本发明涉及投影机技术领域，尤其涉及一种隐形提词投影机系统。
背景技术：
现在投影机应用的范围很广，在学校上课、公司开会、职业培训以及产品发布会中大都会用到投影机，投影机的作用是把ppt等图像投射到屏幕上，主讲人要结合投影的图像来讲解，ppt一般包含的文字比较少，所讲的内容比较多，大部分内容是在ppt看不到的，并且有些内容是不适合出现在ppt上的，这时候如果对内容不太熟，就需要一些提示材料，有的人是拿着讲稿提词卡片等，这样就会影响讲课效果。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、使用方便、即可以作为普通投影机使用、同时可以实现对主讲人的提词功能、又不会影响到观众的隐形提词投影机系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：隐形提词投影机系统，包括光源、第一汇聚镜、色轮、第二汇聚镜、数字微镜、数字微镜驱动模块、镜头，还包括：
帧同步信号发射模块，所述帧同步信号发射模块与所述数字微镜驱动模块连接，所述数字微镜驱动模块与所述数字微镜连接，所述帧同步信号发射模块把帧切换起始时间作为同步信号；
液晶眼镜，所述液晶眼镜的镜片由液晶面板构成，所述液晶面板依次包括第一偏振片层、第一玻璃基板层、第一透明电极层、液晶层、第二透明电极层、第二玻璃基板层和第二偏振片层；所述液晶眼镜还包括与所述液晶面板中的所述液晶层连接的液晶面板驱动电路，所述液晶面板在所述液晶面板驱动电路的控制下在透明和不透明两种状态之间转换；所述液晶眼镜还包括连接所述液晶面板驱动电路的帧同步信号接受模块，所述帧同步信号接受模块接受来自所述帧同步信号发射模块发射来的帧同步信号，并将所述帧同步信号传递至所述液晶面板驱动电路中，使得所述液晶面板驱动电路产生与所述帧同步信号同步的液晶面板控制信号，所述液晶面板控制信号来控制所述液晶面板在透明和不透明之间转换；
字幕数据生成模块，用于生成字幕数据，所述字幕数据包含字幕笔画区像素数据和非字幕笔画区像素数据，两者的数据数值大小不同，所有的字幕笔画区像素数据的数值均相等，所有的非字幕笔画区像素数据的数值均相等；
视频数据生成模块，视频数据生成模块接受投影机外部接口传来的媒体信号，经过转换处理生成用于驱动所述数字微镜的视频数据，所述字幕数据生成模块生成的字幕数据的分辨率与视频数据生成模块生成的视频数据的分辨率相等，两者的像素具有一一对应的关系；
字幕叠加模块，所述字幕数据生成模块与所述视频数据生成模块分别连接至所述字幕叠加模块，所述字幕叠加模块连接至所述数字微镜；所述字幕数据生成模块将生成的字幕数据输入至所述字幕叠加模块中，所述视频数据生成模块将生成的视频数据输入至所述字幕叠加模块中，所述字幕叠加模块根据字幕数据来对视频数据进行处理，把字幕信息叠加到视频数据上，叠加有字幕信息的视频数据驱动所述数字微镜，最终在成像平面上显示含有隐形字幕信息的画面。
作为优选的技术方案，所述液晶面板的第一偏振片层和第二偏振片层，由偏振区域和非偏振区域交错组成，每个偏振区域的面积小于0.02平方毫米。
作为优选的技术方案，所述光源为激光偏振光源。
作为优选的技术方案，隐形提词投影机系统的视频数据处理方法，包括如下步骤：
步骤一所述字幕数据与所述视频数据均输入至所述字幕叠加模块中；
