CN102404535A - 投影装置及投影方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及投影装置及投影方法。该投影装置具备：具备：A/D转换部，用于输入图像信号；视频译码器；光源，能够使发光亮度可变；投影系统，使用来自光源的光，形成与图像信号对应的光像并对该光像进行投影；图像存储器，存储所输入的图像信号；以及CPU，比较所输入的图像信号和已由图像存储器存储的图像信号，判定两图像信号一致或不一致，利用主存储器对判定为两图像信号一致的状态进行计时，判断该计时结果是否超过了预先设定的时间值，根据该判断，以使光源部的发光亮度降低的方式可变地设定该光源部的发光亮度。

Description

投影装置及投影方法
技术领域
本发明涉及尤其适合于限制了消耗电力量的电池驱动的数据投影仪等中的投影装置及投影方法。
背景技术
例如，在日本国特开2007-334092号公报中，为了提供不损害便利性且能够抑制电力消耗的投影仪，考虑有以下技术：检测有无图像信号的输入，并投射与所输入的像素信号对应的图像的途中，若检测到图像信号的输入中断，则通过PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制来降低LED光源的亮度。
上述日本国特开2007-334092号公报所述的技术中，通过检测图像信号的输入中断的状态，进行控制来降低光源的亮度。因此，在图像信号被连续输入的状态下，不管其图像的内容如何，都以一样的亮度持续进行投影。
然而，根据投影环境的不同，即使降低亮度，视听环境方面也不会产生任何问题的状况也可以想到很多。在那样的情况下，不降低亮度地持续进行通常的投影动作就会不必要地消耗电力。
发明内容
本发明鉴于上述实际情况而作出，其目的在于提供一种在输入图像信号的投影环境下，也能够根据需求精细地控制投影亮度，能够将电力消耗抑制到最小的投影装置、投影方法及程序。
本发明的投影装置其特征在于，具备：输入单元，用于输入图像信号；光源，能够使发光亮度可变；投影单元，使用来自上述光源的光，形成与图像信号对应的光像并对该光像进行投影；存储单元，存储由上述输入单元输入的图像信号；比较单元，比较由上述输入单元输入的图像信号和已经由上述存储单元存储的图像信号，来判定两图像信号一致或不一致；计时单元，对通过上述比较单元判定为两图像信号一致的状态进行计时；判断单元，判断上述计时单元的计时结果是否超过了预先设定的时间值；以及投影控制单元，根据上述判断单元的判断，以使上述光源的发光亮度降低的方式可变地设定上述光源的发光亮度。
本发明的投影方法是具备用于输入图像信号的输入部、能够使发光亮度可变的光源、以及使用来自上述光源的光形成与图像信号对应的光像并对该光像进行投影的装置的投影方法，其特征在于，具有：存储步骤，存储由上述输入部输入的图像信号；比较步骤，比较由上述输入部输入的图像信号和已经由上述存储步骤存储的图像信号，来判定两图像信号一致或不一致；计时步骤，对通过上述比较步骤判定为两图像信号一致的状态进行计时；判断步骤，判断上述计时步骤的计时结果是否超过了预先设定的时间值；以及投影控制步骤，根据上述判断步骤的判断，以使上述光源的发光亮度降低的方式可变地设定上述光源的发光亮度。
根据本发明，在图像信号被输入的投影环境下也能够根据需求精细地控制投影亮度，从而能够将电力的消耗进一步抑制为较小。
附图说明
通过以下的详细说明及附图能够更充分地理解本发明，但这些仅用于进行说明，并不限定本发明的范围。
图1是表示本发明的一个实施方式的数据投影仪装置的功能电路的结构的框图。
图2是表示该实施方式的电源接通后的投影动作处理内容的流程图。
图3是表示该实施方式的光源的发光亮度的控制特性的图。
具体实施方式
以下，使用附图对用于实施本发明的优选方式进行说明。其中，在如下所述的实施方式中，为了实施本发明而附加了各种优选的技术限定，但发明的范围并不限定于下文的实施方式及图示例。
以下，参照附图说明在电池驱动的DLP(Digital Light Processing：数字光处理)(注册商标)方式的数据投影仪装置中适用本发明时的一个实施方式。
图1是表示本实施方式的数据投影仪装置10的功能电路的概略结构的框图。该数据投影仪装置10作为输入部具备A/D(模/数)转换部11及视频译码器12。
