CN113766201A - 投影图像旋转装置及投影设备 - Google Patents

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CN113766201A CN202111154904.6A CN202111154904A CN113766201A CN 113766201 A CN113766201 A CN 113766201A CN 202111154904 A CN202111154904 A CN 202111154904A CN 113766201 A CN113766201 A CN 113766201A
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孙世攀
张聪
胡震宇
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Abstract

本申请公开了一种投影图像旋转装置及投影设备。该投影图像旋转装置包括：转向结构，设有多个旋转反射面，所述多个旋转反射面用于依次对投影组件射出的投影图像进行反射，以对所述投影图像进行旋转；出射方向调节结构，设有至少一个调节反射面，所述至少一个调节反射面对经过所述多个旋转反射面反射旋转之后的投影图像进行反射，以调节最终反射的投影图像的投影平面位置。本申请实施例通过转向结构中的反射面对投影组件射出的投影图像进行反射，实现投影图像的旋转，以适应不同尺寸比例的投影内容，使得投影效果更佳。

Description

投影图像旋转装置及投影设备
技术领域
本申请涉及投影技术领域，具体涉及一种投影图像旋转装置及投影设备。
背景技术
目前投影组件通常连接的设备，包括但不限于电视机顶盒，Windows系统的主机/笔记本，Mac系统的主机/笔记本，以及家用游戏主机平台。这些设备都是默认横屏播放的，因此投影组件也是默认设置为横屏投影。但是随着手机端应用的兴起和普及，例如短视频应用的走红，手机也会有连接到投影组件的需求。此时投影组件的横屏投影却不能很好的适应手机端的画面，只能将手机画面缩放后投影在横屏的中间部分，浪费了投影组件的大幅投影画面。
因此，对于投影组件连接的设备的投屏尺寸与投影组件的投影图像的尺寸相差较大的情况(例如一方的为横屏投影，另一方为竖屏投影)，目前在不移动投影组件的摆放形态的前提下，不能将整体画面旋转，导致手机画面只能缩放在投影画面中间部分。此种画面截取的竖屏旋转是以投影画质的牺牲达成的，无法做到无损画质的竖屏切换，导致投影效果不佳。
发明内容
本申请实施例提供一种投影图像旋转装置及投影设备，旨在解决上述投影组件投出的屏幕角度固定，不能适应不同格式的投影内容的问题。
本申请实施例提供一种投影图像旋转装置，包括：
转向结构，设有多个旋转反射面，所述多个旋转反射面用于依次对投影组件射出的投影图像进行反射，以对所述投影图像进行旋转；
出射方向调节结构，设有至少一个调节反射面，所述至少一个调节反射面对经过所述多个旋转反射面反射旋转之后的投影图像进行反射，以调节最终反射的投影图像的投影平面位置。
在一些实施例中，所述出射方向调节结构包括角度调节机构，所述角度调节机构用于调节所述至少一个调节反射面的反射角度。
在一些实施例中，所述转向结构还包括反射体调节机构以及与所述反射体调节机构连接的第一反射体，所述第一反射体设有第一旋转反射面，所述第一旋转反射面用于将所述投影组件射出的投影图像反射至下一旋转反射面；
所述反射体调节机构对所述第一反射体在第一位置和第二位置之间进行调节；所述第一反射体在所述第一位置时，所述第一旋转反射面反射所述投影组件投出的投影图像；所述第一反射体在所述第二位置时，所述第一旋转反射面不反射所述投影组件投出的投影图像。
在一些实施例中，所述多个旋转反射面包括第一旋转反射面，所述第一旋转反射面将所述投影组件射出的投影图像反射至下一旋转反射面，所述第一旋转反射面的入射角为15°～75°。
在一些实施例中，所述多个旋转反射面还包括第二旋转反射面，所述第二旋转反射面将所述第一旋转反射面出射的投影图像反射至下一旋转反射面或所述至少一个调节反射面，所述第二旋转反射面的入射角为40°～50°。
