TWI545962B

TWI545962B - 投影機

Info

Publication number: TWI545962B
Application number: TW099110748A
Authority: TW
Inventors: 西垣宏; 平野敦也; 近岡篤彥; 西岡謙
Original assignee: 船井電機股份有限公司
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2016-08-11
Also published as: US20100253860A1; EP2239648A1; CN101859051A; JP5646148B2; EP3088998A1; US8243287B2; CN101859051B; EP2239648B1; JP2010243808A; TW201106707A

Description

投影機

本發明，係有關於投影機。

於先前技術中，作為經由雷射光而將由外部所輸入之畫像作投影的投影機，係週知有雷射投影機。此投影機，由於一般而言均係由較遠之位置處而將畫像作投影地作使用，因此，使用者為了在被作了投影的畫像來對於所期望之點作指示，係有必要使用從使用者之位置起而延伸至畫像之位置處的指示棒、或者是使用對於該畫像而進行雷射照射的雷射光點等。又，當從被連接於該投影機處之其他的資訊機器來將畫像作輸入的情況時，使用者則係經由該資訊機器所具有的觸控面板或是滑鼠等之輸入裝置，來對於所期望之點作指示。

然而，依存於投影機所被設置之環境，使用上述之指示棒或是雷射光點等之指示裝置、亦或是觸控面板或是滑鼠等之輸入裝置，來對於所期望之點作指示一事，對於使用者而言，往往會有成為負擔的情況。

於此，例如，在對於輻射出擴散光之光源的至少2維平面上之位置作測定的位置測定裝置中，係週知有：具備著被設置在相互交叉之複數的平面上之將從在受光平面區域中的光源而來的擴散光之受光量分別作輸出的複數之測定單元、和將測定單元中之2個的受光平面區域或是2個的受光平面區域群之中心軸作為中心，而在45度之角度的直線上配置有光源時，以使在2個的受光平面區域或是2個的受光平面區域群處之受光量成為略相同的方式而對於受光量之增益作調整的調整手段者(例如，參考專利文獻1)。

在此專利文獻1中所記載之發明，係由從被配置在相正交之方向上之2個的受光元件所檢測出的X、Y方向之各別的光量，來經由計算部所致之特定的導出式而將上述光源之平面位置作導出者，藉由以上述調整手段來對於2個的受光元件之增益作調整並對於X、Y方向之各別的光量之偏差作抑制，而能夠進行更為精確之光源之平面位置的算出。

故而，藉由在透影機處具備有上述專利文獻1中所記載之位置測定裝置，若是能夠將指示位置作投影，則係並不需要使用指示棒或是雷射光點等之指示裝置亦或是觸控面板或是滑鼠等之輸入裝置來對於所期望之點作指示。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2002-014763號公報

然而，若依據在上述專利文獻1中所記載之發明，則由於係有必要經介於由計算部所進行之以所受光了的光量來作為基礎的複雜之演算處理，而將座標值導出，因此，對於相關於位置檢測之CPU等的處理負載，係有所疑慮。

又，若是依據上述專利文獻1中所記載之發明，則用以對於點作指示之外部障礙物(例如，指示棒之前端或是指尖等)的識別精確度本身係會成為問題。亦即是，由於光強度之衰減率或是S/N(Singal to Noise)比係會隨著外部障礙物所存在之位置而改變，因此，外部障礙物之識別精確度，會成為隨著該位置而有所偏差，並有著對於外部障礙物作錯誤辨識之虞。

本發明之課題，係在於提供一種：能夠容易地實行外部障礙物之位置檢測，並且對於外部障礙物之辨識精確度為高的投影機。

為了解決上述課題，申請項1中所記載之發明，係為一種投影機，其特徵為，具備有：雷射光源，係因應於所輸入之畫像訊號而供給雷射光；和掃描部，係使藉由前述雷射光源所被供給之前述雷射光作掃描；和分光鏡，係將藉由前述掃描部而被作掃描之雷射光分割為第1方向與第2方向並作輸出；和受光感測器，係對於藉由前述分光鏡而被輸出至前述第1方向處之第1雷射光的反射光作受光；和決定手段，係根據前述畫像訊號之水平同步訊號以及像素時脈訊號，而指明藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置，並對於在前述被指明了的反射位置處而被作反射並藉由前述受光感測器而作了受光的反射光之強度的放大量作決定；和放大手段，係藉由以前述決定手段所決定了的放大量，來將藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度作放大；和判斷手段，係當藉由前述放大手段而被作了放大的反射光之強度超過了預定之臨限值的情況時，則判斷為外部障礙物；和算出手段，係根據藉由前述判斷手段而被判斷為外部障礙物之時序、和前述水平同步訊號、以及像素時脈訊號，而計算出該外部障礙物之位置資訊。

申請項2中所記載之發明，係在申請項1所記載之投影機中，具備有下述特徵：前述決定手段，係根據藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置與前述受光感測器間之距離，而決定放大量。

申請項3中所記載之發明，係在申請項1所記載之投影機中，具備有下述特徵：前述決定手段，係對於所指明之藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置，而判斷出其係屬於預先所作了區分之複數的區域中之何一區域，並於每一區域處而分別決定放大量。

申請項4中所記載之發明，係在申請項1~3所記載之投影機中，具備有下述特徵：前述放大手段，係具備有：將與藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度相對應了的類比光強度訊號作放大之類比放大手段、和將使藉由前述類比放大手段而被作了放大的前述類比光強度訊號作了A/D變換後之數位光強度訊號作放大的數位放大手段。

