CN103529624A

CN103529624A - 自动修正梯形画面的投影机及其梯形画面自动修正方法

Info

Publication number: CN103529624A
Application number: CN201210230314.1A
Authority: CN
Inventors: 戴振荣
Original assignee: KYE Systems Corp
Current assignee: KYE Systems Corp
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明涉及一种自动修正梯形画面的投影机及其梯形画面自动修正方法，该修正方法主要令一投影机的机身可相对一基准面调整俯仰角度并左右倾斜，并以三个感应单元分别用以检测投影机机身前、左、右侧底部该基准面之间的距离，且内建有一水平状态距离值，若判断机身前侧底部至基准面距离大（小）于水平状态距离值，减少（增加）投影机投影画面的上、下边宽比，若判断机身左侧底部至基准面距离大于右侧底部至底盘距离，则减少投影画面左、右边宽比；如此即可自动修正俯仰角及左右倾斜造成的梯形画面，免去使用者亲自测试画面并调整，使用更为方便。

Description

自动修正梯形画面的投影机及其梯形画面自动修正方法

技术领域

本发明涉及一种投影机，尤指一种自动修正梯形画面的投影机及其梯形画面自动修正方法。

背景技术

投影机是现有一种使用非常普遍的简报辅助工具，其主要用以连接电脑或电视机，以将电脑或电视机画面投影于一投影幕上，供简报人员得以使用电脑中的简报程序配合进行简报。

请参阅图10，当投影机70正对投影幕80时，投影机可于投影幕上投影出一个正四边形；但，实际上在使用时，并不易使投影机与投影幕正对，因此，机身底部通常会如图11及12所示，于投影机70设置投影镜头71的该侧边底部设二支撑架72，以调整该二支撑架72的高度，使投影机70与桌面形成仰角而斜向上投影，此时，由于投影光轴未与投影幕正对(垂直)，因此会于投影幕上投影出下边窄上边宽，如图13所示的梯形投影画面90。为消除此现象，现有投影机多半会提供使用者以调整输出画面90的上下宽比例，来消弭因光轴未正对投影幕而造成的梯形投影画面；但由于每个简报现场摆放投影机与投影幕的高度并无固定，因此每次简报时，投影机的仰角都不一致，使用者必须于每次进行简报前先测试并调整梯形画面90，相当浪费时间。

为此，中国台湾发明专利第406212号公告号揭示一种可侦测俯仰角并自动进行梯形修正的投影机，其机壳内设有一光点感测器，而光点感测器的正上方悬吊设置有一铅直配重块及一LED灯，使该LED灯因重力而恒与地平线保持垂直，并将光点投射在该光点感测器上，当投影机机壳斜向上倾斜时，该光点感测器随之倾斜，该LED投射在光点感测器的位置便会改变，如此即可以光点位移的距离计算出倾斜角，并依据算出的倾斜角自动调整输出画面的上下边宽比例，如计算出为仰角，则依据仰角大小增加下边宽的比例；计算出为俯角，则依据俯角大小增加上边宽的比例；如此即可达到自动修正俯仰角造成梯形画面的效果。

然而，上述的投影机仍无法完全解决投影机梯形画面的问题，主要原因在于，前述投影机以二支撑架72调整机身的俯仰角，因此，若使用者在调整投影机二支撑架72的高度时，使二支撑架的高度不相同，则会造成机身稍向左或向右倾斜，则分别会在投影幕上形成如图14及图15所示的投影画面90’、90”，向左倾斜时，其上边宽大于下边宽且右边宽大于左边宽，反之，向右倾斜时，其投影画面同样除了上边宽大于下边宽以外，其左边宽亦会大于右边宽，故上述投影机仅能自动修正上下边宽比例，无法自动调整消弭投影机因左右倾斜造成的梯形画面，使用者仍必须在进行简报前测试并调整投影画面，使用上仍不方便，实需改进。

发明内容

有鉴于上述投影机无法自动修正投影机于机身左右倾斜造成的梯形投影画面的技术缺陷，本发明的主要目的是提出一种自动修正梯形画面的投影机及其梯形画面自动修正方法。

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该自动修正梯形画面的投影机包含有：

一机身，具有一前侧、一左侧及一右侧，且机身设有一投影镜头，用以投射出一投影画面；

一可调式支撑架，设置于该机身底部，以支撑该机身与一基准面之间形成距离；

一距离检测件组，设置于该机身内，以检知该机身前侧、左侧及右侧的底部与基准面之间的距离，进而输出一边宽比的调整指令给机身，以调整投影出的画面。

当使用者将投影机的可调式支撑架设于桌面上时，该可调式支撑架便可支撑机身与桌面间形成距离，则该微处理器即以桌面为基准面，调整机身的俯仰角与左右倾斜角时，机身底部前、左及右侧与桌面的距离便会改变；于调整投影机机身与该基准面的俯仰角时，设于机身底部前侧的感应单元检知的距离值会与水平状态距离值不同，而若使机身有左右倾斜的状况时，则设于机身底部左、右侧的感应单元检知的距离值会不同，故本发明投影机得以依据检机身底部前、左及右侧与基准面的距离，判断机身的俯仰与左右倾斜，并作出对应的梯形画面修正，达到自动修正机身俯仰及左右倾斜造成的梯形画面，令使用者不必以手动调整，增加使用便利性。

