投影仪的制作方法

本发明涉及投影仪。

背景技术：

已知一种通过内置摄像头拍摄投影仪的投射状态并测量投射颜色、投射位置等来自动地进行适当校正的系统(专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-167341号公报

专利文献2：日本特开2014-197739号公报

但是，一般情况下，根据投影仪的使用状况，投影仪的投射距离有时被设为各种长度。要求内置摄像头不管投影仪的投射距离，都能够拍摄投射到屏幕(投射面)上的投射图像。但是，内置摄像头与投射透镜之间存在视差，所以由于投射距离而导致产生内置摄像头的摄像图像中投射图像的位置发生较大变化的问题。例如，当投射距离较大时，内置摄像头与投射透镜的视差变成相对小的值，所以即使投射距离出现一些变化，摄像图像内的投射图像的位置也不会有很大变化。另一方面，当投射距离较小时，即使是很小的投射距离的差异，摄像图像内的投射图像的位置也会出现很大变化，存在难以从摄像图像准确地检测出投射图像的趋势。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而做出的，可以通过下面的方式或应用例来实现。

(1)根据本发明的一方式，提供将图像投射于投射面的投影仪。该投影仪具备投射透镜；距离信息获取部，获取与从所述投影仪到所述投射面的距离相关的距离信息；第一摄像部，拍摄所述投射面；第二摄像部，以比所述第一摄像部大的视场角来拍摄所述投射面；以及控制部。所述第一摄像部配置为相对于所述投射透镜的光轴在垂直于所述光轴的方向上偏离第一距离，所述第二摄像部配置为相对于所述投射透镜的光轴在垂直于所述光轴的方向上偏离比所述第一距离短的第二距离。当所述距离信息示出从所述投影仪到所述投射面的距离在预定的阈值以上时，所述控制部使所述第一摄像部拍摄所述投射面，当所述距离信息示出从所述投影仪到所述投射面的距离不足所述阈值时，所述控制部使所述第二摄像部拍摄所述投射面。

通过该投影仪，以更大的视场角拍摄投射面的第二摄像部配置在比第一摄像部更靠近投射透镜光轴的位置，所以第二摄像部与投射透镜之间的视差变得相对较小。其结果，可以减少与投射距离变化对应的摄像图像内的投射图像的位置变化。

(2)上述投影仪还可以具备透镜安装部，用于远距离投射的第一投射透镜和用于近距离投射的第二投射透镜以能更换的方式安装于所述透镜安装部，所述距离信息获取部获取用于识别安装于所述透镜安装部的投射透镜的信息来作为所述距离信息，当所述距离信息示出所述第一投射透镜安装于所述透镜安装部时，所述控制部使所述第一摄像部拍摄所述投射面，当所述距离信息示出所述第二投射透镜安装于所述透镜安装部时，所述控制部使所述第二摄像部拍摄所述投射面。

通过该构成，可以根据所安装的投射透镜，使适合的摄像部进行拍摄。

(3)在上述投影仪中，还可以所述距离信息获取部获取示出所述投射透镜的投射距离的信息来作为所述距离信息，当所述距离信息示出所述投射距离在所述阈值以上时，所述控制部使所述第一摄像部拍摄所述投射面，当所述距离信息示出所述投射距离不足所述阈值时，所述控制部使所述第二摄像部拍摄所述投射面。

通过该构成，可以根据投射距离，使适合的摄像部进行拍摄。

(4)上述投影仪还可以具备调节部，所述调节部根据由所述第一摄像部或所述第二摄像部拍摄到的摄像图像而进行投射于所述投射面的投射图像的调节。

通过该构成，可以基于通过第一摄像部或第二摄像部拍摄到的摄像图像，适当地调节投射到投射面的投射图像。

本发明可以以各种方式实现，可以以例如投影仪、其控制方法、用于实现它们的功能的计算机程序、记录该计算机程序的非暂时性记录介质(non-transitorystoragemedium)等各种方式来实现。

