JP2006162995A - 画像投射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】用途に応じたスクリーンの特性との関係で投射光の光量を最適に設定する。
【解決手段】スクリーン27に画像を投射する画像投射装置1は、画像の情報を出力するソース手段10と画像を投影するプロジェクタ3を有する。プロジェクタ3は、ソース手段からの情報に基づいて画像を形成する画像形成手段20と、投射光を射出するランプ29と、スクリーンの反射光量を測定する光検出手段と、投射光の光量を制御する光量制御手段30を備えた。光検出手段で測定した反射光量が予め定めた既定光量より大きいと指向性の高い特殊スクリーンを用いたホームシアターシーンと判定して、光量制御手段で投射光の光量を下げる。反射光量が既定光量より小さいと散乱光の多いマット型スクリーンを用いたプレゼンテーションシーンと判定して、光量制御手段で投射光の光量を上げる。
【選択図】 図1
【解決手段】スクリーン27に画像を投射する画像投射装置1は、画像の情報を出力するソース手段10と画像を投影するプロジェクタ3を有する。プロジェクタ3は、ソース手段からの情報に基づいて画像を形成する画像形成手段20と、投射光を射出するランプ29と、スクリーンの反射光量を測定する光検出手段と、投射光の光量を制御する光量制御手段30を備えた。光検出手段で測定した反射光量が予め定めた既定光量より大きいと指向性の高い特殊スクリーンを用いたホームシアターシーンと判定して、光量制御手段で投射光の光量を下げる。反射光量が既定光量より小さいと散乱光の多いマット型スクリーンを用いたプレゼンテーションシーンと判定して、光量制御手段で投射光の光量を上げる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えばVCD(ビジュアルコンパクトディスク)やDVD(デジタルビデオディスク)やパソコン等の画像や表示データ等をスクリーンに投射して再生するための画像投射装置に関する。
近年、プロジェクタを用いてスクリーンに各種画像を投射して画像を再生する画像投射装置が多種の用途に用いられている。画像投射装置を用いてスクリーンへ画像の投射を行う場合、例えばビジネスユースとして、会議室等においてパソコンで作成したグラフ等の資料画像をプロジェクタで壁やマット型スクリーン等に拡大投射してユーザや顧客等に説明するプレゼンテーションとしての用途がある。或いは、例えばホームシアターとして、家庭等においてVCDやDVD等の映像ソフトをプロジェクタでスクリーンに投射して一人または数人で鑑賞するパーソナルユースとしての用途もある。
前者の用途では多人数の観察者がいることが多いため、大画面で投影する必要がある。しかも、投射画像は主としてグラフ等の図形や文字等が多く、マイクロホン等を通して説明を行いプロジェクターに内蔵するスピーカ等は使用しない場合が多い。しかも、室内照明等も点灯しているために明るい画像が必要になり、コントラストを上げるために大きな光量を要すが、あまり鮮明な色調は要求されない。この場合、光源の光量を大きくするために光源冷却用のファンの音等が大きくてなっても障害にはならない。
他方、後者では、ビデオ映画やテレビドラマやビデオカメラで撮影した映像等を投射し、プロジェクタに内蔵するスピーカを通して音声も再生して鑑賞する。また室内照明を落としたり室外光を遮光した比較的暗い状態で鑑賞することも多く、鮮明な色調を再現することが要求される。また、室内という環境から近距離であまり大きくない画像を投影するため、光量は前者と比較して比較的小さく設定できる。そして静寂な環境で鑑賞するために、冷却用ファンの騒音等は極力抑える必要がある。
前者の用途では多人数の観察者がいることが多いため、大画面で投影する必要がある。しかも、投射画像は主としてグラフ等の図形や文字等が多く、マイクロホン等を通して説明を行いプロジェクターに内蔵するスピーカ等は使用しない場合が多い。しかも、室内照明等も点灯しているために明るい画像が必要になり、コントラストを上げるために大きな光量を要すが、あまり鮮明な色調は要求されない。この場合、光源の光量を大きくするために光源冷却用のファンの音等が大きくてなっても障害にはならない。
他方、後者では、ビデオ映画やテレビドラマやビデオカメラで撮影した映像等を投射し、プロジェクタに内蔵するスピーカを通して音声も再生して鑑賞する。また室内照明を落としたり室外光を遮光した比較的暗い状態で鑑賞することも多く、鮮明な色調を再現することが要求される。また、室内という環境から近距離であまり大きくない画像を投影するため、光量は前者と比較して比較的小さく設定できる。そして静寂な環境で鑑賞するために、冷却用ファンの騒音等は極力抑える必要がある。
上述のように、画像投射装置を用いてスクリーンに画像を投射するといっても、用途がプレゼンテーションかホームシアターかによって設定すべき条件は光量、色調、明るさ、静寂さ等が大きく相違する。しかも、画像を投射するスクリーンが反射光を散乱させる度合いが高い壁を含むマット型スクリーンか、或いは反射光の指向性が高く解像度の高い画像を再生できる特殊スクリーンかによって上述の設定すべき条件が大きく相違する。従来、これらは全て操作者がスクリーンを確認し、スクリーンの特性や画像投射装置の用途に適合するように投射条件を手動で設定したり調整していた。
これに対し、例えば特許文献1に記載されたものでは、ビデオカメラにマルチコネクタを設け、多種のアクセサリーのいずれかを接続するとアクセサリ識別用端子によってどのアクセサリが装着されたかを自動的に識別する発明が提案されている。そして、接続されたアクセサリに適した動作モードを自動的に選択するとしている。また、特許文献2では、プロジェクタ内の光源ランプ近傍に温度センサを設け、温度センサによる測定値が既定値を超えた場合にランプの光量を低減させるか、冷却力を増大させるかの予め設定したいずれかのモードを自動的に選択してランプを保護している。
特開平6−343137号公報
特開2003−15224号公報
これに対し、例えば特許文献1に記載されたものでは、ビデオカメラにマルチコネクタを設け、多種のアクセサリーのいずれかを接続するとアクセサリ識別用端子によってどのアクセサリが装着されたかを自動的に識別する発明が提案されている。そして、接続されたアクセサリに適した動作モードを自動的に選択するとしている。また、特許文献2では、プロジェクタ内の光源ランプ近傍に温度センサを設け、温度センサによる測定値が既定値を超えた場合にランプの光量を低減させるか、冷却力を増大させるかの予め設定したいずれかのモードを自動的に選択してランプを保護している。
しかしながら、前記特許文献1、2に記載の装置は、いずれもプロジェクタで投射する画像の光量や明るさ等の条件をスクリーンや環境との関係で自動的に調整するというものではなかった。しかも両者は画像投射装置とスクリーンとの関係をきめ細かく制御するものでもなかった。また後者にあっては、選択すべきモード設定を操作者が予め行うものであり、煩雑であった。
本発明は、このような実情に鑑みて、その用途に応じてスクリーンの特性との関係で画像を投射するための条件を最適な状態に自動的に設定できるようにした画像投射装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、用途に応じて画像を投射するための光量を自動的に調整できるようにした画像投射装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、スクリーンの種類を自動的に判別できるようにした画像投射装置を提供することである。
本発明の他の目的は、用途に応じて画像を投射するための光量を自動的に調整できるようにした画像投射装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、スクリーンの種類を自動的に判別できるようにした画像投射装置を提供することである。
本発明による画像投射装置は、スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段で形成された画像をスクリーンに投射するための投射光を射出する光源と、スクリーンに投射する投射光の反射特性を検出する検出手段と、該検出手段で検出した反射特性に従ってスクリーンに投射する画像の明るさを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
スクリーンの反射特性は拡散光の多いマット型スクリーンや指向性の高い特殊スクリーンによって相違し、これらスクリーンの特性を検出手段で検出することで、拡散光が多いマット型スクリーンの場合には投射光の光量を比較的大きくして画像の明るさを上げ、指向性の高いスクリーンの場合には投射光の光量を比較的小さくして画像の明るさを下げることで見やすくエネルギー消費の無駄のない投射を行える。
ここで、検出手段として距離測定手段や光量検出手段を含み、制御手段として光量制御手段や画像形成手段やCPU等を含む。
スクリーンの反射特性は拡散光の多いマット型スクリーンや指向性の高い特殊スクリーンによって相違し、これらスクリーンの特性を検出手段で検出することで、拡散光が多いマット型スクリーンの場合には投射光の光量を比較的大きくして画像の明るさを上げ、指向性の高いスクリーンの場合には投射光の光量を比較的小さくして画像の明るさを下げることで見やすくエネルギー消費の無駄のない投射を行える。
ここで、検出手段として距離測定手段や光量検出手段を含み、制御手段として光量制御手段や画像形成手段やCPU等を含む。
また、検出手段はスクリーンの表面に反射特性を向上させる光学手段があるか否か、またスクリーン表面での反射特性の差異を判定するものであってもよい。
光学手段の有無や差異によって投射光の光量を調整して画像の明るさを制御できる。この場合、光学手段とはスクリーンの表面に設けたフレネルレンズ、ビーズ、偏向ビーズ、コーナーキューブ等であり、マット型スクリーンと比較して反射光の拡散を抑制して指向性を高めることができる。
また、検出手段は、画像投射装置の基準光を投射した際の反射特性に従って光学手段を判定するようにしてもよい。
同一光量の基準光に対する反射特性を判定することで反射特性の差異を識別できる。
光学手段の有無や差異によって投射光の光量を調整して画像の明るさを制御できる。この場合、光学手段とはスクリーンの表面に設けたフレネルレンズ、ビーズ、偏向ビーズ、コーナーキューブ等であり、マット型スクリーンと比較して反射光の拡散を抑制して指向性を高めることができる。
また、検出手段は、画像投射装置の基準光を投射した際の反射特性に従って光学手段を判定するようにしてもよい。
同一光量の基準光に対する反射特性を判定することで反射特性の差異を識別できる。
本発明による画像投射装置は、スクリーンに画像を投射して画像を再生する画像投射装置において、スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、該ソース手段から出力された情報に基づいて音声を再生する音声再生手段と、ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段で形成された画像をスクリーンに投射するための投射光を射出する光源と、音声再生手段への音声入力の有無に基づいて光源の光量を調整する光量制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明では、画像投射装置における音声再生手段の音声入力の有無によって、プレゼンテーション等の音声再生を必要としない画像の投射を主とするシーンでの使用か、ホームシアター等の画像と音声再生を主とするシーンでの使用かを判別して、前者の場合には比較的明るい空間で画像を観察するために室内照明等の外光とのコントラストを高くするために光量制御手段で光量を増大させ、後者の場合には比較的暗い空間で色調を重視して鑑賞するために光量を低下させる。これによって各用途やシーンに応じた光量による投射に自動調整できる。
本発明では、画像投射装置における音声再生手段の音声入力の有無によって、プレゼンテーション等の音声再生を必要としない画像の投射を主とするシーンでの使用か、ホームシアター等の画像と音声再生を主とするシーンでの使用かを判別して、前者の場合には比較的明るい空間で画像を観察するために室内照明等の外光とのコントラストを高くするために光量制御手段で光量を増大させ、後者の場合には比較的暗い空間で色調を重視して鑑賞するために光量を低下させる。これによって各用途やシーンに応じた光量による投射に自動調整できる。
また、音声再生手段への音声入力があった場合に、予め設定された音量変化範囲に基づいて光量調整を行うことが好ましい。
この場合には、プレゼンテーションシーン等では主として説明や解説を行うために音量変化が比較的小さいことを考慮して光量を増大させ、ホームシアターシーン等ではせりふや効果音等のために音量変化が大きいことを考慮して光量を低下させるように光量制御手段で調整する。
また、スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段を更に備え、該光量検出手段で検出した光量に基づいてスクリーンの種類を判別して光量制御手段によって光量調整を行うようにしてもよい。