在一些实施例中，所述投影图像旋转装置还包括中空的壳体，所述转向结构和所述出射方向调节结构设于所述壳体内，所述多个旋转反射面包括第一旋转反射面，所述至少一个调节反射面包括第一调节反射面，所述壳体的侧壁上设有进光孔和出光孔，所述进光孔与所述第一旋转反射面对应，所述出光孔与所述第一调节反射面对应，所述第一旋转反射面用于将所述投影组件射出的投影图像反射至下一旋转反射面，所述第一调节反射面用于将所述多个旋转反射面最终反射的投影图像反射至所述投影平面位置。
在一些实施例中，所述转向结构与所述出射方向调节结构一体成型为棱镜。
本申请实施例提供一种投影设备，包括投影组件和如上述任意一项所述的投影图像旋转装置，所述投影组件用于投出投影图像的射出口与所述投影图像旋转装置对应。
在一些实施例中，所述投影设备还包括旋转机构，所述旋转机构设于所述投影组件与所述投影图像旋转装置之间，所述旋转机构控制所述投影图像旋转装置绕所述投影组件投出投影图像的出射方向旋转，以调节所述投影图像的旋转角度。
在一些实施例中，所述投影设备还包含投影位置调节系统，所述投影位置调节系统根据目标区域与旋转后的投影图像之间位置的偏移参数对偏移后的投影图像进行调节及梯形校正，以将所述旋转后的投影图像调节至所述目标区域。
本申请实施例提供的投影图像旋转装置及投影设备，包括设有多个旋转反射面的转向结构，以及设有至少一个调节反射面的出射方向调节结构。本申请实施例通过转向结构对投影组件射出的投影图像进行旋转，然后通过出射方向调节结构调节旋转之后的投影图像的投影平面位置，实现对投影图像的旋转，以适应不同尺寸比例的投影内容，使得投影效果更佳，同时将最终的投影图像的投影平面位置调节到预设的位置，避免需要重新调整投影屏幕的位置。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的投影图像旋转装置的轴测视图。
图2为本申请实施例提供的转向结构的屏幕旋转原理示意图。
图3为本申请实施例提供的出射方向调节结构不同位置的示意图。
图4为本申请实施例提供的转向结构设为棱镜的示意图。
图5为本申请实施例提供的第一反射体在第一位置的结构示意图。
图6为本申请实施例提供的第一反射体在第二位置的结构示意图。
图7为本申请实施例提供的投影图像旋转装置在投影组件外的结构示意图。
图8为本申请实施例提供的投影图像旋转装置在投影组件内的结构示意图。
图9是本申请实施例中投影位置调节系统的投影图像调节方法的流程示意图。
图10是本申请实施例中延伸平面示例的示意图。
图11是本申请实施例中投影位置调节系统的投影图像调节方法示例的示意图。
附图标号：
100、投影图像旋转装置；10、壳体；11、出光孔；12、第一出光孔；13、第二出光孔；20、转向结构；21、第一反射体；211、第一旋转反射面；22、第二反射体；221、第二旋转反射面；23、反射体调节机构；30、出射方向调节结构；31、第一调节反射面；40、棱镜；200、投影组件；210、光芯片；220、光学投影系统；51、旋转前的投影图像；52、旋转后的投影图像；53、梯形图像；54、校正图像。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
具体的，请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种投影图像旋转装置100，投影图像旋转装置100包括转向结构20和出射方向调节结构30。
转向结构20设有多个旋转反射面，多个旋转反射面依次对投影组件射出的投影图像进行反射，以对投影图像进行旋转。当转向结构20设有第一旋转反射面211和第二旋转反射面221两个旋转反射面时，第一旋转反射面211和第二旋转反射面221依次摆放，投影组件的投影图像首先射到第一旋转反射面211上，通过第一旋转反射面211反射至第二旋转反射面221，经第一旋转反射面211反射之后的投影图像再被第二旋转反射面221反射，最终实现对投影图像进行旋转的效果。
其中，在本实施例中，是通过两个旋转反射面实现投影图像的旋转，并且第一旋转反射面211和第二旋转反射面221设置不同的角度，可以实现投影图像旋转不同的角度，因此可以将第一旋转反射面211和第二旋转反射面221设置为角度可调。
此外，转向结构20可以设置多于两个的旋转反射面，具体数量不做限定，可以通过设置各旋转反射面的角度选择不同数量的旋转反射面实现投影图像的旋转。也就是即便投影图像旋转同一角度，选择不同数量的旋转反射面可以得到不同的方案。与设置两个旋转反射面的情况相同，当设置有多个旋转反射面时，同样是多个旋转反射面依次反射投影图像，也就是投影图像从投影组件射出之后，由第一个旋转反射面反射到第二个旋转反射面进行反射，第二个旋转反射面反射到第三个旋转反射面进行反射，以此类推，直至反射到最后一个旋转反射面，实现投影图像的旋转。
