CN104104891A - 投影装置及其投影自动校正方法 - Google Patents

Abstract

一种投影装置及其投影自动校正方法，投影自动校正方法包括下列步骤。当投影装置开机时，通过投射单元投射对应显示数据的影像图样。通过影像传感器感测影像图样，从而获得影像图样的信息。通过处理单元比对影像图样的信息与已知影像图样的信息以决定是否执行自动校正程序。当处理单元执行自动校正程序时，通过投射单元投射校正图样。通过影像传感器感测校正图样，从而获得校正图样的信息。通过处理单元执行校正驱动程序而将影像传感器所感测到的校正图样的成像坐标转换为投影装置的投射坐标，从而建立坐标转换表格。

Description

投影装置及其投影自动校正方法

技术领域

本发明涉及一种影像装置及其校正方法，且特别涉及一种投影装置及其投影自动校正方法。

背景技术

随着科技的进步，红外线互动投影系统的应用已经渐渐增加，像电子白板以及电动游乐器(例如Wii)上都可以看到其踪迹。一般而言，红外线互动投影系统在进行投影装置与摄影装置之间的校正时，是利用例如使用者以红外线触控笔来触碰投影屏幕上的某些特定区域，使得红外线互动投影系统可以依据所述红外线触控笔对这些特定区域的触碰行为，来计算出目前投影的影像大小以及分辨率，进而调整摄影装置对于触碰位置的检测。然而，由于上述的校正操作是以人为的方式进行，将可能因为使用者对于所述特定区域不精准的触碰行为，而使得红外线互动投影系统在计算目前投影的影像大小以及分辨率的操作上产生误差，进而导致不准确的校正结果。

美国公开专利编号20110007283揭露一种投影机，其包括影像单元、影像产生单元、位置信息产生单元及投射单元。影像单元用以撷取在投影目标区域中具有第一波长波段的光线且产生第一撷取影像，以及撷取在投影目标区域中具有第二波长波段的光线且产生第二撷取影像。影像产生单元基于第一撷取影像执行梯形失真修正。位置信息产生单元基于第二撷取影像产生用以指示在投射目标区域中的指示光线的位置的位置信息。投射单元基于已进行梯形失真修正的状态的位置信息投射影像。美国公开专利编号20110019004揭露一种影像装置，其包括影像元件、彩色滤光片、读取控制单元及红外线部件数量检测单元及红外线部件移除单元。影像元件包括位于接收表面的多个像素。彩色滤光片包括多个红色、绿色及蓝色滤光单元。

发明内容

本发明提供一种投影装置及其投影自动校正方法，可判断投影装置于开机时是否需要对使用者操作的互动坐标进行校正，以提升操作投影装置的便利性。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的实施例提供一种投影装置，包括投射单元、影像传感器、处理单元及存储单元。投射单元接收投射控制信号及显示数据，且投射单元用以依据投射控制信号投射校正图样或影像图样，其中影像图样对应显示数据。处理单元，耦接投射单元及影像传感器，且提供投射控制信号。当投影装置开机时，处理单元通过投射控制信号控制投射单元投射影像图样，并通过影像传感器感测影像图样，从而获得影像图样的信息。处理单元比对影像图样的信息与先前影像图样的信息以决定是否执行自动校正程序。当处理单元执行自动校正程序时，处理单元通过投射控制信号控制投射单元投射校正图样，并通过影像传感器感测校正图样，从而获得校正图样的信息，并且处理单元用以通过执行校正驱动程序而将影像传感器所感测到的校正图样的成像坐标转换为投影装置的投射坐标，从而建立坐标转换表格。存储单元存储先前影像图样的信息、校正驱动程序以及坐标转换表格。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的实施例亦提供一种投影装置的投影自动校正方法，其包括下列步骤。当投影装置开机时，通过投射单元投射对应显示数据的影像图样。通过影像传感器感测影像图样，从而获得影像图样的信息。通过处理单元比对影像图样的信息与先前影像图样的信息以决定是否执行自动校正程序。当处理单元执行自动校正程序时，通过投射单元投射校正图样。通过影像传感器感测校正图样，从而获得校正图样的信息。通过处理单元执行校正驱动程序而将影像传感器所感测到的校正图样的成像坐标转换为投影装置的投射坐标，从而建立坐标转换表格。

