CN114077142A - 投影装置、投影装置的控制方法及投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影装置、投影装置控制方法及投影系统，涉及投影设备技术领域。投影装置包括：成像单元，成像单元用于提供沿投射光路传播的影像承载光束；棱镜，棱镜设置于投射光路上，棱镜具有入光面，入光面与成像单元相对且倾斜设置；以及分光膜，所述分光膜设置于所述入光面；其中，影像承载光束的至少部分光束被入光面反射至第一投影面上形成第一投影影像，影像承载光束的剩余部分光束自分光膜透射入棱镜后，射出至第二投影面上形成第二投影影像。本发明提供的投影装置可通过单台投影设备实现多投的功能。

Description

投影装置、投影装置的控制方法及投影系统

技术领域

本发明涉及投影设备技术领域，尤其涉及一种投影装置、投影装置的控制方法及投影系统。

背景技术

相关技术中，投影系统仅仅可向单一屏幕投影图像，投影功能较为单一。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种投影装置、投影装置的控制方法及投影系统，旨在解决现有投影系统投影功能较为单一的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种投影装置，包括：

成像单元，所述成像单元用于提供沿投射光路传播的影像承载光束；

棱镜，所述棱镜设置于所述投射光路上，所述棱镜具有入光面，所述入光面与所述成像单元相对且倾斜设置；以及

分光膜，所述分光膜设置于所述入光面；

其中，所述影像承载光束的至少部分光束被所述入光面反射至第一投影面上形成第一投影影像，所述影像承载光束的剩余部分光束自所述分光膜透射入所述棱镜后，射出至第二投影面上形成第二投影影像。

在一实施例中，所述棱镜还包括反射面，所述反射面相对于所述投射光路倾斜设置；

其中，所述剩余部分光束自所述分光膜透射入所述棱镜，被所述反射面反射后从所述棱镜射出至第二投影面上形成第二投影影像。

在一实施例中，所述反射面将所述剩余部分光束沿远离所述第一投影面的方向反射。

在一实施例中，所述反射面为凹面或者凸面。

在一实施例中，所述反射面为球面、非球面或者自由曲面。

在一实施例中，所述棱镜还包括出光面，且所述出光面相对所述反射面倾斜设置；

其中，所述剩余部分光束被所述反射面反射后，经过所述出光面后射出至第二投影面上形成第二投影影像。

在一实施例中，在远离所述入光面的方向上，所述出光面沿靠近所述反射面的方向倾斜。

在一实施例中，所述分光膜与所述入光面可分离地连接；

所述投影装置还包括：

全反射膜；

全透射膜；以及

膜层切换组件，所述膜层切换组件与所述全反射膜、全透射膜或分光膜均连接，所述膜层切换组件具有第一状态、第二状态和第三状态，在所述第一状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面与所述全反射膜，在所述第二状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面与所述全透射膜，在所述第三状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面与所述分光膜。

第二方面，本发明还提供了一种基于上述投影装置的控制方法，所述方法包括：

接收用户选择目标投影屏幕的操作指令；所述目标投影屏幕包括第一投影面和第二投影面中的至少一者；

基于所述操作指令，确定膜层切换组件的目标工作状态；

控制膜层切换组件切换至目标工作状态；

在膜层切换组件切换至目标工作状态之后，控制成像单元发光。

第三方面，本发明还提供了一种投影系统，包括：

如上所述的投影装置；以及

控制设备，控制设备包括存储器、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投影装置的控制程序，所述投影装置的控制程序配置为实现如上述的投影装置的控制方法的步骤。

本发明提出的一种投影装置、投影装置的控制方法及投影系统，该投影装置包括提供影像承载光束的成像单元和位于成像单元的投射光路上的棱镜，棱镜的入光面上设置有分光膜，使得所述影像承载光束的至少部分光束被所述分光膜反射至第一投影面上形成第一投影影像，所述影像承载光束的剩余部分光束自所述分光膜透射入所述棱镜后，射出至第二投影面上形成第二投影影像。由此，本发明通过入光面上的分光膜把影像承载光束可分为2部分，以分别在不同的投影面上形成独立的投影影像，从而通过单台投影设备实现多投的功能，丰富了投影设备的使用场景，进而提高了用户体验。

