JP2009036865A - 画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光沢のある投影面に画像を投影した場合において、投影画像が眩しく見えてしまうことを抑制することができる画像投影装置を提供する。
【解決手段】画像を投影面に投影する画像投影装置１において、制御部１１は、投影面状態検出部１０において検出した投影面の光沢度が所定以上の光沢度を有するとき、予め設定された領域への画像の投影を規制する。例えば、姿勢制御部１４によって画像の投影角度を変更したり縮小したりすることにより、予め設定された領域を避けて画像を投影する。あるいは、光源の強度を下げることによって、予め設定された領域に投影される画像の輝度を下げる。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像を投影面に投影する画像投影装置に関する。

従来から、プロジェクタなどのように画像を投影面に投影する画像投影装置が知られており、近年では社内の会議や営業のプレゼンテーションなどに広く用いられるようになってきている。

この種の画像投影装置は、専用のスクリーンがある場所のみならず、様々な場所で用いられるようになってきており、例えば、小さい会議室で壁面などを投影面として利用して画像の投影が行われている。

小さい会議室で使用するときには、短い距離で投影が行われることになるため、画像投影装置の傾き等の設置状態によりその投影画像に台形状の歪みが生じる。そこで、その傾きに応じて台形歪みを補正する画像投影装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、適切な投影面がなく、凸凹や曲面を有する面を投影面としなければならないことがあり、このような場合には投影した画像が見にくくなる。そこで、投影面の三次元形状を獲得し、この投影面の三次元形状に応じて補正パラメータを制御して凸凹や曲面による歪みを補正する画像投影装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平４−３５５７４０号公報 特開２００１−６１１２１号公報

しかしながら、従来の画像投影装置においては、投影角度による画像歪み、或いは凸凹や曲面による画像歪みを補正することができるものの、ホワイトボード等の光沢のある投影面に対しての対応は十分ではない。

すなわち、光沢のある投影面は正反射（鏡面反射）の割合が高いことから、画像投影装置によって画像を投影した場合、その正反射光が強く、利用者には投影画像が眩しく感じられ、投影画像が見づらい。

そこで、本発明は、光沢のある投影面に画像を投影した場合において、投影画像の反射光による眩しさを軽減することができる画像投影装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像を投影面に投影する画像投影装置において、前記投影面の光沢度を検出する投影面状態検出部と、前記投影面が所定以上の光沢度を有するとき、予め設定された領域への前記画像の投影を規制する制御部とを備える画像投影装置とした。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記画像の投影角度を変更することにより、前記予め設定された領域を避けて前記画像を投影して、前記規制を行うことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記画像を縮小して投影することにより、前記予め設定された領域を避けて前記画像を投影して、前記規制を行うことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記画像を縮小し、かつ前記画像の中心を前記予め設定された領域から遠ざかるように移動させて投影することにより、前記予め設定された領域を避けて前記画像を投影して、前記規制を行うことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記画像のうち少なくとも前記予め設定された領域に投影される画像の輝度を下げることによって、前記規制を行うことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、光源と、前記光源から出射した光を画像データに基づいて変調した画像光を生成する光変調部と、前記画像光を投射する投射部とを備え、前記制御部は、前記光源から出射する光の強度を下げることによって、前記画像の輝度を下げることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、光源と、前記光源から出射した光を画像データに基づいて変調した画像光を生成する光変調部と、前記画像光を投射する投射部とを備え、前記制御部は、前記画像データの輝度値を補正することによって、前記画像の輝度を下げることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記投影面状態検出部は、投影された所定画像の前記投影面からの反射光を検出する光検出器を有し、前記光検出器により検出した光と所定の設定値との比較結果に基づいて、前記投影面の光沢度を検出することを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記投影面状態検出部は、前記所定画像が投影されない状態で前記投影面からの光を前記光検出器により検出し、前記光検出器により検出した光に基づいて、前記所定の設定値を変更することを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９に記載の発明において、前記所定画像は、テストパターンの画像であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、投影面の光沢度を検出する投影面状態検出部と、投影面が所定以上の光沢度を有するとき、予め設定された領域への画像の投影を規制する制御部とを有するので、投影面が光沢面である場合であってもその眩しさを低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、制御部は、画像の投影角度を変更することにより、予め設定された領域を避けて画像を投影するので、画像処理などを施さずに簡単に予め設定された領域への画像の投影を規制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、制御部は、画像を縮小して投影することにより、予め設定された領域を避けて画像を投影するので、画像の投影角度を変更する構造を用いることなく、画像処理や投影部の画角処理などによって、予め設定された領域を避けることができる。

請求項４に記載の発明によれば、制御部は、画像を縮小し、かつ画像の中心を予め設定された領域から遠ざかるように移動させて投影することにより、予め設定された領域を避けて画像を投影するので、画像の縮小率をできるだけ抑えることができ、画像が縮小されすぎて利用者にとって見づらくなることを抑制することができる。また、投影角度が制限された場合でも、設定された領域を避けて画像を投影することができる。

請求項５に記載の発明によれば、制御部は、投影する画像のうち少なくとも予め設定された領域に投影される画像の輝度を下げるものであり、これにより投影する画像の位置や大きさを変化させることなく、投影面が光沢面である場合であってもその眩しさを低減することができる。