申請項5中所記載之發明，係在申請項1~3所記載之投影機中，具備有下述特徵：前述決定手段，係具備有：根據藉由前述放大手段所放大了的反射光之強度的峰值，而在每一預定期間中，來分別將放大量作更新之更新手段。

申請項6中所記載之發明，其特徵為，具備有：雷射光源，係因應於所輸入之畫像訊號而供給雷射光；和掃描部，係使藉由前述雷射光源所被供給之前述雷射光作掃描；和分光鏡，係將藉由前述掃描部而被作掃描之雷射光分割為第1方向與第2方向並作輸出；和受光感測器，係對於藉由前述分光鏡而被輸出至前述第1方向處之第1雷射光的反射光作受光；和決定手段，係根據前述畫像訊號之水平同步訊號以及像素時脈訊號，而指明藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置，並對於在前述被指明了的反射位置處而被作反射並藉由前述受光感測器而作了受光的反射光之強度的放大量作決定；和放大手段，係藉由以前述決定手段所決定了的放大量，來將藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度作放大；和判斷手段，係當藉由前述放大手段而被作了放大的反射光之強度超過了預定之臨限值的情況時，則判斷為外部障礙物；和算出手段，係根據藉由前述判斷手段而被判斷為外部障礙物之時序、和前述水平同步訊號、以及像素時脈訊號，而計算出該外部障礙物之位置資訊，前述放大手段，係具備有：將與藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度相對應了的類比光強度訊號作放大之類比放大手段、和將使藉由前述類比放大手段而被作了放大的前述類比光強度訊號作了A/D變換後之數位光強度訊號作放大的數位放大手段，前述決定手段，係根據藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置與前述受光感測器間之距離，而決定放大量。

若依據本發明，則由於係構成為：係藉由決定手段，而將藉由受光感測器所受光之反射光的反射位置特定出來，並對於在該被特定了的反射位置處而被作反射並藉由受光感測器而作了受光的反射光之強度的放大量作決定，因此，係成為能夠因應於反射位置而對於反射光之光強度的衰減率等之影響作考慮，並對於放大量作調整，故而，係能夠對於由於反射位置所導致之外部障礙物的辨識精確度之偏差作抑制。又，由於係能夠藉由算出手段，來根據藉由判斷手段而被判斷為外部障礙物之時序、和水平同步訊號、以及像素時脈訊號，而容易地計算出外部障礙物之位置資訊，因此，係並不需要用以進行外部障礙物之位置檢測的特別之構成。又，上述位置資訊之算出，由於係並非為根據以受光感測器所受光之反射光的光量而進行者，因此，亦並不需要複雜的演算。

故而，本發明，係可以說是一種能夠容易地實行外部障礙物之位置檢測，並且對於外部障礙物之辨識精確度為高的投影機。

以下，參考圖面，針對本發明之實施形態作說明。另外，發明之範圍，係並不被限定於圖示例。

又，在以下之說明中，係將圖1中之投影機100的左右方向設為X方向，並將前後方向設為Y方向，而將高度方向設為Z方向。

投影機100，例如，係如圖1中所示一般，為被設置在桌120上，並將朝向螢幕130所射出之雷射光(第2雷射光)藉由投影部380來作為在演講等之中所使用的顯示用之畫像132A而作投影的雷射投影機。

又，投影機100，係對於桌120之上面，而以使投影機100之使用者能夠對此作參考的方式，來使藉由投影部380所被分離了的雷射光(第1雷射光)投影與畫像132A相同之畫像122A(畫像122A之大小，通常係為較畫像132A之大小為更小)。於此，在此畫像122A中，係亦包含有使用者用以經由對於棒或是筆等之外部障礙物10作操作來進行畫像132A之編輯等的畫像122F。而後，係以藉由受光感測器400來將從上述外部障礙物10而來的反射光檢測出來並對於外部障礙物10作辨識的方式，而構成之。

接著，投影機100，例如，係如圖2中所示一般，其構成係包含有：前端(front end)用之FPGA310(Field Programmable Gate Array)、和雷射射出部350、和投影部380、和操作面板330、和後端(back end)區塊340、和視訊RAM345、和受光感測器400、和放大部410、和變換部420、和記憶部344。

FPGA310，例如，係為可程式化之LSI(Large Scale Integration)，並具備有時序控制器311、和資料控制器312、和位元資料變換器313、和資料/灰階變換器314，且與後端區塊340一同地而進行被暫時性地記憶在視訊RAM345中之畫像訊號的顯示控制。

時序控制器311，係根據從被包含在後端區塊340中之CPU341所送來的指令，而經介於資料控制器312來將被暫時記憶在視訊RAM345中的畫像訊號讀出。而後，在時序控制器311中，係取得被包含於該畫像訊號中之同步訊號(包括水平同步訊號(HSYNC)、像素區塊訊號(PCLK)等)。進而，時序控制器311，係根據該同步訊號，而產生對於後述之雷射射出部350、驅動馬達374的射出/驅動之時序作控制的命令，並將該命令分別送訊至位元資料變換器313、驅動器373處。

資料控制器312。係將藉由視訊RAM345所讀出了的畫像訊號，送出至位元資料變換器313處。

位元資料變換器313，係根據從時序控制器311而來之命令，而將從資料控制器312所送出之畫像訊號，變換為適於經由雷射光而作投影的形式之資料，並將變換後的畫像訊號送出至資料/灰階變換器314處。

資料/灰階變換器314，係將從位元資料變換器313所輸出之資料，變換為用以作為R(Red)、G(Green)、B(Blue)之3色而作顯示的顏色之灰階，並將變換後之各別的資料，送出至雷射射出部350處。

