CN114236954A - 激光投影系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光投影系统及控制方法，投影系统包括投影设备和投影屏幕。投影屏幕位于投影设备的出光侧，用于接收投影设备出射的投影图像并进行图像显示。投影设备用于控制投影屏幕升降，在投影屏幕升降的过程中，获取投影屏幕的移动信息，移动信息为所述投影屏幕的移动状态信息；根据获取的移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，并根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合，确保显示内容始终显示在投影屏幕之上，优化显示效果。

Description

激光投影系统及控制方法

技术领域

本发明涉及激光投影技术领域，尤其涉及激光投影系统及激光投影系统的控制方法。

背景技术

激光投影显示技术使用具有较高功率的激光器作为光源，与传统显示技术相比，具有亮度高、色域广、分辨率高等特点，具有广泛的应用前景。

以往的激光投影系统，激光投影主机和投影屏幕分开设置，激光投影主机容易受到外界因素的影响产生移动，导致投影画面偏离投影屏幕，影响观看体验；投影屏幕一般悬挂或者固定在墙面上，安装过程对墙体造成损坏，且安装完成后不宜再次挪动。基于此，目前市面上出现了将激光投影主机和投影屏幕设置在一个机柜内的一体化激光投影系统，一体化激光投影系统的投影镜头和投影屏幕的位置相对固定设置，不会因为相对位置的变化导致投影画面偏离屏幕；同时一体化激光投影系统的屏幕设计为升降式屏幕，未使用时可将屏幕收纳至机柜内，节约空间。

一体化激光投影系统，在屏幕上升和下降的过程中，容易出现投影画面和屏幕升降不同步的问题，影响用户体验。

发明内容

本发明提供一种激光投影系统，投影系统包括投影设备和投影屏幕。投影屏幕位于投影设备的出光侧，用于接收投影设备出射的投影图像并进行图像显示。投影设备用于控制投影屏幕升降，在投影屏幕升降的过程中，获取投影屏幕的移动信息，移动信息为所述投影屏幕的移动状态信息；根据获取的移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，并根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合，确保显示内容始终显示在投影屏幕之上，优化显示效果。

在本发明的一些实施例中，投影设备包括控制器、编码器、第一驱动电机和第一传动机构。控制器用于发送控制信号和数据信息获取及处理，编码器用于生成脉冲信号并计算脉冲数，第一驱动电机用于驱动第一传动机构带动投影屏幕移动。通过预设脉冲数与投影屏幕高度的对应关系，利用编码器和控制器自身的记录和计算功能获取所需的数据和信息，而不用额外设置专门用于测量高度或者速度的检测仪器，可有效地降低设计难度和制作成本。

在本发明的一些实施例中，控制器发出的控制信号包括方向控制信号和脉冲控制信号，方向控制信号用于控制第一驱动电机转动的方向，脉冲控制信号用于控制第一驱动电机的转速。

在本发明的一些实施例中，编码器可以生成A相、B相、Z相三种脉冲信号。A相脉冲信号和B相脉冲信号可用于标定脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系，以及校验第一驱动电机的转动方向。Z相脉冲信号可用于编码器断电或丢失脉冲信号后，进行自我矫正，确保编码器正常使用。

在本发明的一些实施例中，通过预设时间内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量与投影屏幕的高度变化量或移动速度的关系，确定待投影图像相对于上一图像帧的像素行的变化量。

其中，预设时间内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量与投影屏幕的高度变化量满足以下关系：

ΔPixel表示在预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，L表示所述投影屏幕完全上升时投影图像的高度，N表示所述投影屏幕完全上升并进行图像显示时包含的像素行的数量，ΔL表示在预设时间段内所述投影屏幕高度的变化量，Count表示在预设时间段内显示的图像帧的数量。

预设时间内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量与投影屏幕的平均移动速度满足以下关系：

其中；

ΔPixel表示在预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，V表示在预设时间段内所述投影屏幕的平均移动速度，L表示所述投影屏幕完全上升时投影图像的高度，N表示所述投影屏幕完全上升并进行图像显示时包含的像素行的数量，V_sync表示所述投影设备的刷新频率。

在本发明的一些实施例中，根据上述公式直接计算得到的投影屏幕移动过程中确定的待投影图像相对于相邻的上一图像帧的像素行的数量的变化量可能不是整数，因此需要对该变化量进行取整。在屏幕上升的过程中，控制器将像素行的数量向下取整作为第一调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧增加该第一调整量的像素行进行图像显示；在屏幕下降的过程中，控制器像素行的数量向上取整作为第二调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧减少该第二调整量的像素行进行图像显示，以确保投影屏幕可显示画面的区域始终大于或等于投影图像的显示内容的区域，优化投影效果。

