JP2010020036A - Image projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタ等の画像投射装置に関し、特に光学ズーム機能を有する画像投射装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus such as a projector, and more particularly to an image projection apparatus having an optical zoom function.
プロジェクタは、液晶パネル等の光変調素子（画像形成素子ともいう）によって画像変調された光を投射光学系を介してスクリーン等の被投射面に投射することで投射画像を形成する。このようなプロジェクタによって被投射面における所望の領域に投射画像を形成するためには、プロジェクタの向きや傾き、投射画像のアスペクト比や投射レンズの焦点距離（光学ズーム倍率）等の様々な投射条件を調整する作業が必要である。そして、１つの投射条件を変更すると、他の投射条件も再調整する必要が生じる場合が多く、煩雑である。 The projector forms a projected image by projecting light, which has been image-modulated by a light modulation element (also referred to as an image forming element) such as a liquid crystal panel, onto a projection surface such as a screen via a projection optical system. In order to form a projection image in a desired region on the projection surface by such a projector, various projection conditions such as the orientation and inclination of the projector, the aspect ratio of the projection image, and the focal length of the projection lens (optical zoom magnification) Adjustment work is necessary. When one projection condition is changed, it is often necessary to readjust another projection condition, which is complicated.
例えば、ズームを行うと投射画像は投射光軸を中心として拡大又は縮小されるため、投射画像の上端の位置が大きく変化する。このため、投射画像の上端を常にスクリーンの上端に合わせておきたいような場合には、ズームを行った後に必ずプロジェクタの傾き調整を行う必要がある。 For example, when zooming is performed, the projected image is enlarged or reduced about the projection optical axis, so that the position of the upper end of the projected image changes greatly. For this reason, when it is desired to always align the upper end of the projected image with the upper end of the screen, it is necessary to adjust the inclination of the projector after zooming.
特許文献１，２には、上記のような調整作業の煩雑さを軽減する機能を有する画像投射装置が開示されている。特許文献１にて開示された画像投射装置は、光変調素子上での光変調領域がシフト可能である場合に、ユーザ入力に応じて光変調領域をシフトさせ、これにより投射画像の投射位置をシフトさせることができる機能を有する。また、特許文献２にて開示された画像投射装置は、撮像センサにより投射画像を撮像して得られた画像からスクリーン及び投射画像の外縁部を認識し、各外縁部の情報に基づいて投射画像をスクリーン内に自動的に位置付ける機能を有する。
特許文献１にて開示された機能を用いれば、投射画像のサイズや形状が変更された場合でも、プロジェクタ自体を動かすことなく投射画像を所望の投影位置にシフトさせることが可能である。しかしながら、この機能は、電子ズームやアスペクト比変更等の操作によって光変調素子上での光変調領域をシフトさせることができるようになった場合に限って使用できる機能である。このため、投射光学系のズーム操作（光学ズーム）を行ったときには使用することができない。 By using the function disclosed in Patent Document 1, it is possible to shift the projection image to a desired projection position without moving the projector itself even when the size or shape of the projection image is changed. However, this function can be used only when the light modulation area on the light modulation element can be shifted by an operation such as electronic zoom or aspect ratio change. For this reason, it cannot be used when a zoom operation (optical zoom) of the projection optical system is performed.
また、特許文献２にて開示された機能を用いれば、光学ズームを行った場合に、スクリーン内の所定の領域に、サイズが調整された投射画像が自動的に表示される。しかしながら、特許文献２の機能は、プロジェクタには本来不必要である撮像センサが必要となる。また、スクリーンとその背後の壁面とを混同してスクリーンの正確な認識ができない場合や、そもそもスクリーンを使用していない場合においては使用することができない。 Further, if the function disclosed in Patent Document 2 is used, a projected image whose size has been adjusted is automatically displayed in a predetermined area in the screen when optical zoom is performed. However, the function of Patent Document 2 requires an image sensor that is essentially unnecessary for a projector. In addition, the screen cannot be used when the screen and the wall surface behind it cannot be confused for accurate recognition of the screen or when the screen is not used in the first place.
本発明は、撮像センサのような画像投射装置に本来用いられない部品を追加することなく、またスクリーンの有無や被投射面の種類にかかわらず、光学ズームを行った場合に自動的に投射画像の位置を調整することができるようにした画像投射装置を提供する。 The present invention automatically projects a projected image when an optical zoom is performed without adding parts that are not originally used in an image projection device such as an image sensor, and regardless of the presence or absence of a screen and the type of projection surface. Provided is an image projection apparatus capable of adjusting the position of the image.
