CN117872666A - 一种投影仪可调式投影模组支架、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影仪可调式投影模组支架、系统及方法，包括壳体、调光机构以及两个投影仪，所述的壳体可与投影仪的投影镜头位置适配并固定，调光机构包括固定于壳体内的第一透镜，第一透镜设置在投影镜头的前侧，第一透镜的前侧设置有两面反射镜，反射镜的后端铰接于壳体内，反射镜的前侧的壳体上固定有三个第二透镜，每个投影仪均配套有调光机构、第一调节支架、第二调节支架以及调节模块。本发明通过调光机构、第一调节支架、第二调节支架以及调节模块对投影仪的空间位置以及投影方向进行调节，从而能够在使用状态下实现了对投影仪的投影角度的调整。

Description

一种投影仪可调式投影模组支架、系统及方法

技术领域

本发明涉及投影仪支架领域，具体涉及一种投影仪可调式投影模组支架、系统及方法。

背景技术

大型多媒体教学室、会议室等场景的画面展示的形成方式有拼接LED显示屏或激光投影方式，拼接屏的清晰度非常高，同时拼接屏的功能也更强大，更加智能，是未来会议室显示系统发展的一种趋势，但是其投入成本要相对激光投影成本高很多，并且维护成本和功耗也相对较高。激光投影方式在成本投入、安装维护等方面相对拼接屏都具有一定的成本优势，因此也应用较为普遍，大型多媒体室、会议室等场景，传统的投影仪一般通过固定的支架安装在天花板上，一般位置固定，因此功能相对单一，如果要丰富投影场景，一般会设置多台投影仪投影在幕布的不同区域，然后由于位置相对固定，当投影路径具有障碍物，会影响投影的完整性，或者当演讲者在其中一面投屏前时，投影光线直接照射演讲者刺激其眼睛造成不适，因此针对申请人提供了一种新的方案解决上述问题以及丰富投影仪的应用场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影仪可调式投影模组支架、系统及方法，该模组支架、系统及方法，通过调光机构、第一调节支架、第二调节支架以及调节模块对投影仪的空间位置以及投影方向进行调节，从而能够在使用状态下实现了对投影仪的投影方向的切换。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种投影仪可调式投影模组支架，包括轨道，轨道上设置有驱动机构，驱动机构的下端安装有投影仪，驱动机构驱动投影仪沿轨道移动，投影仪与轨道之间设置有驱动投影仪转动的传动机构，驱动机构和传动机构之间传动连接。

上述技术方案中，优选地，所述的两面反射镜的前端之间铰接有铰接杆，任意一面反射镜的一侧设置有驱动电机，驱动电机通过齿轮啮合传动机构驱动该反射镜沿该反射镜的后端转动。

一种投影仪可调式投影系统，包括两个投影仪，每个投影仪均配套有权利要求1-2任一所述的投影仪可调式投影模组支架、第一调节支架、第二调节支架以及调节模块，投影仪的前侧设置有三面投屏，包括中央投屏、两组副投影幕布，即左侧投屏和右侧投屏，所述的副投影幕布呈相对中央投屏倾斜设置于中央投屏的两侧，所述的第二调节支架设置在第一调节支架上并通过第一调节支架左右和上下移动，所述的调平模块固定在第二调节支架上并通过第二调节支架驱动调节模块前后移动，所述的投影仪固定在调节模块上并通过调节模块调节投影仪的位姿。

上述技术方案中，优选地，所述的第一调节支架包括呈腰圆形的轨道和沿轨道左右以及上下移动的移动底座，所述的第二调节支架固定在移动底座上，所述的移动底座、第二调节支架以及调节模块设置有两组并且均设置在轨道的外侧，移动底座内设置有驱动其移动的驱动机构。

上述技术方案中，优选地，所述的第二调节支架包括直线导轨和滑块，所述的滑块呈前后滑动设置在直线导轨上，直线导轨固定在移动底座上，滑块与调节模块固定连接，直线导轨的后侧设置有丝杆电机，丝杆电机的螺杆与滑块通过螺纹结构连接。

