一种投影系统的投影图案校正装置、方法及系统与流程

本发明实施例涉及投影设备技术领域，特别是涉及一种投影系统的投影图案校正装置、方法及系统。

背景技术：

在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果，如果无法保证二者的垂直，投影画面就会产生梯形。在这种情况下，用户需要使用投影仪上的“梯形校正功能”来校正梯形，从而保证画面成为标准的矩形。

投影机在使用中通常会在垂直方向具有一定的仰俯角，从而使投影画面在垂直方向产生梯形形变，目前的投影仪均具有垂直方向的梯形校正功能，通常采用光学梯形校正和数码梯形校正的方法进行垂直方向的梯形校正，其中，光学梯形校正是指通过调整镜头的物理位置来达到调整梯形的目的，数码梯形校正是通过软件的方法来实现梯形校正。

但是，在实际应用中投影机也会存在因水平位置的偏置而产生的梯形，现有技术中通常通过camera对投影图案进行拍照，然后通过对图案的分析后再进行水平方向梯形的校正，设计复杂、成本高，并且对cpu的处理能力要求也较高。

鉴于此，如何提供一种设计结构简单、成本较低，且对cpu处理能力要求较低的投影系统的投影图案校正装置、方法及系统成为本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种投影系统的投影图案校正装置、方法及系统，结构设计简单、成本较低，并且在使用过程中对cpu处理能力要求较低，适用范围更加广泛。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种投影系统的投影图案校正装置，包括：设置于投影机前控面板上的第一测距传感器和第二测距传感器、设置于投影机上的惯性测量单元、与所述第一测距传感器、所述第二测距传感器和所述惯性测量单元的输出端连接的处理器，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器的连线不垂直于水平线，所述惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计，其中：

所述第一测距传感器，用于获取与幕布之间的第一距离；

所述第二测距传感器，用于获取与所述幕布之间的第二距离；

所述惯性测量单元，用于获取所述投影机与所述幕布在垂直方向的夹角；

所述处理器，用于依据所述第一距离、第二距离和所述夹角从预先建立的相对位置信息与投影画面尺寸的对应关系表中匹配出相应的目标投影画面尺寸，并依据所述目标投影画面尺寸对所述投影机的投影画面进行校正，使所述投影机的投影画面为矩形画面；其中，所述投影机与所述幕布之间的相对位置信息为依据所述第一距离、第二距离和所述夹角得到的。

可选的，所述处理器，还用于当所述加速度计输出的加速度值大于预设阈值时，控制所述第一测距传感器、所述第二测距传感器和所述惯性测量单元开始工作。

可选的，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器的连线经过所述投影机镜头的中心。

可选的，所述第一测距传感器、所述投影机镜头的中心和所述第二测距传感器之间的连线平行于水平线。

本发明实施例还相应的提高了一种投影系统的投影图案校正方法，应用于如上述所述的投影图案校正装置，包括：

接收所述第一测距传感器发送的与幕布之间的第一距离、所述第二测距传感器发送的与幕布之间的第二距离及所述惯性测量单元发送的投影机与幕布在垂直方向的夹角，所述惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计；

依据所述第一距离、第二距离和所述夹角从预先建立的相对位置信息与投影画面尺寸的对应关系表中匹配出相应的目标投影画面尺寸；其中，所述投影机与所述幕布之间的相对位置信息为依据所述第一距离、第二距离和所述夹角得到的；

依据所述目标投影画面尺寸对所述投影机的投影画面进行校正，使所述投影机的投影画面为矩形画面。

可选的，所述惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计；

所述方法还包括：

当所述加速度计输出的加速度值大于预设阈值时，控制所述第一测距传感器和所述第二测距传感器开始工作。

本发明实施例还提供了一种投影系统的投影图案校正系统，包括：

接收模块，用于接收所述第一测距传感器发送的与幕布之间的第一距离、所述第二测距传感器发送的与幕布之间的第二距离及所述惯性测量单元发送的投影机与幕布在垂直方向的夹角；

匹配模块，用于依据所述第一距离、第二距离和所述夹角从预先建立的相对位置信息与投影画面尺寸的对应关系表中匹配出相应的目标投影画面尺寸；其中，所述投影机与所述幕布之间的相对位置信息为依据所述第一距离、第二距离和所述夹角得到的；

