JP2016010025A - 映像投影装置、映像投影方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】映像投影装置を設置調整するに際して、スクリーン上に投影された投射画像の輪郭の視認性を向上させ、設置調整作業の容易化と作業所要時間の短縮とを図る。【解決手段】入力した映像データに基づいて投影画像を生成して投影する映像投影装置であって、自機の変位を加速度センサ９３で検出し、ＣＰＵ７３は、加速度センサ９３の検出結果に基づいて、自機３の変位の有無を判定し、自機に変位があったと判定した場合に、自機の設置処理として投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を表す第１の輪郭画像を生成することで、投射画像ＰＩの中に第１の輪郭画像に対応する第１の輪郭線Ｆ１が表示される。【選択図】図８

Description

本発明は、スクリーンなどに映像を投影する映像投影装置、映像投影方法、及びプログラムに関する。

スクリーンなどの被照射面に映像を投影する映像投影装置は一般的にプロジェクタと呼ばれ、長い歴史を持っている。
この種の装置は、古くはリバーシブルフィルムのスライドに光を当ててスクリーンや壁面に投影するスライドプロジェクタとして一般家庭でも親しまれ、学校や企業などの団体では、画像を描いた透明なシートに光を当ててスクリーン上に投影するオーバーヘッドプロジェクタとして広く普及していた。
これに対して技術革新が進んだ現在、プロジェクタというと、一般的に、電気信号として出力される画像データを可視化して投影できるようにしたものを指し示すようになってきている。画像データはＨＤＭＩ（登録商標）やＤＶＩ、ＶＧＡなどのインターフェースを介してテレビなどの映像機器やパソコンから送ることができるため、動画はもちろんのこと、あらゆる映像を映し出すことができる。

このようなプロジェクタを動作方式から分類すると、ＣＲＴを利用したＣＲＴ方式と、ライトバルブを利用したライトバルブ方式の二種類に大別することができる。ライトバルブ方式は光源からの光をライトバルブで変調して投影する方式であり、近年主流を占めつつある。液晶プロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタ、ＬＣＯＳプロジェクタ、ＧＬＶプロジェクタはライトバルブ方式である。
ちなみに液晶プロジェクタは液晶パネルに画像を形成し、この液晶パネルに光を透過させてスクリーン上に投影する方式である（特許文献１参照）。いわば透過型であるといえよう。
これに対してＤＬＰ（Digital Light Processing）プロジェクタ、ＬＣＯＳプロジェクタ、ＧＬＶプロジェクタはいずれも、画像を形成する素子に光を当て、その反射光をスクリーンなどに投影するいわば反射型のプロジェクタである。
ＤＬＰプロジェクタはＤＭＤ（Digital Mirror Device）と呼ばれる極小のマイクロミラーを多数マトリクス配列した反射型の表示素子を利用し（特許文献２参照）、ＬＣＯＳプロジェクタはＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）と呼ばれる反射型液晶素子を利用し（特許文献３参照）、ＧＬＶプロジェクタはＧＬＶ（Grating Light Valve）と呼ばれる反射型の表示素子を利用する（特許文献４参照）。

ＣＲＴ方式を採用したプロジェクション型テレビなどの一部に定置式の映像投影装置、つまりプロジェクタが存在するが、プロジェクタといえば可搬式であるのが一般的である。テーブルや移動型専用スタンドなどに据え付け、用意したスクリーンに拡大投影するという使用形態である。

このため映像投影装置を使用するに際しては、スクリーンなどの被照射面に対して、的確な位置に映像を投影することができるように機器を設置調整しなければならない。この設置調整は、スクリーンに投影された投影画像（以下、本明細書の全体を通じて「投射画像」と呼ぶ）を目視しながら、映像投影装置の向きを上下左右に調整することによって行う。
この際、スクリーン上に投影された投射画像の左右位置を合わせる調整はもとよりのこと、上下位置を合わせる調整、つまり映像投影装置の角度の調節も重要である。スクリーンに対して機器が仰角又は俯角を持つと、投射画像が台形に歪むからである。
もっとも最近の機器は台形補正機能（キーストン）を備えるものが多く、この手の映像投影装置では投射画像の台形歪みを自動的に補正するため、機器の角度調節に神経を尖らせる必要がない。とは言っても台形補正は画素変換（スケーリング）によって元の画像を変形させる仕組みなので、画質の劣化を生じさせてしまうことに留意が必要である。高品質な画像を得たい場合には、依然として機器の角度調節に気を配らなければならない。

このように、映像投影装置を使用するに際しては、正しい設置調整が求められる。
ところがスクリーン上に投影された投射画像によってはその輪郭がわかりにくい場合があり、設置調整のための作業に支障をきたしてしまうといった問題があった。
例えば周辺が暗い色になっている映像の場合、投影範囲とその外側の範囲との境界が判然とせず、映像投影装置の設置調整作業が困難をきわめる。
そこでスクリーン上に投影された投射画像の輪郭がはっきりしない場合には、周辺が明るい色の投影画像に切り替えてスクリーンに投影し直し、あらためて設置調整作業をやり直すということが行われており、作業運用によって問題の解決を図っている。
ところがこのような作業は煩わしいばかりでなく、映像投影装置の設置調整に要する時間を無駄に長引かせてしまうため、その解決策が従来から切望されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、映像投影装置を設置調整するに際して、スクリーン上に投影された投射画像の輪郭の視認性を向上させ、設置調整作業の容易化と作業所要時間の短縮とを図ることにある。