其中，转向结构20设置多于两个的旋转反射面，按照反射的顺序将旋转反射面依次定义为第一旋转反射面211、第二旋转反射面221、第三旋转反射面等，第一旋转反射面211将所述投影组件射出的投影图像反射至第二旋转反射面221，第二旋转反射面221将所述第一旋转反射面211出射的投影图像反射至第三旋转反射面或调节反射面。第一旋转反射面211的入射角可以控制在15°～75°，为了使空间更紧凑，可以进一步控制在22.5°～67.5°。第二旋转反射面的入射角为40°～50°，使画面变形不严重，也为第三旋转反射面留下调节空间，第三旋转反射面无角度要求。
通过转向结构20中的多个反射面可以实现投影图像的旋转，但是旋转之后的投影图像投影所在的平面与投影组件投出的初始的投影图像所在的投影平面并不是同一平面，因此投影图像旋转装置100还包括出射方向调节结构30，出射方向调节结构30用于调节最终反射的投影图像的投影平面位置，可以通过出射方向调节结构30将最终反射的投影图像投影至投影组件投出的初始的投影图像所在的投影平面，也可以将最终反射的投影图像投影至想要投影的目标平面。
出射方向调节结构30设有至少一个调节反射面，至少一个调节反射面对经过转向结构20中多个旋转反射面反射旋转之后的投影图像进行反射，调节最终反射的投影图像的投影平面位置，以将最终反射的投影图像投影至想要投影的目标平面。其中，转向结构20包含多个旋转反射面，那么调节反射面是对经过最后一个旋转反射面反射的投影图像进行反射。
此外，上述实施例中转向结构20中的旋转反射面用于对投影图像进行旋转，出射方向调节结构30中的调节反射面用于调节最终反射的投影图像的投影平面位置。但在其他实施例中存在转向结构20中的旋转反射面和出射方向调节结构30中的调节反射面同时具有对投影图像进行旋转和调节最终反射的投影图像的投影平面位置的功能。
需要说明的是，出射方向调节结构30可以与转向结构20连接，也可以不与转向结构20连接，只需要确保转向结构20中的旋转反射面与出射方向调节结构30中的调节反射面的相对位置即可。例如可以将出射方向调节结构30与转向结构20都设于支撑座上，而出射方向调节结构30与转向结构20相互之间不连接。支撑座用于为投影图像旋转装置100中的其它部件提供支撑，因此支撑座的形状尺寸等并不进行限定，只需要确保支撑座不会遮挡影响投影的光线即可。
在本申请另外的实施例中，为了避免其他方向的光线对投影的光线的影响，以及对投影的光线进行聚集，投影图像旋转装置100还包括中空的壳体10，转向结构20和出射方向调节结构30均设于壳体10内，避免其他方向的光线进入到壳体10内对各个反射面的反射造成影响。壳体10的侧壁上设有进光孔11和出光孔(第一出光孔12)，进光孔11用于投影组件投出的投影图像的投影光线进入壳体10在第一旋转反射面211进行反射，因此进光孔11与第一旋转反射面211对应。第一出光孔12用于最后一个调节反射面反射之后的投影图像投出，因此第一出光孔12与第一调节反射面31对应，第一调节反射面31用于将最终反射的投影图像反射至投影平面位置。
在本申请另外的实施例中，如图3所示，为了实现投影平面上的画面偏置，出射方向调节结构30包括角度调节机构(未图示)，角度调节机构用于调节至少一个调节反射面的反射角度，从而实现最终反射的投影图像投影到投影平面上之后的画面偏置，例如向上或向下整体移动投影图像。
在本申请另外的实施例中，转向结构20与出射方向调节结构30一体成型，也就是第一旋转反射面211、第二旋转反射面221以及第一调节反射面31均设置在同一物体上，如图4所示，转向结构20与出射方向调节结构30一体成型设置为棱镜40，转向结构20的多个旋转反射面以及出射方向调节结构30的调节反射面集成于棱镜40的不同内表面，棱镜40中的第一旋转反射面211、第二旋转反射面221以及第一调节反射面31的角度相对固定，不可调节。