步骤二所述字幕叠加模块依次检测与当前视频帧对应的字幕数据的像素数据，如果字幕数据为字幕笔画区像素数据时，再检测相对应的同位置的视频数据，如果视频数据的像素数据的亮度值小于视频数据的像素数据所能表示的最大亮度值的50％，则对视频数据进行处理，处理方法为：将当前帧对应数据的亮度值归零，对下一帧对应数据的亮度值加倍；如果所述字幕叠加模块检测到的字幕数据为非字幕笔区像素数据时，则对应视频数据的亮度值保持不变；
步骤三把再下一帧作为当前帧，重复步骤二。
作为优选的技术方案，在步骤二中加入：如果视频数据的像素数据的亮度值大于最大亮度值的50％，则当前帧对应数据的亮度值的处理方式为：当前帧对应数据的亮度值＝(当前亮度值-(最大亮度值-当前亮度值))，下一帧对应数据的亮度值变成最大亮度值。
作为优选的技术方案，在步骤一和步骤二之间加入一步骤：所述字幕叠加模块对视频当前帧和下一帧的数据信号进行对比，如果两帧对应像素亮度值之差的平均值大于视频数据的像素所能表示的最大亮度值的5％，当前帧视频不做处理，进行下一帧与其后面帧的对比，反之则进行下一步骤。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明设计合理、使用方便，即可以作为普通投影机使用，同时可以实现对主讲人的提词功能、又不会影响到观众。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例帧同步信号发射模块与液晶眼镜之间的关系框图；
图3是本发明实施例数据处理框图；
图4是本发明实施例数据处理示意图；
图5是本发明实施例液晶眼镜的示意图；
图6是图5中i处放大示意图；
图中：1-光源；2-第一汇聚镜；3-色轮；4-第二汇聚镜；5-数字微镜；51-数字微镜驱动电路；6-镜头；7-帧同步信号发射模块；8-液晶眼镜；9-字幕数据生成模块；10-视频数据生成模块；11-字幕叠加模块；12-液晶面板驱动电路；13-帧同步信号接受模块；14-成像平面；15-偏振区域；16-非偏振区域。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示，隐形提词投影机系统，包括光源1、第一汇聚镜2、色轮3、第二汇聚镜4、数字微镜5(dmd)、数字微镜驱动电路51、镜头6，还包括：帧同步信号发射模块7、液晶眼镜8、字幕数据生成模块9、视频数据生成模块10、字幕叠加模块11；其中，光源1、第一汇聚镜2、色轮3、第二汇聚镜4、数字微镜5、数字微镜驱动电路51、镜头6均属于现有投影机中的一部分，属于现有技术，在此不再赘述。
参见图2，所述帧同步信号发射模块7与所述数字微镜驱动电路51连接，所述数字微镜驱动电路51与所述数字微镜5连接，所述帧同步信号发射模块7把所述数字微镜5的帧切换起始时间作为同步信号，调制到无线载波上发射出去，实现无线信号的传输；所述帧同步信号发射模块7的作用是：当所述数字微镜5由当前帧切换为下一帧时，所述帧同步信号发射模块7将此当前帧向下一帧切换时的起始时间的信号发射出去，即将帧切换时的信号作为同步信号发射出去，相当于一个触发信号，循环往复，所述帧同步信号发射模块7将所述数字微镜5的每一帧的切换均发射出去。
参见图2，所述液晶眼镜8的镜片由液晶面板构成，即所述液晶眼镜8的镜片是液晶面板材质的，所述液晶面板依次包括第一偏振片层、第一玻璃基板层、第一透明电极层、液晶层、第二透明电极层、第二玻璃基板层和第二偏振片层；在此所述液晶面板与现有技术中的液晶面板的结构相同，为现有技术，在此不再赘述。
参见图2，所述液晶眼镜8还包括与所述液晶面板中的所述液晶层连接的液晶面板驱动电路12，所述液晶面板在所述液晶面板驱动电路12的控制下在透明和不透明两种状态之间转换，所述液晶面板驱动电路12为现有技术，在此不再赘述。
