CN104767954B - 投影机及其校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影机及其校正方法，该校正方法包括：第一感测器根据该投影机中容置槽内的流体在第一轴向的第一水位，产生第一感测讯号；根据该第一感测讯号，取得该投影机于该第一轴向的第一倾斜角度；及根据该第一倾斜角度，校正该投影机在该第一轴向的该第一倾斜角度。

Description

投影机及其校正方法

技术领域

本发明描述一种投影机及其校正方法，尤指一种水冷式投影机校正倾斜角度的方法。

背景技术

随着投影机的发展，具备各式功能的投影机逐渐问世。一般而言，投影机分为壁挂式投影机(又称为固定式投影机)以及可携式投影机(直接摆放于平台)。无论是哪一种投影机，当投影机投影影像至屏幕时，若投影机的水平与屏幕不一致，会造成影像光线投影至屏幕上的距离不一致而发生画面变形的情况。举例来说，当投影机的机身发生左右倾斜时，投影到屏幕上的影像会被旋转。当投影机的机身发生前后倾斜时，投影到屏幕上的影像会变型为梯形。

目前投影机校正机身倾斜的方法分为两种，一种为手动调整，另一种为自动调整。而手动调整机身倾斜的步骤为藉由使用者的视觉感受，以手动的方式调整投影机的水平线以缓和屏幕上影像的旋转或变形。而自动调整机身倾斜的步骤为利用投影机内部的角度感测器或是重力感测器(G-Sensor)等装置，通过感测器侦测倾斜角度的变化，再藉由角度资料去自动校正屏幕上影像的旋转或变形。然而，手动调整机身倾斜的方式费时费力，且精确度不足。利用角度感测器或是重力感测器自动调整机身倾斜的方式，除了高成本之外，角度感测器或是重力感测器必须常常维护且进行重置(Reset)校正，以确保每次感测的准确度，故便利性亦不足。

因此，发展一种自动化、低成本以及不需重置的校正方法，能准确地校正投影机机身的倾斜角度是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影机及其校正方法，以解决上述问题。

第一方面，本发明提供一种投影机的校正方法，包含：

第一感测器根据该投影机中容置槽内的流体在第一轴向的第一水位，产生第一感测讯号；

根据该第一感测讯号，取得该投影机于该第一轴向的第一倾斜角度；及

根据该第一倾斜角度，校正该投影机在该第一轴向的该第一倾斜角度。

较佳的，该第一感测讯号为电阻值讯号。

较佳的，该第一感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在该第一轴向的该第一水位，产生该第一感测讯号包含：

使用第一浮球以反应该容置槽于该第一轴向的水位变化；及

该第一感测器根据该浮球的高度使第一可变电阻产生该第一感测讯号。

较佳的，根据该第一倾斜角度，校正该投影机在该第一轴向的该第一倾斜角度包含：

根据该第一倾斜角度，将该投影机于该第一轴向以第一角度校正；

该投影机以该第一角度校正后，感测该流体在该第一轴向的第三水位，并依该第三水位产生第三感测讯号；及

根据该第三感测讯号，取得该投影机于该第一轴向的第三倾斜角度；

其中若该第三倾斜角度在预定范围内，停止该投影机于该第一轴向的校正。

较佳的，另包含：

第二感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在第二轴向的第二水位，产生第二感测讯号；

根据该第二感测讯号，取得该投影机于该第二轴向的第二倾斜角度；及

根据该第二倾斜角度，校正该投影机在该第二轴向的该第二倾斜角度；

其中该第一轴向垂直于该第二轴向。

较佳的，该第二感测讯号为电阻值讯号。

较佳的，该第二感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在该第二轴向的该第二水位，产生该第二感测讯号包含：

使用第二浮球以求得该容置槽于该第二轴向的水位变化；及

该第二感测器根据该浮球的高度使第二可变电阻产生该第二感测讯号。

较佳的，该第二感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在该第二轴向的该第二水位，产生该第二感测讯号包含：

