图像投影装置及图像投影方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像投影装置和一种图像投影方法。
【背景技术】
[0002]在诸如投影仪的图像投影装置中，当所述图像投影装置和屏幕的投影表面等之间的倾斜角未对准预定的角度时，在由图像投影装置在投影表面投影的投影图像中，就产生了梯形形状的失真。
[0003]由于在被称为“超短距投影仪”的并且比现有技术更缩短其焦点距离的图像投影装置中，焦点距离特别短，所以即使在倾斜角度上的轻微的偏差也会导致投影图像中的显著失真。
[0004]例如对于一种解决方案，已知了这样的一种技术，使得图像投影装置投影投影图像到投影表面，由例如照相机的成像设备捕捉被投影的投影图像，基于捕捉的图像，计算用于校正投影图像中产生的失真的校正数据，用计算出的校正数据校正投影图像，并且投影校正后的投影图像到投影表面。
[0005]然而，因为在如上所述的技术中，在用校正数据校正投影图像时，通常进行诸如图像压缩和图像扩展的图像处理，所以存在关于诸如投影图像部分信息缺乏的图像质量劣化的担心。
[0006]为了处理此担心，例如在日本特开专利公报2012-199772公开了一种技术，其中，图像投影装置投影图案图像到投影表面上，由诸如照相机的成像设备捕捉该投影的图案图像，基于所述捕捉的图像和图案图像之间的间隙，计算图像投影装置到在倾斜角度中没有偏差出现的位置的移动量，并且显示计算出的移动量。
[0007]但是，在日本特开专利公报2012-199772中公开的技术需要检查该图像投影装置被移动计算出的移动量，从而需要另外的测量图像投影装置的移动量的测量设备并导致成本增加。
[0008]此外，由于焦点距离如超短距投影仪一样短的大多数图像投影装置通常在该装置的上部向后投影图像，用户将在从下面往上看着图案图像的同时，执行图像投影装置的位置调整。在这种情况下，用户的视线的方向不垂直于图案图像的平面，并且用户看到的图案图像显示特定的失真，从而如果不移动到该用户能够查看该图案图像的整体并且用户的视线变得垂直于该图案图像平面的位置，则用户不能确定是否解决了由倾斜角度的偏差所导致的图案图像的失真，并且用户需要额外的努力。
[0009]因此，需要一种图像投影装置和图像投影方法，其使得无需额外的成本和努力而解决投影图像中的失真的图像投影装置的位置调整可行。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的是至少部分地解决现有技术中的问题。
[0011]根据一个实施例，提供了一种图像投影装置，包括:投影单元，用于将图案图像投影在投影表面上；图像捕捉单元，用于捕捉投影的图案图像；以及校正器，用于校正捕捉的图像以便校正由图像捕捉造成的成像失真以及由投影造成的投影失真；所述投影单元在投影表面的预定位置投影校正后的捕捉的图像。
[0012]根据另一个实施例，提供了一种图像投影方法，包括:将图案图像投影在投影表面上；捕捉投影的图案图像；校正捕捉的图像，以便校正由图像捕捉造成的成像失真以及由投影造成的投影失真；并且在投影表面的预定位置投影校正后的捕捉的图像。
[0013]当考虑结合附图时，通过阅读本发明的当前优选实施例的以下【具体实施方式】，将更好地理解本发明的上述及其它目的、特征、优点和技术及工业的重要性。
【附图说明】
[0014]图1是根据实施例的超短距投影仪的简要概观的例子的示意图；
[0015]图2是根据实施例的超短距投影仪的硬件配置的例子的方方框图；
[0016]图3是根据实施例的图像处理单元的配置的例子的方方框图；
[0017]图4是根据实施例的超短距投影仪的安装状况的例子的示意图；
[0018]图5是根据实施例将要在超短距投影仪中执行的处理的例子的顺序图；
[0019]图6示出了根据实施例的投影前的图案图像的例子；
[0020]图7示出了根据实施例的投影后的图案图像的例子；
[0021]图8示出了根据实施例捕捉的图像的例子；
[0022]图9示出了根据实施例校正成像失真后的捕捉的图像的例子；
[0023]图10是根据实施例校正成像失真的方法的例子的示意图；
[0024]图11示出了根据实施例的合成图像的例子；以及
[0025]图12示出了根据实施例投影后的合成图像的例子。
【具体实施方式】
[0026]下面将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细说明。虽然采用焦点距离小于人的宽度(更具体地，人的身体的宽度)的超短距投影仪作为图像投影装置的例子，但是本发明不限于此。
[0027]图1是根据实施例的超短距投影仪I的简要概观的例子的示意图。如图1中所示的，诸如投影透镜的投影光学系统31 (投影单元的例子)被布置于超短距投影仪I的机箱的上表面上，并且光线在上部从投影光学系统31向后射出，以将图像投射到作为投影表面的屏幕2上。
[0028]虽然投影光学系统31的焦点距离被配置为小于人的身体的宽度，并且短于传统投影仪的投影光学系统的焦点距离，但是将要由投影光学系统31投影的图像的尺寸被配置为等同于将要由传统投影仪投影的图像的尺寸。例如在日本公开专利公开N0.2007-316674中公开了实现所述超短距的投影光学系统31。
