CN111610688B

CN111610688B - 一种自动调节投影装置

Info

Publication number: CN111610688B
Application number: CN202010454335.6A
Authority: CN
Inventors: 周宇; 李文祥; 丁明内; 杨伟樑; 高志强
Original assignee: Iview Displays Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Iview Displays Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2040-05-26
Also published as: CN111610688A

Abstract

本发明涉及数字投影显示技术领域，公开了一种自动调节投影装置。所述自动调节投影装置包括：底座和支架，所述支架设置在所述底座上；投影单元，所述投影单元设置在所述底座上；反射单元和第一驱动单元，所述第一驱动单元固定在所述支架上，所述反射单元与所述第一驱动单元的转动轴连接；第一测距仪和第二测距仪，所述第一测距仪和所述第二测距仪均设置于所述底座；角度测量单元，所述角度测量单元设置于所述底座；控制单元，所述控制单元设置于所述底座。通过这种方式，可以由装置自动且全方位调节投影方向，不仅操作简单，而且投影质量高，从而提升用户使用体验。

Description

一种自动调节投影装置

技术领域

本发明涉及数字投影显示技术领域，特别是涉及一种自动调节投影装置。

背景技术

随着智能投影技术的快速发展，各种各样的投影装置被不断设计制造出来，这些投影装置不仅是人们办公、会议的得力助手，也经常出现在家庭和日常生活中。随着投影装置普及度越来越高，投影装置制造行业的竞争也越来越激烈，同时，这些激烈的竞争也促进了投影装置向自动化和适应不同使用环境的方向发展。

传统的投影装置大多数是通过人工操作进行投影画面方向的调整或者是通过摄像头识别来判断运动需求，但是人工操作进行调整不仅调整步骤繁杂，而且调整结果也无法满足用户的预期，而通过摄像头识别来判断运动需求对拍摄环境的需求较高，不仅增加了成本，而且使得操作步骤增多，过程繁杂。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种自动调节投影装置，通过这种方式，可以由装置自动且全方位调节投影方向，不仅操作简单，而且投影质量高，从而提升用户使用体验，技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种自动调节投影装置，所述自动调节投影装置包括：

底座和支架，所述支架设置在所述底座上；

投影单元，所述投影单元设置在所述底座上，所述投影单元用于播放投影画面；

反射单元和第一驱动单元，所述第一驱动单元固定在所述支架上，所述反射单元与所述第一驱动单元的转动轴连接，所述反射单元用于反射投影画面，所述第一驱动单元用于调节所述反射单元的俯仰角；

第一测距仪和第二测距仪，所述第一测距仪和所述第二测距仪均设置于所述底座，所述第一测距仪用于测量所述反射单元在反射方向上到墙面的第一距离，所述第二测距仪用于测量所述反射单元在所述投影单元轴线方向上到地面的第二距离；

角度测量单元，所述角度测量单元设置于所述底座，所述角度测量单元用于测量所述反射单元在反射方向上与水平方向的第一角度；

控制单元，所述控制单元设置于所述底座，所述控制单元用于：

获取所述第一测距仪测量的第一距离、所述第二测距仪测量的第二距离和所述角度侧量单元测量的第一角度；

根据预设高度、所述第一距离、第二距离和所述第一角度获取所述反射单元需要转动的第二角度；

将所述第二角度发送至所述第一驱动单元，以使所述第一驱动单元根据所述第二角度调节所述反射单元。

在其他一些实施例中，所述控制器还用于：

根据所述根据预设高度、所述第一距离、第二距离和所述第一角度获取所述反射单元到预设高度点的第三距离，并将所述第三距离发送至所述投影单元，以使所述投影单元根据所述第三距离进行自动调焦，其中，所述预设高度点为墙面上高度为所述预设高度的点。

在其他一些实施例中，所述第一测距仪和所述第二测距仪为测距探头，所述角度测量单元为陀螺仪。

在其他一些实施例中，所述自动调节投影装置还包括第一检测单元，所述第一检测单元设置于所述支架；

所述控制单元还用于：

获取所述第一检测单元测量的所述反射单元转动的第三角度，并根据所述第二角度和所述第三角度控制第一驱动单元调节所述反射单元。

在其他一些实施例中，所述自动调节投影装置还包括连接结构，所述连接结构设置于所述底座和所述支架之间；

所述连接结构套设于所述底座上、且与所述底座可转动连接，所述连接结构还与所述支架固定连接，所述支架可通过所述连接结构相对于所述底座转动。

在其他一些实施例中，所述自动调节投影装置还包括调节组件和第二检测单元，所述调节组件和所述第二检测单元均设置于所述支架；

所述控制单元还用于：

获取所述第二检测单元测量的所述支架相对于原始状态的第四角度，并根据所述第四角度控制所述调节组件调整所述支架。

在其他一些实施例中，所述调节组件包括第二驱动单元、第一传动结构和第二传动结构，所述第一传动结构固定于所述第二驱动单元的转动轴，所述第二传动结构固定于所述底座，其中，所述第一传动结构与所述第二传动结构转动连接；

