CN110389494A - 激光装置及其激光投影图案尺寸的测算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光装置及其激光投影图案尺寸的测算方法，所述激光投影模组包括：保护壳，所述保护壳上开设有供激光射出的开口；发射器，所述发射器设置于所述保护壳内；发散件，所述激发散件设置于所述发射器与所述开口之间；成像件，所述成像件设置于所述发散件与所述开口之间；其中，所述发射器发出的激光依次经发散件、成像件及所述开口射出。本发明的技术方案具有丰富所述激光装置及其激光投影图案尺寸的测算方法的功能，投影图像丰富并能够测算得到投影面上的图案的尺寸的优点。

Description

激光装置及其激光投影图案尺寸的测算方法

技术领域

本发明设计激光投影技术领域，特别涉及到一种激光装置及其激光投影图案尺寸的测算方法。

背景技术

现有技术中，激光投影设备只能投影出单点、单线条图案，而不能投影出比较复杂的图案，例如，现有技术中的激光投影设备不能投影出圆环且圆环中心带十字的图案，且现有技术中的激光投影设备不能计算投影出来的图案的尺寸，导致激光投影设备功能较为单一。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种激光装置及其激光投影图案尺寸的测算方法，旨在解决现有技术中激光投影设备功能较为单一的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种激光装置，所述激光装置包括：壳体，所述壳体上开设有第一出射口及第二出射口；激光投影模组，所述激光投影模组设置于所述壳体内，所述激光投影模组包括发射器、发散件、成像件，且所述发射器发出的激光依次经所述发散件、成像件、第一出射口射出；激光测距模组，所述激光测距模组设置于所述壳体内且所述激光测距模组射出的激光从所述第二出射口射出；电路主板，所述激光投影模组以及所述激光测距模组均与所述电路主板电连接。

优选地，所述发散件为凹透镜。

优选地，所述成像件包括透明基材以及设置于所述透明基材上的遮挡件，所述透明基材上划分出透光区域及遮挡区域，所述透光区域形成要投影的图形，所述遮挡区域上设置所述遮挡件以遮挡或者吸收激光。

优选地，所述遮挡件为涂覆于所述遮挡区域上的油墨层。

优选地，所述透光区域包括:圆环区域，所述圆环区域的圆心与所述透明基材的中心位置重合；十字区域，所述十字区域的中心与所述圆环区域的圆心重合。

优选地，所述激光装置还包括：电池，所述电池与所述激光投影模组、激光测距模组、电路主板均电性连接；显示器，所述显示器与所述激光投影模组、激光测距模组、电路主板、电池均电性连接。

优选地，所述激光投影模组与激光测距模组的激光出射方向一致。

为达到上述目的，本发明还提供一种激光投影图案尺寸的测算方法，应用于如上述任一项所述的激光装置，所述测算方法包括：

获取激光测距模组检测得到的所述激光装置到投影面之间的距离；

根据所述距离以及预设的放大比例函数获取所述激光投影模组投影到投影面上的图案的尺寸。

优选地，所述放大比例函数通过以下步骤得到：

获取多组第一距离并获取同组的第一距离对应的第二距离，其中，所述第一距离为所述激光装置到所述投影面之间的距离，所述第二距离为被投影图案中固定两点在投影面上的距离；

根据多组所述第一距离和第二距离的比例关系获取所述放大比例函数。

优选地，所述根据所述距离以及预设的放大比例函数获取所述激光投影模组投影到投影面上的图案的尺寸的步骤包括：

根据所述距离以及预设的放大比例函数获取对应的规则图形上的两点之间的第三距离；

根据所述第三距离获取投影面上的图形的面积。

本发明的技术方案中，通过在所述激光投影模组的内设置所述激光器、发散件、成像件，所述激光器、发散件、成像件在所述激光器发出的激光的出射方向上依序设置，以使所述发射器发出的激光依次经发散件、成像件及所述壳体的第一出射口射出。其中，所述发散件用于对激光器发出的狭窄的激光进行发散并传递至所述成像件，所述成像件用于上形成有需要投影出去的图案区域，发散后的激光从所述图案区域射出形成对应的图案。从而增加了所述激光投影模组的投影的图像的多样性；同时发明的激光投影图案尺寸的测算方法通过所述激光测距模组测得激光装置与投影面之间的距离，并通过所述距离与预设的测算函数得到激光投影的图案的尺寸，所述尺寸包括长度和面积等，从而解决了现有技术中激光装置功能单一的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的激光装置一实施例的结构示意图；

