CN107238996B - 投影系统以及投影画面的校正方法 - Google Patents

投影系统以及投影画面的校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种投影系统以及投影画面的校正方法，其中，投影系统包括投影目标以及投影装置。投影目标包括参考图案，并且接收影像光束，以配合影像光束显示投影画面。投影装置将影像光束投影至投影目标。影像撷取装置撷取具有投影画面的撷取影像，并输出撷取影像至投影装置。投影装置依据撷取影像中的投影画面来调整影像光束的投影参数。基于调整后的投影参数，影像光束显示校正后的投影画面对应参考图案。通过上述的投影画面的校正方法搭配上述的投影系统，投影系统的投影画面能落在投影目标上对应的正确位置，而实现投影画面的自动校正。

Description

投影系统以及投影画面的校正方法
技术领域
本发明涉及一种投影系统，且特别涉及一种投影系统以及投影画面的校正方法。
背景技术
目前而言，光轴校正是投影系统组装中相当重要的一环，特别是对于嵌入式的投影模组，必须在组装时调整投影机与投影面的相对位置，以使得在实际使用时投影机的投影画面能在投影面正确的位置上呈现。然而，光轴校正的过程既费时又费力，其必须由专业人员以调整工具将投影系统逐台地进行调整。此外，若投影系统在出厂后需另行组装，则投影系统在出厂后还必须进行微调。若投影机以模组的方式交货予客户，则客户端在进行投影系统的组装时，投影系统亦必须再作微调。除此之外，投影系统无论是经过长时间的使用还是机器经维修而重新组装皆需进行校正，而每次的校正皆需如此费时又费力的方式进行，使得投影系统的维护不便。因此，如何以更简便的方式进行投影系统的校正，而使得投影机投射出的投影画面能在投影面上正确的位置呈现，实为本领域相关人员关注的重点之一。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种投影系统，其可以实现投影画面的自动校正。
本发明提供一种投影画面的校正方法，其可以实现投影系统的投影画 面的自动校正。
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，本发明的一实施例提出一种投影系统，其包括投影目标以及投影装置。投影目标包括参考图案，并且适于接收影像光束，以配合影像光束显示投影画面。投影装置适于将影像光束投影至投影目标。影像撷取装置撷取投影画面且产生撷取影像，并输出撷取影像至投影装置。投影装置依据撷取影像中的投影画面来调整影像光束的投影参数。基于调整后的投影参数，影像光束显示校正的投影画面对应参考图案。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影画面的校正方法。投影画面的校正方法适于投影系统，且投影系统包括投影目标以及投影装置。投影画面的校正方法包括将影像光束投影至投影目标，以让影像光束配合投影目标显示投影画面，其中投影目标包括参考图案。撷取投影画面且产生撷取影像，并且依据撷取影像中的投影画面来调整影像光束的投影参数，其中基于调整后的投影参数，影像光束显示校正后的投影画面搭对应参考图案。
基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明的实施例中，投影系统的投影目标还包括立体特征，并且适于接收影像光束，以配合影像光束显示投影画面。投影系统的影像撷取装置撷取投影画面且产生撷取影像，并输出撷取影像至投影装置。投影装置依据撷取影像中的投影画面来调整影像光束的投影参数。基于调整后的投影参数，影像光束显示校正后的投影画面搭配立体特征。此外，本发明的实施例的投影画面的校正方法适用于上述的投影系统。通过上述的投影画面的校正方法搭配上述的投影系统，投影系统的投影画面能落在投影目标上对应的正确位置，而实现投影画面的自动校正。因此，投影系统具备良好的校正便利性。
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，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的投影系统的立体示意图。
图2A是图1实施例的投影系统中预定的投影画面。
图2B是图1实施例的投影系统的投影目标。
图2C是图1实施例的影像撷取装置撷取具有投影画面的撷取影像。
图2D是图1实施例中经调整投影参数的影像光束所对应的预定的投影画面。
图2E是图1实施例中校正后在撷取投影画面的投影画面搭配立体特征的示意图。
图3是本发明一实施例的投影画面的校正方法。
图4是本发明的另一实施例的投影系统的立体示意图。
图5是图4实施例的投影系统中预定的投影画面。
