CN100405214C - 屏幕 - Google Patents

Abstract

一种屏幕，具有将从投影机等光学设备射出的光束投影而形成投影图像的投影面，该屏幕具备：设置在投影面上的、检测来自光学设备的射出光束的光量的光量检测装置(4U、4D、4L、4R)；根据由该光量检测装置(4U、4D、4L、4R)检测出的光量，控制投影面的姿势的姿势控制装置(70)。通过具备光量检测装置(4U、4D、4L、4R)和姿势控制装置(70)，可以检测来自光学设备的投影图像的光量从而控制投影面的姿势，所以，可以使屏幕的投影面与光学设备正对，可以自动地修正投影图像的梯形变形。

Description

屏幕

技术领域

本发明涉及具有将从投影机等光学设备射出的光束投影而形成投影图像的投影面的屏幕。

背景技术

以往，在演示(プレゼンテ一シヨン)等中广泛地利用了具有根据图像信息对从光源射出的光束进行调制的光调制装置，将由该光调制装置调制的光束放大投影的投影机等光学设备。

从这些光学设备射出的光束，投影到屏幕的投影面上形成投影图像，通过这样放大投影到投影面上，可以有效地进行向很多人的演示。

在将从这样的光学设备射出的光束投影到屏幕的投影面上的状态下，如果光学设备与屏幕不正对，在投影面上形成的投影图像将发生梯形的变形。例如，如果投影面相对于投影机等光学设备在上下方向上倾斜配置，本来是长方形的投影图像，将发生上边或底边变长的梯形变形。另外，如果投影面相对于光学设备在左右方向上倾斜配置，将发生左边或右边变长的梯形变形。

这时，虽然可以调整屏幕的位置，但是，可以进行大画面显示的屏幕很大，难于通过人力进行位置调整，另外，通过人力进行调整时，也难于微妙地进行投影面的姿势调整。

因此，近年来，已知在发生这样的梯形变形时安装由投影机的控制部将输入光调制装置的图像信号进行变换而修正梯形变形的软件。

如果是这样的投影机，即使是在投影面上发生梯形变形的情况，利用投影机的梯形修正软件，可以使从投影机射出的光束的轮廓微妙地发生变形，从而可以在投影面上形成合适的长方形的投影图像。

但是，在这样的投影机一侧的修正，由于将光调制装置的矩形的图像形成区域的一部分不使用而形成梯形的图像并通过将其投影到投影面上而形成长方形的投影图像，所以，不能说是有效地利用了图像形成区域的全体。

另外，由于需要在投影机等光学设备中安装这样的软件，所以，存在投影机的价格容易提高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使在投影的投影图像发生梯形变形时也可以自动地修正该梯形变形的屏幕。

为了达到上述目的，本发明的屏幕是具有将从投影机等光学设备射出的光束投影而形成投影图像的投影面的屏幕，其特征在于，具备：设置在上述投影面上的、检测来自上述光学设备的射出光束的光量的光量检测装置；根据由该光量检测装置检测出的光量控制上述投影面的姿势的姿势控制装置。

按照本发明，通过具备光量检测装置和姿势控制装置，可以检测来自光学设备的投影图像的光量并控制投影面的姿势，所以，可以使屏幕的投影面与光学设备正对，从而可以自动地修正投影图像的梯形变形。因此，在投影机等光学设备中不需要安装修正梯形变形的软件等，从而光学设备的价格就不会提高。

以上，当上述屏幕具有使投影面以沿水平方向延伸的轴为中心转动的水平轴旋转驱动机构和使上述投影面以沿垂直方向延伸的轴为中心转动的垂直轴旋转驱动机构时，优选地，姿势控制装置控制这些水平轴旋转驱动机构和垂直轴旋转驱动机构。

这里，驱动机构优选地分别将步进马达作为驱动源。

按照本发明，仅用2个简单的驱动机构就可以在所有的方向控制投影面的姿势，所以可以简化屏幕的结构。

另外，优选地，上述光量检测装置包含4个光电变换元件构成，4个光电变换元件中，一对光电变换元件沿投影面的垂直方向配置，而另一对光电变换元件沿投影面的水平方向配置。

这里，作为光电变换元件，可以采用各种的变换元件，除了光电二极管、光电晶体管等外，也可以采用CCD摄像元件。

按照本发明，沿垂直方向配置的一对光电变换元件可以用于使投影面以水平轴为中心转动时的光量检测，沿水平方向配置的另一对光电变换元件可以用于使投影面以垂直轴为中心转动时的光量检测，从而可以实现姿势调整的简单化。

