CN101558654B - 投影装置和光学测距方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种投影装置，包括：视频显示控制部53，其根据输入视频数据，投影并显示视频；以及投影距离获取部14，其用激光照射由视频显示控制部53在其上投影并显示视频的投影平面，并获取到投影平面的投影距离，其中，当投影距离获取部14获取投影距离时，视频显示控制部53将与激光测距点63相对应的至少第一视频区域66的显示状态调整到用于获取投影距离的显示状态，以便可以快速及高精度地测量从投影装置到投影平面的距离，其中激光测距点63是激光所照射的区域。

Description

投影装置和光学测距方法

技术领域

本发明涉及一种投影装置和光学测距方法。

背景技术

当前，数据投影仪作为投影装置受到广泛使用，用于将显示在个人计算机屏幕上的图像、视频信号的图像、来自存储在存储卡等中的图像数据的图像等等投影在银幕上。

投影装置常常使用紧凑的具有高亮度的光源，例如金属卤化物灯或超高压水银灯，从光源输出的光由光源的光学系统作为通过滤色镜的三原色而照射到称为液晶或数字微镜器件（DMD）的显示元件上，以便将显示元件的透射光或反射光通过一组透镜投影在银幕上，这组透镜是包含变焦功能的投影仪的光学系统。

在这种投影装置中，当投影平面相对于与从投影装置射出的投射光的光轴垂直的平面处于倾斜位置时，就出现投影影像的梯形失真。例如，日本专利申请公开特许公报No.2005-39558提出了一种技术，用按照相位差方法操作的测距传感器测量从投影平面上的多个点到投影装置的距离，以便获取在投影装置与投影平面之间的相对位置关系，并基于这个结果，在无需物理调整投影装置与投影平面之间相对位置关系的情况下，通过图像处理校正在投影图像中的梯形失真。

日本专利申请公开特许公报NO.H7-84045提出了一种测量技术，使用按照激光方法操作的测距传感器代替按照相位差方法操作的测距传感器，这个技术的优点在于，与相位差方法相比，测距速度更快，测距精度更高等。

然而，在由投影装置执行的用激光方法对投影平面的测距中，存在问题：当具有与激光束相同波长的颜色元素的图像被投影到投影平面上时，图像自身的反射光的影响使得测距精度降低。

本发明的目的是提供一种投影装置和光学测距方法，其能够快速且高度精确地测量从投影装置到投影平面的距离。

发明内容

本发明是在考虑到以上情形的情况下做出的，并且具有快速且高度精确地测量从投影装置到投影平面的距离的优点。

为了实现任一以上优点，根据本发明的第一方面，提供了一种投影装置，包括：

控制部，其根据输入视频数据，投影并显示视频；以及

投影距离获取部，用光照射由控制部在其上投影并显示视频的投影平面，并获取到投影平面的投影距离；

转换电路部，其调整所述输入视频数据，其中，

当由投影距离获取部获取投影距离时，所述转换电路部调整包含用所述光照射的区域的预定视频区域的显示状态，以便至少衰减与所述光的峰值波长相对应的颜色分量的亮度值。

根据本发明的第二方面，提供了一种光学测距方法，包括：

视频显示控制步骤，根据输入视频数据，投影并显示视频；

投影距离获取步骤，用光照射由视频显示控制步骤在其上投影并显示视频的投影平面，并获取到投影平面的投影距离，以及

转换步骤，调整所述输入视频数据，其中，

当在投影距离获取步骤中获取投影距离时，所述转换步骤包括调整包含用所述光照射的区域的预定视频区域的显示状态，以便至少衰减与所述光的峰值波长相对应的颜色分量的亮度值。