参见图2，所述液晶眼镜8还包括连接所述液晶面板驱动电路12的帧同步信号接受模块13，所述帧同步信号接受模块13通过无线载波获取无线信号，即所述帧同步信号接受模块13接受来自所述帧同步信号发射模块7发射来的帧同步信号，并将所述帧同步信号传递至所述液晶面板驱动电路12中，使得所述液晶面板驱动电路12产生与所述帧同步信号同步的液晶面板控制信号，所述液晶面板控制信号来控制所述液晶面板在透明和不透明之间转换。当所述数字微镜5的当前帧切换至下一帧时，所述帧同步信号发射模块7将当前帧向下一帧切换的同步信号发射出去，所述帧同步信号接受模块13接受到此切换的同步信号后，将此同步信号传递至所述液晶面板驱动电路12中，所述液晶面板驱动电路12会控制所述液晶面板由加压(或不加压)的状态切换至不加压(或加压)的状态，即使得所述液晶面板由不透光(或透光)切换至透光(或不透光)的状态，通过所述帧同步信号发射模块7与所述帧同步信号接受模块13来控制所述液晶面板的切换，使得透光或不透光与所述数字微镜5的相邻两帧分别对应，即偶数帧对应透光奇数帧对应不透光，或者偶数帧对应不透光奇数帧对应透光。
在本实施例中，所述液晶面板驱动电路12与所述帧同步信号接受模块13均集成在所述液晶眼镜内。
字幕数据生成模块9用于生成字幕数据，所述字幕数据包含字幕笔画区像素数据和非字幕笔画区像素数据，两者的数据数值大小不同，所有的字幕笔画区像素数据的数值均相等，所有的非字幕笔画区像素数据的数值均相等；在本实施例中，将字幕数据用一个二值图像表示，例如，1表示字幕笔画区域的像素，0表示非字幕笔画区域的像素。如果希望当前画帧画面上显示“十”字，那么当前帧数据中的“十”字区域即为字幕笔画区像素数据，非“十”字的区域均为非字幕笔画区像素数据。字幕数据生成模块9为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的，在此不再赘述。
视频数据生成模块10接受投影机外部接口传来的媒体信号，例如vga、视频等媒体信号，经过转换处理生成用于驱动所述数字微镜5的视频数据，所述字幕数据生成模块9生成的字幕数据的分辨率与视频数据生成模块10生成的视频数据的分辨率相等，两者的像素具有一一对应的关系；视频数据生成模块10为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的，在此不再赘述。
所述字幕数据生成模块9与所述视频数据生成模块10分别连接至所述字幕叠加模块11，所述字幕叠加模块11连接至所述数字微镜驱动电路51，所述数字微镜驱动电路51连接至所述数字微镜5，参见图3；所述字幕数据生成模块9将生成的字幕数据输入至所述字幕叠加模块11中，所述视频数据生成模块10将生成的视频数据输入至所述字幕叠加模块11中，所述字幕叠加模块11根据字幕数据来对视频数据进行处理，把字幕信息叠加到视频数据上，叠加有字幕信息的视频数据驱动所述数字微镜5，最终在成像平面14上显示含有隐形字幕信息的画面。
