專利名稱：一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)及其投影方法
一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)及其投影方法
技術領域1
本發(fā)明涉及一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)以及利用該光學投 影系統(tǒng)進行投影的方法。 [背景技術]
現(xiàn)有的投影儀中， 一般都可以手動垂直方向梯形校正和手動水平 方向梯形校正，從而可在布景上調節(jié)投影圖象大小和位置?，F(xiàn)有的投 影儀在一般場合如會議室采用一臺投影儀，這樣投影亮度不高，實際 使用時多有不便。而現(xiàn)有的手動投影儀采用多臺投影合成疊加勢必會 造成圖象失真，而采用手動調節(jié)則不能準確完成對失真的校正。為此， 需要改進現(xiàn)有投影儀的投影系統(tǒng)。發(fā)明內容J
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種采用兩臺或兩臺 以上的投影儀一起投影到同一位置的投影平面內，實現(xiàn)多臺投影儀的 圖像合成疊加，以增強投影亮度并避免投影圖象失真的多投影合成的 光學投影系統(tǒng)。
本發(fā)明另一目的是提供一種能實現(xiàn)多臺投影儀的圖像合成疊加， 以增強投影亮度并避免投影圖象失真的多投影合成的光學投影系統(tǒng) 的投影方法。
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明采用了下列技術方案一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特征在于包括多個投影儀、 能顯示圖象的服務器、用于信號處理的單片機以及設置在投影布景上 且相互位置固定的用于定位投影儀投影圖象的四個光敏感應器，各光 敏感應器通過導線與單片機相連，單片機通過通信設備接口與服務器 連接通訊，投影儀通過導線與服務器連接通訊；
如上所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特征在于所述服務 器上有顯示器；
如上所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特征在于四個所述 光敏感應器成矩形固定在投影布景上；
如上所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特征在于所述單片 機為C8051f320單片機；
如上所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特征在于通信設備 接口為RS232接口。
6、 一種利用多投影合成的光學投影系統(tǒng)的投影方法，其特征在 于采用如下步驟
a調試使各投影儀投出的矩形照射區(qū)完全覆蓋布景上四個光敏 感應器，四個光敏感應器成矩形固定在投影布景上；
b分區(qū)服務器上設有顯示器，投影儀在布景上矩形照射區(qū)左上 角定為坐標原點，以矩形照射區(qū)左上角兩矩形邊為兩坐標軸建立坐標 系，根據(jù)顯示器分辨率將投影儀在布景上矩形照射區(qū)分割成依次排列 的行和依次排列的列并記錄在服務器內，此時服務器將該投影儀在布 景上矩形照射區(qū)內的四邊角坐標記錄下來；C確定四個光敏感應器在任一投影儀矩形照射區(qū)內的坐標位置， 具體步驟如下
1先將投影儀矩形照射區(qū)轉為暗色；
2縱向掃描投影儀在布景上投射出光線逐行掃描，在掃描到光 敏感應器時，單片機反饋感應信號給服務器，服務器將該光敏感應器 相對于暗色區(qū)域原點所在行記錄下來；
3橫向掃描完成上一步驟后，投影儀在布景上投射出另一光線
并逐列掃描，在掃描到光敏感應器后，單片機反饋感應信號給服務器，
服務器將該光敏感應器相對于暗色區(qū)域原點所在列記錄下來；這樣， 四個光敏感應器在該投影儀矩形照射區(qū)內的坐標位置確定了 ；