图6是图4实施例的投影系统的投影目标。
图7是图4实施例的影像撷取装置撷取具有投影画面的撷取影像。
图8是图4实施例中经调整投影参数的影像光束所对应的预定的投影画面。
图9是图4实施例中校正后的投影画面的示意图。
图10是本发明另一实施例的投影画面的校正方法。
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，在以下配合参考附图的一优选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、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1是本发明一实施例的投影系统的立体示意图。在本实施例中，投影系统100包括投影目标110以及投影装置120。投影装置120适于将影像光束IL投影至投影目标110上，而投影目标110适于接收影像光束IL，以配合影像光束IL显示投影画面PI。具体而言，投影目标110包括立体特征112以及参考图案RI，而投影装置120适于将影像光束IL对应地投影至投影目标110的立体特征112上。投影装置120例如是一投影机，而投影目 标110选自立体物件或者包括立体特征112的平面或曲面的投影屏幕。
图2A是图1实施例的投影系统中预定的投影画面，而图2B是图1实施例的投影系统的投影目标。参考图1、图2A以及图2B，投影装置120包括投影元件124，适于将影像光束IL投影至投影目标110，而使得预定的投影画面PPI投影至投影目标110上。投影元件124例如是投影镜头，而投影目标110例如包括立体特征112以及参考图案RI的平面投影屏幕，参考图案RI于后面内容中详细描述。在本实施例中，预定的投影画面PPI(投影画面PI)例如是一人物影像，而投影目标110上的立体特征112例如是对应预定的投影画面PPI(投影画面PI)中上述人物影像中人物的全部或者部分轮廓的立体浮雕，举例而言，立体特征112可以是部分轮廓的立体浮雕如上述人脸缺少嘴巴轮廓，通过投影预定的投影画面PPI，可以在嘴巴的地方，做出影像变化的效果，例如形成哭脸或笑脸。在实施例中，当使用者操作投影装置120将影像光束IL通过投影元件124投射至投影目标110时，经由适当的调整，投影画面PI中此人物影像可以与投影目标110上人物的轮廓的立体浮雕相搭配且线条吻合。然而在其他实施例中，投影目标110可以是立体物件，例如是立体雕塑，或者是曲面的投影屏幕。另外，可以依据实际需求，选择性地搭配投影画面PI来预先于投影目标110上设置立体特征112，本发明并不限于此。
图2C是图1实施例的影像撷取装置撷取投影画面且产生的撷取影像。参考图1以及图2C，在本实施例中，投影装置120更包括影像撷取装置122以及处理元件126，且处理元件126分别电连接至影像撷取装置122和投影元件124。影像撷取装置122例如是一摄像镜头，设置在投影装置120的表面上，并且与投影元件124位于投影装置120相同的一侧表面，用以朝向投影目标110撷取投影元件124所投射出的投影画面PI。具体而言，影像撷取装置122撷取具有投影画面PI的撷取影像CI(如图2C示出的撷取影像CI)，并输出撷取影像CI至投影装置120的处理元件126。另外，投影装置120依据撷取影像CI中的投影画面PI来调整影像光束IL的投影参数。详细而言，投影装置120的处理元件126接收来自影像撷取装置122的撷取影像CI且适于依据影像分析方法来分析撷取影像CI中的投影画面PI，并且依据分析结果来调整影像光束IL的投影参数。在本实施例中，处理元 件126例如包括中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)、微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、可编程化控制器、可编程化逻辑装置(Programmable Logic Device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明并不加以限制。处理元件126的内部电路结构及其实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。此外，在其他一些实施例中影像撷取装置122亦可以设置在投影装置120的内部。或者，投影装置120可以不包括影像撷取装置122，且影像撷取装置122独立设置在投影装置120之外。举例而言，影像撷取装置122是以有线或者无线的方式，外接于投影装置120，本发明并不限于此。