請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、入力した映像データに基づいて投影画像を生成して投影する映像投影装置であって、自機の変位を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記自機の変位の有無を判定する判定手段と、前記自機に変位があったと判定した場合に、前記自機の設置処理として前記投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を表す第１の輪郭画像を生成する輪郭画像生成手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、自機に変位があったと判定されている間はその設置調整作業がなされているとみなし、投影画像の中に投影範囲の輪郭を示す第１の輪郭画像を生成してこれを被照射面に投影することができ、従って、例えば投影範囲とその外側の範囲との境界が判然としない投影画像であっても、投影範囲の輪郭をはっきりさせて投影範囲の視認性を向上させ、映像投影装置の設置調整作業の容易化と作業所要時間の短縮とを図ることができる。

本発明の一実施形態に係る映像投影装置の斜視図である。 外装カバーを取り外し、内部の構成部品を露出させた状態を示す斜視図である。 ランプユニットと光学ユニットとを示す斜視図である。 ランプユニットと光学ユニットとを示す水平断面図である。 各部の電気的構成を示すブロック図である。 映像投影装置の設置作業の様子を示す模式図である。 主制御部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は設置処理を実行しないで投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示した図、（ｂ）は設置処理を実施して第１の輪郭画像を生成した投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示する模式図である。 （ａ）は設置処理を実行しないで投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示した図、（ｂ）は設置処理を実施して第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを生成した投影画像をスクリーンに映し出した投射画像の一例（台形補正の場合）を示す模式図である。 （ａ）は設置処理を実行しないで投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示した図、（ｂ）は設置処理を実施して第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを生成した投影画像をスクリーンに映し出した投射画像の別の一例（アスペクト比が異なる場合）を示す模式図である。 ガンマ補正の際のガンマカーブを示すグラフ図である。 （ａ）は設置処理を実行しないで投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示した図、（ｂ）設置処理を実施して第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを生成し（アスペクト比が異なる場合）、なおかつ明度を下げた投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示する模式図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
＜装置の基本構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る映像投影装置の斜視図である。
図１に示すように、映像投影装置１は平坦な矩形形状のハウジング１１の正面に光学装置４２（図２〜図４参照）が備える投射ユニット４０の一部を露出させ、上面に操作部２１、正面に各種の端子群３１を配列している。ハウジング１１はベース１２に外装カバー１３を着脱自在に取り付けた構造である。
操作部２１は、電源スイッチ１５、中心に「決定ボタン」を備える四接点スイッチ１６、「メニュー」「フォーカス」「入力」「ＡＶミュート」からなるプッシュスイッチ１７、及びインジケータ１８を備えている。
端子群３１としては、コンピュータ入力端子３２、ビデオ入力端子３３、ＨＤＭＩ（登録商標）端子３４、音声入力端子３５、音声出力端子３６、有線ＬＡＮ端子３７、及びＵＳＢ端子３８が設けられている。

図２は、外装カバーを取り外し、内部の構成部品を露出させた状態を示す斜視図である。
図２に示すように、映像投影装置１の構成部品の多くはハウジング１１のベース１２に搭載されている。
このような構成部品としては、光源装置４１、前述した光学装置４２、電源回路４３、各種のファン類４４などを備えている。いうまでもなく制御回路７０も構成部品としてベース１２に搭載されている。

図３は、ランプユニットと光学ユニットとを示す斜視図である。図４は、ランプユニットと光学ユニットとを示す水平断面図である。
図３及び図４に示すように、光源装置４１は光源としてランプ４５を備えている。このランプ４５は高圧水銀ランプであり、光学装置４２にむけて白色光を照射する。
図４に示すように、光学装置４２は照明ユニット５０と前述の投射ユニット４０とを備え、画像形成素子としてＤＭＤ（Digital Mirror Device）素子５６を使用している。
このＤＭＤ素子５６は、矩形形状をした極小のマイクロミラーを多数マトリクス配列した反射型の表示素子であり、オン・オフ信号に応じて個々のマイクロミラーの向きを切り替える。

照明ユニット５０はカラーホイール５１、ライトトンネル５２、リレーレンズ５３、平面ミラー５４、及び凹面ミラー５５を備えている。
カラーホイール５１は、光源装置４１のランプ４５が照射する白色光を単位時間ごとにＲＧＢの各色が繰り返す光に変換し、ライトトンネル５２に向けて出射する。ライトトンネル５２は板ガラスを張り合わせて筒状に形成したもので、カラーホイール５１から出射された光をリレーレンズ５３に導く。リレーレンズ５３は二枚のレンズを組み合わせたもので、ライトトンネル５２から出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光する。そして平面ミラー５４及び凹面ミラー５５は、リレーレンズ５３が出射した光を反射してＤＭＤ素子５６へと集光する。

ＤＭＤ素子５６は、映像投影装置１が端子群３１に接続された機器、例えばパソコンから取り込んだ映像データに基づいて個々のマイクロミラーが時分割駆動される。つまりＤＭＤ素子５６にオン・オフ信号を与え、個々のマイクロミラーの向きを切り替える。このような時分割駆動によってＤＭＤ素子５６は、投射ユニット４０に入射する光（使う光）と、入射しない光（捨てる光）とを切り替え、スクリーンに投影する投影画像を生成する。

投射ユニット４０は、複数枚のレンズ群５８からなり、ＤＭＤ素子５６により反射された当該投射ユニットに向かう光を拡大してスクリーンに投影する。なお、投射ユニット４０のレンズ群５８に入射されるのは、ＤＭＤ素子５６のマイクロミラーを反射した「使う光」であり、「捨てる光」は投射ユニット４０が備えるＯＦＦ光板（図示せず）に導かれる。
このような投射ユニット４０は、レンズ群の相対的な位置関係を変更することで、スクリーン上に投影する投射画像ＰＩ（図６参照）の拡大倍率を変更することができる。

