CN104635408B - 一种投影装置、投影***及调整投影***投影亮度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影装置、投影***及调整投影***投影亮度的方法，方法包括每个投影装置的投影单元向与其对应的投影面分别投射图像；亮度采集装置分别采集投影面上的亮度信息并发送给投影装置；处理单元接收亮度信息进行处理后得到该投影装置投影的实际亮度值；判断实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内；当不在预设亮度值范围内时，亮度调整单元调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。这样，通过将每个投影装置的投影亮度控制在预设亮度值范围内，投影***可自动地将所有投影装置的投影亮度调整均匀，无需人工手动调节，预设亮度值范围可根据需要设定，调节效果好，避免了人眼调节的误差。

Description

一种投影装置、投影***及调整投影***投影亮度的方法

技术领域

本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一种投影装置、投影***及调整投影***投影亮度的方法。

背景技术

在大型展览场所,为了使显示效果更具冲击力和实现更多信息的传递，往往采用多个投影仪拼接投影。但在多投影仪协同投影时，由于每个投影仪的投影亮度不同，导致拼接后的图像亮度不均匀，影响观看体验。

目前解决的方法是人工手动调整每个投影仪的亮度，使每个投影仪投影出的图像亮度基本相同。但是这种方法需要每次在投影时耗费相当多的时间去人工调整，并且由于人眼存在主观差异性，最终调整出来的效果只能够达到相对均匀。针对此问题，现有技术提出一种可自动调整单个投影仪亮度的方法，该方法是在投影仪上设置光学传感器，用来采集周围环境光的亮度，根据环境光的亮度来自动调节投影仪的投影亮度，使其随着环境光亮度的增强而变亮，随着环境光亮度的减弱而变暗。然而这种方法只能根据环境光来调整单个投影仪的投影亮度，无法使多个投影仪的投影亮度一致。另外在多个投影仪协同投影时，尤其对于大型场合来说，每个投影仪所处位置的环境差别可能较大，即使对每个投影仪进行如上的亮度调节，可能仍然造成最后拼接的图像亮度不尽如人意。

发明内容

本发明提供了一种投影装置、投影***及调整投影***投影亮度的方法，以解决现有技术中拼接后的图像亮度调整效果不均匀的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种投影装置，包括：投影单元，用于向投影面投射图像；处理单元，通过接收位于投影面上的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理得到所述投影装置投影的实际亮度值；并判断所述实际亮度值是否在投影装置的预设亮度值范围内；以及亮度调整单元，用于当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，调整所述投影单元的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

另一方面，本发明还公开一种投影***，包括：至少两个投影面，用于显示投射图像；至少两个亮度采集装置，用于采集所述投影面上的亮度信息；以及至少两个投影装置，所述投影面、亮度采集装置、投影装置三者一一对应，所述亮度采集装置位于对应的投影面上；任意一个投影装置包括：投影单元，用于向与该投影装置对应的投影面投射图像；处理单元，用于接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理得到该投影装置投影的实际亮度值；并判断所述实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内；以及亮度调整单元，用于当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

进一步地，所述投影***还包括红外发射器，所述亮度采集装置通过红外发射器将采集的亮度信息发送到所述处理单元；所述处理单元包括用于接收所述亮度信息的红外接收器。

进一步地，所述亮度采集装置固定或可移动地布置在对应的投影面上。

再一方面，本发明还公开一种调整投影***投影亮度的方法，所述投影***包括至少两个投影面，至少两个亮度采集装置，以及至少两个投影装置，所述投影面、亮度采集装置、投影装置三者一一对应，所述亮度采集装置位于对应的投影面上；任意一个投影装置包括投影单元、处理单元以及亮度调整单元；所述方法包括如下步骤：每个投影装置的投影单元向与其对应的投影面分别投射图像；每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给每个投影装置；投影装置的处理单元接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理后得到该投影装置投影的实际亮度值；并判断所述实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内；当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，亮度调整单元调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

进一步地，所述每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给每个投影装置包括：所述亮度采集装置通过红外传输方式将采集的亮度信息传输给投影装置。

进一步地，所述每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给每个投影装置包括：所述亮度信息包括投影装置的标识。