根据该第二倾斜角度，将该投影机于该第二轴向以第二角度校正；

该投影机以该第二角度校正后，感测该投影机中该容置槽内的该流体在该第二轴向的第四水位，并依该第四水位产生第四感测讯号；及

根据该第四感测讯号，取得该投影机于该第二轴向的第四倾斜角度；

其中若该第四倾斜角度在预定范围内，停止该投影机于该第二轴向的校正。

第二方面，本发明提供一种投影机，包含：容置槽、感测器、存储器、校正装置以及处理器。该容置槽用于容置流体；该感测器设置于该容置槽内，该感测器用以依据该流体的水位产生感测讯号；该存储器储存有查询表，该查询表包含该感测讯号与该投影机于一轴向的倾斜角度的对应关系；该校正装置用以校正该倾斜角度；该处理器电连接于该感测器、该存储器及该校正装置。其中，该感测器产生该感测讯号后，该感测器将该感测讯号传至处理器中，该处理器根据该感测讯号，通过该查询表取得该投影机于该轴向的该倾斜角度，并控制该校正装置根据该倾斜角度对该投影机于该轴向上进行校正。

较佳的，该感测器包含：

浮球，用以反应该容置槽于该轴向的水位变化；及

可变电阻，电性连接于该浮球，用以根据该浮球的高度产生该感测讯号。

本发明提供的投影机及其校正方法，其观念为利用投影机内部容置槽内流体水平面与地平线平行的特性，将容置槽侧边与水平面的高度差转换为投影机机身与地平线的倾斜角度。再依据倾斜角度使用校正装置逐步校正。因此，相较于传统投影机需要角度感测器或是重力感测器(G-Sensor)等装置侦测倾斜角度，本发明的投影机不需要额外昂贵且需要重置的装置，即可以全自动化的程序使投影机获得高准确度的倾斜角度的校正。

附图说明

图1为本发明实施例的投影机的元件方块图。

图2为图1实施例的投影机感测左高右低的倾斜角度的示意图。

图3为图1实施例的投影机感测左低右高的倾斜角度的示意图。

图4为图1实施例的投影机同时感测二轴倾斜角度的示意图。

图5为图1实施例的投影机使用渐进式倾斜校正的示意图。

图6为图1实施例的投影机校正倾斜角度的流程图。

具体实施方式

图1为本发明实施例的投影机100的元件方块图。如图1所示，投影机100包含容置槽10、感测器11、处理器12、存储器13及校正装置14。本实施例中的投影机100是考虑水冷式投影机，而容置槽10用以容置流体，以使投影机100经由水冷式循环降温。容置槽10内的流体不限于纯水，亦可为液态冷却剂或液化气体等。感测器11设置于容置槽10内，用以感测容置槽10内流体水位的变化，并产生对应的感测讯号。感测器11包含浮球F以及可变电阻R(示于图2)，浮球F用以反应容置槽10内的水位变化，而可变电阻R电性连接于浮球F，用以根据浮球F的高度产生对应的感测讯号。存储器13储存查询表，而查询表包含感测讯号与投影机100于第一轴向(左右轴向)及第二轴向(前后轴向)的倾斜角度的对应关系。校正装置14用来校正投影机100于第一轴向及第二轴向的倾斜角度。处理器12电连接于感测器11、存储器13及校正装置14，用以根据感测器11产生的感测讯号，控制校正装置14校正投影机100在两个轴向上的倾斜角度。本实施例的处理器12可为逻辑控制单元(Logical Control Unit)、微处理器(Micro-Processor)、微控制单元(Micro-Control Unit)或任何具备运算能力的元件。虽然本实施例中的处理器12设置于投影机100内，然而本发明却不限于此，其它实施例中的处理器12可为经由投影机100外部连网的处理器，甚至可为云端机台上的处理装置。本发明的投影机100通过容置槽10内流体的水位变化，取得投影机100的倾斜角度，并自动校正投影机100的倾斜角度。以下将详细说明投影机100根据容置槽10内流体的水位变化取得机身倾斜角度的步骤，以及如何校正机身倾斜角度的流程。