附图说明

依据以下的详细描述及附图，本发明及上述目的、及其特点和优点会得到充分理解，其中；

图1是显示投影仪外部结构的说明图；

图2是显示根据第一实施例的投影仪的说明图；

图3是显示投影距离获取部的说明图；

图4是显示根据第一实施例的激光测距点的说明图；

图5是显示在投影平面上的第一视频区域的说明图；

图6是显示根据第一实施例的视频数据的调整的说明图；

图7是显示数字变焦的说明图；

图8是显示对视频显示控制部的操作的描述的流程图；

图9是显示聚焦调整部操作的描述的流程图；

图10是显示根据第二实施例的投影仪的说明图；

图11是显示根据第二实施例的激光测距点的说明图；

图12是显示在投影平面上的第二视频区域的说明图；

图13是显示根据第二实施例的视频数据的调整的说明图；

图14是显示对视频显示控制部的操作的描述的流程图；

图15是显示对倾斜角度推导部的操作的描述的流程图；

图16A和图16B是显示调整数据的说明图；

图17A和图17B是显示调整数据的说明图；

图18是显示视频数据的调整的说明图；

图19是显示视频数据的调整的说明图；以及

图20A和图20B是显示调整数据的说明图。

具体实施方式

以下将参考附图描述实施本发明的最佳模式。以下所述的实施例包括用于实施本发明的各种技术上的优选特征，但本发明的范围不限于以下所述的实施例及所示出的实例。

（第一实施例）

将参考附图描述当在投影仪1中实现本发明的投影装置时的第一实施例。在第一实施例中，将描述获取从由投影仪1将视频投影到其上的投影平面到投影仪1的投影距离，以及基于所获取的投影距离对投影视频进行聚焦调整。

图1是显示投影仪1外部结构的图示。

投影仪1包括机箱10和11，它是设置有多个操作块的箱体，例如用于外部操作的键输入/指示器部20、音频输出部18、用于投影视频的投影部13、投影距离获取部14，用于通过用脉冲激光照射到投影平面上来获取到投影平面的投影距离、用于从遥控器接收控制信号的Ir接收部15、等等。在箱体的侧部和前面构成多个进气孔17和排气孔16，用于引入外部空气来冷却箱体内部。具有伸展功能的前支腿19设置在箱体的底部，用以进行投影角的人工调整。在箱体的后面设置了输入连接器部21，其包括用于外部视频数据的输入的D-SUB端子、S端子或RCA端子，并且尽管未示出，还包括USB端子、电源适配器插头、存储器卡槽等。

键输入/指示器部20配置了：电源开关键，用于开关投影仪1的电源、电源指示器，用于告知电源的开关状态、灯开关键，用于开启稍后所述的卤素灯、灯指示器，用于显示卤素灯的开启状态、过热指示器，用于在卤素灯等过热时进行警告、等等。

图2是显示投影仪1箱体内部的概念图。

投影仪1在其箱体内部包括多个操作块，例如：电源电路块30、温度传感器31，用于感测投影仪1的内部温度、冷却风扇32，用于根据由温度传感器31感测的温度来冷却投影仪1的内部温度、光源装置33，包括具有高亮度的卤素灯、转换电路部40，用于将通过输入连接器部21从外部输入的外部信号转换为与稍后所述的显示元件相对应的视频数据、数字微镜器件（DMD）35，其作为显示元件，用于根据由转换电路部40所转换的视频数据呈现视频、投影光学系统36，用于将来自卤素灯且被DMD35反射到预定方向上的光投影到投影平面61、等等。投影仪1还包括控制部50，用于集中控制上述各个操作块。光源光学系统34布置在卤素灯与DMD35之间，用于将从卤素灯输出的光分离成多个颜色分量并将光聚集到DMD35。

对于DMD35，多个微镜排列在衬底上的矩阵中，所述多个微镜反射来自卤素灯并且在与衬底正向方向相倾斜的一个方向上入射的光。

具体而言，在DMD35中，每一个微镜都将入射到DMD35的光反射为波束，该波束通过根据从转换电路部40输入的视频数据切换微镜的倾斜方向而在处于正向上的开启状态波束与处于倾斜方向上的关闭状态波束之间进行转换。作为开启状态波束而在正向方向中反射的光由投影光学系统36投影到投影平面61上。作为关闭状态而被反射的波束的光由吸光板吸收。简言之，借助于在正向方向上反射的明亮状态和借助于在倾斜方向上反射的黑暗状态呈现了视频。由时分驱动器来表示灰度级，例如控制在预定时间期间中的明亮状态与黑暗状态的时间比。

投影光学系统36将由DMD35反射到正向方向上的光投影到投影平面61上。投影光学系统36配置了：聚焦透镜，用于将投影视频聚焦到投影平面61上；透镜组38，包括变焦透镜，所述变焦透镜以光学方式放大或缩小投影视频；透镜驱动部37，用以沿着主光轴La向前和向后移动聚焦透镜或变焦透镜的位置。

