投影仪以及控制方法

专利名称：投影仪以及控制方法
技术领域：
本发明涉及投影仪以及控制方法。
背景技术：
在变更投影仪的朝向的情况下，为了对图像的失真(阶梯型(keystone)失真、梯 形失真)进行修正，使用者通过按钮操作投射OSD图像并对失真进行调整。作为省略这种 按钮操作的方法，在日本特开2005-43570号公报中记载有使用一个或者多个二轴或者三 轴的陀螺仪传感器(gyro sensor)等检测动作，以抑制显示图像的摆动的投影仪，通过对来 自CCD的摄影图像信息进行图像处理来决定投影仪的姿态的投影仪。
[专利文献l]日本特开2005-43570号公报 但是，在日本特开2005-43570号公报中并未记载使用一个二轴或者三轴的陀螺 仪传感器等的情况下的安装方法，该结构与CCD组合在一起的情况下的使用方法不详。并 且，在采用仅使用CCD来检测投影仪的动作的方法的情况下，当CCD的拍摄范围包含发送器 (presenter)或指示棒等时难以适当地检测投影仪的动作。 并且，在以梯形失真修正等图像的调整控制作为目的的情况下，对投影仪的动作 过于敏感地反应的情况并不优选。例如，在使用高灵敏度的传感器或仅检测振动的传感器 的情况下，会检测到由内置于投影仪的风扇或扬声器等引起的振动，从而难以适当地检测 投影仪的动作。进一步，当使用同时检测多个方向的传感器或高灵敏度的传感器时，与进行 图像的调整控制的目的相比，投影仪的制造费用变得不必要地过高。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使用图像传感器和至少检测一个方向的动作的 动作检测传感器按照投影仪的动作自动地进行图像的调整控制的投影仪以及控制方法。
为了解决上述课题，本发明所涉及的投影仪的特征在于，该投影仪包含投射部， 其投射基于被输入的图像数据的图像；图像生成部，其生成所述图像数据，并将所述图像数 据输出到所述投射部；图像传感器，其拍摄被投射的所述图像从而生成拍摄图像；动作检 测传感器，其以在与所述图像传感器的成像面平行的面中的与所述成像面的水平方向和垂 直方向不一致的角度配置，根据检测到的动作生成动作信息；判定部，其判定所述动作信息 是否符合调整条件；以及控制部，在所述动作信息符合调整条件的情况下，该控制部根据所 述拍摄图像使所述图像生成部对所述图像数据进行调整。 并且，本发明所涉及的投影仪的控制方法是如下的投影仪的控制方法，该投影仪 具有投射部，其投射基于被输入的图像数据的图像；图像生成部，其生成所述图像数据并 将所述图像数据输出至所述投射部；图像传感器，其拍摄投射的所述图像从而生成拍摄图 像；以及动作检测传感器，其以在与所述图像传感器的成像面平行的面中且与所述成像面 的水平方向和垂直方向不一致的角度配置，根据检测到的动作生成动作信息，所述控制方 法具备以下步骤生成所述投影仪的动作信息的步骤；判定所述动作信息是否符合调整条件的步骤；以及在所述动作信息符合调整条件的情况下，根据拍摄被投射的图像而得到的 所述拍摄图像使所述图像生成部调整所述图像数据的步骤。 根据本发明，投影仪利用与图像传感器一体地移动的动作检测传感器检测投影仪 的动作，由此，在投影仪移动的情况下，能够自动进行图像的调整控制。并且，根据本发明， 对于投影仪，通过判定动作信息是否符合调整条件，能够忽视投影仪的微动，因此能够更正 确地判定投影仪是否移动。 并且，由于图像传感器的成像面以拍摄被投射的图像的朝向进行配置，因此，动作
检测传感器通过配置于与该成像面平行的面，能够更适当地检测对拍摄造成影响的动作。 并且，动作检测传感器以不与图像传感器的成像面的水平方向和垂直方向一致的
角度配置，由此，能够检测与图像传感器的成像面平行的面内的任意方向的动作。 并且，所述控制部也可以以根据所述动作信息符合调整条件之后且所述动作停止
的时刻的所述拍摄图像修正所述图像的失真的方式对所述图像生成部进行控制。 由此，对于投影仪，通过使用动作停止后的时刻的拍摄图像，能够使用没有抖动的
拍摄图像，能够更适当地对图像的失真进行修正。 并且，所述动作检测传感器也可以生成与所述图像传感器的成像面的俯仰角和偏 转角的变化有关的所述动作信息。 由此，对于投影仪，通过掌握易出现的俯仰角和偏转角的变化，能够适当地判定是 否进行了移动。 并且，所述动作检测传感器可以是至少检测一个方向的角速度的陀螺仪传感器。
由此，能够利用简单的结构正确地检测投影仪的移动。 并且，在所述动作信息符合调整条件的情况下，所述控制部使所述图像生成部生
