JP2012068363A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投影面が画像を投影するのに適していないと判断すれば、自動的に投影画像の位置を変位させることができる投影装置を提供する。
【解決手段】制御部７０は、所定のエッジ部が存在する領域があるかないかの判断に基づき、チルト制御部９０を介して２次元アクチュエータ９１を駆動制御して、投影装置１全体をチルトさせ、所定のエッジ部が存在しない領域に画像を投影する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像を投影する投影装置に関するものである。

従来の投影装置における問題点として、画像が投影されるスクリーンの状態により、投影画像の見えにくさが変化するということである。より具体的には、例えばスクリーンの一部にシミ等があると、かかるスクリーン上に投影された画像が隠れ、投影画像を鑑賞する者が見えにくくなる恐れがある。或いは、ホワイトボードなどに画像を投影した場合、ホワイトボードに書かれた文字と、投影画像が重なってしまい見えにくくなる恐れもある。しかしながら、適切な位置に画像が投影されるように、ユーザーの手で投影装置の向きを変えるのは面倒である。

これに対し、特許文献１には、投写レンズをシフトすることで、投影画像の位置を変えることができるプロジェクタが開示されている。

特開2009-271141号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、ユーザーの手でプロジェクタの向きを変えることなく、スイッチ等の操作により投影画像の位置を変えることができるものの、投影される位置はユーザー自ら決定しなくてはならないため、ユーザーの手間はさほど変わらないといえる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、投影面が画像を投影するのに適していないと判断すれば、自動的に投影画像の位置を変位させることができる投影装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の投影装置は、
照明光源と、
前記照明光源から照射される光の照度を制御する照明制御部と、
前記照明光源からの光を画像信号に基づいて変調して反射させる反射型液晶素子と、
所定の偏光方向の光を反射させる偏光ビームスプリッタと、
光軸方向に移動可能となされ、前記反射型液晶素子により反射させられた変調光を投影する投影光学系と、
前記投影光学系を介して投影された投影画像を受光する撮像素子と、
前記投影画像の投影位置を変位させるアクチュエータと、
前記照明光源から照射された光を用いて前記反射型液晶素子で変調された均一色画像をスクリーンに投影し、前記スクリーンに投影された投影画像を前記撮像素子で撮像し、前記撮像素子から出力された画像信号に基づき、所定のエッジ部を検出したときは、前記所定のエッジ部に前記投影画像が重ならないように、前記アクチュエータを制御する制御装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、前記制御装置が、前記照明光源から照射された光を用いて前記反射型液晶素子で変調された均一色画像をスクリーンに投影し、前記スクリーンに投影された投影画像を前記撮像素子で撮像し、前記撮像素子から出力された画像信号に基づき、所定のエッジ部を検出したときは、前記所定のエッジ部に前記投影画像が重ならないように、前記アクチュエータを制御するので、ユーザーの手で前記投影装置の向きを変えることなく、最も適した位置に画像を投影できる。尚、「エッジ部」とは、隣接する画素に対してＲＧＢ値が１０％以上異なる画素をいい、更にこの画素が３０個以上連続している場合（例えば行方向、列方向又は斜め方向において隣接する画素に対し輝度値が１０％以上異なる画素が例えば３０個以上連続する場合）、これを「所定のエッジ部」というが、一般的に定義されるエッジ部が連続するものとしても良い。所定のエッジ部の検出例としては、例えば２×２画素の区域を抽出し、そのうち隣接する画素に対しＲＧＢ値が１０％以上異なる画素が２つ並んでいる場合、最も値が小さい画素と、２番目に値が小さい画素をエッジ部とみなして、その並び方向に１画素ずつ抽出区域をずらせつつ、更にＲＧＢ値が１０％以上異なる画素を検出し、当該画素が３０個以上並んでいたとき、所定の検出部が存在すると判定できる。

請求項２に記載の投影装置は、請求項１の発明において、前記アクチュエータは前記投影装置を少なくとも１方向にチルトさせることで、前記投影画像の投影位置を変位させるようになっていることを特徴とする。但し、前記投影装置は、直交する２方向にチルト可能となっていると好ましい。

