(1) 1380694 > 九、發明說明 ~ 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於檢測藉由投影裝置而被投影於投影面上 之投影畫像的扭曲之扭曲檢測系統及扭曲檢測方法。 【先前技術】 作爲投影裝置，知道有：例如將描繪有文字或圖型等 ©之畫像的透明薄片之透過光的影像投影於投影面之高架投 影機，或將由電腦、視頻機器等當成視頻訊號而被輸出的 - 畫像投影於投影面之投影機。投影裝置係由投影面（螢幕 等）分開而配置，且具有藉由投影光學系統將任意的畫像 成像於投影面上之構造，可將該任意的畫像放大顯示於投 影面上。另一方面，投影裝置與投影面係不同個體，依據 兩者之相對的配置關係，會有投影面上的投影畫像扭曲之 情形。 # 檢測出此種投影面上的投影畫像之扭曲的技術，例如 知道有專利文獻1所揭示之檢測技術。在此專利文獻】所 揭示的檢測技術中，首先，於暗區域中具有明區域的明暗 畫像藉由投影裝置而被投影於投影面上。被投影於投影面 上之投影畫像係以具有二維 PSD(Position Sensitive Detector :位置感測檢測器）和成像光學系統的光檢測裝置 來檢測出其之扭曲。即光檢測裝置係藉由成像光學系統而 受影畫像成像於二維PSD之受光面上，藉由解析由此二 維PSD的輸出®)，來檢測投影畫像的扭曲。另外，也知道 (2) (2)1380694 有藉由代替二維PSD而使用CCD，而進行畫像演算，來 檢測投影畫像之扭曲的方法。 專利文獻1 :日本專利特開2004-88 1 69號公報 【發明內容】 發明所欲解決之課題 發明人針對前述之以往技術而檢討的結果，發現以下 之課題。即適用於光檢測裝置的二維PSD，只是檢測出射 入受光面之光的強度之重心位置，具有1個明區域之基準 明暗畫像如藉由投影裝置而被投影於投影面上時，藉由使 用二維PSD之光檢測裝置，變成該投影畫像中的明區域之 位置被檢測出。因此，在前述之以往技術中，係準備有於 相互不同的位置具有一個明區域的複數個基準明暗畫像， 針對這些複數個基準明暗畫像之各畫像，進行基準明暗畫 像的投影及投影畫像之明區域的位置檢測後，藉由比較所 獲得之檢測結果，得以檢測出投影畫像的扭曲。因此，在 前述以往技術中，於檢測出藉由投影裝置而被投影於投影 面上之投影畫像的扭曲所需要的時間變長，檢測並無效率 〇 另外，於二維PSD之位置演算上，需要對數轉換電路 等，周邊電路會大型化，而導致製造成本的增加。另一方 面’代替二維PSD而使用CCD時，資料量多，需要進行 畫像演算，測量裝置需要畫像記憶體、畫像演算裝置等， 有導致光檢測裝置的大型化、及製造成本的增加之可能性 (3) (3)1380694 本發明係爲了解決前述之課題而完成，目的在於提供 :做成具備有能有效率地檢測出藉由投影裝置而被投影於 投影面上之投影畫像的扭曲的構造之扭曲檢測系統及扭曲 檢測方法。 解決課題之手段 關於本發明之扭曲檢測系統，係具備有檢測藉由投影 裝置而被投影於投影面上之投影畫像的扭曲之構造的系統 。該扭曲檢測系統係具備有：光檢測裝置、及解析裝置。 光檢測裝置，爲具有於受光面上二維排列有複數畫素之光 檢測器、及使投影畫像成像於受光面上之成像光學系統。 並且，光檢測裝置係將藉由投影裝置而被投影於投影面上 的基準明暗畫像的投影畫像藉由成像光學系統，使成像於 受光面上而當成檢測畫像，針對該檢查畫像中之第1方向 及第2方向之各方向，輸出表示入射光強度的一維分布之 光強度輪廓資料。解析裝置係將針對由光檢測裝置所輸出 的第1方向及前述第2方向之各方向的光強度輪廓資料依 據關於基準明暗畫像之已知資訊加以解析，來檢測被投影 於投影面上之投影畫像的扭曲。