转向结构20的第一旋转反射面211和第二旋转反射面221也可以分别设置在不同、相互独立的物体上，例如转向结构20包含第一反射体21和第二反射体22，第一反射体21上设有第一旋转反射面211，第二反射体22上设有第二旋转反射面221，第一反射体21和第二反射体22是两个单独的部件。其中，第一反射体21和第二反射体22可以是固定连接，相应的第一旋转反射面211和第二旋转反射面221的角度相对固定，不可调节，则只能将投影图像旋转固定的角度。但是，可以将第一反射体21和第二反射体22活动连接，转动第一反射体21和第二反射体22，随之调整第一旋转反射面211和第二旋转反射面221的角度，以改变投影图像旋转的角度，从而适用与更多不同的场景。当第一反射体21和第二反射体22只有其中一个活动连接时，控制活动连接的反射体转动调节对应的反射面的角度，以改变投影图像旋转的角度。当第一反射体21和第二反射体22均活动连接时，则可以根据需要旋转的角度选择转动第一反射体21和第二反射体22中的至少一个反射体，对应调节至少一个反射面的角度，以改变投影图像旋转的角度。第一反射体21和第二反射体22两者均可以转动使得投影图像旋转可调节的角度范围更大。
在本申请另外的实施例中，在不同场景下，对于投影图像是否进行旋转的需求不同，因此为了解决部分场景下不需要对投影图像进行旋转的问题，如图5和图6所示，转向结构20还包括反射体调节机构23，通过反射体调节机构23控制调节投影图像旋转装置100是否工作。转向结构20还包括与反射体调节机构23连接的第一反射体21，第一反射体21设有第一旋转反射面211，反射体调节机构23通过控制第一反射体21，以控制调节投影图像旋转装置100是否工作。
反射体调节机构23对第一反射体21在第一位置和第二位置之间进行调节，图5为第一反射体21在第一位置时，第一旋转反射面211反射投影组件投出的投影图像，图6为第一反射体21在第二位置时，第一旋转反射面211不反射投影组件投出的投影图像。其中，第一反射体21在第一位置和第二位置之间的活动方式不做具体限定，可以是滑动、伸缩或转动等任意方式。
其中，当投影图像旋转装置100还包括中空的壳体10时，转向结构20和出射方向调节结构30均设于壳体10内时，考虑到第一反射体21在第二位置时，第一旋转反射面211不反射投影组件投出的投影图像，投影组件投出的投影图像不经任何反射直接投出。此时，壳体10的侧壁上设有一个进光孔11和两个出光孔(第一出光孔12和第二出光孔13)，进光孔11与第一旋转反射面211对应，第一出光孔12与第一调节反射面31对应，第二出光孔13与进光孔11对应。当壳体10上设有多个出光孔时，可以各出光孔对应设置与壳体10连接的盖板，当出光孔使用时，打开对应的盖板，当出光孔不使用时，关闭对应的盖板。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本申请实施例提供一种投影设备，包括投影组件200和如上述任意一项实施例所述的投影图像旋转装置100，投影组件200用于投出投影图像的射出口与投影图像旋转装置100的第一旋转反射面对应。
其中，如图7所示，可以将投影图像旋转装置100模块化封装后安装在投影组件出光处(投影图像的射出口)手动实现对原有投影组件的功能升级，也就是投影组件200设为具有独立投影功能的投影仪，投影图像旋转装置100直接设置在投影组件200出光口处，也就是投影组件200的镜头外侧，因此第一旋转反射面与投影组件200的镜头对应。投影组件200与投影图像旋转装置100之间可以进行连接，也可以将两者同时放置在平台上，两者之间不进行连接，投影图像旋转装置100是对投影组件200投出的投影图像进行旋转。
此外，如图8所示，可以将投影图像旋转装置100整合到投影组件200的内部，投影组件200包括光芯片210和光学投影系统220，投影图像旋转装置100设于光芯片210和光学投影系统220之间，三者依次连接，投影图像旋转装置100与光芯片210的出光口(投影图像的射出口)对应，投影图像旋转装置100是对光芯片210形成的投影图像进行旋转，然后通过光学投影系统220投射出去，因此第一旋转反射面与光芯片210的出光口对应。
在本申请另外的实施例中，如图7所示，当将投影图像旋转装置100模块化封装后安装在投影组件200投影图像的射出口时，投影设备还包括旋转机构300，旋转机构300设于投影组件200与投影图像旋转装置100之间。旋转机构300与投影组件200转动连接，旋转机构300与投影图像旋转装置100固定连接，通过旋转机构300控制投影图像旋转装置100绕投影组件200投出投影图像的出射方向旋转，进而调节投影图像的旋转角度，无需对投影图像旋转装置100内部的旋转反射面的角度进行调节。