参见图5和图6，所述液晶面板的第一偏振片层和第二偏振片层均由若干偏振区域15和非偏振区域16交错组成，所述第一偏振片层与所述第二偏振片层上偏振区域15与非偏振区域16的分布是完全相同的，在本实施例中，偏振区域15为矩形偏振块，非偏振区域16为矩形块，偏振区域15的矩形偏振块与非偏振区域16中的矩形块均匀交错分布，参见图5和图6；每个偏振区域15的面积小于0.02平方毫米，非偏振区域16的矩形块的透明度较高。通过在所述液晶眼镜8的第一偏振片层和第二偏振片层上设置交错分布的偏振区域15与非偏振区域16，使用者带上所述液晶眼镜8后，眼睛通过偏振区域15可以在成像平面14上观察到隐藏的提示词，而通过非偏振区域16时则无法在成像平面14上观察到隐藏的提示词，但是非偏振区域16的透明度较高，非偏振区域16与普通的眼镜或近视镜相同，而将偏振区域15与非偏振区域16交错布置的目的，是为了提高眼镜的透明度，虽然在一定程度上降低提示词的对比度，但不会影响观看提词器。使用者佩戴此液晶眼镜8后，即可以观察到隐藏的提示词，而其他没有佩戴此液晶眼镜者就根本不会发现成像平面14上具有提示词。
所述光源为激光偏振光源，激光偏振光源和液晶面板的第一偏振片层偏振方向相同，因此光经过偏振片层的时候，光强不会发生衰减。
使用者佩戴此液晶眼镜后，即可以观察到隐藏的字幕，而其他没有佩戴此液晶眼镜者就根本不会发现成像平面14上具有字幕。
投影机系统的投影原理为：
所述光源1产生的光照射至所述第一汇聚镜2，经过所述第一汇聚镜2，至所述色轮3的色区表面，再经过所述色轮2后，至所述第二汇聚镜4，经过所述第二汇聚镜4后照射至所述数字微镜5上；然后被处理后的视频数据输送到所述数字微镜驱动电路51驱动所述数字微镜5把含有隐形字幕的图像反射至所述镜头6上，再通过所述镜头6放大投射至成像平面14，在成像平面14上形成投影区域。
隐形提词投影机系统的视频数据处理方法，包括如下步骤：
步骤一所述字幕数据与所述视频数据均输入至所述字幕叠加模块11中；
步骤二所述字幕叠加模块11依次检测与当前视频帧对应的字幕数据的像素数据，如果字幕数据为字幕笔画区像素数据时，再检测相对应的同位置的视频数据，如果视频数据的像素数据的亮度值小于视频数据的像素数据所能表示的最大亮度值的50％，则对视频数据进行处理，处理方法为：将当前帧对应数据的亮度值归零，对下一帧对应数据的亮度值加倍，此时，因为两个前后帧增加和减少的亮度值相同，由于人眼的视觉暂留效应，视觉效果跟没经过处理一样，因此观众是看不见叠加到视频的字幕的，比如视频数据的像素数据的亮度值为50％时，则将当前帧对应数据的亮度值归零，下一帧对应数据的亮度值为100％，如视频数据的像素数据的亮度值为40％，则将当前帧对应数据的亮度值归零，下一帧对应数据的亮度值为80％；如果所述字幕叠加模块11检测到的字幕数据为非字幕笔区像素数据时，则对应视频数据的亮度值保持不变；
步骤三把再下一帧作为当前帧，重复步骤二。
在第二步骤中，如果视频数据的像素数据的亮度值大于最大亮度值的50％，则当前帧对应数据的亮度值的处理方式为：当前帧对应数据的亮度值＝(当前亮度值-(最大亮度值-当前亮度值))，对下一帧对应数据的亮度值变成最大亮度值。通过增加此步骤，用于处理当视频数据的像素数据的亮度值大于最大亮度值的50％的情况。通过上述的改进，可以增加隐形字幕叠加的范围。
在第三步骤与第四步骤之间加一步骤：所述字幕叠加模块11对视频当前帧和下一帧的数据信号进行对比，如果两帧对应像素亮度值之差的平均值大于视频数据的像素所能表示的最大亮度值的5％，当前帧视频不做处理，进行下一帧与其后面帧的对比，反之则进行下一步骤。这样可以克服视频前后帧亮度差别较大时，使用步骤二处理方法，无法做到前后帧完全的互补，影响观看效果。
字幕数据生成模块9一般设置在投影机外的计算机中，计算机和字幕叠加模块11信号连接，信号连接方式通过hdmi或dvi等数字接口连接。