此外，上述光电变换元件优选地是光电二极管。

即，光电二极管作为光电变换元件，价格便宜，已广泛被利用，所以，本发明的屏幕的价格不会提高。

之后，上述光量检测装置优选地具有把4个光电变换元件当作电阻元件的桥接电路。

这样，通过具备桥接电路，如果来自桥接电路的输出为0，则可判定由4个光电变换元件检测的光量是相同的，所以，可以用非常简单的结构构成光量检测装置。

附图说明

图1是表示本发明实施例的屏幕的结构的前视图、俯视图和侧视图。

图2是表示上述实施例的垂直轴旋转驱动机构的结构的示意图。

图3是表示上述实施例的水平轴旋转驱动机构的结构的示意图。

图4是表示上述实施例的姿势控制装置的结构的方框图。

图5是表示上述实施例的屏幕的作用的流程图。

图6是表示上述实施例的屏幕的姿势调整的状态的示意图。

图7是表示本发明实施例2的屏幕的姿势控制装置的结构的方框图。

图8是表示本发明实施例的变形的屏幕的姿势控制装置的结构的方框图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施例。

实施例1.

图1表示本发明的实施例的屏幕1。

该屏幕1被构成为具备屏幕主体2和支柱3。

作为投影面的屏幕主体2具备：白色矩形的图像形成面21；沿该图像形成面21的上端和下端设置的框架部件22。

图像形成面21是将多个微细的玻璃珠埋入到白色的涂料表面而形成的，框架部件22是为了防止图像形成面21在来自投影机等光学设备的光学像的投影中弯曲而设置的。

在这样的屏幕主体2的图像形成面21外周附近，设置有作为光量检测装置的4个光量传感器4U、4D、4L、4R。

这4个光量传感器4U、4D、4L、4R中，光量传感器4U、4D沿图像形成面21的垂直方向配置，光量传感器4L、4R沿图像形成面21的水平方向配置。另外，各光量传感器4U、4D、4L、4R配置在图像形成面21的矩形边的中央，并且，配置在成为从投影机等光学设备投影的图像G的内侧的位置。

支柱3是用于使屏幕主体2自立的部件，在屏幕主体2的大致中央与屏幕主体2连接，在其下部设置有支脚部，图中未示出。

支柱3被构成为具备支柱主体31、转动部32、33和腕部34。支柱主体31由金属制的圆管状部件构成，其中间部分表面为了安装转动部32形成有凹陷(アンダ一カツト)，图中未示出。

转动部32，由与在支柱主体31的中间部分形成的凹陷接合的环状部件构成，以支柱主体31的圆筒中心为中心，相对支柱主体31，可以自由转动地安装。另外，该转动部32通过连接部件32A与屏幕主体2的框架部件22连接，连接部件32A，相对转动部32在上下方向上自由转动地安装。

转动部33由在支柱主体31的上端部分接合的圆筒状部件构成，与转动部32一样，相对支柱主体31可以自由转动地安装。另外，在转动部33的圆筒内周面，设置有与后述的垂直轴旋转驱动机构50啮合的内齿轮，图中未示出。

