一种云层投影显示系统的制作方法

1.本发明涉及投影显示领域，特别是涉及一种云层投影显示系统。


背景技术：

2.当前激光投影技术在很多领域得到应用，比如全息投影、沉浸式投影及舞台投影显示等。激光投影相对于传统投影，其投射的距离更远，投射的内容更大，投射的亮度更高。但投影存在的问题是，投影必须在一个特定的背景上显像，比如一面墙。如果没有显像的背景，则照射的光束会射向远处，在空气中衰减到消失。
3.我们知道可见光遇到物质会发生反射、散射，可以成像。云彩作为一种大型的介质，其由水分子组成，对特定波形具有较强的反射、散射效果，也具有显像的特征。云彩体积巨大，具有一定的高度，如果可以在其上显像，比如简单的字符、图案、公司商标等，将具有非常震撼的效果。可以预见如果可以实现相关技术，云投影将具有巨大的应用需求。然而云彩在天空中变化莫测，时有时无，且处于运动的状态，用现有的投影仪是难以在其上完美成像的。


技术实现要素：

4.本发明提供一种云层投影显示系统，以解决现有技术中云层投影效果差的问题。
5.为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：提供一种云层投影显示系统，包括：
6.投影装置，所述投影装置用于出射图像光；
7.反射装置，所述反射装置设于所述投影装置出射的图像光的光路上，用于引导图像光的偏转；
8.光调节装置，所述光调节装置设于所述反射装置引导的图像光的光路上，所述光调节装置用于调节图像光的光学参数；
9.云层载体，所述云层载体用于接收经所述光调节装置处理的图像光；
10.其中，所述光调节装置可根据所述图像载体的状态调节图像光的光学参数。
11.根据本技术提供的一实施方式，所述光调节装置包括驱动组件，所述驱动组件带动所述光调节装置进行移动。
12.根据本技术提供的一实施方式，所述光调节装置包括透镜组，所述透镜组至少包括一透镜单元。
13.根据本技术提供的一实施方式，所述透镜组至少包括一凸透镜，所述凸透镜用于对入射的图像光进行汇聚。
14.根据本技术提供的一实施方式，所述透镜组至少包括一凹透镜，所述凹透镜用于对入射的图像光进行发散。
15.根据本技术提供的一实施方式，所述透镜组包括多个阵列分布的透镜单元，所述不同的透镜单元用于接收不同区域的所述图像光。
16.根据本技术提供的一实施方式，所述光调节装置包括多个聚光器件，所述多个聚光器件用于接收图像光，并出射非均匀分布的图案光。
17.根据本技术提供的一实施方式，所述光调节装置包括修色元件，所述修色件包括用于对所述图像光的波长进行截取的滤光片。
18.根据本技术提供的一实施方式，所述光调节装置包括偏振元件，所述偏振元件包括用于对图像光的偏转状态进行转换的偏振片。
19.根据本技术提供的一实施方式，所述光调节装置还包括一散热组件，用于对所述光调节装置进行散热。
20.有益效果：区别于现有技术，本技术通过在投影装置和图像载体之间设置光调节装置，用于根据载体的当前状态实时调节图像光的光学参数，当云层变大时，应该及时的增大投射在云层上的图案大小，当云层变小时，应该及时的减小投射在云层上的图案大小，可进一步提高云层投影的显示效果。
附图说明
21.图1是本技术提供的一种投影显示系统的结构示意图；
22.图2是本技术的光调节装置的实施例一的示意图；
23.图3是本技术的光调节装置的实施例二的示意图；
24.图4是本技术的光调节装置的实施例三的示意图；
25.图5是本技术的光调节装置的实施例三的示意图；
26.图6是本技术的光调节装置的实施例三的示意图；
27.图7是本技术的光调节装置的实施例四的示意图；
28.图8是本技术的光调节装置的实施例五的示意图；
29.图9是本技术的光调节装置的实施例的示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