在本发明的一些实施例中，控制器包括屏幕升降控制器和主控制器，主控制器与屏幕升降控制器通信连接，主控制器向所述屏幕升降控制器连接发送指示所述投影屏幕上行或下降的指令，屏幕升降控制器响应该指令并向所述第一驱动电机输出移动控制信号。编码器与屏幕升降控制器连接，屏幕升降控制器接收编码器发送的脉冲数并确定投影屏幕的高度，并根据该高度确定投影屏幕的高度变化信息或移动速度信息，将该信息发送主控制器调整待投影图像的像素行的数量。设置主控制器和子控制器，合理分配主控制器与子控制器的功能，可以有效地降低主控制器的运算压力，确保激光投影系统运行稳定。

在本发明的一些实施例中，编码器直接与主控制器连接，主控制器接收编码器发送的脉冲数并确定投影屏幕的高度，并根据该高度确定投影屏幕的高度变化信息或移动速度信息，根据高度变化信息或移动速度信息调整待投影图像的像素行的数量。

在本发明的一些实施例中，投影设备还包括投影镜头、滑盖、第二驱动电机和第二传动机构。滑盖位于投影镜头出光侧，第二驱动电机用于驱动第二传动机构转动以带动滑盖开闭。滑盖在投影屏幕上升到起始位置时打开，投影屏幕下降到起始位置时关闭，用于对投影镜头进行保护。

在本发明的一些实施例中，投影设备还包括电源、电源转换器、和开关电路。电源通过开关电路连接电源转换器，电源转换器分别与第一驱动电机和第二驱动电机连接。主控制器连接开关电路，主控制器输出待机信号时，开关电路导通，电源对第一驱动电机和第二驱动电机进行供电；主控制器停止输出待机信号时，开关电路截止，电源停止对第一驱动电机和第二驱动电机的供电，以将激光投影系统的功率消耗控制在较低水平，节省用电量。

在本发明的一些实施例中，开关电路为三极管或者场效应管，三极管或者场效应管的结构简单，响应速度快，运行稳定，可以实现稳定的开关控制功能。

在本发明的一些实施例中，一种激光投影系统的控制方法，包括：

在投影屏幕升降的过程中，获取投影屏幕的移动信息；移动信息为所述投影屏幕的移动状态信息；

根据获取的移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量；

根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍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获得其他的附图。

图1为本发明提供的投影系统结构示意图之一；

图2a为投影屏幕升起过程中脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系示意图；

图2b为投影屏幕下降过程中脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系示意图；

图3a为投影屏幕升起过程中编码器的A相和B相脉冲信号方波图；

图3b为投影屏幕下降过程中编码器的A相和B相脉冲信号方波图；

图4为本发明提供的投影屏幕升起过程中投影图像的像素行变化示意图；

图5为本发明提供的投影系统结构示意图之二；

图6为本发明提供的投影系统结构示意图之三；

图7为本发明提供的投影系统结构示意图之四；

图8为本发明提供的投影系统结构示意图之五；

图9为本发明提供的激光投影系统的控制方法的流程图；

图10为投影屏幕上升过程的控制流程示意图；

图11为投影屏幕下降过程的控制流程示意图。

其中，11-控制器，12-第一驱动电机，13-编码器，14-第一传动机构，100-投影设备，200-投影屏幕，111-主控制器，112-屏幕升降控制器，15-第二驱动电机，16-第二传动机构，17-滑盖，18-投影镜头，P-电源，DCDC-电源转换器，SW-开关电路。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

激光投影显示技术使用具有较高功率的激光器作为光源，与传统显示技术相比，具有亮度高、色域广、分辨率高等特点，具有广泛的应用前景。目前市面上出现了一体化激光投影系统，该系统的投影镜头和投影屏幕设置在一个柜体内，两者位置相对固定，不会因为相对位置的变化导致投影画面偏离屏幕；同时一体化激光投影系统的屏幕设计为升降式屏幕，未使用时可将屏幕收纳至机柜内，节约空间。但是一体化激光投影系统在屏幕上升和下降的过程中，容易出现投影画面和屏幕升降不同步的问题，影响用户体验。

有鉴于此，本发明提供一种激光投影系统及控制方法，可以实现屏幕上升和下降过程中，投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合，优化用户体验。

图1为本发明提供的投影系统结构示意图之一。

如图1所示，本发明提供的投影系统包括投影设备100和投影屏幕200。

投影屏幕200位于投影设备100的出光侧，用于接收投影设备100出射的投影图像并进行图像显示。投影屏幕200可以为升降式的屏幕。

投影设备100用于控制投影屏幕200的升降，并且在投影屏幕200的升降过程中，获取投影屏幕200的移动信息。进一步地，投影设备100根据获取的移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，再根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合。

在投影屏幕200升降的过程中，通过投影设备100持续执行上述动作，使整个升降过程中，投影图像的显示内容一直处于投影屏幕之内，并且可以刚好布满整个投影屏幕，投影图像与投影屏幕相吻合，确保了显示内容完整清晰，优化用户体验。

投影屏幕200的移动信息指投影屏幕200升降过程中的移动状态信息，可以包括高度信息、高度变化信息、移动速度信息、移动方向信息等。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，投影设备100包括控制器11、第一驱动电机12、编码器13和第一传动机构14。

