CN107367894A - 一种反射装置、一种投影系统及该投影系统的投影方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反射装置,一种投影系统及其投影方法;反射装置包括安装支架,设于安装支架上的控制板,设于安装支架上且与控制板连接的执行部件,与执行部件连接的反射部件;所述的执行部件包括X方向执行组件和Y方向执行组件,X方向执行组件和Y方向执行组件均由电机组和铰接连杆组成;投影系统还包括投影仪、控制电脑。系统在运行时,控制电脑通过控制板控制执行部件的动作,进而调节反射装置与投影仪镜头之间的夹角,从而实现改变反射的方向,反射装置将投影仪播放的内容反射到不同的反射面。本发明实用性强,兼容性好,应用前景广泛。
Description
技术领域
本发明涉及投影系统领域,具体涉及一种反射装置、一种投影系统及该投影系统的投影方法。
背景技术
投影仪作为分享信息的重要工具,涉及到教育、会议、影视等众多领域,在解决人们学习、工作和娱乐等方面起到了不可代替的作用;鉴于其高清晰度的放大能力和便捷的信息分享能力李,目前投影仪已经渗透到生活的方方面面。目前的投影仪多为透镜直射式投影仪,能够将信息在一个方向上进行投射,便于人们观阅;这样的投影方式较为单调,长时间对着一个方向,观众也会疲惫。
近年,新媒体艺术大量广泛的应用投影映射来实现虚拟影像与现实场景的交互融合,即以动态的投影方式来表现投影内容,而大部分投影仪映射都是以固定的视角为映射面,无法改变投影角度,不能达到动态投影的效果;这是因为大型投影仪贵重,且基于固定机位放置,不便于通过投影机本身移动、旋转等方式来改变其映射角度。
目前市面上的摇头图案灯,可以满足映射光线随意的移动、转向,但其具有如下缺陷:
1.只支持静态图像不能投射动画
2.图像数量有限;
3.图像需制作成灯光片,制作周期长;
4.投射影像在变形状态下不能矫正,失真度高;
5.投射影像色彩单一,且不能无极调色;
6.造价昂贵。
摇头灯的映射方式较为固化,在信息化爆炸的今天,通过摇头灯的方式来实现动态内容的投影显得非常无力,表现在前期制作周期长,导致效率极为低下;且一种灯头或者映射头只能使用在单一的投影内容上,对于众多投影内容不能达到兼容的效果,故使用不够灵活。目前的技术领域中尚欠缺一种较为便捷的技术方案,解决当下.的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种反射装置,一种投影系统及其投影方法,其中反射装置采用外挂式的投影仪背面支撑结构;旨在提供一种能够对投影仪的投影方向进行改变,得到动态投影画面的装置,改变目前的投影设备投影方式单一,不能带给观众在空间中沉浸式体验的现状。
本发明的技术方案是:
一种反射装置,包括安装支架,设于安装支架上的控制板,设于安装支架上且与控制板连接的执行部件,与执行部件连接的反射部件。
具体地说,所述的执行部件包括X方向执行组件和Y方向执行组件,X方向执行组件和Y方向执行组件均由电机组和铰接连杆组成。执行部件的运行原理为,通过电机组的运转带动铰接连杆运动,进而实现对下一部件的带动。
进一步的,Y方向铰接连杆包括第一铰接杆和第二铰接杆,第一铰接杆前端与安装支架固定连接且第一铰接杆末端在垂直方向上设置有轮齿;第二铰接杆前端与第一铰接杆末端纵向铰接,Y方向电机组固定在第二铰接杆上且Y方向电机组转轴与第一铰接杆末端啮合;第二铰接杆末端在水平方向上设置有轮齿。
再进一步,所述的第一铰接杆设置轮齿的末端为圆周面,圆周面对应的圆心角为270°。
第一铰接杆与Y方向电机组的转轴啮合,当Y方向电机组转轴转动时,第二铰接杆沿与第一铰接杆的铰接处在垂直方向上转动;因为第一铰接杆末端的轮齿角度为270°,故第二铰接杆在垂直方向上的转动范围为270°。
再进一步,在第一铰接杆的轮齿的上下极限位置处设置有挡块,挡块的作用为限制Y方向电机组在轮齿极限位置处的继续运行转动,避免Y方向电机组与第一铰接杆配合丢失。
