CN112804509A

CN112804509A - 投影仪的组装方法、投影仪的组装设备和可读存储介质

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Publication number: CN112804509A
Application number: CN202110329605.5A
Authority: CN
Inventors: 王倩; 宋林东
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2041-03-26
Also published as: CN112804509B

Abstract

本发明公开了一种投影仪的组装方法、投影仪的组装设备和可读存储介质，所述投影仪包括投影光机和镜头，所述镜头设于所述投影光机的出光面一侧，所述投影光机通过所述镜头投影画面，所述组装方法包括：获取投影光机经所述镜头的投影画面；确定所述投影画面的角点位置；依据所述角点位置和预设的对应关系调整所述镜头和所述投影光机之间的组装位置，其中，所述预设的对应关系由角点位置和预设的标准位置相互结合生成。本发明技术方案能够在镜头的表面和投影光机的出光面之间存在倾斜的情况，有效保证投影光机投射出去的光线经过镜头后聚焦在屏幕的表面。

Description

投影仪的组装方法、投影仪的组装设备和可读存储介质

技术领域

本发明涉及投影设备组装技术领域，尤其涉及一种投影仪的组装方法、投影仪的组装设备和可读存储介质。

背景技术

投影仪包括投影光机和镜头，镜头安装在投影光机的出光面。通过镜头，投影光机的光线能够有效的聚焦在屏幕上。在组装生产投影仪的过程中，镜头的表面和投影光机的出光面之间可能存在倾斜的情况，如此，投影光机投射出去的光线经过镜头难以聚焦在屏幕的表面，会出现部分位置清晰，而部分位置模糊的情况。

发明内容

基于此，针对目前镜头的表面和投影光机的出光面之间存在倾斜的情况，导致屏幕表面的画面会出现部分位置清晰，而部分位置模糊的问题，有必要提供一种投影仪的组装方法、投影仪的组装设备和可读存储介质，旨在能够有效在镜头的表面和投影光机的出光面之间存在倾斜的情况，有效保证投影光机投射出去的光线经过镜头后聚焦在屏幕的表面。

为实现上述目的，本发明提出的一种投影仪的组装方法，所述投影仪包括投影光机和镜头，所述镜头设于所述投影光机的出光面一侧，所述投影光机通过所述镜头投影画面，所述组装方法包括：

获取投影光机经所述镜头的投影画面；

确定所述投影画面的角点位置；

依据所述角点位置和预设的对应关系调整所述镜头和所述投影光机之间的组装位置，其中，所述预设的对应关系由角点位置和预设的标准位置相互结合生成。

可选地，所述角点位置包括角点坐标，所述标准位置包括标准坐标；

所述预设的对应关系由角点位置和预设的标准位置相互结合生成的步骤，包括：

获取所述角点坐标和所述标准坐标，确定所述角点坐标和所述标准坐标之间的位置关系；

依据所述位置关系生成预设的对应关系。

可选地，所述预设的对应关系包括透视变换矩阵；

所述预设的对应关系由角点位置和预设的标准位置相互结合生成的步骤，还包括：

获取所述角点坐标和所述标准坐标；

将所述角点坐标和所述标准坐标与矩阵算法相结合，生成透视变换矩阵。

可选地，所述投影画面包括白色画面；

所述确定所述投影画面的角点位置的步骤，包括：

对所述白色画面进行二值化处理，去除白色画面中的噪点或异常点，以清晰所述白色画面的边界；

依据所述白色画面的边界得到所述投影画面的角点位置。

可选地，所述对所述白色画面进行二值化处理的步骤，包括：

将所述白色画面划分为若干区域，每一区域赋予相应的阈值；

依据所述相应的阈值对划分的每一区域进行二值化处理。

可选地，所述获取投影光机经所述镜头的投影画面的步骤之前，包括：

控制所述投影光机投影出测试图案；

调整所述镜头和所述投影光机的出光面之间的距离；

获取所述测试图案的图像，依据所述测试图案的图像获得所述测试图案占据的像素点个数；

依据所述测试图案占据的像素点个数判断投影的画面否清晰；

若所述测试图案占据的像素点个数小于预设数值，则投影的画面清晰；

若所述测试图案占据的像素点个数大于或等于预设数值，则投影的画面不清晰并继续调整所述镜头和所述投影光机的出光面之间的距离。

可选地，所述依据所述测试图案的图像获得所述测试图案占据的像素点个数的步骤包括：

选定所述测试图案占据的位置区域；

对所述位置区域进行二值化处理；

获得代表所述测试图案的黑色像素点，确定所述黑色像素点的个数。

可选地，所述对所述位置区域进行二值化处理的步骤，包括：

将所述位置区域划分为若干子区域，每一子区域赋予相应的阈值；

依据相应的阈值对划分的每一子区域进行二值化处理。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种投影仪的组装设备，所述组装设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的组装程序；所述组装程序被所述处理器执行时实现如上文所述投影仪的组装方法的步骤。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有组装程序，所述组装程序被处理器执行时实现如上文所述投影仪的组装方法的步骤。

