专利名称：投影显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影显示装置。
背景技术：
当投影仪(投影显示装置)将图像沿倾斜方向投射到屏幕上时，投影图像变形成梯形。该现象称为梯形畸变。为了校正梯形畸变，已生产出具有所谓的数字梯形畸变校正功能的投影仪，该校正功能通过数字图像信号处理改变投影图像的形状。在具有该功能的产品中，通常以人工方式决定梯形畸变校正输入量。此外，还提出了在投影仪机身中包括有倾斜传感器的图像投影装置，该装置根据所检测的倾斜角自动校正梯形畸变(参见专利文献1 :日本专利公报No. 2001-186538)。例如，采用加速度传感器作为倾斜传感器。图7A和7B显示出用于通过加速度传感器计算倾斜角的原理。假设加速度传感器的检测轴与光轴平行。在图7A中，附图标记10表示加速度传感器，100表示投影仪。在图7A中，投影仪100水平安装。因此，检测轴方向没有重力分量，加速度传感器 10的输出显示出0[g] (g表示重力加速度)。另一方面，在图7B中，投影仪以相对于水平方向θ [度]倾斜的状态安装。在此情形中，加速度传感器输出显示sin θ [g]。因此，通过计算加速度传感器输出的反正弦(sin—1)，能够检测出倾斜角。图8示出加速度传感器输出的一个示例。以模拟电压输出或DUTY(负载)输出的形式检测加速度传感器输出。检测轴的数量范围为从1至3。由于1轴模拟电压输出实践起来成本相对较低，在此作为示例对其进行描述。加速度传感器输出与检测加速度成比例的电压(S卩，在-90度时VoutJiilg[V]，在水平方向时 Vout_0g[V]，在 +90 度时 Vout_plg[V])。将(Vout_0g-Vout_mlg)或(Vout_plg_Vout_0g)称为“灵敏度”，表示每1 [g]的输出电压。此外，将Vout_0g称为“0g偏移”，表示在0[g](水平方向)的加速度传感器输出。在许多情形中加速度传感器由半导体构成，“灵敏度”和“0g偏移”根据各个部件具有多种变化。此外，在加速度传感器的安装倾斜精度、基底安装精度等方面，可存在多种变化。 因此，期望对加速度传感器进行个别调节。特别是，Og偏移的变化对在近零度倾斜角的情形下经常被使用的自动梯形校正功能产生很大影响。从而，必须对投影仪进行个别调节，以实现通过使用加速度传感器进行的高精度的角度检测。通常通过对于多个角度实验测量加速度传感器输出与角度之间的关系的方法 (参见专利文献2 日本专利公报No. 2004-334116)，或对加速度传感器的“灵敏度”和“0g 偏移”的值进行校正的方法，来实现对各个加速度传感器的调节。图9A的流程图表示出后者的调节方法。假设将加速度传感器的检测轴设置成与投影透镜的光轴基本平行。首先，在SlOl中开始调节。在S102中，以沿垂直方向不反转状态安装投影仪，且将光轴设置在水平状态。在S103中，将上述状态下的加速度传感器输出(VoutJ))存储在存储部件中。即Og 偏移=Vout_0在S104中，将投影仪的光轴设置到相对于水平方向的最大容许安装角度θ m。在S105中，存储在最大倾斜状态下的加速度传感器输出(VoutJii)。此外，基于以下公式计算灵敏度灵敏度=(Vout_m-Vout_0)/sin θ m在S106中，将所获得的Og偏移和灵敏度存储在投影仪内的存储器中。在S107中，调节结束。加速度传感器的输出与重力加速度之间的关系是线性的。因此，如果在任意倾斜角θ下加速度传感器的输出为Vout，则通过下式计算倾斜角θ θ = SirT1 ([在水平基准的检测电压]/ [灵敏度])= SirT1 (sin θ mX (Vout_Vout_0) / (Vout_m_Vout_0))通过使用计算出的角度，能够对投影图像精确执行自动梯形(畸变)校正。然而，实际上，当在沿垂直方向反转状态下使用投影仪时，有时在从天花板悬挂的状态下使用它。当以这样的方式使用投影仪时，在某些情形中，仅通过使用上述的调节方法，并不能精确执行梯形校正。