請求項６に記載の発明によれば、光源と、この光源から出射した光を画像データに基づいて変調した画像光を生成する光変調部と、画像光を投射する投射部とを備え、制御部は、光源から出射する光の強度を下げることによって、画像の輝度を下げるようにしたので、複雑な処理を画像などに施すことなく、予め設定された領域に投影される画像の輝度を簡単に下げることができる。

請求項７に記載の発明によれば、光源と、この光源から出射した光を画像データに基づいて変調した画像光を生成する光変調部と、画像光を投射する投射部とを備え、制御部は、画像データの輝度値を補正することによって、画像の輝度を下げるようにしたので、投影画像全体の輝度を下げることなく、予め設定された領域に投影される画像の輝度のみを下げることができる。

請求項８に記載の発明によれば、投影面状態検出部は、投影された所定画像の投影面からの反射光を検出する光検出器を有し、この光検出器により検出した光と所定の設定値との比較結果に基づいて、投影面の光沢度を検出するので、投影面からの反射光によって投影面の光沢度を容易に判断することができる。

請求項９に記載の発明によれば、投影面状態検出部は、所定画像が投影されない状態で投影面からの光を光検出器により検出し、光検出器により検出した光に基づいて、所定の設定値を変更するので、例えば、明るい部屋と暗い部屋とで、予め設定された領域への画像投影を規制する度合いを変えることができる。すなわち、画像を投影する場所が明るい場合と暗い場合とで、利用者が眩しく感じる光量が変わってくる（例えば、明るい場所で画像を投影する場合には画像Ｖが明るく見えても眩しく感じないことがある。）ことから、画像投影を規制するか否かを判断するための所定の設定値を変えることによって、全く眩しくないのにもかかわらず画像の投影を規制したり、眩しいのにもかかわらず画像の投影を規制しなかったりするといった問題を抑制することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、投影面の光沢度を検出するために、上記所定画像としてテストパターンの画像を用いることとしているので、例えば、投影面のいくつかの領域の光沢度を検出するときには、その領域だけ白画像を投影し、その他の領域には画像を投影しないようにすることで投影面の光沢度検出の際に投影面全体を光検出器で検出する必要がなく、簡単な構成で光沢度を検出することができる。

次に、本発明の一実施形態の画像投影装置について図面を参照して説明する。図１及び図２は本実施形態における画像投影装置の使用状態を説明するための図、図３は本実施形態における画像投影装置の概略構成図、図４〜図７は本実施形態における画像投影装置において規制領域への投影を制限する動作の説明図、図８及び図９は本実施形態における画像投影装置において投影面の光沢度を検出する動作の説明図である。

本実施形態における画像投影装置１は、図１に示すように、コンピュータ装置２に接続され、このコンピュータ装置２から出力される画像信号を入力し、この画像信号に基づいた画像Ｖをスクリーンの投影面Ｚに投影する。なお、図１においては、画像投影装置１及びコンピュータ装置２は、机４上に載置される。

画像の投影するスクリーンを、ここでは、光沢のある投影面を有するホワイトボード３であるものとして以下説明する。

画像投影装置１によって画像Ｖが投影される投影面Ｚの表面が光沢のあるホワイトボード３である場合、このホワイトボード３に投影された画像Ｖの反射光が正反射（鏡面反射）される割合が高くなる。そのため、利用者には投影された画像Ｖ（以下、「投影画像Ｖ」とも呼ぶ。）が眩しく感じられ、見づらい。

例えば、図２に示すように、画像投影装置１を載置している机４からＹ１の高さを下辺とする画像Ｖがホワイトボード３の投影面Ｚに投影されているとき、画像投影装置１から出射された光のうちの光Ｗ１の一部は、投影面Ｚによって正反射され、利用者の眼Ｇに入射する。このとき、投影面Ｚはその光沢があることから正反射する割合が高く、利用者には投影画像Ｖの一部が眩しく感じられて見づらくなる。

そこで、投影面が光沢面である場合であってもその眩しさを低減すべく、本実施形態における画像投影装置１では、図３に示すように、投影面Ｚの光沢度を検出する投影面状態検出部１０と、投影面Ｚが所定以上の光沢度を有する光沢面であるとき、予め設定された領域（以下、「規制領域」と呼ぶ。）への画像Ｖの投影を規制する制御部１１とを備えている。また、画像投影装置１は、各種パラメータや設定情報などを記憶する記憶部１３と、後述する可動脚１６を画像投影装置１の底面から突出させる量を制御して、画像投影装置１の傾斜角を変える姿勢制御部１４と、コンピュータ装置２などから映像信号を入力し、この映像信号に基づいた画像データを生成して出力する画像処理部１５と、画像処理部１５で生成された画像データを投影する投影部１２とを有している。

ここで「規制領域」とは、投影画像Ｖが投影面Ｚで正反射した光が利用者の眼Ｇに入ると想定される位置であり、例えば、図２に示すように画像投影装置１とホワイトボード３とが配置されており、利用者の眼Ｇが机４からの高さＹ３まで存在しうると仮定したとき、投影画像Ｖの投影面Ｚでの正反射光が利用者の眼Ｇに入射する可能性のある投影面Ｚの領域は、画像投影装置１の設置面である机４からの高さＹ２までの領域となる。なお、この「規制領域」の情報は、記憶部１３に記憶されており、制御部１１が記憶部１３から読み出して用いるものである。