基于上述，本发明实施例的投影装置及其投影自动校正方法，可判断投影装置于开机时是否需要对使用者操作的互动坐标进行校正，以提升操作投影装置的便利性。

附图说明

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

图1为依照本发明实施例的投影装置的系统方块图。

图2为依照本发明实施例的校正图样的示意图。

图3为依照本发明实施例的影像传感器的相对光谱响应示意图。

图4为依照本发明的另一实施例的投影装置的系统示意图。

图5为本发明的实施例的投影装置的投影自动校正方法流程图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的多个实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图1为依照本发明实施例的投影装置的系统方块图。请参照图1，在本实施例中，投影装置100包括投射单元110、影像传感器120、处理单元130及存储单元140，其中投影装置100例如是具有红外线互动系统的微型投影机、单枪投影机或是其他具有投影功能的电子装置，但并不限于此。投射单元110接收投射控制信号PTC及显示数据DPD，用以依据投射控制信号PTC投射校正图样PRE或对应显示数据DPD的影像图样PIM。存储单元140存储先前的影像图样PIM’的信息及校正驱动程序。处理单元130耦接投射单元110、影像传感器120及存储单元140，且提供投射控制信号PTC。

当投影装置100开机时，处理单元130会通过投射控制信号PTC控制投射单元110投射影像图样PIM，并通过影像传感器120感测影像图样PIM，从而获得影像图样PIM的信息INF1。处理单元130会比对影像图样PIM的信息INF1与先前的影像图样PIM’的信息INF1’以决定是否执行自动校正程序，其中影像图样PIM的信息INF1与先前的影像图样PIM’的信息INF1’分别包括图样尺寸及多个边界坐标位置。换言之，当影像图样PIM的信息INF1不同于先前的影像图样PIM’的信息INF1’，代表影像图样PIM不同于先前的影像图样PIM’，如此，处理单元130会执行自动校正程序，以调整使用者操作投影装置100的参数（例如红外线的投射坐标）；反之，当影像图样PIM的信息INF1相同于先前的影像图样PIM’的信息INF1’，代表影像图样PIM相同于先前的影像图样PIM’，亦即使用者操作投影装置100的参数不需要调整，因此处理单元130不会执行自动校正程序，以提高使用者操作投影装置100的便利性。

当处理单元130执行自动校正程序时，处理单元130通过投射控制信号PTC控制投射单元110投射校正图样PRE，并通过影像传感器120感测校正图样PRE，从而获得校正图样PRE的信息INF2。并且，处理单元130用以通过执行存储于存储单元140的校正驱动程序而将影像传感器120所感测到的校正图样PRE的成像坐标转换为投影装置100的投射坐标，从而建立坐标转换表格并将坐标转换表格存储于存储单元140。换言之，通过比对影像传感器120上所成像的校正图样PRE以及投影装置100所已知的投射信息，可以在影像传感器120上的成像坐标与投影装置100的投射坐标之间建立一对一的坐标转换关系，并且可更据以建立将影像传感器120的成像坐标转换为投影装置100的投射坐标的坐标转换表格。

并且，影像传感器120可检测（亦即拍摄）发生在物体表面(例如布幕、墙壁、地板以及白板等)的触控操作，并且将此触控操作传送至处理单元130以进行相对应的操作。在本发明的实施例中，显示数据DPD可以由处理单元130所提供，因此在相对应的操作与投射的影像图样PIM相关时（例如拖曳视窗以及绘画等），可经由处理单元130调整显示数据DPD，以控制投射单元110投射在物体表面的影像图样PIM。