雷射射出部350，例如，其構成係包含有：LD361、362(雷射光源)；和雷射控制電路351；和偏光分光鏡363；和雷射檢測器370；和透鏡371；和掃描反射鏡372(掃描部)；和驅動器373；和驅動馬達374；和半反射鏡375；和反射鏡檢測器376；以及調整部377。

LD361(Laser Diode)，係為射出綠色之雷射光的二極體，LD362，係為射出紅色以及藍色之雷射光的二極體，並分別藉由雷射控制電路351而被作控制。

另外，在本實施形態中之LD362，係為將射出紅色之雷射光的LD與射出藍色之雷射光的LD一體化地構成者，但是，亦可分別地來構成之。

雷射控制電路351，係根據從資料/灰階變換器314所送來之訊號，而對於LD361、362的射出量/時序等作控制。又，雷射控制電路351，係從由後述之雷射檢測器370所檢測出之雷射光的輸出量，來檢測出雷射光之射出狀態，並根據該射出狀態，來進行LD361、362之射出控制。

偏光分光鏡363，係被配置在從LD361所射出之雷射光的光路上，並為將所入射之雷射光分離為P偏光與S偏光的光學構件。而後，偏光分光鏡363，係使從LD361所射出之綠色的雷射光之一部份朝向透鏡371而透過，並使剩餘者朝向雷射檢測器370而作反射。另一方面，偏光分光鏡363，係使從LD362所射出之紅色以及藍色的雷射光之一部份朝向雷射檢測器370而透過，並使剩餘者朝向透鏡371而作反射。

雷射檢測器370，例如係為檢測出雷射光之輸出量的感測器，並被配置在從LD362所射出之雷射光的光路上。

透鏡371，係將透過了偏光分光鏡363之雷射光作集光。

掃描反射鏡372，例如，係為藉由被後述之驅動馬達374而賦予有驅動力，而能夠在2軸方向上獨立地作轉動之檢流反射鏡(galvanometer mirror)，藉由以該轉動來對於反射鏡之傾斜角作調整，而能夠對於入射而來之光的反射方向作調整。

因此，例如，如同在圖3之被形成於桌120上的雷射光(第1雷射光)之投影面123處所示一般，藉由對於透過了透鏡371之雷射光的反射方向而以掃描反射鏡372來依序作調整，而使雷射光之掃描成為可能。

於此，圖3，係表示有：在投影面123處，由掃描反射鏡372所致之雷射光的掃描位置，因應於藉由時序控制器311所取得的像素時脈訊號以及水平同步訊號，而依序變化為P(1)、P(2)、…、P(k)、P(k+1)、…、P(2k)、…的情形。又，上述像素時脈訊號(PCLK)以及水平同步訊號(HSYNC)，例如，係分別為展示有如圖4中所示一般之脈衝波形的訊號，時間ΔT1係代表描繪1個像素的時間，時間ΔT2係代表直到將1掃描線作切換為止的時間。

亦即是，在像素時脈訊號之時間ΔT1間，掃描反射鏡372係朝向X方向傾斜，圖3中所示之雷射光的掃描位置，係在X方向上作偏移(例如，係從P(1)而變化為P(2))。而後，上述對於X方向之掃描係被反覆進行，並在掃描位置到達了投影面123之X方向端部(例如，P(k))的時序處，而經過水平同步訊號之時間ΔT2，並檢測出水平同步訊號。掃描反射鏡372，在上述時間ΔT2間，係朝向Y方向傾斜，圖3中所示之雷射光的掃描位置，係在Y方向上作偏移(例如，係從P(k)而變化為P(k+1))。

故而，掃描反射鏡372係根據像素時脈訊號以及水平同步訊號而反覆進行上述掃描，在結束了涵蓋投影面123全體之掃描的時間點處，1圖框份之畫像投影係結束。

驅動器373，例如，係因應於藉由時序控制器311所送訊而來之命令，而對驅動馬達374賦予與驅動頻率相對應之脈衝訊號，藉由此，而對於由掃描反射鏡372所致之雷射光的掃描作控制。

驅動馬達374，例如，係為分別被連接於掃描反射鏡372之2軸的各個處之2個的脈衝馬達，並構成為：分別被根據藉由後述之驅動器373所指示了的驅動頻率(共振頻率)而作驅動，並使掃描反射鏡372轉動特定角度。

半反射鏡375，係使被掃描反射鏡372所反射之雷射光的一部份朝向投影部380而透過，並且，使剩餘者朝向反射鏡檢測器376而作反射。

反射鏡檢測器376，例如，係為受光被半反射鏡375所反射了的雷射光，並將掃描反射鏡372之2軸方向的傾斜角(偏轉角)檢測出來的傾斜角檢測器。藉由此反射鏡檢測器376所檢測出之傾斜角，係作為類比電性訊號而被輸入至調整部377處。

調整部377，例如，雖係省略圖示，但是，其構成係包含有四則運算用之演算器、比較器、類比訊號放大用之放大器、A/D變換器等，並構成為：針對藉由反射鏡檢測器376所輸入之相關於掃描反射鏡372之傾斜角的類比電性訊號，而經由放大、四則運算、比較等來調整為所期望之值，再變換為數位訊號，而送訊至CPU341處。

亦即是，掃描反射鏡372，由於係會有隨著設置環境(例如，溫度、濕度、氣壓等)而使共振頻率變動，並在雷射光之掃描位置處產生偏差之虞，因此，係構成為：藉由反射鏡檢測器376以及調整部377而檢測出掃描反射鏡372之傾斜角，並送訊至CPU341處，而能夠使CPU341以及時序控制器311對於驅動器373所致之驅動頻率依序作調整。