参考图2B以及图2C，并且对照图1。在本实施例中，投影目标110包括参考图案RI，而投影装置120的处理元件126依据投影目标110的参考图案RI来调整影像光束IL的投影参数。具体而言，参考图案RI例如是彼此不重叠的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4，且参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3、定位点PP4不同于投影目标110上的立体特征112。并且，影像撷取装置122撷取具有投影画面PI的撷取影像CI中亦包括投影目标110上的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4。其中，定位点之间的连线是让阅读者容易理解相关范围的区隔，实际上非必要的线段，不限于此。
参考图2A及图2C，在本实施例中，由于投影装置120与投影目标110之间例如是因组装因素而易于产生公差、投影装置120的投影元件124的光轴相对于投影目标110倾斜、或投影目标110为曲面或立体物件等，因此，当投影装置120将影像光束IL投影至投影目标110上，且投影目标110配合影像光束IL显示投影画面PI时，于投影目标110上所显示的投影画面PI的形状或大小可能不同于预定的投影画面PPI的形状或大小，而无法符合使用者预期的投影效果。举例而言，从投影元件124投射出的影像光束IL的光轴可能未垂直于投影目标110的表面，而使得投影画面PI呈现梯形或不规则四边形，而不符合原本预定的投影画面PPI的矩形状。再举例而言，投影目标110可能沿着影像光束IL的光轴具有旋转角度，而使得投影画面PI的四边分别和投影目标110对应的边缘产生夹角，造成不符合使用 者预期的投影效果。
参考图1、图2A、图2B以及图2C，本实施例中预定的投影画面PPI为一矩形且具有对应投影目标110的立体特征112的图案，而矩形的预定的投影画面PPI具有四个角落；投影目标110上参考图案RI例如为一四边形，参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4形成该四边形的四个点。当投影装置120因组装因素而产生公差，或者投影装置120与投影目标110之间距离的变化，如图2C所示，投影画面PI投射到投影目标110时，影像撷取装置122所撷取的撷取影像CI中参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4形成变形的四边形的四个点，即撷取影像CI中的参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4所构成的四边形不同于投影目标110的参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4所构成的四边形。在撷取影像CI中可知，从投影装置120的投影元件124所投射出的投影画面PI的四个角落并未落在投影目标110上参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4，即投影画面PI的至少一个角落没有重叠于参考图案RI对应的定位点上。同时，撷取影像CI的投影画面PI中对应投影目标110的立体特征112的图案(人物影像)亦未与投影目标110上人物的轮廓的立体浮雕(立体特征112)相搭配。因此，使用者会看到混乱的画面。举例而言，由于投影画面PI中人物的双眼未投影在投影目标110的立体特征112中人物的双眼的位置上，因此使用者会在投影目标110上看到投影画面PI中人物的双眼与立体特征112中人物的双眼位于不同的位置，而感到画面混乱。
图2D是图1实施例中经调整投影参数的影像光束所对应的预定的投影画面，且图2E是图1实施例中校正后的投影画面搭配立体特征的示意图，并参考图1、图2C以及图2D以及图2E。在本实施例中，投影装置120的处理元件126依据撷取影像CI中的投影画面PI来调整影像光束IL的投影参数，且基于调整后的投影参数，影像光束IL显示校正后的投影画面PI’搭配投影目标110上的立体特征112。具体而言，处理元件126设置有影像识别引擎，来分析撷取影像CI中影像光束IL投影至投影目标110的位置以及投影目标110的参考图案RI的位置，以取得在撷取影像CI中投影画 面PI的四个角落及参考图案RI定位点的坐标信息，例如是定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4在撷取影像CI中的坐标值。接着，处理元件126利用影像校正引擎将影像光束IL投影至投影目标110上，则校正后的影像光束IL于投影目标110上所呈现的投影画面PI’的四个角落可分别对应参考图案RI的四个定位点的坐标信息，且投影画面PI’中的对应投影目标110的立体特征112的图案(人物影像)调整至对应投影目标110上人物的轮廓的立体浮雕(立体特征112)的位置。