スクリーンにおける反射特性を検出してマット型スクリーンか特殊スクリーンかを判別し、前者と判別した場合には拡散光が多いために光量を増大させ、後者では指向性が高いために光量を低下させる。
また、光量検出手段によってスクリーンが反射光の指向性が高い特殊スクリーンであると判定した場合には光量を低下させるよう調整する。
特殊スクリーンでは、投射光の光量を低下させてもスクリーンでの反射光の指向性が高いために明るい鮮明な画像を再現できる。
この場合には、プレゼンテーションシーン等では主として説明や解説を行うために音量変化が比較的小さいことを考慮して光量を増大させ、ホームシアターシーン等ではせりふや効果音等のために音量変化が大きいことを考慮して光量を低下させるように光量制御手段で調整する。
また、スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段を更に備え、該光量検出手段で検出した光量に基づいてスクリーンの種類を判別して光量制御手段によって光量調整を行うようにしてもよい。
スクリーンにおける反射特性を検出してマット型スクリーンか特殊スクリーンかを判別し、前者と判別した場合には拡散光が多いために光量を増大させ、後者では指向性が高いために光量を低下させる。
また、光量検出手段によってスクリーンが反射光の指向性が高い特殊スクリーンであると判定した場合には光量を低下させるよう調整する。
特殊スクリーンでは、投射光の光量を低下させてもスクリーンでの反射光の指向性が高いために明るい鮮明な画像を再現できる。
また、画像形成手段にはカラーホイールが設けられており、光量を増加させる場合にはカラーホイールの白色セグメントを透過する投射光を増大させ、光量を低下させる場合には赤色、緑色及び青色セグメントを透過する投射光を増大させるようにしてもよい。
白色セグメントを透過する投射光を増大させた場合にはスクリーン上の画像の明るさを上げることができ、室内照明等の外光が高くてもコントラストを大きく設定できてプレゼンテーションシーン等に好ましく、赤色、緑色及び青色セグメントを透過する投射光を増大させる場合には光量は低下するが色調のよい画像を再生できてホームシアターシーン等に好ましい。
また、光源以外の周囲からスクリーンに照射される外光を検出する外光センサを更に備え、光源からスクリーンに投射する投射光と外光との明暗に基づいて、光源の光量を調整するようにしてもよい。
外光が明るい場合には光源の光量を増大させてスクリーン上の画像のコントラストを高くし、外光が比較的暗い場合には光源の光量を低下させてもスクリーン上の画像のコントラストを高く維持でき色調の再現と省エネルギーに好ましい。
また、光源を送風冷却する送風手段を備え、光源の光量を増大させる場合には送風手段の送風量を増加させ、光源の光量を低減させる場合には送風手段の送風量を減少させるようにしてもよい。
これによって光量の変化に応じて送風量を調整できるために、光源の過熱を抑制して寿命の安定を図ることができる。
白色セグメントを透過する投射光を増大させた場合にはスクリーン上の画像の明るさを上げることができ、室内照明等の外光が高くてもコントラストを大きく設定できてプレゼンテーションシーン等に好ましく、赤色、緑色及び青色セグメントを透過する投射光を増大させる場合には光量は低下するが色調のよい画像を再生できてホームシアターシーン等に好ましい。
また、光源以外の周囲からスクリーンに照射される外光を検出する外光センサを更に備え、光源からスクリーンに投射する投射光と外光との明暗に基づいて、光源の光量を調整するようにしてもよい。
外光が明るい場合には光源の光量を増大させてスクリーン上の画像のコントラストを高くし、外光が比較的暗い場合には光源の光量を低下させてもスクリーン上の画像のコントラストを高く維持でき色調の再現と省エネルギーに好ましい。
また、光源を送風冷却する送風手段を備え、光源の光量を増大させる場合には送風手段の送風量を増加させ、光源の光量を低減させる場合には送風手段の送風量を減少させるようにしてもよい。
これによって光量の変化に応じて送風量を調整できるために、光源の過熱を抑制して寿命の安定を図ることができる。
本発明による画像投射装置は、スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により形成された画像をスクリーンに投射する光源と、画像形投射装置からスクリーンまでの距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段により測定した距離に基づいて光源の光量を調整する光量制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明では、距離測定手段によって画像投射装置からスクリーンまでの距離を測定し、測定距離が予め定めた所定距離よりも遠い場合にはプレゼンテーション等の遠距離投影シーンであると判定し、光量制御手段により光源の光量を増大させ、測定距離が所定距離よりも近い場合にはホームシアター等の近距離投影シーンであると判定し、光量制御手段により光源の光量を減少させることで、各シーンを投射距離に応じて判別して光量を自動的に調整できる。
本発明では、距離測定手段によって画像投射装置からスクリーンまでの距離を測定し、測定距離が予め定めた所定距離よりも遠い場合にはプレゼンテーション等の遠距離投影シーンであると判定し、光量制御手段により光源の光量を増大させ、測定距離が所定距離よりも近い場合にはホームシアター等の近距離投影シーンであると判定し、光量制御手段により光源の光量を減少させることで、各シーンを投射距離に応じて判別して光量を自動的に調整できる。
また、スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段を更に備え、距離測定手段により測定した測定距離が予め設定した所定距離よりも短く且つ光量検出手段で検出した反射光量に基づくスクリーンからの反射光の反射率が所定値より大きい場合に、光源の光量を低下させるようにしてもよい。
投射距離(測定距離)が所定距離より短い場合でも、部屋が狭かったり観察者が少ない場合等に近距離投射によるプレゼンテーションシーンがあることを考慮したものであり、スクリーンからの反射光の反射率が所定値より大きい場合には反射光の指向性が高い特殊スクリーンを用いていてホームシアターシーンであると判定して、光源の光量を低下させる。これに対し、投射距離(測定距離)が所定距離より短い場合でも、スクリーンからの反射光の反射率が所定値以下の場合には拡散光の多い一般的スクリーンを用いているためにプレゼンテーションシーンと判別して光量を低下させずに光量を増大させる。
反射率が所定値より大きいか否かによって、スクリーンが散乱光の多いマット型スクリーンか指向性の高い特殊スクリーンかを判定するようにしてもよい。
反射率が所定値より大きい場合には、指向性の高い特殊スクリーンであると判定する。
投射距離(測定距離)が所定距離より短い場合でも、部屋が狭かったり観察者が少ない場合等に近距離投射によるプレゼンテーションシーンがあることを考慮したものであり、スクリーンからの反射光の反射率が所定値より大きい場合には反射光の指向性が高い特殊スクリーンを用いていてホームシアターシーンであると判定して、光源の光量を低下させる。これに対し、投射距離(測定距離)が所定距離より短い場合でも、スクリーンからの反射光の反射率が所定値以下の場合には拡散光の多い一般的スクリーンを用いているためにプレゼンテーションシーンと判別して光量を低下させずに光量を増大させる。
反射率が所定値より大きいか否かによって、スクリーンが散乱光の多いマット型スクリーンか指向性の高い特殊スクリーンかを判定するようにしてもよい。
反射率が所定値より大きい場合には、指向性の高い特殊スクリーンであると判定する。
本発明による画像投射装置は、スクリーンに画像を投射して画像を再生する画像投射装置において、スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により形成された画像をスクリーンに投射する光源と、スクリーン上の複数位置において該スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段と、該光量検出手段で得た複数位置の反射光量の変化のパターンからスクリーンの種類を判定するスクリーン判定手段とを備えたことを特徴とする。
本発明では、光源から基準光を複数の光点へ順次投射してスクリーン上の複数位置での反射光量の検出を行い、得られた光量検出データから反射光量の変化のパターンを形成し、スクリーン判別手段において予めメモリされている一般的スクリーンや特殊スクリーン等の複数種類のスクリーンにおける反射光量の変化のパターンとの比較でスクリーンの種類を判別できる。例えばスクリーンの上下方向に所定間隔をなす光点での反射光量を光量検出手段で検出し、例えば白壁やマット型等の一般的スクリーンではその上下方向に中央部をピークとするなだらかな山形パターンを形成するが、特殊スクリーンでは指向性が高いために中央部より上方向に反射光量のピーク値がずれてその周辺の光量が他より高いという略U字形の急峻な山形パターンを形成するために判別可能である。
本発明では、光源から基準光を複数の光点へ順次投射してスクリーン上の複数位置での反射光量の検出を行い、得られた光量検出データから反射光量の変化のパターンを形成し、スクリーン判別手段において予めメモリされている一般的スクリーンや特殊スクリーン等の複数種類のスクリーンにおける反射光量の変化のパターンとの比較でスクリーンの種類を判別できる。例えばスクリーンの上下方向に所定間隔をなす光点での反射光量を光量検出手段で検出し、例えば白壁やマット型等の一般的スクリーンではその上下方向に中央部をピークとするなだらかな山形パターンを形成するが、特殊スクリーンでは指向性が高いために中央部より上方向に反射光量のピーク値がずれてその周辺の光量が他より高いという略U字形の急峻な山形パターンを形成するために判別可能である。
本発明による画像投射装置は、スクリーンに画像を投射して画像を再生する画像投射装置において、スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により形成された画像をスクリーンに投射する光源と、この光源から投射する画像投射用の投射光の光量を制御する光量制御手段とを有する画像投射装置本体と、該画像投射装置本体と分離されていて少なくとも光量制御手段を遠隔操作する遠隔操作手段とを備え、該遠隔操作手段には、スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段と、反射光量に基づいて光源から投射すべき光量を設定して画像投射装置本体に設けた光量制御手段を遠隔操作する判定制御手段とが設けられていることを特徴とする。
本発明では、遠隔操作手段は操作者等が画像投射装置本体のON,OFF等の操作を赤外光等を照射して遠隔で行うものであると共に、画像投射装置本体からスクリーンに投射された基準光の反射光を遠隔操作手段の光量検出手段で受光して測定し、受光量に基づいてプレゼンテーションシーンかホームシアターシーンかを判定制御手段で判定し、前者の場合には明るさ重視であるために光源の光量を増大させ、後者の場合には明るさよりも色調重視であるから光量を低下させるように、画像投射装置本体の光量制御手段を遠隔操作する。そのため遠隔操作手段と画像投射装置本体との間でスクリーンを介して双方向交信を行える。
本発明では、遠隔操作手段は操作者等が画像投射装置本体のON,OFF等の操作を赤外光等を照射して遠隔で行うものであると共に、画像投射装置本体からスクリーンに投射された基準光の反射光を遠隔操作手段の光量検出手段で受光して測定し、受光量に基づいてプレゼンテーションシーンかホームシアターシーンかを判定制御手段で判定し、前者の場合には明るさ重視であるために光源の光量を増大させ、後者の場合には明るさよりも色調重視であるから光量を低下させるように、画像投射装置本体の光量制御手段を遠隔操作する。そのため遠隔操作手段と画像投射装置本体との間でスクリーンを介して双方向交信を行える。
その際、遠隔操作手段には、光量検出手段で得た反射光量からスクリーンの種類を判定するスクリーン判定手段を更に備えていることが好ましい。
スクリーンの反射光量によってスクリーンがマット型スクリーンか特殊スクリーンかを判別し、これによって光源から投射する光量を調整するよう光量制御手段に赤外光等で指示を出すことができる。
スクリーンの反射光量によってスクリーンがマット型スクリーンか特殊スクリーンかを判別し、これによって光源から投射する光量を調整するよう光量制御手段に赤外光等で指示を出すことができる。