上述技术方案中，优选地，所述的调节模块为六自由度调节平台，包括上平面和下平面，所述的上平面和下平面之间设置有六个呈上下交错均匀排布的电动推杆，所述的投影仪和第二调节支架分别与所述的上平面和下平面固定连接。

上述技术方案中，优选地，所述的轨道的后侧设置有挂板，轨道呈竖直设置并固定于挂板上，挂板的后侧设置有呈L形的固定架，所述的固定架的水平段与挂板的中间位置固定连接，固定架的竖直段固定在室内的天花板上。

上述技术方案中，优选地，所述的驱动机构包括滚轮组和固定在移动底座上的电机，所述的轨道呈外侧开口的中空状，所述的滚轮组滚动设置在轨道的空腔中，滚轮组与移动底座连接，轨道的开口的宽度小于滚轮组的宽度，电机的转动轴与滚轮组固定连接。

一种投影仪可调式投影方法，包含四组投屏模式；

模式一：两组投影仪共同投影于中央投屏上；

模式二：一组投影仪投影于左侧投屏上，另一组投影仪投影于右侧投屏上；

模式三：一组投影仪投影于左侧投屏上，另一组投影仪投影于中央投屏上；

模式四：一组投影仪投影于中央投屏上，另一组投影仪投影于右侧投屏上。

上述四组投屏模式的校准定位方法包括：

S1：预先设置投影仪位置调控指令集，即设定每个模式下对应的第一调节支架在安装支架的对应位置、第二调节支架在安装支架上的轴向位置、调节模块相对安装支架的水平方位以及调光机构偏转方位；

S2：预先设置投影仪位置对应的图像畸变矫正指令集，即设定每个模式下对应的投影仪投影图形图像畸变进行矫正量；

S3：选择调控模式，依次调用S1的投影仪位置调控指令集与S2的图像畸变矫正指令集调控指令集实施当前模式下的投影仪位置以及图像畸变矫正调控。

上述技术方案中，优选地，还包括模式自动化调节方法，其步骤包括：

A1：所述的投影仪上设置的图像采集装置对其投影路径的图像进行采集，对采集的图像数据进行图像边缘处理获取投影区域轮廓图像数据并建立第一数据集；

A2：在投影仪工作状态下实时对投影路径下进行图像采集形成第二数据集，并进行图像边缘处理获取投影区域轮廓图像数据，并建立第二数据集，将当前的投影区域轮廓图像数据与对应模式第一数据集的投影区域轮廓图像进行图像分析对比，判断当前图像的投影区域轮廓是否产生畸变；

A3：若判断产生畸变，则触发报警；

A3：在报警时效内，投影区域轮廓图像恢复，则重新开始A2步骤；

A4：若超出报警时效，则进入自动调控程序，选择路径未干扰的模式进行调控，并实施步骤S3。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、采用调光机构将投影仪投射出来的光线进行转向，从而在投影仪的使用过程中对投影仪的投射角度较快的调整，增加投影仪的应用场景；

2、通过第一调节支架、第二调节支架、以及调节模块能够对投影仪的空间位置进行调节，并通过调光机构对投射方向进行转向，最终使得两个投影仪的投射画面均能够落到三面投屏中的任一投屏上，满足了需要两个投影仪投影到同一个投屏上，以及两个投影仪分别投影到其中任意两个投屏上的使用需求。

附图说明

图1是本发明实施例投影仪可调式投影模组支架的内部结构示意图。

图2是图1中反射镜位于偏转状态的结构示意图。

图3是本发明实施例投影仪可调式投影系统的结构示意图。

图4是图3的部分放大图。

图5是图4的俯视图。

图6是图4中轨道的左视剖视图。

图7是本发明实施例中三面投屏的位置示意图。

图8是本发明实施例投影仪可调式投影方法的步骤图。

其中，壳体1，调光机构11，第一透镜12，反射镜13，第二透镜14，铰接杆15，驱动电机16，投影仪2，投影镜头21，第一调节支架3，轨道31，开口311，移动底座32，驱动机构33，滚轮组331，电机332，挂板34，固定架35，水平段36，竖直段37，第二调节支架4，直线导轨41，滑块42，丝杆电机43，调节模块5，上平面51，下平面52，电动推杆53，投屏6，中央投屏61，左侧投屏62，右侧投屏63。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图2，本实施例一种投影仪可调式投影模组支架，包括壳体1和调光机构11，所述的壳体1可与投影仪2的投影镜头21位置适配并固定，所述的调光机构11设置在壳体1的空腔中，调光机构11包括固定于壳体1内的第一透镜12，第一透镜12设置在投影镜头21的前侧，第一透镜12的前侧设置有两面反射镜13，反射镜13的后端铰接于壳体1内，反射镜13的前侧的壳体1上固定有三个第二透镜14。