第一传动机构14的一端与第一驱动电机12的转轴连接，另一端与投影屏幕200连接。第一传动机构14与第一驱动电机12、投影屏幕200通过固定连接、齿轮、传动轴、活动连杆等连接方式中的至少一种方式建立连接关系，以通过第一驱动电机12转轴的转动实现投影屏幕200的升降功能。

控制器11与第一驱动电机12电连接，控制器11可以向第一驱动电机12输出移动控制信号，第一驱动电机12响应该移动控制信号进行转动，从而带动第一传动机构14进行运动，使投影屏幕200进行升降移动。

移动控制信号可以包括方向控制信号和脉冲控制信号。方向控制信号用于控制第一驱动电机12转轴转动的方向，从而控制屏幕移动的方向；投影设备还可以根据该方向信号确定待投影图像相对于相邻的上一图像帧的像素行的数量是增加或是减少，从而对待投影图像的像素行数量做出适应性调整。脉冲控制信号用于控制所述第一驱动电机12的转速，从而可以控制投影屏幕的升降速度。

在实际应用时，可以通过在遥控器或投影设备上设置投影屏幕不同的移动方向和速度模式的选项按钮，达到控制升降屏幕移动方向和速度的目的，例如在遥控器上设置：快速上升、慢速上升、快速下降、慢速下降等选项的按钮，在此不做限定。

控制器11还与编码器13电连接，编码器13与第一驱动电机12的转轴连接。编码器13可以在第一驱动电机12的转轴转动时生成脉冲信号，并计算脉冲数发送控制器11。控制器11中预先存储了投影屏幕升降过程中脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系，根据编码器13计算出的脉冲数及该对应关系，确定投影屏幕的高度信息。

具体的，可以通过以下方法标定投影屏幕升降过程中脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系：

某一移动方向和速度模式下，脉冲数与投影屏幕的移动时间满足函数关系：

Pulse＝f(T)，

其中，Pulse表示脉冲数，T表示投影屏幕的移动时间，可以通过控制器11内部的定时器获得；

其反函数为：

T＝f^--1(Pulse)，

投影屏幕的高度与投影屏幕的移动时间满足函数关系：

H＝S(T)，

其中，H表示投影屏幕的高度；

故投影屏幕的高度H与脉冲数Pulse之间的关系为：

H＝S(T)＝S(f^-1(Pulse))＝F(Pulse)；

通过以上方式可以标定不同移动方向和速度模式下，投影屏幕的高度与脉冲数的对应关系。

本发明中对投影屏幕升降过程中脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系的标定也可以采用其他可行的方法，在此不做限定。

图2a为投影屏幕升起过程中脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系示意图，图2b为投影屏幕下降过程中脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系示意图。

如图2a所示，其横坐标表示脉冲数，纵坐标表示投影屏幕的高度，单位为厘米，投影屏幕上升过程中，投影屏幕的高度随着脉冲数的增加而增大。

如图2b所示，其横坐标表示脉冲数，纵坐标表示投影屏幕的高度，单位为厘米，投影屏幕下降过程中，投影屏幕的高度随着脉冲数的增加而减小。

在本发明的一些实施例中，编码器13可以生成A相、B相、Z相三种脉冲信号。A相脉冲信号和B相脉冲信号可用于标定脉冲数与投影屏幕200的高度的对应关系，以及校验第一驱动电机12的转动方向。Z相脉冲信号可用于编码器12断电或丢失脉冲信号后，进行自我矫正，确保编码器正常使用。

图3a为投影屏幕升起过程中编码器的A相和B相脉冲信号方波图，图3b为投影屏幕下降过程中编码器的A相和B相脉冲信号方波图。

正常情况下，如图3a所示，在投影屏幕200的升起过程中，A相脉冲信号的相位超前于B相脉冲信号的相位；如图3b所示，在投影屏幕下降的过程中，A相脉冲信号的相位落后于B相脉冲信号的相位。

控制器11接收编码器14发送的脉冲信号之后，通过比较A相脉冲信号和B相脉冲信号的相位关系，确定第一驱动电机12实际的转动方向，将实际转动方向与方向控制信号控制的方向进行对比，可以判断投影设备是否出现故障。在发生故障的情况下，投影设备100可以及时发送故障信号，对驱动电机进行断电或者制动，并在投影屏幕上的显示画面上进行文字提示，在此对故障情况下投影系统的应对方式不做限定。

在进行脉冲数与投影屏幕200的高度的对应关系标定时，可以只选取A相或者B相脉冲信号进行标定，在此不做限定。

在本发明实施例中，编码器输出的A相脉冲信号与B相脉冲信号的相位差为90°，并且编码器只具备简单的数据处理能力，这种编码器可以满足使用需求且结构简单，造价便宜，可以降低成本。在具体实施时出于实现更多的功能，也可以采用可以满足使用需求的其他形式的编码器，例如具有复杂的数据处理能力的编码器、A相脉冲信号与B相脉冲信号的相位相差为其他角度的编码器等，在此不做限定。

