JP2007065542A - Image projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を投写して表示する画像投写装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus that projects and displays an image.
従来、画像を表示する画像表示装置の表示手段は、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの表示デバイスを構成する画素数により解像度が決定され、視聴者との距離に関係無く、常に同じ解像度で画像を表示していた。
また、下記特許文献1に記載の装置は、視聴者と表示手段との距離が遠くなった場合には、表示画像を拡大し、視聴者と表示手段との距離が近くなった場合には、表示画像を縮小して表示することにより、視聴者が見る画像の見かけ上の解像度を、一定に保っていた。
Conventionally, the display means of an image display device that displays an image has a resolution determined by the number of pixels constituting a display device such as a liquid crystal panel or a plasma display panel, and always displays an image with the same resolution regardless of the distance to the viewer. It was displayed.
In addition, the apparatus described in
しかしながら、上述した装置は、表示手段を構成する画素から成る表示画面の大きさを変えることなく、視聴者が見る画像の見かけ上の解像度を一定に保つため、表示画像の拡大により、入力画像データの一部を表示する事ができない。従って、視聴者は、入力画像データの全情報を見る事ができないという問題が生じた。また、表示画像の縮小により、表示画面の周辺部に画像が表示されない領域が生じた。従って、視聴者は、表示された画像に対して不自然さを感じた。 However, the above-described apparatus maintains the apparent resolution of the image viewed by the viewer without changing the size of the display screen composed of the pixels constituting the display means. Cannot display a part of Therefore, there arises a problem that the viewer cannot see all the information of the input image data. Further, due to the reduction of the display image, an area in which no image is displayed is generated in the peripheral portion of the display screen. Therefore, the viewer felt unnaturalness with respect to the displayed image.
上記した課題を解決するために、本発明の画像投写装置は、映像信号に基づき生成された画像を投写対象物に投写する画像投写装置であって、投写された画像の表示解像度を変化させる投写レンズと、前記投写対象物に投写された画像を見る視聴者と前記投写対象物との距離情報を取得する距離情報取得部と、前記距離情報に基づいて、前記視聴者が視覚的に識別しうる最大解像度に基づく前記表示解像度を決定する解像度決定部と、前記表示解像度で前記画像を投写すべく、前記投写レンズを制御する投写レンズ制御手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、画像投写装置は、視聴者と投写対象物との距離に応じて、この視聴者が識別しうる最大解像度に基づく表示解像度で画像を投写するため、視聴者は、自身の位置に依らず、視覚的に適した画像を視認できる。更に、投写レンズにより、投写される画像の表示解像度は、滑らかに変化するため、視聴者の位置の変動に対して、自然な感覚で画像全体の大きさを変化させることができる。
In order to solve the above-described problems, an image projection apparatus according to the present invention is an image projection apparatus that projects an image generated based on a video signal onto a projection target, and changes the display resolution of the projected image. The viewer visually identifies the lens based on the distance information, a distance information acquisition unit that acquires distance information between the viewer who sees the image projected on the projection object and the projection object, and the distance information acquisition unit. A resolution determining unit that determines the display resolution based on the maximum possible resolution, and a projection lens control unit that controls the projection lens to project the image at the display resolution.
According to the present invention, the image projection apparatus projects an image with a display resolution based on the maximum resolution that can be identified by the viewer according to the distance between the viewer and the projection target. A visually suitable image can be visually recognized regardless of the position. Further, since the display resolution of the projected image is smoothly changed by the projection lens, the overall size of the image can be changed with a natural feeling against a change in the position of the viewer.
本発明の画像投写装置では、前記解像度決定部は、前記距離情報が示す距離との積が一定となる前記最大解像度に基づいて決定することが好ましい。
この発明によれば、解像度決定部は、投写された画像を見る視聴者と前記投写対象物との距離に従った適切な解像度を決定できる。
In the image projection apparatus according to the aspect of the invention, it is preferable that the resolution determination unit determines the resolution based on the maximum resolution at which a product with a distance indicated by the distance information is constant.
According to the present invention, the resolution determination unit can determine an appropriate resolution according to the distance between the viewer who sees the projected image and the projection object.