規制領域への画像の投影規制は、制御部１１によって行うものであるが、その規制方法として、以下の方法がある。
（１）規制領域以外の領域に画像Ｖを投影する。
（２）規制領域に投影する画像Ｖの輝度を低減する。

上記（１）の方法としては、例えば、図４に示すように、画像投影装置１を傾斜させて、画像の投影角度を変更することによって、規制領域以外の領域に画像Ｖを投影する方法がある。画像投影装置１の傾斜角は、姿勢制御部１４（図３参照）によって変更することができる。この姿勢制御部１４は、例えば、図４に示すように画像投影装置１の底面から可動脚１６を突出させる量を制御することによって、画像投影装置１の傾斜角を変える。なお、画像投影装置１全体を傾斜させる必要はなく、少なくとも投影部１２を傾斜させるようにすればよい。

また、例えば、図５に示すように、投影すべき画像Ｖを縮小して投影することにより、規制領域を避けて画像Ｖを投影する方法がある。縮小前の投影画像Ｖが規制領域内に占める割合が大きいときには、単に投影画像Ｖを縮小するだけでは、投影画像Ｖの中心Ｏが変わらないことから、投影すべき画像Ｖの縮小率を高くせざるを得ず、縮小前の高さ範囲Ｙ４（図２参照）から縮小後の高さ範囲Ｙ５（図５参照）へと投影画像Ｖの高さ範囲がかなり小さくなる場合がある（画像Ｖの幅方向も同様）。

そこで、図６に示すように、投影する画像Ｖを縮小しつつ、投影画像Ｖの中心Ｏを規制領域から遠ざかるように移動させて投影することにより、規制領域以外の領域に画像Ｖを投影することが望ましい。これにより、単に投影画像Ｖを縮小するよりも、投影画像Ｖの縮小後の高さ範囲Ｙ５をできるだけ大きくとることができる（画像Ｖの幅方向も同様）。なお、投影すべき画像Ｖを縮小する方法としては、画像データを加工処理する方法や投影画角を変更する方法などがある。

また、上記（２）の方法としては、光源から出射する光の強度を下げることによって、投影画像Ｖの輝度を下げる方法がある。画像投影装置１の投影部１２は、図３に示すように、光源２０と、画像処理部１５を介して入力される画像データに基づいて光源２０から出射した光を変調して画像光を生成する光変調部２１と、画像光を投射する投射部２２とを備えており、例えば、制御部１１の制御により光源２０から出射する光の強度を下げることによって、画像Ｖ全体の輝度を下げて規制領域へ投影される画像Ｖの輝度を下げるようにする。

また、光源２０の強度を下げるのではなく、光変調部２１で光を変調するために用いる画像データ自体を加工処理することによって規制領域の画像Ｖの輝度を下げるようにしてもよい。例えば、制御部１１において、図７（ａ）に示すように、画像データのうち高さ範囲Ｙ６の領域に対応する画像の輝度値を補正することによって、図７（ｂ）に示すように、規制領域の投影画像Ｖのうち、規制領域の投影画像Ｖ２の輝度が低減する補正を行い、他の領域の投影画像Ｖ１の輝度は補正しない。図７（ｂ）は投影面Ｚに投影された画像Ｖのうち規制領域の投影画像Ｖ２の輝度が低減されていることを示している。このようにすることで眩しいと想定される領域のみを輝度を低減することができ、眩しさを低減して見やすい画像を投影することができる。なお、画像データの全ての領域の輝度を下げるようにしてもよい。

ところで、本実施形態における画像投影装置１は、上述のように投影面Ｚが所定以上の光沢度を有するときに規制領域への画像Ｖの投影を規制するものであるが、投影面Ｚの光沢度は、投影面状態検出部１０によって検出する。

この投影面状態検出部１０には、投影面からの反射散乱光を検出する光検出器２３（図３参照）が含まれており、例えば、投影部１２からテスト画像（白画面など）を投影している状態で、投影面状態検出部１０は、このテスト画像の投影面Ｚによる反射散乱光の光量（以下、「反射光量」とも呼ぶ。）を光検出器２３により検出し、この検出したテスト画像の反射光量と所定の設定値との比較結果に基づいて、投影面Ｚの光沢度を検出する。そして、投影面状態検出部１０は、テスト画像の反射光量が所定の設定値以上のときに、投影面Ｚが所定以上の光沢度を有する光沢面であると判定する。

ここで、光検出器２３は、フォトダイオードを用いることができる。そして、投影面Ｚにおいて、例えば、図８（ａ）に示すように、画像投影装置１の投影可能領域Ｊａ全面にテスト画像Ｖｔとして白画像が投影されている状態で、中央下部領域Ｊｂと中央上部領域Ｊｃとを部分的に検出する光検出器２３を用いて、図８（ｂ）に示すように、各領域Ｊｂ，Ｊｃから投影面Ｚの光沢度を検出する。投影面Ｚが光沢面であるとき、投影面Ｚでの正反射の割合が高くなる。従って、例えば図２等に示すように、投影部１２が画像Ｖを光軸Ｅよりも上方に投影し、かつ投影面Ｚが光沢面であるときには、光検出器２３において検出される反射光量は、中央上部領域Ｊｃの反射光量よりも中央下部領域Ｊｂの反射光量の方が大きくなる。そこで、光検出器２３での検出結果が中央上部領域Ｊｃの反射光量よりも中央下部領域Ｊｂの反射光量が所定値以上大きいときには、投影面Ｚが光沢面であると判断し、そうでないときには投影面Ｚが光沢面ではないと判断することができる。なお、フォトダイオードを３個以上にしたり、ＣＣＤを光検出器２３に用いた場合には、領域Ｊｂ，Ｊｃのみではなく、その他の領域についてもその反射光量を検出することで、投影面の光沢度を更に精度よく検出することができる。