处理元件126利用影像校正引擎将影像光束IL投影至投影目标110上的坐标信息进行调整，而形成经调整的预定的投影画面PPI’(如图2D所示)。经调整的预定的投影画面PPI’，通过投影装置120投射至投影目标110时，在影像撷取装置122撷取的撷取影像CI中，呈现的投影画面PI’的四个角落分别重叠于参考图案RI的四个定位点的坐标信息，并且可以对应地搭配至立体特征112的位置(如图2E所示)。举例而言，处理元件126可以利用影像校正引擎将预定的投影画面PPI进行调整，而形成经调整的预定的投影画面PPI’，其中预定的投影画面PPI’的形状调整是根据在撷取影像CI中投影目标110的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4的坐标信息。因此，当经校正的投影画面PI’显示于投影目标110时，校正后的投影画面PI’的四个角落会对应地落在投影目标110上参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4。此时，经校正后的投影画面PI’中的人物影像便可以与投影目标110上人物的轮廓的立体浮雕(立体特征112)相搭配。因此，投影系统100经校正后的投影画面PI’能落在投影目标110上对应的正确位置，以及人物影像能准确地叠合至投影目标110的立体特征112上，藉此，使用者不会看到混乱的画面。具体而言，投影系统100可以实现其投影画面的自动校正，而不必通过人工的方式来校正。因此，投影系统100具备良好的校正便利性。
在本实施例中，影像校正引擎可以例如是通过硬体或软体的方式实现，其具体的实现方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。此外，在一些实施例中，可以选择性地采用不同数量的定位点来校正投影画面，本发明并不限于此。另外，在本实施例中，立体特征112并不包括参考图案RI(即这些定位点PP1、定位点PP2、 定位点PP3以及定位点PP4)，且参考图案RI不同于立体特征112的图案。然而在一些实施例中，立体特征112亦可以是包括参考图案RI，且参考图案RI属于立体特征112的一部分。举例而言，可以将立体特征112中人物的五官或其他特征作为用以校正投影画面的定位点，本发明并不限于此。
此外，在本实施例中，影像光束IL的投影参数包括影像光束IL投影至投影目标110的位置，例如是影像光束IL投影至投影目标110上所呈现的投影画面PI的四个角落的坐标信息。然而，在其他实施例中，影像光束IL的投影参数亦可以包括投影装置120的对焦位置。具体而言，通过分析撷取影像CI上立体特征112的颜色、形状或特征间距，可获得投影装置120的对焦位置。于另一实施例中，通过分析撷取影像CI上参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4中任一点的颜色、形状或任二点的间距，也可获得投影装置120的对焦位置。在这些实施例中，藉由获得投影装置120的对焦位置，投影装置120可以让影像光束IL显示校正后的投影画面，且此投影画面清晰。
图3是本发明一实施例的投影画面的校正方法。所述投影画面的校正方法至少例如是应用在图1的投影系统100。所述投影画面的校正方法如下步骤。在步骤S300中，将影像光束投影至投影目标，以让影像光束配合投影目标显示投影画面，其中投影目标包括立体特征。接着，在步骤S310中，撷取具有投影画面的撷取影像，并且依据撷取影像中的投影画面来调整影像光束的投影参数，其中基于调整后的投影参数，影像光束显示校正后的投影画面搭配立体特征。
举例而言，以图1的投影系统100为例，在步骤S310中，影像撷取装置122可以朝向投影目标110拍摄影像。每当影像撷取装置122拍摄一张影像，影像撷取装置122便输出一撷取影像CI至投影装置120的处理元件126。另外，处理元件126利用影像辨识引擎找出撷取影像CI中投影画面PI的位置、特定颜色与特定形状的定位点以及投影目标110的参考图案RI，以得到投影画面PI的特定定位点及参考图案RI的这些定位点在撷取影像CI中的坐标信息，例如利用影像辨识引擎找出撷取影像CI中四边形的投影画面PI的四个角落以及参考图案RI的四个定位点的坐标信息。具体而言，处理元件126可以得到如图2C所示的投影画面PI在撷取影像CI中的四个 角落的坐标值及定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4在撷取影像CI中的坐标值。