附图说明

图1是示出投影仪中安装有远距离投射用的投射透镜的状态的主视图。

图2是从上方观察图1的立体图。

图3是示出投影仪中安装有近距离投射用的投射透镜的状态的主视图。

图4是从上方观察图3的立体图。

图5是示出由于远距离投射用的投射透镜与第一摄像头的视差而带来的影响的说明图。

图6是示出由于近距离投射用的投射透镜与第二摄像头的视差而带来的影响的说明图。

图7是第一实施方式中的投影仪的功能框图。

图8是示出图像调节处理的一例的流程图。

图9是第二实施方式中的投影仪的功能框图。

附图标记说明

100、100a：投影仪；110：前面板；200：投射部；210：第一投射透镜；220：第二投射透镜；230：透镜安装部；240：光调制部；250：光源；260：变焦镜头；300：摄像部；310：第一摄像头；320：第二摄像头；400：控制部；500：操作面板；600：投射图像生成部；610：投射图像存储器；620：调节部；700、700a：透镜信息获取部；c1：第一摄像头的光轴；c2：第二摄像头的光轴；cc：投射图像的中心位置；cx：投射透镜的光轴；im1、im2：摄像图像；l1：第一距离；l2：第二距离；lid：距离信息(透镜识别信号)；pl1a、pl1b、pl2a、pl2b：投射距离；pm1a、pm1b、pm2a、pm2b：投射图像；sc：投射面；θ1、θ2：视场角；视差。

具体实施方式

a、投影仪的投射透镜和内置摄像头的配置

图1是示出投影仪100中安装有远距离投射用的第一投射透镜210的状态的主视图，图2是从上方观察图1的立体图。投影仪100的前面板110设有第一投射透镜210以及用于对投射在投射面的图像进行拍摄的两个内置摄像头310、320。第一投射透镜210以能够更换方式安装在透镜安装部230。

第一摄像头310是远距离拍摄用的第一摄像部，第二摄像头320是近距离拍摄用的第二摄像部。这些摄像头310、320优选具有下面(1)～(3)中一个以上的区别，下面的(1)是最典型的区别。

(1)近距离拍摄用的第二摄像头320的视场角θ2(图2)比远距离拍摄用的第一摄像头310的视场角θ1大。

(2)近距离拍摄用的第二摄像头320的焦点位置比远距离拍摄用的第一摄像头310的焦点位置近。

(3)近距离拍摄用的第二摄像头320的分辨率比远距离拍摄用的第一摄像头310的分辨率低(像素数量少)。

远距离拍摄用的第一摄像头310配置在相对于第一投射透镜210的光轴cx在垂直于光轴cx的方向上偏离第一距离l1的位置。近距离拍摄用的第二摄像头320配置在相对于第一投射透镜210的光轴cx在垂直于光轴cx的方向上偏离比第一距离l1短的第二距离l2的位置。在后面说明其理由。

图3是示出投影仪100上安装有近距离投射用的第二投射透镜220的状态的主视图，图4是从上方观察图3的立体图。投射透镜220的光轴cx与摄像头310、320之间的距离l1、l2与图1、图2相同。

图5是示出远距离投射用的投射透镜210与第一摄像头310的视差带来的影响的说明图。优选地，第一摄像头310的光轴c1向靠近投射透镜210的光轴cx的方向倾斜，尤其是，优选地，设定为在位于远距离投射时的标准投射距离pl1a的投射面sc上与投射透镜210的光轴cx大致交叉。投射透镜210向投射面sc(屏幕面)投射图像。第一摄像头310拍摄投射面sc从而获取摄像图像im1。在这里，示出了在两个不同的投射距离pl1a、pl1b的摄像图像im1(pl1a)、im1(pl1b)的例子。这些摄像图像im1(pl1a)、im1(pl1b)中包含投射图像pm1a、pm1b。这些投射图像pm1a、pm1b是相同的图像，但是，根据投射距离l1a、pl1b的不同，其大小和在摄像图像im1内的位置彼此不同。在图5中，为了便于图示，示出了投射图像pm1a、pm1b的中心位置cc。在进行远距离投射时，投射距离pl1a、pl1b相对较大，所以投射透镜210与第一摄像头310的视差相对较小。因此，投射距离有一些变化，摄像图像im1(pl1a)、im1(pl1b)内的投射图像pm1a、pm1b的中心位置cc也不会出现很大的变化。