下面，将参照图10A-10D描述其原因。图IOA显示出当以沿垂直方向不反转的状态水平安装投影仪时，投影透镜的光轴与加速度传感器的检测轴之间的关系。图IOB显示出在上述情形下的加速度传感器输出VoUt_nO。在所示示例中，使加速度传感器的检测轴相对于投影透镜的光轴倾斜θ (V考虑到加速度传感器的“0g偏移”输出的变化以及由安装误差导致的误差输出，将加速度传感器输出VoUt_nO调节成等于当投影仪处在实际水平状态时所获得的输出。图IOC显示当经过上述调节后以沿垂直方向反转状态水平安装投影仪时，投影透镜的光轴与加速度传感器的检测轴之间的关系。图IOD显示出在上述情形下的加速度传感器输出Vout_r0。 由于以沿垂直方向不反转状态和沿垂直方向反转状态水平安装投影仪，如果投影透镜的光轴与加速度传感器的检测轴彼此平行(即，θ Gtl = 0)，则应得出VoUt_nO = Vout_ r0。然而，实际上出现误差
AVg = sin (2 X θ G0) (1)
如图IOD所示。随着投影透镜的光轴与加速度传感器的检测轴之间的关系偏离平行性的程度增大，该误差会增大。
发明内容
本发明提供了一种能够精确执行梯形校正而与投影显示装置的安装状态无关的投影显示装置。根据本发明的投影显示装置包括显示部件，用于生成图像；投影部件，用于投影由显示部件生成的图像；控制部件，用于对显示部件生成的图像进行控制；检测部件，用于发出根据投影显示装置的倾斜角而变化的输出；和存储部件，用于存储与投影显示装置的安装状态相对应的多个水平基准值。控制部件被设置成根据检测部件的输出和所选择的水平基准值来改变显示部件生成的图像。通过下面参照附图对示例性实施例的描述，将清楚地理解本发明的更多特征。
图1表示根据第一实施例的投影仪的框图；图2A-2C表示出与调节步骤相对应的投影仪的各个安装状态，图2D的流程图表示在第一实施例中执行的调节步骤；图3A和:3B表示出与图2A和2C相对应的投影仪安装状态，图3C表示出在第一实施例中加速度传感器的输出；图4的流程图表示在第一实施例中执行的处理流程；图5表示根据第二实施例的投影仪的框图；图6的流程图表示在第二实施例中执行的调节步骤；图7A和7B表示在加速度传感器与倾斜角之间的关系；图8表示加速度传感器的输出示例；图9A的流程图表示已知调节方法，图9B和9C表示加速度传感器的安装状态；以及图10A-10D的示意图用于解释当以沿垂直方向反转状态安装加速度传感器时所导致的检测角度误差。
具体实施例方式下面将参照附图详细描述根据本发明实施例的投影显示装置。第一实施例图1表示根据第一实施例的投影仪(投影显示装置)的框图。视频(图像)输入电路1执行对模拟视频输入信号21的A/D (模拟/数字)转换，并以预定格式输出数字图像信号。输出的数字图像信号被输入到数字信号处理电路2， 并经受分辨率转换处理、帧速率转换处理和根据校正值“Keystone”的梯形校正处理。数字信号处理电路2的输出信号输入到显示驱动电路3。显示驱动电路3生成用于显示面板(液晶显示面板)4( S卩，显示部件)的驱动信号，它将驱动信号输出到显示面板 4。显示面板4根据来自显示驱动电路3的信号生成图像。
此外，显示驱动电路3具有生成控制信号和生成定时脉冲的功能，所述控制信号用于控制将图像信号写入显示面板4的顺序。显示驱动电路3能够根据来自控制器8的控制信号“W”切换正常显示和反转显示。控制器8包括微型计算机等，执行在数字信号处理电路2和显示驱动电路3中根据控制信号“UD”的正常/反转显示控制、对根据校正值“Keystone”的梯形校正处理的控制等。数字信号处理电路2、显示驱动电路3和控制器8构成对显示面板4生成的图像进行控制的控制部件。用作投影部件的投影透镜5具有将显示面板4生成的图像聚焦在屏幕上的功能。此外，投影透镜5具有变焦功能，用于检测变焦位置的变焦编码器9与投影透镜5 相关联。加速度传感器(检测部件)10发出根据投影仪的倾斜角而改变的输出。存储器11 和12分别存储水平基准值1和水平基准值2，其作为当以沿垂直方向不反转状态和沿垂直方向反转状态安装加速度传感器10时的水平基准数据。