JP2005215504A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成ながら、誤判断しにくい眩しさ対策を行い、フォーカシングや色調整も可能で廉価なプロジェクタを提供することである。
【解決手段】このプロジェクタ１では、選択された画像が投影レンズ１６を介して投影され、画像形成部１４により上記選択画像に基準画像が合成された画像が形成される。また、制御部１０により、上記選択画像に代えて、所定のタイミングで上記合成画像が上記投影面に向けて投影される。上記合成画像の上記投影面からの反射光は、受光センサ２１で受光され、その受光結果に応じて、制御部１０によって投影状態が制御される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、画像をスクリーンに投影して拡大画像を楽しむプロジェクタの改良に関するものである。

従来、プロジェクタは、事務機器として会議の時のプレゼンテーション資料の投影用に利用されることが多かった。しかしながら、機器の大きさより大きな画面で鑑賞可能なため、いわゆるホームシアタ等、コンシューマ商品としての価値が見直されている。

このように、多くの一般のユーザが利用する装置である場合、簡単に且つ安全にきれいな画像投影がなされることが重要となる。

ところで、投影光がユーザの目に直接入ることを対策するために、近接センサを用いて、光量をコントロールする提案がなされている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、イメージセンサを利用し、投影像をモニタして、レンズのフォーカシング制御を行ったり、ホワイトバランス調整を行う商品が市場に出ている。
特開平６−１０５１９１号公報 特開２００２−６３９７号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載されたような近接センサを利用するものは、単純な判定による眩しさの問題は対策できても、オートフォーカスには応用できないものであった。また、上述したイメージセンサを利用するものは、センサのコストが高額すぎることに加え、構成が複雑すぎて、廉価なシステムに応用することが困難なものであった。

したがってこの発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、簡単な構成ながら、誤判断しにくい眩しさ対策を行い、フォーカシングや色調整も可能で廉価なプロジェクタを提供することを目的とする。

すなわち請求項１に記載の発明は、投影レンズを介して選択された画像を投影面に向けて投影するプロジェクタに於いて、上記選択画像に基準画像を合成した画像を形成する基準画像合成手段と、上記選択画像に代えて、所定のタイミングで上記合成画像を上記投影面に向けて投影する切り替え手段と、上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、上記受光手段の受光結果に応じて、投影状態を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記制御手段は、上記反射光に応じて投影レンズの焦点状態を調整することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記制御手段は、上記反射光に応じて投影光量を調整することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記基準画像合成手段は複数種類の異なる合成画像を形成し、上記切り替え手段は上記複数種類の合成画像を順次投影し、上記制御手段は上記受光手段の受光結果の変化に応じて、上記投影状態を制御することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記基準画像合成手段は、上記基準画像を合成する上記選択画像の明るさによって合成する基準画像を選択することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記受光手段はカラーフィルタを含み、上記制御手段は受光量と色成分に基づいて投影光量を切り替えるように制御することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、投影レンズを介して選択された画像を投影面に向けて投影するプロジェクタに於いて、上記選択画像に複数種類の異なる基準画像を合成した画像を形成する基準画像合成手段と、上記選択画像に代えて、所定のタイミングで上記複数種類の合成画像を上記投影面に向けて順次投影する切り替え手段と、上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、上記受光手段の受光結果の変化に応じて、投影状態を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、選択された画像を投影面に向けて投影する投影手段と、上記選択された画像に基準画像を合成した画像を形成する基準画像合成手段と、所定のタイミングで上記選択された画像から上記合成画像を切り替えて上記投影面に向けて投影する切り替え手段と、上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、上記受光手段の受光結果に応じて、投影状態を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記制御手段は、上記反射光に応じて投影光量を調整することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記基準画像合成手段は複数種類の異なる合成画像を形成し、上記切り替え手段は上記複数種類の合成画像を順次投影し、上記制御手段は上記受光手段の受光結果の変化に応じて、上記投影状態を制御することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記基準画像合成手段は、上記基準画像を合成する上記選択された画像の明るさに基づいて合成する基準画像を選択することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記受光手段は少なくとも１つのカラーフィルタを含み、上記制御手段は上記受光手段で受光された受光量と色成分に基づいて上記投影手段から投影される光量を制御することを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、投影レンズを介して選択された画像を投影面に向けて投影するプロジェクタに於いて、上記選択画像の明るさに応じて基準画像を選択し、該選択した基準画像を上記選択画像に合成した画像を形成する基準画像合成手段と、上記選択画像に代えて、所定のタイミングで上記合成画像を上記投影面に向けて投影する切り替え手段と、上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、上記受光手段の受光結果に応じて、投影状態を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。

