CN113495414A - 投影设备及其投影控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种投影设备以及投影控制方法。投影设备包括光源装置、空间光调制器和控制装置。光源装置用于点亮预定的区域。光源装置包括运动机构以及光源模组，运动机构包括驱动件以及连接于驱动件的转动件，转动件能够在驱动件的驱动下绕一中心轴转动。光源模组连接于转动件，光源模组包括多个光源组。多个光源组沿远离中心轴的方向向外依次排列，每个光源组包括至少一个发光单元，每个发光单元可单独控制发光；光源模组在转动件的带动下运动时的运动轨迹覆盖预定的区域。空间光调制器设置在光源光的光路上，并用于对光源光进行调制，以得到调制图像。上述的投影设备能够以较低成本实现高动态范围(HDR)亮度调制。

Description

投影设备及其投影控制方法

技术领域

本发明涉及光学投影技术领域，更具体地，涉及一种投影设备及其投影控制方法。

背景技术

随着显示技术的发展，投影设备的应用越来越广泛，包括教育投影机、家庭投影机和工程投影机等，投影技术给人们的生活、学习及工作带来了极大的改变。人们对投影设备显示质量的需求也不断提高，对高动态范围显示的需求与日俱增。在这样的背景下，就要求投影设备应具备区域亮度调制的能力。因此，如何在投影设备中实现指定区域的亮度调制是个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种投影装置以及投影控制方法、投影控制装置、投影设备及存储介质，以解决上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种投影设备，包括光源装置、空间光调制器和控制装置。光源装置用于点亮预定的区域。光源装置包括运动机构以及光源模组，运动机构包括驱动件以及连接于驱动件的转动件，转动件能够在驱动件的驱动下绕一中心轴转动。光源模组连接于转动件，光源模组包括多个光源组。多个光源组沿远离中心轴的方向向外依次排列，每个光源组包括至少一个发光单元，每个发光单元可单独控制发光；光源模组在转动件的带动下运动时的运动轨迹覆盖预定的区域。空间光调制器设置在光源光的光路上，并用于对光源光进行调制，以得到调制图像。控制装置用于：根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息；根据当前图像帧的亮度分布信息以及每个发光单元的当前位置，确定发光单元的输出亮度信息；根据每个发光单元的输出亮度信息分别控制每个发光单元输出期望的亮度，其中，当发光单元运动至预定的区域外时，控制装置控制发光单元熄灭。

第二方面，本发明实施例提供了一种投影控制方法，包括：根据预设频率控制光源模组转动；根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息；根据当前图像帧的亮度分布信息以及每个发光单元的当前位置，确定发光单元的输出亮度信息；以及根据每个发光单元的输出亮度信息分别控制每个发光单元输出期望的亮度，其中，当发光单元运动至预定的区域外时，控制装置控制发光单元熄灭。

本发明实施例提供的投影设备以及投影控制方法中，通过可以转动的运动机构驱动光源模组转动，而光源模组中的每个发光单元均可以单独控制发光，当进行亮度调制时，根据待显示的图像的亮度分布信息以及转动的每个发光单元的实时位置信息，控制每个发光单元输出期望的亮度，可以实现高动态范围(HDR)亮度调制。相对于传统的矩阵式固定区域亮度调制方案，本发明提供的投影设备在光源装置旋转到不同位置时，通过动态调制光源装置的发光强度，可以采用较少的发光单元实现多分区亮度调制。进一步地，由于每个发光单元均可以单独控制发光，因此在发光单元的运动轨迹上，可以实现更为连续且精细的照度调制。进一步地，当发光单元运动至指定所需的区域外时，控制装置控制发光单元熄灭，能够进一步减小投影设备的能耗。