d校正服務器根據(jù)四個光敏感應器在任一投影儀矩形照射區(qū)內
的四點坐標來校正圖象并通過該投影儀進行投影，該投影儀投影圖象 正投影在四個光敏感應器所圍城的矩形區(qū)域且四個光敏感應器位于 投影圖象四邊角處，這樣多個投影儀投影圖象均能正投影在四個光敏 感應器所圍城的矩形區(qū)域，即各投影儀投影圖象完全重合。
本發(fā)明的有益效果是
1、 C8051f320單片機將投影儀掃描四個光敏感應器確定的四點坐 標位置記錄并傳輸給服務器，服務器根據(jù)四點坐標位置來調節(jié)輸出圖 象，使得各投影儀的投影圖象能自動正投影到布景上的四個光敏感應 器形成的投影區(qū)，從而使得各投影儀投影圖象完全重合，實現(xiàn)自動校 正功能，無須人手動操作，使用起來十分方便；
2、 多個投影儀的投影合成，圖象投影清晰，投影亮度好，而且結構簡單，安裝方便。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
圖1為本發(fā)明連接結構示意圖； 圖2為本發(fā)明中掃描光敏感應器示意圖之一； 圖3為本發(fā)明中掃描光敏感應器示意圖之二； 圖4為兩個投影儀投影示意圖； 圖5為三個投影儀投影示意圖。
具體實施方式
如圖所示， 一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，包括多個投影儀1、 能顯示圖象的服務器21、用于信號處理的單片機22以及設置在投影 布景5上且相互位置固定的用于定位投影儀1投影圖象的四個光敏感 應器3，投影儀1通過導線與服務器21連接通訊，單片機22通過通 信設備接口 23與服務器21連接通訊，服務器21上有顯示器211， 光敏感應器3通過導線與單片機22相連。通過掃描后，服務器21將 四光敏感應器3在投影布景5上位置定位為投影圖象的定位坐標點， 使各投影儀1投影圖象均能正投影在四個光敏感應器3所圍城的矩形 區(qū)域。本發(fā)明中通信設備接口 23為RS232接口，單片機22為 C8051G20單片機。光敏感應器3在感應有光時反饋為'1'，光比較 暗時反饋<0'。
一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)的投影方法，其特征在于采用如 下步驟a調試使各投影儀1投出的矩形照射區(qū)4完全覆蓋布景上四個
光敏感應器3，四個光敏感應器3成矩形固定在投影布景上；
b分區(qū)服務器21上設有顯示器211，投影儀l在布景上矩形照 射區(qū)4左上角定為坐標原點，以矩形照射區(qū)4左上角兩矩形邊為x、 y軸建立坐標系。根據(jù)顯示器211分辨率將投影儀1在布景上矩形照 射區(qū)4分割成依次排列的行y和依次排列的列x并記錄在服務器21 內，此時服務器21將投影儀1在布景上矩形照射區(qū)4四邊角記錄下 來；矩形照射區(qū)4四邊角坐標分別是左上角坐標(0、 0)、右上角坐 標(0、 x)，左下角坐標(0、 y)和右下角坐標(x、 y);
c、確定四個光敏感應器3在投影儀1矩形照射區(qū)4內的坐標位置， 具體步驟如下
1、 先將投影儀1矩形照射區(qū)4轉為暗色；
2、 縱向掃描投影儀l在布景上投射出光線ll并在沿矩形照射
區(qū)4所在坐標系的y軸方向從上、下邊緣向內逐行掃描，光線ll平 行矩形照射區(qū)4所在坐標系的x軸方向，光線ll每移動一行，服務 器21都會詢問單片機22是否有掃描光線11投在光敏感應器3上， 在掃描到一光敏感應器3后，單片機22反饋感應信號給服務器21 ， 服務器21將該光敏感應器3相對于暗色區(qū)原點(0、 0)所在行(yl ')記錄下來；
其它三個光敏感應器3如此類推，即左上角光敏感應器3相對于 暗色區(qū)原點(0、 0)所在行為(yr )，右上角光敏感應器3相對于 暗色區(qū)原點(0、 0)所在行為(y2')，左下角光敏感應器3相對于暗色區(qū)原點(0、 0)所在行為(y3')，右下角光敏感應器3相對暗 色區(qū)原點(0、 0)所在行為(y4');
