CN113867092A - 新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统 - Google Patents

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许艳华
李岩
许鸿鹏
王淑坤
苏文露
王金明
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Abstract

本发明公开了一种新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，属于投影设备技术领域，包括镜头、反光杯、调校装置、投影屏、图像采集模块、处理器和检测台，所述镜头设置于检测台顶面，所述反光杯设置于镜头前侧，所述投影屏设置于检测台后方，光源发出光线通过镜头进入反光杯，再由反光杯反射到投影屏上，所述调校装置设置于反光杯前方且与反光杯连接，所述调校装置控制反光杯运动，所述图像采集模块设于投影屏前用于采集投影图像信息，所述图像采集模块与处理器信号连接，本发明解决了手工调整不确定性的问题，量化了调校过程；提高精度与缩短调整时间，实现人工智能自动化调校，且每次开机时，所有调整结构都在最佳位置，减少调整量。

Description

新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统
技术领域
本发明是新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，属于投影设备技术领域。
背景技术
激光投影是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的第四代显示技术，被广泛应用于数字教学领域以及以边缘融合技术为基础的现代化数字展示工程领域，如环幕电影、博物馆和家居等。投射比是激光投影机的重要参数，投射比＝投影距离/画面宽度，其比值越小，说明相同投影距离，投射画面的宽度越大。超短焦投影机指投射比＜0.4的投影机，在短距离内可实现更大画面的投影，其技术的核心部件是超短焦投影镜头。
目前激光投影仍存在诸多技术问题，如投影画面出现扭曲、画面照度低且不均匀、清晰度不够、边缘画面色差大等，这些问题的产生在于镜头生产设备及相关调校工艺落后，激光投影的镜头和出光曲面反光杯安装在投影机内的固定支架上，通过反光杯的调整，可调节出射画面的形状、畸变、色差等参数，其调节精度要求在微米级以上，目前的调校方法都是采用人工调校，调校参数多、自由度复杂，且很难保证品质的一致性及时效性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，以解决现有的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，包括镜头、反光杯、调校装置、投影屏、图像采集模块、处理器和检测台，所述镜头设置于检测台顶面，所述反光杯设置于镜头前侧，所述投影屏设置于检测台后方，光源发出光线通过镜头进入反光杯，再由反光杯反射到投影屏上，所述调校装置设置于反光杯前方且与反光杯连接，所述调校装置控制反光杯运动，所述图像采集模块设于投影屏前用于采集投影图像信息，所述图像采集模块与处理器信号连接。
进一步地，所述反光杯两侧下端均设有调整头，所述调校装置由两个伺服电机和两个螺杆组成，所述伺服电机驱动螺杆旋转，所述反光杯的两个调整头分别与同侧的螺杆螺纹连接，所述伺服电机与处理器电性连接。
进一步地，所述伺服电机安装于支座上，所述支座固定于检测台上且内设有电机和第二螺杆，所述第二螺杆转动设置于支座内，所述伺服电机侧端安装座延伸至支座内与第二螺杆螺纹连接，所述电机驱动第二螺杆转动。
进一步地，所述图像采集模块设有两个且分别设置于投影屏前方两侧位置，所述图像采集模块用于截取投影屏左上和右上角图像。
进一步地，所述图像采集模块包括采集图像的相机镜头以及传输图像的图像采集卡。
进一步地，所述处理器内还包括图像数据库，所述图像数据库内存储足够量的细分图像档案，所述处理器通过将图像采集模块截取的图像与图像数据库内标准图像比对后驱动调校装置进行调试。
进一步地，所述处理器设置于人机控制台内，所述人机控制台上还设有触摸屏和控制面板，所述控制面板与处理器电路连接，所述图像采集模块截取的图像通过电性传输显示于触摸屏上。
本发明的有益效果是：本发明通过伺服电机精确控制调整量，解决了手工调整不确定性的问题，量化了调校过程；且由于调整是微米级的，两个伺服电机可以分别调整两根螺杆，反光杯为自由曲面，通过调节反光杯的两个调整点(A、B)的进给量来调节反光杯的空间位置，如AB同进、AB同退、A进B不动、B进A不动、A进B退、A退B进等，带来反光杯六个“自由度”(三维坐标及相应的夹角)的调整，从而调整出射画面的形状、畸变、色差等参数,调整好后，反光杯位置会用胶水固定，实际投影仪使用时只调整镜头，反光杯不会再动，可通过相机采集的反射投影图像与标准图像比对分析，计算出合适的调整指令，实现人工智能自动化调校，降低了人工成本；且设备具备主动学习能力，在每完成一次自动化调校后将具备记忆精确定位的各调整机构的最佳位置信息存储在系统中，以后每次开机时，所有调整伺服的电机调整结构都在最佳位置，大大减少调整量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统的反光杯工作原理示意图；
图2为本发明新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统的俯视结构图；
图3为本发明新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统的调校装置的部分结构示意图；
