专利名称：具有用于校正失真的水平位移传感器的投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影仪，特别涉及一种具有校正被倾斜地投影到平面上的图像的失真的功能的投影仪。
背景技术：
采用了图像形成设备的投影仪已经广泛用于展示目的和其它的图像显示场合，这种图像形成设备诸如是液晶光阀、数字微镜设备等等，它们被用于产生基于图像信号调制的光束，并将调制的光束以放大的比例投影到屏幕上。在投影仪的实际应用中，投影仪通常安装在图像被投影在其上的投影表面的中心轴以下，以便使投影仪不会阻碍观众的视线。因此，如此设计投影仪，即当以投影仪的投影透镜(投影光轴)的中心线在水平面上垂直于投影表面延伸的方式来安装投影仪时，从投影仪投影到投影表面上的图像位于投影光轴的上面，并以与投影仪的显示设备的显示表面的形状相似的矩形来显示。由安装了投影仪的平面以及连接投影透镜的中心和投影图像的中心的直线所定义的角度，被称为“向上角”。该向上角是通过相对于显示设备的中心线在垂直方向上移动安装投影透镜的位置来形成的。采用以向上角安装并且然后垂直地倾斜或水平地旋转的投影仪来进行图像投影被称为“摆动及倾斜(swing-and-tilt)投影”。图1示意性地示出单独以向上角投影的图像、以垂直的摆动及倾斜投影角来投影的图像以及以水平的摆动及倾斜投影角来投影的图像。当以向上角来投影图像时，显示矩形的投影图像91。对于摆动及倾斜投影，当垂直向上地倾斜投影仪时，矩形投影图像91变为具有倒梯形失真的投影图像92。然而，在投影图像92中的倒梯形失真可以容易地被校正，这是因为左侧和右侧的失真是相同的。随后，除了垂直向上地倾斜之外，对于摆动及倾斜投影，当水平地旋转投影仪时，并且投影光轴在水平面上相对于投影表面以不是直角的角度倾斜时，投影图像92变为具有失真的四边形而不是简单的梯形失真的投影图像93，这是由向上角造成的。为了校正投影图像的失真，投影仪的元件需要非常精密复杂的技术。已经进行了各种技术上的努力，以便能够容易地校正失真。例如，日本专利No. 3519393公开了一种投影仪，它具有用于测量垂直角的装置以及用于在倾斜地投影图像时校正图像的失真的调整环。日本专利未决公开No. 2002-044571公开了一种技术，即在倾斜地将图像投影到屏幕上时，通过使用投影屏幕的框架作为参考而指出图像的四角，来容易地校正图像失真。根据日本专利No. 3519393中公开的投影仪，由于投影仪的垂直倾斜可以由加速度传感器来获得，因此梯形失真可以自动地被校正。然而，当投影仪以水平的摆动及倾斜角投影图像时，操作员不得不通过目视处理来操作调整环，以便校正由图像的倾斜投影导致的失真。如果水平的摆动及倾斜角很小，那么可以根据预定的过程来进行调整。然而，如果水平的摆动及倾斜角例如大约30度那么大，那么对于操作员来说，就难以使用该调整环来适当地校正失真，这是由于当在投影仪旁边进行目视调整的操作员从投影仪旁边观看投影的图像时，大的水平的摆动及倾斜角使他不能正确地识别矩形图像。从而，操作员不得不在每次进行调整时，从投影表面的正前面的位置上来确认校正是否恰当，或者他不得不在让站在投影表面的正前面的其它人通知他图像的状态的情况下来进行校正。根据日本专利未决公开No. 2002-044571中公开的技术，如果安装了屏幕等等，那么要校正的图像的四角可以基于屏幕的框架来指定。因此，这种技术不会出现如日本专利 No. 3519393提及的操作员倾斜地观看投影表面时不能识别矩形的问题。然而，如果图像投影到房间的墙面上等等，那么操作员单独一人不能进行正确的调整，这是因为没有屏幕框架可以用作这种调整的参考。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种投影仪，即使在以大的水平摆动及倾斜角投影图像时，也能使单个操作员容易地校正图像失真。根据本发明的投影仪装置，包括投影设备，用于将图像投影到投影表面上；至少两个位移传感器，用于检测投影仪装置的水平位移，这些位移传感器互相隔开预定的距离； 旋转角计算器，用于使用预定的距离和水平位移来计算投影仪装置在水平面上的旋转角， 其中水平位移是由位移传感器进行检测的；以及失真校正器，用于通过使用旋转角来校正图像的失真，图像是由投影设备投影的，其中旋转角是由旋转角计算器计算的，作为水平校正角。