进一步地，所述投影装置的处理单元接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理后得到该投影装置投影的实际亮度值包括：所述处理单元通过所述标识来识别亮度信息是否来自于与该投影装置对应的亮度采集装置。

进一步地，每个投影装置具有相同的预设亮度值范围。

进一步地，所述预设亮度值范围为一具体数值；所述判断所述实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内包括：将投影装置的亮度从最暗到最亮分为N个等级；判断实际亮度值对应的等级是否等于所述具体数值对应的等级；当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，亮度调整单元调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内包括：当实际亮度值对应的等级不等于所述具体数值对应的等级时，计算实际亮度值对应的等级与具体数值对应的等级的差值X；若实际亮度值对应的等级大于所述具体数值对应的等级，亮度调整单元控制输出给投影单元的电流降低X/N，若实际亮度值对应的等级小于所述具体数值对应的等级，亮度调整单元控制输出给投影单元的电流增加X/N。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明中亮度采集装置采集对应的投影面上的亮度信息后，发送给处理单元，处理单元处理后得到与该投影装置对应的投影面的实际亮度值；并判断实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内，如不在范围内，则亮度调整单元调整投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。这样，位于投影面上的亮度采集装置可准确采集与其对应的投影装置的实际投影亮度，避免环境光对投影亮度的影响。通过将每个投影装置的实际投影亮度控制在预设亮度值范围内，投影***可自动地将所有投影装置的投影亮度调整均匀，预设亮度值范围可根据需要设定，调节效果好。

附图说明

图1是本发明实施例的一种投影装置的结构框图；

图2是本发明实施例的一种投影***的结构框图；

图3是本发明实施例的一种调整投影***投影亮度的方法的流程示意图；

图4是本发明实施例的一种投影***的结构示意图；

图5是本发明另一实施例的一种调整投影***投影亮度的方法的流程示意图；

图6是本发明实施例的亮度信息的波形示意图；

图7是本发明实施例的红外发射器的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，为本发明实施例的一种投影装置的结构框图，投影装置包括投影单元301、处理单元302、以及亮度调整单元303。

投影单元用于向投影面投射图像，包括光源、镜头等部件。

处理单元通过接收位于投影面上的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理得到投影装置投影的实际亮度值；并判断实际亮度值是否在投影装置的预设亮度值范围内。

亮度调整单元用于当实际亮度值不在预设亮度值范围内时，调整投影单元的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

参见图2，是本发明实施例的一种投影***的结构框图，投影***包括至少两个投影面401，至少两个亮度采集装置402，以及至少两个投影装置403，投影面用于显示投射图像；亮度采集装置用于采集所述投影面上的亮度信息；投影面、亮度采集装置、投影装置三者一一对应，亮度采集装置位于对应的投影面上。

投影装置可以是基于LED光源或激光光源的投影仪，可以是光学投影仪或数字投影仪。然而本发明不限于此，只要是能投射光线并将图像显示在投影面上的投影仪即可。

本发明中的至少两个投影装置，可以是相同类型或不同类型。优选地，这些投影装置可以具有相同的分辨率，例如，投影仪均可以具有1024（像素宽度）ｘ768（像素高度）的分辨率；然而，可以使用其它对比度和分辨率。

投影面可以是投影仪专用幕布或墙面等任何具备投影条件的物体表面。投影面与投影装置一一对应，因此本发明具有多个投影面，这些投影面的位置可根据实际需求进行设置，为便于投影拼接，优选将这些投影面相邻设置。

亮度采集装置用于采集投影装置投影到投影面的光线的亮度，可以是采用光敏晶体管或光二极管等的亮度传感器。每个投影面都对应一个亮度采集装置，为准确的采集投影面的亮度信息，将亮度采集装置设置在对应的投影面上，进一步地，设置在投影面的中心位置。当投影装置的个数和位置相对固定时，亮度采集装置可嵌入固定到投影面上的固定位置；当投影装置的个数和位置需要变化时，亮度采集装置可设置成可移动地布置（如粘贴）在投影面上任意位置。相比较而言，前者位置和个数不够灵活，但成本较低，符合大多数的客户要求；后者位置和个数灵活，但成本较高，适用于某些有特殊需求的客户。