図５は、各部の電気的構成を示すブロック図である。
映像投影装置１の制御回路７０は、主制御部７１を主体に構成されている。
主制御部７１は、各種演算処理を実行するＣＰＵ７３に、ＲＯＭ７５とＳＤＲＡＭ７７とＮＶＲＡＭ７９とを接続して構成されている。データを固定的に記憶するＲＯＭ７５にはＢＩＯＳや制御プログラムなどが格納されている。ＣＰＵ７３はデータを書き換え自在に記憶するＳＤＲＡＭ７７をワークエリアとして利用し、ＲＯＭ７５が格納する制御プログラムに従って各部を制御する。ＮＶＲＡＭ７９は、映像投影装置１の電源オフ時にも各種の設定情報などを記録しておくデータ保持メモリデバイスである。
このような主制御部７１には、操作制御部８１、映像音声処理部８３、ランプ駆動部８５、光学制御部９１、及び加速度センサ９３が接続されている。
操作制御部８１は、前述した操作部２１からの信号を取り込んで主制御部７１に入力する入力回路である。主制御部７１のＣＰＵ２１１ａは、操作制御部８１から入力した信号に応じた処理を実行する。

映像音声処理部８３は、前述した端子群３１のインターフェースである映像入力端子部８９から映像データ及び音声データを取り込む集積回路である。
取り込んだデータのうち映像データについては、主制御部７１が処理可能なＲＧＢの映像データの形式に調整し、主制御部７１に出力する。この際、映像音声処理部８３はガンマ補正なども実行する。
取り込んだデータのうち音声データについては、音声出力ユニット８７に出力する。音声出力ユニット８７は、音声データをＤ／Ａ変換したアナログ音声信号をアンプ（図示せず）で増幅してスピーカ（図示せず）から出力する。

ランプ駆動部８５は、ランプ４５を始動して点灯させる放電灯点灯回路であり、ＣＰＵ７３からの命令に従ってランプ４５を始動又は消灯させる。
光学制御部９１は、光学ユニット９５、つまり光学装置４２とＤＭＤ素子５６とを駆動制御する集積回路である。
加速度センサ９３は、ハウジング１１に構成部品を収納した映像投影装置１の自機３（図1参照）に発生した加速度を検出するセンサである。なお、自機３に発生した加速度を検出することができるセンサであれば、その種類を問わずあらゆるセンサを用いることができる。

＜装置の基本作用＞
このような構成において、映像投影装置１は、端子群３１に接続された機器、例えばパソコンなどから映像入力端子部８９を介して映像データ及び音声データを取り込む。取り込んだ映像データについては、映像音声処理部８３がＲＧＢの映像データの形式に調整して主制御部７１に転送し、音声データについては映像音声処理部８３が音声出力ユニット８７を駆動制御し、音声出力がなされる。

主制御部７１は、映像音声処理部８３からＲＧＢの映像データが転送されると、これをスクリーン上に投影するために、カラーホイール５１とＤＭＤ素子５６を駆動制御する。つまり投影しようとする映像データに基づいてＤＭＤ素子５６が備える個々のマイクロミラーを時分割駆動する。より詳細には、カラーホイール５１の回転に同期させて、このカラーホイール５１によって選択されているＲＧＢのうちの一色に対応する画素（ＤＭＤ素子５６のマイクロミラー）に対応するオン・オフ信号を映像データに基づいて生成し、個々のマイクロミラーの向きを切り替える。この動作をＲＧＢの順に繰り返すことで、ＤＭＤ素子５６には映像データに基づく時分割された投影画像が生成される。

そして、カラーホイール５１の回転によって繰り返し生成される個々のＲＧＢの光は、ライトトンネル５２からリレーレンズ５３に入射されてＤＭＤ素子５６に集光される。そして映像データに従った色の画素（ＤＭＤ素子５６のマイクロミラー）の反射光のみが投射ユニット４０に入射され、レンズ群５８によってスクリーン上に拡大投影される。これがＲＧＢの色ごとに繰り返されることで、映像データに基づく完全な投影画像が投射画像ＰＩとしてスクリーンに投影される。

＜装置の設置調整＞
映像投影装置１を使用する際には、投影画像を投影するスクリーンなどの被照射面に対して、的確な位置に映像を投影することが必要である。このため、映像投影装置１の設置調整を行う必要がある。
図６は、映像投影装置の設置作業の様子を示す模式図である。
図６に示すように、映像投影装置の設置調整は、スクリーン（図示せず）に投影された投射画像ＰＩ（ＰＩａ、ＰＩｂ）を目視しながら、映像投影装置１の向きを上下左右に調整することによって行う。
以下、このような映像投影装置１の設置調整について説明する。

