專利名稱：投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有自動聚焦功能的投影儀。
背景技術(shù)：
存在一種具有自動聚焦功能的投影儀。在該投影儀中，通常在啟 動時或在按特定按鈕時，自動聚焦功能工作，從而將聚焦透鏡停止在 下述位置，在該位置處屏幕上投影的圖像是聚焦的。操作者通過使用 該自動聚焦功能很容易地在短時間內(nèi)設(shè)置投影儀。
然而，在設(shè)置投影儀中，有一種情形，即在調(diào)焦之后，投影儀主 體向著屏幕或遠離屏幕移動，從而調(diào)整投影圖像的尺寸等。在該情形 中，在投影儀主體移動之后，操作者通過按特定按鈕等再次用自動聚 焦功能調(diào)整焦點。
如上所述，重新調(diào)焦的操作對于一些操作者來說是很厭煩的。因 此，提出了一種能夠自動重新調(diào)焦的投影儀(見日本專利未決公開第
2003-131118號)。該投影儀包括用于探測投影儀是移動狀態(tài)還是靜止 狀態(tài)的移動探測傳感器、用于探測投影儀的狀態(tài)何時從移動狀態(tài)變到 靜止?fàn)顟B(tài)的移動確定單元、和當(dāng)投影儀的狀態(tài)從移動狀態(tài)變?yōu)殪o止?fàn)?態(tài)時用于操作自動聚焦功能的聚焦控制單元。
然而，在日本專利未決公開第2003-131118號中公開的投影儀中 具有下列問題。
為了在較短的時間內(nèi)設(shè)置投影儀，希望在最小的時間內(nèi)重新調(diào)焦。 在日本專利未決公開第2003-131118號中公開的投影儀中，因為在投影
儀變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)后通過自動聚焦功能自動地重新調(diào)焦，所以不需要使 自動聚焦功能工作的操作。然而，從開始自動聚焦功能直到實現(xiàn)聚焦 為止所需要的時間量基本等于用戶按按鈕開始自動聚焦功能的時間 量，并且從短時間內(nèi)重新調(diào)焦的觀點看，還沒有引入改善。
作為一種獲得上述改善的技術(shù)，有一種總是通過自動聚焦功能來 調(diào)焦的方法。為了測量距屏幕的距離，例如輻射紅外線。然而，當(dāng)從 投影儀側(cè)的距離傳感器(用于測量投影距離[從投影透鏡到屏幕的距離] 的傳感器)輻射的紅外線被某人或某物切斷時，執(zhí)行了不必要的調(diào)焦。 因此需要時間來重新調(diào)焦。

實用新型內(nèi)容
因此，本實用新型的一個目的是解決上述問題并提供一種能在短 時間內(nèi)重新調(diào)焦的投影儀。
為了實現(xiàn)該目的，本實用新型包括
投影透鏡，在該投影透鏡中，聚焦透鏡沿著光軸是可移動的； 調(diào)焦單元，用于移動聚焦透鏡的位置；
加速度傳感器，用于探測其中設(shè)置有投影透鏡的外殼的加速度； 確定單元，用于根據(jù)加速度傳感器的輸出來確定外殼處于靜止?fàn)?態(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)外殼處于移動狀態(tài)時，用于根據(jù)加速度 傳感器的輸出來分別確定外殼已經(jīng)移動的方向和外殼已經(jīng)移動的距 離；和
控制單元，用于根據(jù)外殼的確定的移動方向和確定的距離來確定 聚焦透鏡要移動的方向和距離，并根據(jù)聚焦透鏡的確定的方向和確定 的距離通過調(diào)焦單元來控制聚焦透鏡的移動。
本實用新型還包括一種投影系統(tǒng)，包括具有投影透鏡的投影儀， 在該投影透鏡中，聚焦透鏡沿光軸是可移動的；和投影結(jié)構(gòu)體，由所 述投影透鏡將圖像投影在其上，且其是可移動的；其特征在于所述
投影結(jié)構(gòu)體包括用于探測所述投影結(jié)構(gòu)體的加速度的加速度傳感器； 并且其中所述投影儀包括調(diào)焦單元，用于移動所述聚焦透鏡；確定 單元，用于根據(jù)所述加速度傳感器的輸出來確定所述投影結(jié)構(gòu)體處于 靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)所述投影結(jié)構(gòu)體處于移動狀態(tài)時， 用于根據(jù)所述加速度傳感器的輸出來分別確定所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移 動的方向和所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的距離；和控制單元，用于根據(jù) 從所述確定單元供給的所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的方向和距離來確定 所述聚焦透鏡要移動的方向和距離，并且用于根據(jù)所述聚焦透鏡的確 定的方向和確定的距離，控制所述調(diào)焦單元來移動所述聚焦透鏡。
本實用新型還包括一種投影系統(tǒng)，其包括具有投影透鏡的投影 儀，在該投影透鏡中，聚焦透鏡沿光軸是可移動的；和投影結(jié)構(gòu)體， 由所述投影透鏡將圖像投影在其上，且其是可移動的；其特征在于-其中所述投影結(jié)構(gòu)體包括用于探測所述投影結(jié)構(gòu)體的加速度的第一加 速度傳感器；并且其中所述投影儀包括調(diào)焦單元，用于移動所述聚 焦透鏡；第二加速度傳感器，用于探測其中設(shè)置有所述投影透鏡的外 殼的加速度；確定單元，用于根據(jù)所述第一加速度傳感器的輸出來確 定所述投影結(jié)構(gòu)體處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)所述投影 結(jié)構(gòu)體處于移動狀態(tài)時，用于根據(jù)所述第一加速度傳感器的輸出來分 