在本申请另外的实施例中，通过投影图像旋转装置100对投影图像进行旋转之后，最终的投影图像的位置可能发生偏移，因此投影设备还包含投影位置调节系统(未图示)，投影位置调节系统根据目标区域与旋转后的投影图像之间位置的偏移参数对偏移后的投影图像进行调节及梯形校正，以将旋转后的投影图像调节至目标区域，投影位置调节系统的投影图像调节方法具体调节步骤如下，如图9所示：
S201，获取旋转后的投影图像的位置参考点的参考点位置信息。
具体的，本实施例应用于将投影设备的投影图像进行旋转，以适应不同尺寸比例的投影需求，导致旋转后的投影图像与预设投影图像的区域存在偏移。例如，定义投影设备投影出的投影图像的宽为w，高为h，当旋转前的投影图像为横屏，也就是宽与高的比值大于1，其比值的具体数值取决于投影设备的投影参数，但是待投影的内容的格式为竖屏，也就是宽与高的比值小于1，当将待投影的内容直接投到旋转前的投影图像中，则旋转前的投影图像中只有中间部分显示待投影的内容，投影效果不佳，则需要将投影图像进行旋转，旋转后的投影图像为竖屏，以适应待投影的内容。其中，对投影图像进行旋转可以是横屏转竖屏，也可以是竖屏转横屏。
但是，投影图像在进行旋转之后可能存在偏移，也就是旋转后的投影图像与目标区域存在偏移。例如，没有旋转之前横屏的投影图像在目标区域，但是旋转之后竖屏的投影图像偏离了目标区域。其中，目标区域是想要将图像投影到的区域，可以是旋转前的投影图像对应的投影区域，也可以是基于不同场景不同需求设定的不同的投影区域。
此外，判断旋转后的投影图像与旋转前的投影图像是否存在偏移，可以选取对应的参考点，判断两者是否重合，例如判断旋转后的投影图像的底边中点与旋转前的投影图像的底边中点是否重合，以判定旋转后的投影图像与旋转前的预设投影图像是否存在偏移。
其中，获取旋转后的投影图像的位置参考点的参考点位置信息，位置参考点为与旋转后的投影图像相关的某个点，可以是旋转后的投影图像上的某个点，例如位置参考点设为旋转后的投影图像的底边中点，也可以是旋转后的投影图像外、但可以根据旋转后的投影图像确定的某个点，例如位置参考点设为旋转后的投影图像的底边中点偏置一定距离的某个点。位置参考点设置为预设的某个几何特征点，以便快速确定位置参考点的参考点位置信息，例如位置参考点为投影图像的底边中点。
此外，获取预设的位置参考点的参考点位置信息，可以创建坐标系以确定参考点位置信息，同时在后续的计算过程均使用该创建的坐标系，以简化计算过程。此外，对于不同的投影距离，由于投影的图像等比放大，因此选取任意投影距离进行计算，并不影响调整投影距离之后的投影图像的位置。
S202，获取投影目标点的目标点位置信息，投影目标点为将旋转后的投影图像调节至目标区域的参考，位置参考点与投影目标点对应。
具体地，将旋转后的投影图像调节至目标区域，选取目标区域内的一点也就是投影目标点作为参考。位置参考点与投影目标点对应，两者对应是希望调节旋转后的投影图像的位置使位置参考点与投影目标点相重合，不代表两者设置为相同的特征点，例如，位置参考点设置为旋转后的投影图像的底边中点，投影目标点可以设置为旋转前的投影图像的底边中点，也就是位置参考点与投影目标点为相同的特征点即底边中点。但是投影目标点也可以设置为旋转前的投影图像的底边端点，也就是位置参考点与投影目标点可以是不同的特征点。
需要说明的是，当目标区域是旋转前的投影图像对应的投影区域，则投影目标点为与旋转前的投影图像相关的某个点，可以是旋转前的投影图像上的某个点，例如投影目标点设为旋转前的投影图像的底边中点，也可以是旋转前的投影图像外、但可以根据旋转前的投影图像确定的某个点，例如投影目标点设为旋转前的投影图像的底边中点偏置一定距离的某个点。则投影目标点的目标点位置信息获取可以在不投影旋转前的投影图像的情况下进行(以横屏转换为竖屏为例，例如开机直接投影旋转之后的竖屏，因此从投影设备内部获取横屏时候的目标点位置信息)。也可以通过投影旋转前的投影图像来获取(以横屏转换为竖屏为例，例如开机先投影旋转之前的横屏，然后转换成旋转之后的竖屏，则从投影出的旋转之前的横屏获取目标点位置信息)。此外，目标区域还可以是与旋转前的投影图像无关的某个区域。
在一个实施例中，本步骤包括：S301，获取第一目标点的目标点位置信息，投影目标点包括第一目标点，第一目标点为旋转前的投影图像的底边上的预设点。
