TWI584042B - 投影機及投影機之控制方法 - Google Patents

Description

投影機及投影機之控制方法

本發明係關於一種對投射面投射圖像之投影機、及投影機之控制方法。

先前，於對投射面投射圖像之投影機中，已知有對投射面投射調整用圖像並進行拍攝，且基於調整用圖像之投射狀態而進行形變修正者。此種投影機有若調整用圖像不清晰則無法準確地檢測圖像之可能性，故於形變修正之前執行焦距調整(例如，參照專利文獻1)。例如，專利文獻1記載之裝置為投射焦距調整用圖像並基於該圖像之投射狀態而執行焦距調整之構成，且使用可更快速地檢測之焦距調整用圖像。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2010-130225號公報

通常，投影機之焦距調整係啟動包含透鏡之光學系統而進行，故為實現高速化而必需改良物理機構，因而並不容易。另一方面，為謀求提高投影機之方便性，而期待於更短時間內進行修正形變之一系列之處理。

本發明係鑒於上述情況而完成者，其目的在於提供一種可於更 短時間內執行修正投射面上之投射圖像之形變之處理的投影機及其控制方法。

為達成上述目的，本發明之特徵在於包括：投射機構，其具備投射光學系統，且對投射面投射圖像；焦距調整機構，其進行上述投射光學系統之焦距調整；修正機構，其進行修正上述投射機構所投射之圖像之形變之形變修正處理；修正控制機構，其於自上述形變修正處理之開始條件成立至上述形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由上述修正機構而執行上述形變修正處理；及焦距控制機構，其於上述修正控制機構藉由上述修正機構而執行上述形變修正處理之期間，限制上述焦距調整機構之焦距調整之執行。

根據本發明，因於進行投射於投射面上之圖像之形變修正期間，限制於透鏡之驅動等中耗費時間之焦距調整之執行，故可快速地結束形變修正。

又，本發明係如上述投影機，其中上述焦距控制機構於上述形變修正處理之開始條件成立、且上述修正控制機構藉由上述修正機構而開始上述形變修正處理時，藉由上述焦距調整機構而執行上述投射光學系統之焦距調整。

根據本發明，因於調整焦距、且投射清晰之圖像之狀態下執行形變修正，故可確實、且快速地進行形變修正。

又，本發明係如上述投影機，其包括焦距調整值算出機構，該焦距調整值算出機構基於投射條件而算出上述投射光學系統之焦距調整值；且上述焦距調整機構係以按照所設定之焦距調整值執行焦距調整之方式構成；上述焦距控制機構於藉由上述修正機構而開始上述形變修正處理時，當藉由上述焦距調整值算出機構而算出之焦距調整值與已設定於上述焦距調整機構之焦距調整值具有特定以上之差之情形 時，將藉由上述焦距調整值算出機構而算出之焦距調整值作為新的焦距調整值而設定於上述焦距調整機構，並執行焦距調整。

根據本發明，於必要之情形時，於進行焦距調整後進行形變修正，故可於投射有清晰之圖像之狀態下，確實、且更快速地執行形變修正。

又，本發明係如上述投影機，其中上述修正控制機構於自上述形變修正處理之開始條件成立至上述形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由上述修正機構執行複數次上述形變修正處理。

根據本發明，藉由於至結束條件成立之期間進行複數次形變修正，而可追隨投射距離或投射角等投射條件之變化執行形變修正。又，藉由限制此期間之焦距調整，而可快速地執行每次之形變修正，且可快速地追隨投射條件之變化。

又，本發明係如上述投影機，其中上述修正控制機構於自上述形變修正處理之開始條件成立至上述形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由上述投射機構而投射修正用圖像；且上述修正機構基於藉由上述投射機構投射之上述修正用圖像之狀態，而修正上述投射機構所投射之圖像之形變。

根據本發明，基於藉由進行焦距調整而清晰地投射之修正用圖像，可快速地執行形變修正。

又，本發明係如上述投影機，其中上述修正控制機構基於上述投影機之動作，而判定上述形變修正處理之開始條件是否成立、及上述形變修正處理之結束條件是否成立。

根據本發明，於必需形變修正之情形時，可與投影機之動作對應地快速地執行修正。

又，為達成上述目的，本發明之特徵在於：控制投影機，該投影機包括：投射機構，其具備對投射面投射圖像之投射光學系統，且 對投射面投射圖像；及焦距調整機構，其進行上述投射光學系統之焦距調整；且於自形變修正處理之開始條件成立至形變修正處理之結束條件成立的期間，執行修正上述投射機構所投射之圖像之形變之形變修正處理，並於執行該形變修正處理之期間，限制上述投射光學系統之焦距調整之執行。

根據本發明，因於藉由修正機構而進行投射於投射面上之圖像之形變修正期間，限制於透鏡之驅動等中耗費時間之焦距調整之執行，故可快速地結束形變修正。

根據本發明，限制於透鏡之驅動等中耗費時間之焦距調整之執行，因而可快速地結束形變修正。

100‧‧‧投影機

101‧‧‧投射部(投射機構)

102‧‧‧匯流排

110‧‧‧A/D轉換部

120‧‧‧CPU

121‧‧‧投射控制部(修正控制機構、焦距控制機構)

122‧‧‧修正控制部

123‧‧‧變焦比算出部

124‧‧‧三維測量部

125‧‧‧投射角算出部

126‧‧‧焦距調整值算出部(焦距調整值算出機構)

130‧‧‧光調變裝置

131‧‧‧圖像用處理器

132‧‧‧梯形形變修正部(修正機構)