所述根据所述第四角度控制所述调节组件设备调整所述支架，包括：

将所述第四角度发送至所述第二驱动单元，以使所述第二驱动单元根据所述第四角度驱动所述转动轴转动，从而使所述转动轴带动所述第一传动结构转动、所述第一传动结构带动所述第二传动结构转动，并通过连接结构使所述支架转动到所述第四角度的位置上。

在其他一些实施例中，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元为减速电机，所述第一检测单元和所述第二检测单元为光电检测仪。

在其他一些实施例中，所述第一传动结构和第二传动结构为齿轮。

在其他一些实施例中，所述自动调节投影装置还包括中空导电圆环，且所述导电圆环的一端固定在所述底座上，另一端固定在所述支架上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中的自动调节投影装置。在用户需要进行投影时，控制单元会根据投影装置所处的位置通过设置在底座上的第一测距仪、第二测距仪和角度测量单元获取第一距离、第二距离和第一角度，根据获取到的第一距离、第二距离和第一角度以及预设的高度获取投影装置的支架上的反射单元需要转动的第二角度，并将所述第二角度发送至设置在所述支架上第一驱动单元，从而使所述第一驱动单元根据所述第二角度调整所述反射单元，从而使所述反射单元将投影单元播放的投影画面反射到相应的位置上。通过这种方式，可以由装置自动且全方位调节投影方向，不仅操作简单，而且投影质量高，从而提升用户使用体验。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的自动调节投影装置的右视图；

图2是本发明实施例提供的自动调节投影装置的左视图；

图3是本发明实施例提供的自动调节投影装置底座剖面的右视图；

图4是本发明实施例提供的自动调节投影装置第一驱动单元与反射单元连接结构图；

图5是本发明实施例提供的自动调节投影装置控制单元获取反射单元转动角度的流程图；

图6是用户以坐姿观看投影画面的示意图；

图7是用户以站姿观看投影画面的示意图；

图8是控制单元进行算法换算示意图；

图9是本发明实施例提供的自动调节投影装置的另一个右视图；

图10是本发明实施例提供的自动调节投影装置的连接结构拆分示意图；

图11是本发明实施例提供的自动调节投影装置的另一个右视图；

图12是本发明实施例提供的自动调节投影装置的中空导电圆环拆分示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者，本发明所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

请一并参阅图1-4，是本发明实施例提供的一种自动调节投影装置，所述自动调节投影装置包括底座10、支架20、投影单元30、反射单元40、第一驱动单元50、第一测距仪60、第二测距仪70、角度测量单元80和控制单元90。所述支架20设置在所述底座10上，所述底座10用于支撑所述支架20，所述投影单元30设置于所述底座10上，用于播放投影画面。所述第一驱动单元50通过转动轴固定在所述支架20上，所述反射单元40与所述第一驱动单元50的转动轴连接，用于反射投影单元30播放的投影画面，所述第一驱动单元50用于调整所述反射单元40的俯仰角。所述第一测距仪60和所述第二测距仪均设置在所述底座10上，所述第一测距仪60用于测量所述反射单元40在反射方向上到墙面的第一距离，所述第二测距仪70用于测量所述反射单元40在所述投影单元轴线方向上到地面的第二距离，所述第一测距仪和所述第二测距仪可以是任何可以测量距离的装置，例如，测距探头等。所述角度测量单元80设置在所述底座10内部，所述角度测量单元80用于测量所述反射单元40在反射方向上与水平方向的第一夹角，所述角度测量单元可以是任何可以测量角度的装置，例如，陀螺仪等。