附图说明

图1为本申请投影装置第一实施例的结构示意图；

图2为本申请投影装置中分光膜与入光面连接示意图；

图3为本申请投影装置第二实施例的结构示意图；

图4为本申请投影装置第三实施例的结构示意图；

图5为本申请投影装置的控制方法第一实施例的流程示意图；

图6为本申请投影系统的控制设备的结构示意图。

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

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相关技术中，单台投影装置大部分为墙壁投影，仅仅能在投影镜头前方的墙壁上形成一幅图像。但是在实际使用中，难免出现会议参会人数过多需要分组讨论的情形，此时单个投影图像难以满足多组人员使用的需求。而使用多台投影装置易占用空间，也易受到空间限制，如会议室狭小导致多台投影装置的投射光路存在干涉。

为此，本申请实施例提供一种投影装置，该投影装置在成像单元的投射光路上设置一棱镜，棱镜的入光面上设置分光膜，通过分光膜将成像单元的影像承载光束分为2路后射出，从而在不同的投影面上形成不同的投影影像。

下面结合一些具体实施例进一步阐述本申请的发明构思。

参阅图1和图2，图1示出了一种投影装置，图2示出了投影装置中分光膜与入光面连接示意图。

本实施例中，投影装置包括成像单元10、棱镜20和分光膜40。

成像单元10用于提供沿投射光路传播的影像承载光束。

棱镜20设置于投射光路上，棱镜20具有入光面21，入光面21与成像单元10相对且倾斜设置，且参阅图2，入光面21设置分光膜40。

其中，影像承载光束的至少部分光束被入光面21反射至第一投影面1上形成第一投影影像，影像承载光束的剩余部分光束自分光膜40透射入棱镜20后，射出至第二投影面2上形成第二投影影像。

具体而言，成像单元10为投影装置的光机系统，其至少包括影像处理部以及影像显示元件，影像处理部用于对输入的影像信号进行影像处理，影像显示元件用于接收影像处理部处理后的影像信号，生成光学影像。其中，影像显示元件包括至少一种发光元件。发光元件具有相应的驱动电路，驱动电路根据影像信号控制每个发光元件中的电流，发光元件基于产生的电流产生光学影像。成像单元10具有一出光面，出光面的光轴所在方向即为成像单元10的投射光路。

棱镜20设置在投射光路上，且与成像单元10的出光面间隔开。棱镜20具有朝向成像单元10的出光面的入光面21，且入光面21与出光面相对且倾斜设置，以避免影像承载光束由于入光面21垂直于投射光路而返回至出光面。入光面21上设置有分光膜40。分光膜40为半反半透膜，具体而言，分光膜40可根据其具体结构或者材料成分的不同而具有不同的分光效果，即将影像承载光束中的特定光束反射，而其余的光束透射过该分光膜40。

如在一些实施例中，分光膜40可根据折射率不同将光束分成反射光束3和透射光束4。在另一实施例中，分光膜40可将光谱中特定光束反射形成反射光束3，而剩余光束形成透射光束4。从而，影像承载光束中的至少部分光束，即反射光束3被分光膜40反射后沿第一方向传播，直至在第一投影面1上形成第一投影影像。影像承载光束中的剩余部分光束，即透射光束4自分光膜40透射入棱镜20后沿第二方向传播，直至从棱镜20射出至第二投影面2上形成第二投影影像。其中，第一方向和第二方向之间存在夹角，以使得透射光束4和反射光束3在成像单元10的不同方位的投影面上分别形成投影影像。

且可以理解的，发光元件可由驱动电路控制，当驱动电路控制成像单元10发出的影像承载光束中仅仅包括被分光膜40反射的特定光束时，此时的影像承载光束全部被分光膜40反射。或者，当驱动电路控制成像单元10发出的影像承载光束中不包括被分光膜40反射的特定光束时，此时的影像承载光束全部被透射进棱镜20内，而不具有反射光束3。

本实施例中在成像单元10的投射光路上设置一棱镜20，棱镜20的入光面21上设置分光膜40，通过分光膜40将成像单元10的影像承载光束分为2路后射出，从而在不同的投影面上形成不同的投影影像，使得单台投影装置可实现多投的功能，丰富了投影设备的使用场景，进而提高了用户体验。