投影部380，例如，係如圖5中所示一般，其構成為包含有準直透鏡381、和空間光調變器382、和分光鏡383、和擴大透鏡384、385，並將從雷射射出部350所射出(藉由掃描反射鏡372而被作掃描)之雷射光，投影在螢幕130以及桌120上。

準直透鏡381，係將藉由掃描反射鏡372而被作掃描之雷射光作平行光化。

空間調變器382，例如，係為僅使特定之偏光方向的光透過的光閥等，並將透過準直透鏡381並被作了平行光化的雷射光之透過率，因應於畫像訊號來作調變，再使其朝向分光鏡383而射出。

分光鏡383，係以僅使從空間光調變器382所射出的雷射光之一部份作入射的方式而被作配置，並將入射了的雷射光，分離為朝向桌120方向(第1方向)而透過之第1雷射光、和朝向螢幕130方向(第2方向)而反射之第2雷射光。

故而，通過被配置有分光鏡383之光路上的雷射光中之一部份，係透過分光鏡383並被朝向桌120方向而作投影，剩餘之另一部份，則係被分光鏡383所反射(折射)，並被朝向螢幕130方向而作投影。另一方面，通過並未被配置有分光鏡383之光路上的雷射光，係並不會被分光鏡383而反射(折射)，並僅被投影至桌120方向處。

亦即是，CPU341，係以讓用以顯示講演用之畫像132A的雷射光通過被配置有分光鏡383之光路上、並讓用以顯示為了進行畫像132A之編輯等的專用畫像122F之雷射光通過並未被配置有分光鏡383之光路上的方式，來對於FPGA310或是雷射光射出部350作控制，藉由此，而成為能夠分別地來將畫像132A投影在螢幕130上，並將畫像122A投影在桌120上。

另外，專用畫像122F，例如，係亦可為在現在投影中之畫像132A中而加入有相對應之註解者。經由此，在畫像132A之顯示中，係成為能夠僅讓使用者來對於專用畫像122F作參考。亦即是，使用者就算是並不記得在畫像132A之顯示中所應該說出的解釋等，亦能夠順暢地進行講演。

擴大透鏡384，係被配置在分光鏡383之螢幕130方向的下流側處，並將被分光鏡383所反射了的雷射光擴大。擴大透鏡385，係被配置在分光鏡383之桌120方向的下流側處，並將透過了分光鏡383之雷射光和通過並未被配置有分光鏡383的光路上之雷射光擴大。

而後，藉由上述擴大透鏡384、385而被作了擴大的雷射光，係經介於未圖示之反射鏡或是透鏡，而被照射於螢幕130、桌120處。

操作面板330，例如，係被設置在投影機100之筐體部表面或是側面處，其構成為包含有：用以顯示操作內容之顯示裝置(省略圖示)、和使用者用以實行對於投影機100之輸入操作的按鍵或是開關(省略圖示)。而，操作面板330，若是被實行有由使用者所致之操作，則係將與該操作相對應之訊號送訊至CPU341處。

後端區塊340，例如，係為包含有CPU341、視訊I/F342、外部I/F343所構成者，並身為投影機100之後端部份。

CPU341，係將被記憶在記憶部344中之各種處理程式讀出，並藉由實行該程式而對於各部送訊輸出訊號，來對於投影機100之全般動作作統籌控制。

又，CPU341，係根據從操作面板330所送訊而來之訊號，而根據經介於視訊I/F342、外部I/F343所輸入至投影機100中的畫像訊號，來對於影像之投影作控制。亦即是，CPU341，係與FPGA310之時序控制器311相互進行通訊，並對於根據被暫時保持在視訊RAM345中之畫像訊號所進行的影像之顯示作控制。

視訊I/F342，例如，係被與PC(Personal Computer)等之畫像輸出裝置相連接，而為用以將從畫像輸出裝置150所輸出之畫像訊號作輸入的介面。

外部I/F343，例如，係為可將USB(Universal Serial Bus)快閃記憶體或是SD記憶卡等之記憶卡151作裝著的外部記憶媒體用之介面，並能夠將被記憶於記憶卡151中之畫像訊號讀出而輸入至投影機100中。

視訊RAM345，係將經介於視訊I/F342或是外部I/F343所輸入了的畫像暫時性地作記憶。而後，係構成為：該畫像訊號，係在被進行有由FPGA310所致之顯示控制時，從時序控制器311(資料控制器312)而被讀出。

受光感測器400，例如，雖係省略圖示，但是，係包含有光二極體等之受光元件或是透鏡等，而被構成，並為對於從投影面123而來之反射光作受光，並將該反射光之強度(例如，因應於所入射之光而在光二極體中所流動之電流量)檢測出來的感測器。而後，所檢測出之反射光的強度，係作為類比光強度訊號而被送訊至放大部410處。

又，受光感測器400，係構成為：在掃描反射鏡372每次進行掃描時(在每對1像素作描繪時)、亦即是，係在經過了圖4中所示之PCLK的時間ΔT1之時序處，而受光反射光。

放大部410，例如，係為將被輸入之類比光強度訊號以任意之增益來作放大的類比訊號用之可變增益放大器。更具體而言，放大部410，若是藉由受光感測器400而被輸入有與反射光之強度相對應了的類比光強度訊號，則係藉由後述之增益調整程式344b的實行，而根據從CPU341所送訊而來之訊號來對增益作變更，並能夠藉由該被作了變更的增益，來將被輸入了的類比光強度訊號作放大。

