CN109212872A - 一种可自动双向梯形校正的超短焦投影设备及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可自动双向梯形校正的超短焦投影设备，包括MCU模块、激光测距模块、图像处理单元模块、超短焦投影仪和投影屏幕，所述MCU模块分别与所述激光测距模块和所述图像处理单元模块电性连接，所述激光测距模块设置有三组，三组所述激光测距模块均固定安装在所述投影仪上。本发明还提供了一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法。本发明主要解决了目前超短焦投影设备大多支持垂直梯形，而且需要手动调节，不可以自动完成校正的功能，本发明使用户在使用超短焦投影设备过程中，当用户不小心移动了超短焦投影仪，画面出现梯形失真时，超短焦投影机可以自动调整水平和垂直方向梯形失真。
Description
技术领域
本发明涉及投影行业技术领域，具体为一种可自动双向梯形校正的超短焦投影设备。同时本发明还涉及一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法
背景技术
在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果，如果无法保证二者的垂直，画面就会产生梯形。在这种情况下，用户需要使用“梯形校正功能”来校正梯形，保证画面成标准的矩形。
梯形校正通常有二种方法：光学梯形校正和数码梯形校正，光学梯形校正是指通过调整镜头的物理位置来达到调整梯形的目的，另一种数码梯形校正是通过软件的方法来实现梯形校正。
目前几乎所有的投影机厂商都采用了数码梯形校正技术，而且采用数码梯形校正的绝大多数投影机都支持垂直梯形校正功能，极少数投影机支持水平梯形校正功能。但在实际应用中，除了需要垂直梯形校正之外，还常常碰到因投影机水平位置的偏置而产生的梯形。
水平梯形校正与垂直梯形校正都属于数码梯形校正，都是通过软件插值算法进行形状调整和补偿。水平梯形校正解决了由于投影机镜头与屏幕无法垂直而产生的水平方向的图像梯形失真，从而使投影机可以在屏幕的侧面也可以同样实现标准矩形投影图像。
由于投影机镜头焦距不同，同时具备双向梯形校正技术的投影机常见于长短焦投影机，即远距离投射，而超短焦投影机几乎只有垂直梯形校正。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动双向梯形校正的超短焦投影设备及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可自动双向梯形校正的超短焦投影设备，包括MCU模块、激光测距模块、图像处理单元模块、超短焦投影仪和投影屏幕，所述MCU模块分别与所述激光测距模块和所述图像处理单元模块电性连接，所述激光测距模块设置有三组，三组所述激光测距模块均固定安装在所述投影仪上；
所述激光测距模块用于测量所述激光测距模块到所述投影屏幕的距离；
所述MCU模块用于接收三组所述激光测距模块所测量的所述激光测距模块到所述投影屏幕的距离以及左右侧和前后侧的变化和图像像素点数之间的变化规律的对应关系数据表，同时用于发送信号给所述图像处理单元模块。
优选的，三组所述激光测距模块均对准于所述投影屏幕，且两组所述激光测距模块发射的激光束位于同一平面上。
本发明还提供了一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法，包括以下步骤：
S1、利用三组激光测距模块分别监测超短焦投影仪左右侧和前后侧的变化和图像像素点数之间的变化规律，从而得出对应关系数据表，再将对应关系数据表存储到MCU模块中；
S2、MCU通电后，MCU模块控制三组激光测距模块发射激光束到投影屏幕分别测量出三组激光测距模块到投影屏幕的距离，并将测得的距离数据发送给MCU模块；
S3、MCU模块通过查找对应关系数据表，由S2中测得的距离得到水平方向或者垂直方向需要校正的图像四个边角像素点数量；
S4、MCU模块将需要调整的值发送给图像处理单元模块，图像处理单元模块对输入信号图像进行拉伸、缩放处理，同时输出处理后的图像数据，将突出的边角收缩对应的像素点数，达到图像矩形效果，从而实现自动双向梯形校正；
