专利名称：具有聚焦透镜的投影仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及投影仪的自动流明调整机制，更为确切地说，涉 及用于根据聚焦透镜的位置而自动调整投影光流明的调整机制。
背景技术：
随着投影仪应用的增多，尺寸的减小，以及性能的改善，投影仪 中所用光源的功率也在提高。通过选择光源功率，可以在将光投影到 安装在预定最远位置的屏幕上时提供期望的亮度和流明。不过，投影 仪的使用条件并不总是相同。例如，当投影仪和屏幕之间的距离比预 定距离短时，或者当使用条件发生改变时，投影到屏幕上的图像经常 显得太亮。
也有可以手动调整流明和亮度的投影仪。不过，由于流明和亮度 的手动调整是比较乏味的工作，因此实际上，许多情况下不去调整流
明和亮度。
另一方面，JP-A-2005-101825中公开了一种包括有光强度测量传 感器和投影流明控制器的投影仪。光强度测量传感器接收由投影表面 (屏幕)穿过针孔所反射的光，以测量接收光的强度。投影流明控制 器根据由光强度测量传感器所测得的光强度来自动调整光源的流明。 进而，该投影仪根据光强度测量传感器所测得的光强度来测量投影仪 和投影表面之间距离，并据此来自动调整焦距。
由于在JP-A-2005-101825中所述的投影仪是根据投影表面和投影 仪之间的距离来调整焦距，因此投影仪需要光强度测量传感器以及需 要用于分析传感器的测量结果的装置。因此，如果使用光强度测量传
感器来调整光源流明的话，不会引入额外的成本负担。不过，当所提 供的光强度测量传感器和用于分析传感器的测量结果的装置仅用于调 整光源流明时，就会导致很大的成本负担。
实用新型内容
本实用新型的目标是提出一种能够以简单结构来自动调整投影光 流明的机制，而不需要有用于接收由投影表面所反射的光的装置。
本实用新型的第一投影仪是具有聚焦透镜的投影仪。该投影仪包 括位置检测器、图像形成元件、数据记录单元、处理单元和图像控制单元。
位置检测器检测聚焦透镜的位置。图像形成元件基于视频信号来 调制光以形成图像。数据记录单元事先存储了表示聚焦透镜的位置和 被施加到图像形成元件的视频信号的幅度之间关系的关联表。处理单 元参考存储在数据记录单元中的关联表，来计算与由位置检测器所检 测的聚焦透镜的位置相对应的视频信号的幅度。图像控制单元将所施 加的视频信号的幅度调整为由处理单元所计算的幅度，并且将所调整 的视频信号提供给图像形成元件。其中，位置检测器连接到聚焦透镜 和处理单元；图像形成元件连接到聚焦透镜和图像控制单元；数据记 录单元连接到处理单元；处理单元连接到位置检测器、数据记录单元 和图像控制单元；图像控制单元连接到图像形成元件和处理单元。
本实用新型的第二投影仪是具有聚焦透镜的投影仪。该投影仪包 括位置检测器、图像形成元件、数据记录单元、处理单元和光源流明 调整单元。
位置检测器检测聚焦透镜的位置。图像形成元件调制从光源发射 出的光，以形成图像。数据记录单元事先存储了表示聚焦透镜的位置 和被施加到光源的功率之间关系的关联表。处理单元参考存储在数据 记录单元中的关联表，来计算对应于由位置检测器所检测的聚焦透镜 的位置的被施加到光源的功率。光源流明调整单元调整被施加到光源 的功率，以便被施加到光源的功率与处理单元所计算出的功率相匹配。 其中，位置检测器连接到聚焦透镜和处理单元；图像形成元件连接到 聚焦透镜和图像控制单元；数据记录单元连接到处理单元；处理单元 连接到位置检测器、数据记录单元和光源流明调整单元；光源流明调 整单元连接到处理单元。
优选情况下聚焦透镜的位置是根据用于移动聚焦透镜的聚焦环的 旋转角度来检测的。
如上所述，在本实用新型中，视频信号的幅度或者被施加到光源 的功率是根据聚焦透镜的位置来自动调整的。结果，投影光的流明自 动调整到最佳流明。
通过参考用于示出本实用新型例子的附图所进行的以下讲述，将 使本实用新型的上述和其他目标、特点和优势更加明显。
图1为框图，示出了根据第一实施例的投影仪的结构； 图2为流程图，示出了由图1所示的投影仪所执行的自动流明调 整操作流程；