變換部420，例如，係為可進行A/D變換、濾波、輸入資料之壓縮/解壓縮等的訊號處理之DSP(Digital Signal Processor)等，並將被輸入了的類比光強度訊號變換為數位光強度訊號。故而，變換部420，係將與藉由放大部410而被作了放大的反射光之強度相對應的類比光強度訊號，變換為數位光強度訊號，並將該被作了變換的數位光強度訊號送訊至CPU341處。

記憶部344，例如，係為非揮發性之記憶體，並具備有藉由CPU341而被實行之程式或是在該些程式之實行中所必要的各種資料等之儲存區域等。在該儲存區域中，例如，係被儲存有：放大程式344a(放大手段、數位放大手段)、增益調整程式344b(決定手段)、增益資料344c、判斷程式344d(判斷手段)、算出程式344e(算出手段)、更新程式344f(更新手段)等。

放大程式344a，係為用以使CPU341實行下述之功能的程式：將與經由變換部420而被變換為數位訊號後的反射光之強度相對應之數位光強度訊號，以藉由後述之增益調整程式344b之實行而決定了的數位增益來作放大。

增益調整程式344b，係為用以使CPU341實行下述之功能的程式：對於與經由受光感測器400而受光了的反射光之強度相對應的類比/數位光強度訊號之放大量(增益)作決定。

具體而言，若是CPU341實行增益調整程式344b，則首先，係對於藉由受光感測器400所受光了的反射光之反射位置作特定。

亦即是，如同上述一般，受光感測器400，由於係在每次之掃描反射鏡372進行掃描時，而進行受光，因此，藉由從「從受光感測器400開始進行感測起，直到受光上述反射光為止的經過時間」和「圖4中所示之PLCK的時間Δ T1以及HSYNC的時間Δ T2」之間的關係，而計算出在該經過時間中之掃描反射鏡372的掃描位置，受光感測器400係能夠將上述反射光被作了受光的位置(反射位置)特定出來。

接著，CPU341，係藉由該特定了的反射位置之X座標以及Y座標，而依據圖6(A)、(B)來決定出該反射光之強度的放大量。

於此，圖6(A)、(B)之實線，係分別為：當在投影面123上之各個的反射位置處，藉由受光感測器400而對於以同等程度之強度而反射的反射光作了受光時，將在各座標、X座標處之強度模式性地作了展示的線(亦即是，係為在各反射位置處之受光感測器400的受光感度之分布)。另外，在圖6(A)、(B)中之點Y0、Y1、X0、X1，係與圖3之投影面123的端點之Y、X座標相對應，點X2，係為上述X0與X1之中點，並為代表受光感測器400之X座標者。

首先，如圖6(A)之實線所示一般，隨著在圖3中之感測位置與受光感測器400間的Y方向距離之增加(隨著感測位置從受光感測器400而遠離)，光強度之衰減率係變高，因此，反射光之強度(受光感度)係逐漸降低。

故而，例如，如同圖6(A)之點線所示一般，藉由在反射位置與受光感測器400間之Y方向距離每增加了特定量時，而將放大部410之類比增益制訂為更大之值，能夠使受光感度並不依存於Y方向位置地而保持在特定值以上。進而，藉由以如同圖6(A)之虛線所示一般的數位增益來對於以上述類比增益所放大了的反射光之強度作放大，如同圖6(A)中之一點鍊線所示一般，反射光之強度，其之傾斜直線性的變化係被作修正，並回歸於與Y軸相平行之直線。亦即是，藉由將放大程式344a之數位增益決定為如同圖6(A)之虛線所示一般的值，能夠將受光感度設為並不依存於Y方向位置之均一者。

另一方面，如圖6(B)之實線所示一般，隨著在圖3中之感測位置從與受光感測器400間的方向距離最近的位置起而在X方向上遠離(亦即是，隨著反射位置之X座標從X2而變化為X0或是X1)，光強度之衰減率係變高，因此，反射光之強度(受光感度)係逐漸降低。因此，例如，如同圖6(B)之虛線所示一般，藉由將以相對於通過圖6(B)之實線的峰值之半值的軸而為對稱之曲線來表示之數位增益，作為放大程式344a之數位增益而決定之，能夠將受光感度設為並不依存於X方向位置之均一者。

故而，例如，如圖7中所示一般，為了將在各個的反射位置處之受光感度均一化，係對於投影面123上之每一位置而預先制訂類比/數位增益並作為增益資料344c而預先記憶在記憶部344中。而後，若是CPU341實行增益調整程式344b，並將藉由受光感測器400所受光了的反射光之反射位置特定出來，則係可藉由從增益資料344c來將與該反射位置相對應之類比增益或是數位增益抽出，而將在各個反射位置處之受光感度均一化。

又，增益資料344c，例如，係亦可如圖8(A)、(B)中所示一般，為根據反射位置，而在將投影面123預先區分為複數的區域之每一區域(例如，區域A1、B1、A2、B2、…)中記憶了類比/數位增益者。亦即是，當如同上述一般，在各個的反射位置之每一者處而制訂類比/數位增益，並藉由放大部410以及放大程式344a之實行來進行了根據該增益所致之放大的情況時，雖然能夠精確地實現受光感度之均一化，但是，在每一次之藉由受光感測器400而受光反射光時(在每一反射位置處)，由於均會產生有對增益作變更的必要，因此，對於CPU341之處理負擔係有所懸念。因此，係以在各個的反射位置處之受光感度成為特定值以上的方式，來將投影面123以區域來作區分，並將類比/數位增益預先設定為適合於各別之區域的值，藉由此，由於係並不需要對於每一反射位置而將增益作變更，因此，CPU341之處理負擔的增加係被抑制，並且，成為能夠將在各個的反射位置處之受光感度作確保。