由于投影仪2投出的光线通常是呈圆锥形的扩散光，从而能够在屏幕上形成较大的画面，因此首先通过第一透镜12将投射出的扩散光转变为呈圆柱形的平行光，从而便于反射镜13对光线进行反射，当两个反射镜13处于初始位置时(如图1中所示)，两个反射镜13不在光线的照射路径上，此时光线直射到对应的第二透镜14上，通过第二透镜14光线恢复成扩散光，从而能够在位于中间的屏幕上形成较大的投影。

当两个反射镜13转动至偏转位置时(如图2中所示)，其中一个反射镜13位于光线的照射路径上，从而该反射镜13能够将光线进行反射，实现对光线的方向的偏转，偏转后的光线通过对应的第二透镜14后恢复成扩散光，从而能够在位于侧边的屏幕上形成较大的投影，当需要将投影切换至另一侧的侧边的屏幕上，转动两个反射镜13，使得前述的反射镜13从光线的照射路径上移开，且另一个反射镜13转动至光线的照射路径上即可。

本实施例中，由于通过反射镜13进行反射的投影画面会左右颠倒，因此从中央位置的屏幕切换投影画面到两侧的屏幕上时，需要将输入投影仪2的画面进行左右颠倒，从两侧的屏幕切换投影画面到中央位置的屏幕上时，需要将输入投影仪2的画面复位。

因此本发明中采用调光机构11将投影仪2投射出来的光线进行转向，从而在投影仪2的使用过程中不转动投影仪2的同时对投影仪2的投射角度进行调整，解决了现有的悬挂式投影仪安装支架无法在使用过程中调整投射角度的问题。

参见图1，所述的两面反射镜13的前端之间铰接有铰接杆15，任意一面反射镜13的一侧设置有驱动电机16，驱动电机16通过齿轮啮合传动机构驱动该反射镜13沿该反射镜13的后端转动。

当电机332驱动其中一个反射镜13转动时，该反射镜13能够通过铰接杆15带动另一反射镜13转动，从而使得两个反射镜13能够同时转动，减少用于驱动反射镜13转动的电机332的数量，且结构简单，便于对两个反射镜13同时控制。

参见图3-图7，一种投影仪可调式投影系统，包括两个投影仪2，每个投影仪2均配套上述的投影仪2可调式投影模组支架、第一调节支架3、第二调节支架4以及调节模块5，投影仪2的前侧设置有三面投屏6，所述的第二调节支架4设置在第一调节支架3上并通过第一调节支架3左右和上下移动，所述的调平模块固定在第二调节支架4上并通过第二调节支架4驱动调节模块5前后移动，所述的投影仪2固定在调节模块5上并通过调节模块5调节投影仪2的位姿。

通过第一调节支架3实现投影仪2在左右位置和上下位置的改变，再通过第二调节支架4调节投影仪2的前后位置，从而实现在一定范围内对投影仪2在三维空间内位置的调节，调节模块5能够对投影仪2的水平状态进行调节，从而使得投影仪2能够移动到对应的投屏6上，并通过调光机构11使得投射方向进行转向，最终使得两个投影仪2的投射画面均能够落到三面投屏6中的任一投屏6上，满足了需要两个投影仪2投影到同一个投屏6上，以及两个投影仪2分别投影到其中任意两个投屏6上的使用需求，降低了三面投屏6布局下切换投影方向所需的投影仪2的数量。