另一方面，關於本發明之 扭曲檢測方法，係檢測藉由投影裝置而被投影於投影面上 之投影畫像的扭曲之方法。該扭曲檢測方法係具備有：投 影步驟 '及光檢測步驟、及解析步驟。投影步驟係藉由投 影裝置而將基準明暗畫像投影於投影面上。光檢測步驟係 -6- (4) (4)1380694 使用具有：於受光面上二維排列有複數畫素之光檢測器、 及使投影畫像成像於受光面上之成像光學系統的光檢查裝 置之步驟。此光檢測裝置係於前述投影步驟中，藉由成像 光學系統使被投影於投影面上的投影畫像成像於受光面上 而當成檢查畫像，將此檢查畫像中之第1方向及第2方向 之各方向的光強度輪廓資料加以輸出（光強度輪廓資料之 取得）。解析步驟係藉由依據關於基準明暗畫像之已知資 訊，將在光檢測步驟中所取得之第I方向及前述第2方向 之各方向的光強度輪廓資料加以解析，來檢測被投影於投 影面上之投影畫像的扭曲。 如前述般，關於使用本發明之扭曲檢測系統（扭曲檢 測方法）的投影畫像之扭曲的檢測時，首先，藉由投影裝 置而於投影面上投影基準明暗畫像（投影步驟）。然後， 在光檢測裝置中，藉由成像光學系統而於光檢測器的受光 面上形成藉由投影裝置而被投影於投影面上之投影畫像來 當成檢查會項。針對此檢查畫像中之第1方向及第2方向 之各方向的光強度輪廓資料被取得（光檢測步驟）。進而 ，在解析裝置中，針對藉由光檢測裝置而被取得之第〗方 向及第2方向的光強度輪廓資料係依據關於基準明暗畫像 之已知資訊而被解析，藉此，得以檢測出被投影於投影面 上之投影畫像的扭曲（解析步驟）。 在關於本發明之扭曲檢測系統中，基準明暗畫像以在 暗區域中具有複數個明區域爲佳。在此情形，解析裝置係 藉由比較：表示基準明暗畫像中之複數個明區域的配置之 -7- (5) (5)1380694 位置資料、及光強度輪廓資料中之光強度峰値的發生位置 資料，來檢測被投影於投影面上之投影畫像的扭曲。另一 方面，在關於本發明之扭曲檢測方法中，基準明暗畫像以 在暗區域中具有複數個明區域爲佳。在此情形，解析步驟 係藉由比較：表示基準明暗畫像中之複數個明區域的配置 之位置資料、及光強度輪廓資料中之光強度峰値的發生位 置資料，來檢測被投影於投影面上之投影畫像的扭曲。 進而，在關於本發明之扭曲檢測系統中，基準明暗畫 像也可以是在暗區域中具有排列於直線上之複數個明區域 。在此情形，解析裝置係藉由比較：基準明暗畫像中之複 數個明區域的間隔資料、及光強度輪廓資料中之光強度峰 値的間隔資料，來檢測被投影於投影面上之投影畫像的扭 曲。另一方面，在關於本發明之扭曲檢測方法中，也可以 使用於暗區域中具有排列於直線上之複數個明區域之基準 明暗畫像。在此情形，解析步驟係藉由比較：基準明暗畫 像中之複數個明區域之間隔資料、及光強度輪廓資料中之 光強度峰値的間隔資料，來檢測被投影於投影面之投影畫 像的扭曲。 另外，關於本發明之個實施例，依據以下之詳細說明 及所附圖面，可更充分加以理解。這些實施例單純是舉例 表示者而已，不應考慮爲用以限定本發明之例子。 另外，本發明之進一步的應用範圍，由以下之詳細說 明可以清楚。但是，詳細之說明及特定之事例，雖係表示 本發明之適當的實施例者，但是，只不過是舉例表示而已 -8- (6) 1380694 着 • ，由此詳細之說明，可以明白本發明之思想及範圍中之各 . 種變形及改良對該業者應是不言自明。 發明之效果 如依據本發明，可有效率地檢測藉由投影裝置而被投 影於投影面上之投影畫像的扭曲。 【實施方式】 以下，使用第1圖〜第9圖來詳細說明關於本發明之 扭曲檢測系統及扭曲檢測方法的—實施例。另外’在圖面 之說明中，對於相同之要素賦予相同之符號’省略重複之 說明》 第1圖係表示關於本發明之扭曲檢測系統的一實施例 圖。