一种用于定屏幕投影自动校对的方法及装置与流程

本发明涉及一种投影设备，具体是一种用于定屏幕投影自动校对的方法及装置。

背景技术：

投影仪是一种可以将图像或视频投射到投影屏幕上的设备，其投影到投影屏幕上的图像或者视频在保持清晰度的情况下呈现数倍或者数十倍进行放大，方便人们观看，也给予了人们开阔的视野，因此深受用户欢迎。但是目前的投影仪、激光影院等有很多是固定屏幕的投影设备，即屏幕位置固定，投影范围固定，这些投影设备同样需要投影仪的位置要固定，一旦移位就需要重新进行调整，尤其对于短焦距的激光影院投影系统，精确对准屏幕需要仔细移动投影设备，而且由于焦距很短，手工调整很难获得最佳聚焦，如果桌面与墙面有垂直度及角度等误差也会影响显示的效果和清晰度，难以获得最佳图像大小及显示效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种用于定屏幕投影自动校对的方法及装置，其能够自动的进行屏幕大小和焦距的校对。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种用于定屏幕投影自动校对的装置，包括投影仪，还包括屏幕感应装置，所述屏幕感应装置设置在屏幕显示位置的四角；在投影仪内还设置有镜头伺服机构，所述镜头伺服机构与投影仪镜头连接并能控制投影仪镜头进行360度的运动；在投影仪内预装校对模块，所述校对模块和镜头伺服机构电连接，所述屏幕感应装置反馈信号给校对模块；所述校对模块包括光束发射器和控制器，所述光束发射器跟随投影仪镜头移动，控制器接收屏幕感应装置信号经处理比对后，对镜头伺服机构发出指令。

优选的，所述光束发射器能够发射互相垂直的调制激光信号光束a和正方形的信号光束b；所述调制激光信号光束预先经过空间数字化调频编码，并沿着与其本身垂直的方向不断的进行扫描，所述正方形的信号光束b自小至大慢慢放大至布满屏幕。

优选的，所述屏幕感应装置采用光线感应器。

优选的，所述屏幕感应装置通过电缆、网络或蓝牙等方式与校对模块进行实时数据联系。

优选的，所述校对模块还连接有警报装置。

一种用于定屏幕投影自动校对的方法，包括以下步骤：

(1)打开投影仪，进入调整状态，投影仪投出一最大范围的正方形信号光束，同时镜头做最大范围的快速活动，屏幕感应装置被覆盖反馈信号；

(2)当四个屏幕感应装置均反馈信号时，投影仪进入自动调整状态；当投影仪投出的光束不能全部覆盖四个屏幕感应装置时，校对模块发出信号使警报装置报警，要求人工干预，进行人工粗调，至四个屏幕感应装置全部都能接收到光束信号后，进入自动调整状态；

(3)光束发射器能够发射互相垂直的调制激光信号光束a和正方形的信号光束b；所述调制激光信号光束不断的进行扫描，所述正方形的信号光束b自小至大慢慢放大至布满屏幕；当正方形的信号光束b覆盖到某一个屏幕感应装置时，调制激光信号光束扫描到屏幕感应装置，屏幕感应装置向校对模块进行信号反馈；

(4)校对模块将校对模块反馈的信号与预制的基准信号进行对比，提取误差信号形成纠偏指令，控制镜头伺服机构纠偏，直至屏幕感应装置接收到激光光束的四个边角的位置信号，此时投影光束与四个边角与屏幕感应装置重合，投影的位置调整结束；

(5)清晰度调整，将镜头焦距进行前后的调整，屏幕感应装置感应到的光线信号反馈给控制器，控制器分析信号强度如果在逐步增强，则命令镜头伺服机构继续按照当前调整方向调整；如果控制器接收到屏幕感应装置感应到的信号强度在逐步下降，则按照相反方向进行调整；当屏幕感应装置接收到的信号达到最强开始出现下降的时候，说明达到最佳焦距状态，控制器计算出强度下降点到当前点的位置参数，再控制镜头伺服机构反向微调，达到最强调整信号，焦距调整结束。