A/D转换部11将经由D-sub15型RGB输入端子从个人计算机等输入的模拟的RGB信号数字化。
视频译码器12对经由例如管脚插口(Pin Jack)(RCA)型的视频输入端子输入的模拟的合成视频信号进行Y/C分离后将其数字化。
通过上述输入部11、12的某一个被输入并被数字化的图像数据，经由系统总线SB发送至投影图像处理部13。
投影图像处理部13将被输入的图像数据统一为适于投影的规定格式的图像数据，并将其适当地写入显示用图像存储器14之后，从图像存储器14读出已写入的图像数据并将其向投影图像驱动部15发送。
此时，根据需要，OSD(On Screen Display：屏幕显示)用的表示各种动作状态的符号等数据也通过投影图像处理部13在图像存储器14中被重叠加工至图像信号中，加工后的图像数据被读出并向投影图像驱动部15发送。
此外，该投影图像驱动部15具有存储至少两帧的量的图像数据的容量，将从上述输入部11、12即时输入的图像数据和按照后述的CPU29的指示而保持的图像数据中的某个读出至投影图像驱动部15。
投影图像驱动部15与发送过来的图像信号相对应地，通过将依据于规定格式的帧速率例如60[帧/秒]与色成分的分割数和显示灰度数相乘后的、更高速的时分驱动，来对空间光调制元件(SLM)即微镜元件16进行显示驱动。
该微镜元件16对排列成阵列状的多个例如WXGA(Wide eXtendedGraphic Array：宽扩展图形阵列)(横1280像素×纵800像素)的量的微镜的各倾斜角度分别高速地进行开启/关闭动作来进行显示动作，从而利用其反射光形成光像。
另一方面，从光源部17按照时分循环地射出R、G、B的原色光。来自该光源部17的原色光被镜18全反射后，照射至上述微镜元件16。
然后，微镜元件16处的反射光形成光像，所形成的光像经由投影透镜部19投影显示在成为投影对象的未图示的屏幕上。
光源部17具有：发出红色(R)光的发光二极管21(以下称为“R-LED”)，发出绿色(G)光的发光二极管22(以下称为“G-LED”)，以及发出蓝色(B)光的发光二极管23(以下称为“B-LED”)。
R-LED21发出的红色光从分色镜24透射后，通过积分仪25变为亮度分布大致均匀的光束，之后向上述镜18发送。
G-LED22发出的绿色光被分色镜26反射后，还被上述分色镜24反射，经由上述积分仪25向上述镜18发送。
B-LED23发出的蓝光被镜27反射后透射上述分色镜26，然后被上述分色镜24反射，经由上述积分仪25向上述镜18发送。上述分色镜24使红色光透射，另一方面，将绿色光和蓝色光反射。上述分色镜26将绿色光反射，另一方面，使蓝色光透射。
光源驱动部28对光源部17的各LED21～23的发光定时、驱动信号的波形等进行整体控制。光源驱动部28与从投影图像驱动部15供给的图像数据的定时和后述CPU29的控制相对应地，控制上述LED21～23的发光动作。
CPU29控制上述各电路的全部动作。该CPU29与主存储器30以及程序存储器31直接连接。主存储器30由DRAM(动态随机存储器)构成，作为CPU29的工作存储器发挥功能。程序存储器31由可电重写的非易失性存储器构成，用于存储CPU29所执行的动作程序或后述的菜单画面的图像数据等各种结构化数据等。
CPU29在读出存储在上述程序存储器31中的动作程序数据等并将其展开存储在主存储器30后，执行该程序，由此，对该数据投影仪装置10进行整体控制。
上述CPU29与来自操作/显示部32的键操作信号相对应地执行各种投影动作。该操作/显示部32包括：设置在数据投影仪装置10的主体的键操作部及指示器部；以及对来自该数据投影仪装置10专用的未图示的遥控器的红外光进行受光的激光受光部。操作/显示部32向CPU29输入键操作信号，该键操作信号是基于用户通过主体的键操作部或遥控器操作的键的键操作信号。
在主体的键操作部或遥控器上，具体而言，具备：电源键、输入切换键、远焦/近焦键、放大/缩小键、菜单键、光标(“↑”“↓”“←”“→”)键、设置键、取消键等。
上述CPU29还经由上述系统总线SB与声音处理部33及电源控制部34连接。声音处理部33具备PCM音源等的音源电路，该声音处理部33将投影动作时被供给的声音数据模拟化，驱动扬声器部35，使其进行扩声放音，或者根据需要使其产生蜂鸣音等。