本発明の画像投写装置では、前記解像度決定部は、前記最大解像度の決定に際して、
Y×Z=k
Y:前記投写対象物と前記視聴者との距離(単位:センチメートル)
Z:前記最大解像度(単位:PPI[1インチあたりの画素数])
k:定数(前記視聴者の視力が1.0の場合、2.54/tan(1/60度))
で示される演算式に基づき決定しても良い。
In the image projection apparatus of the present invention, the resolution determination unit determines the maximum resolution when determining the maximum resolution.
Y x Z = k
Y: distance between the projection object and the viewer (unit: centimeter)
Z: Maximum resolution (unit: PPI [number of pixels per inch])
k: constant (when the viewer's visual acuity is 1.0, 2.54 / tan (1/60 degrees))
It may be determined based on the arithmetic expression shown by
本発明の画像投写装置では、前記表示解像度に応じて、前記投写する光量を変化させることにより、前記投写される画像の明るさを略一定に保つ投写光量制御部を更に備えることが好ましい。
この発明によれば、画像投写装置は、表示解像度に依らず、投写する画像の明るさを一定に保持できる。
The image projection apparatus according to the aspect of the invention preferably further includes a projection light amount control unit that keeps the brightness of the projected image substantially constant by changing the light amount to be projected according to the display resolution.
According to the present invention, the image projection apparatus can keep the brightness of the projected image constant regardless of the display resolution.
本発明の画像投写装置では、前記解像度決定部は、補正手段を有することが好ましい。
この発明によれば、画像投写装置は、表示解像度を補正できる。
In the image projection apparatus according to the aspect of the invention, it is preferable that the resolution determination unit includes a correction unit.
According to the present invention, the image projection apparatus can correct the display resolution.
本発明の画像投写装置では、前記距離情報取得部は、前記画像投写装置を指示するべくリモコンから発せられる信号に基づいて、前記距離情報を取得しても良い。 In the image projection apparatus of the present invention, the distance information acquisition unit may acquire the distance information based on a signal emitted from a remote controller to instruct the image projection apparatus.
以下、本発明の実施形態について、画像投写装置の一例として、液晶ライトバルブ方式のプロジェクタ1を用いて説明する。
(実施形態)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described using a liquid crystal
(Embodiment)
(ハードウェア構成)
図1は、プロジェクタ1のハードウェア構成を示す図である。このプロジェクタ1は、CPU(Central Processing Unit)30と、ROM(Read Only Memory)28と、RAM(Random Access Memory)26と、ビデオデコーダ12と、ビデオプロセッサ14と、画像メモリ10と、ライトバルブ駆動回路16と、ランプ制御回路18と、ズームレンズ駆動回路20と、距離検出回路22と、角度検出回路24と、入力I/F(Interface)32とを備える。また、これらのハードウェアは、バス34により各信号が授受可能に接続されている。
(Hardware configuration)
FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
CPU30は、ROM28に格納された基本制御プログラムなどの各種プログラム及びデータを読み込み、これらの各種プログラム及びデータをRAM26内に設けられるメインメモリ領域に展開して実行し、プロジェクタ1が備える各部の制御を実行する。
The