この発明のプロジェクタは、ユーザが選択して投影する画像の他に、基準投影像を複数用意しておき、その反射信号光を判定する受光手段を設け、基準像を順次投影することにより、誤判定のない正確な映像投影制御を行う。

この発明によれば、簡単な構成にて誤判断のない画像投投影制御切り替えを行うことが可能なプロジェクタを提供することができる。つまり、眩しさを対策した、また、オートフォーカス、自動色調整を可能としたプロジェクタを提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態に係るプロジェクタの電気回路の構成を示すブロック図である。

図１に於いて、マイクロコンピュータ等で構成される制御部（ＣＰＵ）１０は、このプロジェクタ１内の各部を制御する制御手段である。このＣＰＵ１０には、光源回路１１を介して投影用の光源である投影手段としてのランプ１２が接続されていると共に、画像形成回路１３が接続されている。この画像形成回路１３には、上記ランプ１２の前面に配置されるもので、カメラ等の外部機器２のメモリ２６に記憶されたデータを再生するべく、ＬＣＤやＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等で構成される基準画像合成手段としての画像形成部１４が接続されている。また、上記画像形成回路１３と、上記画像形成部１４とで、走査手段を構成している。

上記ＣＰＵ１０には、また、ランプ１２の前面に配置された投影レンズ１６と、モータ等のアクチュエータから成りピント合わせを行うレンズドライバ（ＬＤ）１５と、投影レンズ１６の近傍に設置された温度検出部１７と、光量判定回路２２と、メモリ２５とが接続されている。

上記ＣＰＵ１０では、ユーザが操作する操作スイッチ群２３の入力状態が判定され、画像データが画像形成部１４で再成されるべく、画像形成回路１３にて画像データに変換されて切り替え制御される。このＣＰＵ１０は、切り替え手段としての機能も有している。上記画像形成部１４で形成された画像は、光源回路１１によって発光するランプ１２によって、投影レンズ１６を介して壁面３０に投影される。

上記投影レンズ１６は、レンズドライバ１５によってその光軸方向に沿って移動されるもので、制御部１０の出力信号に応じてピント合わせ制御がなされるようになっている。

また、このプロジェクタ１には、受光レンズ２０を介して、前方から入射する光を受光する受光手段である受光センサ２１が内蔵されている。この受光センサ２１に入射された光に依存する信号は、光量判定回路２２を介してＣＰＵ１０に出力される。つまり、受光センサ２１に入射される信号の光量に応じた信号が、ＣＰＵ１０に入力される。

尚、上記ランプ１６が発熱することによって、プロジェクタ１は熱を持ちやすくなる。そこで、この温度変化を検出するために、温度検出部１７が備えられている。したがって、プロジェクタ１が、この温度検出部１７によって過熱状態であるとされた場合には、例えば、図示されないファン等の冷却装置によって、ランプ１６を冷却することができるようになっている。

また、温度変化によって、投影レンズ１６の焦点距離が変化することがあるので、この測距結果を用いて、オートフォーカス時のレンズのピント合わせ位置制御が切り換えられるようになっている。

画像データは、例えば、図２に示されるように、外部機器であるデジタルカメラ２から入力されるようにしても良い。この場合、デジタルカメラ等の外部機器２のメモリ２６に記憶されたデータは、画像形成回路１３を介して画像形成部１４で再生される。

こうしたデータとは別に、プロジェクタ１内のメモリ２５には、図２に示されるように、投影面の一部のみを線状に明るくするようなデータが格納されている。この線状の投光信号は、壁面３０を１本の線（線状の投影パターン３１）が、図示矢印Ｃ方向にシフトしていくような形で、順次投光方向を変化させる。そして、所定の位置にこの線状の信号が達すると、その位置をモニタしていたセンサ２１が反応し、入射光量が大きくなったという信号が該センサ２１から出力される。

