CN105282472A - 自动测量投影面距离的投影系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动测量投影面距离的投影系统及方法，投影系统包括：投影单元，用于投影图像；准直光源，发射光信号到投影图像投影到的投影面；监控单元，观测光信号，生成对应的光图像信息；图像分析单元，接收光图像信息并根据光图像信息生成投影面相对于投影镜头的距离信息。本发明的投影系统自动测量到投影面的距离，根据该距离可以对画面的亮度、图像的效果等做出对应的调整、校正，满足观看者的观看需求。

Description

自动测量投影面距离的投影系统及方法

技术领域

本发明涉及投影系统，更具体地说，涉及一种自动测量投影面距离的投影系统及方法。

背景技术

相关技术中的投影系统通常是人工进行调焦，调焦的目的仅仅是用于投影清楚，且不会有投影系统到投影面之间的距离的数据产生，因此，功能也相对的落后，无法自动地根据投影系统到投影面之间的距离数据做出对应的画面调整。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种自动测量投影面距离的投影系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动测量投影面距离的投影系统，包括：

投影单元，用于投影图像；

准直光源，发射光信号到所述投影图像投影到的投影面；

监控单元，观测光信号，生成对应的光图像信息；

图像分析单元，接收所述光图像信息并根据所述光图像信息生成所述投影面相对于投影镜头的距离信息。

优选地，所述准直光源为红外光源；

所述监控单元包括监控镜头和红外光传感器。

优选地，所述红外光源为阵列光源或线光源。

优选地，所述红外光源和所述监控单元的监控镜头分别位于所述投影单元的投射镜头所在的两侧。

优选地，所述准直光源包括至少两个红外光源，且在将投影面划分成的不同区域中，每一区域中有至少一个红外光源的光信号对应。

优选地，所述红外光传感器包括CMOS或CCD。

优选地，所述投影系统还包括信息处理单元，所述信息处理单元可根据所述投影面的距离信息自动调整所述投影单元的亮度输出，使所述投影画面的单位照度保持在与所述投影面的距离信息对应的预定水平范围。

优选地，所述投影系统还包括信息处理单元，所述信息处理单元可根据所述至少两个红外光源对应的所述投影面的不同区域表面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正。

本发明还构造一种自动测量投影面距离的方法，包括以下步骤：

S1、将预设投影画面投射到投影面上；

S2、发射准直光信号到所述投影图形投射到的投影面；

S3监测所述光信号，并生成光图像信息；

S4、根据所述光图像信息生成投影面的距离信息。

优选地，还包括以下步骤：

S5、根据所述投影面的距离信息调整投影单元的亮度输出，使所述投影画面的单位照度保持在与所述投影面的距离信息对应的预定水平范围。

优选地，其中，所述投影画面的预设投影应用画面要求在投影面有两个或多个可供投影画面落于其上的面，且至少两个面是相对于观看者的相交角度小于180度的相交面，还包括以下步骤：

所述S2包括发射不同的准直光信号到所述投影图形投射到的投影面(S)的不同面上；

所述S3包括监测不同的准直光信号，并生成不同面上的光信号对应的光图像信息；

所述S4包括根据不同面对应的所述光图像信息生成所述投影面(S)的不同面距离信息；

所述S5包括根据所述投影面(S)的不同面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正。

实施本发明的自动测量投影面距离的投影系统及方法，具有以下有益效果：本发明的投影系统自动测量到投影面的距离，根据该距离可以对画面的亮度、图像的效果等做出对应的调整、校正，满足观看者的观看需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中的投影系统的投影示意图；

图2是本发明实施例中的投影系统投影到不同位置的投影面进行测距的示意图；

图3是图1中的投影系统带有两个红外光源时的结构示意图；

图4是图3中的投影系统投影到两个相交面形成的投影面时的示意图；

图5是图1中的投影系统带有三个红外光源时的结构示意图；

图6是图5中的投影系统投影到三个相交面形成的投影面时的示意图；

图7是图1中的投影系统带有四个红外光源时的结构示意图；

图8是图7中的投影系统投影到两个相交面形成的投影面时的示意图；

图9是图1中的投影系统带有的准直光源是准直的线型光源时的结构示意图；

图10是图9中的投影系统投影到三个相交面形成的投影面时的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1及图2所示，本发明一个优选实施例中的自动测量投影面距离的投影系统包括：投影单元1，用于投影图像；准直光源2，发射光信号到投影图像投影到的投影面S；监控单元3，观测光信号，生成对应的光图像信息；图像分析单元，接收光图像信息并根据光图像信息生成投影面S相对于投影镜头的距离信息。