133‧‧‧重疊處理部

134‧‧‧光調變裝置驅動部

136‧‧‧可形成圖像區域

137‧‧‧圖像形成區域

140‧‧‧光源

141‧‧‧光源驅動部

150‧‧‧投射光學系統

151‧‧‧變焦透鏡

152‧‧‧變焦調整用馬達

153‧‧‧焦距調整用馬達

154‧‧‧透鏡驅動部(焦距調整機構)

160‧‧‧RAM

170‧‧‧ROM

171‧‧‧圖像記憶部

172‧‧‧修正圖案記憶部

175‧‧‧圖像

177‧‧‧修正圖案(修正用圖像)

177a‧‧‧標記

180‧‧‧攝像部

181‧‧‧CCD相機

182‧‧‧拍攝圖像記憶體

185‧‧‧動作檢測部

190‧‧‧遙控器控制部

191‧‧‧遙控器

195‧‧‧操作部

200‧‧‧電纜

SC‧‧‧螢幕(投射面)

圖1係表示實施形態之投影機之構成之方塊圖。

圖2係表示投影機投射圖像及修正圖案之動作之說明圖，(A)係表示圖像之例，(B)係表示修正圖案之例，(C)係表示光調變裝置描繪圖像及修正圖案之例。

圖3係表示投影機修正投射圖像之形變之動作之例的說明圖，(A)係表示修正前之向螢幕之投射例，(B)係表示形成於可形成圖像之區域之圖像之例，(C)係表示修正後之向螢幕之投射例。

圖4係表示投影機之動作之流程圖。

圖5係表示投影機之動作之流程圖。

以下，參照圖式，對應用本發明之實施形態進行說明。

圖1係表示第1實施形態之投影機100之整體構成之方塊圖。投影機100係基於記憶於內置之圖像記憶部171中之圖像、或者自個人電腦或各種影像播放裝置等外部之圖像供給裝置(省略圖示)輸入之圖像資 料，而對螢幕SC投射圖像。於本實施例中，螢幕SC係大致直立，且螢幕面為矩形形狀。

輸入至投影機100之圖像資料既可為動態圖像(影像)之資料，亦可為靜態圖像之資料，投影機100既可將影像投射於螢幕SC上，亦可將靜態圖像連續投射於螢幕SC上。於以下實施形態中，舉出基於自外部之圖像供給裝置經由電纜200輸入之類比圖像信號而投射圖像之情形為例進行說明。

投影機100大致分為包含：投射部101(投射機構)，其進行光學圖像之形成；及圖像處理系統，其控制投影機100整體之動作，並對圖像信號進行電性處理。投射部101包括光源140、光調變裝置130、投射光學系統150。作為光源140，可使用氙氣燈、超高壓水銀燈、LED(Light Emitting Diode，發光二極體)、雷射光源等。再者，於光源140中亦可包括將光源140所發出之光導向光調變裝置130之反射器及輔助反射器、或使光源140所發出之光於到達光調變裝置130之路徑上減光之調光元件(省略圖示)等。

光調變裝置130接收來自下述圖像處理系統之信號，並對光源140所發出之光進行調變而設為圖像光。作為光調變裝置130之具體構成，例如可列舉使用與RGB之各色對應之3片透過型或反射型液晶光閥之方式。於該情形時，於光調變裝置130中，光源140所發出之光藉由分光鏡(dichroic mirror)等而分離為R、G、B之各色光並入射，且藉由光調變裝置130所包括之各色之液晶面板而將各色光進行調變，其後，藉由合光稜鏡而對各色光進行合成，並導向投射光學系統150。於本實施形態中，設為光調變裝置130包括透過型液晶面板之構成。光調變裝置130係藉由下述之光調變裝置驅動部134而驅動，且藉由使配置成矩陣狀之各像素中之光之透過率產生變化，而形成圖像。

投射光學系統150包括：變焦透鏡151，其進行投射之圖像之放 大/縮小及焦點之調整；變焦調整用馬達152，其調整變焦之程度；及焦距調整用馬達153，其進行焦距之調整。於投射光學系統150中，入射已以光調變裝置130調變之光，且該光經由變焦透鏡151而投射於螢幕SC上，使投射圖像成像。變焦透鏡151由包含複數個透鏡之透鏡群所構成。透鏡驅動部154按照CPU 120之控制而使變焦調整用馬達152、焦距調整用馬達153動作，執行投射光學系統150之調整。具體而言，透鏡驅動部154控制變焦調整用馬達152，驅動變焦透鏡151，進行各透鏡之位置調整等，藉此進行將螢幕SC上之投射圖像放大/縮小之變焦調整。又，透鏡驅動部154係作為焦距調整機構而發揮功能，且控制焦距調整用馬達153，驅動變焦透鏡151，進行使投射圖像恰當地成像於螢幕SC上之焦距調整。

圖像處理系統係以綜合地控制投影機100整體之CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)120及圖像用處理器131為中心而構成，且包括A/D(Analog to Digital，類比數位)轉換部110、光調變裝置驅動部134、光源驅動部141、透鏡驅動部154、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)160、包含圖像記憶部171及修正圖案記憶部172之ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)170、包括CCD(Charge-Coupled Device，電荷耦合器件)相機181之攝像部180、拍攝圖像記憶體182、動作檢測部185、遙控器控制部190、遙控器191、操作部195等。該等構成圖像處理系統之各要素係經由匯流排102而相互連接。

A/D轉換部110為將自上述外部之圖像供給裝置經由電纜200而輸入之類比輸入信號進行A/D轉換之器件，且將轉換後之數位信號輸出至圖像用處理器131。

CPU 120係與圖像用處理器131一同進行投影機100中之圖像處理。CPU 120除進行與投影機100之投射相關之控制的投射控制部121 以外，還包括修正控制部122、變焦比算出部123、三維測量部124、投射角算出部125、焦距調整值算出部126。該等各部係藉由CPU 120執行預先記憶於ROM 170中之程式而實現。CPU 120係作為控制機構而發揮功能，特別是投射控制部121之功能相當於控制機構。