成校准图像，并使所述图像传感器拍摄所述校准图像从而生成所述拍摄图像。 由此，当存在符合调整条件的动作时，投影仪自动执行从校准图像的投射到图像
的调整的步骤。 并且，在所述动作信息符合调整条件的情况下，所述控制部能够根据所述拍摄图 像使所述投射部进行所述投射图像的调焦。 由此，当存在符合调整条件的动作时，投影仪能够自动执行调焦。


图1是第一实施例中的投射时的投影仪的侧视图, 图2是第一实施例中的投射时的投影仪的俯视图, 图3是示出第一实施例中的图像的一例的图。 图4是第一实施例中的投影仪的外观图。 图5是第一实施例中的副基板的外观图。 图6是第一实施例中的副基板的主视图。 图7是第一实施例中的投影仪的功能框图。 图8是示出第一实施例中的投射顺序的流程图。 图9是第二实施例中的主基板和副基板的外观图, 标号说明
10 :屏幕；20 :图像;100 :投影仪;101、102 :副基板;103 :主基板;110、H1 :陀螺 仪传感器(动作检测传感器)；120 :CCD照相机(图像传感器)；130 :判定部；140 :存储部； 142 :校准(calibration)图像数据;144 :拍摄数据;146 :图像数据;150 :控制部;160 :图 像生成部；170 :输入部；190 :投射部。
具体实施例方式以下，参照附图对将本发明应用于投影仪中的实施例进行说明。另外，以下所示的 实施例并不对权利要求书中所记载的发明的内容进行任何限定。并且，并不限定以下的实 施例中所示的所有结构并不一定是作为权利要求书中所记载的发明的解决方法而必须的。
(第一实施例) 图1是第一实施例中的投射时的投影仪100的侧视图。并且，图2是第一实施例中
的投射时的投影仪100的俯视图。并且，图3是示出第一实施例中的图像20的一例的图。 投影仪100相对于水平面以角度为a的倾角向上倾斜，且相对于与屏幕10平行
的面以角度为P的倾角向右倾斜。即，投影仪10的俯仰角为a，偏转角为13。 在这种情况下，投射到屏幕10上的图像成为如图3所示的图像20那样失真的状
态。并且，在这种情况下，投影仪100需要对图像20的失真进行修正。 图4是第一实施例中的投影仪100的外观图。为了进行图像20的失真的修正等，
投影仪100具有CCD照相机120。作为图像传感器的一种的CCD照相机120拍摄投射到屏
幕10上的图像20以生成拍摄图像。投影仪100使用拍摄图像掌握图像20的失真等以进
行图像20的失真修正等。 并且，在本实施例中，为了检测俯仰角和偏转角的变化并在符合调整条件的情况
下自动执行图像20的失真修正处理等，投影仪100具有陀螺仪传感器，该陀螺仪传感器作
为生成与俯仰角和偏转角的变化有关的动作信息的动作检测传感器发挥功能。 图5是第一实施方式中的副基板101的外观图。并且，图6是第一实施例中的副
基板101的主视图。在投影仪100中，副基板101安装在投射透镜的附近。在副基板101
上安装有CCD照相机120、陀螺仪传感器110等。 并且，如图6所示，陀螺仪传感器110以相对于CCD照相机120的成像面的水平方
向(Y方向)倾斜角度9的状态配置。即，陀螺仪传感器110与CCD照相机120—体地移
动，且配置在与CCD照相机120的成像面平行的副基板101上，并且构成为在以与该成像面
的水平方向和垂直方向(Z方向)不一致的角度(例如比0度大比90度小的角度、45度等)
配置于副基板101的状态下生成动作信息(例如表示角速度的信息等)。 投影仪100构成为判定来自于陀螺仪传感器110的动作信息是否符合调整条件，
在符合调整条件的情况下自动地进行图像的失真修正等。 下面对具有这种功能的投影仪100的功能块进行说明。图7是第一实施例中的投 影仪100的功能框图。 投影仪100构成为包含以下部分图像生成部160，其生成校准图像等；投射部 190，其投射校准图像等；CCD照相机120，其拍摄投射的校准图像以生成拍摄图像；以及陀 螺仪传感器110。 并且，投影仪100构成还包含 下部分判定部130，其判定动作信息是否符合调整条件；控制部150，在动作信息符合调整条件的情况下，其根据拍摄图像进行图像的调整 控制；输入部170，其用于从PC(个人计算机)等输入图像信息；以及存储部140，其存储校 准图像数据142、表示拍摄图像的拍摄数据144、表示图像信息的图像数据146等。