选择器13选择水平基准数据1和 2之一。角度计算部件14根据选择器13所选择的水平基准值和来自加速度传感器10的检测值来计算角度。用户操作操作开关15以切换在落地式安装情形(对应沿垂直方向不反转状态) 中的显示和从天花板悬挂式安装情形(对应沿垂直方向反转状态)中的显示。操作开关15 例如为设置在投影仪机身上的控制按钮，或为遥控器。一般而言，控制器8、角度计算部件14和选择器13例如由MPU构成，分别存储水平基准数据1和2的存储器11和12例如由非易失性存储器构成。后面将描述根据加速度传感器10的检测值和水平基准值1，2来计算角度的方法， 以及使用该方法的梯形校正处理的实际流程。现在，描述获得水平基准值1和水平基准值2的方法，即，调节方法。图2显示出调节处理流程的概要。首先，在S201中开始调节。在S202中，如图2A所示，以沿垂直方向不反转状态安装投影仪，且将投影透镜的光轴设置在水平状态。将与此时加速度传感器的输出相对应的值设置为水平基准值1 水平基准值1 = Vout_n0在S203中，如图2B所示，将投影仪的光轴设置到相对于水平方向的最大容许安装角度9m。在S204中，保存在最大倾斜状态下的加速度传感器输出(V0Ut_m)，并基于以下公式计算灵敏度灵敏度=(Vout_m-Vout_nO)/sin θ m在S205中，如图2C所示，以沿垂直方向反转状态安装投影仪，且将投影透镜的光轴设置在水平状态。在S206中，将沿垂直方向反转状态下的加速度传感器的输出(VoUt_rO)设置为水平基准值2
水平基准值2 = Vout_r0在S207中，将上述“水平基准值1”和“水平基准值2”分别存储在存储器11和12 中。将“灵敏度”存储在控制器8中的存储器(未示出)中。在S208中，调节结束。图3A和;3B更详细地分别表示出如图2A和2C所示的状态。图3C表示出在图3A和;3B所示状态下的加速度传感器10的输出信号。这里，假设加速度传感器的检测轴相对于水平方向的倾斜角为θ (V假设投影透镜的光轴的倾斜角为θ、。在此情形中，水平基准值2-水平基准值1 = sin (2 X ( θ (；。- θ L。))在图2D中的S202和S205中，可以水平状态安装投影仪机身，而不将投影透镜5 的光轴设置在水平状态。然而，在此情形中，残留有微小误差(对应于θ Ltl),其源于当以水平状态安装投影仪机身时投影透镜的光轴偏离水平方向。下面，将描述在这样构造的系统中所执行的自动梯形校正处理的流程。图4的流程图表示自动梯形校正处理。在S401中，开始自动梯形校正处理。在S402中，包括控制器8、角度计算部件14、选择器13等的MPU读取加速度传感器10的输出(=Vout)。同时，MPU还读取此时变焦编码器9的输出(=ZmPos)。在S403中，作为MPU的一部分的控制器8根据来自操作开关15的指示，获得表示图像以正常状态还是以沿垂直方向反转状态显示的信息。基于所获得的信息，控制器8确定为显示面板4设置的显示方向(即，图像的正常显示或沿垂直方向反转显示)。当以落地状态安装投影仪(普通安装)时，选择正常显示，而当以从天花板悬挂状态安装投影仪时，选择沿垂直方向反转显示。在S404中，在正常显示的情形中，由作为MPU的一部分的选择器13设置水平基准值=水平基准值1。在S405中，在沿垂直方向反转显示的情形中，由选择器13设置水平基准值=水平基准值2。在S406中，作为MPU的一部分的角度计算部件14基于加速度传感器的输出Vout 和选择器13选择的水平基准值，由以下公式计算倾斜角θ θ = SirT1 {(Vout"水平基准值)/灵敏度}在S407中，作为MPU的一部分的控制器8基于倾斜角θ和变焦位置ZmPos，通过使用以下给出的预定公式计算数字畸变校正因子Keystone Keystone = f ( θ , ZmPos)这里，f(x, y)表示包括倾斜角和变焦位置作为自变量的函数，取决于投影透镜的光学特性等。Keystone表示数字信号处理电路2以数字方式执行几何校正(梯形校正)的比率。在S408中，控制器8将数字畸变校正因子Keystone发送到数字信号处理电路2， 数字信号处理电路2以数字方式对显示面板4生成的图像执行梯形校正。
