投影系统及画面亮度的调整方法与流程

1.本发明涉及投影的技术领域，尤其是涉及一种投影系统及画面亮度的调整方法。


背景技术：

2.dlp(digital light procession，数字光处理)投影系统通过微反射镜阵列实现对输入光的调制，再经过投影镜头成像实现画面的输出。
3.如图1所示，现有dlp投影系统一般是光源通过照明系统处理后，均匀的照射到光调制器上。由于dmd(digital micromirror device，数字微镜器件)是由很多的阵列反射镜组成，每个反射镜对应一个像素点，且每个反射镜以固定的角度固定的方向翻转。当反射镜翻转到“开”的位置时，入射到这个反射像素点上的光就会被反射进镜头，参与画面的成像，称为有用光。当反射镜翻转到“关”的位置时，入射到这个反射像素点上的光就会从另外一个角度出射，无法进入镜头参与成像，称为无用光，有用光与无用光之和为一个定值。
4.有用光的多少由所要显示的画面决定，当要显示的画面为全白色时，入射到dmd上的大部分光会进入镜头，当要显示的画面为灰画面或是暗画面时，大部分的光无法进入镜头。在这个过程中，光源的光输出亮度一直恒定，如此便产生了一个问题，当画面一直为低亮度画面输出时，光源发出的光基本上都变成了无用光，造成了很大的浪费，即光源的利用率低。
5.综上，现有的投影系统存在光源利用率低的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种投影系统及画面亮度的调整方法，以缓解现有的投影系统光源利用率低的技术问题。
7.第一方面，本发明实施例提供了一种投影系统，包括：光源发生器、光调节器、投影镜头、探测器和光源控制器；
8.所述光调节器，用于对所述光源发生器发出的光进行分向反射，得到第一反射光和第二反射光，其中，所述第一反射光可进入所述投影镜头进行成像；
9.所述探测器设置于所述第二反射光的传播方向，用于探测所述第二反射光的功率，并将探测得到的功率发送至所述光源控制器；
10.所述光源控制器与所述探测器连接，用于接收所述探测器发送的所述功率，基于所述功率确定光源的目标功率，并控制所述光源发生器发出所述目标功率的光。
11.进一步的，还包括：光束整形系统；
12.所述光束整形系统设置于所述第二反射光的传播方向，且所述光束整形系统位于所述探测器的前方，用于对所述第二反射光进行整形，以使整形后的第二反射光到达所述探测器。
13.进一步的，所述光束整形系统包括：会聚系统；
14.所述会聚系统，用于将所述第二反射光会聚至所述探测器。
15.进一步的，所述光束整形系统包括：成像系统；
16.所述成像系统，用于将所述第二反射光的光学出瞳成像至所述探测器。
17.进一步的，还包括：消光元件；
18.所述消光元件设置于所述光束整形系统和所述探测器之间，用于对所述光束整形系统整形后的第二反射光进行消光处理，以使消光后的第二反射光到达所述探测器。
19.进一步的，所述光调节器包括：照明系统和光调制器；
20.所述照明系统，用于对所述光源发生器发出的光进行处理，使得处理后的光均匀的照射至所述光调制器；
21.所述光调制器，用于对所述照明系统处理后的光进行分向反射，得到所述第一反射光和所述第二反射光。
22.第二方面，本发明实施例还提供了一种画面亮度的调整方法，应用于上述第一方面中任一项所述的投影系统中的光源控制器，包括：
23.获取所述投影系统中探测器发送的功率，其中，所述功率为所述探测器对所述投影系统中的第二反射光进行探测得到的；
24.基于所述功率确定光源的目标功率；
25.控制所述投影系统中的光源发生器发出所述目标功率的光，以使所述目标功率的光经由所述投影系统中的光调节器调节后，得到的第一反射光进入所述投影系统的投影镜头成像。
26.进一步的，基于所述功率确定光源的目标功率包括：
27.获取光功率与光源输出功率的映射关系；
28.基于所述功率和所述映射关系确定所述光源的目标功率。
29.进一步的，获取光功率与光源输出功率的映射关系包括：
30.当所述投影系统处于第一工作状态时，获取所述探测器发送的所述第二反射光的第一功率，其中，所述第一工作状态为：所述光源发生器发出最大功率的光，且所述投影系统输出第一目标画面；
31.当所述投影系统处于第二工作状态时，获取所述探测器发送的所述第二反射光的第二功率，其中，所述第二工作状态为：所述光源发生器发出最大功率的光，且所述投影系统输出第二目标画面；
32.基于所述第一功率和所述第二功率建立所述映射关系。
33.进一步的，控制所述投影系统中的光源发生器发出所述目标功率的光包括：
34.采用预设逐步渐进式方法控制所述光源发生器发出所述目标功率的光。
35.在本发明实施例中，该投影系统包括：光源发生器、光调节器、投影镜头、探测器和光源控制器；光调节器用于对光源发生器发出的光进行分向反射，得到第一反射光和第二反射光，其中，第一反射光可进入投影镜头进行成像；探测器设置于第二反射光的传播方向，用于探测第二反射光的功率，并将探测得到的功率发送至光源控制器；光源控制器与探测器连接，用于接收探测器发送的功率，基于功率确定光源的目标功率，并控制光源发生器发出目标功率的光。通过上述描述可知，本发明的投影系统中，光源发生器发出的光的功率可调，当低亮度画面输出时，可以降低光源发生器发出光的功率，进而提高了光源的利用率，并且通过调节光源发生器发出的光的功率，还能实现画面亮度的调整，缓解了现有的投