図７は、主制御部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
映像投影装置１の主制御部７１が備えるＣＰＵ７３は、ＲＯＭ７５に格納された制御プログラムを順次に読み出して処理を実行する。
まずＣＰＵ７３は、加速度センサ９３が検出した加速度の検出値を読み込む（ステップＳ５）。そしてＲＯＭ７５に格納された予め定義しておいた閾値と加速度センサ９３の検出値とを比較し、加速度の検出値が閾値以上になったかどうかを判定する（ステップＳ１０）。
ＣＰＵ７３は、加速度の検出値が閾値以上の値になっていないと判定した場合（ステップＳ１０のＮ）、ステップＳ５に戻り、上述した処理を繰り返す（待機処理）。一方、ＣＰＵ７３は、加速度の検出値が閾値以上の値になっていると判定した場合（ステップＳ１０のＹ）、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ５、Ｓ１０の処理は、映像投影装置１の設置調整がなされているかどうかを推定する処理である。つまり映像投影装置１の設置調整に際しては、図６に例示するように映像投影装置１の向きを上下左右に調整する。このため映像投影装置１が揺すられ、その自機３には変位が発生する。このため、映像投影装置１の自機３に変位が発生した場合、設置調整差が行なわれていると推定することができる。
ただし、映像投影装置１の自機３に変位が生じたからといって、必ず設置調整作業が行なわれているとは限らない。例えば操作部２１を操作した拍子に映像投影装置１が揺すられたり、設置した机が揺れて映像投影装置１も揺すられたりするということが予想され、このような場合にも映像投影装置１の自機３に変位が発生することになる。
そこで、本実施の形態では、映像投影装置１の自機３にある程度の以上の加速度が発生した場合には設置調整作業が行なわれている蓋然性が認められると考える。この思想のもとに、加速度センサ９３が測定した加速度の検出値が上記閾値以上の値になったことで、映像投影装置１の設置調整がなされていると判断することにする。
従って上記閾値は、映像投影装置１の設置調整がなされているのだろうと推定される程度の加速度の検出値として、制御プログラムに定義（記憶）されている。

図７の説明に戻り、加速度センサ９３が検出した加速度の検出値が閾値以上の値になったと判定した場合、ＣＰＵ７３は、設置処理を実行する（ステップＳ１５）。この処理では、ＤＭＤ素子５６に生成する投影画像として、今まで投影していた投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を表す第１の輪郭画像を生成する処理と、これに付帯する各種の処理を行うことを意味している。つまり設置調整作業を容易にするための処理である。このような設置処理の詳細については後述する。

ステップＳ１５において設置処理を実行した後、ＣＰＵ７３は、再び加速度センサ９３が検出した加速度の検出値を読み込み（ステップＳ２０）、検出した加速度が前述した閾値以上の検出値になったかどうかを判定する（ステップＳ２５）。
ここで、加速度の検出値が閾値以上の検出値になっていないと判定した場合（ステップＳ２５のＮ）、ＣＰＵ７３は例えばＳＤＲＡＭ７７のワークエリア上で経過時間カウンタを加算し（ステップＳ３０）、この経過時間カウンタの値によって判定される経過時間が制御プログラムに記憶（定義）された指定時間を経過したかどうかを判定する（ステップＳ３５）。経過時間が指定時間を経過していないと判定した場合には（ステップＳ３５のＹ）、ステップＳ２０の処理に戻る。

設置処理は、ＤＭＤ素子５６に生成する投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を示す第１の輪郭画像を生成するなど、本来の投影画像を変更する処理である。従って映像投影装置１の設置調整作業が終了すれば、速やかに設置処理を終了すべきである（ステップＳ４５参照）。
しかし、設置調整作業に際しては、絶え間なく次々と映像投影装置１の自機３に閾値を超える値の加速度が発生するとは限らず、むしろそのような加速度が発生する区間と発生しない区間とを繰り返すのが普通であると考えられる。
そこで、本実施の形態では、映像投影装置１の自機３に閾値を超える値の加速度が発生していなくても設置調整作業が行なわれているであろうと推定される時間を「指定時間」として制御プログラムに定義（記憶）し、この指定時間が経過するまでは（ステップＳ３５のＹ参照）、設置処理を継続することにした。

このような意図から、上記経過時間のカウントアップ中（ステップＳ２０〜Ｓ３５）、加速度センサ９３が検出した加速度の検出値が上記閾値以上の値になったと判定した場合（ステップＳ２５のＹ）、ＣＰＵ７３は経過時間カウンタをリセットし（ステップＳ４０）、ステップＳ２０の処理に戻る。つまり制御プログラムが定義する指定時間というのは、設置調整作業が開始してから終了するまでの時間を意図しているわけではなく、映像投影装置１の自機３に変位が発生しない時間がこれだけ続けば設置調整作業が完了しているであろうと推定される時間を意図している。

従ってＣＰＵ７３は、指定時間が経過するまで映像投影装置１の自機３に上記閾値以上の値の加速度が発生しなければ（ステップＳ３５のＹ）、設置処理を終了する（ステップＳ４５）。

＜設置処理＞
図８（ａ）（ｂ）〜図１２に基づいて、ステップＳ１５で実行される設置処理について説明する。図８（ａ）は設置処理を実行しないで投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示した図、（ｂ）は設置処理を実施して第１の輪郭画像を生成した投影画像をスクリーンに映し出した投射画像を例示する模式図である。
図８（ａ）（ｂ）〜図１１において、ＤＭＤ素子５６に生成する投影画像（台形補正、アスペクト比補正などのサイズ変更処理をしない場合の投影画像）の投射可能範囲を符号Ａ１とし、ＤＭＤ素子５６に生成する実際の投影画像（実投影画像）の最大投射範囲を符号Ａ２として現すこととする。