また、投影面Ｚの光沢度を検出するために、投影面Ｚに投影するテスト画像Ｖｔを投影可能領域Ｊａ全面に投影するのではなく、図９（ａ）に示すように、テストパターン画像を用いて、光検出器２３で検出が必要な領域にのみ画像を投影するようにしてもよい。この図においては、検出する領域を領域Ｊｂ，Ｊｃだけではなく、その間の領域Ｊｄ，Ｊｅ，Ｊｆを設け、これらの領域の反射光量を図９（ｂ）に示すように光検出器２３に設けた複数のフォトダイオードを用いて検出する。このようにすることで、光検出器２３を安価なフォトダイオードで簡単に構成することができる。さらに、複数の領域の反射光量を検出することで、投影面Ｚの光沢度を更に精度よく検出することができる。逆に中央上部領域Ｊｃの領域のみ、すなわち、画像投影装置１の設置面から離れた位置からの反射散乱光を検出し、所定値と比較することにより簡易に光沢度を検出することができる。このとき、領域Ｊｃに投影したときと、投影しないときの差を取ることにより外来光（以下、「外光」とも呼ぶ。）の影響を受けない光沢度を検出することができる。

ところで、画像Ｖを投影する場所が明るい場合と暗い場合とで、利用者が眩しく感じる反射光量が変わってくる。例えば、明るい場所において画像Ｖを投影する場合、多少画像Ｖが明るくても利用者は眩しく感じない。

そこで、投影面Ｚを照らす外光の光量によって、テスト画像Ｖｔの反射光量と比較する上述の所定の設定値を変化させるようにすることで、投影画像Ｖをより見やすくすることができる。例えば、投影面状態検出部１０において、テスト画像Ｖｔが投影されない状態で投影面Ｚからの反射散乱光（外光の投影面Ｚでの反射散乱光）を光検出器２３により検出し、この光検出器２３により検出した反射散乱光の光量に基づいて、所定の設定値を変更するようにする。

（具体的な実施形態）
以下、上述した画像投影装置の構成及び動作について、さらにその詳細の一例について、図面を参照して具体的に説明する。図１０は本実施形態における画像投影装置の具体的構成の一例を示す図である。

図１０に示すように、画像投影装置１００は、画像投影装置１００全体を制御する制御部１０１と、投影面Ｚによる反射光量を検出する投影面状態取得部１０２と、投影面Ｚとの距離を測定する距離測定部１０３と、外部から映像信号を入力する映像信号入力回路１０４と、後述する投影部１０７によって投影する画像のデータを一時的に蓄積するフレームメモリ１０５と、映像信号入力回路１０４を介して入力される映像信号や制御部１０１から入力される画像情報に所定の画像処理を行って生成した画像データをフレームメモリ１０５に一時的に書き込み、その後、このフレームメモリ１０５から画像データを読み出して、投影部１０７へ入力する画像処理部１０６と、この画像処理部１０６から出力される画像データに基づいた画像を投影面Ｚに投影する投影部１０７と、各種操作を行うための操作パネルなどを有する入力部１０８と、画像投影装置１００の底面から進退可能な可動脚を有し、画像の投影角を変更するために可動脚を画像投影装置１００の底面から突出させてその突出量によって画像投影装置１００の姿勢を制御する姿勢制御部１０９とを備えており、これらはバス１１０によって接続される。

制御部１０１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ（以下、「内部ＲＯＭ」と呼ぶ。），ＲＡＭ（以下、「内部ＲＡＭ」と呼ぶ、）などを内蔵しており、ＣＰＵが内部ＲＯＭに予め格納されたプログラムを読み出して実行することによって制御部として機能する。なお、内部ＲＡＭはワーキングメモリなどとして用いられる。

投影面状態取得部１０２は、複数のフォトダイオードを備えており、図９に示すように、投影面Ｚの複数の領域Ｊｂ〜Ｊｆに投影されたテスト画像Ｖｔの反射光量を複数のフォトダイオードによって検出して、その検出結果をバス１１０を介して制御部１０１に通知する。制御部１０１は、この検出結果を用いて投影面Ｚの光沢度を算出する。このように、制御部１０１及び投影面状態取得部１０２は、投影面Ｚの光沢度を検出する投影面状態検出部として機能する。

距離測定部１０３は、レーザや赤外線を用いた測距センサであり、投影面Ｚとの距離を測定し、その結果をバス１１０を介して制御部１０１に通知する。制御部１０１は、この測定結果を用いて、上述した規制領域の設定や更新を行う。