影系统光源利用率低的技术问题。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
37.图1为本发明实施例提供的现有的dlp投影系统的光路结构图；
38.图2为本发明实施例提供的一种投影系统的结构示意图；
39.图3为本发明实施例提供的投影系统的局部结构示意图；
40.图4为本发明实施例提供的一种画面亮度的调整方法的流程图。
41.图标：11-光源发生器；12-光调节器；13-投影镜头；14-探测器；15-光源控制器；16-光束整形系统；17-消光元件；121-照明系统；122-光调制器。
具体实施方式
42.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种投影系统进行详细介绍。
44.实施例一：
45.图2是根据本发明实施例的一种投影系统的结构示意图，如图2所示，该投影系统包括：光源发生器11、光调节器12、投影镜头13、探测器14和光源控制器15；
46.光调节器12，用于对光源发生器11发出的光进行分向反射，得到第一反射光和第二反射光，其中，第一反射光可进入投影镜头13进行成像；
47.探测器14设置于第二反射光的传播方向，用于探测第二反射光的功率，并将探测得到的功率发送至光源控制器15；
48.光源控制器15与探测器14连接，用于接收探测器14发送的功率，基于功率确定光源的目标功率，并控制光源发生器11发出目标功率的光。
49.在本发明实施例中，经过光调节器12分向反射后，得到两路反射光，其中第一反射光可进入投影镜头13进行成像，所以第一反射光可以称为“有用光”；第二反射光无法进入投影镜头13参与成像，所以第二反射光可以称为“无用光”。
50.探测器14设置于第二反射光的传播方向，能够探测第二反射光的功率，在实际应用中，探测器14探测预设数量帧画面的第二反射光的功率的平均值，之所以要探测预设数量帧的画面，是为了防止画面因频发的大幅度的调整而导致闪烁。
51.另外，光源控制器15中包含有光功率与光源输出功率的映射关系，接收到探测器14发送的功率后，将该功率与上述映射关系进行匹配对应，即可得到光源的目标功率。当光源控制器15控制光源发生器11发出目标功率的光时，采用逐步渐进式的控制方式，例如，当
前光源发生器11以100的功率发出光，而确定的目标功率为20，在进行控制时，可以设置当调整幅度大于20时，最大调整幅度为20(本发明实施例对该值不进行限定)，这样，从100调整到20时，由于调整幅度大于20，所以一次调整的最大调整幅度为20，这样一次调整后，功率为80；若下一次确定的目标功率还是20，那么再下调20，功率变为60，如此进行逐步渐进式的调整。
52.需要说明的是，上述光功率与光源输出功率的映射关系可以为光功率与光源输出功率的线性对照表，也可以为光功率与光源输出功率的线性函数，本发明实施例对其不进行具体限制。
53.在本发明实施例中，该投影系统包括：光源发生器11、光调节器12、投影镜头13、探测器14和光源控制器15；光调节器12用于对光源发生器11发出的光进行分向反射，得到第一反射光和第二反射光，其中，第一反射光可进入投影镜头13进行成像；探测器14设置于第二反射光的传播方向，用于探测第二反射光的功率，并将探测得到的功率发送至光源控制器15；光源控制器15与探测器14连接，用于接收探测器14发送的功率，基于功率确定光源的目标功率，并控制光源发生器11发出目标功率的光。通过上述描述可知，本发明的投影系统中，光源发生器11发出的光的功率可调，当低亮度画面输出时，可以降低光源发生器11发出光的功率，进而提高了光源的利用率，并且通过调节光源发生器11发出的光的功率，还能实现画面亮度的调整，缓解了现有的投影系统光源利用率低的技术问题。
54.上述内容对本发明的投影系统进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细介绍。
55.在本发明的一个可选实施例中，参考图3，该投影系统还包括：光束整形系统16；
56.光束整形系统16设置于第二反射光的传播方向，且光束整形系统16位于探测器14的前方，用于对第二反射光进行整形，以使整形后的第二反射光到达探测器14。
57.发明人考虑到无用光(即第二反射光)具有一定的光束宽度，所以无用光只能部分入射到低成本的小型探测器14上，因此，发明人在探测器14前方增加了一个光束整形系统16。
58.具体的，光束整形系统16可以为：会聚系统，用于将第二反射光全部会聚至探测器14；光束整形系统16还可以为：成像系统，用于将第二反射光的光学出瞳成像至探测器14，探测器14只需接受部分第二反射光即可。
59.需要说明的是，上述汇聚系统具体是指对光束具有汇聚作用的光学元件，本发明实施例对上述汇聚系统不进行具体举例限定。同理，本发明实施例对上述成像系统也不进行具体举例限定。
60.在本发明的一个可选实施例中，参考图3，该投影系统还包括：消光元件17；