校准模块，用于依据所述目标投影画面尺寸对所述投影机的投影画面进行校正，使所述投影机的投影画面为矩形画面。

本发明实施例提供了一种投影系统的投影图案校正装置、方法及系统，包括：设置于投影机前控面板上的第一测距传感器和第二测距传感器、设置于投影机上的惯性测量单元、与第一测距传感器、第二测距传感器和惯性测量单元的输出端连接的处理器，第一测距传感器和第二测距传感器的连线不垂直于水平线，惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计。本发明实施例通过预先建立投影机与幕布之间的相对位置信息及投影画面尺寸之间的对应关系表，并且在对投影机的投影画面进行校正时，处理器可以根据设置在投影机上的第一测距传感器、第二测距传感器和惯性测量单元分别获取的第一距离、第二距离和投影机与幕布在垂直方向的夹角及预先建立的对应关系表，匹配出与当前测量的这组参数对应的投影画面尺寸，并根据该投影画面尺寸能够确定出投影画面形状及具体参数，从而根据该投影画面的形状和参数对投影机的投影画面进行校正，以便投影机在幕布上的投影画面以矩形画面的形式呈现，本申请所提供的装置结构设计简单、成本较低，并且对cpu处理能力要求较低，适用范围更加广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种投影系统的投影图案校正装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种前控面板结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种前控面板结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种投影机水平方向的光线传播示意图；

图5为本发明实施例提供的一种投影系统的投影图案校正方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种投影系统的投影图案校正系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种投影系统的投影图案校正装置、方法及系统，结构设计简单、成本较低，并且在使用过程中对cpu处理能力要求较低，适用范围更加广泛。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种投影系统的投影图案校正装置的结构示意图。

该投影图案校正装置，包括：设置于投影机前控面板1上的第一测距传感器2和第二测距传感器3、设置于投影机上的惯性测量单元4、与第一测距传感器2、第二测距传感器3和惯性测量单元4的输出端连接的处理器5，第一测距传感器2和第二测距传感器3的连线不垂直于水平线，惯性测量单元4包括陀螺仪和加速度计，其中：

第一测距传感器2，用于获取与幕布之间的第一距离；

第二测距传感器3，用于获取与幕布之间的第二距离；

惯性测量单元4，用于获取投影机与幕布在垂直方向的夹角；

处理器5，用于依据第一距离、第二距离和夹角从预先建立的相对位置信息与投影画面尺寸的对应关系表中匹配出相应的目标投影画面尺寸，并依据目标投影画面尺寸对投影机的投影画面进行校正，使投影机的投影画面为矩形画面；其中，投影机与幕布之间的相对位置信息为依据第一距离、第二距离和夹角得到的。

需要说明的是，本实施例中的第一测距传感器2获取的是自身与幕布之间的距离信息(也即第一距离)，第二测距传感器3获取的是自身与幕布之间的距离信息(也即第二距离)，并且由于第一测距传感器2和第二测距传感器3设置于投影机前控面板1，并且投影仪镜头也设置在投影机前控面板1，所以由第一距离和第二距离能够确定出投影机相对幕布的水平位置，而惯性测量单元4能够获取投影机与幕布在垂直方向的夹角，也即能够得到投影机相对于幕布的垂直位置。

由于当投影机相对幕布的位置发生变化时，投影机在幕布上的投影画面形状将发送变化，所以对于设有第一测距传感器2、第二测距传感器3和惯性测量单元4(具体为6自由度惯性测量单元)的投影机(第一测距传感器2、第二测距传感器3和惯性测量单元4在投影机上的位置固定)，可以预先通过改变投影机与幕布之间的相对位置，获取每个位置处第一测距传感器2、第二测距传感器3和惯性测量单元4分别测量的数据信息及相应的投影画面尺寸，从而得到多组相对位置信息与投影画面尺寸的对应关系，并建立相应的对应关系表，并将该对应关系表存储至存储器中，其中，每个相对位置信息包括一组第一距离、第二距离和夹角数据参数。

在投影机的使用过程中，可以通过第一测距传感器2、第二测距传感器3和惯性测量单元4分别获取第一距离、第二距离和投影机与幕布在垂直方向的夹角，从而根据该组数据参数从预先建立的投影机与幕布的相对位置与投影画面尺寸的对应关系表中匹配出与该组数据参数对应的投影画面尺寸，并将其作为目标投影画面尺寸，处理器5可以对该目标投影画面尺寸进行分析，确定出投影画面的畸变情况，从而对投影机输出的、显示前的图像进行形状调整和补充，从而使在幕布上显示的图像呈矩形效果，可见本申请能够自动实现双向梯形校正。其中，处理器具体可以通过对与目标投影画面尺寸对应的畸变投影画面进行分析后，采用差值算法对显示前的图像进行调整和补偿，当然，也可以采用其他的图像处理方法，具体本申请不做特殊限定，能够实现本申请的目的即可。