請求項３に記載の投影装置は、請求項１又は２の発明において、前記投影光学系は変倍可能となっており、前記投影画像の投影位置を変位させた後に前記投影画像が前記所定のエッジ部に重なるときは、前記制御装置は、前記所定のエッジ部に前記投影画像が重ならないように、前記投影光学系を変倍させることを特徴とする。これにより、投影画像のシフトのみでは不適切な位置に画像が投影されてしまうような場合でも、変倍を用いて適切な位置に画像を投影できる。

請求項４に記載の投影装置は、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記投影画像が前記所定のエッジ部に重なるときは、前記制御装置は警告を出すことを特徴とする。これにより、画像が不適切な位置に投影されることをユーザーに知らせることができる。

請求項５に記載の投影装置は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記均一色画像とは、一様な白色画像であることを特徴とする。これにより、スクリーンの適否を容易に判定できる。但し、一様な灰色画像であっても良い。

請求項６に記載の投影装置は、請求項１〜５のいずれかの発明において、前記制御装置は、所定時間毎に前記均一色画像をスクリーンに投影し、前記スクリーンに投影された投影画像を前記撮像素子で撮像し、前記撮像素子から出力された画像信号に基づき、所定のエッジ部を検出したときは、前記所定のエッジ部に前記投影画像が重ならないように制御することを特徴とする。これにより、例えば前記投影装置とスクリーンとの間に、人が介在したような場合、或いはスクリーンに文字等が書かれた場合など、これらを避けるようにして投影画像を自動的に変位させることができる。但し、モードスイッチの操作等により、投影画像を自動的に変位させない選択もできるようにしてよい。

請求項７に記載の投影装置は、請求項１〜６のいずれかの発明において、前記制御装置は、前記スクリーンを複数の領域に分割し、各領域毎に前記所定のエッジ部を検出して、前記所定のエッジ部を検出しない領域に、前記投影画像を投影するように制御することを特徴とする。

請求項８に記載の投影装置は、請求項１〜７のいずれかの発明において、前記撮像素子は、前記反射型液晶素子と共役の位置に配置され、前記投影された画像を前記投影光学系及び前記偏光ビームスプリッタを介して撮像することを特徴とする。これにより前記投影光学系を撮像光学系として共有でき、投影装置の小型化を図れる。尚、かかる構成では、画像投影前に、ピント合わせのため投影光学系を合焦位置に移動させることが好ましい。

本発明によれば、投影面が画像を投影するのに適していないと判断すれば、自動的に投影画像の位置を変位させることができる投影装置を提供することが可能となる。

本実施の形態に係る投影装置の主要構成部材の配置構成の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る投影装置の制御の関係を示すブロック図である。 本実施の形態に係る投影装置の出荷検査時における動作概略を示すフローチャートである。 投影面６０を３×３で９分割し、領域Ａ〜Ｉとした例を示す図である。 投影面６０を４×４で１６分割し、領域Ａ〜Ｐとした例を示す図である。 投影面６０を５×５で２５分割し、領域Ａ〜Ｙとした例を示す図である。

以下、実施の形態により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は、本実施の形態に係る投影装置１の主要構成部材の配置構成の一例を示す模式図である。なお、光学系及び主要構成部材を保持する保持部材や筐体及び電源等については省略してある。

図１に示すように、本実施の形態に係る投影装置１は、照明光源１０、集光光学系１１、偏光変換素子１２、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、反射型液晶素子２０、λ／４波長板４１、投影光学系３０、アクチュエータ３１、光学系位置検知部３２、撮像素子５０で構成されている。６０は投影面である。又、投影装置１の各構成要素は、内筐体２内に取り付けられている。内筐体２は、その周囲を外筐体３に囲まれており、外筐体３は机や台上に載置される。内筐体２に保持された投影装置１は、図１に示すように、Ｘ方向アクチュエータ９１の伸縮により、枢軸Ｐ回り（Ｘ方向）に、外筐体３に対してチルト可能となっている。尚、図示していないが、内筐体２に保持された投影装置１は、Ｙ方向アクチュエータ９２（図２参照）の伸縮により、枢軸Ｐに直交する枢軸回り（Ｙ方向）に、外筐体３に対してチルト可能となっている。