3、橫向掃描完成上一步驟后，投影儀1在布景上投射出另一 光線12并在沿矩形照射區(qū)4所在坐標系的x軸方向從左、右邊緣向 內逐列掃描，光線12平行矩形照射區(qū)4所在坐標系的y軸方向，光 線12每移動一列，服務器21都會詢問單片機22是否有掃描光線12 投在光敏感應器3上，在掃描到一光敏感應器3后，單片機22反饋 感應信號給服務器21 ，服務器21將該光敏感應器3相對暗色區(qū)原點 (0、 0)所在列(x')記錄下來，
其它三個光敏感應器3如此類推，即左上角光敏感應器3相對于 暗色區(qū)原點(0、 0)所在列為(xl')，右上角光敏感應器3相對于 暗色區(qū)原點(0、 0)所在列為(x2')，左下角光敏感應器3相對于 暗色區(qū)原點(0、 0)的所在列為(x3')，右下角光敏感應器3相對 暗色區(qū)原點(0、 0)所在列為(x4');
這樣，四個光敏感應器3在布景上矩形照射區(qū)4內的坐標位置確 定了，即左上角光敏感應器3相對于矩形照射區(qū)4原點(0、 0)的坐 標為(xl' 、 )，右上角光敏感應器3相對矩形照射區(qū)4原點(0、 0)坐標為(x2' 、 y2')，左下角光敏感應器3相對矩形照射區(qū)4原 點(0、 0)坐標為(x3' 、 y3')，右下角光敏感應器3相對矩形照 射區(qū)4原點(0、 0)坐標為(x4' 、 y4');
d校正服務器21根據(jù)四個光敏感應器3在任一投影儀1投出的 矩形照射區(qū)4內的四點坐標通過旋轉、縮小來校正圖象并通過該投影儀1進行投影，該投影儀1投影圖象正投影在四個光敏感應器3所圍 城的矩形區(qū)域且四個光敏感應器3位于投影圖象四邊角處。這樣即使 多個投影儀1各自的矩形照射區(qū)4不完全重合時，經(jīng)過服務器21校 正后，各投影儀1投影圖象均能正投影在四個光敏感應器3所圍城的 矩形區(qū)域，即各投影儀1投影圖象完全重合，本發(fā)明圖4中兩個投影 儀投影完全重合，而在圖5中為三個投影儀1投影完全重合。除了三 個以外還可以同時使用四個或四個以上，各投影儀1的投影也能完全 重合，在此不一一列舉。
本發(fā)明校正原理如下透視變換常用于圖象的校正，由于投影儀 與地面之間有一傾斜角，而不是直接垂直朝下(正投影)，有時希望 將圖象校正成正投影的形式，就需要利用透視變換。透視變換是中心 投影的射影變換，在用非齊次射影坐標表達時是平面的分式線性變 換，具有如下的形式
x—" x + a y + "
31 327 33
"=-21^——2i_ 且^ a,
a ;v + fl y+ tf
31 32 z 33
fl a a
1112 13
21 22 23
a a a
31 32 33
0
以任一投影儀1矩形照射區(qū)4左上角為原點，建立坐標。其中，x 表示任一投影儀1矩形照射區(qū)4任一邊角坐標所在的列，y表示投影 儀1矩形照射區(qū)4任一邊角坐標所在的行，x'表示任一光敏感應器 3在投影儀1矩形照射區(qū)4內的橫向坐標，,表示該光敏感應器3 在矩形照射區(qū)4內的縱向坐標。將四個光敏感應器3在任一投影儀1矩形照射區(qū)4的坐標以及該 投影儀1矩形照射區(qū)4四邊角坐標分別帶入上述公式中，求得其中 au、 ai2、 ai3、 a21、出2、 a23、 a3i、 a32和a33值，從而求f導該投影儀1投
影圖象的校正矩正。其他投影儀1同理也可以求得各自對應的矯正矩 正。四個光敏感應器3是為做透視變換的校正的四個定位坐標點，服 務器21通過自動找到投影布景上的四個光敏感應器3的四個定位坐 標點，達到自動校正。
權利要求
1、一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特征在于包括多個投影儀(1)、能顯示圖象的服務器(21)、用于信號處理的單片機(22)以及設置在投影布景上且相互位置固定的用于定位投影儀(1)投影圖象的四個光敏感應器(3)，各光敏感應器(3)通過導線與單片機(22)相連，單片機(22)通過通信設備接口(23)與服務器(21)連接通訊，投影儀(1)通過導線與服務器(21)連接通訊。
