一种全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制系统的制作方法与工艺

本发明涉及投影设备领域，尤其是一种全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制系统。

背景技术：
立体投影技术是通过光的偏振原理来实现的，投影机发出的光路经过投影立体成像器(如:偏振片、光阀、分光镜、等立体成像设备)后，成为同步放映的双光路图像，该双光路图像的光线偏振方向互相垂直；投影到立体投影金属幕再反射到观众位置时，偏振光方向不改变，观众通过立体眼镜每只眼球只能看到一路相应的偏振光图像，从而在视觉神经系统中产生立体感觉。由于人眼有4-6cm的距离，所以实际上我们看到物体时两只眼睛中的图像是有差别的。两幅不同的图像输送到大脑后，我们看到的是有景深的图像。只要符合常规的观察角度，即产生合适的图像偏移，形成立体图像，这就是偏振投影系统的立体成像原理。在图像从光路发出的同时，必须将帧序同步信号传至投影立体成像器进行同步的分光，使人的双眼通过立体眼镜在同一时间看到的图像为各眼球相应的不同偏振角的图像，从而在观者的视觉神经系统中叠现出立体图像。由于3D影片到达人眼是经过了两个滤光器的(设置在光路中的投影立体成像器和戴在观众眼前的立体眼镜)，光能在此光路中损耗了两次；若在2D放映模式下投影立体成像器未撤离光路，必然带来不必要光能折损，从亮度、对比度、色彩方面影响了2D影像放映的原本画质。现有的3D/2D放映模式大都是由操作员人工手动切换投影立体成像器的工作位置，放映者根据影片场次播放表在每次放映前人工设置改变3D/2D放映模式；人工操作需要人力和工具频繁动作且存在误操作和遗漏。现有的投影立体成像器安装方式较为原始、繁琐、采用落地式的箱体和支撑架安装形式安装，移动和切换较为费力，占据室内空间较大，不适应投影机安装位置较高的情况；装置的拆换需要另外的辅助的工具设备；而且需要人工在播放设备上进行设置和操作；遇到不同镜头位置的投影机切换的距离和行程需要有针对性的调整，装拆频繁、切换操作不便、繁琐、效率低、便捷性差。

技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制方法，其可完全不需要操作员值守进行人工3D和2D放映模式切换，切换操作容易，效率高。本发明的另一个目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制系统，其不改变现有的投影机的结构，只要附加安装后本系统后，即可全自动切换投影立体成像器的3D和2D的放映模式，无需人工切换。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制方法，所述投影立体成像器可在全自动控制器驱控下在置位区和复位区之间移动切换；投影机开始放映3D影像时，所述投影立体成像器置入投影机的光路中即所述置位区；投影机放映2D影像时，所述投影立体成像器撤离投影机光路即所述复位区；所述投影机输出的3D帧序同步信号或2D状态信号被全自动控制器实时侦测后，全自动控制器根据信号特征进行逻辑判断，若投影机当前输出的为2D状态信号则驱控机械传动单元驱动所述载具和投影立体成像器撤离光路到达复位区；若投影机当前输出的是3D帧序同步信号则驱控机械传动单元驱动所述载具和投影立体成像器置入光路到达置位区。