用于投影装置的控制方法及应用其的投影装置与流程

1.本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种用于投影装置的控制方法及应用其的投影装置。


背景技术：

2.目前，投影机内部光源会产生高热，其周边组件及光线所经过的各组件都会产生热能，为了避免投影机温度过高，造成组件寿命降低，必须利用多个散热风扇来帮助系统散热。然而，有风扇就会有噪音，而光源流明输出越高，热能就越高，相对的，对散热风扇的散热能力要求也会提高，从而导致噪音也就越大。
3.进一步地，若在安静的环境下，噪音的感受就会特别明显，噪音控制的问题就显得格外重要。要降低噪音一般有两个方向：一是物理降噪，例如用泡棉、隔板、涂层，改善机构设计等等，但如此会增加成本；二是直接减少热能的产生或者降低风扇的转速。
4.然而，目前的调整方法各有优缺点，无法更好地兼顾散热效率及风扇噪声处理的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于投影装置的控制方法及应用其的投影装置，其能够进一步解决散热效率及风扇噪声处理的问题。
6.为达到上述目的，本发明提供了一种用于投影装置的控制方法，该方法包括：采集环境光亮度；根据该环境光亮度确定光源的实际亮度调节区间，该实际亮度调节区间与画面亮度参数区间之间存在实际对照关系；根据图像信号得到当前画面的当前画面亮度参数；根据该实际对照关系及该当前画面亮度参数以确定该光源的输出亮度；感测投影装置的内部温度t；以及判断该内部温度t是否低于预设温度阈值t0；若是，则控制散热风扇进入第一模式；若否，则控制该散热风扇进入第二模式；其中，该散热风扇于该第一模式下的风扇转速小于该散热风扇于该第二模式下的风扇转速，
7.较佳的，在所述步骤“采集环境光亮度”之前，还包括：根据该光源的初始亮度调节区间及该画面亮度参数区间以形成初始对照关系。
8.较佳的，所述步骤“根据该环境光亮度确定该光源的实际亮度调节区间”具体包括：根据该初始对照关系和该实际亮度调节区间，确定该实际对照关系，且根据该预设亮度调节区间的亮度最大值确定该实际亮度调节区间的亮度最大值；其中，该预设亮度调节区间内的亮度最大值大于或等于该实际亮度调节区间内的亮度最大值。
9.较佳的，该光源包括多个单色激光光源，该多个单色激光光源分别具有各自的预设亮度调节区间及实际亮度调节区间。
10.较佳的，所述步骤“根据该实际亮度调节区间及该当前画面的画面亮度参数以确定该光源的输出亮度”具体包括：根据该当前画面中满足灰阶阈值的像素所占的比例值x1确定该光源的输出亮度；其中，若该比例值x1大于或等于预设比例值x0，则该投影装置以该
灰阶阈值作为画面亮度参数时于该实际对照关系中所对应的光源亮度作为该输出亮度。
11.较佳的，该画面亮度参数包括亮度分布函数f(x)，则该比例值x1由如下公式得出：其中，该灰阶阈值可设为该下限值a及/或该上限值b。
12.较佳的，所述步骤“感测投影装置的内部温度t”具体包括：感测该投影装置内至少一个热源的温度；其中，该至少一个热源包括：波长转换模组、光源模组及电源模组中的一个或组合。
13.较佳的，于该第一模式下，该散热风扇的风扇转速保持不变；于该第二模式下，该散热风扇的风扇转速设定与该内部温度t存在第二对应关系。
14.较佳的，所述“该散热风扇的风扇转速设定与该内部温度t存在第二对应关系”具体包括：该散热风扇的风扇转速与该内部温度t之间预设有第一对应关系，根据该第一对应关系以通过该内部温度t获得该散热风扇的预设风扇转速t
fs
；其中，当风扇转速设定需要改变且当前风扇转速c
fs
大于该预设风扇转速t
fs
时，则判断(c
fs-t
fs
)是否大于若是，则将输出风扇转速n
fs
调整为若否，则将输出风扇转速n
fs
调整为t
fs
。