本発明の一側面としての画像投射装置は、光変調素子からの光を被投射面に投射して投射画像を形成し、かつ光学ズームが可能な投射光学系と、投射画像の投射位置をシフトさせる投射位置シフト手段と、光学ズームが行われる前の投射画像における特定部分の被投射面上での投射位置である特定投射位置を設定する投射位置設定手段と、投射光学系の光学ズーム状態を検出する検出手段と、光学ズームが行われる前の光学ズーム状態を記憶する記憶手段とを有する。制御手段は、光学ズームが行われた後の投射画像における特定部分の被投射面上での投射位置を特定投射位置に合わせるように、光学ズームが行われる前と行われた後での光学ズーム状態に基づいて投射位置シフト手段を動作させることを特徴とする。 An image projection apparatus according to one aspect of the present invention projects a projection image by projecting light from a light modulation element onto a projection surface, and shifts a projection position of the projection image that can be optically zoomed. A projection position shift means for making a projection position setting means for setting a specific projection position which is a projection position on a projection surface of a specific portion in a projection image before optical zoom is performed, and an optical zoom state of the projection optical system It has a detection means for detecting, and a storage means for storing the optical zoom state before the optical zoom is performed. The control means includes an optical zoom before and after the optical zoom is performed so that the projection position of the specific portion on the projection surface in the projection image after the optical zoom is performed matches the specific projection position. The projection position shift means is operated based on the state.
本発明では、特定投射位置を設定しておけば、光学ズームが行われても、該光学ズーム前後での光学ズーム状態に基づいて、投射画像の特定部分の位置が特定投射位置に合うように、投射画像の投射位置が自動的にシフトされる。このため、撮像センサのように画像投射装置に本来用いられない部品を追加することなく、またスクリーンの有無や被投射面の種類に関わらず、特定部分を特定投射位置から実質的に移動させることなく光学ズームによる投射画像の拡大及び縮小を行うことができる。この結果、光学ズームに伴う装置の向きや傾きの調整作業を不要とし、使い勝手の良い画像投射装置を実現することができる。 In the present invention, if the specific projection position is set, the position of the specific portion of the projected image matches the specific projection position based on the optical zoom state before and after the optical zoom even if the optical zoom is performed. The projection position of the projection image is automatically shifted. For this reason, it is possible to substantially move the specific portion from the specific projection position without adding a component that is not originally used in the image projection apparatus such as an imaging sensor, and regardless of the presence or absence of the screen and the type of the projection surface. The projected image can be enlarged and reduced by optical zoom. As a result, it is possible to realize an easy-to-use image projection apparatus that eliminates the need to adjust the orientation and inclination of the apparatus associated with the optical zoom.
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１には、本発明の実施例である画像投射装置としてのプロジェクタの構成を示す。同図において、映像投射部１００においては、光源１４０からの光が、液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の光変調素子１３０により変調される。光変調素子１３０は、プロジェクタの外部から入力された画像信号に応じて、入射した光を変調する。光変調素子１３０により変調された光は、投射光学系である投射レンズ１２０によって被投射面２００に投射される。これにより、被投射面２００上には、投射画像が形成される。 FIG. 1 shows the configuration of a projector as an image projection apparatus that is an embodiment of the present invention. In the figure, in the video projection unit 100, light from the light source 140 is modulated by a light modulation element 130 such as a liquid crystal panel or DMD (digital micromirror device). The light modulation element 130 modulates incident light according to an image signal input from the outside of the projector. The light modulated by the light modulation element 130 is projected onto the projection surface 200 by the projection lens 120 which is a projection optical system. Thereby, a projection image is formed on the projection surface 200.
投射レンズ駆動部１１０は、投射レンズ１２０を構成する複数のレンズ（図には、２つレンズのみを示す）のうち変倍レンズ１２１を光軸ＡＸＬの方向（光軸方向）に移動させることにより、投射倍率（以下、ズーム倍率という）を変更する光学ズームを行う。変倍レンズ１２１の移動は、マニュアル操作力を変倍レンズ１２１にメカ的に伝達することにより行ってもよいし、不図示のズームスイッチの操作に応じて動作するアクチュエータによって変倍レンズ１２１を駆動することにより行ってもよい。 The projection lens drive unit 110 moves the variable magnification lens 121 in the direction of the optical axis AXL (optical axis direction) among a plurality of lenses (only two lenses are shown in the figure) constituting the projection lens 120. The optical zoom is performed to change the projection magnification (hereinafter referred to as zoom magnification). The zoom lens 121 may be moved by mechanically transmitting a manual operation force to the zoom lens 121, or the zoom lens 121 is driven by an actuator that operates in accordance with an operation of a zoom switch (not shown). It may be done by doing.