图2为图1实施例的投影机100感测左高右低的倾斜角度的示意图，而图3为图1实施例的投影机100感测右高左低的倾斜角度的示意图。为了简化说明，在此先考虑投影机100于第一轴向的左右倾斜状况。在图2中，容置槽10的形状为立方体，但本发明的容置槽的形状可为任何形状。当投影机的机身向右倾斜时，容置槽10内流体的水平面L仍会平行于放置投影机100的地平面。在图2中，因投影机100为左高右低倾斜，故流体在容置槽10内右侧面的水位高度H_R会比左侧面的水位高度H_L要高，即H_R>H_L。在本实施例中，浮球F的密度会小于容置槽10内流体的密度，故浮球F将会漂浮在容置槽10内的流体上。若浮球F设置于容置槽10内的右侧面时，则浮球F将反应流体于容置槽10内右侧面的水位高度H_R。反之，若浮球F设置于容置槽10内的左侧面时，则浮球F将反应流体于容置槽10内左侧面的水位高度H_L。在本实施例中，容置槽10内用来反映第一轴向的水位高度只需利用一颗浮球F，其可设置于容置槽10内的左侧面或右侧面。然而，本发明的浮球F设置不限于容置槽10内左侧面或右侧面，亦可设置为容置槽10内任一侧面。因容置槽10内流体的体积是固定的，当浮球F反应出容置槽10左侧面的水位高度H_L时即可推出右侧面的水位高度H_R，同理，当浮球F反应出容置槽10右侧面的水位高度H_R时即可推出左侧面的水位高度H_L。意即，取得容置槽10左侧面的水位高度H_L或右侧面的水位高度H_R即可满足测量投影机100机身于第一轴向的左右倾斜状况的充分统计条件(Sufficient Statistic Condition)。在本实施例中，当容置槽10右侧的浮球F反应流体的水位高度H_R后，电连接于浮球F的可变电阻R的电阻值会发生变化，因而产生感测讯号S₁，并将感测讯号S₁传至处理器12中。处理器12接收到感测讯号S₁后，会利用存于存储器13内部的查询表，取得投影机100于第一轴向上的倾斜角度。在图2中，投影机100于第一轴向上为左高右低的倾斜角度。处理器12取得第一轴向上的倾斜角度后，会控制校正装置14根据第一轴向上的倾斜角度，将投影机100于进行校正。

在图3中，投影机100于第一轴向上为左低右高的倾斜，而容置槽10中的可变电阻R及浮球F的功能同于图2所述的功能，在此不再赘述。而图3与图2中投影机100于第一轴向上的倾斜角度不同，所导致的差异为容置槽10左侧面的水位高度H_L与右侧面的水位高度H_R的关系与图2中相较为相反。在图3中，投影机100以左低右高倾斜，则容置槽10左侧面的水位高度H_L会比右侧面的水位高度H_R要高，即H_L>H_R。此时，当处理器12会接收到电连接于浮球F的可变电阻R产生的感测讯号S₁后，会通过查询表取得投影机100于第一轴向上左低右高的倾斜角度，再通过校正装置14于第一轴向上对投影机100进行倾斜校正。

虽然本实施例描述了投影机100感测第一轴向上倾斜角度的方法及校正装置14根据倾斜角度校正投影机100的功能，但本发明却不以此为限。在其它实施例中，投影机100将同时考虑第一轴向(左右轴向)上的倾斜角度以及第二轴向(前后轴向)上的倾斜角度。图4描述了图1实施例的投影机100同时感测两轴倾斜角度的示意图。在图4中，容置槽10中包含了用以侦测第一轴向的流体高度的第一浮球F₁以及用以侦测第二轴向的流体高度的第二浮球F₂。第一浮球F₁反应第一轴向中右侧面的水位高度H_R，以及处理器12处理第一轴向上的倾斜角度的原理及步骤已于图2及图3说明，在此不再赘述。第二浮球F₂反应第二轴向的水位高度，以及处理器12处理第二轴向上的倾斜角度的原理类似于图2及图3的描述，其差别在于第二浮球F₂反应了容置槽10前侧面的水位高度H_F或后侧面的水位高度H_BB。在此实施例中，处理器12会接收到电连于浮球F₁的可变电阻R₁的电阻值变化所产生的感测讯号S₁，而处理器12亦会接收到电连于浮球F₂的可变电阻R₂的电阻值变化所产生的感测讯号S₂。处理器12接收到感测讯号S₁及感测讯号S₂后，会利用存于存储器13内部的查询表，分别取得投影机100于第一轴向上及第二轴向上的倾斜角度。处理器12取得第一轴向上及第二轴向上的倾斜角度后，会控制校正装置14根据第一轴向上及第二轴向上的倾斜角度，将投影机100进行校正。以下将描述投影机100根据第一轴向上及第二轴向上的倾斜角度，控制校正装置14对投影机100进行校正的步骤。