腕部34被构成为可以自由滑动地安装在该转动部33的外周面的棒状部件，在其下面，设置有与后述的水平轴旋转驱动机构60啮合的齿条(ラツク)，在图1中未示出。

在腕部34的滑动方向前端部分，相对腕部34在上下方向自由转动地设置有连接部件34A，屏幕主体2的上侧框架部件22的中央部分与该连接部件34A接合。

如图2和图3所示，在这样的支柱3的圆筒管内部，设置有垂直轴转动驱动机构50和水平轴旋转驱动机构60。

如图2所示，垂直轴旋转驱动机构50被构成为具备步进马达51、第1齿轮52和第2齿轮53。

步进马达51，被固定在支柱主体31的内部，是由输入的电脉冲信号驱动的马达，根据电脉冲信号的极性而进行右旋或左旋转动。

第1齿轮52，安装在该步进马达51的旋转轴上，与旋转轴的驱动一起旋转。

第2齿轮53，一部分与该第1齿轮52啮合，同时，另一部分与设置在转动部33的内侧的内齿轮331啮合，将第1齿轮52的旋转传递给转动部33。

这样的垂直轴旋转驱动机构50，如果指定的步数的电脉冲信号被输入步进马达51，则步进马达51的旋转轴驱动该步数，通过第1齿轮52和第2齿轮53使转动部33转动。

之后，如果该转动部33转动，图1所示的屏幕主体2就绕垂直轴周围转动，调整相对于投影机等光学设备的垂直轴的姿势。

如图3所示，水平轴旋转驱动机构60具备设置在转动部33内部的步进马达61和设置在该步进马达61的转轴前端的齿轮62，齿轮62被配置在转动部33的外侧，与设置在腕部34的下面的齿条341啮合。

如果步进马达61旋转，则齿轮62转动，通过与其啮合的齿条341，腕部34在图3的纸面正交方向滑动。

如果腕部34滑动，图1所示的屏幕主体2，其上端边缘在屏幕面的法线方向上进退，以屏幕主体2的下端边缘即下侧框架部件22为水平轴进行旋转驱动，调整相对于投影机等光学设备的水平轴周围的姿势。

如图4所示，这样的驱动机构50、60由设置在支柱主体31内部的控制部70进行驱动控制。

作为姿势控制装置的控制部70作为ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)而构成，具备电流检测部71、运算处理部72、存储器73、垂直轴旋转驱动控制部74和水平轴旋转驱动控制部75。

电流检测部71是检测来自上述光量传感器4U、4D、4L、4R的电信号的部分。

更详细地说，该光量传感器4U、4D、4L、4R被构成为包含作为光电变换元件的光电二极管41和电源42的闭合电路。

电源42是对光电二极管41反方向地施加偏置电压的部分，在施加这样的偏置电压的状态下，光电二极管41的PN结部分成为障壁，在闭合电路内没有电流。

但是，如果光照射到光电二极管41，在光电二极管41的PN结面上，孔穴和电子分离，分别向-侧和+侧移动，从而流过电流。

之后，上述电流检测部71检测出在该光量传感器4U、4D、4L、4R的闭合电路内流动的电流，并将该电流值变换为数字信号，向运算处理部72输出。另外，各个光量传感器4U、4D、4L、4R与电流检测部71并联连接，电流检测部71将各光量传感器4U、4D、4L、4R的电流值向运算处理部72输出。

运算处理部72是根据检测的电流值判断屏幕主体2相对于光学设备的姿势的部分，通过将4个光量传感器4U、4D、4L、4R的电流值进行对比，判断屏幕主体2的姿势。

另外，该运算处理部72还具备根据光学设备的图像特性进行修正运算的功能。

例如，在斜射投影型的投影机中，在屏幕主体2上形成光学像时，投影图像内的最明亮的区域是图像形成面的下端边缘中央部分，其他部分都比其暗，所以，运算处理部72修正光量传感器4U、4D、4L、4R的电流值后进行对比。

修正数据被记录保存到存储器73中，如果在连接的设定开关76中选择了斜射投影，运算处理部72从存储器73中调出修正数据，进行电流值对比。

水平轴旋转驱动控制部74和垂直轴旋转驱动控制部75是根据运算处理部72的判断结果，生成并输出对水平轴旋转驱动机构60和垂直轴旋转驱动机构50的控制信号的部分。

水平轴旋转的控制信号是根据光量传感器4U、4D的电流值的对比而生成的。

具体而言，在运算处理部72中，如果判定光量传感器4D的电流值小于光量传感器4U的电流值，就可以认为屏幕主体2的上端与光学设备接近，所以，水平轴旋转驱动控制部74就生成使腕部34向靠近支柱主体31的方向移动的控制脉冲信号，并向水平轴旋转驱动机构60输出。

下面，根据图5所示的流程图说明这样的屏幕1的作用。

(1)如图6所示，在屏幕主体2的图像形成面21上形成投影机100的投影图像的状态下，如果接通屏幕1的驱动机构50、60和控制部70的电源，运算处理部72确认设定开关76的状态，从存储器73中取得与该设定对应的修正值(处理S1)。

(2)电流检测部71，检测在包含构成光量传感器4U的光电二极管41的闭合电路中流动的电流，变换为数字信号，并向运算处理部72输出(处理S2)。然后，电流检测部71，检测在包含构成光量传感器4D的光电二极管41的闭合电路中流动的电流，变换为数字信号，并向运算处理部72输出(处理S3)。