このような構成のプロジェクタに於いて、該プロジェクタ１から壁面３０までの距離Ｌを求める方法について、図１及び図３を参照して説明する。

画像形成部１４では、メモリ２６に記録された画像データに基づく画像が形成される前に、メモリ２５に記録されている所定の画像がＣＰＵ１０から受け取られる。そして、図３（ａ）に示されるように、投影画像３５の一部である投影画像３１のみが明るくなるような画像が形成される。この画像は、画像形成回路１３及び画像形成部１４に電子的に切り換えられて、図３（ａ）に示されるような状態から、図３（ｂ）に示されるような状態に変化する。

図３（ａ）に示されるような状態にするには、図１に矢印３２ａで示されるような方向に明るい部分（投影パターン３１）が照射されるように、画像形成部１４の所定部分がランプ１２からの光で強く投影されるように画像形成が行われる。

この所定部分が、投影レンズ１６の光軸から右側に図示ｘだけシフトした部分であるならば、投影レンズ１６と受光レンズ２０の主点間距離をＢとし、投影レンズ１６の焦点距離をｆとすると、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／ｘ …（１）
の関係で、プロジェクタ１から壁面３０までの距離Ｌが求められる。このとき、センサ２１は受光レンズ２０の光軸上に配置されているものとする。

例えば、距離Ｌよりもプロジェクタ１に近い距離Ｌ₂ の位置に壁が存在すれば、図示矢印３２ａの方向ではなく、図示矢印３２ｂの方向に強い光が投影された時の方が、センサ２１には強い光３３が入射される。

次に、図４のフローチャートを参照して、このように構成されたプロジェクタ１のピント合わせの動作について説明する。尚、このピント合わせの動作は、ＣＰＵ１０によって制御される。

先ず、ピント合わせ動作に入ると、ステップＳ１にて、投影レンズ１６の焦点距離ｆを所定値にするために、該投影レンズ１６の繰り出し位置が所定の位置にリセットされる。次いで、ステップＳ２にて、上述したシフト量ｘが０にされる。そして、ステップＳ３にて、所定のシフト量Δｘずつインクリメントされる。

ステップＳ４では、上記ステップＳ３で得られたｘの位置に光点パターン（投影パターン３１）の投影が行われる。このとき、ステップＳ５にて、受光レンズ２０を介してセンサ２１に入射される光量Ｐｘがモニタされる。そして、ステップＳ６に於いて、所定のシフト量に到ったか否かが判定される。ここで、上記パターン投影光量Ｐｘが最大になるまで、上記ステップＳ３〜Ｓ６にて、Δｘのシフトとパターン投影光量Ｐｘのモニタが繰り返される。

上記ステップＳ６にて、上記パターン投影光量Ｐｘが最大になったならば、ステップＳ７に移行して、Ｐｘが最大値になったときのｘの位置ｘ₀ が検出される。次いで、ステップＳ８にて、上記（１）式に基づいて距離Ｌが求められる。更に、ステップＳ９では、この距離Ｌに対しピント合わせがなされるように、投影レンズ１６のピント合わせが行われる。

これは、レンズドライバ１５が制御されて、図示されないエンコーダによってピント合わせレンズの位置がＣＰＵ１０で判定されることによって行われるものである。このときのｘの位置と投影光量Ｐｘの関係は、図５（ａ）及び（ｂ）に示されるようなグラフで表すことができる。図５（ａ）及び（ｂ）に於いて、横軸は時間ｔであり、順次画像形成部１４の発光ポイントｘが変化していくことを示している。そして、所定のポイントｘ₀ に到達した時に、受光光量がピークになることを示している。この場合、ピーク値となるのは、後述する基準パターンＲＰ１の投影時である。

この時のｘの位置が、図４のフローチャートに於けるステップＳ７で求められるｘ₀ である。

尚、Δｘを細かくすると精度が上がるが、あまり細かくし過ぎると時間がかかってしまうので、Δｘは最初粗くしておき、おおまかな距離を求めてからΔｘを小さくして、更に細かい変化にして微調整するようにしても良い。

また、画像投影中に、例えば光源のランプ等の発熱によって投影レンズのピントがずれた場合等は、以下に示すような方法により、それを補正して正しいピント位置に設定をし直す。

図６は、画像形成部１４によって、投影画像３５の一部に基準パターンＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３を形成して投影した例を示したもので、（ａ）はｔ₁ のタイミング時、（ｂ）はｔ₂ のタイミング時、（ｃ）はｔ₃ のタイミング時の例を示した図である。