在本发明的实施例中，投影屏幕升降过程中的高度是根据上述对应关系可以实时获取的，因此以投影屏幕的高度作为待投影图像的像素行的数量的参考基准，在升降过程中通过调整待投影图像的像素行的数量，使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合，优化投影效果。

图4为本发明提供的投影屏幕升起过程中投影图像的像素行变化示意图。

如图4所示，虚线框和实线框表示投影设备的光线出射到投影屏幕200所在竖直平面位置时的投影区域，其中实线框区域表示显示投影图像的有效显示区域，组成有效显示区域的小方框表示像素行，虚线框表示不显示投影图像的无效显示区域，此区域数据消隐，图像的RGB值均为0。投影屏幕200完全上升时的高度为L，宽度为D，此时所投影图像的分辨率为：M×N，其中M为像素列的数量，N为像素行的数量，投影设备的刷新频率为V_sync。

投影屏幕200移动过程中，在t1时刻到t1+△t时刻的△t时间段内，在投影屏幕200的高度方向上，投影图像中产生变化的像素行的数量满足以下关系：

其中，Δv_pixel表示投影图像中产生变化的像素行的数量，ΔL表示投影屏幕变化的高度，L表示所述投影屏幕完全上升时投影图像的高度，N表示所述投影屏幕完全上升并进行图像显示时包含的像素行的数量；

进一步地，相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量满足以下关系：

其中，ΔPixel表示相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，Count表示在△t时间段内显示的图像帧的数量；

根据以上公式可知，在投影屏幕移动过程中，要获得相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，只需要获得在△t时间段内，投影屏幕200的高度变化量和该时间段内显示的图像帧的数量。

进一步地，△t可以用通过该时间段内显示的图像帧的数量与投影设备的刷新频率来确定，其满足以下关系：

其中，V_sync表示投影设备的刷新频率；

将上述公式变形得到：

Count-1＝Δt×V_sync，

将上述公式带入

中得到：

其中，V表示投影屏幕移动的平均速度；

根据以上公式可知，还可以通过在△t时间段内，投影屏幕200移动的移动速度，确定相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量。上述公式在投影屏幕上升或下降过程均适用。

在一些实施例中，控制器11在预设的取样时间段内，获取该时间段内显示的图像帧的数量并根据投影屏幕200的高度信息，获取该时间段内投影屏幕200移动后的高度变化信息，从而根据前述该时间段内显示的图像帧的数量和高度变化量与相邻两图像帧产生变化的像素行的平均数量的关系，确定预设时间段内相邻两图像帧产生变化的像素行的平均数量。

在一些实施例中，还可以在预设的取样时间段内，根据投影屏幕200的高度信息，确定该时间段内的移动速度信息，根据前述该时间段内投影屏幕移动的平均速度与相邻两图像帧产生变化的像素行的平均数量的关系，确定预设时间段内相邻两图像帧产生变化的像素行的平均数量。

在一些实施例中，根据上述公式直接计算得到的投影屏幕移动过程中确定的待投影图像相对于相邻的上一图像帧的像素行的数量的变化量可能不是整数，因此需要对该变化量进行取整的处理。

在屏幕上升的过程中，控制器11将上述确定的像素行的数量向下取整作为第一调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧增加该第一调整量的像素行进行图像显示。

在屏幕下降的过程中，控制器11将上述确定的像素行的数量向上取整作为第二调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧减少该第二调整量的像素行进行图像显示。

通过以上方式对待投影图像相对于相邻的上一图像帧的像素行的数量的变化量进行取整，可以确保投影屏幕可显示画面的区域始终大于或等于投影图像的显示内容的区域，优化投影效果。

图5为本发明提供的投影系统结构示意图之二。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，控制器11包括主控制器111和屏幕升降控制器112。

主控制器111与屏幕升降控制器112通信连接，主控制器111可以向屏幕升降控制器112发送指示投影屏幕上升或下降的指令。

屏幕升降控制器112与第一驱动电机12连接，屏幕升降控制器112响应主控制器111发送的指令并向第一驱动电机12输出移动控制信号。

编码器13与屏幕升降控制器112连接，编码器13向屏幕升降控制器112发送计算出的脉冲数；屏幕升降控制器112根据该脉冲数以及预先确定的脉冲数与投影屏幕200的高度的对应关系，确定投影屏幕200的高度信息。

屏幕升降控制器112用于根据上述高度信息确定投影屏幕200的移动信息并发送主控制器111；主控制器111根据该移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，从而根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示。

图6为本发明提供的投影系统结构示意图之三。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，编码器13直接与主控制器111连接，编码器13向主控制器111发送计算出的脉冲数；主控制器111根据该脉冲数以及预先确定的脉冲数与投影屏幕高度的对应关系，确定投影屏幕200的高度信息，并根据该高度信息确定投影屏幕200的移动信息，从而确定待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，并根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示。