映像信号入力回路１０４は、コンポジット映像信号やコンポーネント映像信号などの映像信号を外部からケーブルを介して入力する。

画像処理部１０６は、制御部１０１による制御に基づいて、映像信号入力回路１０４に入力された映像信号や制御部１０１から入力された画像情報などから画像データ生成し、この画像データをフレームメモリ１０５に書き込む。また、画像処理部１０６は、このようにフレームメモリ１０５に書き込んだ画像データを取り出し、投影部１０７へ入力する。

投影部１０７は、光源駆動回路１１１と、光源１１２と、照明光学系１１３と、光変調素子１１４と、結像光学系１１５（投射部の一例に相当）と、光変調素子駆動回路１１６とを備えている。なお、光変調素子１１４と光変調素子駆動回路１１６とで光変調部を構成する。

光源１１２は、ランプなどから構成され、制御部１０１によって制御された光源駆動回路１１１から出力される信号に基づいて、点灯駆動されて発光する。光源１１２で発光された光は、照明光学系１１３によって、照明光として光変調素子１１４に照射される。

光変調素子１１４は、透過型液晶パネルなどによって構成されており、光変調素子駆動回路１１６によって駆動されて、その表示面に映像を表示する。このように表示された映像は、照明光学系１１３からの照明光によって、光変調素子１１４を通して変調されて画像光となり、結像光学系１１５を通って、投影面Ｚに投影される。このように、光変調素子１１４に表示される画像が投影面Ｚに投影される構成となっている。光変調素子１１４としては、透過型液晶パネルのほか、ＤＭＤ（デジタル・ミラー・デバイス）などがある。

入力部１０８の操作パネルは、画像投影装置１００において使用者が操作可能な箇所、すなわち画像投影装置１００のハウジングの外壁面の適所に設けられており、使用者がこの操作パネルを操作することによって、その操作内容に応じた制御を制御部１０１が実行する。

以上のように構成された画像投影装置１００において、光沢のある投影面Ｚに画像を投影するときに、利用者が感じる眩しさを低減する処理について、図１１〜図１５を参照して具体的に説明する。図１１は画像投影装置１００において画像を投影するまでの処理を示すフローチャート、図１２は画像投影装置１００の状態検出処理を示すフローチャート、図１３は画像投影装置１００の投影制御処理を示すフローチャート、図１４は画像投影装置１００において規制領域の設定動作についての説明図、図１５は画像投影装置１００における投影面状態取得部１０２を説明するための図である。

画像投影装置１００において電源スイッチ（図示せず）がＯＮされたときやリセットスイッチ（図示せず）が操作されたとき、制御部１０１のＣＰＵは、内部ＲＡＭの作業領域確保等の初期設定動作を実行し、内部ＲＯＭに記憶したプログラムを読み出して、制御部１０１としての機能を動作状態とする初期化動作を行った後（ステップＳ１０）、ステップＳ１１に処理を移す。

ステップＳ１１において、制御部１０１は、距離設定を行う。この距離設定は、画像投影装置１００と投影面Ｚとの距離を測定し、その測定結果を内部ＲＡＭに記憶することによって行うものである。制御部１０１は、距離測定部１０３に対して、画像投影装置１００と投影面Ｚとの距離を測定するように要求する。この要求に対して距離測定部１０３は、画像投影装置１００と投影面Ｚとの距離を測定する。距離測定部１０３は、例えば、赤外線ＬＥＤなどの赤外線発光素子と、フォトダイオードなどの受光素子と、レンズとを一体化した構造を有しており、赤外線発光素子から出射した赤外線のはね返りの角度に応じた電圧値を、測定した距離の情報としてデジタル化して出力するものである。距離測定部１０３は、画像投影装置１００と投影面Ｚとの距離を測定すると、バス１１０を介して制御部１０１にその測定結果を通知する。この通知を受け取った制御部１０１は、画像投影装置１００と投影面Ｚとの距離の情報を距離Ｘ１として内部ＲＡＭの所定領域に記憶する。なお、投影部１０７のフォーカス機能を設け、このフォーカス機能を動作させた際のフォーカス位置により画像投影装置１００と投影面Ｚとの距離を検出するようにしてもよい。

次に、制御部１０１は、投影画像が投影面Ｚで正反射されて利用者の眼Ｇに入ると想定される位置である規制領域を決定する（ステップＳ１２）。この規制領域の決定は、内部ＲＡＭに記憶した上記距離Ｘ１の情報に基づいて行われる。

ここで、図１４に示すように、画像投影装置１００の投影部１０７から投影面Ｚまでの距離をＸ１、机４から投影部１０７の光軸Ｅまでの高さをＹ０、利用者の眼Ｇが机４から所定高さＹ３の位置まで存在し、かつ画像投影装置１００の投影部１０７から距離Ｘ２までに存在する可能性があるとすると、規制領域の高さＹ２は、以下の式（１）で表すことができる。

Ｙ２＝｛（Ｙ３−Ｙ０）×Ｘ１｝／（２Ｘ１＋Ｘ２）＋Ｙ０ ・・・（１）
制御部１０１は、予め内部ＲＡＭに設定されている高さＹ０，Ｙ３、距離Ｘ２のそれぞれの情報と、距離測定部１０３で測定して内部ＲＡＭに記憶されている距離Ｘ１の情報とに基づいて、規制領域の高さＹ２を演算し、内部ＲＡＭに記憶することによって、規制領域を設定する。