入力I/F32は、操作リモコン44から送られた光や音波等に重畳された操作信号を受信する受信回路42の信号と、画像信号入力端子40に入力された画像信号とを入力するインターフェイスである。
The input I /
ビデオデコーダ12は、画像信号入力端子40に入力されたアナログ画像信号に対してA/D変換を行い、ビデオプロセッサ14に入力可能なデジタル画像信号に変換する。また、ビデオプロセッサ14は、画像信号入力端子40から入力されたデジタル画像信号やビデオデコーダ12で変換されたデジタル画像信号を入力して、種々の画像処理を実行する。この画像処理により、例えば、デジタル画像の各画素は赤、緑、青の各色光に分解されて、各色光毎に画像信号が生成されたり、投写された画像に生じる台形状の歪み(キーストーン)が除去される。更に、画像メモリ10は、これらの画像処理を行うために、デジタル画像信号を一時的に保管するためのメモリである。
The
ライトバルブ駆動回路16は、ビデオプロセッサ14により生成された各色光ごとの画像信号に従い、各色光毎の液晶ライトバルブ140を構成する各画素に駆動電圧を供給する。この液晶ライトバルブ140の詳細は後述する。
The light
ランプ制御回路18は、光源111に供給する電力を制御することにより、投写される画像の照度を調整する。
The
ズームレンズ駆動回路20は、ズームレンズ162のレンズ移動手段164を駆動する。このズームレンズ162については後述する。
The zoom
距離検出回路22は、ズームレンズ162の合焦位置検出手段166から出力される電気信号と、距離センサ48から出力される電気信号とを入力して、距離に関する情報を検出する。この距離センサ48は、例えば、プロジェクタ1に設置されると共に、図示を略した受光手段を有し、操作リモコン44から発光された光が、受光手段に入射する位置や強度等により、プロジェクタ1と、操作リモコン44を操作する視聴者80(図4(a))との距離情報を含む電気信号を出力する。尚、この距離センサ48は、光による方法には限定されず、超音波や電波等による方法も採用できる。
The
角度検出回路24は、角度センサ46から出力される電気信号から、角度に関する情報を検出する。この角度センサ46は、例えば、プロジェクタ1に設置されると共に、前記した操作リモコン44からの信号に基づき、プロジェクタ1と視聴者80とが成す角度情報を含む電気信号を出力する。また、操作リモコン44の内部にGPS(Global Positioning System)のような位置検出手段を具備し、操作リモコン44から発せられる指示信号に含まれる位置情報から検出しても良い。
The
尚、詳細は後述するが、このような距離センサ48と角度センサ46は、スクリーンSCと視聴者80との視距離Y(図4(a))を検出すべく設置するものであり、例えば、距離センサ48をスクリーンSC近傍に設置して、この距離センサ48からの電気信号をプロジェクタ1で受信することにより、角度センサ46および角度検出回路24は設けない様態も想定できる。また、距離センサ48と角度センサ46とは、一体であっても良く、例えば、CCD(Charge Coupled Device)のような撮像素子によりスクリーンSCと視聴者80とを俯瞰的に撮影して、画像処理により前記した視距離を算出しても良い。
Although the details will be described later, the
(光学系の構成)
図2は、プロジェクタ1の光学系の構成を説明するための構成図であり、光源から射出された光が、スクリーンに至るまでの光路を示している。この図2に示すように、光学装置100は、照明光学系110と、投写画像生成部170と、投写光学系160とを備えている。
(Configuration of optical system)
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining the configuration of the optical system of the
照明光学系110は、光源111と、第1のレンズアレイ112と、第2のレンズアレイ113と、偏光変換素子114と、重畳レンズ115とを備えており、光源111から射出された光線束は、微小なレンズ112aがマトリクス状に配置された第1のレンズアレイ112によって多数の微小な光線束に分割される。第2のレンズアレイ113及び重畳レンズ115は、分割された光線束のそれぞれが、照明対象である3つの液晶ライトバルブ140R,140G,140Bの全体を照射するように備えられている。このため、各光線束が液晶ライトバルブ140R,140G,140Bで重畳され、液晶ライトバルブ140R,140G,140Bの全体がほぼ均一に照射される。尚、光源111から射出される光束の照度は、投写光量制御部60(図3)の指示に従い増減される。
The illumination
偏光変換素子114は、光源111からの非偏光な光を液晶ライトバルブ140R,140G,140Bで効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する光に揃える機能を有している。照明光学系110を射出した光は、色光分離光学系120に入射する。
The
投写画像生成部170は、色光分離光学系120と、リレー光学系130と、光変調装置としての3つの液晶ライトバルブ140R,140G,140Bと、クロスダイクロイックプリズム150とを備える。この投写画像生成部170は、画像信号生成部70(図3)から入力された画像信号に基づく光学像を、投写可能に生成する。
The projection
