投影设备及其调整方法、控制装置、可读存储介质与流程

1.本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一种投影设备及其调整方法、控制装置、可读存储介质。


背景技术：

2.投影设备是一种将图像或视频等画面投射到幕布上的智能显示产品。投射比是指投影设备成像清晰时投影距离与投射画面宽度的比值。一般来说，投射比小于1的定义为短焦投影机，投射比在0.4以内的定义为超短焦投影机。一般的超短焦投影机产品，由于投影镜头出射光的角度很大，超短焦投影机产品的投影画面的形状受机身摆放角度的影响比较大，用户在摆放时需要仔细手动调整投影机机身前后和左右的倾角，以使投影画面调整为矩形。在后续的使用中如果不小心移动了投影机机身，则又需要手动仔细调整，比较麻烦繁琐。
3.为了解决超短焦投影机产品需要手动仔细调整投影画面为矩形的问题，有些超短焦投影产品采取了电子校正的方案来使投影画面自动变成矩形，其实现原理是使用摄像头或者tof(飞行时间time of flight技术的缩写)传感器判断投影画面的畸变程度，然后按照投影画面宽和高的小值直接将画面裁切成矩形画面。但是这种简单裁切画面的电子校正方案，会裁切掉很多的像素，牺牲画面的分辨率，而且画面左右两边通常还存在不能同时对焦清晰的问题，影响画面清晰度和观看体验。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统投影设备的投影画面手动调整繁琐及电子校正会损失像素清晰度的问题，提供一种投影设备及其调整方法、控制装置、可读存储介质。
5.一种投影设备，包括
6.投影本体，用于向投影面投射出投影画面；
7.tof模块，设置于所述投影本体，用于测量所述投影本体相对于所述投影面的位置数据；
8.旋转组件，设置于所述投影本体的底部，用于带动所述投影本体在水平面内转动；
9.升降组件，设置于所述投影本体的底部，用于带动所述投影本体相对水平面转动；
10.控制器，设置于所述投影本体，所述控制器分别与所述tof模块、旋转组件及升降组件电性连接，用于根据所述tof模块测量的位置数据，控制所述旋转组件及升降组件运行以调整所述投影本体的位置，以对所述投影本体投射出的投影画面进行梯形校正。
11.在其中一实施例中，所述旋转组件包括第一轮、第一驱动件、第二轮及第二驱动件，所述第一轮与所述第一驱动件连接，所述第一驱动件与所述控制器电性连接，用于驱动所述第一轮转动；所述第二轮与所述第二驱动件连接，所述第二驱动件与所述控制器电性连接，用于驱动所述第二轮转动；所述第一轮与第二轮分别位于所述投影本体底部的左右两侧。
12.在其中一实施例中，所述升降组件包括伸缩脚及第三驱动件，所述伸缩脚与所述第三驱动件连接，所述第三驱动件与所述控制器电性连接，用于驱动所述伸缩脚调整其伸出所述投影本体的长度，所述伸缩脚位于所述投影本体底部的前侧或后侧。
13.在其中一实施例中，沿所述投影本体的投射方向，所述伸缩脚位于所述投影本体底部的前侧；
14.所述第一轮与第二轮位于所述投影本体底部的后侧。
15.在其中一实施例中，所述伸缩脚位于所述投影本体沿前后方向的中线上，所述第一轮与第二轮以所述投影本体前后方向的中线对称设置。
16.在其中一实施例中，所述投影设备为超短焦投影设备，所述投影本体具有用于投射出所述投影画面的投影镜头，所述投影镜头设置于所述投影本体的顶部；
17.所述tof模块包括呈多点阵列布置的tof感应器，所述投影设备包括一个或多个所述tof模块，所述tof模块设置于所述投影本体的顶部。
18.一种投影设备的调整方法，应用于上述的投影设备，所述调整方法包括如下步骤：
19.获取tof模块测量的当前状态下所述投影本体相对于所述投影面的位置数据；
20.根据当前状态下的所述位置数据与预存的校准数据进行比对，得到所述投影设备需要调整的参数信息，所述参数信息包括所述投影设备需要在水平面内旋转的方向和角度、相对水平面需要旋转的方向和角度中的至少一项，所述校准数据为所述投影画面为矩形时，所述tof模块测量出的所述投影本体相对于所述投影面的位置数据；