在一些实施例中，根据前述公式，选取合适的编码器和控制器，充分利用编码器和控制器自身的记录和计算功能获取所需的数据和信息，而不用额外设置专门用于测量高度或者速度的检测仪器，可有效地降低设计难度和制作成本。并且通过设置主控制器和子控制器，合理分配主控制器与子控制器的功能，可以有效地降低主控制器的运算压力，确保激光投影系统运行稳定。

图7为本发明提供的投影系统结构示意图之四。

在本发明的一些实施例中，如图7所示，所述投影设备100还包括投影镜头18、滑盖17、第二驱动电机15和第二传动机构16。

投影镜头18用于出射投影图像，滑盖17位于投影镜头17的出光侧，当设备关机时，滑盖17关闭保护投影镜头18。

第二传动机构16的一端与第二驱动电机15的转轴连接，另一端与滑盖17的一端连接。第二传动机构16与第二驱动电机15、滑盖17通过固定连接、齿轮、传动轴、活动连杆等连接方式中的至少一种方式建立连接关系，以通过第二驱动电机15转轴的转动实现滑盖17的开闭功能。

主控制器111与第二驱动电机15电连接，主控制器111用于在投影屏幕200上升到起始位置时向第二驱动电机15发送打开控制信号，第二驱动电机15响应该打开控制信号进行转动，带动第二传动机构进行运动使滑盖17打开；在所述投影屏幕下降到起始位置时向第二驱动电机15发送关闭控制信号，第二驱动电机15响应该关闭控制信号进行转动，带动第二传动机构进行运动使滑盖17关闭；其中，起始位置为投影图像的下边缘位置。

图8为本发明提供的投影系统结构示意图之五。

本发明的一些实施例中，如图8所示，投影设备100还包括电源P、电源转换器DCDC和开关电路SW。

电源P通过开关电路SW与电源转换器DCDC电连接，电源转换器DCDC分别与第一驱动电机12和第二驱动电机15电连接。主控器120与开关电路SW电连接，主控制器111可以输出待机信号给开关电路SW，开关电路SW接收该待机信号后导通，电源P给第一驱动电机12和第二驱动电机15供电。

在一些实施例中，开关电路SW为三极管或者场效应管。三极管或者场效应管的控制极与主控制器111电连接，用以接收主控制器111发出的待机信号；三极管或者场效应管的第一极与电源P电连接，三极管或者场效应管的第二极与电源转换器DCDC电连接。三极管或者场效应管的结构简单，响应速度快，运行稳定，可以实现稳定的开关控制功能。

在具体实施时，三极管或场效应管可采用P型管或N型管，以采用N型管为例进行说明。当主控制器111发出待机信号时，持续向三极管或场效应管的控制极输出高电平信号，此时三极管或场效应管导通，电源P可以给第一驱动电机12和第二驱动电机15进行持续供电，用于驱动投影屏幕200或者滑盖17运动。当投影屏幕200上升过程中上升到最高位置或者下降过程中下降至最低位置，主控制器120停止发出待机信号，向三极管或场效应管的控制极输出低电平信号，此时三极管或场效应管截止，电源停止向第一驱动电机12和第二驱动电机15供电，将投影系统的功率消耗控制在较低水平，节省用电量。

图9为本发明提供的激光投影系统的控制方法的流程图。

本发明的实施例还提供一种激光投影系统的控制方法，应用于图1、图5、图6、图7及图8所示的激光投影系统。如图9所示，该激光投影系统的控制方法包括：

S101：在投影屏幕升降的过程中，获取投影屏幕的移动信息；

S102：根据投影屏幕的移动信息确定当前待投影图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量；

S103：根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示。

在本发明的一些实施例中投影屏幕的移动信息包括投影屏幕的高度变化信息。

在具体的实施过程中，激光投影系统包括投影设备和投影屏幕。投影设备用于控制投影屏幕升降，并向投影屏幕出射投影图像，投影屏幕位于投影设备的出光侧，用于接收投影图像进行图像显示。

投影设备包括：控制器、编码器、第一传驱动电机和第一传动机构。第一传动机构的第一端与第一驱动电机连接，第二端与投影屏幕连接。控制器与第一驱动电机电连接，用于输出移动控制信号，第一驱动电机响应该移动控制信号进行转动，带动投影屏幕进行移动。控制器还与编码器电连接，编码器与第一驱动电机的转轴连接。编码器可以在第一驱动电机的转轴转动时生成脉冲信号，并计算脉冲数发送控制器。

上述获取投影屏幕的高度变化信息的方法包括：控制器接收编码器计算出的脉冲数，根据预先标定的脉冲数与投影屏幕的高度的对应关系，获取投影屏幕的高度信息，根据获取的高度信息，确定预设时间段内的高度变化信息。在具体实施时也可以通过其他方法获取投影屏幕的高度变化信息，在此不做限定。