また、投射位置シフト手段としての投射レンズ駆動部１１０は、投射レンズ１２０を構成する複数のレンズのうち少なくとも一部（以下、シフトレンズという）１２２を光軸方向、つまりは投射方向に対して直交する方向にシフトさせる。これにより、被投射面２００上における投射画像の投射位置を上下左右にシフトさせることができる。 In addition, the projection lens driving unit 110 serving as a projection position shift unit has at least a part (hereinafter referred to as a shift lens) 122 of a plurality of lenses constituting the projection lens 120 orthogonal to the optical axis direction, that is, the projection direction. Shift in the direction you want. Thereby, the projection position of the projection image on the projection surface 200 can be shifted vertically and horizontally.
なお、本実施例では、シフトレンズ１２２のみを投射方向に対して直交する方向にシフトさせる場合について説明するが、投射レンズ１２０の全体をシフトさせてもよい。 In this embodiment, the case where only the shift lens 122 is shifted in the direction orthogonal to the projection direction will be described. However, the entire projection lens 120 may be shifted.
ズーム倍率（つまりは変倍レンズ１２１の位置）やシフトレンズ１２２のシフト量の変更を指示する制御信号はそれぞれ、ズーム倍率制御部１０及びシフト量制御部２０から投射レンズ駆動部１１０に入力される。 Control signals for instructing to change the zoom magnification (that is, the position of the zoom lens 121) and the shift amount of the shift lens 122 are input from the zoom magnification control unit 10 and the shift amount control unit 20 to the projection lens driving unit 110, respectively. .
倍率変化検知部（ズーム検出手段）３０は、一定周期でズーム倍率制御部１０に対して現在の光学ズーム状態であるズーム倍率を問い合せる。そして、ズーム倍率制御部１０から取得した現在のズーム倍率が直前のズーム倍率に対して所定値以上変化があったことを検知した場合には、倍率変化通知信号と現在のズーム倍率とをシフト量計算部８０に出力する。 The magnification change detection unit (zoom detection means) 30 inquires the zoom magnification control unit 10 about the zoom magnification that is the current optical zoom state at a constant cycle. If it is detected that the current zoom magnification obtained from the zoom magnification control unit 10 has changed by a predetermined value or more with respect to the previous zoom magnification, the magnification change notification signal and the current zoom magnification are shifted by the shift amount. The result is output to the calculation unit 80.
投射位置設定手段としての固定位置設定部５０は、ユーザにより操作される操作部６０からの信号に応じて、特定投射位置としての投射固定位置の設定を行う。 The fixed position setting unit 50 as the projection position setting unit sets the projection fixed position as the specific projection position in accordance with a signal from the operation unit 60 operated by the user.
ここで、投射固定位置について図３を用いて説明する。図３は、被投射面２００上に投射画像Ｇが投射されている様子を示している。点Ｏ（０，０）は、被投射面２００上における投射レンズ１２０の投射光軸の延長線が交差する位置（以下、単に光軸位置という）を表している。 Here, the projection fixing position will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a state in which the projection image G is projected on the projection surface 200. A point O (0, 0) represents a position on the projection surface 200 where an extension line of the projection optical axis of the projection lens 120 intersects (hereinafter simply referred to as an optical axis position).
また、点Ｐ０（ｘ０，ｙ０）は、投射画像Ｇにおける任意の部分（点）である特定部分を示している。固定位置設定部５０は、操作部６０からの信号に応じて該特定部分を上下左右に移動させる機能、すなわちユーザによる任意の特定部分の選択を可能とする機能を有する。例えば、図３は、投射画像Ｇの中心よりも若干下方（ただし、光軸位置より上方）の点を特定部分として選択している様子を示している。特定部分としては、他に、投射画像Ｇの上端、下端又は側端や、上端の辺と側端の辺とがなす角（頂点）や、投射画像Ｇの中心等を選択することができる。 Further, the point P0 (x0, y0) indicates a specific portion which is an arbitrary portion (point) in the projection image G. The fixed position setting unit 50 has a function of moving the specific part up and down and left and right in accordance with a signal from the operation unit 60, that is, a function that allows the user to select an arbitrary specific part. For example, FIG. 3 shows a state where a point slightly below the center of the projection image G (however, above the optical axis position) is selected as the specific portion. In addition, as the specific portion, the upper end, the lower end or the side end of the projection image G, the angle (vertex) formed by the upper end side and the side end side, the center of the projection image G, and the like can be selected.