[0029]在超短距投影仪I中，相机单元44 (图像捕捉单元的例子)也被布置在机箱的上表面。
[0030]图2是根据实施例的超短距投影仪I的硬件配置的例子的方框图。如图2中所示的，超短距投影仪I设置有投影光学系统31、光学调制器32、照明光学系统33、灯34、光学调制器控制单元35、图像信号处理单元37、图像处理单元38、系统控制单元39、显示设备40、操作面板41、遥控接收器42、遥控器43、相机单元44和加速度传感器45 (检测器的例子)。
[0031]图像信号处理单元37处理经由未示出的外部接口输入的图像信号。
[0032]图像处理单元38在是由图像信号处理单元37处理的图像信号的投影图像、由图像处理单元38产生的图案图像以及由相机单元44捕捉的捕捉图像上执行各种处理。所述图案图像是包括的预定图案的图像。图像处理单元38的细节将在后面进行解释。
[0033]光学调制器控制单元35使得光学调制器32显示在其上由图像处理单元38执行各种处理的图像。
[0034]灯34，只要发射光即可，作用为光源。
[0035]照明光学系统33，其将从灯34射出的光会聚到光学调制器32上，可以例如由透镜和反射镜来实现。
[0036]光学调制器32，其显示从光学调制器控制单元35发送来的图像并且反射或透射由照明光学系统33会聚的光，可以由数字反射镜设备(DMD)、液晶面板等来实现。
[0037]投影光学系统31，其通过在屏幕2投影由光学调制器32反射或投射的光来在屏幕2上投影图像，可以通过例如透镜和反射镜来实现。
[0038]系统控制单元39，其控制超短距投影仪I的部件，可以通过包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等的处理设备来实现。该系统控制单元39接收来自操作面板41和遥控接收器42的通知，以根据该通知执行处理。
[0039]显示设备40，其显示(公布)超短距投影仪I的状态，可以通过例如发光二极管(LED)来实现。例如当系统控制单元39检测到错误等的发生时，显示设备40接收来自系统控制单元39的通知，并且显示效果(例如，开启和关闭或点亮LED)。
[0040]操作面板41，其通知系统控制单元39用户的各种操作输入，可以通过例如触摸屏来实现。
[0041]遥控器43通知遥控接收器42由用户的各种操作输入。遥控接收器42通知系统控制单元39由遥控器43通知的各种输入。
[0042]相机单元44，其捕捉由投影光学系统31投影在屏幕2上的图案图像，例如可以通过相机来实现。
[0043]加速度传感器45，其检测加速度，通过检测作用在超短距投影仪I的力来检测超短距投影仪I的位置的移动。
[0044]图3是根据实施例的图像处理单元38的配置的例子的方框图。如图3中所示的，图像处理单元38包括校正器51和合成器54。
[0045]校正器51，其校正由相机单元44捕捉的捕捉图像以使得由于图像捕捉造成的成像失真以及由于投影造成的投影失真被校正，包括成像失真校正器52和投影失真校正器53。
[0046]成像失真校正器52校正由相机单元44捕捉的捕捉图像的成像失真。
[0047]投影失真校正器53校正其成像失真已经被成像失真校正器52校正的捕捉图像的投影失真。
[0048]这里，投影失真校正器53可以校正由相机单元44捕捉的捕捉图像的投影失真，并且成像失真校正器52可以校正其投影失真已经被投影失真校正器53校正的捕捉图像的成像失真。
[0049]合成器54通过组合由图像处理单元38生成的图案图像与由校正器51校正的捕捉图像来生成合成图像。例如，合成器54生成合成图像，以使得校正后的捕捉图像被合并在所述图案图像的下部的中央。
[0050]图4是根据实施例的超短距投影仪I的安装情况的例子的示意图。如上面所述的，由于在根据实施例的超短距投影仪I中，光线在上部从所述投影光学系统31向后射出以在屏幕2上投影图像，所以布置超短距投影仪I的用户3在从下面往上看着投影的图像的同时调整超短距投影仪I的位置和倾斜。
[0051]这里，当图像是如传统技术中直接被投影在屏幕2上时，图像被用户3看作是上侧变窄的梯形形状的失真的图像(在下文中此失真有时也被称为“归因于视线方向的失真”)。因此，用户3变得难以在调整超短距投影仪I的位置和倾斜的同时确定是否解决了由超短距投影仪I和屏幕2之间的倾斜角度的偏差所造成的失真(在下文中该失真有时被称为“归因于倾斜角度的偏差的失真”)。
[0052]因此，根据实施例的超短距投影仪I在屏幕2上投影抑制了其归因于用户3的视线方向的失真的图像。由于用户3因此能够观看抑制了其归因于视线方向的失真的图像，所以用户3变得可能在调整超短距投影仪I的位置和倾斜的同时确定是否解决了归因于倾斜角度的偏差的失真。
[0053]图5是根据实施例的在超短距投影仪I中将被执行的处理的例子的顺序图。
[0054]首先，投影光学系统31将图案图像投影在屏幕2上(步骤S101)。图6示出了根据实施例的投影前的图案图像101的例子，并且图7示出了根据实施例投影后的图案图像101’