21.根据所述参数信息，控制所述旋转组件及升降组件运行以调整所述投影本体的位置，以对所述投影本体投射出的投影画面进行梯形校正。
22.在其中一实施例中，步骤根据当前状态下的所述位置数据与预存的校准数据进行比对，得到所述投影设备需要调整的参数信息，包括：
23.当前状态下的所述位置数据包括当前状态下所述投影本体相对于投影面的相对角度和距离，所述校准数据包括所述投影画面为矩形时所述投影本体相对于所述投影面的相对角度和距离；
24.将所述位置数据中的相对角度与所述校准数据中的相对角度进行比对得到差值，将所述位置数据中的距离与所述校准数据中的距离进行比对得到差值；
25.根据各所述差值生成所述投影设备需要调整的参数信息。
26.一种投影设备的控制装置，包括：
27.信息获取模块，用于获取tof模块测量的当前状态下所述投影本体相对于所述投影面的位置数据；
28.储存模块，用于预存校准数据，所述校准数据为所述投影画面为矩形时，所述tof模块测量出的所述投影本体相对于所述投影面的位置数据；
29.处理模块，用于根据当前状态下的所述位置数据与所述校准数据进行比对，得到所述投影设备需要调整的参数信息，所述参数信息包括所述投影设备需要在水平面内旋转的方向和角度、相对水平面需要旋转的方向和角度中的至少一项；
30.控制模块，根据所述参数信息，控制所述旋转组件及升降组件运行以调整所述投影本体的位置，以对所述投影本体投射出的投影画面进行梯形校正。
31.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执
行时实现所述的方法的步骤。
32.上述投影设备及其调整方法、控制装置、可读存储介质，通过tof模块测量出的所述投影本体相对于所述投影面的位置数据，控制器对所述位置数据进行分析后计算出需要将投影本体旋转调整的方向和角度大小，控制旋转组件，带动投影本体在水平面内左右旋转，使投影画面的左右两边长度相同；控制升降组件，带动投影本体相对水平面转动，调整投影本体的前后倾角，使投影画面的上下两边长度相同，从而使投影画面的形状调整成矩形。本技术通过物理调整投影设备的方式对投影画面进行梯形校正，避免了需要用户去手动调整投影本体校正投影画面的操作，极大地提升投影设备的智能程度和用户体验。相比其它的电子软件校正方案，没有画面像素清晰度的损失，也不会有电子校正存在的画面左右两边存在不能同时对焦清晰的问题。
附图说明
33.图1为本技术一实施例的投影设备的立体结构示意图；
34.图2为本技术一实施例的投影设备的底部结构示意图；
35.图3为本技术一实施例的投影设备调整投影画面的示意图；
36.图4为本技术一实施例的投影设备的控制装置的示意框图。
37.附图标记说明：
38.10、投影本体；110、投影镜头；20、tof模块；310、第一轮；320、第二轮；410、伸缩脚；100、投影画面；200、投影光线；210、tof红外光线。
具体实施方式
39.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
41.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“第一”、“第二”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
45.参阅图1-3，本技术一实施例提供一种投影设备，包括投影本体10、tof模块20、旋转组件、升降组件及控制器。具体地，投影本体10用于向投影面投射出投影画面100。tof模块20设置于所述投影本体10，用于测量所述投影本体10相对于所述投影面的位置数据。旋转组件设置于所述投影本体10的底部，用于带动所述投影本体10在水平面内转动。升降组件设置于所述投影本体10的底部，用于带动所述投影本体10相对水平面转动。控制器设置于所述投影本体10，所述控制器分别与所述tof模块20、旋转组件及升降组件电性连接，用于根据所述tof模块20测量的位置数据，控制所述旋转组件及升降组件运行以调整所述投影本体10的位置，以对所述投影本体10投射出的投影画面100进行梯形校正，从而使投影画面100调整成矩形。投影面可以是墙壁、幕布或桌面等能够投影成像的表面。