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该投影机的梯形画面自动修正方法中，该投影机具有一机身及一可调式支撑架，并以该可调式支撑架支撑该机身，使该机身底部与一基准面间形成距离，且该投影机投射一投影画面，且于该梯形画面自动修正方法主要令一投影机的机身可相对一基准面来调整俯仰角度及左右倾斜，并以三个感应单元分别用以检测投影机机身的前侧、左侧及右侧底部与该基准面之间的距离；当判断前侧距离有所改变时，则调整投影画面的上下边宽比，当判断出左侧距离不等于右侧距离时，则调整投影画面的左右边宽比。

附图说明

图1为本发明的电路方块示意图。

图2A为本发明投影机的一侧视平面图。

图2B为本发明投影机的另一侧视平面图。

图3为本发明投影机的后视平面图。

图4为本发明投影机的俯视平面图。

图5为本发明梯形画面自动修正程序的流程图。

图6为本发明投影机机身保持水平时的侧视平面图。

图7为本发明投影机机身斜向上时的侧视平面图。

图8为本发明投影机机身左右侧保持水平时的侧视平面图。

图9为本发明投影机机身向左倾斜时的侧视平面图。

图10为现有投影机与正对投影画面时的平面示意图。

图11为现有投影机斜向上投影的侧视平面示意图。

图12为图11的前视平面示意图。

图13为现有投影机呈图11状态时的投影画面示意图。

图14为图11中投影机向左倾斜时的投影画面示意图。

图15为图11中投影机向右倾斜时的投影画面示意图。

【主要元件符号说明】

10机身 11影像处理及投射器

12投影镜头 13投影画面控制模块

14投影模块

20可调式支撑架 21支杆

22底盘

30距离检测件组 31微处理器

32、33、34感应单元

321、331、341输出电压检压端

70投影机 71投影镜头

72支撑架

80投影幕

90、90’、90”投影画面

P、P’基准面。

具体实施方式

请参阅图1及图2A，本发明自动修正梯形画面的投影机包含有：

一机身10，具有一前侧101、一左侧102及一右侧103，且机身10内部设有一影像处理及投射器11，机身10前侧101则设有一投影镜头12，该影像处理及投射器11输出一投影画面，并通过该投影镜头12投射出，于本实施例中，该影像处理及投射器11包含有一用以设定投影画面上下左右边宽的投影画面控制模块13，以及一用以输出该投影画面的投影模块14；

一可调式支撑架20，设置于该机身10底部，并可调整地支撑该机身10底部与一基准面之间形成距离，于本实施例中，该可调式支撑架20包含有一支杆21及一底盘22，并以该机身10底部可相对底盘22调整俯仰角及左右倾斜地设置于该支杆21顶部；

一距离检测件组30，包含有一微处理器31及三个可检知机身底部与基准面之间距离的感应单元32、33、34，该微处理器31与该影像处理及投射器13电连接，该三个感应单元32、33、34设置于该机身10底部并与该微处理器31电连接，请进一步配合参阅图3及图4，且该三个感应单元32、33、34分别靠近该机身10前、左及右侧101、102、103，该微处理器31内建有一梯形画面自动修正程序，且预设机身10呈水平状态时前侧101底部与基准面的距离为一水平状态距离值，于本实施例中，各感应单元32、33、34各具有一输出电压检压端321、331、341，并依据感应单元32、33、34与底盘22的距离而改变输出电压，该微处理器31则电连接至各感应单元32、33、34的输出电压检压端321、331、341及该影像处理及投射器11，并检知各感应单元32、33、34的输出电压，进而检知各感应单元32、33、34与该基准面之间的距离，而输出一组边宽比调整指令予该影像处理及投射器11，又，各感应单元32、33、34为一霍尔传感器（Hall sensor），其输出电压与磁通量成正相关，且该三个霍尔传感器对准该底盘22，而该底盘22为磁性底盘，以该底盘22作为该基准面P，使各感应单元32、33、34的输出电压与感应单元32、33、34与底盘22的距离成反相关，以检知机身10底部前、左及右侧101、102、103与底盘22之间的距离，或，各感应单元32、33、34可为一红外线距离感测器，且其输出电压与红外线反射后能量成正相关，以于可调式支撑架20架设于桌面时，如图2B所示，以桌面为该基准面P’，检知机身10底部前、左及右侧101、102、103与桌面之间的距离，亦可使该三个红外线距离感测器对准该底盘22，以该底盘22为基准面，且该水平状态距离值为该机身10呈水平状态时前侧101，机身10前侧101底部的感应单元32的输出电压值。

