專利名稱：投影設(shè)備、傾斜角獲取方法以及投影圖像校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影設(shè)備、用于獲取投影儀的傾斜角的方法以及用于校正投影圖像的方法。
背景技術(shù)：
投影儀是用于將圖像顯示在屏幕上的設(shè)備。它將光投向屏幕上，并且將圖像顯示在屏幕上。
當(dāng)投影儀相對(duì)于地平面沒有傾斜以及屏幕垂直于地平面豎放時(shí)，圖像無失真地顯示在屏幕上。
但是，如果投影儀相對(duì)于地平面傾斜，則在屏幕上的圖像發(fā)生失真。為了防止這個(gè)，一些傳統(tǒng)的投影儀在里面具有加速度傳感器。該加速度傳感器檢測(cè)投影儀相對(duì)于地平面的傾斜角。投影儀根據(jù)檢測(cè)的傾斜角執(zhí)行梯形校正。例如，在未審日本專利申請(qǐng)公開No.2001-339671的第3頁和圖1公開了這種投影儀。
但是，實(shí)際上，屏幕未必垂直于地平面。
因此，為了確定梯形校正的校正量，不僅需要投影儀相對(duì)于地平面的傾斜角，而且需要投影儀相對(duì)于與屏幕垂直的軸的傾斜角。如果可以測(cè)量這些傾斜角，則可以執(zhí)行梯形校正。
傳統(tǒng)的投影儀按照這種方式將圖像的失真輪廓校正到校正輪廓。
但是，傳統(tǒng)的投影儀具有以下問題。
首先，正如以上所述，圖像梯形校正所需要的傾斜角是投影儀相對(duì)于地平面的傾斜角，以及投影儀相對(duì)于與屏幕垂直的軸的傾斜角。因此，即使檢測(cè)到投影儀相對(duì)于地平面的傾斜角，但是如果不能準(zhǔn)確地測(cè)量投影儀相對(duì)于屏幕的傾斜角或者測(cè)量結(jié)果不能提供給投影儀，則不能準(zhǔn)確地執(zhí)行梯形校正。
其次，采用加速度傳感器的傳統(tǒng)投影儀忽略了屏幕在平行于地平面的方向上相對(duì)于投影儀的傾斜角。實(shí)際上，可以是屏幕在水平方向上相對(duì)于投影儀的傾斜角。加速度傳感器不能檢測(cè)屏幕相對(duì)于投影光的光軸的傾斜角。因此，采用加速度傳感器的傳統(tǒng)投影儀不能根據(jù)屏幕在水平方向上相對(duì)于投影儀的傾斜角來執(zhí)行梯形校正。
在此并入上述說明的文獻(xiàn)的公開內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠準(zhǔn)確地校正將要顯示在屏幕上的投影圖像的投影設(shè)備，用于獲取投影儀的傾斜角的方法，以及用于校正圖像失真的方法。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是一種投影設(shè)備，包括距離測(cè)量單元(21)，用于測(cè)量其自身與屏幕(31)上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，并且輸出表示測(cè)量結(jié)果的多個(gè)距離數(shù)據(jù)；角度獲取單元(23)，用于通過使用從所述距離測(cè)量單元(21)輸出的所述多個(gè)距離數(shù)據(jù)來獲取屏幕公式，其中所述屏幕公式表示從所述投影設(shè)備(1)投影的投影光的光軸與所述屏幕(31)之間的位置關(guān)系，所述投影光投影到所述屏幕(31)上，以及通過使用所述獲取的屏幕公式來獲取所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；校正單元(12)，用于通過使用所述角度獲取單元(23)獲取的所述光軸相對(duì)于所述屏幕的所述表面的所述傾斜角，來校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真；以及投影單元(13)，用于將所述校正單元(12)校正的所述投影圖像轉(zhuǎn)換為投影光，以及將所述投影圖像投影在所述屏幕(31)的所述表面上。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是一種投影設(shè)備，包括多個(gè)距離測(cè)量單元(21A、21B)，它們每一個(gè)測(cè)量它們自身與位于屏幕(31)上的彼此相交的多條測(cè)量線的每一條上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，并且每一個(gè)輸出表示測(cè)量結(jié)果的多個(gè)距離數(shù)據(jù)；角度獲取單元(23)，用于通過使用分別從所述多個(gè)距離測(cè)量單元(21A、21B)輸出的所述多個(gè)距離數(shù)據(jù)，獲取所述多條測(cè)量線相對(duì)于與從所述投影設(shè)備(1)投影的投影光的光軸垂直的表面的傾斜角，以及通過使用所述多個(gè)獲取的傾斜角，獲取所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；校正單元(12)，用于通過使用所述角度獲取單元(23)獲取的所述光軸相對(duì)于所述屏幕的所述表面的所述傾斜角，來校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真；以及投影單元(13)，用于將所述校正單元(12)校正的所述投影圖像轉(zhuǎn)換為投影光，以及將所述投影圖像投影在所述屏幕(31)的所述表面上。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種傾斜角獲取方法，用于獲取投影設(shè)備(1)相對(duì)于屏幕(31)的表面的傾斜角，該方法包括測(cè)量步驟測(cè)量所述投影設(shè)備(1)與所述屏幕(31)上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；屏幕公式獲取步驟通過使用表示在所述測(cè)量步驟中的所述測(cè)量結(jié)果的所述多個(gè)距離數(shù)據(jù)，獲取屏幕公式，其中所述屏幕公式表示從所述投影設(shè)備(1)投影的投影光的光軸與所述屏幕(31)的所述表面之間的位置關(guān)系，所述投影光投影到所述屏幕的所述表面上，以及傾斜角獲取步驟通過使用所述獲取的屏幕公式，獲取所述屏幕(31)的所述表面相對(duì)于所述光軸的傾斜角。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種傾斜角獲取方法，用于獲取投影設(shè)備(1)相對(duì)于屏幕(31)的表面的傾斜角，該方法包括測(cè)量步驟測(cè)量所述投影設(shè)備(1)與位于所述屏幕(31)上的彼此相交的多條測(cè)量線的每一條上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；角度獲取步驟獲取在垂直于所述投影設(shè)備(1)的光軸的理想屏幕表面與所述多條測(cè)量線的每一條之間形成的角度；以及角度翻譯步驟將在所述角度獲取步驟中獲取的每一個(gè)角度翻譯成所述投影設(shè)備(1)的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的傾斜角。