S5、当用户在使用过程中，因为其它因素导致超短焦投影仪和投影屏幕的位置发生变化而导致出现梯形时，依照以上步骤可以快速自动完成校正。
优选的，所述步骤S2中的激光测距模块的测量方式为相位法。
优选的，所述相位法测距的过程如下：
通过测量相位延迟的方式，间接测定调制光信号在被测量距离上往返所需的时间来计算激光测距模块和被测量物体之间的距离。
优选的，所述S4中自动校正完成后，图像处理单元模块和三组激光测距模块均停止工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要解决了目前超短焦投影设备大多支持垂直梯形，而且需要手动调节，不可以自动完成校正的功能，本发明使用户在使用超短焦投影设备过程中，当用户不小心移动了超短焦投影仪，画面出现梯形失真时，超短焦投影机可以自动调整水平和垂直方向梯形失真。
附图说明
图1为本发明的逻辑框图；
图2为本发明的激光测距模块与投影屏幕的位置关系图；
图3为本发明的相位法的原理图；
图4为本发明的图像处理单元模块的工作原理图；
图5为本发明的三组激光测距模块和投影屏幕的关系图；
图6为本发明的投影屏幕水平梯形现象的示意图；
图7为本发明的投影屏幕垂直梯形现象的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
本发明提供了如图1-4所示的一种可自动双向梯形校正的超短焦投影设备，包括MCU模块、激光测距模块、图像处理单元模块、超短焦投影仪和投影屏幕，所述MCU模块分别与所述激光测距模块和所述图像处理单元模块电性连接，所述激光测距模块设置有三组，三组所述激光测距模块均固定安装在所述投影仪上；
所述激光测距模块用于测量所述激光测距模块到所述投影屏幕的距离；
所述MCU模块用于接收三组所述激光测距模块所测量的所述激光测距模块到所述投影屏幕的距离以及左右侧和前后侧的变化和图像像素点数之间的变化规律的对应关系数据表，同时用于发送信号给所述图像处理单元模块。
具体的，三组所述激光测距模块均对准于所述投影屏幕，且两组所述激光测距模块发射的激光束位于同一平面上。
本发明还提供了一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法，包括以下步骤：
S1、利用三组激光测距模块分别监测超短焦投影仪左右侧和前后侧的变化和图像像素点数之间的变化规律，从而得出对应关系数据表，再将对应关系数据表存储到MCU模块中；
S2、MCU通电后，MCU模块控制三组激光测距模块发射激光束到投影屏幕分别测量出三组激光测距模块到投影屏幕的距离L1、L2和L3，并将测得的距离数据发送给MCU模块；
S3、MCU模块通过查找对应关系数据表，由S2中测得的距离得到水平方向或者垂直方向需要校正的图像四个边角像素点数量p1、p2、p3、p4；
S4、MCU模块将需要调整的值发送给图像处理单元模块，图像处理单元模块对输入信号图像进行拉伸、缩放处理，同时输出处理后的图像数据，将突出的边角收缩对应的像素点数，达到图像矩形效果，从而实现自动双向梯形校正；
S5、当用户在使用过程中，因为其它因素导致超短焦投影仪和投影屏幕的位置发生变化而导致出现梯形时，依照以上步骤可以快速自动完成校正。
具体的，所述步骤S2中的激光测距模块的测量方式为相位法。
具体的，所述相位法测距的过程如下：
通过测量相位延迟的方式，间接测定调制光信号在被测量距离上往返所需的时间来计算激光测距模块和被测量物体之间的距离，原理如图3所示，距离L和光信号相位的关系可表示为L＝1/2ct，其中，t＝φ/ω＝(2πN+Δφ)/2πf＝(N+Δφ/2π))/f，综合得到L＝1/2ct＝c/2(N+Δφ/2π)/f＝λ/2(N+Δφ/2π)。
式中：c为光波在空气中传播的速度；Δφ为调制光信号经过被测距离L所产生的相位差；f为信号的调制频率；λ为调制波的波长；N为正整数。
由于相位法测距受干扰小，精度高，所以本发明的对焦精度高。
具体的，所述S4中自动校正完成后，图像处理单元模块和三组激光测距模块均停止工作。