本発明による画像投射装置は、スクリーンに画像を投射して画像を再生する画像投射装置において、スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により形成された画像をスクリーンに投射する光源と、スクリーンへ投射する投射光の光量を制御する光量制御手段と、スクリーン上の反射光量を検出する光量検出手段と、該光量検出手段で得た複数の反射光量のコントラスト値を求めるコントラスト判定手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、例えばスクリーンに投射する白色画像と黒色画像の各反射光量を光量検出手段で検出してコントラスト判定手段でコントラストを求め、これに応じてコントラスト値が所望の値になるように投射光の光量を光量制御手段で制御したり、或いは反射率の差異等からスクリーンの種類を判定したりできる。光量制御手段は画像形成素子によって投射光をスクリーンへ反射させる回数を制御する画像形成手段によって構成してもよい。
本発明によれば、例えばスクリーンに投射する白色画像と黒色画像の各反射光量を光量検出手段で検出してコントラスト判定手段でコントラストを求め、これに応じてコントラスト値が所望の値になるように投射光の光量を光量制御手段で制御したり、或いは反射率の差異等からスクリーンの種類を判定したりできる。光量制御手段は画像形成素子によって投射光をスクリーンへ反射させる回数を制御する画像形成手段によって構成してもよい。
また、コントラスト判定手段で求めたコントラスト値が予め定めた所定値になるように光量検出手段で得た複数の反射光量の少なくともいずれかを光量制御手段によって調整するようにしてもよい。
これによってスクリーン上における例えば黒色画像と白色画像等のコントラストを調整できる。黒色画像と白色画像の反射光量のいずれか一方または両方を調整することでコントラスト値を所望の値に設定する。
また、画像投射装置を遠隔操作するための遠隔操作手段を更に備え、光量検出手段とコントラスト判定手段は遠隔操作手段に搭載されていてもよい。
遠隔操作手段でスクリーンにおける複数の反射光量からコントラスト値を判定して所定値になるよう光量制御手段を遠隔操作することができる。
これによってスクリーン上における例えば黒色画像と白色画像等のコントラストを調整できる。黒色画像と白色画像の反射光量のいずれか一方または両方を調整することでコントラスト値を所望の値に設定する。
また、画像投射装置を遠隔操作するための遠隔操作手段を更に備え、光量検出手段とコントラスト判定手段は遠隔操作手段に搭載されていてもよい。
遠隔操作手段でスクリーンにおける複数の反射光量からコントラスト値を判定して所定値になるよう光量制御手段を遠隔操作することができる。
本発明による画像投射装置によれば、スクリーンの反射特性、音声入力の有無、或いはスクリーンまでの距離等に基づいて、画像投射装置の使用状態に応じて最適なモード選択を行うことができ、無駄なく見やすい適切な画像を観察できるようにスクリーンに投射する投射光の光量や明るさを自動的に増減制御して見やすい画像に制御できる。
以下、本発明の各実施の形態による画像投射装置を添付図面により説明する。
図1乃至図12は第一の実施の形態による画像投射装置を示すものであり、図1はマルチメディア再生装置の要部構成を示すブロック図、図2はカラープロジェクタ部分の要部斜視図であり,(a)はカラーホイール、(b)はDMD、図3はマット型スクリーンにプロジェクタの投射光を投射した状態を示す図、図4(a)はビーズ型スクリーン、(b)はコーナーキューブ型スクリーンを示す図、図5(a)はフレネルレンズ型スクリーン、(b)は偏向ビーズ型スクリーンを示す図、図6(a)、(b)は距離測定センサを示す図、図7(a)はフレネルレンズ型スクリーンに基準光を照射した状態の図、(b)は基準光を照射するスクリーン上の光点を示す図、図8(a)、(b)はフレネルレンズ型スクリーン、マット型スクリーンの反射光量パターンを示す図、図9(a)はプレゼンテーションシーンを示す図、(b)はホームシアターシーンを示す図、図10はプロジェクタによる投影シーンがプレゼンテーションかホームシアターかを判別するフローチャート、図11はビーズ型またはコーナーキューブ型スクリーンを判別するためのフローチャート、図12は偏向型スクリーンを判別するためのフローチャートである。
本発明の第一実施形態によるマルチメディア再生装置1について説明する前に、その主たる用途に付いて説明する。本実施形態によるマルチメディア再生装置1の用途は、代表的なものとして図9(a)に示すプレゼンテーションシステムと、(b)に示すホームシアターシステムとがある。
図1乃至図12は第一の実施の形態による画像投射装置を示すものであり、図1はマルチメディア再生装置の要部構成を示すブロック図、図2はカラープロジェクタ部分の要部斜視図であり,(a)はカラーホイール、(b)はDMD、図3はマット型スクリーンにプロジェクタの投射光を投射した状態を示す図、図4(a)はビーズ型スクリーン、(b)はコーナーキューブ型スクリーンを示す図、図5(a)はフレネルレンズ型スクリーン、(b)は偏向ビーズ型スクリーンを示す図、図6(a)、(b)は距離測定センサを示す図、図7(a)はフレネルレンズ型スクリーンに基準光を照射した状態の図、(b)は基準光を照射するスクリーン上の光点を示す図、図8(a)、(b)はフレネルレンズ型スクリーン、マット型スクリーンの反射光量パターンを示す図、図9(a)はプレゼンテーションシーンを示す図、(b)はホームシアターシーンを示す図、図10はプロジェクタによる投影シーンがプレゼンテーションかホームシアターかを判別するフローチャート、図11はビーズ型またはコーナーキューブ型スクリーンを判別するためのフローチャート、図12は偏向型スクリーンを判別するためのフローチャートである。
本発明の第一実施形態によるマルチメディア再生装置1について説明する前に、その主たる用途に付いて説明する。本実施形態によるマルチメディア再生装置1の用途は、代表的なものとして図9(a)に示すプレゼンテーションシステムと、(b)に示すホームシアターシステムとがある。
図9(a)に示すプレゼンテーションシステムでは、ソース手段としてのパソコン2で作成したグラフ等の資料画像の表示データを投射型のプロジェクタ3に送信し、プロジェクタ3によって壁または壁等に取付けたマット型スクリーン4に投射する。この用途は主としてビジネスユースであり、会議室等において電灯等の室内照明38を点灯した明るい室内環境(外光)下で、多数の顧客等の観察者に図示しないマイクロホン等を用いて説明者が口頭で説明する。プロジェクタ3に内蔵するスピーカは基本的に使用しない。
また図9(b)に示すホームシアターシステムでは、家庭の室内で例えばポータブルDVDプレーヤ等のソース手段としてのAV機器5で再生した画像情報と音声情報の各信号をプロジェクタ3に送り、プロジェクタ3によって専用スクリーン、ここではマット型スクリーン4と比較して反射特性と反射光の指向性に優れた特殊スクリーン6に投射して鑑賞する。また、室内の照明を落としたり、カーテンを閉めたりして比較的暗い状態で投射し、プレゼンテーションシステムと比較して色調に優れた画像を鑑賞するものとする。
本実施形態によるマルチメディア再生装置1は上述のように設定した2種類の用途を自動的に選別して、予め設定した環境・条件等に応じて装置1の有する各種機能を自動的に選択するようにしたものである。
また図9(b)に示すホームシアターシステムでは、家庭の室内で例えばポータブルDVDプレーヤ等のソース手段としてのAV機器5で再生した画像情報と音声情報の各信号をプロジェクタ3に送り、プロジェクタ3によって専用スクリーン、ここではマット型スクリーン4と比較して反射特性と反射光の指向性に優れた特殊スクリーン6に投射して鑑賞する。また、室内の照明を落としたり、カーテンを閉めたりして比較的暗い状態で投射し、プレゼンテーションシステムと比較して色調に優れた画像を鑑賞するものとする。
本実施形態によるマルチメディア再生装置1は上述のように設定した2種類の用途を自動的に選別して、予め設定した環境・条件等に応じて装置1の有する各種機能を自動的に選択するようにしたものである。
次に図1に示すマルチメディア再生装置1について説明する。
図1に示す第一の実施の形態によるマルチメディア再生装置1は、上述したパソコン2やAV機器5等のソース手段10を備えている。このソース手段10から出力される映画映像、写真、プレゼンテーション用のグラフ等の資料画像等の各種の画像信号や音声信号は、信号線を介してプロジェクタ3内に入力される。
プロジェクタ3内において、入力される画像信号や音声信号はインターフェース回路である画像信号入力手段11、音声信号入力手段12にそれぞれ入力される。音声信号入力手段12ではアンプ等を含む音声再生手段14を介してプロジェクタ3に内蔵するスピーカ15から音声信号が増幅されて出力される。
その音量調整は、スイッチ17やセンサ18によるユーザの操作を判定するCPU(マイクロコントローラ)19によって行われ、音声再生手段14に制御信号を出力することで行う。入力の有無も音声信号入力手段12の出力によりCPU19で判定可能である。センサ16ではリモコン(遠隔制御手段)13から送信される信号を受けてON,OFF等、装置1の各種の操作を行う。なお、センサ16は外光も測定する。
図1に示す第一の実施の形態によるマルチメディア再生装置1は、上述したパソコン2やAV機器5等のソース手段10を備えている。このソース手段10から出力される映画映像、写真、プレゼンテーション用のグラフ等の資料画像等の各種の画像信号や音声信号は、信号線を介してプロジェクタ3内に入力される。
プロジェクタ3内において、入力される画像信号や音声信号はインターフェース回路である画像信号入力手段11、音声信号入力手段12にそれぞれ入力される。音声信号入力手段12ではアンプ等を含む音声再生手段14を介してプロジェクタ3に内蔵するスピーカ15から音声信号が増幅されて出力される。
その音量調整は、スイッチ17やセンサ18によるユーザの操作を判定するCPU(マイクロコントローラ)19によって行われ、音声再生手段14に制御信号を出力することで行う。入力の有無も音声信号入力手段12の出力によりCPU19で判定可能である。センサ16ではリモコン(遠隔制御手段)13から送信される信号を受けてON,OFF等、装置1の各種の操作を行う。なお、センサ16は外光も測定する。
また、画像信号入力手段11では、ソース手段10から入力されるRGB信号やビデオ信号によるアナログ式または種々のデジタル式の画像信号を所定の分解能の画素数からなるデジタル画像信号に変換する。そのデジタル画像信号はCPU19と画像形成手段20に入力され、画像形成手段20は画像形成素子21とカラーホイール22の駆動モータ23とに接続されている。画像形成手段20はデジタル画像信号に基づいて画像形成素子21で個々の画素毎に明暗を制御するものであり、画像形成素子21は例えばLCD(液晶ディスプレイ)やDMD(デジタルミラーデバイス)等で構成される。
本実施形態では、画像形成素子21として反射式のDMD21Aを用いたプロジェクタ3について説明する。DMDとは図2(a)に示すように各画素に対応する多数の微小(例えば13μm四方)の画素ミラー21a…が格子状に配列されていて、静電引力を利用して光の入射方向に対して反射方向を個々に変えられるよう調整できる構成を有している。
画像形成手段20から出力される電気信号によって各画素ミラー21a…の傾き制御の頻度を制御可能としている。これによって図1に示すプロジェクタ3の投影レンズ25に画像を導く場合と導かない場合とを制御して像を形成する各画素の明暗を切り換える。つまり、個々の画素ミラー21a…の制御によって同一の所定時間内に多数回投影レンズ25側に光を反射する画素は明るく(輝度が高く)、反射回数が少ない画素は暗く(輝度が低く)なる。
本実施形態では、画像形成素子21として反射式のDMD21Aを用いたプロジェクタ3について説明する。DMDとは図2(a)に示すように各画素に対応する多数の微小(例えば13μm四方)の画素ミラー21a…が格子状に配列されていて、静電引力を利用して光の入射方向に対して反射方向を個々に変えられるよう調整できる構成を有している。
画像形成手段20から出力される電気信号によって各画素ミラー21a…の傾き制御の頻度を制御可能としている。これによって図1に示すプロジェクタ3の投影レンズ25に画像を導く場合と導かない場合とを制御して像を形成する各画素の明暗を切り換える。つまり、個々の画素ミラー21a…の制御によって同一の所定時間内に多数回投影レンズ25側に光を反射する画素は明るく(輝度が高く)、反射回数が少ない画素は暗く(輝度が低く)なる。
このDMD21Aに強い光を照射してスクリーン27に投影画像28を形成するのがランプ29であり、CPU19からの制御信号に基づいて光量制御手段30によってランプ29に印加される電圧を切り換えて光量を制御している。
DMD21Aに光を照射する照明光学系は、図1及び図2(b)に示すようにリフレクタ29aを周囲に備えたランプ29と、ランプ29による照明光を均一化させるライトガイド31と、その照射光を透過させて着色させるRGBのカラーフィルタを備えたカラーホイール22と、分光された照射光をDMD21Aに照射する反射ミラー33とで構成されている。
カラーホイール22は駆動モータ23で高速回転するものである。カラーホイール22はランプ29から入射した白色光を波長によって識別透過させるように円板状の透明基板を4種類のフィルター(セグメント)で4分割した構成を有している。即ち、赤色光を透過させる赤色(R)フィルター35aと、緑色光を透過させる緑色(G)フィルター35bと、青色光を透過させる青色(B)フィルター35cと、白色光を透過させる色フィルターのない透明なホワイト(W)フィルター35dとを周方向に扇状に4分割して設けている。