ステップＳ１２の処理が終了すると、制御部１０１は、状態検出処理を行って（ステップＳ１３）、ステップＳ１４に移行する。このステップＳ１３における状態検出処理は、図１２におけるステップＳ２０〜Ｓ２６までの処理であり、後で詳述する。

ステップＳ１４において、制御部１０１は、投影制御処理を行う。このステップＳ１４における投影制御処理は、図１３におけるステップＳ３０〜Ｓ３４までの処理であり、後で詳述する。

次に、ステップＳ１３における状態検出処理について、図１２を参照して具体的に説明する。

図１２に示すように、状態検出処理を開始すると、制御部１０１は、投影部１０７から画像を投影していない状態で、外光受光量測定の処理を行う（ステップＳ２０）。この外光受光量測定は、投影面Ｚに照射される外光（画像投影装置１００が設置してある部屋の照明などの光）の投影面Ｚによる反射散乱光の光量（以下、「外光受光量」とする。）を測定するものである。投影面状態取得部１０２は、図１５に示すように、２つのフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂを有しており、これらのフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂは、それぞれ投影面Ｚの中央下部領域Ｊｂと中央上部領域Ｊｃとからの光を受光する指向性を有しており、投影面Ｚの中央下部領域Ｊｂと中央上部領域Ｊｃとからそれぞれ反射した光の量を投影面状態取得部１０２の２つのフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂによって検出することによって外光受光量測定を行う。このとき、図１５に示すように、投影面Ｚからの反射散乱光をフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂ上に集光するレンズ１２０ａ，１２０ｂとスリット１２１ａ，１２１ｂとを組み合わせることにより特定の方向からの反射散乱光のみを検出することができる。投影面状態取得部１０２で測定された結果は、バス１１０を介して制御部１０１に通知される。この通知を受け取った制御部１０１は、外光受光量の情報に基づいて所定の設定値である基準値を演算し、この基準値を内部ＲＡＭの所定領域に記憶して、基準値を設定する（ステップＳ２１）。例えば、外光受光量が多いときには、基準値を高く設定し、外光受光量が少ないときには、基準値を低く設定する。

次に制御部１０１は、内部ＲＯＭから投影可能領域Ｊａ全体が白画像となるテスト画像の画像データの情報を読み出し、投影部１０７からテスト画像の画像データに基づいたテスト画像Ｖｔを投影（図８参照）する（ステップＳ２２）。

このようにテスト画像Ｖｔを投影している状態で、制御部１０１は、散乱光受光量測定を行う（ステップＳ２３）。すなわち、制御部１０１は、テスト画像Ｖｔが投影面Ｚによって反射した反射散乱光のうち、投影面状態取得部１０２の２つのフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂへ向かう中央下部領域Ｊｂと中央上部領域Ｊｃによる反射散乱光の光量をフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂによって検出する。投影面状態取得部１０２で測定された結果は、バス１１０を介して制御部１０１に通知される。この通知を受け取った制御部１０１は、中央下部領域Ｊｂによる反射散乱光の光量の値から中央上部領域Ｊｃによる反射散乱光の光量の値を減算して、投影面Ｚの光沢度を演算する。例えば、このように演算した値が大きいときには投影面Ｚの光沢度を高い値とし、小さいときには投影面Ｚの光沢度を低い値とする。

次に、制御部１０１は、ステップＳ２１で設定した基準値とステップＳ２３で演算した投影面Ｚの光沢度とを比較し（ステップＳ２４）、投影面Ｚの光沢度が基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５において、制御部１０１は、投影面Ｚの光沢度が基準値以上であると判定すると（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、規制制御設定を行う（ステップＳ２６）。ここでは、内部ＲＡＭの規制制御フラグを「０」から「１」にすることで規制制御設定を行う。

ステップＳ２６の処理が終了したとき、或いはステップＳ２５において投影面Ｚの光沢度が基準値以上ではないと判定したとき（ステップＳ２５：Ｎｏ）、制御部１０１は、状態検出処理を終了する。

次に、ステップＳ１４における投影制御処理について、図１３を参照して具体的に説明する。

図１３に示すように、投影制御処理を開始すると、制御部１０１は、まず、規制制御が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２６）。具体的には、内部ＲＡＭの規制制御フラグが「１」に設定されているときに、規制制御が設定されていると判定する。

この処理において、制御部１０１は、規制制御が設定されていると判定すると（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、制御部１０１は、投影部１０７によって投影可能な投影領域である投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含むことになるか否かを判定する（ステップＳ３１）。この判定は、画像投影装置１００の姿勢が姿勢制御部１０９の動作によって傾斜している状態であるときには、投影可能領域Ｊａが変わることから、実行されるものであり、例えば、図４に示すような投影角度で画像投影装置１００が画像Ｖを投影しているときには、規制領域が投影可能領域Ｊａに含まれないことになることから、投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含ないと判定する。一方、図２に示すような投影角度で画像投影装置１００が画像Ｖを投影しているときには、投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含むと判定する。

