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。

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（4）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。

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。

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。