ランプ29からの投射光が赤色フィルター35aを透過した場合には画像のうち赤色光の強弱を制御でき、同様に緑色フィルター35bを透過した場合には緑色光の強弱を、青色フィルター35cを透過した場合には青色光の強弱をそれぞれ制御できる。明るさを強調する場合にはホワイトフィルター35dを通過させることで他の色フィルター35a〜35cを透過させる場合よりも明るさ(輝度)を高くできる。
DMD21Aに光を照射する照明光学系は、図1及び図2(b)に示すようにリフレクタ29aを周囲に備えたランプ29と、ランプ29による照明光を均一化させるライトガイド31と、その照射光を透過させて着色させるRGBのカラーフィルタを備えたカラーホイール22と、分光された照射光をDMD21Aに照射する反射ミラー33とで構成されている。
カラーホイール22は駆動モータ23で高速回転するものである。カラーホイール22はランプ29から入射した白色光を波長によって識別透過させるように円板状の透明基板を4種類のフィルター(セグメント)で4分割した構成を有している。即ち、赤色光を透過させる赤色(R)フィルター35aと、緑色光を透過させる緑色(G)フィルター35bと、青色光を透過させる青色(B)フィルター35cと、白色光を透過させる色フィルターのない透明なホワイト(W)フィルター35dとを周方向に扇状に4分割して設けている。
ランプ29からの投射光が赤色フィルター35aを透過した場合には画像のうち赤色光の強弱を制御でき、同様に緑色フィルター35bを透過した場合には緑色光の強弱を、青色フィルター35cを透過した場合には青色光の強弱をそれぞれ制御できる。明るさを強調する場合にはホワイトフィルター35dを通過させることで他の色フィルター35a〜35cを透過させる場合よりも明るさ(輝度)を高くできる。
そのため、図9(b)に示すホームシアターシステム等の映像の投影を主体とする場合には、カラーの色調を出すために三原色である赤色、緑色、青色フィルター35a〜35cを時分割で透過させることで赤色、緑色、青色の光をDMD21Aで反射させ、スクリーン27に時分割で重ねて投影することで色調の良いカラー画像28が得られる。この場合、ホワイトフィルター35を使用しない。但し、赤色、緑色、青色フィルター35a〜35cを透過する光を用いるためにスクリーン27に投影される光の光量は減る。
また、図9(a)に示すプレゼンテーションの場合には明るさが主体となるため、ホワイトフィルター35dを多用して、スクリーン27上のRGB画像の上に白色光を重ねることで白色光の寄与率を大きくすれば、色は劣化するが輝度は増大し、画面が明るくなる。この場合、ホワイトフィルター37dを他の色フィルター35a〜35cよりも比較的長時間照射する。
また白色光に変えて黒色光をRGB画像に重ねても良い。なお、黒色光をスクリーン27に投影するには、DMD21Aの各画素ミラー21a…について投影レンズ25方向への投射光の反射回数を減少させるよう制御し、スクリーン27上での各画素を暗く(減光)させればよい。この場合、スクリーン27上の投影画像は黒色光で暗くなるが色の純度は良くなる。
従って、ランプ29の照射光を通過させるカラーホイール22のフィルター35a〜35dの照射光透過位置(回転位置)とDMD21Aとを用途に応じて同期制御する必要がある。画像形成手段20は入力されたデジタル画像信号に従ってカラーホイール22を高速回転させる駆動モータ23を回転制御して投射光が透過するフィルター35a〜35dを判定すると共に、DMD21Aの各画素ミラー21a…の反射回数を制御する。
また、図9(a)に示すプレゼンテーションの場合には明るさが主体となるため、ホワイトフィルター35dを多用して、スクリーン27上のRGB画像の上に白色光を重ねることで白色光の寄与率を大きくすれば、色は劣化するが輝度は増大し、画面が明るくなる。この場合、ホワイトフィルター37dを他の色フィルター35a〜35cよりも比較的長時間照射する。
また白色光に変えて黒色光をRGB画像に重ねても良い。なお、黒色光をスクリーン27に投影するには、DMD21Aの各画素ミラー21a…について投影レンズ25方向への投射光の反射回数を減少させるよう制御し、スクリーン27上での各画素を暗く(減光)させればよい。この場合、スクリーン27上の投影画像は黒色光で暗くなるが色の純度は良くなる。
従って、ランプ29の照射光を通過させるカラーホイール22のフィルター35a〜35dの照射光透過位置(回転位置)とDMD21Aとを用途に応じて同期制御する必要がある。画像形成手段20は入力されたデジタル画像信号に従ってカラーホイール22を高速回転させる駆動モータ23を回転制御して投射光が透過するフィルター35a〜35dを判定すると共に、DMD21Aの各画素ミラー21a…の反射回数を制御する。
また、ランプ29は強い光と共に高い熱を発するので、ランプ29の近傍に設けたファン36(送風手段)によって送風してランプ29を冷却してランプ寿命を安定化させている。ファン36はファン制御手段(回路)37によって制御されるが、CPU19の出力信号によってランプ29の光量とファン36の回転数とを同時に制御することも可能である。ランプ29の発熱量は光量によって変化するから、ランプ29の光量を増減させた場合にはファン36の回転数を連動して増減させてもよい。
ファン36の引き起こす空気の流れはプロジェクタ3内の機器の各部を通過してノイズを発生させるが、ファン36の回転数を落とすとノイズを軽減させることができる。ファン36のノイズは、選択された投影システムに応じて増減調整される。即ち、プレゼンテーションシステムを選択した場合は、観察者間の発言や説明者の説明等のために周辺の騒音が高くファン36のノイズは気にならない。他方、ホームシアターシステムを選択した場合には、プロジェクタ3に内蔵したスピーカ15から音声再生があるためにファン36のノイズが鑑賞を妨げないように小さくしなければならない。
ファン36の引き起こす空気の流れはプロジェクタ3内の機器の各部を通過してノイズを発生させるが、ファン36の回転数を落とすとノイズを軽減させることができる。ファン36のノイズは、選択された投影システムに応じて増減調整される。即ち、プレゼンテーションシステムを選択した場合は、観察者間の発言や説明者の説明等のために周辺の騒音が高くファン36のノイズは気にならない。他方、ホームシアターシステムを選択した場合には、プロジェクタ3に内蔵したスピーカ15から音声再生があるためにファン36のノイズが鑑賞を妨げないように小さくしなければならない。
次にスクリーン27について図3乃至図5により説明する。
スクリーン27として、図3に示すのは図9(a)のプレゼンテーションシステムで使用する反射式のマット型スクリーン4である。
図3において、マット型スクリーン4は白い壁面そのものやいわゆる平板状の反射型スクリーンで構成される。この場合、プロジェクタ3からマット型スクリーン4に投射される投射光は反射面4aで拡散するため観察者まで届く反射光は減少する。しかも、天井には室内照明38が取付けられているため、室内照明38の照明光の一部がマット型スクリーン4で反射・拡散してその一部が観察者に届く。
そのため、観察者の目には、プロジェクタ4の投射光を反射した反射光の一部と室内照明38の反射光の一部とが到達し、室内照明38の輝度が大きいほどプロジェクタ3による反射光とのコントラストが小さくなり、相対的にスクリーン4上の投影画像が薄くなる。このようなマット型スクリーン4でプロジェクタ3の投影画像を観察するためには室内照明38に対して投影画像の明るさ(輝度)を高くする必要がある。
スクリーン27として、図3に示すのは図9(a)のプレゼンテーションシステムで使用する反射式のマット型スクリーン4である。
図3において、マット型スクリーン4は白い壁面そのものやいわゆる平板状の反射型スクリーンで構成される。この場合、プロジェクタ3からマット型スクリーン4に投射される投射光は反射面4aで拡散するため観察者まで届く反射光は減少する。しかも、天井には室内照明38が取付けられているため、室内照明38の照明光の一部がマット型スクリーン4で反射・拡散してその一部が観察者に届く。
そのため、観察者の目には、プロジェクタ4の投射光を反射した反射光の一部と室内照明38の反射光の一部とが到達し、室内照明38の輝度が大きいほどプロジェクタ3による反射光とのコントラストが小さくなり、相対的にスクリーン4上の投影画像が薄くなる。このようなマット型スクリーン4でプロジェクタ3の投影画像を観察するためには室内照明38に対して投影画像の明るさ(輝度)を高くする必要がある。
また、スクリーン27として、図4(a)、(b)に示すのは図9(b)のホームシアターシステム等で使用する特殊スクリーン6の一例である。
図4(a)は反射式のビーズ型スクリーン39を示している。ビーズ型スクリーン39は基板40の投射光入射側の面に例えば直径φ70μm程度のガラス球41を無数に埋め込んで表面39aを形成した。このようなビーズタイプ反射型スクリーン39ではプロジェクタ3から投射光を投射すると、ビーズ型スクリーン39の表面39aでの拡散を抑えて高い反射率で反射光が投射方向に戻ってくるという指向性の高い反射特性を有している。
そのため、図4(a)に示すようにプロジェクタ3の例えば上方側の近傍に観察者がいる場合には、マット型スクリーン4よりも投射光の反射率と指向性が強いために鮮明な画像を得られる。
図4(a)は反射式のビーズ型スクリーン39を示している。ビーズ型スクリーン39は基板40の投射光入射側の面に例えば直径φ70μm程度のガラス球41を無数に埋め込んで表面39aを形成した。このようなビーズタイプ反射型スクリーン39ではプロジェクタ3から投射光を投射すると、ビーズ型スクリーン39の表面39aでの拡散を抑えて高い反射率で反射光が投射方向に戻ってくるという指向性の高い反射特性を有している。
そのため、図4(a)に示すようにプロジェクタ3の例えば上方側の近傍に観察者がいる場合には、マット型スクリーン4よりも投射光の反射率と指向性が強いために鮮明な画像を得られる。
図4(b)は反射式のコーナーキューブ型スクリーン43を示している。コーナーキューブ型スクリーン43はプロジェクタ3側から拡散板44とコーナーキューブアレイ45とで構成され、その間隔を一定に保持している。拡散板44は平板状の合成樹脂板やガラス板で形成され、プロジェクタ3の投射光を拡散しつつ透過させる特性を有している。コーナーキューブアレイ45は底面が正三角形をなす三角錐の底面側に平板が設けられたコーナーキューブプリズム45aが多数配列された略板状を形成している。コーナーキューブアレイ45はプリズム45aの平板が拡散板44に対向する位置に設けられている。
コーナーキューブ型スクリーン43はプロジェクタ3から投射光が照射されると、拡散板44を透過して拡散光としてコーナーキューブアレイ45に入射する。コーナーキューブアレイ45の三角錐を形成する三面の反射面は頂点を挟んで互いに直交しているために拡散光は再帰性反射され、入射方向に戻って拡散板44から出射する。そのため光量損失が少なく光利用効率に優れ、指向性の強い反射光として入射方向に戻って観察者の目に到達する。このスクリーン43でも壁面やマット型スクリーン4よりも投射光の反射率と指向性が強いために鮮明な画像を得られる。
コーナーキューブ型スクリーン43はプロジェクタ3から投射光が照射されると、拡散板44を透過して拡散光としてコーナーキューブアレイ45に入射する。コーナーキューブアレイ45の三角錐を形成する三面の反射面は頂点を挟んで互いに直交しているために拡散光は再帰性反射され、入射方向に戻って拡散板44から出射する。そのため光量損失が少なく光利用効率に優れ、指向性の強い反射光として入射方向に戻って観察者の目に到達する。このスクリーン43でも壁面やマット型スクリーン4よりも投射光の反射率と指向性が強いために鮮明な画像を得られる。
また、他の特殊スクリーン6の一例として図5(a)、(b)に示すものがある。これらの特殊スクリーン6は室内天井から照射される室内照明38からスクリーン6に照射される照明光が反射して観察者の目に入射する光量を抑えて投射画像のコントラストを良くし、観察者にのみ見えやすい反射光を投射できるタイプのスクリーンとして重要である。
図5(a)は反射式のフレネルレンズ型スクリーン60を示している。このフレネルレンズ型スクリーン60はプロジェクタ3の投射方向に対向してフレネルレンズ形状の反射面61aを配置した反射板61と反射面61a上に密着する光拡散フィルム62とで構成され、光拡散フィルム62によって反射光の指向性を弱めている。このフレネルレンズ型スクリーン60によってプロジェクタ3からフレネルレンズ型スクリーン60に投射される投射光はプロジェクタ3や天井方向には向かわず、プロジェクタより若干上方に位置する観察者の方向に優先的に向かうように設定されている。
しかも天井照明38からの照明光も観察者とは異なる方向に反射光が向かうようになるため、室内照明38からの照射光が観察者の目に入りにくく相対的にプロジェクタ3の投射の光量が強くなったように見えて鮮明な投影像を観察できる。そのため、室内照明38による悪影響を受けにくい利点がある。