15.此外，本发明还提供一种投影装置，该投影装置包括：环境光亮度采集单元，用以采集环境光亮度；调整系数设定单元，与该环境光亮度采集单元耦接，该调整系数设定用以根据该环境光亮度确定光源的实际亮度调节区间，该实际亮度调节区间与画面亮度参数区间之间存在实际对照关系；图像信号处理单元，用以根据图像信号得到当前画面的当前画面亮度参数；光源控制单元，与该图像信号处理单元耦接，该光源控制单元用以根据该实际对照关系及该当前画面亮度参数以确定该光源的输出亮度；温度感测单元，用以感测投影装置的内部温度t；风扇控制单元，与该温度感测单元耦接，该风扇控制单元用以判断该内部温度t是否低于预设温度阈值t0，若是，则控制散热风扇进入第一模式；若否，则控制该散热风扇进入第二模式；其中，该散热风扇与该第一模式下的风扇转速小于该散热风扇于该第二模式下的风扇转速。
16.与现有技术相比，本发明提供的用于投影装置的控制方法及应用其的投影装置根据环境光亮度来确定光源亮度区间，同时光源亮度取决于画面亮度，从而使得，在画面亮度较低时，光源亮度能够动态调整，此时，在内部温度低于预设温度阈值时，可以控制散热风扇的转速长期保持在较低的转速下。因而，本发明既能够有效降低系统内部热能，还能够降低内部散热风扇所产生的噪声。同时，本发明还可以降低系统功耗，动态调整显示亮度，从而达到显示效果的优化。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的控制方法的流程示意图；
18.图2为本发明另一实施例提供的控制方法的流程示意图；
19.图3为本发明实施例提供的光源亮度与画面亮度之间的对应关系图；
20.图4为本发明另一实施例提供的光源亮度与画面亮度之间的对应关系图；
21.图5为本发明实施例提供的亮场景画面中的亮度分布图；
22.图6为本发明实施例提供的暗场景画面中的亮度分布图；
23.图7为本发明实施例提供的光源亮度于单位时间内的变化示意图；
24.图8为本发明实施例提供的噪声指标于单位时间内的变化示意图；
25.图9为本发明实施例提供的风扇噪声指标于环境光较亮时单位时间内的变化示意图；
26.图10为本发明实施例提供的风扇噪声指标于环境光较暗时单位时间内的变化示意图；
27.图11为本发明实施例提供的投影装置的结构框图。
具体实施方式
28.为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
29.在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。
30.请参见图1至图11，图1为本发明实施例提供的控制方法的流程示意图，图2为本发明另一实施例提供的控制方法的流程示意图，图3为本发明实施例提供的光源亮度与画面亮度之间的对应关系图，图4为本发明另一实施例提供的光源亮度与画面亮度之间的对应关系图，图5为本发明实施例提供的亮场景画面中的亮度分布图，图6为本发明实施例提供的暗场景画面中的亮度分布图；图7为本发明实施例提供的光源亮度于单位时间内的变化示意图，图8为本发明实施例提供的噪声指标于单位时间内的变化示意图，图9为本发明实施例提供的风扇噪声指标于环境光较亮时单位时间内的变化示意图，图10为本发明实施例提供的风扇噪声指标于环境光较暗时单位时间内的变化示意图，图11为本发明实施例提供的投影装置10的结构框图。
31.如图1所示，本方法包括：
32.步骤s100，采集环境光亮度；
33.步骤s200，根据环境光亮度确定光源的实际亮度调节区间，实际亮度调节区间与画面亮度之间存在实际对照关系；
34.步骤s300，接收图像信号，根据图像信号得到当前画面的画面亮度参数；
35.步骤s400，根据实际对照关系及当前画面的画面亮度参数以确定光源的输出亮度；
36.步骤s500，感测投影装置10的内部温度t；
37.步骤s600，判断内部温度t是否低于预设温度阈值；
38.步骤s601，若是，则控制散热风扇进入第一模式；
39.步骤s602，若否，则控制散热风扇进入第二模式。
40.其中，散热风扇与第一模式下的风扇转速小于散热风扇于第二模式下的风扇转速。
41.于步骤s100中，投影装置10可设置环境光亮度采集单元100，具体可以是亮度传感器以采集投影装置10在播放过程中，投影装置10所处环境当前的线亮度信号，然后将上述光线亮度信号通过诸如模电转换等手段量化成数值。