照明光源１０は、例えば三色ＬＥＤ（例えば、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、但し、白色ＬＥＤの出射光を三色に分解しても良い）が用いられる。尚、初期状態では、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤは略１：１：１の光量比で発光するものとする。集光光学系１１は、照明光源１０から射出される光を略平行光に変換するものである。

偏光変換素子１２は、入射した光の光量を低下させずに特定の偏光に変換する光学素子である。例えば、図示のようにＰ偏光を透過する偏光分離膜１２Ｐと、偏光分離膜１２Ｐを透過したＰ偏光をＳ偏光に変換するλ／２波長板１２ａと、偏光分離膜１２Ｐで反射したＳ偏光を、再度反射させて出射させるよう構成されたものである。

偏光ビームスプリッタＰＢＳは、所定の方向に直線偏光した光を反射させる反射面Ｒが斜面に形成された直角プリズムを貼り合わせたものである。これにより、偏光変換素子１２を通過してきた所定の方向に直線偏光した光を反射させる。

反射型液晶素子２０は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）とも称されるマイクロディスプレイであり、シリコンチップの表面に直接液晶が載せられているものである。この反射型液晶素子２０は、液晶層に対し駆動制御部から画像信号に応じた電圧が画素毎に印加され、液晶分子の配列を変化させること変調し、所望の画像を表示するものである。尚、反射型液晶素子２０は、反転画像を表示し、短時間で赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤの出射光を順次切り換えながら、反射型液晶素子２０に入射させることで、反転画像に対応した各色画像を時間軸上でずらせて反射させ、これによりスクリーン上でカラー画像を形成するものである。よって、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤの駆動電流やデューティ比を変化させることで発光量又は発光時間を個々に調整すれば、色バランスを任意に変更できる（特開２００７−７９４０２号公報参照）。

投影光学系３０は、照明光源１０で照明され、反射型液晶素子２０から反射された画像を投影面６０に結像させる機能と、投影面６０に投影された画像を撮像素子上に結像させる。アクチュエータ３１は、例えば、圧電素子、静電アクチュエータ等であり、投影光学系３０を、ピントを合わせるため及びズーム（変倍）を行うために光軸方向に移動させるものである。光学系位置検知部３２は、アクチュエータ３１により移動させられた投影光学系３０の位置を検出するものであり、アクチュエータ３１の駆動と投影光学系３０の移動量が１対１に対応する場合には省略してもよい。

撮像素子５０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子であり、ＲＧＢフィルタを備えている。この撮像素子５０の撮像面は、反射型液晶素子２０の画像表示面と、光学的に共役に位置に配置されている。

以下、図１に示す投影装置１の作用を簡単に説明する。なお、以下の説明では、偏光変換素子１２は上述のようにＳ偏光を出射するよう構成され、偏光ビームスプリッタ（分光素子）ＰＢＳの反射面ＲはＳ偏光を反射するよう構成された例で説明する。

照明光源１０から射出された光束は、偏光変換素子１２によりＳ偏光の光が透過され、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、反射面Ｒで反射型液晶素子２０の方向に反射させられ、反射型液晶素子２０を照明する。

反射型液晶素子２０に入射した光は反射型液晶素子２０で反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳに再度入射する。反射型液晶素子２０を構成する不図示の液晶層は、電圧が印加されると位相板として機能する。従って、反射型液晶素子２０から射出する光のうち、電圧が印加された画素領域を透過した光はＳ偏光からＰ偏光に変換される。一方、反射型液晶素子２０から射出する光のうち、電圧が印加されていない画素領域を透過した光はＳ偏光のままとなる。

反射型液晶素子２０で反射された光のうちＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタＰＢＳに再度入射後、反射面Ｒを透過し投影光学系３０によって投影面６０に投影される。投影光学系３０の前方にはλ／４波長板４１が配置されており、Ｐ偏光の光は円偏光に変換されて投影される。なお、λ／４波長板４１は偏光ビームスプリッタＰＢＳと投影光学系３０の間に配置されていてもよい。