图2为本发明的激光投影模组一实施例的结构示意图；

图3为本发明的激光投影图案尺寸的测算方法一实施例的流程示意图；

图4为本发明获取放大比例函数的流程示意图

图5为本发明的激光投影图案尺寸的测算方法步骤S20一实施例的具体流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请一并参阅图1-2，本发明提出的一种激光装置200，所述激光装置200还包括：

壳体201，所述壳体201上开设有第一出射口202及第二出射口203；

激光投影模组100，所述激光投影模组100设置于所述壳体201内，所述激光投影模组100包括发射器103、发散件104、成像件105，且所述发射器103发出的激光依次经所述发散件104、成像件105、第一出射口202射出；

激光测距模组204，所述激光测距模组204设置于所述壳体201内且所述激光测距模组204射出的激光从所述第二出射口203射出；

电路主板205，所述激光投影模组100以及所述激光测距模组204均与所述电路主板205电连接，所述电路主板205控制所述激光装置200的激光投影模式以及激光测距模式开启或者关闭，其中，所述激光装置200可同时开启或者关闭激光投影模式以及激光测距模式，或者所述激光装置200可以仅开启激光投影模式以及激光测距模式中的其中一种模式。

具体地，请参阅图2，所述激光投影模组100还包括保护壳101，所述保护壳101上还开设有开口102，所述第一出射口202与所述开口102对应设置以使所述激光投影模组100射出的激光从所述第一出射口202射出。

在本实施例中，通过在所述保护壳101内设置所述发射器103、发散件104、成像件105，同时在所述保护壳101上开设所述开口102，所述激光器、发散件104、成像件105以及所述开口102在所述激光器发出的激光的出射方向上依序设置，以使所述发射器103发出的激光依次经发散件104、成像件105、所述开口102及所述第一出射口202射出。其中，所述发散件104用于对激光器发出的狭窄的激光进行发散并传递至所述成像件105，所述成像件105用于上形成有需要投影出去的图案区域，发散后的激光从所述图案区域射出形成对应的图案，从而增加了所述激光投影模组100的投影的图像的多样性，解决了现有技术中激光投影模组100功能单一的问题。

在本实施例中，所述激光装置200除了包括上述的用于投影各种所需图案的激光投影模组100，还包括用于测量所述激光装置200与投影面之间的距离D的激光测距模组204，具体地，所述激光投影模组100与激光测距模组204的激光出射方向一致。其中，所述电路主板205控制所述激光装置200的激光投影模式以及激光测距模式开启或者关闭，从而使得所述激光装置200不仅可以投影各种图像，还可以计算激光装置200与投影面之间的距离D以及投影的图像的尺寸，进一步丰富了所述激光装置200的功能。具体如何测算投影的图像的尺寸将在下面的激光投影图案尺寸的测算方法中详述。

请参阅图2，优选地，所述发散件104为凹透镜。

在本实施例中，所述发散件104为凹透镜，用于对激光器发出的狭窄的激光进行发散并传递至所述成像件105，在其他实施例中，所述发散件104也可为其他元件，只需保证对所述狭窄的激光进行发散即可。

优选地，所述成像件105包括：透明基材(图未示)，所述透明基材上划分出透光区域及遮挡区域1052，其中所述透光区域形成要投影的图形；遮挡件106，所述遮挡件106设置于所述遮挡区域1052以遮挡或者吸收激光。

在本实施例中，在所述遮挡区域1052上设置所述遮挡件106，以使所述遮挡件106遮挡或者吸收激光，传送至该遮挡区域1052的激光无法射出；而所述透光区域形成的是需要投影的图像所对应的区域，例如，要投影的区域为矩形时，所述透光区域即为矩形区域，可以理解，所述透光区域可以设置长任意图像所对应的区域。

优选地，所述遮挡件106为涂覆于所述遮挡区域1052的油墨层。

在本实施例中，所述遮挡件106为涂覆于所述遮挡区域1052的油墨层，以通过所述油墨层吸收传送至所述遮挡区域1052的激光，同时，让激光透过所述透光区域以在投影面上形成所需的投影图案。

在一具体实施例中，所述透光区域包括:圆环区域1053，所述圆环区域1053的圆心与所述透明基材的中心位置重合；十字区域1054，所述十字区域1054的中心与所述圆环区域1053的圆心重合。

在本实施例中，通过将透光区域设置成一圆环区域1053以及位于所述圆环区域1053的圆心位置的十字区域1054，使得投影出来的图像为一圆环以及位于圆环的圆形位置的十字，该图像可以用于位置校准。

