CN108803207A - 一种倾斜投影图像的矫正方法及激光扫描投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倾斜投影图像的矫正方法及激光扫描投影设备，该倾斜投影图像的矫正方法包括：获取激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度；根据倾斜角度和旋像棱镜的角度偏转比例，计算旋像棱镜的矫正角度；控制旋像棱镜按照矫正角度进行偏转，使得激光扫描装置出射的图像通过旋像棱镜后的投影方向与标准投影方向一致。无论激光扫描装置如何倾斜，其出射的倾斜的投影图像均会被矫正成与标准投影方向一致的图像，所以降低了激光扫描投影设备对放置环境或者用户握持方式的要求，提高了画面稳定性，并且由于不需要通过调节激光扫描装置的扫描方向来对倾斜投影图像进行矫正，所以不会增加激光扫描装置的负担。

Description

一种倾斜投影图像的矫正方法及激光扫描投影设备

技术领域

本发明涉及激光扫描投影领域，尤其涉及一种倾斜投影图像的矫正方法及激光扫描投影设备。

背景技术

相比传统的投影显示设备，以激光扫描投影(如光纤扫描成像、MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems；微机电系统)扫描投影等)为核心光学显示系统的激光扫描投影设备，一个突出优势就是体积更小，可以集成到各种手持设备中，如：嵌入手机、或者做成独立的厘米级别尺寸的微型投影仪，从而方便用户随身携带，随时随地进行投影显示。

对于激光扫描投影设备，其投影画面的长、宽方向与激光扫描投影设备中的扫描器的结构、放置方向对应，当用户使用时，激光扫描投影设备对放置平台(如桌面)的水平位置要求较高，若平台发生倾斜，投影画面也会随之倾斜，在使用过程中，用户可以手动调整激光扫描投影设备的放置位置，或者在握持激光扫描投影设备时，保持固定姿势不变，从而避免投影画面发生倾斜。

然而，在激光扫描投影设备的应用中，对于固定输入的视频源，为了提高用户观看体验，通常需要使设备长时间保持在固定的位置，因此，可以将激光投影成像设备固定使用，使得投影出来的图像长、宽尽量保持在固定的方向，不会发生倾斜，例如：假设图像为矩形，则图像的长和宽分别保持在水平和竖直方向，这对放置环境的要求较高，不仅要求放置平台是水平的，而且不能发生倾斜或者抖动，这显然违背了激光扫描投影设备便携、随时随地进行投影的初衷，另一方面，如果不将激光扫描投影设备固定，而通过用户握持设备进行投影，为了保持投影画面稳定，需要用户长时间以固定姿势握持激光扫描投影设备进行投影，对于一般的用户而言，很难实现，且长时间以固定姿势握持设备势必会影响用户体验。

可见，现有技术中存在，激光扫描投影设备对放置环境或者用户握持方式要求较高和画面稳定性差的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种倾斜投影图像的矫正方法及激光扫描投影设备，用于解决现有技术中存在的激光扫描投影设备对放置环境或者用户握持方式要求较高和画面稳定性差的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种倾斜投影图像的矫正方法，包括：