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種投影圖像校正方法，用于校正投影圖像的失真，包括測(cè)量步驟測(cè)量預(yù)定參考點(diǎn)與屏幕(31)上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；屏幕公式獲取步驟通過使用表示在所述測(cè)量步驟中的測(cè)量結(jié)果的多個(gè)距離數(shù)據(jù)，獲取屏幕公式，所述屏幕公式表示將要投影到所述屏幕(31)上的投影光的光軸與所述屏幕(31)之間的位置關(guān)系；傾斜角獲取步驟通過使用所述獲取的屏幕公式，獲取所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；以及校正步驟通過使用在所述傾斜角獲取步驟獲取的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角，校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種投影圖像校正方法，用于校正投影圖像的失真，包括測(cè)量步驟測(cè)量所述投影設(shè)備(1)與位于所述屏幕(31)上彼此相交的多條測(cè)量線的每一條上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；角度獲取步驟獲取在與所述投影設(shè)備(1)的光軸垂直的理想屏幕表面和所述多條測(cè)量線的每一條之間形成的角度；角度翻譯步驟將在所述角度獲取步驟獲取的每個(gè)角度翻譯成所述投影設(shè)備(1)的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；以及校正步驟通過使用所述投影設(shè)備(1)的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角，校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真，其中所述傾斜角是通過在所述角度翻譯步驟的翻譯所獲取的。
本發(fā)明所應(yīng)用的投影儀可以準(zhǔn)確地執(zhí)行聚焦在屏幕上的投影圖像的校正。


通過閱讀以下詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的這些目的和其它目的以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的投影儀的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是顯示圖1中所示的角度計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是顯示投影儀的坐標(biāo)系的示意圖；圖4是顯示投影儀圍繞圖3所示的坐標(biāo)系中的x軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的示意圖；圖5是顯示投影儀在圍繞圖3所示的坐標(biāo)系中的x軸旋轉(zhuǎn)之后圍繞y軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的示意圖；圖6是用于解釋用于獲取屏幕相對(duì)于光軸的傾斜角的方法的示意圖；圖7是用于解釋圖6所示的傾斜角與屏幕上的圖像之間的位置關(guān)系的示意圖；圖8是顯示設(shè)置在屏幕上的坐標(biāo)系的示意圖；圖9是顯示屏幕圍繞圖8所示的坐標(biāo)系中的y軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的示意圖；圖10是顯示投影儀在圍繞圖8所示的坐標(biāo)系中的y軸旋轉(zhuǎn)之后圍繞x軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的示意圖；圖11是用于解釋用于根據(jù)距離數(shù)據(jù)獲取測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)的方法的示意圖；圖12A到圖12C是顯示圖1所示的梯形校正單元和光調(diào)制單元的操作的示意圖；圖13示出了顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的投影儀中包括的距離傳感器的配置，以及具體地顯示了投影儀的正面(左圖)和投影儀的側(cè)面(右圖)；圖14是顯示構(gòu)成根據(jù)第二實(shí)施例的投影儀的角度計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；以及圖15是用于解釋通過圖14所示的角度計(jì)算單元所執(zhí)行的計(jì)算方法的示意圖，該計(jì)算方法用于根據(jù)一個(gè)距離傳感器所測(cè)量的表示距離的兩個(gè)距離數(shù)據(jù)計(jì)算角度。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，將解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的投影儀。
(第一實(shí)施例)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的投影儀的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)第一實(shí)施例的投影儀1包括定標(biāo)裝置11、梯形校正單元12、光調(diào)制單元13、投影透鏡14、光學(xué)機(jī)構(gòu)15和屏幕角度傳感器16。
定標(biāo)裝置11調(diào)整圖像信號(hào)的分辨率。
梯形校正單元12對(duì)具有定標(biāo)裝置11校正的分辨率的圖形信號(hào)執(zhí)行梯形校正。
梯形校正單元12根據(jù)從屏幕角度傳感器16提供的屏幕31的表面的傾斜角θV和θH，設(shè)置在投影在屏幕31上的前校正投影圖像內(nèi)的后校正投影圖像的位置和形狀。然后，梯形校正單元12通過投影地變換圖像信號(hào)來在時(shí)間上連續(xù)地執(zhí)行梯形校正。傾斜角θV表示屏幕31在垂直方向上相對(duì)于投影光的光軸的傾斜角，以及θH表示屏幕31在垂直方向上相對(duì)于投影光的光軸的傾斜角。
