CN104019962B - 一种投影机使用寿命的检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影机使用寿命的检测方法及其装置，包括CCD/CMOS摄像头、FIFO芯片以及MCU微控单元；摄像头用于获取两副投影特征图像并传输至FIFO芯片；然后通过特定算法计算亮度值，将所述计算的亮度值作为投影仪实时亮度值存入FIFO芯片中，MCU微控单元连接FIFO芯片以及投影仪，用于读取FIFO芯片中存储的图像数据、投影仪的灯泡使用时间tb、投影仪的滤网使用时间ts以及投影仪温度T然后进行运算处理，输出投影仪状态信号。

Description

一种投影机使用寿命的检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种投影机使用寿命的检测方法及其装置。

背景技术

众所周知，所有的投影仪设备随着使用时间的增加灯泡的寿命会越来越短，一般厂家申明的使用时间一般在1500小时左右，超过灯泡的使用时间继续使用的话，投影出的图像会越来越暗，严重的会使灯泡爆炸。同时投影仪很多都有散热装置，用于降低灯泡发热而延长一定的寿命，但散热装置的滤网如果长时间不清洗的话，积累的灰尘会堵塞滤网，影响灯泡散热，同样会使灯泡的使用寿命严重下降。

以往高校的维护方法是使用照度计等测试仪器，用放置在幕布上的探测点测量投影机直射光的照度，然后每间教室的开关机测试，工作极其繁琐，迫切需要一种投影仪使用寿命的检测方法，以此提高了设备维护效率，节约了人力成本。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种投影机使用寿命的检测方法及其装置，能够在不适用照度仪的情况下检测投影仪灯泡亮度。

技术方案：一种投影仪灯泡亮度检测方法，包括如下步骤：

步骤1)，将CCD/CMOS摄像头配置为视频模式，关闭所有光学补偿功能；

步骤2)，通过投影仪将特征图像1投影到屏幕上后，所述摄像头获取特征图像1的图片信息，然后从所述特征图像1的图片信息中读取图像光强测量值xb；

步骤3)，通过投影仪将特征图像2投影到屏幕上后，所述摄像头获取特征图像2的图片信息，然后从所述特征图像2的图片信息中读取图像光强测量值xa；

步骤4)，根据获取的所述光强测量值xb和光强测量值xa，计算投影仪当前灯泡亮度值yc，计算式如下：

$\mathrm{yc}=\frac{(\mathrm{Rf}-\mathrm{Ra})\•(\mathrm{Lb}-\mathrm{La})\•(\mathrm{xb}-\mathrm{xa})}{(\mathrm{Rf}-\mathrm{xa})\•(\mathrm{Rb}-\mathrm{Ra})}*5\%+y1*95\%$

其中，预先将一已知光源光强的特征图像发生器作为校准信号投影到屏幕上，Rf 为所述摄像头检测亮度达到度饱和值时通过照度仪测得的光强值，Ra为特征图像发生器投影特征图像2到屏幕上时通过摄像头得到的光强测量值，La为特征图像发生器投影特征图像2到屏幕上时通过照度仪测得的屏幕光强值，Rb为特征图像发生器投影特征图像1到屏幕上时通过摄像头得到的光强测量值，Lb为特征图像发生器投影特征图像1到屏幕上时通过照度仪测得的屏幕光强值，yl为该投影仪灯泡亮度值上一次测量值。

作为本发明的优选方案，所述特征图像1为标准白屏图像，所述特征图像2为标准黑屏图像。

一种投影仪灯泡亮度检测方法的投影仪使用寿命的检测方法，包括如下具体步骤：

步骤1)，通过所述投影仪灯泡亮度检测方法得到当前投影仪灯泡亮度值yc；

步骤2)，读取投影仪的灯泡使用时间tb、滤网使用时间ts以及投影仪温度T；

步骤3)，投影仪温度判定：若所述投影仪温度T＞50℃，则跳转到步骤(4)；若所述投影仪温度T≤50℃，则跳转到步骤(5)；

步骤4)，滤网使用时间判定：若所述滤网使用时间ts＞500h，则输出清洗滤网信号；若所述滤网使用时间ts≤500h，则跳转到步骤(5)；

步骤5)，投影仪灯泡亮度判定：若所述当前投影仪灯泡亮度值yc＜150lux，则跳转到步骤6)；若所述当前投影仪灯泡亮度值yc≥150lux，则输出投影仪正常使用信号；