图3是显示投影距离获取部14的示意图。

投影距离获取部14包括：测距底板23；固定到测距底板23上的激光接收元件24；光接收透镜管25，它是环形的截断锥形的圆柱体，具有在两个端面上的开口，并布置在激光接收元件24的周围；激光源22，布置在光接收透镜管25的外表面上，用于输出例如在红色区域中具有峰值波长的脉冲激光；以及聚光透镜26，布置在光接收透镜管的末端处。激光接收元件24接收从激光源22射出并通过在观察平面上进行反射而返回的脉冲激光的光。激光接收元件24在脉冲激光的峰值波长上具有比在其它波长范围更高的光接收灵敏度。

换句话说，就投影距离获取部14而言，从激光源射出并且在观察平面（投影平面61）上被反射的脉冲激光返回并且由激光接收元件24检测到，并且根据脉冲激光往返所耗费的时间来获取到观察平面的距离。

如图4所示，投影距离获取部14布置在一个位置上，以使得当到投影平面61的距离至少是预定距离或更长时，激光测距点63（即用脉冲激光照射的区域）在被投影在投影平面61上的视频的视频区域62的近似中心附近。例如，投影距离获取部14和投影光学系统36彼此接近放置，以便投射光的主光轴64与从激光源射出的脉冲激光的路径65相平行。

转换电路部40将从输入连接器部21等输入的各种规格的视频信号或者预先存储的视频信号转换为预定格式。因此，根据颜色分量（例如红色分量、绿色分量和蓝色分量）而在内部视频RAM中展开并且处理该信号，并且将视频RAM存储的内容作为视频数据发送到DMD35。

如图5所示，当投影距离获取部40测量到投影平面61的投影距离时，转换电路部40调整视频数据，以便能够衰减在与激光测距点63相对应的视频区域66中与脉冲激光的峰值波长相对应的显示颜色的亮度值，随后将视频数据发送到DMD35。

具体而言，在本实施例中，如上所述，布置投影距离获取部14，以便将从激光源22射出的具有峰值波长例如在红色区的脉冲激光照射到接近投影视频的近似中心处，从而调整视频数据以便能够衰减在投影视频的近似中心附近的视频区域66（下文中称为第一视频区域）中的红色分量亮度值，随后将视频数据发送到DMD35。

例如，如图6所示，调整视频数据，以便在视频区域62中心附近的区域中衰减被展开到视频RAM中的视频数据的红色分量的亮度值。具体而言，借助于调整数据来调整视频数据，在所述调整数据中，与第一视频区域66相对应的红色分量的亮度值是0，通过覆写所述调整数据而将其与包括红色分量的亮度值的视频数据合并，从而使得在第一视频区域66中的红色分量的亮度值变为例如0。所述调整数据是预先存储的。

换句话说，在测量到投影平面的投影距离时，转换电路部40调整视频数据，以便避免由于投影到激光测距点上的红色分量的投射光在投影平面上被反射并进入激光接收元件24而降低对投影平面61的测距精度。通过至少是仅调整与脉冲激光的峰值波长相对应的颜色分量（在此是红色分量）的视频数据的亮度值，在执行激光测距时投影到第一视频区域中的视频内容能够借助于除了红色分量之外的其他颜色分量的视频而在视觉上加以辩认。在图6中，0灰度级表示黑色，在更接近225灰度级时亮度变得更高（白色）。

转换电路部40可以包括数字变焦处理部42。换句话说，转换电路部40可以根据用户通过键输入/指示器部20或遥控器的操作，借助于数字变焦处理部42执行对视频的数字放大和缩小处理（数字变焦）。

在这里，如图7所示，数字变焦例如是从原始视频数据OD剪切视频区域Dz作为放大的对象，并通过对视频区域Dz的视频数据使用诸如最近邻插值、双线性插值和三次卷积插值（双三次插值）之类的函数执行像素补足处理，将其放大为具有与原始视频数据相同尺寸（数据量）的视频数据Bd。因此，在对经数字变焦的视频进行投影的情况下测量到投影平面61的距离时，优选的是用如上所述的调整数据进行覆写，并合并到经数字变焦的视频数据Bd中。