また、図７は、画像形成部１４によって、投影画像３５の一部にぼやけたパターンＲＰ１′、ＲＰ２′、ＲＰ３′を形成して投影した例を示したもので、（ａ）はｔ₁ のタイミング時、（ｂ）はｔ₂ のタイミング時、（ｃ）はｔ₃ のタイミング時の例を示した図である。

上述した図４に示されるようなフローチャートによってピントが正しく合っていれば、ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ のタイミングで、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、エッジのはっきりしたパターン（基準パターン）ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３を投影することができる。しかしながら、ピントが外れていると、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、エッジがぼやけたパターンＲＰ１′、ＲＰ２′、ＲＰ３′となる。

尚、図中ＳＥとして示した領域を受光素子２１がモニタしている場合は、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ のタイミングで明るい基準パターンの投影位置をシフトさせていくと、図８（ａ）のピントＯＫとなる特性曲線Ｅのように、受光光量は大きな変化を示し、ピントが合った高コントラストで投影されていることがわかる。

一方、ピントがずれている場合、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ のタイミングで、明るい基準パターンの投影位置をシフトさせていくと、図８（ａ）のピントＮＧとなる特性曲線Ｆのように、受光光量の変化は少なく、低コントラスト、すなわち、ピント外れを判定することができる。

また、すでに本来の画像が投影されている場合、図９（ａ）に示されるように、それが明るい画像である場合は、明るい基準パターンを合成して投影しても、受光光量変化を判別することができない。そうした場合は、暗い基準パターンを投影するようにしても良い。このとき、図９（ａ）に示されるように、投影画像４０はｔ₁ のタイミングでモニタ部分（ＲＰ１部４１）が暗くなるので、ピントが合った場合には光量ダウンが大きく、ピントが合っていない場合には光量ダウンが小さい。このように、状況によっては基準パターンは暗くしても良い。

更に、図１０（ａ）のように、元の投影画像４０が明るくも暗くもない場合には、図１０（ｂ）、（ｃ）に示されるように、暗いパターン、明るいパターンを基準パターンＲＰ１として順次投影して、その差によって図８（ａ）に示されるようなグラフを得るようにしても良い。このようなグラフによってコントラストを判定しながら、レンズのピント位置をシフトさせて、最もコントラストの高い所でレンズを停止させるようにすれば、常にピントの合った投影が可能となる。

ｔ₁ のタイミングで投影されるパターンの位置は、図５にＲＰ１として示されるもので、図４のフローチャートに於けるステップＳ７の、ピークが形成される位置（距離に相当）から決定され、受光素子のモニタ範囲ＳＥから、ｔ₂ ，ｔ₃ のタイミングで投影される基準パターンＲＰ２、ＲＰ３の位置が決定される。

また、投影される基準パターンを明るくするか暗くするかは、図１１に示されるようなフローチャートに従って決定される。

すなわち、ステップＳ１１にて、先ずスクリーンまでの距離から基準パターンＲＰ１のポイントが決定される。次いで、ステップＳ１２に於いて、その部分の画像の明るさが判定される。

ここで、例えば図９（ａ）に示されるように、所定の明るさよりも明るい場合には、ステップＳ１４へ移行して暗い基準パターンが投影される。また、図９（ｂ）に示されるように、所定の明るさより暗い場合にはステップＳ１３へ移行する。

このステップＳ１３に於いては、上述したポイントでの画像の明るさが、所定の明るさよりも暗いか否かが判定される。その結果、所定の明るさよりも暗い場合には、ステップＳ１５へ移行して暗い基準パターンが投影される。

更に、上記ステップＳ１２及びＳ１３に於いて、所定の明るさよりも明るくも暗くもないと判定された場合には、ステップＳ１６へ移行して、図１０（ｂ）、（ｃ）に示されるように、基準パターンが切り替えられて、上述したように、その差による判定が行われるようにする。

この合成画像の投影は、受光センサが判定可能な１００μｓｅｃオーダの瞬時に行われ、すぐに、図１０（ａ）に示されるような通常表示に戻るので、人（ユーザ）の眼には気付かずにコントラスト判定ができる。

図１２は、こうした場合の投影動作を説明するフローチャートである。

先ず、ステップＳ２１にて、ユーザによって選択された画像が投影される。次いで、ステップＳ２２に於いて、温度変化が温度検出部１７内の温度センサによって判定される。そして、温度変化があったならば、ステップＳ２３へ移行して、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるような、ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３の各パターンが、上記ステップＳ２１で投影されていた画像に重ねて、順次投影される。