参见图3，所述的第一调节支架3包括呈腰圆形的轨道31和沿轨道31左右以及上下移动的移动底座32，所述的第二调节支架4固定在移动底座32上，所述的移动底座32、第二调节支架4以及调节模块5设置有两组并且均设置在轨道31的外侧，移动底座32内设置有驱动其移动的驱动机构33。

通过驱动机构33驱动移动底座32沿轨道31移动，当移动底座32在轨道31的水平段36上移动时调节投影仪2的左右位置，移动底座32通过轨道31的圆弧段在轨道31的上下两个水平段36之间进行位置切换，从而改变投影仪2的高度。

参见图3，所述的轨道31的后侧设置有挂板34，轨道31呈竖直设置并固定于挂板34上，挂板34的后侧设置有呈L形的固定架35，所述的固定架35的水平段36与挂板34固定连接，固定架35的竖直段37固定在室内的天花板上。

由于第一调节支架3、第二调节支架4、调节模块5以及投影仪2整体设置在轨道31的外侧，为了避免轨道31的吊装支架对上述整体移动时造成干涉，因此通过L形的固定架35实现轨道31吊装在室内，轨道31的水平段36与挂板34的中间位置固定连接，从而通过轨道31的水平段36避免了投影仪2移动时与轨道31的吊装支架之间的干涉问题。

参见图4、图5，所述的第二调节支架4包括直线导轨41和滑块42，所述的滑块42呈前后滑动设置在直线导轨41上，直线导轨41固定在移动底座32上，滑块42与调节模块5固定连接，直线导轨41的后侧设置有丝杆电机43，丝杆电机43的螺杆与滑块42通过螺纹结构连接。

通过丝杆电机43驱动滑块42沿直线导轨41前后移动，从而调节投影仪2与投屏6之间的距离，当两个投影仪2分别位于轨道31的上下两个水平段36上时，其中一个投影仪2存在对另一个投影仪2的投射画面造成阻挡的情况，此时可通过第二调节支架4驱动阻挡投影画面的投影仪2向后侧移动从而从另一个投影仪2的投射路径上移开，解决了两个投影仪2之间的画面阻挡的问题。

参见图4，所述的调节模块5为六自由度调节平台，包括上平面51和下平面52，所述的上平面51和下平面52之间设置有六个呈上下交错均匀排布的电动推杆53，所述的投影仪2和第二调节支架4分别与所述的上平面51和下平面52固定连接。

由于通过第一调节支架3的调整作用后，投影仪2的投射画面存在与投屏6错位的情况，此时通过六个电动推杆53的分别运作，从而能够从多个角度上实现对上平面51和投影仪2的整体进行位姿的调节，将投射画面移动从而与投屏6的位置进行适配。

参见图4、图6，所述的驱动机构33包括若干滚轮组331和固定在移动底座32上的电机332，所述的轨道31呈外侧开口311的中空状，所述的滚轮组331滚动设置在轨道31的空腔中，滚轮组331与移动底座32连接，轨道31的开口311的宽度小于滚轮组331的宽度，电机332的转动轴与其中一个滚轮组331固定连接。

通过电机332驱动滚轮转动从而滚轮沿轨道31的空腔进行滚动移动，因此移动底座32能够跟随滚轮一起在轨道31上移动；轨道31的开口311的宽度小于滚轮的宽度从而避免滚轮从轨道31上脱离。

本实施例中，结合上述系统，提供一种投影仪可调式投影方法，包含四组投屏模式；

模式一：两组投影仪2共同投影于中央投屏61上，其中具体的，此时投影仪均向方投影，此时视频源选择扩展显示模式，此时使得两组投影仪的投影图形进行拼合，形成大屏投影显示效果；

模式二：一组投影仪2投影于左侧投屏62上，另一组投影仪2投影于右侧投屏63上；具体的此过程中，当中部的舞台需要长时间占用，则通过可调式投影模组支架使得两组投影仪向两侧的屏幕进行投影；