其中，当检测到旋转后的投影图像与目标区域存在偏移时，目标区域为旋转前的投影图像对应的区域，因此，投影目标点为与旋转前的投影图像相关的某个点。
基于投影设备的参数，查表可以直接确定旋转前的投影图像对应的目标区域的底边的位置数据，不需要设置其它的传感器获取位置数据。因此，可以设置旋转前的投影图像的底边上的预设点作为投影目标点，例如旋转前的投影图像的底边中点、端点或等分点。
进一步地，考虑到不同投影距离下，投影图像的等比缩放，可以优先选取旋转前的投影图像的底边上的中点作为投影目标点。
在一个实施例中，本步骤包括：S401，获取投影设备的投影路径上的深度点的深度信息，投影目标点包括第二目标点；S402，根据深度点和深度信息，确定第二目标点以及目标点位置信息。
其中，当检测到旋转后的投影图像与目标区域存在偏移时，且目标区域为基于不同场景不同需求设定的不同的投影区域，也就是在当前场景下计算新的区域作为目标区域。其中，由于投影参数例如宽高比已经确定，因此只需要确定目标区域的某个特征点(例如底边中点或端点等)即可确定目标区域。
因此，通过深度距离传感器获取投影设备的投影路径(投影出的投影图像的光线投射方向)上的深度点的深度信息，基于获取的深度信息从深度点中选取第二目标点，同时可以获取到第二目标点的目标点位置信息。
在一个实施例中，步骤S402，根据深度点和深度信息，确定第二目标点以及目标点位置信息，包括：S501，根据深度信息对深度点进行平面聚类，得到预设的投影平面；S502，获取沿旋转后的投影图像的光线投射方向延伸的延伸平面；S503，根据投影平面和延伸平面确定第二目标点；S504，根据深度信息，确定目标点位置信息。
其中，根据深度信息对深度点进行平面聚类，首先对深度点进行降采样，然后将所有的深度点进行全排列，计算每三个深度点的平面方程，再计算所有平面方程对应的平面相互之间的符合程度(例如距离值、角度值等)，将符合程度大于一个阈值的平面归为一类，并从中选取符合预设条件的投影平面。
获取沿旋转后的投影图像的光线投射方向延伸的延伸平面，光线投射方向与旋转后的投影图像所投射的平面垂直，投影设备投出的发散的光线会被延伸平面遮挡，进而遮挡投影的图像，因此投影的区域至少应该以延伸平面为边界，避免投影的图像显示不全。例如，延伸平面可以是放置投影设备的桌面所在的平面。如图10所示，投影设备2放置在桌面1上，箭头为旋转后的投影图像的光线投射方向，桌面1所在的平面沿旋转后的投影图像的光线投射方向延伸，如果将图像投影到桌面1所在的平面下方，则由于桌面1的遮挡会导致无法被看到，因此桌面1所在的平面为延伸平面。
根据投影平面和延伸平面确定第二目标点，第二目标点为目标区域的参考点，可以是目标区域的任意一点，只需要确保投影的图像不会被延伸平面遮挡。例如，根据投影化平面和延伸平面确定两者的交线，若延伸平面为水平面，将交线确定为目标区域的底边，第二目标点则为交线上的某一点。还可以是将交线偏置一定距离得到目标区域的底边，第二目标点为目标区域的底边上的某一点。此外，若延伸平面为竖直面，将交线确定为目标区域的侧边，或者将交线偏置一定距离得到目标区域的侧边，第二目标点为目标区域的侧边上的某一点。然后根据深度信息确定第二目标点对应的目标点位置信息。
S203，根据目标点位置信息和参考点位置信息，确定旋转后的投影图像的偏移参数，偏移参数用于将旋转后的投影图像调节至与目标区域的偏差不超过预设误差范围的区域。
其中，偏移参数为将旋转后的投影图像调整到目标区域，从而对旋转后的投影图像进行的调整策略。因此，根据目标点位置信息和参考点位置信息，计算旋转后的投影图像的偏移参数，直至基于偏移参数对旋转后的投影图像进行调整，使得调节之后的旋转后的投影图像所在的位置与目标区域的偏差不超过预设误差范围。
在一个实施例中，本步骤包括：S601，根据目标点位置信息和参考点位置信息，确定旋转后的投影图像的第一偏移参数；S602，根据第一偏移参数调节旋转后的投影图像，得到第一投影图像；S603，对第一投影图像进行梯形校正，并确定校正之后的第一投影图像的第一参考点的第一位置信息，第一参考点与位置参考点对应；S604，若第一位置信息与目标点位置信息的偏差小于等于预设阈值，则第一偏移参数确定为偏移参数。