下面将结合附图具体描述本发明的投影设备以及投影控制方法进行介绍。

附图说明

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。

图1示出了本发明实施例请提出的一种投影设备的模块框图。

图2示出了本发明实施例请提出的投影设备的一种光源装置的示意图。

图3示出了本发明实施例请提出的投影设备的另一种光源装置的示意图。

图4示出了本发明实施例请提出的投影设备的又一种光源装置的示意图。

图5示出了本发明实施例请提出的投影设备的再一种光源装置的示意图。

图6示出了本发明实施例提出的投影设备的控制装置的模块框图。

图7示出了本发明实施例提出的投影设备的照度调制示意图。

图8示出了本发明实施例提出的投影设备的一种应用实例示意图。

图9示出了本发明实施例提出的投影设备的另一种应用实例示意图。

图10示出了本发明实施例提出的一种投影控制方法的流程图。

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。下面将结合附图以及具体实施例对本发明提供的投影控制方法作出详细介绍。

随着显示技术的发展，投影设备的应用越来越广泛，人们对投影设备显示质量的需求也不断提高，这就要求投影设备应具备区域亮度调制的能力。为了在投影设备中实现指定区域的亮度调制，本发明的发明人潜心研究，并发现一种实现指定区域的亮度调制的方案，在该方案中，发明人采用矩阵排列的光源装置来点亮所需的区域。具体而言，该光源装置包括多个呈矩阵排列的发光体，每个发光体均能够单独控制发光，通过对处于不同位置的发光体分别进行亮度调制，可以方便地实现指定区域的亮度调制。然而，发明人进一步发现，采用这种光源装置实现高动态范围(HDR)亮度调制时，发光体的密度和控制精度均要达到非常高的要求，成本也非常大。

因此，发明人进一步研究能够以较低成本实现高动态范围(HDR)亮度调制的方案，其研究至少包括了：光源装置的发光体的排列形式以及密度对区域亮度调制的影响，光源装置的发光体的亮度控制算法对区域亮度调制的影响，光源装置的发光体的类型对区域亮度调制的影响等等。在进行大量反复的研究后，发明人提出了本发明的光源装置以及投影设备。

在本发明中，投影设备包括光源装置、空间光调制器和控制装置。光源装置用于点亮预定的区域。光源装置包括运动机构以及光源模组，运动机构包括驱动件以及连接于驱动件的转动件，转动件能够在驱动件的驱动下绕一中心轴转动。光源模组连接于转动件，光源模组包括多个光源组。多个光源组沿远离中心轴的方向向外依次排列，每个光源组包括至少一个发光单元，每个发光单元可单独控制发光；光源模组在转动件的带动下运动时的运动轨迹覆盖预定的区域。空间光调制器设置在光源光的光路上，并用于对光源光进行调制，以得到调制图像。控制装置用于：根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息；根据当前图像帧的亮度分布信息以及每个发光单元的当前位置，确定发光单元的输出亮度信息；根据每个发光单元的输出亮度信息分别控制每个发光单元输出期望的亮度，其中，当发光单元运动至预定的区域外时，控制装置控制发光单元熄灭。

上述的投影设备中，通过可以转动的运动机构驱动光源模组转动，而光源模组中的每个发光单元均可以单独控制发光，当进行亮度调制时，根据待显示的图像的亮度分布信息以及转动的每个发光单元的实时位置信息，控制每个发光单元输出期望的亮度，可以实现高动态范围(HDR)亮度调制。在光源装置旋转到不同位置时，通过动态调制光源装置的发光强度，可以采用较少的发光单元实现多分区亮度调制。进一步地，由于每个发光单元均可以单独控制发光，因此在发光单元的运动轨迹上，可以实现更为连续且精细的照度调制。进一步地，当发光单元运动至指定所需的区域外时，控制装置控制发光单元熄灭，能够进一步减小投影设备的能耗。