接着，处理元件126计算出撷取影像CI中参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4的这些坐标值所形成的矩阵，并且处理元件126根据上述矩阵以及预定的投影画面PPI的四个角落所形成的矩阵来计算出一转换矩阵。通过此转换矩阵，处理元件126便可以调整影像光束IL投影至投影目标110上所形成的投影画面的位置，以将预定的投影画面PPI转换为经调整的预定的投影画面PPI’。经调整的预定的投影画面PPI’可以对应投影目标110上参考图案RI的定位点及立体特征112的位置，以让影像光束IL显示校正后的投影画面PI’搭配投影目标110上参考图案RI的定位点及立体特征112。
经调整影像光束IL之后，影像撷取装置122可以再拍摄一张影像，且输出一另一撷取影像CI至处理元件126。另外，处理元件126便可以根据此撷取影像CI以上述的方法再次调整影像光束IL投影至投影目标110的位置。经由不断重复上述的步骤，投影画面在投影目标110上的位置便可以不断地被校正，直到投影画面对应的误差值落在容许的误差值范围内。具体而言，此误差值例如是撷取影像CI中，与参考图案RI的一定位点对应的投影画面的一角落与此定位点的偏移值。另外，可以依据实际的投影需求，规范投影画面对应的误差值的定义，以及规范容许的误差值范围，本发明并不限于此。
此外，在本实施例中，上述的自动校正速度可以依据影像撷取装置122的拍摄速度以及处理元件126的处理速度而决定。举例而言，当影像撷取装置122以每秒n张的速度拍摄撷取影像，且当处理元件126以每秒n张的速度校正撷取影像中投影画面在投影目标110上的位置时，投影系统100便可实现以每秒n次的速度进行自动校正。
在本实施例中，投影画面的校正方法亦可以应用于投影系统100的自动对焦。举例而言，以图1的投影系统100为例，在步骤S310中，影像撷取装置122可以拍摄影像并输出撷取影像CI至处理元件126。另外，处理元件126可以利用影像辨识引擎找出撷取影像CI中参考图案RI的位置、特定颜色与特定形状的定位点，以得到参考图案RI的这些定位点构成的平 面。具体而言，处理元件126可以得到如图2C所示的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4所构成的平面。详细而言，影像撷取装置122以每秒n张的速度连续拍摄撷取影像，再传递给处理元件126，而处理元件126利用影像辨识引擎以每秒n张的速度，找寻撷取影像中参考图案RI的位置、特定颜色与特定形状的定位点，获得此定位点所形成的平面，其中n值为正整数，且为不固定值。
接着，处理元件126依据此平面，而对预定的投影画面PPI进行处理，将此平面映射为与投影方向垂直的平面。并且，处理元件126依据此平面的定位点间距的变化，推算出投影距离的变化。藉由推算出投影距离的变化，投影装置120便可以藉由投影元件124的对焦功能，而让影像光束IL显示校正后的投影画面，且使显示于投影目标110上的投影画面清晰。在本实施例中，上述的自动对焦速度亦可以依据影像撷取装置122的拍摄速度以及处理元件126的处理速度而决定。
另外，本发明的实施例的投影画面的校正方法可以由图1至图2E的实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
另外，提出本发明的另一实施例的投影系统的立体示意图，如图4。在本实施例中，投影系统100’的设置与图1示出的投影系统的立体示意图相似，不加以赘述，并沿用图1的编号，差异在于投影目标110可为墙壁、平面或曲面的投影屏幕，且投影目标110包括参考图案RI。参考图案RI可为预设的多个定位点，或者是投影目标110的四个角落，但不限于此。
图5是图4实施例的投影系统中预定的投影画面。图6是图1实施例的投影系统的投影目标。请参考图4、图5以及图6，投影装置120包括投影元件124，适于将影像光束IL投影至投影目标110，而使得预定的投影画面PPI投影至投影目标110上。投影目标110例如包括参考图案RI的平面投影屏幕，其中参考图案RI例如是彼此不重叠的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4。另一实施例中，这些定位点可以设置于投影目标110的四个角落。而在本实施例中，如图5所示，预定的投影画面PPI(投影画面PI)例如是一人物影像。
图7是图4实施例的影像撷取装置撷取投影画面且产生的撷取影像。参考图4以及图7，在本实施例中，投影装置120的影像撷取装置122以及 处理元件126。影像撷取装置122例如是一摄像镜头，用以朝向投影目标110撷取投影元件124所投射出的投影画面PI。具体而言，影像撷取装置122撷取具有投影画面PI的撷取影像CI(如图7示出的撷取影像CI)，并输出撷取影像CI至投影装置120的处理元件126。另外，投影装置120依据撷取影像CI中的投影画面PI来调整影像光束IL的投影参数。详细而言，投影装置120的处理元件126接收来自影像撷取装置122的撷取影像CI且适于依据影像分析方法来分析撷取影像CI中的投影画面PI，并且依据分析结果来调整影像光束IL的投影参数。