固定位置設定部５０は、このようにして選択された特定部分の被投射面２００上での位置を投射固定位置として設定する。すなわち、図３の例では、Ｐ０（ｘ０，ｙ０）が投射固定位置として設定される。そして、固定位置設定部５０は、メモリ部７０に投射固定位置の情報を記憶させるとともに、ズーム倍率制御部１０から投射固定位置が設定された時点（つまりは、光学ズームが行われる前）でのズーム倍率を取得し、これもメモリ部７０に記憶させる。 The fixed position setting unit 50 sets the position of the specific portion thus selected on the projection surface 200 as the projection fixed position. That is, in the example of FIG. 3, P0 (x0, y0) is set as the projection fixed position. The fixed position setting unit 50 stores the information of the projection fixed position in the memory unit 70, and at the time when the projection fixed position is set from the zoom magnification control unit 10 (that is, before the optical zoom is performed). The zoom magnification is acquired and stored in the memory unit 70 as well.
シフト量計算部８０は、倍率変化検知部３０から倍率変化通知信号を受けると、同時に受け取った現在のズーム倍率と、メモリ部７０から読み出した投射固定位置の設定時点でのズーム倍率とに基づいて、光学ズーム後の投射画像の特定部分の位置を算出する。ここでの具体的な算出方法については後述する。 When the shift amount calculation unit 80 receives the magnification change notification signal from the magnification change detection unit 30, the shift amount calculation unit 80 simultaneously receives the current zoom magnification and the zoom magnification at the time of setting the projection fixed position read from the memory unit 70. Then, the position of the specific part of the projection image after the optical zoom is calculated. A specific calculation method here will be described later.
さらに、シフト量計算部８０は、メモリ部７０から投射固定位置の情報を読み出す。さらに、シフト量計算部８０は、投射固定位置と光学ズーム後の特定部分の位置の算出結果とに基づいて、画像シフト量を算出する。ここにいう画像シフト量とは、光学ズーム後の投射画像の特定部分を投射固定位置に合わせる（移動させる又は戻す）のに必要な投射画像全体のシフト量及びシフト方向を意味する。ここでの具体的な算出方法についても後述する。そして、算出した画像シフト量をシフト量制御部２０に送る。 Further, the shift amount calculation unit 80 reads information on the projection fixed position from the memory unit 70. Further, the shift amount calculation unit 80 calculates the image shift amount based on the projection fixed position and the calculation result of the position of the specific portion after the optical zoom. Here, the image shift amount means the shift amount and the shift direction of the entire projection image necessary for adjusting (moving or returning) a specific portion of the projection image after the optical zoom to the projection fixed position. A specific calculation method here will also be described later. Then, the calculated image shift amount is sent to the shift amount control unit 20.
シフト量制御部２０は、入力された画像シフト量を得るために必要なシフトレンズ１２２のシフト量及びシフト方向（以下、これらをまとめてレンズシフト量という）を算出する。そして、レンズシフト量に対応する制御信号を投射レンズ駆動部１１０に出力する。 The shift amount control unit 20 calculates the shift amount and the shift direction of the shift lens 122 necessary for obtaining the input image shift amount (hereinafter, these are collectively referred to as a lens shift amount). Then, a control signal corresponding to the lens shift amount is output to the projection lens driving unit 110.
投射レンズ駆動部１１０は、該制御信号により指示されたレンズシフト量だけシフトレンズ１２２をシフトさせる。これにより、光学ズーム後の投射画像の特定部分を、設定された投射固定位置に合わせる（移動させる又は戻す）ように投射画像全体をシフトさせることができる。なお、シフト量計算部８０及びシフト量制御部２０により、制御手段が構成される。 The projection lens driving unit 110 shifts the shift lens 122 by the lens shift amount instructed by the control signal. Thereby, the whole projection image can be shifted so that the specific part of the projection image after the optical zoom is matched (moved or returned) to the set projection fixed position. The shift amount calculation unit 80 and the shift amount control unit 20 constitute a control unit.