42.进一步地，于步骤s100之前，还可包括步骤s101，根据光源的初始亮度调节区间及画面亮度参数区间形成初始对照关系。具体而言，光源的初始亮度调节区间可以是其出厂默认值，而画面亮度参数区间则可以是全白至全黑画面的亮度区间，以灰阶值举例：画面亮度参数区间可以是(0，255)。如图3所示，光源的初始亮度调节区间与画面亮度参数区间之间的初始对照关系大致为正比例关系。也即，当画面亮度越大，光源的输出亮度也对应变大，相反，当画面亮度越小，则光源的输出亮度也随之降低。
43.于步骤s200中，根据环境光亮度确定光源的实际亮度调节区间，实际亮度调节区间与画面亮度之间存在实际对照关系。于本步骤中，可预先设置一环境光亮度标准值，其可以是根据一天时间或者不同环境下(家居、会议时等)测量环境光亮度得到的一个统计平均，或者人眼感到舒适的环境光亮度值。以该环境光亮度标准值作为参考，以通过该环境光亮度标准值调整光源的实际亮度调节区间。例如，当环境光亮度低于环境光亮度标准值，则可通过降低光源的最大亮度以配合环境光亮度，从而达到降低光能以减少其产生热量的效果。
44.进一步地，请参见图4，与上述实施例类似，实际亮度调节区间与画面亮度参数区间之间也存在有实际对照关系，如图4所示，在环境光亮度低于环境光亮度标准值时，光源的最大亮度值小于预设亮度调节区间中的最大亮度值。
45.较优地，实际亮度调节区间的亮度最大值通过预设亮度调节区间内的亮度最大值以确定，也就是说，预设亮度调节区间内的亮度最大值大于或等于实际亮度调节区间内的亮度最大值。
46.于一实施例中，实际亮度调节区间与画面亮度参数区间之间的实际对照关系，也可以不依靠于上述预设对照关系而独立确定的；举例而言，在设置有环境光亮度标准值的前提下，投影装置10可根据环境光亮度与环境光亮度标准值之间的关系，从而直接生成实际亮度调节区间与画面亮度参数区间之间的实际对照关系。需要说明的是，本发明并不以上述实施例所述为限，只要能够达到相同的目的即可。
47.进一步地，当投影装置10由激光光源提供投影光线时，则其可以包括多个单色激光光源，单色激光光源可以为三基色激光光源，其可以为多个同色(例如蓝光等)的激光光源，上述多个单色激光光源可分别具有各自的预设亮度调节区间及实际亮度调节区间，从而相互配合以提供对应亮度的混合光作为光源，完成画面亮度的对应调整。换句话说，上述实施例中所提到的光源的实际亮度调节区间及预设亮度调节区间，实质上也就是多个单色光源的实际亮度调节区间及预设亮度调节区间。
48.于步骤s300中，接收图像信号，根据图像信号得到当前画面的画面亮度参数。投影装置10可通过图像信号处理单元300接收图像信号，再由其对图像信号进行分析，例如，可通过图像亮度直方图统计得到灰度分布函数f(x))。进一步地，如下表1所示，可将亮度分布分为共32阶(以亮度值进行排列，亮度值范围为0至255)。第0阶为0～7，第1阶为8～15，第2
阶为16～23，
……
，第30阶为240～247，第31阶为248～255。
49.表1
50.像素亮度亮度值范围第0阶0～7第1阶8～15第2阶16～23
……
第30阶240～247第31阶248～255
51.于步骤s400中，根据实际对照关系及当前画面的画面亮度参数以确定该光源的输出亮度。
52.如图5所示，在亮场景比较多的情况下，画面像素集中分布在高亮度区域，可以理解的是，于该画面下，光源输出亮度也处于较高水平，相对的，光源所产生的热能也较多；如图6所示，在暗场景比较多情况下，画面像素集中分布在低亮度区域，可以理解的是，与该画面下，光源输出亮度也处于较低水平，相对的，光源所产生的热能也相对较低。
53.也即，光源输出亮度是由画面亮度所决定的，为了限制光源在高亮度画面时的输出，可通过预设灰阶阈值，再根据显示画面中满足灰阶阈值的像素所占的比例值x1以确定光源的输出亮度，举例来说，若比例值x1大于或等于预设比例值x0，则将上述灰阶阈值作为画面亮度参数时于实际对照关系中所对应的光源亮度作为输出亮度。其中，x0可以是系统缺省值，也可以是由用户依据环境的不同，根据环境温度、环境明暗度及/或投影装置10内部温度进行设置的，本实施例中以x0＝20％进行举例。