请进一步配合参阅图5，该梯形画面自动修正程序执行以下步骤：

检知该三个感应单元32、33、34的输出电压S11，亦即，通过三个感应单元32、33、34的输出电压检知机身10底部前、左及右侧与基准面P之间的距离；

判断机身10前侧101感应单元32的输出电压是否等于该水平状态距离值所设定的输出电压，以及判断机身10左、右侧102、103的感应单元32输出电压是否相等S12，若是，则不调整该投影画面S13；反之，若否，则进入下一步骤；此步骤的目的是判断机身10是否处于水平状态，通过该机身10前侧101底部与基准面之间的距离，是否等机身处于水平状态时，其前侧101底部与基准面之间的距离，以及机身10左侧102底部及右侧102底部与基准面是否等距离，请进一步配合参阅图6及图7，当机身10处于水平状态时，机身10前侧101底部与基准面P间的距离T0会小于机身10向上仰时，其前侧101底部与基准面P间的距离S₁，因此，当机身10向上仰时，机身10前侧101感应单元32的磁通量减小（或红外线能量感应值减小），其输出电压会小于水平状态距离值所设定的输出电压，图8及图9则表示，当机身10保持水平时，机身10左、右侧102、103底部与基准面P距离S₂、S₃相等，而机身10向左侧102倾斜时，机身10左侧102底部与基准面P距离小S₂于右侧103底部与基准面P之间距离S₃，机身10左侧102感应单元33磁通量大于右侧103感应单元34磁通量，机身10左侧102感应单元33的输出电压大于右侧103感应单元34的输出电压；

检知输出电压差值S14，检知机身10前侧101的感应单元32输出电压与水平状态距离值所设定输出电压的差值，以及检知机身10左、右侧102、103感应单元33、34输出电压差值；

数字量化电压差值S15，将前述机身10前侧101的感应单元32输出电压与水平状态距离值所设定输出电压的差值，以及机身10左、右侧102、103感应单元33、34输出电压差值处理为数字信号；

依据前一步骤处理出的数字信号调整该影像处理及投射器11投影画面的上、下、左、右边宽比S16；依据以下表格增减投影画面的上、下、左、右边宽比：

检知状态	投影机状态	未修正画面	修正方式
				S₁＞T₀	斜向上投影	上宽下窄	减少上下边宽比
S₁＜T₀	斜向下投影	上窄下宽	增加上下边宽比
				S₂＞S₃	向右侧倾斜	左宽右窄	减少左右边宽比
S₂＜S₃	向左侧倾斜	左窄右宽	增加左右边宽比

即若机身10前侧101的感应单元32输出电压小于水平状态距离值所设定输出电压，减少投影画面上下边宽比，若机身10前侧101的感应单元32输出电压大于水平状态距离值所设定输出电压，增加上下边宽比，若机身10左侧102感应单元33的输出电压小于右侧103感应单元34输出电压，则减少投影画面左右边宽比，若机身10左侧102感应单元33的输出电压大于右侧103感应单元34输出电压，则增加投影画面的左右边宽比。

上述减少上、下边宽比的步骤，由该微处理器31输出一上边宽减少指令给该影像处理及投射器11，以减少该投影画面的上边宽；增加上、下边宽比的步骤，则由该微处理器31输出一下边宽减少指令给该影像处理及投射器11，以减少该投影画面的下边宽；同理，减少左、右边宽比的步骤，由微处理器31输出一左边宽减少指令给该影像处理及投射器11，以减少该投影画面的左边宽；增加左、右边宽比的步骤，由微处理器31输出一右边宽减少指令给该影像处理及投射器11，以减少该投影画面的右边宽，又该上、下边宽减少指令分别减少该投影画面上、下边宽的幅度，与机身10前侧101感应单元32输出电压相较于水平状态距离值所设定输出电压的差值（即机身10前侧101底部至基准面P的距离与水平状态距离差）成正相关，而该左，右边宽减少指令分别减少该投影画面左、右边宽的幅度，与机身10左、右侧102、103感应单元33、34输出电压差值（即机身10左、右侧102、103至基准面P的距离差）成正相关。