本发明的工作原理具体如下：

将屏幕感应装置放置在投影区域的四角，可以感应投影信号并进行反馈。

利用激光调整光束调制实现屏幕感应装置对投影范围的位置感知，激光是一种光频电磁波，具有良好的相干性，利用空间数字化调频编码将信息加载于激光成为调制激光信号光束，空间数字化调频编码是空间强度调制编码的一种，它采用使光束横截面内的不同部位具有不同的光脉冲，并表现为数字化信号。在激光调整光束投射的横截面内(屏幕)，以相互正交的两条矩形条带光束交替扫描，扫描到屏幕中点时发射同步正方形的信号光束b，两条激光调整光束的边缘应分别与正方形的同步信号光束的两条外侧边重合，且激光调整光束扫描的速度和正方形的同步信号光束扩大时侧边的移动速度应当一致，这样能够保证激光调整光束和正方形的同步信号光束外侧边同时到达屏幕感应装置，进而被感知并反馈。

在校对模块中预置了镜头位置精确时，屏幕感应装置接收到激光调整光束的数字信号，而如果镜头位置不对，那么它发出激光调整光束和正方形的信号光束b便也会以相同的角度误差投影在屏幕上。这样的话，当激光调整光束和正方形的信号光束b到达屏幕感应装置时，并不是以水平或垂直的状态到达屏幕感应装置，而是以一定角度的偏斜状态达到屏幕感应装置的，这样的话屏幕感应装置位接收到的数字信号必然是不同的，将实际接收到的数字信号和预置的数字信号序列进行比对，基此提取误差信号形成纠偏指令。

镜头伺服系统接收纠偏指令后，进行动作，同时激光调整光束和正方形的信号光束b仍在不断的扫描发射，直到投影光束与四个边角与传感器重合，位置调整结束。

关于焦距的调整：控制器控制镜头伺服机构对焦距进行前后的调整，屏幕感应装置感应到的光线信号反馈给控制器，控制器分析信号强度如果在逐步增强，则命令镜头伺服机构继续按照当前调整方向调整；如果控制器接收到屏幕感应装置感应到的信号强度在逐步下降，则按照相反方向进行调整；当屏幕感应装置接收到的信号达到最强开始出现下降的时候，说明达到最佳焦距状态，控制器计算出强度下降点到当前点的位置参数，再控制镜头伺服机构反向微调，达到最强调整信号，焦距调整结束。

关于人工粗调：首先投影仪会投出一最大范围的正方形信号光束，同时镜头做最大范围的快速活动，屏幕感应装置被覆盖后会反馈信号；当四个屏幕感应装置均反馈信号时，投影仪进入自动调整状态；当投影仪投出的光束不能全部覆盖四个屏幕感应装置时，表明镜头位置与基准位置差距太大，校对模块发出信号使警报装置报警，要求人工干预，进行人工粗调；

本发明的有益效果在于：利用软件和硬件相结合的方式，自动的对定屏幕的投影设备进行校对，校对效果更好，避免了人工调整可能出现的校对效果差的问题。

附图标记

图1是正常显示时的屏幕投影状态；

图2是正常显示时调制激光信号光束和正方形的信号光束状态；

图3是不正常显示时的屏幕投影状态；

图4是不正常显示时调制激光信号光束和正方形的信号光束状态；

图5是本发明的结构连接框图；

图6是本发明中软件部分的流程图。

其中附图标记如下：

1、投影仪；2、屏幕感应装置；3、镜头伺服机构；4、校对模块；41、光束发射器；42、控制器；a、调制激光信号光束；b、正方形的信号光束。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