圖像用處理器131包括梯形形變修正部132、及重疊處理部133。圖像用處理器131按照CPU 120之控制，對自A/D轉換部110輸入之圖像資料進行處理，生成用以藉由光調變裝置130而描繪投射圖像之圖像信號，並輸出至光調變裝置驅動部134。該圖像用處理器131既可使用作為梯形形變修正用或圖像處理用之DSP(Digital Signal Processing，數位信號處理器)而出售之通用之處理器而構成，亦可作為專用之ASIC(Application-specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路)而構成。又，於投影機100投射記憶於圖像記憶部171中之圖像資料之情形時，圖像用處理器131對該圖像資料進行上述處理。

光調變裝置驅動部134基於自圖像用處理器131輸入之圖像信號而驅動光調變裝置130。藉此，使與輸入至A/D轉換部110之圖像信號對應之圖像形成於光調變裝置130之圖像形成區域，且使該圖像經由投射光學系統150形成於螢幕SC上作為投射圖像。

光源驅動部141根據自CPU 120輸入之指示信號而對光源140施加電壓，使光源140點亮及熄滅。

透鏡驅動部154按照CPU 120之控制，驅動變焦調整用馬達152及焦距調整用馬達153，進行變焦調整及焦距調整。

RAM 160形成暫時儲存由CPU 120或圖像用處理器131執行之程式或資料之工作區。再者，圖像用處理器131亦可具備於執行自身所進行之圖像之顯示狀態之調整處理等各項處理時所需之工作區作為內置RAM。

ROM 170係記憶為實現上述各處理部而由CPU 120執行之程式、 或與該程式相關之資料等。又，ROM 170包括：圖像記憶部171，其記憶藉由投射部101而投射之圖像；及修正圖案記憶部172，其記憶用於上述形變修正處理之修正圖案。

攝像部180包括使用周知之影像感測器即CCD的相機181。攝像部180設置於投影機100之前表面、即可藉由CCD相機181對投射光學系統150向螢幕SC投射圖像之方向進行拍攝之位置。攝像部180係於所建議之投射距離內，以投射於螢幕SC上之投射圖像之整體至少進入至攝像範圍內之方式設定CCD相機181之相機方向及視角。CCD相機181除CCD以外，亦可包括於CCD上形成圖像之單焦點透鏡、調整入射至CCD之光量之自動光圈等機構、進而自CCD讀出圖像信號之控制電路等。CCD相機181所拍攝之拍攝圖像之資料係自攝像部180輸出至拍攝圖像記憶體182，並重複寫入至拍攝圖像記憶體182之特定區域。當相當於1個畫面之圖像資料之寫入結束時，拍攝圖像記憶體182使特定區域之旗標依序反轉，故CPU 120藉由參照該旗標，而可得知使用攝像部180之拍攝是否結束。CPU 120一面參照該旗標，一面存取拍攝圖像記憶體182而取得必要之拍攝圖像資料。

動作檢測部185包括陀螺儀感測器或加速度感測器，且檢測投影機100之本體之動作，並將檢測值輸出至CPU 120。對於動作檢測部185之檢測值預先設定閾值，CPU 120於藉由動作檢測部185而檢測出超出閾值之動作之情形時，判定為投影機100進行動作。又，CPU 120於藉由動作檢測部185而檢測之動作成為閾值以下，且該狀態超過預先設定之待機時間而持續之情形時，判定為投影機100靜止。

再者，對於動作檢測部185設定閾值，於動作檢測部185之檢測值超出閾值之情形、及動作檢測部185之檢測值成為閾值以下且經過待機時間之情形時，亦可設為動作檢測部185將檢測信號輸出至CPU 120之構成，於該情形時，可減輕CPU 120之負載。

遙控器控制部190接收自投影機100之外部之遙控器191發送之無線信號。遙控器191包括由使用者操作之操作件(省略圖示)，且將與對操作件之操作對應之操作信號作為紅外線信號或使用有特定頻率之電波之無線信號而發送。遙控器控制部190包括接收紅外線信號之受光部(省略圖示)或接收無線信號之接收電路(省略圖示)，且接收自遙控器191發送之信號並進行解析，生成表示使用者所進行之操作之內容的信號並輸出至CPU 120。

操作部195例如包括配置於投影機100之本體之操作面板之操作件(省略圖示)。操作部195一檢測出對上述操作件之操作，就會將與操作件對應之操作信號輸出至CPU 120。作為該操作件，有指示電源ON(接通)/OFF(斷開)之開關、或指示形變修正處理開始之開關等。

此處，對於CPU 120及圖像用處理器131之功能進行說明。

投射控制部121基於A/D轉換部110所輸出之圖像資料，而控制利用投射部101投射圖像之動作。具體而言，投射控制部121係進行如下等控制：伴隨投影機100之電源接通/斷開，藉由光源驅動部141而使光源140點亮/熄滅；及藉由圖像用處理器131而對A/D轉換部110所輸出之圖像資料進行處理。

又，投射控制部121具有如下功能：修正控制部122控制梯形形變修正部132，而使修正梯形形變之形變修正處理開始及結束。此處，投射控制部121係作為修正控制機構而發揮功能，修正控制部122係與梯形形變修正部132協動地作為修正機構而發揮功能。

作為開始形變修正處理之開始條件，例如預先設定基於動作檢測部185之檢測值而檢測投影機100之動作、或者藉由操作部195或遙控器191之操作而指示形變修正處理。投射控制部121係於符合所設定之任意條件之情形時，判定為形變修正處理之開始條件成立，並控制圖像用處理器131之重疊處理部133，而使記憶於修正圖案記憶部172 中之修正圖案(調整用圖像)與投射中之圖像重疊地投射。藉此，於螢幕SC上，重疊地顯示自形變修正處理之開始前投射之圖像與修正圖案。