下面将结合附图以及具体实施例对本发明进行详细阐述。

请参见图1，图1示出了本发明实施例提供的投影设备100的模块框图，该投影设备100可以是但不限于激光电视、教育投影仪、微投、影院投影机等具备投影设备，也可以是具备投影功能的其他设备，例如具备投影功能的个人电脑、笔记本电脑、平板、智能手机、智能眼镜、VR眼镜等。需要说明的是，本发明实施例中的投影设备100的投影方向不作限定，其可以是背投或前投。

在本发明实施例中，投影设备100包括光源装置10、中继系统20、空间光调制器30、投影镜头40和控制装置60。中继系统20、空间光调制器30、投影镜头40依次设置在光源装置10出射的光源光的光路上，空间光调制器30用于对光源光进行调制，以得到调制图像供投影镜头40进行投影。

具体而言，光源装置10发出光束(以下称为光源光)。光源装置10在控制装置60的驱动下进行开启及关闭。中继系统20将光源光向空间光调制器30聚光；空间光调制器在控制装置60的驱动下进行运作，聚光至空间光调制器30的光源光在空间光调制器30的运作下形成图像光。例如，空间光调制器30为DMD(数字微镜器件)，DMD由数字微镜阵列构成，每一微镜构成一个调制单元，一个调制单元用于调制一个像素对应的图像。各微镜在驱动信号的驱动下翻转，各微镜的翻转的次数由驱动信号决定，翻转的微镜将光源光反射形成图像光。图像光输出至投影镜头40，投影镜头40投射图像光以形成图像。

请参阅图2，在本发明实施例中，光源装置10包括运动机构12以及连接于运动机构12的光源模组14，运动机构12用于驱动光源模组12绕一中心轴O转动，光源模组12在运动机构12的带动下运动时的轨迹覆盖预定的区域A，以使光源模组14能够点亮预定的区域A。应当理解的是，预定的区域A的形状不应限制于图中所示的长方形区域，其可以具有任意预定的形状，例如三角、正方形、长方形、圆形或者其他几何图形等等。

进一步地，运动机构12包括驱动件121以及连接于驱动件121的转动件123，转动件123能够在驱动件121的驱动下绕中心轴O转动。在本发明实施例中，驱动件121以及转动件123的结构均不设限制。例如，驱动件121可以为微型旋转电机，也可以为微机电系统的旋转驱动件，转动件123可以为用于承载光源模组14任何可能的结构，例如杆状结构或者盘状结构等。

光源模组14连接于转动件123。光源模组14包括多个光源组141，多个光源组14沿远离中心轴O的方向向外依次排列。当光源模组14在转动件123的带动下运动时，每个光源组141形成绕中心轴O的运动轨迹140，多个光源组141的运动轨迹大致彼此并列(如呈平行关系)。所有光源组141形成的运动轨迹的组合覆盖预定的区域A。

在一些实施方式中，具体如图2所示，运动机构12为圆周运动机构，例如旋转电机。光源模组14的运动轨迹大致为圆形，则多个光源组141自中心轴O开始沿着运动轨迹的半径方向依次向外排列。每相邻的两个光源组141之间的距离大致相同，以提供大致均匀的亮度，且多个光源组141形成的运动轨迹则为以中心轴O为圆心的多个同心圆。为了兼顾均匀亮度和节能，光源模组14的运动轨迹覆盖的面积与预定的区域A的面积比例大于或等于1且小于或等于第一比值，第一比值可以为2，3，4等。

在另一些实施方式中，具体如图3所示，运动机构12为椭圆运动机构，例如椭圆机驱动件。光源模组14的运动轨迹大致为椭圆形，则多个光源组141自中心轴O开始沿着运动轨迹的径向依次向外排列，以便于提高光线利用率。每相邻的两个光源组141之间的距离大致相同，以使亮度均匀，且多个光源组141形成的运动轨迹则为以中心轴O为圆心的多个同心椭圆。为了兼顾节能，光源模组14的运动轨迹覆盖的面积与预定的区域A的面积比例大于或等于1且小于或等于第二比值，第二比值可以为1.5，1.8，2，2.5等，且第二比值可以小于第一比值。

