圖像輸出裝置、圖像輸出方法和程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了圖像輸出裝置、圖像輸出方法和程序，所提供的圖像輸出裝置包括：可投影區(qū)域計(jì)算單元、投影窗口設(shè)定單元以及生成單元，其中該可投影區(qū)域計(jì)算單元使用指定通過利用激光束的二維掃描圖像所投影到的屏幕的信息，基于所述激光束進(jìn)行掃描的軌跡，來計(jì)算所述屏幕上的可投影所述激光束的區(qū)域、即可投影區(qū)域；該投影窗口設(shè)定單元使所述激光束被發(fā)射并設(shè)定在所述可投影區(qū)域中作為所述圖像投影范圍的投影窗口；該生成單元針對(duì)所述圖像中包括的每一個(gè)像素生成在所述屏幕上的所述投影窗口內(nèi)與所述像素相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值，以使所述圖像投影到由所述投影窗口設(shè)定的所述范圍內(nèi)。
【專利說明】圖像輸出裝置、圖像輸出方法和程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及圖像輸出裝置、圖像輸出方法以及程序。更具體地，涉及能夠更適當(dāng)?shù)匦Ｕ煌队暗膱D像的失真并輸出校正圖像的圖像輸出裝置、圖像輸出方法以及程序。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在屏幕上投影圖像的投影裝置使用碘鎢燈或者發(fā)光二極管(LED)作為光源。
[0003]過去，當(dāng)將投影裝置安裝在屏幕的前方時(shí)，盡管有可能將無失真的圖像投影到屏幕上，但投影在屏幕上的圖像根據(jù)投影裝置的安裝角可能以梯形的形式失真。因此，具有校正圖像的梯形失真功能的投影裝置已被使用。
[0004]例如，在JP2011-205524A中披露了能夠容易地且適當(dāng)?shù)卣{(diào)整已經(jīng)受到梯形失真校正的圖像的位置的投影裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]同時(shí)，使用激光源的投影裝置通過高速地驅(qū)動(dòng)微鏡來反射激光束的同時(shí)執(zhí)行掃描來投影圖像，從而，投影在屏幕上的圖像出現(xiàn)與梯形失真不同的失真。因?yàn)檫@種失真是根據(jù)從激光源至屏幕的光路組件的位置關(guān)系和鏡的物理驅(qū)動(dòng)操作特點(diǎn)決定的，所以與梯形失真的校正相比很難適當(dāng)?shù)匦Ｕ@種失真。
[0006]人們期望更適當(dāng)?shù)匦Ｕ煌队暗膱D像的失真并輸出校正圖象。
[0007]根據(jù)本公開的實(shí)施方式，提供的圖像輸出裝置包括:可投影區(qū)域計(jì)算單元，使用指定通過利用激光束的二維掃描圖像所投影到的屏幕的信息，基于激光束進(jìn)行掃描的軌跡，來計(jì)算屏幕上的可投影激光束的區(qū)域、即可投影區(qū)域；投影窗口設(shè)定單元，使激光束被發(fā)射并設(shè)定在可投影區(qū)域中作為圖像投影范圍的投影窗口 ；以及生成單元，針對(duì)圖像中包括的每一個(gè)像素生成在屏幕上的投影窗口內(nèi)與像素相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值，以使圖像投影到由投影窗口設(shè)定的范圍內(nèi)。
[0008]根據(jù)本公開的實(shí)施方式，提供的圖象輸出方法包括:使用用于指定通過利用激光束的二維掃描投影圖像所投影到的屏幕的信息，基于激光束的掃描軌跡，來計(jì)算屏幕上的可投射激光束的區(qū)域、即可投影區(qū)域；使激光束被發(fā)射，并設(shè)定投影窗口，投影窗口是可投影區(qū)域中圖像的投影范圍；以及針對(duì)構(gòu)成圖像的每一個(gè)像素生成在屏幕上的投影窗口內(nèi)的與圖像相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值，以使圖像投影到由投影窗口設(shè)定的范圍內(nèi)。
[0009]根據(jù)本公開的實(shí)施方式，使用用于指定通過利用激光束的二維掃描投影圖像所投影到的屏幕的信息，基于激光束的掃描軌跡，屏幕上的可投射激光束的區(qū)域、即可投影區(qū)域被計(jì)算。激光束被發(fā)射，并投影窗口被設(shè)定，投影窗口是可投影區(qū)域中圖像的投影范圍。并且針對(duì)構(gòu)成圖像的每一個(gè)像素，在屏幕上的投影窗口內(nèi)的與圖像相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值被生成，以使圖像投影到由投影窗口設(shè)定的范圍內(nèi)。
[0010]根據(jù)上述本技術(shù)的實(shí)施方式，可以更適當(dāng)?shù)匦Ｕ煌队皥D像的失真并輸出校正圖像。【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是示出了根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的投影裝置的示例性配置的框圖；
[0012]圖2是用于描述由投影裝置進(jìn)行的光柵掃描的示圖，其中，在V-掃描中，在返回部分不發(fā)射激光，而在H-掃描中,在正弦波的邊緣處不發(fā)射激光；
[0013]圖3的A和B是示出了激光束的掃描軌跡與符合圖像信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的像素陣列之間關(guān)系的不圖；
[0014]圖4是示出了控制器的示例性配置的框圖；
[0015]圖5是用于描述在圖像中發(fā)生失真的示圖；
[0016]圖6是用于描述計(jì)算激光束軌跡原理的示圖；
[0017]圖7是用于描述計(jì)算激光束軌跡原理的示圖；
[0018]圖8是用于描述計(jì)算發(fā)生失真的可投影區(qū)域的計(jì)算算法的示圖；
[0019]圖9是示出了通過由CPU執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)的功能的功能框圖；
[0020]圖10是用于描述投影圖像的過程的流程圖；
[0021]圖11的A和圖11的B是用于描述離散地計(jì)算渲染像素位置方法的示圖；
[0022]圖12是示出了投影裝置的變型例的示圖；
[0023]圖13的A和B是用于描述圖像投影在具有兩個(gè)平面的屏幕上的實(shí)例的示圖；
[0024]圖14是示出了投影系統(tǒng)示例性配置的示圖；
[0025]圖15是示出了投影窗口的第二設(shè)定實(shí)例的示圖；
[0026]圖16是示出了投影窗口的第三設(shè)定實(shí)例的示圖；以及
[0027]圖17是示出了根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)示例性配置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在下文中，將參考附圖詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)注意，在本說明書和附圖中，具有基本相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且省去對(duì)這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)解釋。
[0029]在下文中，本技術(shù)的示例性實(shí)施方式將參考附圖進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0030]圖1是示出了根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的投影裝置的示例性配置的框圖。