控制部50包括：ROM，其固定地存储操作程序；RAM，其可以用作工作存储器；以及CPU，用于展开并执行存储在ROM中的程序。如图2所示，控制部50的功能块结构包括：光源控制部51，用于根据灯开关键的操作来开启光源装置33的卤素灯；温度控制部52，用于根据由设置在光源装置33等等中的多个温度传感器31所检测到的温度，控制旋转冷却风扇32；视频显示控制部53，用于允许转换电路部40调整视频数据和DMD，以便根据视频数据呈现视频；聚焦调整部54，用于通过透镜驱动部37，根据由投影距离获取部14所获取的到投影平面61的距离，来控制聚焦透镜的位置移动；以及光学变焦控制部55，用于通过用透镜驱动部37移动变焦透镜的位置，来控制投影视频的光学变焦处理（光学变焦）。光源控制部51还根据由温度传感器31检测到的温度来执行关闭点亮的卤素灯的控制。即使在卤素灯关闭后，温度控制部52也继续允许冷却风扇32旋转，直到由温度传感器31检测到的温度降低到预定温度或者持续了预定时间段为止。

视频显示控制部53根据作为通过输入连接器部21输入的外部信号的视频信号或者预先存储的视频信号，使用转换电路部40和DMD35呈现视频，并在投影平面上显示该视频。当投影距离获取部14使用激光来测量到投影平面61的投影距离时，视频显示控制部53允许转换电路部40对视频数据执行上述处理，以便由DMD35呈现的视频处于用于测量投影距离的显示状态中。

聚焦调整部54根据由投影距离获取部14获取的投影距离，调整聚焦透镜的位置。具体而言，将能够对在投影平面61上形成的投影图像进行聚焦的聚焦透镜位置预先按照与投影距离相对应的方式存储在内部存储器中。在由投影距离获取部14获取了投影距离之后，聚焦调整部54从内部存储器中读出与所获取的投影距离相对应的聚焦透镜位置，以便驱动透镜驱动部37来使得聚焦透镜的位置处于该读出的位置处。

光学变焦控制部55根据用户通过键输入/指示器部20或遥控器的操作，控制投影视频的光学放大和缩小。具体而言，将与变焦放大率相对应的变焦透镜位置预先存储在内部存储器中，并且光学变焦控制部55根据用户的操作，从内部存储器中读出与变焦放大率相对应的变焦透镜位置，以便驱动透镜驱动部37来使得变焦透镜的位置处于该读出的位置处。

以下，会通过分别描述视频显示控制部53和聚焦调整部54的操作来描述上述投影仪1中的激光测距操作。首先，会参考图8中的流程图来描述视频显示控制部53的操作。

当投影仪1的电源开启时，视频显示控制部53将预先内置的内部计数器56的计数N复位为0，并开始计数（记时）（SA1,SA2）。

随后，视频显示控制部53检测是否存在通过输入连接器部21从外部输入的视频信号（SA3）。

当存在外部视频信号（SA3/“是”）时，转换电路部40将该视频信号转换为预定格式，并且将其根据颜色分量（例如红色分量、绿色分量和蓝色分量）而展开到视频RAM中，作为视频数据（SA4）。

另一方面，当不存在外部视频信号时，读出预先存储的视频信号，例如蓝色背景视频，并且转换电路部40将该视频信号转换为预定格式。将其根据颜色分量（例如红色分量、绿色分量和蓝色分量）而展开到视频RAM中，作为视频数据（SA5）。

当内部计数器56的计数N没有超过第一阈值T1时（SA6/“否”）时，将展开到视频RAM中的视频数据按原样输出到DMD（SA7），且操作返回到步骤SA3。在这里，将第一阈值T1设定为周期性执行的激光测距的时间间隔，并且该预定值可以预先存储为第一阈值T1，或者该值可以根据用户通过键输入/指示器部20或遥控器的操作来改变。

另一方面，当内部计数器56的计数N超过第一阈值T1时（SA6/“是”）时，视频显示控制部53允许转换电路部40调整展开到视频RAM中的视频数据之中的红色分量的视频数据，以便能够衰减第一视频区域的亮度值。随后，由DMD35输出调整后的视频数据（SA8）。至于除了红色分量之外的其他视频数据，由DMD35将展开到视频RAM中的该视频数据按原样输出。

当由内部计数器56连续记时的计数N没有超过比第一阈值T1大的第二阈值T2时（SA9/“否”），操作返回到步骤SA3。另一方面，当内部计数器56的计数N超过第二阈值T2时（SA9/“是”），操作返回到步骤SA1，并且将内部计数器56的计数N复位为0。