请再次参阅图2，在本发明实施例中，每个光源组141包括至少一个发光单元1411，每个发光单元1411均可以单独控制发光，如，控制装置60可单独地控制每个发光单元1411的开启、关闭以及光强等参数。发光单元1411可以为混色LED光源(如RGB光源)，也可以为单色LED光源或激光光源等，不受本发明说明书所限制。在本说明书所描述中，名词“光源组”仅为了便于描述而命名，其并不代表光源模组14的具体结构，也不代表光源组141中的发光单元1411必须连接或者组装于一起，在本说明书中，“光源组”指代的是具有相同的运动轨迹140的发光单元1411的集合，除非有特别声明之处。

进一步地，在一些实施例中，如图4所示，相邻的两个光源组141中，距离中心轴O较远的光源组141所包括的发光单元1411的数量大于或等于距离中心轴O较近的光源组141所包括的发光单元1411的数量。例如，某一光源组141可以包括一个发光单元1411，而位于该光源组144远离中心轴O一侧的另一光源组141可以包括两个或多的发光单元，也即，位于外圈运动轨迹上的光源组141可以包括更多的发光单元1411，如此，可以避免光源模组14在旋转运动时，不同位置处的光源组141具有不同的线速度而造成亮度不均的现象(例如外圈光源组141的线速度更大因此提供的光线更暗)，有利于光源装置10提供更为均匀可控的光线。

在本发明实施例中，光源模组14在运动机构12的驱动下运动时，其转动的频率为投影设备100的待显示图像的帧率的整数倍，例如，1倍，2，3倍。运动机构12的驱动件121转动的频率代表了每个位置的光源刷新的帧率，因此，保证驱动件121转动的频率为待显示图像的帧率的整数倍，有利于提高光线利用率。例如，当每个光源组141均包括1个发光单元，且光源模组14的转动频率为待显示图像的帧率的1倍时，每个位置的光源刷新的帧率等于待显示图像的帧率。

进一步地，在一些实施例中，为了提高每个位置的光源刷新的帧率以提高显示效果，可以通过提高驱动件121转动的频率来实现，也可以通过在每个光源组141内设置更多的发光单元1411来实现。如图5所示，每个光源组141可以包括多个发光单元1411，每个光源组141的多个发光单元1411在光源组141的运动轨迹140上依次间隔设置，且每两个发光单元1411之间的距离相等，也即，多个发光单元1411在光源组141的运动轨迹140上均布设置，这就使光源组141在转动1圈时能够提供更高的光源刷新帧率，有利于提高图像显示质量，并改善用户的视觉体验。例如，每个光源组141可以包括3个发光单元1411，当驱动件121的转动频率为待显示图像的帧率的1倍时，光源模组141所提供的光源刷新帧率为待显示图像的帧率的3倍。

在本发明实施例中，控制装置60用于控制运动机构12带动光源模组12转动，并用于根据待显示的图像信号来控制每个发光单元1411的亮灭以及光强。当发光单元1411运动至预定的区域A外时，控制装置60控制发光单元1411熄灭以减少投影设备100的能耗。

进一步地，请参阅图6，控制装置60包括亮度分布计算单元62、位置计算单元64、输出亮度计算单元66以及驱动单元68。

亮度分布计算单元62用于根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息，根据亮度分布信息，计算当前图像帧显示时预定的区域A内每个单位位置内所需的光源亮度。其中，每个单位位置可以理解为当前图像帧的像素点位置，其可以用当前图像帧画面中的直角坐标(x，y)来表示。亮度分布计算单元62通过统计待显示图像数据即可获取当前图像帧的亮度分布。