优选地，所述透明基材为玻璃及/或亚克力板。

在本实施例中，所述透明基材为玻璃及/或亚克力板，以保证激光能够透过所述透明基材的透明区域形成所需的投影图案，可以理解，所述透明基材也可为其他透明且具有一定刚性的材质。

请参阅图1，优选地，所述激光装置200还包括电池206，所述电池206与所述激光投影模组100、激光测距模组204、电路主板205均电性连接。

在本实施例中，所述电池206与所述激光投影模组100、激光测距模组204、电路主板205均电性连接，用于给所述激光投影模组100、激光测距模组204、电路主板205提供所需的电能。

优选地，所述激光装置200还包括显示器207，所述显示器207与所述激光投影模组100、激光测距模组204、电路主板205均电性连接。

在本实施例中，所述显示器207与所述激光投影模组100、激光测距模组204、电路主板205均电性连接，用于显示所述激光投影模组100或者激光测距模组204当前投影的图像，同时还可以用于显示测得的投影图案的面积。

请参阅图3，基于上述的激光装置，本发明还提供一种激光投影图案尺寸的测算方法，应用于如上所述的激光装置，所述测算方法的第1实施例包括以下步骤：

步骤S10，获取激光测距模组检测得到的所述激光装置到投影面之间的距离；

在本实施例中，可以通过所述电路主板开启所述激光测距模组的激光测距模式，通过所述激光测距模组测得所述激光装置到投影面的距离，所述投影面可为墙体的表面，也可为投影幕布的表面，为达到更准确的测量效果，所述距离定义为所述激光测距模组到所述投影面之间的距离。

步骤S20，根据所述距离以及预设的放大比例函数获取所述激光投影模组投影到投影面上的图案的尺寸。

在本实施例中，在测得所述激光装置到投影面之间的距离之后，根据预设于所述电路主板内的放大比例函数计算投影到投影面上的图案的尺寸，所述尺寸可以是投影面上的图案任意两点之间的距离也可以是投影面上的规则图案的面积，例如投影面上的图案是圆形时，可以测算得到圆形的半径以及圆形的面积，再如投影面上的图案是正方形时，可以测算得到正方形的边长、对角线长度以及正方形的面积等，可以理解，所述投影面上的图案可以是任意图案，也即本发明的激光投影图案尺寸的测算方法可以测算得到任意图案的上任意两点之间的距离，以及任意图案的面积，具体如何得到所述述放大比例函数以及如何测算尺寸详见下述内容。

综上所述，本发明的激光投影图案尺寸的测算方法，通过获取激光测距模组检测得到的所述激光装置到投影面之间的距离，并根据所述距离以及预设的放大比例函数获取所述激光投影模组投影到投影面上的图案的尺寸，所述尺寸可以是投影面上的图案任意两点之间的距离，也可以是投影面上的图案的面积，所述投影面上的图案可以是规则图案，也可以是任意图案，也即本发明的激光投影图案尺寸的测算方法可以测算得到任意图案的上任意两点之间的距离，以及至少规则图案的面积，从而增加所述投影装置的功能以及在工业以及娱乐产业上的应用场景。

具体地，在实际工业中的应用举例如下，当要在墙壁上悬挂一圆形钟时，通过所述激光装置投影一个前述的圆环以及十字图案，以用于定位所述圆形钟的悬挂位置，并通过所述激光装置测量所述激光装置到墙壁的距离，并基于该距离测得当前投影到墙壁上的圆环内的面积，以判断给圆环的面积是否与圆形钟面积(这是已知的)一致，当不一致时，适当调整激光装置到墙壁的距离，以使圆环的面积与圆形钟面积，并将圆形钟准确放置在该圆环内，实现对圆形钟的准确悬挂。以上只是对所述激光装置的应用场景的简单举例，本发明并不以此为限，所述激光装置还可用于其他场景，如挖隧道时，用于确定需要挖设的隧道的面积等。

请参阅图4及下表，优选地，在上述图3所示的实施例基础上，所述放大比例函数通过以下步骤得到：

步骤S30，获取多组第一距离并获取同组的第一距离对应的第二距离，其中，所述第一距离为所述激光装置到所述投影面之间的距离，所述第二距离为被投影图案中固定两点在投影面上的距离；