换句话说，视频显示控制部53控制视频的显示，以便按照预定时间间隔进行如图5所示的测距。视频显示控制部53持续显示视频，以便从内部计数器是第一阈值T1时开始直到第二阈值T2为止期间内进行如图5所示的测距，这段时间足以用于投影距离获取部14测量到投影平面61的投影距离。在这里，对于第二阈值T2，可以预先存储一个预定值作为第二阈值T2，或者可以根据用户通过键输入/指示器部20或遥控器的操作来改变该值。

接下来，将参考图9的流程图描述聚焦调整部54的操作。

当内部计数器56的计数N超过第一阈值T1时（SB1），聚焦调整部54允许投影距离获取部14输出脉冲激光。随后，根据脉冲激光在投影平面61上被反射并返回所耗费的时间，获取到投影平面61的投影距离（SB2）。

此时，如图5和图6所示，投影在投影平面61上的视频在与激光测距点63相对应的第一视频区域66中具有红色分量被衰减的显示颜色。因此，可以避免投影视频的红色分量的光进入激光接收元件23，结果，可以准确地获取到投影平面61的投影距离。此外，由于使用激光获取到投影平面61的投影距离，因此可以缩短用于获取投影距离的时间。

接下来，聚焦调整部55根据所获取的投影距离，获得用于将投影视频聚焦在投影平面61上的聚焦透镜位置（SB3）。换句话说，聚焦调整部55从内部存储器中读出与所获取的投影距离相对应的聚焦透镜位置数据。

随后，聚焦调整部55使用透镜驱动部37将聚焦透镜移动到所获得的聚焦透镜位置处（SB4），并且操作返回到步骤SB1。

（第二实施例）

将参考附图描述当在投影仪2中实现本发明的投影装置时的第二实施例。在第二实施例中，将描述获取从由投影仪2将视频投影到其上的投影平面61到投影仪2的投影距离，并且根据所获取的投影距离执行投影视频的失真校正（梯形失真校正）。将省略对具有与第一实施例相同结构的内容的描述。

如图10所示，除了第一实施例之外，投影仪2还包括倾斜角度推导部58和失真校正部59，描述如下。

倾斜角度推导部58根据由控制部50以投影距离获取部14获取的投影距离，推导出倾斜角度。失真校正部59允许转换电路部40调整视频数据，以便根据由倾斜角度推导部58所推导出的倾斜角度，校正投影视频的梯形失真。

在这里，可以通过获取到投影平面上不在同一直线上的至少三个不同点的距离，来推导出投影平面61相对于投影仪2的倾斜角度。

因此，在第二实施例中，投影距离获取部14用脉冲激光连续照射投影平面61上的三个激光测距点63a、63b和63c，例如如图11所示，并获取到每一点的投影距离。当用可移动部件在投影仪2上设置投影距离获取部14时，通过适当地控制该可移动部件，可以在投影平面61上的三个不同方向上输出脉冲激光，并且可以获取到每一点的投影距离。

随后，倾斜角度推导部58根据由投影距离获取部14所获取的投影距离，推导出投影平面61相对于投影仪投射光的主光轴64的倾斜角度θv和θh。θv是投影平面61与主光轴64在垂直方向上的倾斜角度，θh是在水平方向上的倾斜角度。

如图12所示，在第二实施例中，当由投影距离获取部14测量投影平面61的投影距离时，转换电路部40调整视频数据，以便能够衰减在与激光测距点63a、63b和63c相对应的视频区域66a、66b和66c（以下称为第二视频区域）中与脉冲激光的峰值波长相对应的显示颜色的亮度值，并将该数据发送到DMD35。

例如，如图13所示，调整视频数据，以便衰减被展开到视频RAM中的视频数据的在第二视频区域66a、66b和66c中的红色分量的亮度值。具体而言，借助于调整数据来调整该视频数据，在所述调整数据中与第二视频区域66a、66b和66c相对应的红色分量的亮度值是0，通过覆写所述调整数据来与包括红色分量的亮度值的视频数据合并，从而使得在第二视频区域66a、66b和66c中的红色分量的亮度值变为例如0。所述调整数据是预先存储的。