本发明提出的技术方案中，投影光机的光线经过镜头后，形成投影画面，获取到投影画面后，确定下投影画面的角点位置。在镜头和投影光机的出光面倾斜的情况下，角点位置与预设的标准位置之间会出现位置偏移。在将角点位置和预设的标准位置相互结合后，生成了角点位置和标准位置两者的预设的对应关系，依据角点位置和预设的对应关系去调整镜头和投影光机之间的组装位置。通过调整镜头，使角点位置符合预设的标准位置，使镜头和投影光机出光面之间相互平行，保证投影光机投射出去的光线经过镜头后聚焦在屏幕的表面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明投影仪的组装方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明投影仪的组装方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明投影仪的组装方法第三实施例的流程示意图；

图4为本发明投影仪的组装方法第四实施例的流程示意图；

图5为本发明投影仪的组装方法第五实施例的流程示意图；

图6为本发明投影仪的组装方法第六实施例的流程示意图；

图7为本发明投影仪的组装方法第七实施例的流程示意图；

图8为本发明投影仪的组装方法第八实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

在相关技术中，在组装生产投影仪的过程中，镜头的表面和投影光机的出光面之间可能存在倾斜的情况，如此，投影光机投射出去的光线经过镜头难以聚焦在屏幕的表面，会出现部分位置清晰，而部分位置模糊的情况。即部分位置能够聚焦在屏幕的表面，而另一部分无法聚焦在屏幕的表面。

为了解决上述问题，参阅图1所示，提出本发明的第一实施例，本发明提供一种投影仪的组装方法，投影仪包括投影光机和镜头，镜头设于投影光机的出光面一侧，投影光机通过镜头投影画面。投影光机包括显示芯片、光源、散热系统和光路都设计在一机箱里，投影光机的显示原理还分成LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示技术、DLP(DigitalLight Processing)数字光处理技术以及LCOS(LiquidCrystalonSilicon)反射式投影显示等多种发光原理。组装方法包括：

步骤S10，获取投影光机经镜头的投影画面；在获取投影画面时，将投影光机放置到工装座上，固定好工装座，工装座到投影幕布的距离是固定的，如此，投影光机到投影幕布的距离也是固定的。在这个固定距离下投影光机发出的光线的焦点能够准确的位于投影幕布的表面。投影幕布也称为幕布，主要用来接收光线成像。工装座的位置可移动，在组装不同型号的投影光机时，移动工装座，保证不同型号的投影光机发射的光线能够聚焦在投影幕布的表面。打开投影光机，投影光机发射光线，光线经过镜头后射在投影幕布的表面。获取投影画面的方式通过对投影幕布进行拍摄，拍摄时相机的视场角较大，将投影画面整个都包括在相机的视场内，便于对投影画面的边界位置进行确认。

步骤S20，确定投影画面的角点位置；投影画面为方形设计，例如，四方形。四方形投影画面具有四个角点。拍摄得到投影画面后，通过光学软件对投影画面进行分析处理，确定投影画面的角点位置。在投影画面为四方形的情况下，得到四个角点位置。

步骤S30，依据角点位置和预设的对应关系调整镜头和投影光机之间的组装位置，其中，预设的对应关系由角点位置和预设的标准位置相互结合生成。

预设的对应关系由角点位置和标准位置结合生成。镜头的表面和投影光机的出光面出现倾斜时，投影画面的角点位置也出现偏移。标准位置就是，镜头的表面和投影光机的表面，两者平行时，投影画面的角点所在位置。由此也可以知道，当投影画面的角点位置也在标准位置时，可以认定镜头的表面和投影光机的出光面平行。在组装镜头和投影光机时，依据得到的角点位置和预设的对应关系，去调整镜头和投影光机之间的组装位置，使角点位置向标准位置靠近，当角点位置距离标准位置在一定范围内，或者角点位置和标准位置重合时，认定镜头的表面和投影光机的出光面相互平行。此时投影光机出射的光线通过镜头能够聚焦在投影幕布的同一表面上。