再次参照图5与图7，在本实施例中预定的投影画面PPI为一矩形的人物影像，而矩形的预定的投影画面PPI具有四个角落；投影目标110上参考图案RI例如为一四边形，参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4形成该四边形的四个点。当投影装置120因组装因素而产生公差，或者投影装置120与投影目标110之间距离的变化，如图7所示，在撷取影像CI中，从投影装置120的投影元件124所投射出的投影画面PI的四个角落并未落在投影目标110上参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4，即投影画面PI的至少一角落没有重叠于参考图案RI对应的定位点上。
图8是图4实施例中经调整投影参数的影像光束所对应的预定的投影画面，且图9是图1实施例中校正后的投影画面的示意图。在本实施例中，处理元件126利用影像校正引擎将影像光束IL投影至投影目标110上的坐标信息进行调整，而形成经调整的预定的投影画面PPI’(如图8所示)。经调整的预定的投影画面PPI’，通过投影装置120投射至投影目标110时，在影像撷取装置122撷取的撷取影像CI中，呈现的投影画面PI’的四个角落分别重叠于参考图案RI的四个定位点的坐标信息，如图9所示。
具体而言，投影装置120的处理元件126依据撷取影像CI中的投影画面PI来调整影像光束IL的投影参数，且基于调整后的投影参数，影像光束IL显示校正后的投影画面PI’。具体而言，处理元件126设置有影像识别引擎，来分析撷取影像CI中影像光束IL投影至投影目标110的位置以及投影目标110的参考图案RI的位置，以取得在撷取影像CI中投影画面PI的四个角落及参考图案RI定位点的坐标信息，例如是定位点PP1、定位点PP2、 定位点PP3以及定位点PP4在撷取影像CI中的坐标值。接着，处理元件126利用影像校正引擎将影像光束IL投影至投影目标110上，则校正后的影像光束IL于投影目标110上所呈现的投影画面PI’的四个角落可分别对应参考图案RI的四个定位点的坐标信息，使得投影画面PI’的角落对应到投影目标110的四个定位点。藉此，投影系统100’可以实现其投影画面的自动校正，而不必通过人工的方式来校正。因此，投影系统100’具备良好的校正便利性。
图10是本发明另一实施例的投影画面的校正方法。所述投影画面的校正方法至少例如是应用在图4的投影系统100’。所述投影画面的校正方法如下步骤。在步骤S400中，将影像光束投影至投影目标，以让影像光束配合投影目标显示投影画面，其中投影目标包括预设的参考图案，例如多个定位点。接着，在步骤S410中，撷取具有投影画面的撷取影像，并且依据撷取影像中的投影画面来调整影像光束的投影参数，其中基于调整后的投影参数，影像光束显示校正后的投影画面对应参考图案。
举例而言，以图4的投影系统100’为例，在步骤S410中，每当影像撷取装置122拍摄一张影像，影像撷取装置122便输出一撷取影像CI至投影装置120的处理元件126。另外，处理元件126利用影像辨识引擎找出撷取影像CI中投影画面PI的位置、特定颜色与特定形状的定位点以及投影目标110的参考图案RI，以得到投影画面PI的特定定位点及参考图案RI的这些定位点在撷取影像CI中的坐标信息，例如利用影像辨识引擎找出撷取影像CI中四边形的投影画面PI的四个角落以及参考图案RI的四个定位点的坐标信息。具体而言，处理元件126可以得到如图2C所示出的投影画面PI在撷取影像CI中的四个角落的坐标值及定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4在撷取影像CI中的坐标值。
接着，处理元件126计算出撷取影像CI中参考图案RI的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4的这些坐标值所形成的矩阵，并且处理元件126根据上述矩阵以及预定的投影画面PPI的四个角落所形成的矩阵来计算出一转换矩阵。通过此转换矩阵，处理元件126便可以调整影像光束IL投影至投影目标110上所形成的投影画面的位置，以将预定的投影画面PPI转换为经调整的预定的投影画面PPI’。经调整的预定的投影 画面PPI’可以对应投影目标110上参考图案RI定位点的位置，以让影像光束IL显示校正后的投影画面PI’搭配投影目标110上参考图案RI的定位点。