実際の動作においては、倍率変化検知部３０でのズーム倍率の変化の検知からシフトレンズ１２２のシフトが行われる直前までは、投射画像の特定部分の位置が被投射面２００上の投射固定位置から移動する。そして、シフトレンズ１２２のシフトが行われることで、投射画像の特定部分が投射固定位置に戻る。 In actual operation, the position of the specific portion of the projection image is determined from the projection fixed position on the projection surface 200 until the zoom lens 122 detects the change in zoom magnification and immediately before the shift lens 122 is shifted. Moving. And the specific part of a projection image returns to a projection fixed position by the shift of the shift lens 122 being performed.
しかし、ズーム倍率の変化の検知からシフトレンズ１２２のシフトが行われるまでに要する時間は、後述するフローチャートの１回のルーチンに要する時間に相当するきわめて短時間である。このため、本実施例によれば、実質的には、光学ズームが行われてズーム倍率が変更されても、投射画像の特定部分の位置が被投射面２００上の投射固定位置から移動しないように投射画像の投射位置を制御することができる。言い換えれば、光学ズーム後の投射画像の特定部分の位置を投射固定位置に合わせるように投射画像の投射位置を制御することができる。 However, the time required from the detection of the change in zoom magnification until the shift lens 122 is shifted is a very short time corresponding to the time required for one routine of a flowchart described later. For this reason, according to the present embodiment, even if the optical zoom is performed and the zoom magnification is changed, the position of the specific portion of the projection image does not move from the projection fixed position on the projection surface 200. It is possible to control the projection position of the projection image. In other words, the projection position of the projection image can be controlled so that the position of the specific portion of the projection image after the optical zoom is matched with the projection fixed position.
以下の説明において、光学ズーム後の投射画像の特定部分の位置を投射固定位置に合わせる処理を投射位置補正処理という。 In the following description, the process of matching the position of the specific part of the projection image after optical zoom with the projection fixed position is referred to as a projection position correction process.
図２には、シフト量計算部８０及びシフト量制御部２０により行われる投射位置補正処理をフローチャートにして示している。この処理は、コンピュータプログラムに従って実行される。 FIG. 2 shows a projection position correction process performed by the shift amount calculation unit 80 and the shift amount control unit 20 as a flowchart. This process is executed according to a computer program.
処理が開始されると、ステップＳ１０では、シフト量計算部８０は、倍率変化検知部３０から倍率変化通知信号が入力されたか否か（ズーム倍率の変化を検知したか否か）を判別する。倍率変化通知信号が入力されていない場合は、本ステップＳ１０での処理を繰り返し、倍率変化通知信号が入力された場合は、ステップＳ２０に進む。 When the process is started, in step S10, the shift amount calculation unit 80 determines whether or not a magnification change notification signal is input from the magnification change detection unit 30 (whether or not a change in zoom magnification is detected). If the magnification change notification signal is not input, the process in step S10 is repeated. If the magnification change notification signal is input, the process proceeds to step S20.
ステップＳ２０では、シフト量計算部８０は、メモリ部７０から投射固定位置と投射固定位置の設定時点でのズーム倍率とを読み出す。そして、ステップＳ３０に進む。 In step S <b> 20, the shift amount calculation unit 80 reads the projection fixed position and the zoom magnification at the time of setting the projection fixed position from the memory unit 70. Then, the process proceeds to step S30.
ステップＳ３０では、シフト量計算部８０は、倍率変化検知部３０から現在のズーム倍率（光学ズーム後のズーム倍率）を取得する。そして、投射固定位置の設定時点でのズーム倍率と現在のズーム倍率とに基づいて、光学ズーム後の投射画像の特定部分の位置を算出し、さらに該算出結果と投射固定位置とに基づいて画像シフト量を算出する。 In step S <b> 30, the shift amount calculation unit 80 acquires the current zoom magnification (zoom magnification after optical zoom) from the magnification change detection unit 30. Based on the zoom magnification at the time of setting the projection fixed position and the current zoom magnification, the position of the specific portion of the projection image after the optical zoom is calculated, and further, the image is calculated based on the calculation result and the projection fixed position. The shift amount is calculated.