別確定所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的方向和所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的 距離，并且用于根據(jù)所述第二加速度傳感器的輸出來確定所述外殼處 于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)所述外殼處于移動狀態(tài)時，用 于根據(jù)所述第二加速度傳感器的輸出來分別確定所述外殼已經(jīng)移動的 方向和所述外殼已經(jīng)移動的距離；和控制單元，用于根據(jù)從所述確定 單元供給的所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的方向和距離、所述外殼已經(jīng)移 動的方向和距離、或所述投影結(jié)構(gòu)體和所述外殼已經(jīng)移動的各方向和 距離的每一個來確定所述聚焦透鏡要移動的方向和距離，并且用于根 據(jù)所述聚焦透鏡的確定的方向和確定的距離，控制所述調(diào)焦單元來移 動所述聚焦透鏡。
使用上述設(shè)置，例如當(dāng)執(zhí)行自動聚焦處理之后投影儀在接近屏幕 的方向上移動時，確定單元探測投影儀(外殼)的移動并確定投影儀 (外殼)已經(jīng)移動的方向和距離。然后，控制單元根據(jù)投影儀(外殼) 的確定的方向和確定的距離來確定聚焦透鏡要移動的方向和距離，并 根據(jù)聚焦透鏡的確定的方向和確定的距離來移動聚焦透鏡。這樣，通 過用預(yù)測控制來移動聚焦透鏡，則投影儀移動之后聚焦透鏡的位置比 投影儀移動之前聚焦透鏡的位置更接近聚焦透鏡的如下位置，在該位 置處，投影的圖像是聚焦的。因此，能夠縮短移動投影儀之后自動聚 焦處理所需的時間。
根據(jù)本實用新型，因為投影儀開始移動時聚焦透鏡根據(jù)預(yù)測控制 開始移動，所以可縮短在投影儀移動之后操作自動聚焦處理所需的時
間。因此，能夠以比日本專利未決公開第2003-131118號中所述的投影 儀更高的速度來調(diào)焦。
本實用新型上面的和其他的目的、特征和優(yōu)點將從下面參照示出 了本實用新型的實施例的附圖的描述變得顯而易見。


在附圖中
圖1是示出了根據(jù)本實用新型的第一實施例的投影儀的構(gòu)造的框
圖2是波形圖，示出了當(dāng)圖1中所示的投影儀處于靜止?fàn)顟B(tài)時加 速度傳感器的輸出波形的一個例子；
圖3是波形圖，示出了當(dāng)圖1中所示的投影儀沿著投影透鏡的光 軸移動時加速度傳感器的輸出波形的一個例子；
圖4是示意圖，用于解釋當(dāng)圖1中所示的投影儀向前移動時透鏡 電機向"近"端側(cè)的控制操作；
圖5是示意圖，用于解釋當(dāng)圖1中所示的投影儀向后移動時透鏡 電機向"遠"端側(cè)的控制操作；
圖6是流程圖，示出了在圖1中所示的投影儀中執(zhí)行的調(diào)焦處理 的一個例程；
圖7是示出了根據(jù)本實用新型的第二實施例的投影儀的構(gòu)造的框
圖8是示出了圖7中所示的投影儀中的加速度傳感器的輸出電平 的一個例子的波形圖；和
圖9是流程圖，示出了與圖7中所示的投影儀中執(zhí)行的聚焦處理
同步的梯形失真校正處理的一個例程。
具體實施方式[第一實施例]
圖1是示出了根據(jù)本實用新型的第一實施例的投影儀的構(gòu)造的框 圖。參照圖l,根據(jù)第一實施例的投影儀l是便攜式投影儀，并且包括 控制單元10、透鏡單元11、調(diào)焦單元12、加速度傳感器13、距離傳 感器14、操作單元15、和確定單元16。此外，投影儀1還包括用于執(zhí) 行投影儀功能的現(xiàn)有元件，諸如光源、用于反射或透射來自光源的光 束且一般為液晶設(shè)備的顯示設(shè)備、用于對來自外部的視頻信號應(yīng)用圖 像處理(諸如A/D轉(zhuǎn)換、同步信號分離、向幀存儲器重新寫入/從幀存 儲器讀出數(shù)據(jù))的圖像處理單元、和根據(jù)來自圖像處理單元的圖像數(shù) 據(jù)來驅(qū)動顯示設(shè)備的驅(qū)動單元，它們均未示出。因為這些現(xiàn)有元件都 是眾所周知的，所以該說明中省略了它們的解釋。
投影透鏡11包括多個透鏡，其用于將由光閥形成的圖像投影在屏 幕2上。單個或一組透鏡沿著光軸向后和向前移動，由此調(diào)整屏幕2 上的焦點位置。作為調(diào)整焦點位置的機械裝置，可以應(yīng)用各種機械裝 置，諸如整個投影透鏡11在其中移動的機械裝置、 一部分投影透鏡11 在其中移動的機械裝置，但是，在該說明中，使用廣泛應(yīng)用的機械裝 置，在其中投影透鏡的前透鏡(聚焦透鏡)是可移動的。
調(diào)焦單元12包括用于在投影透鏡11中移動透鏡的透鏡電機，并
且根據(jù)來自控制單元io的控制信號來控制透鏡電機的驅(qū)動。
加速度傳感器13探測施加給投影儀1 (外殼，在其中設(shè)置有投影 透鏡11)的加速度(速度改變的時間速率)，更具體地說，是在沿著 投影透鏡11的光軸方向上施加給投影儀1的加速度。作為加速度傳感 器13，可以使用單軸加速度傳感器或多軸加速度傳感器。當(dāng)使用單軸 加速度傳感器時，加速度傳感器優(yōu)選如此設(shè)置，即加速度的探測方向 沿著投影透鏡ll的光軸。當(dāng)使用多軸加速度傳感器時，加速度傳感器 優(yōu)選如此設(shè)置，即在任何軸上可探測在沿投影透鏡11的光軸方向上施 加給投影儀1的加速度。加速度傳感器13的輸出供給到確定單元16。
距離傳感器14測量從投影儀1的前表面(投影透鏡)到屏幕2的 距離(投影距離)。作為距離傳感器14，例如可使用現(xiàn)有的距離傳感 器，其通過輻射紅外線來探測從被測量的物體反射的光并通過使用三 角原理根據(jù)探測的結(jié)果測量投影距離。距離傳感器14的輸出通過確定 單元16被供給到控制單元10。