进一步的,X方向铰接杆包括第三铰接杆,第三铰接杆前端与第二铰接杆末端横向铰接,X方向电机组固定在第三铰接杆上且X方向电机组转轴与第二铰接杆末端啮合。
再进一步,所述的第二铰接杆设置轮齿的末端为圆周面,圆周面对应的圆心角为180°。
第二铰接杆与X方向电机组啮合,当X方向电机组转动时,第三铰接杆沿与第二铰接杆的铰接处在水平方向上转动;因为第二铰接杆末端的轮齿角度为180°,故第三铰接杆的转动范围为水平180°。
再进一步,在第二铰接杆末端的轮齿的左右极限位置处设置有挡块,挡块的作用为限制X方向电机组在轮齿极限位置处的继续运行转动,避免X方向电子组与第一铰接杆配合丢失。
所述的反射部件为反射镜,反射部件固定在第三铰接杆上。反射部件跟随第三铰接杆的运动而运动,在可在垂直270°,水平180°的范围内起到反射的作用;为了达到更好的反射效果,一般反射部件处设置前表面镜。
进一步的,所述的控制板上设置有电池,电池分别为控制板和执行部件供电。一般情况下电池为蓄电池,因为该设备长期处于暴露状态下,可采用太阳能蓄电池,也可采用普通蓄电池。控制板上的电池数量至少为二,其中一个采用5V电池且为控制板供电;另一个采用12V电池且为执行部件供电。
进一步的,所述的控制板上设置有无线通讯模块。无线通讯模块包括蓝牙、WIFI等较为常见的无线通讯模块,通过无线通讯模块将控制板与控制电脑连接,实现数据的传输,达到精确控制的目的。
进一步的,所述X方向电机组和Y方向电机组的供电电路中设有继电器。控制板连接到继电器并控制继电器的通断,从而间接控制X方向电机组和Y方向电机组的运转。
本发明还提供采用上述反射装置的投影系统,具体的说,在包含上述反射装置的基础上,投影系统还包括投影仪、控制电脑,投影仪与控制电脑通讯,且控制电脑与反射装置的控制板通讯。
进一步的,所述的安装支架为L形弯折的固定杆件。安装支架的前端固定在投影仪上,且执行部件和反射部件一般安装在安装支架的末端,反射部件对准投影仪的镜头实现反射的作用。
进一步的,所述的控制电脑与控制板采用无线通讯。控制电脑与控制板通过蓝牙连接、WIFI连接等常见的无线连接方式实现数据传递;在实际方案中,控制电脑与控制板不限于无线连接的方式,还可以通过有线连接通信的方式传递数据。
同样的,控制电脑与投影仪的连接方式不限于有线的方式,控制电脑与投影仪也可通过无限的方式进行连接,实现数据的传输。
本发明还提供了上述投影系统的投影方法,包括以下步骤:
S1:通过控制电脑加载动画素材;
S2:通过控制电脑识别素材中心点;
S3:通过控制电脑编辑执行部件和反射部件的运动轨迹,生成可编辑运动轨迹日志文件;
S4:通过控制电脑调节矫正影像画面,并对运动轨迹日志文件进行对应的修改,生成并保存运动轨迹文件;
S5:播放动画素材,调取运动轨迹文件,呈现动态镜像实景动画。
进一步的,所述步骤S3中获取运动轨迹日志文件还包括以下步骤:
S31:设定X方向电机组的运转角度参数和Y方向电机组的运转角度参数;
S32:对X方向电机组的运转角度参数和Y方向电机组的运转角度参数分别赋予时序参数;
S33:将X方向电机组和Y方向电机组按照时序参数和运转角度参数进行运转,并生成记录文件;
S34:生成并保存可编辑运动轨迹日志文件。
进一步的,所述步骤S4中调节矫正影像画面的方法包括以下步骤:
S41:对投影范围的调整,最大支持水平270度,上下180度,预先定义投影范围上下左右四点极限值,当影像数据超过极限范围,设备数据将自动校正在极限值内。
S42:对投影角度的调整,控制电脑对标准投影面(例如:圆形、矩形等)的投影距离和投影角度进行自动校正,并记录校正数据;控制电脑对异形投影面(例如:人物、角色、实物场景等)进行三维校正,并自动计算与下一位置的中间过渡的角度数值。