上述确定当前待投影图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量的方法包括：控制器根据前述预设时间内的高度变化信息及预设时间内的显示图像帧的数量与预设时间内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量的关系，获取预设时间内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，并根据该平均数量确定当前待投影图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量。

在本发明的一些实施例中投影屏幕的移动信息包括投影屏幕的移动速度信息。

其具体的实施过程与前述过程类似，不同之处在于，上述获取投影屏幕的移动速度信息的方法包括：控制器获取预设时间内的高度变化信息，并根据该高度变化信息计算出该时间段内投影屏幕移动的平均速度。在具体实施过程中也可以通过其他方法获取投影屏幕的移动速度信息，在此不做限定。

上述确定当前待投影图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量的方法包括：控制器根据前述投影屏幕移动的平均速度与预设时间内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量的关系，获取预设时间内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，并根据该平均数量确定当前待投影图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量。

在本发明的一些实施例中，上述根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示的方法包括：

在屏幕上升的过程中，控制器将上述确定的像素行的数量向下取整作为第一调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧增加该第一调整量的像素行进行图像显示。

在屏幕下降的过程中，控制器将上述确定的像素行的数量向上取整作为第二调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧减少该第二调整量的像素行进行图像显示。

通过上述激光投影系统的控制方法，可以实现投影屏幕升降过程中，投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合，从而优化投影效果和用户体验。

如下以两个具体实例对投影屏幕在上升和下降过程中的控制流程进行举例说明。

图10为投影屏幕上升过程的控制流程示意图。

如图10所示，当通过遥控器遥控开机或者投影设备上的开机按键开机后，主控制器输出待机信号，开关电路响应待机信号导通，电源经过电源转换器进行电压转换，为第一驱动电机和第二驱动电机供电；主控制器向屏幕升降控制器发送屏幕上升指令；屏幕升降控制器向第一驱动电机发送第一方向控制信号和第一脉冲控制信号，其中，第一方向控制信号用于控制第一驱动电机驱动第一传动机构带动投影屏幕上升，第一脉冲控制信号用于控制第一驱动电机的转速以控制投影屏幕的上升速度。编码器生成脉冲信号并发送脉冲数到屏幕升降控制器，屏幕升降控制器根据脉冲数获取投影屏幕的高度信息；当投影屏幕上升到起始位置即投影图像的下边缘位置时，主控制器向第二驱动电机发送打开控制信号，第二驱动电机响应打开控制信号后驱动第二传动机构带动滑盖打开；滑盖打开之后，投影镜头开始出射投影图像，投影屏幕继续上升，屏幕升降控制器根据脉冲数获取投影屏幕高度信息，根据高度信息确定高度变化信息或移动速度信息，并将该高度变化信息或移动速度信息发送到主控制器；主控制器根据该高度变化信息或移动速度信息由前述公式确定相邻两图像帧增加的像素行的平均数量，并根据该数量确定当前待投影的图像相对于上一图像帧增加的像素行的数量，进行图像显示；投影屏幕继续上升至最高点完成升起动作，主控制器此时停止输出待机信号，开关电路截止，电源停止向第一驱动电机和第二驱动电机供电，将激光投影系统的功率消耗控制在较低水平，节省用电量。

图11为投影屏幕下降过程的控制流程示意图。

如图11所示，当通过遥控器遥控关机或者投影设备上的关机按键关机后，主控制器输出待机信号，开关电路响应待机信号导通，电源经过电源转换器进行电压转换，为第一驱动电机和第二驱动电机供电；主控制器向屏幕升降控制器发送屏幕下降指令；屏幕升降控制器向第一驱动电机发送第二方向控制信号和第二脉冲控制信号，其中，第二方向控制信号用于控制第一驱动电机驱动第一传动机构带动投影屏幕下降，第二脉冲控制信号用于控制第一驱动电机的转速以控制投影屏幕的下降速度。编码器生成脉冲信号并发送脉冲数到屏幕升降控制器，屏幕升降控制器根据脉冲数获取投影屏幕的高度信息；屏幕升降控制器根据高度信息确定高度变化信息或移动速度信息，并将该高度变化信息或移动速度信息发送到主控制器；主控制器根据该高度变化信息或移动速度信息由前述公式确定相邻两图像帧增加的像素行的平均数量，并根据该数量确定当前待投影的图像相对于上一图像帧减少的像素行的数量，进行图像显示；当投影屏幕下降到起始位置即投影图像的下边缘位置时，主控制器向第二驱动电机发送关闭控制信号，第二驱动电机响应关闭信号后转动并驱动第二传动机构带动滑盖关闭；滑盖关闭之后，投影镜头停止出射投影图像，投影屏幕继续下降，投影屏幕继续下降至最低点完成下降动作；主控制器此时停止输出待机信号，开关电路截止，电源停止向第一驱动电机和第二驱动电机供电，将激光投影系统的功率消耗控制在较低水平，节省用电量。

