投影机对焦方法及投影机对焦系统技术方案

一种投影机对焦方法包含在飞时测距装置发射光束到达投影面后，取得投影面所显示的光束于周缘两侧与飞时测距装置的第一距离以及第二距离，以及光束的平面夹角；依据第一距离、第二距离及平面夹角，取得投影面的平面方程式；取得投影机内的数字微镜装置的光轴向量；指定数字微镜装置内的目标坐标，并依据平面方程式将目标坐标转换为投影面上的投影目标坐标；依据投影目标坐标及投影机的镜头位置，取得自定义对焦位置发射向量；以及依据自定义对焦位置发射向量及光轴向量，取得投影机的理想对焦距离。对焦距离。对焦距离。

Projector focusing method and projector focusing system

【技术实现步骤摘要】
投影机对焦方法及投影机对焦系统


[0001]本专利技术公开一种投影机对焦方法及投影机对焦系统，尤指一种具有任意位置对焦功能的高精确度的投影机对焦方法及投影机对焦系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着科技日新月异，显示设备的市场逐渐增大，加上多家厂商投入，针对显示设备的市场增加投资。虽然市面上的显示设备种类繁多，然而能提供一个较便宜且屏幕尺寸够大，足够众人观赏的，目前只有投影显示器能有此优势。投影显示器利用投影机系统，通过其内部微小的反射镜面作为显示组件(例如数字微镜装置，Digital Micro
‑
mirror Device，DMD)，并利用成像原理，将小尺寸的显示面上的影像投影到上百寸的屏幕上，并提供足够的亮度及屏幕支持性，将影像信息分享给观赏的人。因此，当投影机将影像投影至屏幕时，将不再局限于显示面板的尺寸。
[0003]一般相机的对焦方式可分为被动式自动影像对焦以及主动式自动影像对焦。被动式自动影像对焦属于视觉对焦，常见的模式有相位检测(Phase Detection)对焦以及对比度检测(Contrast Detection)对焦等等。被动式自动影像对焦可根据影像画面做出合焦判断，属于精确度较高的对焦方式。主动式自动影像对焦可对物体发射红外线、超音波或是雷射，再接收反射讯号，据此取得距离而做出合焦判断，属于高速且不受干扰的方法。然而，被动式自动影像对焦的缺点在于对焦速度慢，且画面在合焦过程会前后反复拉动。主动式自动影像对焦的缺点在于局限于短距离的合焦焦距，且仅能支持单点对焦。r/>[0004]因此，将相机的对焦方式改良，以应用在投影机的投影过程实为重要的设计议题。