经调整影像光束IL之后，影像撷取装置122可以再拍摄一张影像，且输出一另一撷取影像CI至处理元件126。另外，处理元件126便可以根据此撷取影像CI以上述的方法再次调整影像光束IL投影至投影目标110的位置。经由不断重复上述的步骤，投影画面在投影目标110上的位置便可以不断地被校正，直到投影画面对应的误差值落在容许的误差值范围内。具体而言，此误差值例如是撷取影像CI中，与参考图案RI的一定位点对应的投影画面的一角落与此定位点的偏移值。
此外，在本实施例中，上述的自动校正速度可以依据影像撷取装置122的拍摄速度以及处理元件126的处理速度而决定。举例而言，当影像撷取装置122以每秒n张的速度拍摄撷取影像，且当处理元件126以每秒n张的速度校正撷取影像中投影画面在投影目标110上的位置时，投影系统100便可实现以每秒n次的速度进行自动校正。
在本实施例中，投影画面的校正方法亦可以应用于投影系统100的自动对焦。举例而言，以图4的投影系统100’为例，在步骤S410中，影像撷取装置122可以拍摄影像并输出撷取影像CI至处理元件126。另外，处理元件126可以利用影像辨识引擎找出撷取影像CI中参考图案RI的位置、特定颜色与特定形状的定位点，以得到参考图案RI的这些定位点构成的平面。处理元件126可以得到如图7所示出的定位点PP1、定位点PP2、定位点PP3以及定位点PP4所构成的平面。详细而言，影像撷取装置122以每秒n张的速度连续拍摄撷取影像，再传递给处理元件126，而处理元件126利用影像辨识引擎以每秒n张的速度，找寻撷取影像中参考图案RI的位置、特定颜色与特定形状的定位点，获得此定位点所形成的平面，其中n值为正整数，且为不固定值。
接着，处理元件126依据此平面，而对预定的投影画面PPI进行处理，将此平面映射为与投影方向垂直的平面。并且，处理元件126依据此平面的定位点间距的变化，推算出投影距离的变化。藉由推算出投影距离的变化，投影装置120便可以藉由投影元件124的对焦功能，而让影像光束IL显示校正后的投影画面，且使显示于投影目标110上的投影画面清晰。在 本实施例中，上述的自动对焦速度亦可以依据影像撷取装置122的拍摄速度以及处理元件126的处理速度而决定。
综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明的一实施例中，投影系统的投影目标包括立体特征，并且适于接收影像光束，以配合影像光束显示投影画面。投影系统的影像撷取装置撷取具有投影画面的撷取影像，并输出撷取影像至投影装置。投影装置依据撷取影像中的投影画面来调整影像光束的投影参数。基于调整后的投影参数，影像光束显示校正后的投影画面对应参考图案，或者让影像光束显示校正后的投影画面搭配立体特征。此外，本发明的实施例的投影画面的校正方法适用于上述的投影系统。通过上述的投影画面的校正方法搭配上述的投影系统，投影系统的投影画面能落在投影目标上对应的正确位置，而实现投影画面的自动校正。因此，投影系统具备良好的校正便利性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修改，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检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
【符号说明】
100、100’：投影系统
110：投影目标
112：立体特征
120：投影装置
122：影像撷取装置
124：投影元件
126：处理元件
CI：撷取影像
IL：影像光束
PPI、PPI’：预定的投影画面
PP1、PP2、PP3、PP4：定位点
PI、PI’：投影画面
RI：参考图案
S300、S310、S400、S410：投影画面的校正方法。

Claims (21)

1.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括：一投影目标以及一投影装置；
所述投影目标包括一参考图案并且接收一影像光束，以配合所述影像光束显示一投影画面；以及
所述投影装置将所述影像光束投影至所述投影目标，一影像撷取装置撷取具有所述投影画面的一撷取影像，并输出所述撷取影像至所述投影装置，所述投影装置依据所述撷取影像中的所述投影画面来调整所述影像光束的投影参数，其中基于调整后的投影参数，所述影像光束显示校正后的所述投影画面对应所述参考图案，以校正所述投影系统。
2.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影装置包括所述影像撷取装置，以及所述影像撷取装置设置在所述投影装置的内部或其表面。