由此，上述微处理器31即可判断投影机机身10向上、下投影以及是否有左右倾斜，并自动调整投影画面的上、下、左、右边宽，因此使用者若于调整投影机机身10与基准面P之间的俯仰角时未使机身10左、右侧102、103保持水平，此时，该微处理器31除了会自动调整投影画面的上下边宽以外，亦会调整投影画面的左右边宽，以同时消弭投影机机身10俯仰及左右倾斜造成的梯形画面，让使用者可以不必担心调整俯仰角时未使机身10左、右侧102、103保持水平，使用便利，且不必于每次使用投影机前浪费时间进行麻烦的梯形画面测试及修正过程。

Claims

1.一种自动修正梯形画面的投影机，包含有：

2.如权利要求1所述的自动修正梯形画面的投影机，其中：

该机身设有一影像处理及投射器，该影像处理及投射器输出该投影画面，以通过该投影镜头投射出；

该距离检测件组包含有：

一微处理器，与该影像处理及投射器电连接，并内建一梯形画面自动修正程序及设定有一水平状态距离值，且该梯形画面自动修正程序控制该影像处理及投射器，以增减该投影画面的上下边宽比及左右边宽比；及

三个可检知机身与该基准面之间距离的感应单元，设置于该机身底部并与该微处理器电连接，且该三个感应单元分别靠近该机身的前、左及右侧，以检知该机身前、左及右侧与该基准面之间的距离。

3.如权利要求2所述的自动修正梯形画面的投影机，该影像处理及投射器包含有一用以设定投影画面上下左右边宽的投影画面控制模块，以及一用以输出该投影画面的投影模块；

各感应单元各具有一输出电压检压端，并依据感应单元与该基准面的距离而改变输出电压；

该微处理器电连接该三个感应单元的输出电压检压端及该影像处理及投射器，并检知各感应单元的输出电压，进而检知各感应单元与该基准面之间的距离，且输出一组边宽比调整指令给该影像处理及投射器。

4.如权利要求3所述的自动修正梯形画面的投影机，其中：

该可调式支撑架包含有一支杆及一磁性底盘，并以该机身底部可相对底盘调整俯仰角及左右倾斜地设置于该支杆顶部，并以该底盘作为该基准面；

各感应单元为一霍尔传感器，其输出电压与磁通量成正相关，且该三个霍尔传感器对准该底盘，又，该水平状态距离值为机身与底盘呈平行时，机身前侧底部的感应单元的输出电压值。

5.如权利要求3所述的自动修正梯形画面的投影机，各感应单元为一红外线距离感测器，且其输出电压与红外线反射后能量成正相关。

6.如权利要求4或5所述的自动修正梯形画面的投影机，该该梯形画面自动修正程序执行以下步骤：

检知该三个感应单元的输出电压；

判断机身前侧感应单元的输出电压是否等于该水平状态距离值所设定的输出电压，以及判断机身左、右侧的感应单元输出电压是否相等，若是，则不调整该投影画面；若否，则进入下一步骤；

检知输出电压差值，检知机身前侧的感应单元输出电压与水平状态距离值所设定输出电压的差值，以及检知机身左、右侧感应单元输出电压差值；

数字量化电压差值，将前述机身前侧的感应单元输出电压与水平状态距离值所设定输出电压的差值，以及机身左、右侧感应单元输出电压差值处理为数字信号；

依据前一步骤处理出的数字信号调整该影像处理及投射器投影画面的上、下、左、右边宽比；

增加左右边宽比的步骤，由微处理器输出一右边宽减少指令给该影像处理及投射器。

7.一种投影机的梯形画面自动修正方法，该修正方法主要令一投影机的机身可相对一基准面来调整俯仰角度及左右倾斜，并以三个感应单元分别用以检测投影机机身的前侧、左侧及右侧底部与该基准面之间的距离；当判断前侧距离有所改变时，则调整投影画面的上下边宽比，当判断出左侧距离不等于右侧距离时，则调整投影画面的左右边宽比。

8.如权利要求7所述的投影机的梯形画面自动修正方法，其中当判断前侧距离改变的步骤中，先于投影机呈水平状态距离时，设定投影机前侧该水平基准面的距离为一水平状态距离，用以判断所检知的前侧距离与该水平状态距离值是否相等。

9.如权利要求8所述的投影机的梯形画面自动修正方法，其中：

调整该投影画面上下边宽比的幅度，与前侧距离相较于水平状态距离差值成正相关，调整该投影画面左右边宽的幅度，与机身左侧与右侧的距离差值成正相关。

10.如权利要求9所述的投影机的梯形画面自动修正方法，于调整投影画面的上下边宽比包含有：

若前侧距离大于该水平状态距离，则减少该投影画面的上下边宽比；及

若前距离值小于该水平距离值，则增加该投影画面的上下边宽比。

11.如权利要求9所述的投影机的梯形画面自动修正方法，于调整投影画面的左右边宽比包含有：

若左侧距离值大于右侧距离值，则减少该投影画面的左右边宽比；及

若右侧距离大于左侧距离，则增加该投影画面的左右边宽比。