この処理において、投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含むと判定すると（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、制御部１０１は、姿勢補正値を演算する（ステップＳ３２）。具体的には、画像投影装置１００の姿勢がどの程度傾斜していれば、投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含ないことになるのかを判断して、投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含ないことになる画像投影装置１００の姿勢を判断し、その判断結果に基づいて、画像投影装置１００の傾斜値を姿勢補正値として演算する。

次に、制御部１０１は、ステップＳ３２で演算した姿勢補正値を姿勢制御部１０９にバス１１０を介して通知し、姿勢制御部１０９はこのように通知された姿勢補正値に基づいて画像投影装置１００の姿勢を制御する（ステップＳ３３）。従って、例えば、画像投影装置１００が図２に示す状態であるときに、この処理において画像投影装置１００を図４に示すような状態にすることができる。

その後、制御部１０１は、映像信号入力回路１０４から入力される画像信号に基づいた画像を投影部１０７から投影させる制御を行って、投影面Ｚに画像を投影し（ステップＳ３４）、処理を終了する。

一方、ステップＳ３０において規制領域が設定されていないと判定したとき（ステップＳ３０：Ｎｏ）、或いはステップＳ３１において投影領域が規制領域の一部を含まないと判定したとき（ステップＳ３１：Ｎｏ）、制御部１０１は、ステップＳ３２及びステップＳ３３による投影領域制御を行わずに、投影面Ｚに画像を投影して（ステップＳ３４）、処理を終了する。

以上のように、本実施形態における画像投影装置１００では、投影面が光沢面である場合に、正反射する光が直接利用者の眼に入射する可能性のある規制領域へ画像を投影しないようにしていることから、利用者の感じる眩しさを低減することができる。

ここで、上述においては、画像の投影角度を変更することにより、規制領域を避けて画像を投影することとしたが、画像を縮小して投影することにより、規制領域を避けて画像を投影することができ、以下図面を参照して具体的に説明する。図１６は画像投影装置１００の別の投影制御処理を示すフローチャートである。

図１６に示すように、投影制御処理を開始すると、制御部１０１は、ステップＳ３０，Ｓ３１と同様の処理を行う（ステップＳ４０，Ｓ４１）。

ステップＳ４１において、投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含むと判定すると（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、制御部１０１は、画像の縮小率を演算する（ステップＳ４２）。具体的には、画像投影装置１００が投影する画像がどの程度の縮小率であれば、規制領域に投影画像Ｖが入らないことになるのかを演算し、その縮小率を内部ＲＡＭに設定する（ステップＳ４３）。

その後、制御部１０１は、映像信号入力回路１０４から入力される映像信号を、内部ＲＡＭに設定された画像縮小率に基づいた大きさの画像データとして画像処理部１０６に生成させ、この画像データに基づいた画像を投影部１０７から投影させる制御を行って、投影面Ｚに画像を投影し（ステップＳ４４）、処理を終了する。

一方、ステップＳ４０において規制領域が設定されていないと判定したとき（ステップＳ４０：Ｎｏ）、或いはステップＳ４１で投影領域が規制領域の一部を含まないと判定したとき（ステップＳ４１：Ｎｏ）、制御部１０１は、ステップＳ４２及びステップＳ４３による投影領域制御を行わずに、投影面Ｚに画像を投影して（ステップＳ４４）、処理を終了する。

このように、投影すべき画像を縮小することにより、規制領域を避けて画像を投影することができることから、姿勢制御部１０９を設けないような画像投影装置において、姿勢制御部１０９を設けるコストを低減することができる。

なお、ステップＳ４２において、画像投影装置１００が投影する画像をどの程度の縮小率であれば、投影画像Ｖが規制領域に入らないことになるのかという判断を、投影する画像の上辺の位置を固定して判断することによって行ってもよい。すなわち、投影する画像の上辺の位置を変えずに投影する画像の中心が投影部１０７の光軸Ｅや規制領域から遠ざかるように画像を縮小していったときに、投影画像が規制領域に入らないことになるときの投影画像の縮小率を演算する。

また、制御部１０１において、画像の投影角度の変更と画像の縮小とを組み合わせて、投影画像が規制領域に入らないように制御するようにしてもよい。このようにすることにより、投影画像の上辺をできるだけ上げず、また投影画像の大きさをできるだけ変えずに、規制領域を避けて画像を投影することができる。

ここで、画像の投影角度を変更したり、画像を縮小することにより、規制領域を避けて画像を投影するのではなく、以下に説明するように、投影する画像の輝度を下げるようにして、規制領域の投影画像の輝度を低減させるようにしてもよい。図１７は画像投影装置１００のさらに別の投影制御処理を示すフローチャートである。

図１７に示すように、投影制御処理を開始すると、制御部１０１は、ステップＳ３０，Ｓ３１と同様の処理を行う（ステップＳ５０，Ｓ５１）。

ステップＳ５１において、投影可能領域Ｊａが規制領域の一部を含むと判定すると（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、制御部１０１は、輝度制御領域を演算する（ステップＳ５２）。具体的には、投影可能領域Ｊａのうち規制領域に投影することとなる画像の領域を輝度制御領域として算出して内部ＲＡＭに設定する。