判斷程式344d，係為使CPU341實行下述之功能的程式：當由於放大部410以及放大程式344a之實行而被作了放大的反射光之強度超過了特定之臨限值的情況時，則判斷為外部障礙物10。

具體而言，例如，假設：將藉由受光感測器400所檢測出來，並根據藉由增益調整程式344b之實行而被決定了的放大量，來經由放大部410以及放大程式344a之實行而被作了放大的「在投影面123之某一掃描線(例如，通過圖3之外部障礙物10的掃描線L)上的各個的反射位置處之反射光的強度」，係成為如同圖9所示一般之分布(在圖9中之各點，係與各個的反射位置相對應)。於此情況，CPU341係實行判斷程式344d，並在每一次藉由受光感測器400而檢測出反射光之強度時，而進行預先所制訂之反射光的強度臨限值與各個的反射位置處之反射光的強度之比較，並在最初之超過了臨限值的時序(亦即是，藉由受光感測器400而檢測出了在圖9中之點Q1的強度時之時序)處，而判斷為外部障礙物10。

算出程式344e，係為使CPU341實行下述功能之程式：根據藉由判斷程式344d之實行而被判斷為外部障礙物10的時序、和水平同步訊號以及像素時脈訊號，來計算出外部障礙物10之位置資訊。

具體而言，例如，若是CPU341實行算出程式344e，則係根據由於判斷程式344d之實行所致的藉由受光感測器400所檢測出之反射光的強度之最初超過了臨限值的時序，來藉由「從受光感測器400開始進行感測起，直到上述時序為止的經過時間」和「圖4中所示之PLCK的時間ΔT1以及HSYNC的時間ΔT2」之間的關係，而計算出在該經過時間中之掃描反射鏡372的掃描位置，藉由此，而能夠將外部障礙物10的位置(位置資訊)特定出來。

更新程式344f，係為使CPU341實行下述之功能的程式：根據藉由放大部410以及放大程式344a之實行而被作了放大的反射光之強度的峰值，來於每一特定之期間(例如，在每投影數圖框份之畫像訊號時)中，而對於藉由增益調整程式344b之實行所決定的增益作更新。

具體而言，若是CPU341實行更新程式344f，則例如如圖9中所示一般，而取得在包含有藉由判斷程式344d之實行而判斷係存在有外部障礙物10之位置的掃描線(例如，包含有圖9中之點Q1的圖3之掃描線L)上的各反射位置處之反射光的強度。而後，CPU341，係將該強度之峰值(例如，在圖9中之點Q2的強度)抽出，並根據該峰值與預先被記憶在記憶部344中的強度之峰值(目標值)之間的差分量，而算出新的類比/數位增益，並根據該算出了的值，來對於增益資料344c之增益作更新。另外，被記憶在記憶部344中之強度的峰值，係在CPU341實行了更新程式344f之後，藉由上述被抽出了的峰值而被作更新。

亦即是，藉由並不將增益資料344c之增益設為固定值，而是反映有變更前之增益(藉由該增益所放大了的反射光之強度的峰值)地而在每一特定期間中來制訂新的增益，能夠將由受光感測器400所致之受光感度逐漸改善為更佳合適者。

「增益調整處理」

接著，一面參考圖10之流程圖，一面針對在本實施形態之投影機100中所進行的增益調整處理之流程作說明。

首先，掃描反射鏡372係進行投影面123上之掃描，而受光感測器400係進行感測(步驟S1)。

接著，CPU341，係藉由實行增益調整程式344b，而將在步驟S1中之受光感測器400所受光了的位置(反射位置)特定出來，並參考增益資料344c，而進行在該位置處之放大部410的類比增益以及放大程式344a之數位增益的調整(步驟S2)。

接著，根據在步驟S2中所調整了的類比/數位增益，放大部410，係將藉由受光感測器400所檢測出了的反射光之類比光強度訊號放大，而CPU341，係實行放大程式344a，並將經介於變換部420而使類比光強度訊號被作了數位變換的數位光強度訊號作放大，而檢測出反射光之強度(步驟S3)。

接著，CPU341，係實行判斷程式344d，並判斷在步驟3中所檢測出之反射光的強度是否超過了臨限值(步驟S4)。

而後，CPU341，係當在步驟S4中而判斷了係超過臨限值(判斷為存在有外部障礙物10)的情況時(步驟S4：YES)，而實行算出程式344e，並算出外部障礙物10之位置資訊(步驟S5)。

另一方面，CPU341，當在步驟S4中而判斷並未超過臨限值的情況時(步驟S4：No)，則係判斷藉由掃描反射鏡372而在投影面123上之所有的位置處之掃描是否結束(是否藉由受光感測器400而受光了在所有的反射位置處之反射光)(步驟S6)。

而後，CPU341，當在步驟S6中而判斷了掃描係結束的情況時(步驟S6：YES)，係實行步驟S7之處理，而當判斷為掃描尚未結束的情況時(步驟S6：No)，則係反覆實行步驟S1之後的處理。

接著，CPU341，係判斷是否為對於增益資料344c之增益作更新的時序(步驟S7)。

而後，CPU341，係當在步驟S7中而判斷了係為進行更新之時序的情況時(步驟S7：YES)，而實行更新程式344f，並將增益資料344c之增益作更新(步驟S8)，而結束本處理。