而且，投射控制部121藉由修正控制部122而執行形變修正處理。修正控制部122於記憶於圖像記憶部171中之修正圖案投射於螢幕SC之狀態下，藉由攝像部180而對投射圖像進行攝像。修正控制部122自拍攝圖像記憶體182取得拍攝圖像資料，並基於該拍攝圖像資料，藉由下述變焦比算出部123、三維測量部124、及投射角算出部125該等各處理部之動作而算出投射角及投射距離。然後，將與該投射角對應之控制資料輸出至圖像用處理器131，並且藉由焦距調整值算出部126(焦距調整值算出機構)而算出與投射距離對應之焦距設定值。投射控制部121將算出之焦距調整值設定於透鏡驅動部154，並按照該焦距調整值驅動焦距調整用馬達153，進行焦距調整。此處，投射控制部121係作為焦距控制機構而發揮功能。

又，修正控制部122基於藉由變焦比算出部123、三維測量部124、及投射角算出部125該等各處理部之動作而算出之投射角及投射距離，而算出用以進行形變修正處理之參數。該參數為用以使藉由光調變裝置130描繪之圖像以補償螢幕SC上之投射圖像之形變之方式發生變形的參數，且為定義變形之方向、變形量等之資料。修正控制部122將算出之參數輸出至梯形形變修正部132，並藉由梯形形變修正部132而執行形變修正處理。

變焦比算出部123、三維測量部124、及投射角算出部125該等各處理部按照修正控制部122之控制，進行為算出投影機100與螢幕SC之相對距離(以下，稱為投射距離)、或自投影機100投射之投射光之光軸相對於螢幕SC之平面之斜率即投射角所必需之處理。具體而言，變焦比算出部123算出投射光學系統150之變焦比。又，三維測量 部124及投射角算出部125根據拍攝圖像資料檢測修正圖案，並基於檢測出之修正圖案之尺寸及位置，參考變焦比算出部123所算出之變焦比，求出包含自投影機100起至螢幕SC為止之距離即投射距離、及投影機100所投影之投影光之光軸與螢幕平面之斜率即投影角的投影機100與螢幕SC之相對之三維配置關係。焦距調整值算出部126算出適於所算出之投射距離之焦距調整值。

圖像用處理器131為對自A/D轉換部110輸入之圖像資料進行處理之功能部。圖像用處理器131對投射對象之圖像資料進行調整亮度、對比度、色濃度、色調等圖像之顯示狀態的處理，並將處理後之圖像資料輸出至光調變裝置驅動部134。

圖像用處理器131所包括之梯形形變修正部132根據自修正控制部122輸入之參數，進行使A/D轉換部110所輸出之圖像資料之圖像發生變形之處理。

重疊處理部133具有使記憶於修正圖案記憶部172中之修正圖案與投射圖像重疊之功能。此處，重疊處理部133連接於梯形形變修正部132之後段，且對於重疊處理部133輸入梯形形變修正部132之處理後之圖像資料。因此，於梯形形變修正部132進行形變修正處理之情形及未進行形變修正處理之情形時，重疊處理部133均使修正圖案與經由梯形形變修正部132之圖像資料重疊。又，藉由該構成，重疊處理部133不會對重疊有修正圖案之圖像實施形變修正處理。即，投影機100所投射之修正圖案始終為未實施形變修正處理之狀態。

繼而，對於投影機100之動作進行說明。

圖2係表示投影機100投射圖像及修正圖案之動作之說明圖。圖2(A)係表示圖像之例，(B)係表示修正圖案之例。又，圖2(C)係表示光調變裝置130於可形成圖像區域136中描繪有圖像及修正圖案之例。

於本實施形態中，對於如圖2(A)所示般投射矩形之圖像175之例 進行說明。又，於本實施形態中，舉出圖2(B)所示之修正圖案177作為修正圖案之例。修正圖案177係將十字形之標記177a配置於四角附近，且整體上具有矩形形狀。除標記177a以外之部分為無色(透明)。

於梯形形變修正部132未進行形變修正處理之狀態下，若重疊處理部133將修正圖案177與圖像175重疊，則於光調變裝置130之可形成圖像區域136中，描繪圖2(C)所示之圖像。如圖2(C)之例般，於不進行形變修正處理之狀態下，廣泛地使用光調變裝置130之可形成圖像區域136來描繪圖像。因此，於整個可形成圖像區域136設置圖像形成區域137，且於該圖像形成區域137中形成(描繪)圖像175。又，於圖像形成區域137中，與圖像175重疊地描繪有修正圖案177。修正圖案177除標記177a以外均為透明，故於圖像175上重疊地描繪有標記177a。

圖3係表示投影機100修正投射圖像之形變之動作之例的說明圖，(A)係表示修正前之向螢幕SC投射之例，(B)係表示形成於可形成圖像區域136之圖像之例，(C)係表示修正後之向螢幕SC投射之例。

投射於螢幕SC之圖像會因相對於螢幕SC之投影機100之投射角度不同而如圖3(A)所示般產生梯形形變。圖3(A)中表示投射如圖2(C)般將修正圖案177與圖像175重疊後之圖像之例。於該例中，圖像175發生形變而被投射，標記177a之位置根據梯形形變而偏離矩形之配置。

此處，修正控制部122執行形變修正處理，梯形形變修正部132使圖像175變形。藉此，由於自圖像用處理器131輸出至光調變裝置驅動部134之圖像中包含已變形之圖像175，故於光調變裝置130之圖像形成區域137中，描繪如圖3(B)所示般變形之圖像175。又，因必需將已變形之圖像175描繪於矩形之可形成圖像區域136之內部，故描繪圖像175之圖像形成區域137為可形成圖像區域136之一部分。

