投影系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种投影系统。投影系统包括：投影机，具有镜头模块并将影像沿光轴方向投影到投影区域；影像撷取装置，撷取包括投影区域的撷取影像；以及处理器。处理器将撷取影像分成多个对焦区域，并控制步进马达对边缘的对焦区域移动调焦，以获得每个对焦区域具有最大清晰值的步进马达的步数与距离。距离为镜头模块与对焦区域之间的投影距离。处理器根据边缘的对焦区域的距离计算投影机的光轴方向与投影区域的夹角，并根据夹角对投影画面进行变形操作。

Projection system

【技术实现步骤摘要】
投影系统
本技术是有关于一种投影系统，且特别是有关于一种自动对投影画面进行校正的投影系统。
技术介绍
当投影机将投影画面投影到投影幕时，对投影机向左或向右水平旋转时会造成投影画面由矩形变成梯形。如图1A到1D所示，若将投影机100向右水平旋转，则投影画面200会呈现左短右长的梯形。图1A为投影角度θ在俯视图及侧视图中都呈现垂直时，投影画面200的示意图。图1B为对应图1A的俯视图。图1C为投影角度θ在俯视图中不呈现垂直时，投影画面200的示意图。图1D为对应图1C的俯视图。针对图1C中投影画面200变成水平梯形的问题，使用者通常需要利用手动水平梯形校正功能，通过肉眼判断而将投影画面200调整至矩形。值得注意的是，图1B及图1D的投影角度θ代表了投影机100的镜头模块的光轴方向与投影幕250的水平夹角(即，俯视图中的夹角)。当投影机将投影画面投影到投影幕时，对投影机向上或向下垂直旋转时也会造成投影画面变成梯形。如图2A到2D所示，若将投影机100向上垂直旋转，则投影画面200会呈现下短上长的梯形。图2A为投影角度θ在俯视图及侧视图都呈现垂直时，投影画面200的示意图。图2B为对应图2A的侧视图。图2C为投影角度θ在侧视图中不呈现垂直时，投影画面200的示意图。图2D为对应图2C的侧视图。针对图2C中投影画面200变成垂直梯形的问题，通常会通过重力感测器(GravitySensor，G-Sensor)侦测投影机100与地面的夹角。在投影幕垂直地面的情况下，可以容易地计算出投影角度θ来进行对应的垂直梯形校正功能。值得注意的是，图2B及图2D的投影角度θ代表了投影机100的镜头模块的光轴方向与投影幕250的垂直夹角(即，侧视图中的夹角)。一般投影机在架设时会尽可能选择最佳投影角度来摆放(例如，让投影角度与投影幕垂直)，使得投影画面呈现矩形。然而，有时受限于空间问题可能需要将投影机倾斜摆放。此时，使用者就必须修正画面变形的问题来得到正确的投影画面。另外，针对水平梯形校正或垂直梯形校正，还可通过两组距离量测模块(例如，雷射、超音波、或红外线模块)进行投影机镜头到投影画面左侧及右侧的距离量测。然而，雷射模块的测距范围太短，不符合一般从前方投射的投影机的实际应用距离。超音波或红外线模块的体积大而不适于小型投影机。因此，如何自动对投影画面进行校正而不需设置额外元件，是本领域技术人员应致力的目标。
技术实现思路
本技术提供一种投影系统，能自动对投影画面进行校正。本技术提出一种投影系统，包括投影机、影像撷取装置及处理器。投影机具有镜头模块。镜头模块包括步进马达。镜头模块具有光轴。投影机用于将影像沿光轴方向投影到投影区域。影像撷取装置用于撷取包括投影区域的撷取影像。处理器耦接到投影机及影像撷取装置。处理器将撷取影像分成多个对焦区域，并控制步进马达对至少投影区域的边缘的对焦区域移动调焦，以获得对应每个对焦区域的步进马达的步数与对应步数的距离。每个对焦区域在步进马达的步数下的影像的清晰值大于在步进马达的其他步数下的影像的清晰值。距离为镜头模块与每个对焦区域之间的投影距离。处理器根据投影区域的边缘的对焦区域的多个距离计算投影机的光轴方向与投影区域的夹角，并根据夹角对投影画面进行变形操作。基于上述，本技术的投影系统会撷取大于投影区域的撷取影像并将撷取影像分成多个对焦区域。处理器至少对投影区域的边缘的对焦区域移动调焦以获得每个对焦区域清晰值为最大时所对应的步进马达的步数，再将步数转换为对焦区域与投影机的镜头模块的距离。最后，处理器根据投影区域的边缘的对焦区域与投影机的镜头模块的距离计算出投影机的光轴方向与投影区域的夹角，再根据此夹角对投影画面进行变形操作。为让本技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1A到图1D为已知的投影机水平旋转与投影画面的示意图。图2A到图2D为已知的投影机垂直旋转与投影画面的示意图。图3为根据本技术一实施例的投影机系统的方块图。图4为根据本技术一实施例的梯形校正方法将撷取影像分成多个对焦区域的示意图。图5为根据本技术一实施例的梯形校正方法投影对焦图案的示意图。图6为根据本技术一实施例的自动对焦演算法的流程图。图7为根据本技术一实施例的投影机水平旋转的俯视图。图8及图9为根据本技术一实施例的投影校正后自动对焦的示意图。具体实施方式图3为根据本技术一实施例的投影机系统的方块图。请参照图3，本技术的投影机系统300包括投影机310。投影机310包括影像撷取装置320、处理器330、成像单元340、镜头模块350及信号输入单元360。