次いで、ステップＳ２４にて、図８（ａ）または（ｂ）に示されるようなコントラスト判定の変化が検出される。ここで、高コントラストではないと判定された場合には、ステップＳ２５へ移行して微少なレンズ制御が行われる。これにより、所定のコントラストが得られれば、その位置にピント合わせが行われる。その後、上記ステップＳ２３へ移行する。

一方、上記ステップＳ２４にて高コントラストであると判定された場合は、ステップＳ２６に移行して、投影終了の操作が判定されるる。そして、投影終了と判定されるまで上記ステップＳ２１へ移行して、このレンズの制御が繰り返される。したがって、温度が変化して光学特性が変化しても、常に正しいピント位置にすることができる。

また、温度変化がなくとも、所定時間おきにピントの合わせ直しが行われるようにしてもよい。そのような工夫によって、ユーザがプロジェクタとスクリーンの位置を変更した場合でも、正しくピント合わせができるＡＦ機能付きプロジェクタを提供することが可能である。

このコントラスト判定の考え方によれば、ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ のタイミングでごく短時間の間にピントのずれ具合を判定することができ、撮影レンズを高速、且つ正確に制御することができる。

また、図１３（ａ）に示されるように、受光系を構成することも可能である。すなわち、受光センサが２１ａ〜２１ｃの３分割とされ、その前に３色のカラーフィルタ２０ａが配置されて、各色のバランスを検出することができるように構成する。すると、投影レンズ１６から白色光信号３１が投影された時の反射光量の差異によって、投影された面の色を判別することができる。

ところで、図１３（ｂ）に示されるように、投影レンズ１６投影された像の光をユーザ４５が覗くと、目に強い刺激を受けてしまう。こうしたユーザ４５が覗き込む場合の対策を含めた例を変形例として、以下、図１３（ｂ）及び図１４のフローチャートを参照して説明する。

図１３（ｂ）に示されるように、投影画像３５が投影されている時に、時おり基準光４２が投影される。これは、近距離に対象物（ユーザ）４５が存在してしている場合に、受光レンズ２０を介して受光素子５に反射光が入射される位置に相当する方向に、投影制御がなされる。

図１４のフローチャートに入ると、先ずステップＳ３１にて、受光センサ２１から出力される光量信号がモニタされる。次いで、ステップＳ３２にて所定時間が経過したか否かが判定される。ここで、所定時間が経過したならばステップＳ３３へ移行して上記受光センサからの光量変化の有無が判定される。ここで、変化が無い場合は上記ステップＳ３２へ移行し、変化があった場合にはステップＳ３４へ移行する。

ステップＳ３４では、白色光が図１３（ｂ）に示されるように、基準光４２として投影される。このとき、大きな光量が返ってくる場合は、図１３（ｂ）に示されるように、投影レンズ２０とスクリーンとの間に対象物（ユーザ）４５が存在すると考えられる。すなわち、ステップＳ３５にて近距離側の光量が判定されて、その結果、光量が大きいものであればステップＳ３６へ移行する。

但し、光量大となっていても、単にスクリーンが投影レンズ１６側に近くなっただけである可能性もある。そのため、図１３（ａ）に示されたような、３つの受光センサ２１ａ〜２１ｃの出力バランスから対象物の色を判定するようにしても良い。すなわち、ステップＳ３６では、投影されている光が白色であるか否かが判定される。ここで、白色のものでないと判定された場合は、スクリーンではないと判定できるので、ステップＳ３８に移行して、眩しさ対策のために光量ダウン制御が行われる。

一方、上記ステップＳ３６にて投影光が白色である場合、及び上記ステップＳ３５にて近距離側の投影光量が大きくない場合は、ステップＳ３７へ移行して、光量が元に戻される。

その後、ステップＳ３９にて、ユーザにより投影が終了される操作が行われるまで、上記ステップＳ３２〜Ｓ３９の動作が繰り返される。これによって、不意にユーザが投影レンズの方を覗いた場合も、眩しさを低減することができる。

このような工夫によって、簡単な構成で誤判断することなく、眩しさを対策することができる。

また、図１３（ａ）に示されるような受光系の構成を前提にすれば、図１５に示されるようなフローチャートに従って、壁の色が白でなくとも、色再現性のよい像の投影を行うことが可能となる。