步骤6)，投影仪的灯泡使用时间判定：若所述灯泡使用时间tb＜1000h，则输出检查投影幕布或清洗投影仪光路信号；若所述灯泡使用时间tb≥1500h，则输出更换灯泡信号。

一种基于权利要求3所述投影仪使用寿命的检测方法的检测装置，包括CCD/CMOS摄像头、FIFO芯片以及MCU微控单元；所述摄像头用于分别获取投影仪投影到屏幕上的特征图像1和特征图像2的图片信息，并传输至所述FIFO芯片；所述MCU微控单元连接FIFO芯片以及投影仪，用于读取所述FIFO芯片中存储的两幅特征图片信息、投影仪的灯泡使用时间tb、投影仪的滤网使用时间ts以及投影仪温度T后根据所述投影仪使用寿命的检测方法进行运算处理，输出投影仪状态信号。

进一步的，还包括上位机以及用于连接所述上位机和MCU微控单元的数据串行接口和总线串行接口。

有益效果：通过CCD/CMOS摄像头、FIFO芯片以及MCU微控单元实现投影仪灯泡亮度检测，当需要检测投影灯泡亮度时，先配置摄像头为两个高对比度信号输出模式，并且关闭摄像头的一切光学补偿功能(如自动白平衡)，这时摄像头等效于一个测量光强的模数传感器，然后通过外置的控制设备控制投影仪分别产生两幅特征图像并投影到屏幕上；通过摄像头获得特征图像对应的亮度采样值，两幅特征图像的光强差作为投影仪的输出光强。由于投影仪灯泡亮度在开机后会缓慢变低，且一般不超过亮度的5％，故将当前亮度测量值对上次测量值取5％的权值滤波，得到的结果更接近实际亮度值。

进一步的，高亮特征图像1采用标准白屏图像，低亮特征图像2采用标准黑屏图像时，标准白屏和黑屏信号通过容易通过外设给定，且MCU微控单元也较容易从对应图片也获得读取光强测量值。

一种投影仪使用寿命的检测方法，通过MCU微控单元连接至投影仪的控制串口，可以控制投影仪的开机、关机、待机，并读取投影仪的灯泡使用时间、滤网使用时间以及投影仪温度。若检测到灯泡亮度偏低且灯泡使用时间过长则输出需要更换灯泡信息；若滤网使用时间过长则输出需要清洗滤网信息；若灯泡和滤网实际使用时间都较低且检测到的投影亮度过低则输出需要更换幕布信息。通过本发明的检测装置并结合投影仪灯泡亮度检测方法，将多个检测装置分别连接在多个投影仪上，通过连接各个检测装置的上位机控制各个检测装置检测对应连接的投影仪，通过捕捉投影到幕布上的特征图像，计算出投影机的亮度值，并辅以滤网使用时间、灯泡使用时间以及投影仪温度，得出投影仪灯泡或滤网以及投影屏幕的使用状况信息，并将这些信息反馈到上位机，方便管理。

附图说明

图1是亮度检测示意图；

图2是检测装置系统框图；

图3是初次照度计亮度校正曲线图；

图4是亮度值测量曲线图；

图5是投影仪灯泡亮度检测方法流程图；

图6是投影仪使用寿命的检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明的投影仪使用寿命的检测方法是基于本发明的检测装置配合投 影仪和投影屏幕实现的。检测时，在采集黑白屏高对比度信号时需要保证摄像头所取的图像区域是在幕布之内，若所取的图像区域是在幕布之外则测量值会偏小。而黑白屏投影由外置的标准VGA信号发生器产生。