図８（ａ）（ｂ）〜図１１に示すように、ＤＭＤ素子５６に生成した投影画像を投影して投射画像ＰＩをスクリーン（図示せず）に表示する際に、投影画像の投影範囲、つまり投射可能範囲Ａ１が発生する。この投射可能範囲Ａ１は、元の映像データに歪みが発生したり、アスペクト比にずれが発生したりするなどの現象を考慮しない範囲である。
従ってスクリーンに対して機器が仰角又は俯角を持つ場合には、台形に歪んだ範囲となる（図９（ａ）（ｂ）参照）。一方、元の映像データとアスペクト比が異なる場合には、投影画像の上下又は左右にブランク領域Ｂを含む範囲となる（図１０（ａ）（ｂ）、図１２（ａ）（ｂ）参照）。
つまり投射可能範囲Ａ１は、ＤＭＤ素子５６に生成する実投影画像の最大投射範囲Ａ２に必ずしも一致するとは限らず、一致する場合もあれば（図８（ａ）（ｂ）参照）、一致しない場合もある（図９（ａ）（ｂ）、図１０（ａ）（ｂ）、図１２（ａ）（ｂ）参照）。

（１）投射可能範囲Ａ１が最大投射範囲Ａ２に一致する場合について説明する。
映像投影装置１の設置調整は、その投射可能範囲Ａ１（＝最大投射範囲Ａ２）をスクリーン上の適当な位置に位置合わせすることによって行う。
ところが図８（ａ）に示すように、スクリーン上に投影された投射画像ＰＩによってはその輪郭がわかりにくい場合がある。例えば周辺が暗い色になっている映像の場合、投影範囲とその外側の範囲との境界が判然とせず、投射画像ＰＩの輪郭がわかりにくい。このため映像投影装置１の設置調整作業が困難をきわめる。
そこで本実施の形態では、ＤＭＤ素子５６に生成する投影画像の中に投影範囲の輪郭を示す第１の輪郭画像を生成する処理を実行する。この処理は、ＲＯＭ７５に格納された制御プログラムに従いＣＰＵ７３が実行する処理である。
その結果、図８（ｂ）に示すように、投射画像ＰＩには、投影画像に生成された第１の輪郭画像に対応する第１の輪郭線Ｆ１が表示される。これによって映像投影装置１の設置調整作業の容易化が図られる。

（２）投射可能範囲Ａ１が最大投射範囲Ａ２に一致しない場合について説明する。
（ａ）台形補正をした場合に発生する問題点について説明する。
図９（ａ）（ｂ）に例示するように、映像投影装置１がスクリーンに対して仰角又は俯角を持つと、投射画像ＰＩが台形に歪む。
そこで本実施の形態の映像投影装置１は台形補正機能（キースント）を備え、投射画像ＰＩが台形に歪む場合には台形補正処理を実行し、矩形に整えられた画像が投射画像ＰＩとしてスクリーンに投影されるようにする。台形補正処理は画素変換（スケーリング）によって元画像に変更を加える処理であり、それ自体は周知の処理なのでその処理内容の説明は省略する。

ところで台形補正処理を実行した場合、図９（ａ）に示すように、実画像の最大投射範囲Ａ２が台形に変形する投射可能範囲Ａ１と一致せず、投射可能範囲Ａ１よりも小さな画像としてスクリーンに表示される。つまり投射可能範囲Ａ１中の最大投射範囲Ａ２以外の領域は、ブランク領域Ｂとして黒く表示される。あるいは必ずしも黒表示でなくても良いのだが、ブランクであることを示す何らかの表示がなされる。
ここで、問題点として、一般的には黒表示されるブランク領域Ｂと台形補正された実投影画像の最大投射範囲Ａ２との境界が、投射画像ＰＩによってはわかりにくくなる場合がある。例えばブランク領域Ｂが黒く表示され、投射画像ＰＩの周辺が暗い色である場合、ブランク領域Ｂと最大投射範囲Ａ２との境界が判然とせず、最大投射範囲Ａ２に表示される実投影画像の輪郭がわかりにくくなってしまう。このため設置調整作業に際して行なうべき投影画像の位置決め作業が困難になるという問題が発生する。

（ｂ）アスペクト比の補正をした場合に発生する問題点について説明する。
映像投影装置１は、端子群３１に接続された機器から映像入力端子部８９を介して映像データを取り込み、取り込んだ映像データを投射画像ＰＩとしてスクリーンなどの被照射面に再現する。この際、映像投影装置１もそれ自体特定のアスペクト比をもってＤＭＤ素子５６に投影画像を生成し、投射画像ＰＩとして投影するが、これが映像データのアスペクト比と一致しない場合がある。
そこで本実施の形態の映像投影装置１はアスペクト比補正機能を備え、アスペクト比が一致しない場合にはアスペクト比補正処理を実行し、元の映像データのアスペクト比のとおりの画像が投射画像ＰＩとしてスクリーンに投影されるようにする（図１０（ａ）（ｂ）、図１２（ａ）（ｂ）参照）。アスペクト比補正処理は画素変換（スケーリング）によって元画像に変更を加える処理であり、それ自体は周知の処理なのでその処理内容の説明は省略する。

ところで図１０（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、アスペクト比補正処理を実行した場合、実画像の最大投射範囲Ａ２が投射可能範囲Ａ１と一致せず、投射可能範囲Ａ１よりも小さな画像としてスクリーンに表示される。つまり投射可能範囲Ａ１中の最大投射範囲Ａ２以外の領域は、ブランク領域Ｂとして黒く表示される。あるいは必ずしも黒表示でなくても良いのだが、ブランクであることを示す何らかの表示がなされる。
図１０（ａ）及び図１２（ａ）は映像データのアスペクト比の方がＤＭＤ素子５６に生成する投影画像のアスペクト比よりも横長である場合の一例を示している。このため、投射画像ＰＩの上下にブランク領域Ｂが出現している。これに対して映像データのアスペクト比の方がＤＭＤ素子５６に生成する投影画像のアスペクト比よりも縦長である場合には、投射画像ＰＩの左右にブランク領域Ｂが出現する。
ここで、問題点として、一般的には黒表示されるブランク領域Ｂと実投影画像の最大投射範囲Ａ２との境界が、投射画像ＰＩによってはわかりにくい場合がある。例えばブランク領域Ｂが黒く表示され、投射画像ＰＩの周辺が暗い色である場合、ブランク領域Ｂと最大投射範囲Ａ２との境界が判然とせず、最大投射範囲Ａ２に表示される実投影画像の輪郭がわかりにくくなってしまう。このため、設置調整作業に際して行なうべき実投影画像の位置決め作業が困難になるという問題が発生する。