図5(b)は反射式のビーズ型スクリーン47であり、図4(a)に示すビーズ型スクリーン39の変形例である。このスクリーン47は基板40の投射光入射側の面に上方にに偏向させた断面楕円形の略半球状のレンズ46を無数に埋め込んで表面47aを形成した。これによって下方のプロジェクタ3から投射される投射光は、フレネルレンズ型スクリーン43と同様の反射特性を発揮してプロジェクタ3より若干上方の観察者の目に入射する。室内照明38の照明光は表面47aで反射して更に上方へ指向することになり、観察者の目には入らない。
なお、プリズム45a…、ビーズ41…の表面39a、反射面61a、偏向ビーズ47…の表面47aは光学素子を構成する。
図5(a)は反射式のフレネルレンズ型スクリーン60を示している。このフレネルレンズ型スクリーン60はプロジェクタ3の投射方向に対向してフレネルレンズ形状の反射面61aを配置した反射板61と反射面61a上に密着する光拡散フィルム62とで構成され、光拡散フィルム62によって反射光の指向性を弱めている。このフレネルレンズ型スクリーン60によってプロジェクタ3からフレネルレンズ型スクリーン60に投射される投射光はプロジェクタ3や天井方向には向かわず、プロジェクタより若干上方に位置する観察者の方向に優先的に向かうように設定されている。
しかも天井照明38からの照明光も観察者とは異なる方向に反射光が向かうようになるため、室内照明38からの照射光が観察者の目に入りにくく相対的にプロジェクタ3の投射の光量が強くなったように見えて鮮明な投影像を観察できる。そのため、室内照明38による悪影響を受けにくい利点がある。
図5(b)は反射式のビーズ型スクリーン47であり、図4(a)に示すビーズ型スクリーン39の変形例である。このスクリーン47は基板40の投射光入射側の面に上方にに偏向させた断面楕円形の略半球状のレンズ46を無数に埋め込んで表面47aを形成した。これによって下方のプロジェクタ3から投射される投射光は、フレネルレンズ型スクリーン43と同様の反射特性を発揮してプロジェクタ3より若干上方の観察者の目に入射する。室内照明38の照明光は表面47aで反射して更に上方へ指向することになり、観察者の目には入らない。
なお、プリズム45a…、ビーズ41…の表面39a、反射面61a、偏向ビーズ47…の表面47aは光学素子を構成する。
本実施形態によるマルチメディア再生装置1では、スクリーン27が上述した図3乃至図5に示すマット型スクリーン4と各種特殊スクリーン6のいずれであるかを自動的に判別してスクリーン27の特性に合った投射光を照射できるように制御される。即ち、マルチメディア再生装置1においてプロジェクタ3による投影方式が、プレゼンテーションシステムによる明るさ(輝度)を重視した第一投影方式か、ホームシアターシステムによる色調再現を重視した第二投影方式かを判別することで行う。
そのために例えば下記の複数段階による判別手段等を任意に選択して用いる。
第1の判別手段ではソース手段10から音声再生信号が出力されているか否かをCPU19で判別し、音声再生でなくマイクロホンを使用した場合には第一投影方式の候補とし、音声再生信号が音声信号入力手段12に出力されていれば第二投影方式の候補とする。第2の判別手段では、ソース手段10としてビデオ再生機器やデジカメ等のAV機器5が用いられている場合には第二投影方式の候補とし、これをCPU19で判別する。
また近年、パソコンでDVDを再生することもできるので、第3の判別手段としてプロジェクタ3からスクリーン27迄の距離を距離測定センサで測定して、予め定めた所定距離Loより測定距離が大きい場合には第一撮影方式の候補とし、小さい場合には第二撮影方式の候補とする。距離測定センサとして図1に示すAF(オートフォーカス)手段50を用いることができる。また、他の距離測定センサ51、54として図1及び図6に示すものを用いてもよい。
その他の判別手段として音量変化範囲や音量MAX,外光の光量等を適宜組み合わせることができる。
そのために例えば下記の複数段階による判別手段等を任意に選択して用いる。
第1の判別手段ではソース手段10から音声再生信号が出力されているか否かをCPU19で判別し、音声再生でなくマイクロホンを使用した場合には第一投影方式の候補とし、音声再生信号が音声信号入力手段12に出力されていれば第二投影方式の候補とする。第2の判別手段では、ソース手段10としてビデオ再生機器やデジカメ等のAV機器5が用いられている場合には第二投影方式の候補とし、これをCPU19で判別する。
また近年、パソコンでDVDを再生することもできるので、第3の判別手段としてプロジェクタ3からスクリーン27迄の距離を距離測定センサで測定して、予め定めた所定距離Loより測定距離が大きい場合には第一撮影方式の候補とし、小さい場合には第二撮影方式の候補とする。距離測定センサとして図1に示すAF(オートフォーカス)手段50を用いることができる。また、他の距離測定センサ51、54として図1及び図6に示すものを用いてもよい。
その他の判別手段として音量変化範囲や音量MAX,外光の光量等を適宜組み合わせることができる。
図6(a)に示す距離測定センサ51は次のような原理でスクリーン27までの距離を測定する。投影レンズ25を通してプロジェクタ3の投射光を基準光Laとしてスクリーン27上の光点aに投射させ、その反射光を投影レンズ25の光軸から距離B(基線長)だけ離れた位置に配設した焦点距離をfとする受光レンズ52を通過させて光位置検出手段(PSD)53で受光する。受光レンズ52と光位置検出手段53が距離測定センサ51を構成する。そして、投影レンズ25からスクリーン27の光点aまでの距離をLとし、受光レンズ52の光軸から光位置検出手段53上での反射光の受光点までの距離をxとすると、距離Lは三角測距の原理に従って次式で求められる。この演算はCPU19で行われる。
L=B・f/x (1)
また図6(b)に示す距離測定センサ54を採用してもよい。
即ち図6(b)において、距離測定センサ51を一対の受光レンズ52,52と一対のセンサアレイ55、55とで構成する。このセンサ51も三角測距の原理を用いており、投影レンズ25を通過する基準光がスクリーン27上の光点aで反射して各受光レンズ52、52を通過してセンサアレイ55、55で受光する。各々のセンサアレイ55,55で受光するスクリーン27上の光点aの二つの像の距離Bは測定距離Lが近距離であるなら広がり、遠距離であるなら狭まることを利用して距離測定を行う。ここでは判りやすいように図(a)と同様に上記(1)式から距離Lを算出できる。
図6(a)と(b)のいずれの距離測定センサ51,54を用いても、光位置検出手段53とセンサアレイ55は光電変換素子を用いているために受光量によってスクリーン27での反射光の光量測定も可能になる。図6(a)に示す距離測定センサ51よりも同図(b)に示す距離測定センサ54の方がレンズ52やセンサアレイ55が多い構成であるが、基準光Laの投影位置の誤差を簡単にキャンセルできるメリットがある。
L=B・f/x (1)
また図6(b)に示す距離測定センサ54を採用してもよい。
即ち図6(b)において、距離測定センサ51を一対の受光レンズ52,52と一対のセンサアレイ55、55とで構成する。このセンサ51も三角測距の原理を用いており、投影レンズ25を通過する基準光がスクリーン27上の光点aで反射して各受光レンズ52、52を通過してセンサアレイ55、55で受光する。各々のセンサアレイ55,55で受光するスクリーン27上の光点aの二つの像の距離Bは測定距離Lが近距離であるなら広がり、遠距離であるなら狭まることを利用して距離測定を行う。ここでは判りやすいように図(a)と同様に上記(1)式から距離Lを算出できる。
図6(a)と(b)のいずれの距離測定センサ51,54を用いても、光位置検出手段53とセンサアレイ55は光電変換素子を用いているために受光量によってスクリーン27での反射光の光量測定も可能になる。図6(a)に示す距離測定センサ51よりも同図(b)に示す距離測定センサ54の方がレンズ52やセンサアレイ55が多い構成であるが、基準光Laの投影位置の誤差を簡単にキャンセルできるメリットがある。
また、図3に示すマット型スクリーン4と比較して図4及び図5に示す特殊スクリーン6は反射光の反射効率と指向性が高いため、プロジェクタ3の光源29から射出する光量を減少させるように光量切り換えを行う。この場合、上述したAF(オートフォーカス)手段50または距離測定センサ51、54によってスクリーン27までの距離Lを測定する。このとき測定距離Lが上述した予め定めた所定距離Loより長い場合には光量の低下は行わないが、プロジェクタ3の仕様により定まる所定距離Loよりも更に短い場合には、反射光量Pを検出して、反射率に依存する値P/L2が予め規定した所定光量αoより大きい、即ち下式
P/L2>αo (2)
の場合には、スクリーン27が特殊スクリーン6であることを判定する。この場合にのみCPU19により基準光から光量ダウン制御または色再現重視制御を行うようにする。
P/L2>αo (2)
の場合には、スクリーン27が特殊スクリーン6であることを判定する。この場合にのみCPU19により基準光から光量ダウン制御または色再現重視制御を行うようにする。
また、特殊スクリーン6のうち、特に図5(a)、(b)に示す反射光を偏向させる偏向スクリーンであるか否かの判定を行うこともできる。
即ち、図7(a)に示すようにプロジェクタ3からスクリーン27(図ではフレネルレンズ型スクリーン60)に基準光Laを投射し、その光点(反射点)a1での反射光を上述した距離測定センサ51,54の光位置検出手段53,センサアレイ55で受光して光量を測定する(図7(b)参照)。そして図7(b)に示すようにプロジェクタ3の基準光Laによる反射点をa2、a3、a4というように順次上方へずらしては同様に光量を測定する。
得られた光量データをグラフで示すと例えば図8(a)、(b)で示すような光量変化を呈する。ここで、図8(a)は指向性の高い特殊スクリーン6を示すものであり、光量のピークがスクリーン27の上下方向の上側に偏っていてその周辺の光量が高い。これは下方からプロジェクタ3で投射した投射光がそれより上方に位置する観察者の方向へ指向性良く反射する特性を表している。なお、図4(a),(b)に示すビーズ型スクリーン39,コーナーキューブ型スクリーン43も同様な特性を備えている。
これに対し一般のマット型スクリーン4では図8(b)に示すように上下方向中央をピークにした正規分布状または山状に光量がなだらかに広く分布し、通常のマット型スクリーン4であることを検出できる。
即ち、図7(a)に示すようにプロジェクタ3からスクリーン27(図ではフレネルレンズ型スクリーン60)に基準光Laを投射し、その光点(反射点)a1での反射光を上述した距離測定センサ51,54の光位置検出手段53,センサアレイ55で受光して光量を測定する(図7(b)参照)。そして図7(b)に示すようにプロジェクタ3の基準光Laによる反射点をa2、a3、a4というように順次上方へずらしては同様に光量を測定する。
得られた光量データをグラフで示すと例えば図8(a)、(b)で示すような光量変化を呈する。ここで、図8(a)は指向性の高い特殊スクリーン6を示すものであり、光量のピークがスクリーン27の上下方向の上側に偏っていてその周辺の光量が高い。これは下方からプロジェクタ3で投射した投射光がそれより上方に位置する観察者の方向へ指向性良く反射する特性を表している。なお、図4(a),(b)に示すビーズ型スクリーン39,コーナーキューブ型スクリーン43も同様な特性を備えている。
これに対し一般のマット型スクリーン4では図8(b)に示すように上下方向中央をピークにした正規分布状または山状に光量がなだらかに広く分布し、通常のマット型スクリーン4であることを検出できる。
本実施の形態によるマルチメディア再生装置1は上述の構成を備えており、次にこの装置1を用いて投影システムやスクリーン27の種類等を自動的に判定して画像を投射する方法について図10乃至図12に示すフローチャートを中心に説明する。
先ず、図1及び図9に示すプロジェクタ3にパソコン2またはポータブルDVDプレーヤ等のAV機器5からなるソース手段10を接続した状態で、適宜の距離離れた位置に設けたスクリーン27に再生画像を投射する。そのためにソース手段10から出力された画像信号を画像信号入力手段11からCPU19及び画像形成手段20に出力する。すると、反射式のDMD21Aの各画素ミラー21aについて、画像形成手段20から出力される電気信号によって各画素ミラー21a…の傾き制御の頻度(反射回数)を制御する。
そのため、図10に示すフローチャートで、光源ランプ29からの基準光としての投射光を反射ミラー33を介してDMD21Aの各画素ミラー21a…で個々に反射させて所定時間内に多数回投影レンズ25側に光を反射する画素は明るく、反射回数が少ない画素は暗くなるようにして、スクリーン27上に画像を投射する。ランプ29による照明光はライトガイド31、駆動モータ23で高速回転するカラーホイール22の赤、青、緑色フィルタ35a〜35c及びホワイトフィルター35dのいずれか、反射ミラー33を介してDMD21Aに照射し、その反射光が投影レンズ25を介してスクリーン27に投射される。