さらに、投影面６０に投影された画像の反射光は、λ／４波長板４１によりＳ偏光の光にされて投影光学系３０を逆に通過した後、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、反射面Ｒにより反射されて撮像素子５０上にも画像が結像される。

なお、照明光源１０の光量が充分あるときは、偏光変換素子１２を省略し、偏光ビームスプリッタＰＢＳと撮像素子５０の間にＳ偏光の光のみを透過させる偏光フィルタを配置した構成でもよい。又、光利用効率の向上や省電化を考慮すると、図１に示す構成が好ましい。また、照明光源１０、偏光変換素子１２については、照明光源側にλ／４波長板と反射面とを配置し、偏光変換素子を反射型偏光フィルムとして、反射型偏光フィルムを通過しないＰ偏光をリサイクルしてＳ偏光に変換して通過させるよう構成したものでもよい。

図２は、本実施の形態に係る投影装置１の制御の関係を示すブロック図である。図２に示すように、投影装置１は各部を統括的に制御する制御部（ＣＰＵ）７０を有している。制御部７０は、所定の動作プログラムを格納したメモリ（ＲＯＭ）７３から、動作プログラムを読み出し、制御部７０内の作業領域に展開して各部の制御を行う。

制御部７０は、照明光源制御部１５を介して照明光源１０の光量等を制御する。制御部７０と照明光源制御部１５とで照明制御部を構成する。更に、制御部７０は、反射型液晶素子駆動制御部２５を介して反射型液晶素子２０に画像信号に応じた電圧を画素毎に印加し画像を表示させ、また光学系位置検知部３２からの情報を加味しつつ、アクチュエータ駆動制御部３５を介しアクチュエータ３１を駆動制御し、投影光学系３０を光軸方向に移動させる。

撮像素子制御部及び撮像信号処理部５５では、制御部７０からの信号に基づいて、撮像素子５０の駆動及び撮像素子５０で得られた画像に関するデータから投影像のピント状態の検出演算をおこなう。

更に、制御部７０にはユーザ操作のための操作キー部７２が接続されており、該操作キー部７２からの入力により動作の切り替え動作（後述する光量調整操作を含む）が行われる。また、外部インタフェース７４は、外部機器との画像データの入出力に用いられる。

リモコン制御部及び通信部７５は、リモコン７６との通信及びリモコン７６からの入力を制御部７０に伝達する。本願のような小型の投影装置は、小型のモバイル機器に搭載される場合が多いと考えられる。小型のモバイル機器では、操作キーで入力する際に、機器自体が振動する可能性が高く、振動すると投影像が大きく揺れるため、リモコン制御部及び通信部７５とリモコン７６を備えて、投影装置１の本体に触れずに操作できるよう構成されていることが好ましい。

また、投影する画像データはフラッシュメモリ７８に格納され、制御部７０の信号に基づき、選択された画像データを送出する。

加速度センサ７７は、投影装置１が移動させられた動きを検知し制御部７０に加速度データを送出する。なお、８０は電池であり、電源回路８１を介して各部へ電力が供給される。

チルト制御部９１は、Ｘ方向アクチュエータ９１又はＹ方向アクチュエータ９２を駆動制御して、投影装置１全体の向きを変える機能を有する。つまり、Ｘ方向アクチュエータ９１又はＹ方向アクチュエータ９２を動作させると、投影画像は投影面６０に対して上下左右にシフトすることとなる。尚、このような２次元アクチュエータとしては、例えば特開2007-295175号公報に記載されたものを用いることができる。

図３は、本実施の形態に係る投影装置１の動作概略を示すフローチャートである。以下、フローに従い説明する。

まず、図３を参照して、投影装置１のスクリーン探索動作を説明する。かかるスクリーン探索動作は、操作キー類７２を介して、ユーザーがスクリーン探索モードを設定した場合に限り、実行するようにしても良く、或いは電源オン後に必ず実行するようにしても良い。