（ｃ）問題点の解決手法について説明する。
以上説明した問題点を解決するために本実施の形態では、ＤＭＤ素子５６に生成する投影画像の中に実投影画像の輪郭を示す第２の輪郭画像を生成する処理を実行する。この場合、第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを互いに識別する識別処理を行って生成する。
この識別処理では、第１の輪郭画像の色と、第２の輪郭画像の色とが異なるように色分けする。一例として、第１の輪郭画像は赤色、第２の輪郭画像は青色とする。第１の輪郭画像と第２の輪郭画像との識別が可能であれば、もちろん他の色でも良い。
このような処理は、ＲＯＭ７５に格納された制御プログラムに従いＣＰＵ７３が実行する処理である。
その結果、図９（ｂ）、図１０（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように、投射画像ＰＩには、投影画像に生成された第１の輪郭画像に対応する第１の輪郭線Ｆ１と、第２の輪郭画像に対応する第２の輪郭線Ｆ２とが異なる表示色で表示される。これによって映像投影装置１の設置調整作業の容易化が図られる。

（３）明度調節について説明する。
前述したとおり、映像音声処理部８３はガンマ補正を実行する。
つまり図１１に示すように、映像データが含む各画素の輝度値（入力）とスクリーンに表示される投射画像ＰＩの輝度（出力）とがリニアなガンマカーブを描いて変化するように、ガンマ値を補正する。図１１中、通常使用時のガンマカーブをａで示す。

これに対して、映像投影装置１の設置調整作業時には、誤って人のいる方向に映像投影装置１を向けてしまう可能性がある。この場合には図１２（ａ）に例示する投射画像ＰＩをスクリーンに表示する場合の投射ユニット４０からの照射光が人の目に入ってしまい、眩しさを感じさせるなどの不都合が発生する。
そこで本実施の形態では、設置調整作業に際して、ガンマカーブを図１１中にｂで示すようなカーブに設定し、投射画像ＰＩの明度を低下させる。
このような処理は、ＲＯＭ７５に格納された制御プログラムに従いＣＰＵ７３が映像音声処理部８３にガンマ補正信号を与えることによって実行される。
その結果、図１２（ｂ）に例示するように、投射画像ＰＩの明度が低下する。

以上説明したように本実施の形態によれば、映像投影装置１の自機３の変位が判定されている間はその設置調整がなされていると推定し、投影画像の中に投影範囲の輪郭を示す第１の輪郭画像を生成してこれをスクリーンなどの被照射面に投影する。これによって映像投影装置１の投射可能範囲Ａ１を示す第１の輪郭画像に対応する第１の輪郭線Ｆ１が投射画像ＰＩに表示されるため、投射可能範囲Ａ１の輪郭がはっきりしてその視認性が向上し、設置調整作業の容易化が図られる。

また本実施の形態によれば、投射可能範囲Ａ１が実投影画像の最大投射範囲Ａ２に一致しない場合であっても、第２の輪郭線Ｆ２を表示すること最大投射範囲Ａ２の外周輪郭をはっきりさせてその視認性を向上させ、映像投影装置の設置調整作業の容易化と作業所要時間の短縮とを図ることができる。

この場合、第１の輪郭画像を投影した第１の輪郭線Ｆ１と第２の輪郭画像を投影した第２の輪郭線Ｆ２とを互いに識別する識別処理を行うので、第１の輪郭線Ｆ１と第２の輪郭線Ｆ２との間の錯綜を防止することができ、第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを明確に分けて示すことができる。このとき色分けによって第１の輪郭画像を投影した第１の輪郭線Ｆ１と第２の輪郭画像を投影した第２の輪郭線Ｆ２とを識別するので、複雑な処理を要することなく第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを明確に分けて示すことができる。

また本実施の形態によれば、設置処理の実行中、識別処理では、第１の輪郭画像を投影している場合、投影画像の明度を低下させるので、設置調整作業時に誤って人のいる方向に映像投影装置１を向けてしまい、輝度の高い照射光が人の目に入ったとしても、さほど眩しさを感じさせないようにすることができる。

また本実施の形態によれば、加速度センサ９３の出力信号によって映像投影装置１の自機３の変位の有無を判定するので、簡単な構成によって確実に自機３に変位があったかどうかを判定することができる。この場合、加速度センサ９３が予め決められた加速度を検出したことをもって、自機３が変位したと判定するので、ちょっとした微振動などが映像投影装置１の自機３に伝わり、設置調整作業中でないにもかかわらず設置処理が実行されてしまうような不都合を防止することができる。

さらに本実施の形態によれば、映像投影装置１の自機３が変位したと判定した後、変位があったことの判定を行わないまま予め決められた時間が経過するまでは設置処理を実行するので、設置調整作業が行われていることであろうと推定する際の推定の確実性を高めることができ、現実には設置調整作業中であるにもかかわらず、第１の輪郭画像を投影した第１の輪郭線Ｆ１や第２の輪郭画像を投影した第２の輪郭線Ｆ２が不意に消えてしまうというような不都合の発生を防止することができる。