技术实现思路

[0005]本专利技术一实施例提出一种投影机对焦方法。投影机对焦方法包含提供飞时测距装置及投影面，在飞时测距装置发射光束到达投影面后，取得投影面所显示的光束于周缘两侧与飞时测距装置的第一距离以及第二距离，以及光束的平面夹角，依据第一距离、第二距离及平面夹角，取得投影面的平面方程式，取得投影机内的数字微镜装置的多个影像定位坐标，依据该些影像定位坐标，取得数字微镜装置的光轴向量，指定数字微镜装置内的目标坐标，并依据平面方程式将目标坐标转换为投影面上的投影目标坐标，依据投影目标坐标及投影机的镜头位置，取得自定义对焦位置发射向量，依据自定义对焦位置发射向量及光轴向量，取得投影机的理想对焦距离，以及依据理想对焦距离设定投影机，以使投影影像在投影目标坐标是清晰状态。
[0006]本专利技术另一实施例提出一种投影机对焦系统。投影机对焦系统包含投影机、飞时测距装置及投影面。投影机包含数字微镜装置、镜头、重力传感器及处理器。数字微镜装置用以产生影像。镜头面对数字微镜装置，用以投射影像。重力传感器用以感测投影机的偏移角度。处理器耦接于数字微镜装置、镜头及重力传感器。投影面用以产生投影影像。在飞时测距装置发射光束到达投影面后，飞时测距装置取得投影面所显示的光束于周缘两侧与飞
时测距装置的第一距离以及第二距离，以及光束的平面夹角。处理器依据第一距离、第二距离及平面夹角，取得投影面的平面方程式。处理器取得数字微镜装置的多个影像定位坐标。处理器依据该些影像定位坐标，取得数字微镜装置的光轴向量，指定数字微镜装置内的目标坐标，并依据平面方程式将目标坐标转换为投影面上的投影目标坐标。处理器依据投影目标坐标及投影机的镜头位置，取得自定义对焦位置发射向量，依据自定义对焦位置发射向量及光轴向量，取得投影机的理想对焦距离。处理器依据理想对焦距离设定投影机，以使投影影像在投影目标坐标是清晰状态。
附图说明
[0007]图1为本专利技术的投影机对焦系统的实施例的方块图。
[0008]图2为图1的投影机对焦系统中，利用飞时测距装置取得投影面的平面方程式的示意图。
[0009]图3为图1的投影机对焦系统中，在数字微镜装置与投影面之间，利用平面方程式求出投影影像定位坐标及投影目标坐标的示意图。
[0010]图4为图1的投影机对焦系统中，依据自定义对焦位置发射向量与光轴向量，求得让投影目标坐标的影像是清晰状态时的理想对焦距离的示意图。
[0011]图5为图1的投影机对焦系统执行投影机对焦方法的流程图。
[0012]附图标记列表
[0013]100：投影机对焦系统
[0014]10：投影机
[0015]11：飞时测距装置
[0016]12：投影面
[0017]PIMG：投影影像
[0018]10a：数字微镜装置
[0019]10b：镜头
[0020]10c：重力传感器
[0021]10d：处理器
[0022]L及R：距离
[0023]X1及X2：投影点
[0024]T：飞时测距装置发射点
[0025]θ：平面夹角
[0026]X3至X6：顶点
[0027]X3
’
至X6
’
：投影顶点
[0028]P：目标坐标
[0029]P
’
：投影目标坐标
[0030]A：光机透镜中心
[0031]V1及V2：方向向量
[0032]O：光轴向量
[0033]d1：自定义对焦位置发射向量
[0034]d：理想对焦距离
[0035]13：虚拟投影平面
[0036]S501至S509：步骤
具体实施方式
[0037]图1为本专利技术的投影机对焦系统100的实施例的方块图。投影机对焦系统100包含投影机10、飞时测距(Time of Flight，ToF)装置11以及投影面12。投影机10可为任何形式的投影机，例如数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影机。投影机10可包含数字微镜装置(Digital Micro
‑
mirror Device，DMD)10a、镜头10b、重力传感器10c以及处理器10d。数字微镜装置10a用以产生影像。镜头10b面对数字微镜装置10a，用以投射影像。重力传感器(G
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Sensor)10c用以感测投影机10的偏移角度。重力传感器10c可感知投影机10在俯仰(Pitch)轴、偏摆(Yaw)轴及翻滚(Roll)上的偏移角度。处理器10d耦接于数字微镜装置10a、镜头10b及重力传感器10c，用以控制数字微镜装置10a、镜头10b及重力传感器10c以及接收感测数据。飞时测距装置11耦接于投影机10。飞时测距装置(后文称为：ToF装置11)可利用发光二极管或是雷射二极管发射出红外光或是雷射，照射到物体表面以产生反射光。因此，ToF装置11可以依据发射的红外光或是雷射与接收的反射光的时间差，计算不同物体位置的距离。投影面12用以产生投影影像。投影面12可为墙壁、屏幕、或是投影帘幕等等。并且，投影机10可以利用光机对焦环设定理想对焦距离。在处理器10d设定投影机至理想对焦距离后，投影机10可产生准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影机对焦方法，包含：提供飞时测距装置及投影面；在该ToF装置发射光束至该投影面后，取得该投影面所显示的该光束于周缘两侧与该ToF装置的第一距离以及第二距离，以及该光束的平面夹角；依据该第一距离、该第二距离及该平面夹角，取得该投影面的平面方程式；取得投影机内的数字微镜装置的多个影像定位坐标；依据该些影像定位坐标，取得该数字微镜装置的光轴向量；指定该数字微镜装置内的目标坐标，并依据该平面方程式将该目标坐标转换为该投影面上的投影目标坐标；依据该投影目标坐标及该投影机的镜头位置，取得自定义对焦位置发射向量；依据该自定义对焦位置发射向量及该光轴向量，取得该投影机的理想对焦距离；及依据该理想对焦距离设定该投影机，以使投影影像在该投影目标坐标是清晰状态。2.如权利要求1所述的方法，其中依据该第一距离、该第二距离及该平面夹角，取得该投影面的该平面方程式，包含：依据该第一距离、该第二距离及该平面夹角，取得该投影面的多个平面坐标；依据该些平面坐标，取得至少二个方向向量；及依据该至少二个方向向量，取得该投影面的该平面方程式。3.如权利要求1所述的方法，另包含：利用重力传感器，取得该投影机在俯仰轴、偏摆轴及翻滚轴上的偏移角度；根据该俯仰轴、该偏摆轴及该翻滚轴上的偏移角度，产生旋转向量矩阵；及依据该旋转向量矩阵，修正该平面方程式。4.如权利要求3所述的方法，其中若该投影机在该俯仰轴、该偏摆轴及该翻滚轴上没有偏移角度，则该旋转向量矩阵为单位矩阵。5.如权利要求1所述的方法，另包含：依据该些影像定位坐标，利用该平面方程式将该些影像定位坐标转换为该投影面上的多个投影影像定位坐标。6.如权利要求1所述的方法，其中依据该些影像定位坐标，取得该数字微镜装置的该光轴向量包含：依据该些影像定位坐标，取得该数字微镜装置的至少两个方向向量；及依据该至少两个方向向量，利用外积运算，以取得该数字微镜装置的该光轴向量；其中该数字微镜装置的该光轴向量为垂直于该数字微镜装置的法向量。7.如权利要求1所述的方法，其中该投影机依据该光轴向量与该理想对焦距离，产生虚拟投影平面，且该虚拟投影平面与该投影面的交线通过该投影目标坐标。8.如权利要求1所述的方法，其中依据该理想对焦距离设定该投影机，以使该投影影像在该投影目标坐标为该清晰状态包含：将该投影机设定至该理想对焦距离；及该投影机产生该投影影像；其中该投影影像在该投影目标坐标上的一个范围为该清晰状态。9.如权利要求1所述的方法，其中该ToF装置与该投影机具有间隔。
10.如权利要求1所述的方法，其中依据该自定义对焦位置发射向量及该光轴向量，取得该投影机的该理想对焦距离包含：依据该自定义对焦位置发射向量及该光轴向量，取得该自定义对焦位置发射向量及该光轴向量之间的夹角；及依据该夹角及该自定义对焦位置发射向量，取得该投影机的该理想对焦距离。11.一种投影机对焦系统，包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：冼达，高铭鸿，蔡孟哲，
申请(专利权)人：伟诠电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：