所述全自动控制器包括信号输入模块、信号采集转换模块、中央控制单元、方向切换模块和机械驱动模块；所述信号输入模块为所述3D帧序同步信号、2D状态信号、复位信号、置位信号、及远程控制信号的输入接口；所述信号采集转换模块用于将来自所述信号输入模块的信号进行模拟信号和数字信号的转换，并发送数字信号到所述中央控制单元；所述中央控制单元用于逻辑判断所述信号采集转换模块发送的各类信号的特征，并发送与之逻辑对应的状态控制指令驱控所述机械驱动模块；所述方向切换模块用于机械传动单元3D置位动作和2D复位动作方向的设置，动作方向可按投影机实际镜头位置进行人工设置互换；所述机械驱动模块用于控制所述机械传动单元的运行方式和状态。所述3D帧序同步信号和2D状态信号符合TTL电平信号标准和特征；所述全自动控制器与所述投影机通过有线或者无线的形式传输信号；所述全自动控制器与所述投影机通过有线模式传输信号时，信号技术参数为：信号输入频率f范围：15Hz≤f≤192Hz；信号输入端电压范围：0V至±12V；信号输入端电平：≥5.0V时为高电平，0V为低电平；逻辑电平定义：信号输入模块中电平输入值为≥5.0V的高电平时等价于逻辑“1”；输入值为0V时等价于逻辑“0”；有线3D帧同步状态：所述投影机在放映3D片源时所输出的3D帧同步信号电平范围在≥5V至≤12V，频率f范围在15Hz≤f≤192Hz内；持续的方波波形特征的实时信号为3D帧序同步信号；有线2D信号状态：所述投影机放映2D片源时输出的2D状态信号，信号输出电平的范围在≤2V内，频率f≤10Hz，的持续低电平信号特征的实时信号为2D状态信号；所述全自动控制器与所述投影机通过无线形式传输信号时，信号技术参数为：信号输入频率f范围：10Hz≤f≤192Hz；信号输入端电压范围：0V至±12V,信号输入端电平：高电平≥2V，低电平≤0.4V；逻辑电平定义：信号输入模块信号输入值为≥2V的高电平时等价于逻辑“1”；输入值值为<0.4V低电平时等价于逻辑“0”；无线3D帧同步状态：所述投影机在放映3D片源时所输出的电平范围在≥2V至≤12V，频率f范围在15Hz≤f≤192Hz内；持续的方波波形特征的实时信号为3D帧序同步信号；无线2D信号状态：所述投影机放映2D片源时，信号输出电平的范围在≤0.4V内，频率f范围≤10Hz，的持续低电平信号特征的实时信号为2D状态信号。一种全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制系统，包括固定装置、全自动控制器、机械传动单元、载具；所述固定装置与所述投影机的位置相对不变；所述全自动控制器实时侦测所述投影机发出的3D帧序同步信号或2D状态信号，并根据信号特征进行逻辑判断，若投影机当前播放的是3D帧序同步信号则驱控机械传动单元驱动所述载具和投影立体成像器置入光路到达置位区，若投影机当前播放的是2D状态信号则驱控机械传动单元驱动所述载具和投影立体成像器撤离光路到达复位区。所述全自动控制器控制所述机械传动单元的运行方式和状态，所述机械传动单元驱动所述投影立体成像器在置位区和复位区之间切换。所述固定装置包括支架和壳体，所述支架安装于所述投影机的吊架或者光路任一侧；所述壳体安装于所述支架，并位于投影机的镜头的前上方；所述机械传动单元包括螺杆、电机和移动沟槽；所述螺杆和电机安装于所述壳体内，所述移动沟槽设置在所述壳体内，所述电机驱动所述螺杆转动，所述全自动控制器控制所述电机的运行；所述载具包括滑块和安装架；所述滑块安装于所述移动沟槽，所述滑块与所述螺杆螺纹连接，并由所述螺杆驱动在做所述移动沟槽内移动；所述安装架固定安装于所述滑块，所述投影立体成像器安装于所述安装架。优选的，还特设置行程控制单元，所述行程控制单元包括位置传感器和活点行程定位器；所述壳体设置有安装槽，所述活点行程定位器为两个，可活动地设置在所述安装槽；所述位置传感器设置在所述滑块；当所述滑块移动到复位区或者置位区时，所述位置传感器触发所述活点行程定位器，所述位置传感器发出位置状态信号给所述全自动控制器驱控电机的停机运行。