[0031]參照圖1，投影裝置11將圖像12投影在屏幕13上，其中，激光束被用作投影裝置11的光源。投影裝置11包括控制器21、激光驅(qū)動(dòng)器22、鏡驅(qū)動(dòng)器23、激光源24R、激光源24G、激光源24B、鏡25、二向色鏡26_1和26_2、掃描鏡27H和27V以及光學(xué)透鏡28。
[0032]控制器21基于圖像再生裝置(未示出)提供的圖像信號(hào)生成渲染圖像12的三基色(紅色、綠色、和藍(lán)色)圖像信號(hào)，并基于鏡驅(qū)動(dòng)器23提供的鏡同步信號(hào)將圖像信號(hào)提供給激光驅(qū)動(dòng)器22。此外，控制器21提供有來自于主控制器(未示出)的控制信號(hào)并根據(jù)該控制信號(hào)執(zhí)行控制。控制器21的詳細(xì)配置將參考圖4在下面進(jìn)行描述。
[0033]激光驅(qū)動(dòng)器22基于控制器21提供的圖像信號(hào)并根據(jù)圖像12的像素的像素值生成用于圖像信號(hào)的各個(gè)顏色的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給激光源24R、24G和24B。例如，激光驅(qū)動(dòng)器22根據(jù)圖像信號(hào)的紅色像素值將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給激光源24R，根據(jù)圖像信號(hào)的綠色像素值將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給激光源24G，以及根據(jù)圖像信號(hào)的藍(lán)色像素值將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給激光源24B。
[0034]鏡驅(qū)動(dòng)器23基于掃描鏡27H的諧振頻率生成水平掃描信號(hào)以使在圖像12的水平方向上執(zhí)行激光束掃描，并提供水平掃描信號(hào)給掃描鏡27H。此外，鏡驅(qū)動(dòng)器23生成垂直掃描信號(hào)以在圖像12的垂直方向上執(zhí)行激光束掃描，并提供垂直掃描信號(hào)給掃描鏡27V。鏡驅(qū)動(dòng)器23包括檢測由掃描鏡27H和27V反射的部分激光束的光接收單元。鏡驅(qū)動(dòng)器23基于光接收單元的輸出結(jié)果調(diào)節(jié)水平掃描信號(hào)和垂直掃描信號(hào)或者根據(jù)光接收單元的輸出結(jié)果將檢測信號(hào)饋送到控制器21。
[0035]激光源24R、24G和24B根據(jù)激光驅(qū)動(dòng)器22提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別輸出相應(yīng)的顏色的激光束。例如，激光源24R根據(jù)圖像信號(hào)的紅色像素值在水平面上輸出紅色激光束。相似地，激光源24G根據(jù)圖像信號(hào)的綠色像素值，在水平面上輸出綠色激光束，以及激光源24B根據(jù)圖像信號(hào)的藍(lán)色像素值在水平面上輸出藍(lán)色激光束。
[0036]鏡25反射從激光源24R輸出的紅色激光束。二向色鏡26_1反射從激光源24G輸出的綠色激光束并傳輸由鏡25反射的紅色激光束。二向色鏡26-2反射從激光源24B輸出的藍(lán)色激光束并傳輸由鏡25反射的紅色激光束和由二向色鏡26-1反射的綠色激光束。鏡25和二向色鏡26-1與26-2被裝配和排列是為了從激光源24R、24G以及24B輸出的激光束的光軸線變成同軸。
[0037]例如，掃描鏡27H和27V是通過微機(jī)電系統(tǒng)(MEMSs)形成的微鏡并根據(jù)鏡驅(qū)動(dòng)器23提供的水平掃描信號(hào)和垂直掃描信號(hào)被驅(qū)動(dòng)。例如,驅(qū)動(dòng)掃描鏡27H在圖像12的水平方向上反射從激光源24R、24G以及24B輸出的激光束并執(zhí)行激光束掃描。驅(qū)動(dòng)掃描鏡27V在圖像12的垂直方向上反射從激光源24R、24G以及24B輸出的激光束并執(zhí)行激光束掃描。
[0038]光學(xué)透鏡28布置在掃描鏡27V和屏幕13之間的激光束光路上，并校正激光束的光路。
[0039]投影裝置11可以采用激光驅(qū)動(dòng)器22和鏡驅(qū)動(dòng)器23被集成到控制器21中的配置。此外，投影裝置11可能具有光學(xué)透鏡28不設(shè)定在激光束的光路上的配置。
[0040]具有上述配置的投影裝置11將二維(2D)圖像12投影在屏幕13上以使掃描鏡27H和27V在彼此正交方向上執(zhí)行激光束掃描。例如，光柵掃描和利薩如(Lissajous)掃描的任一個(gè)可被采用為由掃描鏡27H和27V執(zhí)行的激光束掃描方法，但投影裝置11采用光柵掃描。
[0041]將參考圖2描述光柵掃描。
[0042]參照圖2，通過光柵掃描方法的激光束掃描軌跡如圖像12所示，水平掃描信號(hào)H-掃描如圖像12下部所示，以及垂直掃描信號(hào)V-掃描在圖像12的左邊示出。
[0043]例如，水平掃描信號(hào)H-掃描是具有正弦波波形的信號(hào)，根據(jù)掃描鏡27H的諧振頻率該水平掃描信號(hào)H-掃描諧振在大約20kHz處，并且水平掃描信號(hào)H-掃描的頻率是圖像12的水平同步頻率的一半。例如，垂直掃描信號(hào)V-掃描是具有鋸齒波波形的信號(hào)，該垂直掃描信號(hào)V-掃描諧振在大約60Hz處，該頻率是對(duì)應(yīng)于圖像12的幀周期的頻率。
[0044]在接近水平掃描信號(hào)H-掃描的兩末端的掃描軌跡中，不發(fā)射激光，在投影圖像12中不使用掃描軌跡的返回部分。此外，返回部分就是在其中垂直掃描信號(hào)V-掃描基本上垂直地上升的波形部分，即，激光束的掃描軌跡中的急劇的向上改變的部分，不發(fā)射激光。
[0045]當(dāng)根據(jù)水平掃描信號(hào)H-掃描和垂直掃描信號(hào)V-掃描分別地驅(qū)動(dòng)掃描鏡27H和27V，沿著圖像12表示的掃描軌跡執(zhí)行激光束掃描。因?yàn)?，如圖2所示，激光束的掃描是在兩個(gè)方向是執(zhí)行的，即，由于激光束的掃描方向在水平方向上以掃描線的行為單位改變，有必要在投影裝置11中以掃描線的行為單元執(zhí)行圖像信號(hào)分類或者改變數(shù)據(jù)訪問方向的方法。
[0046]此外，如在水平掃描信號(hào)H-掃描的下面所示，激光束的掃描速度在圖像12的中央處高，但當(dāng)它接近至圖像12邊緣時(shí)減小。這被認(rèn)為引起圖像12中不均勻的亮度，因此投影裝置11執(zhí)行減弱激光輸出并使圖像12邊緣附近的亮度均勻的校正。相似地，投影裝置11在必要時(shí)可以調(diào)整圖像信號(hào)率的比率。
[0047]另外，因?yàn)榧す馐膾呙枋歉鶕?jù)正弦波執(zhí)行的，所以在水平方向上延伸的掃描線之間的間隔變得非均勻。通常，在圖像信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)中，圖像配置有以格狀的形式排列像素的像素陣列，因此，當(dāng)符合圖像信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的圖像信號(hào)根據(jù)依據(jù)正弦波的激光束的掃描軌跡輸出時(shí)，偏差出現(xiàn)在在圖像12中的每個(gè)像素中。
[0048]激光束的掃描軌跡和符合圖像信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的像素陣列之間的關(guān)系將參考圖3的A和圖3的B進(jìn)行描述。
[0049]圖3的A示出激光束的掃描軌跡，圖3的B以重疊方式示出激光束的掃描軌跡和符合圖像信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的像素陣列。