梯形校正單元12根據(jù)用于將傾斜角θV和θH翻譯成校正投影圖像的校正量的翻譯表，獲取用于校正投影圖像的校正量。然后，梯形校正單元12輸出校正之后的圖像信號(hào)。在使用翻譯表的情況下，圖形校正單元12具有用于存儲(chǔ)預(yù)先產(chǎn)生的翻譯表的存儲(chǔ)器。替換地，梯形校正單元12可以被構(gòu)成為在每次提供傾斜角θV和θH時(shí)，使用表示屏幕平面的公式來執(zhí)行梯形校正。為了產(chǎn)生翻譯表，(1)根據(jù)傾斜角θV和θH和變焦放大率，獲取校正之前的四邊形的形狀(2)在校正之前的四邊形內(nèi)定義校正之后獲取的四邊形，以及獲取校正之后獲取的四邊形的坐標(biāo)；(3)通過坐標(biāo)逆變換，根據(jù)校正之后獲取的四邊形的坐標(biāo)，獲取校正之前的四邊形的坐標(biāo)，由此確定變換的方式；以及(4)從逆變換獲取的坐標(biāo)中導(dǎo)出電路參數(shù)(該參數(shù)被提前導(dǎo)出，并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)其中作為翻譯表)。在沒有使用變換表的情況下，根據(jù)需要，通過執(zhí)行(1)到(4)的處理，實(shí)現(xiàn)相同的校正操作。
光調(diào)制單元13將從梯形校正單元12輸出的校正之后的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為投影光。例如，透射型或者反射型液晶板或者數(shù)字微鏡器件(DMD)被用作光調(diào)制單元13。
投影透鏡14將通過光調(diào)制單元13從后校正圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換而來的圖像顯示在屏幕13上。
光學(xué)機(jī)構(gòu)15根據(jù)由屏幕角度傳感器16檢測(cè)的θV和θH來控制投影圖像14的焦距等等。在投影儀1是變焦機(jī)構(gòu)的情況下，光學(xué)機(jī)構(gòu)15也執(zhí)行變焦控制，以及將關(guān)于變焦放大率的信息提供給梯形校正單元12。投影儀1的變焦放大率是一個(gè)值，該值是通過投影距離與投影圖像的大小的比率乘以常數(shù)獲取的(變焦放大率∝投影圖像的寬度÷投影距離＝2×tan(半視角))。
如果變焦放大率可以變化的可變焦范圍是寬的，則根據(jù)變焦放大率的梯形校正的校正量的變化是大的，不能忽略。因此，梯形校正單元12還通過使用從光學(xué)機(jī)構(gòu)15提供的變焦放大率來執(zhí)行梯形校正。
但是，在投影儀沒有包括變焦機(jī)構(gòu)或者投影儀1包括變焦機(jī)構(gòu)但是可變焦范圍是窄的情況下，梯形校正單元12通過將變焦放大倍數(shù)看作常數(shù)來執(zhí)行梯形校正。
屏幕角度傳感器16檢測(cè)屏幕31的表面相對(duì)于由投影儀1投影的光的光軸的傾斜角θV和θH。屏幕角度傳感器16包括距離傳感器21、控制單元22和角度計(jì)算單元23。
距離傳感器21測(cè)量投影儀1和屏幕31上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。距離傳感器21輸出表示測(cè)量結(jié)果的距離數(shù)據(jù)。如果距離傳感器21可以測(cè)量投影儀1和屏幕31上的至少三個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離就足夠了。距離傳感器21可以是有源型的距離傳感器或者可以是無源型的距離傳感器。
控制單元22控制距離傳感器21，以測(cè)量投影儀1和屏幕31上的多個(gè)點(diǎn)的距離。為了測(cè)量距離，控制單元22將紅外光斑(在有源型的情況下)或者預(yù)定的圖像圖案(在無源型的情況下)投影到屏幕31上。
角度計(jì)算單元23根據(jù)由距離傳感器21測(cè)量的表示投影儀1和屏幕31上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間距離的距離數(shù)據(jù)，計(jì)算屏幕31的傾斜角θV和θH。角度計(jì)算單元23例如由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或者計(jì)算機(jī)構(gòu)成。如圖2所示，角度計(jì)算單元23包括屏幕公式計(jì)算單元24和傾斜角計(jì)算單元25。
屏幕公式計(jì)算單元24根據(jù)關(guān)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)導(dǎo)出表示屏幕31的屏幕平面的公式。傾斜角計(jì)算單元25通過使用由屏幕公式計(jì)算單元24導(dǎo)出的表示屏幕平面的公式，計(jì)算屏幕31的傾斜角θV和θH。
這里，給出坐標(biāo)系原點(diǎn)被設(shè)置在投影儀1的中心和坐標(biāo)系原點(diǎn)倍設(shè)置在屏幕31的表面上的每中情況下的傾斜角θV和θH的解釋。坐標(biāo)系是由x、y和z軸組成的三維正交坐標(biāo)系。
首先，將解釋圖3所示的坐標(biāo)系原點(diǎn)被設(shè)置在投影儀1的中心的情況。如果屏幕31垂直于z軸并且平行于x軸和y軸，則它處于位置z＝d(d＞0)。繪制圖3到圖7，使得投影透鏡14的入射光孔的位置與坐標(biāo)系原始重合。
考慮屏幕31沒有傾斜而投影儀1傾斜的情況。在這種情況下，假設(shè)屏幕31處于位置z＝d。
此時(shí)必須注意的問題是傾斜投影儀1的順序。在投影儀1將被傾斜的情況下，首先，投影儀1圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的x軸傾斜一傾斜角θV1，如圖4所示。然后，投影儀1圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的y軸傾斜一傾斜角θH1，如圖5所示。請(qǐng)注意，在圖5中z’軸是通過圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的y軸將z軸傾斜所述傾斜角θH1所達(dá)到軸。從投影儀1投影的光的光軸在z＞0的范圍內(nèi)位于z’軸的上方。
圖4和圖5所示的傾斜角θV1是在投影儀1圍繞x軸旋轉(zhuǎn)的情況下從投影儀1投影的光的光軸與z軸之間形成的角度。圖5所示的傾斜角θH1是在投影儀1進(jìn)一步圍繞y軸旋轉(zhuǎn)的情況下z軸和z’軸之間形成的角度，其是到從投影儀1投影的光的光軸的z-x平面的映射。
在旋轉(zhuǎn)順序顛倒的情況下，即在如圖6和7所示投影儀1圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的y軸傾斜一傾斜角θH2以及然后圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的x’軸傾斜一傾斜角θV2的情況下，傾斜角θH1和θH2的值以及傾斜角θV1和θV2的值分別是相同的。
但是，請(qǐng)注意，如果投影儀1首先圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的y軸旋轉(zhuǎn)，則投影儀1接下來所圍繞來旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸是x’軸，x’軸是圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的y軸將x軸傾斜所述傾斜角θH2所到達(dá)的。