所述活点行程定位器由螺栓锁定在所述安装槽，该螺栓的螺母露在所述壳体的外侧，螺栓与螺母可滑动调节和定点锁紧结构，所述活点行程定位器位于所述壳体内。所述支架为Z形，所述支架的一端固定安装在投影机的吊架或者光路任一侧，所述支架的另一端安装所述壳体。所述安装架包括横杆和分别垂直安装在横杆两端的两个竖直安装杆，所述安装杆内置有安装槽所述投影立体成像器安装在两个竖直安装杆之间；所述横杆的顶端与所述滑块的底端穿过所述移动沟槽固定连接。本发明的切换控制方法成本低廉，可全自动操作，无需人工操作，方便且准确，有效降低操作者的工作强度；而且其通用性好，使用者根据设备实际情况自定义安装位置及复位点、置位点，能兼容适应各类投影机镜头位置。本发明的全自动切换控制系统适用立体影片放映领域，结构简便紧凑、切换无需辅助工具，触发切换的信号源来自片源和投影机本身，全自动完成3D/2D放映模式的切换工作，无需专门的人工和设备进行操作，减少了影院的额外人力成本投入，智能、准确、高效、便捷适用于立体投影放映领域。附图说明图1为本发明的控制系统安装在投影机吊架上的结构示意图。图2为本发明的控制系统的分解结构示意图。图3为本发明的控制系统的滑块、位置传感器和活点行程定位器的作用原理示意图。图4为本发明的控制方法的原理图。图5为本发明的硬件系统功能框图。其中：1.投影立体成像器；3.吊架；4.投影机；5.支架；6.安装架；7.投影机的镜头；21.壳体；23.滑块；25.螺杆；26.电机；27.位置传感器；28.活点行程定位器；211.安装槽；212.移动沟槽。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。本实施例的一种全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制方法，所述投影立体成像器1可随3D片源内容和2D片源内容对应在在3D置位区和2D复位区两个区域之间自动切换，且3D置位/2D复位的动作方向可通过人工设定互换；置位状态时投影机4放映3D影像；所述投影立体成像器1置于投影机4的镜头7光路中；复位状态时投影机4放映2D影像，所述投影立体成像器1切换至镜头7光路一侧；所述投影机4在放映3D片源时；信号输出电平范围在≥5V至≤12V，频率范围在≥20Hz至＜192Hz内，持续的方波波形特征的实时信号为3D帧序同步信号；所述投影机4放映2D片源时，信号输出电平范围在≤2V内，频率范围≤10Hz，的持续低电平信号特征的实时信号为2D状态信号。所述投影机4发出的3D状态信号、2D帧序同步信号传输至全自动控制器后，全自动控制器根据信号进行判断；若投影机4当前播放的是3D帧序同步信号则驱控机械传动单元带动所述载具和投影立体成像器1置入光路到达置位区，若投影机4当前播放的是2D状态信号则驱控机械传动单元带动所述载具和投影立体成像器1撤离光路到达复位区；。本发明设置全自动控制器具有如下优点：智能化：高效实时的智能识别信号的特征，全自动进行与片源内容对应的3D/2D放映模式切换；兼容适应性高：特有的装置结构可自定义切换投影立体成像器的行程距离和焦距远近，3D置位和2D复位方向可人工定义，多种方式兼容适应各类投影机和放映机镜头位置和焦距；便捷性：全程完全无需人工操作值守，不存在人工遗漏操作的情况；降低劳动强度和人力成本。控制方式丰富：除了全自动切换控制方式外，还支持多种外部控制功能扩展：TMS系统、RS232远程控制模式、人工手动操作模式。本发明所支持的信号符合TTL电平信号标准和特征。所述全自动控制器工作在有线模式的技术参数为：信号输入频率f范围：15Hz≤f≤192Hz；信号输入端电压范围：0V至±12V；信号输入端电平：≥5.0V时为高电平，0V为低电平；逻辑电平定义：信号输入模块中电平输入值为≥5.0V的高电平时等价于逻辑“1”；输入值为0V时等价于逻辑“0”。