[0050]在圖3的A和圖3的B中，以預(yù)定間距排列在激光束的掃描軌跡上的矩形圓點(diǎn)代表掃描像素，其中，水平掃描信號(hào)H-掃描的正弦波狀的軌跡利用與水平掃描信號(hào)H-掃描同步的視頻時(shí)鐘標(biāo)記。換言之，掃描像素代表根據(jù)視頻時(shí)鐘用激光束照射的點(diǎn)。
[0051]如參考圖2以上所述，激光束的掃描速度在圖像12的中央高而在接近圖像12邊緣時(shí)減小，并且在水平方向上延伸的掃描線之間的間隔非均勻。因此，如圖3的A所示，掃描像素稀疏地排列在圖像12的中心，卻密集地排列在其邊緣附近，并且掃描像素之間的間隔在垂直方向上是非均勻的。
[0052]在圖3的B中，以格狀的形式排列的圓點(diǎn)代表以符合圖像信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的像素陣列排列的像素。如圖3的B所示，根據(jù)激光束的掃描軌跡的掃描像素陣列與依據(jù)圖像信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的像素陣列有極大的不同，因此在時(shí)間上非均勻。因此，當(dāng)投影圖像12時(shí)，在每個(gè)像素中出現(xiàn)偏差。
[0053]關(guān)于這一點(diǎn)，在投影裝置11中，在圖像12的每個(gè)像素中出現(xiàn)的偏差可以通過基于多個(gè)像素的像素信號(hào)的像素值，執(zhí)行生成根據(jù)掃描像素陣列的像素值的插補(bǔ)(插值)處理來避免。
[0054]例如，將描述如圖3的B所示的掃描像素SP。在投影裝置11中，基于接近掃描像素SP的4個(gè)像素Pl至P4的像素值，通過對(duì)應(yīng)于掃描像素SP位置的二維插補(bǔ)，執(zhí)行生成掃描像素SP的像素值的方法。這一方法可在全部的掃描像素上執(zhí)行，因此，可避免在圖像12的每個(gè)像素中偏差的發(fā)生。選擇用于生成掃描像素SP的像素值的像素的模式不限于圖3的B中示出的4個(gè)像素Pl至P4，并且可使用選擇更多像素的各種模式。
[0055]接著，圖4是示出了控制器21的示例性配置的框圖；
[0056]如圖4所示，控制器21包括視頻接口(I/F)31、幀存儲(chǔ)器32、主機(jī)接口 33、中央處理單元(CPU)34、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)35、像素引擎36、激光二極管驅(qū)動(dòng)器(LDD)接口 37、和鏡驅(qū)動(dòng)器接口 38，以上這些是通過總線39彼此相連的。[0057]視頻接口 31連接到圖像再生裝置(未示出)，接收由圖像再生裝置再生的圖像12的圖像信號(hào)并且通過總線39將圖像信號(hào)供給幀存儲(chǔ)器32。幀存儲(chǔ)器32將圖像信號(hào)存儲(chǔ)在圖像12的幀單元中。主機(jī)接口 33連接到主控制器(未示出)，接收從主控制器輸出的控制信號(hào)并通過總線39將控制信號(hào)提供給中央處理單元34。
[0058]CPU34執(zhí)行RAM35中開發(fā)的程序并根據(jù)主機(jī)接口 33提供的控制信號(hào)和存儲(chǔ)在RAM35中的各種信息等，對(duì)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器32的圖像12進(jìn)行處理。RAM35存儲(chǔ)由CPU34所執(zhí)行的程序以及對(duì)CPU34或者像素引擎36執(zhí)行處理所必需的各種信息等。
[0059]像素引擎36根據(jù)存儲(chǔ)在RAM35中的信息，對(duì)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器32中的圖像信號(hào)進(jìn)行處理。例如，根據(jù)參照圖3的上述掃描像素SP的位置，像素引擎36基于掃描像素SP附近的4個(gè)像素Pl至P4的像素值，通過二維插補(bǔ)執(zhí)行生成掃描像素SP的像素值的方法。此夕卜，像素引擎36可以將存儲(chǔ)在RAM35中的信息設(shè)定到像素引擎36的寄存器，然后執(zhí)行處理或者可以立即將幀存儲(chǔ)器32中的圖像信號(hào)存儲(chǔ)在像素引擎36的緩沖器中，然后執(zhí)行處理。
[0060]LDD接口 37連接到圖1所示的激光驅(qū)動(dòng)器22，并根據(jù)由像素引擎36生成的像素值將圖像信號(hào)提供給激光驅(qū)動(dòng)器22。激光驅(qū)動(dòng)器22使激光源24R、24G以及24B發(fā)光，執(zhí)行將圖像12投影在屏幕13上的圖像投影。
[0061]鏡驅(qū)動(dòng)器接口 38連接到圖1所示的鏡驅(qū)動(dòng)器23，從鏡驅(qū)動(dòng)器23獲取同步信號(hào)或者根據(jù)鏡驅(qū)動(dòng)器23提供的檢測信號(hào)調(diào)節(jié)同步信號(hào)。
[0062]具有上述構(gòu)造的控制器21執(zhí)行在控制器21中對(duì)輸入至控制器21的圖像12的圖像信號(hào)的處理，并將所處理的圖像信號(hào)輸出至激光驅(qū)動(dòng)器22。例如，控制器21不僅執(zhí)行校正參考圖3的A和圖3的B的上面所述的在每一像素中出現(xiàn)的偏差的處理，而且執(zhí)行校正投影在屏幕13上的圖像12中出現(xiàn)的失真(由于激光被用作光源)的處理。
[0063]隨后，投影在屏幕13上的圖像中出現(xiàn)的失真將參考圖5進(jìn)行描述。在下文中，當(dāng)不必彼此區(qū)分激光源24R、24G以及24B時(shí)，激光源24R、24G以及24B被適當(dāng)?shù)睾喎Q為“激光源 24”。
[0064]在投影裝置11中，微掃描鏡27H和27V被高速驅(qū)動(dòng)以使利用從點(diǎn)光源發(fā)射的激光束執(zhí)行掃描。這時(shí)，根據(jù)激光源24和屏幕13之間光路的各個(gè)組件之間的位置關(guān)系或者掃描鏡27H和27V的物理驅(qū)動(dòng)操作特點(diǎn)，出現(xiàn)被稱為其中四側(cè)曲線內(nèi)凹的枕形失真的失真，并且投影的是失真圖像12A。
[0065]在過去，為防止投影出失真圖像12A，對(duì)圖像信號(hào)執(zhí)行使四側(cè)向外彎曲失真并具有與枕形失真的彎曲相反的彎曲的信號(hào)處理(預(yù)設(shè)失真處理)，然后，投影已經(jīng)受到預(yù)設(shè)失真校正的圖像12B。當(dāng)已經(jīng)受到預(yù)設(shè)失真校正的圖像12B被投影到屏幕13上時(shí)，投影出四面都被校正為直線的圖像12C。在此，當(dāng)激光束連續(xù)地從投影裝置11發(fā)出時(shí)，圖像12被假定為投影在激光束到達(dá)的所有范圍內(nèi)。
[0066]同時(shí)，如上所述，因?yàn)檎硇问д媸歉鶕?jù)激光源24和屏幕13之間光路的各個(gè)組件的位置關(guān)系或掃描鏡27H和27V的物理驅(qū)動(dòng)操作特點(diǎn)決定的，所以很難適當(dāng)?shù)匦Ｕд?。另夕卜，因?yàn)樯傻恼硇问д嬖趶耐队皥D裝置11觀察屏幕13 (屏幕13的法線方向)的方向上動(dòng)態(tài)地變化，所以更難執(zhí)行校正。因此，通過預(yù)先設(shè)定的濾波器處理對(duì)由復(fù)雜因素引起的失真精確地實(shí)現(xiàn)預(yù)先校正的處理是非常困難的，而且限制光路的各個(gè)組件的自由度。
[0067]關(guān)于這一點(diǎn)，在投影裝置11中，使用屏幕13法線信息基于激光束的軌跡對(duì)圖像12的圖像信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，從而，可以投影沒有失真的圖像12。