(3)运算处理部72进行接收的光量传感器4U和光量传感器4D的输出电流值的修正后(处理S4)，进行两输出电流值的对比判断(处理S5)。输出电流值的修正，根据在投影机100的上部投影区域中设计照度和在下部投影区域中设计照度，通过对各输出电流值进行加权而进行。

(4)在修正后的光量传感器4U的输出电流值和光量传感器4D的输出电流值的偏差不为0时，运算处理部72就将该偏差量向水平轴旋转驱动控制部74输出。

(5)水平轴旋转驱动控制部74根据得到的偏差量生成由转动方向和步数构成的控制脉冲信号，并向水平轴旋转驱动机构60输出(处理S6)。水平轴旋转驱动机构60根据该控制脉冲信号使腕部34相对于支柱主体31进退(处理S7)。运算处理部72和水平轴旋转驱动控制部74，反复进行输出电流值的对比和控制脉冲信号的生成直至输出电流值的偏差成为0，进行屏幕主体2的上下方向的倾斜调整。

(6)如果屏幕主体2的上下方向的姿势调整结束了，电流检测部71就检测左侧的光量传感器4L的输出电流值(处理S8)，检测右侧的光量传感器4R的输出电流值(处理S9)，分别变换为数字信号，并向运算处理部72输出。

(7)运算处理部72进行各自的输出电流值的对比判断(处理S10)。这时，在本实施例中，运算处理部72不是像上下方向的调整那样进行修正处理，而是直接将两输出电流值进行对比，计算偏差。这是因为，在投影机100等光学设备中，在左右方向设计上的照度很少发生偏差。

(8)对比判断的结果，在判定为输出电流值发生了偏差时，垂直轴旋转驱动控制部75就生成与该偏差对应的控制脉冲信号(处理S11)，并向垂直轴旋转驱动机构50输出。垂直轴旋转驱动机构50根据该控制脉冲信号使转动部33转动(处理S12)，如果光量传感器4L、4R的输出电流值的偏差已成为0，就结束处理，并维持该状态。

按照以上所述的本实施例，具有以下的效果。

通过屏幕1具备光量传感器4U、4D、4L及4R、水平轴旋转驱动控制部74、垂直轴旋转驱动控制部75、垂直轴旋转驱动机构50和水平轴旋转驱动机构60，可以检测来自投影机100的投影图像的光量并控制图像形成面21的姿势，所以，可以使屏幕1的图像形成面21与投影机100正对，从而可以自动地修正投影图像的梯形变形等。因此，投影机100中不必另外安装修正梯形变形的软件等，从而光学设备的价格也不会提高。

另外，通过将姿势控制装置构成为包含垂直轴旋转驱动机构50和水平轴旋转驱动机构60，仅用2个转动机构就可以在所有的方向控制屏幕主体2的图像形成面21的姿势，从而可以使屏幕1的结构简化。

此外，通过沿垂直方向配置光量传感器4U、4D，沿水平方向配置光量传感器4L、4R，可以独立地进行利用水平轴旋转驱动机构60的图像形成面21的姿势调整和利用垂直轴旋转驱动机构50的图像形成面21的姿势调整，从而可以使姿势调整简单化。

并且，光量传感器4U、4D、4L、4R被构成为包含光电二极管41，所以，可以在屏幕1上廉价地设置光量检测的结构，从而屏幕1的价格不会提高。

另外，运算处理部72被构成为根据投影机100的机种修正由电流检测部71检测出的输出电流值，所以，即使是斜射投影型的投影机，也可以将屏幕主体2的图像形成面21调整为合适的姿势。

实施例2.