有线3D帧同步状态：所述投影机4在放映3D片源时所输出的3D帧同步信号范围在≥5V至≤12V电平，频率f范围在15Hz≤f≤192Hz内；持续的方波波形特征的实时信号为3D帧序同步信号；有线2D信号状态：所述投影机4放映2D片源时输出的2D状态信号，信号输出电平的范围在≤2V内，频率f≤10Hz，的持续低电平信号特征的实时信号为2D状态信号。所述全自动控制器工作在无线模式的技术参数为：信号输入频率f范围：10Hz≤f≤192Hz；信号输入端电压范围：0V至±12V,信号输入端电平：高电平≥2V，低电平≤0.4V；逻辑电平定义：信号输入模块信号输入值为≥2V的高电平时等价于逻辑“1”；输入值值为<0.4V低电平时等价于逻辑“0”。无线3D帧同步状态：所述投影机4在放映3D片源时所输出的范围在≥2V至≤12V电平，频率f范围在15Hz≤f≤192Hz内；持续的方波波形特征的实时信号为3D帧序同步信号；无线2D信号状态：所述投影机4放映2D片源时，信号输出电平的范围在≤0.4内，频率f范围≤10Hz，的持续低电平信号特征的实时信号为2D状态信号。如图4，所述全自动控制器包括信号输入模块、信号采集转换模块、中央控制单元、方向切换模块和机械驱动单元所述信号输入模块用于接收所述3D帧序同步信号、2D状态信号；及接收来自行程控制单元产生的的复位停机、置位停机状态信号，及来自外部扩展RS232接口的切换控制信号。所述信号采集转换模块用于将来自所述信号输入模块的模拟信号进行模/数信号转换，并将数字信号转送到所述中央控制单元；设置所述信号采集转换模块将模拟信号转化为所述中央控制单元可以识别的数字信号进行识别判断。所述信号输入模块支持的帧序同步接口类型为：GPIO、VESA、RS232；无线帧序接口类型为：DLP-Link、红外、2.4G；所述方向切换模块用于机械传动单元3D置位动作和2D复位动作方向的设置，动作方向可按投影机实际镜头位置进行人工设置互换；所述中央控制单元用于识别判断所输入的：2D状态信号、3D帧序同步信号；和复位到达和置位到达的信号，并根据上述信号判断当前的放映的内容和放映模式，并发送对应的控制指令控制所述机械驱动模块；所述机械驱动模块用于控制所述机械传动单元的运行。本实施例的全自动切换投影立体成像器3D/2D放映模式的控制系统，包括固定装置、全自动控制器、机械传动单元和载具；如图1-3所示，所述固定装置与所述投影机4的位置相对不变；如图4、图5，所述全自动控制器实时侦测所述投影机4发出的3D帧序同步信号、2D状态信号，并根据信号特征判断，若投影机当前输出的是3D帧序同步信号则驱控机械传动单元驱动所述载具和投影立体成像器1置入光路到达置位区；若投影机4当前输出的是2D状态信号则驱控机械传动单元驱动所述载具和投影立体成像器1撤离光路到达复位区。其中一个实施例中所述全自动控制器控制所述机械传动单元的运行和停止，所述机械传动单元驱动所述载具和立体成像器在置位区和复位区之间切换。传动装置可以采用由任何一种位置可控的驱动方式，如步进电机装置、涡轮蜗杆、传动带装置、气压和液压驱动或者磁悬浮装置。如图1-3，在另一个实施例中，所述固定装置包括支架5和壳体21，所述支架5安装于所述投影机4的吊架3或者光路任一侧；所述壳体21安装于所述支架5，并位于投影机的镜头7的前上方。支架5与投影机4的位置相互固定与吊架3，以便稳固地承载本系统和投影立体成像器1。所述机械传动单元包括螺杆25、电机26和移动沟槽212；所述螺杆25和电机26安装于所述壳体21内，所述移动沟槽212设置在所述壳体21内，所述电机26驱动所述螺杆25转动，所述全自动控制器控制所述电机26的运行；所述载具包括滑块23和安装架6。