在设置投影装置100时，由于投射的影像（如影像图样PIM或校正图样PRE）可能与前一次使用时不同，因此可能需要将投影装置100的投射画面与使用者进行操作的互动坐标进行校正，以使得影像传感器120对于例如所述触控操作的触碰位置的检测可以有较高的准确度，因而可以在影像传感器120拍摄到触控操作时可以正确地执行使用者想要执行的操作。在进行校正的过程中，投射单元110反应于投射控制信号PTC投射校正图样PRE至例如白板的物体表面上。

此时，影像传感器120即可对此校正图样PRE进行拍摄，并且分析此校正图样PRE来获得关于投影装置100目前所投射的影像的信息(例如校正图样PRE的实际大小以及分辨率)。接着，通过投影装置100已知的投射信息(例如投影装置100内部设定的投射影像分辨率以及大小)，处理单元130即可通过影像处理的方式来自动地将投影装置100的投射画面与使用者进行操作的互动坐标进行校正。在完成互动坐标的校正操作之后，当影像传感器120在所述物体表面拍摄到触控操作时，处理单元130可以将此触控操作在物体表面的触碰位置转换成投影装置100的投射坐标，并进行相对的操作。

在本发明的实施例中，影像传感器120可以是电荷耦合元件(CCD)或是互补金属氧化物半导体(CMOS)，但并不限于此。并且，存储单元140可以是快闪存储器(Flash Memory)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)等，但并不限于此。处理单元130可以是中央处理器(CPU)或是其他可程序化的微处理器。

图2为依照本发明实施例的校正图样的示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，校正图样PRE包括特征区域210_1～210_6及220，但并不限于此。其中，特征区域210_1～210_6可以是白色，特征区域220可以是黑色。当投射单元110将校正图样PRE投射至物体表面（例如白板）时，影像传感器120可以拍摄校正图样PRE，并且处理单元130可根据例如特征区域210_1～210_6及220的大小以及其对应于校正图样PRE的位置，自动对校正图样PRE进行分析，并经由计算以获得关于校正图样PRE的投影信息。所述投影信息可以是校正图样PRE的实际画面大小以及分辨率等。

因此，通过影像传感器120对于校正图样PRE的拍摄及分析，使得影像传感器120可以通过其所获得的校正图样PRE的投影信息，以自动地将投影装置100的影像与使用者操作的互动坐标进行校正，而不需进行人为校正操作，进而减少因人为的校正操作所导致的校正误差。本实施例中的校正图样PRE仅用以举例说明，其中各个特征区域210_1～210_6及220的大小、数量及位置皆可以由使用者自行设定，或是依据本领域技术人员的设计需求而定。此外，在设定校正图样时，须使其中的特征区域包括至少二种不同的颜色(例如黑色与白色)，方能使得影像传感器120在分析所述特征区域的位置及大小时，可以将邻近的不同颜色的特征区域(例如特征区域210_1以及特征区域220)做出区隔，以进行后续的分析操作。

图3为依照本发明实施例的影像传感器的相对光谱响应示意图。请参照图1至图3，一般而言，影像传感器120会包括多个红色感光像素、多个绿色感光像素及多个蓝色感光像素，其中曲线310为红色感光像素的光谱响应，曲线320为绿色感光像素的光谱响应，曲线330为蓝色感光像素的光谱响应。以图3所示，红色光的被感应能力高于绿色光、蓝色光及红外光的被感应能力，因此在进行互动坐标校正时，可以将红色感光像素所感测到的数值作为可见光的参考数值；蓝色感光像素对红外线的感应能力高于蓝色光的感应能力，因此在进行互动坐标校正时，可以将蓝色感光像素所感测到的数值作为不可见光的参考数值。