54.具体而言，上述比例值x1可由公式：可由公式：其中，其上限值b可以为第31阶亮度(248～255)，而其下限值a作为灰阶阈值，则可以取值为第20阶亮度(160～167)，由此能够算出亮度值在第20阶至第31阶之间的像素个数h1，也即，相应的，接着，当x1≥20％时，则以灰阶阈值作为画面亮度参数时于实际对照关系中所对应的光源亮度作为输出亮度。
55.进一步地，本实施例中用以举例所预设的显示内容可以为灰阶渐变图集，例如，于固定时间内，显示内容由全黑、黑灰白渐变至全白，再由全白、白灰黑渐变至全黑逐帧循环演示。如图7所示，未导入上述演算公式时，计算每一帧画面亮度以得到的光源亮度的变化趋势如曲线1所示，而在导入上述演算公式后，计算每一帧画面亮度以得到的光源亮度的变化趋势如曲线2所示。可以理解的是，在导入上述演算公式以确定光源亮度后，投影装置10所输出的光源亮度整体变低，使得系统温度不会升高过快，但在对应的场景依旧能够根据画面亮度进行自适应调整，完成画面对比度的动态调节，从而进一步达到了降低投影装置10总体功耗，并提高动态对比度的目的。
56.于步骤s500，感测投影装置10的内部温度t。举例而言，可通过温度传感器等温度感测单元500设置于投影装置10内热源附近，以实时监测上述热源的温度。其热源可以是投
影装置10内部的光源模组、波长转换模组(色轮、滤光片等)及电源模组中的一个或其组合。
57.优选地，投影装置10内的温度感测单元500可分别针对上述热源进行设置，对应地，散热风扇也可以根据热源的位置进行设置，从而达到热源、温度感测单元500及散热风扇一一对应的设置关系。也即，可针对多个热源分别设置多个温度感测单元500及与其对应的风扇，以便于对各热源进行单独散热，达到更好的散热效果。
58.于步骤s600至步骤s602中，判断内部温度t是否低于预设温度阈值；若是，则控制散热风扇进入第一模式；若否，则控制散热风扇进入第二模式。其中，散热风扇于第一模式下的风扇转速小于散热风扇于第二模式下的风扇转速。
59.于步骤s600中，通过与温度感测单元500耦接的风扇控制单元600判断内部温度t是否低于预设温度阈值t0；
60.于步骤s601中，若是内部温度t低于预设温度阈值t0，则风扇控制单元600控制散热风扇进入第一模式，于第一模式下，散热风扇的风扇转速保持不变。举例而言，预设温度阈值t0可以为40
°
，当内部温度t低于40
°
时，则可控制散热风扇的风扇转速大致保持在1000rpm。
61.于步骤s602中，若内部问t高于预设温度t0，则风扇控制单元600控制散热风扇进入第二模式，于第二模式下，散热风扇的风扇转速可根据系统设定进行线性调整。举例而言，散热风扇的风扇转速与内部温度t之间预设有第一对应关系，可以理解的是，上述第一对应关系大致呈正比例关系。也即，内部温度t越高，散热风扇的转速也越高，现有技术中通常为此设置方式。
62.通过上述步骤s600至步骤s602，在投影装置10内部温度处于较低范围的情况下，可通过控制散热风扇处于低转速以降低风扇噪声。如图8所示，在显示内容如上述实施例所述的前提下，本方法在不包括步骤s600至步骤602时，投影装置10所产生的噪声如曲线3所示，而在本方法加入步骤s600至步骤602后，投影装置10所产生的噪声如曲线4所示。也即，噪声的最低值及平均值均得到了改善，但其仍然存在震荡幅度较大的问题。
63.进一步地，为解决上述噪声震荡幅度较大的问题，在第二模式下，可基于散热风扇与内部温度t之间的第一对应关系形成两者之间新的对应关系(即第二对应关系)。具体而言，于上述第一对应关系中，对应于内部温度t的预设风扇转速为t
fs
，而经调整后，若风扇转速设定需要改变且当前风扇转速c
fs
大于该预设风扇转速t
fs
时(即按照原先的第一对应关系，下次风扇转速小于当前风扇转速)，则判断(当前风扇转速c