换句话说，在测量到投影平面的投影距离时，转换电路部40调整视频数据，以便避免由于投影到激光测距点上的红色分量的投射光在投影平面上被反射并进入激光接收元件24而降低对投影平面61的测距精度。通过至少是仅调整与脉冲激光的峰值波长相对应的颜色分量（在此是红色分量）的视频数据的亮度值，在执行激光测距时投影到第二视频区域中的视频内容能够借助于除了红色分量之外的其他颜色分量的视频而在视觉上加以辩认。在图13中，0灰度级表示黑色，在更接近225灰度级时亮度变得更高（白色）。

根据由倾斜角度推导部58推导出的倾斜角度θv和θh，转换电路部40通过使用失真校正部59来校正投影视频的梯形失真。换句话说，转换电路部40使用代入了由倾斜角度推导部58推导出的倾斜角度θv和θh的预定梯形失真校正转换函数，来转换被展开到视频RAM中的每一个颜色分量的视频数据，以便推导出经过梯形失真校正的视频数据，并将该数据输出到DMD35。

当转换电路部40对预定视频数据执行上述梯形失真校正处理以及预定显示颜色的前述衰减处理时，在预定显示颜色的衰减处理之后进行梯形失真校正处理。

以下，会通过分别描述视频显示控制部53和倾斜角度推导部58的操作来描述实施在上述投影仪2中激光测距操作。首先，将参考图14所示的流程图来描述视频显示控制部53的操作。

当投影仪2电源开启时，视频显示控制部53在转换电路部40的存储器A中设定初始倾斜角度数据，其表示为投影平面61垂直于投影仪2的投射光的主光轴64（SC1）。换句话说，在初始倾斜角度数据下，当视频数据输入到梯形失真校正转换函数中时，所获取的输出等于输入的视频数据。尽管将初始倾斜角度数据设定在存储器A中，梯形失真校正处理部59实质上不执行视频数据的梯形失真校正。

接下来，视频显示控制部53将预先内置的内部计数器56的计数N复位为0，并开始计数（记时）（SC2、SC3）。

随后，视频显示控制部53检测是否存在通过输入连接器部21从外部输入的视频信号（SC4）。

当存在外部视频信号（SC4/“是”）时，转换电路部40将该视频信号转换为预定格式，并且将该信号根据颜色分量（例如红色分量、绿色分量和蓝色分量）展开到视频RAM，作为视频数据（SC5）。

另一方面，当不存在外部视频信号时，读出预先存储的视频信号，例如蓝色背景视频，并且转换电路部40将该视频信号转换为预定格式。将该信号根据颜色分量（例如红色分量、绿色分量和蓝色分量）而展开到视频RAM中，作为视频数据（SC6）。

当内部计数器56的计数N超过第一阈值T1时（SC7/“是”），视频显示控制部53允许转换电路部40调整被展开到视频RAM中的视频数据之中的红色分量的视频数据，以便能够衰减第二视频区域66a、66b和66c的亮度值，如前所述（SC8）。至于除了红色分量之外的其他视频数据，至少在这点处不调整该视频数据。

当内部计数器56的计数N没有超过第一阈值T1时（SC7/“否”），至少在这点处，不调整被展开到视频RAM中的颜色分量的视频数据。

接下来，视频显示控制部53允许转换电路部40读出设定在存储器A中的倾斜角度数据（SC9）。视频显示控制部53将这个倾斜角度数据代入梯形失真校正转换函数，并根据梯形失真校正转换函数，对被展开到视频RAM中的视频数据执行梯形失真校正转换（SC10）。随后，将转换后的视频数据输出到DMD35（SC11）。由稍后所述的倾斜角度推导部58的操作，来适当地覆写并更新设定在存储器A中的倾斜角度数据，以便使投影平面61相对于投射光的主光轴64的倾斜角度θv和θh对应于特定时间点的角度。

至于视频显示控制部53，当由内部计数器56连续记时的计数N没有超过大于第一阈值T1的第二阈值T2时（SC12/“否”），操作返回到步骤SC4。另一方面，当内部计数器56的计数N超过了第二阈值T2时（SC12/“是”），操作返回到步骤SC2，并且将内部计数器56的计数N复位为0。