まず、ステップＳ１０１で、システムの初期化を行う。システムの初期化とは、例えば、各部の通電及び動作可能状態（故障の有無）の確認及び、投影光学系３０を最適なピント位置に移動させるものである。

次に、ステップＳ１０２で、照明光源制御部１５から所定の駆動電流（又はデューティ比）を照明光源１０に供給し、所定光量（但し、赤、青、緑の光量比が略１：１：１）で三色ＬＥＤを発光させる。すると、かかる照明光は、反射型液晶素子２０で変調され、メモリ７３に記憶された均一色画像（ここでは一様な白色画像）が、投影される画像より広い面積を有する投影面（スクリーン）６０に投影される。

ステップＳ１０３で、撮像素子５０が、投影面６０に投影された均一色画像を撮像し、図４に示すように９分割（又は図５に示すように１６分割、或いは図６に示すように２５分割）し、各領域Ａ〜Ｉ（又は領域Ａ〜Ｐ、或いは領域Ａ〜Ｙ）毎に撮像信号に変換して出力する。かかる撮像信号を、撮像素子制御部及び撮像信号処理部５５が処理して、カラー信号値としてＲ値、Ｇ値、Ｂ値を出力するので、これに基づき制御部７０が画像処理を行って所定のエッジ部を求める。所定のエッジ部とは、隣接する画素のＲＧＢ値が１０％以上異なっている画素が例えば３０個以上連なっているものであり、このようなエッジ部があると、投影画面６０上に投影された画像が見にくくなることが予想されるものである。尚、そのような画素が２９個以下であれば、投影画面６０上で目立たないので、投影画像が見にくくなる可能性は低いから、ここでは無視するものとする。

続くステップＳ１０４で、制御部７０は、所定のエッジ部が存在する領域を探索する。所定のエッジ部が検出されなければ、ステップＳ１０５で、フラッシュメモリ７８から選択して読み出した投影用画像の表示に切り替える。これにより、投影面６０には投影光学系３０を介して、見やすい画像が投影されることとなる。

一方、ステップＳ１０４で、制御部７０が、所定のエッジ部が存在する領域を探索した場合、ステップＳ１０６で、所定のエッジ部の存在しない領域が所定数以上隣接しているか否か判断する。所定のエッジ部の存在しない領域が所定数以上隣接していないと判断すれば、制御部７０は、ステップＳ１１１で、警告音を出したり、或いは「画像変位を行えませんが、画像を投影しますか？」等のメッセージを含む画像を投影したりして警告を行う。これに対し、ユーザーは画像の投影の可否を、操作キー類７２を介して選択できる。

制御部７０は、ステップＳ１１２で、操作キー類７２を介する入力により、ユーザーが画像投影を了承したと判断した場合には、ステップＳ１０５に進み、フラッシュメモリ７８から選択して読み出した投影用画像に切り替えて、そのまま投影する。しかしながら、ユーザーが画像投影を了承しなかったと判断した場合には、制御部７０は、画像投影を行うことなく制御を終了する。

一方、ステップＳ１０６で、所定のエッジ部の存在しない領域が所定数以上隣接していると判断すれば、制御部７０は、ステップＳ１０７に進み、チルト制御部９０を介してＸ方向アクチュエータ９１及び／又はＹ方向アクチュエータ９２を駆動制御して、投影装置１全体を上下及び／又は左右にチルトさせ、所定のエッジ部が存在しない領域がある方向に、均一色画像を変位させる。ここで、所定のエッジ部が存在しない領域がある方向への変位とは、例えば各領域の輝度値を求めて、輝度値が高い領域側に投影画像を変位することをいう。

更に、制御部７０は、ステップＳ１０８で、変位した均一色画像を再び撮像し（投影装置１全体をチルトさせることで、変位した同じ均一色画像を撮像できる）、上述と同様にして所定のエッジ部があるか否かを探索する。所定のエッジ部が検出されなければ、ステップＳ１０５で、フラッシュメモリ７８から選択して読み出した投影用画像に切り替える。これにより、鑑賞に支障のない投影面６０に画像が投影されることとなる。