模式三：一组投影仪2投影于左侧投屏62上，另一组投影仪2投影于中央投屏61上；

模式四：一组投影仪2投影于中央投屏61上，另一组投影仪2投影于右侧投屏63上。

模式三和模式四两组模式中，具体应用于例如当演讲者需要再侧部进行演讲过程中，则采用上述模式，由于直接采用在中部的一组投影仪在中侧部进行投影效果不佳，在本实施例中，在中部显示的投影仪则在第一调节支架的驱动下运行至轨道下方的中部，由于运行到下侧，则投影仪的投影视角以及高度则产生变化，由于投影仪内置功能中的缩放画面大小功能有限，则需要调整投影距离增加投影大小，此时通过第二调节支架滑动实现距离的增大保证投影大小的合适，另一方面，由于高度的改变，则需要通过调节模块即六自由度调节平台的动平台对投影仪的入射角度进行调整，使得其投影至与幕布适配的高度，由于入射角度的变化，会使得投影仪的图像产生畸变，因此需要对此状态的投影仪适配合适的畸变调节参数，从而保证投影图像的准备，通过上述调整，能有效保证投影图像的居中，且大小合适，提高投影仪的应用场景以及投影效果。

具体的针对上述模式，提供上述四组投屏6模式的校准定位方法包括：

S1：预先设置投影仪2位置调控指令集，即设定每个模式下对应的第一调节支架3在安装支架的对应位置、第二调节支架4在安装支架上的轴向位置、调节模块5相对安装支架的水平方位以及调光机构11偏转方位；

S2：预先设置投影仪2位置对应的图像畸变矫正指令集，即设定每个模式下对应的投影仪2投影图形图像畸变进行矫正量；

S3：选择调控模式，依次调用S1的投影仪2位置调控指令集与S2的图像畸变矫正指令集调控指令集实施当前模式下的投影仪2位置以及图像畸变矫正调控。

通过上述四种投屏模式实现了两组投影仪2集中在中央投屏61上进行投影，以及人员站在不同的投屏6前时均能够实现在另外两个投屏6上进行投影的目的，并且通过校准定位方法降低了使用过程中投屏6上的投影画面产生畸变的风险，提高投影仪2使用时的稳定性。

参见图7，上述投影仪可调式投影方还包括模式自动化调节方法，其步骤包括：

A1：所述的投影仪2上设置的图像采集装置对其投影路径的图像进行采集，对采集的图像数据进行图像边缘处理获取投影区域轮廓图像数据并建立第一数据集；

A2：在投影仪2工作状态下实时对投影路径下进行图像采集形成第二数据集，并进行图像边缘处理获取投影区域轮廓图像数据，并建立第二数据集，将当前的投影区域轮廓图像数据与对应模式第一数据集的投影区域轮廓图像进行图像分析对比，判断当前图像的投影区域轮廓是否产生畸变；

A3：若判断产生畸变，则触发报警；

A4：在报警时效内，投影区域轮廓图像恢复，则重新开始A2步骤；

A5：若超出报警时效，则进入自动调控程序，选择路径未干扰的模式进行调控，并实施步骤S3。

通过该自动化调节方法能够在投影图像产生畸变时，实现对投影图像的校准。通过自动对比投影路径的轮廓图像与工作状态下实时采集的投影路径的轮廓图像，对当前投影图像区域轮廓是否产生畸变进行判断，实现本发明对投影图像自动化校准的功能。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种投影仪可调式投影模组支架，其特征在于：包括壳体和调光机构，所述的壳体可与投影仪的投影镜头位置适配并固定，所述的调光机构设置在壳体的空腔中，调光机构包括固定于壳体内的第一透镜，第一透镜设置在投影镜头的前侧，第一透镜的前侧设置有两面反射镜，反射镜的后端铰接于壳体内，反射镜的前侧的壳体上固定有三个第二透镜。

2.根据权利要求1所述的投影仪可调式投影模组支架，其特征在于：所述的两面反射镜的前端之间铰接有铰接杆，任意一面反射镜的一侧设置有驱动电机，驱动电机通过齿轮啮合传动机构驱动该反射镜沿该反射镜的后端转动。