色光分離光学系120は、照明光学系110から射出された光を、波長域の異なる3色の光に分離する。第1のダイクロイックミラー121は、略赤色の光を透過させるとともに、透過する光よりも短波長の光を反射する。第1のダイクロイックミラー121を透過した赤色光Rは、反射ミラー122で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ140Rを照射する。
The color light separation
第1のダイクロイックミラー121で反射された光のうち、緑色光Gは、第2のダイクロイックミラー123によって反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ140Gを照射する。また、青色光Bは、第2のダイクロイックミラー123を透過し、リレー光学系130を通過して、青色光用の液晶ライトバルブ140Bを照射する。
Of the light reflected by the first
なお、青色光Bの経路は、他の色光の経路に比べて長くなることから、光線束の発散によって液晶ライトバルブ140Bへの照明効率が低下するのを抑制するために、青色光Bの経路には、リレー光学系130が設けられている。
Since the path of the blue light B is longer than the paths of the other color lights, the path of the blue light B is suppressed in order to suppress a decrease in illumination efficiency to the liquid crystal
リレー光学系130は、入射側レンズ131と、第1の反射ミラー132と、リレーレンズ133と、第2の反射ミラー134と、射出側レンズ135とを備えている。色光分離光学系120から射出した青色光Bは、入射側レンズ131によってリレーレンズ133の近傍で収束し、射出側レンズ135に向けて発散する。
The relay
液晶ライトバルブ140R,140G,140Bのそれぞれは、液晶パネル141と、入射側偏光板142と、射出側偏光板143とを備えており、入射した光を変調して画像(光学像)を形成する。
Each of the liquid crystal
液晶パネル141の入射側表面及び射出側表面には、それぞれ入射側偏光板142及び射出側偏光板143が貼り付けられている。入射側偏光板142及び射出側偏光板143は、それぞれ特定の方向に偏光した光のみを透過可能とし、入射側偏光板142は、偏光変換素子114によって揃えられた方向に偏光した光を透過可能としている。このため、各液晶ライトバルブ140R,140G,140Bに入射する各色光の大部分は入射側偏光板142を透過して、液晶パネル141に入射する。
An incident
ここで、液晶パネル141の各画素に、画像信号に応じた駆動電圧が印加されると、液晶パネル141の画素領域に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した光となる。この光のうち、射出側偏光板143を透過可能な偏光成分のみが液晶ライトバルブ140R,140G,140Bから射出される。つまり、液晶ライトバルブ140R,140G,140Bが、画像信号に応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する光学像が色光毎に形成される。液晶ライトバルブ140R,140G,140Bから射出した各色光からなる光学像は、クロスダイクロイックプリズム150に入射する。
Here, when a driving voltage corresponding to an image signal is applied to each pixel of the
クロスダイクロイックプリズム150は、各液晶ライトバルブ140R,140G,140Bから射出された各色の光学像を、画素毎に合成してカラー画像を表す光学像を形成する。クロスダイクロイックプリズム150によって合成された光学像は、投写光学系160に入射する。
The cross
投写光学系160は、入射された光学像を拡大して投写することで、スクリーンSC等に投写画像を表示する。尚、本実施形態では、投写光学系160にズームレンズ162を適用する。このズームレンズ162は、例えばリニアアクチュエータから成るレンズ移動手段164の駆動に伴い、光学系を構成する第1の所定のレンズが移動する。この結果、結像位置を同一面に保ちつつ、構成する光学系の焦点位置が移動すると共に、このズームレンズ162で投写される画像の大きさを示す表示解像度は、この移動に応じて変動する。尚、このような所定のレンズを移動させる方法としては、所定のレンズが一体として移動する光学式補正型や、所定のレンズがそれぞれ連携して移動する機械式補正型を適用できる。
The projection
また、スクリーンSC上に投写された画像のピントを合わせる際に、第2の所定のレンズを移動させた移動量は、スクリーンSCまでの距離に対応するため、例えばリニアエンコーダを具備する合焦位置検出手段166は、このレンズの移動量に基づいて、スクリーンSCまでの距離を検出する。尚、ズームレンズ162は、これらの所定のレンズを内部で移動させる方式に限定されず、レンズの厚みを連続的に変化させることで焦点位置を変える方式も適用できる。
In addition, when the image projected on the screen SC is focused, the amount of movement of the second predetermined lens corresponds to the distance to the screen SC. The detecting means 166 detects the distance to the screen SC based on the moving amount of the lens. The