所述控制单元90设置在所述底座10内部，所述控制单元90用于获取所述反射单元40需要调节的第二角度，请参阅图5，所述控制单元90获取所述第二角度的过程如下：

步骤S501，获取所述第一测距仪测量的第一距离、所述第二测距仪测量的第二距离和所述角度侧量单元测量的第一角度。

当用户需要使用自动调节投影装置时，开启所述自动调节投影装置后，所述第一测距仪会测量当前位置反射单元在反射方向上到投影墙面的第一距离L，并将所述第一距离L发送至所述控制单元。所述第二测距仪会测量当前位置反射单元在投影单元轴线方向上到地面的第二距离H，并将所述第二距离H发送至所述控制单元。所述角度测量单元会测量当前位置反射单元在反射方向上与水平方向的第一夹角α，并将所述第一夹角α发送至控制单元。

步骤S502，根据预设高度、所述第一距离、第二距离和所述第一角度获取所述反射单元需要转动的第二角度。

为了提高用户的使用体验，需要让反射单元反射的投影画面在墙上的投影位置刚好处于用户当前状态下眼睛的水平线上，用户可以在当前状态下平视的去观看投影画面，不容易疲倦，因此，需要获取用户当前的状态下眼睛到地面的距离，在用户打开自动调节投影装置时，需要选择当前需要进行观看投影的状态，例如，用户当前观看投影的状态是坐姿或者站姿，用户在选择后，控制单元接收到用户的选择后，会根据用户的选择确定用户当前的选择对应的预设高度，所述预设高度为用户选择坐姿或者站姿时，眼睛到地面的高度，所述预设高度可以根据实际情况进行设定，在本申请中，将以坐姿时眼睛到地面的预设高度为H₃，站姿时眼睛到地面的距离为H₄进行说明。

在其他一些实施例中，所述自动调节投影装置还包括有坐姿和站姿选择按钮，用户可以通过点击相应的按钮来选择用户当前的观看状态。

请一并参阅图6、图7和图8，假设当前用户选择的观看状态为坐姿，即，当前用户观看状态下的预设高度为H₃，当前位置反射单元到地面的高度为H₁，到墙面的距离为L₁，反射单元在调整后的反射方向上到墙面的距离为L₂，反射单元在调整后的反射方向与水平的夹角为α₁。由角度测量单元可得所述第一距离L与反射单元到墙面的距离L₁之间的夹角为第一角度α，由于L₁和H₁之间夹角为90度，L和H之间的夹角也为90度，所以H₁与H之间的夹角也为α。在启动所述自动调节投影装置后，控制单元需要将所述投影单元的投影方向从L方向调整到L₂方向上，假设需要调整的角度为α₂，即，反射单元需要调整的角度为α₂＝α+α₁。

当控制单元接收到第一测距仪测量的第一距离L、第二测距仪测量的第二距离H和角度测量单元测量的第一角度α后，首先根据换算算法一：L₁＝L*cosα计算出反射单元到投影墙面的距离L₁，由于反射单元在反射方向上到墙面的距离L和反射单元在反射方向上与水平线的夹角α是已知的，因此，根据换算公式一：L₁＝L*cosα可以换算得到L₁的值。根据换算算法二：H₁＝H*cosα计算出反射单元到地面的距离H₁，由于反射单元在投影单元轴线上到地面的距离H和反射单元在投影单元轴线上与竖直线的夹角α是已知的，根据换算公式二：H₁＝H*cosα可以换算得到H₁的值。在换算得到L₁和H₁的值后，根据预设高度H₃和反射单元到底面的高度可得所述预设高度和所述反射单元到地面的高度两者的差值(H₃-H₁)，因此，根据换算算法三：tanα₁＝(H₃-H₁)/L₁可以换算得到反射单元在调整后的反射方向上到墙面的距离L₂与水平的夹角为α₁的值，由于预设高度和所述反射单元待地面的高度两者的差值(H₃-H₁)和反射单元到投影墙面的距离L₁都是已知，因此，根据换算算法三：tanα₁＝(H₃-H₁)/L₁可以获得反射单元在调整后的反射方向上到墙面的距离L₂与水平的夹角为α₁的值，在得到所述α₁的值后，根据α₂＝α+α₁可以得到α₂的值，即，反射单元需要转动的第二角度α₂的值。

在其他一些实施例中，当用户选择观看状态为站姿时，即，当前用户观看状态下的预设高度为H₄，假设反射单元在调整后的反射方向上到墙面的距离为L_2’,反射单元在调整后的反射方向与水平的夹角为α_1’，需要调整的角度为α_2’，即，反射单元需要调整的角度为α_2’＝α+α_1’。根据换算公式一：L₁＝L*cosα、换算公式二：H₁＝H*cosα和换算公式四：tanα_1’＝(H₄-H₁)/L₁可以换算得到α_1’的值，再根据α_2’＝α+α_1’可以得到反射单元需要转动的第二角度α_2’的值。由于站姿的换算过程与坐姿的换算过程一致，详细换算可以参考坐姿的换算过程，在此不再赘述。