另一方面，CPU341，係當在步驟S7中判斷出係並非為進行更新之時序的情況時(步驟S7：No)，而並不將增益資料344c之增益作更新地來結束本處理。

由以上，可以得知，本發明之投影機100，其特徵為，具備有：LD361、362，係因應於所輸入之畫像訊號而供給雷射光；和掃描反射鏡372，係使藉由LD361、362所被供給之雷射光作掃描；和分光鏡383，係將藉由掃描反射鏡372而被作掃描之雷射光分割為第1方向與第2方向並作輸出；和受光感測器400，係對於藉由分光鏡383而被輸出至第1方向處之第1雷射光的反射光作受光；和增益調整程式344b，係根據畫像訊號之水平同步訊號以及像素時脈訊號，而將藉由受光感測器400所受光了的反射光之反射位置特定出來，並對於在該被特定了的反射位置處而被作反射並藉由受光感測器400而作了受光的反射光之強度的增益作決定；和放大部410以及放大程式344a，係藉由以增益調整程式344b所決定了的增益，來將藉由受光感測器400所受光了的反射光之強度作放大；和判斷程式344d，係當藉由放大部410以及放大程式344a而被作了放大的反射光之強度超過了特定之臨限值的情況時，則判斷為外部障礙物10；和算出程式344e，係根據藉由判斷程式344d而被判斷為外部障礙物10之時序、和畫像訊號之水平同步訊號以及像素時脈訊號，而計算出該外部障礙物10之位置資訊。

若依據本發明，則由於係構成為：係藉由CPU341之增益調整程式344b的實行，而將藉由受光感測器400所受光之反射光的反射位置特定出來，並對於在該被特定了的反射位置處而被作反射並藉由受光感測器400而作了受光的反射光之強度的增益作決定，因此，係成為能夠因應於反射位置而對於反射光之光強度的衰減率等之影響作考慮，並對於增益作調整，故而，係能夠對於由於反射位置所導致之外部障礙物10的辨識精確度之偏差作抑制。又，由於係能夠藉由CPU341之算出程式344e的實行，來根據藉由判斷程式344d之實行而被判斷為外部障礙物10之時序、和水平同步訊號以及像素時脈訊號，而容易地計算出外部障礙物10之位置資訊，因此，係並不需要用以進行外部障礙物10之位置檢測的特別之構成。又，上述位置資訊之算出，由於係並非為根據以受光感測器400所受光之反射光的光量而進行者，因此，亦並不需要複雜的演算。

又，若是CPU341實行增益調整程式344b，則係根據反射位置與受光感測器400間之距離，而決定增益。

亦即是，係將與各個的反射位置相對應之類比/數位增益，根據反射位置與受光感測器400間之距離，而從對於類比/數位增益作制訂之增益資料344c來抽出，藉由此，能夠將在各個的反射位置處之受光感度均一化。

又，增益調整程式344b，係亦可對於所特定出之反射位置，而判斷出其係屬於預先所作了區分之複數的區域中之何一區域，並於每一區域處而分別決定增益。

亦即是，係對於增益資料344c，而以使在各個的反射位置處之受光感度成為特定值以上的方式，來將投影面123以區域來作區分，並將類比/數位增益預先設定為適合於各別之區域的值，藉由此，由於係並不需要對於每一反射位置而將增益作變更，因此，CPU341之處理負擔的增加係被抑制，並且，成為能夠將在各個的反射位置處之受光感度作確保。

又，投影機100，係將藉由受光感測器400所受光了的反射光之強度的類比光強度訊號藉由放大部410來作放大，並將對於該類比光強度訊號作了A/D變換後的數位光強度訊號，藉由CPU341之放大程式344a的實行而作放大。

亦即是，係能夠將藉由受光感測器400所受光了的反射光之強度，藉由放大部410來放大至特定值以上，並進而藉由CPU341之放大程式344a的實行，而進行更加細微之放大調整。

又，投影機100，係藉由CPU341之更新程式344f的實行，而能夠在每一特定之期間中，來對於藉由增益調整程式344b之實行所決定了的增益作更新。

亦即是，藉由並不將增益資料344c之增益設為固定值，而是反映有藉由變更前之增益所放大了的反射光之強度的峰值地而在每一特定期間中來制訂新的增益，能夠將由受光感測器400所致之受光感度逐漸改善為更加合適者。

另外，本發明之範圍，係並不被限定於上述實施形態，在不脫離本發明之趣旨的範圍內，係亦可進行各種之改良以及設計之變更。

例如，在上述實施形態中，雖然係以經介於由放大部410所致之類比光強度訊號的放大、和由放大程式344a之實行所致的數位光強度訊號之放大的雙方，來將藉由受光感測器400所檢測出之反射光的強度作放大的方式來構成，但是，亦可構成為僅對於類比光強度訊號或是數位光強度訊號之其中一方作放大者。

又，藉由受光感測器400所檢測出之反射光的強度之數位光強度訊號，雖係設為藉由放大程式344a之實行而被作放大者，但是，當然的，例如亦可為在變換部420之後段(亦即是，在圖2中之變換部420與CPU341之間)處而設置有數位放大器等者。

進而，在上述實施形態中，作為掃描反射鏡372，雖係例示有檢流反射鏡，但是，亦可使用可將雷射光在2軸方向上而獨立地作控制之2維的MEMS(Micro Electro Mechanical System)反射鏡。

100．．．投影機

361、362．．．LD(雷射光源)

372．．．掃描反射鏡(掃描部)

383．．．分光鏡

400．．．受光感測器

410．．．放大部(放大手段、類比放大手段)

341．．．CPU(決定手段、放大手段、數位放大手段、判斷手段、算出手段、更新手段)

344．．．記憶部

344a．．．放大程式(放大手段、數位放大手段)

344b．．．增益調整程式(決定手段)

344d．．．判斷程式(判斷手段)

344e．．．算出程式(算出手段)