(機能構成)
図3は、プロジェクタ1の機能構成を示す機能ブロック図である。このプロジェクタ1は、操作信号入力部50と、距離情報取得部52と、解像度決定部54と、視力入力部58と、投写光量制御部60と、投写距離検出部64と、投写レンズ制御手段66と、映像信号処理部68と、画像信号生成部70と、映像信号入力部72とを備える。尚、これらの機能部は、前記したハードウェア資源と、ソフトウェアとが有機的に協働することで実現される。
(Functional configuration)
FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of the
操作信号入力部50は、操作リモコン44から送信された信号を入力すると共に、入力した信号を各機能部に転送する。
The operation
映像信号処理部68は、映像信号入力部72から入力される映像信号から、時系列的に連続した画像フレームで構成されるデジタル画像の信号を生成する。生成された信号は、画像信号生成部70に送られる。
The video
画像信号生成部70は、映像信号処理部68から入力されるデジタル画像の信号から投写可能な画像の信号を生成する。生成された信号は、光学装置100の投写画像生成部170に送られる。
The image
投写距離検出部64は、プロジェクタ1とスクリーンSCとの距離を、合焦位置検出手段166が検出した合焦位置に基づいて算出する。算出された距離の情報は、距離情報取得部52に送られる。
The projection
距離情報取得部52は、スクリーンSCに投写された画像を見る視聴者80とスクリーンSCとの距離情報を取得する。具体的には、距離情報取得部52は、距離センサ48が検出したプロジェクタ1と視聴者80の距離情報と、角度センサ46が検出したプロジェクタ1と視聴者80とが成す角度情報とを取得すると共に、投写距離検出部64から出力されたプロジェクタ1とスクリーンSCの距離情報を取得することにより、これらの情報を用いて演算を行い、スクリーンSCと視聴者80との距離、即ち、スクリーンSCを見る視聴者80の視距離Yを算出する。算出された視距離Yの情報は、解像度決定部54に送られる。
The distance
解像度決定部54は、距離情報取得部52から送られた視距離Yに基づいて、プロジェクタ1が投写する画像の表示解像度を決定する。ここで、投写する画像の表示解像度と、この解像度に適した視距離との関係について説明する。
The
人間の目の分解能は、視力が1.0の場合、60[pixel/degree]であることが知られている。ここで、投写する画像の表示解像度を、Z[ppi](ppiは、1インチあたりの画素数)とすると、この人間の最適な視距離Y0[cm]と投写する画像の表示解像度との関係は、三角関数の定理から、次式のように両者の積が一定な関係式で示せる。
Y0×Z=k ・・・「式1」
但し、kは定数であって、k=2.54/tan(1/60度)。
It is known that the resolution of the human eye is 60 [pixel / degree] when the visual acuity is 1.0. Here, assuming that the display resolution of the projected image is Z [ppi] (ppi is the number of pixels per inch), the relationship between the optimal viewing distance Y0 [cm] for humans and the display resolution of the projected image From the trigonometric theorem, it can be expressed as a relational expression in which the product of both is constant as in the following equation.
Y0 × Z = k “
However, k is a constant and k = 2.54 / tan (1/60 degrees).
また、上記した式から、任意の視距離Yに対して、この人間が識別可能な最大解像度Z0[ppi]を求めることもできる。更に、スクリーンSCに対する視聴者80の視距離をY[cm]、現在の画面サイズをW[cm]×H[cm]とすると、この最大解像度Z0を維持すべく最適な画面サイズPW[cm]×PH[cm]は、次式で示せる。
PW=W×Y/Y0 ・・・「式2」
PH=H×Y/Y0 ・・・「式3」
Further, from the above equation, the maximum resolution Z0 [ppi] that can be identified by a human can be obtained for an arbitrary viewing distance Y. Furthermore, if the viewing distance of the viewer 80 with respect to the screen SC is Y [cm] and the current screen size is W [cm] × H [cm], the optimum screen size PW [cm] to maintain this maximum resolution Z0. XPH [cm] can be expressed by the following equation.