32.一种云层投影显示系统，包括：
33.投影装置，所述投影装置用于出射图像光；
34.反射装置，所述反射装置设于所述投影装置出射的图像光的光路上，用于引导图像光的偏转；
35.光调节装置，所述光调节装置设于所述反射装置引导的图像光的光路上，所述光调节装置用于调节图像光的光学参数；
36.云层载体，所述云层载体用于接收经所述光调节装置处理的图像光；
37.其中，所述光调节装置可根据所述云层载体的状态调节图像光的光学参数。
38.下面结合具体是实施例对本技术的技术方案进行说明
39.请参考图1，一种投影显示系统，包括投影装置10、反射装置11、光调节装置12及云层载体13；
40.其中投影装置10用于出射图像光，本实施例中，投影装置10出射的图像光为准直光，投影装置10包括dmd、lcos或lcd等空间光调制方案的激光投影机，可以理解的是，对于投射距离较近的场景时，也可以采用led投影机或灯泡投影机；
41.进一步，投影装置包括不限于是一台投影机，可以理解的是，在其它实施方式中，可以通过多台投影机的拼接融合实现更大范围的环境投影。
42.进一步，对于投射的图像较为简单的场合，可通过投影灯代替投影机，
43.反射装置11用于对投影装置10出射的图像光进行反射，以引导图像光的偏转，反射装置11包括反射棱镜或反射镜，具体来说，通过对棱镜面镀膜形成反射棱镜。
44.光调节装置12用于接收反射装置11反射的图像光，光调节装置12用于对接收的图像光进行处理，提高图像光在图像载体上的显示效果。
45.光调节装置还包括一散热组件，所述散热组件包括一散热鳍片或水冷组件，所述散热组件用于降低光调节装置的温度，提高光调节装置的可靠性。
46.云层载体13为图像光的成像区域，即通过将图像光打在云层载体13，使得图像光所包含的图案信息可以被人群看到，需要说明的是，云层载体13包括云层、水汽等气体载体，当然任何可以实现图像光反射或散射的介质均可作为投影图像光的载体。
47.以云层载体作为示例对本技术进行说明，正常来说，投射在云层上的图案应该小于或等于云层的大小，此时的云层可以呈现最完整的图案，但云层做为一种受环境变化影响很大的气体载体，在有风的环境下，云层是飘忽不定的，而且云层的大小也是随时随地变化，因此很难通过对图像光的一次调节到位，使得图像光可以完美匹配云层的状态。本技术通过在投影装置和云层之间设置光调节装置，用于根据云层的当前状态实时调节图像光的光学参数，以提高云层投影的显示效果。
48.具体来说，当云层变大时，应该及时的增大投射在云层上的图案大小，当云层变小时，应该及时的减小投射在云层上的图案大小；另外当大的云层分散为多个小的云层上，应该及时的对投射在云层上的图案进行分割，使得分割后的不同图案分别投射在不同的云层上，下面结合光调节装置的具体技术方案进行说明。
49.光调节装置的实施例一
50.如图2所示，本实施例的光调节装置包括一凸透镜121，由于凸透镜121具有对入射的图像光会聚的作用，因此经凸透镜121出射的光发散角具有一定的减小，也就是说，通过凸透镜121后的投射在图像载体上的图案光大小会有所变化，具体来说，当云层的大小变大时，通过将凸透镜向靠近云层的方向移动，以减小凸透镜和云层之间的距离，使得投射在云层上的图案光变大；当云层的大小变小时，通过将凸透镜向远离云层的方向移动，以增大凸透镜和云层之间的距离，使得投射在云层上的图案光变小。
51.光调节装置的实施例二
52.如图3所示，本实施例的光调节装置包括一凹透镜122，由于凹透镜122具有对入射的图像光发散的作用，因此经凹透镜122出射的光发散角具有一定的增大，也就是说，通过凹透镜122后的投射在图像载体上的图案光大小会有所变化，具体来说，当云层的大小变大时，通过将凹透镜向远离云层的方向移动，以增大凹透镜和云层之间的距离，使得投射在云层上的图案光变大；当云层的大小变小时，通过将凹透镜向靠近云层的方向移动，以减小凸透镜和云层之间的距离，使得投射在云层上的图案光变小。