46.可选地，本实施例的投影设备为超短焦投影设备，在其他实施例中，也可用于长焦、短焦等其他类型的投影设备。所述投影本体10具有用于投射出所述投影画面100的投影镜头110，所述投影镜头110设置于所述投影本体10的顶部。
47.例如，参照图3，其中以投影镜头110所在位置为三维直角坐标系的原点，以投影主体垂直投影面的方向为y方向，以投影主体的高度方向为z方向，以垂直y方向与z方向的方向为x方向，xy所在的平面为水平面。
48.通过测量所述投影本体10相对于所述投影面的位置数据，控制器对所述位置数据进行分析后计算出需要将投影本体10旋转调整的方向和角度大小，控制旋转组件，带动投影本体10左右旋转(绕z轴在水平面旋转)，使投影画面100的左右两边长度相同；控制升降组件，带动投影本体10相对水平面转动，其转轴平行于投影面(升降组件沿z方向或相对z轴倾斜的方向升降，对应地投影本体10绕x轴方向旋转)，调节投影本体10的前后倾角，使投影画面100的上下两边长度相同，从而使投影画面100的形状调整成矩形。本技术通过物理调整投影设备的方式对投影画面100进行梯形校正，避免了需要用户去手动调整投影本体10校正投影画面100的操作，极大地提升投影设备的智能程度和用户体验；而且相比其它的电子软件校正方案，没有画面像素清晰度的损失，也不会有电子校正存在的画面左右两边不能同时对焦清晰的问题。
49.其中，投影本体10沿x方向的两侧为左右，沿y方向的两侧为前后，沿z方向的两侧为上下。
50.参照图2、3，在其中一实施例中，所述旋转组件包括第一轮310、第一驱动件、第二轮320及第二驱动件，所述第一轮310与所述第一驱动件连接，所述第一驱动件与所述控制
器电性连接，用于驱动所述第一轮310转动；所述第二轮320与所述第二驱动件连接，所述第二驱动件与所述控制器电性连接，用于驱动所述第二轮320转动；所述第一轮310与第二轮320分别位于所述投影本体10底部的左右两侧。其中，第一驱动件与第二驱动件设置于投影本体10内，分别与控制器电性连接，控制器根据所述tof模块20测量的位置数据，得到所述投影设备需要调整的参数信息，从而控制第一驱动件、第二驱动件转动，第一驱动件驱动所述第一轮310转动，第二驱动件驱动所述第二轮320转动，进而使投影本体10以第一轮310为旋转中心或者以第二轮320为旋转中心在水平面内转动，以调节投影画面100左右两边的长度。
51.参照图2、3，在其中一实施例中，所述升降组件包括伸缩脚410及第三驱动件，所述伸缩脚410与所述第三驱动件连接，所述第三驱动件与所述控制器电性连接，用于驱动所述伸缩脚410调整其伸出所述投影本体10的长度。所述伸缩脚410位于所述投影本体10底部的前侧或后侧，即伸缩脚410长度调节过程中，带动投影本体10的其中一侧绕其另一侧相对水平面转动。其中，第三驱动件设置于投影本体10内，与控制器电性连接，控制器根据所述tof模块20测量的位置数据，得到所述投影设备需要调整的参数信息，从而控制第三驱动件，第三驱动件驱动所述伸缩脚410动作，以调节伸缩脚410伸出投影本体10的长度，带动投影本体10相对水平面转动，调节投影本体10相对水平面的上下倾角，进而调节投影画面100上下两边的长度。比如伸缩脚410与投影本体10的底部螺纹配合，驱动伸缩脚410转动，即可调节其伸出投影本体10的长度；或者伸缩脚410与投影本体10的底部滑动配合，驱动伸缩脚410移动，即可调节其伸出投影本体10的长度。
52.参照图2，在其中一实施例中，第一轮310、第一驱动件、第二轮320、第二驱动件、伸缩脚410及第三驱动件均设置在投影本体10内，投影本体10的底部侧面设置有分别与第一轮310、第二轮320和伸缩脚410对应的开口，以使第一轮310、第二轮320和伸缩脚410的一部分分别从投影本体10的底部侧面露出。一方面，第一轮310、第二轮320和伸缩脚410作为投影本体10的支脚，对投影本体10起到支撑作用；另一方面，第一轮310、第二轮320和伸缩脚410作为物理调节结构，分别在第一驱动件、第二驱动件、及第三驱动件的驱动下调整投影本体10的位置和/或姿态，以对投影本体10投射出的投影画面100进行梯形校正。