上述流程仅作为对本发明的实施例的具体说明，并不具有限定的作用。

根据第一发明构思，本发明提供一种激光投影系统，投影系统包括投影设备和投影屏幕，投影屏幕位于投影设备的出光侧，用于接收投影设备出射的投影图像并进行图像显示；投影设备用于控制投影屏幕升降，在投影屏幕升降的过程中，获取投影屏幕的移动信息，根据获取的移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，并根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合，确保显示内容显示在投影屏幕之上，优化显示效果。

根据第二发明构思，投影设备包括控制器、编码器、第一驱动电机和第一传动机构。控制器用于发送控制信号和数据信息获取及处理，编码器用于生成脉冲信号并计算脉冲数，第一驱动电机用于驱动第一传动机构带动投影屏幕移动。通过预设脉冲数与投影屏幕高度的对应关系，利用编码器和控制器自身的记录和计算功能获取所需的数据和信息，而不用额外设置专门用于测量高度或者速度的检测仪器，可有效地降低设计难度和制作成本。

根据第三发明构思，控制器发出的控制信号包括方向控制信号和脉冲控制信号，方向控制信号用于控制第一驱动电机转动的方向，脉冲控制信号用于控制第一驱动电机的转速，可以提供多种移动模式，实现对升降屏幕的移动方向和速度的控制。

根据第四发明构思，投影设备根据投影屏幕的高度变化信息，基于预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量与高度变化量的关系，确定该平均数量的值，并根据该平均数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合。

根据第五发明构思，投影设备根据投影屏幕的移动速度信息，基于预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量与平均移动速度的关系，确定该平均数量的值，并根据该平均数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合。

根据第六发明构思，控制器用于在投影屏幕上升的过程中，确定在预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，并对该数量进行取整来调整待投影的图像的像素行的数量，以确保投影屏幕的显示区域始终大于或等于投影图像显示内容的区域，显示内容一直处于投影屏幕之内。

根据第七发明构思，控制器包括屏幕升降控制器和主控制器，主控制器与屏幕升降控制器通信连接，主控制器向所述屏幕升降控制器连接发送指示所述投影屏幕上行或下降的指令，屏幕升降控制器响应该指令并向所述第一驱动电机输出移动控制信号。编码器与屏幕升降控制器连接，屏幕升降控制器接收编码器发送的脉冲数并确定投影屏幕的高度，并根据该高度确定投影屏幕的高度变化信息或移动速度信息，将该信息发送主控制器调整待投影图像的像素行的数量；或者，编码器直接与主控制器连接，主控制器接收编码器发送的脉冲数并确定投影屏幕的高度，并根据该高度确定投影屏幕的高度变化信息或移动速度信息，根据高度变化信息或移动速度信息调整待投影图像的像素行的数量。设置主控制器和子控制器，合理分配主控制器与子控制器的功能，可以有效地降低主控制器的运算压力，确保激光投影系统运行稳定。

根据第八发明构思，投影设备还包括投影镜头、滑盖、第二驱动电机和第二传动机构。滑盖位于投影镜头出光侧，第二驱动电机用于驱动第二传动机构转动以带动滑盖开闭。滑盖在投影屏幕上升到起始位置时打开，投影屏幕下降到起始位置时关闭，用于对投影镜头进行保护。

根据第九发明构思，投影设备还包括电源、电源转换器、和开关电路。电源通过开关电路连接电源转换器，电源转换器分别与第一驱动电机和第二驱动电机连接。主控制器连接开关电路，主控制器输出待机信号高电平时，开关电路导通，电源对第一驱动电机和第二驱动电机进行供电；主控制器输出待机信号低电平时，开关电路截止，电源停止对第一驱动电机和第二驱动电机的供电，以将激光投影系统的功率消耗控制在较低水平，节省用电量。

根据第十发明构思，本发明提供一种激光投影系统的控制方法，该控制方法应用于上述激光投影系统，包括：在投影屏幕升降的过程中，获取投影屏幕的移动信息；移动信息为所述投影屏幕的移动状态信息；根据获取的移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量；根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种激光投影系统，其特征在于，包括投影设备和投影屏幕；

所述投影屏幕位于所述投影设备的出光侧，所述投影屏幕用于接收所述投影设备出射的投影图像并进行图像显示；

所述投影设备用于控制所述投影屏幕升降，在所述投影屏幕升降的过程中，获取所述投影屏幕的移动信息；所述移动信息为所述投影屏幕的移动状态信息；根据获取的所述移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量；根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合。

2.如权利要求1所述的激光投影系统，其特征在于，所述投影设备包括：控制器、编码器、第一驱动电机和第一传动机构；

所述控制器与所述第一驱动电机连接，所述第一驱动电机与所述第一传动机构连接，所述投影屏幕与所述第一传动机构连接；所述控制器用于向所述第一驱动电机输出移动控制信号，所述第一驱动电机响应所述移动控制信号进行转动，带动所述第一传动机构使所述投影屏幕进行移动；