2、 根據(jù)權利要求1所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特 征在于所述服務器(21)上有顯示器(211)。
3、 根據(jù)權利要求1所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特 征在于四個所述光敏感應器(3)成矩形固定在投影布景(5)上。
4、 根據(jù)權利要求1所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特 征在于所述單片機(22)為C8051f320單片機。
5、 根據(jù)權利要求1所述一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)，其特 征在于所述通信設備接口 (23)為RS232接口。
6、 一種利用權利要求1所述多投影合成的光學投影系統(tǒng)的投影 方法，其特征在于采用如下步驟(a) 調試使各投影儀(1)投出的矩形照射區(qū)(4)完全覆蓋布 景上四個光敏感應器(3),四個光敏感應器(3)成矩形固定在投影 布景(5)上；(b) 分區(qū)服務器(21)上設有顯示器(211)，投影儀(1)在 布景上矩形照射區(qū)(4)左上角定為坐標原點，以矩形照射區(qū)(4)左 上角兩矩形邊為兩坐標軸建立坐標系，根據(jù)顯示器(211)分辨率將投影儀(1)在布景上矩形照射區(qū)(4)分割成依次排列的行和依次排 列的列并記錄在服務器(21)內，此時服務器(21)將該投影儀(1) 在布景上矩形照射區(qū)(4)內的四邊角坐標記錄下來；(c) 確定四個光敏感應器(3)在任一投影儀(1)矩形照射區(qū)(4) 內的坐標位置，具體步驟如下(1) 先將投影儀(1)矩形照射區(qū)(4)轉為暗色；(2) 縱向掃描投影儀(1)在布景上投射出光線逐行掃描，在掃描到光敏感應器(3)時，單片機(22)反饋感應信號給服務器(21)， 服務器(21)將該光敏感應器(3)相對于暗色區(qū)域原點所在行記錄 下來；(3) 橫向掃描完成上一步驟后，投影儀(1)在布景上投射出 另一光線并逐列掃描，在掃描到光敏感應器(3)后，單片機(22) 反饋感應信號給服務器(21)，服務器(21)將該光敏感應器(3)相 對于暗色區(qū)域原點所在列記錄下來；這樣，四個光敏感應器(3)在 該投影儀(1)矩形照射區(qū)(4)內的坐標位置確定了；(d) 校正服務器(21)根據(jù)四個光敏感應器(3)在任一投影 儀(1)矩形照射區(qū)(4)內的四點坐標來校正圖象并通過該投影儀(1) 進行投影，該投影儀(1)投影圖象正投影在四個光敏感應器(3)所 圍城的矩形區(qū)域且四個光敏感應器(3)位于投影圖象四邊角處，這 樣多個投影儀(1)投影圖象均能正投影在四個光敏感應器(3)所圍 城的矩形區(qū)域，即各投影儀(1)投影圖象完全重合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)以及利用該光學投影系統(tǒng)進行投影的方法，其中，一種多投影合成的光學投影系統(tǒng)包括多個投影儀、能顯示圖像的服務器、用于信號處理的單片機以及設置在投影布景上且相互位置固定的用于定位投影儀投影圖像的四個光敏感應器，各光敏感應器通過導線與單片機相連，單片機通過通信設備接口與服務器連接通訊，投影儀通過導線與服務器連接通訊。本發(fā)明的目的提供一種采用兩臺或兩臺以上的投影儀一起投影到同一位置的投影平面內，實現(xiàn)多臺投影儀的圖像合成疊加，以增強投影亮度并避免投影圖像失真的多投影合成的光學投影系統(tǒng)利用該光學投影系統(tǒng)進行投影的方法。
文檔編號H04N5/74GK101651808SQ20091004210
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權日2009年8月19日
發(fā)明者呂雪峰 申請人:呂雪峰