在此第1圖中，於該扭曲檢測系統1之外，也顯示投 影裝置2及投影面3。投影裝置2係由投影面3分開而配 置，藉由投影光學系統而將任意的畫像成像於投影面之裝 置，也可放大該畫像而顯示於投影面3上。扭曲檢測系統 1係將藉由投影裝置2而被投影於投影面3上之投影畫像 的扭曲加以檢測出之系統。該扭曲檢測系統1係具備有： 光檢測裝置】〇及解析裝置20。 光檢測裝置1 〇係具有光檢測器Π及成像光學系統1 2 。成像光學系統1 2係將投影面3上的投影畫像成像於光 檢測器Π的受光面上。光檢測裝置1 0的成像光學系統1 2 之光軸係和投影裝置2的投影光學系統之光軸平行，另外 (7) 1380694 • ，兩者之光軸的間隔以窄爲佳。光檢測器1 1係具有二維 * 排列於受光面上的複數畫素。光檢測裝置1 〇係針對此光 檢測器11之受光面中之第1方向及第2方向之各方向’ 將表示入射光強度的一維分布之光強度輪廓資料加以輸出 。解析裝置20係將針對由光檢測裝置1 0所輸出的第】方 向及第2方向之各方向的光強度輪廓資料加以輸入’來解 析這些光強度輪廓資料。 • 在投影畫像之扭曲檢測時，首先，基準明暗畫像係藉 由投影裝置2而被投影於投影面3上（投影步驟）。然後 - ，在光檢測裝置〗〇中，投影面3上之投影畫像係藉由成 像光學系統12而被成像於光檢測器Π的受光面上而當成 檢査畫像，取得針對該檢查畫像中之第1方向及第2方向 之各方向的光強度輪廓資料（光檢測步驟）。進而’在解 析裝置2 0中，針對藉由光檢測裝置1 0所取得之第〗方向 及第2方向之各方向的光強度輪廓資料係依據關於基準明 ® 暗畫像之已知資訊而被解析，得以檢測出被投影於投影面 3上之投影畫像的扭曲（解析步驟）。 另外，解析裝置20也可以將基準明暗畫像資料發送 至投影裝置2，對投影裝置2只是投影該基準明暗畫像。 或者，解析裝置20也可以由投影裝置2或其它裝置取得 投影裝置2所投影的基準明暗畫像資料。 第2圖係表示包含於光檢測裝置】0之光檢測器1]的 構造平面圖。光檢測器1 1係具備有：光檢測部〗〇〇 '第】 訊號處理部1 1 〇及第2訊號處理部1 20。光檢測部1 00係 -10- (8) (8)1380694 具有二維排列於受光面上之MXN個畫素，於位於第m行 第η列之位置之畫素形成有2個之光二極體PDxmn及 PDY,m，n。此處，M、N分別爲2以上之整數，m爲1以上 •M以下之任意的整數，η爲1以上N以下之任意的整數。 2個光二極體PDx，m，n及PDY，m,n的陽極端子係被接地。構 成第η列之Μ個光二極體PDXJ,n〜PDx,M,n之陰極端子係 藉由共通之配線Lx,n而連接於第1訊號處理部110。構成 第m行之N個光二極體PDY,mJ〜PDY,m,N之陰極端子係藉 由共通之配線LY,m而與第2訊號處理部120連接》 第3圖係包含於光檢測器11之第1訊號處理部110 的電路圖。第1訊號處理部110係具備有：移位暫存器 1U、積分電路112及N個開關SW^SWn。開關SWn2 —端係連接於配線X，n，開關η之另一端係介由共通配線 而連接於積分電路112之輸入端。另外，開關SWn係依據 $移位暫存器111所輸出的控制訊號而依序關閉。積分電 路Π2係具備有：放大器A、電容元件C及開關SW。電 容元件C及開關S W係相互並聯連接，且被設置於放大器 A之輸入端子與輸出端子之間》開關SW —關閉時，電容 元件C開始放電，由積分電路112所被輸出之電壓値被起 始化。開關SWn在打開之狀態下，如開關SWn關閉時， 連接於配線 LX，n之構成第 η列的 Μ個光二極體 PDX，l，n〜PDX，M，n個SU因應光入射所產生的電荷之總和被 輸入積分電路1] 2。