透射光束4可从入光面21进入棱镜20后，直接从棱镜20的另一侧射出，从而在成像单元10正对的墙壁或者其他投影面上形成第二投影图像。或者，在一实施例中，棱镜20还包括反射面22。剩余部分光束自分光膜40透射入棱镜20，被反射面22反射后从棱镜20射出至第二投影面2上形成第二投影影像。

反射面22可为全反射面22，且该全反射面22设置于入光面21的背离成像单元10的一侧，且全反射面22相对于剩余部分光束的光轴倾斜，以使得全反射面22可将剩余部分光束偏转至预定方向成像，以满足特定场景的使用，以提高投影装置的环境适用性。

参阅图1，在一实施例中，反射面22将剩余部分光束沿远离第一投影面1的方向反射。

本实施例中，反射面22将透射光束4向背离第一投影面1的方向偏转，使得第一投影面1和第二投影面2分别位于投影装置的两侧。

如参阅图1，投影装置可垂直放置于桌面，第一投影面1位于桌面一侧的墙壁上，影像承载光束的至少部分光束被分光膜40反射后传输至墙壁上形成第一投射影像。影像承载光束的剩余部分光束透射至棱镜20内后，被反射面22反射后光路发生偏转，回到桌面上，在投影装置的侧方形成第二投影影像。

本实施例中，单台投影装置可以在相互垂直的两个面上同时实现投影，且其中一个面可以是投影装置的放置平面，如同时实现桌投和墙投，以提高投影使用场景的使用性。且将透射光束4偏转至投影装置的放置平面上形成第二投影影像，可以充分利用投影装置的放置平面，提高空间利用率，以避免两个投影图像均在墙壁上投影容易受到使用人员的数量限制和使用空间限制，从而提高环境适应性。

其中，在一实施例中，自由曲面的反射面22为凹面。此时，透射光束4经过凹面的反射面22后被汇聚，从而可缩小第二投影图像。或者，在另一实施例中，参阅图3，自由曲面的反射面22为凸面，透射光束4经过凸面的反射面22后被扩散，从而可放大第二投影图像。

本实施例中，通过将反射面22设置为凹面或者凸面，以扩散或者汇聚透射光束4，进而实现第二投影图像的大小可调，以满足不用应用场景所需。如在实现桌投时，将第二投影图像放大处理，以通过微型投影装置也能投射出满足多人会议所需的投影图像，提高用户体验。

可以理解的，凹面或者凸面的反射面22可为球面、非球面或者自由曲面。本实施例对此并不限制。

参阅图1，在一实施例中，棱镜20还包括出光面23，且出光面23相对于反射面22倾斜设置。

其中，剩余部分光束被反射面22反射后，经过出光面23后射出至第二投影面2上形成第二投影影像。

出光面23用于偏转透射光束4，以使得透射光束4经过出光面23时发生偏转，且射出至投影装置所在的放置平面上时远离或者靠近投影装置。

在一实施例中，在远离入光面21的方向上，出光面23沿靠近反射面22的方向倾斜。

参阅图1，本实施例中，出光面23分别连接反射面22和入光面21，且出光面23与两者的夹角均为锐角，从而在水平向左的方向上，出光面23沿靠近反射面22的方向倾斜，使得透射光束4在被反射面22反射后，经过出光面23时，向靠近成像单元10的方向偏转，不仅可避免投影装置的体积过大，还可缩短成像距离，提高成像效果。

在一实施例中，所述分光膜40与所述入光面21可分离地连接。分光膜40可分离地覆盖在入光面21上，以可在外力的作用下附着在入光面21上，或者在外力的作用下从入光面21上分离。可选的，分光膜40覆盖入光面21的全部，以避免出现影响承载光束与入光面21错开导致投影效果受到影响的情况出现。

所述投影装置还包括：全反射膜(未示出)、全透射膜(未示出)、以及膜层切换组件(未示出)。

所述膜层切换组件与所述全反射膜、所述全透射膜和所述分光膜40均连接，所述膜层切换组件具有第一状态、第二状态和第三状态，在所述第一状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面21与所述全反射膜，在所述第二状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面21与所述全透射膜，在所述第三状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面21与所述分光膜40。