操作單元15是在其中設(shè)置有用于操作投影儀1的多個按鈕和多個 開關(guān)的部件。作為開關(guān)，例如提到了用于啟動投影儀1的啟動按鈕。 作為操作按鈕，例如提到了用于操作投影儀1中的每個功能的功能按 鈕。功能按鈕包括用于開始自動聚焦功能的自動聚焦功能按鈕。操作 者能夠通過操作單元15來啟動投影儀1并操作每個功能。操作單元15 的輸出通過確定單元16被供給到控制單元10。
當(dāng)在操作單元15中執(zhí)行用于開始自動聚焦功能的輸入操作時，確 定單元16根據(jù)加速度傳感器13的輸出(施加給投影儀1的加速度的 探測結(jié)果)來確定投影儀1的狀態(tài)是靜止?fàn)顟B(tài)還是移動狀態(tài)，并將確 定結(jié)果供給到控制單元10。此外，當(dāng)確定單元16確定投影儀1的狀態(tài) 為移動狀態(tài)時，確定單元16根據(jù)加速度傳感器13的輸出來確定方向 和投影儀1沿投影透鏡11的光軸向前(在向著屏幕2的方向上)或向
后(在遠離屏幕2的方向上)移動了多少。移動方向和移動量的確定 結(jié)果供給到控制單元10。
具體地說，確定單元16確定靜止?fàn)顟B(tài)或移動狀態(tài)并確定移動方向 和移動量，如下所述。
圖2是示出了當(dāng)投影儀1處于靜止?fàn)顟B(tài)時加速度傳感器13的輸出 波形，圖3是示出了當(dāng)投影儀1沿著投影透鏡11的光軸移動時加速度 傳感器13的輸出波形。當(dāng)投影儀1處于靜止?fàn)顟B(tài)時，加速度傳感器13 的輸出變?yōu)楹愣娖降牟ㄐ?1，如圖2中所示。另一方面，當(dāng)投影儀 1處于移動狀態(tài)中時，加速度傳感器13的輸出變?yōu)閳D3中所示的波形。 在圖3中，由實線表示的波形31表示當(dāng)投影儀1向前(在向著屏幕2 的方向上)移動時的輸出波形，由虛線表示的波形32表示當(dāng)投影儀1 向后(在遠離屏幕2的方向上)移動時的輸出波形。
當(dāng)加速度傳感器13的輸出為圖2中所示的恒定電平的波形時，確 定單元16確定投影儀1處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)加速度傳感器13的輸出波 形為圖3中的波形31或波形32時，確定投影儀1處于移動狀態(tài)。此 外，當(dāng)加速度傳感器13的輸出波形為在波形開始時具有上升沿的波形 時，象波形31那樣，確定單元16確定投影儀1向前(在向著屏幕2 的方向上)移動。另一方面，當(dāng)加速度傳感器13的輸出波形為在波形 開始時具有下降沿的波形時，象波形32那樣，確定單元16確定投影 儀1向后(在遠離屏幕2的方向上)移動。
此外，通過二次積分加速度能夠獲得移動距離。當(dāng)投影儀1以預(yù) 定周期移動時，確定單元16對來自加速度傳感器13的輸出波形(圖3 中的波形31或32)進行采樣，將各波形二次積分，并順序地將積分(移 動量)供給到控制單元IO。
控制單元IO根據(jù)由操作者通過操作單元15的輸入操作來控制投
影儀1的整個操作，并當(dāng)投影儀1處于靜止?fàn)顟B(tài)時進一步執(zhí)行自動聚
焦處理。在該自動聚焦處理中，控制單元10根據(jù)從距離傳感器14供 給的測量結(jié)果(投影距離)給調(diào)焦單元12供給控制信號，該控制信號 用于將聚焦透鏡移動到下述位置，在該位置處投影到屏幕2上的圖像 是聚焦的。
此外，當(dāng)已經(jīng)開始自動聚焦處理后投影儀l移動時，控制單元IO 執(zhí)行下述處理，通過該處理，當(dāng)投影儀1移動時聚焦透鏡移動。在使 聚焦透鏡移動的處理中，控制單元IO根據(jù)投影透鏡11的預(yù)定放大率、 投影儀1已經(jīng)移動的方向和投影儀1已經(jīng)移動的距離(它們由確定單 元16供給)、以及在投影儀l移動之前和在執(zhí)行自動聚焦處理之后從 距離傳感器14獲得的投影距離，來計算聚焦透鏡要移動的距離。控制 單元10根據(jù)計算的距離給調(diào)焦單元12供給控制信號，該控制信號用 于將投影透鏡11中的聚焦透鏡移動到投影儀1移動之后的聚焦的位 置。在本說明中，聚焦透鏡要移動的距離對應(yīng)于從投影儀1移動之前 聚焦透鏡的位置到在投影儀1移動之后的聚焦的位置的距離。
圖4示意性示出了當(dāng)投影儀1向前移動時透鏡電機向"近"端側(cè) 的控制操作，圖5示意性示出了當(dāng)投影儀1向后移動時透鏡電機向"遠" 端側(cè)的控制操作。在圖4和5中，如此構(gòu)造投影透鏡ll，即通過轉(zhuǎn)動 設(shè)置在其頂部的聚焦環(huán)lla來使前透鏡(聚焦透鏡)沿著光軸向前和向 后移動。透鏡電機12a用于轉(zhuǎn)動聚焦環(huán)lla，并且對透鏡電機12a的驅(qū) 動進行控制，由此控制聚焦環(huán)lla的轉(zhuǎn)動。當(dāng)向前移動投影儀l時，控 制單元10執(zhí)行將聚焦透鏡驅(qū)動到"近"端側(cè)的控制，所以向前移動聚 焦環(huán)lla，如圖4中所示。另一方面，當(dāng)向后移動投影儀l時，控制單 元IO執(zhí)行將聚焦透鏡驅(qū)動到"遠"端側(cè)的控制，所以向后移動聚焦環(huán) lla，如圖5中所示。
接下來，具體解釋投影儀1的操作。在本說明中，給出了一系列 調(diào)焦操作的解釋，包括靜止?fàn)顟B(tài)中的自動聚焦處理和使聚焦透鏡在移
動狀態(tài)中移動的處理。其他的操作與現(xiàn)有投影儀的操作相似，因而省 略了它們的解釋。