进一步地，投影***还包括红外发射器，亮度采集装置通过红外发射器将采集的亮度信息发送到所述处理单元；处理单元包括用于接收亮度信息的红外接收器。本发明的投影***还可以包括一个单片机，用于与每个亮度采集装置连接，统一读取每个亮度采集装置的亮度信息寄存器得到亮度信息，进行处理后得到适于红外传输的信号，并一并传送给红外发射器。

处理单元在接收到红外发射器发送的亮度信息后，进行放大、滤波、计算等处理，最终得到投影面的实际亮度值。需要说明的是，处理单元可以为集成在投影装置内部的CPU，任意一个投影装置接收到单片机发送的所有亮度采集装置采集的亮度信息后，识别（具体识别方法见实施例）出本机对应的投影面的亮度信息。

亮度调整单元可通过调节流经光源的电流大小来调节投影装置的投影亮度，因此可复用投影装置原有电路部分，以简化结构，节省成本。

参照图3，示出了本发明实施例的一种调整投影***亮度的方法，该方法具体可以包括以下步骤。

101、每个投影装置的投影单元向与其对应的投影面分别投射图像。

需要说明的是，投射的图像可以是任意图像也可以是预设的图像。优选采用纯色图像。

102、每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给每个投影装置。

本发明中亮度采集装置、投影装置、投影面这三者具有一一对应的关系，亮度采集装置采集对应的投影面上的亮度信息，即对应了投射到该投影面的投影装置投影的实际投影亮度。

103、投影装置的处理单元接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理后得到该投影装置投影的实际亮度值；并判断实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内。

优选地，亮度采集装置通过红外传输方式将采集的亮度信息传输给处理单元，如上所述，单片机可统一获取所有亮度采集装置采集的亮度信息，通过红外发射器发送到处理单元，处理单元优选为集成在投影装置内部的CPU，即每个投影装置的CPU都会通过红外接收器接收到单片机传输的亮度信息，为便于CPU能识别出本机对应的亮度信息，亮度信息包括与该亮度采集装置对应的投影装置的标识，通过比较该标识与投影装置预设的标识是否一致就能识别出亮度信息是否是与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息。

判断投影面的实际亮度值是否落入预设亮度值范围内，该预设亮度值范围为用户预先设定的期望投影亮度范围，为使投影拼接后的亮度更加均匀，优选每个投影装置具有相同的预设亮度值范围。

104、当实际亮度值不在预设亮度值范围内时，亮度调整单元调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

由于人眼对亮度的敏感性有限，预设亮度值范围可以是一数值范围，数值范围可根据实际情况设定。当然也可以是一具体数值，使得最后调节的亮度更为精确，此时，处理单元可比较投影面的实际亮度值与该具体数值的大小，如果小于该具体数值则调亮投影装置使得投影装置的投影亮度值等于该具体数值，如果大于该具体数值则调暗投影装置使得投影装置的投影亮度值等于该具体数值。为便于处理单元计算，可将投影仪从最暗到最亮的投影亮度分为N个等级，如256级。为了一次性实现亮度的自动调节，，将投影面的实际亮度对应的等级与该具体数值对应的等级进行比较，得出差值（记为X），若实际亮度值对应的等级大于该具体数值对应的等级，则CPU控制输出给投影单元的电流降低X/256，若实际亮度值对应的等级小于该具体数值对应的等级，则CPU控制输出给投影单元的电流增加X/256。

本发明中亮度采集装置采集对应的投影面上的亮度信息后，发送给处理单元，处理单元处理后得到与该投影装置对应的投影面的实际亮度值；并判断实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内，如不在范围内，则亮度调整单元调整投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。这样，位于投影面上的亮度采集装置可准确采集与其对应的投影装置的实际投影亮度，避免环境光对投影亮度的影响。通过将每个投影装置的实际投影亮度控制在预设亮度值范围内，投影***可自动地将所有投影装置的投影亮度调整均匀，预设亮度值范围可根据需要设定，调节效果好。

实施例

参照图4，示出了本发明实施例的投影***的结构示意图，在本实施例中，投影***包括4个投影装置Za、Zb、Zc、Zd，4个亮度采集装置Ca、Cb、Cc、Cd，及4个投影面Ma、Mb、Mc、Md，他们具有一一对应的关系。处理单元为集成在投影装置内部的CPU。此外，投影***还包括一个单片机（图中未示出），单片机与所有亮度采集装置连接。参见图5，为本实施例的调整投影***亮度的方法流程示意图，具体可以包括以下步骤：