在本发明的一个方面中，投影仪装置包括用于将图像投影到投影表面上的装置； 用于检测所述投影仪装置的至少两个位置的水平位移的装置，其中所述两个位置互相隔开预定的距离；用于通过使用所述预定距离和所述水平位移来计算所述投影仪装置在水平面上的旋转角的装置，其中所述水平位移是由用于检测水平位移的所述装置来检测的；以及用于使用旋转角来校正图像失真的装置，其中图像是由用于投影图像的所述装置进行投影的，其中旋转角是由用于计算旋转角的所述装置来计算的，作为水平校正角。在本发明的另一方面中，一种用于校正由投影仪装置投影的图像的失真的方法， 包括如下步骤检测投影仪装置的至少两个位置的水平位移，这两个位置互相隔开预定的距离，其中这些位移是由于在水平面上旋转所述投影仪装置而产生的；使用所述预定距离和检测到的水平位移来计算所述投影仪装置的旋转角，其中旋转角是通过在水平面上旋转所述投影仪而导致的；以及通过使用计算的旋转角作为水平校正角，来校正由所述投影仪装置投影的图像的失真。投影仪具有用于检测投影仪的水平位移的至少两个位移传感器。当投影仪水平旋转时，每个位移传感器都检测投影仪的水平位移。由于投影仪根据检测到的水平位移来计算水平的摆动及倾斜角作为水平校正角，因此投影仪的失真校正器能容易且自动地校正倾斜地投影到投影平面上的图像的失真。具体地，操作员设置投影仪以使投影光轴垂直于投影表面延伸，然后以所需的角度旋转投影仪，以便将图像投影到投影表面上。由于投影仪旋
5转的角度是自动检测的，因此由于旋转投影仪而导致的图像失真也可以依靠该角度来自动地进行校正。当操作员旋转投影仪时，操作员不需要注意投影仪旋转的轴的位置。投影仪还可以具有用于检测投影仪的垂直倾斜角的倾斜角传感器。失真校正器可以使用由倾斜角传感器检测到的垂直倾斜角，作为垂直校正角，来校正投影仪投影的图像的失真。在该实施例中，可以根据垂直校正角以及水平的摆动及倾斜角来获得水平校正角， 其中垂直校正角是由倾斜角传感器获得的，而水平的摆动及倾斜角是使用由位移传感器检测到的水平位移来计算的。本发明的上述和其它目的、特征以及优点将通过下列参考了附图的描述而变得显而易见，其中这些附图示出了本发明的实例。
图1是示出单独以向上角投影的图像、以垂直的摆动及倾斜投影角来投影的图像、以及以水平的摆动及倾斜投影角来投影的图像的示意图；图2是根据本发明的实施例的投影仪的方框图；图3A和IBB是投影仪的示意性平面图；图4是投影仪的示意性透视图；图5A是示出第一水平加速度传感器的χ轴输出与时间之间的关系的图表；图5B是示出第二水平加速度传感器的χ轴输出与时间之间的关系的图表；图6是示出根据由水平加速度传感器检测到的距离xl，x2来确定投影仪的旋转角的处理的图；图7A至7D是示出在校正倾斜地投影到投影表面上的图像之前和之后，以及在校正显示在显示单元上的图像之前和之后，这些图像的图；图8A是示出当投影仪围绕投影仪的中心的后面的轴旋转时，第一水平加速度传感器的X轴输出与时间之间的关系的图表；图8B是示出在投影仪围绕投影仪的中心的后面的轴旋转时，第二水平加速度传感器的X轴输出与时间之间的关系的图表；图9是示出当投影仪围绕位于投影仪的中心的后面的轴旋转时，根据由水平加速度传感器检测到的位移ΧΓ，x2’来确定投影仪的旋转角的处理的图；以及图10是用于校正显示单元上的输出图像的处理的流程图。
具体实施例方式根据本发明的投影仪具有用于测量垂直角的装置以及用于测量两个位置的水平位移的装置。当投影仪将图像倾斜地投影到投影表面上时，该投影仪可以基于水平的摆动及倾斜角以及投影仪的垂直倾斜角，来容易地校正倾斜投影的图像的失真，其中该水平的摆动及倾斜角是根据投影仪水平旋转时的水平位移来计算的。下面将参照附图来描述本发明的优选实施例。图2以方框的形式示出了根据本发明的优选实施例的投影仪。如图2所示，投影仪10具有投影设备20、图像控制器30、垂直加速度传感器41、第一水平加速度传感器42、第二水平加速度传感器43、变焦位置检测器 44以及用于控制投影仪10的全部操作的中央处理单元70。