當(dāng)操作者將投影儀1設(shè)置在距屏幕2理想的距離處并通過投影儀 1的操作單元15打開啟動開關(guān)時，圖像被投影在屏幕2上。然后，當(dāng) 按自動聚焦功能按鈕時，在投影儀1中執(zhí)行用于調(diào)整投影在屏幕2上 的圖像的焦點的調(diào)焦處理。圖6示出了調(diào)焦處理的一個例程。
首先，確定單元16根據(jù)操作單元15的輸出來確定是否按下了自 動聚焦功能按鈕(步驟101)。當(dāng)按下自動聚焦功能按鈕時，確定單元 16根據(jù)加速度傳感器13的輸出來確定投影儀1是否處于靜止?fàn)顟B(tài)(步 驟102)。當(dāng)投影儀1處于靜止?fàn)顟B(tài)時，確定單元16給控制單元10供 給表示投影儀1處于靜止?fàn)顟B(tài)的確定結(jié)果。
當(dāng)從確定單元16給控制單元10供給表示投影儀1處于靜止?fàn)顟B(tài) 的確定結(jié)果時，控制單元10根據(jù)距離傳感器14的輸出給調(diào)焦單元12 供給控制信號，該控制信號用于將聚焦透鏡移動到下述位置，在該位 置處，在屏幕2上投影的圖像是聚焦的，并執(zhí)行自動聚焦處理(步驟 103)。
在執(zhí)行自動聚焦處理之后，確定單元16根據(jù)加速度傳感器13的 輸出來確定投影儀1是否從靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)橐苿訝顟B(tài)(步驟104)。當(dāng)投 影儀1的狀態(tài)從靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)橐苿訝顟B(tài)時，確定單元16根據(jù)加速度傳 感器13的輸出波形來確定投影儀1是向前移動還是向后移動(步驟 105)。當(dāng)投影儀l向前移動時，確定單元16給控制單元IO供給表示 向前移動的信號及其移動量。當(dāng)投影儀l向后移動時，確定單元16給 控制單元IO供給表示向后移動的信號和移動量。
當(dāng)表示向前移動的信號和投影儀1已經(jīng)移動的距離從確定單元16 供給到控制單元10時，控制單元10根據(jù)供給的距離來計算聚焦透鏡
要移動的距離，并根據(jù)計算的量給調(diào)焦單元12供給將聚焦透鏡移向 "近"端側(cè)的控制信號(步驟106)。根據(jù)該操作，聚焦透鏡移到"近" 端側(cè)。當(dāng)表示向后移動的信號和投影儀1已經(jīng)移動的距離從確定單元 16供給到控制單元10時，控制單元10根據(jù)供給的距離來計算聚焦透 鏡要移動的距離，并根據(jù)計算的量給調(diào)焦單元12供給將聚焦透鏡移向 "遠"端側(cè)的控制信號(步驟107)。根據(jù)該操作，聚焦透鏡移到"遠" 端側(cè)。
在步驟106或107之后，確定單元16根據(jù)加速度傳感器13的輸 出來確定投影儀1是否處于靜止?fàn)顟B(tài)(步驟108)。當(dāng)投影儀1到達靜 止?fàn)顟B(tài)時，控制單元10返回到步驟103并執(zhí)行自動聚焦處理。當(dāng)確定 單元16在步驟108中確定投影儀1繼續(xù)處于移動狀態(tài)時，處理返回到 步驟105，并且確定單元16確定移動方向和移動量。
根據(jù)上述的調(diào)焦操作，在執(zhí)行自動聚焦處理之后，當(dāng)投影儀1向 著屏幕2移動時，在投影儀l移動的同時執(zhí)行將聚焦透鏡驅(qū)動到"近" 端側(cè)的控制。根據(jù)該控制，投影儀1移動之后聚焦透鏡的位置比投影 儀1移動之前聚焦透鏡的位置更接近聚焦透鏡的如下位置，在該位置 處，投影的圖像是聚焦的。因此，可縮短在投影儀1移動之后執(zhí)行的 自動聚焦處理所需的時間。此外，在執(zhí)行自動聚焦處理之后，當(dāng)投影 儀1遠離屏幕2移動時，在投影儀1移動的同時執(zhí)行將聚焦透鏡驅(qū)動 到"遠"端側(cè)的控制。在該情形中，投影儀1移動之后聚焦透鏡的位 置比投影儀1移動之前聚焦透鏡的位置更接近聚焦透鏡的下述位置， 在該位置處，投影的圖像是聚焦的。因此可縮短在投影儀1移動之后 執(zhí)行的自動聚焦處理所需的時間。
根據(jù)第一實施例的投影儀，在投影儀開始移動時開始驅(qū)動透鏡電 機的控制，由此產(chǎn)生了能高速調(diào)焦的效果。例如當(dāng)投影儀大且重時、 當(dāng)細微調(diào)焦時、以及當(dāng)從"近"端到"遠"端的透鏡移動時間長時， 該效果變得更加明顯。此外，投影儀1到達靜止?fàn)顟B(tài)需要的時間越長，
則效果越大。
在根據(jù)第一實施例的上述投影儀中，確定單元16可消除在加速度 傳感器13的輸出信號中包含的且由當(dāng)操作單元15中的開關(guān)等操作時 產(chǎn)生的微小振動引起的弱信號(噪聲)。為了消除該噪聲，例如，對 加速度傳感器13的輸出波形(電壓)的幅度與預(yù)先設(shè)定的參考電壓進 行比較，當(dāng)輸出波形的幅度小于參考電壓時，確定輸出波形的信號是 噪聲。此外，至于通過將加速度傳感器13的輸出(模擬)進行A/D轉(zhuǎn) 換獲得的數(shù)字信號，不大于預(yù)定閾值的信號可作為噪聲被消除。此外， 在該情形中，脈沖寬度不大于恒定值的數(shù)字信號可以作為噪聲來處理。 這樣，確定單元16消除了由在加速度傳感器13的輸出中包含的微小 振動引起的弱信號，由此抑制了由對操作單元15中的開關(guān)進行操作時 產(chǎn)生的振動而導(dǎo)致的影響。
此外，當(dāng)通過移動投影儀1來調(diào)整投影圖像的尺寸等時，來回地 移動投影儀l。例如，存在一種情形，即作為一系列移動操作來執(zhí)行向 前和然后向后移動投影儀l的操作。在該情形中，確定單元16和控制 單元IO可以如下操作。