[0068]在投影裝置11中計(jì)算激光束的軌跡的原理將參考圖6和圖7進(jìn)行描述。
[0069]圖6示出對(duì)計(jì)算從投影裝置11照射至屏幕13的激光束軌跡必要的一部分投影裝置11的配置。
[0070]如圖6所示，將描述光路的計(jì)算，通過該光路從激光源24發(fā)射的激光束由掃描鏡27H第一次發(fā)射，然后由掃描鏡27V反射，然后到達(dá)屏幕13。
[0071]當(dāng)驅(qū)動(dòng)掃描鏡27H和27V時(shí)，掃描鏡27H和27V的反射路徑基于激光源24與掃描鏡27H以及27V的位置關(guān)系和傾角獲得。從激光源24輸出的激光束以入射角Θ I入射在掃描鏡27H上，并且由掃描鏡27H以反射角Θ I反射的激光束以入射角Θ 2入射在掃描鏡27V上。此后，由掃描鏡27V以反射角Θ 2反射的激光束到達(dá)由法向量Sn指定的屏幕13。
[0072]然后，屏幕13上的激光束可以投影的可投影區(qū)域被指定，以使掃描鏡27H在預(yù)定的范圍中旋轉(zhuǎn)地被驅(qū)動(dòng)從而在水平方向上執(zhí)行激光束掃描，并且掃描鏡27V在預(yù)定的范圍中旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)從而在豎直方向上執(zhí)行激光束掃描。這時(shí)，枕形失真出現(xiàn)在可投影區(qū)域中。
[0073]換言之，如圖7所示，可投影區(qū)域14的四側(cè)邊向內(nèi)彎曲并且在屏幕13的方向上的彎曲彼此不同。因此，當(dāng)激光源24連續(xù)地發(fā)射激光束，圖像被投影到整個(gè)可投影區(qū)域14上。
[0074]關(guān)于這一點(diǎn)，投影裝置11設(shè)定一個(gè)區(qū)域，其中，圖像12與可投影區(qū)域14內(nèi)部接觸的區(qū)域作為投影窗口 15，并且只有在投影窗口 15內(nèi)部區(qū)域執(zhí)行激光束掃描時(shí)，投影裝置11發(fā)射激光。換言之，投影圖裝置11不向投影窗口 15外面部分的可投影區(qū)域14發(fā)出激光。通過這個(gè)操作，投影裝置11可以將具有很少失真的圖像12投影在投影窗口 15內(nèi)部。
[0075]這時(shí)，當(dāng)投影到屏幕13上的圖像12被稱為輸出圖像12qut并且輸入到控制器21的圖像被稱為輸入圖像12in時(shí)，投影裝置I基于輸入圖像12IN執(zhí)行生成輸出圖像12tot的方法以使輸出圖像12qut符合屏幕13上的投影窗口 15。此外，如上參考圖3的A和圖3的B所述，投影裝置11基于接近在對(duì)應(yīng)輸出圖像12ott的掃描像素SP的位置處的輸入圖像12in的位置的像素Pl至像素P4的像素值執(zhí)行生成掃描像素SP的像素值的方法。
[0076]如上所述，為了設(shè)定將輸出圖像12投影其上的投影窗口 15，投影裝置11的控制器21計(jì)算并且獲取在其中反映實(shí)際失真的可投影區(qū)域14。此外，當(dāng)光學(xué)透鏡28設(shè)定在光路上時(shí)，基于反映光學(xué)透鏡28的折射率(即，受光學(xué)透鏡28影響)的激光束軌跡，來計(jì)算其中考慮對(duì)應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)的光路。
[0077]隨后，用于計(jì)算出現(xiàn)失真的可投影區(qū)域14的計(jì)算算法將會(huì)參考圖8進(jìn)行描述。
[0078]在此，在下面的計(jì)算中，激光源24的發(fā)光末端的位置坐標(biāo)L由L (Lx、Ly、Lz)表示，并且從激光源24發(fā)出的激光束的射束向量Lv通過Lv (Lvx、Lvy> Lvz)表示。
[0079]此外，掃描鏡27H的表面上的某個(gè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)H通過H (Hx、Hy、Hz)表示，并且掃描鏡27H的法向量Hn通過Hn (Hnx, Hny, Hnz)表示。此外，掃描鏡27H的旋轉(zhuǎn)中心的位置坐標(biāo)He通過He (Hex、Hey、Hcz)表示，并且掃描鏡27H的旋轉(zhuǎn)軸Ha通過Ha (Hax, Hay,Haz)表示。此外，掃描鏡27H與激光束之間的交點(diǎn)坐標(biāo)Hcr通過Her (Hcrx、Hcry, Hcrz)表示，并且經(jīng)過掃描鏡27H的交點(diǎn)坐標(biāo)Hcr的反射向量Hv通過Hv (Hvx、Hvy> Hvz)表示。
[0080]相似地，在掃描鏡27V的表面上的某個(gè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)V通過V (Vx、Vy、Vz)表示，并且掃描鏡27V的法向量Vn通過Vn (Vnx、Vny、Vnz)表示。此外，掃描鏡27V的旋轉(zhuǎn)中心的位置坐標(biāo)Vc通過Vc (Vex、Vcy、Vcz)表示，并且掃描鏡27V的旋轉(zhuǎn)軸Va通過Va (Vax,Vay、Vaz)表示。此外，旋轉(zhuǎn)軸Va表示面向圖背面的向量。此外，掃描鏡27V和激光束之間的交點(diǎn)坐標(biāo)Vcr通過Vcr (Vcrx、Vcry、Vcrz)表示,并且經(jīng)過掃描鏡27V的交點(diǎn)坐標(biāo)Vcr的反射向量Vv通過Vv (Vvx、Vvy、Vvz)表示。
[0081]此外，在屏幕13表面上的某個(gè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)通過S (Sx、Sy、Sz)表示，屏幕13的法向量Sn通過Sn (Snx>Sny>Snz)表示,并且屏幕13的表面與激光束之間的交點(diǎn)坐標(biāo)Scr通過 Scr (Scrx、Scry、Scrz)表不。
[0082]這時(shí)，旋轉(zhuǎn)后的掃描鏡27V的法向量Hn’、旋轉(zhuǎn)后的掃描鏡27H的法向量Hv’、旋轉(zhuǎn)后的掃描鏡27H的表面上的預(yù)定點(diǎn)的位置坐標(biāo)H’以及旋轉(zhuǎn)后掃描鏡27V的表面上的預(yù)定點(diǎn)的位置坐標(biāo)V’通過以下等式⑴至⑷獲得:
[0083]Quat (a; Hn’)=R ( Θ hm, Ha).Quat (O; Hn).Q ( Θ hm, Ha)...(I)
[0084]Quat (b; Η’-He) =R ( Θ hm, Ha).Quat (O; (H-Hc)).Q ( θ hm, Ha)...(2)
[0085]Quat (c; Vn') =R ( θ vm, Va).Quat (O; Vn).Q ( θ vm, Va)...(3)
[0086]Quat (d; V' -Vc) =R ( θ vm, Va).Quat (O; (V-Vc)).Q ( θ vm, Va)...(4)
[0087]在方程式(I)至(4)中，Quat (r; V)表示四元數(shù)，r表示實(shí)部(標(biāo)量值)，V表示虛部(向量值)。此外，四元數(shù)的乘法由下式(5)定義:
[0088]Quat (rl; vl).Quat (r2; v2)
[0089]=Quat (rl*r2-Dot (vl, v2) ; rl*v2+r2*vl+Cross (vl, v2))...(5)
[0090]在等式(5)中，Do t(vl，v2)表示向量的標(biāo)量積,并且Cross (vl、v2)表示向量的向量積。
[0091]在等式⑴至(4)中，R(0，N)和Q(0，N)由以下等式(6)和(7)獲得:
[0092]R( Θ，N) =Quat (cos ( Θ/2) ; _N*sin ( Θ/2))...(6)
[0093]Q ( θ，N) =Quat (cos ( θ/2) ; N*sin ( θ/2))…(7)