ここで、図４を用いて光学ズーム後の投射画像の特定部分の位置の計算方法について説明する。図４中に破線で示した矩形は、図３に示した光学ズーム前の投射画像Ｇの投射範囲を表している。 Here, the calculation method of the position of the specific part of the projection image after optical zoom is demonstrated using FIG. A rectangle indicated by a broken line in FIG. 4 represents the projection range of the projection image G before the optical zoom shown in FIG.
本実施例の投射位置補正処理が行われない場合に光学ズーム（ここでは拡大とする）が行われると、投射画像Ｇは光軸位置Ｏ（０，０）を中心として拡大される。これにより、光学ズーム後の投射画像Ｇ′における特定部分の位置Ｐ′０（ｘ′０，ｙ′０）は、光学ズーム前の特定部分の位置（投射位置補正処理が行われる場合の投射固定位置）Ｐ０（ｘ０，ｙ０）に対して、光軸位置Ｏ（０，０）からより離れる方向に移動する。 If the optical zoom (here, enlargement) is performed when the projection position correction process of the present embodiment is not performed, the projection image G is enlarged with the optical axis position O (0, 0) as the center. Thereby, the position P′0 (x′0, y′0) of the specific portion in the projection image G ′ after the optical zoom is the position of the specific portion before the optical zoom (projection fixing when the projection position correction process is performed). Position) With respect to P0 (x0, y0), it moves in a direction further away from the optical axis position O (0, 0).
光学ズーム前において投射固定位置Ｐ０（ｘ０，ｙ０）を設定した時点でのズーム倍率をａとし、光学ズーム後のズーム倍率をａ′とする。このとき、投射位置補正処理が行われない場合の光学ズーム後の投射画像Ｇ′における特定部分の位置Ｐ′０（ｘ′０，ｙ′０）は、
Ｐ′０（ｘ０×ａ′／ａ，ｙ０×ａ′／ａ）
と表すことができる。
The zoom magnification at the time when the projection fixed position P0 (x0, y0) is set before the optical zoom is a, and the zoom magnification after the optical zoom is a ′. At this time, the position P′0 (x′0, y′0) of the specific portion in the projection image G ′ after the optical zoom when the projection position correction process is not performed is
P′0 (x0 × a ′ / a, y0 × a ′ / a)
It can be expressed as.
また、ステップＳ３０では、シフト量制御部２０は、算出された光学ズーム後の投射画像Ｇ′における特定部分の位置と投射固定位置Ｐ０（ｘ０，ｙ０）とに基づいて画像シフト量を算出し、さらに該画像シフト量に対応するレンズシフト量を算出する。 In step S30, the shift amount control unit 20 calculates the image shift amount based on the calculated position of the specific portion in the projection image G ′ after the optical zoom and the projection fixed position P0 (x0, y0). Further, a lens shift amount corresponding to the image shift amount is calculated.
ここで、図５を用いて、画像シフト量及びレンズシフト量の算出方法について説明する。図５中に点線で示した矩形は、図４に示した、投射位置補正処理が行われない場合の光学ズーム後の投射画像Ｇ′の投射範囲を表している。 Here, a method of calculating the image shift amount and the lens shift amount will be described with reference to FIG. A rectangle indicated by a dotted line in FIG. 5 represents the projection range of the projection image G ′ after the optical zoom shown in FIG. 4 when the projection position correction processing is not performed.
光学ズーム後の特定部分の位置Ｐ′０（ｘ′０，ｙ′０）＝（ｘ０×ａ′／ａ，ｙ０×ａ′／ａ）を投射固定位置Ｐ０（ｘ０，ｙ０）に移動させる（一致させる）ためには、以下のように画像シフト量を設定すればよい。 The position P′0 (x′0, y′0) = (x0 × a ′ / a, y0 × a ′ / a) of the specific portion after the optical zoom is moved to the projection fixed position P0 (x0, y0) ( In order to make them match, the image shift amount may be set as follows.
ｘ方向：（ｘ０−ｘ０×ａ′／ａ）
ｙ方向：（ｙ０−ｙ０×ａ′／ａ）
そして、この画像シフト量を得るために、光軸位置をＯ（０，０）から、
Ｏ′（ｘ０−ｘ０×ａ′／ａ，ｙ０−ｙ０×ａ′／ａ）
＝（ｘ０−ｘ′０，ｙ０−ｙ′０）
にシフトさせるようにレンズシフト量を算出する。
x direction: (x0−x0 × a ′ / a)
y direction: (y0−y0 × a ′ / a)
And in order to obtain this image shift amount, the optical axis position is changed from O (0, 0).