本实施例提出的技术方案中，投影光机的光线经过镜头后，形成投影画面，获取到投影画面后，确定下投影画面的角点位置。在镜头和投影光机的出光面倾斜的情况下，角点位置与预设的标准位置之间会出现位置偏移。在将角点位置和预设的标准位置相互结合后，生成了角点位置和标准位置两者的预设的对应关系，依据角点位置和预设的对应关系去调整镜头和投影光机之间的组装位置。通过调整镜头，使角点位置符合预设的标准位置，使镜头和投影光机出光面之间相互平行，保证投影光机投射出去的光线经过镜头后聚焦在屏幕的表面。

参阅图2所示，在本发明的第一实施例的基础上，提出本发明的第二实施例。角点位置包括角点坐标，标准位置包括标准坐标。在拍摄得到的投影画面上建立坐标系，在同一坐标系下，获取角点位置对应的角点坐标，以及标准位置对应的标准坐标。

预设的对应关系由角点位置和预设的标准位置相互结合生成的步骤，包括：

步骤S310，获取角点坐标和标准坐标，确定角点坐标和标准坐标之间的位置关系；标准坐标是通过标准的投影光机和镜头投影出的画面的角点位置。所述标准的投影光机和镜头是指，镜头的表面和投影光机的出光面之间相互平行，也可以理解为两者的平行度符合设计要求。经过标准的投影光机和镜头投影出的画面，在投影幕布的表面上下左右成像的清晰度相同，在这种情况下，获取到的角点位置坐标就是标准坐标，将该标准坐标存储起来。在获取到角点坐标后，提取出存储的标准坐标，通过角点坐标和标准坐标确定两者之间的位置关系。

步骤S320，依据位置关系生成预设的对应关系。位置关系能够体现出角点位置和标准位置之间的距离，通过光学软件依据位置关系生成预设的对应关系，可以理解的是，该对应关系中包括有角点位置的信息。角点位置依据对应关系去调整，从而使角点位置符合标准位置。角点位置的调整主要通过镜头的调整，调整镜头的位置就是调整镜头的表面和投影光机的出光面之间的相互平行程度。镜头预先安装在投影光机的出光面，例如，镜头设置有镜筒，镜筒的四边固定在投影光机的出光面，通过调整镜筒四边螺丝的松紧程度来调整镜头的表面和投影光机的出光面之间的平行程度。

参阅图3所示，在本发明的第二实施例的基础上，提出本发明的第三实施例。预设的对应关系包括透视变换矩阵。

预设的对应关系由角点位置和预设的标准位置相互结合生成的步骤，还包括：

步骤S311，获取角点坐标和标准坐标。通过哈里斯角点检测方法，获取到投影画面的四个角点坐标，并提取出预存的标准坐标。哈里斯角点检测方法是选定一个窗口区域，在任意方向上移动，如果在移动过程中，灰度值没有变化则，窗口区域没有角点。如果在一个方向上移动，一侧的灰度值发生很大变化，另一侧的灰度值没有变化，则该窗口区域存在边界。

步骤S321，将角点坐标和标准坐标与矩阵算法相结合，生成透视变换矩阵。例如采用，Opencv透视变换矩阵算法生成透视变换矩阵，透视变换矩阵中体现出角点坐标和标准坐标二者之间的变换关系，即通过透视变换矩阵，得出角点位置移动至标准位置的方法，包括平移、缩放、旋转和透视变换等。透视变换矩阵为M，

其中，

表示角点坐标和标准坐标两者的线性关系，[a₃₁a₃₂]表示角点坐标和标准坐标两者的平移关系，[a₁₃a₂₃]^T表示角点坐标和标准坐标两者之间的透视变换。由此，通过透视变换矩阵M能够有效得出如何将角点位置移动至标准位置。可以理解的是透视变换矩阵中每个参数都具有相应的变换含义，通过透视变换矩阵，可以直接生成具体的调节步骤，用户可以按照生成的调节步骤来调节镜头和投影光机之间的位置，也可以通过仪器设备自动调节的方式完成调节。