位置计算单元64用于根据运动机构12的运动参数，计算每个发光单元1411的当前位置信息。在本发明实施例中，由于发光单元1411绕中心轴O作转动运动，则根据运动机构12的实时运动参数以及发光单元1411相对于中心轴O的位置关系，可以计算出每个发光单元1411的当前位置，该当前位置可以用极坐标(ρ，θ)表示，其中，ρ表示发光单元1411与中心轴O之间的距离，θ表示发光单元1411的当前旋转角度。进一步地，运动机构12还可以包括角度传感器，角度传感器用于检测转动件123的实时转动角度，则位置计算单元64根据运动机构12的驱动函数以及角度传感器的检测数据，能够计算出每个发光单元1411的在预定的时刻的位置信息。

输出亮度计算单元66用于根据得到的每个单位位置内所需的光源亮度以及每个发光单元的当前位置信息，计算每个发光单元的输出亮度信息。进一步地，输出亮度计算单元66通过坐标系转化，获取画面的直角坐标(x，y)与灯条的极坐标(ρ，θ)之间转换关系，从而将每个发光单元1411的实时位置对应至当前图像帧中的画面位置，再根据对应的画面位置确定发光单元1411的输出亮度信息。坐标系转化公式为：

得出：x＝ρ×cos(θ×(2π/360))，y＝ρ×sin(θ×(2π/360))，由此，可以将每个发光单元1411的实时位置对应至当前图像帧中的画面位置。

驱动单元68用于根据输出亮度信息，控制输入到每个发光单元1411的电流以输出期望的亮度。机体而言，驱动单元68用于计算当前图像帧显示时每个发光单元1411所需的驱动信号，并根据驱动信号用于控制驱动电流，以分别控制每个发光单元1411输出期望的亮度。进一步地，驱动单元68可以根据当前图像帧的单位位置与发光单元1411之间的位置关系，以及发光单元1411的输出亮度信息，确定发光单元1411的驱动信号。应当理解的是，在驱动发光单元1411进行点亮时，驱动单元68通过控制输入发光单元1411的驱动电流来实现，则驱动单元68生成发光单元1411的驱动电流曲线，其用于调制输入至发光单元1411的驱动电流，以使发光单元1411的亮度参数满足当前图像帧画面的亮度分布，其中，驱动单元68可以基于驱动电流曲线，控制发光单元1411的光通量、光功率密度峰值等。

由此，上述的投影设备100能够根据每一帧画面的实际需要，控制每个画面位置处对应的发光单元1411的亮度，能够方便地实现区域照度控制，如图7所示。在图7所示的照度调制示例中，区域A图中的长方形区域，其为预定的区域，也可以理解为待显示图像实际所需的区域；区域B为图中的整圆形区域，其为发光单元1411在运动点亮过程中形成的完整区域；区域C为图中黑色部分的区域，其对应于待显示图像中较暗部分的区域；区域D为图中灰色部分的区域，其对应于待显示图像中较亮部分的区域，因此，通过控制旋转中的发光单元1411的实时亮度，能够便捷地实现区域照度控制。并且，在本发明提供的投影设备100中，由于发光单元1411在旋转过程中，旋转到不同位置处时其亮度均可以自由地控制，其在旋转轨迹方向(如圆弧方向)上，可以实现渐变的而不是阶梯式的照度调制(如图中区域E所示)，有利于提高图像显示质量。

进一步地，控制装置60还包括运动控制单元69，运动控制单元69用于根据待显示的图像的帧率，控制驱动件121带动转动件123转动，其中，驱动件121转动的频率为待显示的图像的帧率的整数倍。

本发明上述实施例提供的投影设备中，通过可以转动的运动机构驱动光源模组转动，而光源模组中的每个发光单元均可以单独控制发光，当进行亮度调制时，根据待显示的图像的亮度分布信息以及转动的每个发光单元的实时位置信息，控制每个发光单元输出期望的亮度，可以实现高动态范围(HDR)亮度调制。相对于传统的矩阵式固定区域亮度调制方案，本发明提供的投影设备在光源装置旋转到不同位置时，通过动态调制光源装置的发光强度，可以采用较少的发光单元实现多分区亮度调制。进一步地，由于每个发光单元均可以单独控制发光，因此在发光单元的运动轨迹上，可以实现更为连续且精细的照度调制。进一步地，当发光单元运动至指定所需的区域外时，控制装置控制发光单元熄灭，能够进一步减小投影设备的能耗。