＜変形例＞
実施に際しては、以下に例示する各種の変更や変形が可能である。
＜変形例１＞
第１の輪郭画像については、ＤＭＤ素子５６に生成する投影画像（台形補正、アスペクト比補正などのサイズ変更処理をしない場合の投影画像）の投射可能範囲Ａ１を第１の輪郭線Ｆ１の形態で示すのみならず、各種の変形や変更が可能である。
例えば、投射可能範囲Ａ１よりもやや内側の範囲を第１の輪郭線Ｆ１として表示する手法、投射可能範囲Ａ１よりもやや外側の範囲を第１の輪郭線Ｆ１として表示する手法、投射可能範囲Ａ１の周辺領域をグラデーション表示する手法、投射可能範囲Ａ１の輪郭位置、そのやや内側又は外側の位置、あるいはその周辺のグラデーション表示を点滅表示する手法、などで投影画像を投影する投影範囲の輪郭、つまり投射可能範囲Ａ１を示すようにしても良い。

＜変形例２＞
第２の輪郭画像についても、ＤＭＤ素子５６に生成する実際の投影画像（実投影画像）の最大投射範囲Ａ２を第２の輪郭線Ｆ２の形態で示すのみならず、各種の変形や変更が可能である。
例えば、投射範囲Ａ２よりもやや内側の範囲を第２の輪郭線Ｆ２として表示する手法、投射範囲Ａ２よりもやや外側の範囲を第２の輪郭線Ｆ２として表示する手法、投射範囲Ａ２の周辺領域をグラデーション表示する手法、投射範囲Ａ２の輪郭位置、そのやや内側又は外側の位置、あるいはその周辺のグラデーション表示を点滅表示する手法、などで実投影画像を投影する投影範囲の輪郭、つまり投射範囲Ａ２を示すようにしても良い。

＜変形例３＞
本実施の形態は、画像表示素子にＤＭＤ素子５６を用いたＤＬＰプロジェクタに適用した一例を示した。
これに対して、他の種類のライトバルブ方式のプロジェクタ、例えば液晶プロジェクタ、ＬＣＯＳプロジェクタ、ＧＬＶプロジェクタなどに本実施の形態の設置処理を適用するようにしても良い。あるいはライトバルブ方式に限らず、ＣＲＴ方式のプロジェクタへの適用も可能である。画像表示素子に第１の輪郭画像や第２の輪郭画像を形成し、スクリーンなどの被照射面に第１の輪郭線Ｆ１や第２の輪郭線Ｆ２を表示できるプロジェクタであれば、あらゆる種類のプロジェクタに本実施の形態の設置処理を適用することができる。

＜変形例４＞
本実施の形態では、ＣＰＵ７３が、加速度センサ９３が検出した加速度の検出値が閾値以上になったかどうかを判定している（図７のフローチャート中のステップＳ１０、ステップＳ２５参照）。
これに対して実施に際しては、加速度センサ９３が検出した加速度の検出値が閾値以下であるかどうか、加速度センサ９３が検出した加速度の検出値が閾値を越えたかどうか、加速度センサ９３が検出した加速度の検出値が閾値を越えていないかどうか、などの各種の変形や変更が可能である。
つまり本実施の形態は、加速度センサ９３が予め決められた加速度を検出したことをもって、映像投影装置１の自機３の変位、つまり設置調整作業中であることを判定しているわけで、そのための具体的な処理内容については、各種の処理内容が実施可能である。

＜変形例５＞
本実施の形態では、ＣＰＵ７３が、経過時間カウンタの値によって判定される経過時間が制御プログラムに定義（記憶）された指定時間を経過したかどうかを判定している（図７のフローチャート中のステップＳ３５参照）。
この場合の時間の経過というのは、実際の経過時間が指定時間以上になった場合、実際の経過時間が指定時間以下である場合、実際の経過時間が指定時間を超えた場合、実際の経過時間が指定時間を超えない場合、などの各種の算出手法によって求めることができる。
本実施の形態は、映像投影装置１の自機３に変位があったと判定した後、変位があったことを判定しないまま予め決められた時間が経過するまでは設置処理を実行するのであって、そのための具体的な処理内容については、各種の処理内容が実施可能である。

（６）その他
上記（１）〜（５）以外にも、あらゆる変形や変更が許容されることは言うまでもない。

＜本発明の実施態様例と効果＞
＜第１態様＞
本態様の映像投影装置１は、入力した映像データに基づいて投影画像を生成して投影する映像投影装置であって、自機３の変位を検出する加速度センサ９３と、加速度センサ９３による検出結果に基づいて、自機３の変位の有無を判定するＣＰＵ７３と、自機３に変位があったと判定した場合に、自機３の設置処理として投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を表す第１の輪郭画像を生成するＣＰＵ７３と、を備える、ことを特徴とする。
本態様によれば、自機の変位があると判定されている間はその設置時の調整がなされているとみなし、投影画像の中に投影範囲の輪郭を示す第１の輪郭画像を生成してこれを被照射面に投影することができ、従って、例えば投影範囲とその外側の範囲との境界が判然としない投影画像であっても、投影範囲の輪郭をはっきりさせてその視認性を向上させ、映像投影装置の設置調整作業の容易化と作業所要時間の短縮とを図ることができる。