图6是示出近距离投射用的投射透镜220和第二摄像头320的视差带来的影响的说明图。优选地，第二摄像头320的光轴c2向靠近投射透镜220的光轴cx的方向倾斜，尤其是，优选地，设定为在位于近距离投射时的标准投射距离pl2a的投射面sc上与投射透镜220的光轴cx大致交叉。在这里，与图5相同地，示出了两个不同的投射距离pl2a、pl2b的摄像图像im2(pl2a)、im2(pl2b)例子，摄像图像im2(pl2a)、im2(pl2b)中包含投射图像pm2a、pm2b。当进行近距离投射时，投射透镜220与第二摄像头320的视差比远距离投射时更大。因此，如果投射距离发生变化，则摄像图像im2(pl2a)、im2(pl2b)内的投射图像pm2a、pm2b的中心位置cc比远距离投射时容易出现较大变化。

但是，在本实施方式中，通过将近距离拍摄用的第二摄像头320配置在比第一摄像头310更加靠近投射透镜210、220的位置，从而抑制这样的投射图像pm2a、pm2b的位置变化。即、将第二摄像头320配置在比第一摄像头310更加靠近投射透镜210、220的位置，则可以相对地缩小第二摄像头320与投射透镜220之间的视差因此，当利用近距离投射用的投射透镜220进行投射时，即使其投射距离发生一些变化，也可以缩小通过第二摄像头320拍摄到的摄像图像im2(pl2a)、im2(pl2b)中的投射图像pm2a、pm2b的位置变化。

需要说明的是，作为摄像头310、320的配置位置关系，如图1～图4示出的例子，可以彼此横向(水平方向)排列配置，或者可以配置在任意的位置，如以投射透镜210、220的光轴cx为中心的同心圆状的位置等。需要说明的是，在投影仪设置三个以上的摄像头时，可以以越是视场角大的摄像头越靠近投射透镜210、220的光轴cx的方式依次配置。

b、第一实施方式的投影仪的功能模块和图像调节的例子

图7是第一实施方式中的投影仪的功能框图。投影仪100具有控制部400、操作面板500、投射部200、投射图像生成部600、距离信息获取部700以及摄像部300。摄像部300具有上述的远距离拍摄用的第一摄像头310和近距离拍摄用的第二摄像头320。

控制部400进行投影仪100内部的各部的控制。并且，控制部400具有根据距离信息获取部700获取的距离信息使第一摄像头310和第二摄像头320中的任一拍摄投射面sc(屏幕面)的功能。

投射图像生成部600具有生成由投射部200投射到投射面sc上的投射图像的功能，并且具有用于存储投射图像的投射图像存储器610以及调节投射图像的调节部620。

调节部620基于通过第一摄像头310或者第二摄像头320拍摄到的摄像图像，进行投射到投射面sc的投射图像的调节处理。优选地，该调节处理包括例如校正投射图像的梯形失真的梯形失真校正或投射图像的色彩校正。当进行投射图像的色彩校正时，从投射部200投射用于测量投射光颜色的测量图案(pattern)，通过第一摄像头310或者第二摄像头320测量投射颜色，从而校正投射光的颜色。具体地，算出用于调节多个灰度水平的红色、绿色、蓝色的均衡的增益值或者用于校正伽马特性的明亮度的校正量、用于校正面内颜色不均的各点的校正数据等。之后，调节部620利用这些校正值执行校正，以使投影仪100的投射光具有期望的色调。

投射部200具有将通过投射图像生成部600生成的投射图像投射到投射面sc上的功能。除了图1中说明的投射透镜210以及透镜安装部230之外，投射部200还具有光调制部240以及光源250。光调制部240根据从投射图像存储器610提供的投射图像数据，对来自光源250的光进行调制，从而形成投射图像光。典型的该投射图像光是包括rgb三种颜色的可视光的彩色图像光，通过投射透镜210被投射到投射面sc上。需要说明的是，作为光源250，除了超高压水银灯等光源灯之外，还可以采用发光二极管或激光二极管等各种光源。并且，作为光调制部240，可以采用透射式或者反射式的液晶面板或数字微镜器件等，还可以构成为针对每种颜色光具备光调制部240。