53.光调节装置的实施例三
54.如图4～6所示，本实施例的光调节装置包括透镜组，其中透镜组包括第一透镜和第二透镜，其中所述第一透镜和第二透镜的中心轴重合。
55.如图4所示，其中第一透镜和第二透镜均为凸透镜，由于凸面透镜具有对入射光会聚的作用，因此经第一透镜和第二透镜组合的透镜组出射的总光束发散角具有较大的减小，此时的投影显示系统可应用于云层大小变化较为剧烈的情况。
56.如图5所示，其中第一透镜121为凸透镜，第二透镜122为凸透镜，由于凸面透镜具有对入射光会聚的作用，凹面透镜具有对入射光发散的作用，因此可通过控制第一透镜和第二透镜之间的距离的方式来实现出射图案光的发散和会聚，此时的投影显示系统可应用于无法整体移动光调节装置的场景，可以通过调节光调节装置包括的透镜之间的位置关系来实现出射光图案的变化。
57.如图6所示，其中第一透镜和第二透镜均为凹透镜，由于凹面透镜具有对入射光发散的作用，因此经第一透镜和第二透镜组合的透镜组出射的总光束发散角具有较大的增大，此时的投影显示系统可应用于云层大小变化较为剧烈的情况。
58.光调节装置的实施例四
59.如图7所示，本实施例的光调节装置包括多个阵列分布的透镜单元125，其中每一个透镜单元用于接收图像光，进一步，从反射装置11出射的准直光束投射到多个阵列分布的透镜单元125的表面，并被多个阵列分布的透镜单元在空间上分割成很多子光束，每一个透镜单元对应一个子光束，每个子光束投射在不同的云层载体上，多个不同云层载体上的图案拼接为一副完整的图像显示。可以理解的是，在其它实施例中，可根据不同云层载体的位置关系动态调整透镜单元125的分布。
60.在其它实施例中，如图9所示，光调节装置包括多个聚光器件129，所述多个聚光器件129可以阵列分布，或非均匀分布，所述聚光器件包括入光端和出光端，所述入光端用于接收图像光并调整进入所述聚光器件的图像光的出光方向，进一步，从反射装置11出射的准直光束投射到多个聚光器件129的入光端，并被多个聚光器件129在空间上分割成很多子图像光，每个子图像光投射在不同的云层载体上，多个不同云层载体上的图案拼接为一副完整的图像显示。可以理解的是，在其它实施例中，可根据不同云层载体的位置关系动态调整聚光器件129的出光方向。
61.光调节装置的实施例五
62.如图8所示，本实施例的光调节装置包括滤光装置126，其中滤光装置126包括多个滤光区和透明区拼接而成的滤光轮，在不同的时间段，滤光装置的滤光区或透明区设置于图像光的光路上。具体来讲，不同高度的云层对图像光所包含的光波长的反射率是不同的，
以及不同的波长光在空气中的传播是不同，此时为了地面的人群能更清晰的看到云层投影图案，可以根据投射出的图像光在云层上的显示效果动态调整图像光波长。正常情况下，滤光装置126的透明区设置于图像光的光路上，投影装置出射的图像光通过透明区投射在云层上，当地面的人群若能清晰的看到投射图案，此时滤光装置不做调整；当地面的人群无法清晰的看到投射图案时，此时滤光装置的其它滤光区设置于图像光光路上，可滤除一部分穿透力比较弱的波谱，保留一部分穿透力较强的波谱，以提高云层投影显示的显示效果。
63.可以理解的是，所述光调节装置还包括一用于调节图像光偏振态的偏振元件，所述偏振元件可以是pcs、pbs等的偏振器件。
64.以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结果或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。