[发明专利]用于校准投影设备的方法以及用于运行如此校准的投影设备的方法

说明书

本发明提出一种用于校准投影设备的方法和一种用于运行如此校准的投影设备的方法，其中，所述投影面设备配备有可操控且可调节的至少两个光源，所述至少两个光源分别发送扫描射束的射束组成部分。所述校准方法包括以下步骤：确定用于所述扫描射束的参考射束；分别确定用于所述参考射束的x投影仪坐标的去扭曲函数和用于所述参考射束的y投影仪坐标的去扭曲函数，其中，每个去扭曲函数将所述相应的投影仪坐标转换成配属于所述图像信息的相应的图像坐标；对于所有射束组成部分分别确定用于所述x投影仪坐标和所述y投影仪坐标的错位函数，其中，每个错位函数逼近所述参考射束的相应的x或y图像坐标与所述相应的射束组成部分的x或y图像坐标之间的错位。在运行所述投影设备期间，借助在所述校准方法中求取的用于所述参考射束的去扭曲函数和用于所有射束组成部分的错位函数确定所述各个射束组成部分的像素的图像坐标。

技术领域

本发明涉及一种用于展示离散存储的图像信息的所谓的扫描的投影设备(例如飞点激光网格扫描器)，所述投影设备的扫描射束由不同光源的多个射束组成部分合成。本发明用于补偿这种投影设备的扫描射束的各个射束组成部分之间的错位。

背景技术

在此，借助脉冲光束实现图像产生，该脉冲光束以确定的轨迹例如逐行地涂抹投影面。在此，相应于待展示的图像信息地改变扫描射束的强度。如已经提及的那样，在在此提及的投影设备的情况下扫描射束由不同光源的多个组成部分合成，这些组成部分覆盖不同的波长范围。理想地，射束组成部分在投影平面内叠加并且形成唯一的像素。通过改变各个光源的强度可以描绘非常大的色谱。

然而在实际情况下很少实现用于投影设备的光学结构的光源的最优取向，使得在各个射束组成部分的像素之间通常存在错位。

以离散的扫描值的形式提供图像信息。每个扫描值配属于一个像点。所述“理想的”像点布置在网格中，该网格覆盖整个图像面并且通过直线的和通常正交的图像坐标系的整数的图像坐标描述。

基于对于各个射束组成部分在扫描/投影过程期间的取向和偏转所需的光学结构，扫描射束的实际轨迹或扫描射束的各个射束组成部分的实际轨迹从该网格偏离，使得投影像素的位置不相应于网格点。投影像素展开所谓的投影仪坐标系，该投影仪坐标系与图像坐标系不同不是直线的和正交的，而通常是弯曲的。在所述投影仪坐标系中，给投影像素配属整数的投影仪坐标。

在未校正的像素视频流的情况下，确定的像点的图像信息会被配属于如下的像素：所述像素的投影仪坐标与该像点的图像坐标相同。在此，几乎所有的像素会被从相应的图像坐标偏离地投影。结果，这种做法导致图像畸变。

为了避免这，通过在投影过程期间预处理图像信息来补偿投影仪坐标与图像坐标的非线性偏差。图像信息的这种预处理需要校准投影设备。在此，确定如下函数：该函数将像素的投影仪坐标转换成图像坐标，这称为去扭曲。

在投影过程期间，借助这种预确定的去扭曲函数将各个投影像素的投影仪坐标换算成图像坐标，以便给相应像素配属相应于其在图像面中的位置的图像信息。实际像素的图像坐标通常不是整数的。因此，相应光源的强度的调节通常不是基于图像信息的一个唯一的扫描值、而是实际像素的图像坐标的待定义的周围中的扫描值的平均值。通过图像信息的这种预处理来补偿图像坐标与投影仪坐标之间的非线性偏差并且避免相应的图像畸变。

对于去扭曲的复杂性和计算开销一方面取决于光学结构(该光学结构已经对于各个射束组成部分的取向和偏转在扫描/投影过程期间选择并且实现)的类型，并且另一方面取决于图像描绘的追求的质量。如果去扭曲应用在所有参与投影过程的光源上，则不仅补偿图像畸变，而且补偿各个像素的颜色分量之间的与该图像畸变叠加的错位。根据所参与的光源的数量，这与非常高的计算开销相关联。