投影设备20具有包括光学变焦单元M的投影透镜21、用于输出图像的显示单元22以及光源单元23。图像控制器30 控制显示单元22上的图像，计算投影仪10相对于投影表面90的倾斜角，并校正显示在显示单元22上的图像的失真。垂直加速度传感器41检测投影仪10的垂直倾斜角。第一和第二水平加速度传感器42、43测量投影仪10的水平位移。变焦位置检测器44检测光学变焦单元M的设置位置。图像控制器30具有校正角计算器31、输入信号处理器32、失真校正器33、D/A (数字/模拟)转换器34以及显示驱动器35。校正角计算器31基于如下信息来计算校正角， 其中所述信息包括投影仪10的垂直倾斜角、投影仪10的两个水平位移以及变焦位置。该信息是从垂直加速度传感器41、第一水平加速度传感器42、第二水平加速度传感器43和变焦位置检测器44输入的。输入信号处理器32将提供的图像信号转换为数字图像信号。失真校正器33基于由校正角计算器31计算的校正角，对从输入信号处理器32提供的数字图像信号的失真进行校正。D/A转换器34将已经校正了失真的数字图像信号转换为模拟图像信号。显示驱动器35基于从D/A转换器34输出的模拟图像信号来驱动投影设备20的显示单元22。图像控制器30基于投影仪10的垂直和水平倾斜角以及光学变焦单元M的调整位置，对以帧存储器的形式存储的提供的图像信号的坐标进行变换，从而控制显示单元22 上的输出图像，以便从显示单元22将没有失真的图像投影到投影表面90上。投影仪10的这些功能都是基于已实际应用的技术的，因此不再详细描述。图像的失真可根据预定的过程由中央处理单元70进行自动校正。如果不需要基于光学变焦单元M的调整位置来对倾斜角进行校正，那么可以省略变焦位置检测器44。根据该实施例，垂直倾斜角是由垂直加速度传感器41测量的，而水平位移是由水平加速度传感器42、43测量的。然而，它们也可以采用除了所示的加速度传感器之外的任何需要的测量装置来进行测量。图3A是当安装投影仪以使其投影光轴在水平面上垂直于投影表面延伸时，该投影仪的示意性平面图。图3B是当安装投影仪以使其投影光轴相对于投影表面顺时针倾斜 30度时，该投影仪的示意性平面图。第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43 分别安装在投影仪10的前位置和后位置上，以使连接第一和第二水平加速度传感器42、43 的直线平行于投影透镜21的投影光轴25延伸。第一和第二水平加速度传感器42、43优选地设置在投影仪10的纵向中心轴上，该中心轴包括通常使投影仪10绕其旋转的投影仪10 的中心。在本申请中，平行于投影透镜21的投影光轴25的投影仪10的轴被称为“y轴”， 而位于包括y轴的水平面上并垂直于y轴的投影仪10的轴被称为“χ轴”。第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43是2轴传感器，它们能够检测χ和y轴方向上的加速度，并且以它们沿χ轴向右移动时产生正极性信号和它们沿y轴向前移动时产生正极性信号的方式来布置。因此，当投影仪10从图3A所示的位置旋转到图:3B所示的位置时， 第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43对χ和y轴方向都输出相反极性的信号。尽管第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43在该实施例中是2轴传感器，但它们可以仅能够检测沿χ轴的加速度。投影仪10的旋转角也可以使用这些传感器来计算。如果投影仪10没有旋转地移动，那么第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43输出相同极性的信号。图2所示的垂直加速度传感器41没有在图3A和;3B中示出，这是因为对该传感器安装的位置没有限制。第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43中的至少一个可以在三维上，即沿着χ轴、y轴以及垂直于χ和y轴的ζ轴检测加速度，以便也能作为垂直加速度传感器41。图4示出了以沿着ζ轴延伸的垂直方向给出的示意性透视图。