該電荷被蓄積於電容元件C，因應此 蓄積電荷量之電壓値Vx (η)由積分電路112被輸出。第2 -11 - 1380694 Ο) 訊號處理部120也具有和第1訊號處理部iio相同的構造 ，同樣地動作。 具有如桌2圖及弟3圖所不之構造的光檢測器11，係 針對光檢測部100的受光面中之第1方向（第2圖之X方 向），將表示入射光強度之一維分布的第1光強度輪廓資 料Vx (η)由第1訊號處理部I 10予以輸出之同時，針對光 檢測部100的受光面中之第2方向（第2圖之Υ方向）， 也可將表示一維分布之第2光強度輪廓資料VY(m)由第2 訊號處理部120予以輸出。解析裝置20係將這些第1光 強度輪廓資料Vx(n)及第2光強度輪廓資料VY(m)加以解 析。 接著，舉幾個具體的基準明暗畫像的樣本，來說明關 於本發明之扭曲檢測系統1的動作，同時，說明關於本發 明之扭曲檢測方法。 第4圖係表示第1樣本之基準明暗畫像A、及對應該 基準明暗畫像A之投影畫像B。具體爲：在第4圖中之區 域（a)中，表示有基準明暗畫像A，於區域（b)中，表示有 光強度輪廓資料VX(n)、VY(m)及投影畫像B。第1樣本之 基準明暗畫像A係於暗區域（區域（a)中所表示之陰影線 區域）中具有複數之明區域（區域（a)中所示之空白區域） »基準明暗畫像A中之複數（在此第】樣本中爲5個）之 明區域係等間隔被排列於對於X方向及Y方向之雙方， 成45度之角度的直線上。
第4圖中之區域（a)所示的第1樣本之基準明暗畫像A -12- (10) (10)1380694 如藉由投影裝置2而被投影於投影面3時，投影面3上之 投影畫像B中之複數的明區域係如第4圖中之區域（b)所 示般，雖被排列於大略對於X方向及Y方向之雙方成45 度之角度的特定直線上，但是，依據投影裝置2與投影面 3之相對的配置關係，也有不排列於前述特定直線上之情 形，或不是等間隔之情形。此種投影畫像B係藉由光檢測 裝置10之成像光學系統12而當成檢查畫像被成像於光檢 測器11的受光面上，針對成像於該受光面上之檢查畫像 中之X方向及Y方向之各方向的光強度輪廓資料Vx (η)、 VY(m)，係由光檢測裝置1〇被輸出。第1光強度輪廓奪料 Vx(n)中之各峰値位置係表示投影畫像B中之明區域的X 座標値。另外，第2光強度輪廓資料VY(m)中之各峰値位 置係表示投影畫像B中之明區域的Y座標値。 而且，在解析裝置20中，這些光強度輪廓資料Vx (η) 、VY(m)係依據關於第I樣本之基準明暗畫像Α之已知資 訊而被解析，被投影於投影面3上之投影畫像B的扭曲被 檢測出。即設第1光強度輪廓資料Vx (η)中之峰値位置爲 〜〜〜，設第2光強度輪廓資料VY(m)中之峰値位置爲 ，假如，設投影畫像B並無扭曲，則以下式（la)及 (lb)所表示的關係成立。 Π 5 · η 4 = Π 4 π 3 = π 3 - Π 2 = Π 2 - π I …（]a) m5-m4 = m4.ni3 = m3_m2 = m2-m 1 "‘（]b) -13- (11) 1380694 但是’前述式子（1 a)及（1 b )之關係如不成立，則判 斷投影畫像B有扭曲。例如如第4圖中之區域（b)所示般 ，以下之（2 a)及（2b)所表示之關係成立時，藉由解析裝置 2 0判斷爲對於投影畫像B之左上側，右下側投影時之放 大率爲大。 π 5 - η 4 > π 4 · η 3 > π 3 · η 2 > π 2 · η 1 ··· (2a)