一方、ステップＳ１０８で、制御部７０が、所定のエッジ部を探索した場合、制御部７０は、投影画像の変位では、鑑賞に支障のない投影面６０に画像を投影できないと判断し、更にステップＳ１０９で、レンズ駆動制御部３５を介して投影光学系３０を変倍動作させ、縮小された均一色画像を投影面６０に投影する。但し、ステップＳ１０８で、所定のエッジ部の存在しない所定数以上の領域が隣接していると判断すれば、制御部７０は、変倍動作を行わず、直ちに警告表示をしても良い（一点鎖線で示すステップＳ１０８→Ｓ１１１の流れ）。

更に、制御部７０は、ステップＳ１１０で、縮小された均一色画像を再び撮像し（変倍動作された投影光学系を介して撮像することで、縮小された同じ均一色画像を撮像できる）、上述と同様にして所定のエッジ部があるか否かを探索する。所定のエッジ部が検出されなければ、ステップＳ１０５で、フラッシュメモリ７８から選択して読み出した投影用画像に切り替える。これにより、鑑賞に支障のない投影面６０に画像が投影されることとなる。

一方、ステップＳ１１０で、制御部７０が、所定のエッジ部を探索した場合、制御部７０は、投影画像の変位及び縮小では、鑑賞に支障のない投影面６０に画像を投影できないと判断し、ステップＳ１１１で、警告音を出したり、或いは「これ以上、画像変位又は縮小を行えません。画像を投影しますか？」等のメッセージを含む画像を投影したりして警告を行う。これに対し、ユーザーは画像の投影の可否を、操作キー類７２を介して選択できる。

制御部７０は、ステップＳ１１２で、操作キー類７２を介する入力により、ユーザーが画像投影を了承したと判断した場合には、ステップＳ１０５に進み、フラッシュメモリ７８から選択して読み出した投影用画像に切り替えて、そのまま投影する。しかしながら、ユーザーが画像投影を了承しなかったと判断した場合には、制御部７０は、画像投影を行うことなく制御を終了する。

尚、ステップＳ１０６で、所定のエッジ部の存在しない所定数以上の領域が隣接していないと判断すれば、制御部７０は、画像変位を行わず、直ちに投影画像を縮小しても良い（点線で示すステップＳ１０６→Ｓ１０９の流れ）。尚、ステップS107で画像を変位すると同時に投影画像を縮小させて、ステップS109、S110を通らないようにしてもよい。

次に、画像変位・縮小の具体例を説明する。但し、領域の分割数は任意である。図４は、投影面６０を３×３で９分割し、領域Ａ〜Ｉとした例であり、例えば全画面が１９８０×１０８０画素からなる場合、９分割された１領域は６６０×３６０画素からなる。ここでは領域Ａ〜Ｉ以外では所定のエッジ部が検出されないものとして説明を行う。本例では、所定のエッジ部が検出されない領域が最低１×２又は２×１領域あれば、画像変位を実行する。図４（ａ）の例では、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｉに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、２×２の隣接した領域Ｄ、Ｅ，Ｇ，Ｈは、所定のエッジ部が検出されない領域であるので、矢印の方向に点線で示すように、エッジの領域を避けるように当該領域分だけ画像を左下の方向に変位させればよい。

図４（ｂ）の例では、領域Ａ，Ｂ，Ｃに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、３×２の隣接した領域Ｄ〜Ｉは、所定のエッジ部が検出されない領域であるので、矢印の方向に点線で示すように、エッジの領域を避けるように当該領域分だけ画像を下の方向に変位させればよい。

図４（ｃ）の例では、領域Ａ，Ｄ，Ｅ、Ｈ，Ｉに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、隣接した領域Ｃ、Ｆ又はＤ、Ｇは所定のエッジ部が検出されない領域であるが、２領域しか隣接していないので、矢印の方向に点線で示すように、画像を右上にエッジの領域を避けるように当該領域分だけ変位させる。