电源控制部34将从本装置10的作为电源的充电电池36供给的电力变压成上述各电路部所需的电压值并进行供给，另一方面，与来自CPU29的要求相对应地报告基于充电池36两端子间电压的剩余容量等。
接下来，对上述实施方式的动作进行说明。另外，如上所述，投影图像处理部13利用图像存储器14制作用于在微镜元件16显示的图像，投影图像驱动部15在微镜元件16显示制作成的图像，光源驱动部28配合微镜元件16上的显示对LED21～23进行发光驱动。
这些投影图像处理部13、图像存储器14、投影图像驱动部15以及光源驱动部28均在CPU29的控制下进行动作。CPU29还包括如下所示的处理，读出存储在程序存储器31中的动作程序或固定数据等，并在主存储器30中展开后执行控制处理。
图2表示电源刚接通之后执行的、投影动作时的主要的光源亮度控制所相关的处理内容。
在该处理的最初，CPU29用使光源部17的各LED21～23分别成为额定100％的亮度这样的电流值，通过光源驱动部28驱动光源部17的各LED21～23(步骤S01)。
并且，CPU29使在主存储器30内设定的计时器寄存器的计数动作开始(步骤S102)。在以额定亮度对光源部17进行点亮驱动的动作环境下，该计时器寄存器对所投影的图像观察不到变化的时间、或者从最后由用户对操作/显示部32进行键操作起经过的时间进行计测。
然后，再次经由上述A/D转换部11或视频译码器12输入图像信号并将其数字化，通过投影图像处理部13将得到的图像数据存储在图像存储器14中(步骤S103)。
此时，CPU29判断是否是正在代替所输入的图像数据而基于从程序存储器31读出的图像数据进行菜单画面的投影中，或者是否存在用户通过操作/显示部32进行的操作(步骤S104)。
在此，若判断为不是菜单画面的投影中并且也不是通过操作/显示部32进行的操作，则接下来对所输入的图像数据与在该时刻已存储在投影图像驱动部15中的比较用的图像数据之间的相似度进行计算(步骤S108)。
在计算相似度时，例如在构成图像数据的相同像素位置的数据之间取相关性，针对帧整体计算相一致的像素数的百分比。
通过这样计算出的相似度是否低于预先设定的阈值，来判断所输入的图像信号是否发生了变化(步骤S109)。在此，通过计算出的相似度来判断图像的变化考虑到了如下的可能性，即，即便在输入至A/D转换部11或视频译码器12的图像信号为静止图像从而内容没有变化的情况下，也由于在A/D转换部11或视频译码器12中进行A/D转换时产生误差，而可能使得相同数据在前一帧与后一帧被作为不同的数据数字化。通过这样设定与A/D转换的误差对应的相似度判断的阈值，能够允许A/D转换的误差而正确地判断图像的变化。
另外，在电源刚接通时投影图像驱动部15中还没有存储比较用的图像数据的状态下，两个图像数据的相似度为“0(零)％”，判断为图像产生了变化。
在上述步骤S109中判断为图像发生变化的情况下，将所输入的图像数据也新作为比较用的图像数据重新存储在投影图像驱动部15内之后(步骤S110)，在通常的发光亮度模式下，即光源部17的LED21～23以各自的额定的电流值被驱动，基于所输入的图像数据执行投影(步骤S111)。
除此之外，在将设定在主存储器30中的计时器寄存器的计时值复位之后(步骤S112)，准备下一个图像信号输入而返回从上述步骤S103开始的处理。
此外，在上述步骤S109中，相似度为预先设定的阈值以上而判断为所输入的图像信号没有发生变化的情况下，接下来，通过该时刻的声音处理部33的计时器寄存器的值是否达到了预先设定的时间值例如“10分钟”，来判断没有发生变化的图像的输入是否是持续了一定时间以上(步骤S113)。
在此，在计时器寄存器的值没有达到预先设定的时间值，而判断为虽然是没有发生变化的图像但其输入没有达到一定时间的情况下，在通常的发光亮度模式下，即光源部17的LED21～23以各自的额定的电流值被驱动，基于比较用所保持的图像数据执行投影(步骤S116)。
除此之外，在对设定在主存储器30中的计时器寄存器的计时值进行更新设定之后(步骤S117)，准备下一个图像信号输入而返回从上述步骤S103开始的处理。