S43:对投影颜色的调整,控制电脑从原始动画影像信号,取得原始色彩不同色彩通道数值,包括不限于:RGB值、HSB值等,对像素亮度、曲线进行色彩基础调整。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明设置由多轴联动的执行部件与反射部件,组合形成可控制映射光线运动的反射装置,几乎可以扩展到所有的投影机上,实用性强,兼容性好,应用前景广泛。
2.本发明通过控制电脑控制反射装置的运动,实现对投影仪播放内容的转向投影,破除了目前的投影仪只能实现单方向投影的局限性,使投影仪的投影方式得到了延伸,并且能够进行灵活的组合应用,带来意想不到的趣味性。
3.本发明可将2维或3维的动画、视频、图片和文字,快速或慢速的映射在任意一个想要展现的表面上,并将投影内容与投影平面实现良好的切合,达到根据观赏性的投影效果。
4.本发明通过预制执行部件的运行参数,在执行时通过控制电脑控制反射装置的动作,可以执行部件的具体执行动作实行监测和调整,从而实现对映射画面失真之后进行良好的校准。
附图说明
图1为反射装置与投影仪的安装结构示意图。
图2为执行部件的结构示意图。
图3为投影装置的工作状态示意图。
以上附图中,附图标记对应的名称为:1-安装支架,2-投影仪,3-执行部件,301-第一铰接杆,302-第二铰接杆,303-Y方向电机组,304-第三铰接杆,305-X方向电机组,4-反射部件。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案进行详细的说明,应当说明的是,以下仅是本发明的优选实施方式,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些应当都属于本发明的保护范围。
实施例
如图1—图3所示,本实施例公开了一种反射装置,包括安装支架1,设于安装支架1上且连通电路的控制板,设于安装支架1上且与控制板连接的执行部件3,与执行部件3连接的反射部件4。
具体地说,执行部件3包括X方向执行组件和Y方向执行组件,X方向执行组件和Y方向执行组件均由电机组和铰接连杆组成。
优选地,电机组为双周步进电机。
优选地,铰接杆通过转轴铰接。
Y方向铰接连杆包括第一铰接杆301和第二铰接杆302,第一铰接杆301前端与安装支架1固定连接且第一铰接杆301末端在垂直方向上设置有轮齿;第二铰接杆302前端与第一铰接杆301末端纵向铰接,Y方向电机组303固定在第二铰接杆302上且Y方向电机组303转轴与第一铰接杆301末端啮合;第二铰接杆302末端在水平方向上设置有轮齿。
优选地,第一铰接杆301末端设置有凹槽,第二铰接杆302设置在凹槽内且与第一铰接杆301铰接;第一铰接杆301末端的凹槽两侧壁上均设置有轮齿。
优选地,Y方向电机组303数量为一,且Y方向电机组303卡嵌的第二铰接杆302上,Y方向电机组303的两根转轴上均设置齿轮,齿轮分别与第一铰接杆301的轮齿啮合。
X方向铰接杆包括第三铰接杆304,第三铰接杆304前端与第二铰接杆302末端横向铰接,X方向电机组305固定在第三铰接杆304上且X方向电机组305转轴与第二铰接杆302末端啮合。
优选地,第二铰接杆302的末端设置有凹槽,第三铰接杆304设置在凹槽内且与第二铰接杆302铰接;第二铰接杆302末端的凹槽两侧壁上均设置有轮齿。
优选地,X方向电机组305的数量为一,且X方向电机组305卡嵌在第三铰接杆304上,X方向电机自的两根转轴上均设置齿轮,齿轮分别与第二铰接杆302末端的轮齿啮合。
反射部件4为反射镜,反射部件4固定在第三铰接杆304上。
优选地,反射部件4为前表面式平面反射镜,反射部件4垂直固定在第三铰接杆304上。
控制板上设置有电池,电池分别为控制板和执行部件3供电。
优选地,本实施例中电池数量为二;其中一个为5V太阳能电池,专为控制板供电,另一个为12V太阳能电池,专为执行部件3供电。
控制板上设置有无线通讯模块。