m5 _m4>m4 _ m3>m3 _m2 >m2-m j …（2b) 第5圖係表示第2樣本之基準明暗畫像A、及對應該 基準明暗畫像A之投影畫像B。具體爲：在第5圖中之區 域（a)中，表示有基準明暗畫像A，於區域（b)中，表示有 光強度輪廓資料Vx(n)、VY(m)及投影畫像B。此第2樣本 之基準明暗畫像A中之複數的明區域係等間隔被排列於對 於X方向及Y方向之雙方，成45度之角度的直線（但是 ，對於前述之第1樣本中之明區域所排列的直線，係正交 之直線）上。 第5圖中之區域（a)所示之第2樣本的基準明暗畫像A 如藉由投影裝置2而被投影於投影面3時，投影面3上之 投影畫像B中之複數的明區域係如第5 .圖中之區域（b)所 示般，雖被排列於大略對於X方向及Y方向之雙方成‘4 5 度之角度的特定直線上，但是，依據投影裝置2與投影面 3之相對配置辦係，也有不排列於前述特定直線上之情形 ’或不是等間隔之情形。此種投影畫像B係藉由光檢測裝 -14- (12) 1380694 - 置10之成像光學系統12而當成檢查畫像被成像於光檢測 * 器Π的受光面上，針對成像於該受光面上之檢查畫像中 之X方向及Y方向之各方向的光強度輪廓資料Vx(n) ' VY(m)，係由光檢測裝置10被輸出。 而且，在解析裝置20中，這些光強度輪廓資料Vx (η) 、VY(m)係依據關於第2樣本之基準明暗畫像Α之已知資 訊而被解析，被投影於投影面3上之投影畫像B的扭曲被 # 檢測出。假如，設投影畫像B並無扭曲，則以前述式（1 a) 及（lb)的關係成立。但是，前述式（la )及（lb)的關係如 . 不成立時，則判斷投影畫像B有扭曲。例如，如第5圖中 之區域（b)所示般，以下之（3a)及（3b)所表示之關係成立時 ，藉由解析裝置20判斷爲對於投影畫像B之右上側，左 下側投影時之放大率爲大。 n5-n4<n4-n3<n3-n2<n2-ni -"(3a) m5 -m4>m4-m3> m3 -m2>m21 •••(3b) 進而，第4圖中之區域（a)及第5圖中之區域（a)分別 所表示之第1及第2樣本的基準明暗畫像A係藉由投影裝 置2而依序被投影於投影面3 ’針對投影畫像B對第1及 第2樣本之基準明暗畫像A之各畫像’藉由光檢測裝置 來取得光強度輪廓資料Vx(n)、VY(m)亦可（使用所取 得之資料，藉由解析裝置20來進行扭曲檢測）。在此情 形，例如針對對應第4圖中之區域（a)所示之第I樣本的基 -15- (13) (13)1380694 準明暗畫像A之投影畫像B，設爲具有前述式（2a)及 (2b)之關係，針對對應第5圖中之區域（a)所示之第2樣本 之基準明暗畫像A之投影畫像B，設爲具有前述式（3 a)及 (3b)之關係時，則藉由解析裝置20可判斷爲對於投影畫像 B之上側，下側投影時之放大率爲大。換言之，如設第6 圖中之區域（a)所示之等間隔的網目模樣的畫像爲藉由投影 裝置2而被投影於投影面3時，投影面3上的投影畫像係 如第6圖中之區域（b)所示般，上側比起下側，網目的間隔 扭曲而變寬。 第7圖係表示第3樣本之基準明暗畫像A、及對應該 基準明暗畫像A之投影面3上的投影畫像B。具體爲：第 7圖中之區域（a)係表示基準明暗畫像A，區域（b)係表示光 強度輪廓資料Vx(n)、VY(m)及投影畫像B。於此第3樣本 之基準明暗畫像A上，複數的明區域係以等間隔被排列於 對於X方向及Y方向之雙方成45度之角度的直線上，進 而，複數的明區域也以等間隔被排列於與此直線正交之直 線上。此時，光檢測裝置1 0係於成像光學系統1 2的光軸 之周圍以只旋轉45度之狀態而被配置。 第8圖係表示第4樣本之基準明暗畫像A、及對應該 基準明暗畫像A之投影面3上的投影畫像B。