3.一种投影仪可调式投影系统，其特征在于：包括两个投影仪，每个投影仪均配套有权利要求1-2任一所述的投影仪可调式投影模组支架、第一调节支架、第二调节支架以及调节模块，投影仪的前侧设置有三面投屏，包括中央投屏、两组副投影幕布，即左侧投屏和右侧投屏，所述的副投影幕布呈相对中央投屏倾斜设置于中央投屏的两侧，所述的第二调节支架设置在第一调节支架上并通过第一调节支架左右和上下移动，所述的调平模块固定在第二调节支架上并通过第二调节支架驱动调节模块前后移动，所述的投影仪固定在调节模块上并通过调节模块调节投影仪的位姿。

4.根据权利要求3所述的一种投影仪可调式投影系统，其特征在于：所述的第一调节支架包括呈腰圆形的轨道和沿轨道左右以及上下移动的移动底座，所述的第二调节支架固定在移动底座上，所述的移动底座、第二调节支架以及调节模块设置有两组并且均设置在轨道的外侧，移动底座内设置有驱动其移动的驱动机构。

5.根据权利要求3所述的一种投影仪可调式投影系统，其特征在于：所述的第二调节支架包括直线导轨和滑块，所述的滑块呈前后滑动设置在直线导轨上，直线导轨固定在移动底座上，滑块与调节模块固定连接，直线导轨的后侧设置有丝杆电机，丝杆电机的螺杆与滑块通过螺纹结构连接。

6.根据权利要求3所述的一种投影仪可调式投影系统，其特征在于：所述的调节模块为六自由度调节平台，包括上平面和下平面，所述的上平面和下平面之间设置有六个呈上下交错均匀排布的电动推杆，所述的投影仪和第二调节支架分别与所述的上平面和下平面固定连接。

7.根据权利要求3所述的一种投影仪可调式投影系统，其特征在于：所述的轨道的后侧设置有挂板，轨道呈竖直设置并固定于挂板上，挂板的后侧设置有呈L形的固定架，所述的固定架的水平段与挂板的中间位置固定连接，固定架的竖直段固定在室内的天花板上。

8.根据权利要求4所述的一种投影仪可调式投影系统，其特征在于：所述的驱动机构包括滚轮组和固定在移动底座上的电机，所述的轨道呈外侧开口的中空状，所述的滚轮组滚动设置在轨道的空腔中，滚轮组与移动底座连接，轨道的开口的宽度小于滚轮组的宽度，电机的转动轴与滚轮组固定连接。

9.一种投影仪可调式投影方法，其特征在于：包含四组投屏模式；

模式一：两组投影仪共同投影于中央投屏上；

模式二：一组投影仪投影于左侧投屏上，另一组投影仪投影于右侧投屏上；

模式三：一组投影仪投影于左侧投屏上，另一组投影仪投影于中央投屏上；

模式四：一组投影仪投影于中央投屏上，另一组投影仪投影于右侧投屏上。

上述四组投屏模式的校准定位方法包括：

S1：预先设置投影仪位置调控指令集，即设定每个模式下对应的第一调节支架在安装支架的对应位置、第二调节支架在安装支架上的轴向位置、调节模块相对安装支架的水平方位以及调光机构偏转方位；

S2：预先设置投影仪位置对应的图像畸变矫正指令集，即设定每个模式下对应的投影仪投影图形图像畸变进行矫正量；

S3：选择调控模式，依次调用S1的投影仪位置调控指令集与S2的图像畸变矫正指令集调控指令集实施当前模式下的投影仪位置以及图像畸变矫正调控。

10.根据权利要求9所述的投影仪可调式投影方法，其特征在于：还包括模式自动化调节方法，其步骤包括：

A1：所述的投影仪上设置的图像采集装置对其投影路径的图像进行采集，对采集的图像数据进行图像边缘处理获取投影区域轮廓图像数据并建立第一数据集；

A2：在投影仪工作状态下实时对投影路径下进行图像采集形成第二数据集，并进行图像边缘处理获取投影区域轮廓图像数据，并建立第二数据集，将当前的投影区域轮廓图像数据与对应模式第一数据集的投影区域轮廓图像进行图像分析对比，判断当前图像的投影区域轮廓是否产生畸变；

A3：若判断产生畸变，则触发报警；

A3：在报警时效内，投影区域轮廓图像恢复，则重新开始A2步骤；

A4：若超出报警时效，则进入自动调控程序，选择路径未干扰的模式进行调控，并实施步骤S3。