如图5所示，其中1组激光测距模块用来监测垂直梯形对应像素点，2组激光测距模块用来监测水平梯形对应像素点，1号和2号分别监测超短焦投影仪的左右侧和投影屏幕之间距离，用来做水平梯形校正，3号监测超短焦投影仪前后侧和投影屏幕的偏移距离，用来做垂直梯形校正。
如图6所示示例，超短焦投影仪左侧离屏幕距离大于右侧离投影屏幕的距离，即L1>L2，投影画面将出现图中的左宽右窄的水平梯形现象。这个情况下，MCU模块将获取到L1和L2的数值，通过查询对应关系数据表，得到边角a需要向下收缩像素点数Na，边角b需要向上收缩像素点数Nb，同时将Na和Nb发送给图像处理单元，对图像处理后重新输出画面。
如图7所示，超短焦投影仪靠近投影屏幕的一侧翘起，高于远离屏幕的一侧，从图中可以看出，此时3号激光测距，激光光路向屏幕上方偏移，正常摆放时，距离为L3，偏移后距离为L3’,由L3’-L3，得出偏移差值△L3,MCU获取△L3，同时查询数据库，得到边角a和边角c需要收缩的像素点数Na和Nc，将Na和Nc发送给图像处理单元，对图像处理后重新输出画面。
综上所述：本发明主要解决了目前超短焦投影设备大多支持垂直梯形，而且需要手动调节，不可以自动完成校正的功能，本发明使用户在使用超短焦投影设备过程中，当用户不小心移动了超短焦投影仪，画面出现梯形失真时，超短焦投影机可以自动调整水平和垂直方向梯形失真。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可自动双向梯形校正的超短焦投影设备，其特征在于，包括：
图像处理单元模块；
超短焦投影仪和投影屏幕；
MCU模块；
所述MCU模块分别与所述激光测距模块和所述图像处理单元模块电性连接；
所述激光测距模块设置有三组，三组所述激光测距模块均固定安装在所述投影仪上；
激光测距模块，所述激光测距模块用于测量所述激光测距模块到所述投影屏幕的距离；
所述MCU模块用于接收三组所述激光测距模块所测量的所述激光测距模块到所述投影屏幕的距离以及左右侧和前后侧的变化和图像像素点数之间的变化规律的对应关系数据表，同时用于发送信号给所述图像处理单元模块。
2.根据权利要求1所述的一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法，其特征在于：三组所述激光测距模块均对准于所述投影屏幕，且两组所述激光测距模块发射的激光束位于同一平面上。
3.一种根据权利要求1所述的可自动双向梯形校正的超短焦投影方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用三组激光测距模块分别监测超短焦投影仪左右侧和前后侧的变化和图像像素点数之间的变化规律，从而得出对应关系数据表，再将对应关系数据表存储到MCU模块中；
S2、MCU通电后，MCU模块控制三组激光测距模块发射激光束到投影屏幕分别测量出三组激光测距模块到投影屏幕的距离，并将测得的距离数据发送给MCU模块；
S3、MCU模块通过查找对应关系数据表，由S2中测得的距离得到水平方向或者垂直方向需要校正的图像四个边角像素点数量；
S4、MCU模块将需要调整的值发送给图像处理单元模块，图像处理单元模块对输入信号图像进行拉伸、缩放处理，同时输出处理后的图像数据，将突出的边角收缩对应的像素点数，达到图像矩形效果，从而实现自动双向梯形校正；
S5、当用户在使用过程中，因为其它因素导致超短焦投影仪和投影屏幕的位置发生变化而导致出现梯形时，依照以上步骤可以快速自动完成校正。
4.根据权利要求3所述的一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法，其特征在于：所述步骤S2中的激光测距模块的测量方式为相位法。
5.根据权利要求4所述的一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法，其特征在于：所述相位法测距的过程如下：
通过测量相位延迟的方式，间接测定调制光信号在被测量距离上往返所需的时间来计算激光测距模块和被测量物体之间的距离。
6.根据权利要求3所述的一种可自动双向梯形校正的超短焦投影方法，其特征在于：所述S4中自动校正完成后，图像处理单元模块和三组激光测距模块均停止工作。
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