接下来，将参考图15所示的流程图来描述倾斜角度推导部58的操作。

当内部计数器56的计数N超过第一阈值T1时（SD1），倾斜角度推导部58允许投影距离获取部14输出脉冲激光。随后，根据该脉冲激光在投影平面61上被反射并返回所耗费的时间，来获取到投影平面61的投影距离（SD2）。投影距离获取部14用脉冲激光连续照射投影平面61上的三个激光测距点63a、63b和63c，并获取到每一点的投影距离。此时，如图12和图13所示，投影到投影平面61上的视频在与激光测距点63a、63b和63c相对应的第二视频区域66a、66b和66c中具有红色分量被衰减的显示颜色。因此，可以避免投影视频的红色分量的光进入激光接收元件23，结果，可以准确地获取到投影平面61的投影距离。此外，由于使用激光获取到投影平面61的投影距离，可以缩短用于获取该投影距离的时间。

接下来，倾斜角度推导部58根据所获取的投影距离，推导出投影平面61相对于投影仪2投射光的主光轴64的倾斜角度θv和θh（SD3）。随后，将推导出的倾斜角度θv和θh在转换电路部40的存储器A中设定为倾斜角度数据（SD4），并且操作返回到步骤SD1。

换句话说，倾斜角度推导部58周期性地覆写并更新存储器A的倾斜角度数据，以便由失真校正部59执行的梯形失真校正能够在特定时间点上对应于投影平面61相对于投射光的主光轴64的倾斜角度θv和θh。视频显示控制部53与倾斜角度推导部58的操作同步地对投影视频的显示状态进行调整，以便由投影距离获取部14获取的投影距离能够高度准确。

在上述实施例中，描述了使用相同调整数据的实例，而不考虑由光学变焦控制部55调整的光学变焦放大率，然而可以根据光学变焦放大率来切换调整数据。

例如，当光学变焦放大率较高时，由于投影到投影平面61上的视频被放大到相对大的程度，因此投影平面61上的第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c也被放大到相对大的程度。因此，在这种情况下，与激光测距点63、63a、63b和63c相比，会将第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c投影得比所需要的尺寸大。在这种情况下，如图16A和16B所示，优选地切换调整数据，以便使第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c与整个视频区域相比相对较小。另一方面，当光学变焦放大率较低时，由于投影到投影平面61上的视频被减小到相对小的程度，因此第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c也被减小到相对小的程度。因此，在这种情况下，第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c与激光测距点63、63a、63b和63c相比会较小，并且会被投影到不够的范围。在这种情况下，如图17A和17B所示，优选地切换调整数据，以便使第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c与整个视频区域相比相对较大。

优选的是，根据光学变焦放大率来切换第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c的中心位置，或者调整脉冲激光的输出方向。通过如此进行，即使当可以改变光学变焦放大率时，第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c也能够可靠地对应于激光测距点63、63a、63b和63c。

在上述实施例中，描述了这样的实例：其中，将预定灰度值设置在调整数据的第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c中，并且覆写该调整数据并将其与视频数据进行合并，然而对于图18或图19所示的实例，可以在调整数据的第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c中预先设置预定的衰减率，可以通过相乘来合并视频数据和调整数据。

在这种情况下，如图20A和图20B所示，可以将第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c的衰减率设定为随着接近相应的激光测距点63、63a、63b和63c而变大。

第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c可以覆盖整个视频区域。在任何情况下，在激光测距点63、63a、63b和63c上都要衰减预定的显示颜色。

在上述实施例中，描述了这样的实例：其中，周期性地执行用于聚焦调整或失真校正的倾斜角度推导，然而，可以根据用户通过键/指示器部20或遥控器的操作来开始用于聚焦调整或失真校正的倾斜角度推导。在任何情况下，借助于激光的测量与用于测量的视频显示都是同步的。

在上述实施例中，描述了这样的实例：其中，对应于脉冲激光在红色分量上的峰值波长，仅调整红色分量的视频数据，然而，可以对其它颜色分量的视频数据执行类似的调整。在任何情况下，都要调整与脉冲激光峰值波长相对应的颜色分量的视频数据。

在上述实施例中，描述了这样的实例：其中，调整与激光测距点63、63a、63b和63c相对应的视频区域（第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c）的视频数据，以便衰减与脉冲激光的峰值波长相对应的颜色分量的亮度值，然而，可以调整视频数据以使得整个投影平面61的显示状态都变暗。

在上述实施例中，描述了这样的结构：其中，通过调整视频数据，来衰减在与激光测距点63、63a、63b和63c相对应的视频区域（第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c）中的预定显示颜色，然而，可以与激光测距的时序同步地将物理滤光器插入卤素灯与DMD35之间或者DMD35与投影光学系统36之间，以便衰减第一视频区域66或第二视频区域66a、66b和66c的预定显示颜色。换句话说，可以将物理滤光器插入到投影视频到投影平面61的光路中，并且在此不干扰脉冲激光的光路（激光路径）。