一种用于定屏幕投影自动校对的装置，包括投影仪1，还包括屏幕感应装置2，所述屏幕感应装置2设置在屏幕显示位置的四角；在投影仪1内还设置有镜头伺服机构3，所述镜头伺服机构3与投影仪1镜头连接并能控制投影仪1镜头进行360度的运动；在投影仪1内预装校对模块4，所述校对模块4和镜头伺服机构3电连接，所述屏幕感应装置2反馈信号给校对模块4；所述校对模块4包括光束发射器41和控制器42，控制器42接收屏幕感应装置2信号经处理比对后，对镜头伺服机构3发出指令。

光束发射器41能够发射互相垂直的调制激光信号光束a和正方形的信号光束b；所述调制激光信号光束a预先经过空间数字化调频编码，并沿着与其本身垂直的方向不断的进行扫描，所述正方形的信号光束b自小至大慢慢放大至布满屏幕。

屏幕感应装置2采用光线感应器，所述屏幕感应装置2通过电缆、网络或蓝牙等方式与校对模块4进行实时数据联系，校对模块4还连接有警报装置5。

一种用于定屏幕投影自动校对的方法，包括以下步骤：

(1)打开投影仪1，进入调整状态，投影仪1投出一最大范围的正方形信号光束，同时镜头做最大范围的快速活动，屏幕感应装置2被覆盖反馈信号；

(2)当四个屏幕感应装置2均反馈信号时，投影仪1进入自动调整状态；当投影仪1投出的光束不能全部覆盖四个屏幕感应装置2时，校对模块4发出信号使警报装置5报警，要求人工干预，进行人工粗调，至四个屏幕感应装置2全部都能接收到光束信号后，进入自动调整状态；

(3)光束发射器能够发射互相垂直的调制激光信号光束a和正方形的信号光束b；所述调制激光信号光束a不断的进行扫描，所述正方形的信号光束b自小至大慢慢放大至布满屏幕；当正方形的信号光束b覆盖到某一个屏幕感应装置2时，调制激光信号光束a扫描到屏幕感应装置2，屏幕感应装置2向校对模块4进行信号反馈；

(4)校对模块4将校对模块4反馈的信号与预制的基准信号进行对比，提取误差信号形成纠偏指令，控制镜头伺服机构3纠偏，直至屏幕感应装置2接收到激光光束的四个边角的位置信号，此时投影光束与四个边角与屏幕感应装置2重合，投影的位置调整结束；

(5)清晰度调整，将镜头焦距进行前后的调整，屏幕感应装置2感应到的信号如果在逐步增强，则镜头伺服机构3继续按照当前调整方向调整，如果屏幕感应装置2感应到的信号强度在逐步下降，则按照相反方向进行调整；当屏幕感应装置2的信号达到最强开始出现下降的时候，说明达到最佳焦距状态，投影仪1计算出强度下降点到当前点的位置参数，再将镜头伺服机构3反向微调，达到最强调整信号，焦距调整结束。

如图1所示，当镜头位置正确时，投影范围应当与屏幕位置一致，布满屏幕；而调制激光信号光束a和正方形的信号光束b状态如图2所示，两条调制激光信号光束a互相垂直，一条为水平状态，一条为垂直状态，两条调制激光信号光束a自屏幕一边向相对的一边扫描进行；当扫描到y＝z＝0时，光束发射器41开始发射正方形的信号光束b，两条调制激光信号光束a分别和正方形的信号光束b的两条相邻的侧边重合且行进速度一致，这样二者同时到达屏幕感应装置2；在镜头位置正确时，调制激光信号光束a到达屏幕感应装置2时的信号被记录。