如上所述，修正圖案177藉由連接於梯形形變修正部132之後段 的重疊處理部133，而與梯形形變修正部132所輸出之形變修正處理後之圖像重疊，故不對修正圖案177進行形變修正處理。因此，如圖3(B)所示，於圖像175中，於與形變修正處理前之圖2(C)相同之狀態下描繪配置於矩形之四角之4個標記177a。

因此，於螢幕SC上，如圖3(C)所示，圖像175係經梯形形變修正而以矩形投射，但修正圖案177仍保留梯形形變之狀態。即，標記177a之位置偏離無梯形形變之情形時之位置。

於修正控制部122修正梯形形變之情形時，藉由攝像部180而對螢幕SC進行拍攝，根據拍攝圖像檢測標記177a之位置，並基於該位置而進行基於三維測量部124及投射角算出部125之運算。然後，修正控制部122基於該等運算結果，而算出形變修正用之參數，並將算出之參數設定於梯形形變修正部132。於該一系列之處理中，修正控制部122將根據攝像部180之拍攝圖像資料檢測出之標記177a之位置與記憶於修正圖案記憶部172中之修正圖案177之資料中之標記177a之位置進行比較。因此，當於如圖3(C)所示般進行形變修正處理後，進而進行形變修正處理之情形時，重新藉由攝像部180而對螢幕SC進行拍攝，並根據新的拍攝圖像資料檢測標記177a，算出參數。

此處，於進行形變修正處理時，若不僅使圖像175而且使修正圖案177亦根據參數發生變形，則標記177a藉由形變修正處理而移動。因此，螢幕SC上之標記177a之位置除根據螢幕SC與投影機100之投射角或投射距離以外，亦藉由梯形形變修正部132所進行之處理而成為不同之位置。因此，僅對藉由梯形形變修正部132而移動之標記177a進行拍攝，將拍攝圖像資料中之標記177a之位置與記憶於修正圖案記憶部172中之修正圖案177中之標記177a之位置進行比較，無法準確地求出螢幕SC與投影機100之投射角或投射距離。為準確地求出投射角或投射距離，而必需進行排除在此之前進行的形變修正處理之影響的 處理。

投影機100於藉由投射控制部121之控制，而判定為形變修正處理之開始條件成立之情形時，於投影機100靜止之前執行形變修正處理，其後，於至結束形變修正處理之條件成立的期間，以預先設定之週期重複執行形變修正處理。藉此，於螢幕SC上，週期性地進行形變修正處理，投射修正後之圖像，故使用投影機100之使用者即便於投影機100靜止、或進行結束形變修正處理之操作之前，亦能觀察修正之情況。又，自投影機100之移動停止後至經過上述待機時間之前，投影機100於靜止之狀態下執行形變修正處理，故將按照投影機100靜止之位置而修正之圖像投射於螢幕SC上。藉此，實質上，可於經過待機時間之前投射修正結束之圖像，且可快速地投射無形變之圖像。於該情形時，較佳為投影機100重複執行形變修正處理之週期為短於上述待機時間的時間。

於如此般連續地執行複數次形變修正之情形時，若亦對於修正圖案177應用形變修正處理，則必需對於標記177a之位置進行排除複數次形變修正之影響之運算，因而算出參數之處理之負載增大。因此，如本實施形態般，若不對修正圖案177進行形變修正處理，則標記177a之位置成為始終偏移相當於反映螢幕SC與投影機100之設置角或距離之程度的位置。因此，即便重複進行形變修正處理，亦能基於標記177a之位置，而快速且準確地求出螢幕SC與投影機100之設置角或距離，從而可算出準確之參數。算出該參數之處理之負載即便重複進行形變修正處理亦不會增大。

進而，又，於本實施形態中，進行使修正圖案177與投射部101所投射之圖像重疊之處理的重疊處理部133連接於進行形變修正處理之梯形形變修正部132之後段，將該重疊處理部133進行重疊處理之圖像輸出至光調變裝置驅動部134，且藉由光調變裝置130描繪。因此， 投影機100中之處理之順序成為修正圖案177不受形變修正處理之影響的順序，故不進行特別之處理，便可使修正圖案177不因形變修正處理而變形。

投射控制部121於藉由修正控制部122而執行形變修正處理時，執行基於透鏡驅動部154之焦距調整。該焦距調整係於形變修正處理之開始條件成立起，且於進行修正控制部122算出形變修正用之參數之處理之前執行。藉由該處理而清晰地投射修正圖案177及圖像175，故可於其後之形變修正處理中根據拍攝圖像資料確實地檢測修正圖案177。進而，於拍攝圖像資料中之修正圖案177不清晰之情形時，檢測修正圖案177之圖像之處理所耗費之時間亦較多。因此，藉由先執行焦距調整，而可快速地執行檢測修正圖案177之處理。

進而，投射控制部121於一旦執行焦距調整後至形變修正處理之結束條件成立的期間，限制焦距調整之執行。即，投影機100於至形變修正處理之結束條件成立的期間，算出形變修正用之參數，重複執行複數次修正所投射之圖像175之形變的動作，但不進行焦距調整。焦距調整因藉由焦距調整用馬達153而啟動變焦透鏡151，故與包含運算處理及圖像處理之形變修正處理相比，耗費時間。因此，藉由限制焦距調整，而可於短時間內執行形變修正處理，從而可快速地修正螢幕SC之投射圖像之形變。因此，可於更短時間內重複執行形變修正處理。