本发明实施例还提供基于上述的投影设备100的一种具体应用实例，如图8所示的投影设备是投影设备100在实际应用场景中的实例，其包括与上述投影设备100大致相同的功能以及元件，本说明书不再一一赘述，下文将对投影设备100在该实施例中的具体形态进行介绍。

在本实施例中，发光单元1411为混色LED光源(如RBG光源)，中继系统20包括匀光装置22、成像透镜24、分色镜26以及合光棱镜28。成像透镜24以及分色镜26沿着光源光的光路依次设置于光源装置10与空间光调制器30之间，合光棱镜28设置于空间光调制器30与投影镜头40之间。

进一步地，每个发光单元1411均设有准直透镜，准直透镜将发光单元1411发出的光变为平行光并导入匀光装置22。在本实施例中，匀光装置22为复眼模块，其包括沿着光路设置的入射复眼透镜以及出射复眼透镜，入射复眼透镜和出射复眼透镜均包括多个呈阵列式排布的微透镜单元。该微透镜单元的形状可以同投影设备所需的照明光的形状相适应，入射复眼透镜的微透镜单元和出射复眼透镜的微透镜单元一一对应，两复眼透镜之间的距离根据实际需要合理设计。经过入射复眼透镜和出射复眼透镜的每个微透镜单元输出的光更加均匀。进一步地，匀光装置22的入射复眼透镜531和出射复眼透镜532可以设置于一平板透镜的两个相对的表面上，形成一整体，以便于安装。

进一步地，在本实施例中，中继系统20还包括用于驱动成像透镜24的旋转机构(图中未示出)，成像透镜24连接于该旋转机构，并能够在该旋转机构的驱动下与光源模组14同步转动。成像透镜24包括与多个发光单元1411对应的多个透镜，多个透镜与对应的发光单元1411同步转动，以使发光单元1411的照度均匀分布和拼接。

在本实施例中，从光源装置10出射的RBG三色光源光经过匀光装置22以及成像透镜24匀光后，通过分色镜，入射单独的空间光调制器30，之后经过合光棱镜28合光后从投影镜头40出射。

本发明实施例还提供基于上述的投影设备100的另一种具体应用实例，如图9所示的投影设备是投影设备100在实际应用场景中的实例，其包括与上述投影设备100大致相同的功能以及元件，本说明书不再一一赘述，下文将对投影设备100在该实施例中的具体形态进行介绍。

在本实施例中，光源装置10为三个，每个光源装置10的发光单元1411为单色LED光源或激光光源。中继系统20包括合光棱镜211、扩散膜212以及微透镜阵列213，合光棱镜211、扩散膜212以及微透镜阵列213沿着光源光的光路依次设置于光源装置10与空间光调制器30之间，空间光调制器30为基于DMD芯片的空间光调制器。

在本实施例中，扩散膜212的结构面朝向合光棱镜211，三个光源装置10发出的光源光经合光棱镜211合光后穿过扩散膜212，以得到均匀照度的光。进一步地，扩散膜212可以为掺入无机粒子的高分子膜，当光线进入该扩散膜212后将不断地在不同折射率的材料中穿梭，而发生折射、散射及反射，最终实现光扩散的效果。