距离信息获取部700获取与投影仪100的投射距离相关的距离信息。在图7示出的例子，透镜安装部230与投射透镜210(或者220)的连接部分设有物理或电气性辨别比特，表示该辨别比特的值的透镜识别信号lid作为距离信息从透镜安装部230被供给到距离信息获取部700。距离信息获取部700将该距离信息lid供给控制部400。该距离信息lid具有表示投影仪100的投射距离是大还是小的信息的意义。即、控制部400根据该距离信息lid，可以判断从投影仪100到投射面sc的距离(投射距离)是否在预定的阈值以上。具体地，距离信息(透镜识别信号lid)表示透镜安装部230安装有第一投射透镜210时，控制部400可以判断为到投射面sc的距离(投射距离)在预定的阈值以上。另一方面，当距离信息(透镜识别信号lid)表示透镜安装部230安装有第二投射透镜220时，可以判断为到投射面sc的距离(投射距离)不足预定的阈值。

控制部400在距离信息lid示出从投影仪100到投射面sc的距离在预定的阈值以上时，通过第一摄像头310拍摄投射面sc。另一方面，当距离信息lid示出从投影仪100到投射面sc的距离不足阈值时，通过第二摄像头320拍摄投射面sc。由此，可以根据实际所安装的投射透镜，从摄像头310、320中选择适当的摄像头来进行拍摄。

需要说明的是，距离信息获取部700还可以根据利用操作面板500或遥控器(未图示)的使用者指示，获取与投影仪100的投射距离相关的距离信息，以此来代替从透镜安装部230接收作为距离信息的透镜识别信号lid。

图8是示出图像调节处理的一例的流程图。例如由用户利用操作面板500(图7)的操作键或遥控器(未图示)等指示投影仪100开始图像调节处理，从而开始该图像调节处理。下面，作为图像调节处理的一例，说明执行色彩校正处理的情况。

在步骤s100，控制部400进行投射距离的判断。具体地，当透镜安装部230安装有远距离投射用的第一投射透镜210时，判断为“远距离”，安装有近距离投射用的第二投射透镜220时，判断为“近距离”。

在步骤s110，控制部400根据投射距离的判断结果选择摄像部300的多个摄像头310、320中的任意一个。具体地，当投射距离判断为“远距离”时，选择远距离拍摄用的第一摄像头310，判断为“近距离”时，选择近距离拍摄用的第二摄像头320。控制部400根据需要还可以对被选定的摄像头执行用于拍摄的初始设定等处理。

在步骤s120，控制部400使投射图像生成部600执行在投射图像存储器610内描绘颜色测量用图案的处理，并使投射部200投射该颜色测量用图案。该颜色测量用图案包括例如红色、绿色、蓝色的单色的多个标准图像，并且，优选地，各颜色的标准图像划分在分别具有从0(最低灰度值)到255(最高灰度值)的多个灰度值的多个小区域。或者还可以将包含白色以及中间色调的灰色的图像作为颜色测量用图案使用。需要说明的是，为了从摄像图像容易识别颜色测量用图案的位置，还可以在投射颜色测量用图案之前，投射全白图像或交叉影线等位置检测用图案。

在步骤s130，控制部400使在步骤s110中选择的摄像头拍摄所投射的颜色测量用图案。接下来的步骤s140之后的处理由调节部620(图7)执行。

在步骤s140，调节部620从摄像图像中检测颜色测量用图案。如在图5中说明，当进行远距离投射时，即使投射距离有一些变化，摄像图像内的颜色测量用图案的位置也不会出现很大变化，所以能够简单地从摄像图像内检测出颜色测量用图案。另一方面，如在图6中说明，当进行近距离投射时，与远距离投射时相比，对应于投射距离变化的摄像图像内的颜色测量用图案的位置变化较大。但是，在本实施方式中，近距离拍摄用的第二摄像头320比远距离拍摄用的第一摄像头310更靠近投射透镜220配置，所以将这样的颜色测量用图案的位置变化抑制在最小，可以推测摄像图像内的颜色测量用图案的位置。因此，调节部620可以简单地从摄像图像中检测出颜色测量用图案。