优选地,本实施例中无线通讯模块为蓝牙模块。
X方向电机组305和Y方向电机组303的供电电路中设有继电器。
优选地,X方向电机组305和Y方向电机组303的供电电路中各设置一个继电器;所述的继电器为电子动合型继电器。
第一铰接杆301末端的轮齿设置在圆周面上,设置轮齿的圆周对应的圆心角为270°;所述的第二铰接杆302末端的轮齿设置在圆周面上,设置轮齿的圆周对应的圆心角为180°。
在第一铰接杆301的轮齿的上下极限位置处设置有挡块,挡块的作用为限制Y方向电机组303在轮齿极限位置处的继续运行转动,避免Y方向电机组303与第一铰接杆301配合丢失。
在第二铰接杆302末端的轮齿的左右极限位置处设置有挡块,挡块的作用为限制X方向电机组305在轮齿极限位置处的继续运行转动,避免X方向电子组与第一铰接杆301配合丢失。
本实施例还公开了采用以上所述的一种反射装置的投影系统,该投影系统除了包含反射装置,还包括投影仪2、控制电脑,反射装置通过安装支架1固定到投影仪2上,安装支架1的一端固定到投影仪2,且安装支架1的另一端为执行部件3和反射部件4,反射部件4对准投影仪2的镜头;投影仪2与控制电脑通讯,且控制电脑与反射装置的控制板通讯。
控制电脑与控制板通过无线通讯。
优选地,控制电脑与控制板通过蓝牙通讯。
优选地,控制电脑与投影仪2通过数据线通讯。
本实施例还公开了采用上述投影系统进行投影的方法,该投影方法包括以下步骤:
S1:通过控制电脑加载动画素材;
S2:通过控制电脑设定素材中心点,可指定图像元素中心点,该中心点可进行旋转、缩放等功能的操作。例如:角色动画素材,可指定其手部或脚部,以及身体中心为素材中心点;
S3:通过控制电脑编辑执行部件3和反射部件4的运动轨迹,生成可编辑运动轨迹日志文件;
S4:通过控制电脑调节矫正影像画面,并对运动轨迹日志文件进行对应的修改,生成并保存运动轨迹文件;
S5:播放动画素材,调取运动轨迹文件,辅助投影仪呈现动态镜像实景动画。
在该投影方法中,步骤S3中获取运动轨迹日志文件还包括以下步骤:
S31:设定X方向电机组305的运转角度参数和Y方向电机组303的运转角度参数,可定义例如拐折夹角墙面的动画延伸,或多个指定不同平面的投影面影像动画传递;
S32:对X方向电机组305的运转角度参数和Y方向电机组303的运转角度参数分别赋予时序参数。可播放循环动作,以及“PingPang”的往返循环效果等;
S33:将X方向电机组305和Y方向电机组303按照时序参数和运转角度参数进行运转,并生成记录文件;
S34:生成并保存可编辑运动轨迹日志文件。
在该投影方法中,步骤S4中调节矫正影像画面的方法包括以下步骤:
S41:对投影范围的调整,最大支持水平270度,上下180度,预先定义投影范围上下左右四点极限值,当影像数据超过极限范围,设备数据将自动校正在极限值内。
S42:对投影角度的调整,控制电脑对标准投影面(例如:圆形、矩形等)的投影距离和投影角度进行自动校正,并记录校正数据;控制电脑对异形投影面(例如:人物、角色、实物场景等)进行三维校正,并自动计算与下一位置的中间过渡的角度数值。
S43:对投影颜色的调整,控制电脑从原始动画影像信号,取得原始色彩不同色彩通道数值,包括不限于:RGB值、HSB值等,对像素亮度、曲线进行色彩基础调整。
按照上述实施例,便可很好地实现本发明。值得说明的是,基于上述设计原理,为解决同样的技术问题,即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色,所采用的技术方案实质仍与本发明一样,故其也应当在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种反射装置,包括安装支架(1),设于安装支架(1)上的控制板,设于安装支架(1)上且与控制板连接的执行部件(3),与执行部件(3)连接的反射部件(4);其特征在于,所述的执行部件(3)包括X方向执行组件和Y方向执行组件,X方向执行组件和Y方向执行组件均由电机组和铰接连杆组成;