图3为框图，示出了根据第二实施例的投影仪的结构； 图4为流程图，示出了由图3所示的投影仪所执行的自动流明调 整操作流程。
具体实施方式
该申请是基于并且要求了 2006年4月27日提交的日本专利申请 第2006-123484号的优先权利，其内容因而以参考的形式融入到本申请中。
根据本实用新型，投影光的流明可以在不需要特定设备的情况下 进行调整，其中所述特殊设备例如是诸如用于接收由投影表面所反射 的光的传感器等。另外，投影光的流明可以根据投影距离进行调整，
而无需测量或计算投影距离。
在投影距离和聚焦透镜的位置之间存在关联。具体而言，投影仪 和屏幕之间的距离在当聚焦透镜被设定在最宽的角度时是最短的，并 且在当被设定在无限远的距离上是最长的。本实用新型的特征在于通 过使用上述关联来调整投影光的流明。具体来说，本实用新型的特征 在于根据聚焦透镜的位置来自动调整投影光的流明。更为确切地说， 随着聚焦透镜的位置从无穷远移动到最宽角度，连续地或者逐步地减 小投影光的流明。另一方面，随着聚焦透镜的位置从最近端移动到无 穷远，连续地或者逐步地增大投影光的流明。
下面参照附图来讲述本实用新型的第一实施例。图1为根据该实 施例的投影仪的框图，它具有自动流明调整机制。如图1所示，本实
施例的投影仪1包括光源单元11、光学引擎12,其具有图像形成元件 13、投影透镜14、焦距调整单元15、聚焦透镜的位置检测器21、数据 记录单元22、处理单元23、图像控制单元24和用于控制整个投影仪1 的操作的中央控制器30。
在本实施例的投影仪1中，通过图像控制单元24对施加到图像形 成元件13的视频信号进行调整，以便投影光的流明变成与投影距离相 对应的最佳流明。
光学引擎12的图像形成元件13根据向其施加的视频信号来形成 图像。由图像形成元件13形成的图像通过投影透镜14被投影到外部 屏幕40上。投影透镜14包括用于调整焦点的聚焦透镜。焦距是通过 改变聚焦透镜的位置来变化的。
数据记录单元22事先存储用于表示多个投影距离和对于每一投 影距离实现最佳流明所需要的视频信号的幅度之间的关系。这里，如 上所述，投影距离和聚焦透镜的位置之间存在关联。因此，数据记录 单元22实际上具有事先存储于其中的关联表，其表示聚焦透镜的位置 和施加到图像形成元件13的视频信号的幅度之间的关系。优选情况下， 该关联表被事先存储起来。当投影透镜被更换为另一个时，重写关联 表。
光源单元11包括光源灯和反射器。从光源灯发射的光被反射器会 聚起来，以照亮光学引擎12。光学引擎12的图像形成元件13根据从 图像控制单元24生成的视频信号来调制从光源单元11发射来的照明 光，从而形成图像(图像光)。所形成的图像射到投影透镜14上。投 影透镜14调整待投影图像的焦距、大小和移动角度，并且将图像投影 到屏幕40上。
投影透镜14包括焦距调整单元15，用于调整焦点。焦距调整单 元15旋转投影透镜14的聚焦环以移动聚焦透镜，以便调整焦点。聚 焦环通过手动或电力来进行旋转。
位置检测器21检测聚焦透镜的旋转角，并将之作为聚焦透镜的位 置，并且将所检测的角度提供给处理单元23。处理单元23读取存储在 数据记录单元22中的关联表，并且根据聚焦透镜的位置来计算视频信 号的幅度或相对于参考幅度的改变量。处理单元23的处理结果被提供 给图像控制单元24。图像控制单元24根据处理单元23的处理结果来 调整所施加的视频信号的幅度，并且将所调整的视频信号提供给图像 形成元件13。图像形成元件13根据所调整的视频信号来形成图像(图 像光)。所形成的图像光通过投影透镜14被投影到屏幕40上。通过 前述操作，来自投影透镜14的投影光的流明变为与投影距离相对应的 最佳流明。
接下来，讲述由该实施例的投影仪所实现的自动流明调整操作。
图2为自动流明调整操作的流程图。
随着处理的开始(S11)，投影仪1将图像投影到屏幕40 (S12)上。
接下来，用户判断是否应该调整焦距(S13)。当调整焦距时，则 通过手动或电力对聚焦环进行旋转，以便将焦点置于屏幕40 (S14)上。