所述编码器连接所述第一驱动电机的转轴，所述编码器用于在所述第一驱动电机进行转动时生成脉冲信号，并计算脉冲数；

所述控制器与所述编码器电连接，所述控制器用于根据所述编码器计算出的脉冲数以及预先确定的脉冲数与投影屏幕高度的对应关系，确定所述投影屏幕的高度信息。

3.如权利要求2所述的激光投影系统，其特征在于，所述移动控制信号包括方向控制信号和脉冲控制信号；

所述方向控制信号用于控制所述第一驱动电机转动的方向；

所述脉冲控制信号用于控制所述第一驱动电机的转速。

4.如权利要求3所述的激光投影系统，其特征在于，所述移动信息包括高度变化信息；

在预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量满足以下关系：

其中，ΔPixel表示在预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，L表示所述投影屏幕完全上升时投影图像的高度，N表示所述投影屏幕完全上升并进行图像显示时包含的像素行的数量，ΔL表示在预设时间段内所述投影屏幕高度的变化量，Count表示在预设时间段内显示的图像帧的数量。

5.如权利要求3所述的激光投影系统，其特征在于，所述移动信息包括所述投影屏幕的移动速度信息；

在预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量满足以下关系：

其中，ΔPixel表示在预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，V表示在预设时间段内所述投影屏幕的平均移动速度，L表示所述投影屏幕完全上升时投影图像的高度，N表示所述投影屏幕完全上升并进行图像显示时包含的像素行的数量，V_sync表示所述投影设备的刷新频率。

6.如权利要求4或5所述的激光投影系统，其特征在于，所述控制器用于在所述投影屏幕上升的过程中，确定在所述预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，并将确定出的像素行的数量向下取整作为第一调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧增加所述第一调整量的像素行进行图像显示；所述投影设备根据所述预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量，确定在所述投影屏幕下降的过程中，确定在所述预设时间段内相邻两图像帧产生的变化的像素行的平均数量为，并将确定出的像素行的数量向上取整作为第二调整量，控制待投影图像相对于上一图像帧减少所述第二调整量的像素行进行图像显示。

7.如权利要求2-5任一项所述的激光投影系统，其特征在于，所述控制器包括主控制器和屏幕升降控制器；

所述主控制器与所述屏幕升降控制器通信连接；所述主控制器用于向所述屏幕升降控制器发送指示所述投影屏幕上行或下降的指令；

所述屏幕升降控制器与所述第一驱动电机连接，所述屏幕升降控制器响应所述主控制器发送的所述指令并向所述第一驱动电机输出移动控制信号；

所述编码器与所述屏幕升降控制器连接，所述编码器用于向所述屏幕升降控制器发送计算出的脉冲数；所述屏幕升降控制器用于根据所述脉冲数以及预先确定的脉冲数与投影屏幕高度的对应关系，确定所述投影屏幕的高度信息；

所述屏幕升降控制器用于根据所述高度信息确定所述移动信息发送所述主控制器；所述主控制器根据所述移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示；

或者，所述编码器与所述主控制器连接，所述编码器用于向所述主控制器发送计算出的脉冲数；所述主控制器用于根据所述脉冲数以及预先确定的脉冲数与投影屏幕高度的对应关系，确定所述投影屏幕的高度信息；根据所述高度信息确定所述移动信息；根据所述移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量，根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示。

8.如权利要求7所述的激光投影系统，其特征在于，所述投影设备还包括：投影镜头、滑盖、第二驱动电机和第二传动机构；所述投影镜头用于出射投影图像；所述滑盖位于所述投影镜头出光侧，用于保护投影镜头；

所述主控制器与所述第二驱动电机连接，所述第二驱动电机与所述第二传动机构连接，所述滑盖与所述第二传动机构连接；

所述主控制器用于在所述投影屏幕上升到起始位置时向所述第二驱动电极发送打开控制信号；所述第二驱动电机响应所述打开控制信号进行转动，带动所述第二传动机构运动使所述滑盖打开；在所述投影屏幕下降到所述起始位置时向所述第二驱动电机发送关闭控制信号；所述第二驱动电机响应所述关闭控制信号进行转动，带动所述第二传动机构运动使所述滑盖关闭；

其中，所述起始位置为投影图像的下边缘位置。

9.如权利要求8所述的激光投影系统，其特征在于，所述投影设备还包括电源、电源转换器和开关电路；

所述电源通过所述开关电路连接所述电源转换器，所述电源转换器分别与所述第一驱动电机和第二驱动电机连接；所述主控制器连接所述开关电路；

所述主控制器用于输出待机信号，所述开关电路在所述主控制器输出待机信号时导通。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的激光投影系统的控制方法，其特征在于，包括：

在所述投影屏幕升降的过程中，获取所述投影屏幕的移动信息；所述移动信息为所述投影屏幕的移动状态信息；

根据获取的所述移动信息确定当前待投影的图像相对于上一图像帧产生变化的像素行的数量；

根据确定出的产生变化的像素行的数量调整待投影的图像的像素行的数量并进行图像显示，以使投影图像的显示高度与投影屏幕的高度相吻合。

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