fs-预设风扇转速t
fs
)是否大于举例而言，风扇转速阈值r可以为3000rpm，而内部温度阈值t0可以为100℃。
64.若则输出风扇转速n
fs
(即下次风扇转速)调整为而若是则输出风扇转速n
fs
调整为预设风扇转速t
fs
。
65.如此设置可使得在单位时间内，当散热风扇的风扇转速需要降速时，其转速不会骤降；同时避免其在投影装置10内部温度t升高后(画面亮度提高等)，又提高风扇转速以适应当前内部温度t。也就是说，本发明通过避免散热风扇骤降、骤升两个方面以避免散热风
扇产生较大的噪声，进而改善了上述噪声震荡幅度较大的问题。
66.需要说明的是，上述风扇转速阈值r及内部温度阈值t0也可以设定为其他数值，上述数值仅用作举例说明，本发明并不以此为限。
67.如图9所示，在经过上述多个实施例中的调整，于环境光较亮的情况下，由于输出光源的亮度会随着环境光亮度动态调整，其内部温度的平均值会得到一定改善，风扇噪声问题也得到一定改善(见曲线5)；再如图10所示，于环境光较暗的情况下，由于输出光源的亮度会随着环境光亮度动态调整，光源的实际亮度调节区间中的亮度最大值会进一步下调，进而使得内部温度的平均值得到进一步改善，风扇噪声问题也得到大幅改善(见曲线6)。
68.举例而言，在默认设置下，本发明在各场景下的改善效果排序如下：环境光高亮度*高亮度画面＜环境光高亮度*低亮度画面≤环境光低亮度*高亮度画面＜环境光低亮度*低亮度画面。
69.此外，如图11所示，本发明还提供一种投影装置10，该投影装置10应用有上述控制方法，其包括：环境光亮度采集单元100，用以采集环境光亮度；调整系数设定单元200，与环境光亮度采集单元100耦接，调整系数设定用以根据环境光亮度确定光源的实际亮度调节区间，实际亮度调节区间与画面亮度参数区间之间存在实际对照关系；图像信号处理单元300，用以接收图像信号，根据图像信号得到当前画面的画面亮度参数；光源控制单元400，与图像信号处理单元300耦接，光源控制单元400用以根据实际对照关系及当前画面的画面亮度参数以确定光源的输出亮度；温度感测单元500，用以感测投影装置10的内部温度t；风扇控制单元600，与温度感测单元500耦接，风扇控制单元600用以判断内部温度t是否低于预设温度阈值t0，若是，则控制散热风扇进入第一模式；若否，则控制散热风扇进入第二模式；其中，散热风扇与第一模式下的风扇转速小于散热风扇于第二模式下的风扇转速。
70.于具体实施时，上述各单元可以是各自独立设置以完成相应功能的电子元器件，也可以是相互耦接或集成于同一元件上的功能组件。例如，上述环境光采集单元100可以是设置于投影装置10外部的光敏传感器，温度感测单元500则可是靠近热源设置的温度传感器，而调整系数设定单元200、图像信号处理单元300、光源控制单元400及风扇控制单元500则可以是集成于投影装置10控制主板上多个控制芯片、电路或其组合。需要说明的是，本发明对其具体型号及组合方式不做限制，只要其能够实现相应的功能即可，此处不再赘述。
71.需说明的是，本发明中用于投影装置10的控制方法的详细实施例如上所述，在此不再赘述。此外，图1及图2所示的用于投影装置10的控制方法的控制逻辑中的各个部分或功能皆可通过软硬件的组合来实现。
72.综上所述，本发明提供的用于投影装置10的控制方法及应用其的投影装置10根据环境光亮度来确定光源亮度区间，同时光源亮度取决于画面亮度，从而使得，在画面亮度较低时，光源亮度能够动态调整，此时，在内部温度低于预设温度阈值时，可以控制散热风扇的转速长期保持在较低的转速下。因而，本发明既能够有效降低系统内部热能，还能够降低内部散热风扇所产生的噪声。同时，本发明还可以降低系统功耗，动态调整显示亮度，从而达到显示效果的优化。
73.本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和
范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。