步骤S40，根据多组所述第一距离和第二距离的比例关系获取所述放大比例函数。

第一距离D	第二距离R
		D1	R1
D2	R2
		D3	R3
……	……
		Dn	Rn

在本实施例中，通过不断调整所述激光装置与所述投影面之间的第一距离，测得多个第一距离D1、D2、D3……Dn，并在第一距离D1、D2、D3……Dn下，测得被投影图案中固定两点之间在投影面上的距离R1、R2、R3……Rn，例如，投影的图案为圆形时，可定义该第二距离R1为圆形的半径，以此种方式，测得多个第一距离D1、D2、D3……Dn对应的多个第二距离(也即圆形的半径)R1、R2、R3……Rn，根据多组所述第一距离D和第二距离R的比例关系获取所述放大比例函数R＝f(D)，)在笛卡尔坐标系中标示出来，第一距离D作为横坐标，第二距离R作为纵坐标，则该所述放大比例函数R＝f(D)可能是一条带斜率的直线，也可能是一条不成固定放大比例的曲线(跟所述激光投影装置本身的投影性能有关)。

请参阅图5，优选地，优选地，在上述图3-4所示的实施例基础上，所述步骤S20包括：

步骤S21，根据所述距离以及预设的放大比例函数获取对应的规则图形上的两点之间的第三距离；

步骤S22，根据所述第三距离获取投影面上的图形的面积。在本实施例中，在获取到所述预设的放大比例函数以及当前测量得到的投影装置到投影面之间的距离后，可以获取根据所述距离以及所述预设的放大比例函数的规则图形上的两点之间的第三距离如圆形的半径，或者正方形的边长等，在通过圆形的半径计算得到圆形的距离或者根据正方形的边长计算得到正方形的面积等。

在一种实施例中，所述预设的放大比例函数可以是多个，例如，其中一个放大比例函数用于测算矩形的长边的大小，另一放大比例函数用于测算矩形的宽边的大小，从而根据长边和宽边计算得到矩形的投影面积，其他规则图形或者不规则图形同理，在此不在赘述。

具体地，该要投影的图案可以显示在所述显示器上，所述显示器还可以用于显示测算得到的投影面上的图案的尺寸。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光装置，其特征在于，所述激光装置包括：

壳体，所述壳体上开设有第一出射口及第二出射口；

激光投影模组，所述激光投影模组设置于所述壳体内，所述激光投影模组包括发射器、发散件、成像件，且所述发射器发出的激光依次经所述发散件、成像件、第一出射口射出；

激光测距模组，所述激光测距模组设置于所述壳体内且所述激光测距模组射出的激光从所述第二出射口射出；

电路主板，所述激光投影模组以及所述激光测距模组均与所述电路主板电连接。

2.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述发散件为凹透镜。

3.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述成像件包括透明基材以及设置于所述透明基材上的遮挡件，所述透明基材上划分出透光区域及遮挡区域，所述透光区域形成要投影的图形，所述遮挡区域上设置所述遮挡件以遮挡或者吸收激光。

4.如权利要求3所述的激光装置，其特征在于，所述遮挡件为涂覆于所述遮挡区域上的油墨层。

5.如权利要求3所述的激光装置，其特征在于，所述透光区域包括:

圆环区域，所述圆环区域的圆心与所述透明基材的中心位置重合；

十字区域，所述十字区域的中心与所述圆环区域的圆心重合。

6.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述激光装置还包括：

电池，所述电池与所述激光投影模组、激光测距模组、电路主板均电性连接；

显示器，所述显示器与所述激光投影模组、激光测距模组、电路主板、电池均电性连接。

7.如权利要求1-6任一项所述的激光装置，其特征在于，所述激光投影模组与激光测距模组的激光出射方向一致。

8.一种激光投影图案尺寸的测算方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的激光装置，所述测算方法包括：

获取激光测距模组检测得到的所述激光装置到投影面之间的距离；

根据所述距离以及预设的放大比例函数获取所述激光投影模组投影到投影面上的图案的尺寸。

9.如权利要求8所述的激光投影图案尺寸的测算方法，其特征在于，所述放大比例函数通过以下步骤得到：

获取多组第一距离并获取同组的第一距离对应的第二距离，其中，所述第一距离为所述激光装置到所述投影面之间的距离，所述第二距离为被投影图案中固定两点在投影面上的距离；

根据多组所述第一距离和第二距离的比例关系获取所述放大比例函数。

10.如权利要求9所述的激光投影图案尺寸的测算方法，其特征在于，所述根据所述距离以及预设的放大比例函数获取所述激光投影模组投影到投影面上的图案的尺寸的步骤包括：

根据所述距离以及预设的放大比例函数获取对应的规则图形上的两点之间的第三距离；

根据所述第三距离获取投影面上的图形的面积。