參考圖6和圖7，知道的是即使旋轉(zhuǎn)順序顛倒，但是如果旋轉(zhuǎn)軸沒有錯(cuò)誤，則出現(xiàn)相同的狀態(tài)。
在圖7中，“d”表示投影儀1的中心與屏幕31的距離。在旋轉(zhuǎn)投影儀1之后，在屏幕31上的兩個(gè)四邊形是投影的圖像。四邊形a’b’c’d’表示在梯形校正單元12沒有執(zhí)行梯形校正的情況下的投影圖像。四邊形p’q’r’s’表示在梯形校正單元12執(zhí)行梯形校正的情況下的投影圖像。
正如圖7所示，通過梯形校正單元12執(zhí)行梯形校正，四邊形a’b’c’d’被轉(zhuǎn)換為p’q’r’s’。
點(diǎn)“t”表示在投影儀1首先圍繞y軸旋轉(zhuǎn)所述傾斜角θH2的情況下屏幕31與投影儀1的光軸的臨時(shí)交點(diǎn)。點(diǎn)“u”表示在投影儀1首先圍繞x軸旋轉(zhuǎn)所述傾斜角θV1的然后圍繞y軸旋轉(zhuǎn)所述傾斜角θH1的情況下屏幕31與投影儀1的光軸的實(shí)際交點(diǎn)。點(diǎn)“v”表示四邊形a’b’c’d’的兩條對(duì)角線的交點(diǎn)。
如圖7所示，點(diǎn)“u”位于作為臨時(shí)交點(diǎn)的點(diǎn)“t”的右上方，以及點(diǎn)“v”位于點(diǎn)“u”的右上方。因此，由θH2和θV2表示傾斜角，則解釋將變得更容易理解。
接下來，考慮投影儀1沒有傾斜而屏幕31傾斜的情況。
圖8顯示了屏幕31傾斜之前的狀態(tài)。為了便于理解，如圖8所示設(shè)置坐標(biāo)系。具體地，坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)置作為屏幕31上的點(diǎn)0。為了便于理解，點(diǎn)0被假設(shè)為從投影儀1投影的光的光軸與屏幕31的交點(diǎn)。
在這種情況下，表示屏幕平面的公式為z＝0。
如果如圖9所示屏幕31圍繞y軸旋轉(zhuǎn)一傾斜角θH，則由下面的公式15表示屏幕31的平面。
z＝tanθH*x如果如圖10所示屏幕31進(jìn)一步圍繞x軸旋轉(zhuǎn)一傾斜角θV，則公式15變?yōu)橄旅娴墓?6。
z=tanθHcosθV·x+tanθV·y]]>這里的問題是旋轉(zhuǎn)的順序。有必要使得旋轉(zhuǎn)順序與圖3到圖5所示的旋轉(zhuǎn)投影儀1的順序相反。即，如圖9和圖10所示，屏幕31首先圍繞y軸旋轉(zhuǎn)所述傾斜角θH，然后圍繞x軸旋轉(zhuǎn)所述傾斜角θV。
由此，公式16中的傾斜角θV和θH與圖6和圖7所示的傾斜角θH1和θV1重合。即，在坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)置在投影儀1的中心并且投影儀1傾斜以及坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)置在屏幕31的平面上并且屏幕31傾斜的兩種情況下，投影儀1的傾斜角θH1和θV1分別與屏幕31的傾斜角θV和θH相互重合。
接下來，解釋根據(jù)表示投影儀1和屏幕31上的測(cè)量點(diǎn)之間的距離的距離數(shù)據(jù)來計(jì)算傾斜角θV和θH方法。
由下面的公式17表示屏幕31的屏幕平面。這里所使用的坐標(biāo)系是由x、y和z軸組成的原點(diǎn)位于投影儀1的中心的三維正交坐標(biāo)系。
z＝ax+by+c(a、b和c是常數(shù))如果存在關(guān)于預(yù)設(shè)置方向的方向信息和多個(gè)距離數(shù)據(jù)，則可以獲取屏幕31上的測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)(x，y，z)。如果存在三組方向信息和距離數(shù)據(jù)，則可以獲取三組三維坐標(biāo)(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)和(x3，y3，z3)。
在這種情況下，根據(jù)公式17，建立三維聯(lián)立方程。通過解這些聯(lián)立方程，可以獲取公式17中的系數(shù)a、b和c。因?yàn)橄禂?shù)“c”表示在z軸方向的平行運(yùn)動(dòng)，則不需要找到系數(shù)“c”。
通過比較公式16和17，知道的是，系數(shù)“a”和“b”由下面的公式18表示。
a=tanθHcosθV]]>b＝tanθV根據(jù)公式18，傾斜角θV和θH重由下面的公式19來表示。
θV＝arctan(b)θH＝arctan(a*cos θV)通過使用公式19，可以獲取傾斜角θV和θH。
接下來，將解釋根據(jù)多個(gè)距離數(shù)據(jù)獲取傾斜角θV和θH的特定方法。
為了根據(jù)多個(gè)距離數(shù)據(jù)獲取傾斜角θV和θH，(1)通過使用距離數(shù)據(jù)獲取測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)；(2)根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)獲取表示屏幕平面的方程；以及(3)根據(jù)表示屏幕平面的方程獲取傾斜角θV和θH。將按照這個(gè)順序解釋這些程序。
(1)通過使用距離數(shù)據(jù)獲取測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)假設(shè)距離傳感器21的預(yù)設(shè)置光投影點(diǎn)的坐標(biāo)被表示為由圖11中的“111”表示的(x0，y0，z0)，以及距離傳感器21投影光的方向的方向余弦被表示為由圖11中的“112”表示的“l(fā)”、“m”和“n”。在這種情況下，測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)由下面的公式20表示。請(qǐng)注意，在圖11中的“L”表示投影儀1和根據(jù)距離數(shù)據(jù)獲取的測(cè)量點(diǎn)之間的距離。光投影點(diǎn)意味著有源型距離傳感器的發(fā)光點(diǎn)。
x＝x0+L×ly＝y(tǒng)0+L×mz＝z0+L×n
(2)通過使用測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，獲取表示光投影到上面的屏幕31的屏幕平面的方程在具有三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的情況下，假設(shè)三個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)分別為(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)和(x3，y3，z3)。在這種情況下，根據(jù)表示屏幕平面的公式17建立下面的聯(lián)立方程21。
z1z2z3=x1y11x2y21x3y31abc]]>通過解這些聯(lián)立方程21，系數(shù)a、b和c通過以下公式22表示。