位置检测器21检测聚焦环的旋转角(聚焦透镜的位置)，并将其 提供给处理单元23 (S15)。
处理单元23读取存储在数据记录单元22中的关联表，根据聚焦 透镜的位置来计算视频信号的幅度或相对于参考幅度的改变量，并且 将计算结果提供给图像控制单元24 (S16)。
图像控制单元24调整视频信号的幅度，并且将调整的视频信号提 供给图像形成元件13 (S17)。
当没有调整焦距时，流程跳过步骤14 (S14)至步骤17 (S17)， 跳到步骤18 (S18)。如果在预定时间内在焦距调整单元15中没有发 现改变时，则可以判断焦距没有被调整。
当处理没有结束时，流程返回到步骤13 (S13)，重复前述处理。 当处理结束时，流程进行到步骤19 (S19)，结束该处理。通过操作结 束键，可发出结束该处理的指令。不过， 一旦调整焦距之后，几乎不 可能再次调整。这样，步骤18 (S18)就可以省略，在这种情况下，流 程直接从步骤17 (S17)至步骤19 (S19)。接下来，参考附图来讲述本实用新型的第二实施例。图3为具有 该实施例的自动流明调整机制的投影仪的框图。在第一实施例中，通 过图像控制单元来调整视频信号，以便调整投影光的流明。在第二实 施例中，对光源单元61的输出进行调整，以便调整投影光的流明。
如图3所示，该实施例的投影仪6包括光源单元6K具有图像形 成元件63的光学引擎62、投影透镜64、焦距调整单元65、聚焦透镜 的位置检测器71、数据记录单元72、处理单元73、图像控制单元74、 光源流明调整单元75和用于控制整个投影仪6的操作的中央控制器 80。
在本实施例的投影仪中，光源单元61的输出被自动调整，以使投 影光的流明变为与投影距离相对应的最佳流明。
光学引擎62的图像形成元件63根据向其施加的视频信号来形成 图像(图像光)。由图像形成元件63形成的图像通过投影透镜64被 投影到外部屏幕90上。投影透镜64包括用于调整焦距的聚焦透镜。 焦距是通过改变聚焦透镜的位置来变化的。
数据记录单元72事先存储了如下的数据，该数据用于表示多个投 影距离和实现每一投影距离的最佳流明所需要的光源单元61的输出之 间的关系。这里，如上所述，在投影距离和聚焦透镜的位置之间存在 关联。因此，数据记录单元72实际上具有事先存储于其中的关联表， 其表示聚焦透镜的位置和施加到光源单元61的功率之间的关系。优选 情况下，该关联表被事先存储。当投影透镜64被更换为另一个透镜时， 重写关联表。
光源单元61包括光源灯和反射器。从光源灯发射的光被反射器会 聚以照亮光学引擎62。光学引擎62的图像形成元件63根据图像控制 单元74生成的视频信号来调制从光源单元61发出的照明光，以形成
图像(图像光)。所形成的图像射到投影透镜64上。投影透镜64调 整待投影图像的焦距、大小和移动角度，并且将图像投影到屏幕卯上。
投影透镜64包括焦距调整单元65，用于调整焦点。焦距调整单 元65旋转投影透镜64的聚焦环以移动聚焦透镜，以便调整焦点。聚 焦环通过手动或电力来进行旋转。
位置检测器71检测聚焦透镜的旋转角，并将之作为聚焦透镜的位 置，并且将所检测的角度提供给处理单元73。处理单元73读取存储在 数据记录单元72中的关联表，并且根据聚焦透镜的位置来计算施加到 光源单元61的功率。处理单元73的处理结果被提供给光源流明调整 单元75。光源流明调整单元75根据处理单元73的处理结果来调整施 加到光源单元61的功率。图像形成元件63对从光源单元11发出的照 明光进行调制，以形成图像(图像光)。所形成的图像光通过投影透 镜64投影到屏幂90上。通过前述操作，来自投影透镜64的投影光的 流明变为与投影距离相对应的最佳流明。
接下来，讲述由该实施例的投影仪所实现的自动流明调整操作。 图4为自动流明调整操作的流程图。
随着处理的开始(S61)，投影仪6将图像投影到屏幕90 (S62)上。
接下来，用户判断是否应该调整焦距(S63)。如果调整焦距，则 通过手动或电力对聚焦环进行旋转，以便将焦点置于屏幕90(S64)上。