O ′ (x0−x0 × a ′ / a, y0−y0 × a ′ / a)
= (X0-x'0, y0-y'0)
The lens shift amount is calculated so as to shift to.
次に、ステップＳ４０では、シフト量制御部２０は、ステップＳ３０で算出したレンズシフト量に応じてシフトレンズ１２２のシフト駆動を行う。これにより、光学ズーム後の投射画像Ｇ′は図５にＧ″で示す投射範囲にシフトする。その後、再びステップＳ１０へと戻る。 Next, in step S40, the shift amount control unit 20 performs shift driving of the shift lens 122 according to the lens shift amount calculated in step S30. Thereby, the projection image G ′ after the optical zoom is shifted to the projection range indicated by G ″ in FIG. 5. Thereafter, the process returns to step S10 again.
以上の動作により、前述したように、光学ズームが行われても、投射画像の特定部分の位置が被投射面２００上の投射固定位置から移動しないように、つまりは該特定部分の位置を投射固定位置に合わせるように、投射画像の投射位置を制御することができる。 With the above operation, as described above, even if optical zoom is performed, the position of the specific portion of the projection image is not moved from the projection fixed position on the projection surface 200, that is, the position of the specific portion is projected. The projection position of the projected image can be controlled so as to match the fixed position.
なお、本実施例では、まず画像シフト量を算出し、該画像シフト量からレンズシフト量を算出する過程を経る場合について説明した。しかし、最終的なレンズシフト量が、Ｏ′（ｘ０−ｘ０×ａ′／ａ，ｙ０−ｙ０×ａ′／ａ）で与えられることが分かっているので、画像シフト量を算出することなく、投射固定位置と光学ズーム前後でのズーム倍率とから直接、レンズシフト量を算出してもよい。 In this embodiment, the case where the image shift amount is first calculated and the process of calculating the lens shift amount from the image shift amount is described. However, since it is known that the final lens shift amount is given by O ′ (x0−x0 × a ′ / a, y0−y0 × a ′ / a), without calculating the image shift amount, The lens shift amount may be calculated directly from the projection fixed position and the zoom magnification before and after the optical zoom.
図６には、（ａ）光学ズーム前の投射画像Ｇと、（ｂ）投射位置補正処理が行わないときの光学ズーム後の投射画像Ｇ′と、（ｃ）投射位置補正処理が行われるときの光学ズーム後の投射画像Ｇ″とを示す。ここでは、投射画像の中心が光軸位置（点Ｏ）であるとする。また、投射画像Ｇの左上頂点を特定部分とし、該特定部分の被投射面２００上での位置を投射固定位置Ｐ０とした場合を示している。さらに、光学ズーム後の投射画像Ｇ′は、被投射面２００と同じサイズに拡大された画像とする。 FIG. 6 shows (a) a projection image G before optical zoom, (b) a projection image G ′ after optical zoom when the projection position correction processing is not performed, and (c) when projection position correction processing is performed. The center of the projection image is assumed to be the optical axis position (point O). The upper left vertex of the projection image G is defined as a specific portion, and The case where the position on the projection surface 200 is the projection fixed position P0 is shown, and the projection image G ′ after the optical zoom is an image enlarged to the same size as the projection surface 200.
（ｂ）に示す投射画像Ｇ′は、点Ｏを中心に拡大されたまま投射位置補正処理が行われないため、左側の側部と上部が、被投射面２００からはみ出してしまう。このため、投射位置を被投射面２００内に収めるためにプロジェクタの向きや傾きを変更したり、投射画像Ｇ′のサイズが不明確である場合には、光学ズームを再度行ったりする必要がある。 Since the projection position correction process is not performed on the projection image G ′ shown in FIG. 5B while being enlarged around the point O, the left side portion and the upper portion protrude from the projection surface 200. For this reason, it is necessary to change the orientation and inclination of the projector in order to fit the projection position in the projection surface 200, or to perform the optical zoom again when the size of the projection image G ′ is unclear. .
これに対して、（ｃ）に示す投射画像Ｇ″は、実際には点Ｏを中心に拡大されるものの投射位置補正処理が行われるために、左上頂点が点Ｐ０に位置したまま（言い換えれば、点Ｐ０を中心にして）、被投射面２００内で拡大されるように見える。つまり、被投射面２００からはみ出させることなく投射画像Ｇ″を被投射面２００と同サイズまで拡大することができる。 On the other hand, the projection image G ″ shown in (c) is actually enlarged around the point O, but the projection position correction process is performed, so that the upper left vertex remains at the point P0 (in other words, , Centered on the point P0), it appears to be enlarged in the projection surface 200. That is, the projection image G ″ can be enlarged to the same size as the projection surface 200 without protruding from the projection surface 200. it can.