[0094]在等式(6)和(7)，Θ表示角度，并且N表示向量。
[0095]在此，在等式⑴至(4)中，四元數(shù)的實(shí)部a、b、c和d的計(jì)算結(jié)果不被使用。
[0096]隨后，來自于激光源24激光束與掃描鏡27H之間的交點(diǎn)坐標(biāo)Hcr和掃描鏡27H中的激光束的反射向量Hv通過以下等式⑶和(9)計(jì)算:
[0097]Hv=Lv_2*Dot (Lv, Hn’)*Hn’...(8)
[0098]Hcr=th*Lv+L…(9)
[0099]在等式(8)中的Dot(Lv，Hn’)表示向量的標(biāo)量積，等式(9)中th=Dot ((H，-L)，Hn’) /Dot (Lv, Hn’))。此外，基于等式(8)和(9)，激光束和掃描鏡27V之間的交點(diǎn)坐標(biāo)Vcr和在掃描鏡27V中的激光束的反射向量Vv通過以下等式(10)和(11)計(jì)算:
[0100]Vv=Hv-2*Dot (Hv, Vn’)*Vn’…(10)
[0101]Vcr=tv*Hv+Hcr…(11)
[0102]在等式(11)中，tv=Dot((V，-Her)，Vn’)/Dot (Hv, Vn’)。
[0103]此外，激光束與由等式(10)和等式(11)計(jì)算的屏幕13之間的交點(diǎn)坐標(biāo)Scr通過以下等式(12)計(jì)算。
[0104]Scr=ts*Vv+Vcr…(12)
[0105]在等式(12)中，ts=Dot((S-Vcr)，Sn)/Dot (Vv, Sn)。[0106]然后，可以通過在交點(diǎn)坐標(biāo)Scr上執(zhí)行如在以下等式(13)和(14)中表示的投影變換來計(jì)算在輸入圖像上的坐標(biāo)(X，Y)。
[0107]X=Scrx*scale_x+offset_x…(13)
[0108]Y=Scry*scale_y+offset_y…(14)
[0109]在此，等式(13)和等式(14)在假設(shè)視點(diǎn)在坐標(biāo)(0，0，0，)并且屏幕13以從視點(diǎn)至(0,0,1)的方向放置，以及offset_x、offset_y、scale_x、和scale_y都是并行變換的參數(shù)下闡明了并行投影的實(shí)例。上述計(jì)算是一個(gè)實(shí)例，并且計(jì)算可基于任意其它算法被執(zhí)行。
[0110]如上所述，可投影區(qū)域14可以基于在屏幕13上激光束進(jìn)行掃描的軌跡，使用屏幕13的法向量Sn來計(jì)算。然后，在可投影區(qū)域14內(nèi)設(shè)定用作圖像12的實(shí)際投影的范圍的投影窗口 15，以使得激光源24被打開以發(fā)出激光束。
[0111]此外，計(jì)算可投影區(qū)域14的處理和設(shè)定投影窗口的處理由信息處理單元來執(zhí)行，該信息處理單元被實(shí)現(xiàn)為使CPU24在控制器21中執(zhí)行程序。
[0112]隨后，圖9是示出了被實(shí)現(xiàn)為使圖4所示的CPU34執(zhí)行程序的信息處理單元的功能框圖。
[0113]如圖9所示，信息處理單元51包括存儲(chǔ)單元52、信息獲取單元53、可投影區(qū)域計(jì)算單元54、以及投影窗口設(shè)定單元55。
[0114]存儲(chǔ)單元52存儲(chǔ)諸如對(duì)計(jì)算可投影區(qū)域14必要的向量信息和位置信息這樣的信息。例如，存儲(chǔ)單元52存儲(chǔ)屏幕13的法向量Sn、激光源24的發(fā)光端的位置坐標(biāo)L、從激光源24發(fā)射的激光束的射束向量Lv、掃描鏡27H的法向量Hn、掃描鏡27H的旋轉(zhuǎn)中心的位置坐標(biāo)He、掃描鏡27H的旋轉(zhuǎn)軸Ha、掃描鏡27V的法向量Vn、掃描鏡27V的旋轉(zhuǎn)中心的位置坐標(biāo)Vc、掃描鏡27V的旋轉(zhuǎn)軸Va，以上所述參考圖6至圖8。
[0115]信息獲取單元53根據(jù)由可投影計(jì)算單元54執(zhí)行的算術(shù)運(yùn)算從存儲(chǔ)單元52獲取必要信息，并把所獲取信息提供給可投影區(qū)域計(jì)算單元54。此外，例如，信息獲取單元53可通過圖4所示的主機(jī)接口 33獲取從外部提供的表示屏幕13的法向量Sn的信息，并且將所獲取的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器52中。例如，信息獲取單元53獲取由如后面參照圖14所述的主控制器71提供的表不法向量Sn的信息。
[0116]可投影區(qū)域計(jì)算單元54使用由信息獲取單元53提供的信息執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，并計(jì)算屏幕13上激光束可在其上投影的可投影區(qū)域14。換而言之，可投影區(qū)域計(jì)算單元54基于屏幕13上激光束進(jìn)行掃描的軌跡，使用屏幕13的法向量Sn計(jì)算可投影區(qū)域14。
[0117]投影窗口設(shè)定單元5使得激光束發(fā)射到由可投影區(qū)域計(jì)算單元54計(jì)算的可投影區(qū)域14的內(nèi)部并且設(shè)定用作輸出圖像12OTT投影區(qū)域的投影窗口 15。然后，投影窗口設(shè)定單元55提供表示在圖4示出的RAM35中存儲(chǔ)的投影窗口 15的信息。
[0118]如上所述，信息處理單元51通過可投影區(qū)域計(jì)算單元54計(jì)算可投影區(qū)域14，通過投影窗口設(shè)定單元55設(shè)定投影窗口 15，并且使投影窗口 15存儲(chǔ)于RAM35中。然后，執(zhí)行基于輸入圖像12IN生成輸出圖像12.的方法以使對(duì)存儲(chǔ)在RAM35中的投影窗口 15來說合適的輸出圖像12OTT被投影。
[0119]然后，在投影設(shè)備11中，當(dāng)要被投影到屏幕13上的激光束的掃描在可投影區(qū)域14內(nèi)被執(zhí)行時(shí)，表征根據(jù)在所設(shè)定的投影圖窗口 15中激光束的軌跡的掃描像素SP的像素值的像素信號(hào)在期望的 時(shí)序提供給激光驅(qū)動(dòng)器22。因此，激光源24R、24G以及24B發(fā)光，從而，投影掃描像素SP。根據(jù)其中激光束的軌跡在投影窗口 15內(nèi)的掃描，反復(fù)地執(zhí)行操作，以使得二維圖像12被投影。
[0120]隨后，控制器21投影圖像12到屏幕13上的方法將參考圖10的流程圖進(jìn)行描述。
[0121]例如，當(dāng)輸入圖像12in的圖像信號(hào)開始被提供給視頻接口 31時(shí)，處理開始。在步驟Sll中，信息獲取單元53獲取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元52中的信息，并把獲取的信息提供給可投影區(qū)域計(jì)算單元54。
[0122]在步驟S12中，可投影區(qū)域計(jì)算單元54通過使用由獲取單元53提供的信息執(zhí)行上述的算術(shù)運(yùn)算計(jì)算可投影區(qū)域14。
[0123]在步驟S13中，投影窗口設(shè)定單元55將投影窗口 15設(shè)定至由可投影區(qū)域計(jì)算單元54計(jì)算的可投影區(qū)域14的內(nèi)部。
[0124]在步驟S14中，像素引擎36通過視頻接口 31讀取存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器32中的輸入圖像12IN的圖像信號(hào)。
[0125]在步驟S15中，像素引擎36基于根據(jù)存儲(chǔ)在RAM35中的信息在步驟14讀入的輸入圖像12in的圖像信號(hào)，根據(jù)輸出圖像12ott的掃描像素SP的位置，通過使用二維(2D)插補(bǔ)生成投影窗口 15中的掃描像素SP的像素值來生成輸出圖像12qut。