當(dāng)投影儀1向后和向前移動時，加速度傳感器13的輸出波形從圖 3中的波形31變?yōu)椴ㄐ?2 (或從波形32變?yōu)椴ㄐ?1)。首先，確定 單元16在輸出波形改變之后立即探測上升沿(或下降沿)，并給控制 單元IO供給定時信號，從而控制由透鏡電機驅(qū)動的聚焦透鏡的方向。 然后，控制單元10根據(jù)來自確定單元16的定時信號來改變透鏡電機 的轉(zhuǎn)動方向(將聚焦透鏡驅(qū)動到"近"端側(cè)的控制和將聚焦透鏡驅(qū)動 到"遠"端側(cè)的控制的改變)。在該操作中，即使投影儀1來回地移 動，也能夠使投影儀1移動之后聚焦透鏡的位置(即當(dāng)自動聚焦處理 開始時聚焦透鏡的位置)接近投影的圖像聚焦時聚焦透鏡的位置。
在圖l中所示的構(gòu)造中，當(dāng)如此設(shè)置投影儀l，即投影透鏡ll的
光軸垂直于屏幕2的表面時，投影屏幕的頂部和底部以及右部和左部 平滑的矩形圖像被投影在屏幕2上。另一方面，當(dāng)如此設(shè)置投影儀l， 即投影透鏡11的光軸相對于屏幕2的表面傾斜時，在屏幕2上投影的 圖像中產(chǎn)生了梯形失真。在第二實施例中，給出了如下例子的解釋， 在該例子中，給如上所述的根據(jù)第一實施例的投影儀添加了校正梯形 失真(梯形失真校正處理)以及自動聚焦處理的功能。
圖7是示出了根據(jù)本實用新型的第二實施例的投影儀的構(gòu)造的框 圖。在圖7中，相同的參考標(biāo)記用于與圖1中相同的元件。如圖7中 所示，除了圖1中所示的構(gòu)造之外，根據(jù)本實用新型的第二實施例的 投影儀la還包括圖像處理單元17、梯形失真校正處理單元18、驅(qū)動電 路19、和顯示設(shè)備20。
顯示設(shè)備20是部分反射和透射來自未示出的光源的光線的顯示 設(shè)備，其以液晶設(shè)備為代表。驅(qū)動電路19根據(jù)通過梯形失真校正處理 單元18從圖像處理單元17供給的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)來驅(qū)動顯示設(shè)備20。 由顯示設(shè)備20產(chǎn)生的圖像通過投影透鏡11投影在屏幕2上。
圖像處理單元17包括圖像處理所需的元件，諸如用于從外部視頻 信號(包括模擬圖像數(shù)據(jù)和同步信號)分離同步信號的同步信號分離 單元、用于對外部視頻信號中的模擬圖像數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換單 元、和存儲A/D轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)的存儲器單元(例如幀存儲器)。在 同步信號分離單元中分離的同步信號供給到控制單元10。在圖像處理 單元17中，來自外部的模擬圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，從而存 儲在存儲器單元中，且根據(jù)來自控制單元IO的控制信號從存儲器單元 讀取數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并供給到梯形失真校正處理單元18。
梯形失真校正處理單元18根據(jù)來自控制單元10的控制信號而啟 動，并根據(jù)通過控制單元10從確定單元16供給的投影儀la的角度信
息(確定結(jié)果)來對從圖像處理單元17供給的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進行梯形 失真校正。在該梯形失真校正中，根據(jù)投影儀la的角度(在仰角方向 和俯角方向上的角度)來校正從圖像處理單元17供給的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)， 從而屏幕2上的投影圖像區(qū)域變?yōu)榻凭匦巍?br> 除了如第一實施例中所解釋的為調(diào)焦操作來確定投影儀la的移動 之外，確定單元16還根據(jù)加速度傳感器13的輸出電平來確定投影儀 la的角度(在仰角方向和俯角方向上的角度)。圖8示出了加速度傳 感器13的輸出電平的一個例子。在圖8中，由實線表示的波形41是 當(dāng)改變投影儀la的角度使得圖像在仰角方向上上升時的波形，而由虛 線表示的波形42是當(dāng)改變投影儀la的角度使得圖像在俯角方向上下降 時的波形。當(dāng)圖像在仰角方向上上升時，加速度傳感器13的輸出電平 從電平L0增加到電平Ll。另一方面，當(dāng)圖像在俯角方向上下降時， 加速度傳感器13的輸出電平從電平L0下降到電平L2。因此，可從加 速度傳感器13的輸出電平的變化來確定投影儀la的角度(在仰角方向 和俯角方向上的角度)變化。
此外，加速度傳感器13的輸出電平的改變量對應(yīng)于投影儀la的 角度。例如，使仰角方向上的角度越大，加速度傳感器13的輸出電平 的變化量(-Ll一LO)變得越大。因此，可根據(jù)加速度傳感器13的輸 出電平的變化量來確定投影儀la移動之后的當(dāng)前角度。在第二實施例 中，預(yù)先獲得加速度傳感器B的輸出電平與投影儀la的角度之間的關(guān) 系，并且將獲得的關(guān)系作為表信息存儲在未示出的存儲器中。確定單 元16確定投影儀la移動之前和之后加速度傳感器13的輸出電平的變 化，并且當(dāng)輸出電平變化時根據(jù)變化量和存儲在存儲器中的表信息來 確定投影儀la移動之后的角度。將該角度變化確定結(jié)果供給到控制單 元10。
除了在第一實施例中所述的控制調(diào)焦操作之外，控制單元10根據(jù) 從同步信號分離單元供給的同步信號給圖像處理單元17供給用于從存
儲器單元讀取數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的控制信號，并給梯形失真校正處理單元
