圖像投影裝置及圖像投影方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像投影裝置和一種圖像投影方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如投影儀的圖像投影裝置中，當(dāng)所述圖像投影裝置和屏幕的投影表面等之間的傾斜角未對準預(yù)定的角度時，在由圖像投影裝置在投影表面投影的投影圖像中，就產(chǎn)生了梯形形狀的失真。
[0003]由于在被稱為“超短距投影儀”的并且比現(xiàn)有技術(shù)更縮短其焦點距離的圖像投影裝置中，焦點距離特別短，所以即使在傾斜角度上的輕微的偏差也會導(dǎo)致投影圖像中的顯著失真。
[0004]例如對于一種解決方案，已知了這樣的一種技術(shù)，使得圖像投影裝置投影投影圖像到投影表面，由例如照相機的成像設(shè)備捕捉被投影的投影圖像，基于捕捉的圖像，計算用于校正投影圖像中產(chǎn)生的失真的校正數(shù)據(jù)，用計算出的校正數(shù)據(jù)校正投影圖像，并且投影校正后的投影圖像到投影表面。
[0005]然而，因為在如上所述的技術(shù)中，在用校正數(shù)據(jù)校正投影圖像時，通常進行諸如圖像壓縮和圖像擴展的圖像處理，所以存在關(guān)于諸如投影圖像部分信息缺乏的圖像質(zhì)量劣化的擔(dān)心。
[0006]為了處理此擔(dān)心，例如在日本特開專利公報2012-199772公開了一種技術(shù)，其中，圖像投影裝置投影圖案圖像到投影表面上，由諸如照相機的成像設(shè)備捕捉該投影的圖案圖像，基于所述捕捉的圖像和圖案圖像之間的間隙，計算圖像投影裝置到在傾斜角度中沒有偏差出現(xiàn)的位置的移動量，并且顯示計算出的移動量。
[0007]但是，在日本特開專利公報2012-199772中公開的技術(shù)需要檢查該圖像投影裝置被移動計算出的移動量，從而需要另外的測量圖像投影裝置的移動量的測量設(shè)備并導(dǎo)致成本增加。
[0008]此外，由于焦點距離如超短距投影儀一樣短的大多數(shù)圖像投影裝置通常在該裝置的上部向后投影圖像，用戶將在從下面往上看著圖案圖像的同時，執(zhí)行圖像投影裝置的位置調(diào)整。在這種情況下，用戶的視線的方向不垂直于圖案圖像的平面，并且用戶看到的圖案圖像顯示特定的失真，從而如果不移動到該用戶能夠查看該圖案圖像的整體并且用戶的視線變得垂直于該圖案圖像平面的位置，則用戶不能確定是否解決了由傾斜角度的偏差所導(dǎo)致的圖案圖像的失真，并且用戶需要額外的努力。
[0009]因此，需要一種圖像投影裝置和圖像投影方法，其使得無需額外的成本和努力而解決投影圖像中的失真的圖像投影裝置的位置調(diào)整可行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個目的是至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0011]根據(jù)一個實施例，提供了一種圖像投影裝置，包括:投影單元，用于將圖案圖像投影在投影表面上；圖像捕捉單元，用于捕捉投影的圖案圖像；以及校正器，用于校正捕捉的圖像以便校正由圖像捕捉造成的成像失真以及由投影造成的投影失真；所述投影單元在投影表面的預(yù)定位置投影校正后的捕捉的圖像。
[0012]根據(jù)另一個實施例，提供了一種圖像投影方法，包括:將圖案圖像投影在投影表面上；捕捉投影的圖案圖像；校正捕捉的圖像，以便校正由圖像捕捉造成的成像失真以及由投影造成的投影失真；并且在投影表面的預(yù)定位置投影校正后的捕捉的圖像。
[0013]當(dāng)考慮結(jié)合附圖時，通過閱讀本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例的以下【具體實施方式】，將更好地理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征、優(yōu)點和技術(shù)及工業(yè)的重要性。