具体的，根据目标点位置信息和参考点位置信息确定旋转后的投影图像的第一偏移参数，第一偏移参数包括俯仰角和偏航角。根据第一偏移参数调节旋转后的投影图像得到第一投影图像。由于进行调节之后得到的第一投影图像呈梯形，因此需要对第一投影图像进行梯形校正，校正之后确定第一参考点的第一位置信息。其中，第一参考点与位置参考点对应，第一参考点为位置参考点调节校正之后的点，例如当位置参考点为旋转后的投影图像的底边中点时，第一参考点则为梯形校正之后的第一投影图像的底边中点。
计算第一位置信息与目标点位置信息的偏差，如果小于等于预设阈值，则说明将旋转后的投影图像按照第一偏移参数进行调节，然后进行梯形校正即可，因此确定第一偏移参数为偏移参数。其中，预设阈值为预先设定的允许误差范围，可以根据不同的精度要求进行合理个性化的设置。
在一个实施例中，本步骤包括：S701，根据参考点位置信息和目标点位置信息，确定旋转后的投影图像的第一偏移参数；S702，根据第一偏移参数调节旋转后的投影图像，得到第一投影图像；S703，对第一投影图像进行梯形校正，并确定校正之后的第一投影图像的第一参考点的第一位置信息，第一参考点与位置参考点对应；S704，根据目标点位置信息和第一位置信息，确定投影图像的第二偏移差值；S705，根据第二偏移差值更新第一偏移参数，用更新后第一偏移参数替换步骤S702中第一偏移参数，并返回步骤S702；S706，重复上述步骤S702-步骤S705，直至第一位置信息与目标点位置信息的偏差小于等于预设阈值，将最后一次更新后第一偏移参数确定为偏移参数。
具体地，根据目标点位置信息和参考点位置信息确定旋转后的投影图像的第一偏移参数，第一偏移参数包括俯仰角和偏航角。根据第一偏移参数调节旋转后的投影图像得到第一投影图像。由于进行调节之后得到的第一投影图像呈梯形，因此需要对第一投影图像进行梯形校正，校正之后确定第一参考点的第一位置信息。其中，第一参考点与位置参考点对应，第一参考点为位置参考点调节校正之后的点，例如当位置参考点为旋转后的投影图像的底边中点时，第一参考点则为梯形校正之后的第一投影图像的底边中点。
计算第一位置信息与目标点位置信息的偏差，如果第一位置信息与目标点位置信息的偏差大于预设阈值，则需要根据前一次调节校正之后的结果更新参数进行再一次调节校正。
其中，对于投影图像进行调节和梯形校正的整个过程，始终是以初始的旋转后的投影图像作为调节的对象，也就是每一次调节都是累加前面的调节过程的偏移参数，然后以初始的旋转后的投影对象作为对象进行调节。
因此，根据目标点位置信息和第一位置信息，确定旋转后的投影图像的第二偏移差值，第二偏移差值为目标点位置信息和第一位置信息的差值。根据第二偏移差值更新第一偏移参数，用更新后第一偏移参数替换调节步骤中第一偏移参数，并返回步骤S702，通过更新后第一偏移参数对旋转后的投影图像进行调节以及之后的梯形校正。其中，更新后第一偏移参数为更新前第一偏移参数和第二偏移差值的累加。
重复上述循环，直至某一次对旋转后的投影图像进行调节以及梯形校正之后得到的图像的第一位置信息与目标点位置信息的偏差小于等于预设阈值，将最后一次更新后第一偏移参数确定为偏移参数。
如图11所示，例如，需要将旋转后的投影图像52调节至目标区域，目标区域为旋转前的投影图像51，投影目标点为旋转前的投影图像51的底边中点，位置参考点为旋转后的投影图像52的底边中点，将旋转后的投影图像52调节至旋转前的投影图像51也就是将位置参考点调节到与投影目标点重合，调整的俯仰角为β，偏航角为α。设投影目标点为(x0，y0)，设投影距离为d，设位置参考点为(x1，y1)，将位置参考点调节到与投影目标点重合需要偏移角度α＝-arctan((x1-x0)/d)，β＝-arctan((y1-y0)/d)，按照俯仰角和偏航角调节之后得到梯形图像53，对梯形图像53进行梯形校正得到校正图像54，获取梯形校正之后的校正图像54的顶点坐标，求得位置参考点对应的新的底边中点的坐标(x2，y2)，若新的底边中点的坐标(x2，y2)与投影目标点为(x0，y0)的偏差小于等于预设阈值，则按照计算的俯仰角和偏航角进行调节。若新的底边中点的坐标(x2，y2)与投影目标点为(x0，y0)的偏差大于预设阈值，则计算将新的底边中点的坐标(x2，y2)调节到投影目标点为(x0，y0)需要的偏移角度a＝-arctan((x2-x0)/d)，b＝-arctan((y2-y0)/d)，重新累加计算α1和β1，α1＝α+a，β1＝β+b，将α1和β1作为新的α和β，重复上述旋转后的投影图像52到梯形图像53，再到校正图像54的过程，直到(x2，y2)与(x0，y0)的偏差小于等于预设阈值。此时将得到的最终累加的α和β作为最终的偏转角度方案进行偏转。