在上述实施例中，描述了这样的结构：其中，控制部50和转换电路部40是分离的，然而转换电路部40可以配置为控制部50的一部分。

在上述实施例中，描述了将DMD35用作显示元件的实例，然而诸如液晶面板之类的显示元件也可以用作显示元件。

在上述实施例中，描述了将激光用作用于获取投影距离的光的实例，然而本发明不限于所示的实施例。

用于获取投影距离的光可以是从半导体发出的激光、从LED发出的光、从LED发出的调制光等等，或者是被照射到投影平面上以便通过接收从投影平面反射的光来测量到投影平面的距离的任何其他光。

尽管显示并描述了多个示范性实施例，但本发明不限于所示的实施例。因此，本发明的范围旨在仅由以下的权利要求的范围来限定。

工业实用性

如上所述，本发明的投影装置和光学测距方法适用于快速及高精度地测量从投影装置到投影平面的距离。

Claims (10)

1.一种投影装置，包括：

控制部，其根据输入视频数据，投影并显示视频；以及

投影距离获取部，其用光照射由所述控制部在其上投影并显示所述视频的投影平面，并获取到所述投影平面的投影距离；

转换电路部，其调整所述输入视频数据，其中，

当所述投影距离获取部获取所述投影距离时，所述转换电路部调整包含用所述光照射的区域的预定视频区域的显示状态，以便至少衰减与所述光的峰值波长相对应的颜色分量的亮度值。

2.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述转换电路部调整所述预定视频区域，以便使所述预定视频区域的衰减率大于除了所述预定视频区域之外的其他视频区域的衰减率。

3.如权利要求1所述的投影装置，其中，当所述投影距离获取部获取所述投影距离时，所述控制部控制在不干扰所述光的光路的情况下预定的滤光器在所述投影的视频到所述投影平面的光路上的位置，以便至少衰减与所述光的峰值波长相对应的颜色分量的亮度值。

4.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述光是激光。

5.一种光学测距方法，包括：

视频显示控制步骤，根据输入视频数据，投影并显示视频；

投影距离获取步骤，用光照射由所述视频显示控制步骤在其上投影并显示所述视频的投影平面，并且获取到所述投影平面的投影距离，以及

转换步骤，调整所述输入视频数据，其中，

当在所述投影距离获取步骤中获取所述投影距离时，所述转换步骤包括调整包含用所述光照射的区域的预定视频区域的显示状态，以便至少衰减与所述光的峰值波长相对应的颜色分量的亮度值。

6.如权利要求5所述光学测距方法，其中，所述光是激光。

7.如权利要求5所述的光学测距方法，还包括：

倾斜角度推导步骤和失真校正步骤，在所述倾斜角度推导步骤中，根据由所述投影距离获取步骤所获取的投影距离推导出倾斜角度，并且在所述失真校正步骤中，根据由所述倾斜角度推导步骤推导出的所述倾斜角度校正在所述投影平面上形成的所述投影的视频的图像的失真。

8.如权利要求7所述的光学测距方法，其中，

在所述投影距离获取步骤中，在至少三个方向上发出所述光，并获取在所述至少三个方向的各个方向上到所述投影平面的投影距离；以及

所述倾斜角度推导步骤根据由所述投影距离获取步骤所获取的在所述至少三个方向的各个方向上的投影距离推导出所述投影平面相对于投射光的主光轴的倾斜角度，并且所述失真校正步骤根据由所述倾斜角度推导步骤推导出的所述倾斜角度校正在所述投影平面上形成的所述投影的视频的图像的失真。

9.如权利要求5所述的光学测距方法，还包括：光学变焦控制步骤，其以光学方式缩放由所述视频显示控制步骤投影并显示的所述视频的尺寸，其中，

所述视频显示控制步骤根据由所述光学变焦控制步骤控制的变焦状态，切换所述预定视频区域的中心位置，使得当可以改变光学变焦放大率时，所述预定视频区域能够对应于激光测距点。

10.如权利要求5所述的光学测距方法，还包括：聚焦调整步骤，其根据由所述投影距离获取步骤所获取的所述投影距离，调整在所述投影平面上形成的所述投影的视频的图像的聚焦。

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