[0126]在步驟S16中，像素引擎36通過LDD接口 37將在步驟S15中生成的輸出圖像12QUT的圖像信號(hào)輸出給激光驅(qū)動(dòng)器22。因此，激光驅(qū)動(dòng)器22使激光源24R、24G以及24B發(fā)光，從而投影圖像12。
[0127]在步驟S17中，CPU34確認(rèn)處理是否結(jié)束，例如，當(dāng)執(zhí)行結(jié)束圖像投影的操作時(shí)，或者當(dāng)輸入圖像12in的圖像信號(hào)供應(yīng)停止時(shí)，確認(rèn)處理結(jié)束。然而，當(dāng)CPU34確認(rèn)處理在步驟17中沒有終止時(shí)，方法返回到步驟S14，并重復(fù)相同的方法。
[0128]如上所述，投影設(shè)備11根據(jù)光路的布置和條件計(jì)算可投影區(qū)域14，并且使要被實(shí)際發(fā)射至可投影區(qū)域14內(nèi)部的激光束發(fā)射到圖像12投影的投影窗口 15。因此，可通過屏幕13的法向量Sn動(dòng)態(tài)地投影圖像12，其中，圖像12中的失真已經(jīng)容易地高精度地被校正。此外，可以容易地處理在光路組件中的變化或者改變，并增加其自由度。
[0129]此外，例如，當(dāng)計(jì)算可投影區(qū)域14時(shí)，可投影區(qū)域計(jì)算單元54可離散地計(jì)算投影到屏幕13上的激光束的軌跡并且離散地獲得要在屏幕13上渲染的像素的位置(下文中被稱為“渲染像素位置”)。在這種情況下，當(dāng)像素引擎36渲染輸出圖像12TOT時(shí)，可以插補(bǔ)離散計(jì)算的渲染像素位置并且獲得與其間的渲染像素位置對(duì)應(yīng)的掃描像素SP的像素值。
[0130]離散地計(jì)算渲染像素位置的方法將參考圖11的A和圖11的B進(jìn)行描述。
[0131]在圖11的A中，基于投影到由可投影區(qū)域計(jì)算單元54計(jì)算的屏幕13上的激光束的點(diǎn)的軌跡的渲染像素位置通過黑色圓點(diǎn)表示。如圖11的A所示，根據(jù)激光束的點(diǎn)的軌跡，離散地計(jì)算渲染像素位置，并且基于渲染像素位置獲得可投影區(qū)域14。此外，可以計(jì)算期望的渲染像素位置以使像素引擎36在渲染時(shí)通過濾波處理被離散計(jì)算的兩個(gè)相鄰的渲染像素位置之間執(zhí)行插補(bǔ)。
[0132]換而言之，可以計(jì)算如圖11的B所示的在渲染像素位置61與62之間插補(bǔ)的渲染像素位置63至68的像素值，以使像素引擎36通過濾波處理在如圖11的A所示渲染像素位置61和62的位置之間執(zhí)行插補(bǔ)。
[0133]因此，相比于基于激光束的點(diǎn)的軌跡計(jì)算所有在屏幕13上渲染的渲染像素位置，這可以減少計(jì)算成本，并降低用于存儲(chǔ)可投影區(qū)域14的存儲(chǔ)量。
[0134]如上參考圖1所述，投影設(shè)備11使用兩個(gè)掃描鏡27H和27V以執(zhí)行二維激光束掃描，但是，舉個(gè)例子，可用單個(gè)掃描鏡執(zhí)行二維的激光束掃描。
[0135]圖12示出了投影設(shè)備11的變形例。
[0136]投影設(shè)備11’包括控制器21、激光驅(qū)動(dòng)器22、鏡驅(qū)動(dòng)器23、激光源24R、24G和24B、鏡25、二向色鏡26-1和26-2、以及光學(xué)透鏡28，相似于圖1的投影設(shè)備11，但控制器21、激光驅(qū)動(dòng)器22和光學(xué)透鏡28在圖12中未示出。
[0137]此外，投影設(shè)備11’包括掃描鏡27’而不是掃描鏡27H和27V。
[0138]掃描鏡27’根據(jù)從鏡驅(qū)動(dòng)器23提供的掃描信號(hào)，在兩個(gè)軸向上被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，以在圖像12的水平方向上和垂直方向上執(zhí)行激光束掃描。如上所述，在投影設(shè)備11’中，可以在彼此正交的方向上驅(qū)動(dòng)單個(gè)掃描鏡27’的方式投影圖像12，這時(shí)，以與上述相同的方式也可獲得可投影區(qū)域14。
[0139]另外，投影設(shè)備11可以以不出現(xiàn)失真的方式投影圖像12到具有單個(gè)平面的屏幕13上，也可以以在任何一個(gè)平面上都不出現(xiàn)失真的方式投影圖像12到具有多個(gè)平面的屏眷13上。
[0140]投影圖像12到具有兩個(gè)平面的屏幕13’上的實(shí)例將參考圖13的A和13的B進(jìn)行描述。
[0141]如圖13的A所示，屏幕13’包括具有由法向量Sn-1指定的平面的屏幕13_1，以及具有由法向量Sn-2指定的平面的屏幕13-2。這時(shí)，法向量Sn-1和Sn_2表示不同方向。
[0142]這時(shí)，可投影區(qū)域計(jì)算單元54使用法向量Sn-1和Sn_2將屏幕13’分為屏幕13_1和屏幕13-2并計(jì)算可投影區(qū)域14-1和14-2。然后，投影窗口設(shè)定單元55分別為可投影區(qū)域14-1和14-2設(shè)定投影窗口 15-1和15-2，并基于輸入圖像12IN生成輸出圖像12QUT。
[0143]因此，投影設(shè)備11可容易地投影具有很少失真的圖像12到屏幕13’的兩個(gè)平面的每一個(gè)上。相似地，投影設(shè)備11也可投影具有很少失真的圖像12到具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的屏幕的每個(gè)平面上以及具有單個(gè)平面的屏幕13上。
[0144]圖14示出一個(gè)能夠獲取屏幕13的法向量Sn的投影系統(tǒng)的示例性配置。
[0145]如圖14所示，投影系統(tǒng)包括投影設(shè)備11、主控制器71以及成像裝置72。
[0146]在投影系統(tǒng)中，成像裝置72獲取投影到屏幕13上的信息并且將獲取的信息提供給主控制器71，主控制器71基于所提供的信息計(jì)算屏幕13的法向量Sn，并將法向量Sn傳輸至投影設(shè)備11。表示法向量Sn的信息通過圖9所示的信息獲取單元53獲取。
[0147]例如，投影設(shè)備11分配可由成像裝置72識(shí)別的信息(例如，一種標(biāo)記)至輸出圖像12ουτ的外側(cè)(外框(frame))或者預(yù)定位置，并且輸出合成數(shù)據(jù)。成像裝置72輸出通過成像投影到屏幕13上的輸出圖像12ott獲得成像圖像，主控制器71基于成像圖像識(shí)別投影到屏幕13上的輸出圖像12qut的標(biāo)記。
[0148]然后，主控制器71通過基于識(shí)別標(biāo)記和輸出圖像12qut的尺寸計(jì)算從投影設(shè)備11至投影面的距離，并基于從成像裝置72看標(biāo)記的位置執(zhí)行三角運(yùn)算來計(jì)算屏幕13的法向量Sn。此外，投影設(shè)備11的投影角和投影設(shè)備11與成像裝置72之間的距離被假定為已知并設(shè)定于主控制器71。如上所述，可投影區(qū)域計(jì)算單元54基于通過主控制器71計(jì)算的屏幕13的法向量Sn計(jì)算可投影區(qū)域14。[0149]此外，例如，投影設(shè)備11不僅可從由成像裝置72成像的圖像獲得信息獲取單元53所獲取的法向量Sn而且還可以根據(jù)由用戶輸入至輸入設(shè)備(未示出)的信息獲得表示屏幕13的法向量Sn的信息。例如，用戶可以輸入指定屏幕13的信息以觀看投影到屏幕13上的圖像12的同時(shí)校正圖像12的失真，投影設(shè)備11可處理如法向量Sn的輸入信息。換言之，用于計(jì)算可投影區(qū)域14的信息不限于表示法向量Sn的信息。
[0150]另外，主控制器71的功能可集成到投影設(shè)備11的控制器21中。