准直光源2为红外光源21，对应的，监控单元3包括监控镜头31和红外光传感器32。红外光源21可以为阵列光源，也可为线光源，能保证定向发射红外光即可。在其他实施例中，准直光源2也可为激光。

进一步地，红外光源21和监控单元3的监控镜头31分别位于投影单元1的投射镜头所在的两侧，在红外光源21发射后，便于在红外光传感器32上形成的光图像位置随投影距离变动而变动。红外光传感器32包括CMOS或CCD，对监控镜头31观测的红外光源21的光信号感测进行处理，生成对应的光图像信息。

具体的测量过程如下，红外光源21发射的光信号在投影面S上形成光斑，光斑被监控镜头31观测到，再被红外光传感器32的对应位置上感应到，生成对应的光图像信息。当投影面S相对投影系统的距离不同时，光斑的光信号对应到红外光传感器32上不同的位置，则生成投影面S相对投影系统之间对应距离的光图像信息。

如图2中所示，一个投影面S上的光斑A对应到红外光传感器32上的A’,另一投影面S上的光斑B对应到红外光传感器32上的B’。图像分析单元接收光图像信息并根据光图像信息生成相应的投影面S相对投影系统的距离信息。

对应的，可利用投影系统测量投影面距离信息，自动测量投影面距离的方法，包括以下步骤：

S1、将预设投影画面投射到投影面S上；

S2、发射准直光信号到投影图形投射到的投影面S；

S3、监测光信号，并生成光图像信息；

S4、根据光图像信息生成投影面S的距离信息。

进一步地，在一些实施例中，投影系统还包括信息处理单元，信息处理单元可根据投影面S的距离信息自动调整投影单元1的亮度输出，使投影画面的单位照度保持在与投影面S的距离信息对应的预定水平范围。比如，在投影面S和投影系统之间的距离较大时，会自动将亮度调亮，在投影面S和投影系统之间的距离较大时，会自动将两度调亮，让用户在合适的亮度下既能看清楚，又不损坏眼睛。

对应的，自动测量投影面距离的方法还包括以下步骤：

S5、根据投影面S的距离信息调整投影单元1的亮度输出，使投影画面的单位照度保持在与投影面S的距离信息对应的预定水平范围。

如图3至图8所示，在一些实施例中，有的投影面S包括多个不在一个平面上且呈夹角的至少两个面，且至少两个面是相对于观看者的相交角度小于180度的相交面，可以利用这种投影面S投影观看3D图形，可以在空间内产生更加真实的3D画面。

为了生成不同面到投影系统的距离信息，准直光源2包括至少两个，且在将投影面S划分成的不同区域中，每一区域中有至少一个准直光源2的光信号对应。优选地，通常以投影面S的中心划分成四个象限，每一象限中有至少一个准直光源2的光信号对应。

如图3、图4所示是投影面包含两个面时的情况。图3为投影机正面图，包括投影单元1的投影镜头，监控单元3，和两个准直光源2。图4则显示出图3的投影系统工作的实施例。投影单元1的投影画面投影到呈夹角的两个面上，两个面可分别为墙面和天花板，它们的相交线自然的将投影面S划分成两个区域，两个准直光源2的光信号分别对应到两个区域上，形成两个光斑。监控单元3观测到后分别生成对应的光图像信息，让图像分析单元对应生成投影面S两个不同区域相对投影系统的距离信息。

信息处理单元可根据两个准直光源2对应的投影面S的不同区域表面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正，比如：将投影画面进行三维处理，让观看者带上3D眼镜后看到3D图像效果；或者，也可将一个面上的画面沿相交线的方向倾斜，让观看者所在的角度能看到相对观看角度规整的画面。

如图5、图6是投影面包含三个面时的情况。图5为投影机正面图，包括投影单元1的投影镜头，监控单元3，和三个准直光源2。图6则显示出图5的投影系统工作的实施例。投影单元1的投影画面投影到呈夹角的三个面上，三个面可分别为两个墙面和一个天花板，它们相交线自然的将投影面S划分成三个区域，三个准直光源2的光信号分别对应到三个区域上，形成三个光斑。监控单元3观测到后分别生成对应的光图像信息，让图像分析单元对应生成投影面S三个不同区域相对投影系统的距离信息。