位置检测器71检测聚焦环的旋转角(聚焦透镜的位置)，并将其 提供给处理单元73 (S65)。
处理单元73读取存储在数据记录单元22中的关联表，根据聚焦
透镜的位置来计算施加到光源单元61的功率，并且将计算结果提供给 流明调整单元75 (S66)。
光源流明调整单元75调整施加到光源单元61的功率(S67)。
当没有调整焦距时，流程跳过步骤64 (S64)至步骤67 (S67)， 而跳到步骤68 (S68)。如果在预定时间内在焦距调整单元65中没有 发现改变时，则可以判断焦距没有被调整。
当处理没有结束时，流程返回到步骤63 (S63)，重复前述处理。 当处理结束时，流程进行到步骤69 (S69)，结束该处理流程。通过按 下结束键，可发出结束该处理的指令。不过， 一旦调整焦距之后，几 乎不可能再次调整。这样，步骤68(S68)就可以省略，在这种情况下， 流程直接从步骤67 (S67)至步骤69 (S69)。
尽管使用了专业术语讲述了本实用新型的优选实施例，但是这种 讲述只是用于解释性目的，并且可以理解，只要不偏离本实用新型权 利要求的精神或保护范围，可以对其进行更改和修订。
权利要求1.一种具有聚焦透镜的投影仪，其特征在于包括位置检测器，用于检测所述聚焦透镜的位置；图像形成元件，用于基于视频信号对光进行调制，以形成图像；数据记录单元，其具有存储在其中的关联表，该关联表表示了所述聚焦透镜的位置和被施加到所述图像形成元件的视频信号的幅度之间的关系；处理单元，其用于参考存储在所述数据记录单元中的关联表，来计算与所述位置检测器检测的所述聚焦透镜的位置相对应的视频信号的幅度；图像控制单元，其用于将所施加的视频信号的幅度调整为由所述处理单元所计算的幅度，并且将调整后的幅度提供给所述图像形成元件，其中所述位置检测器连接到所述聚焦透镜和所述处理单元；所述图像形成元件连接到所述聚焦透镜和所述图像控制单元；所述数据记录单元连接到所述处理单元；所述处理单元连接到所述位置检测器、所述数据记录单元和所述图像控制单元；所述图像控制单元连接到所述图像形成元件和所述处理单元。
2. —种具有聚焦透镜的投影仪，其特征在于包括-位置检测器，用于检测所述聚焦透镜的位置；图像形成元件，用于对从光源发出的照明光进行调制，以形成图像；数据记录单元，其中存储有关联表，该关联表表示了所述聚焦透 镜的位置和被施加到所述光源的功率之间的关系；处理单元，用于参考存储在所述数据记录单元中的关联表，来计 算与所述位置检测器检测的所述聚焦透镜的位置相对应的被施加到所 述光源的功率； 光源流明调整单元，用于调整被施加到所述光源的功率，以便被 施加到所述光源的功率与所述处理单元所计算出的功率相匹配，其中 所述位置检测器连接到所述聚焦透镜和所述处理单元； 所述图像形成元件连接到所述聚焦透镜和所述图像控制单元； 所述数据记录单元连接到所述处理单元；所述处理单元连接到所述位置检测器、所述数据记录单元和所述 光源流明调整单元；所述光源流明调整单元连接到所述处理单元。
专利摘要一种具有聚焦透镜的投影仪，其能通过利用图像控制单元调整视频信号来以简单构造自动调整投影光流明，该投影仪包括位置检测器，连接到聚焦透镜和处理单元并检测聚焦透镜的位置；图像形成元件，连接到聚焦透镜和图像控制单元并基于视频信号来调制光以形成图像；数据记录单元，连接到处理单元并具有存储在其中的关联表；处理单元，连接到位置检测器、数据记录单元和图像控制单元并参考存储在数据记录单元中的关联表来计算对应于由位置检测器检测的聚焦透镜的位置的视频信号的幅度；图像控制单元，图像控制单元连接到图像形成元件和处理单元并将施加的视频信号的幅度调整为由处理单元计算的幅度，并且将调整的视频信号供应给图像形成元件。
文档编号G03B21/00GK201188168SQ200720146518
公开日2009年1月28日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者内藤充崇 申请人:Nec显示器解决方案株式会社