其中，全反射膜可将影像承载光束全部反射形成反射光束，并沿第一方向传播，直至在第一投影面1上形成第一投影影像，因此，在第一状态下，投影装置仅仅在第一投影面上得到第一投影影像。全透射膜可使得影像承载光束全部透射过，直至在第二投影面2上形成第二投影影像，因此，在第二状态下，投影装置仅仅在第二投影面上得到第二投影影像。

具体而言，膜层切换组件可根据控制指令的需求，将分光膜40、全反射膜或者全透射膜中的一种单独附着在入光面21上，此时三者中的剩余两者与入光面21分离开。作为一个实施例，膜层切换组件包括可转动的三爪结构，三爪结构包括第一爪、第二爪与第三爪，第一爪上连接有全反射膜，第二爪上连接有全透射膜，第三爪连接有分光膜40。在第一状态时，三爪结构中第一爪转动至入光面21处，并将第一爪上的全反射膜附着在入光面21上。在从第一状态切换至第二状态时，三爪结构的第一爪可向沿远离入光面21的方向移动以使全反射膜与入光面21分离，然后三爪结构的第一爪转动后远离入光面21，同时第二爪转动至入光面21处，并使得第二爪上的全透射膜附着在入光面21上。在从第二状态时切换至第三状态时，三爪结构的第二爪可向沿远离入光面21的方向移动以使全透射膜与入光面21分离，然后三爪结构的第二爪转动后远离入光面21，同时第三爪转动至入光面21处，并使得第三爪上的分光膜40附着在入光面21上。可以理解的，三爪结构的还可从第三状态切换至第一状态，或者从第一状态切换至第三状态，本实施例对此并不限制。

本实施例中，通过设置的膜层切换组件，可使得投影装置可选择性在单独第一投影屏幕投影、单独第二投影屏幕投影，或者两者同时投影三种模式中切换，以满足不同应用场景所需，丰富投影装置的功能，提高用户体验。

作为一个实施例，参阅图4，成像单元中10的至少一种发光元件包括红色发光元件、蓝色发光元件和绿色发光元件；至少部分光束为红光、蓝光和绿光中的至少一种。

本实施例中，红色发光元件发出R光，蓝色发光元件发出B光，绿色发光元件发出G光。成像单元10还具有光路调制器，以将三种颜色的光合路。

且此时分光膜40反射的至少部分光束为红光、蓝光和绿光中的至少一种。

如分光膜40可配置为反射RGB三色光中的一种，如R光、G光、B光，或者是RGB三色光中的任意2种，如为RG光、GB光。如参阅图4，反射光束3为RB光，从而配合发光元件的控制实现在不同应用场景下获得不同颜色的投影图像的效果。

基于上述硬件结构，提出本申请实施例的一种投影装置的控制方法。参阅图5，图5为本申请实施例的投影装置的控制方法的流程示意图。

本实施例中，方法包括：

步骤S101、接收用户选择目标投影屏幕的操作指令；目标投影屏幕包括第一投影面1和第二投影面2中的至少一者。

本实施例的执行主体为投影装置的控制设备。在投影装置被使用时，投影装置可通过人际交互界面或者遥控终端的显示界面向用户输出可供选择的投影模式，如单独第一投影屏幕投影，单独第二投影屏幕投影，或者两者同时投影。然后，控制设备可通过人际交互界面或者遥控终端接收到用户输入的选择目标投影屏幕的操作指令。

步骤S102、基于操作指令，确定所述膜层切换组件的目标工作状态。

控制设备内存储有该投影装置的棱镜20的膜层切换组件的三种状态的特性。从而可根据操作指令对应的投影屏幕的需求，即单独第一投影屏幕投影，单独第二投影屏幕投影，或者两者同时投影确定膜层切换组件的目标工作状态。