进一步地，在本实施例中，微透镜阵列213包括多个微透镜，微透镜的排列轨迹与发光单元1411的运动轨迹大致一致，使微透镜阵列大致呈旋转对称排列，且排列密度大于每个光源组141中发光单元1411的排列密度。光线经过旋转对称的微透镜阵列进行光斑整形，使得区域照明光斑的光型可以无缝拼接、互相重叠区域少、照度均匀。进一步地，沿着运动轨迹的径向微透镜阵列的排列密度远远大于发光单元1411沿其运动轨迹的径向排列的密度，例如，每个发光单元1411的照明范围内有大于10个微透镜，从而显著提高光斑整形效果。

基于上述的投影设备，本发明实施例还提供一种投影控制方法，本发明实施例提供的投影控制方法可以由投影控制装置来执行，该装置可以通过硬件和/或软件的方式实现，并一般可以集成于投影设备中，本方法的执行依赖于计算机程序，该计算机程序可以运行于计算机系统，该计算机系统可以是投影设备的一个操作系统。下面对具体的投影控制方法进行介绍。

请参阅图10，本发明实施例提供的一种投影控制方法，其一旦被触发，则实施例中方法的流程可以通过投影设备自动运行，其中，各个步骤在运行的时候可以按照如流程图中的顺序先后进行，也可以根据实际情况多个步骤同时进行，在此并不作限定。该投影控制方法可以包括步骤S110～步骤S170。

步骤S110：根据预设频率控制光源模组转动。

步骤S130：根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息。

步骤S150：根据当前图像帧的亮度分布信息以及每个发光单元的当前位置，确定发光单元的输出亮度信息。

在本实施例中，步骤S150可以包括：根据亮度分布信息，计算当前图像帧显示时预定的区域内每个单位位置内所需的光源亮度；根据运动机构的运动参数，计算每个发光单元的当前位置信息；以及根据得到的每个单位位置内所需的光源亮度以及每个发光单元的当前位置信息，计算每个发光单元的输出亮度信息。

步骤S170：根据每个发光单元的输出亮度信息分别控制每个发光单元输出期望的亮度，其中，当发光单元运动至区域外时，控制装置控制发光单元熄灭。

在本实施例中，步骤S170可以包括：根据输出亮度信息，控制输入到每个发光单元的电流以输出期望的亮度。

本发明实施例提供的投影设备以及投影控制方法中，通过可以转动的运动机构驱动光源模组转动，而光源模组中的每个发光单元均可以单独控制发光，当进行亮度调制时，根据待显示的图像的亮度分布信息以及转动的每个发光单元的实时位置信息，控制每个发光单元输出期望的亮度，可以实现高动态范围(HDR)亮度调制。相对于传统的矩阵式固定区域亮度调制方案，本发明提供的投影设备在光源装置旋转到不同位置时，通过动态调制光源装置的发光强度，可以采用较少的发光单元实现多分区亮度调制。进一步地，由于每个发光单元均可以单独控制发光，因此在发光单元的运动轨迹上，可以实现更为连续且精细的照度调制。进一步地，当发光单元运动至指定所需的区域外时，控制装置控制发光单元熄灭，能够进一步减小投影设备的能耗。

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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。

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(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种投影设备，包括光源装置、空间光调制器和控制装置；其特征在于，所述光源装置用于点亮预定的区域；所述光源装置包括：

运动机构，包括驱动件以及连接于所述驱动件的转动件，所述转动件能够在所述驱动件的驱动下绕一中心轴转动；以及

光源模组，连接于所述转动件；所述光源模组包括多个光源组，多个所述光源组沿远离所述中心轴的方向向外依次排列，每个所述光源组包括至少一个发光单元，每个所述发光单元可单独控制发光；所述光源模组在所述转动件的带动下运动时的运动轨迹覆盖所述预定的区域；

所述空间光调制器设置在所述光源光的光路上，并用于对所述光源光进行调制，以得到调制图像；

所述控制装置用于：

根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息；

根据当前图像帧的亮度分布信息以及每个所述发光单元的当前位置，确定所述发光单元的输出亮度信息；以及

根据每个所述发光单元的输出亮度信息分别控制每个所述发光单元输出期望的亮度，其中，当所述发光单元运动至所述预定的区域外时，所述控制装置控制所述发光单元熄灭。

2.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制装置包括：

亮度分布计算单元，用于根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息，并根据所述亮度分布信息，计算当前图像帧显示时所述预定的区域内每个单位位置内所需的光源亮度；