a=y2·z1-y1·z2+y3·z2-y2·z3+y1·z3-y3·z1x1·y2-x2·y1+x2·y3-x3·y2+x3·y1-x1·y3]]>b=x1·z2-x2·z1+x2·z3-x3·z2+x3·z1-x1·z3x1·y2-x2·y1+x2·y3-x3·y2+x3·y1-x1·y3]]>a=x1·y2·z3-x1·y3·z2+x2·y3·z1-x2·y1·z3+x3·y1·z2-x3·y2·z1x1·y2-x2·y1+x2·y3-x3·y2+x3·y1-x1·y3]]>在具有多于三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的情況下，通過最小二乘法，可以獲取屏幕平面的估計(jì)方案。
在這種情況下，如果測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)被假設(shè)為(xi，yi，zi)，則根據(jù)下面的公式23，獲取s0，……s8。
s0＝Ns1=Σi=1Nxi]]>s2=Σi=1Nyi]]>s3=Σi=1Nzi]]>s4=Σi=1Nxi2]]>s5=Σi=1Nxiyi]]>s6=Σi=1Nxizi]]>s7=Σi=1Nyi2]]>s8=Σi=1Nyizi]]>
通過使用從公式23獲取的s0，……s8，利用下面的公式24表示具有多于三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的情況下的屏幕平面。
s6s8s3=s4s5s1s5s7s2s1s2s0abc]]>如果解公式24作為系數(shù)a、b和c，則這些系數(shù)將由下面的公式25表示。
a=s1(s2·s8-s3·s7)+s5(s2·s3-s0·s8)+s6(s0·s7-s22)s4(s22-s0·s7)+s12·s7+s0s·52-2·s1·s2·s5]]>b=s4(s2·s3-s0·s8)+s12·s8+(s0·s5-s1·s2)s6+s1·s3·s5s4(s22-s0·s7)+s12·s7+s0s·52-2·s1·s2·s5]]>c=s4(s3·s7-s2·s8)+s1·s5·s8+s6(s2·s5-s1·s7)-s3·s52s4(s22-s0·s7)+s12·s7+s0s·52-2·s1·s2·s5]]>請(qǐng)注意，在具有三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的情況下，解公式24等于解聯(lián)立方程21。
(3)獲取傾斜角θV和θH從上述公式19獲取傾斜角θV和θH。
正如以上所解釋的，通過使用公式19到25，根據(jù)多個(gè)距離數(shù)據(jù)，可以獲取傾斜角θV和θH。
屏幕公式計(jì)算單元24根據(jù)公式20到25計(jì)算系數(shù)“a”和“b”，并且將計(jì)算的系數(shù)“a”和“b”提供給傾斜角計(jì)算單元25。
傾斜角計(jì)算單元25根據(jù)公式19，利用提供的系數(shù)“a”和“b”，計(jì)算屏幕31的傾斜角θV和θH。角度計(jì)算單元23將由傾斜角計(jì)算單元25計(jì)算的傾斜角θV和θH提供給梯形校正單元12。
角度計(jì)算單元23可以構(gòu)造為根據(jù)公式19到25預(yù)計(jì)算傾斜角θV和θH。在這種情況下，傾斜角計(jì)算單元25包括存儲(chǔ)器，并且將翻譯表存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，翻譯表是根據(jù)用于將多個(gè)距離數(shù)據(jù)與傾斜角θV和θH。相關(guān)聯(lián)的公式19到25預(yù)先產(chǎn)生的。
接下來，解釋根據(jù)第一實(shí)施例的投影儀1的操作。
在控制單元22的控制下，屏幕角度傳感器16的距離傳感器21測(cè)量投影儀21與屏幕31上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。距離傳感器21將表示測(cè)量距離的結(jié)果的距離數(shù)據(jù)提供給角度計(jì)算單元23。
正如以上所述，角度計(jì)算單元23的屏幕公式計(jì)算單元24根據(jù)公式20到25計(jì)算系數(shù)“a”和“b”。傾斜角度計(jì)算單元25通過使用公式19和計(jì)算的系數(shù)“a”和“b”計(jì)算屏幕31的傾斜角θV和θH。
角度計(jì)算單元23將由傾斜角度計(jì)算單元25計(jì)算的傾斜角θV和θH提供給梯形校正單元12。
當(dāng)傾斜角θV和θH被提供給梯形校正單元12時(shí)，定標(biāo)裝置11調(diào)整圖像信號(hào)的分辨率，并且將調(diào)整的信號(hào)提供給梯形校正單元12。
假設(shè)圖像是圖12A所示的四邊形abcd。在這種情況下，梯形校正單元12根據(jù)從屏幕角度傳感器16提供的傾斜角θV和θH對(duì)該四邊形abcd執(zhí)行梯形校正。
梯形校正單元12通過使用提供的傾斜角θV和θH和用于將通過使用表示屏幕平面的公式計(jì)算的傾斜角θV和θH與投影圖像的校正量相關(guān)聯(lián)的翻譯表，獲取用于投影圖像的校正量。
但是，正如以上所述的，在每次提供傾斜角θV和θH時(shí)，梯形校正單元12可以執(zhí)行梯形校正，而沒有使用翻譯表。
梯形校正單元12通過使用屏幕31上的投影圖像，根據(jù)獲取的校正量，確定將作為校正結(jié)果獲取的投影圖像的位置和形狀。然后，梯形校正單元12通過投影地變換圖像信號(hào)在時(shí)間上連續(xù)地執(zhí)行梯形校正。
根據(jù)由梯形校正單元12執(zhí)行的梯形校正，圖12A和圖12C所示的四邊形abcd被校正為圖12C所示的四邊形pqrs。
光調(diào)制單元13將表示圖12C所示的四邊形pqrs并且在由梯形校正單元12校正之后獲取的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成投影光。由光調(diào)制單元13轉(zhuǎn)換而獲取投影光被投影到以傾斜角θV和θH傾斜的屏幕31上。因此，在梯形校正之后的投影圖像，例如圖12B所示的p’q’r’s’，被投影到屏幕31上。圖12B所示的在校正之前的四邊形a’b’c’d’是在梯形校正單元12沒有執(zhí)行梯形校正的情況下投影圖像。
如果投影儀1具有變焦機(jī)構(gòu)，則光學(xué)機(jī)構(gòu)15執(zhí)行變焦控制，并且將關(guān)于變焦放大率的信息提供給梯形校正單元12。在這種情況下，梯形校正單元12根據(jù)傾斜角θV和θH和變焦放大率執(zhí)行梯形校正。
當(dāng)投影儀1經(jīng)由投影透鏡14將圖12C所示的四邊形pqrs投影到屏幕31上時(shí)，圖12B所示的四邊形p’q’r’s’被顯示在屏幕31上。
正如以上所解釋的，根據(jù)第一實(shí)施例，利用距離傳感器21測(cè)量投影儀1和屏幕31上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。然后，根據(jù)表示測(cè)量距離的數(shù)據(jù)，導(dǎo)出表示屏幕平面的公式，以及由此獲取傾斜角θV和θH。