図４（ｄ）の例では、領域Ａ，Ｂ，Ｅ、Ｈ，Ｉに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、隣接した領域Ｃ、Ｆ又はＤ、Ｇは所定のエッジ部が検出されない領域であるが、２領域しか隣接していないので、矢印の方向に点線で示すように、画像を右上又は左下にエッジの領域を避けるように当該領域分だけ変位させる。

図４（ｅ）の例では、領域Ａ，Ｃ，Ｅ、Ｇ，Ｉに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、隣接した領域が全く存在しないので、制御部７０は、ステップＳ１１１の警告を行うこととなる。

図５は、投影面６０を４×４で１６分割し、領域Ａ〜Ｐとした例であり、例えば全画面が１９８０×１０８０画素からなる場合、１６分割された１領域は４９５×２７０画素からなる。ここでは領域Ａ〜Ｐ以外では所定のエッジ部が検出されないものとして説明を行う。本例では、所定のエッジ部が検出されない領域が最低２×３又は３×２領域あれば、画像変位を実行する。図５（ａ）の例では、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｈ，Ｌ、Ｐに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、３×３の隣接したそれ以外の領域は、所定のエッジ部が検出されない領域であるので、矢印に示すように、画像を左下の方向にエッジの領域を避けるように当該領域分だけ変位させればよい。

図５（ｂ）の例では、領域Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｆ、Ｇ、Ｈに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、４×２の隣接したそれ以外の領域は、所定のエッジ部が検出されない領域であるので、矢印に示すように、エッジの領域を避けるように当該領域分だけ画像を下の方向に変位させればよい。

図５（ｃ）の例では、領域Ｃ，Ｇ，Ｋ，Ｏに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、所定のエッジ部の領域の左側には２×４で隣接した、所定のエッジ部が検出されない領域があり、右側には縦方向に４領域で隣接するが横方向には隣接しない、所定のエッジ部が検出されない領域がある。そこで、かかる場合には、矢印に示すようにエッジの領域を避けるように当該領域分だけ画像を左に変位させればよい。

図５（ｄ）の例では、領域Ｅ、Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｌに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、左下に３×２で隣接した、所定のエッジ部が検出されない領域があるので、矢印に示すようにエッジの領域を避けるように当該領域分だけ画像を左に変位させる。

図５（ｅ）の例では、領域Ａ，Ｄ，Ｆ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、縦方向に隣接した領域が存在しないので、制御部７０は、ステップＳ１１１の警告を行うこととなる。

図６は、投影面６０を５×５で２５分割し、領域Ａ〜Ｙとした例であり、例えば全画面が１９８０×１０８０画素からなる場合、２５分割された１領域は３９６×２１６画素からなる。ここでは領域Ａ〜Ｙ以外では所定のエッジ部が検出されないものとして説明を行う。本例では、所定のエッジ部が検出されない領域が最低３×３、４×２又は２×４領域あれば、画像変位を実行する。図６（ａ）の例では、領域Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ、Ｏ、Ｔ、Ｙに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、左下に４×２の隣接した、所定のエッジ部が検出されない領域があるので、矢印に示すように、画像を下方にエッジの領域を避けるように当該領域分だけ変位させる。

図６（ｂ）の例では、領域Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ，Ｋ、Ｎ，Ｏ、Ｔに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、左下に４×２の隣接した、所定のエッジ部が検出されない領域があるので、矢印に示すように、エッジの領域を避けるように当該領域分だけ画像を下方に変位させる。

図６（ｃ）の例では、領域Ａ〜Ｊ、Ｌ〜Ｏに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、下方に５×２の隣接した、所定のエッジ部が検出されない領域があるので、矢印に示すようにエッジの領域を避けるように当該領域分だけ画像を下に変位させる。

図６（ｄ）の例では、領域Ａ，Ｂ、Ｇ〜Ｊ、Ｌ〜Ｏ，Ｓ、Ｔに所定のエッジ部が検出されたものとする。かかる場合、左下に３×２の隣接した、所定のエッジ部が検出されない領域しか存在しないので、制御部７０は、ステップＳ１１１の警告を行うこととなる。

