一种短焦偏置的单片LCD倾斜投影装置及吸顶投影系统的制作方法

本发明涉及投影装置，尤其涉及一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置及吸顶投影系统。

背景技术：

1、单片lcd投影设备近几年来得到广泛的应用，特别是随着lcd液晶面板透过率的提高，单片lcd投影由于成本的优势，市场占有率迅速增长。智慧家居的投影吸顶灯产品形态可以把投影仪集成到吸顶灯上，安装在房顶，可以作为照明和投影用，节省安装空间。如中国专利201810801190.5中公开了一种吸顶灯，包括用于固定的灯座，包括安装在灯座上的灯罩，灯座上还安装有投影装置，投影装置包括镜筒和固定在镜筒上的夹套，镜筒内安装有至少一个光源，投影装置还包括安装在镜筒内的照明系统、显示系统和成像系统；显示系统设置于照明系统的投射方向，照明系统将经过聚焦后的光线投射给显示系统，显示系统包括lcd显示系统、lcos显示系统和dlp显示系统其中的一种。成像系统包括成像透镜组和反射透镜组，经过显示系统的光线通过成像透镜组后形成成像图像，反射透镜组将接收到的成像图像反射到灯罩的内表面，灯罩的外表面显示出成像图像的完整信息。

2、当单片lcd投影系统安装到吸顶灯里，会以一定的倾角向下投影到墙上来观看视频，投影镜头的倾角往往大于10度，使得投影的墙面与投影系统的光轴有一定的倾角，投影屏幕偏离理想成像面，使得投影屏幕的上方和下方容易出现模糊、图像不清晰等问题。另外，因为倾角投影，画面会有严重的梯形变形。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置及吸顶投影系统，以解决投影镜头倾斜时投影屏幕偏离理想成像面以及画面梯形变形的问题。

2、为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置，包括led照明光源、准直光学、单片lcd面板、菲涅尔场镜和投影镜头，投影镜头的光轴与投影平面之间形成倾斜角度θ1时，单片lcd面板与投影镜头的光轴之间设置有旋转补偿角θ2，使得投影平面上下端的图像都能清晰成像；

3、其中，旋转补偿角θ2与倾斜角度θ1的关系如下：

4、d/(β*sin(θ2)-d/sin(θ1)＝h*(1+β)；

5、其中，h为单片lcd面板的高度，d为投影物距，β为投影镜头的放大倍率。

6、作为上述技术方案的进一步描述：

7、菲涅尔场镜与投影镜头的光轴角度偏离90度，形成偏离角c，以补偿倾斜投影装置在投影面上产生的梯形畸变问题。

8、作为上述技术方案的进一步描述：

9、投影镜头的光轴与投影平面之间形成倾斜角度θ1大于10度。

10、作为上述技术方案的进一步描述：

11、投影镜头是一个短焦镜头，其投射比小于1.0∶1，投影镜头的光轴相对于单片lcd面板中心的偏置量大于50％。

12、作为上述技术方案的进一步描述：

13、准直光学包括一个非球面透镜和一个菲涅尔透镜。

14、作为上述技术方案的进一步描述：

15、非球面透镜和菲涅尔透镜之间设置有反射镜，反射镜用于压缩光路尺寸。

16、另一方面，本发明还提供了一种吸顶投影系统，包括如上述的单片lcd倾斜投影装置和吸顶照明装置、控制模块，吸顶照明装置包括照明灯，控制模块与lcd倾斜投影装置、吸顶照明装置电连接。

17、作为上述技术方案的进一步描述：

18、吸顶照明装置包括亮度调节单元和色温调节单元，亮度调节单元用于调整照明灯的亮度，色温调节单元用于调整照明灯的色温。

19、作为上述技术方案的进一步描述：

20、控制模块包括时钟单元、环境亮度检测单元和模式设定单元，时钟单元用于获取实时时间信息以及计时，环境亮度检测单元用于检测吸顶照明装置安装环境的亮度，模式设定单元用于设定智能模式的参数以及开启或退出智能模式。

21、综上，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

22、1、本发明中，当投影镜头的光轴与投影平面不成垂直、有一个倾斜角度θ1时，单片lcd面板也不垂直于投影镜头的光轴，通过设置旋转补偿角θ2，使得单片lcd面板的上下边都能在倾斜投影时，使得倾斜像面上的各点与其物面相对应的各点的关系重新回到高斯成像公式，在投影平面上成清晰图像。

23、2、本发明中，由于投影镜头的光轴与投影平面不成垂直，因此使得投影镜头的光轴与菲涅尔场镜也不再保持垂直，形成偏离角c，从而校正在倾斜投影时投影平面上的梯形变形，提高成像质量。

技术特征：

1.一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置，包括led照明光源、准直光学、单片lcd面板、菲涅尔场镜和投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的光轴与投影平面之间形成倾斜角度θ1时，所述单片lcd面板与所述投影镜头的光轴之间设置有旋转补偿角θ2，使得投影平面上下端的图像都能清晰成像；

2.根据权利要求1所述的一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置，其特征在于，所述菲涅尔场镜与所述投影镜头的光轴角度偏离90度，形成偏离角c，以补偿倾斜投影装置在投影面上产生的梯形畸变问题。

3.根据权利要求1所述的一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置，其特征在于，所述投影镜头的光轴与投影平面之间形成倾斜角度θ1大于10度。

4.根据权利要求1所述的一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置，其特征在于，所述投影镜头的投射比小于1.0∶1，所述投影镜头的光轴相对于单片lcd面板中心的偏置量大于50％。

5.根据权利要求1所述的一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置，其特征在于，所述准直光学包括一个非球面透镜和一个菲涅尔透镜。

6.根据权利要求5所述的一种短焦偏置的单片lcd倾斜投影装置，其特征在于，所述非球面透镜和所述菲涅尔透镜之间设置有反射镜，所述反射镜用于压缩光路尺寸。

7.一种吸顶投影系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的单片lcd倾斜投影装置和吸顶照明装置、控制模块，所述吸顶照明装置包括照明灯，所述控制模块与所述lcd倾斜投影装置、所述吸顶照明装置电连接。

8.根据权利要求7所述的一种吸顶投影系统，其特征在于，所述吸顶照明装置包括亮度调节单元和色温调节单元，所述亮度调节单元用于调整照明灯的亮度，所述色温调节单元用于调整照明灯的色温。

9.根据权利要求8所述的一种吸顶投影系统，其特征在于，所述控制模块包括时钟单元、环境亮度检测单元和模式设定单元，所述时钟单元用于获取实时时间信息以及计时，所述环境亮度检测单元用于检测吸顶照明装置安装环境的亮度，所述模式设定单元用于设定智能模式的参数以及开启或退出智能模式。

技术总结本发明公开了一种短焦偏置的单片LCD倾斜投影装置，包括LED照明光源、准直光学、单片LCD面板、菲涅尔场镜和投影镜头，投影镜头的光轴与投影平面之间形成倾斜角度θ<subgt;1</subgt;，单片LCD面板与投影镜头的光轴之间设置有旋转补偿角θ<subgt;2</subgt;。本发明还公开了一种吸顶投影系统。本发明相较于现有技术，解决投影镜头倾斜时投影屏幕偏离理想成像面以及画面梯形变形的问题。技术研发人员：翟金会,周利云受保护的技术使用者：江苏达伦电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27