位置计算单元，用于根据所述运动机构的运动参数，计算每个发光单元的当前位置信息；

输出亮度计算单元，用于根据得到的每个单位位置内所需的光源亮度以及每个发光单元的当前位置信息，计算每个所述发光单元的输出亮度信息；

驱动单元，用于根据所述输出亮度信息，控制输入到每个所述发光单元的电流以输出期望的亮度；以及

运动控制单元，所述运动控制单元用于根据所述待显示的图像的帧率，控制所述驱动件带动所述转动件转动，其中，所述驱动件转动的频率为所述帧率的整数倍。

3.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述运动机构为圆周运动机构，多个所述光源组在所述转动件的带动下运动时的运动轨是以所述中心轴为圆心的同心圆；所述光源模组的运动轨迹覆盖的面积与所述预定的区域的面积比例小于或等于第一比值。

4.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述运动机构为椭圆运动机构，多个所述光源组在所述转动件的带动下运动时的运动轨是以所述中心轴为圆心的同心椭圆；所述光源模组在的运动轨迹覆盖的面积与所述预定的区域的面积比例小于或等于第二比值。

5.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，相邻的两个所述光源组中，距离所述中心轴较远的光源组所包括的发光单元的数量大于或等于距离所述中心轴较近的光源组所包括的发光单元的数量；每个所述光源组包括多个发光单元，每个光源组的多个发光单元具有相同的运动轨迹，且每个光源组的多个发光单元其运动轨迹上依次间隔设置，其中每两个所述发光单元之间的距离相等。

6.如权利要求1～5中任一项所述的投影设备，其特征在于，所述发光单元为RGB光源，所述投影设备还包括匀光装置、成像透镜、分色镜、合光棱镜以及投影镜头，所述匀光装置、所述成像透镜以及所述分色镜沿着所述光源光的光路依次设置于所述光源装置与所述空间光调制器之间，所述合光棱镜设置于所述空间光调制器与所述投影镜头之间。

7.如权利要求6所述的投影设备，其特征在于，每个所述发光单元均设有准直透镜，所述匀光装置包括沿着所述光路设置的入射复眼透镜以及出射复眼透镜；所述投影设备还包括旋转机构，所述成像透镜包括与多个所述发光单元一一对应的多个透镜，多个所述透镜连接于所述旋转机构，并能够在所述旋转机构的驱动下与对应的发光单元同步转动。

8.如权利要求1～5中任一项所述的投影设备，其特征在于，所述光源装置为三个，每个所述光源装置的发光单元为单色LED光源或激光光源，所述投影设备还包括合光棱镜、扩散膜以及微透镜阵列，所述合光棱镜、所述扩散膜以及所述微透镜阵列沿着所述光源光的光路依次设置于所述光源装置与所述空间光调制器之间，所述空间光调制器为基于DMD。

9.如权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述微透镜阵列中的微透镜的排列轨迹与所述光源模组的发光单元的运动轨迹一致，且多个微透镜的排列密度大于发光单元的排列密度。

10.一种投影控制方法，其特征在于，应用于权利要求1～9中任一项所述的投影设备，所述投影控制方法包括：

根据预设频率控制所述光源模组转动；

根据待显示的图像信号获取当前图像帧的亮度分布信息；

根据当前图像帧的亮度分布信息以及每个所述发光单元的当前位置，确定所述发光单元的输出亮度信息；以及

根据每个所述发光单元的输出亮度信息分别控制每个所述发光单元输出期望的亮度，其中，当所述发光单元运动至所述预定的区域外时，控制所述发光单元熄灭。

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