当镜头位置不对时，投影范围与屏幕位置存在偏差，如图3所示，投影范围没有完全覆盖住四个屏幕感应装置2，这时镜头会放出最大范围的正方形的信号光束b，同时镜头做最大范围的快速活动，当投影仪1投出的光束不能全部覆盖四个屏幕感应装置2时，表明镜头位置与基准位置差距太大，校对模块4发出信号使警报装置5报警，要求人工干预由人工粗调至最大范围的正方形信号光束b能够完全覆盖四个屏幕感应装置2；在自动调整范围内出现投影区域歪斜时，如图4所示，调制激光信号光束a和正方形的信号光束b不再是水平状态和垂直状态，当两者到达屏幕感应装置2时，必然与正常状态下接收到调制激光信号光束a的信号点不同，根据这二者之间的误差值，进行纠错，镜头伺服机构3调整镜头位置直至投影恰好布满屏幕，即达到图1和图2的状态。

如图5所示，本发明的工作原理具体如下：将屏幕感应装置2放置在投影区域的四角，可以感应投影信号并进行反馈。利用激光调整光束调制实现屏幕感应装置2对投影范围的位置感知，激光是一种光频电磁波，具有良好的相干性，利用空间数字化调频编码将信息加载于激光成为调制激光信号光束a，空间数字化调频编码是空间强度调制编码的一种，它采用使光束横截面内的不同部位具有不同的光脉冲，并表现为数字化信号。在激光调整光束投射的横截面内(屏幕)，以相互正交的两条矩形条带光束交替扫描，扫描到屏幕中点时发射同步正方形的信号光束b，两条调制激光信号光束a的边缘应分别与正方形的信号光束b的两条外侧边重合，且调制激光信号光束a扫描的速度和正方形的信号光束b扩大时侧边的移动速度应当一致，这样能够保证调制激光信号光束a和正方形的信号光束b外侧边同时到达屏幕感应装置2，进而被感知并反馈。

在校对模块4中预置了镜头位置精确时，屏幕感应装置2接收到激光调整光束的数字信号，而如果镜头位置不对，那么它发出激光调整光束和正方形的信号光束b便也会以相同的角度误差投影在屏幕上。这样的话，当激光调整光束和正方形的信号光束b到达屏幕感应装置2时，并不是以水平或垂直的状态到达屏幕感应装置2，而是以一定角度的偏斜状态达到屏幕感应装置2的，这样的话屏幕感应装置2位接收到的数字信号必然是不同的，将实际接收到的数字信号和预置的数字信号序列进行比对，基此提取误差信号形成纠偏指令。

镜头伺服机构3接收纠偏指令后，进行动作，同时激光调整光束和正方形的信号光束b仍在不断的扫描发射，直到投影光束与四个边角与传感器重合，位置调整结束。

关于焦距的调整：控制器42控制镜头伺服机构3将焦距进行前后的调整，屏幕感应装置2感应到的光线信号反馈给控制器42，控制器42分析信号强度如果在逐步增强，则命令镜头伺服机构3继续按照当前调整方向调整；如果控制器42接收到屏幕感应装置2感应到的信号强度在逐步下降，则按照相反方向进行调整；当屏幕感应装置2接收到的信号达到最强开始出现下降的时候，说明达到最佳焦距状态，控制器42计算出强度下降点到当前点的位置参数，再控制镜头伺服机构3反向微调，达到最强调整信号，焦距调整结束。

关于人工粗调：首先投影仪1会投出一最大范围的正方形信号光束，同时镜头做最大范围的快速活动，屏幕感应装置2被覆盖后会反馈信号；当四个屏幕感应装置2均反馈信号时，投影仪1进入自动调整状态；当投影仪1投出的光束不能全部覆盖四个屏幕感应装置2时，表明镜头位置与基准位置差距太大，校对模块4发出信号使警报装置5报警，要求人工干预将投影仪镜头调整至最大范围能够覆盖四个屏幕感应装置2。

本发明的有益效果在于：利用软件和硬件相结合的方式，自动的对定屏幕的投影设备进行校对，校对效果更好，避免了人工调整可能出现的校对效果差的问题。

对镜头伺服机构，现有技术中已有成熟技术存在，包括设置在镜头下方的马达，马达带动镜头转动，当然还需要包括其他部件存在，因为不是该发明创造的创新点，故在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制。任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的构造及工作原理对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。