因而，可以獲取傾斜角θV和θH，而沒有利用加速度傳感器。即，可以執(zhí)行梯形校正，而沒有計(jì)算屏幕31相對(duì)于地平面的傾斜角。另外，在屏幕31在水平方向上相對(duì)于光軸傾斜以及屏幕在水平方向和垂直方向上傾斜的情況下，可以執(zhí)行準(zhǔn)確地梯形校正。
(第二實(shí)施例)根據(jù)第二實(shí)施例的投影儀包括兩個(gè)距離傳感器，用于分別測(cè)量投影儀與在屏幕上水平方向排列的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離以及投影儀與在屏幕上垂直方向排列的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，以及利用這些傳感器獲取傾斜角。
圖13顯示了根據(jù)第二實(shí)施例的投影儀1的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)第二實(shí)施例的投影儀1包括作為距離傳感器的距離傳感器21A和距離傳感器21B，它們由圖13的131和132表示。
距離傳感器21A和21B都是相差傳感器，具有能夠在多個(gè)方向上測(cè)量距離的多測(cè)量功能，并且例如由AF模塊構(gòu)成。
距離傳感器21A和21B設(shè)置在投影透鏡14的附近，使得它們各自的中心線Ca和Cb正交，如圖13的131所示。距離傳感器21A和21B分別測(cè)量投影儀1與在屏幕上對(duì)應(yīng)于中心線Ca和Cb的測(cè)量線上布置的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。
正如圖13的132所示，距離傳感器21A和21B相對(duì)于投影儀1的投影光的光軸的仰角被假設(shè)為θP。請(qǐng)注意，仰角θP不僅可以是正值而且可以是負(fù)值，或者可以取零。
根據(jù)第二實(shí)施例的角度計(jì)算單元23包括如圖14所示的傾斜角計(jì)算單元25和角度翻譯單元26。
根據(jù)第二實(shí)施例的傾斜角計(jì)算單元25根據(jù)表示由距離傳感器21A和21B執(zhí)行的測(cè)量結(jié)果的距離數(shù)據(jù)計(jì)算傾斜角θA和θB。傾斜角θA和θB分別是屏幕31相對(duì)于中心線Ca和Cb的傾斜角。
如果可以測(cè)量投影儀1與對(duì)應(yīng)于中心線Ca和Cb的測(cè)量線上布置的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，則可以獲取屏幕31在水平方向上和垂直方向上的傾斜角。
參考圖15，現(xiàn)在解釋獲取傾斜角的原理。
屏幕31相對(duì)于從投影儀1發(fā)出的投影光的光軸的傾斜角θS由公式26表示。
θS=arctan(DR-DLDR+DL·cosθW)]]>(DR投影儀1和測(cè)量線上的測(cè)量點(diǎn)p1之間的距離；DL投影儀1和測(cè)量線上的測(cè)量點(diǎn)p2之間的距離；θW在來自投影儀1的投影光的光軸與連接測(cè)量點(diǎn)p1和投影儀1的線條之間形成的角度，以及光軸與連接測(cè)量點(diǎn)p2和投影儀1的線條之間形成的角度)。
從距離傳感器21A的測(cè)量結(jié)果獲取的傾斜角θS被假設(shè)為θA，以及從距離傳感器21B的測(cè)量結(jié)果獲取的傾斜角θS被假設(shè)為θB。因?yàn)榫嚯x傳感器21A和21B被設(shè)置使得它們的中心線Ca和Cb正交，所以距離傳感器21A和21B的測(cè)量點(diǎn)也正交。因而，可以基于θA和θB，利用下面的公式27來計(jì)算θV和θH。
θH＝arctan(tanθA*cosθB)
θV＝θB-θP傾斜角計(jì)算單元25根據(jù)公式26計(jì)算角度θA和θB，并且角度翻譯單元26根據(jù)公式27計(jì)算傾斜角θV和θH。
角度翻譯單元26根據(jù)公式27將由傾斜角計(jì)算單元25計(jì)算的傾斜角θA和θB分別翻譯為傾斜角θH和θV。然后，角度翻譯單元26獲取傾斜角θV和θH。
角度計(jì)算單元23將由角度翻譯單元26計(jì)算的傾斜角θV和θH提供給梯形校正單元12。
接下來，解釋根據(jù)第二實(shí)施例的投影儀1的操作。
控制單元22控制距離傳感器21A測(cè)量投影儀1與在水平方向上布置的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。
另外，控制單元22控制距離傳感器21B測(cè)量投影儀1與在垂直方向上布置的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。
距離傳感器21A和21B將表示投影儀1與每個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的測(cè)量距離的距離數(shù)據(jù)提供給角度計(jì)算單元23。
角度計(jì)算單元23的傾斜角計(jì)算單元25基于從距離傳感器21A和21B提供的距離數(shù)據(jù)，通過使用公式26，計(jì)算傾斜角θA和θB。
角度翻譯單元26根據(jù)公式27，將傾斜角θA和θB翻譯成傾斜角θV和θH。
角度計(jì)算單元23將由角度翻譯單元26計(jì)算的傾斜角θV和θH提供給梯形校正單元12。
梯形校正單元12基于從角度計(jì)算單元23提供的傾斜角θV和θH，校正投影圖像的失真。
正如以上解釋的，根據(jù)第二實(shí)施例，兩個(gè)距離傳感器21A和21B測(cè)量投影儀1和設(shè)置在屏幕31上的正交的測(cè)量線上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。角度計(jì)算單元23基于多個(gè)距離數(shù)據(jù)計(jì)算傾斜角θV和θH。
因此，利用每個(gè)能夠測(cè)量多個(gè)方向上的距離的兩個(gè)距離傳感器21A和21B，可以計(jì)算在水平方向和垂直方向上的傾斜角θV和θH，以及通過減小傳感器的數(shù)目來小型化投影儀。而且，可以以低的成本制造投影儀1。此外，因?yàn)槔镁嚯x傳感器21A和21B，可以經(jīng)由投影透鏡14投影用于測(cè)量距離的圖案，所以可以提高測(cè)量精度。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，可以考慮除了上述第一和第二實(shí)施例之外的各種實(shí)施例。
例如，在上述第一和第二實(shí)施例中，投影儀1可以不僅包括距離傳感器21、21A和21B，而且包括可以包括加速度傳感器。投影儀1可以構(gòu)造為在距離傳感器21、21A和21B不能準(zhǔn)確地測(cè)量距離的情況下，基于垂直方向上的傾斜角θV，利用加速度傳感器執(zhí)行梯形校正。