影像撷取装置320例如是互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)影像感测器、电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice，CCD)影像感测器或其他类似元件。处理器330例如是微控制单元(MicroControlUnit，MCU)、微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、影像处理器或其他类似元件及其组合。成像单元340例如是反射式的硅基液晶(LiquidCrystalonSilicon，LCOS)或者数字微镜元件(DigitalMicro-mirrorDevice,DMD)等；透射式的空间光调制器，例如透光液晶面板(TransparentLiquidCrystalPanel)；自发光显示面板，例如有机发光二极体显示面板(OrganiclightemittingdiodedisplayPanel)。于本实施例中，影像可由成像单元340形成，再沿着镜头模块350的光轴方向投影到投影区域380。镜头模块350可包括步进马达(未绘示于图中)。影像撷取装置320可撷取包括投影区域380的撷取影像390。也就是说撷取影像390的面积会比投影区域380的面积大。在一实施例中，影像撷取装置320配置于投影机310且邻设镜头模块350，其中影像撷取装置320的光轴方向平行于镜头模块350的光轴方向，但不局限于此。于其他实施例中，影像撷取装置320可配置于投影机310的其他位置或设置于投影机310外，只要影像撷取装置320可撷取包括投影区域380的撷取影像390即可。信号输入单元360可接收来源影像信号，且来源影像信号可被转换成处理器330可处理的资料格式，进而通过成像单元340及镜头模块350投影到投影区域380。投影区域380例如是在投影幕上、在一面墙上、或是在其他可供投影的平面上。图4为根据本技术一实施例的梯形校正方法将撷取影像分成多个对焦区域的示意图。图5为根据本技术一实施例的梯形校正方法投影对焦图案的示意图。图6为根据本技术一实施例的自动对焦演算法的流程图。请一并参照图4及图5，处理器330会先将撷取影像390分成多个对焦区域，例如对焦区域391到对焦区域397，并通过成像单元340形成影像后，由镜头模块350将影像沿着镜头模块350的光轴方向投影到投影区域380，其中，所述影像包括对焦图案500。值得注意的是，图5的对焦图案仅为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括投影机、影像撷取装置以及处理器，其中：所述投影机具有镜头模块，所述镜头模块包括步进马达，其中，所述镜头模块具有光轴，所述投影机用于将影像沿所述光轴方向投影到投影区域；所述影像撷取装置用于撷取包括所述投影区域的撷取影像；以及所述处理器耦接到所述投影机及所述影像撷取装置，其中所述处理器将所述撷取影像分成多个对焦区域，并控制所述步进马达对至少所述投影区域的边缘的所述多个对焦区域移动调焦，以获得对应所述多个对焦区域中的每一个的所述步进马达的步数与对应所述步数的距离，其中所述多个对焦区域中的每一个在所述步进马达的所述步数下的所述影像的清晰值大于在所述步进马达的其他步数下的所述影像的清晰值，所述距离为所述镜头模块与所述多个对焦区域中的每一个之间的投影距离，所述处理器根据所述投影区域的边缘的所述多个对焦区域的多个所述距离计算所述投影机的所述光轴方向与所述投影区域的夹角，并根据所述夹角对所述投影画面进行变形操作。

【技术特征摘要】
1.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括投影机、影像撷取装置以及处理器，其中：所述投影机具有镜头模块，所述镜头模块包括步进马达，其中，所述镜头模块具有光轴，所述投影机用于将影像沿所述光轴方向投影到投影区域；所述影像撷取装置用于撷取包括所述投影区域的撷取影像；以及所述处理器耦接到所述投影机及所述影像撷取装置，其中所述处理器将所述撷取影像分成多个对焦区域，并控制所述步进马达对至少所述投影区域的边缘的所述多个对焦区域移动调焦，以获得对应所述多个对焦区域中的每一个的所述步进马达的步数与对应所述步数的距离，其中所述多个对焦区域中的每一个在所述步进马达的所述步数下的所述影像的清晰值大于在所述步进马达的其他步数下的所述影像的清晰值，所述距离为所述镜头模块与所述多个对焦区域中的每一个之间的投影距离，所述处理器根据所述投影区域的边缘的所述多个对焦区域的多个所述距离计算所述投影机的所述光轴方向与所述投影区域的夹角，并根据所述夹角对所述投影画面进行变形操作。2.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述镜头模块对所述变形操作后的所述投影画面进...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴煜骐，李培宇，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71