S204，根据偏移参数对旋转后的投影图像进行偏移以及对偏移后的投影图像进行梯形校正，以得到目标投影图像。
具体的，根据最后确定的偏移参数调节旋转后的投影图像，然后对偏移后的投影图像进行梯形校正得到目标投影图像，目标投影图像投影在该目标区域内。
其中，投影位置调节系统分析得到偏移参数之后，通过控制投影图像旋转装置100和投影组件200中的至少一个可调节结构实现对偏移后的投影图像进行梯形校正，以得到目标投影图像。投影图像旋转装置100中可调节的结构包括但不限于角度调节机构、出射方向调节结构30等。
本实施例提供的投影图像调节方法，当投影仪的旋转后的投影图像与目标区域存在偏移时，选取旋转后的投影图像的位置参考点，将位置参考点调整至目标区域的投影目标点，以解决旋转后投影图像的偏差。
以上对本申请实施例所提供的一种电子装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种投影图像旋转装置，其特征在于，包括：
转向结构，设有多个旋转反射面，所述多个旋转反射面用于依次对投影组件射出的投影图像进行反射，以对所述投影图像进行旋转；
出射方向调节结构，设有至少一个调节反射面，所述至少一个调节反射面对经过所述多个旋转反射面反射旋转之后的投影图像进行反射，以调节最终反射的投影图像的投影平面位置。
2.如权利要求1所述的投影图像旋转装置，其特征在于，所述出射方向调节结构包括角度调节机构，所述角度调节机构用于调节所述至少一个调节反射面的反射角度。
3.如权利要求1或2所述的投影图像旋转装置，其特征在于，所述转向结构还包括反射体调节机构以及与所述反射体调节机构连接的第一反射体，所述第一反射体设有第一旋转反射面，所述第一旋转反射面用于将所述投影组件射出的投影图像反射至下一旋转反射面；
所述反射体调节机构对所述第一反射体在第一位置和第二位置之间进行调节；所述第一反射体在所述第一位置时，所述第一旋转反射面反射所述投影组件投出的投影图像；所述第一反射体在所述第二位置时，所述第一旋转反射面不反射所述投影组件投出的投影图像。
4.如权利要求1所述的投影图像旋转装置，其特征在于，所述多个旋转反射面包括第一旋转反射面，所述第一旋转反射面将所述投影组件射出的投影图像反射至下一旋转反射面，所述第一旋转反射面的入射角为15°～75°。
5.如权利要求4所述的投影图像旋转装置，其特征在于，所述多个旋转反射面还包括第二旋转反射面，所述第二旋转反射面将所述第一旋转反射面出射的投影图像反射至下一旋转反射面或所述至少一个调节反射面，所述第二旋转反射面的入射角为40°～50°。
6.如权利要求1所述的投影图像旋转装置，其特征在于，所述投影图像旋转装置还包括中空的壳体，所述转向结构和所述出射方向调节结构设于所述壳体内，所述多个旋转反射面包括第一旋转反射面，所述至少一个调节反射面包括第一调节反射面，所述壳体的侧壁上设有进光孔和出光孔，所述进光孔与所述第一旋转反射面对应，所述出光孔与所述第一调节反射面对应，所述第一旋转反射面用于将所述投影组件射出的投影图像反射至下一旋转反射面，所述第一调节反射面用于将所述多个旋转反射面最终反射的投影图像反射至所述投影平面位置。
7.如权利要求1所述的投影图像旋转装置，其特征在于，所述转向结构与所述出射方向调节结构一体成型为棱镜。
8.一种投影设备，其特征在于，包括投影组件和如上述权利要求1至7任意一项所述的投影图像旋转装置，所述投影组件用于投出投影图像的射出口与所述投影图像旋转装置对应。
9.如权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括旋转机构，所述旋转机构设于所述投影组件与所述投影图像旋转装置之间，所述旋转机构控制所述投影图像旋转装置绕所述投影组件投出投影图像的出射方向旋转，以调节所述投影图像的旋转角度。
10.如权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包含投影位置调节系统，所述投影位置调节系统根据目标区域与旋转后的投影图像之间位置的偏移参数对偏移后的投影图像进行调节及梯形校正，以将所述旋转后的投影图像调节至所述目标区域。
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