PW = W × Y / Y0 “Equation 2”
PH = H × Y / Y0 “Equation 3”
尚、本実施形態では、投写する液晶パネル141の画素数は、1920[pixel]×1080[pixel]であり、図5は、「式1」〜「式3」を用いて視距離Yに応じた、最大解像度Z0および最適な画面サイズPW×PHの関係を示す。
In the present embodiment, the number of pixels of the
このように、解像度決定部54は、視距離Yでの最大解像度Z0の値を算出した後、ズームレンズ162の能力を参酌し、最大解像度Z0に基づく画面サイズPW×PHと可能な限り略同一なサイズでスクリーンSCに画像を投写できる表示解像度を決定する。決定された表示解像度の情報は、投写レンズ制御手段66と、投写光量制御部60とに送られる。
As described above, the
また、解像度決定部54は、視力補正手段56を具備する。この視力補正手段56は、視力入力部58から視聴者80自身の視力が入力されるのを受けて、上記したkの値を適切に補正する。具体的には、視力に応じた目の分解能を入力することで、kの値が増減する。この結果、視聴者80との距離に応じた表示解像度は、視聴者80の視力も加味されて決定される。このように、表示解像度を決定するに当たり、プロジェクタ1の特性や、プロジェクタ1の設置環境に応じて、最大解像度Z0の値に対して種々の補正処理が施されても良い。
In addition, the
投写レンズ制御手段66は、解像度決定部54から送られる表示解像度で投写すべく、ズームレンズ162のレンズ移動手段164を駆動させる。具体的には、ズームレンズ162の第1の所定のレンズの位置と表示解像度との関係を示す情報は、ROM28等に予め記憶されており、投写レンズ制御手段66は、この情報に基づいて第1の所定のレンズの位置を決め、レンズ移動手段164に当該位置への移動を指示する。
The projection
投写光量制御部60は、解像度決定部54から送られる表示解像度で画像を投写する際に、この画像の明るさを一定にすべく、光源111の光量を調整する。具体的には、表示解像度と、設定する照度との関係を示す情報は、ROM28等に予め記憶されており、投写光量制御部60は、この情報に基づいて光源111から射出する光量を決め、ランプ制御回路18に指示する。
When projecting an image with the display resolution sent from the
上記した構成において、スクリーンSCを見る視聴者80が移動した場合における表示画像の大きさの変動を、図4に従い説明する。尚、説明及び理解を容易にすべく、視聴者80は、プロジェクタ1の光軸上を移動すると想定する。図4(a)は、視聴者80と、スクリーンSCと、プロジェクタ1との位置関係を示す。また、図4(b)は、視距離Y1におけるスクリーンSC上の投写画像を示し、図4(c)は、視距離Y2におけるスクリーンSC上の投写画像を示す。最初に、視距離がY1である視聴者80Aの位置からスクリーンSCを見る場合、距離情報取得部52は、視距離Y1を取得し、投写レンズ制御手段66は、この視距離Y1に応じた表示解像度を設定することにより、スクリーンSC上には、幅がPW1で高さがPH1の大きさの投写画像82Aが表示される。
In the above-described configuration, the change in the size of the display image when the viewer 80 viewing the screen SC moves will be described with reference to FIG. In order to facilitate explanation and understanding, it is assumed that the viewer 80 moves on the optical axis of the
次に、視聴者80Bの位置に移動した場合、距離情報取得部52は、視距離Y2を取得し、投写レンズ制御手段66は、この視距離Y2に応じた表示解像度を設定することに加え、投写光量制御部60は、光源111の照度を制御することにより、スクリーンSC上には、幅がPW2で高さがPH2の大きさの投写画像82Bが表示される。この結果、視聴者80は、移動前に見た投写画像82Aと移動後に見る投写画像82Bとが、同じ大きさであると共に、同じ明るさであることを視認する。尚、視聴者80は、移動中の状態において、表示解像度を連続して変動させるか、または表示解像度を一定時間をおいて間欠的に変動させるかを設定できる。また、視聴者80が、プロジェクタ1の光軸上以外の領域を移動する場合も、前記と同様の効果を奏する。
Next, when moving to the position of the
(処理フロー)
図6は、プロジェクタ1の処理の流れを示すフローチャートであり、この図を参照して、プロジェクタ1で動画像を表示する処理の流れを説明する。
(Processing flow)
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing of the
このプロジェクタ1による処理が開始されると、最初に、距離情報取得部52は、スクリーンSCを見る視聴者80の視距離を測定する(ステップS200)。
When the processing by the
次に、解像度決定部54は、視距離の情報から、投写する画像の表示解像度を決定する(ステップS205)。
Next, the
続いて、投写レンズ制御手段66は、決定された表示解像度で表示すべく、ズームレンズを駆動して焦点位置を設定する(ステップS210)。
Subsequently, the projection
次に、投写光量制御部60は、決定された表示解像度で表示する画像の光量を設定する(ステップS215)。
Next, the projection light
次に、映像信号入力部に入力されたデジタル画像データの画像フレームが読み込まれる(ステップS220)。 Next, the image frame of the digital image data input to the video signal input unit is read (step S220).