Y方向铰接连杆包括第一铰接杆(301)和第二铰接杆(302),第一铰接杆(301)前端与安装支架(1)固定连接且第一铰接杆(301)末端在垂直方向上设置有轮齿;第二铰接杆(302)前端与第一铰接杆(301)末端铰接,Y方向电机组(303)固定在第二铰接杆(302)上且Y方向电机组(303)转轴与第一铰接杆(301)末端啮合;第二铰接杆(302)末端在水平方向上设置有轮齿;
X方向铰接杆包括第三铰接杆(304),第三铰接杆(304)前端与第二铰接杆(302)末端铰接,X方向电机组(305)固定在第三铰接杆(304)上且X方向电机组(305)转轴与第二铰接杆(302)末端啮合;
所述的反射部件(4)为反射镜,反射部件(4)固定在第三铰接杆(304)上。
2.根据权利要求1所述的一种反射装置,其特征在于,所述的控制板上设置有电池,电池分别为控制板和执行部件(3)供电。
3.根据权利要求1所述的一种反射装置,其特征在于,所述的控制板上设置有无线通讯模块。
4.根据权利要求2所述的一种反射装置,其特征在于,所述X方向电机组(305)和Y方向电机组(303)的供电电路中设有继电器。
5.根据权利要求1所述的一种反射装置,其特征在于,所述的第一铰接杆(301)设置轮齿的末端为圆周面,圆周面对应的圆心角为270°;所述的第二铰接杆(302)设置轮齿的末端为圆周面,圆周面对应的圆心角为180°。
6.采用权利要求1-5任一项所述的一种反射装置的投影系统,其特征在于,还包括投影仪(2)、控制电脑,反射装置通过安装支架(1)固定到投影仪(2)上,安装支架(1)的一端固定到投影仪(2),且安装支架(1)的另一端连接执行部件(3)和反射部件(4),反射部件(4)对准投影仪(2)的镜头;投影仪(2)与控制电脑通讯,且控制电脑与反射装置的控制板通讯。
7.根据权利要求6所述的一种投影系统,其特征在于,所述的控制电脑与控制板采用无线通讯。
8.根据权利要求6或7所述的投影系统的投影方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:通过控制电脑加载动画素材;
S2:通过控制电脑识别素材中心点;
S3:通过控制电脑编辑执行部件(3)和反射部件(4)的运动轨迹,生成可编辑运动轨迹日志文件;
S4:通过控制电脑调节矫正影像画面,并对运动轨迹日志文件进行对应的修改,生成并保存运动轨迹文件;
S5:播放动画素材,调取运动轨迹文件,呈现动态镜像实景动画。
9.根据权利要求8所述的投影方法,其特征在于,所述步骤S3中获取运动轨迹日志文件还包括以下步骤:
S31:设定X方向电机组(305)的运转角度参数和Y方向电机组(303)的运转角度参数;
S32:对X方向电机组(305)的运转角度参数和Y方向电机组(303)的运转角度参数分别赋予时序参数;
S33:将X方向电机组(305)和Y方向电机组(303)按照时序参数和运转角度参数进行运转,并生成记录文件;
S34:生成并保存可编辑运动轨迹日志文件。
10.根据权利要求8所述的投影方法,其特征在于,所述步骤S4中调节矫正影像画面的方法包括以下步骤:
S41:对投影范围的调整:预先定义投影范围上下左右四点极限值,当影像数据超过极限范围,设备数据将自动校正在极限值内;
S42:对投影角度的调整:对于标准投影面的投影距离和投影角度,控制电脑进行自动校正并记录校正数据;对于异形投影面,控制电脑进行三维校正,并自动计算与下一位置的中间过渡的角度数值;
S43:对投影颜色的调整:控制电脑从原始动画影像信号,取得原始色彩不同色彩通道数值,并对像素亮度、曲线进行色彩基础调整;所述的色彩通道数值至少包括RGB值和HSB值。
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