201、每个投影装置的投影单元向与其对应的投影面分别投射图像。

具体的，可参考步骤101，在此不再赘述。

202、每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给单片机。

203、单片机获取亮度信息进行处理，并将处理后的信号通过红外线方式传输给处理单元。

具体的，以亮度采集装置Ca为例，单片机接收到亮度采集装置Ca采集的信息后对其进行处理生成适于红外传输的格式，参见图6中的波形ir，这里，用1表示高电平，0表示低电平，用起始的长度为6bit的111000来表示红外起始码，然后是长度为8bit的投影装置Za的标识，最后是长度为8bit的亮度采集装置Ca采集的亮度值。由于红外传输信号频率太低，容易受到干扰，因此一般情况下需要与载波进行叠加，本实施例中使用载波频率为38kHz，即图6中的波形carrier。波形ir_ca为经过载波叠加后的波形，其中投影装置Za的标识为0x00，采集的亮度值为0xc8。

单片机将载波后的红外信号发送给红外发射器，参见图7所示的红外发射器的电路示意图，包括两个三极管VT1、VT2，四个电阻R0、R1、R2、R3和一个红外二极管VD。三极管VT1的基极通过电阻R0接输入信号，发射极接地，集电极通过电阻R1连接电源以及通过电阻R2连接到三极管VT2的基极，三极管VT2的发射极接地，集电极连接红外二极管VD的负极。红外二极管VD的正极通过电阻R3连接电源。载波后的红外信号ir_ca发送至三极管VT1的基极，当红外信号为低电平时三极管VT1截止，则三极管VT2的基极为高电平，因此此时三极管VT2导通，红外二极管VD发射红外信号。当红外信号ir_ca为高电平时，三极管VT1导通，则三极管VT2的基极为低电平，因此此时三极管VT2截止，红外二极管VD无红外信号发射。

204、单片机判断是否已获取完所有亮度采集装置的亮度信息，如没有则返回步骤202，如已获取完，则执行步骤205。

单片机将亮度采集装置Ca采集的亮度信息发送出去后，等待1秒，继续读取下一个亮度采集装置Cb采集的亮度信息，该等待时间是为了将两次发送的红外信号间隔开来，避免在接收时发生接收错误，当然也可以设置为其他值。在处理亮度采集装置Cb采集的亮度信息时，处理过程如上所述，这里不再赘述。单片机可通过投影装置的标识来判断是否已获取完所有亮度采集装置的亮度信息。

205、投影装置的处理单元接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理后得到与该投影装置投影的实际亮度值；并判断实际亮度值是否在与该投影装置的预设亮度值范围内，若是则结束，否则执行步骤206。

需要注意的是，处理单元获取的是所有亮度采集装置采集的亮度信息，通过比较投影装置的标识可以从中识别与本机对应的亮度信息。

处理单元包括用于接收所述亮度信息的红外接收器，需要说明的是，目前市场上的红外接收头一般均为集成红外接收头，在集成红外接收头内部已经包含了红外监测二极管，放大器，滤波器，以及积分电路和比较器等信号处理电路，因此红外接收头可直接将去载波后的信号通过输出脚发送出来。

由于集成红外接头输出的信号与接收到的信号反相，因此在投影装置中CPU接收到的数据的高低电平与红外发射器发送出的信号高低电平相反。但是因为在红外发射器的电路中使用了两级三极管，因此单片机送给红外发射器的信号与红外发射器真正发出的信号也是相反的，所以在投影装置端CPU接收到的信号与单片机发出的信号相位相同。

CPU通过3个高电平和3个低电平来定位地址和数据的起始码，然后读出投影装置的标识及采集到的投影亮度，如果投影装置的标识与本投影装置的标识相同，则记录投影亮度。

206、当投影面的实际亮度值小于预设亮度值范围的最小值时，亮度调整单元调亮与该投影装置的投影亮度；当投影面的实际亮度值大于预设亮度值范围的最大值时，亮度调整单元调暗与该投影装置的投影亮度。