[0151]在結(jié)合實(shí)例所作出的上述描述中的投影窗口 15被設(shè)定為與可投影區(qū)域14內(nèi)接觸，即，其中，投影窗口 15被設(shè)定為可投影區(qū)域14內(nèi)部的最大值，但是只要投影窗口 15是可投影區(qū)域14內(nèi)部的區(qū)域，投影窗口 15可設(shè)定成各種樣式。在此，投影窗口 15被設(shè)定成與可投影區(qū)域14內(nèi)接觸的實(shí)例被稱為第一設(shè)定實(shí)例。
[0152]隨后，投影窗口的第二設(shè)定實(shí)例將參考圖15進(jìn)行描述。
[0153]在圖15示出實(shí)例中的投影窗口 15’被設(shè)定在可投影區(qū)域14的左上方。此外，投影窗口 15’被假定具有與圖像12相同的長寬比，并且基于在輸入圖像12in中與輸出圖像12qut的掃描像素SP對(duì)應(yīng)的位置的周圍的像素Pl至P4的像素值計(jì)算掃描像素SP的像素值。
[0154]隨后，投影窗口的第三設(shè)定實(shí)例將參考圖16進(jìn)行描述。
[0155]在圖16示出實(shí)例中的水平長投影窗口 15’被設(shè)定在可投影區(qū)域14的上方。投影窗口 15’被假定具有與圖像12的不同的長寬比，并且基于在輸入圖像12?中與水平長圖像12ουτ對(duì)應(yīng)的區(qū)域中的像素Pl至Ρ4的像素值計(jì)算掃描像素SP的像素值。
[0156]如上所述，在投影設(shè)備11中，投影窗口設(shè)定單元55可在可投影區(qū)域14內(nèi)部的期望區(qū)域設(shè)定投影窗口 15，并將表示設(shè)定投影窗口 15的信息存儲(chǔ)在RAM35中。因此，可以以通過基于存儲(chǔ)在RAM35中的表示投影窗口 15的信息執(zhí)行上述處理來進(jìn)行輸入圖像12^和投影窗口 15之間的匹配的方式，投影輸出圖像12TOT到屏幕13上。因此，投影設(shè)備11可靈活地在可投影區(qū)域14上設(shè)定投影窗口 15，從而高自由度地投影圖像12。
[0157]然后，通過將可移動(dòng)介質(zhì)111插入驅(qū)動(dòng)110，程序經(jīng)由輸入/輸出接口 105可被安裝在存儲(chǔ)單元908中。此外，程序通過有線或者無線傳輸介質(zhì)可由通信單元109接收并安裝在存儲(chǔ)單元908中。而且，該程序可以預(yù)先安裝在R0M102或者存儲(chǔ)單元908中。
[0158]可通過硬件或者軟件執(zhí)行上述一系列處理(信息處理方法)。當(dāng)通過軟件執(zhí)行一系列處理時(shí)，形成軟件的程序被安裝到集成在專用硬件內(nèi)的計(jì)算機(jī)中，或者從程序在其上記錄的程序存儲(chǔ)介質(zhì)安裝到通用個(gè)人計(jì)算機(jī)中，例如，該通用個(gè)人計(jì)算機(jī)可通過安裝各種類型的程序執(zhí)行各種類型的功能。
[0159]圖17是示出了根據(jù)程序執(zhí)行之前描述的一系列處理的計(jì)算機(jī)硬件的配置實(shí)例的框圖。
[0160]在計(jì)算機(jī)中，中央處理單元(CPU) 101，只讀存儲(chǔ)器(ROM) 102和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 103通過總線104互連。
[0161]此外，輸入/輸出接口 105連接至總線104。連接到輸入/輸出接口 105的是:由鍵盤、鼠標(biāo)、麥克風(fēng)等形成的輸入單元106，由顯示器、揚(yáng)聲器等形成的輸出單元107，由硬盤、非易失性存儲(chǔ)器等形成的存儲(chǔ)單元108、由網(wǎng)絡(luò)接口等形成的通信單元109以及驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)介質(zhì)111 (即磁盤、光盤、磁光盤或者半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等)的驅(qū)動(dòng)110。
[0162]在如上所述配置的計(jì)算機(jī)中，例如，CPUlOl通過輸入/輸出接口 105和總線104加載存儲(chǔ)在RAM103上的存儲(chǔ)單元108中的程序，并執(zhí)行該程序。從而，執(zhí)行上述一系列處理。
[0163]由計(jì)算機(jī)(CPUlOl)執(zhí)行的程序被記錄在可移動(dòng)介質(zhì)111中，例如，其是由磁盤(包括軟盤)、光盤(只讀存儲(chǔ)光盤(CD-ROM)、數(shù)字光盤(DVD)等)、磁光盤或者半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。可替代地，經(jīng)由諸如局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及數(shù)字衛(wèi)星廣播等的有線或者無線傳輸介質(zhì)提供程序。
[0164]然后，通過將可移動(dòng)介質(zhì)111插入驅(qū)動(dòng)110，經(jīng)由輸入/輸出接口 105將程序安裝在存儲(chǔ)器908中。此外，程序經(jīng)由有線或者無線傳輸介質(zhì)由通信單元109接收并安裝在存儲(chǔ)單元108中。而且，該程序可以預(yù)先安裝在R0M102或者存儲(chǔ)單元108中。
[0165]此外，本技術(shù)也可被配置如下。
[0166](I) 一種圖像輸出裝置，包括:
[0167]可投影區(qū)域計(jì)算單元，使用指定通過利用激光束的二維掃描圖像所投影到的屏幕的信息，基于激光束進(jìn)行掃描的軌跡，來計(jì)算屏幕上的可投影激光束的區(qū)域、即可投影區(qū)域；
[0168]投影窗口設(shè)定單元，使激光束被發(fā)射并設(shè)定在可投影區(qū)域中作為圖像投影范圍的投影窗口 ；以及
[0169]生成單元，針對(duì)圖像中包括的每一個(gè)像素生成在屏幕上的投影窗口內(nèi)與像素相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值，以使圖像投影到由投影窗口設(shè)定的范圍內(nèi)。
[0170](2)根據(jù)(I)的圖像輸出裝置，
[0171]其中，可投影區(qū)域計(jì)算單元使用表示與屏幕的平面正交的法線的方向的法線信息作為指定屏幕的信息來計(jì)算可投影區(qū)域。
[0172](3)根據(jù)(I)或(2)的圖像輸出裝置，
[0173]其中，生成單元將在屏幕上的投影窗口內(nèi)激光束所照射的預(yù)定位置定義為投影像素，并基于圖像中與投影像素對(duì)應(yīng)的位置周圍的多個(gè)像素的像素值生成投影像素的像素值。
[0174]( 4 )根據(jù)(I)到(3 )中的任一項(xiàng)的圖像輸出裝置，還包括:
[0175]激光源，生成激光束；以及
[0176]掃描鏡，反射從激光源輸出的激光束并利用激光束進(jìn)行二維掃描。
[0177]( 5 )根據(jù)(I)到(4 )中的任一項(xiàng)的圖像輸出裝置，還包括:
[0178]布置在從掃描鏡至屏幕的光路上并校正激光束的光路的光學(xué)透鏡，
[0179]其中，可投影區(qū)域計(jì)算單元基于其中反映光學(xué)透鏡所造成的影響的激光束的軌跡計(jì)算可投影區(qū)域。
[0180](6)根據(jù)(2)到(5)中的任一項(xiàng)的圖像輸出裝置，
[0181]其中，當(dāng)屏幕具有多個(gè)平面時(shí)，可投影區(qū)域計(jì)算單元使用屏幕的多個(gè)平面的每一個(gè)的法線信息計(jì)算可投影區(qū)域。
[0182](7)根據(jù)(I)到(6)中的任一項(xiàng)的圖像輸出裝置，
[0183]其中，可投影區(qū)域計(jì)算單元離散地計(jì)算投影到屏幕上的激光束的軌跡，并且