圖4係表示投影機100之動作之流程圖。

若將投影機100之電源切換為接通，則投影機100之CPU 120控制光源驅動部141而使光源140點亮(步驟S11)。進而，CPU 120控制透鏡驅動部154而執行投射光學系統150中之光學調整，並且藉由圖像用處理器131而執行與圖像之明亮度、或所指定之彩色模式(color mode)相應之調整等(步驟S12)。其後，CPU 120所包括之投射控制部121投射 自A/D轉換部110輸出之圖像(步驟S13)。

於開始投射後，投射控制部121判定形變修正處理之開始條件是否成立(步驟S14)。開始條件係如上所述，為有基於遙控器191或操作部195之開始指示操作、及動作檢測部185之檢測值超出閾值中之任一者。於形變修正處理之開始條件成立之情形時(步驟S14：Yes)，投射控制部121讀出記憶於修正圖案記憶部172中之修正圖案，並藉由重疊處理部133而使之與圖像重疊，且使該修正圖案投射於螢幕SC上(步驟S15)。

於將圖像與修正圖案投射於螢幕SC上後，投射控制部121執行焦距調整(步驟S16)。

圖5係表示投影機100之動作之流程圖，且詳細表示步驟S16之焦距調整。

投射控制部121藉由攝像部180而對螢幕SC進行拍攝，且自拍攝圖像記憶體182取得拍攝圖像資料(步驟S31)。此處，投射控制部121檢測拍攝圖像資料中之修正圖案之標記，進行基於三維測量部124之運算，算出投射距離(步驟S32)，並基於算出之投射距離，而藉由焦距調整值算出部126算出焦距調整值(步驟S33)。

此處，投射控制部121將當前設定於透鏡驅動部154之焦距調整值與焦距調整值算出部126於步驟S33中算出之焦距調整值進行比較(步驟S34)。然後，投射控制部121判別於步驟S33中算出之焦距調整值是否為以所設定之焦距調整值為中心而預先設定之範圍外的值(步驟S35)。例如於動作檢測部185檢測投影機100之動作而開始條件成立之情形時，有於開始條件成立之前投射距離產生變化之可能性。於此種情形時，設定於透鏡驅動部154之焦距調整值為於開始條件成立之前設定之值，故不適合於開始條件成立後之投射距離，較理想的是為準確且快速地進行形變修正而進行焦距調整。因此，於步驟S33中， 判別是否存在與對於已設定之焦距調整值必需以預先設定之範圍為基準進行焦距調整相應的投射距離之變化。

當於步驟S33中算出之焦距調整值為以所設定之焦距調整值為中心而預先設定之範圍外之情形時(步驟S35：Yes)，投射控制部121將於步驟S33中焦距調整值算出部126所算出之新的焦距設定值設定於透鏡驅動部154(步驟S36)。透鏡驅動部154按照投射控制部121之控制驅動焦距調整用馬達153，執行基於變焦透鏡151之焦距調整(步驟S37)。藉此，進行與投射距離相應之焦距調整，而於螢幕SC變得清晰。投射控制部121結束該處理，轉移至圖4之步驟S17。

又，當於步驟S33中算出之焦距調整值為已設定於透鏡驅動部154之焦距調整值之設定範圍內之情形時(步驟S35：No)，投射控制部121不執行焦距調整而結束該處理，轉移至步驟S17。

如此，於圖5之動作中，CPU 120判別有無必要進行焦距調整，僅於必要之情形時，進行焦距調整。因此，於執行圖5之動作後，於進行基於透鏡驅動部154之焦距調整之情形及不進行之情形時，螢幕SC上之投射圖像均較為清晰。

於圖4之步驟S17中，投射控制部121藉由攝像部180而對螢幕SC進行拍攝，且自拍攝圖像記憶體182取得拍攝圖像資料。此處，投射控制部121檢測拍攝圖像資料中之修正圖案之標記，進行基於三維測量部124及投射角算出部125之運算，算出投射距離及投射角(步驟S18)。再者，於不執行圖5之步驟S37之焦距調整之情形時，既可不執行步驟S17之拍攝而使用於步驟S31中所拍攝之拍攝圖像資料，亦可不進行步驟S18之運算而使用於步驟S32中算出之投射距離等值。

其後，修正控制部122基於由三維測量部124及投射角算出部125算出之投射距離及投射角而算出用以修正梯形形變之形變修正用之參數，並藉由新的參數而更新設定於梯形形變修正部132之參數(步驟 S19)。藉此，藉由梯形形變修正部132而實施基於新的參數之形變修正處理，將重疊處理部133使修正圖案與處理後之圖像重疊所得之圖像投射於螢幕SC上(步驟S20)。

投射控制部121判定結束形變修正處理之條件是否成立(步驟S21)。結束形變修正處理之條件係如上所述，為藉由遙控器191或操作部195而進行結束形變修正處理之指示操作、及動作檢測部185之檢測值成為閾值以下且經過待機時間之任一者。於該等任一條件均不成立之情形時(步驟S21：No)，返回至步驟S17。即，不執行焦距調整，而重複算出及更新形變修正用參數之處理。

又，於結束形變修正處理之條件成立之情形時(步驟S21：Yes)，投射控制部121基於在步驟S18之處理中算出之最新之投射距離，而藉由焦距調整值算出部126算出焦距調整值(步驟S22)，將算出之焦距調整值設定於透鏡驅動部154，執行焦距調整(步驟S23)。

繼而，投射控制部121結束重疊處理部133重疊修正圖案之處理(步驟S24)，其後，判定投影機100是否結束投射(步驟S25)。於未結束投射之情形時(步驟S25：No)，投射控制部121返回至步驟S14。又，於按照遙控器191或操作部195之操作而結束投射之情形時(步驟S25：Yes)，投射控制部121使由基於投射部101進行之圖像之投射動作停止，且使光源140熄滅(步驟S26)。