在其他一些实施例中，用户还可以选择其他的观看状态，并不局限于坐姿和站姿，例如，还可以是躺着的观看状态。

步骤S503，将所述第二角度发送至所述第一驱动单元，以使所述第一驱动单元根据所述第二角度调节所述反射单元。

控制单元在通过上述换算后，获取用户当前观看状态下，反射单元需要转动的第二角度，将所述第二角度发送至第一驱动单元，第一驱动单元在接收到所述第二角度后，根据所述第二角度控制自身的转动轴进行转动，由于所述反射单元与所述第一驱动单元的转动轴相连，因此，反射单元会跟着第一驱动单元的转动轴一起转动，直到所述第一驱动单元的转动轴转过第二角度。

在其他一些实施例中，为了使反射单元准确的转动到对应的位置上，如图9所示，所述自动调节投影装置还包括第一检测单元100，所述第一检测单元设置在所述支架10上，所述第一检测单元用于检测所述反射单元转动的第三角度，并将所述第三角度发送至控制单元，控制单元在接收到所述反射单元转动的第三角度后，将所述第三角度与所述第二角度进行对比，如果所述第三角度与所述第二角度一致，则说明所述反射单元转动到正确的位置上，如果所述第三角度与所述第二角度不一致，则根据所述第三角度和所述第二角度控制所述第一驱动单元将所述反射单元调整到正确的位置上。

在其他一些实施例中，为了使用户观看到清晰度较高的投影画面，需要获取所述反射单元在调整后在反射方向上到投影墙面的距离。当用户的观看状态为坐姿时，根据换算公式五：L₂＝L₁/cosα₁换算得到反射单元在调整后的反射方向上到墙面的距离L₂，由于L₁和α₁都是已知的，所以根据换算公式五：L₂＝L₁/cosα₁可以获得L₂的值。控制单元在获取L₂的值后，将所述L₂的值发送至投影单元，从而使投影单元根据所述L₂的值进行调焦，使用户可以看到清晰度较高的投影画面。当用户的观看状态为站姿时，根据换算公式六：L_2’＝L₁/cosα_2’可以换算得到L_2’的值，换算过程与调节过程与坐姿一致，在此不再赘述。

在其他一些实施例中，由于在打开自动调节投影装置后，反射单元的反射方向并不是总是正对着用户当前观看的墙面，因此在用户选择观看状态前，需要将反射单元调整到零位，即，将所述反射单元调整到最开始的状态，从而使自动调节投影装置打开后的反射单元的反射方向正对着用户观看的墙面。

请参阅图10，所述自动调节投影装置还包括连接结构110，所述连接结构设置在所述底座10和所述支架20之间，所述连接结构110套设在所述底座10上，且于所述底座10可转动连接，所述连接结构110还与所述支架20固定连接，从而使所述支架20可以通过所述连接结构110相对于所述底座10转动。当,用户需要将所述反射单元调整到零位时，可以通过调整所述支架20，从而将所述反射单元调整到零位。

在其他一些实施例中，为了使所述自动调节投影装置更加智能，无需用户手动将反射单元调整到零位。请参阅图11和图12，所述自动调节投影装置还包括调节组件和第二检测单元120，所述调节组件和所述第二检测单元120均设置在所述支架20上。当用户打开所述自动调节投影装置后，所述第二检测单元会检测所述反射单元当前所述的位置相对于原始状态的第四角度，即，所述反射单元相对于零位的第四角度，并将所述第四角度发送至所述控制单元，所述控制单元接收到所述第四角度后，根据所述第四角度控制所述调节组件调节所述反射单元的位置，从而使所述反射单元处于零位。