图4为本发明新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统的调整点结构图；
图5为本发明新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统的构成图。
图中：镜头-1、反光杯-2、投影屏-3、图像采集模块-4、处理器-5、检测台-12、调整头-13、伺服电机-6、螺杆-7、支座-8、电机-9、第二螺杆-10、图像数据库-11。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-图4，本发明提供新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统技术方案：镜头1、反光杯2、调校装置、投影屏3、图像采集模块4、处理器5和检测台12，镜头1设置于检测台12顶面，反光杯2设置于镜头1前侧，投影屏3设置于检测台12后方，光源发出光线通过镜头1进入反光杯2，再由反光杯2反射到投影屏3上，调校装置设置于反光杯2前方且与反光杯2连接，调校装置控制反光杯2运动，图像采集模块4设于投影屏3前用于采集投影图像信息，图像采集模块4与处理器5信号连接。
反光杯2两侧下端均设有调整头13，调校装置由两个伺服电机6和两个螺杆7组成，伺服电机6驱动螺杆7旋转，反光杯2的两个调整头13分别与同侧的螺杆7螺纹连接，伺服电机6与处理器5电性连接。
伺服电机6安装于支座8上，支座8固定于检测台12上且内设有电机9和第二螺杆10，第二螺杆10转动设置于支座8内，伺服电机6侧端安装座延伸至支座8内与第二螺杆10螺纹连接，电机9驱动第二螺杆10转动。
图像采集模块4设有两个且分别设置于投影屏3前方两侧位置，图像采集模块4用于截取投影屏左上和右上角图像，图像采集模块4为视觉检测相机。
处理器5内还包括图像数据库11，图像数据库11内存储足够量的细分图像档案，处理器5通过将图像采集模块4截取的图像与图像数据库11内标准图像比对后驱动调校装置进行调试，处理器5设置于人机控制台内，人机控制台上还设有触摸屏和控制面板，控制面板与处理器5电路连接，图像采集模块4截取的图像通过电性传输显示于触摸屏上
例如，通过图像采集模块4在投影屏3上拾取图像信息(如像素、图形等)，上传给处理器5内通过与图像数据库11内存储的图像档案进行比对，识别分析运算，确定当前的图像代码得出调整指令，输出调整任务编码给处理器，然后处理器5按任务编码启动相关执行单元，输出调整指令和电脉冲信号，驱动调校装置自动工作，伺服电机6通过螺杆7驱动反光杯2的两个调整头13的进给量来调节反光杯2的空间位置，从而调整出射画面的形状、畸变、色差等参数，调整好后对反光杯2施胶与照射固化，然后即可将调校装置退出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，其特征在于：包括镜头(1)、反光杯(2)、调校装置、投影屏(3)、图像采集模块(4)、处理器(5)和检测台(12)，所述镜头(1)设置于检测台(12)顶面，所述反光杯(2)设置于镜头(1)前侧，所述投影屏(3)设置于检测台(12)后方，光源发出光线通过镜头(1)进入反光杯(2)，再由反光杯(2)反射到投影屏(3)上，所述调校装置设置于反光杯(2)前方且与反光杯(2)连接，所述调校装置控制反光杯(2)运动，所述图像采集模块(4)设于投影屏(3)前用于采集投影图像信息，所述图像采集模块(4)与处理器(5)信号连接。
2.根据权利要求1所述的新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，其特征在于：所述反光杯(2)两侧下端均设有调整头(13)，所述调校装置由两个伺服电机(6)和两个螺杆(7)组成，所述伺服电机(6)驱动螺杆(7)旋转，所述反光杯(2)的两个调整头(13)分别与同侧的螺杆(7)螺纹连接，所述伺服电机(6)与处理器(5)电性连接。
3.根据权利要求2所述的新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，其特征在于：所述伺服电机(6)安装于支座(8)上，所述支座(8)固定于检测台(12)上且内设有电机(9)和第二螺杆(10)，所述第二螺杆(10)转动设置于支座(8)内，所述伺服电机(6)侧端安装座延伸至支座(8)内与第二螺杆(10)螺纹连接，所述电机(9)驱动第二螺杆(10)转动。
4.根据权利要求1所述的新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，其特征在于：所述图像采集模块(4)设有两个且分别设置于投影屏(3)前方两侧位置，所述图像采集模块(4)用于截取投影屏左上和右上角图像。
5.根据权利要求4所述的新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，其特征在于：所述图像采集模块(4)包括采集图像的相机镜头以及传输图像的图像采集卡。
6.根据权利要求1所述的新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，其特征在于：所述处理器(5)内还包括图像数据库(11)，所述图像数据库(11)内存储足够量的细分图像档案，所述处理器(5)通过将图像采集模块(4)截取的图像与图像数据库(11)内标准图像比对后驱动调校装置进行调试。
7.根据权利要求1所述的新型显示超短焦镜头曲面反光杯智能调校系统，其特征在于：所述处理器(5)设置于人机控制台内，所述人机控制台上还设有触摸屏和控制面板，所述控制面板与处理器(5)电路连接，所述图像采集模块(4)截取的图像通过电性传输显示于触摸屏上。
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