又，於形變修正處理之開始條件不成立之情形時(步驟S14：No)，轉移至步驟S25，判定投射是否結束。再者，當於步驟S25中未結束投射之情形時，返回至步驟S14，重複執行開始條件是否成立之判定，但該步驟S14之判定之週期係預先設定。即，於開始條件不成立且未結束投射期間，以所設定之週期重複執行判定。

如以上說明般，應用本發明之實施形態之投影機100包括：投射部101，其具有投射光學系統150，且對投射面投射圖像；透鏡驅動部 154，其進行投射光學系統150之焦距調整；梯形形變修正部132，其進行修正投射部101所投射之圖像之形變之形變修正處理；及投射控制部121，其於自形變修正處理之開始條件成立至形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由梯形形變修正部132而執行形變修正處理，進而，於藉由梯形形變修正部132而執行形變修正處理之期間，限制利用透鏡驅動部154之投射光學系統150之焦距調整之執行。藉此，於進行投射圖像之梯形形變修正期間，限制於變焦透鏡151之驅動等中耗費時間之焦距調整之執行，故可快速地結束形變修正。

又，投射控制部121於形變修正處理之開始條件成立，且投射控制部121藉由梯形形變修正部132而開始形變修正處理時，藉由透鏡驅動部154而執行焦距調整。藉此，因於調整焦距之狀態下執行形變修正，故可確實、且快速地進行形變修正。

又，投影機100包括算出投射光學系統150之焦距調整值之焦距調整值算出部126，透鏡驅動部154係以按照所設定之焦距調整值執行焦距調整之方式構成，投射控制部121當於藉由梯形形變修正部132而開始形變修正處理時藉由焦距調整值算出部126而算出之焦距調整值與已設定於透鏡驅動部154之焦距調整值具有特定以上之差之情形時，將藉由焦距調整值算出部126而算出之焦距調整值作為新的焦距調整值設定於透鏡驅動部154，執行焦距調整。藉此，於必要之情形時，進行焦距調整，於使投射圖像清晰後進行形變修正，故可確實、且更快速地執行形變修正。

又，投射控制部121於自形變修正處理之開始條件成立至形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由梯形形變修正部132執行複數次形變修正處理，故可追隨投射條件之變化而執行形變修正。又，藉由限制此期間之焦距調整，可快速地執行每次形變修正，故可快速地追隨投射條件之變化。

又，投射控制部121於自形變修正處理之開始條件成立至形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由投射部101投射修正圖案177，梯形形變修正部132基於由投射部101所投射之修正圖案177之投射狀態，而修正投射部101所投射之圖像之形變。因此，可基於清晰地投射於螢幕SC上之修正圖案而快速地執行形變修正。

又，於投射控制部121基於投影機100之動作，而判定形變修正處理之開始條件是否成立、及形變修正處理之結束條件是否成立之情形時，可於必需形變修正之情形時，與投影機100之動作對應地快速地執行修正。

再者，於上述實施形態中，如參照圖5而說明般，作為於形變修正處理之開始條件成立且算出形變修正用之參數之前執行焦距調整之構成進行了說明。於該構成中，算出焦距調整值，於該焦距調整值脫離已設定於透鏡驅動部154之焦距調整值之特定範圍之情形、即焦距調整值之差超出設定範圍之情形時，執行焦距調整。本發明並不限定於此，亦能舉出其他與焦距調整相關之動作之例。

(變形例1)

在步驟S33中算出焦距調整值後，亦可不進行與設定於透鏡驅動部154之焦距調整值之比較(步驟S34~S35)，而始終基於算出之最新之焦距調整值執行焦距調整(步驟S36~S37)。於該情形時，不判別焦距調整之狀態而進行焦距調整。於此例中，焦距調整之動作僅增加1次，故具有如下優點：形變修正所需之時間不會大幅增加，且處理簡化因而負載減輕。

(變形例2)

於設定於透鏡驅動部154之焦距調整值非預先設定之範圍內之值之情形時，亦可基於在步驟S33中算出之最新之焦距調整值而執行焦距調整(步驟S36~S37)。即，於投影機100中，預先設定形變修正時之 焦距調整值之標準範圍，於將脫離該標準範圍之焦距調整值設定於透鏡驅動部154之情形時，於形變修正處理開始時執行焦距調整。於此例中，具有可快速地判別是否進行焦距調整之優點。

(變形例3)

於設定於透鏡驅動部154之焦距調整值非預先設定之範圍內之情形時，亦可基於預先設定之焦距調整值而執行焦距調整(步驟S36~S37)。於此例中，因不進行算出投射距離之處理便可執行焦距調整，故具有可使形變修正處理更高速化之優點。又，具有可快速地判別是否進行焦距調整之優點。

(變形例4)

不論設定於透鏡驅動部154之焦距調整值如何，均可基於預先設定之焦距調整值而執行焦距調整(步驟S36~S37)。於此例中，因不進行算出投射距離之處理便可執行焦距調整，故具有可使形變修正處理更高速化之優點。又，因不判別是否進行焦距調整，故可更高速地進行形變修正處理。

又，上述實施形態只不過是應用本發明之具體之態樣之例，並不限定本發明，作為與上述實施形態不同之態樣，亦可應用本發明。例如，於上述實施形態中，舉出投射經由電纜200而輸入至A/D轉換部110之圖像之情形為例進行了說明，但本發明並不限定於此，當然亦可應用於投射記憶於圖像記憶部171中之圖像或影像之情形。又，於上述實施形態中，與規定投影機100之各部之動作之時間或閾值等相關之設定值係預先記憶於ROM 170中，但亦可設為將該等設定值記憶於投影機100外部之記憶媒體或裝置中，而視需要藉由投影機100取得設定值之構成，亦可設為藉由遙控器191或操作部195之操作而每次都輸入設定值之構成。