18供給來自確定單元16的角度變化確定結(jié)果，從而執(zhí)行梯形失真校正 處理。
接下來，解釋投影儀la的操作。
操作者將投影儀la設(shè)置在距屏幕2的理想距離處并打開投影儀la 中的操作單元15的啟動按鈕，在屏幕2上投影圖像。然后，在投影儀 la中，按下自動聚焦功能按鈕，執(zhí)行用于將圖像聚焦地投影在屏幕2 上的調(diào)焦處理，并與調(diào)焦處理一起執(zhí)行梯形失真校正處理。圖9示出 了與調(diào)焦處理一起的梯形失真校正處理的一個例程。
參照圖9，與圖6中所示的例程相似地執(zhí)行步驟101到108的操 作。然而，在步驟104中確定移動狀態(tài)中，確定單元16保持投影儀la 移動之前加速度傳感器13的輸出電平。
在步驟108中，當(dāng)確定單元16確定投影儀la處于靜止?fàn)顟B(tài)時， 在步驟109中，控制單元IO執(zhí)行自動聚焦處理。在自動聚焦處理之后， 在步驟110中，確定單元16保持投影儀la移動之后加速度傳感器13 的輸出電平，并確定在步驟110中保持的輸出電平與在投影儀la移動 之前在步驟104中保持的加速度傳感器13的輸出電平之間是否存在差 值。當(dāng)在投影儀la移動之前和之后的輸出電平之間存在差值時，在步 驟111中，確定單元16根據(jù)輸出電平之差來確定投影儀la移動之后的 角度。然后在步驟112中，控制單元10給梯形失真校正處理單元18 供給在確定單元16中確定的投影儀la移動之后的角度，從而執(zhí)行梯形 失真校正處理。在執(zhí)行梯形失真校正處理之后，處理返回到步驟104。
當(dāng)在步驟110中投影儀la移動之前和之后的輸出電平之間不存在 差值時，處理也返回到步驟104。
根據(jù)如上所述的梯形失真校正處理以及聚焦處理，當(dāng)投影儀la向 前和向后移動時可在短時間內(nèi)重新調(diào)焦，此外，當(dāng)投影儀la移動時改 變了投影儀la的角度時，能夠通過梯形失真校正處理來提供較方正的 投影圖像區(qū)域。
此外，因為可通過使用一個加速度傳感器來探測聚焦調(diào)整中的加 速度和梯形失真校正處理中的角度，所以不存在設(shè)備的構(gòu)造變得復(fù)雜 且龐大的情況。
根據(jù)第一和第二實施例的上述投影儀是例子，必要時其構(gòu)造和操 作可變化。例如，屏幕2可以是任何結(jié)構(gòu)，諸如墻壁，只要可以投影 并顯示圖像即可。
在根據(jù)第一實施例的投影儀1中，當(dāng)屏幕2是便攜式屏幕時，加 速度傳感器13可以設(shè)置在屏幕2的一側(cè)(第一投影系統(tǒng))。在該第一 投影系統(tǒng)中，加速度傳感器13設(shè)置成探測與屏幕2的表面垂直的方向 上的加速度。確定單元16根據(jù)加速度傳感器13的輸出來確定屏幕2 處于靜止?fàn)顟B(tài)還是移動狀態(tài)，并將確定結(jié)果供給到控制單元10。此外， 當(dāng)確定單元16確定屏幕2處于移動狀態(tài)時，確定單元16根據(jù)加速度 傳感器13的輸出來確定屏幕2向前(在接近投影儀1的方向上)或向 后(在遠離投影儀1的方向上)移動的多少和方向。用于確定屏幕2 已經(jīng)移動的方向和屏幕2已經(jīng)移動的距離的例程與用于確定投影儀1 已經(jīng)移動的方向和投影儀1已經(jīng)移動的距離的例程基本類似。當(dāng)確定 單元16確定屏幕2處于移動狀態(tài)時，控制單元10根據(jù)由確定單元16 確定的屏幕2已經(jīng)移動的方向和屏幕2已經(jīng)移動的距離來確定聚焦透 鏡要移動的方向和距離，并且根據(jù)聚焦透鏡的確定的方向和確定的距 離通過調(diào)焦單元12來控制聚焦透鏡的移動。通過與在投影儀側(cè)設(shè)置加 速度傳感器的情形相同的例程來控制聚焦透鏡的移動。
在根據(jù)第一實施例的投影儀1中，加速度傳感器可以分別設(shè)置在
投影儀1和屏幕2中(第二投影系統(tǒng))。在該第二投影系統(tǒng)中，設(shè)置 在屏幕2中的第一加速度傳感器探測沿著垂直于屏幕2的投影平面的 軸的方向上的加速度。設(shè)置在投影儀1中的第二加速度傳感器探測沿 著投影儀l (外殼，在其中設(shè)置有投影透鏡)中的投影透鏡的光軸的方 向上的加速度。確定單元16根據(jù)第一加速度傳感器的輸出來確定屏幕 2處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并當(dāng)確定屏幕2處于移動狀態(tài)時， 根據(jù)第一加速度傳感器的輸出來確定屏幕2已經(jīng)移動的方向和屏幕2 已經(jīng)移動的距離。此外，確定單元16根據(jù)第二加速度傳感器的輸出來 確定投影儀(外殼)1處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并當(dāng)確定投影 儀(外殼)l處于移動狀態(tài)時，根據(jù)第二加速度傳感器的輸出來確定投 影儀(外殼)1已經(jīng)移動的方向和投影儀(外殼)1已經(jīng)移動的距離。 當(dāng)確定單元16確定屏幕2和投影儀(外殼)l中的至少一個處于移動 狀態(tài)時，控制單元10根據(jù)在移動狀態(tài)中由確定單元16確定的方向和 距離來確定聚焦透鏡要移動的方向和距離，并根據(jù)聚焦透鏡的確定的 方向和距離通過調(diào)焦單元12來控制聚焦透鏡的移動。