投影仪灯泡亮度检测方法如图5所示，包括如下具体步骤：

步骤1)，将CCD/CMOS摄像头配置为视频模式，关闭所有光学补偿功能；

步骤2)，通过投影仪将标准白屏图像投影到屏幕上后，所述摄像头获取标准白屏图像的图片信息，然后从所述标准白屏图像的图片信息中读取图像光强测量值xb；其中标准白屏图像给以由连接投影仪的电脑给出，也可以由专门的图像输出设备给出；

步骤3)，通过投影仪将标准黑屏图像投影到屏幕上后，所述摄像头获取标准黑屏图像的图片信息，然后从所述标准黑屏图像的图片信息中读取图像光强测量值xa；

步骤4)，根据获取的光强测量值xb和光强测量值xa，计算投影仪当前灯泡亮度值yc，计算式如下：

$\mathrm{yc}=\frac{(\mathrm{Rf}-\mathrm{Ra})\•(\mathrm{Lb}-\mathrm{La})\•(\mathrm{xb}-\mathrm{xa})}{(\mathrm{Rf}-\mathrm{xa})\•(\mathrm{Rb}-\mathrm{Ra})}*5\%+y1*95\%$

其中，如图3所示，预先将一已知光源光强的特征图像发生器作为校准信号投影到屏幕上，Rf为所述摄像头检测亮度达到度饱和值时通过照度仪测得的光强值，Ra为特征图像发生器投影特征图像2到屏幕上时通过摄像头得到的光强测量值，La为特征图像发生器投影特征图像2到屏幕上时通过照度仪测得的屏幕光强值，Rb为特征图像发生器投影特征图像1到屏幕上时通过摄像头得到的光强测量值，Lb为特征图像发生器投影特征图像1到屏幕上时通过照度仪测得的屏幕光强值，yl为该投影仪灯泡亮度值上一次测量值，对应曲线图如图4所示。其中，若步骤1)和步骤2)得到的图像光强测量值xb、xa差值较小则表示投影仪未正常输出标准黑、白屏投影，需检测相应设备。

一种投影仪灯泡亮度检测方法的投影仪使用寿命的检测方法如图6所示，包括如下具体步骤：

步骤1)，通过所述投影仪灯泡亮度检测方法得到当前投影仪灯泡亮度值yc；

步骤2)，读取投影仪的灯泡使用时间tb、滤网使用时间ts以及投影仪温度T；

步骤3)，投影仪温度判定：若所述投影仪温度T＞50℃，则跳转到步骤(4)；若所 述投影仪温度T≤50℃，则跳转到步骤(5)；

步骤4)，滤网使用时间判定：若所述滤网使用时间ts＞500h，则输出清洗滤网信号；若所述滤网使用时间ts≤500h，则跳转到步骤(5)；

步骤5)，投影仪灯泡亮度判定：若所述当前投影仪灯泡亮度值yc＜150lux，则跳转到步骤6)；若所述当前投影仪灯泡亮度值yc≥150lux，则输出投影仪正常使用信号；

步骤6)，投影仪的灯泡使用时间判定：若所述灯泡使用时间tb＜1000h，则输出检查投影幕布或清洗投影仪光路信号；若所述灯泡使用时间tb≥1500h，则输出更换灯泡信号。

如图2所述为用于上述投影仪使用寿命的检测方法的检测装置，包括CCD/CMOS摄像头、FIFO芯片以及MCU微控单元。摄像头连接FIFO芯片，用于分别获取投影仪投影到屏幕上的标准白屏图像和标准黑屏图像的图片信息，并传输至所述FIFO芯片。MCU微控单元连接FIFO芯片，用于读取FIFO芯片中存储的图像数据；同时MCU微控单元连接投影仪控制串口，用于读取投影仪的灯泡使用时间tb、投影仪的滤网使用时间ts以及投影仪温度T后MCU进行运算处理，输出投影仪状态信号。检测装置通过数据串行接口和总线串行接口连接上位机以和MCU微控单元。摄像头配置为视频模式时，用于抓拍由摄像头产生的未压缩原始信号，为了提高取图像设备的性价比，可以差分RS422电平传输两线制SPI信号(SCLK，MOSI)，传输只需4根双绞线，具有速度快、距离远、干扰能力强的特点。