下面将描述根据该实施例的投影仪10的部件的操作。当投影仪10在图3Α所示的位置启动时，中央处理单元70通过校正角计算器31来监控垂直加速度传感器41、第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器42的输出。如果第一水平加速度传感器42 和第二水平加速度传感器43的所有输出信号都等于或者小于阈值的状态持续阈值时间段或者更长，那么中央处理单元70判断投影仪10是保持不动的，并且在此时将投影仪10的水平的摆动及倾斜角初始化为0度。当倾斜于投影表面90地安装投影仪10时，投影仪10的部件如下进行操作。如果需要向上的摆动及倾斜投影，那么操作员通过延伸投影仪10的倾斜脚来调整垂直的摆动及倾斜角。此后，操作员调整投影仪10的水平方位，以使投影光轴25垂直于投影表面90。 然后，投影仪10在多于该阈值时间段内保持不动(例如2秒)。中央处理单元70通过校正角计算器31来监控投影仪10的状态，判断投影仪是保持不动的，并且在此时将水平的摆动及倾斜角初始化为0度。随后，操作员例如以所需的摆动及倾斜角度顺时针旋转投影仪 10，如图3Β所示。图5Α是示出第一水平加速度传感器42的χ轴输出与时间之间的关系的图表。图 5Β是示出第二水平加速度传感器43的χ轴输出与时间之间的关系的图表。在图5Α和5Β 中，坐标1表示当水平加速度传感器移动时该传感器的输出，坐标t表示时间，△ χ表示水平加速度传感器的χ轴输出的阈值，而t0表示该阈值时间段。如果时间段i比t0长，其中该时间段t是第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43的χ轴输出的绝对值二者都等于或小于阈值△ χ的时间段，那么中央处理单元70判断投影仪10保持不动，并将水平的摆动及倾斜角初始化为0度。当投影仪10随后以所需的水平的摆动及倾斜角进行旋转时，第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43的输出提高至相反极性的最大值xl、x2。如果第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43的χ轴输出是相同极性的，那么中央处理单元70判断投影仪10移动但并不旋转，并且将不执行下述的处理。假设当投影仪10从图3A所示的位置旋转到图:3B所示的位置时，操作员将投影仪 10围绕其机械中心进行旋转。由于为便携性而设计的投影仪通常在投影仪的重心处具有机械中心，因此可以认为投影仪通常围绕该机械中心进行旋转。假设将第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43设置为距旋转中心是等距离的，其中该旋转中心位于与投影透镜21的投影光轴25平行的中心线上。如果投影仪10围绕中间点旋转，其中该中间点距第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43是等距离的，那么最大输出值 xl>x2是相反极性的，并且具有相同的绝对值。为了更容易地理解本发明，首先在这个假设的基础上给出解释说明，并且将在随后进行描述围绕不等距离点来旋转投影仪10的实施例。第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43的y轴输出与它们的χ轴输出相似。这里将省略对y轴输出的解释说明，因为它们不是计算旋转角所直接需要的。下面将参考图6来描述当投影仪10水平旋转时，通过使用由水平加速度传感器42、43检测到的位移xl、x2来确定投影仪10的旋转角的处理。在图6中，虚线表示当判断出投影仪10保持不动时的投影仪10的基准线，它表示投影仪10旋转前的位置。当投影仪 10旋转时，第一水平加速度传感器42来到位置52，第二水平加速度传感器43来到位置53。 如果旋转中心50在投影仪10的机械中心上，并且如果第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43被设置为距旋转中心50等距离，那么第一水平加速度传感器42的位置 52与中心50之间的距离Ll以及第二水平加速度传感器43的位置53与中心50之间的距离L2彼此相等，这容易计算出水平的摆动及倾斜角(旋转角)θ。