以下、図１５のフローチャートに従って、色バランスを行う動作について説明する。

先ず、ステップＳ４１にて、図１３（ａ）に示されるように、白色光３１がスクリーンに投影される。次いで、ステップＳ５２にて、３つの受光センサ２１ａ〜２１ｃの出力のバランスが判定される。その結果、ステップＳ４３に於いて、それが白色スクリーンのバランスと等しいか否かが判定される。

ここで、白色スクリーンのバランスと等しいものである場合は、何も制御が行われないが、特定の色成分が強い場合には、ステップＳ４４に移行して、その色が抑えられた形態での投影が行われる。

この色の制御は、例えば、図１６（ａ）に示されるような構成の投光系を前提としている。

図１６（ａ）に於いて、ランプ１２からリフレクタ１２ａによって集光された光が、モータ５２により回転駆動されるカラーホイール５１を通過してライトガイド５３に導かれる。このライトガイド５３に導かれた光は、コンデンサレンズ５４を介して、ミラー５５及び５６により反射されて画像形成部（ＤＭＤ）１４に入射される。この画像形成部１４で形成された画像は、投影レンズ１６を介して投影される。

図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のカラーホイール５１と、光源のランプ１２との関係を示した図である。同図に於いて、カラーホイール５１は、３色のフィルタ及び白色のフィルタにより構成されている。そして、このカラーホイール５１が、例えば図示矢印Ｄ方向に回転するようになっていて、光源１２からリフレクタ１２ａによって集光された光が、該カラーホイール５１の何れかのフィルタを通過する。

上記画像形成部１４は、多数の分割されたミラー素子から構成されるもので、これにより画素が形成される。ミラー素子１４ａが図１７（ａ）に示されるような角度である場合は、投影レンズ１６に画像が導かれてその画素を明るくすることができる。一方、図１７（ｂ）に示されるような角度にミラー素子１４ａが制御された場合は、破線で示されるように、投影レンズに光が向かわないので、その画素を暗くすることができる。

カラーホイール５１のフィルタの何れの色を通過する時に、図１７（ａ）に示されるような状態にミラー素子１４ａを切り替える頻度によって、その色を明るくしたり暗くしたりすることができる。

ＣＰＵ１０は、モータ５２によってカラーホイール５１を回転制御させると共に、画像形成部１４の制御を画像形成回路１３を介して行う。そして、例えば、赤色を抑える場合には、赤色のフィルタを通して像が投影されるタイミングで画素を構成する微小なミラー素子１４ａが、図１７（ａ）に示される角度になる頻度より、図１７（ｂ）に示される角度になる頻度の方を増加させれば良い。

この場合、初めに基準となる白色光が投影される（白色フィルタを通す）。そして、その時の反射光が、本来白いスクリーンに投影した場合に返ってくるバランスと同じ色配分になるように、各フィルタ透過の投影光投影の比率を増減させる。

このように、本実施形態によれば、プロジェクタの光投影機能を有効に利用し、単純なカラーフィルタを介した受光素子を設けるだけで、どのような壁面に投影しても、色再現性の良好な画像を得ることが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

この発明の第１の実施形態に係るプロジェクタの電気回路の構成を示すブロック図である。 画像データが入力される例を示したもので、プロジェクタ１に接続されたカメラ２から入力される場合の接続例を示した図である。 図１のプロジェクタ１から壁面３０までの距離Ｌを求める方法について説明するもので、投影パターン３１の変化の例を示した図である。 プロジェクタ１のピント合わせの動作について説明するフローチャートである。 図１の画像形成部１４上のｘの位置とセンサ２１上に入射される光量Ｐｘとの関係を説明するグラフである。 画像形成部１４によって、投影画像３５の一部に基準パターンＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３を形成して投影した例を示したもので、（ａ）はｔ₁ のタイミング時、（ｂ）はｔ₂ のタイミング時、（ｃ）はｔ₃ のタイミング時の例を示した図である。 画像形成部１４によって、投影画像３５の一部にぼやけたパターンＲＰ１′、ＲＰ２′、ＲＰ３′を形成して投影した例を示したもので、（ａ）はｔ₁ のタイミング時、（ｂ）はｔ₂ のタイミング時、（ｃ）はｔ₃ のタイミング時の例を示した図である。 ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ のタイミング時の受光光量との関係を示した特性図である。 （ａ）は投影画像が明るい場合の基準パターンの例を示した図、（ｂ）は投影画像が暗い場合の基準パターンの例を示した図である。 元の投影画像が明るくも暗くもない場合の基準パターンについて説明する図である。 基準パターン選択の動作を説明するフローチャートである。 この発明の一実施形態に於けるプロジェクタの投影動作を説明するフローチャートである。 図１のプロジェクタに於ける受光系の他の構成を示した図である。 図１３の構成の受光系を有するプロジェクタの投影動作を説明するフローチャートである。 色バランスを行う動作について説明するフローチャートである。 図１５の色バランスの動作を実現するためのプロジェクタの透光系を示した図である。 図１６（ａ）の画像形成部１４の角度について説明する図である。