53.具体举例说明如下：
54.当投影画面100右边的长度大于左边的长度，控制第一驱动件驱动位于右侧的第二轮320转动，使投影本体10在水平面内向左旋转，以使投影画面100的左边的长度与右边的长度调整至相同。
55.当投影画面100下边的长度大于上边的长度，则控制第三驱动件驱动伸缩脚410转动，使伸缩脚410伸出投影本体10的长度变长，带动投影本体10相对水平面向上转动，以使投影画面100上边的长度与下边的长度调整至相同。
56.可选地，所述第一轮310与第二轮320为万向轮。第一驱动件、第二驱动件及第三驱动件为电机。伸缩脚410为具有螺纹或者齿轮的转轴，第三驱动件通过螺纹或者齿轮传动驱动转轴转动，进而实现沿投影本体10高度方向的移动。
57.参照图1，在其中一实施例中，所述投影本体10具有用于投射出所述投影画面100的投影镜头110。所述投影镜头110设置于所述投影本体10的顶部。可选地，投影镜头110位于投影本体10前后方向的中线上，便于控制器确定投影本体10需要调整的参数信息，简化
处理过程。
58.可选地，参照图2，在其中一实施例中，沿所述投影本体10的投射方向，所述伸缩脚410位于所述投影本体10的前侧。本实施例中，升降组件设置为一组，通过前侧的伸缩脚410的长度变化，带动投影本体10绕后侧的边缘转动，改变投影本体10与水平面之间的夹角，即投影本体10的前后倾角。在其他实施例中，升降组件也可以设置多组，如两组，分别设置在所述投影本体10的前侧且位于其左右两侧；或者设置四组，分别设置在投影本体10的底部四个边角处，根据投影画面100的不同情形对应改变不同侧的伸缩脚410长度。
59.进一步地，参照图2，在其中一实施例中，沿所述投影本体10的投射方向，所述第一轮310与第二轮320位于所述投影本体10的后侧。伸缩脚410位于投影本体10的前侧，所述第一轮310与第二轮320位于所述投影本体10的后侧，通过合理布置，使伸缩脚410与第一轮310、第二轮320满足不同情况的需求调整。进一步地，第一轮310与第二轮320贴近投影本体10的底面设置，避免影响伸缩脚410对投影本体10上下倾角的调节。
60.进一步地，参照图2，所述伸缩脚410位于所述投影本体10沿前后方向的中线上，所述第一轮310与第二轮320以所述投影本体10前后方向的中线对称设置，使调节过程中投影本体10整体保持平衡，同时便于控制器根据参数信息调整投影本体10，简化处理流程。
61.进一步地，所述tof模块20包括呈多点阵列布置的tof感应器，在投影设备的投影镜头110方向安装有多点阵列tof感应器(至少2*2)，多点阵列tof感应器可以测量出投影本体10相对于投影面的相对角度数据和距离数据，tof模块20的工作原理为现有技术，在此不作赘述。控制器通过对比存储的校准数据和tof模块20实测的位置数据信息，计算出需要将投影本体10旋转调整的方向和角度大小。可选地，所述投影设备包括一个或多个所述tof模块20，所述tof模块20设置于所述投影本体10的顶部。
62.本技术还一实施例提供一种投影设备的调整方法，应用于上述任一实施例所述的投影设备，所述调整方法包括如下步骤：
63.s100:获取tof模块20测量的当前状态下所述投影本体10相对于所述投影面的位置数据。
64.s200:根据当前状态下的所述位置数据与预存的校准数据进行比对，得到所述投影设备需要调整的参数信息，所述参数信息包括所述投影设备需要在水平面内旋转的方向和角度、相对水平面需要旋转的方向和角度中的至少一项，所述校准数据为所述投影画面100为矩形时，所述tof模块20测量出的所述投影本体10相对于所述投影面的位置数据。
65.s300:根据所述参数信息，控制所述旋转组件及升降组件运行以调整所述投影本体10的位置，以对所述投影本体10投射出的投影画面100进行梯形校正。