在图6中，axl表示参照图5A如上所述的第一水平加速度传感器42的χ轴输出xl与系数a的乘积，而ayl表示第一水平加速度传感器42的y轴输出yl与系数&的乘积。相似地，ax2表示参照图5B如上所述的第二水平加速度传感器43的χ轴输与系数&的乘积，而ay2表示第二水平加速度传感器43的y轴输出与系数&的乘积。在图6中，axl等于ax2。系数g将加速度传感器的输出转换为沿χ和y轴的位移。水平的摆动及倾斜角θ是根据沿χ轴的位移axl、ax2以及距离Li、L2按照用三角学方法确定的。以这种方式，能确定水平的摆动及倾斜角。投影仪10的垂直的倾斜角可以根据垂直加速度传感器41来确定。图像倾斜地投影到投影表面90上时产生的失真能通过使用显示在显示单元22上的图像的反校正由失真校正器33来进行校正。具体地，使用垂直倾斜角和水平的摆动及倾斜角，从投影仪10的透镜中心看的三维坐标系统被变换为从垂直于投影表面90的方向看的三维坐标系统，即从观众的位置看的三维坐标系统，结果产生了校正的图像。图7A示出倾斜地投影到投影表面上的未校正的图像。图7B示出倾斜地投影到投影表面上的校正的图像。图7C示出显示在显示单元上的未校正的图像。图7D示出了显示在显示单元上的校正的图像。图7A中所示的图像66是投影到投影表面90上的未校正的图像。图7B中所示的图像67是投影到投影表面90上的校正的图像。图7C中所示的图像 61是显示在显示单元22上的未校正的图像。图7D中所示的图像62是显示在显示单元22 上的校正的图像。如果投影仪围绕机械中心进行旋转，如上所示，那么安装在机械中心位置的单个加速度传感器足以检测出旋转角。然而，在实际情况中，当倾斜地设置投影仪时，操作员通常围绕接近投影透镜的轴来旋转投影仪，以便限制投影图像的移动，从而容易地将图像投影到所需位置。而且，将作为信号源的个人计算机等等连接到投影仪的终端通常位于投影仪的侧表面或后表面。如果连接到该终端的接线电缆不够长，那么投影仪将不得不围绕投影仪的后部旋转。在这些情况下，如果只在机械中心位置安装单个加速度传感器来检测旋转角，那么不能精确地检测投影仪的旋转角，可能导致投影的图像的较大失真。假设操作员围绕如下轴来旋转投影仪10，其中所述轴不在投影仪10的机械中心上。图8A和8B是示出当操作员围绕如下轴来旋转该投影仪时第一和第二水平加速度传感器的χ轴输出与时间的关系的图表，其中所述轴位于投影仪中心的后面。图9是这种情况的图表，示出了使用由水平加速度传感器检测到的位移xl’、x2’来确定投影仪的旋转角的处理。在这种情况下，设置在投影仪10的中心前面的第一水平加速度传感器42的输出的绝对值大于设置在投影仪10的中心后面的第二水平加速度传感器43的输出的绝对值。 axl，与ax2，的比值等于距离Li，与L2，的比值，其中axl，是第一水平加速度传感器42的χ轴输出与一系数的乘积，ax2'是第二水平加速度传感器43的χ轴输出与该系数的乘积， Li’是第一水平加速度传感器42移动之后该第一水平加速度传感器42与旋转中心80之间的距离，L2’是第二水平加速度传感器43移动之后该第二水平加速度传感器43与旋转中心80之间的距离。由于第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43之间的距离是已知的，因此能确定距离Li’。因此，能用三角学方法确定角θ，并且倾斜地投影的图像的失真能以与参考图6所描述的相同方式来校正。以这种方式，当投影仪10水平旋转时，即使操作员不注意投影仪10的旋转中心的位置就旋转投影仪10，也能精确地获得投影仪10的旋转角。投影图像的失真不仅是由于投影光轴25相对于投影表面90的垂直和水平倾斜而造成的，而且还由投影透镜21的变焦而造成。因此，有必要校正由变焦产生的图像失真。由变焦产生的图像失真是通过用变焦量或变焦位置作为参数控制图像处理LSI (大规模集成电路)来校正的。这种校正失真的处理在现有技术中是已知的。在该实施例中，如图2所示，校正角计算器31基于变焦位置检测器44的输出来校正该校正角，失真校正器33调整失真校正参数。