对应的，信息处理单元可根据三个准直光源2对应的投影面S的不同区域表面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正，如将图形进行三维处理或产生倾斜。

如图7、图8所示是包括更多准直光源时的情况。图7为投影机正面图，包括投影单元1的投影镜头，监控单元3，和4个准直光源2。图8则显示出图7的投影系统工作的实施例。投影单元1的投影画面投影到呈夹角的两个面上，两个面可分别为墙面和天花板，它们相交线自然的将投影面S划分成两个区域，每两个准直光源2的光信号对应到一个区域上，形成四个光斑。监控单元3观测到后分别生成对应的光图像信息，让图像分析单元对应生成投影面S两个不同区域相对投影系统的距离信息。

对应的，信息处理单元可根据四个准直光源2对应的投影面S的不同区域表面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正，如将图形进行三维处理或产生倾斜。

在其他实施例中，当投影面S为更多个面相交形成时，准直光源2也对应包括多个红外光源，且每一面上至少有一个准直光源2的光信号对应发射到上面。

如图9、图10所示，准直光源2也可以是准直的线型光源而非点光源，且保证线型光源落于所有不同的投影面上，实现原理与上述实施例相同。

对应的，当要形成3D图像时，投影画面的预设投影应用画面要求在投影面S有两个或多个可供投影画面落于其上的面，且至少两个面是相对于观看者的相交角度小于180度的相交面。对应的，自动测量投影面距离的方法还包括以下步骤：

S2包括发射不同的准直光信号到投影图形投射到的投影面S的不同面上；

S3包括监测不同的光信号，并生成不同面上的光信号对应的光图像信息；

S4包括根据不同面对应的光图像信息生成投影面S的不同面距离信息；

S5、根据投影面S的不同面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，包括：

投影单元（1），用于投影图像；

准直光源（2），发射光信号到所述投影图像投影到的投影面（S）；

监控单元（3），观测光信号，生成对应的光图像信息；

图像分析单元，接收所述光图像信息并根据所述光图像信息生成所述投影面（S）相对于投影镜头的距离信息。

2.根据权利要求1所述自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，

所述准直光源（2）为红外光源（21）；

所述监控单元（3）包括监控镜头（31）和红外光传感器（32）。

3.根据权利要求2所述自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，所述红外光源（21）为阵列光源或线光源。

4.根据权利要求2所述自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，所述红外光源（21）和所述监控单元（3）的监控镜头（31）分别位于所述投影单元（1）的投射镜头所在的两侧。

5.根据权利要求2所述自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，所述准直光源（2）包括至少两个红外光源（21），且在将投影面（S）划分成的不同区域中，每一区域中有至少一个红外光源（21）的光信号对应。

6.根据权利要求2所述自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，所述红外光传感器（32）包括CMOS或CCD。

7.根据权利要求1-6所述任何一项自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括信息处理单元，所述信息处理单元可根据所述投影面（S）的距离信息自动调整所述投影单元（1）的亮度输出，使所述投影画面的单位照度保持在与所述投影面（S）的距离信息对应的预定水平范围。

8.根据权利要求4所述自动测量投影面距离的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括信息处理单元，所述信息处理单元可根据所述至少两个红外光源（21）对应的所述投影面（S）的不同区域表面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正。

9.一种自动测量投影面距离的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将预设投影画面投射到投影面（S）上；

S2、发射准直光信号到所述投影图形投射到的投影面（S）；

S3、监测所述光信号，并生成光图像信息；

S4、根据所述光图像信息生成投影面（S）的距离信息。

10.根据权利要求9所述自动测量投影面距离的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S5、根据所述投影面（S）的距离信息调整投影单元（1）的亮度输出，使所述投影画面的单位照度保持在与所述投影面（S）的距离信息对应的预定水平范围。

11.根据权利要求9所述自动测量投影面距离的方法，其特征在于，其特征在于，其中，所述投影画面的预设投影应用画面要求在投影面（S）有两个或多个可供投影画面落于其上的面，且至少两个面是相对于观看者的相交角度小于180度的相交面，包括以下步骤：

所述S2包括发射不同的准直光信号到所述投影图形投射到的投影面（S）的不同面上；

所述S3包括监测不同的光信号，并生成不同面上的光信号对应的光图像信息；

所述S4包括根据不同面对应的所述光图像信息生成所述投影面（S）的不同面距离信息；

所述S5包括根据所述投影面（S）的不同面的距离信息进行投影画面内容显示位置的校正。