另外，在上述實(shí)施例中，通過采用原點(diǎn)設(shè)置在投影儀1中心或者屏幕31的平面上的三維正交坐標(biāo)系進(jìn)行了解釋。但是，無論原點(diǎn)設(shè)置在哪，都可以獲取傾斜角θV和θH，只要投影儀1和屏幕31存在于三維正交坐標(biāo)系定義的空間中。此外，沒有利用三維正交坐標(biāo)系，而是利用極坐標(biāo)系，類似地也可以獲取傾斜角θV和θH。
可以做出各種實(shí)施例和變化，而沒有偏移本發(fā)明寬的精神和范圍。上述實(shí)施例目的在于描述本發(fā)明，而不是限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求而不是實(shí)施例來示出。在本發(fā)明權(quán)利要求等效意義內(nèi)和權(quán)利要求內(nèi)做出的各種修改被看作在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種投影設(shè)備，包括距離測(cè)量單元(21)，用于測(cè)量其自身與屏幕(31)上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，并且輸出表示測(cè)量結(jié)果的多個(gè)距離數(shù)據(jù)；角度獲取單元(23)，用于通過使用從所述距離測(cè)量單元(21)輸出的所述多個(gè)距離數(shù)據(jù)來獲取屏幕公式，其中所述屏幕公式表示從所述投影設(shè)備(1)投影的投影光的光軸與所述屏幕(31)之間的位置關(guān)系，所述投影光投影到所述屏幕(31)上，以及通過使用所述獲取的屏幕公式來獲取所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；校正單元(12)，用于通過使用所述角度獲取單元(23)獲取的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角，來校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真；以及投影單元(13)，用于將所述校正單元(12)校正的所述投影圖像轉(zhuǎn)換為投影光，以及將所述投影圖像投影在所述屏幕(31)的所述表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的投影設(shè)備，還包括光學(xué)機(jī)構(gòu)(15)，用于控制變焦并且將關(guān)于變焦放大率的信息提供給所述校正單元(12)，其中，所述校正單元(12)被構(gòu)造為通過使用所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角以及從所述光學(xué)機(jī)構(gòu)(15)提供的所述關(guān)于變焦放大率的信息，來校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的所述投影圖像的所述失真。
3.一種投影設(shè)備，包括多個(gè)距離測(cè)量單元(21A、21B)，它們每一個(gè)測(cè)量它們自身與位于屏幕(31)上的彼此相交的多條測(cè)量線的每一條上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，并且每一個(gè)輸出表示測(cè)量結(jié)果的多個(gè)距離數(shù)據(jù)；角度獲取單元(23)，用于通過使用分別從所述多個(gè)距離測(cè)量單元(21A、21B)輸出的所述多個(gè)距離數(shù)據(jù)，獲取所述多條測(cè)量線相對(duì)于與從所述投影設(shè)備(1)投影的投影光的光軸垂直的表面的傾斜角，以及通過使用所述多個(gè)獲取的傾斜角，獲取所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；校正單元(12)，用于通過使用所述角度獲取單元(23)獲取的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角，來校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真；以及投影單元(13)，用于將所述校正單元(12)校正的所述投影圖像轉(zhuǎn)換為投影光，以及將所述投影圖像投影在所述屏幕(31)的所述表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的投影設(shè)備，還包括光學(xué)機(jī)構(gòu)(15)，用于控制變焦并且將關(guān)于變焦放大率的信息提供給所述校正單元(12)，其中，所述校正單元(12)通過使用所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角以及從所述光學(xué)機(jī)構(gòu)(15)提供的所述關(guān)于變焦放大率的信息，來校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的所述投影圖像的所述失真。
5.一種傾斜角獲取方法，用于獲取投影設(shè)備(1)相對(duì)于屏幕(31)的表面的傾斜角，該方法包括測(cè)量步驟測(cè)量所述投影設(shè)備(1)與所述屏幕(31)上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；屏幕公式獲取步驟通過使用表示在所述測(cè)量步驟中的所述測(cè)量結(jié)果的所述多個(gè)距離數(shù)據(jù)，獲取屏幕公式，其中所述屏幕公式表示從所述投影設(shè)備(1)投影的投影光的光軸與所述屏幕(31)的所述表面之間的位置關(guān)系，所述投影光投影到所述屏幕的所述表面上，以及傾斜角獲取步驟通過使用所述獲取的屏幕公式，獲取所述屏幕(31)的所述表面相對(duì)于所述光軸的傾斜角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的傾斜角獲取方法，其中所述屏幕公式獲取步驟包括步驟在所述投影設(shè)備(1)和所述屏幕(31)所在的空間中設(shè)置三維正交坐標(biāo)系，該三維正交坐標(biāo)系由相互正交的x、y和z軸構(gòu)成，以及其中所述屏幕(31)與所述z軸垂直相交；通過包括作為系數(shù)的a、b和c的公式1，表示所述屏幕公式；將在所述測(cè)量步驟通過測(cè)量距離獲取的所述多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)(xi，yi，zi)分配給所述公式1中的x、y和z；通過使用由所述分配獲取的聯(lián)立方程2，根據(jù)公式3，獲取值s0到s8；根據(jù)公式4，獲取所述公式1的所述系數(shù)a、b和c；以及通過將所述獲取的系數(shù)a、b和c分配給所述公式1，獲取由所述公式1表示的所述屏幕公式；以及所述傾斜角獲取步驟包括步驟在所述屏幕圍繞所述y軸旋轉(zhuǎn)傾斜角θH和圍繞所述x軸旋轉(zhuǎn)傾斜角θV的情況下，通過使用在所述屏幕公式獲取步驟獲取的所述屏幕公式以及表示所述屏幕(31)上的點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