【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)實施例的超短距投影儀的簡要概觀的例子的示意圖；
[0015]圖2是根據(jù)實施例的超短距投影儀的硬件配置的例子的方方框圖；
[0016]圖3是根據(jù)實施例的圖像處理單元的配置的例子的方方框圖；
[0017]圖4是根據(jù)實施例的超短距投影儀的安裝狀況的例子的示意圖；
[0018]圖5是根據(jù)實施例將要在超短距投影儀中執(zhí)行的處理的例子的順序圖；
[0019]圖6示出了根據(jù)實施例的投影前的圖案圖像的例子；
[0020]圖7示出了根據(jù)實施例的投影后的圖案圖像的例子；
[0021]圖8示出了根據(jù)實施例捕捉的圖像的例子；
[0022]圖9示出了根據(jù)實施例校正成像失真后的捕捉的圖像的例子；
[0023]圖10是根據(jù)實施例校正成像失真的方法的例子的示意圖；
[0024]圖11示出了根據(jù)實施例的合成圖像的例子；以及
[0025]圖12示出了根據(jù)實施例投影后的合成圖像的例子。
【具體實施方式】
[0026]下面將參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例進行詳細說明。雖然采用焦點距離小于人的寬度(更具體地，人的身體的寬度)的超短距投影儀作為圖像投影裝置的例子，但是本發(fā)明不限于此。
[0027]圖1是根據(jù)實施例的超短距投影儀I的簡要概觀的例子的示意圖。如圖1中所示的，諸如投影透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)31 (投影單元的例子)被布置于超短距投影儀I的機箱的上表面上，并且光線在上部從投影光學(xué)系統(tǒng)31向后射出，以將圖像投射到作為投影表面的屏幕2上。
[0028]雖然投影光學(xué)系統(tǒng)31的焦點距離被配置為小于人的身體的寬度，并且短于傳統(tǒng)投影儀的投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點距離，但是將要由投影光學(xué)系統(tǒng)31投影的圖像的尺寸被配置為等同于將要由傳統(tǒng)投影儀投影的圖像的尺寸。例如在日本公開專利公開N0.2007-316674中公開了實現(xiàn)所述超短距的投影光學(xué)系統(tǒng)31。
[0029]在超短距投影儀I中，相機單元44 (圖像捕捉單元的例子)也被布置在機箱的上表面。
[0030]圖2是根據(jù)實施例的超短距投影儀I的硬件配置的例子的方框圖。如圖2中所示的，超短距投影儀I設(shè)置有投影光學(xué)系統(tǒng)31、光學(xué)調(diào)制器32、照明光學(xué)系統(tǒng)33、燈34、光學(xué)調(diào)制器控制單元35、圖像信號處理單元37、圖像處理單元38、系統(tǒng)控制單元39、顯示設(shè)備40、操作面板41、遙控接收器42、遙控器43、相機單元44和加速度傳感器45 (檢測器的例子)。
[0031]圖像信號處理單元37處理經(jīng)由未示出的外部接口輸入的圖像信號。
[0032]圖像處理單元38在是由圖像信號處理單元37處理的圖像信號的投影圖像、由圖像處理單元38產(chǎn)生的圖案圖像以及由相機單元44捕捉的捕捉圖像上執(zhí)行各種處理。所述圖案圖像是包括的預(yù)定圖案的圖像。圖像處理單元38的細節(jié)將在后面進行解釋。
[0033]光學(xué)調(diào)制器控制單元35使得光學(xué)調(diào)制器32顯示在其上由圖像處理單元38執(zhí)行各種處理的圖像。
[0034]燈34，只要發(fā)射光即可，作用為光源。
[0035]照明光學(xué)系統(tǒng)33，其將從燈34射出的光會聚到光學(xué)調(diào)制器32上，可以例如由透鏡和反射鏡來實現(xiàn)。
[0036]光學(xué)調(diào)制器32，其顯示從光學(xué)調(diào)制器控制單元35發(fā)送來的圖像并且反射或透射由照明光學(xué)系統(tǒng)33會聚的光，可以由數(shù)字反射鏡設(shè)備(DMD)、液晶面板等來實現(xiàn)。