依据上述，校正图样的特征区域210_1～210_6及220的颜色可分别如黑色与红色，而处理单元130同样可通过影像传感器120感测校正图样PRE，从而获得校正图样PRE的信息INF2。

图4为依照本发明的另一实施例的投影装置的系统示意图。请参照图4，在本实施例中，投影装置400相似于投影装置100，其不同之处在于处理单元410及滤光元件420。

当投影装置400处于可互动操作的状态下，影像传感器120会开始对触控操作进行检测。一般而言，触控操作可用例如红外线触控笔的元件来执行，而为了要能够检测由所述红外线触控笔所发出的红外线信号，处理单元410可以发出切换信号SW以控制滤光元件420调整影像传感器120所能接收的光线的波长范围。滤光元件420可以是能够滤除可见光且只让例如不可见光中的红外线信号的光线通过的滤光片，或者可以是能够滤除可见光中的蓝色光的滤光片。因此，当滤光元件420配置于影像传感器120感测影像图样PIM的光线传递路径上时，滤光元件420可以将影像传感器120所能接收的光线波长范围从可见光范围调整为例如红外线波长范围的不可见光范围，或者滤除影像传感器120所能接收的光线波长范围中的蓝光范围。

因此，通过将投影装置400的影像与使用者操作的互动坐标进行校正，以及在处理单元410中将触碰位置转换为投影装置400上的坐标位置的操作。处理单元410可自动将影像传感器120（或影像传感器120的蓝色感光像素）所检测到的触控操作的触碰位置转换为投影装置400上的坐标位置，以控制投影装置400的运作状态或投影装置400所投射的影像内容。

图5为本发明的实施例的投影装置的投影自动校正方法流程图。请参照图5，在投影装置开机时（步骤S510），会通过投射单元投射对应显示数据的影像图样（步骤S520），并且通过影像传感器感测该影像图样，从而获得该影像图样的信息（步骤S530）。接着，通过处理单元比对影像图样的信息与先前影像图样的信息以决定是否执行自动校正程序（步骤S540）。

当影像图样的信息相同于先前影像图样的信息时，处理单元不执行自动校正程序（步骤S550），亦即步骤的判断结果为“否”。当影像图样的信息不同于先前影像图样的信息时，处理单元会执行自动校正程序，亦即步骤的判断结果为“是”。此时、会通过投射单元投射校正图样（步骤S560）。并且，通过影像传感器感测校正图样，从而获得校正图样的信息（步骤S570）。以及，通过处理单元执行校正驱动程序而将影像传感器所感测到的校正图样的成像坐标转换为投影装置的投射坐标，从而建立坐标转换表格。其中，上述步骤S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570及S580的顺序为用以说明，本发明实施例不以此限。并且，上述步骤S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570及S580的细节可参照图1、图2、图3及图4实施例，在此则不再赘述。

在发明的实施例中，当通过影像传感器感测校正图样时，可通过滤光元件依据切换信号将影像传感器所能接收的光线波长范围从可见光范围调整为例如红外线波长范围的不可见光范围，或者滤除影像传感器所能接收的光线波长范围中的蓝光范围。

综上所述，本发明实施例的投影装置及其投影自动校正方法，可判断投影装置于开机时是否需要对使用者操作的互动坐标进行校正，以提升操作投影装置的便利性。并且，投影装置可自动进行使用者操作的互动坐标的校正，以维持使用者操作的准确性。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (20)