播放ppt是投影机最常用的方式，下面以ppt为例进行介绍数据处理原理：
如果希望在ppt的页面上叠加隐形字幕，需要经过以下的过程：视频数据生成模块10接受计算机通过vga端口传来的ppt信息，对ppt信号进行转换生成符合投影机分辨率和帧频的视频数据，字幕数据生成模块9安装在计算机中，字幕数据生成模块9生成的字幕数据，通过hdmi或dvi端口传输到字幕叠加模块11中，字幕数据生成模块9生成的字幕分辨率与视频信号分辨率相同；
假设提示词的字幕为一个中间为“十”字的图案，对应“十”笔画区的数据为1，其他区域的数据为0，视频图像为一幅灰度值为40％的灰色图案，字幕叠加模块11工作时先依次检测字幕像素数据，如果数据是0，视频对应位置像素数据不做改变，还是40％灰度；检测到字幕像素数据为1，再检测与视频对应位置的数据，视频像素数据的亮度值为40％，因为小于最大亮度值的50％，将当前帧对应数据的亮度值归零，下一帧对应数据的亮度值加倍变成为80％，视频图像经过上面的处理后，当前帧“十”笔画区像素亮度归零，归零后的示意图参见图4中a)，下一帧“十”笔画区像素亮度值翻倍，翻倍后的示意图参见图4中b)，两个前后帧增加和减少的亮度值相同，由于人眼的视觉暂留效应，视觉效果跟没经过处理一样，现在投影机的帧频基本都在60帧以上，所以不会有频闪效应，这样普通观众通过成像平面14上看到的“十”字位置的图像数据与未处理前一样，视觉感受的亮度值还是40％，参见图4中c)；由此可知，普通观众看到的视频图像与加字幕前是一模一样的，没有任何变化；
由于“十”字位置经过处理后的两帧实际亮度值不同，一帧亮度值是0，另一帧亮度值是80％，它们和40％的非“十”笔画区的40％的亮度是不同的，带上所述液晶眼镜8后，由于所述液晶眼镜8通过所述帧同步信号发射模块7与所述帧同步信号接受模块13来控制所述液晶面板的切换，使得透光或不透光与所述数字微镜5的相邻两帧分别对应，即偶数帧对应透光奇数帧对应不透光，或者偶数帧对应不透光奇数帧对应透光，因此通过所述液晶眼镜8后的前后相邻两帧的光分别为透光与不透光，因此通过所述液晶眼镜8只能看到奇数帧或者偶数帧，此时使用者透过所述液晶眼镜可在成像平面14上观察到字幕数据；即带上眼镜后，只能在成像平面14上观察到偶数帧或者奇数帧图像，相邻两帧中的一帧，即亮度值为0的一帧上的“十”字或者亮度值为80％的一帧上的“十”字，而不佩戴眼镜的话，就看不到字幕。本发明既可以作为一个普通的投影机使用，同时可以实现对主讲人的提词功能，又不会影响到观众的观看。
在设计课件时，如果想要字幕显示的清楚，就要在画面上多用灰度处于上范围的内容，并将字幕隐藏在此灰度区，大约在灰度值为最高亮度30％时候达到最佳效果，因此，如果想使用隐形提词功能，在设计课件的时候吧，最好使用30％左右灰度的背景，把提示词放置在灰色背景区。
字幕数据生成模块9放在电脑上，电脑通过可以通过hdmi或者dvi等接口与投影机相连，字幕数据生成模块9具有字幕的显示和不显示切换功能，字幕切换功能，均为现有技术，在此不再赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.隐形提词投影机系统，包括光源、第一汇聚镜、色轮、第二汇聚镜、数字微镜、数字微镜驱动模块、镜头，其特征在于，还包括：
帧同步信号发射模块，所述帧同步信号发射模块与所述数字微镜驱动模块连接，所述数字微镜驱动模块与所述数字微镜连接，所述帧同步信号发射模块把帧切换起始时间作为同步信号；