此外，在根據(jù)第二實施例的投影儀la中，當(dāng)屏幕2是便攜式屏幕 時，加速度傳感器13可設(shè)置在屏幕2中(第三投影系統(tǒng))。在該第三 投影系統(tǒng)中，與上述第一投影系統(tǒng)類似地執(zhí)行用于控制聚焦透鏡的移 動的控制單元10和確定單元16中的操作。加速度傳感器根據(jù)垂直于 屏幕2的投影表面的軸與水平面之間的角度來輸出不同電平的信號。 確定單元16對屏幕2移動之前和之后加速度傳感器的輸出電平進行比 較，并且當(dāng)存在輸出電平之差時，根據(jù)該差值來確定垂直于屏幕的投 影表面的軸相對于水平面的傾斜度。梯形失真校正處理單元18根據(jù)確 定單元16中確定的傾斜度來校正梯形失真。
在根據(jù)第二實施例的投影儀la中，當(dāng)屏幕2是便攜式屏幕時，加 速度傳感器可分別設(shè)置在投影儀1和屏幕2中(第四投影系統(tǒng))。在 該第四投影系統(tǒng)中，與上述第二投影系統(tǒng)類似地執(zhí)行用于控制聚焦透 鏡的移動的控制單元10和確定單元16中的操作。設(shè)置在屏幕2中的
第一加速度傳感器根據(jù)垂直于屏幕2的投影表面的軸與水平面的角度 來輸出不同輸出電平的信號，設(shè)置在投影儀1中的第二加速度傳感器 根據(jù)投影透鏡11的光軸與水平面之間的角度來確定不同輸出電平的信 號。確定單元16對屏幕2移動之前和之后第一加速度傳感器的輸出電 平進行比較，并且當(dāng)存在輸出電平之差時，根據(jù)該差值來確定垂直于 屏幕2的投影表面的軸相對于水平面的第一傾斜度。此外，確定單元 16對投影儀(外殼)1移動之前和之后第二加速度傳感器的輸出電平 進行比較，并且當(dāng)存在輸出電平之差時，根據(jù)該差值來確定投影透鏡 11的光軸相對于水平面的第二傾斜度。當(dāng)確定單元16確定了第一和第 二傾斜度中的至少一個時，梯形失真校正處理單元18根據(jù)該確定的傾 斜度來校正梯形失真。
在根據(jù)第一到第四實施例的投影儀中，可產(chǎn)生下述效果，即投影 儀移動的同時開始驅(qū)動透鏡電機的控制，由此高速地調(diào)焦。實際上， 在根據(jù)屏幕2的移動來控制聚焦透鏡的移動的情形中，因為屏幕2大 且重，需要花費時間將屏幕2移動到理想的位置，所以縮短自動聚焦 調(diào)整所需的時間的效果變得更加顯著。
盡管使用特定的術(shù)語描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但這些描 述僅是示意性的目的，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離權(quán)利要求的精神或范圍的 情況下可以進行變化和修改。
權(quán)利要求1.一種投影儀，包括投影透鏡，在其中，聚焦透鏡沿著光軸是可移動的；其特征在于，該投影儀還包括調(diào)焦單元，用于移動所述聚焦透鏡；加速度傳感器，用于探測其中設(shè)置有所述投影透鏡的外殼的加速度；確定單元，用于根據(jù)所述加速度傳感器的輸出來確定所述外殼處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)所述外殼處于移動狀態(tài)時，用于根據(jù)所述加速度傳感器的輸出來分別確定所述外殼已經(jīng)移動的方向和所述外殼已經(jīng)移動的距離；和控制單元，用于根據(jù)從所述確定單元供給的所述外殼已經(jīng)移動的方向和距離來確定所述聚焦透鏡要移動的方向和距離，并且用于根據(jù)所述聚焦透鏡的確定的方向和確定的距離，由所述調(diào)焦單元來控制所述聚焦透鏡的移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影儀，其特征是進一步包括 距離傳感器，用于測量從所述投影透鏡到由所述投影透鏡將圖像投影到其上的投影表面的投影距離；其中當(dāng)所述確定單元確定所述外殼處于靜止?fàn)顟B(tài)時，所述控制單 元根據(jù)由所述距離傳感器測量的投影距離，控制所述調(diào)焦單元來移動 所述聚焦透鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影儀，其特征是進一步包括 梯形失真校正處理單元，用于校正由所述投影透鏡投影的圖像的梯形失真；其中所述加速度傳感器根據(jù)所述投影透鏡的光軸與水平面之間的 角度來輸出具有不同輸出電平的信號，其中所述確定單元根據(jù)所述外 殼移動之前和之后所述加速度傳感器的輸出電平之差來確定所述投影透鏡的光軸相對于所述水平面的傾斜度，并且其中所述梯形失真校正 處理單元根據(jù)由所述確定單元確定的傾斜度來校正所述梯形失真。
4. 一種投影系統(tǒng)，包括具有投影透鏡的投影儀，在該投影透鏡中，聚焦透鏡沿光軸是可 移動的；和投影結(jié)構(gòu)體，由所述投影透鏡將圖像投影在其上，且其是可移動的；其特征在于所述投影結(jié)構(gòu)體包括用于探測所述投影結(jié)構(gòu)體的加速度的加速度 傳感器；并且其中所述投影儀包括-調(diào)焦單元，用于移動所述聚焦透鏡；確定單元，用于根據(jù)所述加速度傳感器的輸出來確定所述投影結(jié) 構(gòu)體處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)所述投影結(jié)構(gòu)體處于移 動狀態(tài)時，用于根據(jù)所述加速度傳感器的輸出來分別確定所述投影結(jié) 構(gòu)體已經(jīng)移動的方向和所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的距離；和控制單元，用于根據(jù)從所述確定單元供給的所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng) 移動的方向和距離來確定所述聚焦透鏡要移動的方向和距離，并且用 于根據(jù)所述聚焦透鏡的確定的方向和確定的距離，控制所述調(diào)焦單元 