需要说明的是，每次调整的亮度值大小可根据实际情况设定。由于亮度调整单元根据采集的亮度值调整投影亮度的过程中可能不会一次就可以让投影亮度完全匹配，因此需要进行多次测量和调整以达到完全匹配，但是，调整次数越多需要的时间也就越久，因此该数值的配置可根据实际需求进行设定。

207、单片机等待30秒后，返回步骤202。

当所有投影装置均已完成第一轮的亮度调整后，单片机会进入到30秒的等待状态，该过程是为了能够留出足够的时间让所有投影仪的状态和投影面上的投影亮度稳定，以便于在第二轮调整中亮度采集装置能够采集到准确的亮度信息，避免由于投影的不稳定状态导致的亮度错误采集以及投影仪在下一轮调整中的误调整。

本发明实施例保证了投影***可自动地对所有投影装置的投影亮度进行调节，无需人工手动调节，预设亮度值范围可根据需要设定，调节效果好，避免了人眼调节的误差。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

投影单元，用于向投影面投射图像；

处理单元，通过接收位于投影面上的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理得到所述投影装置投影的实际亮度值；并判断所述实际亮度值是否在投影装置的预设亮度值范围内；以及

亮度调整单元，用于当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，调整所述投影单元的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

2.一种投影***，其特征在于，包括：

至少两个投影面，用于显示投射图像；

至少两个亮度采集装置，用于采集所述投影面上的亮度信息；以及

至少两个投影装置，所述投影面、亮度采集装置、投影装置三者一一对应，所述亮度采集装置位于对应的投影面上；

任意一个投影装置包括：

投影单元，用于向与该投影装置对应的投影面投射图像；

处理单元，用于接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理得到该投影装置投影的实际亮度值；并判断所述实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内；以及

亮度调整单元，用于当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

3.根据权利要求2所述的投影***，其特征在于：所述投影***还包括红外发射器，所述亮度采集装置通过红外发射器将采集的亮度信息发送到所述处理单元；所述处理单元包括用于接收所述亮度信息的红外接收器。

4.根据权利要求2所述的投影***，其特征在于：所述亮度采集装置固定或可移动地布置在对应的投影面上。

5.一种调整投影***投影亮度的方法，其特征在于：所述投影***包括至少两个投影面，至少两个亮度采集装置，以及至少两个投影装置，所述投影面、亮度采集装置、投影装置三者一一对应，所述亮度采集装置位于对应的投影面上；任意一个投影装置包括投影单元、处理单元以及亮度调整单元；所述方法包括如下步骤：

每个投影装置的投影单元向与其对应的投影面分别投射图像；

每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给每个投影装置；

投影装置的处理单元接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理后得到该投影装置投影的实际亮度值；并判断所述实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内；

当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，亮度调整单元调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给每个投影装置包括：所述亮度采集装置通过红外传输方式将采集的亮度信息传输给投影装置。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述每个亮度采集装置分别采集与其对应的投影面上的亮度信息并发送给每个投影装置包括：所述亮度信息包括投影装置的标识。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述投影装置的处理单元接收与该投影装置对应的亮度采集装置采集的亮度信息，进行处理后得到该投影装置投影的实际亮度值包括：所述处理单元通过所述标识来识别亮度信息是否来自于与该投影装置对应的亮度采集装置。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：每个投影装置具有相同的预设亮度值范围。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述预设亮度值范围为一具体数值；

所述判断所述实际亮度值是否在该投影装置的预设亮度值范围内包括：

将投影装置的亮度从最暗到最亮分为N个等级；

判断实际亮度值对应的等级是否等于所述具体数值对应的等级；

当所述实际亮度值不在预设亮度值范围内时，亮度调整单元调整该投影装置的投影亮度，直至实际亮度值落入预设亮度值范围内包括：

当实际亮度值对应的等级不等于所述具体数值对应的等级时，计算实际亮度值对应的等级与具体数值对应的等级的差值X；

若实际亮度值对应的等级大于所述具体数值对应的等级，亮度调整单元控制输出给投影单元的电流降低X/N；若实际亮度值对应的等级小于所述具体数值对应的等级，亮度调整单元控制输出给投影单元的电流增加X/N。