66.具体地，带动投影本体10左右旋转，使投影画面100的左右两边长度相同；带动投影本体10相对水平面旋转(即上下旋转)，使投影画面100的上下两边长度相同，以对所述投影本体10投射出的投影画面100进行梯形校正，从而使投影画面100调整成矩形。
67.本实施例的投影设备的调整方法，通过分析当前状态下所述投影本体10相对于所述投影面的位置数据与预存的校准数据，根据分析结果控制物理结构旋转组件及升降组件对投影本体10的空间位置进行自动调整，自动将投影画面100调整成矩形，避免了需要用户去手动调整投影本体10校正投影画面100的操作，极大的提升投影产品的智能程度和用户体验。相比其它的电子软件校正方案，没有画面像素清晰度的损失，也不会有电子校正存在
的画面左右两边不能同时对焦清晰的问题。
68.可选地，在其中一实施例中，步骤根据当前状态下的所述位置数据与预存的校准数据进行比对，得到所述投影设备需要调整的参数信息，包括：
69.s210:当前状态下的所述位置数据包括当前状态下所述投影本体10相对于投影面的相对角度和距离，所述校准数据包括所述投影画面100为矩形时所述投影本体10相对于所述投影面的相对角度和距离。
70.s220:将所述位置数据中的相对角度与所述校准数据中的相对角度进行比对得到差值，将所述位置数据中的距离与所述校准数据中的距离进行比对得到差值。
71.s230:根据各所述差值生成所述投影设备需要调整的参数信息。
72.参照图3，根据空间三维坐标系，假设所述投影画面100为矩形时，tof模块20的2*2阵列的感应器测量出的所述投影本体10相对于所述投影面的相对角度和距离分别为(θ1、l1),(θ2、l2，(θ3、l3),(θ4、l4)，假设当前状态下，tof模块20的2*2阵列的感应器测量出的所述投影本体10相对于所述投影面的相对角度和距离分别为(α1、m1),(α2、m2)，(α3、m3),(α4、m4)，通过计算θ1与α1、θ2与α2、θ3与α3、θ4与α4之间的差值，可得到投影本体10需要相对水平面旋转的角度和方向，即需要上下旋转的方向和角度，通过计算l1与m1、l2与m2、l3与m3、l4与m4之间的差值，可得到投影本体10需要在水平面旋转的角度和方向，即需要左右旋转的方向与角度。
73.参照图4，本技术一实施例提供一种投影设备的控制装置，包括：
74.信息获取模块，用于获取tof模块20测量的当前状态下所述投影本体10相对于所述投影面的位置数据。
75.储存模块，用于预存校准数据，所述校准数据为所述投影画面100为矩形时，所述tof模块20测量出的所述投影本体10相对于所述投影面的位置数据。
76.处理模块，用于根据当前状态下的所述位置数据与所述校准数据进行比对，得到所述投影设备需要调整的参数信息，所述参数信息包括所述投影设备需要在水平面内旋转的方向和角度、相对水平面需要旋转的方向和角度中的至少一项。
77.控制模块，根据所述参数信息，控制所述旋转组件及升降组件运行以调整所述投影本体10的位置，以对所述投影本体10投射出的投影画面100进行梯形校正。
78.上述控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
79.本技术一实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一实施例所述方法的步骤。
80.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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种
形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
81.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
82.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。