图5为图1实施例的投影机100使用渐进式倾斜校正的示意图。为了不失一般性，本实施例考虑校正装置14以渐进式的方法校正投影机100的倾斜角度，而渐进式校正投影机100的倾斜角度是使用连续性的校正，以使投影机100校正后的倾斜角度满足预定范围，流程详述于下。在图4中，X轴表示处理器12取得第一轴向(或第二轴向)上的倾斜角度，Y轴为时间轴。倾斜角度于时间点P1的数值为A1，于时间点P2的数值为A2，于时间点P3的数值为A3，于时间点P4的数值为A4，于时间点P5的数值为A5。在本实施例中，若考虑投影机100进行一次成功的倾斜校正，则倾斜角度随时间的函数值变化将为收敛(Convergence)。在时间点P1时，处理器12控制校正装置14根据侦测出的倾斜角度对投影机100进行校正。投影机100在时间点P1至时间点P2间进行校正操作后，在时间点P2仍存在一个数值为A2的倾斜角度，处理器12比较倾斜角度于时间点P1及时间点P2的数值后，判定数值A1与数值A2不相等，且数值A2不在预定范围内，故表示投影机100的倾斜角度随时间的函数值变化尚未收敛，且于时间点P2的校正角度仍具有高误差值，因此处理器12于时间点P2后将对投影机100继续校正。投影机100在时间点P2至时间点P3间再次进行校正操作后，于时间点P3仍存在一个数值为A3的倾斜角度，处理器12比较倾斜角度于时间点P2及时间点P3的数值后，判定数值A3与数值A2不相等，且数值A3不在预定范围内，表示投影机100的倾斜角度随时间的函数值变化仍尚未收敛，且于时间点P3的校正结果仍具有高误差值，因此处理器12于时间点P3后将会对投影机100继续校正。依此类推，当投影机100在时间点P4至时间点P5间进行校正操作后，处理器12比较倾斜角度于时间点P4及时间点P5的数值后，判定数值A5与数值A4近乎相等，且数值A5在预定范围内，表示投影机100的倾斜角度随时间的函数值变化已经收敛，且于时间点P5的校正结果的误差值在可接受的范围，因此处理器12将会停止对投影机100继续校正。

图6为图1实施例的投影机100校正倾斜角度的流程图。在图5中，投影机100校正倾斜角度的方法包含步骤S1至步骤S5，如下：

S1：感测器11根据投影机100中容置槽10内的流体在第一轴向的水位高度H_R或H_L，产生感测讯号S₁，并根据投影机100中容置槽10内的流体在第二轴向的水位高度H_F或H_B，产生感测讯号S₂；

S2：处理器12根据感测讯号S₁及感测讯号S₂，利用查询表分别产生第一轴向及第二轴向上的倾斜角度；

S3：处理器12操作校正装置14，依据第一轴向及第二轴向上的倾斜角度对投影机100进行校正；

S4：处理器12检查倾斜角度随时间的函数值变化是否收敛，及校正后的倾斜角度是否落于预定范围内；及

S5：若倾斜角度随时间的函数值变化为收敛，且校正后的倾斜角度落于预定范围内，则处理器12将会结束对投影机100的校正程序。

藉由上述步骤S1至步骤S5的校正流程，投影机100将由原本较大的倾斜角度校正为可接收范围的倾斜角度，且步骤S1至步骤S5为全自动化的校正，使用者不需要对投影机100执行校正角度重置的行为。