[0037]投影光學(xué)系統(tǒng)31，其通過在屏幕2投影由光學(xué)調(diào)制器32反射或投射的光來在屏幕2上投影圖像，可以通過例如透鏡和反射鏡來實現(xiàn)。
[0038]系統(tǒng)控制單元39，其控制超短距投影儀I的部件，可以通過包括中央處理單元(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等的處理設(shè)備來實現(xiàn)。該系統(tǒng)控制單元39接收來自操作面板41和遙控接收器42的通知，以根據(jù)該通知執(zhí)行處理。
[0039]顯示設(shè)備40，其顯示(公布)超短距投影儀I的狀態(tài)，可以通過例如發(fā)光二極管(LED)來實現(xiàn)。例如當(dāng)系統(tǒng)控制單元39檢測到錯誤等的發(fā)生時，顯示設(shè)備40接收來自系統(tǒng)控制單元39的通知，并且顯示效果(例如，開啟和關(guān)閉或點亮LED)。
[0040]操作面板41，其通知系統(tǒng)控制單元39用戶的各種操作輸入，可以通過例如觸摸屏來實現(xiàn)。
[0041]遙控器43通知遙控接收器42由用戶的各種操作輸入。遙控接收器42通知系統(tǒng)控制單元39由遙控器43通知的各種輸入。
[0042]相機單元44，其捕捉由投影光學(xué)系統(tǒng)31投影在屏幕2上的圖案圖像，例如可以通過相機來實現(xiàn)。
[0043]加速度傳感器45，其檢測加速度，通過檢測作用在超短距投影儀I的力來檢測超短距投影儀I的位置的移動。
[0044]圖3是根據(jù)實施例的圖像處理單元38的配置的例子的方框圖。如圖3中所示的，圖像處理單元38包括校正器51和合成器54。
[0045]校正器51，其校正由相機單元44捕捉的捕捉圖像以使得由于圖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校正由相機單元44捕捉的捕捉圖像的成像失真。
[0047]投影失真校正器53校正其成像失真已經(jīng)被成像失真校正器52校正的捕捉圖像的投影失真。
[0048]這里，投影失真校正器53可以校正由相機單元44捕捉的捕捉圖像的投影失真，并且成像失真校正器52可以校正其投影失真已經(jīng)被投影失真校正器53校正的捕捉圖像的成像失真。
[0049]合成器54通過組合由圖像處理單元38生成的圖案圖像與由校正器51校正的捕捉圖像來生成合成圖像。例如，合成器54生成合成圖像，以使得校正后的捕捉圖像被合并在所述圖案圖像的下部的中央。
[0050]圖4是根據(jù)實施例的超短距投影儀I的安裝情況的例子的示意圖。如上面所述的，由于在根據(jù)實施例的超短距投影儀I中，光線在上部從所述投影光學(xué)系統(tǒng)31向后射出以在屏幕2上投影圖像，所以布置超短距投影儀I的用戶3在從下面往上看著投影的圖像的同時調(diào)整超短距投影儀I的位置和傾斜。
[0051]這里，當(dāng)圖像是如傳統(tǒng)技術(shù)中直接被投影在屏幕2上時，圖像被用戶3看作是上側(cè)變窄的梯形形狀的失真的圖像(在下文中此失真有時也被稱為“歸因于視線方向的失真”)。因此，用戶3變得難以在調(diào)整超短距投影儀I的位置和傾斜的同時確定是否解決了由超短距投影儀I和屏幕2之間的傾斜角度的偏差所造成的失真(在下文中該失真有時被稱為“歸因于傾斜角度的偏差的失真”)。
[0052]因此，根據(jù)實施例的超短距投影儀I在屏幕2上投影抑制了其歸因于用戶3的視線方向的失真的圖像。由于用戶3因此能夠觀看抑制了其歸因于視線方向的失真的圖像，所以用戶3變得可能在調(diào)整超短距投影儀I的位置和傾斜的同時確定是否解決了歸因于傾斜角度的偏差的失真。
[0053]圖5是根據(jù)實施例的在超短距投影儀I中將被執(zhí)行的處理的例子的順序圖。
[0054]首先，投影光學(xué)系統(tǒng)31將圖案圖像投影在屏幕2上(步驟S101)。圖6示出了根據(jù)實施例的投影前的圖案圖像101的例子，并且圖7示出了根據(jù)實施例投影后的圖案圖像101’