在其他一些实施例中，所述调节组件包括第二驱动单元130、第一传动结构140和第二传动单元150，所述第一传动单元140与固定在第二驱动单元130的转动轴，所述第二传动结构150固定在所述底座10，其中，所述第一传动结构和所述第二传动结构转动连接。当控制单元接收到所述第二检测单元发送的第四角度后，将所述第四角度发送至所述第二驱动单元，使所述第二驱动单元根据所述第四角度驱动自身的转动轴转动，所述第一传动结构固定在所述转动轴上，因此，在所述转动轴转动的同时会带动所述第一传动结构转动，由于所述第一传动结构与所述第二传动结构转动连接，在所述第一传动结构转动后，会带动所述第二传动结构转动。而所述第二传动结构固定在所述底座，所述底座与所述支架通过连接结构连接，因此第二传动结构转动的同时还会带动所述连接结构进行转动，由于所述连接结构与所述支架固定连接，因此所述支架也会跟着转动，从而使所述支架相对所述底座进行转动，达到所述自动调节投影装置自动将所述反射单元调整到零位的目的。

在其他一些实施例中，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元可以是任何具有驱动能力的装置，例如，减速电机等。所述第一检测单元和所述第二检测单元可以是任何具有测量反射单元转动角度的装置，例如，光电检测仪。

在其他一些实施例中，所述第一传动结构和第二传动结构为互相齿和的齿轮。

在其他一些实施例中，为了使所述支架在转动时，所述自动调节投影装置的导线不会对所述支架转动造成阻碍，所述自动调节投影装置还包括中空导电圆环160，其中，所述中空导电圆环一端固定在所述底座10上，另一端固定在所述支架20上，所述中空导电圆环160用于固定所述自动投影装置的导线。

本发明实施例的有益效果在于，当用户需要进行投影时，将所述自动调节投影装置打开后，第一检测单元会根据反射单元当前位置检测所述反射单元与零位相差的第四角度，并将所述第四角度发送至所述控制单元，从而使控制单元根据所述第四角度控制所述调节组件调节所述反射单元的位置。在确保所述反射单元的反射方向当前用户观看的投影的方向后，控制单元获取用户想要以什么观看状态去观看投影画面，同时获取所述第一测距仪测量的第一距离、第二测距仪测量的第二距离和角度测量单元测量的第一角度，并根据换算算法获得所述反射单元应该调整的第二角度，并将所述第二角度发送至所述第一驱动单元，从而使第一驱动单元调整所述反射单元的俯仰角，在调整过程中，第一检测单元会实时获取反射单元转动的第三角度，并将所述第三角度发送至控制单元，从而使所述控制单元根据所述第二角度和所述第三角度判断所述反射单元是否转动到相应的位置上。通过这种方式，用户只需要打开自动调节投影装置，并确定想要通过什么观看状态去观看投影画面，就可以由装置自动且全方位调节投影方向，不仅操作简单，而且投影质量高，从而提升用户使用体验。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种自动调节投影装置，其特征在于，所述自动调节投影装置包括：

底座和支架，所述支架设置在所述底座上；

获取所述第一测距仪测量的第一距离、所述第二测距仪测量的所述第二距离和所述角度侧量单元测量的第一角度；

根据预设高度、所述第一距离、所述第二距离和所述第一角度获取所述反射单元需要转动的第二角度；

2.根据权利要求1所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述控制器还用于：

根据所述根据预设高度、所述第一距离、所述第二距离和所述第一角度获取所述反射单元到预设高度点的第三距离，并将所述第三距离发送至所述投影单元，以使所述投影单元根据所述第三距离进行自动调焦，其中，所述预设高度点为墙面上高度为所述预设高度的点。

3.根据权利要求2所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述第一测距仪和所述第二测距仪为测距探头，所述角度测量单元为陀螺仪。

4.根据权利要求2所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述自动调节投影装置还包括第一检测单元，所述第一检测单元设置于所述支架；

所述控制单元还用于：

5.根据权利要求4所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述自动调节投影装置还包括连接结构，所述连接结构设置于所述底座和所述支架之间；

6.根据权利要求5所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述自动调节投影装置还包括调节组件和第二检测单元，所述调节组件和所述第二检测单元均设置于所述支架；

所述控制单元还用于：

7.根据权利要求6所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述调节组件包括第二驱动单元、第一传动结构和第二传动结构，所述第一传动结构固定于所述第二驱动单元的转动轴，所述第二传动结构固定于所述底座，其中，所述第一传动结构与所述第二传动结构转动连接；

8.根据权利要求7所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元为减速电机，所述第一检测单元和所述第二检测单元为光电检测仪。

9.根据权利要求8所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述第一传动结构和第二传动结构为齿轮。

10.根据权利要求9所述的自动调节投影装置，其特征在于，所述自动调节投影装置还包括中空导电圆环，且所述导电圆环的一端固定在所述底座上，另一端固定在所述支架上。