[发明专利]方向矫正装置、投影发射装置、投影图像矫正系统和投影图像矫正方法

说明书

本发明涉及机械控制技术领域，尤其涉及对投影发射装置的投影方向进行机械矫正的技术领域。

日常生活中，经常会遇到对目标装置的指向进行精确调整的情况。例如，在用投影机投射图像时，为了避免失真，需要将投影镜头垂直于投影屏幕投射。但是，在初次安装或者更改投影机的安装位置时，会存在投影镜头摆放位置不与投影屏幕垂直的情况。源图像由投影镜头发出，由于摆放位置角度等问题，投影在投影屏幕上的效果为失真图像。

在现有技术中，发明人发现目前具有自动矫正的投影设备通过重力传感器，矫正画面垂直角度的梯形失真，其他方向的失真则需要手动进行调整，操作不太方便，安装调试耗费时间。另外，进行投影设备图像失真矫正时必须要在投影镜头投射图像的情况下进行，操作不便。

另外，目前的投影技术通常是检测到失真角度之后，通过对信号处理电路对输出信号进行调节，矫正输出的投影发生的形状畸变。但在进行图像信号处理的同时，输出的图像信号与原始的图像信号相比会有变化，不能完全真实地再现原有的图像信号。

为了解决现有技术中存在的以上问题以及其他问题，本发明的实施例提供了一种新的方向矫正装置，包括图像采集单元，图像分析处理单元，方向矫正单元。图像采集单元的周围(如四周或附近)安装有光束发射单元，光束发射单元可以发射出呈一定几何形状的光束，例如所述光束在与光束发射方向相垂直的截面上的投影形状为环形、圆形，或者由多个围绕光束发射单元的中心点呈环形分布的点状图形结构。所述光束可以由平行光组成，也可以由发散的光组成。图像采集单元接收所述光束发射单元投射到投影平面的光斑信息。图像分析处理单元，将所述光束发射单元投射到投影平面的光斑信息与标准图形进行比对，得到方向矫正控制信号，控制待调整方向的装置(如投影镜头或投影屏幕)所指的方向。本装置可以应用于对目标装置(如投影镜头或投影屏幕)进行角度调整。

此外，本发明还提供了一种相应的投影发射装置、投影图像矫正系统和投影图像矫正方法。

本发明可在不对视频输出信号进行处理的情况下对投影图像进行图像失真矫正，具有操作简便、图像失真度小的特点。

此外，在本发明所提供的部分实施例中，方向矫正装置的工作方式可以不依赖于投影发射装置的工作方式而独立工作，可以在投影发射装置没有图像输出的情况下对投影镜头的方向进行调整，因而可以节约电能。

图1a为本发明的实施例1中所述的光束发射单元发射光束为平行光情况下的光路及其投射方向与投影屏幕的偏转角度示意图；

图1b为本发明的实施例1中所述的光束发射单元发射光束为平行光情况下的光路及其投射方向与投影屏幕的偏转角度矫正情况示意图；

图2为本发明的实施例2中所述的光束发射单元发射光束的光路及其投射方向与投影屏幕的偏转角度矫正情况示意图；

图3a为本发明的实施例5中所述的光束发射单元发射光束为发散光情况下的光路及其投射方向与投影屏幕的偏转角度示意图；

图3b为本发明的实施例5中所述的光束发射单元发射的光束为发散光情况下的光路及其投射方向与投影屏幕的偏转角度矫正情况示意图；

图4为本发明的实施例11中所述的投影发射装置的系统框图；

图5a为本发明的实施例12中所述的投影图像矫正系统的结构框图；

图5b为本发明的实施例13中所述的投影图像矫正系统的结构框图；

图6为本发明的实施例14中所述的投影图像的矫正方法的流程图。

图7至图10为本发明的实施例15或本发明实施例16中所述的在投影机镜头盖上开孔的方式来代替光束发射单元的示意图。

为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明的实施例1提供了一种方向矫正装置，包括图像采集单元，如摄像头，图像采集单元的四周安装有光束发射单元，如红外光激光器、可见光激光器或者其它发射高能量光束的装置。光束发射单元发射出的光束在与光束发射方向相垂直的截面上的投影形状为环形，光束发射单元与图像采集单元的中心点位置在同一轴线上，所述光束发射单元发射的光束互相平行。

首先光束发射单元将发射光束投射到投影平面上，图像采集单元采集光束发射单元发射到投影平面上的光斑信息，并将光斑信息发送到图像分析处理单元。图像分析处理单元提取光斑的形状信息，并利用以下方法构建运算模型。