61.消光元件17设置于光束整形系统16和探测器14之间，用于对光束整形系统16整形后的第二反射光进行消光处理，以使消光后的第二反射光到达探测器14。
62.为了避免探测器14饱和，发明人在探测器14和光束整形系统16之间设置了消光元件17，该消光元件17为部分消光元件17，也就是对第二反射光进行部分消光，使其经过一定衰减后再入射到探测器14上，这样既可以保证探测器14饱和，同时也可以防止探测器14因吸收过多的光造成过热，进而导致使用寿命缩短。
63.在本发明的一个可选实施例中，参考图3，光调节器12包括：照明系统121和光调制
器122；
64.照明系统121，用于对光源发生器11发出的光进行处理，使得处理后的光均匀的照射至光调制器122；
65.光调制器122，用于对照明系统121处理后的光进行分向反射，得到第一反射光和第二反射光。
66.具体的，光调制器122上设置有多个反射镜，并且多个反射镜以阵列的形式排列，其中的每个反射镜对应一个像素点，且每个反射镜以固定的角度固定的方向翻转。
67.本发明的投影系统可以根据显示画面的亮度状况调整光源(光源发生器11发出的光)的亮度输出；通过调整光源的亮度，降低暗画面的亮度输出。也就是本发明的投影系统可通过调整光源亮度输出实现画面亮度调整。
68.本发明的投影系统具有以下优点：
69.通过对光源发生器11发出光的功率进行调整，实现低亮度工作模式时的最经济运行方式，同时还可以降低暗画面的亮度；
70.针对dlp的特点，将探测器14布置于无用光(即第二反射光)的方向，相比于布置在有用光(第一反射光)方向，可以避免对成像画面的干扰。
71.实施例二：
72.本发明实施例还提供了一种画面亮度的调整方法，该画面亮度的调整方法应用于上述实施例一中的投影系统中的光源控制器，参考图4，包括如下步骤：
73.步骤s402，获取投影系统中探测器发送的功率。
74.其中，功率为探测器对投影系统中的第二反射光进行探测得到的；
75.具体的，探测器设置于第二反射光的传播方向，该第二反射光无法进入投影镜头参与成像，可以称为“无用光”，探测器能够探测第二反射光的功率。在实际应用中，探测器探测预设数量帧画面的第二反射光的功率的平均值，之所以要探测预设数量帧的画面，是为了防止画面因频发的大幅度的调整而导致闪烁。
76.步骤s404，基于功率确定光源的目标功率。
77.具体的，光源控制器中包含有光功率与光源输出功率的映射关系，接收到探测器发送的功率后，将该功率与上述映射关系进行匹配对应，即可得到光源的目标功率。
78.步骤s406，控制投影系统中的光源发生器发出目标功率的光，以使目标功率的光经由投影系统中的光调节器调节后，得到的第一反射光进入投影系统的投影镜头成像。
79.具体的，采用预设逐步渐进式方法控制光源发生器发出目标功率的光。
80.上述画面亮度的调整方法为投影系统实际工作时的调整方法，在实际工作之前，需要对投影系统进行开机初始化，下面对开机初始化的过程进行描述。
81.在本发明的一个可选实施例中，基于功率确定光源的目标功率包括：
82.(1)获取光功率与光源输出功率的映射关系；
83.具体过程如下：
84.1)当投影系统处于第一工作状态时，获取探测器发送的第二反射光的第一功率，其中，第一工作状态为：光源发生器发出最大功率的光，且投影系统输出第一目标画面；
85.2)当投影系统处于第二工作状态时，获取探测器发送的第二反射光的第二功率，其中，第二工作状态为：光源发生器发出最大功率的光，且投影系统输出第二目标画面；
86.3)基于第一功率和第二功率建立映射关系。
87.具体的，上述第一目标画面是指全白画面，该全白画面为光调制器上的所有反射镜处于打开状态时，输出的画面；上述第二目标画面是指全黑画面，该全黑画面为光调制器上的所有反射镜处于关闭状态时，输出的画面。通过对上述第一目标画面和第二目标画面的解释可知，上述第一功率为第二反射光的极大值，第二功率为第二反射光的极小值。
88.在得到上述第一功率和上述第二功率后，再基于第一功率和第二功率建立光功率与光源输出功率的映射关系。上述映射关系可以为光功率与光源输出功率的线性对照表，也可以为光功率与光源输出功率的线性函数，本发明实施例对其不进行具体限制。
89.(2)基于功率和映射关系确定光源的目标功率。
90.本发明实施例所提供的投影系统及画面亮度的调整方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
91.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
92.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
93.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
94.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
95.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。