1.一种投影装置，包括：

投射单元，接收投射控制信号及显示数据，所述投射单元用以依据所述投射控制信号投射校正图样或影像图样，其中所述影像图样对应所述显示数据；

影像传感器，用以感测所述影像图样；

处理单元，耦接所述投射单元及所述影像传感器，且提供所述投射控制信号，当所述投影装置开机时，所述处理单元通过所述投射控制信号控制所述投射单元投射所述影像图样，并通过所述影像传感器感测所述影像图样，从而获得所述影像图样的信息，所述处理单元比对所述影像图样的信息与先前影像图样的信息以决定是否执行自动校正程序，当所述处理单元执行所述自动校正程序时，所述处理单元通过所述投射控制信号控制所述投射单元投射所述校正图样，并通过所述影像传感器感测所述校正图样，从而获得所述校正图样的信息，并且所述处理单元用以通过执行校正驱动程序而将所述影像传感器所感测到的所述校正图样的成像坐标转换为所述投影装置的投射坐标，从而建立坐标转换表格；以及

存储单元，存储所述先前影像图样的信息、所述校正驱动程序以及所述坐标转换表格。

2.如权利要求1所述的投影装置，其中所述影像图样的信息与所述先前影像图样的信息分别包括图样尺寸及多个边界坐标位置。

3.如权利要求1所述的投影装置，其中所述处理单元在所述影像图样的信息不同于所述先前影像图样的信息时，执行所述自动校正程序，并且在所述影像图样的信息相同于所述先前影像图样的信息时，不执行所述自动校正程序。

4.如权利要求1所述的投影装置，还包括：

第一滤光元件，根据切换信号将所述影像传感器所能接收的光线波长范围从可见光范围调整为不可见光范围。

5.如权利要求4所述的投影装置，其中所述不可见光范围为红外线的波长范围。

6.如权利要求1所述的投影装置，其中所述影像传感器包括多个红色感光像素、多个绿色感光像素及多个蓝色感光像素，所述处理单元通过该些红色感光像素感测可见光范围，且通过该些蓝色感光像素感测不可见光范围。

7.如权利要求6所述的投影装置，还包括：

第二滤光元件，根据切换信号滤除所述影像传感器所能接收的光线波长范围中的蓝光范围。

8.如权利要求1所述的投影装置，其中所述校正图样包括多个特征区域。

9.如权利要求8所述的投影装置，其中该些特征区域分为至少二种颜色。

10.如权利要求9所述的投影装置，其中该些颜色包括黑色与白色。

11.如权利要求9所述的投影装置，其中该些颜色包括黑色与红色。

12.一种投影装置的投影自动校正方法，包括：

当所述投影装置开机时，通过投射单元投射对应显示数据的影像图样；

通过影像传感器感测所述影像图样，从而获得所述影像图样的信息；

通过处理单元比对所述影像图样的信息与先前影像图样的信息以决定是否执行自动校正程序；

当所述处理单元执行所述自动校正程序时，通过所述投射单元投射校正图样；

通过所述影像传感器感测所述校正图样，从而获得所述校正图样的信息；以及

通过所述处理单元执行校正驱动程序而将所述影像传感器所感测到的所述校正图样的成像坐标转换为所述投影装置的投射坐标，从而建立坐标转换表格。

13.如权利要求12所述的投影装置的投影自动校正方法，还包括：

根据切换信号将所述影像传感器所能接收的光线波长范围从可见光范围调整为不可见光范围。

14.如权利要求13所述的投影装置的投影自动校正方法，其中所述不可见光范围为红外线的波长范围。

15.如权利要求12所述的投影装置的投影自动校正方法，还包括：

通过所述影像传感器的多个红色感光像素感测可见光范围；以及

通过所述影像传感器的多个蓝色感光像素感测不可见光范围。

16.如权利要求15所述的投影装置的投影自动校正方法，还包括：

根据切换信号滤除所述影像传感器所能接收的光线波长范围中的蓝光范围。

17.如权利要求12所述的投影装置的投影自动校正方法，其中所述校正图样包括多个特征区域。

18.如权利要求17所述的投影装置的投影自动校正方法，其中该些特征区域分为至少二种颜色。

19.如权利要求18所述的投影装置的投影自动校正方法，其中该些颜色包括黑色与白色。

20.如权利要求18所述的投影装置的投影自动校正方法，其中该些颜色包括黑色与红色。