参阅图4所示，依据上述实施例的基础上，提出本发明的第四实施例。投影画面包括白色画面。

确定投影画面的角点位置的步骤，包括：

步骤S410，对白色画面进行二值化处理，去除白色画面中的噪点或异常点，以清晰白色画面的边界；在白色画面中，存在有噪声点或者异常点，比如存在白色画面中存在有黑点或者亮度过亮的点，这些噪点或者异常点的存在影响白色画面的正常显示，尤其是在白色画面的边界位置附近，这些噪点或异常点影响白色画面的边界，容易导致边界不清晰。在二值化处理投影画面后，通过腐蚀膨胀方法去除白色画面中的噪点或异常点。腐蚀是一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程。可以用来消除小且无意义的像素点。用3*3的结构元素，扫描图像的每一个像素，用结构元素与其覆盖的二值图像做“与”操作，如果都为255，结果图像的该像素值为255，否则为0，结果会使二值图像小一圈。膨胀是将与物体接触的所有背景点合并到该物体中，使边界向外部扩张的过程。可以用来填补物体中的空洞。用3*3的结构元素，扫描图像的每一个像素，用结构元素与其覆盖的二值图像做“与”操作，如果都为0，结果图像的该像素值为0，否则为255，结果使二值图像扩大一圈。

步骤S420，依据白色画面的边界得到投影画面的角点位置。通过二值化处理后投影画面包括显示白色画面的白色区域，以及白色画面的周围边界的黑色区域。通过二值化处理，投影画面黑白分明，白色画面的边界更加清晰。依据清晰的边界，能够准确得到白色画面的边界位置。例如，0代表黑色，255代表白色，设定一个阈值，像素点的像素值小于该阈值，像素点标记为0，即黑色。像素点的像素值，大于或等于该阈值，像素点标记为255。

参阅图5所示，在本发明的第四实施例的基础上，提出本发明的第五实施例。对白色画面进行二值化处理的步骤，包括：

步骤S411，将白色画面划分为若干区域，每一区域赋予相应的阈值；

步骤S412，依据相应的阈值对划分的每一区域进行二值化处理。

在对白色画面进行二值化处理时，投影画面容易受到外界环境光线的影响，导致部分位置偏亮或者偏暗，如果按照相同的阈值进行二值化处理，则难以适应不同的外界光线亮度。容易导致边界不够清晰的情况。为此，将白色画面划分为若干区域，通过光学软件对每一区域赋予相应的阈值。例如，通过Opencv开源库对白色画面进行自适应二值化处理。每一区域均有相应的阈值，相应的阈值可以依据外界环境的光线进行相应设定，避免外界环境光线对白色画面的影响。例如，可以将白色画面等分为9个区域，每个区域赋予相应的阈值，共计9个阈值，9个阈值之间可以相等，也可以不相等。将白色画面划分的区域数量，不做具体限定，凡是采用上述划分方式的方案，均在本申请保护的范围内。

参阅图6所示，依据上述实施例的基础上，提出本发明的第六实施例。为了使镜头和投影光机装配的更加准确，需要保证投影光机在投影幕布上清晰成像。为此，获取投影光机经镜头的投影画面的步骤之前，包括：

步骤S50，控制投影光机投影出测试图案；测试图案可以多种形状，例如，圆形、方形，三角形或者十字形等。测试图案投射出去时像素点的个数是固定的，投影在投影幕布上后，像素点的个数依然是固定的。

步骤S60，调整镜头和投影光机的出光面之间的距离；镜头连接有驱动马达，通过控制驱动马达，镜头可以靠近或者远离投影光机，继而调整经过镜头的光线在投影幕布上的清晰程度。

步骤S70，获取测试图案的图像，依据测试图案的图像获得测试图案占据的像素点个数；

步骤S80，依据测试图案占据的像素点个数判断投影的画面否清晰；投影光机发射的光线经过镜头后，在投影幕布上成像。投影幕布具有受光面，如果投影光线聚焦在受光面，则光线会聚，占据的像素点数量较少。如果投影光线没有聚焦在受光面，则测试图案占据的像素点数量较多。由此，可以对投影的画面是否清晰进行判定。

步骤S81，若测试图案占据的像素点个数小于预设数值，则投影的画面清晰；

步骤S82，若测试图案占据的像素点个数大于或等于预设数值，则投影的画面不清晰并继续调整镜头和投影光机的出光面之间的距离。直至投影的画面清晰，在这种情况下，才能开始对投影仪进行组装。例如，测试图案为十字形，测试图案投影出去时为3个像素点，经过光线的扩散传递在投影幕布上占据的像素点个数会增多，设定预设数值为9，则若测试图案占据的像素点个数小于9，则投影的画面清晰。若测试图案占据的像素点个数大于或等于9，则投影的画面不清晰。