＜第２態様＞
本態様の輪郭画像生成手段は、投影画像中に映像データに対応する部分の輪郭を表す第２の輪郭画像を生成することを特徴とする。
本態様によれば、投影範囲と実投影画像の範囲とが一致しない場合であっても、投影画像の中に実投影画像の輪郭を示す第２の輪郭画像を生成してこれを被照射面に投影することができ、従って、例えば実投影画像の範囲とその外側の範囲との境界が判然としない実投影画像であっても、実投影画像の範囲の輪郭をはっきりさせてその視認性を向上させ、映像投影装置の設置調整作業の容易化と作業所要時間の短縮とを図ることができる。

＜第３態様＞
本態様のＣＰＵ７３は、第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを互いに識別する識別処理を行う、ことを特徴とする。
本態様によれば、第１の輪郭画像と第２の輪郭画像との間の錯綜を防止することができ、第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを明確に分けて示すことができる。

＜第４態様＞
本態様のＣＰＵ７３による識別処理では、第１の輪郭画像の色と、第２の輪郭画像の色とが異なるように色分けする、ことを特徴とする。
本態様によれば、複雑な処理を要することなく第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とを明確に分けて示すことができる。

＜第５態様＞
本態様のＣＰＵ７３による識別処理では、第１の輪郭画像を投影している場合、投影画像の明度を低下させる、ことを特徴とする。
本態様によれば、設置調整作業時に誤って人のいる方向に映像投影装置を向けてしまい、輝度の高い照射光が人の目に入ったとしても、さほど眩しさを感じさせないようにすることができる。

＜第６態様＞
本態様の検出手段は、加速度センサ９３である、ことを特徴とする。
本態様によれば、簡単な構成によって確実に自機に変位があったかどうかを判定することができる。

＜第７態様＞
本態様の自機３に変位があったと判定した後、判定手段での判定を行わないまま所定の時間が経過するまでは設置処理を行う、ことを特徴とする。
本態様によれば、設置調整作業が行われていることであろうと推定する際の推定の確実性を高めることができ、現実には設置調整作業中であるにもかかわらず、第１の輪郭画像や第２の輪郭画像を投影した輪郭画像が不意に消えてしまうというような不都合の発生を防止することができる。

＜第８態様＞
本態様の映像投影方法は、入力した映像データに基づいて投影画像を生成して投影する映像投影方法であって、自機３の変位を検出する加速度センサ９３による検出結果に基づいて、自機の変位の有無を判定する判定ステップ（Ｓ１０）と、自機３に変位があったと判定した場合に、自機３の設置処理として投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を表す第１の輪郭画像を生成する輪郭画像生成ステップ（Ｓ１５）と、を備え、ことを特徴とする。
本態様によれば、自機の変位があると判定されている間はその設置時の調整がなされているとみなし、投影画像の中に投影範囲の輪郭を示す第１の輪郭画像を生成してこれを被照射面に投影することができ、従って、例えば投影範囲とその外側の範囲との境界が判然としない投影画像であっても、投影範囲の輪郭をはっきりさせてその視認性を向上させ、映像投影装置の設置調整作業の容易化と作業所要時間の短縮とを図ることができる。

＜第９態様＞
本態様のプログラムは、第８様の各ステップをプロセッサに実行させることを特徴とする。
本態様によれば、各ステップをＣＰＵ７３に実行させることができるので、自機の変位があると判定されている間はその設置時の調整がなされているとみなし、投影画像の中に投影範囲の輪郭を示す第１の輪郭画像を生成してこれを被照射面に投影することができる。

１…映像投影装置、３…自機、１１…ハウジング、４５…ランプ、７１…主制御部、７３…ＣＰＵ、８５…ランプ駆動部、９１…光学制御部、９３…加速度センサ

特開平０５−０１１３７１号公報 特開２０００−３２１５２９号公報 特開２０１３−００３８５９号公報 特開２００２−１３１８３８号公報

Claims (9)

1. 入力した映像データに基づいて投影画像を生成して投影する映像投影装置であって、
   自機の変位を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づいて、前記自機の変位の有無を判定する判定手段と、
   前記自機に変位があったと判定した場合に、前記自機の設置処理として前記投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を表す第１の輪郭画像を生成する輪郭画像生成手段と、を備える、ことを特徴とする映像投影装置。
2. 前記輪郭画像生成手段は、前記投影画像中に前記映像データに対応する部分の輪郭を表す第２の輪郭画像を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の映像投影装置。
3. 前記輪郭画像生成手段は、前記第１の輪郭画像と前記第２の輪郭画像とを互いに識別する識別処理を行う、
   ことを特徴とする請求項２に記載の映像投影装置。
4. 前記輪郭画像生成手段による前記識別処理では、前記第１の輪郭画像の色と、前記第２の輪郭画像の色とが異なるように色分けする、ことを特徴とする請求項３に記載の映像投影装置。
5. 前記輪郭画像生成手段による前記識別処理では、前記第１の輪郭画像を投影している場合、前記投影画像の明度を低下させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の映像投影装置。
6. 前記検出手段は、加速度センサである、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の映像投影装置。
7. 前記自機に変位があったと判定した後、前記判定手段での判定を行わないまま所定の時間が経過するまでは前記設置処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の映像投影装置。
8. 入力した映像データに基づいて投影画像を生成して投影する映像投影方法であって、
   自機の変位を検出する検出手段による検出結果に基づいて、前記自機の変位の有無を判定する判定ステップと、
   前記自機に変位があったと判定した場合に、前記自機の設置処理として前記投影画像の中に投影範囲の外周輪郭を表す第１の輪郭画像を生成する輪郭画像生成ステップと、を備え、ことを特徴とする映像投影方法。
9. 請求項８に記載の各ステップをプロセッサに実行させることを特徴とするプログラム。

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