图10是基于由垂直加速度传感器、第一水平加速度传感器、第二水平加速度传感器以及变焦位置检测器测量的信息，来校正显示单元上的输出图像的处理的流程图。首先，在步骤Sl 1，在投影光轴25在水平面上垂直于投影表面90延伸时，设定投影仪10的垂直的摆动及倾斜角。然后，在步骤S12，当垂直加速度传感器41垂直旋转时，垂直加速度传感器41在垂直方向上检测加速度值。在步骤S13，校正角计算器31根据获得的加速度值来计算垂直倾斜角，并将计算的垂直倾斜角输出给失真校正器33。在校正角计算器 31在步骤S14确认经过阈值时间段之后，在步骤S15中，水平地旋转投影仪10来设定投影仪10的水平的摆动及倾斜角。当第一水平传感器42水平移动时，在步骤S16，校正角计算器31获取第一水平加速度传感器42的位置，并且当第二水平传感器43水平移动时，在步骤S17,获取第二水平加速度传感器43的位置。然后，在步骤S18，校正角计算器31根据两个传感器的位置来计算旋转中心的位置。然后，在步骤S19，校正角计算器31计算传感器的旋转半径。随后，在步骤S20，校正角计算器31根据传感器的旋转半径以及传感器的移动距离来计算水平倾斜角，并将计算的水平倾斜角输出给失真校正器33。在步骤S21，校正角计算器31还根据由变焦位置检测器44检测到的变焦位置来计算角度校正值，并将计算的角度校正值输出给失真校正器33。失真校正器33接收计算的水平倾斜角、垂直倾斜角以及角度校正值，并在步骤 S22产生LSI控制参数，然后在步骤S23控制图像处理LSI。未校正的输入图像61现在被校正，显示单元22显示校正的输出图像62，该输出图像62投影到投影表面90上。与输入图像61相似的图7B所示的校正的图像67现在被显示在投影表面90上。在该实施例中，第一水平加速度传感器42和第二水平加速度传感器43以如下方式安装在投影仪10上连接第一和第二水平加速度传感器42、43的直线平行于y轴，即投影透镜21的投影光轴25来延伸。这是因为如果投影仪10沿着投影光轴25延长，则两个水平加速度传感器42、43将充分地互相隔开，并且能够精确地检测旋转角。如果检测旋转角的精确度已足够，那么水平加速度传感器42、43也可以沿着χ轴，即垂直于投影光轴25 的方向来布置。如果投影仪10在垂直于投影光轴25的方向上延长，那么通过将水平加速度传感器42、43沿着χ轴设置，能以更大精度来检测旋转角。 根据该实施例，如上所述，监控水平加速度传感器42、43的输出，并且如果水平加速度传感器42、43的所有输出都等于或者小于阈值的状态持续阈值时间段或更长的时间， 那么判断投影仪10保持不动，并且将投影仪10的水平的摆动及倾斜角初始化为0度。然而，通过在以投影光轴25在水平面上垂直于投影表面90延伸的方式设置投影仪10之后， 并在投影仪10水平地旋转之前，按压按钮等等，可以初始化投影仪10的水平的摆动及倾斜如上所述，根据该实施例，当投影仪10倾斜地旋转时，投影仪10的垂直倾斜角首先被调整，然后设置投影仪10使得投影光轴25在水平面上垂直于投影表面90延伸，并在投影仪10在多于阈值时间段内保持不动之后，即在投影仪10的水平的摆动及倾斜角被初始化为0度之后，旋转投影仪10。然而，可以首先设置投影仪10使得投影光轴25在水平面上垂直于投影表面90延伸，然后使投影仪10在多于阈值时间段内保持不动，然后以所需的摆动及倾斜角水平地旋转投影仪10。在这种情况下，在判断投影仪10保持不动并且水平的摆动及倾斜角被初始化为0度之前，水平的摆动及倾斜角优选地存储在存储器中。即使当先对水平旋转运动进行调整并且然后调整垂直角时，也能通过使用存储的水平的摆动及倾斜角来校正图像失真。根据该实施例，采用了单个的垂直加速度传感器。然而，也可以采用两个或更多的垂直加速度传感器，并且输出被平均以便更精确地测量投影仪的垂直旋转角。相似地，尽管在该实施例中采用了两个水平加速度传感器，但也可以在两个正交轴上设置三个或更多的水平加速度传感器，从而更精确地获得投影仪的水平旋转角。尽管已经给出并详细地描述了本发明的特定优选实施例，但应当理解，还可以作出各种改变和修改而不背离权利要求的精神或范围。
权利要求