液晶眼镜，所述液晶眼镜的镜片由液晶面板构成，所述液晶面板依次包括第一偏振片层、第一玻璃基板层、第一透明电极层、液晶层、第二透明电极层、第二玻璃基板层和第二偏振片层；所述液晶眼镜还包括与所述液晶面板中的所述液晶层连接的液晶面板驱动电路，所述液晶面板在所述液晶面板驱动电路的控制下在透明和不透明两种状态之间转换；所述液晶眼镜还包括连接所述液晶面板驱动电路的帧同步信号接受模块，所述帧同步信号接受模块接受来自所述帧同步信号发射模块发射来的帧同步信号，并将所述帧同步信号传递至所述液晶面板驱动电路中，使得所述液晶面板驱动电路产生与所述帧同步信号同步的液晶面板控制信号，所述液晶面板控制信号来控制所述液晶面板在透明和不透明之间转换；
字幕数据生成模块，用于生成字幕数据，所述字幕数据包含字幕笔画区像素数据和非字幕笔画区像素数据，两者的数据数值大小不同，所有的字幕笔画区像素数据的数值均相等，所有的非字幕笔画区像素数据的数值均相等；
视频数据生成模块，视频数据生成模块接受投影机外部接口传来的媒体信号，经过转换处理生成用于驱动所述数字微镜的视频数据，所述字幕数据生成模块生成的字幕数据的分辨率与视频数据生成模块生成的视频数据的分辨率相等，两者的像素具有一一对应的关系；
字幕叠加模块，所述字幕数据生成模块与所述视频数据生成模块分别连接至所述字幕叠加模块，所述字幕叠加模块连接至所述数字微镜；所述字幕数据生成模块将生成的字幕数据输入至所述字幕叠加模块中，所述视频数据生成模块将生成的视频数据输入至所述字幕叠加模块中，所述字幕叠加模块根据字幕数据来对视频数据进行处理，把字幕信息叠加到视频数据上，叠加有字幕信息的视频数据驱动所述数字微镜，最终在成像平面上显示含有隐形字幕信息的画面。
2.如权利要求1所述的隐形提词投影机系统，其特征在于：所述液晶面板的第一偏振片层和第二偏振片层，由偏振区域和非偏振区域交错组成，每个偏振区域的面积小于0.02平方毫米。
3.如权利要求1所述的隐形提词投影机系统，其特征在于：所述光源为激光偏振光源。
4.采用如权利要求1所述的隐形提词投影机系统的视频数据处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一所述字幕数据与所述视频数据均输入至所述字幕叠加模块中；
步骤二所述字幕叠加模块依次检测与当前视频帧对应的字幕数据的像素数据，如果字幕数据为字幕笔画区像素数据时，再检测相对应的同位置的视频数据，如果视频数据的像素数据的亮度值小于视频数据的像素数据所能表示的最大亮度值的50％，则对视频数据进行处理，处理方法为：将当前帧对应数据的亮度值归零，对下一帧对应数据的亮度值加倍；如果所述字幕叠加模块检测到的字幕数据为非字幕笔区像素数据时，则对应视频数据的亮度值保持不变；
步骤三把再下一帧作为当前帧，重复步骤二。
5.如权利要求4所述的隐形提词投影机系统的视频数据处理方法，其特征在于：在步骤二中加入：如果视频数据的像素数据的亮度值大于最大亮度值的50％，则当前帧对应数据的亮度值的处理方式为：当前帧对应数据的亮度值＝(当前亮度值-(最大亮度值-当前亮度值))，下一帧对应数据的亮度值变成最大亮度值。
6.如权利要求4所述的隐形提词投影机系统的视频数据处理方法，其特征在于：在步骤一和步骤二之间加入一步骤：所述字幕叠加模块对视频当前帧和下一帧的数据信号进行对比，如果两帧对应像素亮度值之差的平均值大于视频数据的像素所能表示的最大亮度值的5％，当前帧视频不做处理，进行下一帧与其后面帧的对比，反之则进行下一步骤。
技术总结