そしてホームシアターシステムでは、ホワイトフィルター35dをあまり使用せず、スクリーン27上でRGB画像を重ねて高い色調のカラー画像を再生する。プレゼンテーションシステムでは、投射光がホワイトフィルター35dを通過する時間を長くしてスクリーン27上でRGB画像に重ねて明るい画像を再生する(図10でステップ1参照)。
先ず、図1及び図9に示すプロジェクタ3にパソコン2またはポータブルDVDプレーヤ等のAV機器5からなるソース手段10を接続した状態で、適宜の距離離れた位置に設けたスクリーン27に再生画像を投射する。そのためにソース手段10から出力された画像信号を画像信号入力手段11からCPU19及び画像形成手段20に出力する。すると、反射式のDMD21Aの各画素ミラー21aについて、画像形成手段20から出力される電気信号によって各画素ミラー21a…の傾き制御の頻度(反射回数)を制御する。
そのため、図10に示すフローチャートで、光源ランプ29からの基準光としての投射光を反射ミラー33を介してDMD21Aの各画素ミラー21a…で個々に反射させて所定時間内に多数回投影レンズ25側に光を反射する画素は明るく、反射回数が少ない画素は暗くなるようにして、スクリーン27上に画像を投射する。ランプ29による照明光はライトガイド31、駆動モータ23で高速回転するカラーホイール22の赤、青、緑色フィルタ35a〜35c及びホワイトフィルター35dのいずれか、反射ミラー33を介してDMD21Aに照射し、その反射光が投影レンズ25を介してスクリーン27に投射される。
そしてホームシアターシステムでは、ホワイトフィルター35dをあまり使用せず、スクリーン27上でRGB画像を重ねて高い色調のカラー画像を再生する。プレゼンテーションシステムでは、投射光がホワイトフィルター35dを通過する時間を長くしてスクリーン27上でRGB画像に重ねて明るい画像を再生する(図10でステップ1参照)。
そしてマルチメディア再生装置1がいずれのシステムでの投影状態かを判定するために、ステップ2で、音声信号入力手段12に再生用の音声入力があるか否かを判断する。音声入力がない場合には明るさを重視する第一投影方法即ちプレゼンテーションシステムの候補と判断してステップ3に進む。音声入力がある場合は色再現を重視した第二投影方法即ちホームシアターシステムの候補と判断してステップ10に進む。
次にステップ3では、音声入力が無くてもビデオ機器5(ソース手段10)からの信号入力である場合にはパソコン2よりもAV機器5からの画像入力である確率が高いとして、第二投影方法の候補としてステップ11に進む。ビデオ機器5(ソース手段10)からの信号入力でない場合でも、近年はパソコン2でDVDを再生することもあるので、ステップ4で更にマット型スクリーン4か特殊スクリーン6かを判別する。そのための一例としてプロジェクタ3からスクリーン27までの距離Lで判別する。この判定は距離測定センサ51(または54またはAF手段50)で測定距離Lが予め定めた所定距離Loより長いか否かで行う。
ここで、スクリーン27が特殊スクリーン6と判定された場合は、第二投影方法によるホームシアターシステムと認定してステップ14に進む。スクリーン27がマット型スクリーン4と判定された場合は第一投影方法によるプレゼンテーションシステムと認定してステップ5に進む。
次にステップ3では、音声入力が無くてもビデオ機器5(ソース手段10)からの信号入力である場合にはパソコン2よりもAV機器5からの画像入力である確率が高いとして、第二投影方法の候補としてステップ11に進む。ビデオ機器5(ソース手段10)からの信号入力でない場合でも、近年はパソコン2でDVDを再生することもあるので、ステップ4で更にマット型スクリーン4か特殊スクリーン6かを判別する。そのための一例としてプロジェクタ3からスクリーン27までの距離Lで判別する。この判定は距離測定センサ51(または54またはAF手段50)で測定距離Lが予め定めた所定距離Loより長いか否かで行う。
ここで、スクリーン27が特殊スクリーン6と判定された場合は、第二投影方法によるホームシアターシステムと認定してステップ14に進む。スクリーン27がマット型スクリーン4と判定された場合は第一投影方法によるプレゼンテーションシステムと認定してステップ5に進む。
第一投影方法では、明るさを確保するために光量制御手段30でランプ29の光量を基準光より増大させ(ステップ5)、ファン制御手段37でファン回転数を増大させ、ランプ29を冷却して寿命を安定させる。また、マット型スクリーン4上での投影画像の明るさを確保するためにカラーホイール22におけるホワイトフィルター35dにランプ29からの投射光を他の各色フィルター35a〜35cと比較して長時間通すことで輝度が高く白色の投射光をDMD21Aの各画素ミラー21a…で反射させてマット型スクリーン4上でRGBカラー画像に重ねる。これによって三原色の色調は低下するが明るさを増大させた画像が得られる。
そして、ソース手段10から入力される画像信号を連続して入力させてプレゼンテーション用画像を再生させる(ステップ20)。必要に応じて説明者は多数の観察者に対して肉声またはマイクロフォンを通して投射画像の説明を行う。
そしてソ−ス手段10からの画像信号の入力と再生が終了した時点(ステップ21)でランプ29を消灯して(ステップ22)所定時間後にファン36を停止させ(ステップ23)、投影を終了する(ステップ24)。
そして、ソース手段10から入力される画像信号を連続して入力させてプレゼンテーション用画像を再生させる(ステップ20)。必要に応じて説明者は多数の観察者に対して肉声またはマイクロフォンを通して投射画像の説明を行う。
そしてソ−ス手段10からの画像信号の入力と再生が終了した時点(ステップ21)でランプ29を消灯して(ステップ22)所定時間後にファン36を停止させ(ステップ23)、投影を終了する(ステップ24)。
また、ステップ2で音声信号の入力があると判断した場合、ステップ10で所定時間内における音量の変化範囲が予め定めた所定値を越えているか否かを判断する。越えている場合には第二投影方法の候補としてステップ11へ進み、所定値の範囲未満であれば音声信号は映像に関連する微妙なニュアンスのセリフや音声や音楽等ではなく抑揚の少ない説明であるとして、再度第一投影方法の候補としてステップ4に戻す。
次にステップ11ではスピーカ15から再生される音量が予め規定されたMAX(最大値)に達している場合には、観察者は音声や音が聞き取りにくく感じていると判定してステップ14に進み、第二投影方法であると認定すると共にランプ29の光量とファン回転数を低下させ(ステップ14、15)、ファンノイズを落として再生音声等の微妙な音を聞き取り易くする。そして、第二投影方法であるためにカラーホイール22を透過する投影光は三原色の赤、青、緑色フィルター35a〜35cを透過した投射光をDMD21Aの画素ミラー21a…で反射させて特殊スクリーン6に投影し、色調のよいカラー画像を得る。この場合、カラーホイール22はあまり使用しない(ステップ16)。
次にステップ11ではスピーカ15から再生される音量が予め規定されたMAX(最大値)に達している場合には、観察者は音声や音が聞き取りにくく感じていると判定してステップ14に進み、第二投影方法であると認定すると共にランプ29の光量とファン回転数を低下させ(ステップ14、15)、ファンノイズを落として再生音声等の微妙な音を聞き取り易くする。そして、第二投影方法であるためにカラーホイール22を透過する投影光は三原色の赤、青、緑色フィルター35a〜35cを透過した投射光をDMD21Aの画素ミラー21a…で反射させて特殊スクリーン6に投影し、色調のよいカラー画像を得る。この場合、カラーホイール22はあまり使用しない(ステップ16)。
またステップ11で音量がMAXに到達していない場合には、ステップ12でプロジェクタ3からスクリーン27までの距離Lが予め定めた所定距離Lo以下か否かを判定する。この判定は距離測定センサ51(または54またはAF手段50)によって距離Lを測定することで判別する。ここで距離測定センサ51による測定距離Lが所定距離Lo以下であった場合には、第二投影方法であると認定してステップ14へ進む。
測定距離Lが所定距離Loを越えている場合でも、次に投射光以外の室内照明38や日光等の外光が予め定めた既定光量より小さいか否かを判断する(ステップ13)。外光が規定光量よりも小さい場合には、やはり第二投影方法であると認定して、ステップ14以降の処理を行う。またステップ13で、外光が規定光量より大きいと判断した場合には、室内照明38等の明るい環境下での投影であるために第一投影方法の候補と認定して再度ステップ4に戻る。
このようにして、マルチメディア再生装置1について、ソース手段10、プロジェクタ3、スクリーン27,プロジェクタ3からスクリーン27迄の距離Lなどに基づいて、音声入力の有無、AV機器5からの入力の有無、音量変化範囲、音量MAX(最大値)、外光の規定光量等を判別して第一投影方法の候補と第二投影方法の候補とのいずれであるかを順次判別する。
測定距離Lが所定距離Loを越えている場合でも、次に投射光以外の室内照明38や日光等の外光が予め定めた既定光量より小さいか否かを判断する(ステップ13)。外光が規定光量よりも小さい場合には、やはり第二投影方法であると認定して、ステップ14以降の処理を行う。またステップ13で、外光が規定光量より大きいと判断した場合には、室内照明38等の明るい環境下での投影であるために第一投影方法の候補と認定して再度ステップ4に戻る。
このようにして、マルチメディア再生装置1について、ソース手段10、プロジェクタ3、スクリーン27,プロジェクタ3からスクリーン27迄の距離Lなどに基づいて、音声入力の有無、AV機器5からの入力の有無、音量変化範囲、音量MAX(最大値)、外光の規定光量等を判別して第一投影方法の候補と第二投影方法の候補とのいずれであるかを順次判別する。
なお、ステップ4において、スクリーン27がマット型スクリーン4か特殊スクリーン6かを判別する場合、必ずしも測定距離Lによって判断しなくてもよく、所定光量の基準光を投光してスクリーン27で反射する光量によって判断してもよい。この場合、光量の測定はAF手段50、距離測定センサ51,54における光位置検出手段53、アレイセンサ55で測定した受光量が、予め設定した既定光量以上であれば反射率と指向性の良い特殊スクリーン6であると判定し、規定光量未満であれば反射光が拡散し易い一般スクリーン4であると判定する。
そしてステップ4でスクリーン27がマット型スクリーン4と判定した場合には第一投影方法(プレゼンテーションシステム)と認定してステップ5へ進み、特殊スクリーン6と判定した場合には第二投影方法(ホームシアターシステム)と認定してステップ14へ進み、それぞれ次の処理を行うことになる。
そしてステップ4でスクリーン27がマット型スクリーン4と判定した場合には第一投影方法(プレゼンテーションシステム)と認定してステップ5へ進み、特殊スクリーン6と判定した場合には第二投影方法(ホームシアターシステム)と認定してステップ14へ進み、それぞれ次の処理を行うことになる。
上述のように本実施の形態によるマルチメディア再生装置1によれば、スクリーン27に対してプロジェクタ3で基準光を投射することで、スクリーン27がマット型スクリーン4か特殊スクリーン6かを判別し、更にプロジェクタ3からスクリーンまでの距離、再生用音声の有無、ビデオ入力の有無、音量変化範囲、音量の最大値、外光の明るさ等を適宜検知して、プレゼンテーションシーンかホームシアターシーンかを自動的に判別して、それぞれのシーンに対応してプロジェクタ3における光量の増減調整や、明るさまたは色調の重視の選択、そしてファン回転数の増減によるファンノイズの調整やランプ29の寿命安定化等を制御できる。
また、ステップ4でスクリーン27が特殊スクリーン6であり、ホームシアターシステムであると判定した場合、更に特殊スクリーン6が図4に示すビーズまたはコーナーキューブ型スクリーン39、43であれば、投射光量を必要以上に明るくしなくても効率良く観察者が画像を観察できる。この場合にはランプ29の光量を低減させて省エネ効果を向上させた光量モードを選択することが好ましい。
このような判定手順について第一実施形態の変形例として図11に示すフローチャートにより説明する。
図10に示すフローチャートのステップ4において、上述のように距離測定センサ51(または54;AF手段50)によってスクリーン27までの測定距離Lを測定し(ステップ31)、測定距離Lがプロジェクタ3の仕様によって定めた所定距離Loより長いか否か(即ち遠距離投影か否か)を判定する(ステップ32)。測定距離Lが所定距離Loより長い場合には光量を落とすと画像が見えにくくなる可能性があるので光量低下は行わず、その他の処理を行う。
測定距離Lが所定距離Loより短い場合には、スクリーン6での反射光量Pを距離測定センサ51、53によって検出して、スクリーン6での反射率に依存する値P/L2が予め定めた所定の光量αoより大きいか否かを判断する(ステップ34)。P/L2が所定の光量αoより大きい場合には、特殊スクリーン6がビーズまたはコーナーキューブ型スクリーン39,43であると判定する(ステップ35)。