次に、読み込まれた画像フレームは、光学装置100で光学像に変換されて投写される(ステップS230)。
Next, the read image frame is converted into an optical image by the
続いて、処理すべき画像フレームの有無がチェックされる(ステップS235)。ここで、処理すべき画像フレームが無い場合、即ち、表示すべき動画像データが終了した場合(ステップS235でYes)、一連の処理を終了する。 Subsequently, the presence / absence of an image frame to be processed is checked (step S235). Here, when there is no image frame to be processed, that is, when the moving image data to be displayed is completed (Yes in step S235), the series of processing is ended.
他方で、処理すべき画像フレームが残存する場合、即ち、表示すべき動画像データが終了していない場合(ステップS235でNo)、距離情報取得部52は、視聴者80の視距離を測定し(ステップS240)、視聴者80の位置に変化があったか、否かを判定する(ステップS245)。
On the other hand, when the image frame to be processed remains, that is, when the moving image data to be displayed has not ended (No in step S235), the distance
ここで、視聴者80の位置に変化があった場合(ステップS245でYes)、投写する画像の表示解像度を決定する工程(ステップS205)に戻る。他方で、視聴者80の位置に変化が無い場合(ステップS245でNo)、デジタル画像データの次の画像フレームを読み込む工程(ステップS220)に戻る。 If there is a change in the position of the viewer 80 (Yes in step S245), the process returns to the step of determining the display resolution of the image to be projected (step S205). On the other hand, if there is no change in the position of the viewer 80 (No in step S245), the process returns to the step of reading the next image frame of the digital image data (step S220).
上記した処理の流れにより、視聴者80は、プロジェクタ1で動画像を投写中に、視距離を変えても、大きさと明るさが変化しない動画像を観賞できる。
Through the above-described processing flow, the viewer 80 can watch a moving image whose size and brightness do not change even when the viewing distance is changed while the
以上、本発明を図示した実施形態に基づいて説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、以下に述べるような変形例も想定できる。
(1)画像投写装置1の光変調方法は、透過型の液晶ライトバルブ140を用いる方法に限定されず、反射型液晶素子であるLCOS(Liquid Crystal On Silicon)を用いた光変調方法や、マイクロミラーを用いたDMD(Digital Micromirror Device)による光変調方法であっても良い。
(2)画像を投写する方向は、スクリーンSCの前面の限らず、背面から投写しても良い。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment shown in figure, this invention is not limited to this embodiment, The modification as described below can also be assumed.
(1) The light modulation method of the
(2) The direction in which the image is projected is not limited to the front surface of the screen SC, but may be projected from the back surface.