尚、図３の制御フローは、画像投影の前に限らず、画像投影中にも、例えば３０フレーム毎に１回、均一色画像を投影して撮像素子５０で撮像を行い、図３の制御フローを行って、所定のエッジ部を検出して画像を変位等させることができる。これは、投影画像に基づき説明を行っているプレゼンターが、たまたま投影画像に影を落とす位置に侵入したような場合に、自動的に画像を変位させたりできるほか、投影面としてホワイトボードなどを用いたような場合、かかるホワイトボードに文字等を記入したときなどに、自動的に画像を避けて投影する場合に有効である。又、ホワイトボードの文字等を消したときなど、消した領域まで画像を拡大投影することで、より見やすくなる。かかる制御モードの設定は、ユーザーの操作でオンオフ可能である。又、人間の肌の色や顔の画像を認識した場合、まぶしさを防ぐため、制御装置７０が同様の制御を行ったり、或いは投影を中断することもできる。

１ 投影装置
１０ 照明光源
１１ 集光光学系
１２ 偏光変換素子
１５ 照明光源制御部
２０ 反射型液晶素子
４１ λ／４波長板
２５ 反射型液晶素子駆動制御部
３０ 投影光学系
３１ アクチュエータ
３２ 光学系位置検知部
３５ アクチュエータ駆動制御部
６０ 投影面
７０ 制御部（ＣＰＵ）
７２ 操作キー部
７３ メモリ
７４ 外部インタフェース
７５ リモコン制御部及び通信部
７６ リモコン
７７ 加速度センサ
７８ フラッシュメモリ
８０ 電池
８１ 電源回路
９０ チルト制御部
９１ Ｘ方向アクチュエータ
９２ Ｙ方向アクチュエータ
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
Ｒ 反射面

Claims (8)

1. 照明光源と、
   前記照明光源から照射される光の照度を制御する照明制御部と、
   前記照明光源からの光を画像信号に基づいて変調して反射させる反射型液晶素子と、
   所定の偏光方向の光を反射させる偏光ビームスプリッタと、
   光軸方向に移動可能となされ、前記反射型液晶素子により反射させられた変調光を投影する投影光学系と、
   前記投影光学系を介して投影された投影画像を受光する撮像素子と、
   前記投影画像の投影位置を変位させるアクチュエータと、
   前記照明光源から照射された光を用いて前記反射型液晶素子で変調された均一色画像をスクリーンに投影し、前記スクリーンに投影された投影画像を前記撮像素子で撮像し、前記撮像素子から出力された画像信号に基づき、所定のエッジ部を検出したときは、前記所定のエッジ部に前記投影画像が重ならないように、前記アクチュエータを制御する制御装置と、を有することを特徴とする投影装置。
2. 前記アクチュエータは前記投影装置を少なくとも１方向にチルトさせることで、前記投影画像の投影位置を変位させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 前記投影光学系は変倍可能となっており、前記投影画像の投影位置を変位させた後に前記投影画像が前記所定のエッジ部に重なるときは、前記制御装置は、前記所定のエッジ部に前記投影画像が重ならないように、前記投影光学系を変倍させることを特徴とする請求項１又は２に記載の投影装置。
4. 前記投影画像が前記所定のエッジ部に重なるときは、前記制御装置は警告を出すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の投影装置。
5. 前記均一色画像とは、一様な白色画像であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の投影装置。
6. 前記制御装置は、所定時間毎に前記均一色画像をスクリーンに投影し、前記スクリーンに投影された投影画像を前記撮像素子で撮像し、前記撮像素子から出力された画像信号に基づき、所定のエッジ部を検出したときは、前記所定のエッジ部に前記投影画像が重ならないように制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の投影装置。
7. 前記制御装置は、前記スクリーンを複数の領域に分割し、各領域毎に前記所定のエッジ部を検出して、前記所定のエッジ部を検出しない領域に、前記投影画像を投影するように制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投影装置。
8. 前記撮像素子は、前記反射型液晶素子と共役の位置に配置され、前記投影された画像を前記投影光学系及び前記偏光ビームスプリッタを介して撮像することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の投影装置。

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