又，於上述實施形態中，對於修正螢幕SC上之圖像所產生之梯 形形變之處理進行了說明，但本發明並不限定於此，例如，亦可將本發明應用於修正所謂之稱為桶形形變(barrel distortion)或枕形形變(pincushion distortion)之形變的處理中。

又，於上述實施形態中，對於將攝像部180設為具有包括CCD影像感測器之CCD相機181之構成進行了說明，但本發明並不限定於此，亦可使用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧半導體)感測器作為攝像部180之影像感測器。又，於上述實施形態中，舉出使用與RGB之各色對應之3片透過型或反射型液晶面板作為光調變裝置之構成為例進行了說明，但本發明並不限定於此，例如，亦可藉由將1片液晶面板與色輪組合之方式、使用有將RGB各色之色光進行調變之3片數位微鏡器件(DMD，Digital Micro-mirror Device)之方式、將1片數位微鏡器件與色輪組合之方式等而構成。此處，於使用僅1片液晶面板或DMD作為顯示部之情形時，無需合光稜鏡等相當於合成光學系統之構件。又，除液晶面板及DMD以外，只要為可將光源所發出之光進行調變之構成則可無問題地採用。

又，圖1所示之各功能部係表示投影機100之功能構成者，具體之安裝形態並無特別限制。即，未必必需安裝與各功能部個別地對應之硬體，當然亦可設為藉由一個處理器執行程式而實現複數個功能部之功能之構成。又，亦可藉由硬體而實現於上述實施形態中以軟體實現之功能之一部分、或者亦可藉由軟體而實現以硬體實現之功能之一部分。

100‧‧‧投影機

101‧‧‧投射部

102‧‧‧匯流排

110‧‧‧A/D轉換部

120‧‧‧CPU

121‧‧‧投射控制部

122‧‧‧修正控制部

123‧‧‧變焦比算出部

124‧‧‧三維測量部

125‧‧‧投射角算出部

126‧‧‧焦距調整值算出部

130‧‧‧光調變裝置

131‧‧‧圖像用處理器

132‧‧‧梯形形變修正部

133‧‧‧重疊處理部

134‧‧‧光調變裝置驅動部

140‧‧‧光源

141‧‧‧光源驅動部

150‧‧‧投射光學系統

151‧‧‧變焦透鏡

152‧‧‧變焦調整用馬達

153‧‧‧焦距調整用馬達

154‧‧‧透鏡驅動部

160‧‧‧RAM

170‧‧‧ROM

171‧‧‧圖像記憶部

172‧‧‧修正圖案記憶部

180‧‧‧攝像部

181‧‧‧CCD相機

182‧‧‧拍攝圖像記憶體

185‧‧‧動作檢測部

190‧‧‧遙控器控制部

191‧‧‧遙控器

195‧‧‧操作部

200‧‧‧電纜

SC‧‧‧螢幕(投射面)

Claims (6)

1. 一種投影機，其特徵在於包括：投射機構，其具備投射光學系統，且對投射面投射圖像；焦距調整機構，其進行上述投射光學系統之焦距調整；修正機構，其進行修正上述投射機構所投射之圖像之形變之形變修正處理；修正控制機構，其於自上述形變修正處理之開始條件成立至上述形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由上述修正機構而重複執行複數次上述形變修正處理；及焦距控制機構，其於上述形變修正處理之開始條件成立、且上述修正控制機構藉由上述修正機構而開始上述形變修正處理之前，藉由上述焦距調整機構而執行焦距調整，於上述修正控制機構藉由上述修正機構而重複執行複數次上述形變修正處理之期間，直至上述形變修正處理之結束條件成立為止，限制根據上述焦距調整機構之焦距調整之執行。
2. 如請求項1之投影機，其中上述焦距控制機構於上述形變修正處理之結束條件成立之情形時，藉由上述焦距調整機構而執行焦距調整。
3. 如請求項1或2之投影機，其中包括：焦距調整值算出機構，其基於投射條件而算出上述投射光學系統之焦距調整值；且上述焦距調整機構係以按照所設定之焦距調整值執行焦距調整之方式構成；上述焦距控制機構於上述形變修正處理之開始條件成立時，當藉由上述焦距調整值算出機構而算出之焦距調整值超出已設定於上述焦距調整機構之焦距調整值之特定範圍外之情形時， 亦即焦距調整值之差超出特定範圍之情形時，將藉由上述焦距調整值算出機構而算出之焦距調整值作為新的焦距調整值而設定於上述焦距調整機構，並執行焦距調整。
4. 如請求項1或2之投影機，其中上述修正控制機構於自上述形變修正處理之開始條件成立至上述形變修正處理之結束條件成立的期間，藉由上述投射機構而投射修正用圖像，且上述修正機構基於藉由上述投射機構投射之上述修正用圖像之狀態，而修正上述投射機構所投射之圖像之形變。
5. 如請求項1或2之投影機，其中上述修正控制機構基於上述投影機之動作，而判定上述形變修正處理之開始條件是否成立、及上述形變修正處理之結束條件是否成立。
6. 一種投影機之控制方法，其特徵在於：控制投影機，該投影機包括：投射機構，其具備對投射面投射圖像之投射光學系統，且對投射面投射圖像；及焦距調整機構，其進行上述投射光學系統之焦距調整；且於自形變修正處理之開始條件成立至形變修正處理之結束條件成立的期間，重複執行複數次修正上述投射機構所投射之圖像之形變之形變修正處理；於上述形變修正處理之開始條件成立、且開始上述形變修正處理之前，執行焦距調整；於重複執行複數次上述形變修正處理之期間，直至上述形變修正處理之結束條件成立為止，限制上述投射光學系統之焦距調整之執行。