3.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影装置不包括所述影像撷取装置，以及所述影像撷取装置独立设置在所述投影装置之外。
4.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影装置依据所述投影目标的所述参考图案来调整所述影像光束的投影参数。
5.如权利要求4所述的投影系统，其特征在于，所述投影目标还包括一立体特征，所述参考图案不包括所述立体特征。
6.如权利要求5所述的投影系统，其特征在于，所述参考图案不同于所述立体特征的图案。
7.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影装置包括：
一投影元件，将所述影像光束投影至所述投影目标；以及
一处理元件，电连接至所述投影元件，依据一影像分析方法来分析所述撷取影像中的所述投影画面，并且依据分析结果来调整所述影像光束的投影参数。
8.如权利要求7所述的投影系统，其特征在于，所述处理元件利用一影像识别引擎来分析所述影像光束投影至所述投影目标的位置以及所述投影目标的所述参考图案，以取得所述撷取影像中所述投影画面的所述位置及所述参考图案的一坐标信息。
9.如权利要求8所述的投影系统，其特征在于，所述处理元件利用一影像校正引擎将所述影像光束投影至所述投影目标上，使所述投影画面调整至对应所述参考图案的所述坐标信息，以让所述影像光束显示校正后的所述投影画面对应所述投影目标的所述参考图案。
10.如权利要求8所述的投影系统，其特征在于，所述处理元件利用一影像校正引擎将所述影像光束投影至所述投影目标上，使所述投影画面调整至对应所述参考图案的所述坐标信息以及所述投影目标的一立体特征的位置，使得所述影像光束显示校正后的所述投影画面对应所述参考图案与所述立体特征。
11.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影参数包括所述影像光束投影至所述投影目标的位置以及所述投影装置的对焦位置两者至少其中之一。
12.如权利要求11所述的投影系统，其特征在于，通过分析所述撷取影像上所述参考图案的颜色、形状、定位点间距获得所述投影装置的所述对焦位置。
13.如权利要求10所述的投影系统，其特征在于，所述投影参数包括所述影像光束投影至所述投影目标的位置以及所述投影装置的对焦位置两者至少其中之一，通过分析所述撷取影像上所述立体特征的颜色、形状、特征间距获得所述投影装置的所述对焦位置。
14.一种投影画面的校正方法，适用于一投影系统，其特征在于，所述投影系统包括一投影目标以及一投影装置，所述投影画面的校正方法包括：
将一影像光束投影至所述投影目标，以让所述影像光束配合所述投影目标显示一投影画面，其中所述投影目标包括一参考图案；以及
撷取所述投影画面且产生一撷取影像，并且依据所述撷取影像中的所述投影画面来调整所述影像光束的投影参数，其中基于调整后的投影参数，所述影像光束显示校正后的所述投影画面对应所述参考图案，以校正所述投影系统。
15.如权利要求14所述的投影画面的校正方法，其特征在于，在依据所述撷取影像中的所述投影画面来调整所述影像光束的投影参数的步骤中，依据所述投影目标的所述参考图案来调整所述影像光束的投影参数。
16.如权利要求14所述的投影画面的校正方法，其特征在于，所述投影目标还包括一立体特征，所述参考图案不包括所述立体特征。
17.如权利要求16所述的投影画面的校正方法，其中所述参考图案不同于所述立体特征的图案。
18.如权利要求14所述的投影画面的校正方法，其特征在于，依据所述撷取影像中的所述投影画面来调整所述影像光束的投影参数的步骤包括：
利用一影像识别引擎来分析所述影像光束投影至所述投影目标的位置以及所述投影目标的所述参考图案，以取得所述撷取影像中所述投影画面的所述位置及所述参考图案的一坐标信息。
19.如权利要求18所述的投影画面的校正方法，其特征在于，依据所述撷取影像中的所述投影画面来调整所述影像光束的投影参数的步骤包括：
利用一影像校正引擎将所述影像光束投影至所述投影目标上，使所述投影画面调整至对应所述参考图案的所述坐标信息，以让所述影像光束显示校正后的所述投影画面对应所述参考图案。
20.如权利要求14所述的投影画面的校正方法，其特征在于，所述投影参数包括所述影像光束投影至所述投影目标的位置以及所述投影装置的对焦位置两者至少其中之一。
21.如权利要求20所述的投影画面的校正方法，其特征在于，通过分析所述撷取影像上所述参考图案的颜色、形状、定位点间距可获得所述投影装置的所述对焦位置。
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