1…プロジェクタ、10…画像メモリ、12…ビデオデコーダ、14…ビデオプロセッサ、16…ライトバルブ駆動回路、18…ランプ制御回路、20…ズームレンズ駆動回路、22…距離検出回路、24…角度検出回路、26…RAM、28…ROM、30…CPU、32…入力I/F、34…バス、40…画像信号入力端子、42…受信回路、44…操作リモコン、46…角度センサ、48…距離センサ、50…操作信号入力部、52…距離情報取得部、54…解像度決定部、56…視力補正手段、58…視力入力部、60…投写光量制御部、64…投写距離検出部、66…投写レンズ制御手段、68…映像信号処理部、70…画像信号生成部、72…映像信号入力部、80…視聴者、82…投写画像、100…光学装置、110…照明光学系、111…光源、112…第1のレンズアレイ、112a…レンズ、113…第2のレンズアレイ、114…偏光変換素子、115…重畳レンズ、120…色光分離光学系、121…第1のダイクロイックミラー、123…第2のダイクロイックミラー、130…リレー光学系、131…入射側レンズ、132…第1の反射ミラー、133…リレーレンズ、134…第2の反射ミラー、135…射出側レンズ、140…液晶ライトバルブ、141…液晶パネル、142…入射側偏光板、143…射出側偏光板、150…クロスダイクロイックプリズム、160…投写光学系、162…ズームレンズ、164…レンズ移動手段、166…合焦位置検出手段、170…投写画像生成部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
投写された画像の表示解像度を変化させる投写レンズと、
前記投写対象物に投写された画像を見る視聴者と前記投写対象物との距離情報を取得する距離情報取得部と、
前記距離情報に基づいて、前記視聴者が視覚的に識別しうる最大解像度に基づく前記表示解像度を決定する解像度決定部と、
前記表示解像度で前記画像を投写すべく、前記投写レンズを制御する投写レンズ制御手段とを備えることを特徴とする画像投写装置。 An image projection apparatus for projecting an image generated based on a video signal onto a projection target,
A projection lens that changes the display resolution of the projected image;
A distance information acquisition unit for acquiring distance information between a viewer who sees an image projected on the projection object and the projection object;
A resolution determining unit that determines the display resolution based on a maximum resolution that the viewer can visually identify based on the distance information;
An image projection apparatus comprising: a projection lens control unit that controls the projection lens to project the image at the display resolution.
前記解像度決定部は、
前記距離情報が示す距離との積が一定となる前記最大解像度に基づいて決定することを特徴とする画像投写装置。 The image projection apparatus according to claim 1,
The resolution determination unit
An image projection apparatus, wherein the image projection apparatus is determined based on the maximum resolution at which a product of the distance indicated by the distance information is constant.
前記解像度決定部は、前記最大解像度の決定に際して、
Y×Z=k
Y:前記投写対象物と前記視聴者との距離(単位:センチメートル)
Z:前記最大解像度(単位:PPI[1インチあたりの画素数])
k:定数(前記視聴者の視力が1.0の場合、2.54/tan(1/60度))
で示される演算式に基づき決定することを特徴とする画像投写装置。 The image projection apparatus according to claim 2,
When determining the maximum resolution, the resolution determination unit
Y x Z = k
Y: distance between the projection object and the viewer (unit: centimeter)
Z: Maximum resolution (unit: PPI [number of pixels per inch])
k: constant (when the viewer's visual acuity is 1.0, 2.54 / tan (1/60 degrees))
An image projection apparatus characterized by being determined based on an arithmetic expression represented by:
前記表示解像度に応じて、前記投写する光量を変化させることにより、
前記投写される画像の明るさを略一定に保つ投写光量制御部を更に備えることを特徴とする画像投写装置。 In the image projection device according to any one of claims 1 to 3,
By changing the amount of light to be projected according to the display resolution,
An image projection apparatus, further comprising: a projection light amount control unit that keeps the brightness of the projected image substantially constant.
前記解像度決定部は、
前記表示解像度を補正する補正手段を有することを特徴とする画像投写装置。 In the image projection device according to any one of claims 1 to 4,
The resolution determination unit
An image projection apparatus comprising correction means for correcting the display resolution.
前記距離情報取得部は、
前記画像投写装置を指示するべくリモコンから発せられる信号に基づいて、前記距離情報を取得することを特徴とする画像投写装置。
The image projection device according to any one of claims 1 to 5,
The distance information acquisition unit
The distance information is acquired based on a signal emitted from a remote controller to instruct the image projection apparatus.
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