下面，说明本发明的实施例2。在以下的说明中，对于与已说明的部件和部分相同的部件等，标以相同的符号并省略其说明。

在上述实施例1中，光量传感器4U、4D、4L、4R相对于电流检测部71并联连接。

与此相反，实施例2的光量传感器5U、5D、5L、5R如图7所示，构成为把各传感器的光电二极管41当作电阻元件的桥接电路。光量传感器5U、5D、5L、5R在屏幕上的配置与实施例1一样，光量传感器5U是屏幕上侧、光量传感器5D是屏幕下侧、光量传感器5L是屏幕左侧、光量传感器5R是屏幕右侧。

在该桥接电路中，构成各光量传感器5U、5D、5L、5R的光电二极管41，配置成施加到桥接电路上的施加电压Vcc是反向施加的。另外，光量传感器5U、5D并联连接使得在电压施加部分支，光量传感器5L、5R在其后级并联连接。

在这样的桥接电路中，如果设各光电二极管41的电阻值为Ru(光量传感器5U)、Rd(光量传感器5D)、R1(光量传感器5L)、Rr(光量传感器5R)，光量传感器5L上流过的电流I1，光量传感器5R上流过的电流I2，则在输出电流Io成为0且电流I1与电流I2相等时，可以使屏幕的投影面与光学设备正对。进而，虽然图7中没有示出，电流检测部81检出电流I1与电流I2。另外，在输出电流Io成为0时，以下的(1)式所示的平衡状态成立。

Ru×Rr＝Rd×R1               …(1)

在这样的屏幕中，首先，控制部80的运算处理部82监视由电流检测部81检测的输出电流Io，并且由水平轴旋转驱动控制部83和垂直轴旋转驱动控制部84进行水平轴旋转驱动机构60和垂直轴旋转驱动机构50的驱动控制。

之后，如果由电流检测部81检测的输出电流Io成为0，则运算处理部82就判定上述(1)式的平衡状态成立，由各自的光电二极管41检测的光量相等，从而结束由水平轴旋转驱动控制部83和垂直轴旋转驱动控制部84进行的驱动控制。

在该实施例2中，除了在实施例1中所述的效果外，还具有以下效果。

运算处理部82根据桥接电路的平衡状态，判定由各光量传感器5U、5D、5L、5R检测的光量相等，所以，仅由电流检测部81检测从桥接电路输出的1个输出电流Io就可以进行判断，从而可以实现光量检测装置的结构简化。

实施例的变形。

本发明不限于上述实施例，也包含以下所示的变形。

虽然在上述实施例2中，把构成4个光量传感器5U、5D、5L、5R的4个光电二极管41当作电阻元件，构成桥接电路，但是本发明不限于此种情况。

即，如图8所示，也可以用构成光量传感器6U、6D、6L、6R的光电二极管41和已知的固定电阻R1、R2及可变电阻R3构成桥接电路，根据可变电阻R3的调整值求出在接收指定光量的状态下光电二极管41的电阻值。

这时，在控制部90中，除了电流检测部91、运算处理部92、水平轴旋转驱动控制部93和垂直轴旋转驱动控制部94外，还可以设置电阻调整部95，由电阻调整部95调整可变电阻R3的值，使得由电流检测部91检测的桥接电路的输出电流Io成为0，从而求出光电二极管41的电阻值。

另外，在上述实施例1中，作为光量传感器4U、4D、4L、4R的光电变换元件，使用了光电二极管41，但是，本发明不限于此，也可以使用例如光电晶体管等光电变换元件。

此外，上述实施例在前面投影型的屏幕中采用了本发明，但是，本发明不限于此种情况，在背面投影型的屏幕中也可以采用本发明。

此外，本发明的实际的结构和形状等，在可以达到本发明的目的的范围内，可以设为其他结构等。

Claims (5)

1.一种屏幕，具有投影从投影机等光学设备射出的光束而形成投影图像的投影面，其特征在于，具备：

设置在上述投影面上的、检测来自上述光学设备的射出光束的光量的光量检测装置；

根据由该光量检测装置检测出的光量，控制上述投影面的姿势的姿势控制装置。

2.根据权利要求1所述的屏幕，其特征在于，具备使上述投影面以沿水平方向延伸的轴为中心转动的水平轴旋转驱动机构，和使上述投影面以沿垂直方向延伸的轴为中心转动的垂直轴旋转驱动机构；

上述姿势控制装置，控制这些水平轴旋转驱动机构和垂直轴旋转驱动机构。

3.根据权利要求2所述的屏幕，其特征在于，上述光量检测装置被构成为包含4个光电变换元件；

4个光电变换元件中，一对光电变换元件沿上述投影面的垂直方向配置，另一对光电变换元件沿上述投影面的水平方向配置。

4.根据权利要求3所述的屏幕，其特征在于，上述光电变换元件是光电二极管。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的屏幕，其特征在于，上述光量检测装置具备把上述4个光电变换元件当作电阻元件的桥接电路。

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