在上述步骤S116中，不使用所输入的图像数据而使用存储的比较用的图像数据来进行投影，是为了避免在判断为输入图像没有发生变化的情况下却因上述的模数(A/D)转换的误差使投影的图像产生微小的闪动。
此外，在上述步骤S113中，在计时器寄存器的值达到预先设定的时间值而判断为没有发生变化的图像的输入达到了一定时间的情况下，代替通常的发光亮度模式，而在节能模式下，例如以使光源部17的LED21～23的发光亮度为额定的50％的方式调整电流值来驱动该光源部17的LED21～23，基于比较用所保持的图像数据执行投影(步骤S114)。
除此之外，在对设定在主存储器30中的计时器寄存器的计时值进行更新设定之后(步骤S115)，准备下一个图像信号输入而返回从上述步骤S103开始的处理。
在上述步骤S114中不使用输入的图像数据而使用存储的比较用的图像数据进行投影与上述步骤S116的情况相同，是为了避免在判断为输入图像没有发生变化的情况下却因上述模数(A/D)转换的误差使投影的图像产生微小的闪动。
此外，在由上述步骤S104判断为正在菜单画面的投影中，或者通过操作/显示部32进行了操作的情况下，接下来，判断是否是除了用于将菜单画面解除的操作以外的、菜单画面上的某种操作(步骤S105)。
在此判断为是菜单画面上的某种操作的情况下，代替通常的发光亮度模式，而在节能模式下，例如以使光源部17的LED21～23的发光亮度为额定的50％的方式调整电流值来驱动该光源部17的LED21～23，执行与菜单画面中的上述操作对应的动作处理和投影(步骤S106)，然后，准备下一个图像信号输入而返回从上述步骤S103开始的处理。
进而，在由上述步骤S105判断为进行了用于将菜单画面解除的操作或除菜单画面上的操作以外的操作的情况下，基于该操作的内容执行处理(步骤S107)。
然后，前进至上述步骤S110，将所输入的图像数据在投影图像驱动部15内也新作为比较用的图像数据重新存储之后，以通常的发光亮度模式，即光源部17的LED21～23以各自的额定电流值被驱动，基于所输入的图像数据执行投影(步骤S111)。
除此之外，在将设定在主存储器30中的计时器寄存器的计时值复位之后(步骤S112)，准备下一个图像信号输入而返回从上述步骤S103开始的处理。
根据以上详述的本实施方式，在正在输入图像信号的投影环境下，也能够通过判断如图像的内容在一定时间以上没有发生变化的情况等、被认为是即便降低亮度也不会产生什么问题的状况，来根据需要精细地控制投影亮度，能够将消耗电力量抑制为更少，特别是适用于电量受限制的电池电源的装置。
另外，在上述实施方式中，说明了将光源部17的LED21～23的发光亮度控制成通常的发光模式和亮度降低50％的节能模式这两级模式中的某个的情况，但是也可以不是这样的两级控制，而是进行更详细的设定。
图3是说明将光源部17的LED21～23的发光亮度分成四级进行控制的情况的图。在该图中示出了对所输入的图像没有变化且没有通过操作/显示部32进行操作的状态进行计时的计时器寄存器的值与控制的发光亮度之间的关系。
在此设定为，通过计时器寄存器的值，对应于“0(零)分钟以上而不到4分钟”、“4分钟以上而不到8分钟”、“8分钟以上而不到12分钟”以及“12分钟以上”这四个时间值，将发光亮度可变地设置为“100％(额定值)”、“70％”、“50％”、“30％”这四级。
通过这样设定多个作为控制基准的时间值，能够更精细地控制光源部17的LED21～23的发光亮度，因此，能够逐渐降低投影内容的亮度，由此使观察投影图像的人不感到不协调感地降低亮度，能够避免不必要的电力消耗。
此外，在上述实施方式中设定为，不仅是在所输入的图像发生了变化的情况下，在由该装置10用户通过操作/显示部32进行了某种操作的情况下也将上述计时器寄存器的内容复位。
由此，在被认为虽然投影图像本身观察不到变化，但被进行了某种操作，用户侧正在注视着投影图像的内容的状态下，能够简单地控制成使发光亮度不会降低，能够避免用户侧的使用的便利性变差。
进而，在上述实施方式中，在判断图像有无变化时，计算所输入的图像与已存储的图像之间的相似度，基于其计算结果判断图像有无变化。
由此，即使在存在对输入的图像信号实施模数(A/D)转换的需要的情况下，也能够排除模数(A/D)转换的误差等的影响，能够可靠地判断图像有无变化。