参阅图7所示，在本发明的第六实施例的基础上，提出本发明的第七实施例。依据测试图案的图像获得测试图案占据的像素点个数的步骤包括：

步骤S710，选定测试图案占据的位置区域；选定的位置区域中包括有测试图案，位置区域的背景为白色，测试图案的颜色较深，测试图案的颜色可以为黑色。

步骤S720，对位置区域进行二值化处理；二值化处理，就是依据每个像素点的像素灰阶值，对位置区域进行黑白处理。二值化处理后，能够使测试图案的成像位置更加准确，便于计算得出测试图案占据的像素点个数。

步骤S730，获得代表测试图案的黑色像素点，确定黑色像素点的个数。在二值化处理过程中，设定一个预设阈值，小于预设阈值的像素点为黑色像素点，大于等于预设阈值的像素点为白色像素点。对位置区域进行二值化处理后，获得代表测试图案的黑色像素点的位置，通过对测试图案占据的位置可以确定得出黑色像素点的个数，通过黑色像素点的个数来判断测试图案成像是否清晰。通过二值化处理，能够得出测试图案清晰的边界。

参阅图8所示，在本发明的第七实施例的基础上，提出本发明的第八实施例。判断投影的画面是否清晰，也易受到外界环境光线的影响。为此，对位置区域进行二值化处理的步骤，包括：

步骤S721，将位置区域划分为若干子区域，每一子区域赋予相应的阈值；

步骤S722，依据相应的阈值对划分的每一子区域进行二值化处理。

位置区域划分为若干子区域，通过光学软件对每一子区域赋予相应的阈值。通过Opencv开源库对位置区域进行自适应二值化处理。每一位置区域区域均有相应的阈值，相应的阈值可以依据外界环境的光线进行相应设定，避免外界环境光线对位置区域的影响。依据相应的阈值每一子区域进行二值化处理，例如，可以将位置区域等分为9个子区域，每个子区域赋予相应的阈值，共计9个阈值，9个阈值之间可以相等，也可以不相等。

本发明还提供一种投影仪的组装设备，组装设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的组装程序；组装程序被处理器执行时实现如上文投影仪的组装方法的步骤。

本发明投影仪的组装设备具体实施方式可以参照上述投影仪的组装方法各实施例，在此不再赘述。

本发明还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有配对程序，配对程序被处理器执行时实现如上文投影仪的组装方法的步骤。

本发明可读存储介质具体实施方式可以参照上述投影仪的组装方法各实施例，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种投影仪的组装方法，其特征在于，所述投影仪包括投影光机和镜头，所述镜头设于所述投影光机的出光面一侧，所述投影光机通过所述镜头投影画面，所述组装方法包括：

获取投影光机经所述镜头的投影画面；

确定所述投影画面的角点位置；

2.如权利要求1所述的投影仪的组装方法，其特征在于，所述角点位置包括角点坐标，所述标准位置包括标准坐标；

依据所述位置关系生成预设的对应关系。

3.如权利要求2所述的投影仪的组装方法，其特征在于，所述预设的对应关系包括透视变换矩阵；

获取所述角点坐标和所述标准坐标；

4.如权利要求1至3中任一项所述的投影仪的组装方法，其特征在于，所述投影画面包括白色画面；

所述确定所述投影画面的角点位置的步骤，包括：

依据所述白色画面的边界得到所述投影画面的角点位置。

5.如权利要求4所述的投影仪的组装方法，其特征在于，所述对所述白色画面进行二值化处理的步骤，包括：

依据所述相应的阈值对划分的每一区域进行二值化处理。

6.如权利要求1至3中任一项所述的投影仪的组装方法，其特征在于，所述获取投影光机经所述镜头的投影画面的步骤之前，包括：

控制所述投影光机投影出测试图案；

调整所述镜头和所述投影光机的出光面之间的距离；

7.如权利要求6所述的投影仪的组装方法，其特征在于，所述依据所述测试图案的图像获得所述测试图案占据的像素点个数的步骤包括：

选定所述测试图案占据的位置区域；

对所述位置区域进行二值化处理；

8.如权利要求7所述的投影仪的组装方法，其特征在于，所述对所述位置区域进行二值化处理的步骤，包括：

依据相应的阈值对划分的每一子区域进行二值化处理。

9.一种投影仪的组装设备，其特征在于，所述组装设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的组装程序；所述组装程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述投影仪的组装方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有组装程序，所述组装程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述投影仪的组装方法的步骤。