1.一种投影仪装置，包括投影设备，用于将图像投影到投影表面上；至少两个加速度传感器，每个加速度传感器能够检测平行于投影光轴的方向上和与平行于所述投影光轴的方向垂直的方向上的位移，所述加速度传感器互相隔开预定的距离；旋转角计算器，用于使用预定的距离和由所述加速度传感器检测到的位移来计算投影仪装置在水平面上的旋转角；失真校正器，用于使用旋转角来校正图像的失真，图像是由所述投影设备投影的，其中由所述旋转角计算器来计算旋转角，作为水平校正角，并且其中如果所述加速度传感器的所有输出等于或者小于阈值的状态持续阈值时间段或者更长，则初始化所述投影仪装置的旋转角。
2.根据权利要求1的投影仪装置，还包括 倾斜角传感器，用于检测投影仪的垂直倾斜角；其中所述失真校正器使用垂直倾斜角来校正图像的失真，图像是由所述投影设备投影的，其中由所述倾斜角传感器来检测垂直倾斜角，作为垂直校正角。
3.根据权利要求2的投影仪装置，其中所述倾斜角传感器是垂直加速度传感器。
4.根据权利要求1的投影仪装置，其中所述加速度传感器是两个水平加速度传感器， 其中所述水平加速度传感器沿所述投影设备的投影光轴分隔开地分别设置在前位置和后位置上，并设置在平行于包括所述投影光轴的垂直平面的平面上，并且其中每个水平加速度传感器检测垂直于所述投影光轴的方向上的水平位移。
5.根据权利要求1的投影仪装置，其中所述加速度传感器是两个水平加速度传感器， 其中所述水平加速度传感器分隔在所述投影设备的投影光轴的两侧，并设置在垂直于包括所述投影光轴的垂直平面的垂直平面上，并且其中每个水平加速度传感器检测平行于所述投影光轴的方向上的水平位移。
6.根据权利要求1的投影仪装置，还包括变焦位置传感器，用于检测所述投影设备的投影透镜的光学变焦单元的调整位置； 其中所述旋转角计算器基于由所述变焦位置传感器检测到的光学变焦单元的调整位置，来计算变焦校正角；并且其中所述失真校正器基于由所述旋转角计算器计算的变焦校正角，来校正由所述投影设备投影的图像的失真。
7.一种投影仪装置，包括用于将图像投影到投影表面上的装置；用于在平行于投影光轴的方向上和与平行于所述投影光轴的方向垂直的方向上，检测所述投影仪装置的至少两个位置的位移的装置，所述两个位置互相隔开预定的距离；用于通过使用所述预定的距离和由用于检测位移的所述装置检测到的所述位移来计算所述投影仪装置在水平面上的旋转角的装置；用于使用旋转角来校正图像失真的装置，图像是由用于投影图像的所述装置进行投影的，其中由用于计算旋转角的所述装置来计算旋转角，作为水平校正角，并且其中用于检测位移的装置是加速度传感器，其中如果所述加速度传感器的所有输出等于或者小于阈值的状态持续阈值时间段或者更长，则初始化所述投影仪装置的旋转角。
8. 一种用于校正由投影仪装置投影的图像的失真的方法，包括如下步骤 在平行于投影光轴的方向上和与平行于所述投影光轴的方向垂直的方向上，检测投影仪装置的至少两个位置的位移，这两个位置互相隔开预定的距离，其中位移是由在水平面上旋转所述投影仪装置而产生的；使用所述预定的距离和检测到的位移来计算所述投影仪装置的旋转角，其中旋转角是由在水平面上旋转所述投影仪而产生的；使用计算的旋转角作为水平校正角，来校正由所述投影仪装置投影的图像的失真，并且其中位移是由加速度传感器来检测的，其中如果所述加速度传感器的所有输出等于或者小于阈值的状态持续阈值时间段或者更长，则初始化所述投影仪装置的旋转角。
全文摘要
本发明涉及一种具有用于校正失真的水平位移传感器的投影仪。该投影仪装置具有投影设备，用于将图像投影到投影表面上；至少两个位移传感器，用于检测投影仪装置的水平位移，位移传感器互相隔开预定的距离；旋转角计算器，用于使用预定的距离和水平位移来计算投影仪装置在水平面上的旋转角，水平位移是由位移传感器来检测的；以及失真校正器，用于使用旋转角来校正图像的失真，图像是由投影设备投影的，其中由旋转角计算器来计算旋转角，作为水平校正角。该投影装置即使在以大的水平摆动及倾斜角投影图像时，也能使单个操作员容易地校正图像失真。
文档编号G06F3/14GK102360153SQ201110293640
公开日2012年2月22日 申请日期2006年6月21日 优先权日2005年6月23日
发明者西田理也 申请人:Nec显示器解决方案株式会社