その後、制御部１０１は、映像信号入力回路１０４から入力される画像信号に応じて生成した画像データを、内部ＲＡＭに設定された輝度制御領域の画像の輝度を所定量だけ低減させた画像となる画像データに変換して輝度を補正し（ステップＳ５３）、この画像データに基づいた画像を投影部１０７から投影させる制御を行って、投影面Ｚに画像を投影し（ステップＳ５４）、処理を終了する。このように投影される画像は、例えば、投影面Ｚにおいて図７（ｂ）に示すように、投影画像Ｖのうち規制領域にある領域の投影画像Ｖ２は、規制領域以外の領域の投影画像Ｖ１よりも輝度が低くなる。

一方、ステップＳ５０において規制領域が設定されていないと判定したとき（ステップＳ５０：Ｎｏ）、或いはステップＳ５１で投影領域が規制領域の一部を含まないと判定したとき（ステップＳ５１：Ｎｏ）、制御部１０１は、ステップＳ５２及びステップＳ５３による投影領域制御を行わずに、投影面Ｚに画像を投影して（ステップＳ５４）、処理を終了する。

このように、規制領域に投影すべき画像の輝度を低減させることにより、投影画像の位置や大きさを変化させることなく、投影面が光沢面であってもその眩しさを低減することができる。なお、投影する画像の輝度を下げるために、画像データの輝度値を補正せずに、光源１１２の強度を低減させるように制御部１０１によって制御してもよい。また、上述においては、規制領域に投影されることになる画像のみの輝度を低減させるようにしたが、画像全体の輝度を低減させるようにしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明の一実施形態における画像投影装置の使用状態を説明するための図である。 図１の画像投影装置の使用状態を説明するための図である。 図１の画像投影装置の概略構成図である。 図１の画像投影装置において規制領域への投影を制限する動作の説明図である。 図１の画像投影装置において規制領域への投影を制限する他の動作の説明図である。 図１の画像投影装置において規制領域への投影を制限するさらに他の動作の説明図である。 図１の画像投影装置において規制領域への投影を制限する別の動作の説明図である。 図１の画像投影装置において投影面の光沢度を検出する動作の説明図である。 図１の画像投影装置において投影面の光沢度を検出する他の動作の説明図である。 画像投影装置の具体的構成の一例を示す図である。 図１０の画像投影装置において画像を投影するまでの処理を示すフローチャートである。 図１０の画像投影装置の状態検出処理を示すフローチャートである。 図１０の画像投影装置の投影制御処理を示すフローチャートである。 図１０の画像投影装置において規制領域の設定動作についての説明図である。 図１０の画像投影装置における投影面状態取得部を説明するための図である。 図１０の画像投影装置の別の投影制御処理を示すフローチャートである。 図１０の画像投影装置のさらに別の投影制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１，１００ 画像投影装置
２ コンピュータ装置
３ ホワイトボード
４ 机
１０ 投影面状態検出部
１１，１０１ 制御部
１２，１０７ 投影部
１３ 記憶部
１４，１０９ 姿勢制御部
１５ 映像信号入力部
１６ 可動脚
１０２ 投影面状態取得部
１０３ 距離測定部
１０４ 映像信号入力回路
１０５ フレームメモリ
１０６ 画像処理部
１０８ 入力部
１１０ バス
１１１ 光源駆動回路
１１２ 光源
１１３ 照明光学系
１１４ 光変調素子
１１５ 結像光学系
１１６ 光学素子駆動回路
Ｚ 投影面
Ｖ 投影画像

Claims (10)

1. 画像を投影面に投影する画像投影装置において、
   前記投影面の光沢度を検出する投影面状態検出部と、
   前記投影面が所定以上の光沢度を有するとき、予め設定された領域への前記画像の投影を規制する制御部と、を備えたことを特徴とする画像投影装置。
2. 前記制御部は、前記画像の投影角度を変更することにより、前記予め設定された領域を避けて前記画像を投影して、前記規制を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記制御部は、前記画像を縮小して投影することにより、前記予め設定された領域を避けて前記画像を投影して、前記規制を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
4. 前記制御部は、前記画像を縮小し、かつ前記画像の中心を前記予め設定された領域から遠ざかるように移動させて投影することにより、前記予め設定された領域を避けて前記画像を投影して、前記規制を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
5. 前記制御部は、前記画像のうち少なくとも前記予め設定された領域に投影される画像の輝度を下げることによって、前記規制を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
6. 光源と、前記光源から出射した光を画像データに基づいて変調した画像光を生成する光変調部と、前記画像光を投射する投射部とを備え、
   前記制御部は、前記光源から出射する光の強度を下げることによって、前記画像の輝度を下げることを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
7. 光源と、前記光源から出射した光を画像データに基づいて変調した画像光を生成する光変調部と、前記画像光を投射する投射部とを備え、
   前記制御部は、前記画像データの輝度値を補正することによって、前記画像の輝度を下げることを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
8. 前記投影面状態検出部は、投影された所定画像の前記投影面からの反射光を検出する光検出器を有し、前記光検出器により検出した光と所定の設定値との比較結果に基づいて、前記投影面の光沢度を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像投影装置。
9. 前記投影面状態検出部は、前記所定画像が投影されない状態で前記投影面からの光を前記光検出器により検出し、前記光検出器により検出した光に基づいて、前記所定の設定値を変更することを特徴とする請求項８に記載の画像投影装置。
10. 前記所定画像は、テストパターンの画像であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の画像投影装置。

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