另外，投影仪100可以使用以下的硬件安装上述各部分的功能。例如，投影仪100 可以使用CPU等安装判定部130、控制部150，使用RAM等安装存储部140，使用图像处理电 路等安装图像生成部160，使用输入端子等安装输入部170，使用灯、液晶面板、液晶驱动电 路、透镜等安装投射部190。 下面，对使用陀螺仪传感器110等的投影仪100中的图像20的投射顺序进行说 明。图8是示出第一实施例中的投射顺序的流程图。 使用者以期望的角度将投影仪100设置于期望的位置。陀螺仪传感器110始终 (以一定的时间间隔)生成动作信息(步骤Sl)。例如陀螺仪传感器110检测相对于陀螺 仪传感器110的长度方向的旋转方向的角速度。由此，陀螺仪传感器110能够检测图6所 示的Z方向和Y方向、即投影仪100的俯仰角和偏转角的变化。 判定部130根据来自于陀螺仪传感器110的动作信息判定动作信息是否符合调整 条件(步骤S2)。例如，为了将投影仪100的微小的动作排除在对象之外，判定部130可以 在由陀螺仪传感器110检测到的角速度在规定值以上的情况下判定为符合调整条件。
在动作信息符合调整条件的情况下，控制部150进行图像的调整控制。具体而言， 例如在动作信息符合调整条件之后，在角速度不足规定值的时刻、即投影仪100几乎静止 的时刻，控制部150对图像生成部160进行控制使其生成校准图像，并对CCD照相机120进 行控制使其拍摄校准图像。 图像生成部160按照来自于控制部150的控制命令根据校准图像数据142生成校 准图像，投射部190投射该校准图像(步骤S3)。另外，作为校准图像例如是调焦用的校准 图像、失真修正用的校准图像、颜色修正用的校准图像等。 并且，CCD照相机120按照来自于控制部150的控制命令拍摄投射到屏幕10上的 校准图像从而生成拍摄图像，并作为拍摄数据144存储在存储部140中(步骤S4)。另外， 通过控制部150控制CCD照相机120和图像生成部160，投影仪100也可以反复执行多种校 准图像的生成、投射、拍摄。 并且，控制部150根据拍摄数据144对投射部190进行调焦，并对图像生成部160 进行图像的失真修正(步骤S5)。 在图像的调整之后，图像生成部160根据图像数据146生成图像20，投射部190投 射图像20 (步骤S6)。另外，即便是在步骤S2的判定中动作信息不符合调整条件的情况下， 投影仪100也执行步骤S6的处理。 判定部130判定是否应当通过切断100的电源等结束上述处理(步骤S7)，在应当 结束处理的情况下投影仪100结束处理，在应当继续进行处理的情况下投影仪100继续进 行上述的处理。 如上所述，根据本实施例，对于投影仪100而言，通过利用与CCD照相机120 —体 地移动的陀螺仪传感器110检测投影仪100的动作，在投影仪100移动的情况下能够自动 地进行图像的调整控制。由此，使用者仅将投影仪IOO以期望的角度设置在期望的位置即 可，不用进行按钮操作等就能够使投影仪100投射合适的图像。
并且，根据本实施例，对于投影仪100而言，通过判定动作信息是否符合调整条 件，能够忽视投影仪100的微动，因此能够更正确地判定投影仪100是否移动。特别地，即 便是在投影仪100中内置有扬声器等的情况下，投影仪100不会仅仅由于投影仪100的扬 声器等振动而开始图像调整处理，因此能够更适当地开始图像调整处理。
并且，根据本实施例，对于投影仪100而言，通过使用表示动作停止后的时刻的拍 摄图像的拍摄数据144，能够使用没有抖动的拍摄图像，能够更适当地对图像的失真进行修 正。并且，根据本实施例，对于投影仪100而言，通过掌握易出现的俯仰角和偏转角的变化， 能够适当地判定是否进行了移动。 并且，根据本实施例，由于CCD照相机120的成像面以拍摄被投射的图像的朝向进 行配置，因此，陀螺仪传感器110被配置于与该成像面平行的面，从而能够更适当地检测对 拍摄造成影响的动作。并且，根据本实施例，陀螺仪传感器110以不与CCD照相机120的成 像面的水平方向和垂直方向一致的角度配置，由此，仅通过检测一个方向的动作就能够检 测上述水平方向和垂直方向的动作。 因此，根据本实施例，投影仪100通过仅使用一个检测一个方向的角速度的陀螺 仪传感器110就能够判定投影仪100是否进行了移动，因此能够低成本且正确地自动进行 图像的调整控制。 并且，根据本实施例，当存在符合调整条件的动作时，投影仪100能够自动执行从
校准图像的投射到图像的调整的步骤。(第二实施例) 另外，动作检测传感器并不限定于检测一个方向( 一轴)的动作的陀螺仪传感器 110，例如也可以是检测两个方向(二轴)以上的动作的陀螺仪传感器、加速度传感器、磁传 感器等。并且，陀螺仪传感器110的安装部位并不限定于副基板ioi，也可以是主基板等。