下表为采用本发明中投影仪灯泡亮度检测方法对某学校中四个教室的投影仪检测所得到的检测数据。分析可知，采用本发明中投影仪的灯泡亮度检测方法得到的灯泡亮度值几乎与灯泡实际亮度值一致。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种投影仪灯泡亮度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1)，将CCD/CMOS摄像头配置为视频模式，关闭所有光学补偿功能；

步骤2)，通过投影仪将特征图像1投影到屏幕上后，所述摄像头获取特征图像1的图片信息，然后从所述特征图像1的图片信息中读取图像光强测量值xb；

步骤3)，通过投影仪将特征图像2投影到屏幕上后，所述摄像头获取特征图像2的图片信息，然后从所述特征图像2的图片信息中读取图像光强测量值xa；

步骤4)，根据获取的所述光强测量值xb和光强测量值xa，计算投影仪当前灯泡亮度值yc，计算式如下：

$\mathrm{yc}=\frac{(\mathrm{Rf}-\mathrm{Ra})\·(\mathrm{Lb}-\mathrm{La})\·(\mathrm{xb}-\mathrm{xa})}{(\mathrm{Rf}-\mathrm{xa})\·(\mathrm{Rb}-\mathrm{Ra})}*5\%+\mathrm{yl}*95\%$

其中，预先将一已知光源光强的特征图像发生器作为校准信号投影到屏幕上，Rf为所述摄像头检测亮度达到度饱和值时通过照度仪测得的光强值，Ra为特征图像发生器投影特征图像2到屏幕上时通过摄像头得到的光强测量值，La为特征图像发生器投影特征图像2到屏幕上时通过照度仪测得的屏幕光强值，Rb为特征图像发生器投影特征图像1到屏幕上时通过摄像头得到的光强测量值，Lb为特征图像发生器投影特征图像1到屏幕上时通过照度仪测得的屏幕光强值，yl为该投影仪灯泡亮度值上一次测量值。

2.根据权利要求1所述的一种投影仪灯泡亮度检测方法，其特征在于：所述特征图像1为标准白屏图像，所述特征图像2为标准黑屏图像。

3.一种基于权利要求1所述投影仪灯泡亮度检测方法的投影仪使用寿命的检测方法，其特征在于：包括如下具体步骤：

步骤1)，通过所述投影仪灯泡亮度检测方法得到当前投影仪灯泡亮度值yc；

步骤2)，读取投影仪的灯泡使用时间tb、滤网使用时间ts以及投影仪温度T；

步骤3)，投影仪温度判定：若所述投影仪温度T＞50℃，则跳转到步骤(4)；若所述投影仪温度T≤50℃，则跳转到步骤(5)；

步骤4)，滤网使用时间判定：若所述滤网使用时间ts＞500h，则输出清洗滤网信号；若所述滤网使用时间ts≤500h，则跳转到步骤(5)；

步骤5)，投影仪灯泡亮度判定：若所述当前投影仪灯泡亮度值yc＜150lux，则跳转到步骤6)；若所述当前投影仪灯泡亮度值yc≥150lux，则输出投影仪正常使用信号；

步骤6)，投影仪的灯泡使用时间判定：若所述灯泡使用时间tb＜1000h，则输出检查投影幕布或清洗投影仪光路信号；若所述灯泡使用时间tb≥1500h，则输出更换灯泡信号。

4.一种基于权利要求3所述投影仪使用寿命的检测方法的检测装置，其特征在于：包括CCD/CMOS摄像头、FIFO芯片以及MCU微控单元；所述摄像头用于分别获取投影仪投影到屏幕上的特征图像1和特征图像2的图像信息，并传输至所述FIFO芯片；所述MCU微控单元连接FIFO芯片以及投影仪，用于读取所述FIFO芯片中存储的两幅特征图像信息、投影仪的灯泡使用时间tb、投影仪的滤网使用时间ts以及投影仪温度T后根据所述投影仪使用寿命的检测方法进行运算处理，输出投影仪状态信号。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于：还包括上位机以及用于连接所述上位机和MCU微控单元的数据串行接口和总线串行接口。