第二实施例图5表示根据第二实施例的投影仪的框图。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，设置垂直反转传感器20取代沿垂直方向反转操作开关15，垂直反转传感器20用于自动检测以沿垂直方向反转状态的投影仪安装。其他部件与第一实施例中的那些部件相同，在此不再对其进行重复描述。可将垂直反转传感器20构造成用于检测投影仪以沿垂直方向反转状态安装的机械开关，或加速度传感器。当将垂直反转传感器20构造成加速度传感器时，如果将加速度传感器10制备成具有两个或更多检测轴的加速度传感器，则加速度传感器10也可用作这样的加速度传感器。获得水平基准值1和水平基准值2以及执行调节的方法与以上在第一实施例中描述的方法相同。下面，将描述在这样构造的系统中执行的自动梯形校正处理的流程。图6的流程图表示自动梯形校正处理。在S601中，开始自动梯形校正处理。在S602中，MPU读取加速度传感器10的输出(=Vout)。同时，MPU还读取此时变焦编码器9的输出(=ZmPos)。在S603中，作为MPU的一部分的控制器8从垂直反转传感器20获得表示投影仪是否以沿垂直方向反转状态安装的信息。基于所获得的信息，控制器8确定投影仪的安装状态。换另外一种说法，控制器8和垂直反转传感器20作为用于判定投影仪的安装状态的判定部件。当从加速度传感器10获得表示沿垂直方向反转安装的信息时，根据加速度传感器10关于与用于检测倾斜角的轴不同的轴的输出来判定投影仪是否以沿垂直方向反转状态安装。随后的步骤与图4所示流程图中的那些步骤相同，在此省略其描述。尽管参照示例性实施例描述了本发明，应该理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。后面的权利要求的范围应被给予最宽的解释，以便包括所有修改、等效结构和功能。
权利要求
1.一种投影显示装置，包括 显示部件，用于生成图像；投影部件，用于投影由显示部件生成的图像；控制部件，用于对显示部件生成的图像进行控制；检测部件，用于发出根据投影显示装置的倾斜角而变化的输出；和存储部件，用于存储至少一个校正值，其中，控制部件通过使用在投影显示装置的反转状态和非反转状态下的相应的校正值校正由检测部件发出的输出来计算投影显示装置的倾斜角，并改变由显示部件所生成的图像。
2.根据权利要求1的投影显示装置，还包括开关，用于基于投影显示装置的取向来确定由显示部件所生成的图像的顶边和底边的取向，其中，根据来自该开关的指示，确定要选择的水平补偿值。
3.根据权利要求1的投影显示装置，还包括 判定部件，用于判定投影显示装置的安装状态，其中，根据判定部件的判定结果，确定要选择的水平补偿值。
4.一种投影显示装置的图像显示方法，所述投影显示装置包括用于生成图像的显示部件和用于发出根据投影显示装置的倾斜角而变化的输出的检测部件，所述图像显示方法包括通过使用在投影显示装置的反转状态和非反转状态下的相应的校正值来校正由检测部件发出的输出，计算投影显示装置的倾斜角；和基于投影显示装置的倾斜角，改变由显示部件所生成的图像。
全文摘要
本发明涉及投影显示装置。所述投影显示装置包括显示部件，用于生成图像；投影部件，用于投影由显示部件生成的图像；控制部件，用于对显示部件生成的图像进行控制；检测部件，用于发出根据投影显示装置的倾斜角而变化的输出；和存储部件，用于存储与投影显示装置的安装状态相对应的多个水平基准值。该投影显示装置中的控制部件根据检测部件的输出和所选择的水平基准值来改变显示部件生成的图像。
文档编号G03B21/00GK102290042SQ20111024391
公开日2011年12月21日 申请日期2007年2月8日 优先权日2006年2月8日
发明者鈴木康雄 申请人:佳能株式会社