所述滑块23安装于所述移动沟槽212，所述滑块23与所述螺杆25螺纹连接，并由所述螺杆25驱动在做所述移动沟槽212内移动；所述安装架6固定安装于所述滑块23，所述投影立体成像器1安装于所述安装架6。本实施例中，所述机械传动单元的控制原理是滑块23可带动所述安装架6和投影立体成像器1在置位区和复位区两个区域运动，所述全自动控制器控制所述电机26的正传、反转和停机分别对应驱动所述滑块23向两个切换方向的移动和停止。实现3D置位动作或2D复位动作。如图3，还设置有行程控制单元，所述行程控制单元包括位置传感器27和活点行程定位器28；所述壳体21开设有安装槽211，所述活点行程定位器28为两个，可活动地设置在所述安装槽211；所述位置传感器27设置在所述滑块23；当所述滑块23移动到复位区或者置位区时，所述位置传感器27触发到所述活点行程定位器28，所述位置传感器27发出信号给所述全自动控制器停止电机26的运行。所述位置传感器27可以采用由任何一种感应方式的传感器构成，例如机械触碰式传感器、磁感应传感器、光感应传感器。因为不同品牌的投影机4的镜头7的位置是各有不同的，所以要将本发明的切换控制系统的置位区调整到正对镜头7的位置。通过调整投影立体成像器1在所述的安装架6槽内的高低位置就可以将所述投影立体成像器1和投影机镜头7置于同一光路中；通过设置所述方向切换模块的动作方向及通过调整所述活点行程定位器28在安装槽211的锁定位置；就可以设定与实际镜头位对应的切换方向和置位/复位区域；其触发机制是当滑块23到达所述活点行程定位器28时，触发位置传感器27发送位置信号给全自动控制器，使之控制电机26停止运行，从而设定了置位区和复位区。因此，本发明特有的活点行程定位器和方向切换模块可灵活适应各类型投影机、放映机的实际镜头位置；避免投影立体成像器1在在2D放映模式仍在镜头7光路前方遮挡，带来的非必要的光损耗，特有的位置传感器27的结构可灵活滑动调节触发点，操作者可灵活设定其投影机4的光路与投影立体成像器1之间的切换行程，这种结构兼容性广泛，各种品牌和外形的投影机的不同的镜头7位置都能灵活适应。所述活点行程定位器28由螺栓锁定在所述安装槽211，该螺栓的螺母露在所述壳体21的外侧，所述活点行程定位器28位于所述壳体21内。活点行程定位器28有两个，确定了复位点和置位点的标志，螺栓的螺母在壳体21的外壳内，螺栓与螺母可滑动调节和定点锁紧，可在不打开壳体21的情况下，在外部就可以按需调整活点行程定位器28的位置，便捷灵活。所述支架5为Z形，所述支架5的一端固定安装在投影机的吊架3或者光路任一侧，所述支架5的另一端安装所述壳体21，并壳体21含调节沟槽。特有的Z型支架吊装结合方式，无需专门的箱体和支架进行支撑，也不占据有限的地面空间节约放映装置空间，增加观影场地空间和舒适性。所述安装架6包括横杆和分别垂直安装在横杆两端的两个竖直安装杆，所述安装杆内含垂直调节槽，所述投影立体成像器1安装在两个竖直安装杆之间；所述横杆的顶端与所述滑块23的底端穿过所述移动沟槽212固定连接。本发明的工作原理是：全自动控制器实时侦测投影机或投影立体成像器发出的3D帧序同步信号和2D状态信号，根据信号特征进行智能逻辑判断并发送驱控指令交由机械驱动模块控制电机实现正转、反转、停转动作，驱使机械传动单元实现立体成像器在放映光路的置入和撤离切换动作，达到3D放映置位和2D放映复位目的。最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案和各单元部件进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。