この場合には、図10のステップ14に進み、光量ダウン制御や色調再現性重視の制御を行う。P/L2が所定の光量αo以下の場合には、光量が既に低いので光量ダウンは行わない。
このような判定手順について第一実施形態の変形例として図11に示すフローチャートにより説明する。
図10に示すフローチャートのステップ4において、上述のように距離測定センサ51(または54;AF手段50)によってスクリーン27までの測定距離Lを測定し(ステップ31)、測定距離Lがプロジェクタ3の仕様によって定めた所定距離Loより長いか否か(即ち遠距離投影か否か)を判定する(ステップ32)。測定距離Lが所定距離Loより長い場合には光量を落とすと画像が見えにくくなる可能性があるので光量低下は行わず、その他の処理を行う。
測定距離Lが所定距離Loより短い場合には、スクリーン6での反射光量Pを距離測定センサ51、53によって検出して、スクリーン6での反射率に依存する値P/L2が予め定めた所定の光量αoより大きいか否かを判断する(ステップ34)。P/L2が所定の光量αoより大きい場合には、特殊スクリーン6がビーズまたはコーナーキューブ型スクリーン39,43であると判定する(ステップ35)。
この場合には、図10のステップ14に進み、光量ダウン制御や色調再現性重視の制御を行う。P/L2が所定の光量αo以下の場合には、光量が既に低いので光量ダウンは行わない。
また、第二変形例として、ステップ4でスクリーン27が特殊スクリーン6であり、ホームシアターシステムであると判定した場合、更に特殊スクリーン6が図5に示すフレネルレンズまたは偏向ビーズ型スクリーン60、47であるような偏向スクリーンであれば、反射光は観察者に到達するよう偏向し、しかも室内照明38の光は観察者の目に入りにくいために投射光量が相対的に強くなったように見え、室内照明38の影響を受けにくい特性を有している。
このような場合に特殊スクリーン6がフレネルレンズまたは偏向ビーズ型スクリーン60,47であるか否かを判定する手順について図12に示すフローチャートにより説明する。
図10に示すフローチャートのステップ4でスクリーン27が特殊スクリーン6であると判断した場合、図12のフローチャートで、基準光を特殊スクリーン6に図7に示すように所定間隔で各光点a1〜a4に順次投射位置を切り換えて投射し(ステップ41〜44)、上述したAF手段50、距離測定センサ51,54における光位置検出手段53、アレイセンサ55でそれぞれの光点a1〜a4の反射光量を検出する。CPU19で得られた光量データのパターンを判定して(ステップ45)、図8(a)に示す反射光量パターンを呈する場合には偏向スクリーン60または47と判定する(ステップ46,47)。
偏向スクリーン60または47でないと判定された場合、図8(b)に示す反射光量パターンを呈する場合にはマット型スクリーン4と判定する。この場合、ステップ48で図11に示すフローチャートにより他の特殊スクリーン39,43かどうかを判定してもよい。
このような場合に特殊スクリーン6がフレネルレンズまたは偏向ビーズ型スクリーン60,47であるか否かを判定する手順について図12に示すフローチャートにより説明する。
図10に示すフローチャートのステップ4でスクリーン27が特殊スクリーン6であると判断した場合、図12のフローチャートで、基準光を特殊スクリーン6に図7に示すように所定間隔で各光点a1〜a4に順次投射位置を切り換えて投射し(ステップ41〜44)、上述したAF手段50、距離測定センサ51,54における光位置検出手段53、アレイセンサ55でそれぞれの光点a1〜a4の反射光量を検出する。CPU19で得られた光量データのパターンを判定して(ステップ45)、図8(a)に示す反射光量パターンを呈する場合には偏向スクリーン60または47と判定する(ステップ46,47)。
偏向スクリーン60または47でないと判定された場合、図8(b)に示す反射光量パターンを呈する場合にはマット型スクリーン4と判定する。この場合、ステップ48で図11に示すフローチャートにより他の特殊スクリーン39,43かどうかを判定してもよい。
上述のように本変形例によれば、スクリーン27の判別に際し、特殊スクリーン6がビーズまたはコーナーキューブ型スクリーン39,43であるか、或いはフレネルレンズまたは偏向ビーズ型スクリーン60,47であるかを判別して更に最適で無駄のない光量に制御できる。
次に本発明の第二実施形態を図13乃至図16により説明する。
本実施形態はマルチメディア再生装置1において、スクリーン27として図5(a)または(b)に示す偏向スクリーン、例えばフレネルレンズ型スクリーン60を配設して、リモコン70で遠隔操作できるようにしたものである。
図13においてフレネルレンズ型スクリーン60は簡単化のために反射面61aを凹曲面状に湾曲させた形状で表している。スクリーン60に対向して下方側に投射光を投射するプロジェクタ3が配設され、上方には観察者の近辺にリモコン70を位置させる。
本実施形態によるリモコン70は、赤外光を出射してプロジェクタ3のON、OFF等を操作レバー等で行う通常の機能に加えて、スクリーン60への投射光の反射光を受光して光量を判定してプロジェクタ3への光量制御信号を自動的に出力するようにしたものである。
リモコン70は図14のブロック図に示すように投光手段71と、受光手段72と、これらに電気的に接続された判定制御手段73とを有している。投光手段71は、赤外光を射出してスクリーン60で反射させた後にプロジェクタ3のセンサ16の受光部で受光させてプロジェクタ3のON、OFFや光量調整、音量調整、色バランス調整等の各種操作を操作レバー等で行うことができる。また、受光手段72はプロジェクタ3から投射されスクリーン60で反射された反射光を受光して受光量を検出し、判定制御手段73ではこの受光量に基づいて黒色画像と白色画像のコントラストに関する適正な光量を設定して投光手段71を介してプロジェクタ3に指示信号を自動的に出力する。
本実施形態はマルチメディア再生装置1において、スクリーン27として図5(a)または(b)に示す偏向スクリーン、例えばフレネルレンズ型スクリーン60を配設して、リモコン70で遠隔操作できるようにしたものである。
図13においてフレネルレンズ型スクリーン60は簡単化のために反射面61aを凹曲面状に湾曲させた形状で表している。スクリーン60に対向して下方側に投射光を投射するプロジェクタ3が配設され、上方には観察者の近辺にリモコン70を位置させる。
本実施形態によるリモコン70は、赤外光を出射してプロジェクタ3のON、OFF等を操作レバー等で行う通常の機能に加えて、スクリーン60への投射光の反射光を受光して光量を判定してプロジェクタ3への光量制御信号を自動的に出力するようにしたものである。
リモコン70は図14のブロック図に示すように投光手段71と、受光手段72と、これらに電気的に接続された判定制御手段73とを有している。投光手段71は、赤外光を射出してスクリーン60で反射させた後にプロジェクタ3のセンサ16の受光部で受光させてプロジェクタ3のON、OFFや光量調整、音量調整、色バランス調整等の各種操作を操作レバー等で行うことができる。また、受光手段72はプロジェクタ3から投射されスクリーン60で反射された反射光を受光して受光量を検出し、判定制御手段73ではこの受光量に基づいて黒色画像と白色画像のコントラストに関する適正な光量を設定して投光手段71を介してプロジェクタ3に指示信号を自動的に出力する。
以下にリモコン70による制御の手順を図15及び図16により説明する。
先ず、図1に示すプロジェクタ3からスクリーン60に投射光(基準光)を投射した状態で、リモコン70ではスクリーン60での反射光のコントラストについて自動調整を指示する(ステップ50)。するとリモコン70の投光手段71からプロジェクタ3に指示された投射制御を行うよう赤外光を投射する。
即ち、コントラスト比を設定するために、CPU19から黒色制御信号が出力される(ステップ51)とDMD21Aの各画素ミラー21a、…の傾きを調節し、各画素ミラー21a、…から投影レンズ25方向への投射光の反射回数を減少させて各画素ミラー21a、…での反射光を減少(減光)させ、スクリーン60に到達する各画素の画像を暗くする。そして、ステップ52で減光されたか否かを判定し、減光されていないと判定された場合はステップ51に戻り、減光されたと判定された場合はステップ53に進み、リモコン70の受光手段72での黒色画像の受光量Poを判定する。
次に白色制御信号が出力される(ステップ54)と投射光をカラーホイール22の白色フィルター35dを通してDMD21Aの各画素ミラー21a…で反射させる回数を増大させることで反射光を増光させ、スクリーン60に白色画像を投影する。そして、ステップ55で増光されたか否かを判定し、増光されていないと判定された場合はステップ54に戻り、増光されたと判定された場合はステップ56に進み、リモコン70の受光手段72での受光量P1を判定する。そして判定制御手段73で受光量PoとP1の比が所定の比率Coとなるか否かを判断する(ステップ57)。
Po/P1=Co (3)
所定比率Coに一致しない場合には、ステップ54に戻り、白色制御信号を出力して、上述した作用と同様にして各画素ミラー21a…での反射回数を増大(または減少)させ、光量P1を増光(または減光)調整する。この場合、光量Poは一定に維持する。これを繰り返して、P1/Po=Coになった時点で、投光手段71からプロジェクタ3に光量制御信号を出力し(ステップ58)、黒色画像と白色画像のコントラストを定める。
先ず、図1に示すプロジェクタ3からスクリーン60に投射光(基準光)を投射した状態で、リモコン70ではスクリーン60での反射光のコントラストについて自動調整を指示する(ステップ50)。するとリモコン70の投光手段71からプロジェクタ3に指示された投射制御を行うよう赤外光を投射する。
即ち、コントラスト比を設定するために、CPU19から黒色制御信号が出力される(ステップ51)とDMD21Aの各画素ミラー21a、…の傾きを調節し、各画素ミラー21a、…から投影レンズ25方向への投射光の反射回数を減少させて各画素ミラー21a、…での反射光を減少(減光)させ、スクリーン60に到達する各画素の画像を暗くする。そして、ステップ52で減光されたか否かを判定し、減光されていないと判定された場合はステップ51に戻り、減光されたと判定された場合はステップ53に進み、リモコン70の受光手段72での黒色画像の受光量Poを判定する。
次に白色制御信号が出力される(ステップ54)と投射光をカラーホイール22の白色フィルター35dを通してDMD21Aの各画素ミラー21a…で反射させる回数を増大させることで反射光を増光させ、スクリーン60に白色画像を投影する。そして、ステップ55で増光されたか否かを判定し、増光されていないと判定された場合はステップ54に戻り、増光されたと判定された場合はステップ56に進み、リモコン70の受光手段72での受光量P1を判定する。そして判定制御手段73で受光量PoとP1の比が所定の比率Coとなるか否かを判断する(ステップ57)。
Po/P1=Co (3)
所定比率Coに一致しない場合には、ステップ54に戻り、白色制御信号を出力して、上述した作用と同様にして各画素ミラー21a…での反射回数を増大(または減少)させ、光量P1を増光(または減光)調整する。この場合、光量Poは一定に維持する。これを繰り返して、P1/Po=Coになった時点で、投光手段71からプロジェクタ3に光量制御信号を出力し(ステップ58)、黒色画像と白色画像のコントラストを定める。
また、プロジェクタ3では、図16に示すように、リモコン70からの信号待ち状態(ステップ60)からリモコン70からの光量制御信号の入力(図15のステップ58)によってコントラスト比Coに従って光量PoとP1を切り換え調整する(ステップ61,62)。光量切り換えモードでない場合にはリモコン70からの信号によって別の操作制御を行う(ステップ63)。
これによってスクリーン60に応じて白と黒のコントラスト比Coが適切に設定され、適切な反射光量の投影画像を観察できる。
これによってスクリーン60に応じて白と黒のコントラスト比Coが適切に設定され、適切な反射光量の投影画像を観察できる。
このようにしてスクリーン60に応じてコントラスト値を設定してプロジェクタ3の投射光量を調整することによって、フレネルレンズ型スクリーン60の反射率に応じて最適な明るさに設定できる。ここで「最適」とはスクリーン60との関係で、輝度が高すぎると観察者の目に刺激が強すぎる上に過大なエネルギー消費となるため、明るすぎず鮮明な画像を観察者が観察できるような程度をいう。
上述のように、リモコン70は、通常の操作指示に加えて、プロジェクタ3からの投射光をスクリーン60を介して受光する受光手段72と、判定制御手段73によってコントラスト値を設定して赤外光をプロジェクタ3及びソース手段10からなる本体80に発信して自動操作する投光手段71とを備えており、信号を送信と受信の双方向交信できる。