综上所述，本发明揭露一种投影机及其校正机身倾斜角度方法，其观念为利用投影机内部容置槽内流体水平面与地平线平行的特性，将容置槽侧边与水平面的高度差转换为投影机机身与地平线的倾斜角度。再依据倾斜角度使用校正装置逐步校正。因此，相较于传统投影机需要角度感测器或是重力感测器(G-Sensor)等装置侦测倾斜角度，本发明的投影机不需要额外昂贵且需要重置的装置，即可以全自动化的程序使投影机获得高准确度的倾斜角度的校正。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种投影机的校正方法，其特征在于，包含：

第一感测器根据该投影机中容置槽内的流体在第一轴向的第一水位，产生第一感测讯号；

根据该第一感测讯号，取得该投影机于该第一轴向的第一倾斜角度；及

根据该第一倾斜角度，校正该投影机在该第一轴向的该第一倾斜角度；

其中，该第一感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在该第一轴向的该第一水位，产生该第一感测讯号包含：

使用第一浮球以反应该容置槽于该第一轴向的水位变化；及

该第一感测器根据该浮球的高度使第一可变电阻产生该第一感测讯号；

其中，该第一浮球电性设置于该容置槽中，且该第一可变电阻电性连接于该第一浮球。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一感测讯号为电阻值讯号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据该第一倾斜角度，校正该投影机在该第一轴向的该第一倾斜角度包含：

根据该第一倾斜角度，将该投影机于该第一轴向以第一角度校正；

该投影机以该第一角度校正后，感测该流体在该第一轴向的第三水位，并依该第三水位产生第三感测讯号；及

根据该第三感测讯号，取得该投影机于该第一轴向的第三倾斜角度；

其中若该第三倾斜角度在预定范围内，停止该投影机于该第一轴向的校正。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包含：

第二感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在第二轴向的第二水位，产生第二感测讯号；

根据该第二感测讯号，取得该投影机于该第二轴向的第二倾斜角度；及

根据该第二倾斜角度，校正该投影机在该第二轴向的该第二倾斜角度；

其中该第一轴向垂直于该第二轴向。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该第二感测讯号为电阻值讯号。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该第二感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在该第二轴向的该第二水位，产生该第二感测讯号包含：

使用第二浮球以求得该容置槽于该第二轴向的水位变化；及

该第二感测器根据该第二浮球的高度使第二可变电阻产生该第二感测讯号；

其中，该第二浮球电性设置于该容置槽中，且该第二可变电阻电性连接于该第二浮球。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该第二感测器根据该投影机中该容置槽内的该流体在该第二轴向的该第二水位，产生该第二感测讯号包含：

根据该第二倾斜角度，将该投影机于该第二轴向以第二角度校正；

该投影机以该第二角度校正后，感测该投影机中该容置槽内的该流体在该第二轴向的第四水位，并依该第四水位产生第四感测讯号；及

根据该第四感测讯号，取得该投影机于该第二轴向的第四倾斜角度；

其中若该第四倾斜角度在预定范围内，停止该投影机于该第二轴向的校正。

8.一种投影机，其特征在于，包含：

容置槽，容置流体；

感测器，设置于该容置槽内，用以依据该流体的水位产生感测讯号；

存储器，储存有查询表，该查询表包含该感测讯号与该投影机于一轴向的倾斜角度的对应关系；

校正装置，用以校正该倾斜角度；及

处理器，电连接于该感测器、该存储器及该校正装置；

其中该感测器产生该感测讯号后，该感测器将该感测讯号传至处理器中，该处理器根据该感测讯号，通过该查询表取得该投影机于该轴向的该倾斜角度，并控制该校正装置根据该倾斜角度对该投影机于该轴向上进行校正；

其中，该感测器包含：

浮球，用以反应该容置槽于该轴向的水位变化；及

可变电阻，电性连接于该浮球，用以根据该浮球的高度产生该感测讯号。