图9是第二实施例中的主基板103和副基板102的外观图。在第二实施例中，上 述的检测Y方向和Z方向的角速度的陀螺仪传感器111安装于投影仪100内的主基板103。
另外，投影仪100构成为投影仪100内的主基板103和副基板102固定于同一个 外壳，主基板103和副基板102根据投影仪100的动作一体地移动。 即便是这种结构，投影仪100也能够根据投影仪100的动作自动执行图像失真修 正等。(其他的实施例) 另外，本发明的应用并不限定于上述的实施例，能够进行各种变形。例如，在上述 的实施例中，控制部150对投射部190进行调焦、对图像生成部160进行图像的失真修正， 但是，可以仅进行任一方的控制，也可以进行颜色的修正控制等。 并且，图像传感器并不限定于CCD照相机120，例如也可以是CMOS照相机等。
并且，投影仪100并不限定于液晶投影仪(透射型、LCOS等反射型)，例如也可以 是使用数字微镜器件(digital micro mirror device)的投影仪等。并且，也可以将投影 仪100的功能分散于多个装置(例如PC和投影仪等)进行安装。
权利要求
一种投影仪，其特征在于，所述投影仪包含投射部，其投射基于被输入的图像数据的图像；图像生成部，其生成所述图像数据，并将所述图像数据输出到所述投射部；图像传感器，其拍摄被投射的所述图像从而生成拍摄图像；动作检测传感器，其以在与所述图像传感器的成像面平行的面中的与所述成像面的水平方向和垂直方向不一致的角度配置，根据检测到的动作生成动作信息；判定部，其判定所述动作信息是否符合调整条件；以及控制部，在所述动作信息符合调整条件的情况下，该控制部根据所述拍摄图像使所述图像生成部对所述图像数据进行调整。
2. 根据权利要求l所述的投影仪，其特征在于，所述控制部以根据所述动作信息符合调整条件之后且所述动作停止的时刻的所述拍 摄图像来修正所述图像的失真的方式使所述图像生成部调整所述图像数据。
3 根据权利要求l所述的投影仪，其特征在于，所述动作检测传感器检测所述图像传感器的成像面的俯仰角和偏转角的变化。
4. 根据权利要求3所述的投影仪，其特征在于，所述动作检测传感器是检测至少一个方向的角速度的陀螺仪传感器。
5. 根据权利要求l所述的投影仪，其特征在于，在所述动作信息符合调整条件的情况下，所述控制部使所述图像生成部生成校准图 像，并使所述图像传感器拍摄从所述投射部投射的所述校准图像从而生成所述拍摄图像。
6. 根据权利要求l所述的投影仪，其特征在于，在所述动作信息符合调整条件的情况下，所述控制部根据所述拍摄图像使所述投射部 进行所述投射图像的调焦。
7. —种控制方法，所述控制方法是如下的投影仪的控制方法，该投影仪具有投射部， 其根据输入的图像数据投射图像；图像生成部，其生成所述图像数据并将所述图像数据输 出至所述投射部；图像传感器，其拍摄被投射的所述图像从而生成拍摄图像；以及动作检 测传感器，其以在与所述图像传感器的成像面平行的面中且与所述成像面的水平方向和垂 直方向不一致的角度配置，根据检测到的动作生成动作信息，其特征在于，所述控制方法具备以下步骤 生成所述投影仪的动作信息的步骤； 判定所述动作信息是否符合调整条件的步骤；以及在所述动作信息符合调整条件的情况下，根据拍摄被投射的图像而得到的所述拍摄图 像使所述图像生成部调整所述图像数据的步骤。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种能够使用图像传感器和至少检测一个方向的动作的动作检测传感器，根据投影仪的动作自动地进行图像的调整控制的投影仪以及控制方法。投影仪(100)构成为具备图像生成部(160)，其生成校准图像；投射部(190)，其投射所述校准图像；CCD照相机(120)，其拍摄被投射的所述校准图像从而生成拍摄图像；陀螺仪传感器(110)，其与CCD照相机(120)一体地移动，并且生成表示至少一个方向的动作的动作信息；判定部(130)，其判定所述动作信息是否符合调整条件；以及控制部(150)，在所述动作信息符合调整条件的情况下，该控制部根据所述拍摄图像进行图像的调整控制。
文档编号G09G5/00GK101776837SQ20101000237
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月12日 优先权日2009年1月13日
发明者田中宏幸 申请人:精工爱普生株式会社