[0184]生成單元生成由可投影區(qū)域計(jì)算單元離散地計(jì)算的激光束的軌跡被插補(bǔ)的位置的像素值。
[0185](8)根據(jù)(2)到(7)中任一項(xiàng)的圖像輸出裝置，還包括:[0186]獲取屏幕法線信息的信息獲取單元。
[0187](9)根據(jù)(2) IlJ(S)中任一項(xiàng)的圖像輸出裝置，還包括:
[0188]成像單元，成像投影到屏幕上的圖像并輸出成像圖像；以及
[0189]計(jì)算單元，基于從成像單元輸出的成像圖像識(shí)別的、圖像中包括的信息計(jì)算屏幕的法線信息。
[0190](10)根據(jù)(I)到(9)中任一項(xiàng)的圖像輸出裝置，還包括:
[0191 ] 存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)通過投影窗口設(shè)定單元設(shè)定的投影窗口，
[0192]其中，生成單元基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的投影窗口，根據(jù)要被投影到屏幕上的輸入圖像生成將被投影到屏幕上的輸出圖像。
[0193]本實(shí)施方式并不限于上述實(shí)施方式，并且在不偏離本公開的要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種改變。
[0194]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)理解，只要在所附權(quán)利要求或者其等價(jià)物范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)需求及其他的因素，可進(jìn)行不同的修改、組合、子組合和替換。
[0195]本公開包括于2012年9月28日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP2012-216649所公開的主題，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像輸出裝置，包括: 可投影區(qū)域計(jì)算單元，使用指定通過激光束的二維掃描而使圖像所投影到的屏幕的信息，基于所述激光束進(jìn)行掃描的軌跡，來計(jì)算所述屏幕上的可投影所述激光束的區(qū)域，作為可投影區(qū)域； 投影窗口設(shè)定單元，使所述激光束被發(fā)射并設(shè)定投影窗口，作為在所述可投影區(qū)域中投影所述圖像的范圍；以及 生成單元，以使所述圖像投影到由所述投影窗口設(shè)定的所述范圍內(nèi)的方式，針對(duì)所述圖像中包括的每一個(gè)像素生成在所述屏幕上的所述投影窗口內(nèi)與所述像素相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像輸出裝置， 其中，所述可投影區(qū)域計(jì)算單元使用表示與所述屏幕的平面正交的法線的方向的法線信息作為指定所述屏幕的所述信息來計(jì)算所述可投影區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像輸出裝置， 其中，所述生成單元將在所述屏幕上的所述投影窗口內(nèi)照射所述激光束的預(yù)定位置定義為投影像素，并基于所述圖像中與所述投影像素對(duì)應(yīng)的位置周圍的多個(gè)像素的像素值生成所述投影像素的像素值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像輸出裝置，還包括: 激光源，生成所述激光束；以及 掃描鏡，反射從所述激光源輸出的所述激光束并利用所述激光束進(jìn)行二維掃描。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像輸出裝置，還包括: 布置在從所述掃描鏡至所述屏幕的光路上并校正所述激光束的所述光路的光學(xué)透鏡， 其中，所述可投影區(qū)域計(jì)算單元基于反映所述光學(xué)透鏡所造成的影響的所述激光束的軌跡計(jì)算所述可投影區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像輸出裝置， 其中，當(dāng)所述屏幕具有多個(gè)平面時(shí)，所述可投影區(qū)域計(jì)算單元使用所述屏幕的多個(gè)平面中的每一個(gè)的法線信息計(jì)算所述可投影區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像輸出裝置， 其中，所述可投影區(qū)域計(jì)算單元離散地計(jì)算投影到所述屏幕上的所述激光束的所述軌跡，并且 所述生成單元生成由所述可投影區(qū)域計(jì)算單元離散地計(jì)算的所述激光束的所述軌跡被插補(bǔ)的位置的像素值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像輸出裝置，還包括: 信息獲取單元，獲取所述屏幕法線信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像輸出裝置，還包括: 成像單元，成像投影到所述屏幕上的圖像并輸出成像圖像；以及 計(jì)算單元，基于所述圖像中包括的且從所述成像單元輸出的所述成像圖像識(shí)別的信息計(jì)算所述屏幕的法線信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像輸出裝置，還包括: 存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)通過所述投影窗口設(shè)定單元設(shè)定的所述投影窗口，其中，所述生成單元基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的所述投影窗口，根據(jù)要被投影到所述屏幕上的輸入圖像生成將被投影到所述屏幕上的輸出圖像。
11.一種圖像輸出方法，包括: 使用指定通過激光束的二維掃描投影而使圖像所投影到的屏幕的信息，基于所述激光束的掃描軌跡，來計(jì)算所述屏幕上的可投射所述激光束的區(qū)域，作為可投影區(qū)域； 使所述激光束被發(fā)射，并設(shè)定投影窗口，作為所述可投影區(qū)域中投影所述圖像的范圍；以及 以使所述圖像投影到由所述投影窗口設(shè)定的所述范圍內(nèi)的方式，針對(duì)構(gòu)成所述圖像的每一個(gè)像素生成在所述屏幕上的所述投影窗口內(nèi)的與所述圖像相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像輸出方法，還包括: 存儲(chǔ)所述投影窗口，并且 基于所存儲(chǔ)的所述投影窗口，根據(jù)要被投影到所述屏幕上的輸入圖像生成將被投影到所述屏幕上的輸出圖像。
13.一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理的程序，所述處理包括: 使用指定通過激光束的二維掃描 投影而使圖像所投影到的屏幕的信息，基于所述激光束的掃描軌跡，來計(jì)算所述屏幕上的可投射所述激光束的區(qū)域，作為可投影區(qū)域； 使所述激光束被發(fā)射，并設(shè)定投影窗口，作為所述可投影區(qū)域中投影所述圖像的范圍；以及 以使所述圖像投影到由所述投影窗口設(shè)定的所述范圍內(nèi)的方式，針對(duì)構(gòu)成所述圖像的每一個(gè)像素生成在所述屏幕上的所述投影窗口內(nèi)的與所述圖像相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置的像素值。
【文檔編號(hào)】G03B21/14GK103716600SQ201310430833
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】妹尾克德, 大澤尚學(xué), 宮代具隆 申請人:索尼公司