获取激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度；

根据所述倾斜角度和旋像棱镜的角度偏转比例，计算所述旋像棱镜的矫正角度；

控制所述旋像棱镜按照所述矫正角度进行偏转，使得所述激光扫描装置出射的图像通过所述旋像棱镜后的投影方向与所述标准投影方向一致。

可选地，所述激光扫描装置为二维扫描装置，所述标准投影方向包括相互垂直的x方向和y方向。

可选地，所述获取激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度，具体为：

通过所述激光扫描装置中的加速度传感器，获取所述倾斜角度。

可选地，所述旋像棱镜具体为道威棱镜、别汉棱镜或阿贝棱镜。

本发明实施例第二方面提供了一种激光扫描投影设备，包括激光扫描装置、棱镜旋转装置和计算机可读存储介质，所述棱镜旋转装置包括角度检测单元、棱镜驱动单元和旋像棱镜；

所述计算机可读存储介质内存储有程序，所述程序在被处理器运行时实现以下步骤：

通过所述角度检测单元，获取所述激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度；

根据所述倾斜角度和旋像棱镜的角度偏转比例，计算所述旋像棱镜的矫正角度；

通过所述棱镜驱动单元控制所述旋像棱镜按照所述矫正角度进行偏转，使得所述激光扫描装置通过所述旋像棱镜出射后的图像的投影方向与所述标准投影方向一致。

可选地，所述激光扫描装置为二维扫描装置，所述标准投影方向包括相互垂直的x方向和y方向。

可选地，所述角度检测单元具体为加速度传感器。

可选地，所述棱镜驱动单元具体为电动马达。

可选地，所述旋像棱镜为道威棱镜、别汉棱镜或阿贝棱镜。

可选地，所述激光扫描投影设备还包括投影物镜，所述投影物镜设置于所述激光扫描装置的出射端和所述棱镜旋转装置的入射端之间，或者所述投影物镜设置于所述棱镜旋转装置的出射端之后。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于采用了控制旋像棱镜按照矫正角度进行偏转的技术方案，实现了将倾斜的投影图像矫正为标准投影方向的投影图像，这样，无论激光扫描装置如何倾斜，其出射的倾斜的投影图像均会被矫正成与标准投影方向一致的图像，所以降低了激光扫描投影设备对放置环境或者用户握持方式的要求，提高了画面稳定性，并且由于不需要通过调节激光扫描装置的扫描方向来对倾斜投影图像进行矫正，所以不会增加激光扫描装置的负担。

附图说明

图1为本发明实施例提供的倾斜投影图像的矫正方法的流程图；

图2为激光扫描装置发生倾斜时的示意图；

图3为本发明实施例提供的道威棱镜的角度偏转比例的示意图；

图4为倾斜的投影图像被矫正后的示意图；

图5为本发明实施例提供的激光扫描投影设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种倾斜投影图像的矫正方法及激光扫描投影设备，用于解决现有技术中存在的激光扫描投影设备对放置环境或者用户握持方式要求较高和画面稳定性差的技术问题。

本发明实施例中，激光扫描装置是指以激光扫描成像(如MEMS扫描成像、光纤扫描成像等)为核心光学显示系统的成像设备，激光扫描装置的投影方向由装置内的扫描驱动器的结构和放置方向对应，激光扫描装置可以为二维扫描装置，如：XY型扫描驱动器，圆管型扫描驱动器等，扫描模式可以为栅格式、李萨茹、螺旋式等。本发明实施例中，以激光扫描装置为XY型扫描驱动器为例进行说明，XY型扫描驱动器包括快轴和慢轴，在XY型扫描驱动器扫描图像时，快轴沿x方向扫描，慢轴沿与x方向垂直的y方向扫描。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的倾斜投影图像的矫正方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

S1：获取激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度。

其中，当前投影方向是指激光扫描装置在当前时刻进行投影的方向，标准投影方向是指激光扫描装置正常放置，未发生倾斜时的投影方向，例如：激光扫描装置放置在水平桌面上，标准投影方向分别沿水平方向和竖直方向，请参考图2，图2为激光扫描装置发生倾斜时投影图像随之发生倾斜的示意图，如图2所示，投影图像为21，x方向为水平方向，y方向为竖直方向，x′方向和y′方向为激光扫描装置发生倾斜后的投影方向，也即当前投影方向，x方向与x′方向之间的夹角、y方向与y′方向之间的夹角α即为倾斜角度。

如图2所示，激光扫描装置在发生倾斜后，会按照x′方向和y′方向进行扫描投影，则此时激光扫描装置出射的投影图像为一个倾斜的投影图像。

在具体实施过程中，可以通过设置在激光扫描装置中的加速度传感器采集的数据，来获取激光扫描装置的倾斜角度，当然了，在其他实施例中，本领域所属的技术人员还能够结合其他传感器来获取激光扫描装置的倾斜角度，在此就不再赘述了。