また判定制御手段73では、受光手段72で受光した光量に基づいて反射光量が予め設定した既定光量以上か否かを判断して、スクリーンが特殊スクリーン6かマット型スクリーン4かを判別することもできる。この場合、判定制御手段73はスクリーン判別手段を兼ねている。
なお、プロジェクタ3の光源はランプ29に限定されることなく、例えばLEDでもよい。この場合にも光量を適切に制御することで過大な電流値による発熱を抑制して寿命を長くできる。
上述のように、リモコン70は、通常の操作指示に加えて、プロジェクタ3からの投射光をスクリーン60を介して受光する受光手段72と、判定制御手段73によってコントラスト値を設定して赤外光をプロジェクタ3及びソース手段10からなる本体80に発信して自動操作する投光手段71とを備えており、信号を送信と受信の双方向交信できる。
また判定制御手段73では、受光手段72で受光した光量に基づいて反射光量が予め設定した既定光量以上か否かを判断して、スクリーンが特殊スクリーン6かマット型スクリーン4かを判別することもできる。この場合、判定制御手段73はスクリーン判別手段を兼ねている。
なお、プロジェクタ3の光源はランプ29に限定されることなく、例えばLEDでもよい。この場合にも光量を適切に制御することで過大な電流値による発熱を抑制して寿命を長くできる。
また、第二の実施形態において、(3)式で受光量P1を固定して受光量Poを減少させることで所定比率Coに制御してもよいし、Po、P1の両方を変動させて所定比率Coに制御してもよい。
なお、第一実施形態において、プロジェクタ3のランク29とファン36との関係について説明したが、この構成はファン36による放熱が必要ないずれの画像再生機器にも適用できる。ファン36による放熱制御はランプ29に限らず、近年集積度が向上している画像処理回路におけるIC等の放熱制御にも適用できることことはいうまでもない。
なお、第一実施形態において、プロジェクタ3のランク29とファン36との関係について説明したが、この構成はファン36による放熱が必要ないずれの画像再生機器にも適用できる。ファン36による放熱制御はランプ29に限らず、近年集積度が向上している画像処理回路におけるIC等の放熱制御にも適用できることことはいうまでもない。
1 マルチメディア再生装置(画像投射装置)
3 プロジェクタ
10 ソース手段
11 音声信号入力手段
12 画像信号入力手段
14 音声再生手段
19 CPU(制御手段)
20 画像形成手段(制御手段;光量制御手段)
21 画像形成素子(制御手段;光量制御手段)
21A DMD
22 カラーホイール
25 投影レンズ
27 スクリーン
30 光量制御手段(制御手段)
36 ファン
37 ファン制御手段
38 室内照明
39 ビーズ型スクリーン
43 コーナーキューブ型スクリーン
47 偏向ビーズ型スクリーン
50 AF手段(距離測定手段;光量検出手段;検出手段)
51,54 距離測定センサ(距離測定手段)
53 光検出手段(光量検出手段;検出手段)
55 センサアレイ(光量検出手段;検出手段)
60 フレネルレンズ型スクリーン
70 リモコン(遠隔制御手段)
71 受光手段
72 投光手段
73 判定制御手段
80 本体(画像投射装置本体)
3 プロジェクタ
10 ソース手段
11 音声信号入力手段
12 画像信号入力手段
14 音声再生手段
19 CPU(制御手段)
20 画像形成手段(制御手段;光量制御手段)
21 画像形成素子(制御手段;光量制御手段)
21A DMD
22 カラーホイール
25 投影レンズ
27 スクリーン
30 光量制御手段(制御手段)
36 ファン
37 ファン制御手段
38 室内照明
39 ビーズ型スクリーン
43 コーナーキューブ型スクリーン
47 偏向ビーズ型スクリーン
50 AF手段(距離測定手段;光量検出手段;検出手段)
51,54 距離測定センサ(距離測定手段)
53 光検出手段(光量検出手段;検出手段)
55 センサアレイ(光量検出手段;検出手段)
60 フレネルレンズ型スクリーン
70 リモコン(遠隔制御手段)
71 受光手段
72 投光手段
73 判定制御手段
80 本体(画像投射装置本体)
Claims (19)
- スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、
前記スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、
前記ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
該画像形成手段で形成された画像を前記スクリーンに投射するための投射光を射出する光源と、
前記スクリーンに投射する投射光の反射特性を検出する検出手段と、
該検出手段で検出した反射特性に従って前記スクリーンに投射する画像の明るさを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像投射装置。 - 前記検出手段はスクリーン表面に反射特性を向上させる光学手段があるか否か、またはスクリーン表面での反射特性の差異を判定するものである請求項1に記載の画像投射装置。
- 前記検出手段は、画像投射装置の基準光を投射した際の反射特性に従って前記光学手段を判定するようにした請求項2に記載の画像投射装置。
- スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、
前記スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、
該ソース手段から出力された情報に基づいて音声を再生する音声再生手段と、
前記ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
該画像形成手段で形成された画像を前記スクリーンに投射するための投射光を射出する光源と、
前記音声再生手段への音声入力の有無に基づいて前記光源の光量を調整する光量制御手段とを備えたことを特徴とする画像投射装置。 - 前記音声再生手段への音声入力があった場合に、予め設定された音量変化範囲に基づいて光量調整を行う請求項4に記載の画像投射装置。
- 前記スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段を更に備え、該光量検出手段で検出した光量に基づいてスクリーンの種類を判別して前記光量制御手段によって光量調整を行う請求項4または5に記載の画像投射装置。
- 前記光量検出手段によってスクリーンが反射光の指向性が高い特殊スクリーンであると判定した場合には光量を低下させるよう調整する請求項6に記載の画像投射装置。
- 前記画像形成手段にはカラーホイールが設けられており、光量を増加させる場合には前記カラーホイールの白色セグメントを透過する投射光を増大させ、光量を低下させる場合には赤色、緑色及び青色セグメントを透過する投射光を増大させるようにした請求項4乃至7のいずれかに記載の画像投射装置。
- 前記光源以外の周囲からスクリーンに照射される外光を検出する外光センサを更に備え、前記光源からスクリーンに投射する投射光と前記外光との明暗に基づいて、前記光源の光量を調整するようにした請求項4乃至8のいずれかに記載の画像投射装置。
- 前記光源を送風冷却する送風手段を備え、前記光源の光量を増大させる場合には送風手段の送風量を増加させ、前記光源の光量を低減させる場合には送風手段の送風量を減少させるようにした請求項4乃至9のいずれかに記載の画像投射装置。
- スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、
前記スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、
該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
該画像形成手段により形成された画像を前記スクリーンに投射する光源と、
前記画像投射装置からスクリーンまでの距離を測定する距離測定手段と、
前記距離測定手段により測定した距離に基づいて前記光源の光量を調整する光量制御手段とを備えたことを特徴とする画像投射装置。 - 前記スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段を更に備え、前記距離測定手段により測定した測定距離が予め設定した所定距離よりも短く且つ前記光量検出手段で検出した反射光量に基づくスクリーンからの反射光の反射率が所定値より大きい場合に、前記光源の光量を低下させるようにした請求項11に記載の画像投射装置。
- 前記反射率が所定値より大きいか否かによって、前記スクリーンが散乱光の多いマット型スクリーンか指向性の高い特殊スクリーンかを判定するようにした請求項12に記載の画像投射装置。
- スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、
前記スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、
該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
該画像形成手段により形成された画像を前記スクリーンに投射する光源と、
前記スクリーン上の複数位置において該スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段と、
該光量検出手段で得た複数位置の反射光量の変化のパターンからスクリーンの種類を判定するスクリーン判定手段とを備えたことを特徴とする画像投射装置。 - スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、
前記スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により形成された画像を前記スクリーンに投射する光源と、前記光源から投射する投射光の光量を制御する光量制御手段とを有する画像投射装置本体と、
該画像投射装置本体と分離されていて少なくとも前記光量制御手段を遠隔操作する遠隔操作手段とを備え、
該遠隔操作手段には、前記スクリーンからの反射光量を検出する光量検出手段と、前記反射光量に基づいて光源から投射すべき光量を設定して前記画像投射装置本体に設けた光量制御手段を遠隔操作する判定制御手段とが設けられていることを特徴とする画像投射装置。 - 前記遠隔操作手段には、光量検出手段で得た反射光量からスクリーンの種類を判定するスクリーン判定手段を更に備えている請求項15に記載の画像投射装置。
- スクリーンに画像を投射する画像投射装置において、
前記スクリーンに画像を再生させるための情報を出力するソース手段と、
該ソース手段から出力された情報に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
該画像形成手段により形成された画像を前記スクリーンに投射する光源と、
前記スクリーンへ投射する投射光の光量を制御する光量制御手段と、
前記スクリーン上の反射光量を検出する光量検出手段と、
該光量検出手段で得た複数の反射光量のコントラスト値を求めるコントラスト判定手段とを備えたことを特徴とする画像投射装置。 - 前記コントラスト判定手段で求めたコントラスト値が予め定めた所定値になるように前記光量検出手段で得た複数の反射光量の少なくともいずれかを光量制御手段によって調整するようにした請求項17に記載の画像投射装置。
- 前記画像投射装置を遠隔操作するための遠隔操作手段を更に備え、前記光量検出手段と
コントラスト判定手段は前記遠隔操作手段に搭載されている請求項17または18に記載の画像投射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004354629A JP2006162995A (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 画像投射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004354629A JP2006162995A (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 画像投射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006162995A true JP2006162995A (ja) | 2006-06-22 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009116053A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Nikon Corp | プロジェクタ付きカメラ |
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2004
- 2004-12-07 JP JP2004354629A patent/JP2006162995A/ja not_active Withdrawn
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