在步骤s150，调节部620从摄像图像内的颜色测量用图案提取投射光的颜色成分，测量投影仪100当前所投射的颜色。

在步骤s160，调节部620基于利用颜色测量用图案测量的颜色，算出投影仪100的投射颜色变成期望的颜色的校正值。具体地，算出用于调节各灰度的红色、绿色、蓝色的均衡的增益值或者用于校正伽马的明亮度的校正量、用于校正面内颜色不均的各点的校正数据等。

在步骤s170，调节部620将在步骤s160中得到的校正值应用于输入图像中执行色彩校正，使得投射部200投射色彩校正后的投射图像。例如，可以通过将校正值设在色彩校正电路(未图示)，从而进行该色彩校正。其结果，来自投影仪100的投射光被校正为预定的色调。

如以上说明，在第一实施方式中，当距离信息lid示出从投影仪100到投射面sc的距离在预定的阈值以上时，通过第一摄像头310(第一摄像部)拍摄投射面sc，另一方面，当距离信息lid示出从投影仪100到投射面sc的距离不足阈值时，通过配置在比第一摄像头310更加靠近投射透镜的光轴cx的位置上的第二摄像头320(第二摄像部)拍摄投射面sc。其结果，第二摄像头320与投射透镜220之间的视差变得相对较小，可以减少对应于投射距离变化的摄像图像内的投射图像的位置变化。因此，可以从摄像图像中容易识别投射图像。

c、第二实施方式的投影仪的功能模块

图9是第二实施方式中的投影仪的功能框图。与图7示出的第一实施方式的区别有两点，采用了变更投射距离的变焦镜头260来代替了能够更换的投射透镜210以及距离信息获取部700a获取表示变焦镜头260的投射距离的距离信息，其它构成与第一实施方式相同。

变焦镜头260具有通过变更到投射面sc的投射距离从而在从远距离投射到近距离投射的很大的投射距离范围内可以摄像图像的变焦镜头功能。

距离信息获取部700a获取表示变焦镜头260的投射距离的距离信息。具体地，例如，利用基于存储在投射图像存储器610中的投射图像和通过第一摄像头310或者第二摄像头320拍摄投射在投射面sc上的投射图像的摄像图像的三角测量，获得表示变焦镜头260的投射距离的距离信息。需要说明的是，该距离测量中利用包含距离测量用基准标记的投射图像。控制部400在距离信息示出投射距离在预定的阈值以上时，在之后的图像调节处理等中，通过第一摄像头310拍摄投射面sc。另一方面，当距离信息示出投射距离不足阈值时，在之后的图像调节处理等中，通过第二摄像头320拍摄投射面sc。由此，可以根据实际的投射距离，选择摄像头310、320中的更加适合的摄像头进行拍摄。

需要说明的是，距离信息获取部700a还可以通过除了上述的利用三角测量的距离测量之外方法获取距离信息。例如可以采用在变焦镜头260安装可以获得变焦镜头260的聚焦位置的传感器，算出从该聚焦位置到投射面sc的距离的方法。或者，还可以设置距离传感器(未图示)，直接测量投射距离。并且，距离信息获取部700a可以获取不具有缩放功能的投射透镜的投射距离作为距离信息，而不是具有缩放功能的投射透镜的投射距离。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施例或实施方式，在不脱离其宗旨的范围内，可以在各种方面实施。

变形例1：

作为投射图像的调节，可以采用除了上述的投影仪100的色彩校正之外的各种调节。可以进行例如梯形失真校正或向曲面的投射面sc投射图像时的失真的校正等。并且，当利用多台投影仪进行多投射时，还可以进行有关投射光的色调的投影仪个体差异的校正或者用于使得亮度均匀的校正、投射位置的相互错开的校正等。