S2：根据倾斜角度和旋像棱镜的角度偏转比例，计算旋像棱镜的矫正角度。其中，旋像棱镜的角度偏转比例是指图像在经过旋像棱镜发生偏转之后，图像的偏转角度和旋像棱镜的旋转角度之间的比值。

具体来讲，在通过S1获得倾斜角度的具体数值后，即能够结合旋像棱镜的角度偏转比例，来计算旋像棱镜的矫正角度，以旋像棱镜具体为道威棱镜为例，请参考图3，图3为本发明实施例提供的道威棱镜的角度偏转比例的示意图，如图3所示，激光扫描装置从道威棱镜31的左侧入射，从道威棱镜31的右侧出射，道威棱镜31的角度偏转比例为道威棱镜绕光轴旋转β角度，则通过道威棱镜31的反射像会同方向旋转2β角度，也即道威棱镜的角度偏转比例为2。因此在激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度为α的情况下，可以计算出旋像棱镜的矫正角度应当为-α/2，负号表示旋转的方向与机构扫描装置的倾斜角度相反。需要说明的是，本实施例所介绍的矫正角度示例是在一个圆周内角度，在其他实施例中，矫正角度还可以根据实际情况加上N个360°，也即矫正角度可以为(N*2π-α/2)，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，旋像棱镜具体还可以为别汉棱镜或阿贝棱镜等等，由于别汉棱镜和阿贝棱镜的角度偏转比例与道威棱镜的角度偏转比例一样，所以别汉棱镜和阿贝棱镜的实施方法可以参照道威棱镜的实施方法，在此就不再详细介绍了。

当然，在其他实施例中，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，选择其他具有转像功能的偏转棱镜，以满足实际情况的需要，当然，不同的旋像棱镜中棱镜旋转角度和像的旋转角度可能不同，针对特定的旋像系统，只要所采用的矫正角度满足该系统的旋像角度关系即可，在此就不再赘述了。

S3：控制旋像棱镜按照矫正角度进行偏转，使得激光扫描装置出射的图像通过旋像棱镜后的投影方向与标准投影方向一致。

在通过S2获得旋像棱镜的矫正角度之后，即控制旋像棱镜按照该矫正角度进行偏转，例如可以是反向偏转α/2，请参考图4，图4为倾斜的投影图像被矫正后的示意图，请同时参考图2和图4可知，激光扫描装置出射的投影图像通过旋像棱镜后的投影方向即与标准投影方向一致，也就是说，通过控制旋像棱镜进行偏转实现了将倾斜的投影图像矫正为标准方向的投影图像的目的，并且无需调节激光扫描装置的扫描方向，这样，在用户侧看来，无论激光扫描装置是否倾斜，所看到的投影图像均与激光扫描装置在标准投影方向下出射的投影图像一致，画面稳定性较高。

可以看出，由于采用了控制旋像棱镜按照矫正角度进行偏转的技术方案，实现了将倾斜的投影图像矫正为标准投影方向的投影图像，这样，无论激光扫描装置如何倾斜，其出射的倾斜的投影图像均会被矫正成与标准投影方向一致的图像，所以降低了激光扫描投影设备对放置环境或者用户握持方式的要求，提高了画面稳定性，并且由于不需要通过调节激光扫描装置的扫描方向来对倾斜投影图像进行矫正，所以不会增加激光扫描装置的负担。

基于同一发明构思，本发明实施例另一方面还提供一种激光扫描投影设备，请参考图5，图5为本发明实施例提供的激光扫描投影设备的结构示意图，如图5所示，该激光扫描投影设备包括激光扫描装置501、棱镜旋转装置502和计算机可读存储介质503，棱镜旋转装置502包括角度检测单元5021、棱镜驱动单元5022和旋像棱镜5023，计算机可读存储介质503内存储有程序，该程序在被激光扫描投影设备中的处理器运行时实现以下步骤：