來移動所述聚焦透鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影系統(tǒng)，其特征是所述投影儀進一步 包括距離傳感器，其測量從所述投影透鏡到所述投影結(jié)構(gòu)體的投影距 離，并且其中當(dāng)所述確定單元確定所述投影結(jié)構(gòu)體處于靜止?fàn)顟B(tài)時， 所述控制單元根據(jù)由所述距離傳感器測量的投影距離，控制所述調(diào)焦 單元來移動所述聚焦透鏡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影系統(tǒng)，其特征是所述投影儀進一步 包括梯形失真校正處理單元，用于校正由所述投影透鏡投影的圖像的梯形失真，其中所述加速度傳感器根據(jù)垂直于所述投影結(jié)構(gòu)體的投影 表面的軸與水平面之間的角度來輸出具有不同輸出電平的信號，其中 所述確定單元根據(jù)所述投影結(jié)構(gòu)體移動之前和之后所述加速度傳感器 的輸出電平之差來確定垂直于投影表面的所述軸相對于所述水平面的 傾斜度，并且其中所述梯形失真校正處理單元根據(jù)由所述確定單元確 定的傾斜度來校正所述梯形失真。
7. —種投影系統(tǒng)，包括具有投影透鏡的投影儀，在該投影透鏡中，聚焦透鏡沿光軸是可 移動的；和投影結(jié)構(gòu)體，由所述投影透鏡將圖像投影在其上，且其是可移動的；其特征在于其中所述投影結(jié)構(gòu)體包括用于探測所述投影結(jié)構(gòu)體的加速度的第一加速度傳感器；并且其中所述投影儀包括-調(diào)焦單元，用于移動所述聚焦透鏡；第二加速度傳感器，用于探測其中設(shè)置有所述投影透鏡的外殼的加速度；確定單元，用于根據(jù)所述第一加速度傳感器的輸出來確定所述投 影結(jié)構(gòu)體處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)所述投影結(jié)構(gòu)體處 于移動狀態(tài)時，用于根據(jù)所述第一加速度傳感器的輸出來分別確定所 述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的方向和所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng)移動的距離，并 且用于根據(jù)所述第二加速度傳感器的輸出來確定所述外殼處于靜止?fàn)?態(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且當(dāng)所述外殼處于移動狀態(tài)時，用于根據(jù)所 述第二加速度傳感器的輸出來分別確定所述外殼已經(jīng)移動的方向和所 述外殼已經(jīng)移動的距離；和控制單元，用于根據(jù)從所述確定單元供給的所述投影結(jié)構(gòu)體已經(jīng) 移動的方向和距離、所述外殼已經(jīng)移動的方向和距離、或所述投影結(jié) 構(gòu)體和所述外殼已經(jīng)移動的各方向和距離的每一個來確定所述聚焦透鏡要移動的方向和距離，并且用于根據(jù)所述聚焦透鏡的確定的方向和 確定的距離，控制所述調(diào)焦單元來移動所述聚焦透鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影系統(tǒng)，其特征是所述投影儀進一步 包括距離傳感器，其測量從所述投影透鏡到所述投影結(jié)構(gòu)體的投影距 離，并且其中當(dāng)所述確定單元確定所述投影結(jié)構(gòu)體和所述外殼都處于 靜止?fàn)顟B(tài)時，所述控制單元根據(jù)由所述距離傳感器測量的投影距離， 控制所述調(diào)焦單元來移動所述聚焦透鏡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影系統(tǒng)，其特征是所述投影儀進一步 包括梯形失真校正處理單元，用于校正由所述投影透鏡投影的圖像的 梯形失真，其中所述第一加速度傳感器根據(jù)垂直于所述投影結(jié)構(gòu)體的 投影表面的軸與水平面之間的角度來輸出具有不同輸出電平的信號， 其中所述第二加速度傳感器根據(jù)所述投影透鏡的光軸與所述水平面之 間的角度來輸出不同輸出電平的信號，其中所述確定單元根據(jù)所述投 影結(jié)構(gòu)體移動之前和之后所述第一加速度傳感器的輸出電平之差來確 定垂直于投影表面的軸相對于所述水平面的第一傾斜度，并根據(jù)所述 外殼移動之前和之后所述第二加速度傳感器的輸出電平之差來確定所 述投影透鏡的光軸相對于所述水平面的第二傾斜度，并且其中當(dāng)在所 述確定單元中確定所述第一和第二傾斜度中的至少一個時，所述梯形 失真校正處理單元根據(jù)由所述確定單元確定的傾斜度來校正所述梯形 失真。
專利摘要一種便攜式投影儀，包括用于移動投影透鏡中的聚焦透鏡的調(diào)焦單元；加速度傳感器，用于探測在沿投影儀中的投影透鏡的光軸方向上的加速度；確定單元，用于根據(jù)加速度傳感器的輸出來確定投影儀處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于移動狀態(tài)，并且根據(jù)加速度傳感器的輸出來分別確定投影儀已經(jīng)移動的方向和投影儀已經(jīng)移動的距離；和控制單元，用于根據(jù)投影儀的確定的方向和確定的距離，控制調(diào)焦單元來移動聚焦透鏡。
文檔編號G03B21/00GK201015022SQ200620121228
公開日2008年1月30日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
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