具體爲：第 8圖中之區域（a)係表示基準明暗畫像A，區域（b)係表示光 強度輪廓資料Vx(n) ' VY(m)及投影畫像B »於此第4樣本 之基準明暗畫像A上，複數的明區域係以等間隔被排列於 平行於X方向之直線上，進而，複數的明區域也以等間隔 -16- (14) (14)1380694 被排列於與Y方向平行之直線上。 進而，第9圖係表示第5樣本之基準明暗畫像Α、及 對應該基準明暗畫像Α之投影面3上的投影畫像Β。具體 爲：第9圖中之區域（a)係表示基準明暗畫像A，區域（b) 係表示光強度輪廓資料Vx(n)、VY(m)及投影畫像B。於此 第5樣本之基準明暗畫像A上，複數的明區域中之任何2 個明區域，都不在與X方向或Y方向平行之1條直線上 〇 這些第7圖〜第9圖之各區域（a)所示之第3〜第5樣 本的基準明暗畫像A之任何一種情形，由光檢測裝置10 被輸出之光強度輪廓資料Vx(n)、VY(m)在與基準明暗畫像 A之比較中，都藉由解析裝置20而被解析，而檢測出投 影畫像B之扭曲。 如前述般，關於本發明之扭曲檢測系統1及扭曲檢測 方法，係使用將針對第1方向及第2方向之各方向’爲表 示入射光強度之一維分布的光強度輪廓資料加以輸出之光 檢測裝置1 〇，來檢測投影畫像的扭曲。由此，如依據本發 明，可以檢測出投影畫像上之複數的明區域之位置’和使 用二維PSD之以往技術相比，可有效率地檢測出投影畫像 之扭曲。另外，即使和使用CCD之以往技術相比’也可 減輕處理資料量，能簡單且有效率地檢測投影畫像之扭曲 〇 此外，和使用二維PSD之情形相比，在本發明中，可 使周邊電路變小，能小型且便宜地構成裝置。另外’和使 -17- (15) 1380694 • 用CCD之情形比較，在本發明中，不需要畫像記億體、 * 畫像演算裝置等之周邊電路，可以小型且低成本來構成裝 置。 由以上之本發明的說明，很清楚本發明可以有各種變 形。該種變形無法認爲係脫離本發明之思想及範圍，對於 全部之該業者，如係不言自明之改良，則係包含於以下之 申請專利範圍中。 產業上之利用可能性 - 本發明例如可以俾用於：例如將描繪有文字或圖型等 之畫像的透明薄片之透過光的影像投影於投影面之高架投 影機，或將由電腦、視頻機器等當成視頻訊號而被輸出的 畫像投影於投影面之投影機等之投影裝置的扭曲補正系統 等。 【圖式簡單說明】 第1圖係表示關於本發明之扭曲檢測系統的一實施例 之構造圖。 第2圖係表示包含於第1圖中所示之光檢測裝置的光 檢測器之構造平面圖》 第3圖係包含於光檢測器之第1訊號處理部的電路圖 第4圖係說明關於本發明之扭曲檢測方法之圖，爲表 示基準明暗畫像的第1樣本、及對應該第〗樣本之基準明 -18- (16) (16)1380694 暗畫像的投影面上之投影畫像圖。 第5圖係說明關於本發明之扭曲檢測方法之圖，爲表 示基準明暗畫像的第2樣本、及對應該第2樣本之基準明 暗畫像的投影面上之投影畫像圖。 第6圖係說明投影畫像之扭曲圖。 第7圖係說明關於本發明之扭曲檢測方法之圖，爲表 示基準明暗畫像的第3樣本、及對應該第3樣本之基準明 暗畫像的投影面上之投影畫像圖。 第8圖係說明關於本發明之扭曲檢測方法之圖，爲表 示基準明暗畫_的第4樣本、及對應該第4樣本之基準明 暗畫像的投影面上之投影畫像圖。 第9圖係說明關於本發明之扭曲檢測方法之圖，爲表 示基準明暗畫像的第5樣本、及對應該第5樣本之基準明. 暗畫像的投影面上之投影畫像圖。 【主要元件符號說明】 1 :扭曲檢測系統，2 :投影裝置，3 :投影面，10 : 光檢測裝置，11:光檢測器，12:成像光學系統，20:解 析裝置，1 0 0 :光檢測部，1 1 〇 ··第1訊號處理部，111 : 移位暫存器，112:積分電路’ 120:第2訊號處理部，a :基準明暗畫像，B :投影畫像。 -19-