进一步的，本实施例中处理器5，还用于当加速度计输出的加速度值大于预设阈值时，控制第一测距传感器2和第二测距传感器3开始工作。

需要说明的是，在实际应用中可以通过加速度计检测到的加速度值来确定投影机是否发生移动，具体可以将加速度值与预设阈值进行比较，当加速度值大于预设阈值时说明投影机发生移动，则此时处理器5可以控制第一测距传感器2和第二测距传感器3开始工作，也即测量自身至幕布之间的距离，分别得到第一距离和第二距离，以用于后续对投影画面进行校正。也即，本申请中每当检测到投影机发生移动后，就执行对投影画面进行校正的工作，以确保投影机在幕布上的投影画面呈现出矩形效果。

更进一步的，为了使结构设计更加简单，本实施例中可以第一测距传感器2和第二测距传感器3的连线经过投影机镜头11的中心。在具体设计时还可以使第一测距传感器、投影机镜头的中心和第二测距传感器之间的连线平行于水平线，具体请参照图3，此时，由第一测距传感器2和第二测距传感器3测量得到的第一距离d1和第二距离d2及投影机水平方向的光线传播示意图如图4所示，其中，a表示幕布，d表示投影机镜头11中心与幕布之间的距离，x和y分别表示第一测距传感器2和第二测距传感器3与投影机镜头11中心之间的距离，α表示投影机镜头11与幕布在水平方向的夹角。

另外，还需要说明的是，本实施例中的惯性测量单元4可以设置在投影机中除了前控面板1之外的任意位置，从而可以减少前控面板1上的预留空间，降低对id的影响，并且本申请中采用两个测距传感器和一个惯性测量单元可以提高测量精确度，有利于提高对投影画面的校正精确度。

可见，本发明实施例通过预先建立投影机与幕布之间的相对位置信息及投影画面尺寸之间的对应关系表，并且在对投影机的投影画面进行校正时，处理器可以根据设置在投影机上的第一测距传感器、第二测距传感器和惯性测量单元分别获取的第一距离、第二距离和投影机与幕布在垂直方向的夹角及预先建立的对应关系表，匹配出与当前测量的这组参数对应的投影画面尺寸，并根据该投影画面尺寸能够确定出投影画面形状及具体参数，从而根据该投影画面的形状和参数对投影机的投影画面进行校正，以便投影机在幕布上的投影画面以矩形画面的形式呈现，本申请所提供的装置结构设计简单、成本较低，并且对cpu处理能力要求较低，适用范围更加广泛。

请参照图5，本发明实施例还相应的提高了一种投影系统的投影图案校正方法，应用于如上述的投影图案校正装置，该方法包括：

s110：接收第一测距传感器发送的与幕布之间的第一距离、第二测距传感器发送的与幕布之间的第二距离及惯性测量单元发送的投影机与幕布在垂直方向的夹角，惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计；

s120：依据第一距离、第二距离和夹角从预先建立的相对位置信息与投影画面尺寸的对应关系表中匹配出相应的目标投影画面尺寸；其中，投影机与幕布之间的相对位置信息为依据第一距离、第二距离和夹角得到的；

s130：依据目标投影画面尺寸对投影机的投影画面进行校正，使投影机的投影画面为矩形画面。

进一步的，惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计；

该方法还包括：

当加速度计输出的加速度值大于预设阈值时，控制第一测距传感器和第二测距传感器开始工作。

需要说明的是，本实施例中所提供的投影系统的投影图案校正方法具有与上述实施例中提供的投影系统的投影图案校正装置相同的有益效果，并且对于本实施例中所涉及到的投影系统的投影图案校正装置的具体介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

在上述方法实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种投影系统的投影图案校正系统，具体请参照图6。该系统包括：

接收模块21，用于接收第一测距传感器发送的与幕布之间的第一距离、第二测距传感器发送的与幕布之间的第二距离及惯性测量单元发送的投影机与幕布在垂直方向的夹角；

匹配模块22，用于依据第一距离、第二距离和夹角从预先建立的相对位置信息与投影画面尺寸的对应关系表中匹配出相应的目标投影画面尺寸；其中，投影机与幕布之间的相对位置信息为依据第一距离、第二距离和夹角得到的；

校准模块23，用于依据目标投影画面尺寸对投影机的投影画面进行校正，使投影机的投影画面为矩形画面。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。