y，z)的公式5，獲取所述傾斜角θH和θV，[公式1]z＝ax+by+c[聯(lián)立方程2]z1z2...zi...zNx1y11x2y21......xiyi1......xNyN1abc]]>公式3s0＝Ns3=Σi=1Nzi]]>s6=Σi=1Nxizi]]>s1=Σi=1Nxi]]>s4=Σi=1Nxi2]]>s7=Σi=1Nyi2]]>s2=Σi=1Nyi]]>s5=Σi=1Nxiyi]]>s8=Σi=1Nyizi]]>公式4a=s1(s2·s8-s3·s7)+s5(s2·s3-s0·s8)+s6(s0·s7-s22)s4(s22-s0·s7)+s12·s7+s0·s52-2·s1·s2·s5]]>b=s4(s2·s3-s0·s8)+s12·s8+(s0·s5-s1·s2)s6+s1·s3·s5s4(s22-s0·s7)+s12·s7+s0·s52-2·s1·s2·s5]]>c=s4(s3·s7-s2·s8)+s1·s5·s8+s6(s2·s5-s1·s7)-s3·s52s4(s22-s0·s7)+s12·s7+s0·s52-2·s1·s2·s5]]>公式5z=tanθHcosθV·x+tanθV·y.]]>
7.一種傾斜角獲取方法，用于獲取投影設(shè)備(1)相對(duì)于屏幕(31)的表面的傾斜角，該方法包括測(cè)量步驟測(cè)量所述投影設(shè)備(1)與位于所述屏幕(31)上的彼此相交的多條測(cè)量線的每一條上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；角度獲取步驟獲取在垂直于所述投影設(shè)備(1)的光軸的理想屏幕表面與所述多條測(cè)量線的每一條之間形成的角度；以及角度翻譯步驟將在所述角度獲取步驟中獲取的每一個(gè)角度翻譯成所述投影設(shè)備(1)的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的傾斜角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的傾斜角獲取方法，其中所述多條測(cè)量線由在水平方向和垂直方向上延伸的兩條測(cè)量線構(gòu)成，其中在所述兩條測(cè)量線的每一條上有兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)；所述測(cè)量步驟包括步驟測(cè)量所述投影設(shè)備(1)與所述兩條測(cè)量線的每一條上的所述兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；所述角度獲取步驟包括步驟通過使用公式6，獲取在與所述投影設(shè)備(1)的所述光軸垂直的所述理想屏幕表面和所述兩條測(cè)量線的每一條之間形成的角度θS，其中DL和DR表示在所述測(cè)量步驟測(cè)量的所述投影設(shè)備(1)和每條測(cè)量線上的所述兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，以及θW表示在連接所述投影設(shè)備(1)和每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的線條與所述投影設(shè)備(1)的所述光軸之間形成的角度；以及所述角度翻譯步驟包括假設(shè)通過測(cè)量所述投影設(shè)備(1)和所述測(cè)量線之一上的所述兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離獲取的所述角度θS為θA，以及通過測(cè)量所述投影設(shè)備(1)和所述另一條測(cè)量線上的所述兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離獲取的所述角度θS為θB；以及通過使用公式7，將所述角度θA和θB分別翻譯成所述投影設(shè)備(1)的所述光軸在水平方向上相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的傾斜角θH和所述投影設(shè)備(1)的所述光軸在垂直方向上相對(duì)于所述屏幕(1)的所述表面的傾斜角θV，[公式6]θS=arctan(DR-DLDR+DLL·cosθW)]]>[公式7]θH＝arctan(tanθA·cosθB)θV＝θB
9.一種投影圖像校正方法，用于校正投影圖像的失真，包括測(cè)量步驟測(cè)量預(yù)定參考點(diǎn)與屏幕(31)上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；屏幕公式獲取步驟通過使用表示在所述測(cè)量步驟中的測(cè)量結(jié)果的多個(gè)距離數(shù)據(jù)，獲取屏幕公式，所述屏幕公式表示將要投影到所述屏幕(31)上的投影光的光軸與所述屏幕(31)之間的位置關(guān)系；傾斜角獲取步驟通過使用所述獲取的屏幕公式，獲取所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；以及校正步驟通過使用在所述傾斜角獲取步驟獲取的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角，校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真。
10.一種投影圖像校正方法，用于校正投影圖像的失真，包括測(cè)量步驟測(cè)量所述投影設(shè)備(1)與位于屏幕(31)上彼此相交的多條測(cè)量線的每一條上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離；角度獲取步驟獲取在與所述投影設(shè)備(1)的光軸垂直的理想屏幕表面和所述多條測(cè)量線的每一條之間形成的角度；角度翻譯步驟將在所述角度獲取步驟獲取的每個(gè)角度翻譯成所述投影設(shè)備(1)的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的表面的傾斜角；以及校正步驟通過使用所述投影設(shè)備(1)的所述光軸相對(duì)于所述屏幕(31)的所述表面的所述傾斜角，校正將要顯示在所述屏幕(31)的所述表面上的投影圖像的失真，其中所述傾斜角是通過在所述角度翻譯步驟的翻譯所獲取的。
全文摘要
在本發(fā)明所應(yīng)用的投影儀中，距離傳感器(21)測(cè)量投影儀和屏幕(31)上的多個(gè)點(diǎn)之間的距離。角度計(jì)算單元(23)根據(jù)表示通過距離傳感器(21)所測(cè)量的測(cè)量結(jié)果的多個(gè)距離數(shù)據(jù)來獲取表示屏幕表面的公式，以及獲取屏幕(3)相對(duì)于投影光的光軸的傾斜角θ
文檔編號(hào)H04N17/00GK1823523SQ20048002029
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月15日
發(fā)明者井上秀昭 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社