如控制设备接收到操作指令为单独第一投影屏幕投影时，可确定膜层切换组件的目标工作状态为第一状态。

或者，控制设备接收到操作指令为单独第二投影屏幕投影时，可确定确定膜层切换组件的目标工作状态为第二状态。

或者，控制设备接收到操作指令为两者同时投影时，确定膜层切换组件的目标工作状态为第三状态。

步骤S103、控制膜层切换组件切换至目标工作状态。

在确定好目标工作状态后，可控制膜层切换组件从当前状态切换至目标工作状态，做好投影前准备。

步骤S104、在膜层切换组件切换至目标工作状态之后，控制所述成像单元发光。

在膜层切换组件切换至目标工作状态之后，可向控制设备发出相应的状态切换到位指令。控制设备在接收到状态切换到位指令后，即可控制成像单元内部的反光元件发光，从而开始发出影像承载光束，得到用户选择的目标投影图像。

本实施例中，通过控制膜层切换组件响应于不同目标投影屏幕的操作指令切换至对应的目标工作状态，从而可以在单独第一投影屏幕投影，单独第二投影屏幕投影，或者两者同时投影三种模式中切换，以满足不同应用场景所需，丰富投影装置的功能，提高用户体验。

作为一个实施例，本发明还提供了一种投影系统，包括：

投影装置；以及

控制设备，控制设备包括：存储器1005、处理器1001及存储在存储器上并可在处理器上运行的投影装置的控制程序，投影装置的控制程序配置为实现如上述的投影装置的控制方法的步骤。

该投影装置的具体结构参照上述实施例，由于本投影系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，参照图6，图6为本申请实施例方案涉及的控制设备的结构示意图。

如图6所示，该控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构并不构成对控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图6所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、蓝牙通信模块、用户接口模块以及投影装置控制程序。

在图6所示的控制设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在控制设备中，控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的投影装置控制程序，并执行本申请实施例提供的投影装置控制方法。

此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，存储介质上存储有投影装置的控制程序，投影装置的控制程序被处理器执行时实现如上文的投影装置的控制方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

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，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

成像单元，用于提供沿投射光路传播的影像承载光束；

棱镜，所述棱镜设置于所述投射光路上，所述棱镜具有入光面，所述入光面与所述成像单元相对且倾斜设置；以及

分光膜，所述分光膜设置于所述入光面；

其中，所述影像承载光束的至少部分光束被所述入光面反射至第一投影面上形成第一投影影像，所述影像承载光束的剩余部分光束自所述分光膜透射入所述棱镜后，射出至第二投影面上形成第二投影影像。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述棱镜还包括反射面，所述反射面相对于所述投射光路倾斜设置；

其中，所述剩余部分光束自所述分光膜透射入所述棱镜，被所述反射面反射后从所述棱镜射出至第二投影面上形成第二投影影像。

3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述反射面将所述剩余部分光束沿远离所述第一投影面的方向反射。

4.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述反射面为凹面或者凸面。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述反射面为球面、非球面或者自由曲面。

6.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述棱镜还包括出光面，且所述出光面相对所述反射面倾斜设置；

其中，所述剩余部分光束被所述反射面反射后，经过所述出光面后射出至第二投影面上形成第二投影影像。

7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，在远离所述入光面的方向上，所述出光面沿靠近所述反射面的方向倾斜。

8.根据权利要求1至7任一项所述的投影装置，其特征在于，所述分光膜与所述入光面可分离地连接；

所述投影装置还包括：

全反射膜；

全透射膜；以及

膜层切换组件，所述膜层切换组件与所述全反射膜、所述全透射膜和所述分光膜均连接，所述膜层切换组件具有第一状态、第二状态和第三状态，在所述第一状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面与所述全反射膜，在所述第二状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面与所述全透射膜，在所述第三状态时，所述膜层切换组件连接所述入光面与所述分光膜。

9.一种基于如权利要求8所述的投影装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收用户选择目标投影屏幕的操作指令；所述目标投影屏幕包括第一投影面和第二投影面中的至少一者；

基于所述操作指令，确定膜层切换组件的目标工作状态；

控制膜层切换组件切换至目标工作状态；

在膜层切换组件切换至目标工作状态之后，控制成像单元发光。

10.一种投影系统，其特征在于，包括：

如权利要求8所述的投影装置；以及

控制设备，控制设备包括存储器、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投影装置的控制程序，所述投影装置的控制程序配置为实现如权利要求9所述的投影装置的控制方法的步骤。

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