通过角度检测单元5021，获取激光扫描装置501的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度；

根据倾斜角度和旋像棱镜5023的角度偏转比例，计算旋像棱镜5023的矫正角度；

通过棱镜驱动单元5022控制旋像棱镜5023按照矫正角度进行偏转，使得激光扫描装置通过旋像棱镜5023出射后的图像的投影方向与标准投影方向一致。

激光扫描投影设备中的计算机可读存储介质503中存储的程序被处理器运行时实现的步骤在前述的第一方面中已经进行了详细的介绍，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，激光扫描装置501为二维扫描装置，标准投影方向包括相互垂直的x方向和y方向。

在具体实施过程中，角度检测单元5021具体为加速度传感器。

在具体实施过程中，棱镜驱动单元5022具体为电动马达，该电动马达可以通过齿轮、同步皮带等等连接在旋像棱镜5023，在此不做限制。

在具体实施过程中，旋像棱镜5023为道威棱镜、别汉棱镜或阿贝棱镜。

在具体实施过程中，请继续参考图5，在本实施例中，激光扫描投影设备还包括投影物镜504，投影物镜504设置于激光扫描装置501的出射端和棱镜旋转装置502的入射端之间，在另一实施例中，投影物镜504还可以设置于棱镜旋转装置502的出射端之后，在此不做限制。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于采用了控制旋像棱镜按照矫正角度进行偏转的技术方案，实现了将倾斜的投影图像矫正为标准投影方向的投影图像，这样，无论激光扫描装置如何倾斜，其出射的倾斜的投影图像均会被矫正成与标准投影方向一致的图像，所以降低了激光扫描投影设备对放置环境或者用户握持方式的要求，提高了画面稳定性，并且由于不需要通过调节激光扫描装置的扫描方向来对倾斜投影图像进行矫正，所以不会增加激光扫描装置的负担。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种倾斜投影图像的矫正方法，其特征在于，包括：

获取激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度；

根据所述倾斜角度和旋像棱镜的角度偏转比例，计算所述旋像棱镜的矫正角度；

控制所述旋像棱镜按照所述矫正角度进行偏转，使得所述激光扫描装置出射的图像通过所述旋像棱镜后的投影方向与所述标准投影方向一致。

2.如权利要求1所述的矫正方法，其特征在于，所述激光扫描装置为二维扫描装置，所述标准投影方向包括相互垂直的x方向和y方向。

3.如权利要求1所述的矫正方法，其特征在于，所述获取激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度，具体为：

通过所述激光扫描装置中的加速度传感器，获取所述倾斜角度。

4.如权利要求1所述的矫正方法，其特征在于，所述旋像棱镜具体为道威棱镜、别汉棱镜或阿贝棱镜。

5.一种激光扫描投影设备，其特征在于，包括激光扫描装置、棱镜旋转装置和计算机可读存储介质，所述棱镜旋转装置包括角度检测单元、棱镜驱动单元和旋像棱镜；

所述计算机可读存储介质内存储有程序，所述程序在被处理器运行时实现以下步骤：

通过所述角度检测单元，获取所述激光扫描装置的当前投影方向与标准投影方向之间的倾斜角度；

根据所述倾斜角度和旋像棱镜的角度偏转比例，计算所述旋像棱镜的矫正角度；

通过所述棱镜驱动单元控制所述旋像棱镜按照所述矫正角度进行偏转，使得所述激光扫描装置通过所述旋像棱镜出射后的图像的投影方向与所述标准投影方向一致。

6.如权利要求5所述的激光扫描投影设备，其特征在于，所述激光扫描装置为二维扫描装置，所述标准投影方向包括相互垂直的x方向和y方向。

7.如权利要求5所述的激光扫描投影设备，其特征在于，所述角度检测单元具体为加速度传感器。

8.如权利要求1所述的激光扫描投影设备，其特征在于，所述棱镜驱动单元具体为电动马达。

9.如权利要求1所述的激光扫描投影设备，其特征在于，所述旋像棱镜为道威棱镜、别汉棱镜或阿贝棱镜。

10.如权利要求1所述的激光扫描投影设备，其特征在于，所述激光扫描投影设备还包括投影物镜，所述投影物镜设置于所述激光扫描装置的出射端和所述棱镜旋转装置的入射端之间，或者所述投影物镜设置于所述棱镜旋转装置的出射端之后。