符号の説明

１…プロジェクタ、２…カメラ、１０…制御部（ＣＰＵ）、１１…光源回路、１２…ランプ、１３…画像形成回路、１４…画像形成部、１５…レンズドライバ（ＬＤ）、１６…投影レンズ、１７…温度検出部、２０…受光レンズ、２１…受光センサ、２２…光量判定回路、２３…操作スイッチ群、２５、２６…メモリ、３０…壁面、３１、３３…投影パターン、３５…投影画像、ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３…基準パターン。

Claims (13)

1. 投影レンズを介して選択された画像を投影面に向けて投影するプロジェクタに於いて、
   上記選択画像に基準画像を合成した画像を形成する基準画像合成手段と、
   上記選択画像に代えて、所定のタイミングで上記合成画像を上記投影面に向けて投影する切り替え手段と、
   上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、
   上記受光手段の受光結果に応じて、投影状態を制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とするプロジェクタ。
2. 上記制御手段は、上記反射光に応じて投影レンズの焦点状態を調整することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 上記制御手段は、上記反射光に応じて投影光量を調整することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
4. 上記基準画像合成手段は複数種類の異なる合成画像を形成し、上記切り替え手段は上記複数種類の合成画像を順次投影し、上記制御手段は上記受光手段の受光結果の変化に応じて、上記投影状態を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
5. 上記基準画像合成手段は、上記基準画像を合成する上記選択画像の明るさによって合成する基準画像を選択することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
6. 上記受光手段はカラーフィルタを含み、上記制御手段は受光量と色成分に基づいて投影光量を切り替えるように制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
7. 投影レンズを介して選択された画像を投影面に向けて投影するプロジェクタに於いて、
   上記選択画像に複数種類の異なる基準画像を合成した画像を形成する基準画像合成手段と、
   上記選択画像に代えて、所定のタイミングで上記複数種類の合成画像を上記投影面に向けて順次投影する切り替え手段と、
   上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、
   上記受光手段の受光結果の変化に応じて、投影状態を制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とするプロジェクタ。
8. 選択された画像を投影面に向けて投影する投影手段と、
   上記選択された画像に基準画像を合成した画像を形成する基準画像合成手段と、
   所定のタイミングで上記選択された画像から上記合成画像を切り替えて上記投影面に向けて投影する切り替え手段と、
   上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、
   上記受光手段の受光結果に応じて、投影状態を制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とするプロジェクタ。
9. 上記制御手段は、上記反射光に応じて投影光量を調整することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
10. 上記基準画像合成手段は複数種類の異なる合成画像を形成し、上記切り替え手段は上記複数種類の合成画像を順次投影し、上記制御手段は上記受光手段の受光結果の変化に応じて、上記投影状態を制御することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
11. 上記基準画像合成手段は、上記基準画像を合成する上記選択された画像の明るさに基づいて合成する基準画像を選択することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
12. 上記受光手段は少なくとも１つのカラーフィルタを含み、上記制御手段は上記受光手段で受光された受光量と色成分に基づいて上記投影手段から投影される光量を制御することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
13. 投影レンズを介して選択された画像を投影面に向けて投影するプロジェクタに於いて、
    上記選択画像の明るさに応じて基準画像を選択し、該選択した基準画像を上記選択画像に合成した画像を形成する基準画像合成手段と、
    上記選択画像に代えて、所定のタイミングで上記合成画像を上記投影面に向けて投影する切り替え手段と、
    上記合成画像の上記投影面からの反射光を受光する受光手段と、
    上記受光手段の受光結果に応じて、投影状態を制御する制御手段と、
    を具備することを特徴とするプロジェクタ。

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