此外，在上述实施方式中，在判断为图像没有变化的期间，不使用输入的图像，而使用比较用而存储的图像进行投影。由此，不会产生因上述模数(A/D)转换的误差等引起的微小的“闪动”等，能够投影出稳定且易于观察的图像。
进而，在上述实施方式中，在不使用所输入的图像信号进行投影，而是对菜单画面进行投影的状态下，一致地降低光源部17的LED21～23的发光亮度。由此，能够通过被认为是没有特别微小的图像表现等的菜单画面可靠地减少消耗电力。
另外，在上述实施方式中，说明了作为光源使用半导体光源元件即LED，适用于以电池为电源的数据投影仪装置的情况，但本发明并没有限定作为光源的元件或电源的种类。
此外，本发明不局限于上述实施方式，在实施阶段，能够在不脱离其宗旨的范围进行各种变形。此外，上述实施方式中执行的功能能够尽可能地适当组合来进行实施。在上述实施方式中包含各种阶段，通过适当地组合公开的多个构成要件，能够提取出各种发明。例如，从实施方式所示的全部的构成要件中删除几个构成要件如果也能得到效果，则该删除了构成要件后的结构也能够作为发明提取出来。

Claims (7)

1.一种投影装置，其特征在于，具备：
输入单元，用于输入图像信号；
光源，能够使发光亮度可变；
投影单元，使用来自上述光源的光，形成与图像信号对应的光像并对该光像进行投影；
存储单元，存储由上述输入单元输入的图像信号；
比较单元，比较由上述输入单元输入的图像信号和已经由上述存储单元存储的图像信号，来判定两图像信号一致或不一致；
计时单元，对通过上述比较单元判定为两图像信号一致的状态进行计时；
判断单元，判断上述计时单元的计时结果是否超过了预先设定的时间值；以及
投影控制单元，根据上述判断单元的判断，以使上述光源的发光亮度降低的方式可变地设定上述光源的发光亮度。
2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
还具备操作单元，该操作单元受理与投影动作相关的操作，
上述计时单元在上述操作单元受理了操作的时刻，将计时结果复位。
3.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
上述比较单元计算由上述输入单元输入的图像信号与由上述存储单元存储的图像信号之间的相似度，根据计算出的相似度是否超过预先设定的阈值来判定两图像信号一致或不一致。
4.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
在由上述比较单元判定为两图像信号一致的情况下，上述投影单元代替使用由上述输入单元输入的图像信号，而是形成与由上述存储单元存储的图像信号对应的光像并对该光像进行投影。
5.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
上述判断单元判断上述计时单元的计时结果是否分别超过预先设定的多个时间值，
上述投影控制单元根据上述判断单元的判断，与时间的经过相对应地分阶段降低上述光源的发光亮度。
6.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还具备：
菜单存储单元，存储有菜单画面的图像信号；以及
指示单元，指示代替使用由上述输入单元输入的图像信号而是对由上述菜单存储单元存储的菜单画面进行投影；
在上述投影单元与上述指示单元的指示相对应地形成与菜单画面的图像信号对应的光像并对该光像进行投影的期间，上述投影控制单元以使上述光源的发光亮度降低的方式可变地设定上述光源的发光亮度。
7.一种投影方法，是具备用于输入图像信号的输入部、能够使发光亮度可变的光源、以及使用来自上述光源的光形成与图像信号对应的光像并对该光像进行投影的装置的投影方法，其特征在于，具有：
存储步骤，存储由上述输入部输入的图像信号；
比较步骤，比较由上述输入部输入的图像信号和已经由上述存储步骤存储的图像信号，来判定两图像信号一致或不一致；
计时步骤，对通过上述比较步骤判定为两图像信号一致的状态进行计时；
判断步骤，判断上述计时步骤的计时结果是否超过了预先设定的时间值；以及
投影控制步骤，根据上述判断步骤的判断，以使上述光源的发光亮度降低的方式可变地设定上述光源的发光亮度。
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