344f．．．更新程式(更新手段)

[圖1]對於本發明之投影機被作了設置的狀態作例示之外觀圖。

[圖2]對於本發明之投影機的重要部分構成作例示之區塊圖。

[圖3]用以對於本發明之雷射光的投影面作說明之圖。

[圖4]用以對於本發明之同步訊號(水平同步訊號以及像素時脈訊號)作說明之圖。

[圖5]用以對於本發明之投影部的構成和藉由投影部而將雷射光作了投影的狀態作說明之圖。

[圖6]對於藉由本發明之受光感測器所受光之反射光的在投影面上之強度分布、以及在各位置處之類比/數位增益作例示之圖，(A)係展示Y方向之強度分布，(B)係展示X方向之強度分布。

[圖7]對於本發明之增益資料作例示之圖。

[圖8]用以對於本發明之其他的增益資料作說明之圖，(A)係展示投影面上之區域區分，(B)係對於其他之增益資料作例示者。

[圖9]對於在某一掃描線上之被作了放大的反射光之強度分布作例示之圖。

[圖10]用以對於由本發明之投影機所致的增益調整處理作說明之流程圖。

100．．．投影機

120．．．桌

130．．．螢幕

150．．．畫像輸出裝置

151．．．記憶卡

310．．．FPGA

311．．．動態控制器

312．．．資料控制器

313．．．位元資料變換器

314．．．資料/灰階控制器

330．．．操作面板

340．．．後端區塊

341．．．CPU

342．．．視訊I/F

343．．．外部I/F

344．．．記憶部

344a．．．放大程式

344b．．．增益調整程式

344c．．．增益資料

344d．．．判斷程式

344e．．．算出程式

344f．．．更新程式

345．．．視訊RAM

350．．．雷射射出部

351．．．雷射控制電路

361．．．雷射二極體

362．．．雷射二極體

363．．．偏光分光鏡

370．．．雷射檢測器

371．．．透鏡

372．．．掃描反射鏡

373．．．驅動器

374．．．驅動馬達

375．．．半反射鏡

376．．．反射鏡檢測器

377．．．調整部

380．．．投影部

400．．．受光感測器

410．．．放大部

420．．．變換部

Claims

一種投影機，其特徵為，具備有：雷射光源，係因應於所輸入之畫像訊號而供給雷射光；和掃描部，係使藉由前述雷射光源所被供給之前述雷射光作掃描；和分光鏡，係將藉由前述掃描部而被作掃描之雷射光分割為第1方向與第2方向並作輸出；和受光感測器，係對於藉由前述分光鏡而被輸出至前述第1方向處之第1雷射光的反射光作受光；和決定手段，係根據前述畫像訊號之水平同步訊號以及像素時脈訊號，而指明藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置，並對於在前述被指明了的反射位置處而被作反射並藉由前述受光感測器而作了受光的反射光之強度的放大量作決定；和放大手段，係藉由以前述決定手段所決定了的放大量，來將藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度作放大；和判斷手段，係當藉由前述放大手段而被作了放大的反射光之強度超過了預定之臨限值的情況時，則判斷為外部障礙物；和算出手段，係根據藉由前述判斷手段而被判斷為外部障礙物之時序、和前述水平同步訊號、以及像素時脈訊號，而計算出該外部障礙物之位置資訊。
如申請專利範圍第1項所記載之投影機，其中，前述決定手段，係根據藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置與前述受光感測器間之距離，而決定放大量。
如申請專利範圍第1項所記載之投影機，其中，前述決定手段，係對於所指明之藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置，而判斷出其係屬於預先所作了區分之複數的區域中之何一區域，並於每一區域處而分別決定放大量。
如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之投影機，其中，前述放大手段，係具備有：將與藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度相對應了的類比光強度訊號作放大之類比放大手段、和將使藉由前述類比放大手段而被作了放大的前述類比光強度訊號作了A/D變換後之數位光強度訊號作放大的數位放大手段。
如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之投影機，其中，前述決定手段，係具備有：根據藉由前述放大手段所放大了的反射光之強度的峰值，而在每一預定期間中，來分別將放大量作更新之更新手段。
一種投影機，其特徵為，具備有：雷射光源，係因應於所輸入之畫像訊號而供給雷射光；和掃描部，係使藉由前述雷射光源所被供給之前述雷射光作掃描；和分光鏡，係將藉由前述掃描部而被作掃描之雷射光分割為第1方向與第2方向並作輸出；和受光感測器，係對於藉由前述分光鏡而被輸出至前述第1方向處之第1雷射光的反射光作受光；和決定手段，係根據前述畫像訊號之水平同步訊號以及像素時脈訊號，而將藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置指明，並對於在前述被指明了的反射位置處而被作反射並藉由前述受光感測器而作了受光的反射光之強度的放大量作決定；和放大手段，係藉由以前述決定手段所決定了的放大量，來將藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度作放大；和判斷手段，係當藉由前述放大手段而被作了放大的反射光之強度超過了預定之臨限值的情況時，則判斷為外部障礙物；和算出手段，係根據藉由前述判斷手段而被判斷為外部障礙物之時序、和前述水平同步訊號、以及像素時脈訊號，而計算出該外部障礙物之位置資訊，前述放大手段，係具備有：將與藉由前述受光感測器所受光了的反射光之強度相對應了的類比光強度訊號作放大之類比放大手段、和將使藉由前述類比放大手段而被作了放大的前述類比光強度訊號作了A/D變換後之數位光強度訊號作放大的數位放大手段，前述決定手段，係根據藉由前述受光感測器所受光了的反射光之反射位置與前述受光感測器間之距離，而決定放大量。