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment when the present invention is implemented.
例えば、上記実施例では、光学ズームの前後での光学ズーム状態としてズーム倍率の情報を用いる場合について説明した。しかし、ズーム倍率の情報に代えて、変倍レンズ１２１の位置情報又は変倍レンズ１２１を移動させる機構に含まれる可動部材の位置情報を用いてもよい。 For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which zoom magnification information is used as the optical zoom state before and after the optical zoom. However, instead of the zoom magnification information, position information of the variable power lens 121 or position information of a movable member included in a mechanism for moving the variable power lens 121 may be used.
また、上記実施例では、光学ズームに対してほとんど遅れることなく投射位置補正処理が行われる場合について説明した。しかし、光学ズームによる投射画像の特定部分の投射固定位置からの移動を許容した上で、スイッチ操作に応じて投射位置補正処理が行われるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the projection position correction process is performed with little delay with respect to the optical zoom has been described. However, the projection position correction processing may be performed in accordance with the switch operation after allowing the movement of the specific portion of the projection image by the optical zoom from the fixed projection position.
また、上記実施例では、投射位置シフト手段として、レンズをシフトさせることで被投射面上での投射画像の投射位置を変更する場合について説明した。しかし、光変調素子上での光変調領域（例えば、液晶パネル上での画像形成領域）をシフトさせることで被投射面上での投射画像の投射位置を変更するようにしてもよい。また、レンズのシフトと光変調素子上での光変調領域のシフトとを併用してもよい。 Moreover, in the said Example, the case where the projection position of the projection image on a projection surface was changed by shifting a lens as a projection position shift means was demonstrated. However, the projection position of the projected image on the projection surface may be changed by shifting the light modulation area (for example, the image forming area on the liquid crystal panel) on the light modulation element. Further, the lens shift and the light modulation area shift on the light modulation element may be used in combination.
１０ ズーム倍率制御部
２０ シフト量制御部
３０ 倍率変化検知部
５０ 固定位置設定部
６０ 操作部
７０ メモリ部
８０ シフト量計算部
１００ 映像投射部
１１０ 投射レンズ駆動部
１２０ 投射レンズ
１３０ 光変調素子
１４０ 光源
２００ 被投影面
Ｇ，Ｇ′，Ｇ″ 投射画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Zoom magnification control part 20 Shift amount control part 30 Magnification change detection part 50 Fixed position setting part 60 Operation part 70 Memory part 80 Shift amount calculation part 100 Image | video projection part 110 Projection lens drive part 120 Projection lens 130 Light modulation element 140 Light source 200 Projected surface G, G ′, G ″ Projected image
Claims (4)
前記投射画像の投射位置をシフトさせる投射位置シフト手段と、
前記光学ズームが行われる前の前記投射画像における特定部分の前記被投射面上での投射位置である特定投射位置を設定する投射位置設定手段と、
前記投射光学系の光学ズーム状態を検出する検出手段と、
前記光学ズームが行われる前の前記光学ズーム状態を記憶する記憶手段と、
前記光学ズームが行われた後の前記投射画像における前記特定部分の前記被投射面上での投射位置を前記特定投射位置に合わせるように、前記光学ズームが行われる前と行われた後での前記光学ズーム状態に基づいて前記投射位置シフト手段を動作させる制御手段とを有することを特徴とする画像投射装置。 A projection optical system capable of projecting light from a light modulation element onto a projection surface to form a projection image and capable of optical zoom;
A projection position shift means for shifting the projection position of the projection image;
A projection position setting means for setting a specific projection position which is a projection position on the projection surface of the specific portion in the projection image before the optical zoom is performed;
Detecting means for detecting an optical zoom state of the projection optical system;
Storage means for storing the optical zoom state before the optical zoom is performed;
Before and after the optical zoom is performed so that the projection position on the projection surface of the specific portion in the projection image after the optical zoom is performed matches the specific projection position. An image projection apparatus comprising: a control unit that operates the projection position shift unit based on the optical zoom state.
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the projection position shift unit shifts a light modulation area on the light modulation element.
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